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物理
物理
功
一.功
1.(机械功)力与物体在力的方向上通过的距离的乘积
2.公式:
W=Fs1N/m焦耳(J)焦
3.单位:
焦(J)一个看鸡蛋举过头顶:
1(J)
4.1J是物理意义:
1N的力作用在物体上,使物体在力的方向上通过1m的距离做的功是1J
二.做功的两个必要条件
1.对物体有力的作用
2.物体在力的方向上通过一定的距离
不做功:
(1)F=0N
(2)s=0m(3)F垂直于s
三.机械功原理
(1)利用斜面提升物体
器材:
斜面、小车、弹簧测力计、刻度尺
步骤:
(1)用弹簧测力计竖直拉动小车沿斜面匀速运动,测F和s
(2)用弹簧测力计竖直拉动小车
F
G
设计表格:
次数F/Ns/mG/Nh/mFs/JGh/J
1
2
3
结论
(1)F>G,斜面可以省力
(2)斜面不能省功
(2)机械功原理:
使用任何机械都不能省功
动力所做的功等于动力克服所有阻力所做的功
W1=Fsw1=w2
W2=fs+GhFs=fd+Gh
若斜面是光滑的f=0则
Fs=Gh
F=h/s*G
功率(P)
(1)
比较做功快慢的方法
(一)当做功相同时,比时间(时间越短,做功约快)
(二)当做功时间相同时,比所做的功
一.功率(P)
1.反应做功快慢的物理量
2.定义:
功与做功所用时间的比
含义:
单位时间内所用时间的比
3.定义公式:
P=W/t
4.单位:
1j/s=1W(瓦特)简称:
瓦符号“W”
5.常用单位:
千瓦(kW)兆瓦(MW)
兆瓦——瓦(0.000001)千瓦——瓦(0.001)瓦——兆瓦(1000000)瓦——千瓦(1000)
二.活动设计
(1)原理:
P=W/t=Fs/t=Gh/t=mgh/t=mgv
(2)测量工具:
刻度尺,秒表,体重计(或磅秤)
(3)物理量:
楼高,登楼的时间、质量
(h)(t)(m)
(4)实验表格
人员质量m/kg等楼高h/m等楼时间t/s功率P/W
简化方案:
1.h一定,只测m、t,比m/t,比值大则P大
2.t,一定,测m、h,比mt,乘积大则P大
功率
(2)
推到公式:
P=W/t=Fs/t=Fv
注:
(1)统一用国际单位v(m/s)1m/s=3.6km/h
(2)v是在力的方向上的速度
F=P/tV=P/F
机械效率
钩码重G/N钩码上升高度h/m有用功W有用/J自由端移动距离s/m总功W总/J
10.10.10.60.20.12
η=W有/W总*100%
=0.1/0.12*100%
=83.3%
一.几个名称:
1.有用功:
(W有用):
目的功
2.额外功:
(W额外):
并非需要,又不得不做的功
3.主要用于:
克服机械自重及摩擦所做的功
4.总功(W总):
动力所做的功
W总功=W有用+W额外
二.机械效率(η)
1.反应机械能优势的物理量
2.定义:
有用功占总功的比值
η=W有用/W总*100%
W有用=ηW总
W总=W有用/η*100%
∵W额外>0
∴W总>W有用
∴η<1
3.用滑轮组提升重物:
η=W有用/W总*100%=Gh/Fs*100%=Gh/Fnh*100%=G/Fn*100%
4.用斜面提升重物
W有用=GhW额外=fs
W总=Fsf=W额外/s
η=W有用/W总=Gh/Fs*100%
(一)理想情况下
(不计机械自重和摩擦)W额>0η=W有/W总W总=W有
(二)滑轮组提升重物(影响η滑轮的因素)
次数物重G/N动滑轮重G/N物体上升高度h/m拉力F/N自由端移动距离s/mη/%
110.20.10.50.366.7%
220.20.10.80.383.3%
320.60.10.850.378.4%
操作注意:
匀速竖直向上拉动
(不计绳重,摩擦)推导
η=W有/W总=W有/W有+W额=Gh/Gh+G2h=G/G+G2
结论:
(绳重、摩擦)
(1)滑轮组的η只与物重及动滑轮重有关,与提升高度与绳子的股数无关
(2)同一滑轮组,提升物越重,η越高
综上所述,提高η的方法
(1)尽量增大物重
(2)尽量减少滑轮重,绳重,摩擦
探究斜面的机械效率
斜面的机械效率与…有关
猜想
(1)斜面粗糙程度
(2)斜面倾斜程度
(3)物重G
η/%
次数斜面倾角斜面粗糙程度物重斜面高度沿斜面拉力斜面长有用功W总/J机械
G/Nh/mF/Ns/mW有/J效率
130°粗糙10.50.710.50.771.4
230°稍光滑10.50.610.50.683.3
345°粗糙10.70.710.70.777.8
430°粗糙30.52.111.52.171.4
结论:
斜面的机械效率只与倾斜程度有,粗糙程度有关。
(与物重无关)
斜面倾斜程度越大,机械效率越大
(越倾斜,越光滑,η越高)
机械能与内能
一.能量:
简称“能”(E)
1.概念:
能够对外做功的物体就说它具有能量。
(具有做功的本领)
2.物体能够做功多少,就是有多少能
3.能量单位与功的单位一样,焦耳(J)
二.动能
1.定义:
由于运动而具有的能
2.实验:
探究影响动能的因素:
方法:
转化法,控制变量法
结论:
当小车质量一定时,物体速度越大,动能越大
当小车速度一定时,物体的质量越大,动能越大
三.弹性势能
1.物体因为弹性形变而具有的能量
2.物体的弹性势能与物体形变程度与物体本身弹性程度有关
同一物体形变程度越大,弹性势能越大
四.重力势能
1.定义:
物体因为被举高而具有的能量
2.实验:
影响重力势能的因素
结论:
当物体质量一定时,物体的下落高度越大,重力势能越大
当物体高度一定时,质量越大,重力势能越大
五.机械能
1.动能与势能统称为机械能
E机械=E动+E势
六.动能与势能可以相互转化
(1)转化过程中,要克服各种各样的阻力,机械能总量减少
(2)若不计一切阻力,那么机械能的总量保持不变(机械能守恒)
(3)若外力做功,机械能总量可能会增加
内能与热传递
一.内能
1.概念:
物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和
内能分子总动能
分子总势能
2.任何物体都有内能
3.内能与温度、状态、质量有关
二.热传递
1.改变物体内能的一种方式
2.热传递
(1)条件:
温度差
(2)方向:
高温到低温
(3)实质:
内能的转移
3.热量(Q)
定义:
物体在热传递中转移的能量
单位:
焦耳(J)
物质的比热容
一.探究水与沙升温快慢
结论:
等质量的不同物质在升高(或降低)温度相同时Q放(Q吸)不同
二.比热容
1.定义:
研究表面同种物质,Q/m*△t一定不同种物质,Q/m*△t不同
2.比热容定义:
物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比
3.定义式:
c=Q/m*△tQ=cm△t△t=Q/cm
含义:
单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量
4.比热容是物质的物理属性,只与物质的种类与状态有关
5.单位:
J/(kg8℃)读作焦每千克摄氏度
三.热传递过程中吸收的或放出的热量
Q=cm△t———指变化的温度
机械能与内能的转化
一.改变物体内能的另一种方式,做功
外界对物体做功,物体的内能一般会增大(其他形式的能——内能)
多是机械能
物体对外界做功,物体的内能一般会减小(内能——其他形式的能)
机械能
二.改变物体内能的方式热传递内能的转移
做功内能与机械能的转化
且做功与热传递对于改变物体的内能是等效的
三.热机(热力发动机)
1.原理:
内能转化为机械能
2.汽油机
(1)构造(飞轮的惯性完成3个辅助冲程)
(2)1个工作循环:
内能——机械
4个冲程(吸气、压缩、做功、排气)
压缩:
活塞机械能——内能
活塞来回2次,曲轴转2圈半,燃气对外做功1次
四.燃料的热值(q)
1.定义:
燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比叫该燃料的热值
2.定义式:
q=Q放/m
3.单位:
J/kg读作焦/千克
例:
1.2*10000000J/kg每1kg的干木柴完全燃烧放出的热量为1.2*1000000J
5.公式变形:
Q放=qmm=Q放/q
液、气体:
Q放=qvv=Q放/q
6.“燃烧效率”
η=Q水吸/Q放*%Q吸水=ηQ放Q放=Q水吸/η
7.热机效率
Q放机械能η=W机/Q放
------------------热机气体吸热W机=Q放η
燃料燃烧放热克服摩擦Q放=W机/η
尾气
初始家用电器和电路
一.几个元件:
1.用电器:
利用电能来工作的装置(电能——其他形式的能)
2.电源:
能够持续供电的装置(其他形式的能——电能)
3.电源的分类:
直流电源:
电流从电源的“+”极流经用电器回到“-”极
交流电源:
电流方向周期性改变的电源
(我国民用电1s电流方向变化100次“50Hz”)
4.开关:
控制电路的通断的元件
5.导线:
连接电路元件
二.简单电路
1.组成:
电源,用电器,导线,开关
2.电路的三种状态
(1)通路:
闭合开关,用电器,导线,开关
(2)断路:
电路某处断开,无电流通过用电器
原因:
导线断掉,开关断开,灯丝断了,灯末拧紧,接触不良
(3)短路:
电源断路:
电流未经用电器,直接从电源正极流到负极(“+”——“-”)
危害:
容易烧坏电源,绝对不允许
局部短路:
电路中某一部分被导线跨线
电路连接的基本方式
一.串联电路
1.用电器顺次连接
二.并联电路
1.并联:
用电器并列连接
2.几个名词:
A.B:
分支点
干路:
电源两级到分支点的电路
支路:
两分支点之间的电路
三.并、串联电路的特点
串联:
(1)电流只有一条路径并联:
(1)电流有两条或多条路径
(2)用电器互相影响
(2)用电器互不影响
(3)开关的控制作用于位置无关(3)干路开关控制整个电路,支路开关只能控制本支路的通断
(4)一盏灯被短路熄灭,另一盏(4)只要一盏灯被短路,整个电路都会短路,也就是会发生电源断路
单位:
安培(I)安A
1A=1000Ma1Ma=1000mA
(1)正进负出
(2)效零
(3)串联
(4)绝不允许电源两级直接相连
(5)试触法选用电流表合适的量程
四.探究串、并联电路电流的特点
1.串联电路:
串联电路中,电流处处相等Ia=Ib+Ic+…In
电压和电压表的使用
一.电压(U)
1.单位:
伏特简称“伏”符号(V)
常用单位:
千伏(kv)毫伏(mv)
1kv=1*1000=1*1000000mv
二.电压表
1.测电压的仪表
2.读数
双量程分度值
0—3v0.1v
0—15v0.5v
3.正确使用
(1)校零
(2)并联且“正入负出”
(3)试触选量程
三.探究串并联电能电压特点
(1)U1/VU2/VU/V
2.452.454.5
2.72.054.5
结论:
串联电路中,电路西段的总电压等于各部分电路两端的电压之和
U=U1+U2+U3+…+Un
总结:
串联是等流分压
并联是等压分流
电阻
一.电阻
1.定义:
导体对电流的阻碍作用,叫电阻
2.符号:
R
3.单位:
欧姆,简称“欧”,符号“Ω”
国际单位:
欧姆
千欧(kΩ)兆欧(MΩ)
二.探究导体的电阻与哪些因素有关
综合得:
电阻的大小与导体的长度,横截面积和材料的钟类有关
导体的电阻是导体本身的属性,它又与材料,长度,横截面积,温度有关
定值电阻
三.导体的导电性
1.导体:
容易导电的物体叫作导体
例如:
金属(水银)人体,大地,石墨(碳棒,铅芯),酸,碱,盐的水溶液
(如:
酸,酱油)
2.绝缘体:
不导电的物体
例:
橡胶,陶瓷,玻璃,塑料,油(蔗糖水溶液,酒精)
3.导体:
绝缘体没有绝对的界限
4.半导体:
导电性能介于导体与绝缘体之间的物质
作用:
光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、发光二(三)极管等,单向导电
5.超导体
变阻器
一.原理:
通过改变接入电路电阻丝长度来改变,最终达到改变电流的效果
二.变阻器
(1)滑动变阻器
(2)连接方式
(3)正确使用
1.串联
2.接线柱一上一下使用
3.滑片应置于连入电路阻值最大端
(1)2A
(2)2Ω
(1)该变阻器允许通过的最大电流为2A
(2)该变阻器的最大阻值为20Ω
4.通过该变阻器电流不能超过允许通过的最大电流
三.其他变阻器
1.电阻箱
定量:
R=ρ*L/s
ρ—电阻率(导体的材料决定)
L—导体长度
S—导体横截面积
电阻与长度成正比
电阻与横截面积成反比
欧姆定律
一.探究电流与电压U的关系
变阻器作用:
(1)保护电路
(2)便于改变电压
二.探究电流与电阻R的关系
变阻器作用:
(1)保护电路
(2)保持R两端的电压不变
二.欧姆定律
流过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比
公式:
I=U/R变形:
U=IRR=U/I
欧姆定律应用
一.“伏安法”测电阻
原理:
R=U/I
器材:
待测电阻R,电流表,电压表,电源,开关,导线,滑动变阻器
滑动变阻器:
(1)改变R两端电压及电流,多次测量取平均值减少误差
替代法测电阻
二.串联电路中的规律
1.电阻规律
据串联电路规律
U总=U1+U2I=I1+I2
据欧姆定律:
IR总=I1R1+I2R2
R总=R1+R2(串联电路中总电阻等于各串联电阻之和)
n个R串联,R总=nr
串联分压,电压分配与电阻成正比
U1/U2=I1R1/I2R2=R1/R2
三.并联电路,电阻规律
已知:
U总=U2=U3I总=I1+I2
据欧姆定律
U总/R总=U1/R1+U2/R2
∴1/R总=1/R1+1/R2(并联电路中,总电阻等于各串联电阻之和)
并联相当于增加了导体的横截面积,所以并联得越多,总电阻越小,R总比参加并联最小的电阻还小
(1)有n个r并联,则R总=r/n
(2)有2个电阻并联,则R总=R1*R2/R1+R21/R总=1/R1+R2=R2+R1/R1R2
2.并联电路,并联分流,电流分配与电阻成反比
(1)I1/I2=U1/R1/U2/R2=U1/R1=R2/U2=R2/R1
(2)U1=U2I1RI=I2R2I1/I2=R2/R1
(实际应用问题的电路分析等具体不举例,我才不会说我不会画图)
电功
一.电工(W)
1.定义:
电流所做的功
二.公式:
W=UIt(普适公式)
三.国际单位:
J1J=1V*As焦耳
补充:
1.根据欧姆定律原则:
I=U/RU=IRW=UIt=U*U/Rt=U²/Rt=I²Rt
只适合纯电阻电路
2.串联W1/W2=U1I1t/U2I2t=R1/R2
并联WI/W2=U1I1t/U2I2t=R2/R1
四.电能表
1.作用:
记录所消耗的电能
2.单位:
千瓦*时kw*h(俗称:
“度”)W=J/s
1kw*h=10³W*3600s=3.6*1000000J(六次方)
3.参数:
4.电压:
额定电压为220v
电流规格10(40)A
“10A”基本电流“40A”长期正常
“1920r/(kw*h)”用电器每消耗1kw*h的电能,转盘转1920r
例:
电能表规格为1200r/kw*h,现在转了3240r,问消耗电能
W/1kw*h=240r²/1200r
W=1/5*1kw*h=0.2kw*h=0.2*3,6*1000000J
若消耗了5200J电能,转n转
5200J/1kw*h=n/1200r
5200J./3.6*1000000J=n/1200r
N=?
电功率
一.电功率(P)
1.反应电流做功快慢的物理量(用电器消耗电能快慢)
2.公式:
P=W/t(J/sW)(普适)
单位:
瓦特(瓦)(W)
推导:
P=W/t=UIt=UI(普适)
1W=1V*A
“500W”含义:
每秒电流做功500J或每秒该用电器消耗电能500J
常用单位:
千瓦(kw)毫瓦(mW)
3.纯电阻电路中:
P=UI=U*U/R=U²/R=IR*I=I²R
串联:
P1/P2=U1I1/U2I2=U1/U2=R1/R2
并联:
P1/P2=U1I1/U2I2=R2/R1
4.额定电压:
用电器正常工作时的电压U额
额定功率:
(P额)
用电器正常工作时的功率(在额定电压时的功率)
额定电流(I额)
正常工作呢时的电流
5.实际功率
用电器在实际电压的电流功率
测小灯泡的额定功率和实际功率
原理:
P=UI
滑动变阻器的作用:
(1)改变灯泡两端的电压
(2)保护电路
结论:
(1)当U实
(2)当U实=U额时,P实=P额
(3)当U实>U额时,P实>P额
电热器,电流的热效应
一.电热器
1.电流的热效应:
电流通过导体时,导体发热,将电能转化内能的现象
2.电热器:
利用电流热效应工作的用电器
二.探究影响“电流产生热量”的因素
结论1.当通电时间与电流一定时,电阻越大,电流产生的热量越多
结论2.当通电时间与电阻一定时,电流越大,电流产生的热量越多
四.焦耳定律
电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比,与电阻与通电时间成正比
Q=I²Rt(普适公式)
注:
统一用国际主单位
在纯电阻电路中:
Q=W=UIt=Pt=u²/R*t=I²Rt
串联:
Q1/Q2=I1²R1t/I2²R2t=R1/R2
并联:
Q1/Q2=U1T1t/U2I2t=R2/R1
例:
一台用洗衣机正常工作时,电流为0.5A,电阻为100Ω,求:
(1)该洗衣机正常工作半小时消耗电能为多少?
(2)该洗衣机正常工作半小时产生的热量?
(3)工作效率是多少?
解:
(1)W电=UIt=220v*0.5A*0.5*3600s
(2)Q=I²Rt=(0.5A)²*100Ω*1800s=4.5*10000J
(3)W机=W电*Q=1.98*100000J*4.5*10000J=1.53*100000J
η=W机/W电*100%=1.53*100000J/1.98*100000J*100%=77.3%
例:
一只电炉“220V1000W”单独在家庭电路中工作,10min,使得“3000r、kw*h”的电能表转3400r,求该电路的实际功率
W/1kw*h=400²/3000r
W=2/15kw*h
P实=W/t=2/15kw*h/1/6h=0.8kw=800W
家庭电路与安全用电
一.组成
螺丝口式灯:
火线接开关,零线接螺旋(螺口灯)
进户线:
电源(火、零线)
熔断器:
当电流过大时自动熔断以保护电路,装在开关背后
插座安装:
左零右火,中接地
二.测电笔
1.作用:
辨别是零线还是火线
2.组成:
笔尖金属体,高阻值电阻,氖管,弹簧,笔尾金属体
3.正确使用:
要接触笔尾金属体,切勿接触笔尖金属体
三.引起电流过大的原因
(1)过载
(2)短路(总功率过大)
四.防护:
用熔丝
1.工作原理:
利用电流热效应
2.材料:
武德合金
特点:
电阻大,熔点低
五.触电
1.单线触电防护:
安装漏电保护装置,站在绝缘体上
2.双线触电
3.跨步触电
低压勿接触,高压勿靠近
磁体与磁场
一.磁体
1.磁性:
吸引铁,钴等金属的性质叫磁性
2.具有磁性的物体叫作磁体
3.磁极:
磁体上磁性最强的部分,在磁体两端
指南:
南极(S)
指北:
北极(N)每个磁体都有两个磁极
4.磁极间的相互作用规律
同名磁极互相排斥
异名磁极相互吸引
5.磁化:
使本来没有磁性的物体获得磁性是过程
磁化的方法
(1)用磁极靠近
(2)用磁体单向摩擦
6.去磁:
使本来有磁性的物体失去磁性的过程
(1)摔打
(2)用火烧
7.磁场
磁体周围存在的特殊物质
转换法
特点:
(1)对放在磁场中的物体会产生磁力的作用
磁场能被铁,钴等物质所屏蔽(容易被磁化)
二.磁场
用小磁针来探究
(1)规定磁场的方向:
在磁场中小磁针静止时N极所指的方向为绕点的磁场方向
(2)弧感线
1.假想曲线
2.稀疏的地方都代表磁场弱,密集处代表磁场强
3.磁感线方向都由N极到S极
4.磁感线的切线方向为该点磁场方向
5.磁感线不可以交差
三.地磁场
1.地磁场的N极在地理的S极附近
2.地磁的S极在地理的N极附近
3.地磁的N,S极与地理的N,S极并不完全重合,存在磁场偏线
(沈括“梦溪笔谈”)
电流的磁场
一.奥斯特实验
二.操作注意:
(1)小磁针静止
(2)导线与磁针平行
结论:
(1)通电导体周围存在磁场——电流的磁效应
(2)电流磁场的方向与电流方向有关
实验方法:
转换法
直导线周围的磁场(固定)
三.通电螺线管周围的磁场
(1)通电螺线管周围的磁场与条形磁铁十分相似
(2)螺线管的磁极可以用安倍定则
(二)来判断
四.电磁铁
1.构造:
螺线管+铁芯—容易磁化而且容易被去磁的软磁
2.电磁铁的磁性强弱的探究实验:
控制变量方法:
转化法
电流大小
电圈匝数
铁芯
四.电磁铁与永磁体相比的特点
(1)电磁铁磁性有无可通过电流通断来控制电磁起重
(2)电磁铁磁性强弱可通过电流大小来控制电磁继电器
(3)电磁铁磁极可通过电流的方向来控制磁悬浮列车
电动机
磁场对电流的作用
一.磁场对通电导体有力的作用且导体的受力方向与电流方向,磁场方向有关
二.通电线圈在磁场中受力发生转动,静止在平衡位置
平衡位置:
磁感线与线圈垂直的位置
换向器的作用:
每当线圈转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,从向改变受力方向,实现持续转动
三.电动机
1.构造:
线圈,磁场,换向器,电刷
2.原理:
通电线圈会在磁场中受力转动
电能—机械能,内能
安装直流电动机模型
一.组装顺序
由下往上,由内往外
二.电动机转动方向与电流,磁场方向有关
电动机的转向,转速可由电流方向,大小控制
电流感应发电机
一.电磁感应现象(法拉第)
1.
(1)闭合回路的一部分导体在磁场中
(2)做切割磁感线运动时,导体中有电流产生的现象
2.在电磁感应现象中产生的电流叫感应电流
3.感应电流的方向与
(1)磁感方向
(2)导体运动方向有关
导体在磁场中切割磁感线运动的速度越快,感应电流越大
二.发电机
1.原理:
电磁感应现象
2.发电机主要部件:
磁体,线圈,滑环,电刷
3.交变电流(交流电)
大小与方向周期性改变的电流
我国交流电的频率为50Hz
每秒电流方向改变100次
4.能量转化
机械能—电能(大部分),内能(少量)
η=电能/机械能*100%
升高电压可以减小电流,减小电流减小发热损耗
发现发明
奥斯特—电流磁效应—电磁铁
安培—磁场对电流有力的作
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- 物理