模擬電路的基本放大電路知識匯總

1、1.2.1 模擬信號的放大放大是最基本的模擬信號處理功能，它是通過放大電路實現(xiàn)的，大多數(shù)模擬電子系統(tǒng)中都應用了不同類型的放大電路。放大電路也是構(gòu)成其他模擬電路，如濾波、振蕩、穩(wěn)壓等功能電路的基本單元電路。電子技術(shù)里的“放大”有兩方面的含義：一是能將微弱的電信號增強到人們所需要的數(shù)值（即放大電信號），以便于人們測量和使用；檢測外部物理信號的傳感器所輸出的電信號通常是很微弱的，例如前面介紹的高溫計，其輸出電壓僅有毫伏量級，而細胞電生理實驗中所檢測到的細胞膜離子單通道電流甚至只有皮安（pA,10-12A）量級。對這些能量過于微弱的信號，既無法直接顯示，一般也很難作進一步分析處理。通常必須把它們放大到

2、數(shù)百毫伏量級，才能用數(shù)字式儀表或傳統(tǒng)的指針式儀表顯示出來。若對信號進行數(shù)字化處理，則須把信號放大到數(shù)伏量級才能被一般的模數(shù)轉(zhuǎn)換器所接受。二是要求放大后的信號波形與放大前的波形的形狀相同或基本相同，即信號不能失真，否則就會丟失要傳送的信息，失去了放大的意義。某些電子系統(tǒng)需要輸出較大的功率，如家用音響系統(tǒng)往往需要把聲頻信號功率提高到數(shù)瓦或數(shù)十瓦。而輸入信號的能量較微弱，不足以推動負載，因此需要給放大電路另外提供一個直流能源，通過輸入信號的控制，使放大電路能將直流能源的能量轉(zhuǎn)化為較大的輸出能量，去推動負載。這種小能量對大能量的控制作用是放大的本質(zhì)。針對不同的應用，需要設(shè)計不同的放大電路。1.2.2

3、放大電路的四種模型放大電路的一般符號如圖1所示， 為信號源電壓，Rs為信號源內(nèi)阻， 和 分別為輸入電壓和輸入電流，RL為負載電阻， 和 分別為輸出電壓和輸出電流。在實際應用中，根據(jù)放大電路輸入信號的條件和對輸出信號的要求，放大電路可分為四種類型。電壓放大電路如果只需考慮電路的輸出電壓 和輸出電壓 的關(guān)系，則可表達為式中 為電路的電壓增益。前述爐溫控制系統(tǒng)中對高溫計輸出電壓信號的放大，就是使用了這種放大電路。電流放大電路若只考慮圖1中放大電路的輸出電流 和輸入電流 的關(guān)系，則可表達為式中 為電流增益，這種電路稱為電流放大電路。互阻放大電路當需要把電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，如前述細胞電生理技術(shù)中，需

4、要檢測細胞膜離子通道的微弱電流時，則可利用互阻放大電路，其表達式為式中 為放大電路的輸入電流， 為輸出電壓， 為互阻增益，其量綱為W。這里把信號放大的的概念延伸了，與前述無量綱的電壓增益和電流增益不同。互導放大電路當電路中輸入信號取 ，輸出信號取 ，輸出對輸入信號的關(guān)系可表達為式中 稱為放大電路的互導增益，它具有導納量綱S。相應地，這種放大電路得名為互導放大電路。一、電壓放大模型如上一知識點所述，根據(jù)實際的輸入信號和所需的輸出信號是電壓或者電流，放大電路可分為四種類型，即：電壓放大、電流放大、互阻放大和互導放大。為了進一步討論這四類放大電路的性能指標，可以建立起四種不同的雙口網(wǎng)絡(luò)作為相應類型放

5、大電路模型。這些模型采用一些基本的元件來構(gòu)成電路，只是為了等效放大電路的輸入和輸出特性，而忽略各種實際放大電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖1圖1虛線框內(nèi)的電路是一般化的電壓放大電路模型，它由輸入電阻Ri、輸出電阻Ro和受控電壓源 三個基本元件構(gòu)成，其中 為輸入電壓， 為輸出開路（RL = ）時的電壓增益。圖中放大電路模型與電壓信號源 、信號源內(nèi)阻Rs以及負載電阻RL的組合，可在RL兩端得到對應 的輸出信號 。從圖1可以看出，由于Ro與RL的分壓作用，使負載電阻RL上的電壓信號 小于受控電壓源的信號幅值，即可見，其電壓增益為的恒定性受到RL變化的影響，隨RL的減小而降低。這就要求在電路設(shè)計時努力使RoRs時，

6、才能使Rs對信號的衰減作用大為減小。這就要求設(shè)計電路時，應盡量設(shè)法提高電壓放大電路的輸入電阻Ri。理想電壓放大電路的輸入電阻應為Ri= 。 此時， = ，信號免受衰減。從上述分析可知，電壓放大電路適用于信號源內(nèi)阻Rs較小且負載電阻RL較大的場合。圖1中所示電路模型的下部，輸入回路和輸出回路之間都有一根連線，并標以“”符號，這是作為電路輸入與輸出信號的共同端點或參考電位點。這個參考點對于分析電子電路是必要的，而且是很方便的。圖2然而，當前有許多工業(yè)控制設(shè)備及醫(yī)療設(shè)備，為了提高安全性和抗干擾能力，在前級信號預放大中，普遍采用所謂的隔離放大，即放大電路的輸入與輸出電路（包括供電電源）相互絕緣，輸入與

7、輸出信號之間不存在任何公共參考點。這種類型的電壓放大電路模型如圖2所示。輸入和輸出之間有無公共參考點對本章所有內(nèi)容的討論沒有影響。二、電流放大模型圖1的虛線框內(nèi)是電流放大電路模型。與電壓放大電路模型在形式上不同之處在輸出回路，它是由受控制電流源 和輸出電阻Ro并聯(lián)而成，其中 為輸入電流， 為輸出短路（RL=0）的電流增益。受控電流源是另一種受控信號源，本例中控制信號是輸入電流 。電流放大電路與外電路相連同樣存在信號衰減問題。與電壓放大電路相對應，衰減發(fā)生是由于放大電路輸出電阻Ro和信號源內(nèi)阻Rs分別在電路輸出和輸入端對信號電流的分流。由圖1可知，在輸出端，RL和Ro有如下的分流關(guān)系帶負載RL時

8、的電流增益為在電路輸入端，Rs和Ri有如下的分流關(guān)系由此可見，只有當RoRL和RiRo時，才可使電路具有較理想的電流放大效果。從電路特性可知，電流放大電路一般適用于信號源內(nèi)阻Rs較大而負載電阻RL較小的場合。三、互阻與互導放大電路模型圖1（a）和（b）的虛線框內(nèi)分別為互阻放大和互導放大電路模型。兩電路的輸出信號分別由受控制電壓源 和受控制電流源 產(chǎn)生。在理想狀態(tài)下，互阻放大電路要求輸入電阻Ri=0且輸出電阻Ro=0，而互導放大電路則要求輸入電阻Ri= ，輸出電阻Ro= 。電路中的 稱為輸出開路時的互阻增益， 稱為輸出短路的互導增益。兩模型的詳細情況讀者可自行分析。 (a)(b)圖1四、模型的轉(zhuǎn)

9、換根據(jù)信號源的戴維寧-諾頓等效變換原理，上述四種電路模型相互之間可以實現(xiàn)任意轉(zhuǎn)換。例如圖1（a）電壓放大電路模型的開路輸出電壓為 ，而根據(jù)圖（b）電流放大電路模型可得開路輸出電壓為 且 ，令兩電路等效，于是有即可得 。同理可得和兩式。(a)(b)圖1這樣其他三種電路模型都可轉(zhuǎn)換為電壓放大電路模型。同理可實現(xiàn)其他放大電路模型之間的轉(zhuǎn)換。 一個實際的放大電路原則上可以取四類電路模型中任意一種作為它的電路模型，但是根據(jù)信號源的性質(zhì)和負載的要求，一般只有一種模型在電路設(shè)計或分析中概念最明確，運用最方便。例如，信號源為低內(nèi)阻的電壓源，要求輸出為電壓信號時，以選用電壓放大電路模型為宜。而某種場合需要將來自

10、高阻抗傳感器的電流信號變換為電壓信號時，則以采用互阻放大電路模型較合適，如此等等。1.2.3 放大電路的性能指標放大電路的性能指標是衡量它的品質(zhì)優(yōu)劣的標準，并決定其適用范圍。這里主要討論放大電路的輸入電阻、輸出電阻、增益、頻率響應和非線性失真等幾項主要性能指標。放大電路除上述五種主要性能指標外，針對不同用途的電路，還常會提出一些其他指標，諸如最大輸出功率、效率、信號噪聲比、抗干擾能力等等，甚至在某些特殊使用場合還會提出體積、重量、工作溫度、環(huán)境溫度等要求。其中有些在通常條件下很容易達到的技術(shù)指標，但在特殊條件下往往就變得很難達到，如強背景噪聲、高溫等惡劣環(huán)境下運行，即屬這種情況。要想全面達到應

11、用中所要求的性能指標，除合理設(shè)計電路外，還要靠選擇高質(zhì)量的元器件及高水平的制造工藝來保證，尤其是后者經(jīng)常被初學者所忽視。上述問題有些在后續(xù)各章中進行討論，有些則不屬于本課程的范圍，有興趣的讀者可參考有關(guān)資料及在以后工作實踐中學習。一、輸入電阻 圖1圖2前述四種放大電路，不論使用哪種模型，其輸入電阻Ri和輸出電阻Ro均可用圖1來表示。如圖所示，輸入電阻等于輸入電壓 與輸入電流 的比值，即輸入電阻Ri的大小決定了放大電路從信號吸取信號幅值的大小。對輸入為電壓信號的放大電路，即電壓放大和互導放大，Ri愈大，則放大電路輸入端的值愈大。反之，輸入為電流信號的放大電路，即電流放大和互阻放大，Ri愈小，注入

12、放大電路的輸入電流愈大。當定量分析放大電路的輸入電阻Ri時，一般可假定在輸入端外加一測試電壓，如圖2所示，根據(jù)放大電路內(nèi)的各元件參數(shù)計算出相應在的測試電流，則二、輸出電阻放大電路輸出電阻Ro的大小決定它帶負載的能力。圖1 當定量分析放大電路的輸出電阻Ro時，可采用圖1所示的方法。在信號源短路（=0，但保留Rs）和負載開路（RL = ）的條件下，在放大電路的輸出端加一測試電壓，相應地產(chǎn)生一測試電流，于是可得輸出電阻為根據(jù)這個關(guān)系，即可算出各種放大電路的輸出電阻。必須注意，以上所討論的放大電路的輸入電阻和輸出電阻不是直流電阻，而是在線性運用情況下的交流電阻，用符號R帶有小寫字母下標i和o來表示。三

13、、對數(shù)增益如前所述，四種放大電路分別具有不同的增益，如電壓增益 、電流增益 、互阻增益 及互導增益 。它們實際反映了放大電路在輸入信號控制下，將供電電源能量轉(zhuǎn)換為信號能量的能力。其中 和 兩種無量綱增益在工程上常用以10為底的對數(shù)增益表達，其基本單位為B（貝爾，Bel），平時用它的十分之一單位dB（分貝）。這樣用分貝表示的電壓增益和電流增益分別如下式所示：電壓增益=20lg| | dB電壓增益=20lg| | dB由于功率與電壓（或電流）的平方成比例，因而功率增益表示為功率增益=10lg dB上述電壓增益 和電流增益 用其幅值。在某些情況下， 或 也許為負數(shù)，這意味著輸出與輸入之間的相位關(guān)系為

14、180，這與對數(shù)增益為負值時的意義不能混淆。在某種情況下，放大電路的增益為-20dB，這表示信號電壓衰減到1/10，即|=0.1。用對數(shù)方式表達放大電路的增益之所以在工程上得到廣泛的應用是由于：（1）當用對數(shù)坐標表達增益隨頻率變化的曲線時，可大大擴大增益變化的視野；（2）計算多級放大電路的總增益時，可將乘法化為加法進行運算。上述二點有助于簡化電路的分析和設(shè)計過程。四、頻率響應與帶寬如前所述的放大電路模型是極為簡單的模型，實際的放大電路中總是存在一些電抗性元件，如電容、電感、電子器件的極間電容以及接線電容與接線電感等。因此，放大電路的輸出和輸入之間的關(guān)系必然和信號頻率有關(guān)。放大電路的頻率響應所指

15、的是，在輸入正弦信號情況下，輸出隨頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應。若考慮電抗性元件的作用和信號角頻率變量，則放大電路的電壓增益可表達為或 式中：信號的角頻率；AV()表示電壓增益的模與角頻率之間的關(guān)系，稱為幅頻響應；j()表示放大電路輸出與輸入正弦電壓信號的相位差與角頻率之間的關(guān)系，稱為相頻響應。幅頻響應和相頻響應綜合起來可全面表征放大電路的頻率響應。圖1 圖1是一個普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應。為了符合通常習慣，橫坐標采用頻率單位f =/(2p)，與角頻率只存在標尺倍率之差。值得注意的是，圖中的坐標均采用對數(shù)刻度，稱為波特(Bode)圖，這樣處理不僅把頻率和增益變化范圍展得很寬，而且在繪制近似頻率

16、響應曲線時也十分簡便。圖1所示幅頻響應的中間一段是平坦的，即增益保持常數(shù)60dB，稱為中頻區(qū)。在20Hz和20kHz兩點增益分別下降3dB，而在低于20Hz和高于20kHz的兩個區(qū)域，增益隨頻率遠離這兩點而下降。在輸入信號幅值保持不變條件下，增益下降3dB的頻率點，其輸出功率約等于中頻區(qū)輸出功率的一半，通常稱為半功率點。一般把幅頻響應的高、低兩個半功率點間的頻率差定義為放大電路的帶寬，即 BW = fH - fLfH頻率響應的高端半功率點，也稱為上限頻率；圖2fL稱為下限頻率。由于通常有fL fH的關(guān)系，故有BW fH。有些放大電路的頻率響應，中頻區(qū)平坦部分一直延伸到直流，如圖2所示?？梢哉J為

17、它是圖1的一種特殊情況，即下限頻率為零。這種放大電路稱為直流（直接耦合）放大電路。現(xiàn)代模擬集成電路大多采用直接耦合進行放大。五、頻率失真從信號的頻譜一節(jié)的討論可知，理論上許多非正弦信號的頻譜范圍都延伸到無窮大，而放大電路的帶寬卻是有限的，并且相頻響應也不能保持常數(shù)。例如圖1中輸入信號由基波和二次諧波組成，如果受放大電路帶寬所限制，基波增益較大，而二次諧波增益較小，于是輸出電壓波形產(chǎn)生了失真，這種由于放大電路對不同頻率信號的增益不同，產(chǎn)生的失真叫作幅度失真。同樣，當放大電路對不同頻率的信號產(chǎn)生的相移不同時也要產(chǎn)生失真，稱為相位失真，在圖2中，如果放大后的二次諧波滯后了一個相角，輸出電壓也會變形。

18、由傅里葉級數(shù)或傅里葉反變換也可反映出，無論頻譜函數(shù)還是相位譜函數(shù)發(fā)生變化，相應的時間函數(shù)波形都會由此而失真。幅度失真和相位失真總稱為頻率失真，它們都是由于線性電抗元件所引起的，所以又稱為線性失真，以區(qū)別于因為元器件特性的非線性造成的非線性失真。為使信號的頻率失真限制在容許的程度之內(nèi)，則要求設(shè)計放大電路時正確估計信號的有效帶寬（即包含信號主要能量或信息的頻譜寬度），以使放大電路帶寬與信號帶寬相匹配。放大電路帶寬過寬，往往造成噪聲電平升高或生產(chǎn)成本增加。上述音響系統(tǒng)放大電路帶寬定在20Hz20kHz，這與人類聽覺的生理功能相匹配。由于人耳對聲頻信號的相位變化不敏感，所以不過多考慮放大電路的相頻響應

19、特性。但在有些情況下，特別是對信號的波形形狀有嚴格要求的場合，確定放大電路的帶寬還須兼顧其相頻響應特性。六、非線性失真信號的另一種失真是由放大器件的非線性特性所引起的。放大器件包括分立器件（如半導體三極管等）和集成電路器件（如集成運算放大器等）。對于分立器件放大電路來說，電子電路設(shè)計工作者應設(shè)法使它工作在線性放大區(qū)。當要求信號的幅值較大，如多級放大電路的末級，特別是功率放大電路，非線性失真難以避免。對于集成運算放大器，通常是由正、負雙電源供電，當輸出信號的幅值接近雙電源值時，其輸出將產(chǎn)生非線性失真，稱為飽和失真。有關(guān)上述非線性失真的細節(jié)，將在后續(xù)各章討論。向放大電路輸入標準的正弦波信號，可以測

20、定輸出信號的非線線失真，并用下面定義的非線性失真的系數(shù)來衡量。Vo1輸出電壓信號基波分量的有效值； Vok高次諧波分量的有效值，k為正整數(shù)。 非線性失真對某些放大電路的性能指標，顯得比較重要，例如，高保真度的音響系統(tǒng)和廣播電視系統(tǒng)即是常見的例子。隨著電子技術(shù)的進步，目前即使增益較高、輸出功率較大的放大電路，非線性失真系數(shù)也可做到不超過0.01%。附錄資料：不需要的可以自行刪除生活中的物理知識大全廚房中的物理知識我們認真觀察廚房里燃料、炊具，做飯、做菜等全部過程，回憶廚房中發(fā)生的一系列變化，會看到有關(guān)的物理現(xiàn)象。利用物理知識解釋這些現(xiàn)象如下：一、與電學知識有關(guān)的現(xiàn)象1、電飯堡煮飯、電炒鍋煮菜、電

21、水壺燒開水是利用電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，都是利用熱傳遞煮飯、煮菜、燒開水的。2、排氣扇（抽油煙機）利用電能轉(zhuǎn)化為機械能，利用空氣對流進行空氣變換。3、電飯煲、電炒鍋、電水壺的三腳插頭，插入三孔插座，防止用電器漏電和觸電事故的發(fā)生。4、微波爐加熱均勻，熱效率高，衛(wèi)生無污染。加熱原理是利用電能轉(zhuǎn)化為電磁能，再將電磁能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。5、廚房中的電燈，利用電流的熱效應工作，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。6、廚房的爐灶（蜂窩煤灶，液化氣灶，煤灶，柴灶）是將化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即燃料燃燒放出熱量。二、與力學知識有關(guān)的現(xiàn)象1、電水壺的壺嘴與壺肚構(gòu)成連通器，水面總是相平的。2、菜刀的刀刃薄是為了減小受力面積，增大壓強。3、菜刀

22、的刀刃有油，為的是在切菜時，使接觸面光滑，減小摩擦。4、菜刀柄、鍋鏟柄、電水壺把手有凸凹花紋，使接觸面粗糙，增大摩擦。5、火鏟送煤時，是利用煤的慣性將煤送入火爐。6、往保溫瓶里倒開水，根據(jù)聲音知水量高低。由于水量增多，空氣柱的長度減小，振動頻率增大，音調(diào)升高。7、磨菜刀時要不斷澆水，是因為菜刀與石頭摩擦做功產(chǎn)生熱使刀的內(nèi)能增加，溫度升高，刀口硬度變小，刀口不利；澆水是利用熱傳遞使菜刀內(nèi)能減小，溫度降低，不會升至過高。三、與熱學知識有關(guān)的現(xiàn)象（一）與熱學中的熱膨脹和熱傳遞有關(guān)的現(xiàn)象1、使用爐灶燒水或炒菜，要使鍋底放在火苗的外焰，不要讓鍋底壓住火頭，可使鍋的溫度升高快，是因為火苗的外焰溫度高。2、

23、鍋鏟、湯勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄用木料制成，是因為木料是熱的不良導體，以便在烹任過程中不燙手。3、爐灶上方安裝排風扇，是為了加快空氣對流，使廚房油煙及時排出去，避免污染空間。4、滾燙的砂鍋放在濕地上易破裂。這是因為砂鍋是熱的不良導體，燙砂鍋放在濕地上時，砂鍋外壁迅速放熱收縮而內(nèi)壁溫度降低慢，砂鍋內(nèi)外收縮不均勻，故易破裂。5、往保溫瓶灌開水時，不灌滿能更好地保溫。因為未灌滿時，瓶口有一層空氣，是熱的不良導體，能更好地防止熱量散失。6、炒菜主要是利用熱傳導方式傳熱，煮飯、燒水等主要是利用對流方式傳熱的。7、冬季從保溫瓶里倒出一些開水，蓋緊瓶塞時，常會看到瓶塞馬上跳一下。這是因為隨著開水倒出，進入一

24、些冷空氣，瓶塞塞緊后，進入的冷空氣受熱很快膨脹，壓強增大，從而推開瓶塞。8、冬季剛出鍋的熱湯，看到湯面沒有熱氣，好像湯不燙，但喝起來卻很燙，是因為湯面上有一層油阻礙了湯內(nèi)熱量散失（水分蒸發(fā)）。9、冬天或氣溫很低時，往玻璃杯中倒入沸水，應當先用少量的沸水預熱一下杯子，以防止玻璃杯內(nèi)外溫差過大，內(nèi)壁熱膨脹受到外壁阻礙產(chǎn)生力，致使杯破裂。10、煮熟后滾燙的雞蛋放入冷水中浸一會兒，容易剝殼。因為滾燙的雞蛋殼與蛋白遇冷會收縮，但它們收縮的程度不一樣，從而使兩者脫離。（二）與物體狀態(tài)變化有關(guān)的現(xiàn)象1、液化氣是在常溫下用壓縮體積的方法使氣體液化再裝入鋼罐中的；使用時，通過減壓閥，液化氣的壓強降低，由液態(tài)變?yōu)?/p>

25、氣態(tài)，進入灶中燃燒。2、用焊錫的鐵壺燒水，壺燒不壞，若不裝水，把它放在火上一會兒就燒壞了。這是因為水的沸點在1標準大氣壓下是100，錫的熔點是232，裝水燒時，只要水不干，壺的溫度不會明顯超過100，達不到錫的熔點，更達不到鐵的熔點，故壺燒不壞。若不裝水在火上燒，不一會兒壺的溫度就會達到錫的熔點，焊錫熔化，壺就燒壞了。3、燒水或煮食物時，噴出的水蒸氣比熱水、熱湯燙傷更嚴重。因為水蒸氣變成同溫度的熱水、熱湯時要放出大量的熱量（液化熱）。4、用砂鍋煮食物，食物煮好后，讓砂鍋離開火爐，食物將在鍋內(nèi)繼續(xù)沸騰一會兒。這是因為砂鍋離開火爐時，砂鍋底的溫度高于100，而鍋內(nèi)食物為100，離開火爐后，鍋內(nèi)食物

26、能從鍋底吸收熱量，繼續(xù)沸騰，直到鍋底的溫度降為100為止。5、用高壓鍋煮食物熟得快些。主要是增大了鍋內(nèi)氣壓，提高了水的沸點，即提高了煮食物的溫度。6、夏天自來水管壁大量“出汗”，常是下雨的征兆。自來水管“出汗”并不是管內(nèi)的水滲漏，而是自來水管大都埋在地下，水的溫度較低，空氣中的水蒸氣接觸水管，就會放出熱量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”，說明空氣中水蒸氣含量較高，濕度較大，這正是下雨的前兆。7、煮食物并不是火越旺越快。因為水沸騰后溫度不變，即使再加大火力，也不能提高水溫，結(jié)果只能加快水的汽化，使鍋內(nèi)水蒸發(fā)變干，浪費燃料。正確方法是用大火把鍋內(nèi)水燒開后，用小火保持水沸騰就行了。8、冬

27、天水壺里的水燒開后，在離壺嘴一定距離才能看見“白氣”，而緊靠壺嘴的地方看不見“白氣”。這是因為緊靠壺嘴的地方溫度高，壺嘴出來的水蒸氣不能液化，而距壺嘴一定距離的地方溫度低；壺嘴出來的水蒸氣放熱液化成小水滴，即“白氣”。9、油炸食物時，濺入水滴會聽到“叭、叭”的響聲，并濺出油來。這是因為水的沸點比油低，水的密度比油大，濺到油中的水滴沉到油底迅速升溫沸騰，產(chǎn)生的氣泡上升到油面破裂而發(fā)出響聲。10、當鍋燒得溫度較高時，灑點水在鍋內(nèi)，就發(fā)出“吱、吱”的聲音，并冒出大量的“白氣”。這是因為水先迅速汽化后又液化，并發(fā)出“吱、吱”的響聲。11、當湯煮沸要溢出鍋時，迅速向鍋內(nèi)加冷水或揚（舀）起湯，可使湯的溫度

28、降至沸點以下。加冷水，冷水溫度低于沸騰的湯的溫度，混合后，冷水吸熱，湯放熱。把湯揚起的過程中，由于空氣比湯溫度低，湯放出熱，溫度降低，倒入鍋內(nèi)后，它又從沸湯中吸熱，使鍋中湯溫度降低。與熱學中的分子熱運動有關(guān)的現(xiàn)象1、腌菜往往要半月才會變咸，而炒菜時加鹽幾分鐘就變咸了，這是因為溫度越高，鹽的離子運動越快的緣故。2、長期堆煤的墻角處，若用小刀從墻上刮去一薄層，可看見里面呈黑色，這是因為分子永不停息地做無規(guī)則的運動，在長期堆煤的墻角處，由于煤分子擴散到墻內(nèi)，所以刮去一層，仍可看到里面呈黑色。我們在日常生活、生產(chǎn)中只要細心觀察身邊的物理現(xiàn)象，聯(lián)系到我們學過的物理知識，去分析和解釋這些現(xiàn)象，就能夠提高觀

29、察、分析及解決物理問題的能力。我們在廚房里，若留心看一下其中的爐灶、器皿以及做飯、炒菜中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象，定會發(fā)現(xiàn)很多處要用到物理知識。一、熱涼粥或冷飯時，鍋內(nèi)發(fā)出”撲嘟、撲嘟”的聲音，并不斷冒出氣泡來，但一嘗，粥或飯并不熱，這是為什么？把涼粥或飯燒熱與燒開水是不一樣的。雖然水是熱的不良身體，對熱的傳導速度很慢，但水具有很好的流動性。當鍋底的水受熱時，它就要膨脹，密度減小就上浮，周圍的涼水就流過來填補，通過這種對流，就把鍋底的熱不斷地傳遞到水的各部分而使水變熱。而涼粥或飯，既流動性差又不易傳導熱。所以，當鍋底的粥或飯吸熱后，溫度就很快上升，但卻不能很快地向上或四周流動，大量的熱就集中在鍋底而將鍋

30、底的粥燒焦。因熱很難傳到粥的上面，所以上面的粥依然是涼的。加熱涼粥或飯時，要在鍋里多加一些水，使粥變稀，增強它的流動性。此外，還要勤攪拌，強制進行對流，這樣可將粥進行均勻加熱。二、用砂鍋煮肉或燒湯時，當湯水沸騰后從爐子上拿下來，則湯水仍會繼續(xù)沸騰一段時間，而鐵、鋁鍋卻沒這種現(xiàn)象，這是為什么？因為砂鍋是陶土燒制成的，而非金屬的比熱比金屬大得多，傳熱能力比金屬差得多。當砂鍋在爐子上加熱時，鍋外層的溫度大大超過100，內(nèi)層溫度略高于100。此時，鍋吸收了很多熱量，儲存了很多熱能。將砂鍋從爐子上拿下來后，遠高于100的鍋的外層就繼續(xù)向內(nèi)層傳遞熱量，使鍋內(nèi)的湯水仍達到100而能繼續(xù)沸騰一段時間，鐵、鋁鍋

31、就不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象（其原因請同學們自己分析）。三、炒肉中的“見面熟”。逢年過節(jié)，人們總要炒上幾個肉菜，那么怎樣爆炒肉片呢？若將肉片直接放入熱油鍋里去爆炒，則瘦肉纖維中所含的水分就要急劇蒸發(fā)，致使肉片變得干硬，甚至于會將肉炒焦炒糊，大大失去鮮味。為把肉片爆炒得好吃，師傅們往往預先將肉片拌入適量的淀粉，則肉片放到熱油鍋里后，附著在肉片外的淀粉糊中的水分蒸發(fā)，而肉片里的水分難以蒸發(fā)，仍保持了原來肉的鮮嫩，還減少了營養(yǎng)的損失，肉又熟得快即“見面熟”。用這種方法炒的肉片，既鮮嫩味美，又營養(yǎng)豐富。四、凍肉解凍用什么方法最好？從冰箱里取出凍肉、凍雞，如何將其解凍呢？用接近0的冷水最好。因為凍肉溫度是在0以下

32、，若放在熱水里解凍，凍肉從熱水中吸收熱量，其外層迅速解凍而使溫度很快升到0以上，此的肉層之間便有了空隙，傳遞熱的本領(lǐng)也就下降，使內(nèi)部的凍肉不易再吸熱解凍而形成硬核。若將凍肉放在冷水中，則因凍肉、凍雞吸熱而使冷水溫度很快降到0且部分水還會結(jié)冰。因1克水結(jié)成冰可放出80卡熱量（而1克水降低1只放出1卡熱量），放出的如此之多的熱量被凍肉吸收后，使肉外層的溫度較快升高，而內(nèi)層又容易吸收熱量，這樣，整塊肉的溫度也就較快升到0。如此反復幾次，凍肉就可解凍。從營養(yǎng)角度分析，這種均勻緩慢升溫的方法也是科學的汽車上的物理知識一、力學方面1、汽車的底盤質(zhì)量都較大，這樣可以降低汽車的重心，增加汽車行駛時的穩(wěn)度。2、

33、汽車的車身設(shè)計成流線型，是為了減小汽車行駛時受到的阻力3、汽車前進的動力地面對主動輪的摩擦力（主動輪與從動輪與地面的摩擦力的方向相反）4、汽車在平直路面勻速前進時牽引力與阻力互相平衡，汽車所受重力與地面的支持力平衡5、汽車拐彎時：司機要打方向盤力是改變物體運動狀態(tài)的原因；乘客會向拐彎的反方向傾倒由于乘客具有慣性6、汽車急剎車（減速）時，司機踩剎車力是改變物體運動狀態(tài)的原因；乘客會向車行方向傾倒慣性;司機用較小的力就能剎住車杠桿原理；用力踩剎車增大壓力來增大摩擦；急剎車時，車輪與地面的摩擦由滾動變摩擦成滑動摩擦7、不同用途的汽車的車輪還存在大小和個數(shù)的差異這與汽車對路面的壓強大小相關(guān)8、汽車的座

34、椅都設(shè)計得既寬且大，這樣就減小了對坐車人的壓強，使人乘坐舒服9、汽車快速行駛時，車的尾部會形成一個低氣壓區(qū)，這是我們常常能在運動的汽車尾部看到卷揚的塵土形成原因10、交通管理部門要求：小汽車的司機和前排乘客必須系好安全帶這樣可以防止慣性的危害；嚴禁車輛超載不僅僅減小車輛對路面的破壞，還有減小摩擦、慣性等；嚴禁車輛超速防止急剎車時，因反應距離和制動距離過長而造成車禍11、簡單機械的應用：方向盤、車輪、開窗搖柄等都是輪軸，調(diào)速桿，自動開關(guān)門裝置是杠桿12、汽車爬坡時要調(diào)為低速：由P=Fv，功率一定時，降低速度，可增大牽引力13、關(guān)于速度路程，時間的計算問題；參照物與運動狀態(tài)的描述問題14、認識限速

35、，里程，禁鳴等標志牌，了解其含義二、聲學方面1、汽車喇叭發(fā)聲要響，發(fā)動機的聲音要盡量消除（發(fā)動機上裝配消音器）這是在聲源處減弱噪聲2、為減輕車輛行駛時的噪聲對道旁居民的影響，在道旁設(shè)置屏障或植樹可以在傳播過程中減弱噪聲3、喇叭發(fā)聲：電能機械能三、熱學方面1、汽車發(fā)動機常用柴油機或汽油機它們是內(nèi)燃機利用內(nèi)能來做功2、發(fā)動機外裝有水套，用循環(huán)流動的水幫助發(fā)動機散熱水的比熱容大3、冬天，為防凍壞水箱，入夜時要排盡水箱中的水防止熱脹冷縮的危害4、小汽車的后窗玻璃板中嵌有一道道的電熱絲它可以防止車內(nèi)形成的霧氣附著于玻璃上并凝結(jié)5、剛坐進汽車或有汽車從你身旁駛過時，會聞到濃濃的汽油味擴散現(xiàn)象6、空調(diào)車車窗

36、玻璃設(shè)計成雙層的防止傳熱7、環(huán)保汽車使用氣體燃料，可減小對大氣的污染四、電學方面1、汽車的發(fā)動機常用低壓電動機起動：電動機是根據(jù)磁場對電流的作用的道理制成的，工作時把電能轉(zhuǎn)化為機械能。2、汽車電動機（汽車電機）常用車載電瓶（蓄電池）供電，汽車運行過程中可以利用的車輪帶動車載發(fā)電機發(fā)電，給蓄電池充電。給蓄電池充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學能儲存起來，此時蓄電池是用電器；用蓄電池給電動機供電時，化學能轉(zhuǎn)化為電能，此時蓄電池才是電源3、車載蓄電池還被用來為汽車上配裝的空調(diào)、電扇、收錄機、CD機及各種用途的電燈供電，方便地電能轉(zhuǎn)化為機械能、聲能、光能等等3、油罐車的尾部通常要掛一條鐵鏈直達路面，這樣做有利于使

37、運輸過程中因顛簸而產(chǎn)生的電荷迅速傳到大地上，避免因靜電放電而帶來災難4、車燈發(fā)光：電能光能五、光學方面1、汽車旁的觀后鏡，交叉路口的觀察鏡用的都是凸面鏡，可以開闊視野2、汽車在夜間行駛時，車內(nèi)一般不開燈，這樣可防止車內(nèi)乘客在司機前的擋風玻璃上成像，干擾司機正確判斷3、汽車前的擋風玻璃通常都不直立（底盤高大的車除外），這是因為擋風玻璃相當于平面鏡車內(nèi)物體易通過它成像于司機面前，影響司機的判斷4、汽車尾燈燈罩：角反射器可將射來的光線反回，保證后面車輛安全5、汽車頭燈：凹面鏡反射原理，近距光燈絲在焦點附近，遠距光燈絲在焦點上自行車上的物理知識你知道自行車上有哪些物理知識嗎？下面我們來看一看。1、自行

38、車上的摩擦知識。自行車外胎為什么要有凸凹不平的花紋摩擦力的大小跟兩個因素有關(guān)：壓力的大小、接觸面的粗糙程度。壓力越大，摩擦力越大；接觸面越粗糙，摩擦力越大。自行車外胎有凸凹不平的花紋，這是通過增大自行車與地面間的粗糙程度，來增大摩擦力的，其目的是為了防止自行車打滑。自行車為什么能前進？當我們騎在自行車上時，由于人和自行車對地面有壓力，輪胎和地面之間不光滑，因此自行車與路面之間有摩擦，不過，要問自行車為何能前進？這還是依靠后輪與地面之間的摩擦而產(chǎn)生的，這個摩擦力的方向是向前的。那前輪的摩擦力是干什么的？阻礙車的運動！其方向與自行車前進方向相反。正是這兩個力大小相等，方向相反，所以自行車作勻速運動

39、。不過，當人們在地上推自行車前進時，前輪和后輪的摩擦力方向都向后。那誰和這兩個力平衡呢？腳對地面的摩擦力向前！剎車以后，自行車為何能停止？剎車時，剎皮與車圈間的摩擦力，會阻礙后輪的轉(zhuǎn)動。手的壓力越大，剎皮對車圈的壓力就越大，產(chǎn)生的摩擦力也就越大，后輪就轉(zhuǎn)動的越慢。如果完全剎死，這時后輪與地面之間的摩擦就變?yōu)榛瑒幽Σ亮Γㄔ瓉頌闈L動摩擦，方向向前），方向向后，阻礙了自行車的運動，因此就停下來了。自行車哪些地方安有鋼珠？為什么安鋼珠？在自行車的前軸、中軸、后軸、車把轉(zhuǎn)動處，腳蹬轉(zhuǎn)動處等地方，都安有鋼珠。人們騎自行車總是希望輕松、靈活、省力。而用滾動代替滑動就可以大大減小摩擦力，因此要在自行車轉(zhuǎn)動的地

40、方安裝鋼珠，我們可以經(jīng)常加潤滑油，使接觸面彼此離開，這樣就可以使摩擦力變得更小。2、自行車上的杠桿、輪軸知識。自行車上的杠桿A、控制前輪轉(zhuǎn)向的杠桿：自行車的車把，是省力杠桿，人們用很小的力就能轉(zhuǎn)動自行車前輪，來控制自行車的運動方向和自行車的平衡。B、控制剎車閘的杠桿：車把上的閘把是省力杠桿，人們用很小的力就能使車閘以較大的壓力壓到車輪的鋼圈上。自行車上的輪軸A、中軸上的腳蹬和花盤齒輪：組成省力輪軸（腳蹬半徑大于花盤齒輪半徑）。B、自行車手把與前叉軸：組成省力輪軸（手把轉(zhuǎn)動的半徑大于前叉軸的半徑）。C、后軸上的齒輪和后輪：組成費力輪軸（齒輪半徑小于后輪半徑）。3、自行車上的氣壓知識。自行車內(nèi)胎充

41、氣：早期的各種輪子都是木輪、鐵輪，顛簸不已?，F(xiàn)代自行車使用充氣內(nèi)胎主要是使胎內(nèi)的壓強增大，可以起到緩沖的作用，同時可以減小自行車前進的阻力。氣門芯的作用：充氣內(nèi)胎上的氣門芯，起著單向閥門的作用，只讓氣體進入，不讓氣體外漏，方便進氣，保證充氣內(nèi)胎的密封。4、自行車上光學知識。自行車上的紅色尾燈，不能自行發(fā)光，但是到了晚上卻可以提醒司機注意，因為自行車的尾燈是由很多蜂窩狀的“小室”構(gòu)成的，而每一個“小室”是由三個約成90度的反射面組成的。這樣在晚上時，當后面汽車的燈光射到自行車尾燈上，就會產(chǎn)生反射光，由于紅色醒目，就可以引起司機的注意。自行車在我國是很普及的代步和運載工具。在它的“身上”運用了許多

42、力學知識1測量中的應用在測量跑道的長度時，可運用自行車。如普通車輪的直徑為0.71米或0.66米。那么轉(zhuǎn)過一圈長度為直徑乘圓周率，即約2.23米或2.07米，然后，讓車沿著跑道滾動，記下滾過的圈數(shù)n，則跑道長為n2.23米或n2.07米。2力和運動的應用(1)減小與增大摩擦。車的前軸、中軸及后軸均采用滾動以減小摩擦。為更進一步減小摩擦，人們常在這些部位加潤滑劑。多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車的外胎，車把手塑料套，蹬板套、閘把套等。變滾動摩擦為滑動摩擦以增大摩擦。如在剎車時，車輪不再滾動，而在地面上滑動，摩擦大大增加了，故車可迅速停駛。而在剎車的同時，手用力握緊車閘把，增大剎車皮對鋼圈的

43、壓力以達到制止車輪滾動的目的。(2)彈簧的減震作用。車的座墊下安有許多根彈簧，利用它的緩沖作用以減小震動。3壓強知識的應用(1)自行車車胎上刻有載重量。如車載過重，則車胎受到壓強太大而被壓破。(2)座墊呈馬鞍型，它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強，使人騎車不易感到疲勞。4簡單機械知識的應用自行車制動系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個省力杠桿，可增大對剎車皮的拉力。自行車為了省力或省距離，還使用了輪軸：腳蹬板與鏈輪牙盤；后輪與飛輪及龍頭與轉(zhuǎn)軸等。5功、機械能的知識運用(1)根據(jù)功的原理：省力必定費距離。因此人們在上坡時，常騎“S形”路線就是這個道理。(2)動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。如騎車上

44、坡前，人們往往要加緊蹬幾下，就容易上去些，這里是動能轉(zhuǎn)化為勢能。而騎車下坡，不用蹬，車速也越來越快，此為勢能轉(zhuǎn)化為動能。6慣性定律的運用快速行駛的自行車，如果突然把前輪剎住，后輪為什么會跳起來。這是因為前輪受到阻力而突然停止運動，但車上的人和后輪沒有受到阻力，根據(jù)慣性定律，人和后輪要保持繼續(xù)向前的運動狀態(tài)，所以后輪會跳起來。切記下坡或高速行駛時，不能單獨用自行車的前閘剎車，否則會出現(xiàn)翻車事故！民諺俗語中的物理知識在日常生活中，我們經(jīng)常會接觸到一些民諺、俗語，這些民諺、俗語蘊含著豐富的物理知識，我們平時如果注意分析、了解一些民諺、俗語，就可以在實際生活中深化知識，活化知識，這對培養(yǎng)我們分析問題、

45、解決問題的能力是大有幫助的。下面列舉幾例：1、小小稱砣壓千斤根據(jù)杠桿平衡原理，如果動力臂是阻力臂的幾分之一，則動力就是阻力的幾倍。如果稱砣的力臂很大，那么一兩撥千斤是完全可能的。2、破鏡不能重圓當分子間的距離較大時（大于幾百埃），分子間的引力很小，幾乎為零，所以破鏡很難重圓。3、摘不著的是鏡中月 撈不著的是水中花平面鏡成的像為虛像。4、人心齊，泰山移如果各個分力的方向一致，則合力的大小等于各個分力的大小之和。5、麻繩提豆腐-提不起來在壓力一定時，如果受力面積小，則壓強就大。6、真金不怕火來煉，真理不怕爭辯從金的熔點來看，雖不是最高的，但也有1068，而一般火焰的溫度為800左右，由于火焰的溫度

46、小于金的熔點，所以金不能熔化。7、月暈而風，礎(chǔ)潤而雨大風來臨時，高空中氣溫迅速下降，水蒸氣凝結(jié)成小水滴，這些小水滴相當于許多三棱鏡，月光通過這些三棱鏡發(fā)生色散，形成彩色的月暈，故有月暈而風之說。礎(chǔ)潤即地面反潮，大雨來臨之前，空氣濕度較大，地面溫度較低，靠近地面的水汽遇冷凝聚為小水珠，另外，地面含有的鹽分容易吸附潮濕的水汽，故地面反潮預示大雨將至。8、長嘯一聲，山鳴谷應人在崇山峻嶺中長嘯一聲，聲音通過多次反射，可以形成洪亮的回音，經(jīng)久不息，似乎山在狂呼，谷在回音。9、但聞其聲，不見其人波在傳播的過程中，當障礙物的尺寸小于波長時，可以發(fā)生明顯的衍射。一般圍墻的高度為幾米，聲波的波長比圍墻的高度要大

47、，所以，它能繞地高墻，使墻外的人聽到；而光波的波長較短（10-6米左右），遠小于高墻尺寸，所以人身上發(fā)出的光線不能衍射到墻外，墻外的人就無法看到墻內(nèi)人。10、開水不響，響水不開水沸騰之前，由于對流，水內(nèi)氣泡一邊上升，一邊上下振動，大部分氣泡在水內(nèi)壓力下破裂，其破裂聲和振動聲又與容器產(chǎn)生共鳴，所以聲音很大。水沸騰后，上下等溫，氣泡體積增大，在浮力作用下一直升到水面才破裂開來，因而響聲比較小。11、豬八戒照鏡子-里外不是人根據(jù)平面鏡成像的規(guī)律，平面鏡所成的像大小相等，物像對稱，因此豬八戒看到的像和自已一模一樣，仍然是個豬像，自然就里外不是人了。12、水火不相容物質(zhì)燃燒，必須達到著火點，由于水的比熱

48、大，水與火接觸可大量吸 收熱量，至使著火物溫度降低；同時汽化后的水蒸氣包圍在燃燒的物體外面，使得物體不可能和空氣接觸，而沒有了空氣，燃燒就不能進行。13、洞中方一日，世上已千年根據(jù)愛因斯坦的相對論，在接近光速的宇宙飛船中航行，時間的流逝會比地球上慢得多，在這個洞中生活幾天，則地球上已渡過了幾年，幾十年，甚至幾百年，幾千年。14、千里眼，順風耳人們利用電磁波傳送聲音和圖像信號，使古代神話中的千里眼，順風耳變?yōu)楝F(xiàn)實。并且人類的視野已遠遠超過了千里。15、坐地日行八萬里由于地球的半徑為6370千米，地球每轉(zhuǎn)一圈，其表面上的物體走的路程約為40003.6千米，約8萬里。這是毛澤東吟出的詩詞，它還科學的

49、揭示了運動和靜止關(guān)系運動是絕對的，靜止總是相對參照物而言的。16、釜底抽薪液體沸騰有兩個條件：一是達到沸點，二是繼續(xù)吸熱。如果抽薪以后，便能制止液體沸騰。17、墻內(nèi)開花墻外香由于分了在不停的做無規(guī)則的運動，墻內(nèi)的花香就會擴散到墻外。18、坐井觀天 所見甚少由于光沿直線傳播，由幾何作圖知識可知，青蛙的視野將很小。19、如坐針氈由壓強公式可知，當壓力一定時，如果受力面積越小，則壓強越大。人坐在這樣的氈子上就會感覺極不舒服。20、瑞雪照豐年下到地上的雪有許多松散的空隙，里面充滿著不流動的空氣，是熱的不良導體，當它覆蓋在農(nóng)作物上時，可以很好的防止熱傳導和空氣對流，因此能起到保溫作用。21、霜前冷，雪后

50、寒在深秋的夜晚，地面附近的空氣溫度驟然變冷（溫度低于0以下），空氣中的水蒸氣凝華成小冰晶，附著在地面上形成霜，所以有霜前冷的感覺。雪熔化時要需吸收熱量，使空氣的溫度降低，所以我們有雪后寒的感覺。22、一滴水可見太陽，一件事可見精神一滴水相當于一個凸透鏡，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，透過一滴水可以有太陽的像，小中見大。23、雞蛋碰石頭自不量力雞蛋碰石頭，雖然力的大小相同，但每個物體所能承受的壓強一定，超過這個限度，物體就可能被損壞。雞蛋能承受的壓強小，所以雞蛋將破裂。24、紙里包不住火紙達到燃點就會燃燒。25、有麝自然香，何須迎風揚氣體的擴散現(xiàn)象。26、玉不琢不成器玉石沒有研磨之前，其表面凸凹不平，光線發(fā)生漫反射，玉石研磨以后，其表面平滑，光線發(fā)生鏡面反射。27、扇子有涼風，宜夏不宜冬夏天扇扇子時，加快了空氣的流動，使人體表面的汗液蒸發(fā)加快，由于蒸發(fā)吸熱，所以人感到?jīng)隹臁?8、人往高處走，水往低處流水往低處流是自然界中的一條客觀規(guī)律，原因是水受重力影響由高處流向低處29