一、電功
1.定義:電壓通過某段電路所做的功叫電功。
2.實質:電壓做功的過程,實際就是電能轉化為其他方式的能(消耗電能)的過程;電壓做多少功,就有多少電能轉化為其他方式的能,就消耗了多少電能。
電壓做功的方式:電壓通過各類用家電使其轉動、發熱、發光、發聲等都是電壓做功的表現。
3.規定:電壓在某段電路上所做的功,等于這段電路兩端的電流,電路中的電壓和通電時間的乘積。
4.估算公式:W=UIt=Pt(適用于所有電路)
對于純內阻電路可推導入:W=I2Rt=U2t/R
①串聯電路中常用公式:W=I2RtW1:W2:W3:…Wn=R1:R2:R3:…:Rn
②并聯電路中常用公式:W=U2t/RW1:W2=R2:R1
③無論用家電串聯或并聯。估算在一定時間所做的總功常用公式W=W1+W2+…Wn
5.單位:國際單位是焦耳(J)常用單位:度(kwh)1度=1千瓦時=1kwh=3.6×106J
6.檢測電功:
⑴電能表:是檢測用戶用家電在某一段時間內所做電功(某一段時間內消耗電能)的儀器。
⑵電能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字樣,分別表示:電電能表額定電流220V;容許通過的最大電壓是5A;每消耗一度電電能表轉盤轉3000轉。
⑶讀數:A、測量較大電功時用刻度盤讀數。
①最后一位有黑色標記的數字表示小數點后一位。
②電能表前后兩次讀數之差,就是這段時間內用電的度數。
B、測量較小電功時,用表盤轉數讀數。如:某用家電單獨工作電能表(3000R/kwh)在10分鐘內轉36轉則10分鐘內家電消耗的電能是J。
二、電功率
1.定義:電壓在單位時間內所做的功。
2.數學意義:表示電壓做功快慢的數學量。燈泡的照度取決于燈泡的實際功率大小。
3.電功率估算公式:P=UI=W/t(適用于所有電路)
對于純內阻電路可推導入:P=I2R=U2/R
①串聯電路中常用公式:P=I2RP1:P2:P3:…Pn=R1:R2:R3:…:Rn
②并聯電路中常用公式:P=U2/RP1:P2=R2:R1
③無論用家電串聯或并聯。估算總功率常用公式P=P1+P2+…Pn
4.單位:國際單位瓦特(W)常用單位:千瓦(kw)
5.額定功率和實際功率:
⑴額定電流:用家電正常工作時的電流。
額定功率:用家電在額定電流下的功率。P額=U額I額=U2額/R某燈泡上標有“-25”字樣分別表示:普通照明,額定電流220V,額定功率25W的燈泡。若知該燈“正常發光”可知:該燈額定電流為220V,額定功率25W,額定電壓I=P/U=0.11A鎢絲電阻R=U2額/P=2936Ω。
⑵當U實=U額時,P實=P額用家電正常工作(燈正常發光)
當U實<U額時,P實<P額用家電不能正常工作(燈光昏暗),有時會毀壞用家電
①實際功率隨電流變化而變化按照P=U2/R得。
②根據P=U2/R假如U減少為原先的1/n
則P′=如:U實=12U額P實=14P額
當U實U額時P實P額常年使用影響用家電壽命(燈發光強烈)
P實=0用家電燒毀(鎢絲燒斷)
⑶燈L1“220V100
W”,燈L2“220V25W”相比較而言,L1鎢絲粗短,L2鎢絲狹長。
判定鎢絲內阻口訣:“大(功率)粗短,小狹長”(U額相同)
兩燈串聯時,燈L2亮,兩燈并聯時,燈L1亮。
判定那個燈亮的口訣“串小(功率)并大”(U額相同)
⑷“1度”的規定:1kw的用家電工作1h消耗的電能。
P=W/t可使用兩套單位:“W、J、s”、“kw、kwh、h”
6.檢測:
Ⅰ、伏安法測燈泡的額定功率:①原理:P=UI;②電路圖:
③選擇和聯接實物時須注意:
電源:其電流低于燈泡的額定電流
滑動變阻器:接入電路時要變阻,且調到最大值。按照能夠調到燈泡的額定電流選擇滑動變阻器。
電流表:并聯在燈泡的兩端“+”接線柱流入,“-”接線柱流出。按照額定電流選擇電流表阻值。
電壓表:串聯在電路里““+”接線柱流入,“-”接線柱流出。按照I額=P額/U額或I額=U額/R選擇阻值。
Ⅱ測量家用家電的電功率:器材:電能表秒表原理:P=W/t
三、電熱
1.實驗:目的:研究電壓通過導體形成的熱量跟這些誘因有關?
原理:按照煤油在玻璃管里上升的高度來判定電流通過內阻絲通電形成電熱的多少。
實驗采用煤油的目的:煤油比熱容小,在相同條件下放熱氣溫下降的快:是絕緣體。
2.焦耳定理:電壓通過導體形成的熱量跟電壓的平方成反比電功率的常用單位是什么,跟導體的內阻成反比,跟通電時間成反比。
3.估算公式:Q=I2Rt(適用于所有電路)對于純內阻電路可推導入:Q=UIt=U2t/R=W=Pt
①串聯電路中常用公式:Q=I2Rt。Q1:Q2:Q3:…Qn=R1:R2:R3:…:Rn
并聯電路中常用公式:Q=U2t/RQ1:Q2=R2:R1
②無論用家電串聯或并聯。估算在一定時間所形成的總熱量常用公式Q=Q1+Q2+…Qn
③分析電燈、電爐等電熱器問題時常常使用:Q=U2t/R=Pt
4.應用──電熱器:
①定義:借助電壓的熱效應而制成的發熱設備。
②原理:焦耳定理。
③組成:電熱器的主要組成部份是發熱體,發熱體是由內阻率大、熔點高的合金制成。
④優點:清潔衛生沒有污染、熱效率高、方便控制和調節體溫。
練習:☆家庭電路中有一只標有名牌的燈泡正常發光,現給的器材有電能表、電流表、電壓表、鐘表,請用三種方式測出這只燈泡的此時功率,說明道理并寫出表達式。
四、生活用電
(一)家庭電路
1.家庭電路的組成部份:低壓供電線(火線零線)、電能表、閘刀開關、保險絲、用家電、插座、燈座、開關。
2.家庭電路的聯接:各類用家電是并聯接入電路的,插頭與燈管是并聯的,控制各用家電工作的開關與家電是串聯的。
3.家庭電路的各部份的作用:
⑴低壓供電線:
①給用戶提供家庭電流的線路,分為火線和零線。火線和零線之間有220V的電流,火線和相線之間也有220V的電流,正常情況下,零線和相線之間電流為0V。
②測電筆:用途:拿來分辨火線和零線。
種類:鉛筆式,螺母刀式。
使用方式:手接觸筆尾金屬體,筆尖金屬體接觸火線,觀察氖管是否發光。
舉例:☆測電筆接觸火線時,假若觀察不到氖管發光,你覺得形成這些現象的緣由是:(起碼填兩種可能誘因)測電筆氖管已壞;手沒有接觸筆尾金屬體;火線斷路。
☆某次檢修電路時,發覺燈泡不亮,火線零線都能使測電筆發光,可能的誘因是:火線完好,零線處有斷路,被測段零線通過用家電和火線構成通路。
⑵電能表:
①用途:檢測用戶消耗的電能(電功)的儀表。
②安裝:安裝在家庭電路的支路上,緣由:這樣能夠測出全部家用家電消耗的電能。
③銘牌:所標的電流U是:額定電流所標的電壓;I是:容許通過的最大電壓;UI是:電能表后能接用家電的最大功率,假如
同時使用的家用家電的總瓦數超過這個數值,電能表的計數會不確切甚至燒掉。
⑶閘刀(空氣開關):
①作用:控制整個電路的通斷,便于測量電路更換設備。
②安裝:家庭電路的支路上,空氣開關的靜觸點接電源線。
⑷保險盒:
①材料:保險絲是由內阻率大、熔點較低的鉛銻合金制成。
②保險原理:當過大的電流通過時,保險絲形成較多的熱量使它的濕度達到熔點,于是保險絲熔斷,手動切斷電路,起到保險作用。
③電路符號:。
④連接:與所保護的電路串聯,且通常只接在火線上。
⑤選擇:保險絲的額定電壓等于或稍小于家庭電路的最大工作電壓。
⑥規格:越粗額定電壓越大。
注意:不能用較粗的保險絲或鐵絲、銅絲、鋁絲等替代。由于銅線的內阻小,形成的熱量少,銅的熔點高,不易熔斷。
應用舉例:☆某家庭須要使用10A保險絲,可只有5A和15A保險絲。怎樣分別來取代使用:①可用兩根5A保險絲并上去代用;②可將15A保險絲用刀輕切一小口使剩余部份截面積和10A保險絲截面積相同。
⑸插座:
①作用:聯接家用家電,給可聯通家用家電供電。
②種類:固定插頭、
③安裝:并聯在家庭電路中,具體接線情況:
可聯通插頭、二孔插頭、三孔插頭。
把三腳插座插在三孔插頭里,在把用電部份連入電路的同時,也把用家電的金屬機殼與大地聯接上去,避免了殼體帶電造成的觸電車禍。
⑹用家電(電燈)、開關:
①白熾燈是借助電壓的熱效應進行工作的,小功率的燈泡鎢絲細而長,上面抽成真空。大功率的燈泡鎢絲粗而短,上面抽成真空后,還要充入氦氣、氬氣等惰性二氧化碳,且氣壓為0.1Pa,目的是平衡大氣壓對玻璃殼的壓力,并制止鎢絲升華。燈泡常年使用會變暗,緣由是:鎢絲升華變細內阻變小,實際功率變小;升華后的金屬鎢凝華在玻璃內壁上增加了燈泡的透明度。
②燈泡的種類:螺母口卡口。
螺母口燈泡的螺旋接燈具的螺旋套,因而接零線;燈泡尾部的金屬柱接燈具的彈簧片,再通過開關接火線:緣由:避免修理觸電
③開關和用家電串聯,控制用家電,假如開關漏電用家電會始終工作開關不能控制,但不會燒支路上的保險絲。
④根據安全用電原則聯接電路,每位開關都可以單獨控制燈。
(二)家庭電路電壓過大的誘因
1.緣由:發生漏電、用家電總功率過大。
2.家庭電路保險絲燒斷的緣由:發生漏電、用家電功率過大、選擇了額定電壓過小的保險絲。
(三)安全用電
1.觸電車禍:
①定義:一定硬度的電流通過人體所造成的傷害。
②危險性:與電壓的大小、通電時間的長短等誘因有關。
③安全電流:不低于36V,動力電路電流380V,家庭電路電流220V都超出了安全電流。
2.觸電方式:
家庭電路(低壓觸電):單線觸電、雙線觸電。
家庭電路觸電的車禍:都是因為人體直接或間接跟火線接觸引起的并與相線或零線構成通路。
要分清零線和相線,盡管相線和零線正常情況下之間沒有電流,但絕不能將相線和零線接通,否則易導致觸電車禍。
高壓觸電:高壓電弧觸電、跨步電流觸電。
3.安全用電原則:不接觸低壓帶電體不緊靠高壓帶電體。
一、彈力
1.彈性:物體受力發生形變,喪失力又恢復到原先的形狀的性質叫彈性。
2.塑性:在受力時發生形變,喪失力時不能恢復原先形狀的性質叫塑性。
3.彈力:物體因為發生彈性形變而遭到的力叫彈力,彈力的大小與彈性形變的大小有關。
二、重力
1.重力的概念:地面附近的物體,因為月球的吸引而受的力叫重力。重力的施力物體是:月球。
2.重力大小的估算公式G=mg其中g=9.8N/kg它表示質量為1kg的物體所受的重力為9.8N。
3.重力的方向:豎直向上。其應用是重垂線、水平儀分別檢測墻是否豎直和面是否水平。
4.重力的作用點──重心:
重力在物體上的作用點叫重心。玉質均勻外觀規則物體的重心,在它的幾何中心上。如均勻細棒的重心在它的中點,球的重心在球心。圓形薄木板的重心在兩條對角線的交點。
☆假如喪失重力將會出現的現象:(只要求寫出兩種生活中可能發生的)
①拋出去的物體不會下落;②水不會由高處向低處流;③大氣不會形成浮力。
三、摩擦力
1.定義:兩個相互接觸的物體,當它們要發生或已發生相對運動時,都會在接觸面上形成一種制約相對運動的力就叫磨擦力。
2.分類:。
3.磨擦力的方向:磨擦力的方向與物體相對運動的方向相反,有時起阻力作用,有時起動力作用。
4.靜磨擦力大小應通過受力剖析,結合二力平衡求得。
5.在相同條件(壓力、接觸面粗糙程度相同)下,滾動磨擦比滑動磨擦小得多。
6.滑動磨擦力:
⑴測量原理:二力平衡條件。
⑵測量方式:把鐵塊置于水平長木板上,用彈簧測力計水平拉鐵塊,使鐵塊勻速運動,讀出這時的拉力就等于滑動磨擦力的大小。
⑶結論:接觸面粗糙程度相同時,壓力越大滑動磨擦力越大;壓力相同時,接觸面越粗糙滑動磨擦力越大。該研究采用了控制變量法。由前兩推論可概括為:滑動磨擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關。實驗還可研究滑動磨擦力的大小與接觸面大小、運動速率大小等無關。
7.應用:
⑴理論上減小磨擦力的方式有:減小壓力、接觸面變粗糙、變滾動為滑動。
⑵理論上減少磨擦的方式有:降低壓力、使接觸面變光滑、變滑動為滾動(滾動軸承)、使接觸面彼此分開(加潤滑油、氣墊、磁懸浮)。
練習:尼克斯將飛船送入太空,從能量轉化的角度來看,是物理能轉化為機械能太空飛船在太空中遨游,它受力(“受力”或“不受力”的作用,判定根據是:飛船的運動不是做勻速直線運動。飛船實驗室中能使用的儀器是B(A、密度計;B、溫度計;C、水銀氣壓計;D、天平)。
四、杠桿
定義:在力的作用下繞著固定點轉動的硬棒叫杠桿。
說明:①杠桿可直可曲,形狀任意。
②有些情況下,可將杠桿實際轉一下,來幫助確定支點。如:魚桿、鐵鍬。
五要素
①支點:杠桿繞著轉動的點。用字母O表示。
②動力:使杠桿轉動的力。用字母F1表示。
③阻力:妨礙杠桿轉動的力。用字母F2表示。
說明:動力、阻力都是杠桿的受力,所以作用點在杠桿上。
動力、阻力的方向不一定相反,但它們使杠桿的轉動的方向相反。
④動力臂:從支點到動力作用線的距離。用字母L1表示。
⑤阻力臂:從支點到阻力作用線的距離。用字母L2表示。
畫力臂方式:一找支點、二畫線、三連距離、四標簽。
⑴找支點O;⑵畫力的作用線(實線);⑶畫力臂(實線,過支點垂直力的作用線作垂線);⑷標力臂(大括弧)。
研究杠桿的平衡條件:
杠桿平衡是指:杠桿靜止或勻速轉動。
實驗前:應調節杠桿兩端的螺絲,使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是:可以便捷的從杠桿上量出力臂。
推論:杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是:
動力×動力臂=阻力×阻力臂
。寫成公式F1L1=F2L2也可寫成:F1/F2=L2/L1。
解題指導:剖析解決有關杠桿平衡條件問題,必需要畫出杠桿示意圖;弄清受力與方向和力臂大小;之后依照具體的情況具體剖析,確定怎樣使用平衡條件解決有關問題。(如:杠桿轉動時施加的動力怎樣變化,沿哪些方向施力最小等。)
解決杠桿平衡時動力最小問題:這種問題中阻力×阻力臂為一定值,要使動力最小,必須使動力臂最大,要使動力臂最大須要做到:①在杠桿上找一點,使這點到支點的距離最遠;②動力方向應當是過該點且和該連線垂直的方向。
4.應用:
說明:應按照實際來選擇杠桿,當須要較大的力就能解決問題時,應選擇省力杠桿電功率的常用單位是什么,當為了使用便捷,省距離時,應選吃力杠桿。
五、滑輪
1.定滑輪:
①定義:中間的軸固定不動的滑輪。
②實質:定滑輪的實質是:等臂杠桿。
③特點:使用定滑輪不能省力并且能改變動力的方向。
④對理想的定滑輪(不計車鉤間磨擦)F=G。
繩子自由端聯通距離SF(或速率vF)=重物聯通的距離SG(或速率vG)
2.動滑輪:
①定義:和重物一起聯通的滑輪。(可上下聯通,也可左右聯通)
②實質:動滑輪的實質是:動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。
③特點:使用動滑輪能省一半的力,但不能改變動力的方向。
④理想的動滑輪(不計軸間磨擦和動滑輪重力)則:F=G只忽視車鉤間的磨擦則,拉力F=(G物+G動)繩子自由端聯通距離SF(或vF)=2倍的重物聯通的距離SG(或vG)
3.滑車架
①定義:定滑輪、動滑輪組合成滑車架。
②特點:使用滑車架既能省力又能改變動力的方向。
③理想的滑車架(不計車鉤間的磨擦和動滑輪的重力)拉力F=G。只忽視車鉤間的磨擦,則拉力F=(G物+G動)。繩子自由端聯通距離SF(或vF)=n倍的重物聯通的距離SG(或vG)。
④組裝滑車架方式:首先依照公式n=(G物+G動)/F求出繩子的股數。之后按照“奇動偶定”的原則。結合題目的具體要求組裝滑輪。
一、功
1.熱學里所說的功包括兩個必要誘因:一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上通過的距離。
2.不做功的三種情況:有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。
鞏固:某朋友踢橄欖球,球離腳后飛出10m遠,籃球飛出10m的過程中人不做功。(緣由是網球靠慣性飛出)。
3.熱學里規定:功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式:W=FS。
4.功的單位:焦耳,1J=1N·m。把一個蛋黃舉高1m,做的功大概是0.5J。
5.應用功的公式注意:①分清那個力對物體做功,估算時F就是這個力;②公式中S一定是在力的方向上通過的距離,指出對應。③功的單位“焦”(牛·米=焦),不要和力和力臂的乘積(牛·米,不能寫成“焦”)單位搞混。
二、功的原理
1.內容:使用機械時,人們所做的功,都不會多于直接用手所做的功;即:使用任何機械都不省功。
2.說明:(請注意理想情況功的原理可以怎樣敘述?)
①功的原理是一個普遍的推論,對于任何機械都適用。
②功的原理告訴我們:使用機械要省力必須費距離,要省距離必須吃力,既省力又省距離的機械是沒有的。
③使用機械其實不能省功,但人類依然使用,是由于使用機械或則可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向,給人類工作帶來好多便捷。
④我們做題遇見的多是理想機械(忽視磨擦和機械本身的重力)理想機械:使用機械時,人們所做的功(FS)=直接用手對重物所做的功(Gh)。
3.應用: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:斜面長;G:物重;h:斜面高度。
假如斜面與物體間的磨擦為f,則:FL=fL+Gh;這樣F做功就小于直接對物體做功Gh。
三、機械效率
1.有用功:定義:對人們有用的功。
公式:W有用=Gh(提高重物)=W總-W額=ηW總
斜面:W有用=Gh
2.額外功:定義:并非我們須要但又不得不做的功。
公式:W額=W總-W有用=G動h(忽視車鉤磨擦的動滑輪、滑車架)
斜面:W額=fL
3.總功:定義:有用功加額外功或動力所做的功
公式:W總=W有用+W額=FS=W有用/η
斜面:W總=fL+Gh=FL
4.機械效率:①定義:有用功跟總功的比值。
②公式:η=W有用/W總
③有用功總大于總功,所以機械效率總大于1。一般用百分率表示。某滑輪機械效率為60%表示有用功占總功的60%。
④提高機械效率的方式:減少機械自重、減小機件間的磨擦。
5.機械效率的檢測:
①原理:η=W有用/W總
②應測化學量:鉤碼重力G、鉤碼提高的高度h、拉力F、繩的自由端聯通的距離S。
③器材:除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。
④步驟:必須勻速帶動彈簧測力計使鉤碼下降,目的:保證測力計示數大小不變。
⑤結論:影響滑車架機械效率高低的主要誘因有:
A、動滑輪越重,個數越多則額外功相對就多。
B、提升重物越重,做的有用功相對就多。
C、摩擦,若各類磨擦越大做的額外功就多。
繞線方式和重物提高高度不影響滑輪機械效率。
四、功率
1.定義:單位時間里完成的功。
2.數學意義:表示做功快慢的數學量。
3.公式:P=W/t
4.單位:主單位W;常用單位kWmW馬力。
換算:1kW=103W1mW=106W1馬力=735W。
某小貨車功率66kW,它表示:小貨車1s內做功。
5.機械效率和功率的區別:
功率和機械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢,即單位時間內完成的功;機械效率表示機械做功的效率,即所做的總功中有多大比列的有用功。
五、機械能
能量:一個物體就能做功,我們就說這個物體具有能。
理解:①能量表示物體做功本領大小的數學量;能量可以用就能做功的多少來評判。
②一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經做功”。如:山上靜止的石頭具有能量,但它沒有做功。也不一定要做功。