現(xiàn)代數(shù)學(xué)學(xué)包括:光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)、熱力學(xué)、聲學(xué)、磁力學(xué)等,其中電學(xué)是其中特別重要的一個分支學(xué)科。熱學(xué)主要研究“電”的產(chǎn)生原理及其在日常生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。通過本篇思維導(dǎo)圖,我們一上去學(xué)習(xí)了解一下。
針對這類需求及正好現(xiàn)今一些中學(xué)開始給中學(xué)生介紹思維導(dǎo)圖,這兒用思維導(dǎo)圖的方式來介紹熱學(xué)基礎(chǔ),更利于感興趣的少年兒童學(xué)習(xí),參考圖1,熱學(xué)的基礎(chǔ)名詞包括:電荷、電路、電流、電壓、電阻、歐姆定理、電功及電功率。
(注:本圖由導(dǎo)圖社區(qū)用戶勾畫,更多精品思維導(dǎo)圖可以訪問:/store)
圖1,熱學(xué)基礎(chǔ)
1.電荷思維導(dǎo)圖
電荷,屬于一個極其專業(yè)的名詞,是拿來描述電的形成原理及流向的,通常生活中用不到,專業(yè)描述為:電荷是物體或構(gòu)成物體的質(zhì)點所帶的正電或負(fù)電,其中帶正電的粒子叫正電荷(表示符號為“+”),帶負(fù)電的粒子叫負(fù)電荷(表示符號為“﹣”)。帶電物體的化學(xué)特點為:帶同種電荷的物體互相抵觸,帶異種電荷的物體互相吸引。
針對這部份,另一定要記住的是:電荷守恒定理,即電荷不會形成,只能通過轉(zhuǎn)移來實現(xiàn),也符合能量守恒的定理。專業(yè)描述為:電荷既不能創(chuàng)造,也不能剿滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或從物體的一部份轉(zhuǎn)移到另一部份物理電學(xué)思維導(dǎo)圖,在轉(zhuǎn)移的過程中,系統(tǒng)的電荷總量保持不變。
在教學(xué)中,通常用磨擦起電的現(xiàn)象來介紹,比如:玻璃棒和絲綢磨擦,玻璃棒喪失電子帶正電,絲綢得到電子帶負(fù)電,更多可參考圖2。
圖2,電荷簡介
2.電路基礎(chǔ)思維導(dǎo)圖
電路模型,簡稱電路,是實際電路具象而成,由此近似地反映實際電路的電氣特點,并將類似的元件歸類為一種理想模型,通常簡單歸類為:電源類設(shè)備、電阻類設(shè)備、開關(guān)類設(shè)備、導(dǎo)線、電容類設(shè)備、電磁類設(shè)備等,比如在剖析簡單的電燈、開關(guān)及電源的模型中,通常將電燈簡化為一個內(nèi)阻元件、開關(guān)簡化為單刀模型等,實際的電燈是一個帶阻抗的電能轉(zhuǎn)光能及熱能的元件,開關(guān)直接忽視阻抗等,簡化為理想開關(guān),導(dǎo)線也忽視阻抗及能量耗損,即都是對真實用家電的理想簡化模型。參考圖3,電路通常由電源、開關(guān)、用家電、導(dǎo)線等組成。
圖3,電路基礎(chǔ)
3.電壓、電壓、電阻思維導(dǎo)圖
現(xiàn)代生活應(yīng)用中物理電學(xué)思維導(dǎo)圖,其電路模型按照應(yīng)用場景及用家電的差異,也存在較大的區(qū)別。這類電路模型中最基礎(chǔ)的有3個名詞:電壓、電壓、電阻,其中電流是拿來評判單位時間內(nèi)流經(jīng)導(dǎo)線的電荷量,電流拿來描述電荷流向,內(nèi)阻通常拿來描述用家電。
為描述及檢測這種數(shù)據(jù)(電壓、電壓、電阻),通常會使用電流表、電流表,家用的都建議買“萬用表”,其集成電流、電流、電阻等多項參數(shù)檢測功能,但在中學(xué)的實驗室,存在較多的分立式電壓表、電壓表,在各城市科技展館區(qū)也都是分立模型。更多可參考圖4、圖5、圖6。
圖4,電壓
圖5,電流
圖6,內(nèi)阻
4.歐姆定理思維導(dǎo)圖
在測試電流、電流、電阻的過程中,英國化學(xué)學(xué)家喬治·西蒙·歐姆1826年4月發(fā)表的《金屬導(dǎo)電定理的測定》論文中總結(jié)出了兩者之間的關(guān)系,被后人稱之為“歐姆定理”。其學(xué)術(shù)描述為:在同一電路中,通過某段導(dǎo)體的電壓跟這段導(dǎo)體兩端的電流成反比,跟這段導(dǎo)體的阻值成正比。為記念歐姆對熱學(xué)的貢獻(xiàn),將內(nèi)阻的單位命名為歐姆,以符號Ω表示。
電流U、電流I和內(nèi)阻R兩者的關(guān)系可用歐姆定理表示,相關(guān)公式見圖7。
圖7,歐姆定理
5.電功及電功率
電能是一種能量,消耗的總電能,電壓做了多少功,簡稱電功,通常用能量界標(biāo)準(zhǔn)名詞瓦特或焦耳來計量,常用單位是瓦特(Watt),簡稱”瓦”,符號是W,生活中常用千瓦時KW.h。,在單位時間消耗的能量,即電壓在單位時間內(nèi)做的功稱作電功率,拿來描述消耗電能的快慢,用P表示。更多詳見圖8。
圖8,電功及電功率