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4.与机械能的区别:
①一切物体在任何情况下都具有内能,而有的物体可能不具有机械能。
②机械能与整个物体的机械运动情况有关,而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关
5.影响内能的因素:
①物体的温度②质量(分子的个数)③体积(分子间的距离)④存在的状态
二.物体内能的改变
1.热传递
(1)热量
①定义:
在热传递过程中,传递能量的多少叫热量。
②单位:
焦耳,符号为:
J
(2)规律
①高温物体放出热量,其内能减少
②低温物体吸收热量,其内能增加
(3)热传递改变内能的实质:
内能在不同物体之间的热传递
2.做功
(1)物体对外界做功,物体的内能减少
(2)外界对物体做功,物体的内能增加
(3)做功改变内能的实质:
内能与其他形式的能量之间的相互转化。
3.判断内能改变的方法:
做功:
①形式:
压缩、弯折、摩擦、膨胀等②实质:
能量转化:
能量的形式发生改变
热传递:
传导、对流、辐射等②实质:
能量转移:
能量形式不变
13.3比热容
一.比热容
一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比。
②单位:
J/kg•℃,焦每千克摄氏度
③性质:
它反映物质自身的一种性质,不同物质的比热容一般不同。
比热容的大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
④比较比热容的方法:
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。
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
热量的计算公式:
①温度升高时用:
Q吸=cm(t-t0)
②温度降低时用:
Q放=cm(t0-t)
③只给出温度变化量时用:
Q=cm△t
水的比热容:
4.2×
103J/kg·
℃
第十四章内能的利用
14.1热机
一.热机
利用内能做功的机械。
2.种类:
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
3.内燃机:
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的的热机,叫做内燃机,主要分为汽油机和柴油机。
二.汽油机
1.构造:
进气门、排气门、火花塞、活塞、汽缸、曲轴、连杆等。
2.能量转化
①压缩冲程将机械能转化为内能。
②做功冲程是由内能转化为机械能。
3.汽油机工作过程:
吸气冲程:
进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进人汽缸。
压缩冲程:
进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩。
做功冲程:
在压缩冲程结東时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体。
高温高压的气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功。
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。
三.柴油机
1.构造主要特点:
柴油机的构造与汽油机相似,但柴油机汽缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。
2.柴油机工作过程
3.工作特点:
柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
在吸气过程里吸进汽缸内的只有空气。
柴油机和汽油机构造及工作过程的比较:
内燃机
项目
汽油机
柴油机
燃料
汽油
柴油
构造
汽缸顶部有火花塞
汽缸顶部有喷油嘴,无火花塞
吸气冲程
吸入汽油和空气混合物
吸入空气
压缩冲程
压缩程度小,燃料混合物的压强和温度高
压缩程度大,空气的压强和温度更高
做功过程
点燃式
压燃式
主要特点
轻巧、效率低
笨重、效率高
应用
小汽车、飞机、摩托车
载重汽车、拖拉机、火车、轮船
14.2热机的效率
一.燃烧的价值
把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的燃值。
2.意义:
燃值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
焦每千克,符号J/kg;
对于某些气体燃料,热值的单位是焦每立方米,符号是J/m3
4.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、是否完全燃烧等无关。
二.热机的效率
用来做有用功的那部分热量,与燃料完全燃烧释放的热量之比,叫做热机的效率。
2.公式:
3.提高热机效率的途径:
①使燃料充分燃烧②减少机械摩擦损失③减少机械散热和废气带走的热量
14.3能量的转化和守恒
一.能量的转化
在一定条件下,各种形式的能量是可以相互转化的,如摩擦生热,机械能转化为热能。
二.能量守恒定律
1.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其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
这就是能量守恒定律。
2.理解:
①能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,所有能量转化的过程,都服从能量守恒定律。
②不需要动力就能源源不断地对外做功的机器叫做永动机;
根据能量守恒定律可知这种机器是不可能制成的。
3.与机械能守恒定律的区别
①能量守恒定律的成立不需要任何条件。
②机械能的守恒是有条件的——没有能量损失或额外的能量补充。
第十五章电流与电路
15.1两种电荷
一.两种电荷
1.摩擦起电
(1)定义:
用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电。
(2)带电体的性质:
带电体能够吸引轻小物体。
2.两种电荷
(1)正电荷:
被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷(+)
(2)负电荷:
被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷(-)
(3)电荷间的相互作用:
同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
(4)电荷量:
电荷的多少叫做电荷量,简称电荷
②电荷的单位是库仑,简称库,符号是C。
3.验电器:
(1)作用:
检验物体是否带电
(2)原理:
同种电荷互相排斥
(3)使用:
用被检验物体接触验电器的金属球,若金属箔张开,说明物体带电。
二.原子及其结构
1.原子的结构
(1)结构:
原子的中心是原子核,在其周围有一定数量的电子。
(2)电中性:
原子核带正电,在通常情况下,原子核所带的正电荷和所有电子所带的负电荷在数量上相等,原子整体不显电性,物体对外也不显电性。
2.摩擦起电的实质:
摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开。
三.导体和绝缘体
导体
绝缘体
定义
容易导电的物体
不容易导电的物体
举例
金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液
橡胶、玻璃、塑料
原因
金属中还有大量自由移动的电子;
酸碱盐的水溶液中有大量自由移动的正负离子
绝缘体内部几乎没有自由电荷,所有电荷几乎都被束缚在原子的范围内,不能自由移动
1.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。
2.绝缘体不能导电但能带电。
15.2电流和电路
一.电流
电荷的定向移动形成电流。
2.方向:
把正电荷定向移动的方向规定为电流方向,则负电荷定向移动的方向与电流方向相反。
3.闭合电路中的电流方向:
当电池、导线、小灯泡组成的回路闭合时,在电源外部,电流的方向是从电源正极经过用电器流向负极的。
二.电路的组成
1.电路的基本组成部分:
电源、用电器、导线、开关
2.各组成部分的作用
(1)电源:
提供电能的装置。
(2)用电器:
消耗电能的装置。
(3)开关:
控制电路的通断。
(4)导线:
将电路的其他组成部分连接起来。
3.电流存在的条件:
只有电路闭合时,电路中才有电流。
三.电路图
1.用符号表示电路连接的图,叫做电路图。
常用电路元件的符号:
符号
意义
+
交叉不相连的导线
电铃
交叉相连接的导线
电动机
(负极)
(正极)
电池
电流表
电池组
电压表
开关
电阻
小灯泡
滑动变阻器
四.通路断路断路
1.通路:
正常接通的电路,即用电器能够工作的电路。
2.断路:
电路中某处被切断的电路。
3.短路:
直接用导线将电源的正、负极连接起来。
15.3串联和并联
一.串联和并联
1.串联:
用电器依次相连,然后接到电路中,这些用电器是串联。
2.并联:
用电器的两端分别连在一起,然后接到电路中,这些用电器是并联。
并联电路中用电器共用的那部分电路叫干路,单独使用的那部分电路叫支路。
二.连接串联电路和并联电路
1.连接电路的要求:
连接电路后要检查电路连接无误,然后闭合开关。
2.开关的作用
(1)串联电路:
在串联电路中,开关可以控制所有电器,开关位置的改变不影响它对电器的控制作用。
(2)并联电路:
在并联电路中,干路开关可以控制所有电器,支路开关只能控制其所在之路的用电器。
3.用电器工作时是否相互影响
(1)串联电路中,各用电器相互影响。
(2)并联电路中,各用电器互不影响。
三.生活中的电路
1.常见的并联电路:
家庭中的用电器;
马路上的路灯;
电吹风中的电动机和电热丝。
2.常见的串联电路:
节日装饰用的小彩灯(有些则是串联和并联组合而成的)。
15.4电流的测量
1.物理意义:
表示电流强弱的物理量。
2.符号:
I
安培,简称安,符号是A,比安培小的单位还有毫安(mA)和微安(μA)
换算关系:
1A=103mA1mA=103μA1A=106μA
二.电流的测量
1.测量工具:
电流表。
2.电流表的量程
(1)0~0.6A,分度值为0.02A。
(2)0~3A,分度值为0.1A。
3.电流表的连接
(1)必须将电流表和被测的用电器串联。
(2)必须让电流从红色(或:
标示“+”号)的接线柱流进,再从黑色(或:
标示“-”号)的接线柱流出.
(3)必须正确选择电流表的量程。
(4)不允许把电流表直接连到电源的两极。
4.电流表的读数
(1)明确所选电流表的量程。
(2)确定电流表的分度值,即表盘的一个小格代表电流的大小。
(3)接通电路后,根据指针的位置进行读数。
15.5串、并联电路中电流的规律
一.串联电路的电流规律
1.实验电路图如图所示。
2.设计并进行实验:
用电流表分别测出A、B、C三点的电流;
换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量各点的电流;
分析实验数据并得出结论。
3.实验结论:
串联电路中的电流处处相等。
二.并联电路的电流规律
并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和。
判断串联、并联电路的方法:
方法
方法介绍
定义法
若电路中各元件是逐个顺序首尾相连的,此电路就是串联电路;
若各元件:
“首首相连,尾尾相接”并列地连在电路两点间,此电路就是并联电路。
电流法
让电流从电源正极出发经过各用电器中回到电源负极,途中不分流,电流始终是一条路径,就是串联;
如果电流在某处分为几条支路,若每条支路上都有用电器,电流在电路中有分有合,就是并联。
拆除法
拆除法的原理是串联电路中各用电器互相影响,并联电路中各用电器互不影响,逐个拆除电路中的用电器,根据电路中其他用电器中有无电流通过来识别电路中的连接。
第十六章电压电阻
16.1电压
一.电压
1.作用:
要让一段电路中有电流,它的两端就要有电压。
电源的作用就是给用电器两端提供电压。
U
伏特,简称伏,符号是V;
常用单位还有千伏、毫伏;
换算关系是:
1Kv=103V,1mV=10-3V
补充:
电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流。
得到持续电流的条件:
①有电源提供电压②电路是通路。
二.电压的测量
1.工具:
电压表。
2.电压表的连接
(1)电压表应该跟被测用电器并联。
(2)电压表标有“-”的接线柱连接在靠近电源的负极,另一个接线柱连接在靠近电源的正极。
(3)要正确选用电压表的量程。
在预先不知道被测电压的大小时,为了保护电压表,应优先选用大量程。
3.电压表的度数
(1)明确所选电压表的量程。
(2)确定电压表的分度值,即表盘的一个小格代表电压的大小。
(3)接通电路后,根据指针的位置进行度数。
4.用电压表测量电压:
在只有一个用电器的电路中,用电器两端的电压与电源两端的电压相等。
判断电压表测量的对象的方法:
短路法
电压表去掉,假设用导线接该位置,若此时某些用电器或电源被短路,则这些用电器或电源即为该电压表测量的对象。
去源法
“去掉”电源(用手捂住电源),再看电压表与哪部分构成闭合回路,那么电压表测的就是那部分电路的电压。
滑线法
电压表两端沿着连接的导线滑动到用电器或电源两端。
(能跨过元件:
开关、电流表。
不能跨过元件:
电源、用电器、电压表。
)
16.2串、并连电路中电压的规律
一.串联电路的电压规律
1.实验电路图如图所示
用电压表分别测出A与B、B与C、A与C之间的电压;
再换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量A与B、B与C、A与C之间的电压;
分析数据并得出结论。
串联电路中,电源两端电压等于各用电器两端电压之和。
4.串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。
二.并联电路的电压规律
2.设计并进行试验:
用电压表分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及电源两端电压;
换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量小灯泡L1、L2两端的电压及电源两端电压;
并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端的电压相等。
16.3电阻
一.电阻
1.意义:
在物理学中,电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。
R
欧姆,简称欧,符号是Ω;
常用单位还有千欧、兆欧;
换算关系是1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω
4.电阻器:
也叫做定值电阻,简称电阻,在电路图中用符号“
”表示。
二.影响电阻大小的因素
1.实验方法:
控制变量法与转化法。
2.实验结论;
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与电压、电流的大小无关。
导线被拉长,改变了两个因素:
长度变大,横截面积变小,因此电阻变大。
导线对折,改变了两个因素:
长度变短、横截面积变大,因此电阻变小。
三.半导体和超导现象
1.半导体
(1)概念:
导电性能介于导体与绝缘体之间,如锗、硅等材料,常常称作半导体。
(2)应用:
利用半导体制作二极管、三极管。
2.超导现象
某些物质在很低的温度时,电阻就变成0,这就是超导现象。
(2)应用:
在发电场发电、输送电能等方面若能采用超导材料,可以大大降低由于电阻引起的电能消耗。
用超导材料制造电子元件,可以实现电子设备的微型化。
16.4变阻器
一.滑动变阻器
电阻丝、金属杆,滑片,接线柱,绝缘管。
2.原理:
通过改变接入电路中的电阻丝长度来改变电阻。
3.使用方法:
(1)与用电器串联。
(2)接线柱要“一上一下”。
(3)使用前将滑片调到阻值最大处。
4.作用
(1)改变电路中的电流和用电器两端的电压。
(2)保护电路。
5.滑动变阻器接法规律
采用“一上一下”接法→连入电阻线越长,电阻越大→
二.变阻器的应用
1.滑动变阻器一般只在实验室中用。
2.电位器也是一种变阻器,有机械式电位器和数字电位器。
机械式电位器主要应用在家用电器上,如可调亮度的电灯、可调温度的电热毯、电饭锅,等等;
数字电位器主要应用在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等重要领域。
第十七章欧姆定律
17.1电流与电压和电阻的关系
一.电流与电压的关系
1.实验设计:
本实验室采用控制变量法来探究的,实验中应保持电阻不变,用滑动变阻器改变电路中的电流和电阻两端的电压。
2.实验结论:
在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
二.电流与电阻的关系
本实验中应保持电阻两端的电压不变。
滑动变阻器的作用是:
①保护电路②保证电阻两端的电压不变。
在导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
实验电路图:
17.2欧姆定律
一.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。
3.各单位物理量:
I---AU---VR---Ω
注意——三个“性”
17.3电阻的测量
一.伏安法测电阻
1.原理:
用电压表测量导体两端的电压,用电流表测量通过导体的电流,然后根据欧姆定律
的变形式
即可求得导体的电阻。
2.实验电路图:
二.实验中减小误差的方法
1.为了减小误差,实际测量中通常通过滑动变阻器来改变电阻两端的电压。
多次测量电压和电流的值,根据每次测得的值计算电阻,最后求出电阻的平均值。
三.实验中应注意的问题
1.滑动变阻器常用来改变电流及电压的值,在闭合开关进行实验前,应将滑动变阻器的滑片移动到滑动变阻器连入电路电阻最大的位置。
2.电压表和电流表要注意选择适当的量程。
其他测量方法和伏安法的比较:
17.4欧姆定律在串、并联电路中的应用
一.欧姆定律在串联电路中的应用
1.串联电路中通过某个电阻的电流或串联电路的电流,等于电源两端的电压除以各分电阻之和。
3.当串联电路中的其中一个电阻增大时,电路中的电流会减小;
当其中某一个电阻减小时,电路中的电流会增大。
当由于电路中某个电阻改变而导致电路中的电流发生改变时,其他电阻两端的电压也会随之改变。
二.欧姆定律在并联电路中的应用
1.并联电路的总电流:
2.当并联电路中的一个支路的电阻改变时,这个支路的电流会变化,干路电流也会变化,但另一个支路的电流和电压都不变。
家庭电路中,各用电器采用并联形式连接到电源上,就是利用了并联电路的这一特点。
第十八章电功率
18.1电能电功
一.电能
1.利用电能的实质:
电能的利用,就是将电能转化为其他形式的能过程。
2.单位:
千瓦时(俗称“度”),符号是kW·
h.千瓦时与焦耳之间的换算关系是1kW·
h=3.6×
106J
二.电能的计量——电能表
1.作用:
电能表用来计量用电器在一段时间内消耗的能。
2.参数的含义
(1)220V——电能表应该在220V的电路中使用。
(2)10(20)A——表示这个电能表的标定电流为10A,额定最大电流为20A。
电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。
(3)1000revs/(kW・h)——表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1kW・h的电能,电能表上的转盘转过1000转。
3.读数方法:
电能表前后两次示数之差就是用电器在这段时间内消耗的电能。
三、电功
1.消耗的电能与电功的关系:
消耗电能的过程就是电流做功的过程,也就是电能转化为其他形式的能的过程。
2.电功的计算
(1)影响电功大小的因素:
电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。
加在用电器上的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长,电流做功越多。
(2)计算公式:
W=Pt
3.串、并联电路电功特点:
①在串联电路和并联电路中,电流所做的总功等于各用电器电功之和;
②串联电路中,各用电器的电功与其电阻成正比,即
③并联电路中,各用电器的电功与其电阻成反比,即
(各支路通电时间都相同)。
18.2电功率
一.电功率
1.电功率的物理意义:
在物理学中,用电功率表示电流做工的快慢,电功率用P表示。
2.电功率的单位:
瓦(W)、千瓦(kW)、毫瓦(mW),换算关系如下:
1kW=103W;
1W=103mw.
3.电功率的计算
电功率等于电功与时间之比。
定义式:
(2)计算式:
P=UI.将W=UIt代入公式
中,可得
4.串并联电路电功率特点:
①在串联电路和并联电路中,总功率等于各用电器电功率之和;
②串联电路中,各用电器的电功率与其电阻成正比,即
③并联电路中,各用电器的电功率与其电阻成反比,即
二、“千瓦时”的来历
1千瓦时可以看做电功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能。
三、额定电压额定功率
1.定义
(1)用电器正常工作时的电压叫做额定电压。
(2)用电器在额定电压下工作时的电功率叫做额定功率
2.额定电压、额定功率、实际电压、实际功率之间的关系
(1)若用电器的实际电压U实等于额定电压U额,则用电器的实际功率P实等于其额定功率P额,用电器正常工作。
(2)若用电器的实际电压U实大于额定电压U额,则用电器的实际功率P实大于其额定功率P额,用电器不能正常工作,长期使用,可能会损坏用电器。
(如果是灯泡,则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝)
(3)若用电器的实际电压U实小于额定电压U额,则用电器的实际功率P实小于其额定功率P额,用电器不能正常工作。
(如果是灯泡,则表现为灯光发暗,灯丝发红)
四、电功率的测量
电功率的测量可以使用专用的功率表,也可以测量出用电器两端的电压和通过用电器的电流,由电功率公式P=UI计算得到用电器实际的电功率。
18.3测量小灯泡的电功率
一.用电流表和电压表测量小灯泡的电功率
1.实验原理与方法
根据电功率的计算公式P=UI用电压表和电流表分别测出小灯泡两端的电压和通过的电流,就可以求出小灯泡的实际功率,这种测量小灯泡电功率的方法也可简称为“伏安法”
2.实验器材
电源、电流表、电压表、小灯泡(额定电压为2.5V)、开关、导线若干。
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