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2013苏科版初中物理知识点整理

发布时间:2014-02-08 09:46:04  

目录

第一章 声现象-------------------------------( 2 )

第二章 物态变化----------------------------( 3 )

第三章 光现象-------------------------------( 6 )

第四章 光的折射 透镜-------------------( 8 )

第五章 物体的运动-------------------------( 11 )

第六章 物质的物理属性-------------------( 13 )

第七章 从粒子到宇宙----------------------( 15 )

第八章 力-------------------------------------( 16 )

第九章 力与运动----------------------------( 18)

第十章 压强和浮力-------------------------( 19) 第十一章 简单机械与功----------------------( 22 )第十二章 机械能和内能----------------------( 25 )第十三章 电路初探----------------------------( 28 )第十四章 欧姆定律----------------------------( 33 )第十五章 电功和电热-------------------------( 37 )第十六章 电磁转换----------------------------( 41 )第十七章 电磁波与现代通信----------------( 44 )第十八章 能源与可持续发展----------------( 45 )

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第一章 声现象

一、声音的产生

1、声音是由物体的振动产生的;

(人靠声带振动发声、蜜蜂靠翅膀下的小黑点振动发声,风声是空气振动发声, 管制乐器靠里面的空气柱振动发声,弦乐器靠弦振动发声,鼓靠鼓面振动发声, 等等);

2、振动停止,发声停止;但声音并没立即消失

(因为原来发出的声音仍在继续传播);

(注:发声的物体一定振动,有振动不一定能听见声音)

3、正在发声的物体叫做声源。固体、液体和气体都可以作为声源。

二、声音的传播

1、声音的传播需要介质;固体、液体和气体都可以传播声音;

一般情况下,声音在固体中传得最快,气体中最慢;

2、真空不能传声,月球上(太空中)的宇航员只能通过无线电话交谈;

3、声音以声波的形式传播;

4、声速:物体在每秒内传播的距离叫声速,单位是m/s;

声速跟介质的种类和温度有关;声速的计算公式是v=s/t;

声音在15℃的空气中的速度为340m/s;

三、回声

声音在传播过程中,遇到障碍物被反射回来,再传入人的耳朵里,

人耳听到反射回来的声音叫回声(如:高山的回声,北京的天坛的回音壁)

1、听见回声的条件:原声与回声之间的时间间隔在0.1s以上

(教室里听不见老师说话的回声,狭小房间声音变大是因为原声与回声叠加重合);

2、回声的利用:测量距离(车到山的距离,海的深度,冰川到船的距离);

四、声音的特性

1、音调:声音的高低叫音调,与发声体振动的频率有关,频率越高,音调越高 (频率:物体在每秒内振动的次数,表示物体振动的快慢,单位是赫兹,

振动物体质量越大音调越低;)

2、响度:声音的强弱叫响度;与发声体的振幅、距离声源的距离有关,

物体振幅越大,响度越大;听者距发声者越远响度越小;

3、音色:声音的品质特征;与发声体的结构和材料有关,不同的物体的音调、 响度尽管都可能相同,但音色却一定不同;(辨别是什么人或物体发的声靠音色) 注意:音调、响度、音色三者互不影响,彼此独立;

五、噪声的危害和控制

1、噪声:(1)从物理角度上讲物体做无规则振动时发出的声音叫噪声;

(2)从环保的角度上讲,凡是妨碍人们正常学习、工作、休息的声音以及对人们要听的 声音产生干扰的声音都是噪声;

2、乐音:从物理角度上讲,物体做有规则振动发出的声音;

3、常见噪声来源:飞机的轰鸣声、汽车的鸣笛声、鞭炮声、金属之间的摩擦声;

4、噪声的等级:表示声音强弱的单位是分贝,符号为dB。

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为了保护听力,声音不能超过90分贝;

为了保证工作和学习,声音不能超过70分贝;

为了保证休息和睡眠,声音不能超过50分贝;

0dB指刚刚引起听觉;

5、控制噪声:(1)在声源处减弱(安消声器);

(2)在传播过程中减弱(植树。隔音墙)

(3)在人耳处减弱(戴耳塞)

六、超声波和次声波

1、人耳感受到声音的频率有一个范围:20Hz~20000Hz,高于20000Hz叫超声波;

低于20Hz叫次声波;

超声波特点:方向性好、穿透能力强、声能较集中。具体应用有:声呐、B超、超声波速度测定器、超声波清洗器、超声波焊接器等。

次声波的特点:可以传播很远,很容易绕过障碍物,而且无孔不入。一定强度的次声波对人体会造成危害,甚至毁坏机械建筑等。它主要产生于自然界中的火山爆发、海啸地震等,另外人类制造的火箭发射、飞机飞行、火车汽车的奔驰、核爆炸等也能产生次声波。

2、动物的听觉范围和人不同,大象、鲸靠次声波交流,蝙蝠、海豚能听到超声波。

七、声音的利用

1、传递信息

(医生查病时的“闻”,打B超,敲铁轨听声音,超声波基本沿直线传播用来回声定位制作声纳等等)

2、声可以传递能量

(飞机场旁边的玻璃被震碎;雪山中不能高声说话;一音叉振动,未接触的音叉振动发生;超声波 的能量大、频率高用来打结石、清洗钟表等精密仪器)

第二章 物态变化

一、温度

1、温度:温度是用来表示物体冷热程度的物理量;

注:热的物体我们说它的温度高,冷的物体我们说它的温度低,

若两个物体冷热程度一样,它们的温度亦相同;

我们凭感觉判断物体的冷热程度一般不可靠;

2、摄氏温度:

(1)我们采用的温度是摄氏温度,单位是摄氏度,用符号“℃”表示;

(2)摄氏温度的规定:把一个大气压下,冰水混合物的温度规定为0℃;

把一个标准大气压下沸水的温度规定为100℃;

然后把0℃和100℃之间分成100等份,每一等份代表1℃。

(3)摄氏温度的读法:

如“5℃”读作“5摄氏度”;

“-20℃”读作“零下20摄氏度”或“负20摄氏度”

注:人的正常体温为37℃。洗澡水的适宜温度为40-50℃。泰州地区气温变化为-5-35℃.

二、温度计

1、常用的温度计是利用液体的热胀冷缩的原理制造的;

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2、温度计的构成:玻璃泡、均匀的玻璃管、玻璃泡总装适量的液体

(如酒精、煤油或水银)、刻度;

3、温度计的使用:

使用前要:观察温度计的量程、分度值(每个小刻度表示多少温度),

并估测液体的温度,不能超过温度计的量程(否则会损坏温度计)

测量时,要将温度计的玻璃泡与被测液体充分接触,不能紧靠容器壁和容器底部;读数时, 玻璃泡不能离开被测液、要待温度计的示数稳定后读数,且视线要与温度

计中夜柱的上表面相平。

三、体温计

1、用途:专门用来测量人体温的;

2、测量范围:35℃~42℃;分度值为0.1℃;

3、体温计读数时可以离开人体;

4、体温计的特殊构成:玻璃泡和直的玻璃管之间有极细的、弯的细管叫做缩口;

物态变化:物质在固、液、气三种状态之间的变化;固态、液态、气态在一定条件下可以相互转化。

四、汽化和液化

1、物质从液态变为气态叫汽化;物质从气态变为液态叫液化;

汽化和液化是互为可逆的过程,汽化要吸热、液化要放热;

2、汽化的方式为沸腾和蒸发;

(1)蒸发:在任何温度下都能发生,且只在液体表面发生的缓慢的汽化现象;

注:蒸发的快慢与

A、液体温度高低有关:温度越高蒸发越快

(夏天洒在房间的水比冬天干的快;在太阳下晒衣服快干);

B、跟液体表面积的大小有关,表面积越大,蒸发越快

(凉衣服时要把衣服打开凉,为了地下有积水快干要把积水扫开);

C、跟液体表面空气流速的快慢有关,空气流动越快,蒸发越快

(凉衣服要凉在通风处,夏天开风扇降温);

(2)沸腾:在一定温度下(沸点),在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象;

注:沸点:液体沸腾时的温度叫沸点;

不同液体的沸点一般不同;

同种液体的沸点与压强有关,压强越大沸点越高(高压锅煮饭);

液体沸腾的条件:温度达到沸点还要继续吸热;

(3)沸腾和蒸发的区别和联系:

它们都是汽化现象,都吸收热量;

沸腾在一定温度下才能进行;蒸发在任何温度下都能进行;

沸腾在液体内部、外部同时发生;

蒸发只在液体表面进行;

沸腾比蒸发剧烈;

(4)蒸发可致冷:夏天在房间洒水降温;人出汗降温;发烧时在皮肤上涂酒精降温;

(5)不同物体蒸发的快慢不同:如酒精比水蒸发的快;

4、液化的方法:(1)降低温度;

(2)压缩体积(增大压强,提高沸点)

如:氢的储存和运输;液化气;

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注:“白气”;雾;露;“出汗”属液化现象。

五、熔化和凝固

1、物质从固态变为液态叫熔化;从液态变为固态叫凝固;

熔化和凝固是可逆的两物态变化过程;熔化要吸热,凝固要放热;

2、固体可分为晶体和非晶体;(常见的非晶体:松香、玻璃、柏油、石蜡、橡胶等)

晶体:熔化时有固定温度(熔点)的物质;

非晶体:熔化时没有固定温度的物质;

晶体和非晶体的根本区别是:

晶体有熔点(熔化时温度不变,继续吸热),

非晶体没有熔点(熔化时温度升高,继续吸热);

(熔点:晶体熔化时的温度);

同一晶体的熔点和凝固点相同;

3、晶体熔化的条件:温度达到熔点;继续吸收热量;

晶体凝固的条件:温度达到凝固点;继续放热;

4、晶体的熔化、凝固曲线:

上图中AD是晶体熔化曲线图,晶体在AB段处于固态,在BC段是熔化过程,吸热,但温度不变,处于固液共存状态,CD段处于液态;而DG是晶体凝固曲线图,DE段于液态,EF段落是凝固过程,放热,温度不变,处于固液共存状态,FG处于固态。

注意:晶体在熔点(或凝固点)时的状态:固态、液态或固液共存。

晶体在熔化过程(或凝固过程)中的状态:固液共存。

一般情况下,晶体在液态时比在固态时比热容大,吸热升温慢。

六、升华和凝华

1、物质从固态直接变为气态叫升华;物质从气态直接变为固态叫凝华;

升华吸热,凝华放热;

2、升华现象:樟脑球变小;冰冻的衣服变干;人工降雨中干冰的物态变化;用久的灯丝变细。

3、凝华现象:霜;雪的形成;北方冬天窗户玻璃上的冰花(在玻璃的内表面)

七、云、霜、露、雾、雨、雪、雹、“白气”的形成

温度高于0℃时,水蒸汽液化成小水滴成为露;

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附在尘埃上形成雾;

温度低于0℃时,水蒸汽凝华成霜;

水蒸汽上升到高空,与冷空气相遇液化成小水滴,就形成云,大水滴就是雨;

云层中还有大量的小冰晶、雪(水蒸汽凝华而成),小冰晶下落可熔化成雨,

小水滴再与0℃冷空气流时,凝固成雹;

“白气”是水蒸汽遇冷液化而成的

八、水循环

自然界中的水不停地运动、变化着,构成了一个巨大的水循环系统。水的循环伴随着能量的转移。 (风能和水能间接来自于太阳能)

第三章 光现象

一、光源

能自行发光的物体叫做光源。

光源可分为天然光源(水母、太阳)和人造光源(灯泡、火把)

二、光的色散 颜色

1、太阳光通过三棱镜后,依次被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色,

这种现象叫色散;天边的彩虹是光的色散现象;

2、色光的三原色是:红、绿、蓝;

其它色光可由这三种色光混合而成,白光是红、绿、蓝三种色光混合而成的;

世界上没有黑光;颜料的三原色是红、黄、蓝,三原色混合是黑色;

3、透明体的颜色由它透过的色光决定(透过什么颜色的光物体就成什么颜色);

不透明体的颜色由它反射的色光决定(什么颜色反射什么颜色的光,吸收其它颜色的光,白色

物体发射所有颜色的光,黑色吸收所有颜色的光)

例:一张白纸上画了一匹红色的马、绿色的草、红色的花、黑色的石头,现在暗室里用绿光看画,会看见黑色的马,黑色的石头,还有黑色的花在绿色的纸上,看不见草(草、纸都为绿色)

说明:在光的色散现象中,红光在外侧,紫光在内侧。

三、看不见的光

1、太阳光谱:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种色光按顺序排列起来

2、红外线:红外线位于红光之外,人眼看不见;

(1)、一切物体都能发射红外线,温度越高辐射的红外线越多;(红外线夜视仪)

(2)、红外线穿透云雾的本领强(遥控探测)

(3)、红外线的主要特性是热效应;(加热,红外烤箱)

3、紫外线:在光谱上位于紫光之外,人眼看不见;

(1)、紫外线的主要特性是化学作用强;(消毒、杀菌)

(2)、紫外线的生理作用,促进人体合成维生素D(小孩多晒太阳),

但过量的紫外线对人体有害(臭氧可吸收紫外线,我们要保护臭氧层)

(3)、紫外线最显著的性质是能使荧光物质发光。(验钞机)

(4)、地球上天然的紫外线来自太阳,臭氧层阻挡紫外线进入地球;

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四、光的传播

1、光在同一种均匀介质中沿直线传播;

2、光沿直线传播的应用:

(1)小孔成像:像的形状与小孔的形状无关,像是倒立的实像

(树阴下的光斑是太阳的像)

(2)取直线:激光准直(挖隧道定向);整队集合;射击瞄准;

(3)限制视线:坐井观天

(要求会作有水、无水时青蛙视野的光路图);一叶障目;

(4)影的形成:影子;日食、月食

(要求知道日食时月球在中间;月食时地球在中间)

3、光线:常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向;(建立理想模型法)

五、光速

1、真空中光速是宇宙中最快的速度;

2、在计算中,真空或空气中光速c=33108m/s;

3、光年:是光在一年中传播的距离,光年是长度(距离)单位;

15121光年≈9.4608310m≈9.4608310km;

注意:声音在固体中传播得最快,液体中次之,气体中最慢,真空中不传播;

光在真空中传播的最快,空气中次之,透明液体、固体中最慢(二者刚好相反)。

光速远远大于声速,(如先看见闪电再听见雷声,在100m赛跑时声音传播的时间不能忽略不计, 但光传播的时间可忽略不计)。

六、平面镜成像(光的反射现象)

1、平面镜成像的特点:

像是虚像,像和物关于镜面对称,像和物的大小相等,像和物对应的点的连线和镜面垂直,像到 镜面的距离和物到镜面的距离相等;

像和物上下相同,左右相反

(镜中人的左手是人的右手,看镜子中的钟的时间要看纸张的反面,物体远离、靠近镜面像的 大小不变,但亦要随着远离、靠近镜面相同的距离,对人是2倍距离)。

2、水中倒影的形成的原因:

平静的水面就好像一个平面镜,它可以成像(水中月、镜中花);

对实物的每一点来说,它在水中所成的像点都与物点“等距”,树木和房屋上各点与水面的距离 不同,越接近水面的点,所成像亦距水面越近,无数个点组成的像在水面上看就是倒影了。 (物离水面多高,像离水面就是多远,与水的深度无关)。

3、平面镜成虚像的原因:

物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚而是发散的,这些光线的反向延长线 (画时用虚线)相交成的像,不能呈现在光屏上,只能通过人眼观察到,故称为虚像(不是由 实际光线会聚而成)

注意:进入眼睛的光并非来自像点,是反射光。

要求能用平面镜成像的规律(像、物关于镜面对称)和平面镜成像的原理(同一物点发出的 光线经反射后,反射光的反向延长线交于像点)作光路图(作出物、像、反射光线和入射 光线);

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七、凸面镜和凹面镜

1、以球的外表面为反射面叫凸面镜,以球的内表面为反射面的叫凹面镜;

2、凸面镜对光有发散作用,可增大视野(汽车上的观后镜,街道拐角处的反光镜);凹面镜对光有会聚作用(太阳灶,反射式天文望远镜,电筒)

八、光的反射

1、当光射到物体表面时,有一部份光会被物体反射回来,这种现象叫做光的反射。

2、我们看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。

3、反射定律:在反射现象中,反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内;

反射光线、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。

注:入射角与反射角之间存在因果关系,反射角总是随入射角的变化而变化,因而只能说反射角等于 入射角,不能说成入射角等于反射角。(镜面旋转X°,反射光旋转2X°)垂直入射时,入射角、 反射角等于0°

4、反射现象中,光路是可逆的(互看双眼)

5、利用光的反射定律画一般的光路图(要求会作):

确定入(反)射点;根据法线和反射面垂直,做出法线;根据反射角等于入射角,画出入射光线或反射光线

6、两种反射:镜面反射和漫反射。

(1)镜面反射:平行光射到光滑的反射面上时,反射光仍然被平行的反射出去;

(2)漫反射:平行光射到粗糙的反射面上,反射光将沿各个方向反射出去;

(3)镜面反射和漫反射的相同点:都是反射现象,都遵守反射定律;

不同点是:反射面不同(一个光滑,一个粗糙),一个方向的入射光,镜面反射的反射光只射向一个方向(刺眼);而漫反射射向四面八方;(下雨天向光走走暗处,背光走要走亮处,因为积水发生镜面反射,地面发生漫反射,电影屏幕粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光射向四处,黑板上“反光”是发生了镜面反射)

第四章 光的折射 透镜

一、光的折射

1、光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折。

2、光在同种介质中传播,当介质不均匀时,光的传播方向也会发生变化。

3、折射角:折射光线和法线间的夹角。

二、光的折射定律

1、在光的折射中,三线共面,法线居中。

2、光从空气斜射入水或其他介质时,折射光线向法线方向偏折;

光从水或其它介质斜射入空气中时,折射光线偏离法线,折射角随入射角的增大而增大;

3、斜射时,总是空气中的角大;

垂直入射时,折射角、反射角和入射角都等于0°,光的传播方向不改变

4、当光射到两介质的分界面时,反射、折射同时发生。

5、光的折射中光路可逆。

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三、光的折射现象及其应用

1、生活中与光的折射有关的例子:

水中的鱼的位置看起来比实际位置浅(高)一些(鱼实际在看到位置的后下方);

由于光的折射,池水看起来比实际的浅一些;

水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些;

夏天看到天上的星斗的位置比星斗实际位置高些;

透过厚玻璃看钢笔,笔杆好像错位了;

斜放在水中的筷子好像向上弯折了;(要求会作光路图)

2、人们利用光的折射看见水中物体的像是虚像(折射光线反向延长线的交点)

四、透镜

至少有一个面是球面的一部分的透明元件(要求会辨认)

1、凸透镜、中间厚、边缘薄的透镜,

如:远视镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等等;

2、凹透镜、中间薄、边缘厚的透镜,

如:近视镜片,门上的猫眼;

五、基本概念

1、主光轴:过透镜两个球面球心的直线,用CC/表示;

2、光心:通常位于透镜的几何中心;用“O”表示。

3、焦点:平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点,这点叫焦点;用“F”表示。

4、焦距:焦点到光心的距离

(通常由于透镜较厚,焦点到透镜的距离约等于焦距)焦距用“f”表示。

如下图:

注意:凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,

凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点;

六、三条特殊光线(要求会画)

经过光心的光线经透镜后传播方向不改变,平行于主光轴的光线,

经凸透镜后经过焦点;经凹透镜后向外发散,但其反向延长线必过焦点

(所以凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光有发散作用);

经过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴;

射向异侧焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴。

如下图:

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七、粗略测量凸透镜焦距的方法

使凸透镜正对太阳光(太阳光是平行光,使太阳光平行于凸透镜的主光轴),下面放一张白纸, 调节凸透镜到白纸的距离,直到白纸上光斑最小、最亮为止,然后用刻度尺量出凸透镜到白纸 上光斑中心的距离就是凸透镜的焦距。

八、辨别凸透镜和凹透镜的方法

1、用手摸透镜,中间厚、边缘薄的是凸透镜;中间薄、边缘厚的是凹透镜; 2、让透镜正对太阳光,移动透镜,在纸上能的到较小、较亮光斑的为凸透镜, 否则为凹透镜;

3、用透镜靠近看字,能让字放大的是凸透镜,字缩小的是凹透镜;

九、探究凸透镜的成像规律

器材:凸透镜、光屏、蜡烛、光具座(带刻度尺) 口诀:一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小; 虚像正物像同侧,实像倒物像异侧; 物远实像小,焦点内放大。 注意事项:“三心共线”:

蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一直线上;又叫“三心等高”

注意:实像是由实际光线会聚而成,在光屏上可呈现,可用眼睛直接看,所有光线必过像点; 虚像不能在光屏上呈现,但能用眼睛看,由光线的反向延长线会聚而成;

说明:(1)2F是像缩小、放大的分界点,u>2f成缩小像,u<2f成放大像。 (2)F是实像和虚像的分界点,u>f成实像,u<f成虚像。 (3)成实像时:①u变大,v变小,成的像变小。 ②u>2f时物移动的速度大于像移动的速度, f<u<2f时物移动的速度小于像移动的速度。 (4)无论是成实像还是成虚像: ①像与物移动的方向一致。

②像距变大,像变大。像距变小,像变小。

③v>u成放大的像,v<u成缩小的像,v=u成等大的像。

十、 凹透镜始终成缩小、正立的虚像;

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十一、照相机 眼睛

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(要使照相机拍摄的范围变大,需要增加物距,同时减小像距。)

1、人的眼睛像一架神奇的照相机,晶状体相当于照相机的镜头(凸透镜),视网膜相当于照相机内的 胶片。

2、近视眼看不清远处的物体,远处的物体所成像在视网膜前面,晶状体太厚,需戴凹透镜矫正; 远视眼看不清近处的物体,近处的物体所成像在视网膜后面,晶状体太薄,需戴凸透镜矫正;

十二、投影仪

1、投影仪的镜头是凸透镜;

2、投影仪的平面镜的作用是改变光的传播方向;

3、物体到透镜的距离(物距)小于二倍焦距,大于一倍焦距,成的是倒立、放大的实像;

注意:照相机、投影仪要使像变大,应该让透镜靠近物体,远离胶卷、屏幕。

十三、放大镜

1、放大镜是凸透镜;

2、放大镜到物体的距离(物距)小于一倍焦距,成的是放大、正立的虚像;

注意:要让物体更大,应该让放大镜远离物体;

十四、显微镜由目镜和物镜组成,物镜、目镜都是凸透镜 (物镜焦距短,目镜焦距长)。它们使物体两次放大;

十五、望远镜能使远处的物体在近处成像,其中伽利略望远镜目镜是凹透镜 物镜是凸透镜;开普勒望远镜目镜物镜都是凸透镜(物镜焦距长,目镜焦距短)。

第五章 物体的运动

一、长度和时间的测量

1.长度的测量

(1)长度的单位:在国际单位制中,长度的单位是“米(m)”。

常用的还有“千米(km)”、“分米(dm)”、“厘米(cm)”、“毫米(mm)”、“微米(μm)”、“纳米(nm)”等。

333它们之间的关系为:1km=10m;1m=10dm;1dm=10cm;1cm=10mm;1mm=10μm;1μm=10nm。

(2)长度的测量工具:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、卷尺等。

(3)正确使用刻度尺:使用总结为六个字:认、放、看、读、记、算。

①“认”清刻度尺的零刻度线、量程和分度值。

②“放”尺要沿着所测直线、刻度部分贴近被测长度放置。

③“看”读数看尺视线要与尺面要垂直。

④“读”估读出分度值的下一位。

⑤“记”正确记录测量结果。

⑥“算”多次测量取平均值。

(4)长度的估测:受条件的限制,有时需要对长度进行估测,此时可以借助身边的物品进行估测,比如指头的宽度大约为1cm,拳头的宽度大约为10cm,我们走两步的距离约是 1米,课桌的高度约0.75米。等。

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2.时间的测量

(1)时间的单位:在国际单位制中,时问的单位是“秒(s)”。

其他的单位还有“时(h)、”“分(min)”、“毫秒(ms)”、“微秒(μs)”等。

33它们之间的关系为:1h=60min;1min=60s;1s=10ms;1ms=10μs。

(2)时间的测量工具:秒表、停表、时钟等。

(3)时间的估测:可以借助脉搏的跳动次数等对时间进行估测。

3.误差

(1)测量值与真实值之间的差异叫做误差。在测量中误差总是存在的。

误差不是错误,误差不可避免,只能想办法尽可能减小误差,但不可能消除误差。

(2)减小误差的方法:多次测量取平均值。

二、运动的快慢

1.知道比较快慢的两种方法 (1)通过相同的距离比较时间的大小。

(2)相同时间内比较通过路程的多少。

2.速度 (1)物理意义:速度是描述物体运动快慢的物理量。

(2)定义:速度是指运动物体在单位时间内通过的路程。

(3)速度计算公式:v=s/t。

注意公式中各个物理物理量的含义及单位以及路程和时间的计算。

-l(4)速度的单位 ①国际单位:米/秒,读做米每秒,符号为m/s或m2s。

②常用单位:千米/小时,读做千米每小时,符号为km/h。

③单位的换算关系:1m/s=3.6km/h。

(5)匀速直线运动和变速直线运动

①物体沿着直线快慢不变的运动叫做匀速直线运动。

对于匀速直线运动,虽然速度等于路程与时间的比值,但速度的大小却与路程和时间无关, 因为物体的速度是恒定不变的,无论通过多远的路程,也不管运动多长时间。

②运动方向不变、速度大小变化的直线运动叫做变速直线运动。

对于变速直线运动可以用平均速度来粗略的地描述物体在某段路程或某段时间的运动快慢。 ③平均速度的计算公式:v=s/t,式中,t为总时间,s为路程。

④正确理解平均速度:

A.平均速度只是粗略地描述变速运动的平均的快慢程度,它实际是把复杂的变速运动当作简单的 匀速运动来处理,把复杂的问题简单化。

B.由于变速直线运动的物体的速度在不断变化,因此在不同的时间、不同的路程,物体的平均速 度不同。所以,谈到平均速度,必须指明是哪一段路程,或哪一段时间的平均速度,否则,平均 速度便失去意义。

说明:对于匀速直线运动:①v一定与s和t无关。②s与t成正比。

三、运动的描述

1.机械运动:物理学中把物体位置的变化叫做机械运动,简称为运动。

机械运动是宇宙中最普遍的运动。

2.参照物

(1)研究机械运动,判断一个物体是运动的还是静止的,要看是以哪个物体作为标准。这个被选作 标准的物体叫做参照物。

(2)判断一个物体是运动的还是静止的,要看这个物体与参照物的位置关系。

当一个物体相对于参照物位置发生了改变,我们就说这个物体是运动的,如果位置没有改变, 我们就说这个物体是静止的。

12

(3)参照物的选择是任意的,选择不同的参照物来观察同一物体的运动,其结果可能不相同。

例如:坐在行使的火车上的乘客,选择地面作为参照物时,他是运动的,若选择他坐的座椅为

参照物,他则是静止的。对于参照物的选择,应该遵循有利于研究问题的简化这一原则。一般

在研究地面上运动的物体时,常选择地面或者相对地面静止的物体(如房屋、树木等)作为参照物。

3.运动和静止的相对性:宇宙中的一切物体都在运动,也就是说,运动是绝对的。

而一个物体是运动还是静止则是相对于参照物而言的,这就是运动的相对性。

4.判断一个物体是运动的还是静止的,一般按以下三个步骤进行:

(1)选择恰当的参照物。

(2)看被研究物体相对于参照物的位置是否改变。

(3)若被研究物体相对于参照物的位置发生了改变,我们就说这个物体是运动的。

若位置没有改变,我们就说这个物体是静止的。

第六章 物质的物理属性

一、质量

l.质量

(1)定义:物体中所含物质的多少叫质量,用字母m表示。

(2)质量的单位:国际上通用的质量单位有千克(kg)、吨(t)、克(g)、毫克(mg),

其中千克是质量的国际单位。

(3)换算关系:1t=1000kg;1kg=1000g;1g=1000mg。

(4)质量是物质的一种属性,它不随物体的形状、状态、温度和地理位置的改变而改变。

2.质量的测量:用天平

(1)构造:托盘天平由横梁、指针、分度盘、标尺、游码、托盘、平衡螺母构成,每架天平配制一盒 砝码。盒中每个砝码上都标明了质量大小,以“克”为单位,用符号“g”表示。

(2)使用:①把天平放在水平台上(水平调节),②先把游码移至横梁标尺左端的零刻线处,调节平衡螺母,使指针对准分度盘中间的刻度线(横梁平衡调节);③把物体放在左盘里,用镊子向右盘加减砝码并移动游码,直到横梁恢复平衡;④这时物体的质量等于右盘中砝码总质量加上游码所对的刻度值。

四点注意:(1)被测物体的质量不能超过量程;

(2)向盘中加减砝码时要用镊子,不能用手接触砝码,不能把砝码弄湿、弄脏;潮湿的

物体和化学药品不能直接放到天平的盘中;

(3)砝码要轻拿轻放。

(4)调整平衡后不得移动天平的位置,也不得移动平衡螺母

判断天平平衡不一定要等指针停下来。

二、密度

1.物质的质量与体积的关系:同种物质的不同物体,质量和体积的比值是相同的(成正比)

不同种物质的物体,质量和体积的比值一般是不同的。

2.密度

(1)定义:单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度,用符号ρ表示。

(2)公式:ρ=m/V。式中,ρ表示密度;m表示质量;V表示体积。

33(3)单位:国际单位是千克/米(kg/m),读做千克每立方米;

33常用单位还有:克/厘米(g/cm),读做克每立方厘米。

333换算关系:1g/cm=1x10kg/m。

(4)密度是物质的一种特性,它只与物质种类和温度有关,与物体的质量、体积无关。

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(5)混合物质的密度应由其混合物质的总质量与总体积的比值决定,而不是等于构成这种混合物的 各种物质的密度的算术平均值。

三、测量物质的密度

1.体积的测量

3333(1)体积的单位:m、dm(L)、cm(mL)、mm。

333333333(2)换算关系:1m=10dm;1dm=10cm;lcm=10mm;1L=1dm3;1mL=1mm。

(3)测量工具:量筒或量杯、刻度尺

(4)测量体积的方法

①对形状规则的固体:可用刻度尺测出其尺寸,求出其体积。

②对形状不规则的固体:使用量筒或量杯采用“溢水法”测体积。若

固体不沉于液体中,可用“针压法”——用针把固体压入量筒浸没入水中,或“沉锤法”——

用金属块或石块拴住被测固体一起浸没入量筒的液体中测出其体积。

(5)量筒的使用注意事项

3①要认清量筒、量杯的最大刻度是多少?它的每小格代表多少cm(毫升)?

②测量时量筒或量杯应放平稳。

③读数时,视线要与筒内或杯内液体液面相平(凹底凸顶)。

2.密度的测量

(1)原理:ρ=m/V

(2)方法:测出物体质量m和物体体积V,然后利用公式ρ=m/V计算得到ρ。

(3)密度测量的几种常见方法

①测沉于水中固体(如石块)的密度

器材:天平(含砝码)、量筒、石块、水、细线。

步骤:用天平称出石块的质量m;倒适量的水入量筒中,记录水面的刻度V1;用细线拴住石块

浸没入量筒的水中,记录此时水面的刻度V2;用公式ρ=m/(V2–V1)算出密度。

(适量水的含义是:水不能太少,要使石块能浸没;水也不能太多,当石块浸没时水不能超过量筒的最大刻度,甚至溢出。)

②测量不沉于水的固体(如木块)的密度

器材:天平(含砝码)、量筒、木块、铁块、水、细线。

步骤:用天平称出木块的质量m;倒适量的水入量筒中,用细线拴住铁块浸没入量筒的水中,

记录水面的刻度V1;将木块取出,用细线把木块与铁块拴在一起全部没入量筒的水中,记录此

时水面的刻度V2;用公式ρ=m/(V2–V1)算出密度。

注意:在测固体的密度时,在实验的步骤安排上,都是先测物体的质量再用排法测体积。如若

倒过来,则会造成固体因先沾到液体而使得质量难以准确测量。

③测量液体(如盐水)的密度

器材:天平(含砝码)、量筒、烧杯、盐水。

步骤:用天平称出烧杯和盐水的质量m1,将烧杯中的盐水倒一部分入量筒中,记录量筒中

液面的刻度V;用天平称出剩余盐水和烧杯的质量m2;用公式ρ=(m1–m2)/V算出密度。

四、密度的应用

(1)鉴别物质。

(2)计算不能直接称量的庞大物体的质量,m=ρV。

(3)计算不便于直接测量的较大物体的体积,V=m/ρ。

(4)判断物体是否是实心或空心。

判断的方法通常有三种:利用密度进行比较;

14

利用质量进行比较;

利用体积进行比较。

注意:并不是所有的物质都遵循“热胀冷缩”的规律。如:0-4℃的水“热缩冷胀”,

4℃的水密度最大。

五、物质的物理属性包括:状态、硬度、密度、比热、透光性、导热性、导电性、磁性、弹性等。

第七章 从粒子到宇宙

一、走进分子世界(科学家根据观察到的现象提出有关物质结构模型的猜想,再收集证据来检验自己的 猜想,从而弄清物质的内部结构。)

1、分子运动理论的 (1)物质由分子组成的,分子间有空隙。

初步知识 (2)一切物质的分子都在不停地做无规则的运动——扩散现象。

(3)分子之间同时存在相互作用的引力和斥力。

说明:(1)分子是能保持物质化学性质的最小微粒。

(2)扩散现象:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。

气体、液体、固体均能发生扩散现象。扩散的快慢与温度有关。

扩散现象表明:一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,并且间接证明了分子间存在间隙。

(3)分子间的相互作用力既有引力又有斥力,引力和斥力是同时存在的。

-10当两分子间的距离等于10米时,分子间引力和斥力相等,合力为零,叫做平衡位置;

-10当两分子间的距离小于10米时,分子间斥力大于引力,合力表现为斥力;

-10当两分子间的距离大于10米时,分子间引力大于斥力,合力表现为引力;

当分子间的距离很大(大于分子直径的10倍以上)时,分子间的相互作用力变得十分微弱,可近似 认为分子间无相互作用力。

2.固态、液态、气态的微观模型

(1)固态物质中,分子的排列十分紧密,分子具有十分强大的作用力。

因此,固体具有一定的体积和形状,但不具有流动性。

(2)液体物质中,分子没有固定的位置,运动比较自由,粒子间的作用力比固体的小。因此,液体 没有确定的形状,但有一定的体积,具有流动性。

(3)气体物质中,分子极度散乱,间距很大,并以高速度向四面八方运动,粒子间的作用力极小, 容易被压缩。

因此,气体具有很强的流动性,但没有一定的形状和体积。

3.纳米技术

-9(1)纳米是长度的单位。1nm=10m。

(2)纳米科学技术是指纳米尺度内(0.1~100nm)的科学技术,研究对象是一小堆分子或单个的原子、 分子。

(3)纳米技术是现代科学技术的前沿,它在电子和通信方面、医疗方面、制造业方面等都有应用。

二、静电现象

摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象叫摩擦起电;

1、自然界只存在两种电荷

用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷;

15

用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷;

2、电荷间的相互作用

同中电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;

3、验电器

(1) 用途:用来检验物体是否带电;

(2)原理:利用同种电荷相互排斥;

4、摩擦起电的实质:电荷的转移。

由于不同物体的原子核束缚电子的本领不同,所以摩擦起电并没有创造电荷,

只是电子从一个物体转移到了另一个物体,失去电子的带正电,得到电子的带负电。

5、19世纪末,英国物理学家汤姆生发现了电子,电子的发现说明原子是可分的。

三、探索更小的微粒

在探索微小粒子的历程中,人们首先发现了电子,进而认识到原子由原子核和电子组成;后来,人们又发现原子核是由质子和中子组成的,质子带正电荷,中子不带电;现在科学家又提出质子和中子都是由被称为夸克的更小粒子组成的。(1897年,汤姆逊发现了电子;1919年,卢瑟福用粒子从氦原子核中打出了质子,进而建立了类似行星绕日的核式结构模型;1932年,查德威克发现了中子;1961年,盖尔曼提出夸克的设想??)

四、宇宙探秘

1、公元2世纪古希腊天文学家托勒玫提出了以地球为中心的地心说;16世纪哥白尼提出了以太阳为中心的日心说。

2、银河系是由群星和弥漫物质集会而成的一个庞大天体系统,太阳只是其中一颗普通恒星。

3、 宇宙是一个有层次的天体结构系统,大多数科学家都认定:宇宙诞生于距今150亿年的一次大爆炸,这种爆炸是整体的,涉及宇宙全部物质及时间、空间,爆炸导致宇宙空间处处膨胀,温度则相应下降。

4、(一个天文单位)是指地球到太阳的距离。

(光年)是指光在真空中行进一年所经过的距离。

第八章 力

一、力

1.力的作用效果:(1)力可以改变物体的运动状态。(2)力可以使物体发生形变。

注:物体运动状态的改变指物体的运动方向或速度大小的改变或二者同时改变,或者物体由静止

到运动或由运动到静止。形变是指形状发生改变。

2.力的概念

(1)力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而存在。

(2)有的力必须是物体之间相互接触才能产生,比如物体间的推、拉、提、压等力,

但有的力物体不接触也能产生,比如重力、磁极间、电荷间的相互作用力等。

(3)力的单位:牛顿,简称:牛,符号是N。

(4)力的三要素:力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。都会影响力的作用效果。

3.力的示意图

(1)用力的示意图可以把力的三要素表示出来。

(2)作力的示意图的要领:

①确定受力物体、力的作用点和力的方向;

②从力的作用点沿力的方向画力的作用线,用箭头表示力的方向;

③力的作用点可用线段的起点,也可用线段的终点来表示;

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④表示力的方向的箭头,必须画在线段的末端。

说明:如果一个物体发生了形变或运动状态发生了改变那么一定是受到了力的作用。

二、弹力和弹簧测力计

1.弹力

(1)弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。

压力、支持力、拉力等的实质都是弹力。

(2)弹力的大小、方向和产生的条件:

①弹力的大小:与物体的材料、形变程度等因素有关。

②弹力的方向:跟形变的方向相反,与物体恢复形变的方向一致。

③弹力产生的条件:物体间接触,发生弹性形变。

2.弹簧测力计

(1)测力计:测量力的大小的工具叫做测力计。

(2)弹簧测力计的原理:在一定范围内弹簧所受拉力越大,弹簧的伸长就越长;

(在弹性限度内,弹簧的伸长与所受到的拉力成正比。)

(3)弹簧测力计的使用:

①测量前,先观察弹簧测力计的指针是否指在零刻度线的位置,如果不是,则需校零;所测的 力不能大于弹簧测力计的测量限度,以免损坏测力计。

②观察弹簧测力计的分度值和测量范围,估计被测力的大小,被测力不能超过测力计的量程。 ③测量时,拉力的方向应沿着弹簧的轴线方向,且与被测力的方向在同一直线。④读数时, 视线应与刻度盘垂直。

三、重力

1.重力的由来:

(1)万有引力:宇宙间任何两个物体,大到天体,小到灰尘之间,都存在互相吸引的力,这就是 万有引力。

(2)重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力。

地球上的所有物体都受到重力的作用。

2.重力的大小

(1)重力的大小叫物重。

(2)物重与质量的关系:物重跟质量成正比。

公式:G=mg,式中,G是物重,单位牛顿(N);m是质量,单位千克(kg)。g=9.8N/kg。

(3)物重随物体位置的改变而改变,同一物体在靠近地球两极处物重最大,靠近赤道

处物重最小。

3.重力的方向

(1)重力的方向:竖直向下。(或与水平面垂直)

(2)应用:重垂线,检验墙壁是否竖直。

4.重心:

(1)重力的作用点叫重心。

(2)规则物体的重心在物体的几何中心上。

有的物体的重心在物体上,也有的物体的重心在物体以外。

四、摩擦力

1.摩擦力

两个相互接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时在接触面产生一种阻碍相对运动的力, 17

叫摩擦力。

2.摩擦力产生的条件

(1)两物接触并挤压。

(2)接触面粗糙。

(3)将要发生或已经发生相对运动。

3.摩擦力的分类

(1)静摩擦力:将要发生相对运动时产生的摩擦力叫静摩擦力。

(2)滑动摩擦力:相对运动属于滑动,则产生的摩擦力叫滑动摩擦力。

(3)滚动摩擦力:相对运动属于滚动,则产生的摩擦力叫滚动摩擦力。

4.滑动摩擦力

(1)决定因素:物体间的压力大小、粗糙程度。(与接触面积及速度大小等无关)

(2)方向:与相对运动方向相反。

(3)探究方法:控制变量法。

5.增大与减小摩擦的方法

(1)增大摩擦的主要方法: ①增大压力;

②增大接触面的粗糙程度;

③变滚动为滑动。

(2)减小摩擦的主要方法: ①减少压力;

②使接触面光滑些;

③用滚动代替滑动;

④使接触面分离。

五、力的作用是相互的:

物体间力的作用是相互的,比如甲、乙两个物体间产生了力的作用,那么甲对乙施加一个力的同时, 乙也对甲施加了一个力。

由此我们认识到:①力总是成对出现的;

②相互作用的两个物体互为施力物体和受力物体。

第九章 力与运动

一、二力平衡

1.力的平衡

(1)平衡状态:物体受到两个力(或多个力)作用时,如果能保持静止或匀速直线运动状态,我们就 说物体处于平衡状态。

(2)平衡力:使物体处于平衡状态的两个力(或多个力)叫做平衡力。

(3)二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直 线上,这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件可以简单记为:等大、反向、共线、同体。

物体受到两个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,则这两个力平衡。

2.一对平衡力和一对相互作用力的比较:①不同点:平衡力一定作用在同一物体上,而相互作用力 一定作用在不同的物体上。②相同点:等值、共线、反向。

3.二力平衡的应用

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(1)己知一个力的大小和方向,可确定另一个力的大小和方向。

(2)根据物体的受力情况,判断物体是否处于平衡状态或寻求物体平衡的方法、措施。

二、牛顿第一定律(又叫惯性定律)

1.牛顿第一定律

(1)内容:一切物体在没有受到外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。这就是牛顿第 一定律。

(2)牛顿第一定律不可能简单从实验中得出,

它是通过实验为基础、通过分析和科学推理得到的。

(3)力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。

(4)探究牛顿第一定律中,每次都要让小车从斜面上同一高度滑下,其目的是使小车滑至水平面上 的初速度相等。

(5)牛顿第一定律的意义:

①揭示运动和力的关系。

②证实了力的作用效果:力是改变物体运动状态的原因。

③认识到惯性也是物体的一种属性。

2.惯性

(1)惯性:一切物体保持原有运动状态不变的性质叫做惯性。

(2)对“惯性”的理解需注意的地方:

①“一切物体”包括受力或不受力、运动或静止的所有固体、液体气体。

②惯性是物体本身所固有的一种属性,不是一种力,

所以说“物体受到惯性”或“物体受到惯性力”等,都是错误的。

③要把“牛顿第一定律”和物体的“惯性”区别开来,

前者揭示了物体不受外力时遵循的运动规律,后者表明的是物体的属性。

④惯性有有利的一面,也有有害的一面,我们有时要利用惯性,有时要防止惯性带来的危害,

但并不是“产生”惯性或“消灭”惯性。

⑤同一个物体不论是静止还是运动、运动快还是运动慢,不论受力还是不受力,都具有惯性,

而且惯性大小是不变的。惯性只与物体的质量有关,质量大的物体惯性大,而与物体的运动

状态无关。

(3)在解释一些常见的惯性现象时,可以按以下来分析作答:

①确定研究对象。

②弄清研究对象原来处于什么样的运动状态。

③发生了什么样的情况变化。

④由于惯性研究对象保持原来的运动状态于是出现了什么现象。

三、力和运动的关系

(1)不受力或受平衡力 物体保持静止或做匀速直线运动

(2)受非平衡力 运动状态改变

第十章 压强和浮力

一、压强

1.压强:

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(1)压力:①产生原因:由于物体相互接触挤压而产生的力。

②压力是作用在物体表面上的力。

③方向:垂直于受力面。

④压力与重力的关系:力的产生原因不一定是由于重力引起的,所以压力大小不一定等于

重力。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力。

(2)压强是表示压力作用效果的一个物理量,它的大小与压力大小和受力面积有关。

(3)压强的定义:物体单位面积上受到的压力叫做压强。

(4)公式:P=F/S。式中P表示压强,单位是帕斯卡;F表示压力,单位是牛顿;

S表示受力面积,单位是平方米。

2(5)国际单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1Pa=lN/m,

2其物理意义是:lm的面积上受到的压力是1N。

2.增大和减小压强的方法

(1)增大压强的方法:①增大压力:②减小受力面积。

(2)减小压强的方法:①减小压力:②增大受力面积。

二、液体压强

1、液体压强产生的原因是液体受到重力作用,并且液体具有流动性,发生挤压产生的。

2、液体压强的特点 (1)液体对容器的底部、侧壁有压强; 液体内部向各个方向有压强。

(2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。

(3)同种液体中,深度越深,液体压强越大。 (液体内部的压强随深度的增加而增大)

(4)在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。

2.液体压强的大小 (1)液体压强与液体密度和液体深度有关。

(2)公式:P=ρgh。式中,

P表示液体压强单位帕斯卡(Pa);

3ρ表示液体密度,单位是千克每立方米(kg/m);

h表示液体深度,单位是米(m)。

3.连通器——液体压强的实际应用

(1)原理:连通器里的液体在不流动时,各容器中的液面高度总是相同的。

(2)应用:水壶、锅炉水位计、水塔、船闹、下水道的弯管。

注意:液体(及气体)压强产生的原因是由于液体(或气体)受到的重力,失重状态下液体不产生压强,也不产生浮力。

三、大气压强

1.大气压产生的原因:由于重力的作用,并且空气具有流动性,因此发生挤压而产生的。

2.大气压的测量——托里拆利实验(马德保半球实验最早证明了大气压的存在)

(1)实验方法:在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用于指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。 放开于指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时测出管内外水银面高度差约为76cm。

335(2)计算大气压的数值:P0=P水银=ρgh=13.6X10kg/mX9.8N/kgX0.76m=1.013x10Pa。

5所以,标准大气压的数值为:P0=1.0Xl0Pa=76cmHg=760mmHg。

(3)以下操作对实验没有影响①玻璃管是否倾斜;

②玻璃管的粗细;

③在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。

(4)若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气,液体高度减小,则测量值要比真实值偏小。

(5)这个实验利用了等效替换的思想和方法。

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3.影响大气压的因素:高度、天气等。

在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。

4.气压计——测定大气压的仪器。

种类:水银气压计、金属盒气压计(又叫做无液气压计)。

5.大气压的应用:抽水机等。

说明:高压锅是利用增大气压提高水的沸点原理来更快地煮熟饭菜的。

四、流体压强与流速的关系

1.在气体和液体中,流速越大的地方压强越小。

2.飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。当飞机在机场跑道上滑行时 上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的空气速度慢、压强大。机翼上下方

所受的压力差形成向上的升力。

说明:直升飞机是利用物体间力的作用是相互的原理升空的。氢气球,飞艇,孔明灯是利用空气浮力升空的。

五、浮力

1.当物体浸在液体或气体中时会受到一个竖直向上托的力,这个力就是浮力。

2.一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。

3.浮力=物体重-物体在液体中的弹簧秤读数,即F浮=G-F′(称重法)

4.阿基米德原理:浸在液体里的物体受的浮力,大小等于它排开的液体受的重力。

用公式表示为;F浮=G排。

(1)根据阿基米德原理可得出计算浮力大小的数学表达式;F浮=G排=m液g=ρ液gV排。

(2)阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。

说明:浮力的实质是液体对物体向上和向下的压力差,失重状态下没有浮力。

六、浮力的应用

1.浸在液体中物体的浮沉条件

(1)物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受非平衡力作用。

下沉的结果是沉到液体底部,上浮的结果是浮出液面,最后漂浮在液面。如右表:

(2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力,在平衡力的作用下静止不动。

但漂浮是物体在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中。

悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中。如右表:

2.应用

(1)轮船

①原理:把密度大于水的钢铁制成空心的轮船,使它排开水的体积增大,从而来增大它所受的浮力,故轮船能漂浮在水面上。

②排水量:轮船满载时排开的水的质量。

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(2)潜水艇

原理:潜水艇体积一定,靠水舱充水、排水来改变自身重力,使重力小于、大于或等于浮力来 实现上浮、下潜或悬浮的。

(3)气球和气艇

原理:气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体(氢气、氨气、热空气),

通过改变气囊里的气体质量来改变自身体积,从而改变所受浮力大小。

3.浮力的计算方法

①称重法:F浮=G-F拉

②阿基米德原理法:F浮=G排=ρ液gV排

③ 平衡法:F浮=G物(悬浮或漂浮)

④压力差法:F浮=F向上-F向下 (浮力产生的原因)

注意:当物体漂浮或悬浮时m排=m物。上浮时m排>m物,下沉时m排<m物.

第十一章 简单机械和功

一、杠杆

1.杠杆

(1)杠杆:在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。

(光线、杠杆、磁感应线都是一种理想模型)

(2)杠杆的五要素:①支点:杠杆绕着转动的固定点(O);

②动力:使杠杆转动的力(F1);

③阻力:阻碍杠杆转动的力(F2);

④动力臂:从支点到动力作用线的距离(l1);

⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离(l2)。

注意:支点、动力作用点、阻力作用点一定在杠杆上,动力臂、阻力臂不一定在杠杆上。

阻力的方向总是和阻力作用点移动的方向相反。

支点与动力作用点连线之间的距离就是最大的动力臂。

2.杠杆的平衡条件

(1)杠杆的平衡:当有两个力或几个力作用在杠杆上时,杠杆能保持静止或绕支点匀速转动,则 我们说杠杆平衡。(杠杆平衡时不一定都处在水平位置)

(2)杠杆平衡的条件:动力3动力臂=阻力3阻力臂,即:F1l1=F2l2

杠杆平衡时力和力臂成反比

3.杠杆的应用

(1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂的杠杆,省力但费距离。(如剪铁剪刀,铡刀,起子)

(2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆,费力但省距离。(如钓鱼杠,理发剪刀等)

(3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆,既不省力也不费力。(如:天平)

二、其他简单机械

1.定滑轮

(1)实质:是一个等臂杠杆。支点是转动轴,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。

(2)特点:不能省力,但可以改变动力的方向。

22

2.动滑轮

(1)实质:是一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。支点是上端固定的那段绳子与动滑轮相切的点, 动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径。

(2)特点:能省一半的力,但不能改变施力的方向,且多费一倍的距离。

3.滑轮组

(1)连接:两种方式,绳子可以先从定滑轮绕起,也可以先从动滑轮绕起。

(2)作用:既可以省力又可以改变施力的方向,但是费距离。

(3)省力情况:

竖直方向使用时,

G??F?(G?G物?G动)n???S?nh(n为调起动滑轮绳子的股数,h为滑轮上升的距离)

在水平方向使用时,

f?)?F?(f为物体所受到的摩擦力n??数,L为物体在水平方向上移动的距离)?S?nL(n为调起动滑轮绳子的股

(4)绳子的绕法:奇动偶定。(n为奇数时绳子从动滑轮的钩绕起,n为偶数时绳子从定滑轮的钩绕起)

4.轮轴和斜面

(1)轮轴:实质是可以连续旋转的杠杆,是一种省力机械。轮和轴的中心是支点,作用在轴上的力 是阻力F2,作用在轮上的力是动力F1,轴半径r,轮半径R,则有F1R=F2r,因为R>r,所以F1<F2。

(2)斜面:是一种省力机械。斜面的坡度越小,省力越多。

三、功

1、功

(1)力学中的功:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向移动了一段距离,这个力的 作用就显示出成效,力学里就说这个力做了功。

(2)功的两个因素:一个是作用在物体上的力,另一个是物体在这个力的方向上通过的距离。 两因素缺一不可。

(3)不做功的三种情况:①物体受到了力,但保持静止。

②物体由于惯性运动通过了距离,但不受力。

③物体受力的方向与运动的方向相互垂直,这个力也不做功。

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2、功的计算

(1)计算公式:物理学中,功等于力与力的方向上移动的距离的乘积。即:W=Fs。

(2)符号的意义及单位:W表示功,单位是焦耳(J),1J=1N2m;

F表示力,单位是牛顿(N);s表示距离,单位是米(m)。

(3)计算时应注意的事项:

①分清是哪个力对物体做功,即明确公式中的F。

②公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离,必须与“F”对应。

③F、s的单位分别是N、m,得出的功的单位才是J。

3、功的原理——使用任何机械都不省功。(动力所做的功等于机械克服所有阻力所做的功) 对于斜面在不计摩擦的情况下:FL=Gh 斜面长是斜面高的几倍,推力就是物重

的几分之一。(螺丝、盘山公路也是斜面)

四、功率

1、功率的物理意义:功率是表示物体做功快慢的物理量。

2、功率

(1)定义:单位时间内所做的功叫做功率,用符号“P”表示。

3单位是瓦特(W)常用单位还有kW。1kW=10W。

人平时骑自行车的功率大约为80w表示人骑自行车1s内做的功大约为80J.

(2)公式:p=W/t。式中p表示功率,单位是瓦特(W);W表示功,单位是焦耳(J);

t表示时间,单位是秒(s)。

一个物体在水平拉力F作用下沿水平面以速度V作匀速直线运动则拉力的功率p=W/t=FS/t=FV.

(3)功率与机械效率的区别:

①二者是两个不同的概念:功率表示物体做功的快慢;

机械效率表示机械做功的效率。

②它们之间的物理意义不同,也没有直接的联系,功率大的机械效率不一定大,机械效率高的 机械,功率也不一定大。

五、机械效率

1、有用功——W有用:使用机械时,对人们有用的功叫有用功。

也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功。在提升物体时,W有用=Gh。

2、额外功——W额外

(1)使用机械时,对人们没有用但又不得不做的功叫额外功。

(2)额外功的主要来源:①提升物体时,克服机械自重、容器重、绳重等所做的功。

②克服机械的摩擦所做的功。

3、总功——W总:

(1)人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功,它等于有用功和额外功的总

和。即:W总= W有用+ W额外。

(2)若人对机械的动力为F,则:W总=F?s

4、机械效率——η

(1)定义:有用功与总功的比值叫机械效率。

(2)公式:η= W有用/ W总。

(3)机械效率总是小于1。(因为有用功总小于总功)

(4)提高滑轮组机械效率的方法 ①减小摩擦,或减小动滑轮重。(减少额外功在总功中的比例)

②,增加所吊物体的重。(增加有用功在总功中的比例)

说明:机械效率大小与功率大小及省力情况无关。

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第十二章 机械能和内能

一、动能和势能

1、能量

(1)物体能够对外做功,表示这个物体具有能量,简称能。

物体对外做功的本领越大能量越大。

(2)单位:焦耳(J)

2、动能

(1)定义:物体由于运动而具有的能,叫做动能。

(2)影响动能大小的因素:①物体的质量;

②物体运动的速度。

物体的质量越大,运动速度越大,物体具有的动能就越大。

(3)单位:焦耳(J)。

3、重力势能

(1)定义:物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。

(2)影响重力势能大小的因素:①物体的质量;

②物体被举高的高度。

物体的质量越大,被举得越高,具有的重力势能就越大。

(3)单位:焦耳(J)

4、弹性势能

(1)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能,叫做弹性势能。

(2)单位:焦耳(J)。

(3)影响弹性势能大小的因素:①物体发生弹性形变的程度。

物体的弹性形变程度越大,具有的弹性势能就越大。

②物体本身弹性的大小

二、机械能及其转化

1、机械能

(1)定义:动能和势能统称为机械能。机械能是最常见的一种形式的能量。

(2)单位:J。

(3)影响机械能大小的因素:①动能的大小;

②重力势能的大小;

③弹性势能的大小。

2、机械能守恒定律:物体具有的动能和势能可以互相转化。如果不计摩擦等阻力,在动能和势能 相互转化过程中机械能的总量保持不变。

3、判断机械能变化的方法①从机械能定义角度:分析动能、势能如何变化,从而确定它们的和 (即机械能)如何变化。

②应用机械能守恒定律:分析是否存在摩擦等阻力,如果不计摩擦等阻力

则机械能不变,否则减少。

4、一个物体受平衡力作用,机械能可能不变,可能变大,可能变小。

三、内能

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1、内能

(1)概念:物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和,叫物体的内能。

分子具有动能的原因是分子在永不停息地作无规则运动;分子具有势能的原因是分子间存在相互 作用的引力和斥力。

①内能是指物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和,不是指少数分子或

单个分子所具有的能。

②一切物体在任何情况下都具有内能。

(2)影响内能的主要因素:物体的质量、温度、状态及体积等。

①一个物体的质量越大,包含的分子数目越多,所有分子动能和分子势能的总和越大,内能就 越大

②物体的内能与温度有关,同一个物体,温度升高,它的内能增加,温度降低,内能减少。

因为一个物体温度升高,组成这个物体的分子运动加快,所有分子动能的总和增加,内能增加。 ③冰熔化成水的过程中,温度不变,但要吸收热量,内能增加。(主要是由于分子之间的距离

发生变化,分子之间的作用力发生变化,分子势能的总和发生改变。)

(3)热运动:物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。分子无规则运动的速度与温度有关, 温度越高,分子无规则运动的速度就越快,物体的温度越低,分子无规则运动的速度就越慢。 内能也常叫做热能。

(4)内能与机械能的区别

①物体的内能的多少与物体的温度、体积、质量和物体状态有关;

而机械能与物体的质量、速度、高度、形变有关。它们是两种不同形式的能。

②一切物体都具有内能,但有些物体可以说没有机械能,比如静止在地面土的物体。

③内能和机械能可以通过做功相互转化。

④内能的单位与机械能的单位是一样的,国际单位制都是焦耳,简称焦。用J表示。

2、热传递----改变内能的一种方式

①定义:当物体间或物体的不同部分之间存在着温度差,热就会从高温物体传向低温物体,这就是热

传递。

②热传递的条件:物体之间(或同一物体不同部分)存在温度差。

③用热传递的方法改变物体的内能实质是内能从一个物体转移到另一个物体或从物体

的一部分转移到另一部分。物体吸收热量,物体内能增加;物体放出热量,物体的内能减少。 ④方式:传导、对流、辐射

3、热量 (1)概念:物体通过热传递的方式所改变的内能叫热量。国际单位:焦耳(J)。

(2)热量是一个过程量。热量反映了热传递过程中,内能转移的多少,是一个过程量。

所以在热量前面只能用“放出”或“吸收”,绝对不能说某物体含有多少热量,

也不能说某物体的热量是多少。

四、比热容

1、比热容的概念:单位质量的某种物质温度升高(或者降低)1℃吸收(或者放出)的热量叫做这种物质的 比热容,简称比热。用符号c表示比热容。

2、比热容的单位:常用的比热容的单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg2℃)。

3、比热容的物理意义

(1)比热容是通过比较单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收的热量。

3(2)水的比热容是4.2310J/(kg2℃)。

3物理意义是:1千克水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量是4.2310J。

4、比热容表

(1)比热容是物质的一种特性,同种物质的比热容是相同的(不考虑状态的变化),不同种物质的比 26

热容一般是不相同的。

(2)从比热表中还可以看出,各物质中,水的比热容最大。

这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些。

水的这个特征对气候的影响,很大。

在受太阳照射条件相同时,白天沿海地区比内陆地区温度升高的慢,夜晚沿海地区温度降低也少。之中,沿海地区温度变化小,内陆地区温度变化大。

在一年之中,夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷。

(3)水比热容大的特点,在生产、生活中也经常利用。

如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的水来冷却。冬季也常用 热水取暖。

5、说明

(1)比热容是物质的特性之一,所以某种物质的比热不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变, 也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。

(2)同种物质在同一状态下,比热是一个不变的定值。

(3)物质的状态改变了,比热容随之改变。如水变成冰。

(4)不同物质的比热容一般不同。

6、热量的计算:Q=cmΔt。式中,Δt叫做温度的变化量。

它等于热传递过程中末温度与初温度之差。

注意:①物体温度升高到(或降低到)与温度升高了(或降低了)的意义是不相同的。

比如:水温度从lO℃升高到30℃,温度的变化量是Δt= =30℃-lO℃=2O℃,物体温度升高了 20℃,温度的变化量Δt =20℃。

②热量Q不能理解为物体在末温度时的热量与初温度时的热量之差。

因为计算物体在某一温度下所具有的热量是没有意义的。

正确的理解是热量Q是末温度时的物体的内能与初温度时物体的内能之差。

五、机械能与内能的相互转化

1、做功------改变物体内能的另一种方式

①对物体做功,物体内能增加;物体对外做功,物体的内能减少。

②做功改变物体的内能实质是内能与其他形式的能相互转化的过程。

(改变物体内能的两种方法:做功与热传递。做功与热传递改变物体的内能是等效的。)

2、热机

1、内燃机及其工作原理:将燃料的化学能通过燃烧转化为内能,又通过做功,把内能转

化为机械能。按燃烧燃料的不同,内燃机可分为汽油机、柴油机等。

(1)汽油机一个工作循环为四个冲程即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程的热机。

(2)一个工作循环中只对外做一次功,曲轴转2周,飞轮转2圈,活塞往返2次。

(3)压缩冲程是对气体压缩做功,气体内能增加,这时机械能转化为内能。

(4)做功冲程是气体对外做功,内能减少,这时内能转化为机械能。

(5)汽油机工作的四个冲程中,只有做功冲程是燃气对活塞做功,其它三个冲程要靠飞轮 的惯性完成。

(6)判断汽油机工作属哪个冲程应抓住两点:

一是气阀门的开与关;二是活塞的运动方向。

吸气冲程: 只有一个气门、活塞向下运动

压缩冲程: 两个气门都关闭、活塞向上运动、机械能转化成内能

做功冲程: 两个气门都关闭、活塞向下运动、内能转化成机械能

排气冲程: 只有一个气门、活塞向上运动

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3、燃料的热值

(1)燃料燃烧过程中的能量转化:目前人类使用的能量绝大部分是从化石燃料的燃烧中获得的内能,燃料 燃烧时释放出大量的热量。燃料燃烧是一种化学反应,燃烧过程中,储存在燃料中的化学能被释放,物体 的化学能转化为周围物体的内能。

(2)燃料的热值

①定义:lkg某种燃料完全燃烧时放出的热量,叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。

②热值的单位J/kg,读作焦耳每千克。注意:气体燃料有时使用J/m3读作焦耳每立方米。

③热值是为了表示相同质量的不同燃料在燃烧时放出热量不同而引人的物理量。它反映了燃料通过燃烧 放出热量本领大小不同的燃烧特性。不同燃料的热值一般是不同的,同种燃料的热值是一定的,它与 燃料的质量、体积、放出热量多少无关。

(3)应注意:

①燃料燃烧放出的热量的计算:一定质量m的燃料完全燃烧,所放出的热量为:Q=qm,式中,

q表示燃料的热值,单位是J/kg; m表示燃料的质量,单位是kg;Q表示燃料燃烧放出的热量,

②若燃料是气体燃料,一定体积V的燃料完全燃烧,所放出的热量为:Q=qV。式中,q表示

3燃料的热值,单位是J/m3;V表示燃料的体积,单位是m;Q表示燃料燃烧放出的热量,

单位是J。

燃料

4、热机效率

(1)热机的能量流图:

真正能转变为对外做的有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。

(2)定义:热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值,称为热机效率。

(3)公式:η=E有/Q3100%。式中,E有为做有用功的能量;Q总为燃料完全燃烧释放的能量。

(4)①改善燃烧环境,使燃料尽可能完全燃烧,提高燃料的燃烧效率。

②尽量减小各种热散失。

③减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。

④充分利用废气带走的能量,从而提高燃料的利用率。

第十三章 电路初探

一、初识家用电器和电路

1、电路的组成及作用

一个完整的电路由电源、用电器、开关、导线组成。

(1)电源:是能持续提供电能(把其它形式的能转化成电能)的装置;

直流电源:提供方向不变的电流,例如:蓄电池、干电池等。(在电源的外部电流的方向是

从电源的正极经用电器流回到电源的负极)

交流电源:提供大小、方向周期性变化的电流,例如:家庭电路的电源。

(2)用电器:是消耗电能(把电能转化成其它形式的能)的装置;

(3)开关(又叫电键):控制电路的通断;

(4)导线:连接电路,输送电能。

2、电路

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(1)用导线将电源、用电器、开关等元件连接起来组成的电流路径叫电路。

(2) 电路的几种状态:

A. 开路(断路):电路中有一处或几处断开的情况,我们称之为开路。如开关没有闭合,线头松动,电池没有接好等,造成的开路,这时电路中没有电流,用电器不工作。

B. 通路:电路接通后,用电器正常工作,电路中有电流,这种电路我们称之为通路。

C. 短路:电流没有经过用电器,直接流回到电源两极的电路称之为短路,发生短路时,电路中的电流比较大,容易烧坏电源、用电器或导线,分为两种:电源短路和局部短路。

(1)电源短路是指电路中的所有用电器都没有电流,但是导线中有电流,这种电路的危害性最大。

(2)局部短路是指,电路中的一部分原件中没有电流通过,另一部分元件有电流。

(当S1和S2都闭合时L1被短路不亮,L2亮)

(3).连接电路时应该注意:①在连接电路的过程中,必须处于断开状态;

②导线应顺时针绕在接线柱上旋紧。

③避免短路。

3、电路图

用电路元件的符号表示电路元件实物连接的图叫电路图。

①常用电路元件符号:

②在画电路图时要注意以下几点:

(1)必须用规定的电路元件符号

(2)连线要横平竖直,转弯处直角、。

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(3)电路图与实物图次序严格对应

(4)元件不能画在拐角处。

(5)在画实物图时各导线应接在各元件的接线柱上,不能接在导线中间。尽量避免导

线交叉

(6)电路图要完整、简洁、整齐、美观。

二、电路连接的基本方式:串联和并联

1、把电路元件逐个顺次连接起来的电路叫串联电路;

串联电路特点:电流只有一条路径;各用电器互相影响;

2、把电路元件并列连接起来的电路叫并联电路;对于并联电路要注意找准分支点,

分清干路和支路。

并联电路特点:电流有多条路径;各用电器互不影响;

3、如何判断串、并联:

①根据电流的流向:从电源的正极开始,沿电流方向走一圈,回到负极,则为串联,

若出现分岔则为并联;

②将其中一个用电器断开,看其它用电器是否工作。

说明:1、家庭电路中各种不同的用电器以及插座之间是并联,开关和它控制的用电器之间是串联。

2、教室里的日光灯、电扇;马路上的路灯都是并联(可根据:一个坏了,其它的照样能正常

工作来判断。)

4、根据电路图连实物图(或根据实物图画电路图),常采用先“串”后“并”法(针对并联电路)

一般步骤是:①标出分支点A、B,分清干路和支路。

②去掉一个简单支路,使电路变成一个串联电路,并对照此串联电路,连好对应的

实物图。

③对照电路图,在实物图中标准对应的分支点A、B.

④把另外的支路按次序连到A、B分支点之间。

⑤检查、核对实物图与电路图的结构和次序是否对应。

5、常见电路故障分析:

①串联电路:如果闭合开关,一个灯亮,一个灯不亮,不可能是断路,一定是不亮的灯被短路;

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如果闭合开关两灯都不亮,多数是断路(可用一根导线进一步检查哪个灯断路)

②并联电路:如果闭合开关,一个灯亮,一个灯不亮,不可能是短路,一定是不亮的断路;

(因为并联电路,只要一个支路被短路,和该支路并联的其它所有支路必然同时被短路)

三、电流和电流表的使用

电流是由电荷的定向移动形成的。物理学规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。

1、电流(又叫电流强度):表示电流大小的物理量,符号I,单位是安培,符号A,

36还有毫安(mA)、微安(μA)1A=10mA=10μA

常见一些用电器的电流值:电子表的电流1.5~2μA 电子计算器工作时的电流约为

150μA 荧光灯:约150mA 电冰箱工作时电流约为1A 微波炉:2.8~4.1A

电饭煲:3.2~4.5A 柜式空调:10A 高压输电线:200A

2、电流的测量:用电流表;符号○A

(1)电流表的结构:接线柱、量程、分度值、读数

接线柱:(3个两种),使用时选用一正,一负两个接线柱接入电路。

量程是“0~0.6A”,分度值是“0.02A”。

量程是“0~3A” ,它的分度值是“0.1A”。

电流表的读数

①明确所选量程;

②明确分度值(每一小格表示的电流值);

③根据表针向右偏过的格数读出电流值;

注意:指针指在同一位置时,根据大量程读出的示数是根据小量程读出示数的5倍。

(2)电流表的使用方法:

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①校零

② 串联; 正入负出

③禁止不经过用电器,直接连接到电源两极。(电流表在电路中相当于是一段导线)

否则烧坏电流表

④ 试触法选择量程(先大后小)

在不能确定量程的电路图或实物连接中宜用较大量程的接线柱。

(3)电流表常见故障分析:

①若指针不动可能是:电路在某处断路。

②若指针反向偏转可能是:电流表正负接线柱接反。

③若指针正向偏转过小,说明:电流表使用量程偏大应更换小量程。

④若指针正向偏转过大,说明:电流表使用量程偏小应更换大量程。

3、串、并联电路中电流的特点: 串联电路中电流处处相等;(I=I1=I2=??=In)

并联电路干路电流等于各支路电流之和;(I=I1+I2+??+In

)

注意:电流相等不一定是串联,如果两用电器的规格相同即使并联电流也相等。

四、电压

1、电源的作用是给电路两端提供电压;

电压是使电路中形成电流的原因。电路中有电流,就一定有电压;

电路中有电压,却不一定有电流,因为还要看电路是否是通路。

电路中有持续电流的条件:一要有电源;二是电路是通路。

32

2、电压用字母U表示,国际制单位的主单位是伏特,简称伏,符号是V。

36常用单位有千伏(KV)和毫伏(mV)。1KV = 10V=10mV。

家庭照明电路的电压是220V; 一节干电池的电压是1.5V;

一节蓄电池的电压是2V; 对人体安全的电压不高于36V。

3、电压表的结构

接线柱有两个正(“3”、“15”)一个负接线柱。

选择“-”、“3”时量程为“0~3V”,分度值为0.1V,

选择“-”、“15”时量程为“0~15V”,分度值为:0.5V。

4、电压表的使用

(1)校零

(2)并联;正入负出

(3)试触法选量程

(5)可以直接测量电源的电压(所测电源电压不超过电压表的量程)

处可以看作断路。

5、串、并联电路两端电压的特点:

(1)串联电路中,总电压等于各部分电压之和。(U=U1+U2+??+Un)

(2)并联电路中,各支路两端的电压相等(各支路两端的电压与电源电压相等)。

(U=U1=U2=??=Un)

(3)电池串联,总电压为各电池的电压之和;相同电池并联,总电压等于其中一节电池的电压。

说明:实验室常用的双量程电流表和电压表指针指在同一位置根据大量程读出的数字是根据小量程读出 数字的5倍。

第十四章 欧姆定律

一、电阻

1、影响电路中电流大小的因素:一是电路两端的电压 二是连接在电路中的导体(的电阻)

2、导体对电流的阻碍作用叫电阻,用R表示,国际制单位的主单位是欧姆,简称欧,符号是Ω。

36常用单位有千欧(KΩ)和兆欧(MΩ),1MΩ=10KΩ=10Ω。电阻在电路图中的符号为

3、影响电阻大小的因素有:材料;长度;横截面积;温度。(多数金属的电阻随温度的升高而增大; 而半导体材料的电阻随温度的升高而减小)

电阻是导体本身的一种特性,它不会随着电压、电流的变化而变化。

4、容易导电的物体叫导体,如铅笔芯、金属、人体、大地等;不容易导电的物体叫绝缘体,如橡胶、 33

塑料、陶瓷等。导电能力介于两者之间的叫半导体,如硅金属等。

某些导体在温度下降到某一温度时,就会出现其电阻为0的情况,这就是超导现象,这时这种导体就 叫超导体。

超导体最适宜用来制作输电线,而不能用来制作电热丝。

超导体难以广泛应用的原因是难以寻找到常温下的超导材料(或要维持超导现象所需要的低温

要消耗大量的能量)

二、变阻器

1、阻值可以改变的电阻叫做变阻器。常用的有滑动变阻器和电阻箱、电位器。(变阻箱能读出阻值的大小, 但不能连续改变电阻;滑动变阻器不能读出阻值的大小,但能连续地改变电阻。)

2、滑动变阻器的工作原理是 :通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻。

作用:通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻,从而改变电路中电流,进而改变部分 电路两端的电压,还起保护电路的作用。

3、 滑动变阻器

①构造

②电路符号

③示意图

④接线方法:

它应该与被控电路串联。并且“一上一下,各接一个”

注意:1、滑动变阻器的接法关键是确定下面两个接线柱选哪一个,上面选哪个是等效的

34

2、闭合开关之前滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处,目的是为了保护电路。

3、滑动变阻器上标有“50Ω 2A”字样,它表示该变阻器的最大阻值是50Ω,

允许通过的最大电流是2A,

三、欧姆定律

1、探究电流与电压、电阻之间的关系。

(1) 研究方法:控制变量法

(2) 实验电路:

(3)滑动变阻器的作用:①保护电路;②控制电阻两端的电压。

(4)探究电流与电压关系时,必须保持电阻不变,调节滑动变阻器使定值电阻两端电压成整数倍增加,记录每次的电压值和对应的电流值。

探究电流与电阻的关系时,必须保持电压不变,依次把不同阻值的定值电阻接入电路, 调节滑动变阻器使每次接入的定值电阻两端电压保持不变,记录每次的电阻值及对应的电流值。

(5) 结论:

在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;

在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。

2、欧姆定律

(1)欧姆定律是由德国物理学家欧姆在1826年通过大量的实验归纳出来的。

(2)欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体两端的电阻成反比。 公式为:I=U/R ,变形公式有:U=IR , R=U/I

(3)欧姆定律使用注意:①单位必须统一,电流用A,电压用V,电阻用Ω;

②同一性,同时性

说明:当电路出现短路现象(电路中电源不经过用电器而直接被接通的情况)时,

根据I=U/R 可知,因为电阻R很小,所以电流会很大,从而会导致火灾。

四、欧姆定律的应用

1. 伏安法测电阻

(1)实验原理:欧姆定律

即利用R=U。可以用电流表测电流,用电压表测电压。于是我们可以算出电阻来,I

这种方法,我们可以称之为:伏安法。

(2) 电路图:

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(3) 实验器材:电源、电流表、电压表、待测电阻、滑动变阻器、开关、导线等。

(4) 滑动变阻器的作用:①保护电路,

②多次测量,减少实验误差。

(5)实验中常见故障分析

①如果闭合开关,移动滑片P电压表和电流表示数均不变化,且示数都很小,原因是 滑动变阻器同时使用了下面两个接线柱。

②如果闭合开关,电流表示数迅速偏到最大刻度右侧,原因可能是滑动变阻器同时使用了上面两个接线柱。(或电流表量程偏小;电源电压过大等)

③如果闭合开关,观察到电流表示数为零,而电压表示数接近电源电压,原因可能是待测电阻断路。

④如果闭合开关,移动滑动变阻器P电流表示数变小而电压表示数反而变大,原因可能是电压表测的是滑动变阻器两端的电压。

2. 测小灯泡的电阻。

(1)在较高电压下测得的小灯泡的电阻比较低电压下测得的要大,这是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大。

(2)该实验中不能求小灯泡电阻的平均值,是因为灯丝的电阻随温度变化而变化。

(3)常见故障分析

如果在实验中当把最后一根导线接好,就观察到小灯泡一闪马上就熄灭,原因可能是 ①连接电路时开关没有断开。②闭合开关之前没有将滑片P移到最大阻值处。

3. 串联电路的总电阻(又叫等效电阻)

(1) 关于串联电路的电阻,我们可以用伏安法来进行测量,通过测量每一个电阻的大小,并观察和总电阻的关系,我们就可以看出它们所遵守的规律了。

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(2)我们也可以进行如下推导:由于串联电路的电压有如下关系: 即U=U1+U2 又由于:U=IR 即U1=I1

R1 U2=I2R2 于是:IR=I1R1+I2R2 这里I=I1=I2 两边约去I则得: ( 用物理及数学知识进行推导得出新知识的方法叫做推导法,这里在进行物理规律的推导)

(3)电阻串联后相当于导体的长度增加,所以电阻的阻值变大。串联后的总电阻大于串联电阻中的任意一个。 4. 并联电路电阻的推导:

(1) 由于并联电路的电流的关系I=I1+I2

又据欧姆定律:I=

UUU

I1=1

I2=2

R1R2R

则有

UU1U2

=+由于并联电路中U=U1=U2则两边约去UR1R2R

(2)电阻并联相当于增加了导体的横截面积,横截面增大,电阻减小。故并联后的总

电阻小于并联的任一个电阻。

三、串并联电路特点

1、串联电路有以下几个特点:

电流:I=I1=I2=??=In(串联电路中的电流处处相等) 电压:U=U1+U2+??+Un(总电压等于各部分电压之和) 电阻:R=R1+R2+??+Rn(总电阻等于各分电阻之和)。

如果n个阻值为r的电阻串联,则有R =nr

U1R1R1R2

分压作用: = 计算U1、U2可用:U1= U总 U2= U总

U2R2 R1+R2 R1+R2I11W1Q1P1U1R1

比例关系: = ( = =

I21W2Q2P2U2R2

2、并联电路有以下几个特点:

电流:I=I1+I2+??+In(干路电流等于各支路电流之和) 电压:U=U1=U2=??=Un(总电压与各支路两端的电压相等)

电阻:1/R=1/R1+1/R2+??+1/Rn(总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和)。

如果n个阻值为r的电阻并联,则有R=r/n

37

I1R2R2R1

分流作用: = 计算I1、I2可用:I1=I总 I2=I总

I2R1 R1+R2 R1+R2

U11W1Q1P1I1R2

比例关系:电压: = ( = =

U21W2Q2P2I2R1

第十五章 电功和电热

一、电能表与电功 1、电能表

(1)电能表是测量用电器消耗电能多少的仪器。有感应式和电子式两种。 在安装电路时,要把电能表接在干路上. (2)电能常用单位是千瓦时(kW2h),又叫“度”,

6

在物理学中能量的通用单位是焦耳(J),简称焦。1kW?h=3.6?10J。 (3)几个重要参数:

“220V”是指额定电压(正常工作时的电压)

“10(20)A”表示该电能表的基本电流为10A;额定最大电流为20A; (该电能表所在电路允许的用电器总功率的最大值为P=UI=220320=4400w) “50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用;

“2500r/kW?h”表示该电能表所在电路每消耗一千瓦时的电能,转盘转过2500转。 (3200imp/kw.h表示该电能表所在电路每消耗一千瓦时的电能,指示灯闪烁3200次。) (4)读数 时注意最后一位是小数,读数的单位是千瓦时。

2、电功

(1)电流所做的功叫电功,电流做了多少功就消耗了多少电能,也就是有多少电能转化

为其它形式的能。

电热器工作时将电能转化为内能;电动机工作时将电能转化为机械能(和内能); 电流通过灯丝时将电能转化为光能和内能。

(2)电功的大小与那些因素有关?

某段电路上的电功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流以及通电时间有关。 (3) 电功的计算公式

电功的计算公式为W=UIt。(定义式,普遍适用)

如果一段电路的电阻为R,根据欧姆定律,电功的计算公式可以推导为:W=I2Rt或

U2

W?t。(只适用于纯电阻电路以及电热器等电能全部转化为内能的电路,对于电风扇、

R

蓄电池电路不适用)

注意:无论是串联电路还是并联电路,电路消耗的总电能总等于各部分消耗的电能之和。

二、电功率

1、电功率的定义为:用电器在单位时间内消耗的电能 电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量,用P表示, 国际制单位的主单位是瓦特,简称瓦,符号是W。

3

常用单位有千瓦(kW)。1kW = 10W 。

38

2、计算公式:

(1)P=W/t (定义式,普遍适用) 变形得到W=pt

在使用时,单位要统一,单位有两种统一法:

①电功率用瓦(W),电能用焦耳(J),时间用秒(S);

②电功率用千瓦(kW),电能用千瓦时(kW?h,度),时间用小时(h)。

(2)电功率的常用计算公式: P=UI (普遍适用)

单位:电功率用瓦(W),电流用安(A),电压用伏(V)。

(3)推导公式:P=IR P=U/R(只适用于纯电阻电路以及电热器等电能全部转

化为内能的电路,对于电风扇、蓄电池电路不适用)

3、用电器的额定功率和实际功率

(1)用电器在额定电压下工作时消耗的电功率叫做额定功率。灯泡上所标的“220V

100W”中的“100W”,就是指这只灯泡的额定功率。

用电器在实际电压下工作时消耗的电功率叫做实际功率。用电器的实际工作电压与其额

定电压不一定相等,这时它的实际功率也就与其额定功率不相等。

对于一个用电器来说,其额定电压和额定功率是确定不变的。而实际电压和实际功率是

不确定的,它们随用电器工作条件的改变而改变,可能分别等于用电器的额定电压、额定功

率,也可能分别大于或小于用电器的额定电压、额定功率。(如果实际电压为额定电压的1/2,

那么实际功率就为额定功率的1/4。)

(2)电灯的亮度就取决于灯的实际功率。

注意:额定电压、额定电流、额定功率对应于用电器的正常工作状态,而实际电压、实际电流

实际功率对应于用电器的实际工作状态。(一般情况下,理想地认为用电器在这两种状态下的电阻不变)

(3)了解一些家用电器的额定功率值:

节能灯10W;日光灯40W

电风扇;冰箱;彩电: 100-200W

洗衣机:500W

电吹风;电饭锅;电水壶;电熨斗:600-800W

微波炉;挂壁式空调;1000W

电热水器;柜式空调2000W

4、 电功率的测定

(1)原理: P=UI

(2)器材::电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡一个

和若干导线。

(3)电路图。

22 (4)滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变灯泡两端的电压。

(5)实验中应注意:①在连接电路时,开关要处于断开状态;②在闭合开关前,滑动变阻

器的滑片应放置在阻值最大的位置;③电路连好后,要调节滑动变阻器滑片的位置,先后使

电压表的示数等于、小于、略大于小电灯的额定电压,读出电流表对应的示数,计算出小电

灯的功率。并观察小电灯的亮度,分析灯泡亮度与实际功率的关系。

注意:无论是串联电路还是并联电路,电路的总功率总等于各部分功率之和。

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三、电热器 电流的热效应

1、电流通过导体时电能转化成热的现象叫电流的热效应。

利用电来加热的用电器叫电热器。例如电饭锅、电水壶、电熨斗等。

(电流的三大效应是:热效应、化学效应、磁效应)

2、焦耳定律

电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。

2公式为:Q=IRt 。(普遍适用)

当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热),则有Q=W,可用电功公式算Q,

22即Q=W=Pt=UIt=IR t=( U/R)t。

3、当发电厂电功率一定,送电电压与送电电流成反比,输电时电压越高,电流就越小。此时因为

2输电线路上有电阻,根据P=IR 可知,电流越小时,在电线上消耗的电能就会越少。

所以电厂在输电时提高送电电压,减少电能在输电线路上的损失。

4、电流的热效应对人们有有利的一面(如电炉、电热水器、电热毯等),也有不利的一面

(如电视机、电脑、电动机在工作时产生的热量)。我们要利用有利电热,减少或防止不利电热 (如电视机的散热窗,电脑中的散热风扇,电动机的外壳铁片等)。

四、家庭电路与安全用电

1、家庭电路

(1)家庭电路由:进户线→电能表→总开关→熔断器→用电器、开关、插座等。

电能表要安装在总开关之前,熔断器要安装在总开关之后。

总开关不能倒装。

(2)两根进户线是火线和零线,它们之间的电压是220伏,

(3)可用测电笔来辩别火线和零线。

测电笔构造:由笔尖金属体,笔尾金属体,氖管,高电阻,弹簧组成。

使用时笔尾金属电极与手接触,笔尖金属电极与被测的导线接触

如果测电笔中氖管发光,则所测的是火线,不发光的是零线。

不能用普通的电阻代替高电阻。

(4)所有家用电器和插座都是并联的。而开关则要与它所控制的用电器串联。

(5)三线插座的接法是:左零右火中接地。

2、安全用电

(1)保险丝:是用电阻大,熔点低的铅锑合金制成。利用电流的热效应工作的

它的作用是当电路中有过大的电流时,产生较多的热量,使它的温度达到熔点,

从而熔断,自动切断电路,起到保护电路的作用。

熔丝的规格用额定电流来表示,熔丝越粗,额定电流越大

应使保险丝的额定电流等于或略大于电路的最大正常工作电流。

不要用铜丝、铁丝代替保险丝。

(2)引起电路中电流过大的原因有两个:一是电路发生短路;二是用电器总功率过大。 当线路连接处接触不良时,会使该处的电阻变大,造成局部过热,从而引发火灾。

(3)安全用电的原则是:安全用电的原则是:(1)不接触低压带电体;(2)不靠

近高压带电体;(3)不弄湿用电器;(4)不损坏绝缘体。

3、防止触电

(1)触电是指一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故,触电一般分为单线触电和双线触电。 对人体安全电压是不高于36V.

(2) ①保险丝应接在火线上(一根已足够)。

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②控制开关也要装在火线上(这样,当断开开关时,用电器与火线脱离接触,人碰到用电器就 不会触电。

③螺丝口灯座的螺旋套要接在零线上。

④有金属外壳的用电器要使用三线插座。(目的是使用电器的金属外壳与地线接通,当人触摸到 漏电的用电器金属外壳时,可避免人体触电。)

第十六章 电磁转换

一、磁体与磁场

1、某些物体具有吸引铁、钴、镍等物体的性质,物体的这种性质叫磁性。

具有磁性的物体叫做磁体。常见的人造永磁体有小磁针、条形磁体、马蹄形磁体。

2、磁体两端磁性最强的部分叫磁极,(条形磁体两端磁性最强,中间几乎没有磁性)。

当悬挂静止时,指向南方的叫南极(S),指向北方的叫北极(N)。

任一磁体都有两个异名磁极。

3、磁极间相互作用规律:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。

在磁现象中相互吸引,可能是异名磁极,也可能是一个有磁性一个是没有磁性的铁类物质。

4、磁化:使没有磁性的物体获得磁性的过程。

方式有:与磁体接触;与磁体摩擦;通电。

有些物体在磁化后磁性能长期保存,叫永磁体(如钢);

有些物体在磁化后磁性在短时间内就会消失,叫软磁体(如软铁)。

5、磁体周围存在一种看不见,摸不着的物质,这种特殊物质叫做磁场。

磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用。它是客观存在的一种物质。

6、磁场方向:在磁场中的某一点,小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。

磁场中某点的磁场方向与小磁针静止时北极指的方向(以及磁感线在该点的切线方向)相同。

7、在物理学中,为了研究磁场方便,我们引入了磁感线的概念。

(1)磁感线总是从磁体的北极出来,回到南极。它是闭合的曲线。

(2)磁感线是用来描述磁场的假想曲线,客观上不存在。

(3)磁感应线可以是直线,也可以是曲线。

(4)画 磁感应线时,注意不能相交。

同名磁极

异名磁极 条形磁体

8、地球也是一个磁体,周围也存在着磁场,叫地磁场。

所以小磁针静止时会由于同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引的原理指向南北,由此可知, 地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。

9、地磁南极与地理北极、地磁北极与地理南极并不完全重合,中间有一个夹角,叫做磁偏角,

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是由我国宋代学者沈括首先发现的。

二、电流的磁场(电生磁)

1、奥斯特实验证明:电流的周围存在着磁场,磁场的方向跟电流的方向有关,这种现象叫做 电流的磁效应。这一现象是由丹麦物理学家奥斯特在1820年发现的。

2、通电螺线管

把导线绕在圆筒上,做成螺线管,也叫线圈,在通电情况下会产生磁场。

(1)通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场十分相似。

(2)磁性的强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关。

(3)通电螺线管的极性与电流方向有关。

判断通电螺线管的极性可以使用安培(右手)定则:

将右手的四指顺着电流方向抓住螺线管,姆指所指的方向就是该螺线管的N极。

3、电磁铁:内部带有铁芯的螺线管就构成电磁铁。

(1)电磁铁磁场的强弱与电流的强弱、线圈的匝数有关。

(2)电磁铁的特点:①磁性的有无可由电流的通断来控制;②磁性的强弱可由

改变电流大小和线圈的匝数来调节;③磁极可由电流方向来改变。

(2)应用:可以制成电磁继电器、电磁起重机、电铃等。

4、电磁继电器

(1)继电器是利用低电压、弱电流电路的通断,来间接地控制高电压、强电流电路的装置。 实质上它就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。

(2)电磁继电器由电磁铁、衔铁、簧片、触点组成;

电磁铁的作用是通电产生磁性,将衔铁吸下;弹簧的作用是断电时,使衔铁复位。

其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两个独立电路组成。

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(3)电磁继电器的作用是:①用低电压、弱电流的控制电路控制高电压、强电流的工作电路, 保证操作人员的安全。

②实现遥控和生产自动化。

三、磁场对电流的作用、电动机

1、磁场对电流的作用

通电导体在磁场中会受到力的作用。(当电流方向与磁场方向平行时不受力)

它的受力方向跟电流方向和磁场方向有关。(同时改变两个因素受力方向不变)

2、直流电动机的原理(根据通电线圈在磁场中受力转动原理或磁场对电流作用原理制成)

(1)通电线圈在磁场中会受力转动。线圈平面与磁感应线垂直时,这一位置叫平衡位置。

(2)当线圈刚转过平衡位置时,如果不及时改变线圈中电流方向,线圈的两条边受到的力要 驱使线圈反向转动,只有改变线圈中的电流方向,线圈才能继续转动下去。这一功能是由换向 器实现的。(把线圈一端的漆全部刮去,另一端的漆只刮去半圈,也可使线圈连续转动下去。)

(3)换向器是由一对彼此绝缘的铜制半环构成的,它与电刷接触;换向器的作用是:

每当线圈越过平衡位置,换向器就能自动改变线圈中电流方向。使线圈能持续转动下去。

(4)电动机的构造主要由磁铁、线圈、换向器、电刷四个部分组成。

四、安装直流电动机模型

(1)材料:磁体、弧形铁片、线圈、转轴、支架、换向器、电刷、底座。

(2)组装时按照从下到上、从内到外的顺序进行;要注意尽量减少转轴和支架之间的摩擦。 电刷和换向器接触要松紧适当。(太松易造成断路,太紧会使摩擦较大)

(3)动机的转速与电流的大小有关,电动机的转向与电流的方向及磁场的方向有关。

(如果同时改变电流方向和磁场方向,电动机转向不变)

(3)常见故障分析

①如果闭合开关,线圈不转动,但用手推一下能持续转动下去,原因是线圈处于平衡位置。 ②如果闭合开关,线圈转动忽快忽慢,原因可能是电刷和换向器接触不良。

③如果闭合开关,线圈不转动,用手推一下转速逐渐变小,最后停下,原因可能是:断路、 磁铁没有磁性(或磁性较弱)、电源电压太低等。

说明:电动交通工具的优点:效率高、噪声小、无废气排放、无油污。缺点是:废旧电池污染。

五、电磁感应现象(磁生电)发电机

1、电磁感应现象

(1)当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流。这个现象叫 电磁感应现象,产生的电流叫感应电流,在1831年由英国物理学家法拉第首先发现发现了这一现象。(当导体运动方向与磁感应线方向平行时不切割磁感应线)

(2)感应电流的方向与导体切割磁感应线运动方向和磁场方向有关。

(3)产生感应电流的条件:①电路是闭合的②一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。

2、发电机

(1)发电机是根据电磁感应现象原理工作的,工作时将机械能转化成电能。

(2)发电机的构造主要由磁体、线圈、铜滑环、换向器、电刷组成。

3、没有使用换向器的发电机,产生的电流,它的大小、方向会周期性改变,这种电流叫交变电流, 简称交流电。它每秒钟电流方向改变的次数叫频率,单位是赫兹,简称赫,符号为Hz。我国的交 流电频率是50Hz。每秒钟电流方向改变100次。

4、用了换向器的发电机,产生的电流,它的方向不变,这种电流叫直流电。

(实质上和直流电动机的构造完全一样,只是直流发电机是磁生电,而直流电动机是电生磁)

43

5、实际生活中的大型发电机由于电压很高,电流很强,一般都采用线圈不动,磁极旋转的方式来

发电,而且磁场是用电磁铁代替的。

说明:(1)感应电流的方向与导体切割磁感应线运动方向和磁场方向有关。而通电导体在磁场中受力方向与 电流方向和磁场方向有关。

(2)区分电动机和发电机的简单方法是看电路中有无电源,有电源的是电动机,否则是发

电机。

第十七章 电磁波与现代通信

一、信息与信息传播

1、信息:各种事物发出的有意义的消息。消息中包含的内容越多,信息量越大。

语言、符号、图像是人类特有的三种信息。

2、 人类历史上,信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革是:①语言的诞生;②

文字的诞生;③印刷术的诞生;④电磁波的应用;⑤计算机技术的应用。(要求会正

确排序)

3.早期的信息传播工具:烽火台,驿马,电报机,电话等。

4.人类储存信息的工具有:①牛骨﹑竹简、木牍,②书,③磁盘﹑光盘。

5、光盘是用激光记录信号的,而磁卡、磁带、磁盘是用磁记录信号。

二、电磁波及其传播

1、 波的基本的特征

(1)①振幅:波源偏离平衡位置的最大距离叫做振幅,用字母A表示,单位是米(m)

②周期:波源每秒内振动的次数所需要的时间叫周期,用字母T表示,单位秒(s)

③频率:波源每秒内振动的次数,叫做频率,用字母f表示,单位赫兹(Hz)。

④波长:波在一个周期内传播的距离叫做波长,用字母λ表示,单位是米(m)

⑤波速:波在1s内传播的距离叫做波速,用字母v表示,单位是米/秒(m/s)

(2) 波速、波长与频率的关系

频率与周期的关系为f=?1;波速与波长、周期的关系v?;波速、波长与频率的关TT

系为v=λf

2、电磁波(手机、雷达等是利用电磁波传递信号的)

(1)电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场,由于电磁场本身具有物质性,因此电磁波传播时不需 要介质(能在真空中传播)

(2)导线中的电流迅速变化会在空间激起电磁波。

8 (3)光也是电磁波的一种。电磁波的速度和光速一样,都是3310m/s,

电磁波的速度,等于波长?和频率f的乘积: c = λ f 单位分别是 m/s(米每秒)、m(米)、

Hz(赫兹);频率的常用单位还有千赫(kHz)和兆赫(MHz)。

(4)金属盒(或金属网罩)对电磁波有屏蔽作用。

3、电磁波谱(按波长由小到大或频率由高到低排列):γ射线、X射线、紫外线、可见光(红橙黄绿蓝靛紫)、线﹑微波﹑无线电波。(要了解它们各自应用)。

4、电磁波存在副作用:电磁污染。

5、电磁波(以及声波)传播的过程既是信息传播的过程又是能量传播的过程。

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三、现代通信——走进信息时代

现代“信息高速公路”的两大支柱是:卫星通信和光纤通信。

1、卫星通信

(1)卫星通信是利用微波来传递信息的。微波与光波的性质相近,大致沿直线传播,

不能沿地球表面绕射,远距离进行微波通信,需要通过地面的微波中继站进行传播,通信卫

星实际上就是——微波中继站。

(2)卫星通信系统由空间部分和地面部分构成。空间部分是通信卫星,地面部分是通

信地面站。通信卫星在赤道平面上距离3.63107m的轨道上,与地面同步转动,相对地面静

止,又称为同步通信卫星。

一般只要有三颗互成120度的同步卫星,就可以覆盖整个地球。

全球卫星定位系统(简称GPS)由24颗卫星组成

(3)卫星通信的优点:①覆盖面大;②通信距离长;③不受环境限制。

缺点是①造价较高②信号有零点几秒的延迟;③保密性不好。

2、光纤通信

(1)光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种方式。光导纤维是指那些传输

信号极其纤细的物质,由多根光导纤维制成的传输光信号的传输线称为光缆。(光通过光导

纤维内壁多次反射,可以把光传输到远方)。

(2)光纤通信优点是:容量大、不受外界电磁场干扰、不怕潮湿、不怕腐蚀,

缺点是:架设线路受地理条件限制;光缆易被拉断。

3、信息高速公路的主干线——互联网

(1)“现代信息高速公路”是卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输通道的俗称。

是把大量计算机组成的通信网络(采用金属导线、光缆、通信卫星等各种手段结合在一起),

互联网是世界上最大的计算机网络,能高速地传输大量信息。

(2)互联网用途有:①发送电子邮件;②召开视频会议;③网上发布新闻;④进行远程登陆,实现资源共 享等。

从无线电波、微波到光波,传递信息所用的电磁波的频率越来越高,电磁波的频率越高,相同时间内可传递 的信息就越多,信息之路就越宽。

第十八章 能源与可持续发展

一、能源利用与社会发展

能源:凡是能够提供能量的物质资源都叫能源

1、能源利用简史:火的利用;化石能源的利用;电能的利用;核能的利用。

2、能源的分类:按不同的分类标准有不同的分类方法

(1)从能源的产生方式来进行分类:可分为一次能源与二次能源

①一次能源:可以直接从自然界获取的能源。

如化石能源、风能、太阳能、地热能、核能、生物质能等。

②二次能源:无法从自然界获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的

能源。如电能等。

(2)从能源可否再利用分类:分为不可再生能源与可再生能源

①可再生能源:在自然界可以不断再生并有规律地得到补充的能源,

叫做可再生能源。如太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能等。

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②不可再生能源:经过千百万年形成的、不可能在短期内从自然界得到补充的能源。如煤炭、

石油、天然气、核燃料等。

(3)从能源使用时间长短来分类:分为常规能源与新能源。

(4)从能源使用时对环境是否有污染来分类:分为清洁能源与非清洁能源。

二、核能:由于原子核的变化而释放的巨大能量

1、 裂变:一个原子核分裂成两个或多个较轻的原子核的反应叫做裂变。

2、聚变:将两个质量较小的原子核在超高温、高压下结合成新的原子核,会释放惊人

的能量,这就是聚变,也称热核反应。

3、 核电站:利用核能发电的电站叫做核电站。已建成的核电站是利用重原子核裂变释

放的能量发电,它主要由核反应堆、热交换器、汽轮机和发电机等组成。

①核能的优点:核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅可以节省大量的 煤、 石油等能,而且用料省,运输方便。核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境 污染的物质,核电是一种比较清洁的能源。

②利用核能可能带来的问题:如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。

原子弹和目前人类制造的核电站是利用重核的裂变释放能量的,而氢弹则是利用轻核的聚变释放 能量的;太阳的内部时刻进行着核聚变反应。

三、太阳能

1、太阳能是巨大的“核能火炉”,因为在太阳内部,氢原子核在超高温下发生聚变,

会释放出巨大的核能。

2、太阳能是人类能源的宝库,太阳能是由不断发生的核聚变产生的,地球上除核能、地热能和潮汐能 以外的所有的能量,几乎都直接或间接来自太阳。

3、太阳能的利用 (1)直接利用:①将光能转化为内能加以利用,如太阳能热水器。(光热转换)

②将光能转化为电能加以利用,如太阳能电池等。(光电转换)

(2)间接利用:储存在化石燃料中的太阳能。(光化转换)

4.利用太阳能的优缺点 (1)优点:清洁、安全、无污染、环保、方便、经济、不受地域限制、取之不尽, 用之不竭、节省地球资源等。

(2)缺点:受到天气的限制。

四、能量的转化的基本规律

1、能量的转化与守恒

(1)能量及其存在的形式:如果一个物体能对别的物体做功,我们就说这个物体具有能。自然界有 多种形式的能量,如机械能、内能、光能、电能、化学能、核能等。

(2)能量的转移与转化:能量可以从一个物体转移到另一个物体,如发生碰撞或热传递时;也可以 从一种形式转化为另一种形式,如太阳能电池、发电机等。

(3)能量守恒定律: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,能的总量保持不变。

能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体,小到原子核,也无论是物理学问题 还是化学、生物学、地理学、天文学的问题,所有能量转化的过程,都遵从能量守恒定律。

“第一类永动机”永远不可能实现,因为它违背了能量守恒定律。

2、能量转移和转化具有方向性

(1)能量转移的方向性举例:

热量只能自发地从高温物体转移给低温物体。

(2)能量转化的方向性举例:

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电能可以使灯泡发光,同时产生的内能散发在空中,但这些内能却无法自动转化为电能。

汽车刹车时,轮胎和地面摩擦产生的内能无法再转化为机械能,用来开动汽车。

(3)人类是在能量的转移和转化过程中利用能量的,在这一过程中总有一部分能量转化成内能散失在周围 环境中,而能量的转移和转化是具有方向性的,这些散失的能量很难或无法再利用,可利用的能量只会减少。 节能和如何有效的利用能量是当前的重要课题。

五、能源与可持续发展

1、 能量转化与效率

(1). 效率:输出的有用能量与输入的总能量的比值叫做能量转换装置的效率。其计算表达式为?=输出的有用能量?100% 输入的总能量

(2) 对于热机而言,其效率就是来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量

之比,由于热机在工作中或多或少总有能量损失,所以热机的效率总小于1.提高热机的效率

的措施有:①让燃料尽量充分燃烧;②减少各种能量损失;③在使用时注意保养,减少因摩

擦而消耗的能量(额外功)

2、. 能源与可持续发展

能源是为人类文明发展作出过重大贡献的功臣,在给人类带来无限欣喜的同时,也使人

类产生了深深的忧虑与困惑。在能源的利用中,既要考虑当前发展的需要,又要考虑未来发

展的需要,不能以牺牲后代人的利益为代价来满足当代人的需求。

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