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电磁学复习提纲
电流与电路
一、电荷(检验电荷我们用验电器) 1、两种电荷:
正电荷 规定:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电。 实质:物质中的原子失去了电子 负电荷: 规定:毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电。 实质:物质中的原子得到了多余的电子
2、电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 3、中和:放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象 二、电流
1、形成:电荷的定向移动形成电流 注:该处电荷是自由电荷。对金属来讲是自由电子定向移动形成电流;对酸、碱、盐的水溶液来讲,正负离子定向移动形成电流。 2、方向的规定:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。注:在电源外部,电流的方向从电源的正极到负极。 电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 3、获得持续电流的条件:电路中有电源 电路为通路 4、单位:(1)、国际单位: A (2)、常用单位:mA 、μA (3)、换算关系:1A=1000mA 1mA=1000μA 5、测量: (1)、仪器:电流表,符号: (2)、方法: ㈠读数时应做到“两看清”即 看清接线柱上标的量程,看清每大格电流值和每小格电流值 ㈡ 使用时规则:两要、两不 ① 电流表要串联在电路中; ② 电流要从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出,否则指针反偏。 ③被测电流不要超过电流表的最大测量值。 ④ 绝对不允许不经用电器直接把电流表连到电源两极上,原因电流表相当于一根导线。 三、导体和绝缘体: 1、导体:定义:容易导电的物体。 常见材料:金属、石墨、人体、大地、酸 碱 盐溶液 导电原因:导体中有大量的可自由移动的电荷 说明:金属导体中电流是自由电子定向移动形成的,酸、碱、盐 溶液中的电流是正负离子都参与定向运动 2、绝缘体: 定义:不容易导电的物体。 常见材料:橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。 不易导电的原因:几乎没有自由移动的电荷。 3、导体和绝缘体之间并没有绝对的界限,在一定条件下可相互转化。一定条件下,绝缘体也可变为导体。原因是:加热使绝缘体中的一些电子挣脱原子的束缚变为自由电荷。 四、电路
1、 组成:定义:能够提供电流的装置,或把其他形式的能转化为电能的装置。
①电源 作用:在电源的内部不断地聚集正电荷负极聚集负电荷。以持续对外供电 ②用电器: 定义:用电来工作的设备。 工作时:将电能—→其他形式的能。 ③开关:控制电路的通断。④导线:输送电能 2、三种电路:
①通路:接通的电路。②开路:断开的电路。
③短路:定义:电源两端或用电器两端直接用导线连接起来。
特征:电源短路,电路中有很大的电流,可能烧坏电源或烧坏导线的绝缘皮,很容易引起火灾。 3、电路图:用规定的符号表示电路连接的图叫做电路图。
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4、连接方式: 串联 并联 定义 把元件逐个顺次连接起来的电路 把元件并列的连接起来的电路 特征 电路中只有一条电流路径,一处段开所电路中的电流路径至少有两条,各支路有用电器都停止工作。 中的元件独立工作,互不影响。 开关 控制整个电路 干路中的开关控制整个电路。支路中的作用 开关控制该支路。 电路图 实例 装饰小彩灯、开关和用电器 家庭中各用电器、各路灯 5、识别电路串、并联
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电压 电阻
一、电压 (一)、电压的作用
1、电压是形成电流的原因:电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。电源是提供电压的装置。 2、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电路是连通的。
3、在理解电流、电压的概念时,通过观察水流、水压的模拟实验帮助我们认识问题,这里用了科学研究方法“类比法” (二)、电压的单位
1、国际单位: V 常用单位:kV mV 、μV 换算关系:1Kv=1000V 1V=1000 mV 1 mV=1000μV 2、记住一些电压值: 一节干电池1.5V 一节蓄电池 2V 家庭电压220V 安全电压不高于36V (三)、电压测量: (四)、电流表、电压表的比较: 符号 连接 直接连接电源 异 量 程 每大格 每小格 内阻 同 电流表 电压表 A 串联 不能 0.6A 3A 0.2A 1A 0.02A 0.1A V 并联 能 3V 15V 1V 5V 0.1V 0.5V 很大相当于开路 很小,几乎为零相当于短路 调零;读数时看清量程和每大(小)格;正接线柱流入,负接线柱流出;不能超过最大测量值。 (六)、利用电流表、电压表判断电路故障 二、电阻 (一)定义及符号: 1、定义:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。 2、符号:R。 (二)单位: 1、国际单位:欧姆。规定:如果导体两端的电压是1V,通过导体的电流是1A,这段导体的电阻是1Ω。 2、常用单位:千欧、兆欧。 (三)影响因素: 1、实验原理:在电压不变的情况下,通过电流的变化来研究导体电阻的变化。(也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化) 2、实验方法:控制变量法。所以定论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件” 3、结论:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积,还与温度有关。 4、结论理解: ⑴导体电阻的大小由导体本身的材料、长度、横截面积决定。与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关,所以导体的电阻是导体本身的一种性质。 (四)分类 1、定值电阻:电路符号: 。 2、可变电阻(变阻器):电路符号 。
欧姆定律
一、欧姆定律。
1、探究电流与电压、电阻的关系。
2、欧姆定律的内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。 3、数学表达式 I=U/R
4、说明:①适用条件:纯电阻电路(即用电器工作时,消耗的电能完全转化为内能)
②I、U、R对应 同一导体或同一段电路,不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别。三者单位依次是 A 、V 、Ω
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③ 同一导体(即R不变),则I与U 成正比 同一电源(即U不变),则I 与R成反比。
5、解电学题的基本思路 ①认真审题,根据题意画出电路图;
②在电路图上标出已知量和未知量(必要时加角码); ③选择合适的公式或规律进行求解。 二、伏安法测电阻
1、定义:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。 2、原理:I=U/R 3、电路图: (右图) 4、步骤:①根据电路图连接实物。 连接实物时,必须注意 开关应断开 电压表
② 检查电路无误后,闭合开关S,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。 ③算出三次Rx的值,求出平均值。 ④整理器材。 5、讨论:⑴本实验中,滑动变阻器的作用:改变被测电阻两端的电压(分压),同时又保护电路(限流)。 ⑵测量结果偏小是因为:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx电流。根据Rx=U/I电阻偏小。 ⑶如图是两电阻的伏安曲线,则R1>R2 三、串联电路的特点: 四、并联电路的特点: 电流表 滑动变阻器 变阻(“一上一下”) 阻值最大(“滑片远离接线柱”) A Rx R′ V 串联在电路中 “+”接线柱流入,“-”接线柱流出 量程选择:算最大电流 I=U/Rx 并联在电路中 “+”接线柱流入,“-”接线柱流出 量程选择:看电源电压 电功率
一、电功: 1、定义:电流通过某段电路所做的功叫电功。 2、实质:电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。 电流做功的形式:电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。 3、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。 4、计算公式:W=UIt =Pt(适用于所有电路) 对于纯电阻电路可推导出:W= IRt= Ut/R
①串联电路中常用公式:W= IRt W1:W2:W3:…Wn=R1:R2:R3:…:Rn ②并联电路中常用公式:W= Ut/R W1:W2= R2:R1
③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+…Wn 5、单位:国际单位是焦耳(J)常用单位:度(kwh) 1度=1千瓦时=1 kwh=3.6×10J 6、测量电功:
⑴电能表:是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。
⑵ 电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样,分别表示:电电能表额定电压220V;允许通过的最大电流是5A;每消耗一度电电能表转盘转3000转。 ⑶读数: 二、电功率:
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1、定义:电流在单位时间内所做的功。
2、物理意义:表示电流做功快慢的物理量 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。 3、电功率计算公式:P=UI=W/t(适用于所有电路) 对于纯电阻电路可推导出:P= IR= U/R
4、单位:国际单位 瓦特(W) 常用单位:千瓦(kw) 5、额定功率和实际功率:
⑴ 额定电压:用电器正常工作时的电压。
额定功率:用电器在额定电压下的功率。 2“1度”的规定:1kw的用电器工作1h消耗的电能。 P=W/ t 可使用两套单位:“W、J、s”、“kw、 kwh、h” 6、测量: Ⅰ、 伏安法测灯泡的额定功率:①原理:P=UI ②电路图:
Ⅱ 测量家用电器的电功率:器材:电能表 秒表 原理:P=W/t 三 电热 1、 实验:目的:研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关? 原理:根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。 实验采用煤油的目的:煤油比热容小,在相同条件下吸热温度升高的快:是绝缘体 2、焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。 3、计算公式:Q=IRt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出:Q =UIt= Ut/R=W=Pt ①串联电路中常用公式:Q= IRt 。Q1:Q2:Q3:…Qn=R1:R2:R3:…:Rn 并联电路中常用公式:Q= Ut/R Q1:Q2= R2:R1 ②无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量 常用公式Q= Q1+Q2+…Qn ③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用:Q= Ut/R=Pt 4、应用——电热器: ①定义:利用电流的热效应而制成的发热设备。 ②原理:焦耳定律 ③组成:电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。 ④优点:清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。
四 生活用电 (一)、家庭电路: 1、家庭电路的组成部分:低压供电线(火线零线)、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。 2、家庭电路的连接:各种用电器是并联接入电路的,插座与灯座是并联的,控制各用电器工作的开关与电器是串联的。 3、家庭电路的各部分的作用: ⑴ 低压供电线: ①给用户提供家庭电压的线路,分为火线和零线。火线和零线之间有220V 的电压,火线和地线之间也有220V的电压,正常情况下,零线和地线之间电压为 0V ②测电笔: 用途:用来辨别火线和零线 种类:钢笔式,螺丝刀式。 使用方法:手接触笔尾金属体,笔尖金属体接触火线,观察氖管是否发光。
⑵ 电能表:
⑶ 闸刀(空气开关):
⑷ 保险盒: ⑸ 插座:
② 作用:连接家用电器,给可移动家用电器供电。
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A R V R′ 启智培优辅导
②种类: 固定插座、可移动插座 二孔插座、三孔插座 ③安装:并联在家庭电路中,具体接线情况:
1接火线 2接零线 3接地线 4接用电器的金属外壳 5接用电部分的线路
把三脚插头插在三孔插座里,在把用电部分连入电路的同时,也把用电器的金属外壳与大地连接起来,防止了外壳带电引起的触电事故。
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(二)、家庭电路电流过大的原因: 1、原因:发生短路、用电器总功率过大。 2、家庭电路保险丝烧断的原因:发生短路、用电器功率过大、选择了额定电流过小的保险丝 (三)、安全用电: 1、触电事故: ①定义:一定强度的电流通过人体所引起的伤害 ②危险性:与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。 ③安全电压:不高于36V,动力电路电压380V,家庭电路电压220V都超出了安全电压。 2、触电形式: 家庭电路(低压触电) 单线触电 双线触电 家庭电路触电的事故:都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构成通路。 要分清零线和地线,虽然地线和零线正常情况下之间没有电压,但绝不能将地线和零线接通,否则易造成触电事故。 高压触电 高压电弧触电 跨步电压触电 3、安全用电原则:不接触低压带电体 不靠近高压带电体 第6页