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第六章 电压 电阻一 电压可以把两节、三节或更多的电池串联起来分别测量每节电池的电压，然后测量这个电池组的电压。他们之间有什么关系？：电池组两端的总电压等于每一个电池两端的电压之和4.如图是一位同学所连接的电路，他要测量左面那个灯泡两端的电压。他的电路有什么错误？纠正之后画出正确的连接图，再画出电路图 解：错误之处是电压表测的是总电压。正确的连接图如图2所示，电路图如图3所示。5.一个电动机工作时，要求电源电压是6V。如果用干电池做电源，需要几节串联起来？如果用铅蓄电池做电源，需要几个串联起来？解：要用4节干电池或3个铅蓄电池串联起来。第二节 探究串并联电路的电压规律1.在电流表和电压表的正确使用方法中，有哪些相同之处？又有哪些不同之处？1解：相同点：都要使电流从“+”接线柱进，从“一”接线柱出，所测电流或电压都不能超过量程；不同点：电流表要串联在电路中，电压表要并联在电路中。2.如甲图所示的电路中，V1的示数为2.5V，V2的示数应为 V，V的示数应为 V如乙图所示的电路中，V1的示数为2.5V，V2的示数为3.8V，V的示数应为 V。解：225；25；633.制作水果电池。两种不同的金属片放在酸、碱、盐的溶液中，就能成为一个电池，所用的金属片就是电池的正极和负极。（1）请你试验一下，把铜丝、铁丝插到菠萝中，能不能成为一个“水果电池”？铜丝和铁丝哪个是正极？用电压表测量水果电池的电压？（2）换用其他不同的金属或水果再做一个水果电池。在你做过的“水果电池”中，用哪种金属、什么水果得到的电压最高？ 怎样利用“水果电池”获得更高的电压？关于水果电池，你还有什么发现？解：(1)把铜丝、铁丝插到菠萝中，能做成一个“水果电池”；铜丝为正极。(2)水果越酸，电压越高；将几个“水果电池”串联可得到更高的电压。还可以发现把金属丝插得深一些，电压几乎不变；把水果捏软一些，电压升高很小。第三节 电阻我们看到，高压输电线用的电线，使用的金属线又粗又直。为什么不用细导线输电呢？电炉上面的电炉丝，为什么不用粗而直的导线呢？解答：导体的电阻与导体的横截面积有关，在其他条件相同时，横截面积越大，电阻越小。高压输电线如果用细导线，电阻太大，会在输电过程中损耗太多的电能。电炉丝是靠电阻来发热的，因此使用细导线，使电阻大一些。1.有两段导线1和2，在相同的电压下，通过导线1的电流较大，通过导线2的电流较小，哪段导线的电阻大？1.解：导线2的电阻大。2.24000= K= M 2解：24；O0243.导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的 、 和 材料；长度；横截面积第四节 变阻器想想做做 如图，用小刀把铅笔剖开，剥出铅笔芯，将铜线绑在它的一段。照图连接电路。使另一根铜线在铅笔芯上移动，观察灯泡的亮度。灯泡的亮度怎样变化，为什么会这样变化？解：当向绑铜线一端移动时，灯泡变亮。因为此时铅笔芯连入电路的长度变小，电阻变小，故电流变大，小灯泡变亮。一 探究电阻上的电流跟两端电压的关系想想议议 前面我们已经学习了串联电路和并联电路电压、电流的规律。那么电阻串联和并联时，总电阻是比原来大了还是小了？。解答：电阻串联时，总电阻比原来大了，因为相当于增大了电阻的长度；电阻并联时，总电阻比原来小了，因为相当于增大了电阻的横截面积。动手动脑学物理1. 一条电阻丝的电阻是97，接在220V的电压上，流过它的电流是多少？.解：2. 一个电熨斗的电阻是0.1 k，使用时流过的电流是2.1A，加在电熨斗上的电压是多少？U=IR=2.1A1OO=210 V。3. 某手电筒小灯泡两端的电压是2.2V，用电流表测的流过的电流是250mA，这个小灯泡的电阻是多少？3.解：250mA=0.25A，由I=U/R得R=U/I=2.2V/0.25A=8.8.4. 把5的电阻R1跟15的电阻R2串联起来，接在电压是6V的电源上，这个串联电路中的电流是多少？4解：5. 电阻R1与R2并联接入电路中后，两端所加电压为24V，如果R1为80，通过R2的电流为0.2A，求R2。你能用两种方法求出答案吗？解法一：由I=U/R得，R=U2/I2=24 V/0.2A=120。 解法二: I1=U1/R1=24V/80=0.3A，由I=U/R得，U=IR，又因为在并联电路中U1=U2，所以I1R1=I2R2，R2=I1R1/I2=120。 6. 某同学认为：“由I=U/R变形可得R=U/I。而就表明，导体的电阻R跟它两端的电压成正比，跟电流成反比。”这种说法对吗？为什么？这种说法不对，R=U/I只是欧姆定律公式的变形式，只能用来计算阻值，而不是R的定义式。导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关。 三 测量小灯泡的电阻想想议议：电路闭合之前为什么要把变阻器调到使电路中电流最小的位置？解答：电路闭合前把变阻器调到电路中电流最小的位置，即把滑动变阻器调到最大阻值处。这是为了使电路中电流最小，从而保护电路元件，不至于因电流过大而损坏电流表、电源或灯泡。2.某电路接入一只电阻为242的灯泡时，其中的电流是0.91A。如果该电路再并联接一个电阻为165的电烙铁，电路的总电流变为多大？解：据I=U/R得电源电压为U=IR灯=0.91A242=220.22V，I/=U/R铁=220.22 V/1651.33A。电路的总电流为I+I/=O.91A+1.33 A=2.24A。 电流IA 电压UV 电阻R 第一次测量 O.14 6 42.9 第二次测量 O.13 5.5 42.3 第三次测量 O.12 5 41.7 电阻平均值 - - 42.33.在测量小灯泡电阻的实验中，如果第一次测量时灯泡两端的电压等于灯口上的标定电压，以后几次测量时电压逐次降低，直到看不到灯泡发光，对比这样得出的几个电阻值，你能发现什么？尝试做出解释，然后设计式样证实（或否定）你的解释。解：实验数据记录如下表所示。对比这样得出的电阻值，会发现灯泡变暗时，灯泡的阻值变小。这不是测量误差，而是由于灯丝温度变化导致电阻阻值发生变化。 四、欧姆定律和安全用电动手动脑学物理：1、观察家庭、学校、社区的供电电路，什么地方有可能发生短路？街头高压装置和学校配电室是否安装了护栏等防护设施？是否设立了警示牌？ 1解：在线路的接头处有可能发生短路。街头高压装置和学校配电室都安装了护栏等防护设施，设立了警示牌。 2.为了保护电流表和电压表，使用时要防止通过它们的电流过大，如果电流过大，就有被烧毁的危险。电流表本身的电阻很小。根据欧姆定律分析一下，实验中为什么绝不允许直接把电流表接到电源两极上？2解：由I=U/R知，当R很小时，I可能很大，如果直接把电流表接到电源两极上，通过电流表的电流很大，会使电流表过热，从而烧坏电流表。第八章 电功率一 电能问问你的父母，你家每个月大约用多少电？你们那里每千瓦时的电费是多少钱？ 1解：每个月大约用100度电；每千瓦时的电费是O52元； 2.记下你家电能表今天的示数，和一周后的示数对比。根据当地电费标准，计算这一周内所应支付的电费。解：一周用电量约为25 kWh，一周应支付的电费约为25 kWh05元kWh=125元。 3. 根据上题的计算结果估算你家一年用多少电。解：由2题知一周用电量约为25 kWh，则一年用电量约为25365/7kW1 304 kWh。二 电功率想想议议：1. 一种彩色灯泡的额定电压是36V，要接在220V的电路中。大约要串联多少个这种灯泡，才能正常工作？解答：n=U/U=220V/36V=6.1，故应串联7个这样的彩灯，才能正常工作。求灯泡数时不能按“四舍五入”的原则，如果所求个位后有小数，不管小数比五大还是小，都向前进一位。2. 一位电视记者在讲到某工厂上半年共节电5 000 kWh的时候，手举一只理发用电吹风机说：“我这只电吹风是500 W的，也就是0.5 kW，这个厂节省的电力可以开动10 000个这样的电吹风。”这位记者错在哪里？解答：这位记者把电功率和电能的概念混淆了。5000kW.h指的是电能的；500瓦指的是电功率的大小，应理解为5000kW.h的电能可供10000只0.5千瓦的电吹风工作一小时。动手动脑学物理1. 有一种用于220V电路中的节能灯，额定功率仅为1W，求通过它的电流。I=P/U=1W/220V4.510-3A=4.5 mA .2. 一盏电灯25h好能1kW/h，这盏电灯的功率是多少？2解：由W=Pt得，P=W/t=1103Wh/25h=40W。 3. 一个在额定电压下工作的电烙铁，功率是100W，电流是454mA。这个电烙铁的额定电压是多大？3解：由P=UI可得，U额=P额/I额=100/0.454 V220 V。4. 一个“220V 800W”的电炉，正常工作时电阻丝的电阻是多大？4解：由可得，。5. 查出你家电流表的标定电流值，推算一下，允许接在这个电流表上各种电器额定功率总和是多少？5解：以220 V 10 A”的电能表为例。额定电流值为10 A；允许通过电能表的最大总功率P=U额I额=220V10A=2200W。6. 观察你家的电能表，记录1min的转数。这1min你家用了多少电能？这时你家用电的功率是多少？怎样用这种方法测量一个用电器的电功率？6解：以3 000 rkWh的电能表为例。若1 min内电能表的转盘转5转，则1 min内用的电能；要用电能表测量某用电器的电功率，需关闭其他所有用电器，然后数出该用电器工作时电能表在一段时间(如1min)内转过的圈数，根据电能表的参数换算成电能，利用公式P=wt即可算出。三 测量小灯泡的电功率想想议议 你能设计一个方法测出小灯泡的电功率吗？怎样计算？解答：实验原理为P=UI，电路如图所示。利用电压表测小灯泡两端的电压，利用电流表测通过小灯泡的电流，然后利用公式P=UI计算小灯泡的电功率。动手动脑学物理1 图是一位同学测量小灯泡功率所连接的电路。画出他的电路图。他的电路有什么错误或不妥之处？应该怎样纠正？他的电路连接的错误有：(1)滑动变阻器的接线错，应该“一上一下”；(2)电压表“+”、“-”接线柱接错，应该让电流从“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出。；同时，其接线柱的15 V”应改为“3 V” 2.一个灯泡上印着“PZ 220 25”，他正常工作时的电阻有多大？如果把它接入一个110V电压的电路中，它实际消耗的电功率是多少？与接在220V电路上相比，这时它发光的亮度是亮些还是暗些？2解：由得 ，。 这时它发光的亮度比原来接在220 V电路上时要暗些。3. 某次雷电的电流约2104A，电压约为1108V，放电时间约0.001s。这次雷电的电功率约为多少千瓦？释放多少能量？解：由P=UI得，这次雷电的电功率约为： P=11O82104W=21012 W=2109kW。放出的能量为：W=Pt=210120001 J=2109J。4. 某工厂共有电灯1000盏，都用60W的普通照明灯泡，平均每天用电12h。如果都改用40W的日光灯，不但可以省电，而且比原来更亮了，该厂一年（365天）可节约多少千瓦时的电？4解：该工厂原来一年用电量为：10006012365Wh=2628108Wh=2628105kWh。改用40 W日光灯后一年用电量为：10004012365Wh=1752108Wh=1.752105kWh。则一年可节约电能：2.628105kWh-1.752105kWh=0.876105 kWh=8.76104=kWh。5. 一个灯泡的灯丝烧断了，把断了的灯丝搭在一起，灯泡会更亮。怎样解释这个现象？5解：这是因为重新搭在一起的灯丝电阻变小了，而加在灯泡上的电压不变，由P=UI可知电功率会增大，所以灯泡会更亮。四 电与热 想想议议：额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事？解答：根据可知，额定电压相同的灯泡，电阻越小，单位时间内产生的热量越多；据焦耳定律可知，在电流相同时，电阻越大，则单位时间内产生的热量就越多。前者是电压一定，后者是电流一定，二者的前提条件不同，因此得出了不同的结论，二者并不矛盾。动手动脑学物理1. 某导体的电阻是2，通过2A的电流时，1min产生多少焦耳的热量？解：。2. 一只额定功率是450W的电饭锅，在220V的额定电压下使用，每分钟产生多少焦耳的热量Q=W=Pt=450160 J=2.7104J。3. 一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210，它的额定功率有多大？在额定电压下通电10min产生多少热量？故Q=W=Pt=401060 J=2.4104J。4. 某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时每分钟可产生6.6X104J的热量。求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻解：由可得，即电阻丝工作时的电阻为44 ；又由题意知在纯电阻电路中Q=W=Pt，故。5. 生活中哪些电器利用电流的热效应为我们服务？我们采用什么办法把热量散发出来？哪些东西在通电时会发热，但我们并不希望它们发热？我们采用什么办法降低它的温度？关于这两方面的问题，你有什么改进意见？(1)电暖气、电烙铁、电热毯、冷暖空调利用电流的热效应为我们服务。 (2)利用热传递、对流和辐射等方法把热量散发出来。(3)电动机通电时会发热，但我们并不希望它发热。(4)我们采用加翼状散热片、增大散热面积来降低它的温度。6. 在家庭电路中导线相互连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？解：导线相互连接的位置接触电阻比较大，因而电能转化为热的功率也较大，造成此处比别处更容易发热，加速老化甚至引起火灾。五 电功率和安全用电想想议议商场中，一位顾客跟一位卖微波炉的售货员出现了不同意见。售货员说，微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费；顾客说，微波炉很费电，他家的微波炉一开就“烧保险”。他们各是从什么角度说的？应该怎样用科学术语表达他们的意思？你能解决他们的矛盾吗？解答：售货员是从微波炉消耗电能多少的角度来说的，而顾客则是从功率大小的角来说的。微波炉功率大，加热食品快。热利用率高，相对来说消耗的电能少；家庭电路中，若用电器总功率过大，会引起电路中电流过大，易烧坏保险丝。故在家庭电路中，增加大功率的用电器，应考虑电能表及保险丝的承受能力。动手动脑学物理1. 在家庭照明电路中，如果同时使用图所示的家用电器，总功率大约是多少，干线电流大约是多少？自己查找所需的数据。：在家庭照明电路中，若同时使用课本图中所示家用电器，总的电功率大约是3 000W，干路电流大约是14A.2. 统计你家所有用电器的功率，如果超负荷的话，你打算采取什么措施？为什么？解：不超负荷；如果超负荷，采取的措施：一是不同时使用；二是更换线路、电能表及保险丝。3. 观察自己家里的供电电路，看看保险装置安装在什么位置。解：保险装置安装在电能表后面。保险装置是空气开关。没有发生过载现象。当线路一旦发生故障，空气开关即自动断开，保证用电安全。4. 制作保险丝的材料为什么应该是熔点较低，电阻较大的？解：保险丝电阻比较大，使得电能转化为热的功率比较大，保险丝温度易升高，而其熔点较低，达到熔点后就自动熔断。第六节 生活用电常识想想议议下面图中示出了在家庭电路中几种容易引起触电的情况。想一想，除了图示几种情况外还有哪些情况可能引起触电？：用湿手触摸开关； 用湿抹布擦灯泡。动手动脑学物理1. 家里往往不止有一盏电灯，还有电视、电冰箱等用电器。这些用电器之间应该串联还是应该并联？为什么？1解：这些用电器之间应该是并联的。这是因为这些用电器的额定电压一般都为220 V，而家庭电路的接入电压也为220 V，只有这些用电器之间相互并联，才能正常工作；若它们之间串联在电路中，由于串联分压，它们各自两端的电压均不足220 V，均不能正常工作。2. 每盏电灯都有一个开关。这个开关和它所控制的电灯应该是串联还是应该并联？如果连接错误，会不会发生危险？为什么？解：开关应和它所控制的电灯串联。如果连接错误，可能会发生危险，因为若开关和电灯并联，当开关闭合时，电灯被短路，会引起电流过大，可能会发生烧断电线、引起火灾等事故。3. 电灯的开关应该接在火线与灯泡之间还是零线与灯泡之间？为什么？3解：电灯的开关应该接在火线和灯泡之间。若电灯的开关接在零线和灯泡之间，当断开开关时，若人接触电灯，极有可能使电流通过人体、大地形成回路，造成触电事故，若开关接在火线与灯泡之间则不会出现这种情况。 第九章 电与磁一 磁现象想想做做：找一根缝衣服用的钢针，试着将它磁化。，怎样做可以使钢针获得较强的磁性？解答：用磁体在小钢针上摩擦，使小钢针磁化，要想获得较强磁性，反复摩擦小钢针。二 磁场想想议议：既然可以用磁感线描述磁场，磁场又是有方向的，那么你能在下图的磁感线上标出它们的箭头吗？动手动脑学物理1.图中的两个图分别画出了两个磁极间的磁感线。请在图中标出磁极的名称，并画出位于图中A点和B点的小磁针静止时北极所指的方向。2.观察图，地球上指南针静止时N极所知的地理的北方还是南方？你认为地球的磁北极位于地理北极附近还是地理南极附近？ 2解：根据磁体北极的定义，指南针静止时N极总是指向地理的北方。地磁的北极位于地理南极附近。因为指南针N极所指方向与磁感线方向相同，地球上端是地理的北极，下端是地理的南极。在磁体外部，磁感线总是从N极出发，回到S极，所以地球下端是地磁北极，它应该位于地理南极附近。 4.磁体有广泛的应用，许多物体上都有磁体。你能列举一些应用磁体的实例吗？解：磁体的应用有很多，如铅笔盒、磁性门等等。我国第一条商业运行的磁悬浮列车其工作原理是：在线路的地面轨道中铺有磁体，列车的底部也装有磁体，通过磁体间的相互作用，使列车悬浮在轨道上方，不与轨道直接接触以提高列车的运行速度。三 电生磁 想想议议如果条形磁铁的磁性减弱了，你能用电流来使它增强吗？应该怎么办？解答：可以增强，将通电直导线绕在条形磁铁上，且用安培定则判断通电螺线管的N极应与条形磁铁的N极一致。动手动脑学物理1.请你根据通电螺线管的电流方向判定螺线管的极性。2.如图所示，按小磁针的指向判定螺线管的极性，电流的方向和电源的“，”极。3.如图所示，开关闭合后，位于螺线管右侧的小磁针的状态将怎样变化？解：开关闭合后，螺线管左端为S极右端为N极，所以小磁N将沿逆时针方向旋转904.1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验引起到会科学家的兴趣：把螺线管水平悬挂起来，然后给导线通过。想一想会发生什么现象？实际做一做，看看你的判断是否正确。4解：把通电螺线管水平悬挂起来，当它静止后，它就像指南针一样，一定指向南北。 五 电磁铁 如果用一根导线做个电磁铁，怎样可以使它的磁性强些？：共有三种方法：可以将该导线缠绕在一根铁钉或铁棒上；可以通过增大该导线中的电流的方法，使它的磁性强些；可以通过增加导线的匝数，来使它的磁性强些。六 电磁继电器 扬声器1 图是一种水位自动报警器的原理图。水位没用到达金属块A时，绿灯亮；水位到达金属块A时，红灯亮。说明它的工作原理。注意：纯净的水是不导电的，但一般的水都能导电。解：水位没有到达金属块A时，继电器线圈中没有电流通过，衔铁与上面的静触点接触，工作电路中绿灯与电源构成回路，绿灯亮；当水位到达金属块A时，继电器线圈中有电流通过，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，与下面的静触点接触，工作电路中红灯与电源构成回路，红灯亮。2.图是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。说明它的工作原理。解：温度升高时，水银面上升，当水银面上升到与金属丝接触时，电磁铁线圈中就有电流流过，产生磁性吸引衔铁使开关闭合，这时工作电路就形成了一个回路，电铃就响起来了。3.图是直流电铃的原理图。衔铁B与弹性片A相连。接通电源后电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，但同时衔铁与螺钉分离弄懂原理后，请你在图9.5-2所示的继电器上连接几条导线，它就成了一个电铃。这样的电铃没有铃碗，通常叫做蜂鸣器。解：电铃的工作原理：接通电源后，电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，但同时衔铁与螺钉分离，线圈的电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁由于弹性回到初始位置，这时衔铁与螺钉又接触，线圈的电路闭合，电磁铁又吸引衔铁，敲击铃碗发声如此反复，电铃就不断发出声音。蜂鸣器的连接如图D所示。点拨：关键是知道通电时电磁铁有磁性，断电时电磁铁无磁性。六 1.电动机主要由_子和_子组成，是利用_线圈在_里受力而转动的原理制成的。转；定；通电；磁场 2.一台直流电动机的额定电压是220V，额定功率是5.5kW，它正常工作时的电流有多大？连续工作2h耗电多少？I=P/U=5.5 Kw=5 500 W，所以，I=5500W/220V=25 A，W=Pt=5.5 kW2h=11kW.h。3.设计一个电路，使直流电动机在人的操作下既能正转，也能反转。电动机的符号是。解：如图所示4.调查一下身边什么场合用到了电动机，尽可能记录下它们的额定电压、额定功率，最好还要了解一下它们是直流电动机还是交流电动机。解：有很多用电器都用到了电动机，例如：复读机、录音机、洗衣机、电冰箱等。装有交流电动机的有：电冰箱、洗衣机；装有直流电动机的有：复读机、录音机。七 磁生电动手动脑学物理1.图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，在哪种情况下会产生感应电流？解：第3种和第4种。3. 电池产生的电流方向不变，称为直流（DC）。观察手摇发电机灯泡的亮度与手电筒灯泡的亮度，能看出它们有什么不同吗？解：手摇发电机灯泡的亮度忽闪不定，而手电筒灯泡的亮度保持不变。4. 当你唱卡拉OK时，要用到话筒（麦克风）。话筒的种类很多，图是动圈式话筒构造示意图。当你对着话筒说话或唱歌时，