电学基础知识
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一, 电路 电流的形成:电荷的定向移动形成电流.(任何电荷的定向移动都会形成电流). 电流的方向:从电源正极流向负极. 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.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. 导体:容易导电的物体叫导体.如:金属,人体,大地,盐水溶液等. 绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体.如:玻璃,陶瓷,塑料,油,纯水等. 电路组成:由电源,导线,开关和用电器组成. 路有三种状态:(1)通路:接通的电路叫通路;(2)开路:断开的电路叫开路;(3)短路:直接把导线接在电源两极上的电路叫短路. 电路图:用符号表示电路连接的图叫电路图. 串联:把元件逐个顺序连接起来,叫串联.(任意处断开,电流都会消失) 并联:把元件并列地连接起来,叫并联.(各个支路是互不影响的) 二, 电流 国际单位:安培(A);常用:毫安(mA),微安( A),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电流要从" "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:①0～0.6安,每小格表示的电流值是0.02安;②0～3安,每小格表示的电流值是0.1安. 三, 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. 国际单位:伏特(V);常用:千伏(KV),毫伏(mV).1千伏=103伏=106毫伏. 测量电压的仪表是:电压表,使用规则:①电压表要并联在电路中;②电流要从" "接线柱入,从"-"接线柱出;③被测电压不要超过电压表的量程; 实验室常用电压表有两个量程:①0～3伏,每小格表示的电压值是0.1伏; ②0～15伏,每小格表示的电压值是0.5伏. 熟记的电压值:①1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;⑤工业电压380伏. 四, 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). 国际单位:欧姆(Ω);常用: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:材料,长度,横截面积和温度(R与它的U和I无关). 滑动变阻器: 原理:改变电阻线在电路中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:a,应串联在电路中使用;b,接线要"一上一下";c,通电前应把阻值调至最大的地方. 五, 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同一电阻的阻值不变,与电流和电压无关,其电流随电压增大而增大.(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,串得越多,电阻越大) ①电流:I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等) 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个等值电阻串联,则有R总=nR ④ 分压作用:=;计算U1,U2,可用:; ⑤ 比例关系:电流:I1:I2=1:1 (Q是热量) 电阻的并联有以下几个特点:(指R1,R2并联,并得越多,电阻越小) 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) ③电阻:(总电阻的倒数等于各电阻的倒数和)如果n个等值电阻并联,则有R总=R ④分流作用:;计算I1,I2可用:; ⑤比例关系:电压:U1:U2=1:1 ,(Q是热量) 六, 电功和电功率 1. 电功(W):电能转化成其他形式能的多少叫电功, 2.功的国际单位:焦耳.常用:度(千瓦时),1度=1千瓦时=3.6×106焦耳. 3.测量电功的工具:电能表 4.电功公式:W=Pt=UIt(式中单位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒). 利用W=UIt计算时注意: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.还有公式:=I2Rt 电功率(P):表示电流做功的快慢.国际单位:瓦特(W);常用:千瓦 公式:式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;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.计算电功率还可用右公式:P=I2R和P=U2/R 11.额定电压(U0):用电器正常工作的电压.另有:额定电流 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.另有:实际电流 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, 当U = U0时,则P = P0 正常发光. 15.同一个电阻,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"如果接在110伏的电路中,则实际功率是25瓦.) 16.热功率:导体的热功率跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比. 17.P热公式:P=I2Rt ,(式中单位P→瓦(W);I→安(A);R→欧(Ω);t→秒.) 18.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热),则有:热功率=电功率,可用电功率公式来计算热功率.(如电热器,电阻就是这样的.) 七,生活用电 家庭电路由:进户线(火线和零线)→电能表→总开关→保险盒→用电器. 所有家用电器和插座都是并联的.而用电器要与它的开关串联接火线. 保险丝: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,它升温达到熔点而熔断,自动切断电路,起到保险的作用. 引起电路电流过大的两个原因: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. 八,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: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,方向的假想曲线.不存在且不相交,北出南进. 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的北极附近.但并不重合,它们的交角称磁偏角,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. 17.电话基本原理:振动→强弱变化电流→振动. 18.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.应用:发电机 感应电流的条件: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. 感应电流的方向:跟导体运动方向和磁感线方向有关. 发电机的原理:电磁感应现象.结构:定子和转子.它将机械能转化为电能. 磁场对电流的作用:通电导线在磁场中要受到磁力的作用.是由电能转化为机械能.应用: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. 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. 换向器:实现交流电和直流电之间的互换. 交流电:周期性改变电流方向的电流. 直流电:电流方向不改变的电流. 实验 一.伏安法测电阻 实验原理:(实验器材,电路图如右图)注意:实验之前应把滑动变阻器调至阻值最大处 实验中滑动变阻器的作用是改变被测电阻两端的电压. 二.测小灯泡的电功率——实验原理:P=UI |
