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第十一章 简单机械和功 一、杠杆1什么是杠杆：在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒。支点：杠杆绕着转动的点“O”。 动力：使杠杆转动的力“F1”。阻力：阻碍杠杆转动的力“F2”。 动力臂：从支点到动力作用线的距离“L1”。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离“L2”。画力臂时，从支点到力的作用线作垂线，找出支点到垂足之间的距离即为力臂。2杠杆的平衡条件探究实验：调节（两端螺母使）杠杆在水平位置平衡：减小杠杆自重对实验的影响。在杠杆的两端分别挂上钩码和弹簧测力计，调节力的大小或作用点位置使杠杆仍然在水平位置平衡（目的是减小杠杆自重的影响并方便沿着杠杆测量力臂）。改变力或力臂的大小多测量几组数据，便于找出规律的一般性，避免偶然因素的影响。杠杆的平衡条件是：F1 L1F2 L23杠杆的分类杠杆的动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力，是省力杠杆。杠杆的动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，是费力杠杆。杠杆的动力臂等于阻力臂时，动力等于阻力，是等臂杠杆。二、滑轮1动滑轮与定滑轮滑轮实质力的大小力的方向距离定滑轮等臂杠杆L1L2不省力F1F2（G）能改变力的方向不费距离Sh动滑轮省力杠杆L12L2省力F1F2/2（G）不能改变力的方向费距离S2h2滑轮组力的大小：吊着动滑轮的绳子有n段时，FG/n（不计摩擦、绳与动滑轮重）；F（GG轮）/n（不计绳重与摩擦）距离：Snh。三、功1功的定义：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。2功的公式：WFs（F和s要相互对应，即同一物体同一方向上的力和距离）3功的单位：焦耳，简称：焦，即1J1Nm4不做功的现象：有力没有距离，有距离没有力，有力有距离但相互垂直。四、功率1功率的定义：单位时间内所做的功。2功率的公式：PW/t，力作用的物体匀速运动时：PFs /tFv3功率的单位：瓦特，简称：瓦，即1W1J/s，1kW103W，1MW106W4测量功率：登楼的功率，跳绳的功率，引体向上的功率，俯撑动作的功率等测量上升的距离：登楼的高度，跳绳的平均高度等h（刻度尺）。测量时间：登楼的时间，跳绳n次的时间等t（秒表）。测量人的质量m。（磅秤）。测量功率的表达式：Pmgh/t或Pnmgh/t五、机械效率1利用机械做功：为达我们目的所做的有利用价值的功叫有用功W有用Gh并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功W额外G轮hWf（克服摩擦力做的额外功）动力对机械所做的功，即有用功和额外功的总和叫做总功W总Fs（绳自由端移动距离）2机械效率：有用功与总功的比值叫做机械效率，即（W有用/W总）100%在滑轮组中：若不计绳重和摩擦，则影响滑轮组机械效率的因素有摩擦、绳重和动滑轮重影响额外功；提起物体的重力影响有用功。“第十二章、机械能和内能”知识点概要一、动能 势能 机械能：能的种类定义影响因素标志动能物体由于运动而具有的能质量（m）速度（v）是否运动重力势能物体由于被举高而具有的能质量（m）高度（h）相对水平地面，物体是否被举高弹性势能物体由于发生弹性形变而具有的能弹性和形变大小是否发生弹性形变1如果一个物体能够做功，我们就说它具有能量，但具有能量的物体不一定正在做功。2能量的变化看因素，能量的转化看变化，减小的能量总会转化为增加的能量。3探究动能：小车从同一斜面的同一高度下滑的目的是使小车到水平面的初速度相等（控制变量）。观察小车推动木块的距离判断动能的大小（可以说是转换）。4探究重力势能：重物的下表面在同一高度落下是为了控制高度相同（控制变量）。观察木桩被打入沙中的深度判断重力势能的大小（可以说是转换）。二、内能 热转递：1物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。一切物体，在任何情况之下都具有内能，同一个物体温度升高，内能增大，内能还受质量、状态和物质种类的影响。2热转递是内能从高温物体转移到低温物体、从物体的高温处转移到低温处的过程，条件是有温度差。高温物体内能减小、温度降低，低温物体内能增大、温度升高3热量是物体在热传递过程中转移能量的多少，符号是Q，单位是J。4做功和热传递对改变物体的内能是等效的，压缩气体，克服摩擦，拍打、敲打、摔掼、撞击、揉搓等对物体做功，物体的内能增大，机械能转化来的；压缩气体膨胀等物体对外做功，物体的内能减小，是转化为机械能了。三、物质的比热容：1单位质量的某种物质温度升高（降低）1所吸收（放出）的热量叫这种物质的比热容，水的比热容是4.2103 J/(Kg)，它表示每1kg的水温度升高（降低）1所吸收（放出）的热量是4.2103 J，比热容是物质本身的一种特性，它与物质的质量、温度的高低、吸热或放热的多少无关，只与物质的状态和种类有关。Q=cmt表明物体吸收或放出的热量跟物体的比热容，质量，温度的改变有关。（t=tt0或t0t）2探究物质吸热升温属性：用易拉罐是因为质量小、传热快、易取材，石棉网和搅棒能使物质受热均匀。测量器材：温度计、秒表和天平。相同的加热方法就可以用加热时间比较吸热多少，用相同的加热方法加热相同的时间就可使吸热相同。两种思路：一是给质量相同的不同物质加热相同的时间，温度变化大的比热小；二是使质量相同的不同物质升高相同的温度，加热时间较长的比热大。四、机械能与内能的相互转化：冲程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程活塞运行向下运动向上运动向下运动向上运动进气门打开关闭关闭关闭排气门关闭关闭关闭打开能量转化机械能转化为内能内能转化为机械能1活塞从气缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。2一功两周四冲程，利用燃料燃烧时化学能转化来的内能做功，在做功冲程中把内能转化为机械能。3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。热值的单位是J/kg，计算公式为Q放=mq 或Q放=Vq（V表示体积，q的单位是J/kg或J/m3）。一、初识家用电器和电路1电路组成：用电器：是利用电能工作的装置，可以将电能转化为我们需要的其它形式的能。电源：是能持续供电的装置，是把其它形式能转化为电能的装置，为用电器提供持续的电压和电能。家庭电路是交流电源，最常用的直流电源是电池，有“”、“”两极，电流都是由电源的正极通过用电器流向负极。开关是控制电路通断的装置，应该与被控制的用电器串联，连接电路时，开关应处于断开状态，以防止短路烧坏电源。闭合开关之前，应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处。导线是连接电路的器材，连接电路时，应将导线线芯两端顺时针旋紧在接线柱上。2电路状态：通路：是处处相通的电路，电路中有正常电流，用电器正常工作。开路：又叫断路，实现路某处断开的电路，电路中没有电流，用电器不能工作。短路：是导线直接连接电源正负极，电流不经过用电器，经导线直接回电源的电路。电流从电路的一点到另一点有通过电器、电阻元件，又有通过导线时，则电器、电阻被短路。3记住下列元件符号电池、开关、电灯（灯泡）、电阻、滑动变阻器、电令、电流表、电压表、电动机、T形相连导线、交叉相连导线。二、电路连接的基本方式基本方式定义电流路径开关作用用电器之间串联电路逐个顺次连接只有一条各位置作用相同相互影响并联电路并列地连接至少两条干路、支路不同不相互影响三、电流和电流表的使用1类比：水流类比电流，水轮机类比用电器，闸门类比开关，水压类比电压，水泵类比电源。2电流：是电流强度的简称，是电路中电荷的定向移动形成，物理量符号为I单位：安培（A）,1A=1000mA，1mA=1000A。3电流表：测量电流的仪表，又称安培表。观察电流表00.6A量程的分度值是0.02A，03A量程的分度值是0.1A。指针要指零点，否则要校零。有三个接线柱，看清正负和大小量程。连接电流表串联接入，若并联将短路并联的部分。让电流正进负出，否则指针反偏，将损坏电流表。不直接接电源，否则电源被短路。不超过量程，否则烧坏电流表，用大量程试触法选择量程。4串、并联电路的电流：探究测量多处的电流以便研究电流特点，多次更换不同的灯泡测量多处电流是为了找出规律的一般性，避免偶然因素的影响。串联电路中，电流处处相等，即I1I2；并联电路中，干路电流等于各支路中的电流之和，即II1I2。四、电压和电压表的使用1电压：是形成电流的原因，电源是提供电压和电能的装置，物理量的符号是U，单位是伏特（V），1kV=1000V，1V=1000mV。2常见的电压值：一节干电池1.5V，一节铅蓄电池2.0V，家庭照明电路220V，人体安全电压不高于36V。3电压表：测量电压的仪表，又称伏特表。观察电压表03V量程的分度值是0.1V，015V量程的分度值是0.5V。指针要指零点，否则要校零。有三个接线柱，看清正负和大小量程。连接电压表并联接入，若串联，用电器中没有电流，电压表测量电源电压。让电流正进负出，否则指针反偏，将损坏电压表。能直接接电源，测量电源电压。不超过量程，否则烧坏电压表，用大量程试触法选择量程。4串、并联电路的电压：探究测量各用电器和电源两端的电压以便研究电压特点，多次更换不同的灯泡测量电压是为了找出规律的一般性，避免偶然因素的影响。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，即UU1U2；并联电路两端的总电压和各支路两端的电压相等，即UU1U2。第十四章 欧姆定律 一、电阻1改变电路中电流的方法改变电源的电压 改变电路中的电阻甲乙丙2电阻含义：电阻表示导体对电流的阻碍作用，物理量符号是R，单位是欧姆（），1k=103，1M=106。3影响电阻大小的因素探究过程：研究方法：控制变量法，即研究电阻与其中一个因素关系时，保持其他因素不变。比较或判断电阻的大小：观察灯泡的亮度或电流表的示数（转换）。甲图灯泡既可以防止电流过大，又可以判断电阻的大小；乙图电流表能根据电流的变化更准确地判断电阻的大小；丙图灯泡可以防止电流过大，保护电路，电流表能根据电流的变化判断电阻的大小。电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料的种类有关，电阻是导体本身的一种性质。长度越长，横截面积越小电阻越大，电阻还与温度有关。4材料的导电性能：导体是容易导电的物体，如金属、石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液等。绝缘体是不容易导电的物体，如橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。导体和绝缘体之间没有绝对的界限。半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的物体，导电性能受温度和光照等的影响较大。制成的二极管具有单向导电性。超导体是某些材料在超低温的情况下电阻突然减小为零的性质。5电路元件的电阻所有用电器都有一定的阻值。电阻器和用电器一样参与组成电路的基本方式（串联和并联）导线、电流表和闭合的开关的电阻都很小，通常不计，看作为零。电压表、断开的开关中几乎没有电流，是开路。二、变阻器1原理：改变连入电路中导体的长度从而改变连入电路中的电阻。2构造：表面涂有绝缘漆的电阻丝、瓷管、金属滑片、金属杆和支架。3会画结构简图和元件符号4铭牌：电阻值表示能连入电路的最大阻值是多少欧；电流值表示允许通过滑动变阻器的最大电流是多少安。5使用方法：连接电路时应断开开关，闭合开关之前，滑动变阻器应调至阻值最大处，防止电流过大，烧坏用电器和电流表。连接方法：一上一下两接线柱串联接入。同时连接上面两接线柱时，连入电路的电阻最小为0；同时连接下面两接线柱时，连入电路的电阻为最大值；若并联接入，则不影响其它支路的电流。连入的电阻丝将是所连接的下方接线柱与滑片P之间的一段。三、欧姆定律1探究I与U、R的关系：控制变量探究I与U的关系：保持电阻不变，移动滑动变阻器滑片，改变电阻的电压和电流。探究I与R的关系：保持电压不变，在更换阻值不同的电阻时，移动滑片，使电阻两端的电压不变。不用灯泡研究，因为在改变电压和电流时，灯丝温度改变，灯丝电阻将随温度而改变。2欧姆定律内容：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。公式及推导式：、U=IR。应用：公式中的I、U、R是同一个导体伙同一段电路上的电流、电压和电阻。3串、并联电路规律和公式小结串联：，电流：I=I1=I2，电压：U=U1U2，电阻：R总=R1R2SVA探究I与U、R的关系和测量位置电阻的电路图并联：，电流：I=I1I2，电压：U=U1=U2，电阻：四、测量电阻：（一）测量未知定值电阻1原理：根据欧姆定律可得：R=U/I。2方法：移动滑动变阻器的滑片，改变电阻的电压和电流，多次测量，取平均值减小误差。3电表量程：电压表根据电源电压选择量程，电流表根据电阻两端为电源电压时最大电流。（二）测量灯泡正常发光时电阻1方法：移动滑动变阻器的滑片，使灯泡两端为额定电压（正常发光）时测量电流。2电表量程：电压表根据灯泡的额定电压选择量程，电流表根据额定电流选择量程。3灯泡电阻不可以取平均值：因为灯泡的电阻随温度的变化而变化。SVA（三）等效替代法测量电阻把未知电阻和电阻箱先后接入同一电路的某两点间，调节电阻箱的电阻使这两点间的电压表示数或串联电路中电流表的示数相同。（四）单一电表测量未知电阻通过测量已知电阻的电压或电流，计算未知电阻的电流或电压没有电流表时一般设计串联电路，通过测量已知电阻的电压，计算未知电阻的电流。没有电压表时一般设计并联电路，通过测量已知电阻的电流，计算未知电阻的电压；也可以设计串联电路，通过短路未知电阻，测量并计算可知电源电压。第十五章 电功和电热一、电能表和电功1电能表参数含义电压：表示电能表适用的额定电压是 电流I（I）：I表示基本电流是 （I）表示额定最大电流是 它是电能表能满足测量准确要求的最大电流值。电能表常数：表示用电1kWh电能表转盘转动的圈数或指示灯闪烁的次数。2电能表读数及计算电能表示数的最后一位（红色框内的数字）是小数，其余是整数。电能表后、前两次示数的差为某段时间电路消耗的电能。电能表转盘转动一定圈数或指示灯闪烁一定次数的电能3电功含义：电流做了多少功，电路就消耗多少电能，就有多少电能转化为其他形式的能。探究W与U、I和t的关系，用控制变量法逐步研究，观察小灯泡的亮度判断相同时间电流做功多少（这是转换的方法）。探究W与U的关系：用两只规格不同（电阻不同）的灯泡串联，观察灯泡的亮度，测量灯泡的电压。（灯泡规格不同是使两灯电压不同，两灯串联是为了控制两灯电流和通电时间相同。）探究W与I的关系：用两只规格不同（电阻不同）的灯泡并联，观察灯泡的亮度，测量灯泡的电流。（灯泡规格不同是使两灯电流不同，两灯并联是为了控制两灯电压相同，开关要接在干路上，是为了控制通电时间相同。）电路中滑动变阻器的作用是保护电路，并调节使灯泡的亮度适中。为了找出规律的一般性，必须更换两只灯泡的规格，多次研究。电功的公式：W=UIt,由欧姆定律推导：W=I2Rt=U2t/R。二、电功率1含义：是描述电流做功快慢的物理量，是单位时间内电流所做的功。2公式：P=W/t=UI，由欧姆定律推导：P=I2R=U2/R3单位：瓦特，简称瓦，符号为W，常用单位：1kW=1000W，1W=1000mW。4电器的铭牌铭牌中的电压值表示用电器的额定电压是多少伏（用电器正常工作所需要的电压）；电功率值表示用电器的额定电功率是多少瓦（额定电功率示用电器在额定电压下正常工作时的功率）。额定输入功率，是指用电器消耗电能的总功率，输出功率是指用电器做有用功的电功率（产生有用能量的功率）。电风扇的输出功率是P输出=UII2R。P额=U额I额，P实=U实I实，（这里的P额都是指输入功率）。5测定小灯泡的额定功率原理：根据公式P=UI，测量电流和电压。滑动变阻器的作用是：保护电路，移动滑片调节使灯泡两端为额定电压（正常发光）多次测量是为了测出小灯泡在不同电压下的实际电功率，不能取平均值，因为灯泡的电压不同时，电功率也不同。电表量程选择通常的依据有：灯泡的额定电压和额定电流，分度值要小，指针超过量程的一半。三、电热器 电流的热效应1含义：电流的热效应是指电流通过导体时会发热，将电能直接转化为内能的现象。主要利用电流热效应工作的装置称为电热器。2探究电流的热效应产生的热量Q与I、R、t的关系方法：控制变量法；给质量相等的煤油加热，通过比较煤油温度的变化量比较电阻丝产生的热量的多少（转换法）（焦耳定律演示器是用加热空气的方法，也可以加热圆底烧瓶内的空气，观察空气体积的膨胀。加热煤油，观察细玻璃管中液面上升，还放大了实验现象。）探究Q与R的关系，用两阻值不同的电热丝串联，目的是控制I和t相同；探究Q与I的关系，要移动滑动变阻器的滑片，改变电热丝中的电流，用同一个电热丝给质量相同煤油加热相同的时间。3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，与通电时间成正比。公式：Q=I2Rt电能几乎全部转化为内能的电器中，电流做的功等于产生的热量，即Q=I2Rt=W=UIt= U2t/R=Pt。大部分电能转化为除内能以外的其他形式能的电器中，电流做的功大于产生的热量。在电动机中，W=E机Q（E机为机械能），4电热的防护：电脑中：电扇是为了加快空气流动，加快对流散热。散热片是为了增大散热的面积，散热片和CPU之间用铜片相连是因为铜是热的良导体。四、串、并联电路中的特点1串联电路： I1I2，UU1U2，R总=R1R2，W总=W1W2，P总=P1P2，Q总=Q1Q2，2并联电路：UU1U2，II1I2，W总=W1W2，P总=P1P2，Q总=Q1Q2，五、家庭电路与安全用电1家庭电路主要由进户线（电源线）、电能表、总开关、熔断器、开关、插座、用电器等组成。2用电器之间是并联：不会相互影响，可以单独工作，获得正常工作的电压，检修方便。3火线和零线：提供220V电压且提供电能。火线和零线之间，火线和大地之间都有220V的电压，零线和大地之间没有电压。判断火线和零线要用测电笔。构造：笔尖金属电极、绝缘外壳、高电阻、氖管、弹簧和笔尾金属电极。方法：用手接触笔尾金属电极，笔尖金属电极接触电线，如果氖管发光，接触的是火线。原理：测电笔、人体和火线与大地之间构成一个串联的回路，有电流经过氖管而发光。安全性：高电阻阻值很大，经过人体的电流很微弱，所以不会造成触电。不允许手或身体接触笔尖。4熔断器、熔丝：用电阻率较大而熔点较低的铅锑合金制成，不用铜、铁丝代替。原理：电流的热效应，即焦耳定律（Q=I2Rt）。选择：熔丝的额定电流等于或略大于电路中的最大正常电流。作用：防止电流过大（电流多大的原因有：过载和短路，过载是指电路的总功率过大，短路是指火线和零线通过导线相连）。5触电：是指一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故。两种形式：单线触电是人体直接触摸电源、火线或漏电的用电器等；双线触电是人体的两部分分别接触火线和零线。防止触电：用电要规范：左零右火中接地，火线再接熔断器，开关断火不断零，外壳必须接大地；谨防漏电现象；正确处理触电事故：先断开电源或用木棍等绝缘体挑开电线再救人和物。6电路故障机器排查：短路：观察造成熔丝烧断的操作，插入插头时烧断是插头或插座处短路；闭合开关时烧断是用电器内部短路；接入大功率电器时既可能是电器短路，还可能是总功率过大（过载）。断路：用测电笔检查是否与火线连接。氖管不发光时说明被检测处与火线之间某处断路。火线或零线的熔丝处接入校验灯。闭合某支路，若检验灯正常发光，则该支路短路；若校验灯不发光，支路其他电器也不工作，则该支路断路；若校验灯发光较暗，则该支路正常。第十六章 电磁转换一、磁体与磁场1磁体：具有磁性：指吸引铁、钴、镍等物质的特性有两个磁极：水平面内自由静止时指南的磁极叫南（S）极, 指北的磁极叫北（N）极。磁极间作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。磁化与退磁：磁化是原来没有表现出磁性的物体获得磁性的过程；退磁是指具有磁性的物体失去磁性的过程。2磁场：性质：磁体周围存在的能传递磁极间相互作用的物质方向：小磁针静止时N极所指的方向。磁感线：在磁场中画出的描述磁场方向和强弱分布的带有箭头的曲线。磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线，实际上不存在。磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极，是闭合的曲线。磁场强的地方磁感线分布越密；磁场越弱的地方磁感线分布越疏。磁感线上任意一点切线方向表示该点磁场方向。几种常见磁体周围的磁场3地磁场：定义：地球周围空间存在的磁场叫地磁场。地磁北极在地理南极附近；地磁南极在地理北极附近。沈括首先发现地理两极与地磁两极并不重合。二、电流的磁场1电流的磁效应：电流周围存在磁场的现象。（丹麦物理学家奥斯特在1820年首先发现）奥斯特实验：将一根直导线放在静止的小磁针的上方，并使直导线与小磁针平行时通电，小磁针将发生偏转，改变电流方向时，小磁针的偏转方向改变。实验说明：通电导线周围存在磁场，磁场的方向与电流方向有关。2通电螺线管、电磁铁通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数及线圈中的电流大小有关。线圈的匝数越多，电流越大，电磁铁的磁性就越强。探究电磁铁的磁性强弱与电流关系时，用同一个电磁铁与滑动变阻器串联（控制变量），用电流表测出不同的电流，比较吸引大头针的多少（转换）；探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系时，用匝数不同的电磁铁串联（控制变量），比较吸引大头针的多少（转换）。电磁铁的优点是：电磁铁的磁性有无可以由通电、断电来控制；磁性强弱可以通过调节电流大小来控制；它的N、S极以及周围的磁场方向可以由线圈中的电流方向来控制。3电磁继电器（利用电磁铁的原理制成的）电磁继电器的构造有：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点。工作电路有：低压控制电路控制电磁铁的磁性有无；动触点和静触点控制高压工作电路。工作原理是：低压控制电路的开关断开，电磁铁没有磁性，衔铁向上运动，动触点与下方的静触点断开，与上方的静触点接触；低压控制电路的开关闭合，电磁铁有磁性，衔铁向下运动，动触点与上方的静触点断开，与下方的静触点接触。作用是：可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，从而实现遥控和自动化控制。三、磁场对电流的作用 电动机1磁场对电流的作用观察磁场对通电直导线的作用，直导线用空心铝棒，是因为它质量小，导电性好且是非磁性材料（不能被磁体吸引的材料）。当磁场方向或电流方向改变时，磁场对电流的作用力的方向也改变；磁场越强，电流越大磁场对电流的作用力也越大。研究磁场对电流的作用受电流方向和磁场方向的利用通电导体摆动快慢（大小）比较受到磁场力的大小。（转换）
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