电学7个物理量及有关公式解析.docx
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电学7个物理量及有关公式解析
电学7个物理量及有关公式
物理量
定义
单位及其换算
公式及推导公式
串联电路中的规律
并联电路中的规律
电荷（量）（Q）
电荷的多少叫电量
单位：
库仑（C）
Q=It
电流（I）
形成：
电荷的定向移动形成电流
（1）、国际单位：
A
（2）、常用单位：
mA、μA
I=Q/t
I=U/R
I=P/U
文字：
串联电路中各处电流都相等。
字母：
I=I1=I2=I3=……In
文字：
并联电路中总电流等于各支路中电流之和。
字母：
I=I1+I2+I3+……In
定义：
每秒通过导体某一横截面的电荷量
换算关系：
1A=1000mA1mA=1000μA
分流原理：
I1/I2=R2/R1
电压（U）
电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。
1、国际单位：
V
2、常用单位：
kVmV、μV
U=IR
U=
U=P/I
文字：
串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。
字母：
U=U1+U2+U3+……Un
文字：
并联电路中各支路两端的电压都相等。
字母：
U=U1=U2=U3=……Un
分压原理：
U1/U2=R1/R2
电阻（R）
电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。
1、国际单位：
欧姆
2、常用单位：
千欧、兆欧
换算：
1MΩ=1000KΩ
1KΩ=1000Ω
R=U/I
R=U2/P
文字：
串联电路中总电阻等于各部分电路电阻之和。
字母：
R=R1+R2+R3+……Rn
两个串联：
R=R1+R2
文字：
并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。
1/R=1/R1+1/R2+1/R3+…1/Rn
两个并联：
R=（R1+R2）/R1R2
电功（W）
电流通过某段电路所做的功叫电功。
国际单位是焦耳（J）、VAS
常用单位：
度（kwh）
1度=1千瓦时=1kwh=3.6×106J
W=UIt=Pt=UQ（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
W=I2Rt=U2t/R
无论用电器串联或并联。
计算在一定时间所做的总功常用公式W=W1+W2+…Wn
W1:
W2=R1:
R2
W1:
W2=R2:
R1
电热（Q）
电流通过导体产生的热量
单位：
焦（J）
Q=I2Rt（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
Q=UIt=U2t/R=W=Pt
无论用电器串联或并联。
计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q=Q1+Q2+…Qn
Q1:
Q2=R1:
R2
Q1:
Q2=R2:
R1
电功率（P）
电流在单位时间内所做的功。
国际单位瓦特（W）1W=1J/S
常用单位：
千瓦（kw）、VA
换算：
1kw=1000W
P=UI=W/t（适用于所有电路）
推导式：
P=I2R=U2/R（纯电阻电路）
无论用电器串联或并联。
计算总功率
常用公式P=P1+P2+…Pn
P1:
p2=R1:
R2
P1:
p2=R2:
R1
一、电学解题思路：
①明确电路的连接方式（串联、并联），
方法：
把电流表视为一根导线，把电压表视为一个断开的开关，根据电流的“路径法”判断，如果电流只有一条路径则为串联，如果两条以上则为并联；
②明确电流表、电压表的测量对象；
③当电路（动态电路）发生改变时，明确电路的连接方式和电流表、电压表的测量对象是否发生改变：
运用串联、并联电路的规律及欧姆定律解题
二、电学两大定律
欧姆定律：
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。
数学表达式：
I=U/R，应用时，I、U、R对应同一导体或同一段电路，不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用，应加角码区别
电学两大定律
焦耳定律：
电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比
数学表达式：
Q=I2Rt
串联电路：
P=I2R
三、比较灯的亮度：
看灯的实际功率
并联电路：
P=U2/R
四、关于效率的公式：
第一章：
分子动理论与内能质子（带正电）
原子核（+）
一、物质的组成
中子（不带电）
物质由分子或原子组成，而原子
核外电子（—）：
绕原子核高速运转
二、分子动理论
1、分子间存在间隙；
2、分子永不停息地做无规则运动——扩散运动——温度越高则热运动越激烈；
3、分子间存在着相互作用的引力和斥力
三、扩散现象：
由于分子的运动，某种物质逐渐进入到另一种物质的现象。
四、温度：
表示物体的冷热程度。
物体温度越高，扩散越快，分子无规则运动越剧烈。
五、内能：
物体内所有分子的动能和分子间势能的总和。
1、一切物体都具有内能。
不论是温度高还是温度低。
做功：
能量的形式发生改变。
2、改变内能的方式
热传递：
能量的形式没有改变。
热传递的条件是有温度差
3、增加物体的内能：
对物体做功物体
物体从外界吸收热量
减少物体的内能：
物体对外做功
物体对外界放出热量
4、热量、温度、内能的区别
△温度：
表示物体的冷热程度。
温度升高——→内能增加
不一定吸热。
如：
钻木取火，摩擦生热。
△热量：
是一个过程。
吸收热量不一定升温。
如：
晶体熔化，水沸腾。
内能不一定增加。
如：
吸收的热量全都对外做功，内能可能不变。
△内能：
是一个状态量
内能增加不一定升温。
如：
晶体熔化，水沸腾。
不一定吸热。
如：
钻木取火，摩擦生热
Ｑ燃=mq（适用于液体和固体）或Ｑ燃=Vq（适用于汽体）
Ｑ吸＝Ｃm（t－t0）
Ｑ放＝Ｃm（t0－t）
5、热量（Q）:
转移内能的多少Ｑ=Cm△t
Ｑ吸＝Ｑ放即cm（t-t0）=ηＱ燃
六、比热容：
⑴定义：
单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃时吸收（放出）的热量。
⑵物理意义：
表示物体吸热或放热的本领的物理量。
⑶比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
⑷水的比热容为4.2×103J（kg·℃）表示：
1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4.2×103J
⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大
七、热值
1、定义：
1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。
2、单位：
J/kg
3、酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：
1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：
1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。
第二章：
改变世界的热机
1、热机：
定义：
利用燃料的燃烧来做功的装置。
能的转化：
内能转化为机械能
汽油机：
内燃机
柴油机
2、内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：
吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。
另外压缩冲程将机械能转化为内能。
3、热机的效率：
热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
公式：
η=W有用/Q总=W有用/qm
提高热机效率的途径：
使燃料充分燃烧尽量减小各种热量损失机件间保持良好的润滑、减小摩擦。
4、汽油机和柴油机的比较：
汽油机
柴油机
不
同
点
构造：
顶部有一个火花塞。
顶部有一个喷油嘴。
吸气冲程
吸入汽油与空气的混合气体
吸入空气
点燃方式
点燃式
压燃式
效率
低
高
应用
小型汽车、摩托车
载重汽车、大型拖拉机
相同点
冲程：
活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。
一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。
第三章认识电路
（一）、电荷
1、带了电（荷）：
摩擦过的物体有了吸引物体的轻小物体的性质，我们就说物体带了电。
轻小物体指碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等。
2、使物体带电的方法：
②接触带电：
物体和带电体接触带了电。
如带电体与验电器金属球接触使之带电。
③感应带电：
由于带电体的作用，使带电体附近的物体带电。
3、两种电荷：
正电荷：
规定：
用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电。
实质：
物质中的原子失去了电子
负电荷：
规定：
毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电。
实质：
物质中的原子得到了多余的电子
4、电荷间的相互作用规律：
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
5、验电器：
构造：
金属球、金属杆、金属箔
作用：
检验物体是否带电。
原理：
同种电荷相互排斥的原理。
6、电荷量：
定义：
电荷的多少叫电量。
单位：
库仑（C）
元电荷e
7、中和：
放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象
扩展：
①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。
②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。
（二）、电流
1、形成：
电荷的定向移动形成电流
注：
该处电荷是自由电荷。
对金属来讲是自由电子定向移动形成电流；对酸、碱、盐的水溶液来讲，正负离子定向移动形成电流。
2、方向的规定:
把正电荷移动的方向规定为电流的方向。
注：
在电源外部，电流的方向从电源的正极到负极。
电流的方向与自由电子定向移动的方向相反
3、获得持续电流的条件：
电路中有电源电路为通路
4、电流的三种效应。
（1）、电流的热效应。
如白炽灯，电饭锅等。
（2）、电流的磁效应，如电铃等。
（3）、电流的化学效应，如电解、电镀等。
充电时：
电能转化为化学能
5、电能：
电流具有的能，电池：
使用时：
化学能转化为电能
（二）、电路组成：
②用电器：
定义：
用电来工作的设备。
工作时：
将电能—→其他形式的能。
③开关：
控制电路的通断。
④导线：
输送电能
2、三种电路：
①通路：
接通的电路。
②开路：
断开的电路。
③短路：
定义：
电源两端或用电器两端直接用导线连接起来。
特征：
电源短路，电路中有很大的电流，可能烧坏电源或烧坏导线的绝缘皮，很容易引起火灾。
3、电路图：
用规定的符号表示电路连接的图叫做电路图。
4、连接方式：
串联
并联
定义
把元件逐个顺次连接起来的电路
把元件并列的连接起来的电路
特征
电路中只有一条电流路径，一处段开所有用电器都停止工作。
电路中的电流路径至少有两条，各支路中的元件独立工作，互不影响。
开关
作用
控制整个电路
干路中的开关控制整个电路。
支路中的开关控制该支路。
电路图
实例
装饰小彩灯、开关和用电器
家庭中各用电器、各路灯
5、识别电路串、并联的常用方法：
（选择合适的方法熟练掌握）
①电流分析法：
在识别电路时，电流：
电源正极→各用电器→电源负极，若途中不分流用电器串联；若电流在某一处分流，每条支路只有一个用电器，这些用电器并联；若每条支路不只一个用电器，这时电路有串有并，叫混联电路
第四章：
探究电流
一、电流
1、形成：
电荷的定向移动形成电流
注：
该处电荷是自由电荷。
对金属来讲是自由电子定向移动形成电流；对酸、碱、盐的水溶液来讲，正负离子定向移动形成电流。
2、方向的规定:
把正电荷移动的方向规定为电流的方向。
注：
在电源外部，电流的方向从电源的正极到负极。
电流的方向与自由电子定向移动的方向相反
3、获得持续电流的条件：
电路中有电源电路为通路
4、电流的三种效应。
（1）、电流的热效应。
如白炽灯，电饭锅等。
（2）、电流的磁效应，如电铃等。
（3）、电流的化学效应，如电解、电镀等。
注:
电流看不见、摸不着，我们可以通过各种电流的效应来判断它的存在,这里体现了转换法的科学思想。
（物理学中，对于一些看不见、摸不着的物质或物理问题我们往往要抛开事物本身，通过观察和研究它们在自然界中表现出来的外显特性、现象或产生的效应等，去认识事物的方法，在物理学上称作这种方法叫转换法）
5、测量：
（1）、仪器：
电流表，符号：
（2）、方法：
㈠读数时应做到“两看清”即看清接线柱上标的量程，看清每大格电流值和每小格电流值
㈡使用时规则：
两要、两不
①电流表要串联在电路中；
②电流要从电流表的正接线柱流入，负接线柱流出，否则指针反偏。
③被测电流不要超过电流表的最大测量值。
Ⅰ危害：
被测电流超过电流表的最大测量值时，不仅测不出电流值，电流表的指针还会被打弯，甚至表被烧坏。
Ⅱ选择量程：
实验室用电流表有两个量程，0—0.6A和0—3A。
测量时，先选大量程，用开关试触，若被测电流在0.6A—3A可测量，若被测电流小于0.6A则换用小的量程，若被测电流大于3A则换用更大量程的电流表。
④绝对不允许不经用电器直接把电流表连到电源两极上，原因电流表相当于一根导线。
二、电压
电压的作用
1、电压是形成电流的原因：
电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。
电源是提供电压的装置。
2、电路中获得持续电流的条件①电路中有电源（或电路两端有电压）②电路是连通的。
注：
说电压时，要说“xxx”两端的电压，说电流时，要说通过“xxx”的电流。
3、在理解电流、电压的概念时，通过观察水流、水压的模拟实验帮助我们认识问题，这里使用了科学研究方法“类比法”
（类比是指由一类事物所具有的属性，可以推出与其类似事物也具有这种属性的思考和处理问题的方法）
2、记住一些电压值：
一节干电池1.5V一节蓄电池2V家庭电压220V安全电压不高于36V
（三）、电压测量：
1、仪器：
电压表，符号：
2、读数时，看清接线柱上标的量程，每大格、每小格电压值
3、使用规则：
两要、一不
①电压表要并联在电路中。
②电流从电压表的“正接线柱”流入，“负接线柱”流出。
否则指针会反偏。
③被测电压不要超过电压表的最大量程。
Ⅰ危害：
被测电压超过电压表的最大量程时，不仅测不出电压值，电压表的指针还会被打弯甚至烧坏电压表。
Ⅱ选择量程：
实验室用电压表有两个量程，0—3V和0—15V。
测量时，先选大量程，用开关试触，若被测电压在3V—15V可测量，若被测电压小于3V则换用小的量程，若被测电压大于15V则换用更大量程的电压表。
（四）、电流表、电压表的比较：
电流表
电压表
异
符号
连接
串联
并联
直接连接电源
不能
能
量程
0.6A3A
3V15V
每大格
0.2A1A
1V5V
每小格
0.02A0.1A
0.1V0.5V
内阻
很小，几乎为零
相当于短路
很大
相当于开路
同
调零；读数时看清量程和每大（小）格；正接线柱流入，负接线柱流出；不能超过最大测量值。
（六）、利用电流表、电压表判断电路故障
1、电流表示数正常而电压表无示数：
“电流表示数正常”表明主电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表，则故障原因可能是：
①电压表损坏；②电压表接触不良；③与电压表并联的用电器短路。
2、电压表有示数而电流表无示数
“电压表有示数”表明电路中有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表，则故障原因可能是①电流表短路；②和电压表并联的用电器开路，此时电流表所在电路中串联了大电阻（电压表内阻）使电流太小，电流表无明显示数。
3、电流表电压表均无示数
“两表均无示数”表明无电流通过两表，除了两表同时短路外，最大的可能是主电路断路导致无电流。
三、电阻
1、了解一些电阻值：
手电筒的小灯泡，灯丝的电阻为几欧到十几欧。
日常用的白炽灯，灯丝的电阻为几百欧到几千欧。
实验室用的铜线，电阻小于百分之几欧。
电流表的内阻为零点几欧。
电压表的内阻为几千欧左右。
（三）影响因素：
1、实验原理：
在电压不变的情况下，通过电流的变化来研究导体电阻的变化。
（也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化）
2、实验方法：
控制变量法。
所以定论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”
3、结论：
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、长度和横截面积，还与温度有关。
4、结论理解：
⑴导体电阻的大小由导体本身的材料、长度、横截面积决定。
与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关，所以导体的电阻是导体本身的一种性质。
⑵结论可总结成公式R=ρL/S，其中ρ叫电阻率，与导体的材料有关。
记住：
ρ银<ρ铜<ρ铝，ρ锰铜<ρ镍隔。
假如架设一条输电线路，一般选铝导线，因为在相同条件下，铝的电阻小，减小了输电线的电能损失；而且铝导线相对来说价格便宜。
（四）分类
1、定值电阻：
电路符号：
。
2、可变电阻（变阻器）：
电路符号。
⑴滑动变阻器：
构造：
瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱
结构示意图：
。
变阻原理：
通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻。
使用方法：
选、串、接、调
根据铭牌选择合适的滑动变阻器；串联在电路中；接法：
“一上一下”；接入电路前应将电阻调到最大。
铭牌：
某滑动变阻器标有“50Ω1.5A”字样，50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0-50Ω。
1.5A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A.
作用：
①通过改变电路中的电阻，逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压②保护电路
应用：
电位器
优缺点：
能够逐渐改变连入电路的电阻，但不能表示连入电路的阻值
注意：
①滑动变阻器的铭牌，告诉了我们滑片放在两端及中点时，变阻器连入电路的电阻。
②分析因变阻器滑片的变化引起的动态电路问题，关键搞清哪段电阻丝连入电路，再分析滑片的滑动导致变阻器的阻值如何变化。
第五章：
欧姆定律
一、欧姆定律。
1、探究电流与电压、电阻的关系。
①提出问题：
电流与电压电阻有什么定量关系？
②制定计划，设计实验：
要研究电流与电压、电阻的关系，采用的研究方法是：
控制变量法。
即：
保持电阻不变，改变电压研究电流随电压的变化关系；保持电压不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
③进行实验，收集数据信息：
（会进行表格设计）
④分析论证：
（分析实验数据寻找数据间的关系，从中找出物理量间的关系，这是探究物理规律的常用方法。
）
⑤得出结论：
在电阻一定的情况下，导体中的电流与加在导体两端的电压成正比；在电压不变的情况下，导体中的电流与导体的电阻成反比。
2、欧姆定律的内容：
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。
3、数学表达式I=U/R
4、说明：
①适用条件：
纯电阻电路（即用电器工作时，消耗的电能完全转化为内能）
②I、U、R对应同一导体或同一段电路，不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用，应加角码区别。
三者单位依次是A、V、Ω
③同一导体（即R不变），则I与U成正比同一电源（即U不变），则I与R成反比。
它表示导体的电阻由导体本身的长度、横截面积、材料、温度等因素决定。
R＝U/I是电阻的量度式，它表示导体的电阻可由U/I给出，即R与U、I的比值有关，但R与外加电压U和通过电流I等因素无关。
二、伏安法测电阻
1、定义：
用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻，这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。
2、原理：
I=U/R
3、电路图：
（右图）
4、步骤：
①根据电路图连接实物。
连接实物时，必须注意开关应断开
②检查电路无误后，闭合开关S，三次改变滑动变阻器的阻值，分别读出电浀表、电压表的示数，填入表格。
③算出三次Rx的值，求出平均值。
④整理器材。
5、讨论：
⑴本实验中，滑动变阻器的作用：
改变被测电阻两端的电压（分压），同时又保护电路（限流）。
⑵测量结果偏小是因为：
有部分电流通过电压表，电流表的示数大于实际通过Rx电流。
根据Rx=U/I电阻偏小。
⑶如图是两电阻的伏安曲线，则R1＞R2
三、串联电路的特点：
理解：
把n段导体串联起来，总电阻比任何一段导体的电阻都大，这相当于增加了导体的长度。
特例:
n个相同的电阻R0串联，则总电阻R=nR0.
四、并联电路的特点：
理解：
把n段导体并联起来，总电阻比任何一段导体的电阻都小，这相当于导体的横截面积增大。
特例:
n个相同的电阻R0并联，则总电阻R=R0/n.
求两个并联电阻R1、R2的总电阻R=
第六章：
电功率
一、电功：
1、定义：
电流通过某段电路所做的功叫电功。
2、实质：
电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。
电流做功的形式：
电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
3、规定：
电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。
4、计算公式：
W=UIt=Pt（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
W=I2Rt=U2t/R
①串联电路中常用公式：
W=I2RtW1:
W2:
W3:
…Wn=R1:
R2:
R3:
…:
Rn
②并联电路中常用公式：
W=U2t/RW1:
W2=R2:
R1
③无论用电器串联或并联。
计算在一定时间所做的总功常用公式W=W1+W2+…Wn
5、单位：
国际单位是焦耳（J）常用单位：
度（kwh）1度=1千瓦时=1kwh=3.6×106J
6、测量电功：
⑴电能表：
是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。
⑵电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样，分别表示：
电电能表额定电压220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。
⑶读数：
A、测量较大电功时用刻度盘读数。
①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
3
2
4
6
8
3
2
6
5
4
如：
电能表月初读数月底读数是
这个月用电度合J
B、测量较小电功时，用表盘转数读数。
如：
某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是J。
二、电功率：
1、定义：
电流在单位时间内所做的功。
2、物理意义：
表示电流做功快慢的物理量灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
3、电功率计算公式：
P=UI=W/t（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
P=I2R=U2/R
①串联电路中常用公式：
P=I2RP1:
P2:
P3:
…Pn=R1:
R2:
R3:
…:
Rn
②并联电路中常用公式：
P=U2/RP1:
P2=R2:
R1
③无论用电器串联或并联。
计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn
4、单位：
国际单位瓦特（W）常用单位：
千瓦（kw）
5、额定功率和实际功率：
⑴额定电压：
用电器正常工作时的电压。
额定功率：
用电器在额定电压下的功率。
P额=U额I额=U2额/R某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示：
普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。
若知该灯“正常发光”可知：
该灯额
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