2024-2025学年苏科版物理九年级上学期期末复习

九年级上期物理期末复习 11.1 杠杆 ▲ 知识点1：认识杠杆 杠杆的定义：在物理学中，将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。 ( A B O F 1 F 2 l 1 l 2 )杠杆的五要素：（1）支点：杠杆绕着转动的点，用“O”表示。它可以在杠杆的一端， 也可以在杠杆的中间。当杠杆转动时，支点是相对固定的。 （2）动力：使杠杆转动的力，用“F1”表示。 （3）阻力：阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示。 （4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“l1”表示。 （5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“l2”表示。 · 力臂的画法：力臂是从支点到力的作用线的距离。画力臂的三步骤： （1）找点：首先在杠杆上确定支点O； （2）画线：分别画出动力作用线和阻力作用线，力的作用线是指过力的 作用点沿力的方向所引的直线，反向延长用虚线。 （3）作垂线：从支点O分别向动力作用线和阻力作用线引垂线，画出 垂足，并标上垂直符号，从支点到垂足的距离就是力臂。 力臂通常用实线两端加箭头来表示，或用大括号表示， 并标上字母l1和l2。 注：如果力的作用线通过支点，则杠杆的力臂为零。 ▲ 知识点2：探究杠杆的平衡条件 杠杆平衡：杠杆在动力和阻力的作用下处于静止或匀速转动状态时，称为杠杆平衡。 杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2。 若不满足杠杆的平衡条件，则杠杆向“力×力臂”较大的一边转动。 ▲ 知识点3：生活中的杠杆 类型 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 示意图 ( O F 1 F 2 l 2 l 1 ) ( O F 1 F 2 l 2 l 1 ) ( O F 1 F 2 l 2 l 1 ) 力臂的大小关系 l1＞l2 l1＜l2 l1＝l2 力的大小关系 F1＜F2 F1＞F2 F1＝F2 力所移动距离 的大小关系 动力移动距离大于 阻力移动距离 动力移动距离小于 阻力移动距离 动力移动距离等于 阻力移动距离 特点 省力但费距离 费力但省距离 既不省力也不省距离 应用 剪铁皮用的剪刀、 撬钉子用的羊角锤等 缝纫机踏板、钓鱼竿等 天平 注：（1）既省力又省距离的杠杆是不存在的。 （2）省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用；费力杠杆一般用在阻力不大的情况下， 是为了省距离，使用起来方便。 11.2 滑轮 ▲ 知识点1：定滑轮和动滑轮 滑轮的定义：周边有槽，能绕轴转动的轮子，叫做滑轮。滑轮实质上是杠杆的变形。 定滑轮：使用时轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮。 动滑轮：使用时轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮，称为动滑轮。 ▲ 知识点2：探究使用定滑轮和动滑轮的特点（见下页） ▲ 知识点3：探究使用滑轮组的特点 定义：将定滑轮和动滑轮组合起来，就构成了滑轮组。 滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向。 特点：用滑轮组起吊重物时，滑轮组用几段绳子吊物体，提起物体的力就是物重的几 分之一，F＝；绳子的自由端通过的距离就是物体上升高度的几倍，s＝nh。 注：一般情况下承担物重的绳子的段数等于与动滑轮相连的绳子的段数，包括连 在动滑轮挂钩（或边框）及从动滑轮引出的拉绳的自由端。 ▲ 知识点4：轮轴与斜面 定义：由两个半径不同的轮子固定在同一转轴上组成的装置叫做轮轴。 半径较大的叫做轮，半径较小的叫做轴。 实质：轮轴可以看作是杠杆的变形。 特点：当把动力施加在轮上，阻力施加在轴上，则动力臂l1＝R，阻力臂l2＝r， 根据杠杆平衡条件：F1l1＝F2l2，得F1R＝F2r，R＞r，所以F1＜F2，这样， 使用轮轴省力，也能改变力的方向，但费距离。 斜面的作用：使用斜面时，斜面越长越省力。 定滑轮的特点： 结构 实质 定滑轮的实质是一个可以旋转的等臂杠杆，轴心O点固定不动为支点，其动力臂l1＝阻力臂l2＝圆的半径r。根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，当匀速提起重物时杠杆处于平衡状态F1＝F2＝G。（不计绳重和摩擦） 特点 （1）使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。 （2）用定滑轮提升重物时，动力移动的距离s等于重物移动的距离h。 动滑轮的特点： 结构 实质 动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆。动滑轮与固定端绳子的相交点O是能够移动的支点，其动力臂l1＝2r，阻力臂l2＝r。根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，F1＝F2，当重物竖直向上（向下）匀速运动或静止时，F2＝G，则F1＝G。 特点 （1）使用动滑轮省一半力，但不能改变力的方向。 （2）用动滑轮提升重物时，动力移动距离s是重物移动距离h的两倍，即s＝2h。 （3）使用动滑轮省一半力的条件：① 拉力作用在绳子自由端；② 滑轮两侧的绳子互相平行；③ 不计动滑轮重、绳重和摩擦。 滑轮组绕绳问题的方法： （1）收尾法：判断绳子段数时，如果得到的是小数，则将小数进1取整数。 （2）奇动偶定法：如果绳子的段数是奇数，则绳子起始端应固定在动滑轮上； 如果绳子的段数为偶数，则绳子起始端应固定在定滑轮上。 11.3 功 ( F G s h ) ▲ 知识点1：认识斜面 1．Fs＝Gh（忽略摩擦阻力） 2．既省力又省距离的机械是不存在的。 ▲ 知识点2：功与做功的两个必要因素 1．定义：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫机械功，简称功。 2．公式：W＝F·s，F是作用在物体上的力，s是物体在力F的方向上通过的距离。 注：（1）要明确是哪个力对哪个物体做功； （2）在物体沿着F方向移动s距离的过程中，F始终作用在物体上， 注意F与s 的同时性和同向性； （3）力对物体做功的多少只与F和s两个因素有关，且缺一不可，与物体的运 动状态、物体的质量、支持面是否光滑等无关。 3．单位：焦耳，简称焦，符号是J，1J＝1N·m。计算中注意单位的统一。 4．做功的两个必要条件：（1）对物体要有力的作用； （2）物体要在力的方向上通过一定的距离。 5．功的原理：既省力又省距离的机械是不存在的 → 使用任何机械都不省功。 虽然使用任何机械都不能省功，但使用机械有时可以省力，有时可以改 变力的方向，有时可以省距离，所以我们需要使用机械。 6．不做功的三种情况： （1）有距离但没有力，例如在忽略摩擦的水平面上匀速滚动的小球； （2）有力但无距离，例如用力搬重物但未搬起； （3）力的方向与距离的方向垂直，例如起重机将重物平移一段距离。 注：做功中的距离是指物体在力的方向上通过的距离，而不是物体运动的距离。 11.4 功率 ▲ 知识点：功率 1．定义：单位时间内所做的功叫做功率。 2．物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量。 3．公式：P＝，P表示功率，W表示功，t表示时间。 4．单位：瓦特，简称瓦，符号W，1W＝1J/s。 在工程技术中，常用千瓦（kW）、兆瓦（MW）等作为功率的单位， 1kW＝103W，1MW＝106W。 注意：（1）功率的大小由做功的多少和做功时间的长短两个因素共同决定。 （2）注意功和时间的对应关系，W是在对应的时间t内完成的。 P＝，所求得的功率P表示时间t内的平均功率。 （3）当物体在力F的作用下，以速度v沿力F方向做匀速直线运动时，有： P＝＝＝Fv，F表示物体受到的牵引力，v表示物体的速度。 P＝F·v，所求得的功率P表示某一时刻的瞬时功率。 例如：驾驶功率一定的机车，司机在上坡时总要减速行驶，根据P＝F·v 可知，当功率P一定时，减小车速v，可增大牵引力F，这样更容易上坡。 （4）功与功率的比较，二者是不同的物理概念，不要混淆。 功W 功率P 概念 力与在力的方向上通过的距离的乘积 单位时间内完成的功 物理意义 做功的多少 做功的快慢 公式 W＝F·s P＝，P＝F·v 单位 焦 瓦 11.5 机械效率 ▲ 知识点1：使用机械不省功 使用任何机械都不省功，而且使用机械过程中必须克服机械部件之间的摩擦力或克服 机械自身重力而额外做功。 ▲ 知识点2：有用功、额外功、总功 有用功：对实现目的有用、必须做的功，叫做有用功，记作W有用。 额外功：人们并不需要、但不得不做的功，叫做额外功，记作W额外。 总功：有用功与额外功的总和叫做总功，记作W总。W总＝W有用＋W额外。 ▲ 知识点3：机械效率 1．定义：在物理学中，将有用功与总功的比值，叫做机械效率。 2．公式：机械效率＝×100%，即η＝×100%。 3．注意：（1）机械效率是有用功与总功之比。它只有大小，没有单位。 机械效率一般用百分数表示。 （2）有用功是总功的一部分，而且对于实际机械，由于额外功的存在，总有 W有用＜W总，因而η＜100%。使用任何机械都不能省功。 （3）机械效率是标志机械性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性 能越好。 4．机械效率与功率是完全不同的两个物理量，功率大的机械，机械效率不一定高；机 械效率高的机械，功率也不一定大，两者之间没有必然联系。 机械效率 功率 定义 有用功跟总功的比值 单位时间里完成的功 物理意义 有用功占总功比值的多少 机械做功的快慢 公式 η＝×100% P＝ 单位 无单位 瓦（W） ▲ 知识点4：机械效率的计算方法 1．滑轮组机械效率的计算方法 （1）利用滑轮组提升重物 W总＝Fs（其中F为作用在绳子自由端的拉力，s为绳子自由端移动的距离） W有用＝Gh（其中G为物体受到的重力，h为物体升高的高度） η＝×100%＝×100% （2）利用滑轮组在水平面上移动物体 W总＝Fs（其中F为作用在绳子自由端的拉力，s为绳子自由端移动的距离） W有用＝Ff s物 （其中Ff为物体与水平面间的摩擦力，s物为物体移动的距离） ( F G l h )η＝×100%＝×100% 2．斜面机械效率的计算： 用力F将重为G的物体由斜面底端拉至顶端， 则W总＝Fl，W有用＝Gh，η＝×100%＝×100% ▲ 知识点5：关于机械效率的几点说明 1．用同一滑轮组提升不同重物，被提升的物体受到的重力越大，机械效率越高。 （有用功占的比例大） 2．用不同的滑轮组提升同一重物，升高相同的高度，动滑轮多的滑轮组的机械效率低。 （额外功占的比例大） 3．同一滑轮组的机械效率不是固定不变的，而是随着不同的工作状态和环境而变化。 4．提高机械效率的方法： （1）增大有用功在总功中所占的比例，如尽量使机械在满载的情况下工作； （2）减小额外功在总功中所占的比例，如选用轻质材料，定时润滑减少摩擦。 12.1 动能 势能 机械能 ▲ 知识点1：能量 能量：一个物体如果能够对另一个物体做功，那么这个物体就具有能量。 1．在国际单位制中，能的单位是焦耳，符号是J。 2．功和能的关系 （1）能表示物体做功本领的大小，是一个状态量。 （2）功是能量转化的量度，是一个过程量。 （3）正在做功的物体，一定具有能量；具有能量的物体，不一定正在做功。 （4）做功的过程，一定伴随着能量的转化。 ▲ 知识点2：动能 动能：物体由于运动而具有的能叫做动能。 （1）一切运动的物体都具有动能。 （2）物体动能的大小与物体的速度和质量有关，物体的速度越大，质量越大，它 具有的动能就越大。 （3）运动的物体除了具有动能外，还可能具有其他形式的能。 ▲ 知识点3：势能 1．势能包括弹性势能和重力势能。 2．弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 在一定限度内，物体发生的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。 3．重力势能：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。 （1）物体重力势能的大小与其质量和高度有关，质量越大，高度越高， 物体所具有的重力势能就越大。 （2）考虑物体的重心时要注意：位于同一水平面上的不同物体，它们的 重心高度不一定相同。 （3）被举高的物体除了具有势能外，还可能具有其他形式的能。 ▲ 知识点4：机械能 在物理学中，动能和势能统称为机械能。 （1）在国际单位制中，机械能的单位是焦耳，符号是J。 （2）动能和势能（包括重力势能和弹性势能）可以相互转化。 （3）在动能与势能相互转化的过程中，不考虑阻力时，机械能守恒。 ▲ 知识点5：动能和势能转化的案例——单摆 如图所示，使单摆偏离原来的位置O’点到A点。 ( O A B O ’ )当摆球从A点向下摆动时，它的速度越来越大，动能逐渐 增大，势能逐渐减小；当摆球到达最低点O’时，它的动能 最大，势能最小。在此过程中，摆球的势能逐渐变成动能。 此后，摆球又向OO’的另一侧运动。随着摆球的上升，它 的速度越来越小，动能逐渐转变成势能；当摆球到最高处 B点时，它的动能为零，势能最大。 ▲ 知识点6：风能与水能（了解） 风能是指风（空气流动形成风）的动能。 水能是指水的动能和势能。 大海中蕴藏着丰富的机械能，它可以通过不同的形式表现出来，如潮汐能、波浪能、海 流能等。 12.2 内能 热传递 ▲ 知识点1：内能 1．内能：物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。 注：（1）物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动，分子由于热运动而具有的能 叫做分子动能；分子间由于存在相互作用力而具有的能叫做分子势能。 （2）由于一切物体内分子的热运动永不停息，因此任何一个物体都具有内能。 2．决定物体内能大小的因素 （1）温度：同一物体，温度越高，分子的热运动越剧烈，内能越大。 （2）质量：同样温度的同种物质，状态不变，质量越大，内能越大。 （3）材料：质量、温度、状态相同，材料不同，内能也不同。 （4）状态：同种物质，质量相同，温度相同，处于气态时的内能大于液态时的内能， 液态时的内能大于固态时的内能。 3．内能与机械能的区别 定义 研究对象 影响因素 存在情况 内能 物体内部所有分子做无规则运动的动能与分子势能的总和。 微观粒子 物体的质量、状态、温度、材料等 不能为零，自然界中一切物体都有内能 机械能 物体动能与势能的统称。 宏观物体 物体的质量、速度、高度、弹性形变程度等 可以为零 ▲ 知识点2：热传递——改变内能的一种方式 1．热传递：当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。热传递时， 能量从高温处转移到低温处，直至温度相同。 热传递是改变物体内能的一种方式。 2．热传递的条件：物体之间或物体的不同部分之间存在温度差。 3．热传递的方向：内能从高温物体传给低温物体或从物体的高温部分传给低温部分。 4．热传递的结果：发生热传递的物体最终将达到温度相同，即热平衡。 5．热传递的实质：热传递是内能的转移，能量的形式并没有发生变化。 ▲ 知识点3：热量 1．热量：物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量，用符号Q表示。 在热传递的过程中，高温物体放出热量，内能减小，温度降低； 低温物体吸收热量，内能增大，温度升高。 注意：（1）有些物体吸收或放出热量后，温度不一定改变，如晶体的熔化和凝固。 晶体熔化时吸收热量，内能增加；凝固时放出热量，内能减少。熔化和 凝固过程中都有能量的转移，但晶体的温度保持不变。 （2）热量是热传递过程中能量转移的多少，离开热传递过程，谈热量是没有 意义的。所以，我们只能说“物体放出或吸收多少热量”，不能说“物体 含有或具有多少热量”，更不能“比较两个物体热量的大小”。 2．单位：在国际单位制中，热量的单位与能量的单位相同，都是焦耳，符号是J。 3．温度 & 热量 & 内能 温度 热量 内能 定义 宏观上：表示物体的冷热程度 微观上：反映物体中大量分子无 规则运动的剧烈程度 物体在热传递过程中转移能量的多少。 物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和。 性质 状态量 过程量 状态量 表述 “是”“降低”“升高” “放出”“吸收” “具有”“改变” 单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J） 关系 热传递可以改变物体的内能，物体吸热，内能增加；物体放热，内能减少。 通常情况下，物体吸热，内能增加，温度升高；物体放热，内能减少，温度降低。 但有些吸热或放热的过程中，内能变化，温度不变（如晶体的熔化和凝固）。 12.3 物质的比热容 ▲ 知识点1：比热容 1．定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃所吸收（放出）的热量，叫做这种 物质的比热容。 比热容反映不同物质吸、放热本领的强弱，用符号c表示。 2．单位：比热容单位是焦/(千克·℃)，符号为J/(kg·℃)，读做：焦耳每千克摄氏度。 3．举例：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，其物理意义是： 质量为1kg的水温度每升高（降低）1℃，所吸收（放出）的热量为4.2×103J。 4．比热容是物质的一种物理属性，其大小取决于物质本身，与物体的质量、温度以及 吸收或放出热量的多少均无关。 同种物质的比热容相同，而不同物质的比热容一般不同。 5．比热容的物理意义 两个角度 物质的吸（放）热本领 物质温度改变的难易程度 具体说明 比热容大表示吸（放）热本领强 比热容大表示温度难改变 比热容小表示吸（放）热本领弱 比热容小表示温度易改变 解释 质量相等的不同物质升高（降低）相同的温度，比热容越大，吸收（放出）的热量越多；比热容越小，吸收（放出）的热量越少。 质量相等的不同物质吸收（放出）相同的热量，比热容越大，温度升高（降低）越少；比热容越小，温度升高（降低）越多。 6．水的比热容的应用 常见物质中，水的比热容比较大，吸收（放出）相同的热量，水升高（降低） 的温度比较少。由这一特点产生了许多自然现象和生活应用，例如： （1）内陆地区昼夜温差大，沿海地区昼夜温差小。 （2）汽车发动机的冷却循环用水作为工作物质。 （3）北方地区冬季供应的“暖气”用水作为工作物质。 ▲ 知识点2：热量的计算 1．热量的计算公式 设物质的比热容为c，物体的质量为m，初温度为t0，末温度为t。 （1）当物体温度升高时，所吸收的热量为：Q吸＝cm(t－t0) （2）当物体温度降低时，所放出的热量为：Q放＝cm(t0－t) 2．公式中各物理量的单位： 热量Q的单位是焦耳（J），比热容c的单位是焦/(千克·℃)[J/(kg·℃)]， 质量m的单位是千克（kg），温度（t0或t）的单位是摄氏度（℃）。 3．注意： （1）由热量计算的公式可知，物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比 热容和物体温度的变化量决定，与物体温度的高低无关。 （2）计算时要注意将各物理量的单位统一成国际单位制中的单位。 （3）公式适用于物态不发生变化时，物体升温（降温）过程中吸热（放热）的计算， 如果存在物态变化，则不能使用这两个公式，例如冰熔化为水。 （4）当发生热传递的两个物体达到热平衡时，两物体温度相等。此时，高温物体放 出的热量等于低温物体吸收的热量，即Q放＝Q吸。（不计热量损失） 12.4 机械能与内能的相互转化 ▲ 知识点1：做功——改变物体内能的另一种方式 做功是改变物体内能的另一种方式。 对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功，物体的内能减少。 改变物体内能的两种方式——做功和热传递 实质 条件 方式（方法） 热传递 内能的转移 不同的物体或物体的不同部分之间存在温度差 传导、对流、辐射 做功 其他形式的能（主要是机械能）与内能之间的相互转化 外界对物体做功，物体的内能增加，其他形式的能转化为内能 压缩体积、摩擦生热 锻打物体、拧弯物体 物体对外做功，物体的内能减少，内能转化为其他形式的能 气体膨胀、爆破 ▲ 知识点2：热机 1．热力发动机简称热机，它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能 的装置。最常见的热机是内燃机，常用的内燃机是四冲程的汽油机和柴油机。 2．汽油机的工作过程 （1）汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的 过程叫做冲程。 （2）汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排 气冲程。其中，只有做功冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是辅助冲程。 汽油机完成一个工作循环，活塞经历4个冲程，曲轴（飞轮）旋转2圈，活塞 往复运动2次，燃气对外做功1次。 汽油机的一个工作循环 冲程名称 图示 进气门 排气门 活塞运动方向 冲程的作用 能的转化 吸气冲程 打开 关闭 向下 燃料和空气的混合 气体被吸入汽缸 压缩冲程 关闭 关闭 向上 燃料混合气体被 压缩，温度升高 机械能转化为内能 做功冲程 关闭 关闭 向下 当活塞快到汽缸顶端时，火花塞打火，使混合气体猛烈燃烧产生高温、高压的燃气，推动活塞向下运动。 内能转化为机械能 排气冲程 关闭 打开 向上 将废气排出汽缸 ▲ 知识点3：燃料的热值 1．定义：单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，用q表示。 2．单位：焦耳/千克，即“J/kg”，读做“焦耳每千克”。 3．公式：q＝， Q表示燃料完全燃烧放出的热量，m表示燃料的质量，q表示该燃料的热值。 4．物理意义：表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。 如木炭的热值为3.4×107J/kg，表示1kg木炭完全燃烧所放出的热量是3.4×107J。 5．热值反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小。 它是燃料本身的一种属性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是 否完全燃烧均没有关系。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。 6．质量为m的燃料完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq。 （1）只有燃料完全燃烧时放出的热量，才能用Q放＝mq进行计算，不要与物体温度 降低时的放热公式Q放＝cm(t0－t) 混淆。 （2）计算时要看清燃料的种类、是否完全燃烧等关键词。 7．热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧所释放的能量之比， η＝×100%。 由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。 热机能量的损失：（1）燃料未能完全燃烧损失的能量； （2）废气排放损失的能量； （3）机械散热损失的能量； （4）克服摩擦做功损失的能量。 13.1 初识家用电器和电路 ▲ 知识点1：用电器与电源 1．用电器是利用电能进行工作的装置。它可以将电能转化为其他形式的能。 2．电源是能持续供电的装置。它可以将其他形式的能转化为电能。 （1）电源的种类：直流电源 & 交流电源 （2）直流电源用符号 表示，最常用的直流电源是电池。 直流电源有正、负两极，正极用“＋”表示，负极用“－”表示。 当直流电源对用电器供电时，电流由电源的正极通过用电器流向负极。 ▲ 知识点2：电路 1．电路是用导线把电源、用电器、开关等元件连接起来组成的电流路径。 2．得到持续电流的两个条件：（1）电路中有电源；（2）电路必须是通路。 3．电路各组成部分的作用： （1）电源：提供持续电流； （2）用电器：利用电能来工作； （3）开关：控制电流的通断；（4）导线：连接电路，输送电能。 4．电路的三种状态： （1）通路：接通的电路。 （2）短路：不通过用电器而直接把电源两极连接起来的电路。 短路包括电源短路和局部短路。 电源短路时，流经电源的电流很大，很容易损坏电源，甚至引起火灾。 电源短路 局部短路 （3）断路：断开的电路。 5．连接电路时应注意： （1）在连接电路的过程中，开关必须处于断开状态，检查无误后才能闭合开关。 （2）用导线连接电路元件时，要将导线的两端接在电池盒、灯座、开关等的接线柱 上，并顺时针旋紧，以保证接触良好。 （3）连接电池两极的导线绝不允许以任何方式直接相连，以免造成短路，损坏电源。 ▲ 知识点3：电路图 1．用电路元件符号表示电路元件实物连接的图，叫做电路图。 2．画电路图应注意： （1）完整地反映电路的组成，不能遗漏任何电路元件。 （2）使用统一规定的电路元件符号。 （3）描绘连接导线时，用横平、竖直的线段代表导线，转弯处一般画成直角，使电 路图美观、简洁。 13.2 电路连接的基本方式 ▲ 知识点1：串联电路与并联电路 1．电路的连接方式 （1）串联电路：把电路元件逐个顺次连接起来的电路叫做串联电路。 （2）并联电路：把电路元件并列地连接起来的电路叫做并联电路。 串联电路 并联电路 （3）混联电路：既有串联部分又有并联部分的较复杂电路，叫做混联电路。 2．串联电路与并联电路的区别 串联电路 并联电路 连接方式 电路元件逐个顺次连接 电路元件并列连接 电流路径 电流只有一条路径，无干路、支路之分，通过一个用电器的电流也通过其他的用电器。 电流有两条或多条路径，有干路、支路之分，通过一条支路的电流不通过其他支路。 开关的控制作用 开关控制整个电路，开关的作用与开关的位置无关。 开关在不同位置所起的作用不同。干路上的开关控制整个电路，支路上的开关只控制其所在支路。 用电器的关系 用电器之间互相影响，其中一个用电器因断路而停止工作，其他用电器也不能工作。 各支路中用电器之间互不影响，其中一条支路上的用电器因断路而停止工作，其他支路上的用电器不受影响。 3．常用的识别串、并联电路的方法 （1）定义法——根据串联电路和并联电路的定义 ① 如果各用电器逐个顺次首尾相连，则是串联电路； ② 如果各用电器首首相接、尾尾相接地连在电路中某两点间，则是并联电路。 “首”即为电流流入用电器的那一端，“尾”即为电流流出用电器的那一端。 （2）电流法——让电流从电源正极出发，经过各用电器回到电源负极： ( 最常用的方法 )① 如果途中不分流，电流始终是一条路径，则是串联电路； ② 如果电流在某处分为几条支路，且每条支路上只有一个用电器，电流在电路 中有分有合，则是并联电路； ③ 如果电流在某处分为几条支路，且各支路上不止一个用电器，则这个电路中 有串联也有并联，是混联电路。 （3）断路法——拆除某一个用电器或电路中某一处出现断点： ( 又称拆除法，多用来识别较难的电路。 )① 如果电路中所有用电器都停止工作，则是串联电路； ② 如果其他用电器还照常工作，则是并联电路。 （4）节点法 ( 一般不单独使用，与前三种配合使用。 )在识别不规范的电路时，不论导线有多长，只要中间没有电源和用电器，导线 两端均可看成同一个点，从而找出各用电器两端的公共点。 注意：识别串并联电路不能只看用电器的排列方式，应从电流流经的路径去分析。 ▲ 知识点2：串联电路和并联电路的比较 串联电路中用电器是逐个顺次连接起来的，电流只有一条路径，各用电器的工作状态相 同（同亮、同灭），且互相影响，一处断开，所有用电器都不能正常工作； 并联电路中用电器是并列连接起来的，电流有多条路径，各用电器彼此独立工作，互不 影响，一条支路断开，其他支路用电器仍可正常工作。 注：交流电源用符号“～”表示。 13.3 电流和电流表的使用 ▲ 知识点1：电流 1．电流强度：电流强度是表示电流大小的物理量，简称电流。 （1）符号是I。 （2）单位：安培，简称安，用字母A表示。 电流的常用单位还有毫安（mA）和微安（μA），它们的换算关系是： 1A＝1000mA，1mA＝1000μA。 2．电流的形成：自由电荷在导体中定向移动形成了电流。 ( 了解，不要求掌握 )单位时间内通过导体任意截面的电荷量就是电流强度。 ▲ 知识点2：电流表 1．电流表：测量电路中电流大小的仪器叫电流表，符号是。 （1）电流表的量程：电流表的测量范围。 （2）电流表的分度值：电流表刻度盘上相邻两条刻度线所代表的电流值。 2．电流表的结构特点与读数方法 （1）实验室中常用的电流表如图所示，它有三个接线柱，左边 的接线柱标有“－”，其余两个接线柱分别标有“0.6”和 “3”，表明这是个双量程电流表。 （2）如果把标有“－”的接线柱和标有“0.6”的接线柱接到电路中，表示选用0～ 0.6A的量程。当指针指在满刻度时，表示电流为0.6A。读数时，应以刻度盘下 排的数值为准，电流表的分度值为0.02A。 （3）如果把标有“－”的接线柱和标有“3”的接线柱接到电路中，表示选用0～3A 的量程。当指针指在满刻度时，表示电流为3A。读数时，应以刻度盘上排的数 值为准，电流表的分度值为0.1A。 3．使用电流表测量电流时应注意： （1）使用前，应先检查指针是否指零，如有偏差则要用螺丝刀旋转表盘上的调零螺 丝，将指针调至零位。 （2）必须把电流表串联在电路中，使电流从标有“0.6”或“3”的接线柱流入电流 表，从标有“－”的接线柱流出电流表。如果“＋”“－”接线柱接反，电流表 的指针会反向偏转，不仅测不出电流，指针还有可能被打弯。 （3）绝不允许把电流表直接连接到电源的两极。电流表相当于带有指针的导线，直 接接到电源两极会造成短路，烧坏电流表和电源。 （4）被测电流的大小不能超过电流表的量程。在使用双量程电流表时，一般先试用 大量程，如电流表示数在小量程范围内，再改用小量程，这样读数更为准确。 （5）在电路中串联电流表时，开关必须处于断开状态，当检查确认无短路，电流表 “＋”“－”接线柱的接法正确后，再闭合开关通电。 （6）电流表读数时，一定要首先明确所选用的量程。 ▲ 知识点3：串联电路和并联电路中的电流特点 1．在串联电路中，电流处处相等，I＝I1＝I2＝……＝In。 2．在并联电路中，干路中的电流等于各支路中的电流之和，I＝I1＋I2＋……＋In。 13.4 电压和电压表的使用 ▲ 知识点1：电压 1．电压是形成电流的原因 电路中电流的形成是由于电路两端存在着电压。 （1）电路中有电流必须满足两个条件：①电路两端必须有电压；②电路必须是通路。 （2）电源的作用就是维持正负极间有一定的电压。 （3）电压在电路中两点间才有意义，不能说“哪一点的电压”，只能说“哪一个用电器两 端的电压”或“哪两点间的电压”。 2．电压的符号：U。 3．电压的单位： 电压的单位是伏特，简称伏，用字母V表示。 电压的常用单位还有千伏（kV）和毫伏（mV），微伏（μV）。 它们的换算关系是：1kV＝1000V，1V＝1000mV。1mV＝1000μV。 ▲ 知识点2：电压表 1．电压表用来测量电路两端的电压，符号是。实验室中常用的是双量程电压表。 （1）如果把标有“－”的接线柱和标有“3”的接线柱接到电路中，表示选用0～3V的 量程。读数时，应以刻度盘下排的数值为准，电压表的分度值为0.1V。 （2）如果把标有“－”的接线柱和标有“15”的接线柱接到电路中，表示选用0～15V 的量程。读数时，应以刻度盘上排的数值为准，电压表的分度值为0.5V。 2．使用电压表测量电压时的注意事项 （1）使用前应先检查指针是否指零，如有偏差，则要用螺丝刀旋转表盘上的调零螺丝， 将指针调至零位。 （2）电压表必须并联在待测电路的两端，应使电流从电压表标有“3”或“15”的接线 柱流入，从标有“－”的接线柱流出。 （3）被测电压的大小不能超过电压表的量程。一般先试用大量程，如电压表的示数在小 量程范围内，则改用小量程。 （4）电压表读数时，一定要首先明确所选用的量程。 3．电压表与电流表的区别与联系 电压表 电流表 不同点 测量 测量电路两端的电压，符号 测量电路中的电流，符号 连接方式 并联在被测电路两端 串联在被测电路中 能否直接接电源 可以直接接在电源两端 不可以直接接在电源两端 表盘形式 表盘上标有符号“V” 表盘上标有符号“A” 相同点 使用时两者都要先调零，看清量程与分度值； 使用过程中都不能超过其量程；通过两表的电流都是“＋”进“－”出。 电流表电阻非常小，在电路中可看成导线；电压表电阻非常大，在电路中可看成断路。 ▲ 知识点3：串联电路电压的特点 在串联电路中，串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和， U＝U1＋U2＋……＋Un。 ▲ 知识点4：并联电路电压的特点 在并联电路中，并联电路两端的总电压和各支路两端的电压相等， U＝U1＝U2＝……＝Un。 ▲ 知识点5：电压与电流的比较 电压 电流 符号 U I 含义 形成电流的原因 1s内通过导体横截面的电荷量 单位及符号 伏（V） 安（A） 测量仪器 电压表 电流表 特 点 串联电路 U＝U1＋U2＋……＋Un I＝I 1＝I 2＝……＝I n 并联电路 U＝U1＝U2＝……＝Un I＝I 1＋I 2＋……＋I n 14.1 电阻 ▲ 知识点1：电阻 ( R )1．电阻：导体对电流的阻碍作用叫做电阻。电阻越大，对电流的阻碍作用就越大。 2．电阻的符号：R，画电路图时电阻用 表示。 3．电阻的单位：国际单位制中电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。 常用单位还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），它们的换算关系为：1kΩ＝103 Ω，1MΩ＝106 Ω。 4．影响电路中电流大小的因素有两个：一是电路两端的电压；二是电路的电阻。 ▲ 知识点2：影响导体电阻大小的因素 导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与是否接入电路，及加在它两端的电 压和通过它的电流大小无关，只取决于导体的材料种类、长度、横截面积和温度。 用控制变量法探究影响导体电阻大小的因素： 1．导体电阻的大小与导体的材料种类有关，不同材料的导体对电流的阻碍作用不同。 2．导体电阻的大小与导体的长度有关，导体越长，电阻越大。 3．导体电阻的大小与导体的横截面积有关，横截面积越小，电阻越大。 4．导体电阻的大小与导体的温度有关，多数导体的电阻随温度的升高而增大。 ▲ 知识点3：导体与绝缘体 1．导体：容易导电的物体叫做导体。 绝缘体：不容易导电的物体叫做绝缘体。 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫做半导体。 良导体和良好的绝缘体都是良好的电工材料。 要防止用电工具或装置导电，需用绝缘体；要利用用电工具或装置导电，需用导体。 2．导体和绝缘体之间并没有绝对的界限。当条件改变时，绝缘体也有可能变成导体。 3．超导性：某些材料在超低温的情况下电阻突然减小为零，这种性质称为超导性。 具有超导性的物体称为超导体。 14.2 变阻器 ▲ 知识点：变阻器 1．电阻分为定值电阻和可变电阻（阻值可调）两种： （1）定值电阻简称为电阻，电路符号是 ； （2）可变电阻的阻值大小可以调节，与之对应的是变阻器，电路符号是 。 变阻器一般分为滑动变阻器、电阻箱和电位器三种，最常见的是滑动变阻器。 2．滑动变阻器的构造 滑动变阻器由接线柱ABCD、电阻丝、瓷管、金属滑片P、金属杆、支架等组成。 ( 金属杆 瓷管 电阻丝 支架 金属滑片P ) 电阻丝外面涂着绝缘层，绕在绝缘管上，它的两端 连在A，B两个接线柱上。滑片通过金属杆与接线 柱C，D相连，滑片与电阻丝接触，当滑片移动到 不同位置时，能改变接入电路中电阻的大小。 3．滑动变阻器的工作原理 通过移动滑片P的位置，改变接入电路中的电阻丝的长度，从而改变电阻的大小。 滑动变阻器接入电路中时，与它所要控制的电路串联。 ( P )4．滑动变阻器的符号 滑动变阻器的结构示意图如图所示。 电路符号为 。 5．滑动变阻器在电路中的作用 （1）改变电路中电阻的大小，从而调节电流和电压。 ( 结构示意图 ) （2）保护电路。 6．滑动变阻器的铭牌 滑动变阻器的铭牌上标有它的最大阻值和允许通过的最大电流。 例如：铭牌上面标有“20Ω 1.5A”的字样，说明该滑动变阻器的最大阻值是20Ω， 允许通过的最大电流是1.5A。 7．滑动变阻器的四种正确连接方式 （1）滑动变阻器有四个接线柱，连入电路时需遵循“一上一下”的接线原则。 （2）连入电路的电阻是所用的下接线柱与滑片P之间的部分，当滑片P靠近下接线 柱时，连入电路的电阻变小；当滑片P远离下接线柱时，连入电路的电阻变大。 （3）如果取上面两个接线柱接入电路中，相当于没有把电阻连入电路； 如果取下面两个接线柱接入电路中，相当于连入一个阻值固定不变的电阻。 8．判断滑动变阻器连入电路的电阻值变化的步骤 （1）确定滑动变阻器的哪两个接线柱接入电路中； （2）根据电流通过滑动变阻器的情况，判断滑动变阻器的哪段电阻丝连入电路； （3）根据滑片P位置的变化，判断接入电路的电阻丝长度的变化； （4）由电阻丝接入电路的长度变化，判断接入电路中的电阻大小的变化。 9．滑动变阻器的使用原则 （1）根据需要进行选择，不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流值。 （2）滑动变阻器要与被控制的电路串联。 （3）将滑动变阻器连入电路时应采用“一上一下”两个接线柱的接线方法。 （4）为了保护电路，在接通电路前，应将金属滑片P移到连入电路电阻阻值最大端。 10．电阻箱 如图所示，电阻箱使用时，将A，B两个接线柱接入电路， 调节面板上的四个旋钮，便能得到0～9999Ω之间的任意整数 阻值。最小变化为1Ω。读数时将各旋钮对应的指示点（图中 三角号所指）的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起， 就得到了电阻箱连入电路中的阻值。 （1）滑动变阻器和电阻箱都能改变连入电路中的电阻的大小。 （2）滑动变阻器能连续改变接入电路中的电阻值，但不能读出具体的电阻值； 电阻箱能读出具体的电阻值，但不能连续改变接入电路中的电阻值，最小改变1Ω。 14.3 欧姆定律 ▲ 知识点1：探究通过导体的电流与电压、电阻的关系 ( R R ’ P )1．探究方法：控制变量法。 2．探究实验电路图（如图所示）。 3．正确理解在两次实验中滑动变阻器R’所起的作用 （1）在探究电流与电压关系的实验中，滑动变阻器R’的作用除保护电路外，另一个 作用是通过调节滑动变阻器的金属滑片P，使电阻R两端的电压成整数倍变化。 （2）在探究电流与电阻关系的实验中，滑动变阻器R’的作用除保护电路外，另一个 作用是通过调节滑动变阻器的金属滑片P，保持电阻R两端的电压不变。 4．实验产生误差的原因 （1）电路闭合时间太长，电阻发热给测量结果带来误差。 （2）测量次数太少。 （3）电表读数不准。 5．实验数据的处理：可以用图像法，通过描点和连线将实验数据反映在坐标系中。 ▲ 知识点2：欧姆定律 1．欧姆定律：导体中的电流I与导体两端的电压U成正比，与导体的电阻R成反比。 公式：I＝ 其中，U为导体两端的电压，单位为伏（V）；I为通过导体的电流，单位为安（A）； R为导体的电阻，单位为欧（Ω）。 2．理解欧姆定律要注意的问题： （1）欧姆定律适用于纯电阻电路。 （2）同一性：欧姆定律中的电流I，电压U以及电阻R，必须是同一段电路上的电 流、电压和电阻。在解题的过程中，习惯上把同一个导体的物理量符 号用相同的角标来表示，如U1，I1，R1。 （3）同时性：在同一部分电路中，由于开关的闭合或断开以及滑动变阻器滑片位置 的移动，都可能引起电路中电流、电压、电阻的变化，所以欧姆定律 中的电流I，电压U以及电阻R，必须是同一时刻的值。 （4）单位统一：欧姆定律中的三个物理量必须使用国际单位制，即电流I的单位是 安培（A），电压U的单位是伏特（V），电阻R的单位是欧姆（Ω）。 （5）导出公式：由欧姆定律的公式I＝可推出U＝IR，R＝。 ① U＝IR，表示导体两端的电压在数值上等于通过它的电流与其电阻的乘积。 在理解电流跟电压的关系时，不能说“电阻不变时，电压跟电流成正比。” 而应说“电阻不变时，电流跟电压成正比。” 因为物理量间存在一定的因果关系，电压是使电路中产生电流的原因。 ② R＝，表示导体的电阻在数值上等于它两端的电压与通过它的电流的比值。 注意这个公式只是电阻的计算式，不是电阻的决定式。电阻R是导体本身的 一种性质，它的大小是由导体本身的材料、长度、横截面积、温度决定的。 不能理解为R与U成正比，与I成反比。这是物理与数学的不同之处。 ▲ 知识点3：欧姆定律的应用 利用欧姆定律公式I＝及其导出公式U＝IR和R＝，可以进行一些简单的计算。 利用欧姆定律进行计算时，首先要分析题意，画出相应的电路图，并在图上标明已知量 的符号、数值和未知量的符号，明确已知量和未知量，然后根据题意列方程求解。 14.4 欧姆定律的应用 ▲ 知识点1：运用欧姆定律测量电阻 1．伏安法测电阻 把欧姆定律的公式加以变形，可得到：R＝。根据这一公式可知，只要测出导体 两端的电压和通过导体的电流，就可以计算出这个导体电阻的大小。电压的单位是 伏特，电流的单位是安培，因此这种测量电阻的方法通常称作“伏安法”。 2．测量定值电阻的阻值 实验方法：采用间接测量法——伏安法。 如图所示，滑动变阻器的滑片P的位置 不同，定值电阻R两端的电压和通过R 的电流也不同。用电压表测电压，用电 ( R P ) 流表测电流，再利用欧姆定律的导出公式R＝计算出R的阻值。 注意事项：（1）实验中滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变待测电阻R两端的电压值。 （2）对多次实验的计算结果求平均值，减小测量过程中的偶然误差。 ▲ 知识点2：推导串联电路和并联电路的总电阻 1．串联电路 （1）串联电路中，电流处处相等，I＝I1＝I2＝……＝In。 （2）串联电路中，电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和，U＝U1＋U2＋……＋Un。 （3）串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，R串＝R1＋R2＋…＋Rn。 （4）串联电路中，电压的分配与电阻成正比，＝。（串联电路的分压原理） 2．并联电路 （1）并联电路中，干路中的电流等于各支路中的电流之和，I＝I1＋I2＋……＋In。 （2）并联电路中，并联电路两端的总电压和各支路两端的电压相等，U＝U1＝U2＝……＝Un。 （3）并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和，＝＋＋…＋。 （4）并联电路中，电流的分配与电阻成反比，＝。（并联电路的分流原理）。 15.1 电能表与电功 ▲ 知识点1：电能表 1．电能表是用来测量电路消耗电能的仪表。 常用的单相电能表有感应式和电子式两种。 2．电能表的示数由四位整数和一位小数组成， 电能表示数的单位是千瓦时（kW·h），俗称度。 1kW·h＝3.6×106 J，在数值上等于功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能。 计量时，电能表计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内用电器消耗的电能。 ▲ 知识点2：电功 1．电功：电流所做的功叫做电功。 2．实质：电流做功的过程中，伴随着电能向其他形式能量的转化。电流做了多少功， 电路中就消耗了多少电能，也就有多少电能转化为其他形式的能。 3．单位：在国际单位制中，电功的单位与电能的单位都是焦耳，简称焦，符号为J。 电功的常用单位还有千瓦时（kW·h）。 4．公式：若加在用电器两端的电压为U，通过用电器的电流为I，通电时间为t，则电 流所做的功 W＝UIt 注：（1）W＝UIt这是计算电功普遍适用的公式，对于任何类型的电路都适用。 （2）必须明确电功公式中各物理量之间的对应关系，即公式中的电功W，电压 U，电流I，时间t，都是针对同一段电路或同一用电器而言的。 （3）结合公式I＝可推出电功公式的变换式：W＝I2Rt或W＝， 这两个公式适用于纯电阻电路。 5．控制变量法探究影响电流做功多少的因素 （1）采用串联的方式，探究电流相同时，电功与电压的关系。 （2）采用并联的方式，探究电压相同时，电功与电流的关系。 15.2电功率 ▲ 知识点1：电功率 1．定义：电流在单位时间内完成的功叫做电功率，用P表示。 2．物理含义：电功率是描述电流做功快慢的物理量。 3．定义式：P＝，适用于一切电路。 4．计算式：P＝UI，适用于一切电路。 5．变形式：P＝I2R，P＝，适用于纯电阻电路。 6．单位：电功率的单位为瓦特，简称瓦，符号为W。 电功率的单位还有千瓦（kW）和毫瓦（mW），1kW＝1000W，1W＝1000mW。 ▲ 知识点2：额定功率与实际功率 1．用电器正常工作时的电压叫做额定电压；用电器实际工作时的电压叫做实际电压。 2．用电器在额定电压下正常工作时的功率叫额定功率。P额＝U额I额。 用电器在实际电压下消耗的功率叫做实际功率。P实＝U实I实。 3．当U实＞U额 时，P实＞P额；当U实＝U额 时，P实＝P额；当U实＜U额 时，P实＜P额。 ▲ 知识点3：实际功率的应用 使用用电器时，加在其两端的电压一般不能超过额定电压，否则会造成用电器的实 际功率超过额定功率，从而容易导致用电器因为过热而烧毁。 1．在串联电路中，电功率与电阻成正比：＝＝＝＝； 2．在并联电路中，电功率与电阻成反比：＝＝＝＝。 15.3 电热器 电流的热效应 ▲ 知识点1：电热器 由于导体具有电阻，所以当电流通过导体时会发热，将电能直接转化为内能，这种现象 称为电流的热效应。 主要利用电流热效应工作的装置称为电热器。 ▲ 知识点2：焦耳定律 1．焦耳定律：电流通过导体时产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比， 与通电的时间成正比。 2．公式：Q＝I2Rt。 注：（1）电流的单位是安（A），电阻的单位是欧（Ω），时间的单位是秒（s），产生 热量的单位是焦（J）。 （2）焦耳定律是由大量的实验归纳总结得出的，它描述了电能向内能转化的规律。 公式Q＝I2Rt适用于任何电路。 （3）在电能全部转化成内能的电路中，电热器产生的热量等于电流所做的功，即 Q＝W＝UIt＝I2Rt＝。上述导出公式只适用于纯电阻电路。 （4）在有些电路中，电流所做的功只有一部分转化为内能。例如，电流通过电动机 做功时，大部分电能被转化为机械能，仅有少量的电能转化成内能。电动机消 耗的电能为W＝UIt，产生的热量为Q＝I2Rt，转化为机械能的能量为W－Q。 3．探究方法：控制变量法 ▲ 知识点3：电热的利用与危害 1．电热器的原理：利用电流的热效应来工作。 组成：发热体——电阻率大、熔点高的电阻。 2．电热的利用：①加热；②驱潮。 3．防止电热的危害：①减少产生的热量；②设法散热。 33 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