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2022年电学基础知识 电学基础 学问 一 一. 电流与电路 1. 自然界有 种电荷，电荷间的相互作用规律是 ，带电体能够吸引 物体。 2. 毛皮摩擦过的橡胶棒带 电荷，丝绸摩擦过的玻璃棒带 电荷。 3. 电源：能供应 的装置。 4. 电源是把其他形式的能转化为 能。 如干电池是把 能转化为电能。发电机则由 能转化为电能。 5. 有持续电流的条件： 6. 导体： 的物体叫导体。如：金属，人体，大地，酸、碱、盐的水溶液等。 7. 绝缘体： 的物体叫绝缘体。如：橡胶，玻璃，陶瓷，塑料，油，纯水等。 8. 电路组成：由 组成。 9. 电路有三种状态：(1)： 通路： 的 电路叫通路；(2)： 断路： ； 电路叫开路； (3) 短路： 的电路叫短路。 10. 电路图：用 表示电路连接的图叫电路图。 11. 串联 ：把电路元件 连接起来的电路叫串联。 12. 并联：把电路元件 连接起来的电路叫并联。 13 电流 I 的国际单位是：单位是： ；常用单位是：毫安(mA) 、微安(µ µA)。 。1 安培=10 3 毫安=10 6 微安。 14 测量电流的仪表是： 它的运用规则是：电流表要 在电路中；接线柱的接法要正确，使电流从 接线柱入，从 接线柱出；被测电流不要超过电流表的量程；肯定不允许 不经过用电器而把电流表连到电源的两极上。 15 试验室中常用的电流表有两个量程： 每小格表示的电流值是 安； ，每小格表示的电流值是 安。 题 例题 1: ， 如图所示，是小敏同学在某次试验探关 究中连接的电路。开关 S 2 限制的是灯 ， ，电流表测量的是 的电流。 例 例 2: 如图所示，L 1 和 和 L 2 两盏灯并联。测 要用电流表测 L 2 头 的电流，接线头 M 应 应接到 ；若用电流表测并联电路中 干 路 的 电 流 ， 线 头 M 应 接到 到 。 例 例 3: 一般家庭的卫生间都安装照明灯和换气扇。运用时，要求它们能各自独立工作。按上述要求在虚线框内画出其电路图。 例 例 4 如图所示的电路中，使两盏灯都有电流流过的操作是 ） A 开关 S 1 、 、S 2 、 、S 3 都闭合 B 只闭合开关 S 2 、S 3 C 只闭合开关 S 2 D 只闭合开关 S 1 二 二. 电压和电阻 1 电压(U): 电压是使电路中形成电流的缘由， 是供应电压的装置。 2 电压 U 的单位是：国际 单位是： ；常用单位是：千伏(KV) 、毫伏(mV)、 、微伏(µ µV) 。1 千伏=10 3 伏 伏=10 6 毫伏=10 9 微伏。 3 测量电压的仪表是： ，它的运用规则是：电压表要 在电路中；接线柱的接法要正确，使电流从+ 接线柱入，从- 接线柱出；被测电压不要超过电压表的量程； 4 试验室中常用的电压表有两个量程： , , 每小格表示的电压值是 伏； 伏，每小格表示的电压值是 伏。 5 熟记的电压值： 1 节干电池的电压 伏；1 节铅蓄电池电压是 伏；家庭照明电压为 伏；对人体平安的电压是： 伏；工业电压 伏。 6 电阻(R) ：表示导体对电流的 作用。( 导体假如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) 。 7 ，电阻(R) 的单位：国际单位 ；常用的单位有：兆欧(M Ω) 、千欧(K Ω) 。 1 兆欧=10 3 千欧；1 千欧=10 3 欧。 8 确定电阻大小的因素：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小确定于导体的 ） 。 9 变阻器：( 滑动变阻器和电阻箱) (1) 滑动变阻器： 原理：变更接入电路中电阻线的 来变更电阻的。 作用：通过变更接入电路中的电阻来变更电路中的电流和电压。 铭牌：如一个滑动变阻器标有50 Ω2A 表示的意义是： 是 是 50 Ω，允许通过的 是 是 2A 。 正确运用：A 应 在电路中运用；B 接线要一上一下；C 通电前应把阻值 的地方。 (2) 电阻箱 ：是能够表示出 的变阻器。 例 例 1: 滑动变阻器上标有50 Ω，1A 字样，表示的意义是 为 为 50Ω， 为 为 1A 例 例 2： ： 图 一种声光报警器的电路如图 4 所示闭合关 开关 S 1 和 和 S 2 后，会出现的现象是 A 灯亮，铃响 B 灯不亮，铃不响 C 灯 亮，铃不响 D 灯不亮，铃响 响 例 例 3 如图 5 5 所示电路的电源两端电压不变， R R 为定值电阻。开关 S S闭合后，在滑动变阻器的滑片 P P 由 由 A A 向 向 B B 移动的过程中，下列推断正确的是 A A 电流表的示数变小 B B 电压表 V V 1 1 的示数变小 C C 电压表 V V 2 2 的示数变小 图 4 S 1 S 2 图 5 D D 电压表 V V 2 2 示数与电流表示数的比值变大 三 三. 欧姆定律 1 欧姆定律：导体中的电流，与导体两端的电压成 ，与导体的电阻成 比。 2 公式 ：式 中单位：I →安(A) ；U →伏(V) ；R →欧( Ω) 。1 安=1 伏/ 欧。 3 公式的理解：公式中的 I 、U 和 和 R 必需是在同一段电路中；I 、U 和 和 R 中 中已知随意的两个量就可求另一个量；计算时单位要统一。 4 欧姆定律的应用： 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 。 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越 。 当电流肯定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越 。 5 电阻的串联有以下几个特点： 电流： 电压： 电阻： 果 假如 n 个阻值相同的电有 阻串联，则有 R 总= 分压作用 : 比例关系：电流：I 1 I 2 = 6 电阻的并联有以下几个特点： 电流： 电压： 电阻： 假如 果 n 个阻值相同的电阻并联，则有 R 总= 分流作用：I 1 ： ：I 2 = 比例关系：电压：U 1 U 2 = 例 例 1 有两个电阻， R R 1 1 4 Ω ， R R 2 2 =6Ω ，假如把它们并联在电路中，通过它们的电流分别为 I I 1 1 、 I I 2 2 ，它们两端的电压分别为 U U l l 、 U U 2 2 ，则 I I 1 1 ： I I 2 2 = = ，U U 1 1 ： U U 2 2 = = 例 例 2小明按图 12 甲所示的电路图连接试验电路，测量电阻 R 的阻值。闭合开关 S，调整滑动变阻器的滑片 P 后，视察到电压表和电流表的示数分别如图12 乙、丙所示，则电压表的示数为 V，电流表的示数为 A，电阻R 的阻值为 Ω。 图 12 R P S V A 甲 乙 丙 R X R 0 v 0 1 2 3 0 5 10 15 3 15 图 21 S S 1 例 例3 小新同学想利用一块电压表和阻值已知的阻 电阻R 0 阻 测量电阻R X 的阻值。小新选择如 图 图 21 所示的器材，并连接了部分试验电路，电路连接如图 21所示，其中电源电压恒定不变。 请你用笔画线表示导线，完成试验电路的连接。 只闭合开关 S 时，电压表的示数用U 1 关 表示；开关 S 和 和 S 1 都闭合时，电用 压表的示数用 U 2 用 表示，请用 U 1 、 、U 2和 R 0 表 示 R X 。 R X _ 。 例 例 4.把 把 R1 和 和 R2 串联后接到电压为 12V 的电路中，通过 R1 的电流为 0.2A， ，R 2为 两端的电压为 4V ，试求： (1)R1 和 和 R2 的电阻各是多少? (2) 假如把 R1 和 和 R2 并联后接入同一种电路中，通过干路的电流是多少? 例 例 5. 阻 如图所示，电阻 R1=40 欧，电键 SA 断开时，电流表的示数为 0.1 安；键 电键 SA 闭合时，电流表示数为 0.3 安。问：电源电压为多大？电阻 R2 的阻值为多大？ 四 四. 电功和电热 1 电功： 叫电功， 2 电功的单位：国际单位： 。常用单位有：度，1 度=1 千瓦时= 焦耳。 3 测量电功的工具： 4 电功计算公式： 位 。 5 利用 W=UIt 计算电功时留意：式中的 W.U.I 和 和 t 是在同一段电路；计算 时单位要 ；已知随意的三个量都可以求出第四个量。 6. 计算电功还可用以下公式： W=UQ ； 7. 电功率： 单位有： ( 国际) ；常用单位有：千瓦 8. 计算电功率公式： 位 ；I →安 9 利用计算时单位要统一，假如 W 用焦、t 用秒，则 P 的单位是瓦；假如 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： 11 额定电压：用电器 工作的电压。 12 额定功率：用电器在 下的功率。 13 实际电压： 加在用电器两端的电压。 14 实际功率：用电器在 下的功率。 当 当 U > U 0 则 时，则 P P 0 ；灯很亮，易烧坏。 当 当 U < U 0 则 时，则 P P 0 ；灯很暗， 当 当 U = U 0 则 时，则 P P 0 ；正常发光。 15 焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与 平方成正 比，与导体的电阻成 比，与通电时间成 比。 16 焦耳定律公式： 位 ， →秒。） 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= ，算 可用电功公式来计算 Q 。 18 家庭电路由： 。 。 19 两根进户线是 ，它们之间的电压是 伏，可用 来判别。假如测电 笔中氖管发光，则所测的是 线，不发光的是 线。 20 全部家用电器和插座都是 联的。而开关则要与它所限制的用电器 联。 21 保险丝：是用 的铅锑合金制成。它的作用是当电路中有过大的电流时，保险产生较多的热量，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。 22 引起电路中电流过大的缘由有两个：一是 ；二是 23 平安用电的 原则是：不 低压带电体；不 高压带电体。 在安装电路时，要把电能表接在 路上，保险丝应接在 线上；限制开关应 联在干路，并且支路开关装在 线与灯头之间 例 例 1. 小明家 2022 年 年 1 月底与 2 月底电能表的示数如图所示，请计算，小明家 2若 月份消耗多少电能？若 1kwh 电费为 0.52 元，应付多少电费？ 例 例 2. 例 例 2. 一个电炉，标有220V 1010W 字样，把它接 是 在电压是 110V 的电源上运用，求 此时电炉的电阻? 此时电炉的额定功率? 此时电炉的实际功率? 比较额定功率和实际功率，你有什么发觉? 五 五. 电与磁 1 磁性：物体吸引 等物质的性质。 2 磁体：具有 的物体叫磁体。它有指向性：指 。 。 3 磁极：磁体上磁性最 的部分叫磁极。 任何磁体都有两个磁极，一个是 ；另一个是 极 磁极间的作用：同名磁极相互 ，异名磁极相互 。 。 4 磁化：使原来没有磁性的物体带上 性的过程。 5 磁体四周存在着 场，磁极间的相互作用就是通过 发生的。 6 磁场的基本性质：对入其中的磁体产生 的作用。 7 磁场的方向：在磁场中的某一点，小磁针静止时 极所指的方向就是该点的磁场方向。 8 磁感线：描述 的强弱和方向而假想的曲线。磁体四周的磁感线是从它 极出来，回到 极。 9 磁场中某点的 方向、 方向、 指的方向相同。 10 地磁的北极在地理位置的 极旁边；而地磁的 极则在地理位置的北极旁边。( 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： 最早记述这一现象。） 11 奥斯特试验证明：通电导线四周存在 。 。 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 极。 13 安培定则的易记易用：入线见，手 握；入线不见，手反握。大拇指指的 一端是北极(N 极) 。 14 通电螺线管的性质：通过电流越大，磁性越 ；线圈匝数越多，磁性越 ；插入软铁芯，磁性大大 ；通电螺线管的极性可用 方一直变更。 15 电磁铁：内部带有 的螺线管就构成电磁铁。 16 电磁铁的特点：磁性的有无可由电流的 来限制；磁性的强弱可由变更 和 来调整；磁极可由 来变更。 17 电磁继电器：实质上是一个利用 来限制的开关。它的作用可实现远距离操作，利用低 电压、弱电流来限制 。还可实现 限制。 18 电磁感应： 电路的一部分导体在磁场中做 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 电流。 19. 产生感生电流的条件： ；只是电路的一部分导体在磁场中；这部分导体做 运动。 20. 感应电流的方向：跟 方向和 方向有关。 21. 电磁感应现象中是 能转化 能。 22. 发电机的原理是根 据 现象制成的。沟通发电机主要由定子和转子。 23. 高压输电的原理：保持输出功率不变，提高输电 ，同时减小 ，从而减小电能的损失。 24. 磁场对电流的作用：通电导线在磁场中要受到 力的作用。是由电能转化为 能。应用是制成 机。 25. 通电导体在磁场中受力方向：跟 方向和 方向有关。 26. 直流电动机原理：是利用 原理制成的。 27 沟通电： 性变更电流方向的电流。 28 直流电：电流方向 的电流。 例 例 1. 请标出附图中通电螺线管的 N 极 例 例 2. 的 请标出下图中电源的正负和小磁针的 NS 极 例 例 3. 视察下图，你可以得出哪些结论？ 论 结论 1: 论 结论 2: 论 结论 3: 例 例 4: 请你依据下图提出三个与物理学问有关的问题 1. 2. 3. 六 六. 电磁波与现代通信 1 信息：各种事物发出的有意义的消息。 人类历史上，信息和信息传播活动经验了五次巨大的变革是：语言的诞生；文字的诞生；印刷术的诞生；电磁波的应用；计算机技术的应用。 2 早期的信息传播工具：烽火台，驿马，电报机，电话等。 3 人类储存信息的工具有：牛骨竹简、木牍，书，磁盘光盘。 4 全部的波都在传播周期性的运动形态。例如：水和橡皮绳传播的是凸凹相间的运动形态，而弹簧和声波传播的是疏密相间的运动形态。 5 机械波是振动形式在介质中的传播，它不仅传播了振动的形式，更主要是传播了振动的能量。当信息加载到波上后，就可以传播出去。 6 有关描述波的性质的物理量：振幅 A ：波源偏离平衡位置的最大距离，单是 位是 m. 周期 T ：波源振动一次所须要的时间，单位是 s. 频率 f ：波源每秒类是 振动的次数，单位是 Hz. 波长λ：波在一个周期类传播的距离，单位是 m. 7 波的传播速度 v 与波长、频率的关系是： 8 电磁波是在空间传播的周期性改变的电磁场，由于电磁场本身具有物质性，因此电磁波传播时不须要 。 。 9 电磁波谱：γ射线、X 射线、紫外线、 、红外线微波无线电波。 10 人类应用电磁波传播信息的历史经验了以下改变：传播的信息形式从文字→声音→图像；传播的信息量由小到大；传播的距离由近到远传播的速度由慢到快。 11 现代信息高速马路的两大支柱是：卫星通信和光纤通信，其中光纤通信优点是：容量大、不受外界电磁场干扰、不怕潮湿、不怕腐蚀，互联网是信息高速马路 的主干线，互联网用途有：发送电子邮件；召开视频会议；网上发布新闻；进行远程登陆，实现资源共享等。 12 电视广播、移动通信是利用微波传递信号的。 例 例 1 如图，用 颗 卫星 可以实现全球通讯 例 例 2 光纤通讯是利用光的 的原理工作的 第23页 共23页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页