内容正文:
专题01 内能、电路、欧姆定律
内能
必背知识清单01 基本概念
一、【分子动理论】
1.常见物质是由大量及其微小的粒子—分子、原子构成的。
2.分子的直径很小,通常以10-10m来量度,所以一个看似很小物质中都会包含大量的分子,如一个小水滴中含有约1021个水分子。
3.扩散:不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象的实质是分子(原子)的相互渗入。
4.分子动能:分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度越高,分子运动得越快,它们的动能越大。
5.分子势能:由于分子之间具有一定的距离,也具有一定的作用力,因而分子具有势能,称为分子势能。分子间距发生变化时,物体的体积也会变,所以分子势能与物体的体积有关。
二、【内能】
1.内能:物体内部所有分子热运动的分子动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。
2.内能的单位:焦耳,简称焦,符号J。
3.热量
(1)热量(Q):在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。用符号Q表示。
(2)单位:在国际单位制中,热量单位是焦耳,符号是J。
三、【比热容】
1.比热容定义: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叫做这种物质的比热容,用符号c表示。
2.定义式:。
3.比热容单位:焦耳每千克摄氏度,符号是:J/(kg·℃),比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位。
4.物理意义:水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
必背知识清单02 知识点
一、【分子热运动】
1.分子热运动的意义:一切物质的分子都在不停地做无规则热运动。这种无规则运动叫分子热运动。
2.分子热运动的特点:同一物体,分子运动越剧烈,物体的温度越高。即温度是物体分子热运动剧烈程度的标志。
3.分子动理论:物质是由大量的分子或原子组成的,分子间有间隙;构成物质的分子在不停地做无规则热运动;分子间存在着引力和斥力。
二、【扩散现象】
1.扩散现象表明:一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,也说明物质的分子间存在间隙。
2.影响扩散的因素:温度越高,扩散越快(即分子无规则运动跟温度有关,温度越高分子无规则运动越剧烈)。
3.扩散现象的认识和理解
(1)扩散现象只能发生在不同的物质之间,同种物质之间不能发生扩散现象;
(2)不同物质只有相互接触时,才能发生扩散现象,没有相互接触的物质,是不会发生扩散现象的;
(3)扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方,而不是单一的某种物质的分子进入另一种物质;
(4)气体、液体和固体之间都可以发生扩散现象,不同状态的物质之间也可以发生。
4.扩散现象的实质:
扩散现象是气体分子的内迁移现象。
0℃的物体分子照样做无规则热运动:一切物质的分子都在不停地做无规则热运动。只是分子运动的剧烈程度不同。温度低时,分子热运动相对缓慢,但并没有停止,不能错误的认为0℃时物质分子不再做热运动。
三、【内能】
1.理解物体内能时,要注意以下三点:
(1)内能是指物体的内能,不是分子的,更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的分子动能和势能的总和,所以,单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。
(2)任何物体任何情况下都有内能。
(3)内能具有不可测性。只能比较物体内能的大小,不能确定这个物体具有的内能究竟是多少,因为内能是物体的所有分子具有的总能量,宏观量度比较困难。
2.影响物体内能大小的因素
(1)温度是影响物体内能最主要的因素。同一个物体,温度越高,它具有的内能就越大,物体的内能还受质量、材料、状态等因素的影响。
(2)物体的内能跟质量有关。在温度一定时,物体的质量越大,也就是分子的数量越多,物体的内能就越大。
(3)物体的内能还和物体的体积有关。存质量一定时,物体的休积越大,分子间的势能越大,物体的内能就越大。
(4)同一物质,状态不同时所具有的内能也不同。
3.物体内能改变的宏观表现
(1) 温度变化:物体温度升高,内能增大;温度降低,内能减小;
(2) 物态变化:例如,晶体熔化时内能增加,晶体凝固时内能减小。
4.物体内能的改变
(1)热传递改变物体的内能;(2)做功能改变物体内能。
5.对热量认识的三个误区:
(1)热量是能量转移多少的量度,是一个过程量,它存在于热传递的过程中,只有发生了热传递,有了能量的转移,才能讨论热量问题,离开热传递谈热量也就没有了意义。
(2)热量只能有“吸收”或“放出”来表述,而不能用“具有”或“含有”来表述,不能说某物体含有或具有多少热量,只能说物体吸收或放出了多少热量。
(3)吸收或放出热量的多少与物体内能的多少、温度的高低没有关系。
6.做功、热传递改变物体内能的实质
(1)做功改变物体的内能的实质是能量的转化,即内能与其他形式的能的相互转化;
(2)热传递改变物体内能实质上是能量的转移,即能量从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分,无不同形式能量的相互转化;
(3)不是任何情况下对物体做功都能改变物体的内能。例如,用手托起物理课本,虽然人对课本做了功,但课本的内能没有增加,增加的是课本的机械能。
四、【比热容】
1.对比热容的理解
(1)比热容是物质的特性之一。所以某种物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变,也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说,比热容的大小只与物质的种类及其状态(固态、液态和气态)有关,与物质的质量、温度的变化无关。
(2)比热容的大小与物质的种类和物质的状态有关。不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下,比热容是一个不变的定值。如果物质的状态改变了,比热容的大小随之改变,如水变成冰。
(3)水的比热容较大。这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些。
必背知识清单03 内能的应用
一、【比热容】
1.与质量相同的其他物质相比,水的比热容在常见的物质中是比较大的。
体型较大的温血动物体内水分多,对维持自身的体温有优势。
2.水是生命之源,人的生活离不开水,冬天人们用热水流过散热器来取暖,用热水的好处是由于相同质量的水和其他物质相比,降低相同的温度,由于水的比热容大,水放出的热量多,所以用热水流过散热器来取暖。
3.炒栗子时,栗子表面与热锅的接触面积很小,不利于传热。沙子的颗粒小可以填塞栗子间的空隙,这些被炒热的沙子大大增加了对栗子传热的面积,使栗子能均匀受热。另外,沙子的比热容较小,吸热时升温较快,可缩短炒熟的时间,也可以节能。
4.城市种植花草树木,提高绿地覆盖率,修建人工湖,扩大水域面积,大大改善了市民的居住环境,让全市民享受到了“绿城”带来的实惠。从物理角度讲,人工湖的建成,由于水的比热容较大,吸收或放出热量时,水的温度变化较小,即温差小,有恒温作用。
5.夏日,在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热,这是因为质量相等的水和混凝土,照射同样的时间,吸收相同热量,由于水的比热容较大,水的温度升高较小。因此,池水的温度比混凝土低,所以在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热。
二、【热量计算】
(1)物质吸热时热量的简单计算:吸热:Q吸=cm△t=cm(t-t0);
(2)物质放热时热量的计算:放热:Q放=cm△t= cm(t0-t)。
(3)其中:Q吸—吸收的热量,单位:焦(J),Q放—放出的热量。
c—比热容,单位:焦每千克摄氏度(J/(kg·℃))
m—质量,单位:千克(kg)
△t—变化的温度(升高或降低的温度),单位:摄氏度(℃);t0—初始温度、t—末温。
必背知识清单04 实验探究
1.分子间有间隙
取一枝长约1m的细玻璃管,注入半管清水,再注入酒精,使液面几乎达到管口,上下几次颠倒玻璃管,观察玻璃管中的液体体积会变小。
这是酒精与水的混合过程。实际上是酒精分散到了水中,从微观的角度看,酒精分子分散到了水分子中间,这一现象说明水分子和酒精分子间都有间隙。
2.扩散现象
(1)在透明的瓶中分别装入空气和二氧化氮,抽去玻璃板后,无色的空气和红棕色的二氧化氮混合在一起,最后颜色变得均匀;
(2)在装入清水的量筒底部注入蓝色的硫酸铜溶液。静待几天后,清水与硫酸铜溶液的界面变得模糊,静待几周后颜色变得均匀;
(3)把磨的很光滑铅块和金块紧紧压在一起,在室温下防止五年后在将它们切开,发现它们互相渗入月1mm深。
实验结论:气体、液体和固体分子都在不停地做无规则运动,能彼此进入分子的间隙中,即固体、液体和气体都会发生扩散现象。
3.分子间的作用力
现象1:将两个铅块地面磨平,紧压在一起,在下面重物不能它们分开;
现象2:用胶水涂抹在两物体表面,压实后两个物体被牢牢得粘在一起
现象3:生活中常见的固体、液体能保持一定的体积,不会散开;
因为物体分子之间存在引力,分子间的压力使两个铅块或涂胶水的两个物体结合在一起,分子间的压力使固体和液体的分子不会散开。
现象4:用力去压一个铁块,它的体积不会不发生明显的变化;
现象5:向配有活塞的厚玻璃筒内注入一些水,用力压活塞,发现水的体积没有明显变化。
虽然分子间有间隙,但要压缩固体和液体却很困难,这是因为分子之间存在着斥力。
结论:分子间存在相互作用的引力和斥力。
4. 探究做功改变物体的内能
(1)迅速压下活塞,玻璃筒内的气体被压缩,活塞对筒内气体做功,从而使筒内气体的内能增加,温度升高,当温度达到硝化棉的燃点时,硝化棉开始迅速燃烧;
(2)向瓶内打气,压缩瓶内的空气,不断对瓶内空气做功,瓶内空气内能增加,温度升高,随着打入空气的增加,气压越来越大,直至冲开瓶塞,此时,瓶内的空气推动瓶塞做功,内能减少,温度降低,其中水蒸气液化成小水滴,形成白雾。
结论:做功可以改变物体的内能;外界对物体做功,物体温度升高,物体内能增加;物体对外界做功,物体温度降低,物体内能减少。
5.比较不同物质吸热能力实验
(1)安装顺序:自下而上;
(2)两套装置相同目的:在相同时间内,液体吸收热量相同;
(3)控制两种装置相同的量:保证实验结论可靠性,酒精灯火焰大小、液体质量和初温;
(4)实验方法:控制变量法;
(5)两种液体吸收热量能力是通过什么反映的:温度升高值;
(6)实验中不停搅拌液体的目的:液体上下温度均匀;
(7)如果要使水和煤油的最后温度相同如何操作:给水继续加热;
(8)温升相同哪种液体吸收热量多:水;
(9)哪种液体的吸热能力强:水。
电流与电路
必背知识清单01 基本概念
一、【两种电荷】
1.带电体:物体有了吸引轻小物体的性质,我们就说是物体带了电(荷)。这样的物体叫做带电体。
2.自然界只有两种电荷—被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷(+);被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷(-)。
3.带电体既能吸引不带电的轻小物体,又能吸引带异种电荷的带电体。
4.电荷:电荷的多少叫做电荷量,简称电荷,符号是Q。电荷的单位是库仑(C)。
5.中和:放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象。
如果物体所带正、负电量不等,也会发生中和现象。这时,带电量多的物体先用部分电荷和带电量少的物体中和,剩余的电荷可使两物体带同种电荷。
中和不是意味着等量正负电荷被消灭,实际上电荷总量保持不变,只是等量的正负电荷使物体整体显不出电性。
6.导体和绝缘体:容易导电的物体叫做导体;不容易导电的物体叫做绝缘体。
常见的导体:金属、石墨、人体、大地、湿润的物体、含杂质的水、酸碱盐的水溶液等。
常见的绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、油、陶瓷、纯水、空气等。
二、【电流和电路】
1.电流
电流的形成:电荷在导体中定向移动形成电流。
电流的方向:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。电流的方向与负电荷、电子的移动方向相反。
在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极;在电源内部,电流的方向是从电源的负极流向正极。
2.电路的构成:电源、开关、用电器、导线。
电源:能够提供电能的装置,叫做电源。干电池、蓄电池供电时,化学能转化为电能;发电机发电时,机械能转化为电能。
开关:控制电路的通断。
用电器:消耗电能,将电能转化为其他形式能的装置。
导线:传导电流,输送电能。
3.电路图:用电路元件符号连接起来的图形叫电路图。
4.常用电路元件的符号:
符号
意义
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
三、【串联和并联】
1.串联电路:把电路元件逐个顺次连接起了就组成了串联电路。
特点:①电流只有一条路径;②各用电器之间互相影响,一个用电器因开路停止工作,其它用电器也不能工作;③只需一个开关就能控制整个电路。
2.并联电路:把电路元件并列地连接起来就组成了并联电路。电流在分支前和合并后所经过的路径叫做干路;分流后到合并前所经过的路径叫做支路。
特点:①电流两条或两条以上的路径,有干路、支路之分;②各用电器之间互不影响,当某一支路为开路时,其它支路仍可为通路;③干路开关能控制整个电路,各支路开关控制所在各支路的用电器。
四、【电流的测量】
1.电流:电流是表示电流强弱的物理量,用符号I表示。电流的单位为安培,简称安,符号A。
比安培小的单位还有毫安(mA)和微安(μA),1A=103 mA 1mA=103μA 1A=106μA
2.电流等于1s内通过导体横截面的电荷量。
公式:。其中I表示电流,单位为安培(A);Q表示电荷,单位为库伦(C);t表示通电的时间,单位为秒(s)。
必背知识清单02 知识点
一、【两种电荷】
1.电荷间的相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
2.检验物体带电的方法:
(1)使用验电器。
验电器的构造:金属球、金属杆、金属箔。
验电器的原理:同种电荷相互排斥。
从验电器张角的大小,可以判断所带电荷的多少。但验电器不能检验带电体带的是正电荷还是负电荷。
(2)利用电荷间的相互作用。
(3)利用带电体能吸引轻小物体的性质。
3.使物体带电的方法:
(1)摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电。
背景:宇宙是由物质组成的。物质是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的。原子核的质量比电子的大得多,几乎集中了原子的全部质量。原子核带正电,电子带负电,电子在原子核的吸引下,绕核高速运动。原子核又是由质子和中子组成的,其中质子带正电,中子不带电。
在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,通常用符号e表示。任何带电体所带电荷都是e的整数倍。6.25×1018个电子所带电荷等于1C。
在通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子总共带的负电荷在数量上相等,整个原子呈中性,也就是原子对外不显带电的性质。
原因:由于不同物质原子核束缚电子的本领不同。两个物体相互摩擦时,原子核束缚电子的本领弱的物体,要失去电子,因缺少电子而带正电;原子核束缚电子的本领强的物体,要得到电子,因为有了多余电子而带等量的负电。
注意:①在摩擦起电的过程中只能转移带负电荷的电子;②摩擦起电的两个物体将带上等量异种电荷;③由同种物质组成的两物体摩擦不会起电;④摩擦起电并不是创造电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正负电荷分开,但电荷总量守恒。
能量转化:机械能-→电能。
(2)接触带电:物体和带电体接触带了电。(接触带电后的两个物体将带上同种电荷)
(3)感应带电:由于带电体的作用,使带电体附近的物体带电。
(4)导体容易导电的原因:导体中有大量的自由电荷(既可能是正电荷也可能是负电荷),它们可以脱离原子核的束缚,而在导体内部自由移动。
绝缘体不容易导电的原因:在绝缘体中电荷几乎都被束缚在原子范围内,不能自由移动。(绝缘体中有电荷,只是电荷不能自由移动)
金属导体容易导电靠的是自由电子;酸碱盐的水溶液容易导电靠的是正负离子。
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。绝缘体不能导电但能带电。
二、【电流和电路】
1.持续电流形成的条件:① 必须有电源; ② 电路必须闭合(通路)(只有两个条件都满足时,才能有持续电流)。
2.电路的三种状态:
通路——接通的电路叫通路,此时电路中有电流通过,电路是闭合的。
开路(断路)——断开的电路叫断路,此时电路不闭合,电路中无电流。
短路——不经过用电器而直接用导线把电源正、负极连在一起,电路中会有很大的电流,可能把电源烧坏,或使导线的绝缘皮燃烧引起火灾,这是绝对不允许的。用电器两端直接用导线连接起来的情况也属于短路(此时电流将直接通过导线而不会通过用电器,用电器不会工作)。
三、【电流的测量】
1.电流表:测量电流的仪表叫电流表。符号为,其内阻很小,可看做零,电流表相当于导线。
2.电流表的表盘:
量程
使用接线柱*
表盘上刻度位置
大格代表值
小格代表值
0~0.6A
“-”和“0.6”
下一行
0.2A
0.02A
0~3A
“-”和“3”
上一行
1A
0.1A
在0~3A量程读出的示数是指针指向相同位置时,在0~0.6A量程上读出的示数的5倍。
* 部分电流表的三个接线柱分别是“+”、“0.6”和“3”。这时“0.6”和“3”是负接线柱,电流要从“+”流入,再从“0.6”或“3”流出。
正确使用电流表的规则:
(1)电流表必须和被测的用电器串联。如果电流表与用电器并联,不但测不出流经此用电器的电流,如果电路中没有别的用电器还会因为电流表直接连到电源的两极上使电流过大而烧坏电流表。
(2)“+”“-”接线柱的接法要正确,必须使电流从“+”接线柱流进电流表,从“-”接线柱流出来。否则电流表的指针会反向偏转。
(3)被测电流不能超过电流表量程。若不能预先估计待测电流的大小时,应选用最大量程进行试触。
若被测电流超过电流表的量程将使指针转出刻度范围把指针打弯或把电流表烧坏。在试触过程中若指针偏转超过最大值则应断开开关检查;如果指针偏转幅度太小(小于0.6A),会影响读数的准确性,应选用小量程档。
(4)绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。否则将烧坏电流表。使用电表前,如果指针不指零,可调整中央调零螺旋使指针调零。
必背知识清单03 实验探究
1.探究串联电路的电流规律
提出问题:串联电路中各处电流之间有什么关系。
猜想与假设:
(1)测量电路中电流只有一条路径,所以各处电流可能相等;
(2)从电源正极到负极,由于存在用电器,串联电路中电流可能越来越小;
(3)从电源正极到负极,由于存在用电器,串联电路中电流可能越来越大。
设计实验:将不同规格的小灯泡按照如图所示的方式接入电路,进行实验,分别把电流表接入图中A、B、C三点处,测出A、B、C三点的电流IA、IB、IC,记录数据并进行比较。
进行实验:
(1) 按照设计的电路图连接好实物图,并合理选择电流表量程;
(2) 把电流表接在电路中的A处,如图甲所示,经检查连接无误后,闭合开关,测出A处的电流值IA,并填入表格中;
(3) 把电流表先后改接在电路中的B、C处,如图乙丙所示,分别测出这两处的电流值IB、IC,并填入表格中;
(4) 换用不同规格的小灯泡,重复上述操作,并将每次的实验数据填入表格中;
(5) 比较测得的数据,总结串联电路电流的规律。
实验数据:
实验次数
A点的电流IA/A
A点的电流IB/A
A点的电流IC/A
1
0.2
0.2
0.2
2
0.24
0.24
0.24
3
0.3
0.3
0.3
…
分析论证:电路中ABC三点的电流相等,即IA=IB=IC。
实验结论:串联电路中电流处处相等,即I=IA=IB=IC=…=In。
交流与反思
(1)记录数据要真实,不得随意修改实验数据,在误差允许范围内得出结论;
(2)同一次实验过程中,每盏小灯泡的亮度可能不同,甚至有的小灯泡不亮,但这不能说明各处电流不相等,因为各小灯泡的规格不同。
实验操作中应注意的事项
(1)首先画好电路图,在根据电路图连接实物图;
(2)在连接实物图过程中,开关应属于断开位置;
(3)连接电流表时,要使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出;
(4)根据估测的电流大小选择电流表的量程,若不能事先估计被测电流的大小,连接好电路,检查无误后,采用试触的方法来选择合适的量程;
(5)读数要客观、准确,视线与刻度盘垂直,且要正对刻度线,读数并记录完毕后断开开关,切断电源,整理好器材。
2.探究并联电路的电流规律
【实验目的】探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
【实验器材】两节干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线。
【实验电路】电路图:
【实验步骤】实验步骤:a、断开开关,如图乙所示连接电路;b、把电流表接在干路上的A点,记下电流表的示数IA;c、把电流表分别改接在支路中的B、C处,分别测出两处电流IB、IC。
【实验表格】实验表格:
A点的电流IA
B点的电流IB
C点的电流IC
第一次测量
第二次测量
【实验结论】实验结论:并联电路的电流规律IA=IB+IC。
【考向点拨】
1.实验方法:归纳法;
2.多次测量的目的:避免偶然性,使结论具有普遍性;
3.电流规律:干路电流等于各支路电流的之和;
4.电流表的连接:电流从正极流入,从负极流出;
5.电流表量程的选择:用试触法确定;
6.更换不同小灯泡的目的:进行多次测量,寻找普遍规律;
7.各支路电流是否相同:两个支路小灯泡相同时间,支路电流相同;小灯泡不相同时,支路电流不相同。
电压和电阻
必背知识清单01 基本概念
一、【电压】
1.电压使电路中自由电荷定向移动形成电流,电源是提供电压的装置。
2.电压的符号是U,单位为伏特(伏、V)。比伏特大的有千伏(kV),比伏特小的有毫伏(mV),1kV=103 V,1 V=103mV,1kV=106 mV。
二、【电阻】
1.电阻:导体对电流的阻碍作用叫电阻。符号是R,单位是欧姆,简称为欧,符号是Ω,比欧姆大的单位还有兆欧(MΩ)和千欧(kΩ)。
1MΩ=103kΩ,1 kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω
2.常见导体的导电性能从小到大排列,分别是:银、铜、铝、钨、铁、锰铜合金、镍铬合金等。
3.在电路中,要经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器,也叫做定值电阻,简称电阻,在电路图中用表示。
三、【变阻器】
1.滑动变阻器:电路符号: ;变阻器应与被控制的用电器串联。
2原理:通过改变接入电路中电阻线的长度改变电阻,从而改变电路中的电流和电压,有时还起到保护电路的作用。
3.铭牌:例如某滑动变阻器标有“50Ω 1A”的字样,表明该滑动变阻器的最大阻值为50Ω,允许通过的最大电流为1A。
必背知识清单02 知识点
一、【电压】
1.电压:要在一段电路中产生电流,它的两端就要有电压。
2.电压表:测量电路两端电压的仪表叫电压表,符号为,其内阻很大,接入电路上相当于开路。
3.电压表的表盘:
量程
使用接线柱*
表盘上刻度位置
大格代表值
小格代表值
0~3V
“-”和“3”
下一行
1V
0.1V
0~15V
“-”和“15”
上一行
5V
0.5V
在0~15V量程读出的示数是指针指向相同位置时,在0~3V量程上读出的示数的5倍。
部分电压表的三个接线柱是“+”、“3”和“15”。这时“3”和“15”是负接线柱,电流要从“+”流入,再从“3”和“15”流出。
4.正确使用电压表的规则:
(1)电压表必须和被测的用电器并联。如果与被测用电器串联,会因为电压表内阻很大,此段电路开路而无法测此用电器两段的电压。如果被测用电器在支路上,这时电压表测的是其他支路两端的电压;如果被测用电器在干路上,则整个电路便成开路了,这时电压表测的是电源电压。
(2)“+”“-”接线柱的接法要正确,必须使电流从“+”接线柱流进电压表,从“-”接线柱流出来。否则电压表的指针会反向偏转。
(3)被测电压不能超过电压表量程。若不能预先估计待测电压的大小时,应选用最大量程进行试触。
若被测电压超过电压表的量程将使指针转出刻度范围把指针打弯或把电压表烧坏。若指针偏转超过最大值则应断开开关检查;如果指针偏转幅度太小(小于3V),会影响读数的准确性,应选用小量程档。
(4)电压表的两个接线柱可以直接连到电源的两极上,此时测得的是电源的电压值。
(5)使用电表前,如果指针不指零,可调整中央调零螺旋使指针调零。
(6)常见的电压:家庭电路电压——220V;对人体安全的电压——不高于36V; 一节干电池的电压——1.5V;每节铅蓄电池电压——2V。
5.电池组电压特点:①串联电池组的电压等于每节电池电压之和;②并联电池组的电压跟每节电池的电压相等。
二、【电阻】
1.电阻大小的影响因素: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(L)和横截面积(S),还与温度有关。与导体是否连入电路、是否通电,及它的电流、电压等因素无关。
2.①导体材料不同,在长度和横截面积相同时,电阻也一般不同;②在材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大;③在材料和长度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大;④导体的电阻与导体的温度有关。对大多数导体来说,温度越高,电阻越大。只有极少数导体电阻随温度的升高而减小(例如玻璃)。
3.①将粗细均匀的导体均匀拉长n倍,则电阻变为原来的n2倍;②将粗细均匀的导体折成等长的n段并在一起使用,则电阻变为原来的(1/n2)倍。
三、【变阻器】
1.使用滑动变阻器的注意事项:
①接线时必须遵循“一上一下”的原则;
②如果选择“全上”( 如图中的A、B两个接线柱),则滑动变阻器的阻值接近于0,相当于接入一段导线;
③如果选择“全下”(如图中的C、D两个接线柱),则滑动变阻器的阻值将是最大值且不能改变,相当于接入一段定值电阻。
④当所选择的下方接线柱(电阻丝两端的接线柱)在哪一边,滑动变阻器接入电路的有效电阻就在哪一边。(例如:A和B相当于同一个接线柱。即选用AC、BC或AD、BD是等效的。选用C接线柱时,滑片P向左移动,滑动变阻器的电阻值将减小;选用D接线柱时,滑片P向左移动,滑动变阻器的电阻值将增大。)
⑤滑片距离下侧已经接线的接线柱越远,连入电路中的电阻越大。
2.电阻箱:电阻箱是一种能够表示连入电路的阻值的变阻器。
电阻箱的读数方法:各旋盘对应的指示点(Δ)的示数乘面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值。
3.滑动变阻器与电阻箱的比较:
相同点:滑动变阻器和电阻箱都能起到改变电阻,从而改变电路中的电流和电压的作用。
不同点:①滑动变阻器有4种接法,电阻箱只有1种接法;②电阻箱能直接读出连入电路的阻值,而滑动变阻器不能读数;③滑动变阻器能够逐渐改变连入电路的电阻,而电阻箱不能连续改变连入电路的电阻。
必背知识清单03 实验探究
1.探究串联电路的电压规律
【实验目的】探究串联电路中电压的规律
【猜想与假设】①串联电路中各部分电路两端的电压相等;②串联电路中各部分电路两端的电压之和等于总电压。
【实验器材】两节干电池,六只小灯泡(其中第二次实验用的两只相同),1只电压表,一只开关,导线若干。
【实验步骤】(1)分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点,B、C两点,A、C两点间测量电压,看看它们之间有什么关系。
(2)换上另外四只灯泡,再测两次,看看是否还有同样的关系。
三次测量的电路图分别如图所示:
【实验表格】按上述要求进行实验,实验记录如下表所示。
实验序号
A、B间电压U1/V
B、C间电压U2/V
A、C间电压U/V
1
1.4
1.6
3
2
1.5
1.5
3
3
1.8
1.2
3
【分析论证】从实验过程和实验记录中可以看出,两灯泡的规格相同时,U1=U2;当两灯泡的规格不相同时,U1≠U2,但都满足U1+U2=U。
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2。
【交流与评估】回顾以上操作,看看是否存在不妥的地方:读数时是否实事求是?更换灯泡时是否换用了不同规格的?如果这些因素在实验中都作了充分的考虑,实验的结果应该是可靠的,各小组把实验结果写成实验报告,并在班上进行交流和讨论。
【考向点拨】
1.连接电路时,开关应处于什么状态:断开;
2.电路连接:应从电源正极(或负极)起按电路图将元件逐个连接起来;
3.电压表的连接:电流应从电压表的正极流入,从负极流出;
4.电压表的路程选择:连接好电路后,要先用开关试触,观察电压表的指针偏转情况,确认无误后,再闭合开关,观察示数;
5.电路故障的判断:根据电流表或电压表有无示数以及读数大小,根据电路连接特点判断;
6.如果电压表量程选择过大,会出现:读数误差;
7.电压表的使用前应:使指针调到“零”位;
8.测量电压时,电压表应:与被测用电器并联;
9.多次测量的目的:寻找普遍规律;
10.更换小灯泡的目的:进行多次测量,避免偶然性。
2.探究影响电阻大小的因素
【实验目的】探究影响导体电阻大小的因素。
【实验器材】电流表、小灯泡、不同规格电阻丝(A-镍铬合金丝、B-截面相同较长镍铬合金丝、C-与A长度相同较粗镍铬合金丝、D-与A长度相同截面相同的锰铜合金丝)、导线若干、开关、电池等。
【实验步骤】一、按图连接电路。
二、把A镍铬合金丝接入电路,闭合开关,测量电路电流,并观察小灯泡亮度,结果记入表格。
三、把截面相同较长的镍铬合金丝B接入电路,闭合开关,测量电路电流,并观察小灯泡亮度,结果接入表格。
四、把长度相同,截面较粗的镍铬合金丝C接入电路,闭合开关,测量电路电流,并观察小灯泡亮度,结果接入表格。
五、把长度相同,截面相同的锰铜合金丝D接入电路,闭合开关,测量电路电流,并观察小灯泡亮度,结果接入表格。
【实验表格】
电阻类型
规格(与A比较)
电流/A
小灯泡亮度
镍铬合金丝A
—
—
镍铬合金丝B
截面相同、长度较长
较暗
镍铬合金丝C
截面较粗、长度相同
较亮
锰铜合金丝D
截面与长度均相同、材料不同
较亮
【实验结论】(1)材料相同、截面相同的导体,电阻与长度有关,长度越长,电阻越大;
(2)材料相同、长度相同的导体,电阻与截面有关,截面越粗,电阻越小;
(3)长度相同、截面相同的导体,电阻与材料有关。
【考向点拨】
1.导线长度与电流关系:导线越长,电流越小;
2.电流表示数:看量程再读数;
3.实验方法:控制变量法;
4.A、B之间探究的是:导体长度与电阻关系;
5.A、C之间探究的是:导体截面与电阻的关系;
6.A、D之间探究的是:导体电阻与材料有关;
7.灯泡亮度与什么有关:电流大小;
8.补充电路:试验电路连接不完整,按元件顺序进行补充,画线不能交叉;
9.同一种导体电阻与温度的关系:温度越高电阻越大;
10.实验中,要控制电压不变;
11.导体的电阻与电压和电流无关,因为:电阻是导体本身的一种性质。
欧姆定律
必背知识清单01 知识点
一、【欧姆定律】
1.欧姆定律
(1)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。
(2)公式:,导出式:。
其中:U—电压,单位:伏特(V);R—电阻,单位:欧姆(Ω);I—电流,单位:安培(A)。
2.使用欧姆定律时需注意
不能被理解为导体的电阻跟这段导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。因为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、横截面积和温度,其大小跟导体的电流和电压无关。人们只能是利用这一公式来测量计算导体的电阻而已。
二、【欧姆定律及其应用】
1.电阻的串联和并联电路规律的比较
串联电路
并联电路
电流特点
串联电路中各处电流相等
并联电路的干路电流等于各支路电流之和
电压特点
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和
并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压
电阻特点
串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和
;
若有n个相同的电阻R0串联,则总电阻为;
把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。
并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和;
若只有两个电阻R1和R2并联,则总电阻R总=;
若有n个相同的电阻R0并联,则总电阻为;
把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配特点
串联电路中,电压的分配与电阻成正比=
并联电路中,电流的分配与电阻成反比
=
电路作用
分压
分流
2.电路(串联、并联)中某个电阻阻值增大,则总电阻随着增大;某个电阻阻值减小,则总电阻随着减小。
必背知识清单02 实验探究
1.探究电流与电压的规律
【实验目的】电流与电压有什么关系
【猜想与假设】电流与电压成正比。
【设计实验】因电流与电压、电阻均有关系,我们要研究电流与电压的关系,应该采用控制变量法。即保持电阻不变,改变电阻两端的电压,研究电流与电压的关系。
【实验器材】电流表、电压表、定值电阻(2个)滑动变阻器、电源开关、导线。
【实验电流】如图。
【实验内容】(1)按图连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处,实物图如下所示。
(2)保持电阻R1=5不变,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别为1V、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。
R1=5Ω
次数
电压U/V
电流I/A
1
1
0.2
2
2
0.4
3
3
0.6
改变电阻,使R2=10不变,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别为1V、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。
R2=10Ω
次数
电压U/V
电流I/A
1
1
0.1
2
2
0.2
3
3
0.3
(3)根据数据画出I-U图像。
(4)得出结论:在电阻不变时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
要点诠释:
1.任何电学实验,在闭合开关之前,滑动变阻器应调节到阻值最大处,这样可以保护电路。
2.本实验中滑动变阻器的作用有两点:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压
3.如果只凭一组数据,就得出电流与电压成正比的结论,缺乏普遍性,所以本实验用不同阻值的电阻,重复实验操作,这样得出的数据更具普遍性。
4.要会根据I-U图,判断电阻值的大小。
如图,通过相同的电流时,UB>UA,所以RB>RA。
【考向点拨】
1.探究方法:控制变量法;
2.探究电流与电压关系时:控制电阻不变;
3.连接电路前应注意哪些问题:断开开关、变阻器处于最大位置、电流表和电压表选择合适量程、注意正负接线柱不能接反;
4.探究电流与电压关系时,变阻器的作用:改变导体两端电压;保护电路;
5.完善表格,填入正确值:根据实验规律和给出数据,填入正确值;
6.多次测量目的:寻找规律;
7.补充实验电路:按元件顺序观察缺少部分,然后进行连接,注意不能交叉;
8.电路连接改错:电流要从电流表、电压表正极入、负极出,量程选择要预估,元件连接要符合要求,电流表要串联在电路中,电压表要与被测元件并联,变阻器要一上一下接入电路;
9.连接电路时:开关应处于断开状态;变阻器应置于阻值最大位置;
10.在电阻一定时,导体电流与导体两端电压的关系:电流与电压成正比。
2.探究电流与电阻的关系
【实验目的】探究电流与电阻的关系
【提出问题】电流和电阻之间有什么样的关系?
【猜想与假设】电流与电阻成反比。
【设计实验】仍使用控制变量法,即保持定值电阻两端的电压不变,研究电压不变时,电流与电阻的关系。
电路图:
【实验过程】
(1)按图接好电路。注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处,实物图如下所示。
(2)分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数保持3V不变,分别记下电流表的示数,填入表格。
U=3V
次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5Ω
0.6
2
10Ω
0.3
3
15Ω
0.2
(3)根据数据画出I-R图像。
【实验结论】电压一定时,电流与电阻成反比。
【考向点拨】
1.探究方法:控制变量法;
2.探究电流与电阻关系时:控制电压不变;
3.连接电路前应注意哪些问题:断开开关、变阻器处于最大位置、电流表和电压表选择合适量程、注意正负接线柱不能接反;
4.探究电流与电阻关系时,变阻器的作用:控制导体两端电压不变;
5.完善表格,填入正确值:根据实验规律和给出数据,填入正确值;
6.多次测量目的:寻找规律;
7.补充实验电路:按元件顺序观察缺少部分,然后进行连接,注意不能交叉;
8.电路连接改错:电流要从电流表、电压表正极入、负极出,量程选择要预估,元件连接要符合要求,电流表要串联在电路中,电压表要与被测元件并联,变阻器要一上一下接入电路;
9.连接电路时:开关应处于断开状态;变阻器应置于阻值最大位置;
10.变阻器的连接时:一上一下;
11.在电阻一定时,导体电流与导体电阻的关系:电流与电阻成反比。
3.伏安法测电阻
【实验目的】测量未知电阻
【实验器材】电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、开关各一个,导线若干。
【实验原理】根据欧姆定律:,可知:,只要能测出电阻R两端电压和通过R的电流,根据公式即可计算出待测电阻R。
【实验步骤】一、根据给出的电路图,连接实物电路。
二、闭合开关,变阻器在较大位置时测量电流和电压,数据计入表格。
三、继续调节滑动变阻器,重复上述试验三次,数据计入表格。
四、根据公式,求出每次试验电阻值,并计入表格。
五、计算待求电阻平均值。
六、试验表格
试验次数
电压/V
电流/A
待求电阻Rx/ῼ
平均值Rx/ῼ
1
2
3
七、整理器材。
【考向点拨】
1.补充电路:以某一电器为起点,观察一周,先连主电器,后连测量电器,注意连线不能交叉;
2.测量前变阻器的位置、目的:处于最大位置、为了保护电路;
3.变阻器连接要求:一上一下;
4.实验前开关状态:断开状态;
5.补充测量数据:根据实验原理和测量数据规律补齐表格中空格;
6.小灯泡电阻测量结果相差较大原因:小灯泡的电阻随温度的升高而变大;
7.电路故障分析:电流表无示数,某处断路;电压表无示数,被测电器短路或电压表连线未接好;
8.电流表、电压表反偏:正负极接反;
9.分析测量数据求电阻:根据欧姆定律进行计算;
10.测量结果误差较大原因:电流表或电压表有内阻;
11.电流表对测量误差的影响:内接时测量结果偏大、外接时测量结果偏小。
1.分子间作用力
(1)固体中分子之间的距离小,相互作用力很大,分子只能在一定的位置附近振动,所以既有一定的体积,又有一定的形状。
(2)液体中分子之间的距离较小,相互作用力较大,以分子群的形态存在,分子可在某个位置附近振动,分子群却可以相互滑过,所以液体有一定的体积,但有流动性,形状随容器而变化。
(3)气体分子间的距离很大,相互作用力很小,每一个分子几乎都可以自由运动.所以气体既没有固定的体积,也没有同定的形状,可以充满能够达到的整个空间。
(4)同体物质很难被拉伸,是因为分子间存在着引力的缘故;液体很难被压缩,是因为分子间存在着斥力的原因。液体能保持一定的体积是因为分子间存在着引力的原因。
2. 对热量认识的三个误区
(1)热量是能量转移多少的量度,是一个过程量,它存在于热传递的过程中,只有发生了热传递,有了能量的转移,才能讨论热量问题,离开热传递谈热量也就没有了意义。
(2)热量只能有“吸收”或“放出”来表述,而不能用“具有”或“含有”来表述,不能说某物体含有或具有多少热量,只能说物体吸收或放出了多少热量。
(3)吸收或放出热量的多少与物体内能的多少、温度的高低没有关系。
3. 温度、热量、内能的两个“一定”和四个“不一定”
(1)两个“一定”
①物体的温度升高(或降低)时,其内能一定增加(或减少)。
②在热传递过程中,物体从外界吸收热量,温度可能不变,但内能一定增加。
(2)四个“不一定”
①一个物体的内能增加(或减少)时,其温度不一定升高(或降低),如晶体的熔化(或凝固)过程。
②一个物体的内能增加(或减少)时,不一定是因为吸收(或放出)热量,也可能是对物体做功(或物体对外界做功)。
③一个物体吸收(或放出)热量时,内能增加(或减少),其温度不一定升高(或降低),如晶体的熔化(或凝固)过程。
④一个物体温度升高(或降低)时,不一定是因为吸收(或放出)热量,也可能是因为做功,如摩擦生热(或物体对外界做功)。
4. 电压和电流的概念理解
电压是形成电流的原因。电路中有电流,电路两端一定有电压;电路两端有电压,电路中却不一定有电流。
5.对电阻电阻的决定因素的理解
导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积等因素有关,与导体是否通电、导体两端电压的高低、通过导体的电流大小等因素无关。即使导体两端的电压为零,导体的电阻也仍然存在,且大小不变。
6..电流与电压和电阻关系的表述
1、电阻是导体本身的一种性质,其大小只与材料、长度、横截面积、温度有关。不要错误的认为电阻与电压成正比,电阻与电流成反比。
2、电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比,电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍。
7.串、并联电路中电流和电阻的特点
解答电学问题时,应先识别电路的连接方式,再根据串联或并联电路的不同特点进行分析。在解题过程中,一定要分清串、并联电路中电流、电压、电阻的特点,不要混淆。
8.测电阻实验中多次测量数据的处理方式
1、伏安法测定值电阻阻值的实验中,因为定值电阻的阻值是不变的,为了减小误差应该多次测量求平均值。
2、伏安法测小灯泡电阻的实验中,因为小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以不能求多次测量数据的平均值。
9.对并联电路中总电阻的理解
在并联电路中,总电阻与分电阻的关系:总电阻的倒数等于分电阻的倒数之和,且总电阻小于任何一个分电阻。并联分流规律:在并联电路中,电压相同,电流与电阻成反比,即。
1.扩散现象的认识和理解:
(1)扩散现象只能发生在不同的物质之间,同种物质之间不能发生扩散现象;
(2)不同物质只有相互接触时,才能发生扩散现象,没有相互接触的物质,是不会发生扩散现象的;
(3)扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方,而不是单一的某种物质的分子进入另一种物质;
(4)气体、液体和固体之间都可以发生扩散现象,不同状态的物质之间也可以发生。
2. 不是“炙热”的物体才有内能
(1)任何物体在任何情况下都有内能,不只是“炙热”的物体才有内能;
(2)影响物体内能大小的因素有温度、质量、体积、状态、物质的种类,仅根据其中某一因素无法判断内能的大小。
3.内能与机械能完全不同:
(1)内能是微观和统计上的概念,而机械能是宏观上的概念;机械能与宏观物体的机械运动对应,内能与微观的热运动对应;
(2)机械能与物体的质量、速度、高度、弹性形变程度等有关;内能只与物体内分子热运动和分子间的相互作用有关。
4.验电器
(1)判断物体带电情况的“斥定吸不定”原则
“斥定”:从电荷的角度来说,两个物体相互排斥时,两个物体一定带同种电荷;
“吸不定”:两个物体相互吸引时,两个物体可能带异种电荷,也可能是一个物体带电,另一个物体不带电。
(2)验电器的工作原理:解答此类问题的关键是判断两物体相互接触时电子转移的方向,一般有两种情况:
1)带负电的物体上电子转移到了带正电物体或不带电的物体;2)不带电的物体上的电子转移到了带正电的物体。
(3)用验电器判断物体带电
两个带异种电荷的物体相互接触时,如果所带电荷量相等,这时正、负电荷完全抵消;如果电荷量不相等,有一种电荷被完全抵消后,两个物体会带同种电荷,电荷的电性由原来带电荷量多的物体电性决定。
5. 设计电路的一般方法
1.根据用电器工作时彼此独立还是互相影响。确认电路的基本连接形式是串联还是并联;
2.根据开关对用电器的控制要求,确定开关的位置,在干路上还是在支路上;
3.画出草图,根据设计要求进行检验,不符合的地方进行修改;
4.整理并画出规范的设计电路图。
6. 滑动变阻器
(1)滑动变阻器的连接:1)将滑动变阻器接入电路,关键是确定其下接线柱的连接点,上接线柱无论接在哪一点,都相对于接在滑片上;2)要使接入电路的电阻变小,下接线柱要接在滑片移向的那一端。
(2)一上一下,决定在下:1)明确滑动变阻器哪两个接线柱接入电路,找到接线下接线柱;2)根据滑片位置的变化,判断滑片是远离还是靠近该“下接线柱”;3)若远离,则接入电阻变大;若靠近,则接入电阻变小。
(3)滑动变阻器的接法一般有以下三种:1)断路式接法:如图甲所示,滑动变阻器右边的电阻丝被断路;2)短路式接法:如图乙所示,滑动变阻器右边电阻丝被短路;3)混连式接法:如图丙所示,该接法的优点是可通过移动划片,使用电器(图中的小灯泡)两端电压最小为零。
7. 应用欧姆定律计算的一般方法:
(1)首先应熟练掌握欧姆定律的内容及变形公式;
(2)然后对具体电路进行分析,确定电路的特点(分析时电压表相当于断路,电流表相当于一条导线);
(3)在图中标出已知量和未知量,找出各个物理量之间的联系;
(4)最后根据串、并联电路中电流、电压的特点分析解答。
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专题01 内能、电路、欧姆定律
内能
必背知识清单01 基本概念
一、【分子动理论】
1.常见物质是由大量及其微小的粒子— 、 构成的。
2.分子的直径很小,通常以 m来量度,所以一个看似很小物质中都会包含大量的分子,如一个小水滴中含有约1021个水分子。
3.扩散:不同的物质相互 时,彼此进入对方的现象叫 。扩散现象的实质是分子(原子)的相互 。
4.分子动能:分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则 所具有的能量称为分子动能。物体的温度 ,分子运动得越快,它们的动能 。
5.分子势能:由于分子之间具有一定的距离,也具有一定的作用力,因而分子具有势能,称为 。分子间距发生变化时,物体的体积也会变,所以分子势能与物体的 有关。
二、【内能】
1.内能:物体内部所有分子热运动的 与 的总和,叫做物体的内能。
2.内能的单位: ,简称焦,符号 。
3.热量
(1)热量(Q):在热传递过程中,传递能量的 叫做热量。用符号 表示。
(2)单位:在国际单位制中,热量单位是 ,符号是 。
三、【比热容】
1.比热容定义:一定质量的某种物质在温度升高时, 的热量与它的 和 的温度乘积之比叫做这种物质的比热容,用符号 表示。
2.定义式: 。
3.比热容单位: ,符号是: ,比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位。
4.物理意义:水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
必背知识清单02 知识点
一、【分子热运动】
1.分子热运动的意义: 物质的分子都在不停地做 热运动。这种无规则运动叫分子热运动。
2.分子热运动的特点:同一物体,分子运动越剧烈,物体的温度 。即温度是物体分子热运动 的标志。
3.分子动理论:物质是由大量的 或 组成的,分子间有 ;构成物质的分子在不停地做无规则 ;分子间存在着 和 。
二、【扩散现象】
1.扩散现象表明:一切物质的分子都在永不停息地做 运动,也说明物质的分子间存在 。
2.影响扩散的因素:温度 ,扩散 (即分子无规则运动跟温度有关,温度越高分子无规则运动越剧烈)。
3.扩散现象的认识和理解
(1)扩散现象只能发生在 的物质之间,同种物质之间不能发生扩散现象;
(2)不同物质只有相互 时,才能发生扩散现象,没有相互接触的物质,是不会发生扩散现象的;
(3)扩散现象是两种物质的分子彼此进入 ,而不是单一的某种物质的分子进入另一种物质;
(4)气体、液体和固体之间都可以发生扩散现象,不同 的物质之间也可以发生。
4.扩散现象的实质:
扩散现象是气体分子的内 现象。
0℃的物体分子照样做无规则热运动:一切物质的分子都在不停地做无规则热运动。只是分子运动的剧烈程度不同。温度 时,分子热运动相对 ,但并没有停止,不能错误的认为0℃时物质分子 热运动。
三、【内能】
1.理解物体内能时,要注意以下三点:
(1)内能是指 的内能,不是分子的,更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的分子动能和势能的 ,所以,单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。
(2) 任何 都有内能。
(3)内能具有 。只能比较物体内能的 ,不能确定这个物体具有的内能究竟是多少,因为内能是物体的所有分子具有的总能量,宏观量度比较困难。
2.影响物体内能大小的因素
(1) 是影响物体内能最主要的因素。同一个物体,温度 ,它具有的内能就 ,物体的内能还受质量、材料、状态等因素的影响。
(2)物体的内能跟 有关。在温度一定时,物体的质量越大,也就是分子的数量越多,物体的内能就越大。
(3)物体的内能还和物体的 有关。存质量一定时,物体的休积越大,分子间的势能越大,物体的内能就越大。
(4)同一物质, 不同时所具有的内能也不同。
3.物体内能改变的宏观表现
(1) 温度变化:物体温度升高,内能 ;温度降低,内能 ;
(2) 物态变化:例如,晶体熔化时内能 ,晶体凝固时内能 。
4.物体内能的改变
(1) 改变物体的内能;(2) 能改变物体内能。
5.对热量认识的三个误区:
(1)热量是 多少的 ,是一个 ,它存在于热传递的过程中,只有发生了热传递,有了能量的转移,才能讨论热量问题,离开热传递谈热量也就没有了意义。
(2)热量只能有“ ”或“ ”来表述,而不能用“ ”或“ ”来表述,不能说某物体含有或具有多少热量,只能说物体吸收或放出了多少热量。
(3)吸收或放出热量的多少与物体内能的 、温度的 没有关系。
6.做功、热传递改变物体内能的实质
(1)做功改变物体的内能的实质是能量的 ,即 与 的相互转化;
(2)热传递改变物体内能实质上是能量的 ,即能量从一个物体 到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分, 不同形式能量的相互转化;
(3)不是任何情况下对物体做功都能 物体的内能。例如,用手托起物理课本,虽然人对课本做了功,但课本的内能没有增加,增加的是课本的机械能。
四、【比热容】
1.对比热容的理解
(1)比热容是物质的 之一。所以某种物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变,也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说,比热容的大小只与物质的 及其 (固态、液态和气态)有关,与物质的 、温度的 无关。
(2)比热容的大小与物质的 和物质的 有关。不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下,比热容是一个不变的定值。如果物质的状态改变了,比热容的大小随之改变,如水变成冰。
(3)水的比热容较大。这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要 些。
必背知识清单03 内能的应用
一、【比热容】
1.与质量相同的其他物质相比,水的 在常见的物质中是 的。
体型较大的温血动物体内水分 ,对维持自身的 有优势。
2.水是生命之源,人的生活离不开水,冬天人们用热水流过散热器来取暖,用热水的好处是由于 的水和其他物质相比,降低 的温度,由于水的比热容大,水放出的热量 ,所以用热水流过散热器来取暖。
3.炒栗子时,栗子表面与热锅的接触面积很小,不利于传热。沙子的颗粒小可以填塞栗子间的空隙,这些被炒热的沙子大大增加了对栗子传热的 ,使栗子能均匀 。另外,沙子的比热容 ,吸热时升温 ,可缩短炒熟的 ,也可以节能。
4.城市种植花草树木,提高绿地覆盖率,修建人工湖,扩大水域面积,大大改善了市民的居住环境,让全市民享受到了“绿城”带来的实惠。从物理角度讲,人工湖的建成,由于水的比热容 ,吸收或放出热量时,水的温度变化 ,即温差小,有 作用。
5.夏日,在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热,这是因为质量相等的水和混凝土,照射同样的时间,吸收相同热量,由于水的比热容较大,水的温度升高 。因此,池水的温度比混凝土 ,所以在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得 ,而池中的水却不怎么 。
二、【热量计算】
(1)物质吸热时热量的简单计算:吸热: ;
(2)物质放热时热量的计算:放热: 。
(3)其中:Q吸—吸收的热量,单位: (J),Q放—放出的热量。
c—比热容,单位: (J/(kg·℃))
m—质量,单位: (kg)
△t—变化的温度( 或 的温度),单位:摄氏度(℃);t0—初始温度、t—末温。
必背知识清单04 实验探究
1.分子间有间隙
取一枝长约1m的细玻璃管,注入半管清水,再注入酒精,使液面几乎达到管口,上下几次颠倒玻璃管,观察玻璃管中的液体体积会变小。
这是酒精与水的混合过程。实际上是酒精 到了水中,从微观的角度看,酒精分子分散到了水分子 ,这一现象说明水分子和酒精分子间都有 。
2.扩散现象
(1)在透明的瓶中分别装入空气和二氧化氮,抽去玻璃板后,无色的空气和红棕色的二氧化氮混合在一起,最后颜色变得 ;
(2)在装入清水的量筒底部注入蓝色的硫酸铜溶液。静待几天后,清水与硫酸铜溶液的界面变得模糊,静待几周后颜色变得 ;
(3)把磨的很光滑铅块和金块紧紧 一起,在室温下防止五年后在将它们切开,发现它们互相渗入月1mm深。
实验结论:气体、液体和固体分子都在不停地做无规则运动,能彼此进入分子的间隙中,即 、 和 都会发生扩散现象。
3.分子间的作用力
现象1:将两个铅块地面磨平,紧压在一起,在下面重物不能它们 ;
现象2:用胶水涂抹在两物体表面,压实后两个物体被牢牢得 一起
现象3:生活中常见的固体、液体能保持一定的 ,不会散开;
因为物体分子之间存在 ,分子间的压力使两个铅块或涂胶水的两个物体结合在一起,分子间的压力使固体和液体的分子不会散开。
现象4:用力去压一个铁块,它的 不会不发生明显的变化;
现象5:向配有活塞的厚玻璃筒内注入一些水,用力压活塞,发现水的 没有明显变化。
虽然分子间有间隙,但要 固体和液体却很困难,这是因为分子之间存在着 。
结论:分子间存在相互作用的 和 。
4. 探究做功改变物体的内能
(1)迅速压下活塞,玻璃筒内的气体被 ,活塞对筒内气体 ,从而使筒内气体的内能 ,温度 ,当温度达到硝化棉的燃点时,硝化棉开始迅速燃烧;
(2)向瓶内打气,压缩瓶内的 ,不断对瓶内空气 ,瓶内空气内能 ,温度 ,随着打入空气的增加,气压越来 ,直至冲开瓶塞,此时,瓶内的空气 做功,内能 ,温度 ,其中水蒸气液化成小水滴,形成白雾。
结论:做功可以 物体的 ;外界对 做功,物体温度 ,物体内能 ;物体对 做功,物体温度 ,物体内能 。
5.比较不同物质吸热能力实验
(1)安装顺序: ;
(2)两套装置相同目的:在相同 内,液体吸收 相同;
(3)控制两种装置相同的量:保证实验结论 ,酒精灯火焰 、液体 和 ;
(4)实验方法: ;
(5)两种液体吸收热量能力是通过什么反映的:温度 ;
(6)实验中不停搅拌液体的目的:液体上下温度 ;
(7)如果要使水和煤油的最后温度相同如何操作:给水继续 ;
(8)温升相同哪种液体吸收热量多: ;
(9)哪种液体的吸热能力强: 。
电流与电路
必背知识清单01 基本概念
一、【两种电荷】
1.带电体:物体有了吸引 物体的性质,我们就说是物体带了 (荷)。这样的物体叫做 。
2.自然界只有 —被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是 (+);被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做 (-)。
3.带电体既能吸引 的轻小物体,又能吸引带 电荷的带电体。
4.电荷:电荷的多少叫做 ,简称电荷,符号是Q。电荷的单位是 (C)。
5.中和:放在一起的等量 电荷完全 的现象。
如果物体所带正、负电量不等,也会发生 现象。这时,带电量多的物体先用部分电荷和带电量少的物体中和,剩余的电荷可使两物体带 电荷。
中和不是意味着等量正负电荷被 ,实际上电荷总量保持不变,只是等量的正负电荷使物体整体显不出 。
6.导体和绝缘体: 的物体叫做导体; 导电的物体叫做绝缘体。
常见的导体:金属、石墨、人体、大地、湿润的物体、含杂质的水、酸碱盐的水溶液等。
常见的绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、油、陶瓷、纯水、空气等。
二、【电流和电路】
1.电流
电流的形成:电荷在导体中 形成电流。
电流的方向:把 移动的方向规定为电流的方向。电流的方向与 、电子的移动方向 。
在电源外部,电流的方向是从电源的 流向 ;在电源内部,电流的方向是从电源的 流向 。
2.电路的构成: 、 、 、 。
电源:能够 的装置,叫做电源。干电池、蓄电池供电时, 能转化为 能;发电机发电时, 能转化为电能。
开关:控制电路的 。
用电器: 电能,将电能转化为 能的装置。
导线:传导 ,输送 。
3.电路图:用电路元件 连接起来的图形叫电路图。
4.常用电路元件的符号:
符号
意义
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
三、【串联和并联】
1.串联电路:把电路元件逐个 连接起了就组成了串联电路。
特点:①电流只有 路径;②各用电器之间互相 ,一个用电器因开路停止工作,其它用电器也不能工作;③只需一个开关就能控制 。
2.并联电路:把电路元件 地连接起来就组成了并联电路。电流在分支前和合并后所经过的路径叫做 ;分流后到合并前所经过的路径叫做 。
特点:①电流 或两条以上的路径,有干路、支路之分;②各用电器之间 ,当某一支路为开路时,其它支路仍可为通路;③干路开关能控制 ,各支路开关控制所在 的用电器。
四、【电流的测量】
1.电流:电流是表示 的物理量,用符号I表示。电流的单位为 ,简称安,符号 。
比安培小的单位还有 (mA)和 (μA),1A=103 mA 1mA=103μA 1A=106μA
2.电流等于1s内通过导体横截面的 。
公式: 。其中I表示电流,单位为安培(A);Q表示电荷,单位为库伦(C);t表示通电的时间,单位为秒(s)。
必背知识清单02 知识点
一、【两种电荷】
1.电荷间的相互作用:同种电荷互相 ,异种电荷互相 。
2.检验物体带电的方法:
(1)使用验电器。
验电器的构造:金属球、金属杆、金属箔。
验电器的原理:同种电荷 。
从验电器张角的 ,可以判断所带电荷的多少。但验电器不能检验带电体带的是 还是 。
(2)利用电荷间的 。
(3)利用带电体能 物体的性质。
3.使物体带电的方法:
(1)摩擦起电:用摩擦的方法使物体 。
背景:宇宙是由 组成的。物质是由 组成的,分子是由 组成的,原子是由位于中心的 和 组成的。原子核的质量比电子的大得多,几乎集中了原子的全部质量。原子核 ,电子带 ,电子在原子核的吸引下,绕核高速运动。原子核又是由 和 组成的,其中质子 ,中子 。
在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做 ,通常用符号 表示。任何带电体所带电荷都是e的 。6.25×1018个电子所带电荷等于1C。
在通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子总共带的负电荷在数量上相等,整个原子呈 ,也就是原子对外不显 的性质。
原因:由于不同物质原子核 电子的本领不同。两个物体相互摩擦时,原子核束缚电子的本领 的物体,要 电子,因缺少电子而 ;原子核束缚电子的本领 的物体,要 电子,因为有了多余电子而带等量的 。
注意:①在摩擦起电的过程中只能转移带负电荷的 ;②摩擦起电的两个物体将带上 电荷;③由同种物质组成的两物体摩擦 起电;④摩擦起电并不是 电荷,只是电荷从一个物体 到另一个物体,使正负电荷 ,但电荷总量 。
能量转化: -→ 。
(2)接触带电:物体和带电体 带了电。(接触带电后的两个物体将带上 电荷)
(3)感应带电:由于带电体的作用,使带电体 的物体带电。
(4)导体容易导电的原因:导体中有大量的 (既可能是正电荷也可能是负电荷),它们可以脱离原子核的束缚,而在导体内部 。
绝缘体不容易导电的原因:在绝缘体中电荷几乎都被束缚在 范围内,不能 。(绝缘体中有电荷,只是电荷不能 )
金属导体容易导电靠的是 ;酸碱盐的水溶液容易导电靠的是 。
导体和绝缘体之间并没有绝对的 ,在一定条件下可相互 。一定条件下,绝缘体也可变为导体。绝缘体不能导电但能 。
二、【电流和电路】
1.持续电流形成的条件:① 必须有 ; ② 电路必须 (通路)(只有两个条件都满足时,才能有持续电流)。
2.电路的三种状态:
通路——接通的电路叫通路,此时电路中有 通过,电路是 的。
开路(断路)——断开的电路叫 ,此时电路 ,电路中 。
短路——不经过 而直接用 把电源正、负极连在一起,电路中会有很大的 ,可能把电源 ,或使导线的绝缘皮燃烧引起 ,这是绝对不允许的。用电器 直接用导线连接起来的情况也属于短路(此时电流将直接通过导线而不会通过 ,用电器不会工作)。
三、【电流的测量】
1.电流表:测量 的仪表叫电流表。符号为,其内阻 ,可看做零,电流表相当于 。
2.电流表的表盘:
量程
使用接线柱*
表盘上刻度位置
大格代表值
小格代表值
0~0.6A
“-”和“0.6”
下一行
0.2A
0.02A
0~3A
“-”和“3”
上一行
1A
0.1A
在0~3A量程读出的示数是指针指向相同位置时,在0~0.6A量程上读出的示数的5倍。
* 部分电流表的三个接线柱分别是“+”、“0.6”和“3”。这时“0.6”和“3”是负接线柱,电流要从“+”流入,再从“0.6”或“3”流出。
正确使用电流表的规则:
(1)电流表必须和被测的用电器 。如果电流表与用电器 ,不但测不出流经此用电器的电流,如果电路中没有别的用电器还会因为电流表直接连到电源的 上使电流过大而 流表。
(2)“+”“-”接线柱的接法要正确,必须使电流从“ ”接线柱流进电流表,从“ ”接线柱流出来。否则电流表的指针会 偏转。
(3)被测电流不能超过电流表 。若不能预先估计待测电流的大小时,应选用最大量程进行 。
若被测电流超过电流表的 将使指针转出刻度范围把指针打弯或把电流表 。在试触过程中若指针偏转超过最大值则应断开开关检查;如果指针偏转幅度太小(小于0.6A),会影响读数的准确性,应选用小量程档。
(4)绝对 不经过用电器而把电流表直接连到电源的 上。否则将 电流表。使用电表前,如果指针不指零,可调整中央 使指针调零。
必背知识清单03 实验探究
1.探究串联电路的电流规律
提出问题:串联电路中各处电流之间有什么关系。
猜想与假设:
(1)测量电路中电流只有一条路径,所以各处电流可能相等;
(2)从电源正极到负极,由于存在用电器,串联电路中电流可能越来越小;
(3)从电源正极到负极,由于存在用电器,串联电路中电流可能越来越大。
设计实验:将不同规格的小灯泡按照如图所示的方式接入电路,进行实验,分别把电流表接入图中A、B、C三点处,测出A、B、C三点的电流IA、IB、IC,记录数据并进行比较。
进行实验:
(1) 按照设计的电路图连接好实物图,并合理选择电流表量程;
(2) 把电流表接在电路中的A处,如图甲所示,经检查连接无误后,闭合开关,测出A处的电流值IA,并填入表格中;
(3) 把电流表先后改接在电路中的B、C处,如图乙丙所示,分别测出这两处的电流值IB、IC,并填入表格中;
(4) 换用不同规格的小灯泡,重复上述操作,并将每次的实验数据填入表格中;
(5) 比较测得的数据,总结串联电路电流的规律。
实验数据:
实验次数
A点的电流IA/A
A点的电流IB/A
A点的电流IC/A
1
0.2
0.2
0.2
2
0.24
0.24
0.24
3
0.3
0.3
0.3
…
分析论证:电路中ABC三点的电流相等,即 。
实验结论:串联电路中电流处处相等,即 。
交流与反思
(1)记录数据要真实,不得随意修改实验数据,在误差允许范围内得出结论;
(2)同一次实验过程中,每盏小灯泡的亮度可能不同,甚至有的小灯泡不亮,但这不能说明各处电流不相等,因为各小灯泡的规格不同。
实验操作中应注意的事项
(1)首先画好电路图,在根据电路图连接实物图;
(2)在连接实物图过程中,开关应属于 位置;
(3)连接电流表时,要使电流从 柱流入,从 柱流出;
(4)根据估测的电流大小选择电流表的 ,若不能事先估计被测电流的大小,连接好电路,检查无误后,采用 的方法来选择合适的量程;
(5)读数要客观、准确,视线与刻度盘 ,且要正对刻度线,读数并记录完毕后断开开关,切断 ,整理好器材。
2.探究并联电路的电流规律
【实验目的】探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
【实验器材】两节干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线。
【实验电路】电路图:
【实验步骤】实验步骤:a、断开开关,如图乙所示连接电路;b、把电流表接在干路上的A点,记下电流表的示数IA;c、把电流表分别改接在支路中的B、C处,分别测出两处电流IB、IC。
【实验表格】实验表格:
A点的电流IA
B点的电流IB
C点的电流IC
第一次测量
第二次测量
【实验结论】实验结论:并联电路的电流规律IA=IB+IC。
【考向点拨】
1.实验方法: ;
2.多次测量的目的: ;
3.电流规律: ;
4.电流表的连接: ;
5.电流表量程的选择: ;
6.更换不同小灯泡的目的: ;
7.各支路电流是否相同: 。
电压和电阻
必背知识清单01 基本概念
一、【电压】
1. 使电路中自由电荷定向移动形成 , 是提供电压的装置。
2.电压的符号是 ,单位为 (伏、V)。比伏特大的有千伏(kV),比伏特小的有毫伏(mV),1kV= V,1 V= mV,1kV= mV。
二、【电阻】
1.电阻:导体对电流的 叫电阻。符号是 ,单位是 ,简称为欧,符号是 ,比欧姆大的单位还有兆欧(MΩ)和千欧(kΩ)。
1MΩ=103kΩ,1 kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω
2.常见导体的导电 从小到大排列,分别是:银、铜、铝、钨、铁、锰铜合金、镍铬合金等。
3.在电路中,要经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器,也叫做 ,简称电阻,在电路图中用表示。
三、【变阻器】
1.滑动变阻器:电路符号: ;变阻器应与被控制的用电器 。
2原理:通过改变接入电路中电阻线的 改变电阻,从而改变电路中的 和 ,有时还起到 的作用。
3.铭牌:例如某滑动变阻器标有“50Ω 1A”的字样,表明该滑动变阻器的 为50Ω,允许通过的 1A。
必背知识清单02 知识点
一、【电压】
1.电压:要在一段电路中产生电流,它的 就要有电压。
2.电压表:测量电路两端电压的仪表叫 ,符号为,其内阻 ,接入电路上相当于 。
3.电压表的表盘:
量程
使用接线柱*
表盘上刻度位置
大格代表值
小格代表值
0~3V
“-”和“3”
下一行
1V
0.1V
0~15V
“-”和“15”
上一行
5V
0.5V
在0~15V量程读出的示数是指针指向相同位置时,在0~3V量程上读出的示数的5倍。
部分电压表的三个接线柱是“+”、“3”和“15”。这时“3”和“15”是负接线柱,电流要从“+”流入,再从“3”和“15”流出。
4.正确使用电压表的规则:
(1)电压表必须和被测的用电器 。如果与被测用电器串联,会因为电压表内阻 ,此段电路 而无法测此用电器两段的电压。如果被测用电器在支路上,这时电压表测的是 端的电压;如果被测用电器在干路上,则整个电路便成 了,这时电压表测的是 电压。
(2)“+”“-”接线柱的接法要正确,必须使电流从“ ”接线柱 电压表,从“ ”接线柱 来。否则电压表的指针会 。
(3)被测电压不能超过电压表 。若不能预先估计待测电压的大小时,应选用最大量程进行 。
若被测电压超过电压表的量程将使指针转出刻度范围把指针 或把电压表 。若指针偏转超过最大值则应断开开关检查;如果指针偏转幅度太小(小于3V),会影响读数的准确性,应选用 档。
(4)电压表的两个接线柱可以直接连到电源的 上,此时测得的是电源的 。
(5)使用电表前,如果指针不指零,可调整中央 使指针调零。
(6)常见的电压:家庭电路电压—— ;对人体安全的电压——不高于 ; 一节干电池的电压—— ;每节铅蓄电池电压—— 。
5.电池组电压特点:①串联电池组的电压等于每节电池电压 ;②并联电池组的电压跟每节电池的电压 。
二、【电阻】
1.电阻大小的影响因素:导体的电阻是导体本身的一种 ,它的大小决定于导体的 、 (L)和 (S),还与 有关。与导体是否 电路、是否 ,及它的 、 等因素无关。
2.①导体材料不同,在长度和横截面积相同时,电阻也一般 ;②在材料和横截面积相同时,导体越长,电阻 ;③在材料和长度相同时,导体的横截面积越小,电阻 ;④导体的电阻与导体的 有关。对大多数导体来说,温度 ,电阻 。只有极少数导体电阻随温度的升高而减小(例如玻璃)。
3.①将粗细均匀的导体均匀 n倍,则电阻变为原来的 倍;②将粗细均匀的导体折成等长的n段并在一起使用,则电阻变为原来的( )倍。
三、【变阻器】
1.使用滑动变阻器的注意事项:
①接线时必须遵循“ ”的原则;
②如果选择“ ”( 如图中的A、B两个接线柱),则滑动变阻器的阻值接近于0,相当于接入一段导线;
③如果选择“ ”(如图中的C、D两个接线柱),则滑动变阻器的阻值将是最大值且不能改变,相当于接入一段 。
④当所选择的下方接线柱(电阻丝两端的接线柱)在 ,滑动变阻器接入电路的有效电阻就在 。(例如:A和B相当于同一个接线柱。即选用AC、BC或AD、BD是等效的。选用C接线柱时,滑片P向左移动,滑动变阻器的电阻值将减小;选用D接线柱时,滑片P向左移动,滑动变阻器的电阻值将增大。)
⑤滑片距离下侧已经接线的接线柱 ,连入电路中的电阻 。
2.电阻箱:电阻箱是一种能够表示连入电路的 的变阻器。
电阻箱的读数方法:各旋盘对应的指示点(Δ)的 乘面板上标记的 ,然后加在一起,就是接入电路的阻值。
3.滑动变阻器与电阻箱的比较:
相同点:滑动变阻器和电阻箱都能起到 电阻,从而改变电路中的 和 的作用。
不同点:①滑动变阻器有4种接法,电阻箱只有1种接法;②电阻箱能 读出连入电路的阻值,而滑动变阻器 读数;③滑动变阻器能够 连入电路的电阻,而电阻箱不能 改变连入电路的电阻。
必背知识清单03 实验探究
1.探究串联电路的电压规律
【实验目的】探究串联电路中电压的规律
【猜想与假设】①串联电路中各部分电路两端的电压相等;②串联电路中各部分电路两端的电压之和等于总电压。
【实验器材】两节干电池,六只小灯泡(其中第二次实验用的两只相同),1只电压表,一只开关,导线若干。
【实验步骤】(1)分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点,B、C两点,A、C两点间测量电压,看看它们之间有什么关系。
(2)换上另外四只灯泡,再测两次,看看是否还有同样的关系。
三次测量的电路图分别如图所示:
【实验表格】按上述要求进行实验,实验记录如下表所示。
实验序号
A、B间电压U1/V
B、C间电压U2/V
A、C间电压U/V
1
1.4
1.6
3
2
1.5
1.5
3
3
1.8
1.2
3
【分析论证】从实验过程和实验记录中可以看出,两灯泡的规格相同时,U1=U2;当两灯泡的规格不相同时,U1≠U2,但都满足 。
串联电路两端的 等于各部分电路两端的电压 ,即U=U1+U2。
【交流与评估】回顾以上操作,看看是否存在不妥的地方:读数时是否实事求是?更换灯泡时是否换用了不同规格的?如果这些因素在实验中都作了充分的考虑,实验的结果应该是可靠的,各小组把实验结果写成实验报告,并在班上进行交流和讨论。
【考向点拨】
1.连接电路时,开关应处于什么状态: ;
2.电路连接: ;
3.电压表的连接: ;
4.电压表的路程选择: ;
5.电路故障的判断: ;
6.如果电压表量程选择过大,会出现: ;
7.电压表的使用前应: ;
8.测量电压时,电压表应: ;
9.多次测量的目的: ;
10.更换小灯泡的目的: 。
2.探究影响电阻大小的因素
【实验目的】探究影响导体电阻大小的因素。
【实验器材】电流表、小灯泡、不同规格电阻丝(A-镍铬合金丝、B-截面相同较长镍铬合金丝、C-与A长度相同较粗镍铬合金丝、D-与A长度相同截面相同的锰铜合金丝)、导线若干、开关、电池等。
【实验步骤】一、按图连接电路。
二、把A镍铬合金丝接入电路,闭合开关,测量电路电流,并观察小灯泡亮度,结果记入表格。
三、把截面相同较长的镍铬合金丝B接入电路,闭合开关,测量电路电流,并观察小灯泡亮度,结果接入表格。
四、把长度相同,截面较粗的镍铬合金丝C接入电路,闭合开关,测量电路电流,并观察小灯泡亮度,结果接入表格。
五、把长度相同,截面相同的锰铜合金丝D接入电路,闭合开关,测量电路电流,并观察小灯泡亮度,结果接入表格。
【实验表格】
电阻类型
规格(与A比较)
电流/A
小灯泡亮度
镍铬合金丝A
—
—
镍铬合金丝B
截面相同、长度较长
较暗
镍铬合金丝C
截面较粗、长度相同
较亮
锰铜合金丝D
截面与长度均相同、材料不同
较亮
【实验结论】(1)材料相同、截面相同的导体,电阻与 有关,长度 ,电阻 ;
(2)材料相同、长度相同的导体,电阻与 有关,截面 ,电阻 ;
(3)长度相同、截面相同的导体,电阻与 有关。
【考向点拨】
1.导线长度与电流关系: ;
2.电流表示数: ;
3.实验方法: ;
4.A、B之间探究的是: ;
5.A、C之间探究的是: ;
6.A、D之间探究的是: ;
7.灯泡亮度与什么有关: ;
8.补充电路: ;
9.同一种导体电阻与温度的关系: ;
10.实验中,要控制 不变;
11.导体的电阻与电压和电流无关,因为: 。
欧姆定律
必背知识清单01 知识点
一、【欧姆定律】
1.欧姆定律
(1)内容:导体中的 ,跟导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成 。
(2)公式: ,导出式: 。
其中:U—电压,单位: (V);R—电阻,单位: (Ω);I—电流,单位: (A)。
2.使用欧姆定律时需注意
不能被理解为导体的电阻跟这段导体两端的 成 ,跟导体中的 成 。因为电阻是导体本身的一种 ,它的大小决定于导体的 、 、 和 ,其大小跟导体的电流和电压 。人们只能是利用这一公式来测量计算导体的电阻而已。
二、【欧姆定律及其应用】
1.电阻的串联和并联电路规律的比较
串联电路
并联电路
电流特点
串联电路中各处电流
并联电路的干路电流等于各支路电流
电压特点
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压
并联电路中,各支路两端的电压 ,且都等于电源电压
电阻特点
串联电路的 ,等于各串联电阻
;
若有n个相同的电阻R0串联,则总电阻为;
把几个导体串联起来相当于增大了导体的 ,所以总电阻比任何一个串联分电阻 。
并联电阻中总电阻的 ,等于各并联电路的倒数 ;
若只有两个电阻R1和R2并联,则总电阻R总=;
若有n个相同的电阻R0并联,则总电阻为 ;
把几个电阻并联起来相当于增加了导体的 ,所以并联总电阻比每一个并联分电阻 。
分配特点
串联电路中,电压的分配与电阻成 =
并联电路中,电流的分配与电阻成 =
电路作用
2.电路(串联、并联)中某个电阻阻值 ,则总电阻随着 ;某个电阻阻值 ,则总电阻随着 。
必背知识清单02 实验探究
1.探究电流与电压的规律
【实验目的】电流与电压有什么关系
【猜想与假设】电流与电压成正比。
【设计实验】因电流与电压、电阻均有关系,我们要研究电流与电压的关系,应该采用 。即保持 不变,改变电阻两端的 ,研究电流与 的关系。
【实验器材】电流表、电压表、定值电阻(2个)滑动变阻器、电源开关、导线。
【实验电流】如图。
【实验内容】(1)按图连好电路,注意连接时开关要 ,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值 ,实物图如下所示。
(2)保持电阻R1=5不变,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别为1V、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。
R1=5Ω
次数
电压U/V
电流I/A
1
1
0.2
2
2
0.4
3
3
0.6
改变电阻,使R2=10不变,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别为1V、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。
R2=10Ω
次数
电压U/V
电流I/A
1
1
0.1
2
2
0.2
3
3
0.3
(3)根据数据画出I-U图像。
(4)得出结论:在电阻不变时,通过导体的电流和导体两端的电压成 。
要点诠释:
1.任何电学实验,在闭合开关之前,滑动变阻器应调节到阻值 ,这样可以 。
2.本实验中滑动变阻器的作用有两点:① ;②改变定值电阻两端的 。
3.如果只凭一组数据,就得出电流与电压成正比的结论,缺乏 ,所以本实验用 的电阻,重复实验操作,这样得出的数据更具普遍性。
4.要会根据I-U图,判断电阻值的大小。
如图,通过相同的电流时,UB>UA,所以RB>RA。
【考向点拨】
1.探究方法: ;
2.探究电流与电压关系时: ;
3.连接电路前应注意哪些问题: ;
4.探究电流与电压关系时,变阻器的作用: ;
5.完善表格,填入正确值: ;
6.多次测量目的: ;
7.补充实验电路: ;
8.电路连接改错: ;
9.连接电路时: ;
10.在电阻一定时,导体电流与导体两端电压的关系: 。
2.探究电流与电阻的关系
【实验目的】探究电流与电阻的关系
【提出问题】电流和电阻之间有什么样的关系?
【猜想与假设】电流与电阻成反比。
【设计实验】仍使用控制变量法,即保持定值电阻两端的 ,研究电压不变时,电流与 的关系。
电路图:
【实验过程】
(1)按图接好电路。注意连接时开关要 ,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值 ,实物图如下所示。
(2)分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数保持3V不变,分别记下电流表的示数,填入表格。
U=3V
次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5Ω
0.6
2
10Ω
0.3
3
15Ω
0.2
(3)根据数据画出I-R图像。
【实验结论】电压一定时,电流与电阻成 。
【考向点拨】
1.探究方法: ;
2.探究电流与电阻关系时: ;
3.连接电路前应注意哪些问题:
4.探究电流与电阻关系时,变阻器的作用: ;
5.完善表格,填入正确值: ;
6.多次测量目的: ;
7.补充实验电路: ;
8.电路连接改错: ;
9.连接电路时: ;
10.变阻器的连接时: ;
11.在电阻一定时,导体电流与导体电阻的关系: 。
3.伏安法测电阻
【实验目的】测量未知电阻
【实验器材】电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、开关各一个,导线若干。
【实验原理】根据欧姆定律:,可知: ,只要能测出电阻R两端 和通过R的 ,根据公式即可计算出待测电阻R。
【实验步骤】一、根据给出的电路图,连接实物电路。
二、闭合开关,变阻器在较大位置时测量电流和电压,数据计入表格。
三、继续调节滑动变阻器,重复上述试验三次,数据计入表格。
四、根据公式,求出每次试验电阻值,并计入表格。
五、计算待求电阻平均值。
六、试验表格
试验次数
电压/V
电流/A
待求电阻Rx/ῼ
平均值Rx/ῼ
1
2
3
七、整理器材。
【考向点拨】
1.补充电路: ;
2.测量前变阻器的位置、目的: ;
3.变阻器连接要求: ;
4.实验前开关状态: ;
5.补充测量数据: ;
6.小灯泡电阻测量结果相差较大原因: ;
7.电路故障分析: ;
8.电流表、电压表反偏: ;
9.分析测量数据求电阻: ;
10.测量结果误差较大原因: ;
11.电流表对测量误差的影响: 。
1.分子间作用力
(1)固体中分子之间的距离小,相互作用力很大,分子只能在一定的位置附近振动,所以既有一定的体积,又有一定的形状。
(2)液体中分子之间的距离较小,相互作用力较大,以分子群的形态存在,分子可在某个位置附近振动,分子群却可以相互滑过,所以液体有一定的体积,但有流动性,形状随容器而变化。
(3)气体分子间的距离很大,相互作用力很小,每一个分子几乎都可以自由运动.所以气体既没有固定的体积,也没有同定的形状,可以充满能够达到的整个空间。
(4)同体物质很难被拉伸,是因为分子间存在着引力的缘故;液体很难被压缩,是因为分子间存在着斥力的原因。液体能保持一定的体积是因为分子间存在着引力的原因。
2. 对热量认识的三个误区
(1)热量是能量转移多少的量度,是一个过程量,它存在于热传递的过程中,只有发生了热传递,有了能量的转移,才能讨论热量问题,离开热传递谈热量也就没有了意义。
(2)热量只能有“吸收”或“放出”来表述,而不能用“具有”或“含有”来表述,不能说某物体含有或具有多少热量,只能说物体吸收或放出了多少热量。
(3)吸收或放出热量的多少与物体内能的多少、温度的高低没有关系。
3. 温度、热量、内能的两个“一定”和四个“不一定”
(1)两个“一定”
①物体的温度升高(或降低)时,其内能一定增加(或减少)。
②在热传递过程中,物体从外界吸收热量,温度可能不变,但内能一定增加。
(2)四个“不一定”
①一个物体的内能增加(或减少)时,其温度不一定升高(或降低),如晶体的熔化(或凝固)过程。
②一个物体的内能增加(或减少)时,不一定是因为吸收(或放出)热量,也可能是对物体做功(或物体对外界做功)。
③一个物体吸收(或放出)热量时,内能增加(或减少),其温度不一定升高(或降低),如晶体的熔化(或凝固)过程。
④一个物体温度升高(或降低)时,不一定是因为吸收(或放出)热量,也可能是因为做功,如摩擦生热(或物体对外界做功)。
4. 电压和电流的概念理解
电压是形成电流的原因。电路中有电流,电路两端一定有电压;电路两端有电压,电路中却不一定有电流。
5.对电阻电阻的决定因素的理解
导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积等因素有关,与导体是否通电、导体两端电压的高低、通过导体的电流大小等因素无关。即使导体两端的电压为零,导体的电阻也仍然存在,且大小不变。
6..电流与电压和电阻关系的表述
1、电阻是导体本身的一种性质,其大小只与材料、长度、横截面积、温度有关。不要错误的认为电阻与电压成正比,电阻与电流成反比。
2、电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比,电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍。
7.串、并联电路中电流和电阻的特点
解答电学问题时,应先识别电路的连接方式,再根据串联或并联电路的不同特点进行分析。在解题过程中,一定要分清串、并联电路中电流、电压、电阻的特点,不要混淆。
8.测电阻实验中多次测量数据的处理方式
1、伏安法测定值电阻阻值的实验中,因为定值电阻的阻值是不变的,为了减小误差应该多次测量求平均值。
2、伏安法测小灯泡电阻的实验中,因为小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以不能求多次测量数据的平均值。
9.对并联电路中总电阻的理解
在并联电路中,总电阻与分电阻的关系:总电阻的倒数等于分电阻的倒数之和,且总电阻小于任何一个分电阻。并联分流规律:在并联电路中,电压相同,电流与电阻成反比,即。
1.扩散现象的认识和理解:
(1)扩散现象只能发生在不同的物质之间,同种物质之间不能发生扩散现象;
(2)不同物质只有相互接触时,才能发生扩散现象,没有相互接触的物质,是不会发生扩散现象的;
(3)扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方,而不是单一的某种物质的分子进入另一种物质;
(4)气体、液体和固体之间都可以发生扩散现象,不同状态的物质之间也可以发生。
2. 不是“炙热”的物体才有内能
(1)任何物体在任何情况下都有内能,不只是“炙热”的物体才有内能;
(2)影响物体内能大小的因素有温度、质量、体积、状态、物质的种类,仅根据其中某一因素无法判断内能的大小。
3.内能与机械能完全不同:
(1)内能是微观和统计上的概念,而机械能是宏观上的概念;机械能与宏观物体的机械运动对应,内能与微观的热运动对应;
(2)机械能与物体的质量、速度、高度、弹性形变程度等有关;内能只与物体内分子热运动和分子间的相互作用有关。
4.验电器
(1)判断物体带电情况的“斥定吸不定”原则
“斥定”:从电荷的角度来说,两个物体相互排斥时,两个物体一定带同种电荷;
“吸不定”:两个物体相互吸引时,两个物体可能带异种电荷,也可能是一个物体带电,另一个物体不带电。
(2)验电器的工作原理:解答此类问题的关键是判断两物体相互接触时电子转移的方向,一般有两种情况:
1)带负电的物体上电子转移到了带正电物体或不带电的物体;2)不带电的物体上的电子转移到了带正电的物体。
(3)用验电器判断物体带电
两个带异种电荷的物体相互接触时,如果所带电荷量相等,这时正、负电荷完全抵消;如果电荷量不相等,有一种电荷被完全抵消后,两个物体会带同种电荷,电荷的电性由原来带电荷量多的物体电性决定。
5. 设计电路的一般方法
1.根据用电器工作时彼此独立还是互相影响。确认电路的基本连接形式是串联还是并联;
2.根据开关对用电器的控制要求,确定开关的位置,在干路上还是在支路上;
3.画出草图,根据设计要求进行检验,不符合的地方进行修改;
4.整理并画出规范的设计电路图。
6. 滑动变阻器
(1)滑动变阻器的连接:1)将滑动变阻器接入电路,关键是确定其下接线柱的连接点,上接线柱无论接在哪一点,都相对于接在滑片上;2)要使接入电路的电阻变小,下接线柱要接在滑片移向的那一端。
(2)一上一下,决定在下:1)明确滑动变阻器哪两个接线柱接入电路,找到接线下接线柱;2)根据滑片位置的变化,判断滑片是远离还是靠近该“下接线柱”;3)若远离,则接入电阻变大;若靠近,则接入电阻变小。
(3)滑动变阻器的接法一般有以下三种:1)断路式接法:如图甲所示,滑动变阻器右边的电阻丝被断路;2)短路式接法:如图乙所示,滑动变阻器右边电阻丝被短路;3)混连式接法:如图丙所示,该接法的优点是可通过移动划片,使用电器(图中的小灯泡)两端电压最小为零。
7. 应用欧姆定律计算的一般方法:
(1)首先应熟练掌握欧姆定律的内容及变形公式;
(2)然后对具体电路进行分析,确定电路的特点(分析时电压表相当于断路,电流表相当于一条导线);
(3)在图中标出已知量和未知量,找出各个物理量之间的联系;
(4)最后根据串、并联电路中电流、电压的特点分析解答。
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