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电学基础知识
十五章电流和电路
1、摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象，就是摩擦起电现象
摩擦起电的本质是：
电子的得失或电子的转移
2、自然界只有两种电荷，被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做正电荷，被毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做负电荷。
玻璃棒：
正电荷丝绸：
负电荷
橡胶棒：
负电荷毛皮：
正电荷
3、同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
4、用验电器来检验物体是否带电，（原理：
同种电荷相互排斥）用带电体接触验电器的金属球，就有一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上，这两片金属箔带同种电荷，由于互相排斥而张开。
从验电器张角的大小，可以判断所带电荷的多少。
（会检验物体是否带电）
5、电荷量：
电荷的多少叫做电荷量，简称电荷。
电荷的单位是库仑，简称库，符号是C。
（1）一根摩擦过的玻璃棒或橡胶棒所带的电荷，大约只有
（2）一片雷雨云带电的电荷，大约只有几十库仑
6、原子由原子核和电子组成。
原子核位于原子的中心，比原子小得多。
原子核带正电，电子带负电。
电子绕核运动。
（原子核由带正电的质子和不带电的中子组成）
7、元电荷：
人们把最小电荷叫做元电荷，常用符号e表示。
，任何带电体所带电荷都是e的整数倍。
（进一步理解物体带电的本质）
8、导体：
有的物体善于导电，例如：
金属，人体，食盐水溶液，石墨，大地
绝缘体：
有的物体不善于导电，例如：
橡胶，玻璃，塑料（物理中的例子很重要）
导体和绝缘体没有绝对的界限
9、电流的方向：
正电荷移动的方向规定为电流的方向
电流方向几种说法：
（1）正电荷移动的方向规定为电流的方向
（2）当电路闭合时，在电源外部，电流的方向是从电源正极经过用电器流向负极
（3）电源外部，从正极流向负极
（4）电子定向移动方向的反方向
10、电路由：
电源、用电器、开关、导线组成，只有电路闭合时，电路中才有电流
11、电池和发电机等电源在电路中是提供电能的装置，
而像电灯和电风扇等用电器是消耗电能的装置。
12、电路图：
（1）用铅笔、尺子画
（2）电路图中导线要直，且图要方正
（3）元件符号顺序不得与实物图顺序颠倒，开关的状态应注意与实物一致
（4）用电器、开关及电源不得安排在角落位置
（5）线头不得凸出来
（背诵P104页的元件符号，不能自造符号）
易错点：
开关按钮顺序、开关状态、用电器标名称、三条线以上要标黑点
注意电路图的等效性，某种实物图的电路图不是唯一的
13、电路图的三种状态：
通路、断路（开路）、短路
断路：
开关断开，接触不良，灯泡灯丝断了，导线没有接，导线断了
（断路对用电器和电源一定是无害的）
短路：
导线直接连接到用电器的两端或者电源的两端都叫短路
（电源短路一定对电源和导线有害，用电器短路可能有害也可能无害）
14、实物图：
（1）用铅笔画
（2）连线不能交叉
（3）元件顺序不能颠倒
（4）流畅的曲线。
注意实物图的等效性，某种电路图的实物图不是唯一的
15、如何分析电流：
可以采用类比法，比作人流、水流
16、串联电路与并联电路的特点：
串联电路
并联电路
连接特点
首尾连接
并列连接在两点之间
电流路径
电流从电源正极出发，只有一条路径流回电源负极
干路电流在节点处分别流经各支路，再在另一节点处汇合流回电源负极（多条路径）
开关作用
开关控制整个电路，开关位置对它的控制作用没有影响
干路开关控制整个电路，支路开关只控制它所在的那条支路
用电器间是否相互干扰
各用电器互相干扰，若其中一个断开，其他用电器无法工作
各用电器互不干扰，若其中一个断开，其他用电器可照常工作
17、电流就是表示电流强弱的物理量，通常用字母I代表，它的单位是安培，简称安，符号是A。
其它单位：
毫安（mA），微安（
）
（了解常用电器的电流大小）
18、怎样连接电流表
第一：
电流必须从红色接线柱（或者表“+”号的接线柱）流进去，从黑色接线柱（或标着“—”的接线柱）流出来。
如果表中电流的方向相反，表针就会向左边偏转，这样不但无法读数，有时候还会损坏电表。
（正接线柱流进去，负接线柱流出来）
第二：
选择合适的量程，若不知道量程，应该选较大的量程，并进行试触。
第三：
电流表和用电器必须串联。
若与用电器并联电流表的示数不是流过用电器的电流，而且很容易损坏电流表。
第四：
任何情况下都不能使电流表直接连到电源两极！
若直接连到电源两极会造成电源短路（电流表相当于一条导线，不计电阻）
19、怎样在电流表上读数
（1）明确电流表的量程，即可以测量的最大电流
（2）确定电流表分度值，即表盘的一个小格代表多大的电流
（3）零刻度线是否指零
（4）根据表针向右偏过的格数读出电流值
20、探究串并联电流的规律
（1）串联电路中各点的电流相等。
（2）并联电路中干路电流等于支路电流的和。
第十六章电压、电阻
1、电压
（一）相关概念
（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。
（2）电源是提供电压的装置。
（3）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。
（4）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）
（二）电压的符号U、单位、换算关系、记住一些电压值
（1）国际单位：
V常用单位：
kV、mV、μV
（2）换算关系：
1Kv＝1000V1V＝1000mV1mV＝1000μV“千进制”
（3）记住一些电压值：
一节干电池1.5V一节蓄电池2V手机电池3.6V
家庭电压220V人体安全电压不高于36V
（三）电压的测量：
（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”
A、电压表要与被测用电器并联。
B、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）
C、被测电压不要超过电压表的最大量程。
（能用小量程就用小量程测量，量程越小，测量越准确）
※※※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
0～0.6A0～3A
0～3V 0～15V
每大格
0.2A1A
1V 5V
每小格
0.02A0.1A
0.1V 0.5V
内阻
很小，几乎为零
相当于短路
很大
相当于断路
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。
※※※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断路，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。
2、探究串并联电路电压的规律（略）：
（计算题）（实验题）
“串联等流分压；并联等压分流”
3、电阻
（一）定义及符号
（1）定义：
电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。
（2）符号：
R
（3）定值电阻：
电路符号：
（二）单位、单位换算关系、了解一些电阻值
（1）国际单位：
欧姆Ω。
规定：
如果导体两端的电压是1V，通过导体的电流是1A，这段导体的电阻是1Ω。
（2）常用单位：
千欧（KΩ）、兆欧（MΩ）
（3）换算：
1MΩ=1000KΩ1KΩ=1000Ω“千进制”
（4）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。
4、决定电阻大小的因素（重要实验）
（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。
所以结论“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：
A、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。
B、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镍铬（铜比镍铬更容易导电）
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。
5、可变电阻（变阻器）
（1）滑动变阻器：
A、构造：
瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱。
B、结构示意图：
C、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。
D、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。
E、铭牌：
某滑动变阻器标有“50Ω 1．5A”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．
F、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。
G、应用：
电位器
H、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。
（2）电阻箱：
（了解）
A、旋盘式电阻箱：
结构：
两个接线柱、旋盘
变阻原理：
转动旋盘，可以得到0～9999．9Ω之间的任意阻值。
读数：
各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的电阻。
B、插孔式电阻箱：
结构：
铜块、铜塞，电阻丝。
读数：
拔出铜塞所对应的电阻丝的阻值相加，就是连入电路的电阻值。
优缺点：
能表示出连入电路的阻值，但不能够逐渐改变连入电路的电阻。
、
6、半导体：
（P18）
（1）实例：
硅、锗
（2）特点：
导电性能介于导体与绝缘体之间
（3）社会影响、生活应用：
“集成电路、光敏、热敏、二极管、三极管”
（半导体用于各种电子设备）
7、超导体：
（P18）
（1）实例：
铝（1.39K）,铅（7.20K）
（2）特点：
电阻为零
（3）社会影响、生活应用：
“降低电能损耗，进一步实现电子设备的微型化”
第十七章欧姆定律
1、探究电流与电压、电阻的关系（重要实验）
（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（实物图、电路图）（作图题）：
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。
）（“用图线表达实验数据”）
（5）“根据U-I图线揭示电流、电压之间的关系”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（被控的变量是定植电阻）；在电压不变的情况下，导体中的电流与导体的电阻成反比（被控的变量是导体两端的电压）
2、欧姆定律
（1）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。
（需要完善）
（2）数学表达式：
I=U/R（计算题）
（3）说明：
a、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）；
b、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，应加下标区别。
三者单位依次是A、V、Ω；
※c、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
同一电流（即I不变），则U与R成正比
※d、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。
电压是形成电流的原因。
※e、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。
（4）解电学题的基本思路。
a、认真审题，根据题意画出电路图；
b、在电路图上标出已知量和未知量（必要时加下标）；
c、选择合适的公式或规律进行求解。
3、串联电路的特点（计算题）
（1）电流：
文字：
串联电路中各处电流都相等。
公式：
I=I1=I2=I3=……In
（2）电压：
文字：
串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。
公式：
U=U1+U2+U3+……Un
（3）电阻：
文字：
串联电路中总电阻等于各部分电路电阻之和。
公式：
R=R1+R2+R3+……Rn
※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 。
（4）分压定律：
文字：
串联电路中各部分电路两端电压与其电阻成正比。
公式：
U1/U2=R1/R2 U1：
U2：
U3：
…=R1：
R2：
R3：
…
4、并联电路的特点（计算题）
（1）电流：
文字：
并联电路中总电流等于各支路中电流之和。
公式：
I=I1+I2+I3+……In
（2）电压：
文字：
并联电路中各支路两端的电压都相等。
公式：
U=U1=U2=U3=……Un
（3）电阻：
文字：
并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。
公式：
1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……1/Rn
※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：
（4）分流定律：
文字：
并联电路中，流过各支路的电流与其电阻成反比。
公式：
I1/I2=R2/R1
5、测电阻（“伏安法”）（重要实验）
（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：
R=U/I
（3）电路图：
（如图）
（4）实验步骤：
a、根据电路图连接实物图。
连接实物时，必须注意开关应断开
b、检查电路无误后，闭合开关S，三次改变滑动变阻器的阻值，分别读出电流表、电压表的示数，填入表格。
c、算出三次Rx的值，求出平均值。
d、整理器材。
（故障分析）
（5）讨论：
a、本实验中，滑动变阻器的作用：
改变电路中的电流，改变被测电阻两端的电压（分压），同时又保护电路（限流）。
b、如图是两电阻的伏安曲线，则R1＞R2（靠近电压轴的电阻大）
6、欧姆定律和安全用电：
（1）电压越高越危险
（2）断路与短路（能列举情况）
断路：
电路没有接通，开关断开，接触不良，灯泡灯丝断了，导线没有接，导线断了
（断路对用电器和电源一定是无害的）
短路：
导线直接连接到用电器的两端或者电源的两端都叫短路
（电源短路一定对电源和导线有害，用电器短路可能有害也可能无害）
（3）注意防雷
第十八章电功率
1、能量：
（1）多种发电方式（风力、火力、水力、太阳能、核能）
（2）电源的作用、能量转化情况
（3）用电器的作用、能量转化情况，电烙铁、电视机、电风扇（能量转化区别）
2、电功（符号W）
（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）（计算题）
对于纯电阻电路可推导出：
W=I2Rt=U2t/R
a、串联电路中常用公式：
W=I2Rt W1：
W2：
W3：
…Wn=R1：
R2：
R3：
…：
Rn
b、并联电路中常用公式：
W=U2t/R W1：
W2=R2：
R1
c、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：
a、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。
b、电能表上“220V”“10（20）A”“50Hz”“600R/kwh”等字样，分别表示：
电能表应该在220V的电路中使用；电能表的标定电流是10A，额定最大电流为20A；每消耗一度电电能表转盘转600转；50Hz是说这个电能表在50Hz的交流电路中使用
c、读数：
A、测量较大电功时用刻度盘读数。
最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
如：
电能表月初读数
3
2
4
6
8
月底读数是
3
2
6
5
4
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。
3、电功率（符号P）
（1）定义：
电流在单位时间内所做的功。
定义式：
（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：
（适用于所有电路）（计算题）
对于纯电阻电路可推导出：
a、串联电路中常用公式：
b、并联电路中常用公式：
c、无论用电器串联或并联。
计算总功率常用公式
（4）单位：
国际单位瓦特（W） 常用单位：
千瓦（kw）
（5）“1度”的规定：
1kw的用电器工作1h消耗的电能。
P=W/t可使用两套单位：
“W、J、s”、“kw、kwh、h”
4、额定功率和实际功率
（1）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：
该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0．11A灯丝阻值Ｒ＝U2额/Ｐ额＝2936Ω
（2）当U实=U额时，P实=P额 用电器正常工作（灯正常发光）
当U实＜U额时，P实＜P额用电器不能正常工作（灯光暗淡），有时会损坏用电器
当U实 >U额时P实 >P额 长期使用影响用电器寿命（灯发光强烈）
（3）灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小
灯L1“220V100W”，灯L2“220V25W”相比较而言，L1电阻小，L2电阻大。
a、正常工作时，P额大的则亮
b、两灯串联时，根据
，则灯L2亮（电阻大的亮）
c、两灯并联时，根据
，则灯L1亮（电阻小的亮）
5、测量小灯泡的电功率（重要实验）
（1）原理：
P=UI；
（2）电路图：
（3）实物图
（3）选择和连接实物时须注意：
电源：
其电压高于灯泡的额定电压
滑动变阻器：
接入电路时要变阻，且调到最大值。
根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。
电压表：
并联在灯泡的两端“+”接线柱流入，“－”接线柱流出。
根据额定电压选择电压表量程。
电流表：
串联在电路里““+”接线柱流入，“-”接线柱流出。
根据I额=P额/U额或I额=U额/R选择量程。
※测量家用电器的电功率：
器材：
电能表秒表原理：
P=W/t
6、电流的热效应（实验题）（计算题）
（1）电流通过导体时电能转化成热，这个现象叫做电流的热效应
（2）实验
目的：
研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？
（电阻、时间）
原理：
根据煤油温度的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少
实验采用煤油的目的：
煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：
是绝缘体。
（3）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。
计算公式：
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
a串联电路中常用公式：
Q=I2RtQ1：
Q2：
Q3：
…Qn=R1：
R2：
R3：
…：
Rn
b并联电路中常用公式：
Q=U2t/R Q1：
Q2=R2：
R1
c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
d分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：
Q=U2t/R=Pt（家庭电路电压一定）
（4）应用──电热器（“电炉”“电饭煲”）
定义：
利用电流的热效应而制成的发热设备。
原理：
焦耳定律。
组成：
电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。
优点：
清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。
第十九章生活用电
（一）家庭电路
（1）家庭电路的组成部分：
低压供电线（火线零线）、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关
（2）家庭电路的连接：
各种用电器是并联接入电路的，插座与灯座是并联的，控制各用电器工作的开关与电器是串联的
（3）家庭电路的各部分的作用：
A、低压供电线：
给用户提供家庭电压的线路，分为火线和零线。
火线和零线之间有220V的电压，火线和地线之间也有220V的电压，正常情况下，零线和地线之间电压为0V。
B、测电笔：
用途：
用来辨别火线和零线。
种类：
钢笔式，螺丝刀式。
使用方法：
手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触火线，观察氖管是否发光。
※※举例：
☆测电笔接触火线时，如果观察不到氖管发光，你认为产生这种现象的原因是：
（至少填两种可能原因）测电笔氖管已坏；手没有接触笔尾金属体；火线断路。
※※某次检修电路时，发现灯泡不亮，火线零线都能使测电笔发光，可能的原因是：
火线完好，零线处有断路，被测段零线通过用电器和火线构成通路。
C、电能表：
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