课件24张PPT。电学知识(一) 电学知识框图电的初步知识1、简单的电现象2、导体、绝缘体3、电路基本概念和规律概念1、电流2、电压3、电阻规律1、欧姆定律4、电功5、电功率2、焦耳定律3、串并联电路特点练习2、摩擦起电返回1、两种电荷:(1)正、负电荷 :与 丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷为正电荷;与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 为负电荷 (2)电荷的相互作用规律 :同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引(3)物体带电的检验方法:a、利用带电体具有吸引轻小物体的性质b、利用验电器来检验(4)电量:a.定义:电荷的多少;b.单位是库仑;c.一个电子所带的电量是
1、6×10-19库仑(1)摩擦起电(2)摩擦起电的实质:自由电子从一个物体转移到另一个物体上a.摩擦起电是发生在两个不同的物体之间,但并不是任意两个物体之间都能发生摩擦起电现象的。b.摩擦起电过程中,转移的是电子,质子是不会转移的。c.如果不带电的两个物体相互摩擦后能带电,则必是带等量异种电荷1、导体、绝缘体、半导体定义及判断:返回2、导体、绝缘体与半导体的本质区别:导体内有大量自由电荷而绝缘体内几乎没有可自由移动的电荷 。而半导体中的自由电荷介于导体与绝缘体之间,但它的数量会随外界条件(如温度光照压力杂质等)的变化而极其灵敏地发生变化
自由电荷:在金属导体中自由电荷是自由电子,在酸碱盐的水溶液中是正负离子。3、导体绝缘体没有绝对界限3、电路图:(1)电路元件图;(2)画电路图应注意:a元件符号必须规范;b导线必须画成直线,导线与元件符号之间不能断开;c元件符号不能画在电路图的拐角或交叉处;d在标有电流方向的电路图中,开关必须画成闭合;(3)电路图解读:电路图所示电路的连接方式、各电表的测量对象及是否有短路存在。返回1、电路的基本组成及其作用:2、通路、短路、断路:其中短路分两种情况(1)电源短路,这里指的是电流不通过用电器而直接与电源构成回路,短路时,在短路的路径中电流很大,而电路中的其他部分包括所有用电器均无电流通过;(2)局部短路,指的是电流不通过某部分电路而经其他部分电路与电源构成回路,当局部电路短路时,这部分电路中将无电流通过。4、电路的基本连接方式: (1)串联和并联(这里都是对用电器和电源的连接方式,不包括电流表、电压表等测量仪器);(2)串联(特征:只有一条电流路径,电路中任何一处发生断路,整个电路就停止工作;这也可以作为串联电路的判断);(3)并联(特征:有两条或两条以上电流回路,若断开一条回路,其余回路上仍可有电流通过。)返回验电器 验电器主要用于检验物体是否带电,演示感应带电现象等。它是根据同性电荷相互推斥这一原理制成的。最常用的金箔验电器,其构造如图3-2所示。在玻璃瓶口处有一橡胶塞,塞中插一根金属杆,杆的上端有一金属球。下端悬挂一对金箔(或铝箔)。当带电体和验电器的金属球接触时,就有一部分电荷分布到验电器的两箔片上,它们因带同种电荷相互推斥而张开,所带电荷越多,张角就越大。
返回1、电流的形成和方向:电荷的定向移动形成电流;物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向2、电流强度: (1)定义:1秒内通过导体截面的电量;(2)I =Q / t;(3)单位安(它的物理意义)及换算3、电流的微观解释和三种速度:(1)I=nevS,这是电流强度的微观解释;(2)电荷的三种速度:自由电子热运动速度、电流的传导速度及电子定向移动的速度4、电路中有持续电流的条件:有电源同时电路必须是通路5、电流的测量(电流表)使用方法: (调零;(2)串联;(3)正进负出;(4)量程选择;(5)绝对不允许把电流表直接接在电源两端1、电压: (1)电压是使电路中的电荷 产生定向移动形成电流的原因,它是电路中维持持续电流的必要条件;
(2)单位及换算返回2、常见电压值:一节干电池电压、照明电路电压、安全电压及动力电路电压等3、电压的测量(电压表)的使用: (1)调零; (2)并联;(3)“+”接线柱接在电路跟电源正极相连;(4)选择合适的量程返回1、电阻:(1)导体对电流阻碍作用;(2)单位及换算2、影响电阻大小的因素:长度、横截面积及材料的性质;导体电阻还与温度有关;在同样条件下,纯金属的电阻比合金的电阻小3、滑动变阻器:4、电阻箱: (1)插入式电阻箱的读数;(2)旋转式电阻箱的读数5、电阻的测量(伏安法) :(1)原理:通过改变导线长度来改变电阻(2)结构示意图(4)正确使用(3)铭牌意义:
“20Ω,2A”表示滑动变阻器变化范围为0- 20Ω,允许通过最大电流为2A。返回图一图二R1R2R1R2返回1、电功:(1)电流做功过程实际上是电能转化为其他形式能的过程;(2)影响电功的因素;(3)电功的定义;(4)电功的单位:焦、千瓦时的换算2、电功的计算公式及适用范围(1)W=U I t(2)W= U Q(3)W= I2 Rt(4) W= U2 / R t3、电功的测量:电能表返回返回VAAV结论一:在电压相等的条件下,相同时间内,通过电流越大,电流所做的功越多结论二:在电流相等的条件下,相同时间内,电压越大,电流所做的功越多图一图二结论三:在电压和电流相等的条件下,时间越长,电流所做的功越多1、电功率:(1)是表示电流做功快慢的物理量;(2)电功率的定义;(3)单位2、电功率的公式及适用范围: (1)P= W / t(2) P = U I(3)P = U 2/R(4) P = I 2R3、额定功率与实际功率:(1)额定电压是用电器正常工作时的电压;额定功率是在额定电压时的电功率(如“PZ220-40W”,它表示的是这只灯泡的额定电压为220V,额定功率为40W)(2)实际电压是指用电器实际工作时的电压,这时的电功率即实际功率;只有用电器的实际电压与额定电压相等时,实际功率才等于额定功率4、电功率的测量:返回1、原理: P = U I2、电路图:3、实验注意:(1)连接电路时开关应断开,滑动变阻器应移至电阻最大的位置;操作时手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表的读数。(2)滑动变阻器的作用是通过改变电阻大小来调节小灯泡两端的实际电压(3)伏安法测小灯泡的额定功率时,所测三次值分别代表了小灯泡的三种不同发光状态,因此求三次平均功率毫无意义。返回返回返回1、欧姆定律文字表述:通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比2、公式:I = U / R3、应用欧姆定律注意:(1)定律中涉及的U、I、R是属于同一段导体或同一段电路的物理量,并且该导体或电路必须是纯电阻。(2)定律中涉及的U、I、R必须是同一时间的值(3)定律一般适用于金属导电和液体导电,气体的导电不适用。(4)将欧姆定律的公式写成 R = U / I,这是电阻的定义式。而导体的电阻是导体的特性,它由导体的材料、长度和横截面积所决定,而不能认为导体的电阻与电压成正比,与电流强度成反比。4、研究电流与电压、电阻关系的科学方法:控制变量法返回2、焦耳定律内容:电流通过导体产生的热量,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比3、数学表达式:Q = I 2R t4、电功和电热的区别:只有当电流所做的功完全转化为热量时,电功才等于电热5、焦耳定律的应用:电热器1、电流的热效应:当电流通过导体时,导体中有热量产生返回1、原理:R = U / I2、电路图:3、实验中电压表和电流表的量程选择:电压表量程由电源电压决定,电流表的量程选择由电源电压与电路中的最小电阻决定4、滑动变阻器的作用:调节连入的电阻值的大小,从而改变电阻两端的电压和电流,以获得多组关于待测电阻的值。5、数据处理:通过取平均值以减小测量误差,使测量值更接近待测电阻的真实值。返回例题:1、从电视机显象管尾部的热灯丝射出的电子,高速撞击在荧光屏上,使屏发光,则在显像管内电流方向: ------------------2、一段导体,当把它接到电压为6V的电源上时,在1分钟内通过导体横截面积的电量为6C,求该导体的电阻,若该导体改接在9V的电源上,则这段导体的电阻是多大?电流为多大? 3、如图电路中,R1=10Ω,R2=20Ω, 电源电压为6V, 则当K2闭合, K1、K3断开时, 电流表的示数是多少?电压表的示数是多少?当K2断开,K1、K3闭合时, 电流表的示数是多少? 电压表的示数是多少?
4、如图所示电路,已知R=10Ω,R′的阻值为0~10Ω,U=6V,求在滑动变阻器的滑片P移动过程中,电流表和电压表示数变化范围。 5.如图所示,当S闭合,甲、乙两表是电压表时,两表示数之比U甲:U乙=5:3;当S断开,甲乙两表是电流表时,两表示数之比I甲:I乙= .此时,R1与R2消耗的功率之比P1:P2= . 6、某工地的电源电压为220伏,且保持不变,因工作需要,用较长的导线安装了一只“220V 100V”的白炽灯,通电后发现灯泡亮度比正常工作时暗一些,用电压表测得灯泡两端的电压为200伏,现用一只“220V 200W”的灯泡替换“220V 100W”的灯泡接在电路中,达到了工地照明要求,求(1)电路中导线的电阻值.(2)“220V 200W”灯泡中电路中消耗的实际功率. 7.右图是一个电热毯示意图,R0是电热毯中的电阻丝,R是与电热毯电阻丝串联的电阻,电热毯上标有“220V 100W”字样,S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关.
((1)?? 用学过的公式推理说明开关S断开时,电热毯是处于加热状态还是保温状态?
(2)若要求在保温时电流通过电阻丝R0每分钟有60焦的电能转化为内能,电阻R的阻值是多大? 谢谢!