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电学:基础知识

来源:爱够旅游网
 1.1 知识点1 电荷

一、使物体带电

1使物体带电的方法:两个物体相互摩擦使物体带电叫做摩擦起电;带电体接触另一物体使物体带电叫做接触带电;带电体靠近另一物体使物体带电叫做感应起电。

2.带电体:带电的物体叫做带电体,带电体具有吸引轻小物体的性质。带电体能吸引轻小物体的现象称为物体带

了电,或者说带了电荷。

二、两种电荷

1.自然界只存在两种电荷:被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷(+);被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷(-)。

2.电荷间的相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。 验电器 三、电荷量

1.电荷量:电荷的多少,简称电荷,用符号Q表 示,单位是库 金属球 仑,简称库,符号是C。

金属杆 2.验电器:由金属球、金属杆、金属箔组成,原理是同种电荷互 相排斥,能粗略的比较物体带电荷的多少。 四、原子结构

1.物质的构成:由分子、原子构成。 金属箔 2.原子:由中心的原子核和核外电子组成,原子核带正电,电子 带负电,电子绕原子核运动。

3.电子:电子是带有最小负电荷的粒子,它的电荷量为1.6×10-19 C,称为元电荷,用字母e表示。 任何带电体所带的电荷量都是e的整数倍。

知识点2 电路

一、电路的构成

1.一个完整电路的构成:.电源——能够提供电能的装置。开关——控制电路的通断。 用电器——消耗电能,将电能转化为其他形式能的装置。 导线——传导电流,输送电能。

二、电路的状态

1.通路:接通的电路。开路(断路):断开的电路。电源短路:不经过用电器而直接用导线把电源正、负极连在

一起。用电器短路:用电器两端直接用导线连接起来。

三、电路图

1.电路图:用符号表示电路连接的图。

四、电路的连接方式

1.电路的链接方式:串联电路、并联电路和混联电路(串并联结合)。 五、等效电路图

1.含义:将一个复杂的电路通过适当的方法改画出简单的串联、并联的电路。

1.2 知识点3 电流

一、电流

1.电流:电荷的定向移动形成电流,电荷定向移动的方向规定为电流方向。 2.持续电流形成的条件:必须有电源;电路闭合(通路)。

3.电流方向:电路闭合时,电流方向是从电源正极流向电源负极。

4.金属导线中的电流方向:金属导线中的电流方向和其电子的定向移动方向相反。 5.电流的符号和单位

电流是表示电流强弱的物理量,用符号I表示,单位是安培,简称安,符号A。 比安培小的单位还有毫安(mA)和微安(μA)。

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1A=10 mA,1mA=10μA,1A=10μA。 6.电流的规律

串联电路中的电流处处相等。 即I=I1=I2=…=In。

并联电路干路的总电流等于各支路电流之和。 即I=I1+I2+…+In。 二、电流表

1.电流表:能测量电路中电流的大小,其电阻很小,理想的电流表相当于导线。 2.电流表的示数 量程 0~0.6A 0~3A 使用接线柱 “-”和“0.6” “-”和“3” 表盘上刻度位置 下一行 上一行 大格代表值 0.2A 1A 小格代表值 0.02A 0.1A 3.电流表的读数:看清量程和分度值,看指针离那条刻度线近就读那条,不用估读,读出电流值并标上单位。 知识点4 电压

一、电压

1.电压:电压使电路中自由电荷定向移动形成电流,电源是提供电压的装置。 2.电压的符号和单位

电压的符号是U,单位是伏特,简称伏,符号V。 比伏特大的有千伏(kV),比伏特小的有毫伏(mV)。 1kV=103V,1V=103mV,1kV=106mV。

3.常见的电压:家庭电路电压——220V

对人体安全的电压——不高于36V 一节干电池的电压——1.5V 每节铅蓄电池电压——2V

4.电池组电压特点:串联电池组的电压等于每节电池电压之和;并联电池组的电压跟每节电池的电压相等。 5.电压的规律

串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和。 即U=U1+U2+…+Un。

并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端的电压相等,且都等于电源电压。 即U=U1=U2=…=Un。 二、电压表

1.电压表:能测量电压的大小,其电阻很大,理想的电压表在电路中相当于该电路断路。 2.电压表的示数 量程 0~3A 0~15A 使用接线柱 “-”和“3” “-”和“15” 表盘上刻度位置 下一行 上一行

大格代表值 1A 5A 小格代表值 0.1A 0.5A 3.电压表的读数:看清量程和分度值,看指针离那条刻度线近就读那条,不用估读,读出电压值并标上单位。

1.3 知识点5 电阻

一、电阻

1.电阻:导体对电流的阻碍作用叫电阻。 2.电阻的符号和单位

电阻的符号是R,单位是欧姆,简称为欧,符号Ω。 比欧姆大的单位还有兆欧(MΩ)和千欧(kΩ)。 1MΩ=103kΩ,1 kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω。 3.影响电阻的因素

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、温度、长度和横截面积,与导体是否连入电 路、是否通电,及它的电流、电压等因素无关。 4.电阻的规律

串联电路中总电阻等于各用电器电阻之和。 即R=R1+R2+…+Rn。

并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和。 即R =1/R1+1/R2+…+1/Rn。 二、变阻器 1.变阻器

可以改变的电阻称为变阻器,学生实验常用的变阻器是滑动变阻器。 2.滑动变阻器

由电阻丝、瓷筒、金属棒、滑片组成。 能通过移动滑片改变电阻。

原理是通过改变接入电路中电阻线的长度改变电阻,从而改变电路中的电流电压,有时还起到保护电路的作用。 三、电流与电压和电阻的关系

1.关系一:在电阻一定的条件下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 2.关系二:在电压一定的条件下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。

知识点6 欧姆定律

一、欧姆定律

1.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。 2.公式:I = UR 变形式:R=U/I U=IR U——电压——伏特(V);R——电阻——欧姆(Ω);I——电流——安培(A)

知识点7 电能与电功

一、电能

1.发电机和电池:其他形式的能转化为电能。 用电器:电能转化为其他形式的能。 2.电能表:测量电功的仪表是电能表。 二、电功

1.电功:电流所做的功叫电功,电流做功的过程,实际上就是电能转化为其他形式能的过程。 2.电功的符号和单位

电功的符号是W ,单位是焦耳,简称焦,符号J。 电功的常用单位是度,学名千瓦时(kW·h)。 1度=1千瓦·时,1kW·h=3.6×106J。 3.公式:W=UIt

W——电能——焦耳(J);U——电压——伏特(V);I——电流——安培(A);t——时间——秒(s) 4.电功的规律

电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和。 即W=W1+W2+…+Wn。

1.4 知识点8 电功率

一、电功率

1.电功率:电流做功与所用时间之比叫做电功率。 意义:表示电流做功快慢的物理量。 2.电功率的符号和单位

电功率的符号是P,单位是瓦特,简称瓦,符号W,常用单位还有千瓦(kW),1kW=103W。 3.公式

定义式:P=Wt 变形式:W=Pt t=WP 计算式:P=W/t=UI=I2R=U2/R (1)P——电功率——瓦特(W);W——电功——焦耳(J);t——通电时间——秒(s) (2)P——电功率——千瓦(kW); W——电功——千瓦时(kW·h);t——通电时间——小时(h) 4.电功率的规律:总功率等于各用电器电功率之和,即P=P1+P2+…+Pn。 二、电阻、电压、电流、电功和电功率的规律比较 电路类型 电流特点 电压特点 串联电路 电流处处相等 即I=I1=I2=…=In 电源两端电压等于各用电器两端电压之和 即U=U1+U2+…+Un 并联电路 干路的总电流等于各支路电流之和 即I=I1+I2+…+In 电源两端电压与各支路用电器两端的电压相等,且都等于电源电压,即U=U1=U2=…=Un 电阻特点 总电阻等于各用电器电阻之和 并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电 即R=R1+R2+…+Rn 路的倒数之和,即R =1/R1+1/R2+…+1/Rn n个阻值都是R的电阻串联,总电阻为R总=nR N个阻值都是R的电阻并联,总电阻为R总=R/n 电阻的串联相当于增大了导体的长度, 电阻的并联相当于增大了导体的横截面, 所以总电阻大于各串联的分电阻 所以总电阻小于各并联的分电阻 U1/U2=R1/R2=W1/W2=P1/P2 分压 I1/I2=R2/R1=W1/W2=P1/P2 分流 分配特点 电路作用 电能特点 电功率 特点 注意 电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和 W=W1+W2+…+Wn 电流的总功率等于各用电器电功率之和 P=P1+P2+…+Pn 电路中某个电阻阻值增大,则总电阻随着增大;某个电阻阻值减小,则总电阻随着减小 三、额定电压、功率、电流 1.额定电压:用电器正常工作时的电压叫额定电压。 2.额定功率:用电器在额定电压下的功率叫额定功率。 3.额定电流:用电器在正常工作时的电流叫额定电流。

知识点9 焦耳定律

一、电流热效应

1.定义:当电流通过电阻时,电流作功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应。

2.影响因素:与通电的时间、电流、电阻有关,通过导体的电流越大,导体的电阻越大,通电时间越长,导体产

生的热量越多。

二、焦耳定律 1.公式

对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能全部转化为内能(Q=W):Q=I2Rt Q=UIt Q=U2t/R Q=Pt 对于非纯电阻电路,电能除了转化为内能,还要转化为其他形式的能量(Q≠W),求Q时只能用:Q=I2Rt Q——热量——焦(J);I——电流——安培(A);R——电阻——欧姆(Ω);t——通电时间——秒(s) 三、电热的利用与防治

1.电热的利用:电流的热效应有非常普遍的应用,如电热毯、电熨斗、电烤箱等。

2.电热的防治:如电视机长时间工作,会使后壳积累较多的热量从而影响寿命,需要散热。

1.5 知识点10 家庭电路

一、家庭电路的组成

火线 零线

总开关 电能表 进户线 开关 三孔插座

保险盒

用电器 两孔插座

地线

1.进户线:一根火线,一根零线,火线和零线之间有220V电压,它们构成家庭电路的电源,火线和地线之间

有220V电压,零线和地线之间没有电压。

2.电能表:测量用户在一定时间内消耗的电能,在接其它元件之前,首先接电能表,要接在干路上。 3.总开关:控制整个家庭电路的通断,接在电能表后,保险丝之前。 4.保险盒:保险装置分为保险丝和空气开关两种。 5.插座:在家庭电路中插座是为了给可移动电器供电。分为固定插座和可移动插座,又分为两孔插座和三孔插座。 6.开关:可以控制所在支路的通断。 二、保险丝和空气开关 1.保险丝

特点:电阻率大,熔点低,是由铅锑合金制成。

作用:根据焦耳定律Q=I2Rt可知,保险丝的电阻比较大,通过的电流较大,在相同时间内产生的热量就比较

多,温度上升的较高,而保险丝的熔点又较低,所以会迅速熔断。 规格:保险丝的直径、额定电流和熔断电流。

选择:保险丝的熔断电流稍大于家庭电路允许通过的最大电流。不能用铜丝或铁丝代替保险丝。

保险丝过粗,额定电流、熔断电流过大,超过电路正常工作电流时,它就不会熔断,起不到保险作用。保险丝过细,额定电流、熔断电流过小,低于电路正常工作电流,也会经常熔断,电路就不能正常工作。

2.空气开关:现在已经普遍使用空气开关,当电流过大时,开关中的电磁铁起作用,使开关断开,切断电路。空气开关工作可靠、安全,安装和使用方便,断流能力强。

3.使用:当电路被保险装置切断时,不要急于更换保险丝或使空气开关复位,要先找到发生故障的原因,故障排除之后再恢复供电。

三、家庭电路电流过大的原因 1.发生短路 装修电路时不细心,使火线和零线直接连通;电线绝缘皮被刮破,或者电线和用电器使用时间过久,绝缘皮破损或老化,使火线和零线直接连通,都会发生短路现象。发生短路现象时,有强大的电流通过导线和用电器,会造成导线和用电器烧毁,这是必须要避免的。 2.用电器的总功率过大

当电路中同时使用的用电器过多,或使用的用电器功率过大,都会造成整个电路中的总功率过大,当用电器功率过大时,根据公式 P=UI,也会导致电路中电流过大。大功率的用电器插在一个插座上让它们同时工作,会导致电流过大烧毁保险丝或造成跳闸等。所以不能同时使用大量大功率的用电器,这是很危险的。

1.6 四、三孔插座与三线插头

1.作用:很多用电器的金属外壳,很容易漏电而造成触电事故,因此带有金

属外壳的家用电器,其金属外壳必须接地,也就是必须使用三孔插 座和三线插头。这样用电器的金属外壳即便带电,电流也会流人大 地,不致对人造成伤害。

知识点11 安全用电

一、试电笔

1.作用:试电笔是用来辨别火线和零线的工具。

2.构造:由笔尖金属体、大电阻、氖管、弹簧和笔尾金属体等组成。

3.使用:用手捏住笔尾金属体,将笔尖接触进户线,若碰到的是火线,则氖管发光;若笔尖接触的是零线,氖管

就不发光。

4.注意:使用试电笔时,切不可用手直接接触笔尖金属体,这样人会触电。

5.检查电路故障:用笔尖接触导线,若两根导线都不发光,表明火线断路;若两根导线都发光,表明零线断路。

正确用法 错误用法 二、电对人体的伤害

1.电对人体的伤害程度与通过人体电流的大小及持续时间有关。

2.家庭电路电压、生产动力电压、高压输电线路电压都远远高于安全电压,所以禁止靠近或接触。 人体安全电压——不高于36V 家庭电路电压——220V

生产动力电压——380V 高压输电线路电压——10~500kV 三、触电事故

1.触电:指一定大小的电流通过人体所引起的伤害事故。 2.低压触电——双手触电(两只手分别接触到火线和零线)

人体、导线和电网中的供电设备就会构成闭合电路,大电流流过人体,就会发生触电事故。 注意:即使脚下有绝缘体,也同样会发生双手触电。 3.低压触电——单手触电(一只手接触到火线)

人体、大地和电网中的供电设备就会构成闭合电路,大电流流过人体,就会发生触电事故。 注意:如果脚下有绝缘体,就不会发生单手触电。 4.高压触电——高压电弧触电

当人体靠近高压带电体到一定距离时,高压带电体和人体间发生放电现象,电流通过人体,造成高压电弧触电。 5.高压触电——高压跨步触电 高压输电线落在地上,地面上与电线断头距离不同的各点存在电压,当人走近断头时,两脚位于离断头远近不 同的位置上,因而两脚之间有了电压,这时电流通过人体,造成跨步电压触电。 6.触电事故的处理具体做法

一是切断电源,或者用一根绝缘棒将电线挑开,尽快使触电者脱离电源。二是尽力抢救。三是发生电火灾务必在切断电源后,才能泼水救火。在整个救护过程中,必须随时注意自身保护,防止自己也触电。 四、安全用电原则

1.不接触低压带电体,不靠近高压带电体。 2.更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关。 3.不弄湿用电器,被损坏绝缘层。

4.保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命应及时更换。 五、漏电保护器

1.作用:若人不小心接触火线,电流经人体流入大地,总开关上的漏电保护器会迅速切断电源,起到保护作用。

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