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九年级物理全一册

发布时间:2013-10-30 12:00:39  

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第十三章 内能 讲师:杨振齐

第一节 分子热运动(分子动理论)

【教学点1】物质是由大量分子组成的,分子间存在着间隙;

1.什么是分子? 保持物质原来性质不变的最小微粒叫做分子。从微观上看:物质是由分子组成的,分子是由原子组成的。

2.物质中含有分子?一个分子有多大? 如果把分子看成球形,它的直径大约只有10m,因此,在一个物体中,分子的数目是巨大的。在0℃,一标准大气压下,1cm的空气中大约有2.7×10个分子,如果每秒可以数数到100亿,那么,把这些分子数完需要80年的时间。

3.事例:食盐能溶于水。 酒精与水混合后总体积变小。气体极易被压缩。

【教学点2】一切物质的分子都在不停地做无规则运动(表现为扩散现象);

1.扩散现象

如图所示,当打开一盒香皂,很快就会闻到香味,这是为什么?什么跑到了我们的鼻子里了?

分析:一些带有香味的分子,从香皂中挥发出来,进入空气,向各

个方向散步开来,当它们到达你的鼻子里,你就会闻到香味。

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如图所示,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,观察有什么变化发生?将蓝色硫酸铜溶液注入清水中,放置30天后。观察现象。

2.扩散现象的总结

(1)扩散的定义:不同的物质在相互接触时,以分子的形式彼此进入对方的现象。

(2)说明:气体、液体、固体都能发生扩散现象,

(3)结论:扩散现象表明,一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,分子间有间隙。

扩散现象的实质是分子(原子)的相互渗入。

(4)扩散现象的其他实例

擦香水时,周围的人都能闻到;花开时,花香满园;长时期放煤的墙角变黑;糖放在水中,水变甜了。

3.影响扩散的因素

对同样一个扩散实验,能否改变一个条件,从而改变扩散进行的快慢呢?

如图所示,将一滴红墨水分别滴入热水和冷水中,观察扩散快慢的情况。

分析:在实验中热水温度高,扩散进行的快,冷水温度低,扩散进行的慢。

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结论:温度越高,分子运动越快。温度越低,分子运动越慢。即分子的无规则运动跟温度有关,温度

越高,分子无规则运动越剧烈。

4.分子热运动:物体中大量分子的无规则运动与温度有关,所以又称分子热运动。

5.物体的机械运动和分子热运动的区别

(1)从概念上判断,分子热运动是物体内部大量分子的无规则运动,而机

械运动是一个物体相对于另一个物体位置的改变。

(2)从微观和宏观上判断,微观世界中分子的机械运动则是肉眼看不到的,

而宏观世界中的物体的机械运动则是用肉眼能看见的。

(3)从引起运动的因素上判断,分子热运动时自发的,永不停息的,不受

外界影响,而物体的机械运动则要受到外力的作用。

【教学点3】分子间存在相互作用的引力和斥力

1.固态、液态、气态的微观模型

固态

液态

气态

(1)分子排列紧密,相互作用力很强,所以固体有一定的体积和形状。(如教室里的同学)

(2)分子排列较松散,没有固定位置,作用力较小,因而液体无确定形状,具有流动性。(如走廊上的同

学)

(3)分子没有固定位置,间距很大,非常自由,作用力很小,因此气体也具有流动性,易被压缩。(如操

场上的同学)

物质是由分子组成的,组成它的分子在不停地运动,那么为什么固体没有飞散开?是什么原因使固体

中的分子聚合在一起呢?

2.分子间存在相互作用的引力和斥力

(1)分子间的引力和斥力,

(2) 引力和斥力之间的关系

F引 = F斥 :当分子间的距离r0=分子间平衡距离r,

斥力起主要作用:r0<r时,引力<斥力

引力起主要作用:r0>r时,引力>斥力

作用力微小,可以忽略:r0>10r时

说明:固体物体很难被拉伸,是因为分子间存在着引力的缘故;液体很难被压缩,是因为分子间存在着

斥力的原因。液体能保持一定的体积是因为分子间存在着引力的原因。

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本节能力提升练习:

1、不同物质相互接触时,一种物质以 的形式进入到另一种物质的现象称为扩散现象,固、液、气

1分子在不停地 ;○2分子间有 。由于分子运三态都可发生扩散现象,它说明:○

动与 有关,所以分子的这种无规则运动叫做 ;分子运动与物体运动要区分开:扩散、蒸发等是 的结果,而飞扬的灰尘,液、气体对流是 的结果。

2、分子间有相互作用的 。当分子间的距离=分子间平衡距离,引力=斥力;当分子间的距离<平衡距离时,引力<斥力,作用力表现为 ,如固体和液体很难被压缩;当分子间的距离>平衡距离时,引力>斥力,作用力表现为 。如固体液体具有一定的体积、固体很难被拉断、钢笔写字、胶水粘东西等;当分子间的距离>10倍平衡距离时,分子之间作用力几乎为零。

3、下列说法正确的是 ( )

A、扩散现象表明分子永不停息地做无规则运动 B、 只有气体之间才能发生扩散

C、扩散现象表明分子之间不存在作用力 D、固体之间不能发生扩散

4、物体的分子做无规则运动的速度跟下列的什么因素有关 ( )

A、物体的温度 B、 物体的大小 C、 物体的质量 D、 物体的密度

5、物质是由分子组成的。分子若看成球型,其直径以下列的那个量来度量( )

A、10m B、10m C、10m D、10m

6、小明闻到烟味,对爸爸说:“你一吸烟,我和妈妈都跟着被动吸烟。”科学依据是( )

A、一切物体都是由分子组成的 B、分子在不停地做无规则的运动

C、分子之间存在相互作用力 D、有的分子之间只有引力,有的分子之间只有斥力

7、关于分子间存在的引力和斥力的说法正确的是( )

A、分子间有时只存在引力,有时只存在斥力

B、分子间距离较大时只存在引力

C、分子间同时存在引力和斥力,要看哪个力较大,就体现为哪个力

D、分子间不存在引力和斥力

8、把青菜腌成咸菜需要几天时间,而炒青菜使之具有咸味,仅需几分钟主要原因是( )

A、盐分子太小,很容易进入青菜中 B、盐分子间有相互作用的排斥力

C、青菜分子间有空隙,易扩散 D、炒菜时温度较高,分子运动更快

9、压缩固体和液体很困难说明分子间( )

A、分子之间存在着斥力 B、分子之间存在着引力

C、分子不停地做无规则的运动 D、固体、液体分子之间没有空隙

10、下列属于扩散现象的是( )

A、撒一些沙子在水上,沙子会浸入水中 B、黑色的炊烟进入空气中

C、酒香不怕巷子深、墙内花开墙外香 D、狂风刮起地上的灰尘微粒飘在空气中

11、一滴红墨水在清水中一段时间后,整杯水变红了则正确的是( )

A、0℃的水就不会有这种现象 B、这叫扩散,只发生在液体中

C、这叫扩散,它说明分子在永不停地运动 D、温度越低扩散进行得越快

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第二节 内能

思考:装着开水的暖瓶有时会把瓶盖弹起来,这是什么能量把瓶盖推动的?

分析:暖瓶没有动,所以不是机械能;暖瓶也没有接电源,所以也不是电能,那么这一能量来自哪里呢?

【教学点1】内能

1.分子的动能

思考:如下图所示运动的足球具有动能,那么运动的分子是否也有动能呢?

运动的分子也具有动能,称为分子动能。

分子动能的定义:物质的分子永不停息地运动着,运动着的分子所具有的能量。

微观解释:分子永不停息地做无规则的运动。

2.分子的势能

思考:如上图所示,弹簧在发生弹性形变时,具有势能,那么,相互吸引或排斥的分子之间是否也具有势能呢? 答:相互吸引或排斥的分子间也有势能,称为分子势能。 分子势能的定义:物质的分子由它们的相对位置所决定的能量。

微观解释:分子间存在相互作用的引力和斥力。

3.内能的定义:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和。

注意:(1)内能指的是物体内部所有分子的能量,单独某个分子的动能或势能不能称为物体的内能。

(2)内能是由分子动能和分子势能共同决定。如下图,铁水和

冰块的温度虽然不同,但它们都具有内能。

(3)一切物体,不论温度高低,都具有内能。

【教学点2】影响内能大小的因素

(1)物体的内能与温度有关

温度反应了物体内部分子运动的剧烈程度,温度越高,分子平均速度越大,分子动能就越大。另外,对于固体和液体来说,分子平均速度越大,分子偏离平衡位置的距离也越大(即热胀冷缩),物体体积变大,分子势能也变大。

即:物体温度升高时,内能增加;温度降低时,内能减少。[说明] 物体内能增大时,其温度不一定升高。

(2)物体的内能与质量有关

质量反映物体内部分子数量的多少。温度一定时,物体的质量越大,也就是分子数量越多,物体的内能就越大。

同样20摄氏度的一桶水和一杯水,一桶水的内能就比一杯水的内能大得多。

即:同一温度、同一物体,质量越大,内能越大。

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(3)物体的内能与体积有关

体积反映了分子间平均距离大小,影响分子的势能的大小。质量一定时,物体的体积越大,分子间的势能越大,物体的内能就越大。

【教学点3】内能与机械能的区别

机械能与整个物体的机械运动情况有关,内能与物体内部分子热运动和分子间的相互作用情况有关,所以,内能是不同于机械能的另一种形式的能,在一定条件下两者之间可以相互转化。

4.内能的单位:焦耳 , J

5.利用内能解释生活中的现象

炒菜时,将盐放入锅中,菜立刻便会变咸,而腌菜时,将盐放在缸中,很长时间菜才会咸,这是为什么? 思考:如图所示, “搓手”和“玩滑梯”时有什么感觉,物体的内能是否改变?

【教学点4】改变物体内能的两种方式

{实验演示}(1)找来一根铁丝,尽量想办法让它的温度升高。

(2)用钢笔帽在桌布上来回摩擦,感觉笔帽温度的变化。

分析:以上实验或现象说明物体内能是可以改变的,有多种方法来办到。

1.热传递改变物体的内能

冬天用热水袋取暖时,人感觉暖和了,而热水袋会渐渐凉下来;将热水瓶放入冷水中,瓶中的水变凉,而冷水变热,这种现象就是热传递现象:在热传递过程中,低温物体温度升高,高温物体温度降低。

(1)热传递实质:能量从高温物体传到低温物体,或者从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。

(2)热量:在热传递过程中,传递内能的多少。

(3)说明:① 热量是一个过程量;② 物体吸收热量,内能增加,放出热量,内能减少,吸收或放出的热

量越多,物体内能改变越大; ③ 两个物体间发生热传递的条件是有温度差。

2.做功改变物体的内能

(1)对物体做功,物体的内能会增加

{实验}如上图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,把活塞迅速压下去,观实例: ① 给自行车胎打气时,打气筒会变热;② 用铁锤敲打铁钉,钉子会变热;③ 划火柴时,火柴头在皮上一划就燃烧了④陨石坠入大气层,迅速降落时,与空气摩擦而燃烧形成流星。

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察现象。分析:活塞压缩空气做功,使空气的内能增加,温度升高,达到棉花的着火点而使棉花燃烧。

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(2)物体对外做功,本身的内能会减少

{实验}如图所示,广口瓶内有一些水,水的上方有水蒸气,给瓶内打气,当瓶塞跳出时,观察瓶内的变化。分析:瓶内原有大量的水蒸气,当向瓶内打气使瓶塞从瓶口跳出时,瓶内空气推动活塞做功,内能减少,温度降低,使水蒸气液化成小水滴,形成水雾。

实例:

① 刚刚打开的啤酒瓶,瓶口会冒“白雾”;

② 给自行车胎放气时,气门心处温度降低;

③ 用塞子塞紧保温瓶,常发生“蹦塞”现象,同时会看到瓶口上方有“白气”。

【教学点5】如何区别对物体做功和物体对外做功

做功改变物体的内能实质是能量的转化,即内能的变化时由于内能与机械能之间的相互转化而引起的,对物体做功时机械能转化为内能,则内能增加;物体对外做功时内能转化为机械能,则物体内能减小。

如向下压活塞式,活塞压缩玻璃筒内的空气,对筒内空气做了功。棉花燃烧标明筒内空气的温度升高了,也就是说,筒内空气的内能增加了,在这一过程中,机械能转化为内能。

【教学点6】热传递和做功的区别

【教学点7】区分温度、内能、热量三者的关系

温度 表示物体冷热的程度,是描述物体所处的状态的物理量之一,温度的高低标志着分子热运动的剧烈程度,对某一具体物体,温度只能说“是多少”或“达到多少”,不能说“含有”、“有”或“没有”。 热量 表示物体在热传递过程中所传递内能的多少,表示吸收或放出热的多少,它对应着吸热或放热这样一个热传递过程,没有过程就谈不上热量,是与热传递相联系的过程量,离开了热传递过程,热量就没有意义。热量只能说“放出多少”或“吸收多少”,不能说“有多少”或“含有多少”

内能 是能量的一种形式,从宏观上看,物体的内能与物体的温度有关,是与物体的状态相联系的。从微观上看,物体的内能主要与组成物体的分子平均运动速度有关,由于分子不停地做无规则运动,所以内能只能说“有大”、“有小”,不能说“有”、“无”,物体内能的数量上的多少是没有意义的。

(1)一个物体温度升高了,不一定吸收了热量,也有可能是外界对物体做功,但它的内能一定增加。

(2)一个物体吸收了热量,温度不一定升高,但它的内能一定增加(物体不对外做功),如晶体熔化、液体沸腾等。

(3)一个物体内能增加了,它的温度不一定升高,如O℃的冰变成0℃的水;也不一定是吸收了热量,有可能是外界对物体做了功。

(4)物体本身没有热量。只有发生了热传递,有了内能的转移时,才能讨论热量问题。

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本节能力提升练习

1. 物体内部所有分子做无规则运动的________和________总和叫做物体的内能.物体的温度越高,物体内部分子无规则运动越_______,物体的内能越_____。

2. 无论是冰冷的冰块,还是炽热的铁水,尽管它们温度相差很大,但它们的分子都在做无规则的运动,因而都具有________,也就是说________具有内能。

3. 下列有关物体内能的叙述中正确的是 ( )

A.物体的内能与温度有关,0℃的物体内能为零 B.温度低的物体比温度高的物体内能小

C.运动的物体一定比静止的物体内能大 D.物体的温度升高时,它的内能随着增大

4.2003年10月15日,“长征2号”火箭将我国第一颗载人飞船“神舟5号”成功发射到太空.飞船在绕地球飞行近22小时后,载人返回舱脱离飞船成功返回地球安全着陆.返回舱在穿越地球大气层疾速下降的过程中与空气剧烈摩擦,其表面温度急剧升高,这时,返回舱的 ( )

A.重力势能减少,机械能不变,内能增加 B.重力势能减少,动能增加,机械能增加

C.重力势能减少,机械能减少,内能增加 D.重力势能减少,机械能减少,内能不变

5、关于分子的内能,下列说法正确的是 ( )

A、物体运动的速度越快,物体内能越多 B、不论物体的温度高低,处于何种物态都具有内能

C、物体的物态和温度相同,具有的内能就相同 D、如果物体的温度为零,具有的内能也为零

6. 热传递实质上就是________ 从________物体传到_________物体或从同一物体的_________部分传到_________部分的过程。

7. 在热传递过程中,传递_______的多少叫做热量,物体放出或吸收的热量越______,它的内能改变越_________。

8. 火柴可以擦燃,也可以放在火上点燃,使火柴燃烧,这两种方法都可以改变火柴的_________,前者是利用_________的方法,后者是利用_________的方法。

9. 下面事例中,属于机械能转化为内能的是 ( )

A、火药的燃气把子弹从枪膛中射出 B、电流通过白炽灯泡发光

C、古人用钻木的方法取火 D、用酒精灯加热烧杯里的水

10. 以下事例中利用热传递改变物体内能的是 ( )

A、“和平”号空间站退役后坠入大气层与空气摩擦生热 B、冬天,用热水袋取暖,人体暖和

C、冬天手冷时,两手互相搓搓就暖和了 D、用锯锯木头,锯条发热

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第三节 比热容

思考:物体温度升高吸收热量的多少与哪些因素有关呢?

分析:从经验知道,要烧开温度相同的一壶水和半壶水时,一壶水需要吸收的热量多。若都是一壶水,温度低的那一壶水吸收的热量多。

再思考:那么,将相同质量的铜块和铁块加热,使它们升高相同的温度,需要的热量一样多吗?

【教学点1】比较不同物质的吸热能力

(1)提出问题:质量相同的沙子和水,吸收相同的热量,

它们升高的温度是否相同,比较它们的吸热能力的差异。

(2)猜想与假设

[ 甲 ] 水升高的温度少,沙子升高的温度多。

[ 乙 ] 水和沙子升高的温度相同。

[ 丙 ] 水比沙子的吸热能力强。

(3)制定计划与设计实验

用水和沙子作为研究对象,装置如图所示,在两个金属盒内分别装入质量相同的水和沙子,用酒精灯加热,用温度计测量吸收热量后的温度值。

(4)进行实验与收集证据

根据具体情况分成若干小组,一部分以水为探究对象,另一部分以沙子为探究对象。

① 实验步骤:用温度计记录加热前水和沙子的初温t1。用酒精灯加热一段时间,记录水和沙子的末温t2。 ② 实验数据记录表格

(5)分析与论证

问:沙子温度升高较快,这一现象说明了什么?要使水和沙子升高相同的温度,相应应该怎样操作? 结论:相同质量的同种物质,升高相同的温度,吸收热量相同;

相同质量的不同种物质,升高相同的温度,吸收热量不同。

【教学点2】比热容

1.比热容定义:单位质量的某种物质,温度升高1℃所吸收的热量,叫做这种物质的比热容,符号为c。

2.单位:焦每千克摄氏度 符号为J/(kg·℃)

3.物理意义:(1)比热容是物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容;

(2)它表示质量相等的不同物质,升高相同的温度吸收热量不同;

(3)它反映了物质吸热或放热的本领。

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4.比热容表

几种物质的比热容c / J/(kg·℃)

【教学点3】比热容的应用

思考:从表中看出水的比热容较大,即升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量较多。 (1)如图2

所示,用水冷却汽车发动机,用热水取暖。

(3)在农业上,人们往往会在傍晚往田里灌水,保护秧苗。 【教学点4】

热量计算公式

如果以Q代表物体吸收的热量,c代表物质的比热容,m代表物体的质量,t。和t分别是加热前后物体的温度; 1.公式:

(2)一天当中沿海地区温差变化较小,内陆地区温差变比较大。

2.注意: ①公式中各符号所代表的物理量;

②(t – t0)和(t0 – t)为温度的变化量,也可以用△t表示,则公式变为Q=cm△t ; ③“升高了”、“升高到”、“降低了”、“降低到”的区别。

【例题1】质量为100kg的钢锭,温度从1.3×10℃降到30℃,放出多少热量? [c钢=0.46×10J/(kg·℃)]

解:Q放 = cm(t0 – t)=0.46×10J/(kg·℃)×100kg×(1.3×10℃–30℃)=5.84×10J 【例题2】有一高温物体被投入质量为10kg、温度为20℃的水中,如果传给水的热量是2.73×10J,则水温会升高到多少度?

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3

3

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3

3

Q吸2.73?106J

?to??20?C?85?C 解:由公式Q吸 = cm(t – t0)得: t?3cm4.2?10J/(kg??C)?10kg

【教学点5】热平衡方程

冷热物体混合时,达到相同的温度,若不计热量损失,则低温物体吸收的热量一定等于高温物体放出的热量,即Q吸 =Q放

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【例题3】把5kg热水和15kg冷水相混合,温度从90℃降低到30℃,若不计热损失,冷水温度升高了几度?冷水吸收了多少热量?

解:热水放出的热量为

Q放 = cm热(t0 – t)=4.2×10J/(kg·℃)×5kg×(90℃–30℃)=1.26×10J

不计热量损失,则有Q吸 =Q放=1.26×10J 636

Q吸1.26?106J??20?C 由Q吸 = cm冷(t – t0)得:t?to?cm冷4.2?103J/(kg??C)?15kg11

本节能力提升练习

1. 酒精的比热容是2.4×10J/(kg?℃),它表示 。

一瓶酒精倒去1/3,剩下的酒精的比热容将 。(填“变大”,“变小”或“不变”)

2. 水的比热容较大,下列做法中不是利用这一特性的是 ( )

A、炎热的夏天,在室内的地面上散水感到凉爽 B、用水做内燃机的冷却液

C、供暖系统使用热水循环供暖 D、在城市里修建人工湖,除了美化环境外,还能调节周围的气候

3.质量为500g的铝锅中装有2kg的水,把水从15℃加热到95℃时,共需要吸收多少热量?[c铝=0.88×10J/(kg·℃)]

4.把一个质量为100g的铁球放在火炉中烧较长的一段时间,然后取出铁球,立即投入质量为200g,温度为15℃的水中,混合后的共同温度为59℃。求火炉内的温度.(不考虑热量损失)

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第十四章 内能的利用 讲师:杨振齐

第一节 热机

1、内能的利用方式:

⑴ 利用内能来加热;从能的角度看,这是内能的转移过程。

⑵ 利用内能来做功;从能的角度看,这是内能转化为机械能

2、热机是利用内能做功的机械

3、内燃机分为汽油机和柴油机两大类

4、活塞在汽缸内往复运动时,从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程

5、多数汽油机是由 吸气 、 压缩 、 做功 、排气 四个冲程的不断循环来保证连续工作,一个工作循环,曲轴和飞轮转动2 周,活塞往复2 次,对外做功1次。

6、吸气冲程:进气阀门打开,排气阀门关闭,活塞向下运动,

压缩冲程:进气阀门,排气阀门都关闭。活塞向上运动。机械能转化为内能

做功冲程:进气阀门,排气阀门都关闭。火花塞点火。活塞向下运动。内能转化为机械能。(只有做功冲程对外做功)

排气冲程:进气阀门关闭,排气阀门打开。活塞向上运动。排除废气

7、汽油机和柴油机的区别:汽油机气缸顶部有火花塞,柴油机气缸顶部有喷油嘴;汽油机吸气冲程吸入的是汽油与空气的混合物,柴油机吸气冲程只吸入空气;汽油机点火方式为点燃式,柴油机点火方式压燃式;汽油机的效率低,柴油机效率高;汽油机机体较轻,柴油机机体较重。

第二节 热机的效率

1、热值: ①概念:我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。

②大小:热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量, ③热值的单位由热量的单位和质量的单位组合而成。在国际单位制中,热量的单位是焦耳,质量的单位是千克,则热值的单位是焦每千克,符号是J/kg。

④公式:q=Q放/m(或q=Q 放/V 一般用于气体燃料) (其中m为燃料的质量,V为燃料的体积,q为燃料的热值)

⑤公式变形:Q放=m q(或Q 放= Vq) m= Q放/q ⑥热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关

⑦煤气的热值约为3.9×10J/m,物理意义为:体积为1m的煤气完全燃烧放出的热量为3.9×10J。 ⑧焦炭的热值3.0×10J/kg,物理意义为:质量为1 kg 的煤气完全燃烧放出的热量为3.0×10J。

2、用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率,公式:η=w有/Q放×100%

3、在热机的能量损失中,废气带走的能量最多 77733711

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第三节 能量的转化和守恒

1、摩擦生热,机械能转化为内能;发电机发电,机械能转化为电能;电动机转动,电能转化为机械能;光合作用,光能转化为化学能;燃料燃烧,化学能转化为内能

2、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其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。

3、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

4、永动机永远不可能实现,因为它违背了能量守恒定律

本章综合测试题

一、单项选择题(每小题3分,共36分)

1、在火炉上烧饭,主要是利用内能来 ( )

A.做功 B.加热 C.做功并加热 D.以上说法都不对

2、一杯酒精减少一半后,则 ( )

A.热值和比热都不变 B.热值减半、比热不变

C.热值和比热都减半 D.热值不变、比热减半

3、下图所示是汽油机工作时各种冲程的示意图,其中表示做功冲程的是 ( )

4、以下交通工具中,常用汽油机作为动力装置的是( )

A.小轿车 B.载重卡车 C.远洋轮船 D.吊车

5、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况.关于对图中①②③④的补充正确的是 ( )

A.①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能

B.①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能

C.①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能

D.①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能

6、关于内能,下列说法中正确的是 ( )

A.运动的物体具有内能,静止的物体没有内能 B.热的物体具有内能,冷的物体没有内能

C.一切物体都有内能 D.温度高的物体具有的内能一定多

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7、下面关于汽油机与柴油机的说法中,不正确的是 ( )

A.汽油机与柴油机使用的燃料不同

B.柴油机采用压燃式点火,汽油机采用点燃式点火

C.柴油机气缸顶部有个喷油嘴,汽油机气缸顶部有个火花塞

D.柴油机与汽油机除使用的燃料不同外,在构造上完全相同

8、为了提高锅炉的效率,某工厂的工人想了以下一些方法,其中正确的是 ( )

A.把大的煤块送进炉膛,并加大送风量 B.把煤粉送进炉膛,并加大送风量

C.把大的煤块送进炉膛,并减小送风量 D.把煤粉送进炉膛,并减小送风量

9、一台内燃机的转速是1440转/分,那么在每秒钟内 ( )

A.转轴转动24转,燃气对活塞做功12次,活塞完成48个冲程

B.转轴转动1440转,燃气对活塞做功720次,活塞完成2880个冲程

C.转轴转动1440转,燃气对活塞做功1440次,活塞完成1440个冲程

D.转轴转动24转,燃气对活塞做功24次,活塞完成24个冲程

10、甲、乙两个物体间发生热传递,甲物体温度升高,乙物体温度降低,结果甲、乙两物体温度相同,在这一过程中甲物体内能增加了100J,则 ( )

A.甲物体的热量也增加了100J B.乙物体放出100J内能,热量减少100J

C.乙物体的内能减少了100J D.热传递后,甲、乙两个物体的内能相等

11、下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是 ( )

A.钻木取火是将机械能转化成内能

B.酒精燃烧时,将化学能转化为内能

C.发电机发电时,将机械能转化为电能

D.人们对太阳能的开发和利用,说明能量可以凭空产生

12、下列现象中属于能量转移的是 ( )

A 古人钻木取火 B 热水瓶中的水蒸气把瓶塞顶开

C 钢铁在火炉中熔化 D 人造地球卫星的太阳能光电池充电

二、填空题(每空1分,共36分)

13、汽油的燃烧值是4.6×107焦/千克,氢的燃烧值是1.4×108焦/千克.在燃烧单位质量这两种燃料时,________放出的热量多,因此,发射火箭时常用________做燃料.

14、热机是把________能转为________能的机器.燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫做内燃机,常见的内燃机有 和 两种。四冲程内燃机的一个工作循环是由 、 、 和 四个冲程组成的。在一个工作循环中,曲轴转动 周,燃气对活塞做功 次。在内燃机工作的四个冲程中,只有 冲程对外做功,其他三个辅助冲程要靠飞轮的 来完成。

15、利用内能的主要途径是________和________.日常生活中生火煮饭是通过________的方式利用内能的,而喷气式飞机是通过________的方式利用内能的.

16、在用高压锅烧汤时,加压阀会被蒸气顶起来,这时蒸气对加压阀做了________,蒸气的内能会________,温度将________. 17、能量既不会凭空___________,也不会凭空___________,它只会从一种形式___________为其他形式,或者从一个物体___________到另一个物体,而在___________和___________的过程中,能量的总量保持___________。这就是能量守恒定律。

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18、指出下列过程中的能量转化:

(1)水力发电___________________________________; (2)光合作用________________________________;

(3)电炉发热_________________________________;

(4)摩擦生热____________________________________;

(5)气体膨胀做功_______________________________;

(6)燃料燃烧_________________________________ ;

(7)电动机通电后转动起来___________________________;

(8)对蓄电池充电_________________________________

三、解答题(共4分)

19、在炎热的夏天,赤脚走在河岸边,你会感到砂石烫脚,再走入河中时,觉得河水凉快,这是为什么?

四、计算题(每小题8分,共24分)

20、小红同学家的一台太阳能热水器安装在楼顶上,现需要将初温为10℃、质量为 80kg的水加热到60℃,则这些水需要吸收多少热量?c水=4.2×103 J/(kg·℃)

621、在冬天为使房间里保持一定的温度,每小时要供给4.2×10焦的热量,若进入散热器中水的温度是80℃,

从散热器流出的水的温度是72℃,问每小时要供给散热器多少80℃的水?

22、现有一壶水要烧开需要吸收1.38×108J的热量,若不计热量损失,需要完全燃烧多少克煤油?(煤油的燃烧值是4.6×107焦/千克)若实际燃烧了5千克的煤油,则该煤油炉的效率是多少?

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第十五章 电流和电路 讲师:杨振齐

一、电荷 第一节 两种电荷

1、物体有了吸引轻小物体的性质,我们就说物体带了电荷;换句话说,带电体具有吸引轻小物体的性质。

2、用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电;

3、摩擦起电的实质:摩擦起电并不是创生了电,而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。

二、两种电荷:

1、把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷;电子从玻璃棒转移到丝绸。

2、把用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷;电子从毛皮转移到橡胶棒。

3、基本性质:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;

4、带电体排斥带同种电荷的物体;带电体吸引带异种电荷的物体和轻小物体。

例:1、A带正电,A排斥B,B肯定带正电;

2、A带正电,A吸引B,B可能带负电,也可能不带电。(A、B都是轻小物体)

三、验电器

1、用途:用来检验物体是否带电;从验电器张角的大小,可以粗略的判断带电体所带电荷的多少。

2、原理:利用同种电荷相互排斥;

四、电荷量(电荷) 电荷的多少叫电荷量,简称电荷;单位:库仑(C)简称库 ;

五、原子的结构

原子核所带的正电荷与核外所有电子总共带的负电荷数在数量上相等,整个院子呈中性,原子对外不显带电的性质。

六、元电荷

1、最小的电荷叫做元电荷,用符号e表示, 。 2、电子电荷量的大小是最小的。

七、导体、绝缘体

1、善于导电的物体叫导体;如:金属、人体、大地、石墨、酸碱盐溶液;

2、不善于导电的物体叫绝缘体,如:橡胶、玻璃、塑料、陶瓷、油、空气等;

3、导体和绝缘体在一定条件下可以相互转换; 例如:玻璃通常是绝缘体、加热到红炽状态(导体)。

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一、电流 第二节 电流和电路

1、电荷的定向移动形成; (电荷包括正电荷和负电荷定向移动都可以形成电流)

3、规定:正电荷定向移动的方向为负电荷定向移动的方向与电流方向相反,尤其注意电子是负电荷,电子的移动方向与电流的方向相反)

4、在电源外部,电流的方向从电源的正极流向用电器,再回到负极;

5、二极管是半导体,具有单向导电性,即电流只能从它的一端流向另一端,不能反向流动。

6电流的概念:电流等于1s内通过导体横截面积的电荷量。

说明:电流只与电荷量、通电时间有关,与导线的粗细,即横截面积的大小无关。

7、物理意义:电流表示电流的大小或强弱。

8、计算电流的公式:I=Q/t 其中I表示电流,单位是:安培 A ; Q表示:电荷量,单位是:库仑 C ;t表示时间,单位是:秒 s

9、单位:1、国际单位: A 2、常用单位:mA 、μA 3、换算关系:1A=1000mA 1mA=1000μA

某同学用台灯工作时电流约140 mA ,合0.14 A 它表示:1s内通过导体横截面积的电荷量0.14 C 。

10、测量:

1、仪器:电流表,符号:

2、方法:㈠读数时应做到“三看清”即 看清接线柱上标的量程,看清每大格电流值、看清每小格电流值 ㈡ 使用时规则:① 电流表要串联在电路中;

② 电流从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出,否则指针反偏。

1、:提供持续电流,把其它形式的能转化成电能;

电路 2、用电器:消耗电能,把电能转化成其它形式的能(电灯、风扇等);

的构成 3、导线:,连接电路的各个元件,输送电能;

4、开关:控制电路的通断;

三、电路的工作状态

1、通路:处处连通的电路;

2、开路(断路):某处断开的电路;

3、短路:不经用电器用导线直接将电源的正负极;

四、得到持续电流的条件:1、必须有电源,2、电路必须是通路。

五、电路图及元件符号:用符号表示电路连接的图叫电路图,常用的符号如下:

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画电路图时要注意:整个电路图是长方形;导线要横平竖直;元件不能画在拐角处。

第三节 电流和电路

一、串联和并联

1、把电路元件逐个顺次(或说成首尾相连)连接起来的电路叫 特点:1、电流只有一条路径;2、各用电器互相影响;3、开关控制整个电路。

2、把电路元件并列连接起来的电路叫 特点:1、电流有多条路径;2、各用电器互不影响,一条支路开路时,其它支路仍可为通路; 3、干路中的开关控制整个电路;支路中的开关控制所在支路的用电器。

二、串并联电路的识别

常根据电流的流向判断串、并联电路:从电源的正极开始,沿电流方向走一圈,回到负极,则为串联,若出现分支则为并联。

三、生活中电路

1、串联电路:装饰店铺、居室、圣诞树的小彩灯,用电器和控制它的开关。

2、并联电路:家庭中的电视、电冰箱等用电器之间,路灯,交通灯,教室的电灯、电扇,用电器和它的指示灯。

四、电路的连接方法

1、线路简捷,不能出现交叉;

2、连出的实物图中各元件的顺序一定要与电路图保持一致;

3、一般从电源的正极起,顺着电流方向依次连接,最后回到负极;

4、并联电路连接中,先连接一条支路再连另一条,连接时找准分支点和汇合点,有电流表时看清电流表测谁的电流。。 5、在连接电路前应将开关断开;

五、串联电路和并联电路最大的不同点:

串联电路各用电器之间相互影响,电路没有分支;

并联电路各用电器之间互不影响,电路中有分支。

如果一个开关可以同时控制所有的用电器,那么这个电路可能是串联电路,也可能是并联电路。 第四节 电流的强弱(测量)

一、电流的强弱

1、电流:表示电流强弱的物理量,符号I

2、单位:安培(国际单位),符号A,还有毫安(mA)、微安(μA);1A=1000mA ; 1mA=1000μA ; 从大单位化到小单位要乘以它们之间的倍数;如:2A= mA,则2A=2*1000mA;

从小单位化到大单位要除以它们之间的倍数;如:200mA=

A

,则200mA=200/1000=0.2A;

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二、电流的测量----用电流表;

1、电流表的结构:三个接线柱、两个量程(0-3A分度值是0.1A,0-0.6A分度值是0.02A)示数。

2、电流表的使用

(1)先要三“看清”:看清量程、分度值,指针是否指在零刻度线上,正负接线柱;

(2)电流表必须和被测用电器串联;(电流表相当于一根导线)

(3)电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出;若接反了,指针会反向偏转,损坏表。

(4)选择合适的量程(如不知道量程,应该选较大的量程,并进行试触。)

试触法:先把电路的一线头和电流表的一接线柱固定,再用电路的另一线头迅速试触电流表的另一接线柱,若指针摆动很小(读数不准确),说明选的量程偏大,需换小量程;若超出量程说明选的量程偏小(电流表会烧坏),则需换大量程。

(5)决不允许在任何情况下使电流表直接连到电源的两极。

(6)若闭合开关,电流表指针不动,电路某处断路。

3、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

第五节 串、并联电路的规律

一.串联电路:把导体依次首尾相连,就组成串联电路。如图:

(1)串联电路中各处的电流处处相等I?I1?I2?I3???In;

(2)串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和U?U1?U2?U3??+Un;

二. 并联电路:把几个导体并列地连接起来,就组成并联电路。如图:

(1)并联电路各支路两端的电压相等U?U1?U2?U3???Un

(2)并联电路中总电流等于各支路的电流之和I?I1?I2

?I3???In;

本章综合测试题

一、填空题:(每空1分,计27分)

1.下列三组常用物品:①塑料尺、铅笔、橡皮擦;②木桌子、钢卷尺、透明胶带;③乒乓球、橡胶棒、玻

璃杯。通常情况下全部属于绝缘体的一组是________(填序号);不同材料,导电性能不同,导电性能介于导体和绝缘体之间的称为________体。

2.计算器中的电流很小,大约100μA,也就是;雷电是一种常见的自然现象,发生雷电时的电流

高达2×105A,相当于。

3.小明家中装有一台电视机、一台洗衣机、两盏照明灯,正常工作时的电流分别为200mA、1A和250mA。

如果电路中的电流不允许超过3A,他家最多还能再装300mA的照明灯____________盏。

4、我们经常在加油站看到一条醒目的警示:“严禁用塑料桶运汽油”。这是因为在运输过程中汽油会不断与

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筒壁摩擦,使塑料桶带________,造成火灾隐患。

5.有A、B两个带电体,若A与B相互排斥,而A又与带正电的C相互吸引,那么A一定带_______电,B

与c一定能相互_______。

6.某同学参加兴趣小组活动时,连成了如图5-1所示电路,那么,当S1、S2都闭合时,发光的灯泡是 ;

当S1断开、S2闭合时,发光的是 。

7.在如图5-2所示的电路中,只增加一根导线,使电路变成并联电路,则这根导线应该接在________两点

之间。

图5-1 图5-2 图5-3

8.如图5-3所示,将导体接到电路A、B之间时,导体与灯泡是联的.如果将不同的导体分别

接到A、B之间,闭合开关,可通过观察、比较 ________来判断不同导体导电能力的大小.若两个导体的导电差异不大,则可以用 ________表替换灯泡,作进一步的判断.

9.按照我国交通管理的规定,“红灯停、绿灯行、黄灯预备”,有人在科技活动中设计了一个实验电路,用以模拟十字路口的红绿灯,如图5-4所示。当单刀多掷开关接通位置“1”时,东西方向的 灯发光。当单刀多掷开关接通位置“3”时,允许 方向的车辆通行。

红 绿 北 黄 红 西 黄 绿 南

图4

10.如图5-5所示电路中

(1)若使L1、L2串联,则应闭合 ,断开 ;(2)若使L1、L2并联,则应闭合 ,断开

(3)如果只闭合S1而断开S2、S3,则灯 亮;(4)同时闭合开关 和 是不允许的.

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11.如图5-6甲所示电路中,电流表A1与A2指针指示的位置如图所示,则电流表A1所使用的量程为 ,读数是 ;电流表A2所使用的量程是 ,读数是 ,灯L1电流是 。

二、选择题:(每小题3分,计42分)

12.在如图5-7所示的各电路中,开关S闭合后,小灯泡L1、L2都能发光的是( )

图5-7

13.下列器件中,全部为用电器的是( )

A.电铃、电池组、白炽灯 B.日光灯、电风扇、电视机

C.洗衣机、收音机、开关 C.电池插座、电线、空调器

14.下列四组物体中,都属于绝缘体的一组是( )

A.碳棒、人体、大地 B.水银、铜丝、空气

C.陶瓷、干木、塑料 C.大地、人体、陶瓷

15.要用一只开关同时控制两盏电灯,则这两盏灯的连接方式是( )

A.只能串联 B.只能并联 C.串联并联都不行 D.可以串联或并联

16.下列常见的电流中最大的是

A.雷电的电流 B.房间灯泡的电流 C.家用空调器的电流 D.手电筒中的电流

17.小轿车上大都装有一个指示灯,用它来提醒司机或乘客车门是否关好。四个车门中只要有一个车门没

关好(相当于一个开关断开),该指示灯就会发光。下图5-8为小明同学设计的模拟电路图,你认为最符合要求的是( )

A.导体善于导电是因为导体内有大量的电荷存在

B.绝缘体不善于导电,是因为绝缘体内没有电荷存在

C.导体在任何情况下都可以导电,绝缘体在任何情况下都不会导电

D.有些绝缘体在一定的条件下可能变为导体

19.关于电路的知识,下列说法中不正确的是 ( )

A.为使两灯同时亮,同时灭,两灯一定要串联

B.金属中的电流方向跟自由电子定向移动的方向相反

C.在电路中,电源是把其他形式的能转化为电能的装置

D.一般的电路是由电源、用电器、开关和导线组成的

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图5-8 18.关于导体和绝缘体的下列说法中,正确的是 ( )

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20.如图5-9所示的电路中,用电流表测量电路的电流,以下说法中正确的是( )

A.电流表测的是L1的电流 B.电流表测的是L2的电流

C.电流表与电灯并联了 D.电流表测的是干路中的电流

图5-9 图5-10

21.如图5-10所示电路中,三个电流表A1

A2、A3的示数分别为I1、I2、I3,它们的大

小关系是( )

A.I1 = I2 = I3 B.I1 > I2 = I3 C.I1 > I2 > I3 D.I1 > I3 > I2

22.在一个电源两端接有两个不同的灯泡,用电流表测得通过这两个灯泡的电流相等,则这两个灯泡的连

接方式( )

A.一定是串联 B.一定是并联 C.串联、并联都可能 D.不可能是并联

23. 如图5-11所示电路,电流表的量程较大,闭合开关时,发现电流表指针几乎没有偏转。某同学拿一根导

线去查找电路故障,他将导线并接在bc、 cd 、ed 两端时,电流表指针没有发生偏转;将导线并接在ab 两端时,发现电流表指针发生了偏转,由此可知电路故障可能是

A.e点断路 B.L1 断路 C.电流表短路 D.L2 断路

图5-11 图5-12

24.如图5-12所示,开关由闭合到断开,电流表A1、A2的示数I1、I2的变化( )

A.I1变小,I2变大 B.I1不变,I2变大 C.I1变大,I2变小 D.I1不变,I2变小

25.一个学生使用电流表时候,本应使用“+”和“3”两接线柱,但误将“+”和“0.6”两接线柱接入电路,而电流还是从“+”接线柱流入,从“0.6”接线柱流出,这样做的结果将是( )

A.指针摆的角度变小了 B.指针不动

C.指针摆的角度变大了,电流表可能被损坏 D.指针反向摆动

三、作图题:(每题4分,计8分)

26.为一仓库设计一个电路,取货人在前门按电键K1,电铃响,红灯亮,送货人在后门按电键K2,电铃响,

绿灯亮,按你设计一个电路图。

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27. 根据图5-13所示的电路图,用笔画线代替导线,连接实物电路 (要求导线不能交叉)

图13

四、实验、探究:(3+6+8+6=23分)

28. 如图甲那样连好电路,闭合开关,观察小灯泡的发光情况,发现小灯泡不发光。说明:

_______________________,给玻璃珠加热,如图乙所示,当玻璃加热到红炽状态时发现小灯泡发光,说明:_____________________.,综合上面观察到的现象你能得到的结论是__________________。

29.某同学在使用电流表测量通过某一灯泡的电流的实验,闭合开关后,发现电流表的指针偏转到图5-14

所示的位置,于是他立即断开开关.则:

(1)测量时产生这种现象的原因是 ;

(2)该同学为了完成实验,下一步应该采取的措施是 。

(3)改正错误后,该同学再闭合开关,发现指针的读数是1.8A,

请你在右图中画出指针的位置。

30.小明和小强在“探究并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系”时,利用一个开关、一个电流表、

一个学生电源(有多个电压档位)、四个阻值不等的电灯以及若干条导线,进行了大胆地探究。如图5-15所示是他们的实验电路图。

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(1)他们的猜想是:________________________ (只写一种猜想)。

[进行实验]

(2)小明按照电路图正确地进行实验,得到了表1中的实验数据。小明在实验中,是靠只改变________而

得到实验数据的:

(3)小强也按照上述同样的器材和同样的电路进行了实验,却得到了表2中的数据。小强在实验中是靠

只改变________而得到实验数据的。

[分析论证]

(4)从表1、表2中的实验数据可以看出,并联电路电流的规律是:________________。

31. 在“组成串联电路和并联电路”的实验中

(1)连接串联电路的过程中,下列几点要求中没有必要的是( )

A.按照电路图连接电路的过程中,开关应该是断开的

B.每处接线都必须接牢

C.必须从电池的正极开始依次连接开关S,灯L1和L2,最后连到电池负极

D.连接完毕,对照电路图仔细检查电路,确认无误后再闭合开关

(2)在串联电路中开关的作用是 。

(3)在并联电路中支路开关的作用是 。

5-15

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