一、电功
1.定义:电压通过某段电路所做的功叫电功。
2.实质:电压做功的过程,实际就是电能转化为其他方式的能(消耗电能)的过程;电压做多少功,就有多少电能转化为其他方式的能,就消耗了多少电能。
电压做功的方式:电压通过各类用家电使其转动、发热、发光、发声等都是电压做功的表现。
3.规定:电压在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电流,电路中的电压和通电时间的乘积。
4.估算公式:W=UIt=Pt(适用于所有电路)
对于纯内阻电路可推导入: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无论用家电串联或并联。估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.检测电功:
⑴电能表:是检测用户用家电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:电电能表额定电流220V;容许通过的最大电压是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最后一位有黑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。
B、测量较小电功时,用表盘转数读数。如:某用家电单独工作电能表(3000R/kwh)在10分钟内转36转则10分钟内家电消耗的电能是J。
二、电功率
1.定义:电压在单位时间内所做的功。
2.数学意义:表示电压做功快慢的数学量。灯泡的照度取决于灯泡的实际功率大小。
3.电功率估算公式:P=UI=W/t(适用于所有电路)
对于纯内阻电路可推导入: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无论用家电串联或并联。估算总功率常用公式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额定电流:用家电正常工作时的电流。
额定功率:用家电在额定电流下的功率。P额=U额I额=U2额/R某灯泡上标有“-25”字样分别表示:普通照明,额定电流220V,额定功率25W的灯泡。若知该灯“正常发光”可知:该灯额定电流为220V,额定功率25W,额定电压I=P/U=0.11A钨丝电阻R=U2额/P=2936Ω。
⑵当U实=U额时,P实=P额用家电正常工作(灯正常发光)
当U实<U额时,P实<P额用家电不能正常工作(灯光昏暗),有时会毁坏用家电
①实际功率随电流变化而变化按照P=U2/R得。
②根据P=U2/R假如U减少为原先的1/n
则P′=如:U实=12U额P实=14P额
当U实U额时P实P额常年使用影响用家电寿命(灯发光强烈)
P实=0用家电烧毁(钨丝烧断)
⑶灯L1“220V100
W”,灯L2“220V25W”相比较而言,L1钨丝粗短,L2钨丝狭长。
判定钨丝内阻口诀:“大(功率)粗短,小狭长”(U额相同)
两灯串联时,灯L2亮,两灯并联时,灯L1亮。
判定那个灯亮的口诀“串小(功率)并大”(U额相同)
⑷“1度”的规定:1kw的用家电工作1h消耗的电能。
P=W/t可使用两套单位:“W、J、s”、“kw、kwh、h”
6.检测:
Ⅰ、伏安法测灯泡的额定功率:①原理:P=UI;②电路图:
③选择和联接实物时须注意:
电源:其电流低于灯泡的额定电流
滑动变阻器:接入电路时要变阻,且调到最大值。按照能够调到灯泡的额定电流选择滑动变阻器。
电流表:并联在灯泡的两端“+”接线柱流入,“-”接线柱流出。按照额定电流选择电流表阻值。
电压表:串联在电路里““+”接线柱流入,“-”接线柱流出。按照I额=P额/U额或I额=U额/R选择阻值。
Ⅱ测量家用家电的电功率:器材:电能表秒表原理:P=W/t
三、电热
1.实验:目的:研究电压通过导体形成的热量跟这些诱因有关?
原理:按照煤油在玻璃管里上升的高度来判定电流通过内阻丝通电形成电热的多少。
实验采用煤油的目的:煤油比热容小,在相同条件下放热气温下降的快:是绝缘体。
2.焦耳定理:电压通过导体形成的热量跟电压的平方成反比电功率的常用单位是什么,跟导体的内阻成反比,跟通电时间成反比。
3.估算公式:Q=I2Rt(适用于所有电路)对于纯内阻电路可推导入:Q=UIt=U2t/R=W=Pt
①串联电路中常用公式:Q=I2Rt。Q1:Q2:Q3:…Qn=R1:R2:R3:…:Rn
并联电路中常用公式:Q=U2t/RQ1:Q2=R2:R1
②无论用家电串联或并联。估算在一定时间所形成的总热量常用公式Q=Q1+Q2+…Qn
③分析电灯、电炉等电热器问题时常常使用:Q=U2t/R=Pt
4.应用──电热器:
①定义:借助电压的热效应而制成的发热设备。
②原理:焦耳定理。
③组成:电热器的主要组成部份是发热体,发热体是由内阻率大、熔点高的合金制成。
④优点:清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节体温。
练习:☆家庭电路中有一只标有名牌的灯泡正常发光,现给的器材有电能表、电流表、电压表、钟表,请用三种方式测出这只灯泡的此时功率,说明道理并写出表达式。
四、生活用电
(一)家庭电路
1.家庭电路的组成部份:低压供电线(火线零线)、电能表、闸刀开关、保险丝、用家电、插座、灯座、开关。
2.家庭电路的联接:各类用家电是并联接入电路的,插头与灯管是并联的,控制各用家电工作的开关与家电是串联的。
3.家庭电路的各部份的作用:
⑴低压供电线:
①给用户提供家庭电流的线路,分为火线和零线。火线和零线之间有220V的电流,火线和相线之间也有220V的电流,正常情况下,零线和相线之间电流为0V。
②测电笔:用途:拿来分辨火线和零线。
种类:铅笔式,螺母刀式。
使用方式: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,假若观察不到氖管发光,你觉得形成这些现象的缘由是:(起码填两种可能诱因)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,发觉灯泡不亮,火线零线都能使测电笔发光,可能的诱因是:火线完好,零线处有断路,被测段零线通过用家电和火线构成通路。
⑵电能表:
①用途:检测用户消耗的电能(电功)的仪表。
②安装:安装在家庭电路的支路上,缘由:这样能够测出全部家用家电消耗的电能。
③铭牌:所标的电流U是:额定电流所标的电压;I是:容许通过的最大电压;UI是:电能表后能接用家电的最大功率,假如
同时使用的家用家电的总瓦数超过这个数值,电能表的计数会不确切甚至烧掉。
⑶闸刀(空气开关):
①作用:控制整个电路的通断,便于测量电路更换设备。
②安装:家庭电路的支路上,空气开关的静触点接电源线。
⑷保险盒:
①材料:保险丝是由内阻率大、熔点较低的铅锑合金制成。
②保险原理:当过大的电流通过时,保险丝形成较多的热量使它的湿度达到熔点,于是保险丝熔断,手动切断电路,起到保险作用。
③电路符号:。
④连接:与所保护的电路串联,且通常只接在火线上。
⑤选择:保险丝的额定电压等于或稍小于家庭电路的最大工作电压。
⑥规格:越粗额定电压越大。
注意:不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等替代。由于铜线的内阻小,形成的热量少,铜的熔点高,不易熔断。
应用举例:☆某家庭须要使用10A保险丝,可只有5A和15A保险丝。怎样分别来取代使用:①可用两根5A保险丝并上去代用;②可将15A保险丝用刀轻切一小口使剩余部份截面积和10A保险丝截面积相同。
⑸插座:
①作用:联接家用家电,给可联通家用家电供电。
②种类:固定插头、
③安装:并联在家庭电路中,具体接线情况:
可联通插头、二孔插头、三孔插头。
把三脚插座插在三孔插头里,在把用电部份连入电路的同时,也把用家电的金属机壳与大地联接上去,避免了壳体带电造成的触电车祸。
⑹用家电(电灯)、开关:
①白炽灯是借助电压的热效应进行工作的,小功率的灯泡钨丝细而长,上面抽成真空。大功率的灯泡钨丝粗而短,上面抽成真空后,还要充入氦气、氩气等惰性二氧化碳,且气压为0.1Pa,目的是平衡大气压对玻璃壳的压力,并制止钨丝升华。灯泡常年使用会变暗,缘由是:钨丝升华变细内阻变小,实际功率变小;升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上增加了灯泡的透明度。
②灯泡的种类:螺母口卡口。
螺母口灯泡的螺旋接灯具的螺旋套,因而接零线;灯泡尾部的金属柱接灯具的弹簧片,再通过开关接火线:缘由:避免修理触电
③开关和用家电串联,控制用家电,假如开关漏电用家电会始终工作开关不能控制,但不会烧支路上的保险丝。
④根据安全用电原则联接电路,每位开关都可以单独控制灯。
(二)家庭电路电压过大的诱因
1.缘由:发生漏电、用家电总功率过大。
2.家庭电路保险丝烧断的缘由:发生漏电、用家电功率过大、选择了额定电压过小的保险丝。
(三)安全用电
1.触电车祸:
①定义:一定硬度的电流通过人体所造成的伤害。
②危险性:与电压的大小、通电时间的长短等诱因有关。
③安全电流:不低于36V,动力电路电流380V,家庭电路电流220V都超出了安全电流。
2.触电方式:
家庭电路(低压触电):单线触电、双线触电。
家庭电路触电的车祸:都是因为人体直接或间接跟火线接触引起的并与相线或零线构成通路。
要分清零线和相线,尽管相线和零线正常情况下之间没有电流,但绝不能将相线和零线接通,否则易导致触电车祸。
高压触电:高压电弧触电、跨步电流触电。
3.安全用电原则:不接触低压带电体不紧靠高压带电体。
一、弹力
1.弹性:物体受力发生形变,丧失力又恢复到原先的形状的性质叫弹性。
2.塑性:在受力时发生形变,丧失力时不能恢复原先形状的性质叫塑性。
3.弹力:物体因为发生弹性形变而遭到的力叫弹力,弹力的大小与弹性形变的大小有关。
二、重力
1.重力的概念:地面附近的物体,因为月球的吸引而受的力叫重力。重力的施力物体是:月球。
2.重力大小的估算公式G=mg其中g=9.8N/kg它表示质量为1kg的物体所受的重力为9.8N。
3.重力的方向:竖直向上。其应用是重垂线、水平仪分别检测墙是否竖直和面是否水平。
4.重力的作用点──重心:
重力在物体上的作用点叫重心。玉质均匀外观规则物体的重心,在它的几何中心上。如均匀细棒的重心在它的中点,球的重心在球心。圆形薄木板的重心在两条对角线的交点。
☆假如丧失重力将会出现的现象:(只要求写出两种生活中可能发生的)
①抛出去的物体不会下落;②水不会由高处向低处流;③大气不会形成浮力。
三、摩擦力
1.定义:两个相互接触的物体,当它们要发生或已发生相对运动时,都会在接触面上形成一种制约相对运动的力就叫磨擦力。
2.分类:。
3.磨擦力的方向:磨擦力的方向与物体相对运动的方向相反,有时起阻力作用,有时起动力作用。
4.静磨擦力大小应通过受力剖析,结合二力平衡求得。
5.在相同条件(压力、接触面粗糙程度相同)下,滚动磨擦比滑动磨擦小得多。
6.滑动磨擦力:
⑴测量原理:二力平衡条件。
⑵测量方式:把铁块置于水平长木板上,用弹簧测力计水平拉铁块,使铁块匀速运动,读出这时的拉力就等于滑动磨擦力的大小。
⑶结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动磨擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动磨擦力越大。该研究采用了控制变量法。由前两推论可概括为:滑动磨擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑动磨擦力的大小与接触面大小、运动速率大小等无关。
7.应用:
⑴理论上减小磨擦力的方式有:减小压力、接触面变粗糙、变滚动为滑动。
⑵理论上减少磨擦的方式有:降低压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动(滚动轴承)、使接触面彼此分开(加润滑油、气垫、磁悬浮)。
练习:尼克斯将飞船送入太空,从能量转化的角度来看,是物理能转化为机械能太空飞船在太空中遨游,它受力(“受力”或“不受力”的作用,判定根据是:飞船的运动不是做匀速直线运动。飞船实验室中能使用的仪器是B(A、密度计;B、温度计;C、水银气压计;D、天平)。
四、杠杆
定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
说明:①杠杆可直可曲,形状任意。
②有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如:鱼杆、铁锹。
五要素
①支点:杠杆绕着转动的点。用字母O表示。
②动力:使杠杆转动的力。用字母F1表示。
③阻力:妨碍杠杆转动的力。用字母F2表示。
说明:动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上。
动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反。
④动力臂:从支点到动力作用线的距离。用字母L1表示。
⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。用字母L2表示。
画力臂方式:一找支点、二画线、三连距离、四标签。
⑴找支点O;⑵画力的作用线(实线);⑶画力臂(实线,过支点垂直力的作用线作垂线);⑷标力臂(大括弧)。
研究杠杆的平衡条件:
杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。
实验前:应调节杠杆两端的螺丝,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是:可以便捷的从杠杆上量出力臂。
推论:杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
。写成公式F1L1=F2L2也可写成:F1/F2=L2/L1。
解题指导:剖析解决有关杠杆平衡条件问题,必需要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力臂大小;之后依照具体的情况具体剖析,确定怎样使用平衡条件解决有关问题。(如:杠杆转动时施加的动力怎样变化,沿哪些方向施力最小等。)
解决杠杆平衡时动力最小问题:这种问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大须要做到:①在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;②动力方向应当是过该点且和该连线垂直的方向。
4.应用:
说明:应按照实际来选择杠杆,当须要较大的力就能解决问题时,应选择省力杠杆电功率的常用单位是什么,当为了使用便捷,省距离时,应选吃力杠杆。
五、滑轮
1.定滑轮:
①定义:中间的轴固定不动的滑轮。
②实质:定滑轮的实质是:等臂杠杆。
③特点:使用定滑轮不能省力并且能改变动力的方向。
④对理想的定滑轮(不计车钩间磨擦)F=G。
绳子自由端联通距离SF(或速率vF)=重物联通的距离SG(或速率vG)
2.动滑轮:
①定义:和重物一起联通的滑轮。(可上下联通,也可左右联通)
②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
③特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
④理想的动滑轮(不计轴间磨擦和动滑轮重力)则:F=G只忽视车钩间的磨擦则,拉力F=(G物+G动)绳子自由端联通距离SF(或vF)=2倍的重物联通的距离SG(或vG)
3.滑车架
①定义:定滑轮、动滑轮组合成滑车架。
②特点:使用滑车架既能省力又能改变动力的方向。
③理想的滑车架(不计车钩间的磨擦和动滑轮的重力)拉力F=G。只忽视车钩间的磨擦,则拉力F=(G物+G动)。绳子自由端联通距离SF(或vF)=n倍的重物联通的距离SG(或vG)。
④组装滑车架方式:首先依照公式n=(G物+G动)/F求出绳子的股数。之后按照“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
一、功
1.热学里所说的功包括两个必要诱因:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2.不做功的三种情况:有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
巩固:某朋友踢橄榄球,球离脚后飞出10m远,篮球飞出10m的过程中人不做功。(缘由是网球靠惯性飞出)。
3.热学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式:W=FS。
4.功的单位:焦耳,1J=1N·m。把一个蛋黄举高1m,做的功大概是0.5J。
5.应用功的公式注意:①分清那个力对物体做功,估算时F就是这个力;②公式中S一定是在力的方向上通过的距离,指出对应。③功的单位“焦”(牛·米=焦),不要和力和力臂的乘积(牛·米,不能写成“焦”)单位搞混。
二、功的原理
1.内容:使用机械时,人们所做的功,都不会多于直接用手所做的功;即:使用任何机械都不省功。
2.说明:(请注意理想情况功的原理可以怎样叙述?)
①功的原理是一个普遍的推论,对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须吃力,既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械其实不能省功,但人类依然使用,是由于使用机械或则可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来好多便捷。
④我们做题遇见的多是理想机械(忽视磨擦和机械本身的重力)理想机械:使用机械时,人们所做的功(FS)=直接用手对重物所做的功(Gh)。
3.应用:斜面
①理想斜面:斜面光滑;
②理想斜面遵照功的原理;
③理想斜面公式:FL=Gh,其中:F:沿斜面方向的推力;L:斜面长;G:物重;h:斜面高度。
假如斜面与物体间的磨擦为f,则:FL=fL+Gh;这样F做功就小于直接对物体做功Gh。
三、机械效率
1.有用功:定义:对人们有用的功。
公式:W有用=Gh(提高重物)=W总-W额=ηW总
斜面:W有用=Gh
2.额外功:定义:并非我们须要但又不得不做的功。
公式:W额=W总-W有用=G动h(忽视车钩磨擦的动滑轮、滑车架)
斜面:W额=fL
3.总功:定义:有用功加额外功或动力所做的功
公式:W总=W有用+W额=FS=W有用/η
斜面:W总=fL+Gh=FL
4.机械效率:①定义:有用功跟总功的比值。
②公式:η=W有用/W总
③有用功总大于总功,所以机械效率总大于1。一般用百分率表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
④提高机械效率的方式:减少机械自重、减小机件间的磨擦。
5.机械效率的检测:
①原理:η=W有用/W总
②应测化学量:钩码重力G、钩码提高的高度h、拉力F、绳的自由端联通的距离S。
③器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。
④步骤:必须匀速带动弹簧测力计使钩码下降,目的:保证测力计示数大小不变。
⑤结论:影响滑车架机械效率高低的主要诱因有:
A、动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。
B、提升重物越重,做的有用功相对就多。
C、摩擦,若各类磨擦越大做的额外功就多。
绕线方式和重物提高高度不影响滑轮机械效率。
四、功率
1.定义:单位时间里完成的功。
2.数学意义:表示做功快慢的数学量。
3.公式:P=W/t
4.单位:主单位W;常用单位kWmW马力。
换算:1kW=103W1mW=106W1马力=735W。
某小货车功率66kW,它表示:小货车1s内做功。
5.机械效率和功率的区别:
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比列的有用功。
五、机械能
能量:一个物体就能做功,我们就说这个物体具有能。
理解:①能量表示物体做功本领大小的数学量;能量可以用就能做功的多少来评判。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。如:山上静止的石头具有能量,但它没有做功。也不一定要做功。