第十一章 简单机械和功 简单机械杠杆:一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆。什么是支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂? (1)支点:杠杆绕着转动的点(o) (2)动力:使杠杆转动的力(F1) (3)阻力:阻碍杠杆转动的力(F2) (4)动力臂:从支点到动力的作用线的距离(L1)。 (5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离(L2)杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂.或写作:F1L1=F2L2 或写成。这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。三种杠杆: (1)省力杠杆:L1>L2,平衡时F1<F2。特点是省力,但费距离。(如剪铁剪刀,铡刀,起子) (2)费力杠杆:L1<L2,平衡时F1>F2。特点是费力,但省距离。(如钓鱼杠,理发剪刀等) (3)等臂杠杆:L1=L2,平衡时F1=F2。特点是既不省力,也不费力。(如:天平)定滑轮特点:不省力,但能改变动力的方向。(实质是个等臂杠杆)动滑轮特点:最多省一半力,但不能改变动力方向,费距离.(实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆)滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是总重的几分之一。 功做功的两个必要因素:一是有力作用在物体上;二是物体在力的方向上通过一定的距离。功的计算:功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。(功=力×距离)功的公式:W=Fs;单位:W→焦;F→牛顿;s→米。(1焦=1牛·米).机械效率:有用功跟总功的比值叫机械效率。 计算公式:功率(P):单位时间(t)里完成的功(W),叫功率。 计算公式:。单位:P→瓦特;W→焦;t→秒。(1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦)第十二章 机械能和内能机械能一个物体能够做功,这个物体就具有能(能量)。动能:物体由于运动而具有的能叫动能。运动物体的速度越大,质量越大,动能就越大。势能分为重力势能和弹性势能。重力势能:物体由于被举高而具有的能。物体质量越大,被举得越高,重力势能就越大。弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能。物体的弹性形变程度越大,它的弹性势能就越大。机械能:动能和势能的统称。 (机械能=动能+势能)单位是:焦耳动能和势能之间可以互相转化。自然界中可供人类大量利用的机械能有风能和水能。内能 热传递内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能 和分子势能的总和叫内能。物体的内能与温度、物态、分子数有关:物体的温度越高,分子运动速度越大,内能就越大。热运动:物体内部大量分子的无规则运动。改变物体的内能两种方法:做功和热传递,它们的实质分别是能量的转化和内能的转移,但这两种方法对改变物体的内能是等效的。物体对外做功,物体的内能减小;外界对物体做功,物体的内能增大。物体吸收热量,当温度升高时,物体内能增大;物体放出热量,当温度降低时,物体内能减小。物体吸热、放热时温度不一定变化。(例如:晶体熔化和凝固过程中,液体沸腾时)所有能量的单位都是:焦耳(J)。热量(Q):在热传递过程中,传递能量的多少叫热量。(热量是一个过程量,含有多少热量的说法是错误的)比热容(C):单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。 (物理意义就类似这样回答)比热容是物质的一种物理属性,它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变,只要物质相同,比热容就相同。比热容的单位是:J/(Kg·℃),读作:焦耳每千克摄氏度。水的比热是:C=4.2×103J/(Kg·℃),它表示的物理意义是:质量为1千克的水当温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103焦耳。热传递过程中热量的计算:Q吸 =cm(t-t0)=cm△t升 (Q吸是吸收热量,单位是焦耳;c 是物体比热容,单位是:焦/(千克·℃);m是质量;t0 是初始温度;t 是后来的温度。Q放 =cm(t0-t)=cm△t降Q吸 = ηQ放 能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变。热值 热机热值(q ):1千克某种燃料完全燃烧放出的热量,叫热值。单位是:J/Kg或J/m3。燃料燃烧放出热量计算:Q放 =mq Q放 =vq ;(Q放 是热量,单位是:J;q是热值,单位是:J/kg;m 是质量,单位是:kg ;v是体积,单位是:m3。内燃机可分为汽油机和柴油机,它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程。一个工作循环4个冲程、燃气对活塞做功1次,活塞往复2次,曲轴转2圈。热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标 第十三章 电路初探电路 电流的方向:电源外部由正极流向负极,电源内部由负极流向正极。电源:能提供持续电流(或电压)的装置。电源是把其他形式的能转化为电能的装置。如干电池是把化学能转化为电能。发电机则由机械能转化为电能。有持续电流的条件:必须有电源和电路闭合。电路组成:由电源、导线、开关和用电器组成。电路有三种状态:(1)通路:接通的电路叫通路;(2)断路:断开的电路叫断路或开路;(3)短路:直接把导线接在电源、用电器两端上的电路叫电源、用电器的短路。电路图:用符号表示电路连接的图叫电路图。串联:把元件逐个顺次连接起来,叫串联。(电路中任意一处断开,电路中都没有电流通过)并联:把元件并列地连接起来,叫并联。(并联电路中各个支路是互不影响的,但一短全短)电流电流的大小用电流强度(简称电流)表示。电流I的单位是:国际单位是:安培(A);常用单位是:毫安(mA)、微安(µA)。1安培=103毫安=106微安。测量电流的仪表是:电流表,它的使用规则是:①电流表要串联在电路中;②接线柱的接法要正确,使电流从“+”接线柱入,从“-”接线柱出;③被测电流不要超过电流表的量程;④绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。实验室中常用的电流表有两个量程:①0~0.6A,每小格表示的电流值是0.02A;②0~3A,每小格表示的电流值是0.1A。 电压电压(U):电压是使电路中形成电流的原因,电源是提供电压的装置。电压U的单位是:国际单位是:伏特(V);常用单位是:千伏(KV)、毫伏(mV)、微伏(µV)。1千伏=103伏=106毫伏=109微伏。测量电压的仪表是:电压表,它的使用规则是:①电压表要并联在电路中;②接线柱的接法要正确,使电流从“+”接线柱入,从“-”接线柱出;③被测电压不要超过电压表的量程;实验室中常用的电压表有两个量程:①0~3V,每小格表示的电压值是0.1V;②0~15V,每小格表示的电压值是0.5V。熟记的电压值:1节干电池的电压1.5伏;②1节铅蓄电池电压是2伏;③家庭照明电压为220伏;④安全电压是:不高于36伏;第十四章 欧姆定律 电阻电阻(R):表示导体对电流的阻碍作用。(导体如果对电流的阻碍作用越大,那么电阻就越大,而通过导体的电流就越小)。电阻(R)的单位:国际单位:欧姆(Ω);常用的单位有:兆欧(MΩ)、千欧(KΩ)。 1兆欧=103千欧; 1千欧=103欧。决定电阻大小的因素: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、横截面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)变阻器:(滑动变阻器和变阻箱) (1)滑动变阻器:原理:改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的。作用:通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和电压。铭牌:如一个滑动变阻器标有“50Ω2A”表示的意义是:最大阻值是50Ω,允许通过的最大电流是2A。正确使用:(1)应串联在电路中使用;(2)接线要“一上一下”;(3)闭合开关前应把阻值调至最大的地方。 (2)变阻箱:是能够表示出电阻值的变阻器。.导体:容易导电的物体叫导体。如:金属,人体,大地,酸、碱、盐的水溶液等。绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体。如:橡胶,玻璃,陶瓷,塑料,油,纯水等。导体和绝缘体在一定条件下可以互相转化。欧姆定律欧姆定律: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。公式: ( ) 式中单位:I→安(A);U→伏(V);R→欧(Ω)。公式的理解:①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中;②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量;③计算时单位要统一。欧姆定律的应用:①同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大。(R=U/I)②当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小。(I=U/R)③当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大。(U=IR)电阻的串联有以下几个特点:(指R1,R2串联) ①电流:I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等)I1∶I2=1∶1 ②电压:U=U1+U2(总电压等于各处电压之和)③电阻:R=R1+R2(总电阻等于各电阻之和)如果n个阻值相同的电阻串联,则有R总=nR④分压作用: =;⑤比例关系: 电阻的并联有以下几个特点:(指R1,R2并联) ①电流:I=I1+I2(干路电流等于各支路电流之和) ②电压:U=U1=U2(干路电压等于各支路电压)U1∶U2=1∶1 ③电阻: 如果n个阻值相同的电阻并联,则有R总=R ④分流作用: ; ⑤比例关系: 第十五章 电功和电热电功(W):电流所做的功叫电功,电功的单位:国际单位:焦耳。常用单位有:度(千瓦时),1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。测量电功的工具:电能表电功计算公式:W=UIt(式中单位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒)。利用W=UIt计算电功时注意:①式中的W.U.I和t是在同一段电路;②计算时单位要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量。计算电功还可用以下公式:W=I2Rt ;W=Pt;电功率(P):电流在单位时间内做的功。国际单位:瓦特;常用单位有:千瓦计算电功率公式:(单位P→瓦(w);W→焦(J);t→秒(S);U→伏(V); I→安(A)利用计算时单位要统一,①如果W用焦、t用秒,则P的单位是瓦;②如果W用千瓦时、t用小时,则P的单位是千瓦。10.计算电功率还可用公式:P=I2R和P=U2/R11.额定电压(U0):用电器正常工作的电压。12.额定功率(P0):用电器在额定电压下的功率。13.实际电压(U):实际加在用电器两端的电压。14.实际功率(P):用电器在实际电压下的功率。 当U > U0时,则P > P0 ;灯很亮,易烧坏。 当U < U0时,则P < P0 ;灯很暗,甚至不亮。 当U = U0时,则P = P0 ;正常发光。 (同一个电阻或灯泡,如电阻不变,接在不同的电压下使用,则有;如:当实际电压是额定电压的一半时,则实际功率就是额定功率的1/4。例“220V100W”是表示额定电压是220伏,额定功率是100瓦的灯泡如果接在110伏的电路中,则实际功率是25瓦。)15.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟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。16.焦耳定律公式:Q=I2Rt ,(式中单位Q→焦(J);I→安(A);R→欧(Ω);t→秒(S))17.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热 量(电热),则有W=Q,可用电功公式来计算Q。 (如电热器,电阻就是这样的。)家庭电路家庭电路:进户线→电能表→总开关→熔断器→用电器、开关、插座。两根进户线是火线和零线,它们之间的电压是220伏,可用测电笔来判别。如果测电笔中氖管发光,则所测的是火线,不发光的是零线。所有家用电器和插座都是并联的。而开关则要与它所控制的用电器串联。熔断器:是用电阻率大,熔点低的铅锑合金制成。它的作用是当电路中有过大的电流时,熔丝上产生较多的热量,使它的温度达到熔点,从而熔断,自动切断电路,起到保险的作用。引起电路中电流过大的原因有两个:一是电路发生短路;二是用电器总功率过大。安全用电的原则是:①不接触低压带电体;②不靠近高压带电体。在安装电路时,要把电能表接在干路上,保险丝应接在火线上;控制开关也要装在火线上。第十六章 电磁转换 电和磁磁性:物体吸引铁、镍、钴等物质的性质。磁体:具有磁性的物体叫磁体。它有指向性:指南北。磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极。任何磁体都有两个磁极,一个是北极(N极);另一个是南极(S极)磁极间的作用:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。磁化:使原来没有磁性的物体带上磁性的过程。磁体周围存在着磁场,磁极间的相互作用就是通过磁场发生的。磁场的基本性质:对入其中的磁体产生磁力的作用。磁场的方向:在磁场中的某一点,小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。磁感线:描述磁场的强弱和方向而假想的曲线。磁体外部的磁感线是从它北极出来,回到南极。(磁感线是不存在的,用虚线表示,且不相交)磁场中某点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极指的方向相同。10.地磁的北极在地理位置的南极附近;而地磁的南极则在地理位置的北极附近。(地磁的南北极与地理的南北极并不重合,它们的交角称磁偏 角,这是我国学者:沈括最早记述这一现象。)11.奥斯特实验证明:通电导线周围存在磁场。12.安培定则:用右手握螺线管,让四指弯向螺线 管中电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极(N极)。13.通电螺线管的性质:①通过电流越大,磁性越强;②线圈匝数越多,磁性越强;③插入软铁芯,磁性大大增强;④通电螺线管的极性可用电流方向来改变。14. 电磁铁:内部带有铁芯的螺线管就构成电磁铁。15.电磁铁的特点:①磁性的有无可由电流的通断来控制;②磁性的强弱可由改变电流大小和线圈的匝数来调节;③磁极可由电流方向来改变。16.电磁继电器:实质上是一个利用电磁铁来控制的开关。它的作用可实现远距离操作,利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流。还可实现自动控制。发电机 电动机 电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流。产生感生电流的条件:①电路必须闭合;②只是电路的一部分导体在磁场中;③这部分导体做切割磁感线运动。感生电流的方向:跟导体运动方向和磁感线方向有关。电磁感应现象中是机械能转化为电能。发电机的原理是根据电磁感应现象制成的。磁场对电流的作用:通电导线在磁场中要受到磁力的作用。电能转化为机械能。应用是制成电动机。通电导体在磁场中受力方向:跟电流方向和磁感线方向有关。直流电动机原理:是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的。9.交流电:周期性改变电流方向的电流。 10.直流电:电流方向不改变的电流。