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1、1 第十三章电路初探 一、初识家用电器和电路 1、电源：能够持续供电的装置，将其他形式的能转化为电能。 常见的电源：直流电和交流电 2、用电器：利用电能进行工作的装置，将电能转化为我们需要的能。 3、电路：（四要素：电源、导线、开关、用电器） 连接电路时需注意： (1) 连接过程中，开关必须处于断开状态； (2) 绝不允许直接用导线将电源的两极相连。 4、电路图要求： (1) 电路元件符号要使用统一规定的符号，不能自造符号； (2) 注意所画符号和实物的对应性； (3) 合理安排元件符号，使之均匀分布在电路中，不能画在拐角处； (4) 电路图最好呈长方形， 导线要横平竖直， 力求电路图简洁、
2、美观、大小适中； (5) 画电路图时一般从电源的正极开始，沿电流的方向依次画出元件符号，注意 不能遗漏元件、次序不能颠倒。 5、通路、断路、短路 通路：电流从正极经过用电器回到负极的电路。用电器可以正常工作。 断路：也叫开路，电路中某处被切断，导致电流无法回到负极的电路。 （特点：电路中无电流，用电器不工作。） 短路：用电器两端直接被导线连接起来，该用电器被短路。 2 局部短路：用导线将电路中的一部分连接起来，这样会造成部分短 路，有时会利用局部短路来控制电路。 完全短路：用导线直接将电源的正负两极连接起来，造成电源损坏， 是绝对不允许的。 二、电路连接的方式 1、串联电路：用电器逐个依次接入
3、电路中。 2、特点： （1）电流只有一条路径，无干路、支路之分； （2）电流依次通过每个用电器，各个用电器之间相互影响； （3）开关和用电器是串联，一个开关控制所有用电器。 3、并联电路：用电器并联接入电路中 4、特点： （1）电流有两条或以上的路径，有干路、支路之分； （2）电流在“节点”处分流，各个用电器之间独立工作，互不影响； （3）干路开关控制所有用电器，支路开关只控制该支路上的用电器。 三、电流及电流表的使用 1、电流：物理学中，用电流强度（简称电流）来表示电流的大小。 表示：字母“ I” 单位：安培，简称安，符号是A，常用单位还有：毫安（mA）、微安（ uA）， 它们之间的换算关系
4、： 1A=10 3 mA 1mA=10 3 uA 2、电流方向：由正极流向负极 3 3、电流表：测量电路中电流的大小（相当于导线 ） 4、使用规则： （1）电流表必须和被测用电器串联 （2）电流必须“正入负出”（否则电流表的指针将反向偏转） （3）被测电流不能超过电流表的量程 5、读数： （1）明确所选电流表的量程（试触法） （2）确定电流表的分度值 （3）接通电路后，观察指针向右偏转了多少个小格 6、串、并联电路中电流的特点（?） 串联电路中电流处处相等 并联电路中干路电流等于各支路之和 ?注意：电流表无示数：非电源损坏时 在串联电路中，可能为电路断路或电流表损坏 并联电路中，可能为该支路断
5、路或电流表损坏 四、电压表和电压表的使用 1、电压：物理学中，通常用U 来表示 2、作用：使自由电荷定向移动形成电流 3、单位：伏特，符号是V，常用单位有：千伏（ KV）,毫伏（ mV），微伏 （uV），它们时间的换算关系是：1KV=10 3V=106mV=109uV 4 4、电压表：测量电路中电压的大小（相当于断路 ） 5、使用规则： （1）电压表必须与被测用电器并联 （2）“+”接线柱靠近电源的正极，“”接线柱靠近电源的负极 （3）被测电压不能超过电压表量程 （4）电压表可直接连在电源的两极，此时电压表的示数就是电源电压 6、串并联电路中电压的特点（?） 串联电路中，总电压（电源电压）等于
6、各用电器两端之和 并联电路中，总电压（电源电压）等于各支路电压 注意：电压表无示数：非电源损坏（?） 串联电路中，可能为该用电器短路或电压表损坏或电压表之前的用电器断路 并联电路中，可能为该用电器短路（电源损坏）或电压表之前的用电器断路 第十四章欧姆定律 一、电阻： 1、电阻： （1）含义：物理学中，用电阻表示导体对电流的阻碍作用（电阻是导体本身的 一种性质） 符号：用“ R”来表示 （2）单位：欧姆，简称欧，符号：。常见的单位还有千欧（ K），兆欧（ M ）它们之间的换算关系是：1M=10 3K=106 5 （3）影响电阻大小的因素 导体材料、导体长度、导体横截面积、导体温度 ?相同材质的导
7、体长度越长，横截面积越小，导体电阻越大； 2、导电性 （1）导体：容易导电的物体，例如：金属、石墨、人体、大地、酸碱盐水溶液； （2）绝缘体：不容易导电的物体，例如：橡胶，玻璃，陶瓷、塑料、油等； （3）半导体：导电性介于导体和绝缘体之间。特性：导电性容易受温度、光照、 杂志等影响； （4）超导体：温度很低的情况下，电阻会变为零的导体。这种现象叫做超导现 象。 二、变阻器 1、滑动变阻器 （1）原理：通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻。 ?（ 2）作用：在接入电路时要将滑动变阻器的最大阻值接入电路中，起到保护 电路的作用； 通过改变接入电路的电阻， 从而改变电路中的电流和部分电路两端
8、的电压。 ?（3）连接方式：接线柱应“一上一下”的接法。 （4）优缺点：可以连续地改变接入电路的电阻的大小，但是不能直接读出电阻 值的大小。 2、电阻箱 （1）符号： （2）使用方法： 6 （3）读数方法： （4）优缺点：能够直接读出电阻值的大小，但是不能连续地改变接入电路中电 阻的大小。 三、欧姆定律 1、探究通过导体的电流、电压和电阻的关系 （1）实验方法：控制变量法 控制电阻的阻值不变，调节电阻两端电压，观察电流随电压变化的情况； 控制电压不变，改变接入电路中的电阻值，观察电流随电阻变化的情况。 （2）实验结论： ? 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 电压一定时，导体中的
9、电流与导体的电阻成反比 2、欧姆定律 （1）?内容：导体中的电流与导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比。 （2）表达式： （变形公式：） 注意：公式中物理量的单位：“I”(电流）的单位是安培（A）；“ U”（电压）的单位是伏 特（ V）、“ R”（电阻）的单位是欧姆（）。 （3）使用欧姆定律的注意事项 a、适用范围：欧姆定律只适用于纯电阻 电路； b、注意电阻、电压、电流的同一性； 7 c、公式中的三个物理量必须使用国际单位； d、欧姆定律的变形公式不属于欧姆定律的内容； e、因电阻是导体本身的一种性质，给定的导体的电阻是不变的。 四、欧姆定律的应用 1、运用欧姆定律测量电阻 （1）实验原理
10、： （2）实验方法：伏安法 对于一个未知电阻，用电压表测出其两端的电压U，用电流表测出通过它的电流I，运用欧 姆定律变形式，可以求出其电阻。 2、利用欧姆定律进行简单的计算 （1）串联电路中电流的计算 串联电路中电流相等；总电阻等于各用电器电阻之和 串联电路分压特点：串联电路中电压与电阻成正比 （2）并联电路中总电流的计算 并联电路中电压相等；总电流等于各支路电流之和； 并联电路分流的特点：并联电路中电流与电阻成反比 8 （3）电路中的电阻关系 串联电路总电阻等于各串联电阻之和（串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻） 并联电路中总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和（并联电路的总电阻小于其
11、中最小的电 阻） （4）串联分压、并联分流的应用 a、串联电路中各电阻分得的电压与阻值成正比，电阻越大，分得的电压越大； 应用：若提供的电压大于用电器所需电压，可在电路中串联一个电阻，分担多余电压 b、并联电路中各支路电流与其电阻成反比，电阻越小，支路电流越大； 应用：当电路中电流超过某用电器所允许的最大电流时，可并联一个电阻，分担多余电流 （5）利用欧姆定律定性分析动态电路 a、理清电路基本结构，明确电路连接方式，清楚各电表的测量对象 b、明确滑动变阻器哪一部分接入电路中 c、分析滑片移动时，变阻器阻值及总电阻如何变化，再利用欧姆定律判断电流及各电表的 示数变化 3、测量电阻的其他方法 9
12、10 第十五章电功和电热 一、电能表与电功 1、电能表：用来测量电路消耗电能多少的仪表 （1）种类：感应式和电子式 （2）电能的计量单位： 生活中的电能单位是千瓦时 （也叫做度）， 符号是：kW.h； 国际单位制中电能的单位是焦耳，符号是“J ”。换算关系是： 1kW.h=3.6106 J； 1kW.h在数值上等于功率为1kW 的用电器工作 1 小时所消耗的电能。 （3）用电能表测量电能的方法 a、测量较大的电能时，用刻度盘读数； b、测量较小的电能时，用转盘转过的圈数（或闪烁灯闪烁的次数）间接计算消 耗的电能（即： W电=转数每转消耗的电能） 2、电功：电流所做的功叫做电功。 电能转化为其他
13、形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，有多少电能发生 了转化，就说电流做了多少功，即电功是多少。 （1）公式：W=UIt=Pt （适用于所有电路，注意同一性） （2）单位：在国际单位中，电功的单位和电能的单位相同，都是焦耳，简称焦。 （3）不论用电器是串联、并联还是混联，在某段时间内整个电路消耗的总电能 等于各个用电器消耗的电能之和，即：W总=W1+W2+W3+Wn。 （4）比较两个灯泡的亮暗 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率的大小，实际功率越大，灯泡越亮。 （5）推导公式： (利用欧姆定律变形，只适用于纯电阻电路） W=I 2Rt （一般在串联电路中使用） 11 W=（U2/R）t （一般在
14、并联电路中使用） 二、电功率 1、电功率：描述电流做功快慢的物理量，用“P”来表示 （1）公式： P=W/t=UI （适用于所有电路） （2）单位：瓦特，简称瓦，符号是W ，常用单位还有：千瓦（ kW ）、毫瓦（ mW ） 换算关系： 1kW=1000W 1W=1000mW （3）电能与电功率的关系 由 P=W/t，得 W=Pt ，电功率大的，不一定消耗的电能就多， 但消耗电能的速度快。 2、用电器的额定功率 （1）额定电压与额定功率 额定电压： 用电器正常工作时的电压， 标注在用电器的铭牌上， 常用 U额来表示； 额定功率：用电器正常工作时的功率，标注在用电器的铭牌上，常用P额来表示 （2）
15、实际电压与实际功率 实际电压：用电器实际工作时的电压，常用U实来表示； 实际功率：用电器实际工作时的功率，常用P实来表示； 无论额定电压、额定功率如何，在灯泡没有破损的情况下，如果实际功率 相等， 则发光的亮度就相同。 U实=U额 P实=P额用电器正常工作 U实U额 P实P额用电器容易损坏 U实U额 P实P额用电器不能正常工作 12 3、电功率的计算 （1）电功率推导公式及适用范围： P=w / t=UIt /t=U I （适用于所有公式） 变形公式： P=I 2R=U2/R （只适用于纯电阻电路） （2）电功率与电阻的关系 a、当电流一定时 （串联电路） ，由 P=I 2R得，电功率与电阻成
16、正比。 P 1:P2=R1:R2 b、当电压一定时 （并联电路），由 P=U 2/R 得，电功率与电阻成反比。 P 1:P2=R2:R1 c、无论用电器串联还是并联，电路的总功率均等于各用电器的实际功率之和。 即： P总=P1+P2+P3+Pn 三、电热器电流的热效应 1、电热器： （1）主要利用电流的热效应工作的装置，例如电炉、电烙铁、电水壶、电热毯、 电饭煲、电热器、饮水机、电暖器等； （2）电流的热效应：导体中有电流通过时会发热，将电能转化为内能，这种现 象叫做电流的热效应。 （3）两类用电器： a、纯电阻用电器：电流通过时将电能全部转化为内能的用电器，如电炉、电熨 斗、电烙铁、电水壶、
17、电热毯、电饭煲、电热器、饮水机、电暖器等； b、非纯电阻用电器：电流通过时只有一部分电能转化为内能的用电器，例如： 电风扇、电动机、电脑、电视机等。 2、影响电流热效应的因素 13 （1）实验方法： 控制变量法和转换法 （2）结论：（注意控制变量） a、在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的电热越多； b、在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的电热越多； c、在通电时间和电阻相同的情况下，电流越大，产生的电热越多； 总结： 电阻越大，通过的电流越大，通电时间越长，产生的电热就越多。 3、焦耳定律 （1）内容：电流通过导体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
18、时间成正比。 （2）公式： Q=I 2Rt （适用于所有电路） （3）适用范围：无论是纯电阻元件还是非纯电阻元件，任何电阻不为零的用电 器都可以用焦耳定律来计算产生的电热。 推导公式： Q=UIt=Pt=U 2/R t （适用于纯电阻电路） （4）Q和 W之间的关系 a、纯电阻电路中， Q=W ，因为纯电阻用电器所消耗的电能全部转化为内能。 b、非纯电阻电路中， QW ，因为非纯电阻电路只有部分电能转化为内能。例如电 动机，电能主要转化为内能和机械能，则W电=W机+Q （5）电热功率：电流通过导体单位时间内所产生的热量的多少叫做电热功率。 4、电热的利用和防止 （1）电热的利用：主要利用电热来
19、加热升温。具有清洁、无污染、热效率高，并且便于控 制和调节的优点。 （2）电热的防止： 14 四、家庭电路与安全用电 1、家庭电路 （1）组成： 进户线：火线（相当于电源的正极）零线（相当于电源的负极） 电能表：测量用户在一段时间内消耗的电能； 总开关：控制家庭电路的通断； 保险盒（保险丝、熔断丝）：在家庭电路中电流过大时，自动切断电路，保护电路； 插座（三孔、两孔）：左零右火（中接地） 灯泡：必须在 火线 上串联开关 （2）测电笔 结构：笔尖金属电极、绝缘层、高电阻、氖管、弹簧、笔尾金属电极 作用：辨别零线和火线 使用方法：手接触笔尾金属电极，手抓住绝缘层，用笔尖接触待测判断导线，使人体、测
20、电 笔、大地构成一个回路。千万不能用接触笔尖金属电极，否则可能会触电。 现象：氖管发光，表示接触导线是火线；氖管不发光，表示接触导线是零线。 2、安全用电 （1）安全用电包括设备安全和人身安全两方面 （2）探究熔断丝熔断的原因 熔断器：当电流过大时，熔断丝由于温度升高达到其熔点而熔断，从而切断电路，起到保护 电路的作用。 15 熔断丝：也叫“保险丝”，由熔点较低的铅锑合金制成，熔断丝的额定电流应等于或稍大于 电路中最大的正常工作电流。禁止用铜丝、铁丝等替代 导致熔断丝熔断的原因： a、电路中的总功率过大 b、电路中发生电源短路 3、防止触电 （1）触电：指一定强度的电流通过人体造成的伤害事故 （2）抵押触电：分为单线触电和双线触电