初中八年级物理第五章.docx
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初中八年级物理第五章
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第五章 电流和电路
一、 电荷
电荷:
物体有了吸引轻小物体的性质,我们说物体带了电,或带了电荷。
摩擦起电:
摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象。
○摩擦起电的原因:
在摩擦过程中,电子会从一个物体转移到另一物体,得到电子的物体因有多余的电子带上负电荷,失去电子的物体因缺少电子而带上等量的正电荷。
两种电荷:
1、正电荷:
被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷。
2、负电荷:
被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫负正电荷。
电荷作用规律:
同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
验电器:
结构:
金属球、金属杆、金属箔。
作用:
检验物体是否带电。
原理:
同种电荷互相排斥。
检验物体是否带电的方法:
1、是看它能否吸引轻小物体,如能则带电;2、是利用验电器,用物体接触验电器的金属球,如果金属箔张开则带电。
电荷量:
电荷的多少叫做电荷量;单位:
库仑,符号:
C。
元电荷:
电子(汤姆生发现)是带有负电最小电荷的粒子,人们把最小电荷叫元元电荷。
e=1.6×10-19 C。
导体;善于导电的物体。
如:
金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液、石墨等。
导体导电原因:
导体中有能够自由移动的电荷。
(金属中导电的是自由电子)
绝缘体:
不善于导电的物体〉如:
橡胶、陶瓷、塑料、干燥的空气、油等。
绝缘体绝缘的原因:
电荷几乎都被束缚在原子范围内,不能自由移动。
二、 电流和电路
电流:
电荷的定向移动形成电流。
(金属导体中发生定向移动的是自由电子)
电流方向:
正电荷(定向)移动的方向为电流方向。
(金属导体中电流方向跟自由电子定向移动的方向相反)
电路中电流:
电路闭合时,在电源外部,电流方向是从电源正极经过用电器流向负极。
电路构成:
1、电源:
提供电能的装置,把其他形式的能转化为电能。
如:
发电机、电池。
2、用电器:
消耗电能的装置,把电能转化为其他形式的能。
3、开关:
控制电路的通断。
4、导线:
连接电路输送电能。
电路图:
用符号表示电路连接情况的图。
二极管具有单向导电性(发光二极管还可发光)。
三、 串联和并联
串联:
1、连接特点:
逐个顺次,首尾相接。
2、电流路径:
只有一个。
3、开关作用:
能同时控制所有的用电器,开关位置变了控制作用不变。
4、用电器工作:
互相影响。
并联:
1、连接特点:
并列连接,首首尾尾。
2、电流路径:
至少2个。
3、开关作用:
干路:
总开关,控制整个电路。
支路:
只控制本支路。
4、用电器工作:
互不影响。
四、 电流的强弱
电流表示电流的强弱。
单位:
安培(A)、毫安(mA)、微安(μA);
1A=1000mA,1mA=1000μA。
电流表:
1、测量电流。
2、两个量程:
0---0.6A(大格0.2A,小格0.02A)0---3A(大格1A,小格0.1A)。
使用:
1、电流表要串联在被测电路中;2、接线柱的接法要正确,电流从“+”接线柱流入,从“—”接线柱流出。
3、被测电流不要超过电流表的量程;不确定时用大量程试触。
4、绝对不允许不经过用电器把电流表直接接到电源两极上。
五、 探究串、并联电路的电流规律
串联电路中各处的电流相等。
并联电路中,干路中的电流等于各支路的电流之和。
第六章 电压电阻
一、电压
电压:
一段电路中产生电流,它的两端就要有电压(电压是使电路中的自由电荷发生定向移动形成电流的原因)。
电源提供电压,电压形成电流。
(有电流一定有电压,有电压不一定有电流)
电压物理量的符号:
U。
单位:
伏(V)、千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。
1kV=103V;1V=103mV;1mV=103μV.
常见电压值:
干电池:
1.5V;家庭电路:
220V;手机:
3.6V;铅蓄电池:
2V;安全电压:
不高于36V。
电压表:
测量电压(分析电路时,电压表所在的位置相当于断路)。
量程:
0-3V(大格:
1V,小格:
0.1V)
0-15V(大格:
5V,小格:
0.5V)。
使用:
1、电压表要并联在电路中;2、电流要从“+”接线柱流入,从“—”接线柱流出;3、不要超过电压表的量程。
(用大量程试触,不超小量程,用小量程测量)
二、探究串、并联电路的电压的规律
电池的串联:
串联电池组的电压等于各节电池的电压之和。
电池的并联:
并联电池组的电压等于每节电池的电压。
串联电路的电压:
串联电路中,各部分电路的电压之和等于总电压。
并联电路的电压:
并联电路中,各支路两端的电压相等。
电池的能量转化:
化学能转化为电能。
(化学电池)
防止废电池对环境的危害:
1、使用优质电池;2、回收废旧电池;3、不要随意丢弃旧电池。
三、电阻
电阻:
表示导体对电流阻碍作用的大小。
(导体对电流的阻碍作用越大,电阻就越大,通过导体的电流就越小)。
物理量符号:
R。
单位:
欧姆(Ω);常用的单位有:
兆欧(MΩ)、千欧(KΩ)。
1 MΩ=103 KΩ; 1 KΩ=103Ω。
决定电阻大小的因素:
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度(大部分材料温度升高,电阻变大)。
(导体的电阻的大小和长度成正比,和横截面积成反比)。
(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)。
控制变量法:
物理中对于多个因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
四、变阻器
滑动变阻器:
结构:
(电阻丝、绝缘管、滑片、接线柱等)
原理:
:
改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流的。
作用:
改变电路中的电流和电压;对电路起保护作用。
铭牌:
例如一个滑动变阻器标有“50Ω2A”表示的意义是:
最大阻值是50Ω,允许通过的最大电流是2A。
正确使用:
(1)、应串联在电路中使用;
(2)、接线要“一上一下”(不能同时用上面的两个接线柱【相当于导线】和同时用下面的两个接线柱【相当于一个定值电阻】;(3)、闭合开关前应把阻值调至最大的地方(电流最小的位置)【对电路起保护作用】
第七章 欧姆定律
一、探究电阻上的电流根两端电压的关系
试验探究方法:
控制变量法
电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
二、欧姆定律及其应用
欧姆定律:
导体中电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
公式:
( )。
式中单位:
I→安(A);U→伏(V);R→欧(Ω)。
公式的理解:
①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中;②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量;③计算时单位要统一。
欧姆定律的应用:
同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大。
(R=U/I)
当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小。
(I=U/R)
当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大。
(U=IR)
电阻的串联有以下几个特点:
(指R1,R2串联)
电流:
I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等)
电压:
U=U1+U2(总电压等于各部分电路的电压之和)
电阻:
R=R1+R2(总电阻等于各电阻之和),串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。
如果n个阻值相同的电阻串联,则有R总=nR
分压作用:
= ;
电阻的并联有以下几个特点:
(指R1,R2并联)
电流:
I=I1+I2(干路电流等于各支路电流之和)
电压:
U=U1=U2(干路电压等于各支路电压)
电阻:
(总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数的和),并联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。
如果n个阻值相同的电阻并联,则有R总= R
分流作用:
;
三、测量小灯泡的电阻
实验原理:
欧姆定律(R=U/I)。
(导体的电阻大小与电压、电流无关)
实验电路:
实验步骤:
1、画出实验电路图;2、连接电路;(连接过程中,开关断开;闭合开关前,滑动变阻器滑片滑到电阻最大位置;合理选择电压表和电流表的量程)。
3、从额定电压开始,逐次降低加在灯两端的电压,获得几组电压值和电流值(多次测量求平均值可减小实验误差);4、算出电阻值;5、分析实验数据中电阻值变小的原因:
灯丝电阻受到了温度的影响,通过灯丝的电流越大,灯丝温度越高,电阻越大。
四、欧姆定律和安全用电
电压越高越危险:
根据欧姆定律,导体中的电流的大小跟导体两端的电压成正比;人体也是导体,电压越高,通过的电流就越大,达到一定程度就很危险了。
不能用湿手摸电器:
对人体来说,比较潮湿的时候电阻小,发生触电时通过人体的电流会很大;另外,用湿手摸电器,易使水流入电器内,使人体和电源相连。
注意防雷:
雷电是大气中一种剧烈的放电现象,放电时,电压和电流极大,放出巨大的热量和引起空气的振动。
防雷要安避雷针。
断路:
某处断开,没有接通的电路。
短路:
电路中两点不该连的两点连到一起的现象。
由于电线的电阻很小,电源短路时电流会非常大,会损坏电源和导线。
第八章 电功率
一、电能
电能是一种能量。
如:
电灯发光:
电能→光能;电动机转动:
电能→动能;电饭锅工作:
电能→热能。
电能的单位:
J,KWh。
1kWh=3.6×106J。
电能表:
测用户消耗的电能(电功),
几个重要参数:
“220V”:
这个电能表应接在220V的电路中使用。
10(20)A:
标定电流为10A,短时间电流允许大些,但不能超过20A。
(例子,不同电能表不同)
50H600revs/kwh:
接在电能表上的用电器,每消耗1kwh的电能,电能表的转盘转600转。
电功:
电流做的功,等于用电器消耗的电能。
Z:
电能表接在50HZ的电路中使用。
二、电功率 电功率(P):
表示消耗电能的快慢,用电器在单位时间消耗的电能。
单位:
w, kw;1kw=103w.
电功率公式:
(式中单位P→瓦(w);W→焦(J);t→秒(S);U→伏(V); I→安(A)。
计算时单位要统一,①如果W用J、t用S,则P的单位是W;②如果W用KWh、t用h,则P的单位是kw。
Kwh的意义:
功率为1kw的用电器使用1h所消耗的电能。
计算电功率还可用公式:
P=I2R和P=U2/R
额定电压(U0):
用电器正常工作的电压。
额定功率(P0):
用电器在额定电压下的功率。
实际电压(U):
实际加在用电器两端的电压。
实际功率(P):
用电器在实际电压下的功率。
灯泡的亮度由实际电功率决定。
当U > U0时,则P > P0 ;灯很亮,易烧坏。
当U < U0时,则P < P0 ;灯很暗,
当U = U0时,则P = P0 ;正常发光。
同一个电阻或灯炮,接在不同的电压下使用,则有 。
三、测量小灯泡的电功率
实验原理:
P=UI.
实验电路:
(同测电阻)
实验步骤:
1、画出实验电路图;2、连接电路(同测小灯泡电阻)3、闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为小灯泡的额定电压,读出电流表的读数,观察灯泡发光情况;4、使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍,观察灯泡的亮度,测出它的功率;5、使小灯泡两端的电压低于额定电压(约0.8倍),观察小灯泡的亮度,测出它的功率。
注:
实验时,电源电压要高于灯泡的额定电压。
四、电与热
电流的热效应:
电流通过导体时电能转化成热的现象。
焦耳定律:
电流通过导体产生的热量跟电流
的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟
通电时间成正比。
注:
不要单纯认为电阻越大,在相同时间内放热越多。
焦耳定律公式:
Q=I2Rt ,(式中单位Q→J;
I→A;R→Ω;t→S。
)
当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热
量(电热),则有W=Q,可用电功公式来计算Q。
(如电热器,电阻就是这样的。
)Q=UIt;Q=U2t/R。
电热的利用:
加热(电饭锅、电熨斗)
电热的防止:
温度过高,损坏电器、引起火灾(散热窗、散热片、散热风扇)
(串联)
(并联)
五、电功率和安全用电
电流过大的危害:
烧保险丝、甚至引起火灾。
电流过大的原因:
1、短路;2、用电器总功率过大。
保险丝:
保险丝是用铅锑合金制作的,电阻比较大,熔点比较低(材料特点)。
当电流过大时,它的温度升高而熔断,切断电路,起到保护电路的作用。
(作用)
空气开关:
当电流过大时,开关中的电磁铁起作用,开关断开,切断电路。
注意:
1、不能用铜丝、铁丝等代替保险丝。
2、当电路中的保险装置切断时,不要急于更换保险丝或使空气开关复位,要先找出故障的原因,排除故障之后再恢复供电。
六、生活用电常识
家庭电路的组成:
火线与零线→电能表→总开关→保险装置(保险丝或空气开关)→插座、用电器、开关等。
电源:
发电厂发出的220V交流电,有两根电线。
火线:
相对于大地(零线)有220V的电压。
零线:
在发电厂接地,在户外接地。
电能表:
计量用户消耗电能的多少;单位是千瓦时(kwh),两次读数之差就是这段时间消耗电能的多少。
总开关:
为检修更换电路的安全。
(空气开关还能起到保险作用)
保险装置:
保险丝(盒)→电流过大时熔断,切断电路。
空气开关→电流过大时跳闸,切断电路。
三线插头(座):
一线接火线(L),一线接零线(N),另一线(E)接用电器的外壳(大地);为安全用电。
注:
家庭电路中各用电器都是并联(包括插座),被控制的用电器和开关是串联的。
试电笔:
作用→辨别火线、零线。
使用→手指按住笔卡,用笔尖接触被测得导线,发光的是火线。
触电:
1、单线触电:
站在地上的人接触到火线。
2、人同时接触到火线和零线。
触电的急救:
首先切断电源;再救触电的人。
第九章 电与磁
一、磁现象
我国最早的指南针→司南。
磁性:
磁铁吸引铁、钴、镍等物质的性质。
磁体:
具有磁性的物体,磁体具有吸铁性和指向性。
磁极:
磁体上磁性最强的部分(两个磁极)。
南极:
自由转动的小磁针静止时指南(地理南极)的磁极(S);北极:
静止时指北的磁极(N)。
磁极间的相互作用:
同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。
磁化:
使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
二、磁场
磁场:
磁体(或电流)周围存在着看不见、摸不到的,能对磁体(或电流)产生力的作用的物质。
磁体周围存在着磁场,磁极间的相互作用就是通过磁场发生的。
磁场的基本性质:
对入其中的磁体产生磁力的作用。
磁场的方向:
在磁场中的某一点,小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。
磁感线:
描述磁场的强弱和方向而假想的带箭头曲线。
磁体周围的磁感线是从它北极出来,回到南极。
(磁感线是不存在的,用虚线表示,且不相交,磁体内部,磁感线是从南极到北极)磁场中某点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极指的方向相同。
地磁场:
地球周围空间存在的磁场。
地磁的北极在地理位置的南极附近;而地磁的
南极则在地理位置的北极附近。
(地磁的南北极与地理的南北极并不重合,它们的交角称磁偏角,这是我国学者:
沈括最早记述这一现象。
)
三、电生磁
奥斯特(丹麦)最先发现电流的磁效应。
电流的磁效应:
通电导线的周围存在磁场,磁场的方向跟电流的方向有关。
通电螺线管的磁场:
(做成螺线管【线圈】,各条导线产生的磁场叠加一起,磁场就会强很多)。
1、通电螺线管外部的磁场和条形磁铁一样。
2、安培定则:
用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极(N极)。
四、电磁铁
电磁铁:
通电时有磁性,断电时没有磁性(内部带铁芯)的螺线管。
电磁铁的原理:
电流的磁效应(铁芯被磁化,铁芯和线圈磁场的共同作用)。
决定电磁铁磁性强弱的因素:
1、内部是否有铁芯;有铁芯,磁性强。
2、电流大小;外形一定,匝数相同,电流越大,磁性越强。
3、线圈匝数;外形一定,电流相同,匝数越多,磁性越强。
电磁铁的特点:
①磁性的有无可由电流的通断来控制;②磁性的强弱可由改变电流大小和线圈的匝数来调节;③磁极可由电流方向来改变。
五、电磁继电器 扬声器
电磁继电器:
实质上是一个利用电磁铁来控制工作电路通断的开关。
它利用低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流的电路的装置。
工作电路:
由低压控制电路(低压电源、电磁铁等组成)和高压工作电路(电磁继电器触点、高压电源、用电器)组成。
用途:
可实现远距离操作,还可实现自动控制。
扬声器:
原理:
把电信号转化成声信号。
构造:
永久磁体、线圈、锥形纸盆。
发声过程:
线圈中有电流通过时,线圈将受到永久磁铁的吸引或排斥,线圈就不断地来回振动,带动纸盆发声。
六、电动机
磁场对电流的作用:
通电导体在磁场中要受到力的作用(电动机原理),力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。
(电流方向或磁感线的方向改变时,通电导线的受力方向改变)
电动机构造:
转子(转动的部分)、定子(固定不动的部分)、换向器。
能量转化:
电能→动能。
换向器的构造:
两(多)个铜半环跟电动机线圈相连,彼此绝缘。
换向器的作用:
当线圈转过平衡位置后,自动改变线圈中电流的方向,使线圈连续转动。
电动机种类:
直流电动机、交流电动机。
电动机优点:
构造简单、控制方便、体积小、效率高、无污染。
七、磁生电
法拉第(英)发现了电磁感应,进一步揭示了电与磁的联系。
电磁感应:
由于导体(闭合电路的一部分)在磁场中运动(切割磁感线)而产生电流的现象;产生的电流叫感应电流(感应电流的方向既跟导体的运动方向有关,又跟磁感线的方向有关)
发电机:
动能→电能。
(能量转化)
原理;电磁感应。
构造:
定子、转子。
交变电流:
(交流AC)电流的大小和方向不断地做周期性变化的电流。
直流:
电流的方向不发生变化。
频率:
电流1S内周期性变化的次数。
(我国电网的频率是50HZ)
发电机发电能量转化:
火力发电:
化学能→内能→动能→电能
水力发电:
动能→电能。
第十章 信息的传递
一、现代顺风耳-电话
1876年贝尔发明了电话。
电话的基本构造和原理:
最简单的电话又话筒和听筒组成,话筒和听筒之间连着一对电话线;话筒把声音转化为电流,电流沿着导线把信息传到远方,在另一端,电流使听筒的膜片振动,携带信息的电流又变成了声音。
电话交换机:
连接电话,提高线路利用率。
两种信号:
模拟信号和数字信号。
数字信号的优点:
抗干扰能力强;方便计算机处理;保密性好。
二、电磁波的海洋
电磁波:
迅速变化的电流周围存在电磁波,它可以传递信息。
电磁波的传播不需要介质;真空可传播。
C=λf.(c=3×108m/s)。
(λ电磁波的波长;单位m)。
(f为频率;单位HZ)。
1MHZ=103KHZ=106HZ。
无线电波:
频率在数百千赫至数百兆赫的那部分电磁波叫无线电波(传递各种信息)
可见光是电磁波大家族的一员。
微波炉:
利用微波使食物的分子在微波的作用下剧烈振动,使内能增加,温度升高。
三、广播、电视和移动通信
无线电广播信号的发射和接收:
话筒把声音信号转换成电信号,用调制器把它加载在高频电磁波上,再通过天线发射到空中。
接收机调谐选出特定频率的信号,通过电子线路把声音信号选出来,放大后送到扬声器,把电信号转换成声音。
电视的发射与接收与广播相似,既传播声音信号又传递图像信号。
移动电话的工作原理:
手机和基地台(站)进行无线电信号传输。
无绳电话的工作原理:
四、越来越宽的信息之路
无线电的频率越高,相同时间传输信息越多。
微波通信:
波长在10m-1mm,频率在30MHZ-3×105MHZ。
微波的性质接近光波,大致沿直线传播。
微波在传输过程中受地面阻挡,每隔一定的距离要建一个中继站进行“接力”。
卫星通信:
利用卫星做中继站;3颗卫星可覆盖全球。
光线通信:
让携带信息的激光在纤维里传播;激光的频率高,携带的信息量大。
网络通信:
把计算机连在一起,利用网络进行通信。
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- 初中 年级 物理 第五