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人教版九年级物理知识

第十三章热和能

第一节分子热运动

一、物质的构成

1.常见的物质是由大量的分子、原子组成

2.分子很小,直径大约10/°m

3,分子数目巨大

4.分子不能用肉眼和光学显微镜观察,可以用电子显微镜观察。

二、分子的热运动

1、扩散现象:

⑴、定义:不同的物质在互相接触时,彼此进入对方的现象,叫做扩散。

现象。

⑵、扩散现象说明:

①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动;

②分子之间有间隙。

⑶、固体、液体、气体都可以发生扩散现象,只是扩散的快慢不同,气

体间扩散速度最快,固体间扩散速度最慢。

⑷气体扩散现象

在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面,倒扣一个空瓶子。使两个瓶口

相对,之间用一块玻璃板隔开。抽掉玻璃板后,会发生什么变化?答:

空气瓶中颜色变深,二氧化氮瓶中颜色变浅

2

二氧化氮的密度大于空气的密度;二氧化氮放在下面的目的:防止二氧

化氮的扩散被误认为是重力作用的结果。

结论:气体分子在不停地运动

汽化、升华等物态变化过程也属于扩散现象。

⑸、扩散的快慢与温度有关,温度越高,扩散就越快,分子运动越越剧

八歹、I、J•

(6)、由于分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫做分子的热

运动。温度越高,分子的无规则运动越剧烈。

三、分子间的作用力:

1、分子间同时存在着引力和斥力

5.当分子间距离增大,大于r。时,分子间引力和斥力都减小,但斥力

减小得更快,引力大于斥力,分子间作用力表现为引力;

6.当分子间距离继续增大,分子间作用力继续减小,当分子间距离大

于10r。时,分子间作用力就变得十分微弱,可以忽略了。

7.气体分子之间的距离就很远,彼此之间几乎没有相互作用力。

8、物体不易被拉伸,主要是分子间存在引力

实验观察3

实验观察2

测力计的示数为什

么会变大?

9、物体不易被压缩,主要是分子间存在斥力

气体被压缩时都会产生“抵

抗”,要是压缩液体和固体

呢?

四.分子动理论

1.常见的物质是由分子、原子构成的;

2.物质内的分子在不停地做热运动;

3.分子之间同时存在引力和斥力。

第二节内能

一、内能

1.分子的动能:分子由于运动而具有的能量。

2.分子的势能:分子由于相互作用力而具有的能量。

3.内能:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物

体的内能。

一切物体在不论温度的高低都具有内能。内能的单位为焦耳(J)o内

能具有不可测量性。

4、影响物体内能大小的因素:内能的大小跟物体的温度、质量、体积、

状态等有关。

①温度:同一物体温度越高,内能越大;

②质量:在物体的温度、材料、状态相同时、物体的质量越大,物体的

内能越大。

二、物体内能的改变

1、改变物体内能的方法:做功和热传递。

(1)、做功:

①做功可以改变内能:对物体做功物体内能会增加(将机械能转化为内

能)。用物理学术语解释“摩擦起热”和“钻木取火”

①、研究的对象是什么?

A.——空气

②、为什么要放入易燃物?

B.——转换法,显示空气温度升高

4

③.实验说明了什么?

C.——压缩空气做功,空气内能会增大

②物体对外做功物体内能会减少(将内能转化为机械能)。

实验:在一个试管中装一些水,用软木塞塞紧。对试管加热使水沸腾,

会看到什么现象?

A.现象:塞子被试管内热气推出,试管口有‘'白雾"生成。

B.酒精燃烧的化学能转化为水和水蒸汽的内能;

C.水蒸汽对活塞做功,又将内能转化成机械能,

③做功改变内能的实质:内能和其他形式的能(主要是机械能)的相互

转化的过程。

(2)、热传递:

1)产生热传递的条件:存在温度差

2)定义:热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温

部分传到低温部分的过程。

3)热量:在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量。热量的单位是

焦耳。

4)热传递过程中,高温物体放出热量,温度降低,内能减少;低温物

体吸收热量,温度升高,内能增加;

5

3、做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

三、温度、内能、热量的区别与联系

(1)区别:

①温度:表示物体的冷热程度,是一个状态量,一切物体任何时候都有

温度。“传递温度”的说法也是错误的。

②内能:是一个状态量,通常用“具有”“增加(大)”或“减少(小)”

来修饰。

③热量是过程量,只能说“吸收热量”或“放出热量”,不能说“含”、

“有”、“具有”热量。

(2)联系:

①物体温度升高,内能一定增加,可能吸热,也可能外界对物体做功。

②物体吸热,内能一定增大,但温度不一定升高;(例如晶体在熔化的

过程中要不断吸热,内能增大,而温度却保持不变);物体放热,内一

定能减小,温度也不一定降低(例如晶体在凝固的过程中要不断放热,

内能减小,而温度却保持不变)。

第三节比热容

一、比较不同物质的吸热能力

1.实验中所需测量器材(天平、

温度计和秒表)

2.实验器材组装(先下后上)

6

3、要研究这个问题,必须保持质量和升高的温度相同,物质种类不同.

4.在实验过程中,应选取质量相同的不同液体

5.实验过程中选用相同热源(在加热相同时间放出相同的热量,两种物质

在相同时间内吸收相同的热量)

6、酒精灯与电加热器作为热源进行相比:选择电热器更好,方便控制

加热相同的时间吸收相同的热量。

7.物质吸热能力的强弱用比热容来表示

8.转换法:

①通过加热时间来判断物质吸收热量的多少

②通过加热相同的时间,比较温度计示数的变化来判断物体的吸热能

力;(温度变化快的吸热能力弱)

③通过观察升高相同的温度,比较加热时间来判断物体的吸热能力.(加

热时间长的物体吸热能力强)

9、实验中不断搅拌的目的:使物质受热均匀

10、误差分析:

①不好控制在相同时间内两种物质吸收相同的热量;

②存在热量的损失。

11、比较物质的吸热能力方法:

(1)质量相同,升高相同的温度。比较物质吸收热量的多少(或加热

时间的长短),吸收热量越多(或加热时间越长)说明物质吸热能力越

(2)质量相同,吸收相同的热量(或加热相同时间),比较物质升高的

温度,温度升高得慢,说明物质吸热能力强。

12、结论:

(1)同一种物质,吸收的热量跟物体的质量和升高的温度都有关系。

(2)不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量不同。

二、比热容

1、比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。

2、定义:单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)

7

的热量。

3、符号:用符号c表示

4、单位:焦每千克摄氏度,符号是J/(kg・℃)

5、物理意义:水的比热容最大,水的比热容c水=4.2X103j/(kg・℃),

物理意义为:1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量

为4.2X10号。

6、比热容是物质的一种特性,比热容的大小与物体的种类、状态有关,

与质量、体积、温度、吸热放热的多少等无关。

①同种物质在不同状态时比热不同。

②同种物质比热容相同,不同物质比热一般不同。

7、水常用来调节气温、取暖、汽车的冷却剂、散热,是因为水的比热

容大。

8比较比热容的方法:

①质量相同,升高温度相同,比较吸收热量多少(加热时间):吸收热

量多,比热容大。

②质量相同,吸收热量(加热时间)相同,比较升高温度:温度升高慢,

比热容大。

二、热量的计算公式:

①温度升高时用:Q"&=cm△t=cm(LA))

②温度降低时用:。放=cm△t=c'm(fo—f)

Q热量焦耳(J);

c一一比热容一一焦耳每千克摄氏度(J/(kg•℃));

m---质量---千克(kg);

t-一末温一一摄氏度(℃);

h——初温一一摄氏度(℃)

审题时注意“升高(降低)到10℃”还是“升高(降低)(了)10C”,

前者的“10℃”是末温。),后面的“10C”是温度的变化量(△/)()

由公式0=须可知:物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、

质量和温度变化量这三个因素决定的。

8

第十四章:内能的利用

第一节:热机

一、热机:

1.定义:热机是利用内能来做功,把内能转化为机械能的机器。

2.热机的种类:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发

动机等

3、内燃机:

⑴.内燃机活塞在汽缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的过

程,叫做一个冲程。

(2).内燃机包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

⑶.在单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个

工作循环,每个工作循环曲轴转2周,活塞上下往复2次,对外做功1

次。

(4).在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功,而其它三个冲程

(吸气冲程、压缩冲程和排气冲程)是依靠飞轮的惯性来完成的。

(5).压缩冲程将机械能转化为内能。

⑹.做功冲程是由内能转化为机械能。

4、汽油机工作过程:

(1)吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞由上端向下运动,汽油

和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。

(2)压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被

9

烈燃烧,

二连杆带

(4)排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出

气缸

4.汽油机和柴油机的比较:

①汽油机的气缸顶部是火花塞;柴油机的气缸顶部是喷油嘴。

②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物;柴油机

吸气冲程吸入气缸只有空气。

③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式;柴油机做功冲程的点火方式是

压燃式。

④柴油机比汽油及效率高,比较经济,但笨重。

10

⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。

第二节:热机效率

一、热值

1、燃料燃烧,使燃料的化学能转化为内能。

2、定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。

3^符号:用q表示。

4、单位:固体燃料的热值的单位是焦耳每千克(J/kg)、气体燃料的热

值的单位是焦耳每立方米(J/m,)。

5、热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、

体积、是否完全燃烧等无关。

6、火箭用液态氢做原料:因为氢气的热值很大

7、计算热量公式:

Q放=mq(液体和固体)

Q«=Vq(气体)

Q:燃料完全燃烧释放的热量焦耳(J);

q:燃料的热值焦耳每千克(J/kg)焦耳每立方米(J/n?)

m:燃料的质量千克(kg),

V/燃料的体积立方米(m3)

8,物理意义:

①酒精的热值是3.0Xl()7j/kg,它表示:1kg酒精完全燃烧放出的热量

是3.0X10,J。

②煤气的热值是3.9X107j/m3,它表示:In?煤气完全燃烧放出的热量是

3.9X107Jo

9、影响燃料有效利用的因素:一是燃料很难完全燃烧,二是燃料燃烧

放出的热量散失很多,只有一小部分被有效利用。

二、热机的效率:

1、热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热

机的效率。

热机的效率是热机性能的一个重要标志,与热机的功率无关。

11

2、由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1。

3、热机能量损失的主要途径:废气内内、散热损失、机器损失。

4、提iW]热机效率的途径:

①使燃料充分燃烧,尽量减小各种热量损失;

②机件间保持良好的润滑,减小摩擦。

③在热机的各种能量损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能

量,是提高燃料利用率的重要措施。

5、常见热机的效率:蒸汽机6%〜15%、汽油机20%〜30%、柴油机30%〜

45%

6、内燃机的效率比蒸汽机高,柴油机的效率比汽油机高。

7、汽车的机械效率

①汽车的功率:P=Fv

②汽车的有用功W小FSW产Pt

③燃料燃烧放热:Qja=mq(q为J/kgm用kg)

Q放=Vq(q为J/n?V用m3)

T

④Q放

8、炉子的热效率

®Q<!&=cm②Q放=11^或Q放=Vq

9、太阳能热水器的热效率

①Q吸=cm短

②E=PSt(或Pt)

12

(§)一。水吸_51(1。)(或_C7n(f-/(;))

4阳Pt-PSt

物理量单位

E太阳指太阳能热水器吸收的太阳能,J

P表示太阳辐射功率(可以是热水器每平方米面积上每单位时间内接收

到的辐射能,单位是J/(m;s)或J/E.h),此时E=PSt;也可以是整个

热水器在单位时间内接收到的辐射能,单位是J/s或J/h,此时E=Pt]

第三节:能量的转化和守恒

一、能量的转化:

在一定条件下,各种形式的能量都可以相互转化。

摩擦生热:机械能转化为内能

电动机:电能转化为机械能

发电机:机械能转化为电能

电池充电:电能转化为化学能

电池放电:化学能转化为电能

植物进行光合作用:光能转化为化学能

燃料燃烧:化学能转化为内能

二、能量守恒定律

内容:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化

为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过

程中,能量的总量保持不变。

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三、永动机

无法实现的“永动机”

1.“永动机”:不消耗任何能量和燃料,却源源不断对外做功的机器。

2.由能量守恒定律知:无法实现

3.工程技术的任务,在于设法找出合理利用能源的途径,并减少机器运

转过程中不必要的能量损耗,而不是去研制永远无法实现的“永动机二

第十五章电流与电路

第一节电荷

一、摩擦起电

1、物体具有吸引轻小物体的性质,我们就说该物体带了电或者带了电

荷。

2、摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。

3、带了电的物体叫带电体,带电体具有吸引轻小物体的性质。

4、摩擦起电的实质:摩擦起电并不是创造了电荷,而是使电子发生了

转移,电子从一个物体转移到了另一个物体,失去电子的物体带正电,

得到电子的物体带负电。(得负失正)

二、两种电荷

1、自然界只有两种电荷。

⑴被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷(+);

⑵被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷(一)。

⑶玻正橡负

三、电荷间的相互作用

⑴同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。(同排异吸)

⑵带电体既能吸引不带电的轻小物体,又能吸引带异种电荷的带电体。

14

⑶电荷:电荷的多少叫做电荷量,简称电荷,符号是。。电荷的单位是

库仑(C)。

四、验电器

1、构造:金属球、金属箔、金属杆

2、作用:检验物体是否带电,带电多少

3、验电器的原理:同种电荷相互排斥。

五、原子的结构:

⑴原子由原子核和核外电子组成。

⑵原子核位于原子的中心,比原子小得多。

⑶原子核带正电,电子带负电.

⑷在通常情况下,原子核所带正电荷数与核外电子所带负电荷数相等,所

以整个原子呈电中性,也就是原子对外不显带电的性质。

六、元电荷:

⑴电子的电荷量最小,人们把最小电荷叫做元电荷。其电荷量为:e=1.6

X1019C电子绕核运动。

⑵任何带电体所带电荷都是e的整数倍。

七、导体和绝缘体:

1、容易导电的物体叫做导体。

常见的导体:金属、石墨、人体、大地、湿润的物体、含杂质的水、酸

碱盐的水溶液等。

2、不容易导电的物体叫做绝缘体。

常见的绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、油、陶瓷、纯水、空气等。

3、金属导电靠自由电子。酸碱盐溶液靠正负离子导电;

4、导体和绝缘体在一定条件下可以相互转换;

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第二节电流和电路

一、电流

1电流的形成:电荷的定向移动形成电流。

定向移动的电荷既可以是正电荷,也可以是负电荷,还可以是正负电荷

同时向相反的方向移动。

2、电流的方向

把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。

正电荷定向运动的方向与电流的方向相同

负电荷定向运动的方向与电流的方向相反

3、电路中电流的方向

⑴电源外部电流的方向:从电源的正极经过用电器,再回到负极。

⑵电源内部电流的方向:从电源的负极回到正极。

二、电路:

1、电路指电流的流通路径。

2、电路的构成:电源、开关、用电器、导线。

3、电路的基本组成部分(四个部分)

(1)电源:提供电能的装置。

(2)用电器:消耗电能的装置,把电能转换成其他形式的能。

(3)开关:控制电路的通断。

(4)导线:连接电路,输送电能。

4、持续电流形成的条件:①必须有电源;②电路必须闭合(通路)。

三、电路的三种状态:

1、通路一一接通的电路叫通路,此时电路中有电流通过,电路是闭合

的。

2、开路(断路)一一断开的电路叫断路,此时电路不闭合,电路中无

电流。

3、短路一一直接把导线接在电源两极或用电器的两端。

①电源电路:会有极大的电流,可能把电源烧坏,这种情况是不允许的。

②用电器短路:此时电流将直接通过导线而不会通过用电器,用电器不

会工作。

16

第三节串联和并联

一、串联电路:

1.把电路元件逐个顺次连接起来就组成了串联电路。

2、特点:

①电流只有一条路径;

②各用电器之间互相影响,其中一个用电器断路,其它用电器也不能工

作;

③电路中只需要一个开关,且开关的位置对电路没有影响.

④其中一个用电器断路,其它用电器照常工作。

二、并联电路:

1、把电路元件并列地连接起来就组成了并联电路。

2、电流在分支前和合并后所经过的路径叫做干路;分流后到合并前所

经过的路径叫做支路。

3、特点:

①电流两条或两条以上的路径,有干路、支路之分;

②各用电器之间互不影响,某一条支路断开时,其他支路上的用电器照

常工作.

③干路开关控制所有用电器,支路开关只控制其所在支路的用电器(或

整个电路),而支路上的开关只能控制所在支路上的用电器。

④其中一个用电器短路,其它用电器也不能工作,造成电源短路。

第四节电流的强弱

一、电流的强弱

1、电流是表示电流强弱的物理量,用符号/表示。

2、电流的单位为安培,简称安,符号A。

3、常用单位毫安(mA)和微安(uA)。

4、电流单位换算关系:

1A=1O3mAlmA=103uA1A=1O6UA

17

5、常考的电流值估测:

台灯正常工作时的电流约为0.3A

新式LED台灯正常工作的电流0.03A

家庭节能灯中的电流约0.1A

电饭锅的电流约为2A

教室里日光灯正常发光通过的正常工作电流约为0.2A

家用电冰箱的电流约为1A

家用洗衣机的电流约为L5A

30W普通照明日光灯电流约为130mA

家用空调的电流约5-10A

二、电流的测量

1、电流表:

测量电流的仪表叫电流表。符号为G),其内阻很小,可看做零,电流

表相当于导线。

2.电流表的构造和读数

⑴、构造

⑵连接:一红一黑

18

接线柱量程分度值

“一”“06”0-0.6A0.02A

。〜3A0.1A

⑷、在0〜3A量程读出的示数是指针指向相同位置时,在。〜0.6A量程

上读出的示数的5倍。

4、正确使用电流表的规则:

①电流表必须和被测的用电器串联。(等于一条导线)

若与用电器并联电流表的示数不是流过用电器的电流,而且很容易损坏

电流表。

②必须使电流从“+”接线柱流进电流表,从“一”接线柱流出来。若

接反,指针反向偏转,这样不但无法读数,有时候还会损坏电流表。

③被测电流不要超过电流表的量程。应该选较大的量程,并进行试触。

④任何情况下都不能使电流表直接连到电源两极上。若直接连到电源两

极会造成电源短路。

4.几种电流表指针偏转原因以及解决问题的方法。

⑴指针反向偏转:(指针偏向最左边)

答:可能是正、负接线柱接反,应改接。

⑵.指针正向偏转过大:(指针偏向最右边)

答:这是量程选择偏小,应改接较大量程。

⑶.指针偏转过小:

答:这是量程选择偏大,应改接较小量程

19

第四节串、并联电路的电流规律

一、探究串联电路的电流规律

(1)实验器材:干电池、开关、两个灯泡、电流表、导线若干

⑵实验电路图:---------1|-------——

0~~

⑶实验步骤:1.设计实验电路;

2.根据电路图连接电路;

3.进行测量,将测量数据记录在表格中;

4.换上另外两个规格不同的小灯泡,再次实验。

实验命题点:

1、实验需要改进的地方是:在电路中a、b、c三处同时接入三个电流

2.电路连接时,开关的状态(①连接时开关要断开,②电流表与被测用

电器串联)

20

3.电流表的使用和读数

4.电流表问题分析(如果电流表反向偏转,说明电流表正负接线接反;

如果正向偏转幅度过小,说明量程选择过大;如果正向偏转过大,到达

右边没有刻度处,说明量程选择过小)

5.改变电流的方式:更换电源、更换灯泡或电阻

6.电路故障分析(闭合开关后,如果灯不亮,有可能是断路或短路.如果

短路,则电流表有示数且很大;如果电流表没示数,则可能某灯泡烧坏,

用导线将灯泡逐个短接,看看接到哪个灯泡两端时另一灯泡亮,则是被

短路的这个灯泡断路了)

7、换用不同的规格灯泡多次测量的目的(保证实验结论具有普遍性和

正确性)

二、探究并联电路的电流规律

(1)实验器材:干电池、开关、两个灯泡、电流表、导线若干

(2)实验电路图:

⑶实验步骤:

1.设计实验电路;

2.根据电路图连接电路;

3.进行测量,将测量数据记录在表格中;

4.换上另外两个规格不同的小灯泡,再次实验。

21

三、实验结论:

1、串联电路中,电流处处相等。

表达式:1=h=h

2、并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。

表达式:/=/1+/2

第十六章电压电阻

第一节电压

一、电压:

1、电源是提供电压的装置。电压是形成电流的原因。(有电压不一定有

电流,但有电流一定有电压)

2、电压的符号是U,

3、单位是:伏特简称伏(V)

常用单位:千伏(kV),毫伏(mV)毫伏(mV),

1kV=103V,1mV=10-3V1kV=106mV

4、常考的电压估测:

一节干电池提供的电压一般是1.5V

一节铅蓄电池的电压是2V

手机电池的电压约为3.6V

人体的安全电压不高于36V

22

我国家庭电路电压是220V

4.电路中获得持续电流的条件:

(1)电路中有电源(或电路两端有电压);

(2)二是电路是闭合的(或电路是通路);

注:(1)说电压时,要说“xxx”两端的电压,说电流时,要说通过“XXX”

的电流。

二、电压的测量---------电压表

1、电压表:

①测量电路两端电压的仪表叫电压表,符号为。,其内阻很大,接入

电路上相当于断路。

②电压表的示数:

量使用接分度

程线柱*

0〜和

0.1V

3V“3”

0〜

150.5V

“15”

V

③、大量程是小量程的5倍,大分度值也是小分度值的5倍),指针位

置相同,则示数也是5倍关系

2、电压表的使用规则:

①.并联:电压表必须并联在被测电路两端.电压表相当于断路,电压表

串联在电路中,其示数等于电源的电压;电压表测量导线的电压,示数

为0

②.使电流从“十”接线柱流入电压表,从“一”接线柱流出电压表。(正进

23

负出)

③.被测电压不能超出电压表的量程:若预先不知电压的大小,则先用大

量程“试触”,然后再选择合适的量程。

④、电压表可以直接接在电源两极,测出电源电压

三、电池组电压特点:

①串联电池组的电压等于每节电池电压之和;

②联电池组的电压跟每节电池的电压相等。

第一节串、并联电路电压的规律

一、串、并联电路电压规律

1、实验电路图

2、实验命题点

1.电路图和实物图的连接(①连接时开关要断开,②电压表与被测用电

器并联)

2.电压表问题分析(可能出现的现象有:①电压表指针反偏,说明电压

24

表正负接线柱接反;②电压表指针正偏过小,说明量程选择过大;③电

压表指针正偏过大,到达右边没有刻度处,说明量程选择过小)

3.电路故障分析(闭合开关后,如果灯不亮,有可能是断路或短路.如果

短路,则电压表无示数;如果断路,则电压表示数接近电源电压)

4.改变电源电压或换用不同的灯泡多次实验的目的(保证实验结论具有

普遍性和正确性)

三、实验结论:

1、串联电路中,总电压等于各部分电路电压之和。

表达式:U=Ui+U2

2、并联电路中,各支路电压相等,都等于并联总电压(电源电压)。

表达式:U=Ui=U2

二、处理短路或断路故障问题的基础知识

1、L2断路,电压表测量电源电压,电流表0A

2、L2短路,电压表0V,电流表测L1电流,有正常值,L1亮

B

4、L短路,电压表测量电源电压,电流表测L2(亮)电流,有正常值

三、串联电路故障的判断:

1、电流表

(1)电流表无示数为断路

(2)电流表有示数为短路

2、电压表

(1)电压表的示数等于电源电压:

①可能是电压表所测两点之间断路;

②可能是电压表所测两点之外短路;

(2)电压表的示数等于0:

①可能是电压表所测两点之间短路;

26

②可能是电压表所测两点之外断路

第三节电阻

一、电阻:

1、导体对电流的阻碍作用叫电阻。

2、符号是

3、单位是欧姆,简称为欧,符号是Q,

4、常用单位:兆欧(MQ)和千欧(kQ)o

5、单位换算:lMQ=103kQ,1kQ=103Q,1MQ=1O6Q

6、了解一些电阻值:手电筒的小灯泡,灯丝的电阻为几欧到十几欧。

日常用的白炽灯,灯丝的电阻为几百欧到几千欧。实验室用的铜线,电

阻小于百分之几欧。电流表的内阻为零点几欧。电压表的内阻为几千欧

左右。

7、导体的电阻率从小到大排列,分别是:银、铜、铝、鸨、铁、锦铜

合金、银铝合金等。

二、定值电阻

1、定义:具有一定电阻值的元件叫做定值电阻,简称电阻。

2、电子兀件在电路图中用yj-表示。

三、究影响导体电阻大小的因素

实验电路:

27

1.电路连接(连接电路时开关断开、滑动变阻器接入电路中阻值要最大)

2.电流表量程的选择

3.转换法的应用【通过比较电流表示数或灯泡的亮度来判断导体电阻的

大小】

4.控制变量法的应用

(1)探究导体电阻与导体材料的关系,选取横截面积、长度均相同的

不同种材料制成的导体

(2)探究导体电阻与导体长度的关系,选取同种材料制成的横截面积

相同,长度不同的导体

(3)探究导体电阻与导体横截面积的关系,选取同种材料制成的长度

相同,横截面积不同的导体

(4)探究导体电阻与温度的关系,对同一个导体进行加热

5、电路中定值电阻(或小灯泡)的作用:保护电路

6、实验操作的改进:(用电流表代替灯泡或电流表与灯泡串联接入电路

中,实验现象更明显)

7、实验结论:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导

28

体的材料(电阻率")、长度(L)和横截面积(5),还与温度有关。与

导体是否连入电路、是否通电,及它的电流、电压等因素无关。其阻值

一般是不变的。

①在长度和横截面积相同时一,导体材料不同,电阻也一般不同;

②在材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大;

③在材料和长度相同时一,导体的横截面积越大,电阻越小;

④导体的电阻与导体的温度有关。对大多数导体来说,温度越高,电阻

越大;只有极少数导体电阻随温度的升高而减小。

8、决定式:R=*

9、记住:P银<P铜<P铝,P镒铜<P银隔。

三、半导体和超导体

1、半导体:

①硅、错导电性能介于导体和绝缘体之间。

②利用半导体制作了二极管和三极管。

2导体

⑴某些金属或合金,当温度降到某一温度时,电阻会变为0,这种现象

叫超导现象,

⑵超导体:具有超导现象的物体叫超导体。

超导转变温度(超导临界温度):物质电阻变为零时的温度。

⑶超导体的应用:

①超导输电

②发电机、电动机的线圈可用超导材料制作:质量小,功率大、效率高

③利用超导体可制造出磁悬浮列车

④超导材料最独特的性能是电能在输送过程中几乎不会损失.

29

第四节变阻器

一、滑动变阻器:

1、变阻器是利用电阻率较大的合金线(电阻线)制成的,

2、符号:W或W=i-

3、原理:通过改变接入电路中电阻线的长度改变电阻,从而改变电路

中的电流和电压。

Ac---°B

3、结构示意图:co…

5、作用:

①通过改变电路中的电阻,逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电

压;

②保护电路或用电器

6、铭牌:某滑动变阻器标有“50。1A”字样,50。表示滑动变阻器的最

大阻值为50Q或变阻范围为0〜50Qo1A表示滑动变阻器允许通过的最大

电流为1A.

7、使用滑动变阻器的注意事项(见右图):»

①接线时必须遵循“一上一下”的原则。各用一个接线

柱。KcD%

②如果选择“全上”(如图中的A、B两个接线柱),则滑动变阻器的阻值

接近于0,相当于接入一段导线;

③如果选择“全下”(如图中的C、D两个接线柱),则滑动变阻器的阻值将

是最大值且不能改变,相当于接入一段定值电阻。上述②③两种错误的接

法都会使滑动变阻器失去作用。

8、使用方法:

(1)串联在电路中,

(2)接线时必须遵循“一上一下”的原则。各用一个接线柱。

(3)闭合开关前,滑片P应该放在阻值最大的位置。保证电路中电流较小,

以免损坏其它用电器(保护其它用电器。)

(4)使用前要了解铭牌.,铭牌上标有变阻器的最大电阻值和变阻器允许通

过的最大电流。

30

9、应用实例:收音机、电视机调节音量大小的电位器就是一个变阻器滑动

变阻器。

第十七章欧姆定律

第一节电阻上的电流跟两端电压的关系

一、探究电流与电压的关系

1、实验器材:电源、定值电阻、滑动变阻器、开关、电压表、电流表

2、电路图:

3、实验命题点

1.实物电路图的连接或电路图连接错误的判断

2.连接电路时开关要断开,滑动变阻器的滑片移到最大阻值处

3.电流表和电压表的读数

4.滑动变阻器的作用(①保护电路;②改变定值电阻两端的电压)

5.电路故障判断

(1)闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,则定值电阻短路;

(2)闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,则定值电阻断路.

6.控制变量法的应用(保持电阻不变,调节滑动变阻器的滑片,改变电

阻两端的电压)

7.调节滑动变阻器不能使电压表达到指定示数的原因是(滑动变阻器的

31

最大阻值过小)

8.实验中电流随电压的增大而减小的原因(将电压表并联在了滑动变阻

器的两端)

9.此实验装置还能完成的实验是(伏安法测电阻、测电功率)

10.更换不同电阻进行多次测量的目的(多次测量,使实验结论具有普

遍性)

11.实验中不能用小灯泡代替定值电阻的原因(小灯泡的电阻随温度的升

高而增大)

实验结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体的两端

的电压成正比.

二、探究电流与电阻的关系

1.实物电路图的连接或电路图连接错误的判断

2.连接电路时开关要断开,滑动变阻器的滑片移到最大阻值处

3.电流表和电压表的读数

32

4.滑动变阻器的作用(①保护电路;②使定值电阻两端电压U不变)

5.电路故障判断

(1)闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,则定值电阻短路;

(2)闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,则定值电阻断路.

6.控制变量法的应用(换用不同阻值的电阻,通过调节滑动变阻器的滑

片来保持不同电阻两端电压不变)

7.调节滑动变阻器不能使电压表达到指定示数的原因是(滑动变阻器的

最大阻值过小或定值电阻的阻值过大。若不改变原有器材的情况下,解

决的办法:提高定值电阻两端的电压。)

8.更换大阻值定值电阻后,滑片移动方向的判断(移动方向应使滑动变

阻器接入电路中的阻值变大,电压表的示数始终不变.调节方法“变大调

大”或“你大我大”)

9.更换不同电阻进行测量的目的(多次测量,使结论具有普遍性)

io、电路中可选定值电阻最大阻值的确定2tu;Ri)

实验结论:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.

第二节欧姆定律及其应用

一、欧姆定律

1、内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成

33

反比。(德国物理学家欧姆)

2、公式

u变形为fu=/R

/=—(欧姆定律)=>Ju.

RR=一

IJ

物理量单位

I-电流--------A

1}--电压--------V

R——电阻--------Q

同一性:/、U、7?三量必须对应同一导体(同一段电路);

同时性:I、U、7?三量对应的是同一时刻。

二、串联电路的特点:

RiR2仆

——II————

U

1、电流规律:在串联电路中,电流处处都相等。

表达式:1-1\~1'2,

2、电压规律:电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。

表达式:tm+lk

34

3、电阻规律:串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。

表达式:R=R.+R2

4、如果有n个阻值均为R的电阻串联,则总电阻为R串=nR

5、在串联电路中,电流处处相等,电压与电流成正比,串联电路具有

支=旦

分压作用:力此

,:,2=1:1

6、串联电路比例式:>

三、并联电路的特点:

AR

1、电流规律:在并联电路中,干路中的电流等于各支路中的电流之和。

表达式:

2、电压规律:并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电

35

压。表达式:U^U\—U'2

3、电阻规律:并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和

J_=±+±R=-^-

%%&或鸟+与

cR

4、当n个相同R电阻并联时,总电阻为:氏总=一(n为并联的电阻个

n

数)

5.在并联电路中,电压相等,电流与电阻成反比,并联电路具有分流作

人=里

用与

U1:U2=\:\

6、并联电路比例式:”「&,

四、电阻串并联的实质

1、电阻串联相当于增长导体的长度,电阻越串越大,总电阻比任何一

个分电阻都大。

2、电阻并联相靠嗨榻左朝卷律解芬赢喘契并越小,比任何一个

分电阻都小。

3、电阻越串越大比大的还大;电阻越并越小比小的还小

4、无论是串联还是并联,其中一个电阻变大,总电阻变大。

四、动态电路的判断方法:

36

1、串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置变化引起的变化问题:

①串联电路中,若一个电阻变大,总电阻变大,总电压不变,总电流减

小。

②串联电路中,若一个电阻变大,它分配的电压增大,总电压不变,其

它电阻分配的电压减小。

3、并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置变化引起的变化问题:

①各支路互不影响,变阻器只影响所在支路电流,其它支路电流不变,

干路电流随支路电流的变化而变化。

37

②一条支路电阻变大,总电压不变,总电流将减小。

第一节电阻的测量

一、伏安法测量小灯泡的电阻

【实验原理】吟

【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻

器。

【实验电路】

【注意事项】

1.实验原理R=与

2.实物电路的连接(电路图连接中应该注意滑动变阻器“一上一下”的接

法、电流表串联在电路中、电压表并联在电路中)

3.实验操作过程中滑动变阻器的位置和开关的状态(连接电路时滑动变

阻器的滑片滑到阻值最大处、开关在连接电路时要处于断开状态,这么

做都是为了保护电路,防止因为操作失误造成在接线时、电路就接通且

电流过大烧坏灯泡,甚至烧坏电流表)

38

4.电流表和电压表的量程选择【要根据题意进行,一般的方法是:电压

表根据电源电压估测后再确定.电流表要根据题中电阻值确定;如果无法

估测,则选择大量程进行试触再确定适当的量程.一般尽可能使被测的值

接近选用的量程的为佳(这样更准确)】

5.滑动变阻器的作用(①保护电路;②改变待测电阻两端的电压)

6.进行多次测量定值电阻的目的(求平均值,减小实验误差)

7.电压表、电流表的读数

8.电路故障分析

9.换用小灯泡后,小灯泡的灯丝阻值变化的原因(小灯泡的电阻随着温

度的升高而增大)

10.温度对小灯泡电阻的影响(金属导体的电阻随温度的升高而增大,所

以小灯泡的电阻随着温度的升高而增大)

第十八章电功率

第一节电能

一、电功:

1、定义:电流所做的功叫电功。

2、电功的符号是W

3、单位:

(1)国际单位:焦耳,简称焦,用符号J表示

(2)常用单位:千瓦时(kw-h),就是日常生活中说的“度”

(3)单位换算:1度=1千瓦时=lkw•h=3.6义10与

39

4、电功的实质:

电流做功的过程,实际上就是电能转化为其他形式能的过程。电流做了

多少焦耳的功,就有多少焦耳的电能转化为其它形式的能。

5、规定:电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压,电

路中的电流和通电时间的乘积。

6、公式:①W=UIt=Pt(适用于所有电路)

W:电功一单位用J(焦耳)

U:电压一单位用V(伏特)

/:电流一单位用A(安培)

t:时间一单位用S(秒)

7、推导公式:W=〃R=(适用于纯电阻电路)

R

①W=I?Rt(常用于电流不变或串联电路,)

②的=(常用于电压不变或并联电路,)

R

公式中的物理量:

W——电能——焦耳(J)

U——电压——伏特(V)

I——电流——安培(A)

t------时间----秒(s)

R------电阻----欧姆(。)

P——功率---瓦特(W)

8、无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功,常用公式

W=W1+W2

二、电能表:

1、测量电功的仪表是电能表(也叫电度表)。

2、如上图是一种电能表的表盘。表盘上的数字表示已经消耗的电能,

单位是千瓦时,计数器的最后一位是小数,即1234.5kW-h。用电能表

月底的读数减去月初的读数,就表示这个月所消耗的电能。

40

220V10(20)A

50Hz600revs/kW-h

3、“220V”表示这个电能表的额定电压是220V,应该在220V的电路

中使用。

4、“10(20A)”表示这个电能表的标定电流为10A,额定最大电流为

20Ao

5、“50Hz”表示这个电能表在50Hz的交流电中使用;

6、“600revs/kW-h”表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1千瓦

时的电能,电能表上的表盘转过600转。

7、有关电能表的相关计算

—3.6xl()6/(或㈤

①、$

W=KKW・〃、(适用于给出实际圈数、和电能表参数N的)

②、N

第二节电功率

—•、电功率:

1、定义:物理学中,把电流所做的功与所用时间之比叫做电功率。

2、意义:表示用电器消耗电能(电流做功)快慢的物理量。

3、符号:P

4、单位:①瓦特(W),

②常用单位为千瓦(kW),lkW=103W

二、电功率相关计算公式

w_卜(适用于所有电路)

~P.

第一种单位:p——电功率——瓦特(W);

w——电功——焦耳(J);

41

t——通电时间——秒(S)

第二种单位:P——电功率——千瓦(kW);

W——电功——千瓦时(kW•h);

t--通电时间一一秒(s)

2、P=U1(适用于所有电路)

物理量单位

P——电功率W

r——电流A

U——电压V、

3、尸=/无(常用于电流不变和串联电路,只适用于纯电阻电路)

4、尸=(■(常用于电压不变和并联电路,只适用于纯电阻电路)

5、用电器实际功率的计算步骤

①电路图计算:

1、/?=%

P额

2、/。山=甥与

若灯泡的实际电压变为额定电压的1/2,则灯泡的实际功率变为额定功

率的1/4

②家用电能表和家用用电器:1丛=3.6x106」侬印^力)2P

6、用电器正常工作时的相关计算

42

(1)、正常工作时的电流/颜=生

U额

(2)、正常工作时的电阻:/?=终

P额

(3)、正常工作时消耗的电能:w=P^

(4)、正常工作时消耗电能的时间:

P额

7、串联电路比例式:1/"I

u2p2叫e,4

5:q=i:i

8、并联电路比例式:q

6卬2Q勺

9、无论是串联还是并联:%=WI+W?徐=[+鸟盘=。+2

二、用电器的额定功率和实际功率

1、额定电压U额:用电器正常工作时的电压叫额定电压。

2、额定功率Pg用电器在额定电压下的功率叫额定功率。

3、额定电流I额:用电器在正常工作时的电流叫额定电流。

4、额定电压U实:用电器实际工作时的电压叫额定电压。

5、额定功率P实:用电器在实际电压下的功率叫额定功率

6、实际功率与额定功率的关系:

①U实<U额P实<P额—用电器不能正常工作。

②U实>15额P实〉P额——用电器不能正常工作,有可能烧坏。

③U实=11额Pgt=P额用电器正常工作。

7、电灯泡上的“PZ22025”表示额定电压是220V,额定功率是25W。

8、一个用电器只有一个额定电压和额定功率,但可有多个实际电压和

实际功率。

9、常考的电功率估测:

43

液晶电视机的电功率约100W

电风扇的电功率100W

冰箱的额定功率约200W

台式计算机的电功率约200W

理发用的电吹风器的电功率约500W

家用空调的电功率1000W

洗衣机的电功率约500W

家用吸尘器的电功率约800W

电饭锅的电功率约1000W

电热水壶的电功率约1000

三、串、并联电路小灯泡亮度的判断方法:

1、灯泡的亮度是由小灯泡的实际电功率决定的,实际功率越大,灯泡

越亮,与额定电压和额定功率无关。

2、串联电路中,由P"

可知:电流相同,电阻越大,实际功率越大。

因此,串联电路中,电阻大的灯泡亮。

p=2可知:电压相同,电阻越小,实际功率越大,

3、并联电路中,由R

因此,并联电路中,电阻小的灯泡亮。

4、灯L“220V100W”,灯L2“220V25W”相比较而言,L灯丝粗短,

L2灯丝细长。两灯串联时,灯L2亮,两灯并联时,灯L1亮。

①判断灯丝电阻口诀:”大(功率)粗短,小细长”(U额相同)

②判断哪个灯亮的口诀“串小(功率)并大”(U额相同)

5、额定电压相同,额定功率不同的灯泡,灯丝越粗,功率越大

44

第三节测量小灯泡的电功率

一、伏安法测小灯泡的功率

1、【实验原理】P=UI

2、【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变

阻器。

3、【实验电路图】

4、【实验步骤】

①按电路图连接实物。

②检查无误后,闭合开关。移动滑片,使小灯泡在额定电压下发光,观

察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式「=5计算

出小灯泡的额定功率。

③调节滑动变阻断器,使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍,观

察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式「=5计算

出小灯泡此时的实际功率。

④调节滑动变阻断器,使小灯泡两端的电压小于额定电压,观察小灯泡

的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡

此时的实际功率。

5、【实验表格】

⑤根据测出的三组实验数据分别计算出小灯泡在三种情况下的电功率

实验

电压/V电流/A电功率/W小灯泡亮度

序号

12.00.250.50较暗

22.50.310.78正常

33.00.381.14较亮

6、实验结论

45

①u实〈U额时,成〈尸额,灯泡发光较暗

②%=u额时,七=/,灯泡发光正常

③外〉。额时,盘〉垛,灯泡发光较亮

注意:1.小灯泡发光情况由实际功率决定,实际功率越大,发光越亮;

2.实验中需对小灯泡的电功率进行至少三次测量,但不能根据三

次测量数据计算出小灯泡平均电功率,因为本实验多次测量的目的是

计算在不同电压下小灯泡的实际功率。

7、【注意事项】

⑴实验原理(P=UI)

⑵实物图的连接

①电压表量程的选择和连接(根据题目中已知电源电压和小灯泡的额定

电压或实物图中干电池的节数来选择量程)

②电流表量程的选择和连接(心大二卷,或7=白决定)

U额

③滑动变阻器的连接(一上一下,规格由^^尸叁户决定)

1额

⑶.电路连接时开关要断开,滑动变阻器的滑片移到最大阻值处(目的是

防止因为操作失误造成在接线时,电路接通且电流过大烧坏灯泡,甚至

烧坏电流表)

⑷.滑动变阻器的作用(①保护电路;②改变小灯泡两端的电压)

⑸.测量小灯泡的额定功率的操作(移动滑动变阻器的滑片使电压表的示

46

数等于小灯泡的额定电压)

⑹.电流表和电压表的读数

⑦.灯泡功率的计算(P=UI)及灯泡正常发光时的电阻(R=U/I)

⑻.电路故障分析

⑼.数据或U-I图像的分析

⑩.多次测量的目的(测量小灯泡在不同的电压下的实际功率或观察在不

同电压下小灯泡的发光情况)

(11).小灯泡的亮暗与实际功率的关系(实际功率越大,灯泡越亮)

⑫・不能用多次测量求出电功率的平均值作为小灯泡的额定功率的原因

(电压改变,小灯泡的功率改变,求平均值无意义)

⑬.使小灯泡正常发光的操作(移动滑动变阻器的滑片的同时,观察电压

表的示数,直到电压表示数等于小灯泡的额定电压)

8.用特殊方法测量电功率

①接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;

②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;

③滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路;

④不需要计算电功率的平均值。

二、测量家用电器的电功率

1,原理:P=-

t

2,器材:电能表秒表

3,实验:(1)查出家里电能表上标有“revs/kw.h”的数据N

47

(2)只让某个用电器单独工作(3)记下电能表在t时间内转的圈

(4)则该用电器的实际功率

知识点2实验中电路故障的分析及排除(难点)

现象故障原因排除办法

闭合开关后,灯泡虽亮.两电表的“十”“一”接线柱接反了,可能将连接电表的两导线对调•或

但两表指针却反向偏转损坏电表

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