初中物理电学知识归纳.docx
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初中物理电学知识归纳
电学复习知识汇编
第五章电流和电路
一、电荷
1、物体具有了吸引轻小物体的性质，我们就说物体带了电，或者说带了电荷；
2、用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电；此外还有接触带电和感应起电两种方式。
二、两种电荷：
1、用绸子摩擦的玻璃棒带的电荷叫正电荷；
2、把用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷；
3、基本性质：
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；
三、验电器
1、用途：
用来检验物体是否带电（但无法直接检验物体带何种电荷）；
2、原理：
利用同种电荷相互排斥；
3、等量异种电荷完全抵消的现象叫做电中和现象；
四、电荷量（电荷）
1、电荷的多少叫电荷量、简称电荷，用“Q”表示；
2、电荷的单位：
库仑（C），简称库；
五、元电荷：
1、原子是由位于中心的带正电的原子核和核外带负电的电子组成；
2、原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成；
3、物质是由分子（原子）组成，分子（原子）的直径约10-10米。
原子核的直径约10-15米；
4、把最小的电荷叫元电荷（一个电子或一个质子所带电荷）用e表示；e=1.6×10-19C;
5、在通常情况下，原子核所带正电荷与核外电子总共所带负电荷在数量上相等，整个原子呈中性；
六、摩擦起电
1、原因：
不同物体的原子核束缚电子的本领强弱不同；
2、摩擦起电的实质：
摩擦起电并不是创造了电，而是电子从一个物体转移到了另一个物体；失去电子的带正电，得到电子的带负电；即“得负失正”
3、相互摩擦起电的两个物体一定带有等量异种电荷。
七、导体和绝缘体
1、善于导电的物体叫导体；如：
金属、人体、大地、碳棒、酸碱盐的水溶液；
2、不善于导电的物体叫绝缘体，如：
橡胶、玻璃、塑料、酒精、油脂、水、干木头、空气等；
3、金属导体靠自由电子（带负电）导电，酸碱盐溶液靠正、负离子导电；自由电子和离子统称为自由电荷；
4、导体和绝缘体没有一定的界限，在一定条件下可以相互转换；
（如：
水里有杂质会导电，玻璃高温下会导电等。
）
5、导电能力介于导体和绝缘体的物质叫做半导体，常用来制作二极管、三极管或集成电路芯片。
主要有硅、锗、砷化镓等。
6、超导现象：
某些物质在很低的温度时，电阻完全消失，这种现象叫超导现象；这类物质叫做超导体。
八、电流
1、电荷的定向移动形成电流；（正、负电荷均可）
2、能够提供持续电流的装置叫电源。
干电池的碳棒为正极，锌筒为负极；
3、规定：
正电荷定向移动的方向为电流的方向（负电荷定向移动方向和电流方向相反）；
4、在电源外部电路中，电流的方向从电源的正极流向负极；
九、电路
1、组成：
电源、导线、开关、用电器；
（1）、电源：
提供持续电流，把其它形式的能转化成电能；
（2）、用电器：
消耗电能，把电能转化成其它形式的能（电灯、电风扇等）
（3）、导线：
输送电能的；
（4）、开关：
控制电路的通断；
2、电路的三种状态
（1）通路：
处处连通，用电器正常工作的电路；
（2）开路：
某处断开，电路中无电流，用电器不工作的电路；
（3）短路：
不经过用电器而直接用导线将电源的正负极相连；
（后果：
电路中电流过大，烧坏电源，甚至引发火灾，绝对要避免）
十一、电路图及元件符号：
用符号表示电路连接的图叫电路图；
画电路图时要注意：
整个电路图是长方形；导线要横平竖直，不可画成曲线；元件不能画在拐角处，并尽量在电路图中均匀分布。
十二、串联和并联
1、把电路元件首尾相接、逐个顺次连接起来的电路叫串联；
特点：
电流只有一条路径；各用电器互相影响，无法独立工作；
整个电路只需要一个开关即可控制所有用电器；
2、把电路元件并列连接起来的电路叫并联电路；
特点：
电流有多条路径；各用电器互不影响，可以独立工作，
干路总开关控制整个电路，支路开关只控制本支路。
小技巧：
常根据电流的流向判断串、并联：
从电源的正极开始，
沿电流方向走一圈，回到负极，则为串联，若电流出现分支则为
并联；
十三、电路的连接方法
1、线路尽量简捷、不能出现交叉；
2、连出的实物图中各元件的顺序尽量要与原电路图保持一致；
3、一般从电源的正极起，顺着电流方向，依次连接，直至回到电源的负极；
4、并联电路连接中，先串后并，先支路后干路，连接时找准分支点和汇合点。
5、在连接电路前应将开关断开（实际操作时）；
十四、电流
1、定义：
单位时间（1秒）内通过导体横截面的电荷量，符号I
2、定义公式：
3、单位：
安培，简称“安”，符号A，
毫安（mA）、微安（µA）
1A＝1000mA
1mA＝1000µA
十五、电流的测量：
用电流表；符号
1、电流表的结构：
（1）3个接线柱：
通常标有“—”“0.6”和“3”字样
（2）量程：
分为0～0.6A和0～3A
（3）分度值：
相应分别为0.02A和0.1A
2、电流表的使用
（1）电流表必须和用电器串联
（2）电流必须从电流表的“+”接线柱流入，从“—”接线柱流出，“+进-出”；
（3）被测电流不能超过电流表的量程，应该使用“试触法”选择合适的量程，做到“不损坏、更精确”；
（4）绝对不允许不经过用电器将电流表接在电源两端（电流表电阻非常小，相当于导线，会造成短路而烧坏）。
3、电流表的读数（使用前应先调零）
（1）明确所选量程；
（2）明确分度值（每一小格表示的电流值）
（3）根据表针向右偏过的格数读出电流值
十六、串、并联电路中电流的特点：
1、串联电路中电流处处相等或者说每个用电器的电流都相等；
表达式：
I串=I1=I2=…=In
2、并联电路中干路电流等于各支路电流之和；
表达式：
I并=I1＋I2＋…＋In
第六章电压电阻
一、电压
1、电压是形成电流的原因（电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因），
2、电源是提供电压的装置；
3、形成电流的条件：
（1）电路中要有电源；
（2）电路是通路（或闭合回路）；
4、电压的单位：
在国际单位是伏特（V），简称伏，
常用单位还有兆伏（MV）；千伏（kV）；毫伏（mV）；微伏（μV）；
1MV=103kV=106V1kV=103V;1V=103mV=106μV;
5、常见电压：
一节干电池的电压是1.5V；
一节蓄电池的电压是2V；
对人的安全电压是不高于36V；
家庭照明电压是220V；
工业用电电压是380V
二、电压的测量：
用电压表，电路图中符号
1、电压表的结构
（1）3个接线柱：
通常标有“—”“3”和“15”字样
（2）量程：
分为0～3V和0～15V
（3）分度值：
相应分别为0.1V和0.5V
2、电压表的使用
（1）电压表要并联在被测电路（或用电器）两端；
（2）电流必须从电压表的“+”接线柱流入，“—”接线柱流出；
（3）被测电压不能超过电压表的量程，应该使用“试触法”选择合适的量程，做到“不损坏、更精确”；
（4）电压表可以直接并联在电源两端测量电源两端电压（不得超过量程）；电压表电阻极大。
三、串、并联电路的电压规律：
1、串联电路的总电压等于各用电器两端电压之和；
表达式：
U串=U1+U2+…+Un
2、并联电路各支路两端的电压相等，都等于电源总电压
表达式：
U并=U1=U2=…=Un
串联电池组的电压等于各节电池电压之和，并联电池组的电压与各节电池的电压相等。
四、电阻
1、电阻是表示导体对电流的阻碍作用大小的物理量，物理学中用R表示。
2、任何一个用电器都可以看做是一个电阻，电路图中元件符号：
3、电阻越大对电流的阻碍越大；
4、单位：
欧姆（Ω）简称为“欧”；常用的还有兆欧（MΩ）和千欧（kΩ）
1MΩ=103kΩ=106Ω
5、影响电阻大小的因素：
材料、长度、横截面积，此外还受温度的影响。
电阻大小的表达式：
（式中
是衡量导体导电能力的参数，叫做电阻率）
6、变阻器：
阻值可以改变的电阻器；常见的变阻器是滑动变阻器和电阻箱；
（1）滑动变阻器的原理：
通过改变电阻线在电路中的长度来改变电阻；
特点：
不能准确表示接入电路的电阻值，但可连续改变连入的电阻大小。
（2）元件符号：
结构示意图实物图
（3）作用：
改变电流，调节电压和保护用电器；
（4）标示“50Ω0.5A”表示阻值可变范围0～50Ω，最大正常工作电流0.5A。
（4）接线柱连接时，必须上下各选一个连入电路。
（若同时选择上面两个A、B则电阻为零，相当于导线；同时选择下面两个C、D则相当于定值电阻，滑片不起作用，无法改变电阻。
）
（5）电阻箱：
是一种能表示出阻值的变阻器，读数的方法是：
各盘对应的小三角指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后相加。
第七章欧姆定律
一、欧姆定律：
1、内容：
导体中的电流强度，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比
2、表达式：
3、此式中（物理量）电流I——（单位）安培A
（物理量）电压U——（单位）伏特V
（物理量）电阻R——（单位）欧姆Ω
4、导出式：
电压 U＝IR
电阻
（仅表示电阻的大小在数值上等于其电压与电流的比值，但R的大小与U、I无关！
）
【对欧姆定律的几点补充】：
（1）欧姆定律的表达式只有一个：
，另外两个导出式并不能叫做欧姆定律！
（2）欧姆定律的内容里并没有写明“当电阻不变时”，电流和电压成正比，但理解时不能忽略这个前提条件；当然“电压不变时”，电流和电阻成反比的前提条件也不能忽略！
（3）“同一性”原则：
利用欧姆定律时要注意电流I、电压U和电阻R必须是针对同一个用电器、同一段电路中的所有用电器或者整个电路，切不可张冠李戴！
例如
、
、
（4）“同时性”原则：
电流I、电压U和电阻R这三个量必须是同一时刻或同一状态下的，切不可将变化前后或者不同状态时的量凑在一起计算！
（5）公式中的三个量的单位必须都是国际统一单位，否则，等式不能成立。
二、串联电路的关系：
1、串联电路的总电阻等于各用电器电阻之和
（1）R串＝R1＋R2＋…＋Rn
（2）n个相同电阻R0串联：
R串＝nR0
（3）串联电路总电阻大于每一个部分电阻，原因是串联后相当于增加了导体的长度。
2、电流特点：
串联电路各点的电流处处相等：
I=I1=I2=…=In；
3、电压特点：
串联电路的电源总电压等于各用电器电压之和；U=U1+U2＋…＋Un；
三、并联电路的特点：
1、并联电路总电阻的倒数等于各并联用电器电阻的倒数之和
（1）
（2个电阻并联时可用
计算并联总电阻）
（2）若n个相同电阻R0并联，总电阻等于各分电阻的n分之一：
（3）并联相当于增大了导体的横截面积，总电阻小于任何一个分电阻；
2、电流特点：
并联电路的总电流等于各支路电流之和；I并=I1＋I2＋…＋In；
3、电压特点：
并联电路各支路两端电压相等，都等于总电压；U并=U1=U2=…=Un；
四、“伏安法”测量小灯泡的电阻：
（设计思路：
导体确定以后，两端的电压变化会引起通过的电流的变化，但不会改变导体的电阻；因此，只要能用电压表和电流表分别测量未知电阻导体的电压U和电流I，利用欧姆定律的导出公式
即可间接测出导体的电阻值．所以本方法又叫“伏安法”测电阻．）
1、实验目的用电压表、电流表测导体电阻
2、实验原理：
3、实验器材：
学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡、开关，导线若干
4、实验电路图：
5、实验步骤：
（1）断开开关，连接电路并检查
（2）移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻调到最大
（3）闭合开关，移动滑片，读取并记录几组电流表、电压表数据
（4）根据原理公式计算每组电阻，并求出平均值减少误差
6、实验数据记录：
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
求平均值
1
Ω
2
3
7、实验结论：
导体的电阻与电压、电流无关，是导体本身的性质。
8、实验中应该改进、误差分析及发现新问题
（1）测量数据组数越多，结果更精确；
（2）电流表、电压表和导线本身也有电阻、电表量程的选择、人为的读数估计误差等都造成了本实验的误差产生；
（3）随着电压的升高，电阻有了逐渐变大的发现（温度升高造成的影响）
9、实验中滑动变阻器的作用：
通过改变自身电阻来改变被测灯泡的电压和电阻，以测得多组数据减少误差（主要），以及保护电路（次要）
四、安全用电的原则:
不接触低压带电体，不靠近高压带电体
1、对人体的安全电压是不高于36V（经验值，并不是一定的）；
2、家庭电路发生触电事故一般都是由于人体直接或者间接与火线连通造成的。
3、触电方式：
（1）单线（火线）触电；
（2）双线（同时接触火线和零线）触电；
（3）高压电弧触电；
（4）跨步电压触电
第八章电功率
一、电功和电能：
1、多种多样的能量形式
自然界和生产生活中存在多种能量形式：
有太阳能、光能、热能（或叫内能）、机械能（包括水能、风能、潮汐能）、化学能、原子能（或叫核能）、电能等。
2、各种能量之间可以相互转化，也可以在不同物体之间相互转移。
3、电能转化、存储、运输都极为方便，因此被人类广泛应用。
4、将各种其它形式能量转化为电能的装置叫做电源；把电能转化成各种其它我们需要的能量形式的装置叫做用电器。
如：
水力发电站、风力发电站等将机械能→电能；核电站将核能→电能；电池将化学能→电能；太阳能电池将太阳能→电能等等。
5、用电器将消耗电能工作的同时也就是利用电能做功的过程，从能量守恒定律的角度看，用电器消耗多少电能，就做多少电功。
电能（电功）在物理中用W表示；
W=UIt
式中W——电能（电功）——单位：
焦耳（J）
U——电压——单位：
伏特（V）
I——电流——单位：
安培（A）
t——时间——单位：
秒（s）
1J=1V×1A×1s（导体两端电压1V，通过电流1A，通电1s消耗1J电能）
6、电功、电能的国际单位都是焦耳（J）；电能还有一个常用单位千瓦·时（kW·h），又叫“度”
1kW·h=1000W×1h=1000W×3600s=3.6×106J
二、电功率：
1、电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量（电功率越大的用电器耗电越快，但不表示一定耗电多）；
2、定义：
单位时间（1s）内用电器消耗的电能
3、定义公式：
式中P——电功率——单位：
瓦特（w）
W——电能——单位：
焦耳（J）
t——时间——单位：
秒（s）
1w=1J/s（用电器每秒消耗1J电能，功率就是1w）
4、电功率的国际单位：
瓦特（W），还有常用单位千瓦（kW）1kW=1000W
三、“伏安法”测量小灯泡的电功率：
（设计思路：
小灯泡两端的电压变化会引起通过的电流的变化，因此也会引起其实际电功率的变化；所以可以用电压表和电流表分别测量小灯泡的电压U和电流I，利用电能公式的导出式
即可间接测出小灯泡的电功率．本方法还是利用了“伏安法”）
1、实验目的用电压表、电流表测灯泡的电功率
2、实验原理：
P=UI
3、实验器材：
学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡、开关，导线若干
4、实验电路图：
5、实验步骤：
（1）断开开关，连接电路并检查
（2）移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻调到最大
（3）闭合开关，移动滑片，使灯泡实际电压额定电压，记录相应的电流示数及灯泡发光情况；
（4）再次移动滑片，分别使灯泡电压高于和低于额定电压少许，记录相应的电流表示数级发光情况；
（5）根据原理公式计算实际电功率和额定电功率。
6、实验数据记录：
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
1
2
3
7、实验结论：
小灯泡的电压越大，实际的电功率越大，同时小灯泡越亮。
由此可知，灯泡的亮度并非由其额定功率决定，而是实际电功率决定的。
8、实验中应该改进、误差分析及发现新问题
（1）电流表、电压表和导线本身也有电阻，电表量程的选择，人为的读数估计误差等都造成了本实验的误差产生；
（2）随着电压的升高，电阻有了逐渐变大的发现（温度升高造成的影响）
9、本实验中滑动变阻器的作用：
保护电路（次要）通过改变自身电阻来改变小灯泡的电压和电流（主要）。
四、焦耳定律：
1、电流的三种效应
（1）热效应：
除超导体之外任何导体通过电流时都要产生热量，将电能转化为热能的现象。
（2）磁效应：
导体通过电流时，周围空间可以产生磁场。
（3）化学效应：
某些电路中，有电流通过时会发生化学反应。
如（电镀、充电、电解等）
2、焦耳定律：
电流通过导体产生的热量和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。
3、表达式：
热量=（电流）2×电阻×时间
Q=I2Rt
式中Q——热量——单位：
焦耳J
I——电流——单位：
安培A
R——电阻——单位：
欧姆Ω
T——时间——单位：
秒s
1J=1A2·1Ω·1s
【补充说明】
（1）式中所有物理量必须是国际单位，否则等式不成立
（2）本公式可以用于计算所有电路中产生的电热。
（3）用电器将电能全部转化为热能的电路，叫做纯电阻电路。
此时Q=W成立，即消耗的电能全部用来产生电热。
这时电能的所有公式也可以用来计算电热。
家庭中的纯电阻电路有电炉、电熨斗、电热毯、电饭锅、电饭煲、电烙铁、电烤箱、电灯等。
（4）如果用电器主要将电能转化为其它形式能量，例如机械能、化学能等，只有一部分电能变成热能，这样的电路叫做非纯电阻电路，Q≠W，只能利用Q=I2Rt计算电热。
家庭中的非纯电阻电路有电冰箱、电视机、洗衣机、电磁炉、微波炉、充电电池、空调、电脑等等。
4、电热的利用和防护
五、电能和电功率的公式推导
电学中的基本计算公式有：
W=UIt
Q=I2Rt
利用以上公式可以推导出另外一些导出公式：
电能（电功）
（式中的Q是电荷量，不是电热Q）
电功率
（这些导出公式虽然极大地方便了我们的解题方法，但是同时也不可避免的造成某些同学的选择困惑，希望能同学们能亲自推导每个公式的过程，理解式子的含义，明确公式的适用条件和范围，以及在何种环境下选择哪个公式更为简单方便。
在并联电路或者电源电压不变的情况下，适合选用
以及
来分析；而在串联电路或者电流相同的情况下，适合选用
以及
来分析更为方便。
所有家用电器上都会标有额定电压值和额定功率值，如灯泡上标有“220V100W”，利用
可以得到
计算得到灯泡的电阻R，以及额定电流
）
六、家庭电路的组成
家庭电路的基本组成部分：
进户线（火线、零线），电能表，闸刀开关，保险丝（空气自动开关），电灯和开关、插座（两孔和三孔）
1、火线和零线：
火线与大地之间电压为220V，零线与大地之间0V，因而火线、零线之间有220V的电压。
（零线与大地相连，若零线与大地断开，则零线也变为火线！
）
区别火线和零线的方法是用试电笔。
试电笔的构造：
金属笔尖、绝缘笔体、高值电阻、氖管、弹簧、金属笔尾。
使用：
用手接触金属笔尾，笔尖接触电线，氖管发光表示接触的是火线，不发光则表示零线。
家庭电路电线安装是一般火线在上，零线在下，即“上火下零”。
2、电能表：
测量家庭中一段时间内消耗电能的仪表。
（1）连接方式：
串联
（2）几个特殊数据：
220V5A（10A）表示应该在220V的家庭电路中使用；正常工作电流不超过5A，短时间内可以不超过10A；
50Hz表示家庭电路的交流电频率是50Hz；
3000revs/kW·h表示家中用电器每消耗1kW·h的电能，表上铝盘转3000转；
（3）电能表的读数：
表上数字框里最后一位是小数位。
如表示消耗电能为275.3kWh（度）。
家里一段时间用电数等于本次电表读数减去上次电表读数的差。
3、闸刀开关（总开关）：
用于切断家庭电路，便于检修、更换保险丝等。
位置在保险装置之前。
4、保险丝：
当家庭电路电流过大时，自动熔断切断电路，从而保护家用电器。
保险丝一般串联在火线上，其熔断电流应稍大于电能表上的最大电流。
保险丝制作材料是电阻（率）大而熔点低的铅锑（读音ti）合金。
绝对不可用铁丝或者铜丝等其它导线代替！
5、电灯和控制开关
电灯和它的控制开关是串联的。
电灯分为卡口灯泡和螺旋口灯泡两种。
其中螺旋口灯泡的螺旋套接零线，底部金属部分接开关然后连接火线。
6、插座
两孔插座“左零右火”，三孔插座“左零右火中接地”。
其中地线的作用是防止由于绝缘皮磨损或者电线老化使金属外壳电器带电而造成触电事故。
七、家庭电路中电流过大的原因分析
1、短路
由欧姆定律
可知，家庭电路电压是220V，当电路中发生短路时，电阻接近于零，导致电流非常大，瞬间烧断保险丝或造成跳闸，重则发生电线起火，引起火灾。
2、家用电器总电功率过大
由公式P=UI可得
，当家中同时工作的电器总功率增加时，干路上的总电流也相应增大，超过电能表的额定电流或者保险丝的熔断电流即会导致跳闸或者烧保险。
【补充专题】
一、串联电路的规律
1、电流特点：
串联电路各点的电流处处相等：
I=I1=I2=…=In；
2、电压特点：
串联电路的电源总电压等于各用电器电压之和；U=U1+U2＋…＋Un；
3、电阻特点：
串联电路的总电阻等于各用电器电阻之和。
串联电路总电阻大于每一个部分电阻，原因是串联后相当于增加了导体的长度。
（1）R串＝R1＋R2＋…＋Rn
（2）n个相同电阻R0串联：
R串＝nR0
4、分压原理：
在串联电路中，各用电器两端的电压与它们各自的电阻大小成正比。
表达式：
5、电功率、电能特点：
∵电流相等，由公式P=UI轻松得到
，即串联电路每个用电器电功率的大小与其电阻大小成正比。
根据公式W=Pt也可以轻松得到，
，即串联电路每个用电器相同时间内消耗电能的多少与其电阻大小成正比。
二、并联电路的规律：
1、电流特点：
并联电路的总电流等于各支路电流之和；I并=I1＋I2＋…＋In；
2、电压特点：
并联电路各支路两端电压相等，都等于总电压；U并=U1=U2=…=Un；
3、电阻特点：
并联电路总电阻的倒数等于各并联用电器电阻的倒数之和
（1）
（2个电阻并联时可用
计算并联总电阻）
（2）若n个相同电阻R0并联，总电阻等于单个电阻R0的n分之一：
（3）并联相当于增大了导体的横截面积，总电阻小于任何一个分电阻；
4、分流原理：
在并联电路中，各支路电流的
大小和它们的电阻成反比。
表达式：
5、电功率、电能特点：
∵电压相等，由公式P=UI轻松得到
，即并联电路每个用电器电功率的大小与其电阻大小成反比。
根据公式W=Pt也可以轻松得到，
，即并联电路每个用电器相同时间内消耗电能的多少与其电阻大小成反比。
三、串、并联电路中的共同特点
1、电功率：
整个电路中所有用电器的总电功率等于各用电器电功率之和。
表达式：
P总=P1+P2+…+Pn
2、电能：
整个电路中所有用电器在一段时间内消耗的总电能等于用电器各自消耗的电能之和。
表达式：
W总=W1+W2+…+Wn
四、“伏安法”测电阻和测功率的异同点
1、不同点：
“伏安法”测电阻
“伏安法”测电功率
实验目的
测电阻
测功率
实验原理
R=U/I
P=UI
数据处理
比值得到电阻，并求平均值
乘积得到电功率，不求平均值
得出结论
电阻与电压、电流无关
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