电学
1静电
什么能说明物体带了电:物体有了吸引轻小物体的性质时说明物体带了电 物体带电的方式:摩擦起电——带等量异种电荷;
接触起电——带等量同种电荷
两种电荷:正电荷——丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷; 负电荷——毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 电荷的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引 验电器:构造——金属球、金属杆、金属箔 原理——同种电荷相互排斥
作用——检验物体是否带电或比较物体带电多少 电荷量(q):表电荷的多少,单位:库仑C
通常情况下,原子核所带的正电荷与核外电子总共所带的负电荷在数量上相等,原子呈中性。
物体得到电子显负电,物体失去电子显正电。
元电荷:最小的电荷(如电子、质子)。元电荷所带电量e=1.6×10C
任何物体所带电荷都是元电荷的整数倍
常见的自由电荷:金属中:带负电的自由电子。溶液中:正离子和负离子
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1物体导电
导体:善于导电的物体(金属、人体、食盐水、大地、石墨、及其它溶液)有大量的自由
电子或正负离子,一定条件下可以定向移动。
有大量的自由电子或正、负离子的定向移动。不同导体有不同的电阻值。
绝缘体:不善于导电的物体(橡胶、玻璃、塑料、陶瓷、油、空气、纯水)几乎无自由电荷 半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物体
导体和绝缘体无绝对界限
2电流和电路
电路中有持续电流的两个必要条件:有电压;电路是通路 电路:电源、用电器、开关、导线组成的电流的通路
2电流和电路(I、U、R的初步认识)
开关:控制电路通断的元件 导线:连接电路,输送电能 通路:电流能通过的电路
断路:电路中某处断开,电路中无电流。如:开关未闭合、电线断裂、接头松脱等 短路:是特殊通路,电路中有很大的电流。分为电源短路——导线直接将电源两端连通,易
烧坏电源及电线。用电器短路——导线直接将用电器两端接起,电路中电流较大但不经过该用电器。
电路图:用符号表示电路连接的图
画电路图注意:电源正极出发;沿电流走向画。导线避免相交,连接点要紧凑。用电器用符号,位置分布均匀。整体为长方形。
电流I的形成:电压的作用下电荷在电路中的发生定向移动的过程(导体连续导电的过程就是电流形成的过程)
电流的方向:正电荷定向移动的方向规定为电流方向。
金属中电流方向与电子定向移动的方向相反; 电源外部是从电源正极流向负极。
电压U的形成:由电源提供,电源输出电能。干电为正极 锌筒为负极),蓄电池(2v),发电机任何电池的两端直接连在一起
电阻R的形成:由用电器提供,消耗电能。如电阻、电动机、台灯、电炉丝等等。电阻:表示导体对小
实验三十、探究导体的电阻大小与哪些因素有关 实验器材:电池 开关 导线 电流表 灯泡 实验电路图:
实验方法:控制变量法、转换法
实验过程:将不同的导体接入AB之间,观察电流表示数大小。 多次目的:避免偶然性,得出普遍结论
实验结论:电阻的大小决定于导体的材料、长度、横截面积等。
即电阻的大小决定于导体本身,不随其两端电压即通过的电流的变化而变化。
铜丝常用来做导线(电阻近似为0) 镍铬合金常用于变阻器的电阻丝
池(一节1.5v 碳棒情况下都不可以将
器、变阻器、灯泡电流的阻碍作用大
铅锑合金常用于保险丝
滑动变阻器
1.原理:通过改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻。 2.使用:
①.接入电路时:必须“一上一下”;
都接“上”电阻为零,短路; 都接“下”起不到变阻作用
②.接通电路前:滑片应滑到变阻器阻值最大处。
③.电阻增大:滑片向远离连入电路的下接线柱方向移动时电阻增大 3.滑动变阻器的作用一般有:
①保护电路
②改变电路中的电流,即改变电阻两端电压 ③保持电阻两端电压不变。
实验中滑动变阻器及电表的选择依据
1 电表:合适量程,指针偏到表盘中间位置附近 2 滑动变阻器:主要用中间一段电阻
电流:通路时,电源、用电器、开关、导线中才有电流;断路、被短路处无电流。 电压:电源、用电器两端才可能有电压;导线、开关两端电压无电压 电阻:不论电路是否通路,用电器都有电阻;电源、导线、开关无电阻。
3串联电路、并联电路
(不同对象的I、U、R分别有什么关系)
说明:电源电压=总电阻两端电压简称为总电压。
串联电路:把元件逐个顺次连接起来组成的电路
电流的路径只有一条 各元件互相影响。
实验三十一、探究串联电路中电压 电流的规律 实验过程:1断开开关按电路图连接实物
V V
2闭合开关观察两电压表或电流表的示数 3换不同规格的电阻进行多次实验
结论:串联电路中总电压等于各部分电路电压的和 U=U1 +U2
串联电路中电流处处相等 I =I1 =I2
多次实验目的:避免偶然性,得出普遍结论 并联电路:把元件并列的连接起来组成的电路
电流的路径在一条以上 支路之间互不影响
实验三十二、探究并联电路中电压 电流的规律 实验过程:1断开开关,按照电路图连接实物
2闭合开关,观察电压表或电流表示数 3换不同规格的电阻进行多次实验
V 结论:并联电路中总电压等于各支路两端电压 U=U1
并联电路中干路电流等于各支路电流和。 多次实验目的:避免偶然性,得出普遍结论
A R1 A R2 A V V =U2 A A A I =I1 +I2
实验注意事项:
1应换用几组不同的电阻 多测几组数据,以便得到普遍规律。
2电压表的使用:调零、选合适的量程、正接线柱流入电流,负接线柱流出电流、并联在被测电路两端、可以直接连在电源两端测电源电压。
3电流表的使用:调零、选合适的量程、正接线柱流入电流,负接线柱流出电流、串联在被测电路中、不可直接连在电源两端,可和一个电阻一起串联接在电源两端。)
判断串并联电路
判断串并联电路
1电流路径法:电流的路径只有一条为串联,路径有两条或两条以上为并联
2拆除法:设去掉一个用电器使此处断路,看其它用电器是否能工作;若能则此用电器与其它用电器并联,若不能则此用电器与其它用电器串联。
注意:电流表要看作导线,电压表要看作开路。并且注意电路是否发生短路。
判断电路是否有短路(两点法)
1当电流有两条或两条以上路径可走时 2找到电流的分开点和会聚点
3观察分开点与会聚点之间的路径是否有纯导线路径,若有则电流全部从这条路径流过,不过其他路径。使其它用电器被短路。
4欧姆定律
(即同一电阻的I、U、R相互关系)
注意:一个电路中有三个研究对象:电阻1、电阻2 总电阻 实验三十三、①探究电阻上的电流与导体两端的电压的关系
A V 实验过程:1断开开关,按照电路图连接实物 2将滑片滑到最大阻值,闭合开关
3调节滑片使电压表示数依次为1.5V、2V、2.5V;并分别记下对应的电流值 结论:导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比 实验注意事项:
1电压表的使用:调零、选合适的量程、正接线柱流入电流,负接线柱流出电流、并联在被测电路两端、可以直接连在电源两端测电源电压。
2电流表的使用:调零、选合适的量程、正接线柱流入电流,负接线柱流出电流、串联在被测电路中、不可直接连在电源两端,可和一个电阻一起串联接在电源两端3滑动变阻器——是否一上一下接入电路;闭合开关前滑片是否滑到变阻器最大阻值处。
4滑动变阻器的作用:改变电阻两端电压,记录多组数据,以便避免偶然性,得出普遍结论
实验三十四、② 探究电阻上的电流与导体电阻的关系(见上3图)
A
V 实验过程:1断开开关,按照电路图连接实物 2将滑片滑到最大阻值,闭合开关
3调节滑片使电压表示数为2V,记下对应的电流;换不同的阻值的电阻代替定值电阻,并调
节滑片使电压表示数再次为2V,记下对应的电流值。再换一个不同的电阻重复上述实验过程。
结论:导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比 实验注意事项:
1电压表的使用:调零、选合适的量程、正接线柱流入电流,负接线柱流出电流、并联在被测电路两端、可以直接连在电源两端测电源电压。
2电流表的使用:调零、选合适的量程、正接线柱流入电流,负接线柱流出电流、串联在被测电路中、不可直接连在电源两端,可和一个电阻一起串联接在电源两端
3滑动变阻器——是否一上一下接入电路;闭合开关前滑片是否滑到变阻器最大阻值处。 滑动变阻器的作用:保证不同阻值两端的电压不变,换用不同阻值的电阻多测几组数据以便避免偶然性,得出普遍规律
欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
公式:I=U/R
成立条件:I、U、R应满足“同体性”和“同时性”( 加不同的脚标可代表不同电阻或不同时间的对应量I=U/R I1=U1/R1 I2=U2/R2)
综合:欧姆定律在串并联电路中的应用
“IUR三者在不同电路中特点”
串联电路中 U=U1 +U2 I =I1 =I2 R=R1 +R2
并联电路中 U=U1 =U2 I =I1 +I2 1/R=1/R1 +/1/R2) “欧姆定律”
I=U/R I1=U1/R1 I2=U2/R2 欧姆定律应用1
利用欧姆定律推导串并联电路中电阻间的关系:
已知: 串联电路 U=U1 +U2 I =I1 =I2 I=U/R I1=U1/R1 I2=U2/R2 试推导: 串联电路中R=R1 +R2
已知:并联电路 U=U1 =U2 I =I1 +I 2 I=U/R I1=U1/R1 I2=U2/R2 试推导:并联电路中1/R=1/R1 +/1/R2) 欧姆定律应用2
实验三十五、测定值电阻的阻值 (测小灯泡的电阻) 原理:R =U/ I
A
V
实验过程::
1断开开关,按照电路图连接实物 2将滑片滑到最大阻值,闭合开关
3调节滑片使电压表示数依次为1.5V、2V、2.5V;并分别记下对应的电流值 实验注意事项:
1电压表的使用:调零、选合适的量程、正接线柱流入电流,负接线柱流出电流、并联在被测电路两端、可以直接连在电源两端测电源电压。
2电流表的使用:调零、选合适的量程、正接线柱流入电流,负接线柱流出电流、串联在被测电路中、不可直接连在电源两端,可和一电阻串联接在电源两端。)
3滑动变阻器——是否一上一下接入电路;闭合开关前滑片是否滑到变阻器最大阻值处。 滑动变阻器的作用:保护电路,改变定值电阻两端电压。多次测量取平均值减小误差。 (改变灯泡两端电压,探究温度对灯丝电阻的影响。 ) 伏阻法测电阻:只要电路能测定两个不同的电压值即可。 安阻法测电阻:只要电路能测出两个不同的电流值即可。 欧姆定律应用3:判断电路中电表示数的变化 1分析电路中各用电器是串联还是并联 2熟记:
串联电路特点 U=U1 +U2 I =I1 =I2 R=R1 +R2 并联电路特点 U=U1 =U2 I =I1 +I2 1/R=1/R1 +/1/R2 欧姆定律 I=U/R I1=U1/R1 I2=U2/R2 串联:
U电源电压不变、R1定值电阻的阻值不变;
当R2变阻器阻值增大时,R总电阻增大,电流I 、I1、I2都减小、U1定值电阻的电压变小、U2变阻器的电压变大。 并联:
U电源电压、U1、U2各支路电压、R定值电阻阻值、I定值电阻中电流都不变; 当R变阻器阻值增大时,I变阻器中电流减小,R总电阻增大,I总电流减小
5电路故障判断常识
1、串联电路
①一处断路:一断全不工作。表现为:无电流、电流表无示数、灯泡不亮等。 ②一处短路:。其他部分继续工作。表现为:电流很大、电流表示数很大或灯泡明显变亮
等。 2、并联电路
①一支路断路:其它支路不受影响。表现为其它支路正常工作。 ②一支路短路:其它支路也被短路。表现为支路都不工作。 检测器判断短路断路:
检测器1——电源串电流表或电压表:
有示数——被测部分短路 无示数——被测部分断路
检测器2——电源串小灯泡:
亮——被测部分短路 不亮——被测部分断路
*判断断路位置:将下列元件并接在被测部分两端 小灯泡法:亮——被测部分断路
不亮——被测部分以外某处断路。
电流表法:有示数——被测部分断路
无示数——被测部分以外某处断路。
电压表法:有示数——被测部分断路
无示数——被测部分以外某处断路。
导线法: 有灯亮——被测部分断路
无灯亮——被测部分以外某处断路。
6电功率及电能
电功率:
用电器单位时间内消耗电能的多少,表示消耗电能的快慢。单位:瓦特(w) 计算:P=W/t=UI 电能:
电流做功的过程就是消耗电能的过程。单位:J 计算:W=Pt 电能表——计量与电能表相连的用电器在某段时间消耗的电能。
实验三十六、伏安法测小灯泡的电功率 测量原理:P=UI
实验过程:使电压依次等于、小于、大于额定电压,记录几组数据,以便算出不同电压下的实际功率 实验注意事项:
1电压表的使用:调零、选合适的量程、正接线柱流接线柱流出电流、并联在被测电路两端、可以直接连端测电源电压。
2电流表的使用:调零、选合适的量程、正接线柱流入电流,负接线柱流出电流、串联在被测电路中、不可直接连在电源两端,可和电阻串联接在电源两端。)
3滑动变阻器——是否一上一下接入电路;闭合开关前滑片是否滑到变阻器最大阻值处。 结论:
1当实际电压等于额定电压时,实际功率等于额定功率。 2灯泡的实际功率越大,灯泡越亮 本实验延伸结论:
1灯中的电流随其两端电压的增大而增大。 2灯丝的电阻随温度的升高而增大
实验三十七、用电能表可以测定家用电器的电功率 原理:P=W/t=n/Nt 实验注意事项:
1断开家中其他用电器,只让该用电器工作
入电流,负在电源两
电功率P及电能W的有关计算
串联电路特点 U=U1 +U2 I =I1 =I2 R=R1 +R2 并联电路特点 U=U1 =U2 I =I1 +I2 1/R=1/R1 +/1/R2 以下公式串并联用 I=U/R
P=IR P=U/R P=UI P=W/t W =IR t Wn =U t /R W =UI t W=P t 若有电能表则有 W =n/N P =n/Nt
2
2
2
2
电功率的有关概念
额定功率:用电器在额定电压下工作时的实际功率就等于用电器的额定功率。 实际功率:用电器正在工作时的功率就是实际功率
都是白炽灯时,灯比较亮一定意味着此时功率比较大,即实际功率大。 灯泡的额定功率大意味着它正常发光时比较亮。
用电器正常工作意即此时实际电压、电流、电功率等值等于额定值
对于同一电阻,电压、电流、电功率有一个值小于额定值,则别的量也小于额定值 额定电压相等的灯泡并联在同一电源电压下,额定功率大的实际功率也大,发光较亮;串联时额定功率大的实际功率反而小,发光较暗。
7电热
非纯热电阻消耗的电能等于产生的热能加产生的机械能。W=Q+E 电动机、电风扇等用电器W>Q : 用电器工作时所产生的热能Q,单位:J 一般用电器工作时消耗的电能大于产生的电热
实验三十八、:焦耳定律 实验方法:控制变量法、转换法
结论:电流通过导体产生的热量跟电流的二次跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。 表达式:Q= I Rt 实验注意事项:
该实验是通过观察温度计示数变化的大小来比较吸热多少的
2
方成正比,
纯热电阻:
消耗的电能等于产生的热能 W=Q,如:电灯、电炉等用电器 纯热电阻组成的电路有关计算式:
串联电路中 U=U1 +U2 I =I1 =I2 R=R1 +R2 并联电路中 U=U1 =U2 I =I1 +I2 1/R=1/R1 +/1/R2 以下公式串并联用 I=U/R
P=IR P=U/R P=UI P=W/t W =IR t Wn =U t /R W =UI t W=P t
2
2
2
2
非纯热电阻:
消耗的电能大于产生的热能W》Q,如电动机,电铃等 W =UI t Q =IR t
2
若有电能表则有 W =n/N P =n/Nt
Q =IR t Q =U t /R Q =UI t Q=P t
2
2
8电学常识:
家庭电路中是由火线提供电压
家庭电路是混联电路:既有串联又有并联,所以支路之间也会相互有所影响。 大功率用电器外壳应接地,即用三相插头——左零右火中接地
家庭电路组成:进户线、电能表、总开关、保险盒、开关、电灯或插座。 开关接在火线与灯之间
保险丝是电阻率较大、熔点较低的铅锑合金丝在电流太大时自动熔断,应接在火线上 人体触电的本质原因是有较大的电流流过人体
人不能接触低压带电体,也不可靠近高压带电体 人的安全电压是不超过36V 触电急救:断开开关或用干木棒将电线挑开
触电形式:单线触电(火线、人体、大地形成通路)、双线触电(火线、人体、零线形
成通路)
测电笔:辨别火线与零线;但当零线与火线连通时,零线处也会使氖管发光。 楼道灯有两个开关控制:光控开关和声控开关,这两个开关与灯串联。
搭接过的灯变亮是因有效电阻丝变短,阻值变小,由P=U/R知;电压一定时,功率增大
。所以变亮
引起家庭电路中的电流过大的原因:用电器总功率过大或用电器处发生短路 避雷针的作用是将雷电导在地下,打雷时不要站在大树底下也不要站在空旷的平地上
2
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