题目列表(包括答案和解析)
自行车上的物理知识
你知道自行车上有哪些物理知识吗?下面我们来看一看。
1、自行车上的摩擦知识。
①自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹
摩擦力的大小跟两个因素有关:压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大,摩擦力越大;接触面越粗糙,摩擦力越大。自行车外胎有凸凹不平的花纹,这是通过增大自行车与地面间的粗糙程度,来增大摩擦力的,其目的是为了防止自行车打滑。
②自行车为什么能前进?
当我们骑在自行车上时,由于人和自行车对地面有压力,轮胎和地面之间不光滑,因此自行车与路面之间有摩擦,不过,要问自行车为何能前进?这还是依靠后轮与地面之间的摩擦而产生的,这个摩擦力的方向是向前的。那前轮的摩擦力是干什么的?阻碍车的运动!其方向与自行车前进方向相反。正是这两个力大小相等,方向相反,所以自行车作匀速运动。不过,当人们在地上推自行车前进时,前轮和后轮的摩擦力方向都向后。那谁和这两个力平衡呢?脚对地面的摩擦力向前!
③刹车以后,自行车为何能停止?
刹车时,刹皮与车圈间的摩擦力,会阻碍后轮的转动。手的压力越大,刹皮对车圈的压力就越大,产生的摩擦力也就越大,后轮就转动的越慢。如果完全刹死,这时后轮与地面之间的摩擦就变为滑动摩擦力(原来为滚动摩擦,方向向前),方向向后,阻碍了自行车的运动,因此就停下来了。
④自行车哪些地方安有钢珠?为什么安钢珠?
在自行车的前轴、中轴、后轴、车把转动处,脚蹬转动处等地方,都安有钢珠。
人们骑自行车总是希望轻松、灵活、省力。而用滚动代替滑动就可以大大减小摩擦力,因此要在自行车转动的地方安装钢珠,我们可以经常加润滑油,使接触面彼此离开,这样就可以使摩擦力变得更小。
2、自行车上的杠杆、轮轴知识。
①自行车上的杠杆
A、控制前轮转向的杠杆:自行车的车把,是省力杠杆,人们用很小的力就能转动自行车前轮,来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。
B、控制刹车闸的杠杆:车把上的闸把是省力杠杆,人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上。
②自行车上的轮轴
A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮:组成省力轮轴(脚蹬半径大于花盘齿轮半径)。
B、自行车手把与前叉轴:组成省力轮轴(手把转动的半径大于前叉轴的半径)。
C、后轴上的齿轮和后轮:组成费力轮轴(齿轮半径小于后轮半径)。
3、自行车上的气压知识。
自行车内胎充气:早期的各种轮子都是木轮、铁轮,颠簸不已。现代自行车使用充气内胎主要是使胎内的压强增大,可以起到缓冲的作用,同时可以减小自行车前进的阻力。
气门芯的作用:充气内胎上的气门芯,起着单向阀门的作用,只让气体进入,不让气体外漏,方便进气,保证充气内胎的密封。
4、自行车上光学知识。
自行车上的红色尾灯,不能自行发光,但是到了晚上却可以提醒司机注意,因为自行车的尾灯是由很多蜂窝状的“小室”构成的,而每一个“小室”是由三个约成90度的反射面组成的。这样在晚上时,当后面汽车的灯光射到自行车尾灯上,就会产生反射光,由于红色醒目,就可以引起司机的注意。
自行车在我国是很普及的代步和运载工具。在它的“身上”运用了许多力学知识
1.测量中的应用
在测量跑道的长度时,可运用自行车。如普通车轮的直径为0.71米或0.66米。那么转过一圈长度为直径乘圆周率π,即约2.23米或2.07米,然后,让车沿着跑道滚动,记下滚过的圈数n,则跑道长为n×2.23米或n×2.07米。
2.力和运动的应用
(1)减小与增大摩擦。
车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦,人们常在这些部位加润滑剂。
多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎,车把手塑料套,蹬板套、闸把套等。变滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时,车轮不再滚动,而在地面上滑动,摩擦大大增加了,故车可迅速停驶。而在刹车的同时,手用力握紧车闸把,增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。
(2)弹簧的减震作用。
车的座垫下安有许多根弹簧,利用它的缓冲作用以减小震动。
3.压强知识的应用
(1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重,则车胎受到压强太大而被压破。
(2)座垫呈马鞍型,它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强,使人骑车不易感到疲劳。
4.简单机械知识的应用
自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆,可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离,还使用了轮轴:脚蹬板与链轮牙盘;后轮与飞轮及龙头与转轴等。
5.功、机械能的知识运用
(1)根据功的原理:省力必定费距离。因此人们在上坡时,常骑“S形”路线就是这个道理。
(2)动能和重力势能的相互转化。
如骑车上坡前,人们往往要加紧蹬几下,就容易上去些,这里是动能转化为势能。而骑车下坡,不用蹬,车速也越来越快,此为势能转化为动能。
6.惯性定律的运用
快速行驶的自行车,如果突然把前轮刹住,后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突然停止运动,但车上的人和后轮没有受到阻力,根据惯性定律,人和后轮要保持继续向前的运动状态,所以后轮会跳起来。
切记下坡或高速行驶时,不能单独用自行车的前闸刹车,否则会出现翻车事故!
汽车上的装置 | 水箱里面用 水做冷却剂 |
方向盘 | 汽车导航仪 | 汽车喇叭 |
利用的物理知识 |
人教版第七章 欧姆定律 复习提纲
一、电流跟电压、电阻的关系
1、电流跟电压的关系:在电阻一定时,导体中的电流踺段导体两端的电压成正比。
注意:①这里导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一导体而言的,不能说一个导体中的电流和另一导体上的电压成正比。②不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系的问题,电流、电压都是物体量,有各自和物体,物体 量之间存在一定的因果关系,这里的电压是原因,电流是结果,是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才加了电压,因果关系不能颠倒。
2、电流跟电阻的关系:在电压一定的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
注意:①电流和电阻是针对同一导体而言的,不能说一个导体的电流与另一个导体的电阻成反比。②不能反过来说,电压不变时,导体的电阻与通过它的电流成反比。我们知道电阻是导体本身的一种特性,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会顺为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。
二、欧姆定律
1、内容: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、表达式:I=U/R U表示一段导体两端的电压,单位是伏特(V);R表示这段导体的电阻,单位是欧姆(Ω);I表示通过这段导体中的电流,单位是安培(A)。
3、公式的物体意义:欧姆定律的公式I=U/R表示加在导体两端的电压增大几倍,导体中的电流就增大几倍;当加在导体两端的电压不变时,导体的电阻增大几倍,其电流就减小为原来的几分之一。
4、由公式可变形为:U=IR R=U/I
5、对欧姆定律的理解:
①定律涉及的电流、电压、电阻三个物体量都是针对同一导体或同一段电路而言的,即满足“同体性”;式中的I、U、R还应是同一段导体在同一时刻的电流、电压、电阻,即满足“同时性”;运用该式时,式中各物理量的单位要统一使用基本单位。
②定律中提到的“成正比”和“成反比”的两个关系分别有不同的前提条件,即当电阻一定时,通过它的电流跟它两端的电压成正比,当导体两端的电压一定时,通过它的电流跟它的电阻成反比。
③欧姆定律公式I=U/R可以变形为U=IR,但不能认为导体两端的电压跟导体中的电流、导体的电阻成正比,因为电压是形成电流的原因;公式还可以变形为R=U/I,但不能说导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟电流成反比,因为电阻是导体本身的一种特性,跟所加电压和通过的电流无关,只是为我们提供一种测量、计算导体电阻的方法而已。
④欧姆定律只适用于纯电阻电路,如:只接有电阻器、电热器、白炽灯等电路。对于非纯电阻电路,如电动机电路、日光灯电路等,不能直接应用。
6、电阻的串联和并联
①电阻串联:R=R1+R2+…+Rn。导体的串联相当于增加了导线的长度,由影响电阻的因素可知,串联电路的总电阻大于任何一个分电阻。如果把n个阻值都是r的导体串联,则总电阻R=nr。
②电阻并联:1/R=1/R1+1/ R2+…+1/R。如果n个阻值都是r的导体并联,则总电阻R=r/n。当只有两个电阻并联时,R=R1R2/(R1+R2),电阻的并联裨上是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻小于任一分电阻。
③在串、并联电路中,任一电阻增大,电路总电阻也增大。串联电路中,各电阻分压,且各电阻两端电压与各电阻阻值成正比;并联电路中,各电阻分流,且各支路电流之比为各支路阻的反比。
三、测量小灯泡的电阻
1、实验原理:根据欧姆定律的变形公式R=U/I,测出待测电阻两端的电压和通过的电流就可以计算出导体的电阻。这种测电阻的方法叫伏安法。
2、实验器材:电源、开关、电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器、导线若干。
3、实验电路图:
4、实验操作步骤:
①按电路图连接好电路,检查电路无误后闭合开关。
②调节滑动变阻器的滑片,读出一组电压和电流值,记录数据。
③计算出待测电阻的阻值。④整理实验器材。
实验中可以多测几驵电流和电压的数据,分别算出相应的电阻R,进行比较。用伏安法测量小灯泡的电阻时,加在灯泡两端的电压不同,小的亮度不同,也就是小灯泡灯丝的温度不同,这样测出的几组数据中,算出的灯泡的电阻是不同的加在灯泡两端的电压越大,灯泡越亮,灯丝的温度越高,其电阻越大。由此可得出灯丝的电阻随温度的升高而增大的规律。
5、滑动变阻器的作用:改变小灯泡两端的电压及保护电路。
6、实验过程中应注意的事项:①连接电路时开关应是断开的。②电路连好开关闭合前,应使滑片位于阻值最大处。③电压表、电流表要选择合适的量程。④每个小灯泡的金属口上都标着它正常工作的电压。接通电源后通过变阻器把电压调到该电压值,测量时从该电压开始逐次降低。
四、欧姆定律和安全用电
1、电压越高越危险:
①对人体的安全电压:电流对人体的危害性跟电流的大小、通电时间的长短等因素有关。大量触电事故表明:当人体两端的电压低于36V,通过人体的电流低于0.1mA时,才不会引起触电感觉。因此只有不高于36V的电压才是安全的。
②电压越高越危险:由欧姆定律可以知道,在电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。电压越高,通过人体的电流就会越大,对人体的伤害就会越大。人体是导体,一般情况下加在人体的电压越过36V时,通过人体的电流就会给人体造成危险,家庭电路的电压是220V,大大超过了安全电压,故我们不能接触220V的电压。高压电路的电压达到几十万伏,人体不直接接触,也会有危险,因此对人体的安全电压是不高于36V。
③不能用湿手触摸用电器:欧姆定律告诉我们,导体中电流的大小与导体的电阻成反比。人体也是导体,家庭电路的电压是220V,大大超过了安全电压,而湿手又使人体的电阻大大减小,触摸电器就很可能发生触电事故;并且不纯净的水也是导体 。如果用湿手插(拔)插头、按开关等,极易使水流入插座和开关内,使人体和电源相连,造成危险。因此,千万不要用湿手触摸用电器。
2、断路和短路
①断路:电路没有接通。可能原因:灯丝断了;灯头内的电线断了;、开关等处的接线松动、接触不良。
②电源短路:不经过用电器直接将电源两极连接起来的现象。由欧姆定律可以知道,由于导线的电阻很小,电源短路时电路上的电流会很大,这样大的电流,电池或其它的电源都不能承受,会造成电源损坏;更为严重的是,因为电流太大,会使导线的温度升高,严重时有可能造成火灾。
③用电器短路:即电路中的某一用电器的两端由导线直接连接。当用电器发生短路时,此用电器无法工作,并会引起整个电路中的电流过大而发生危险,这也是不允许的。
3、注意防雷:雷电是大气中一种剧烈的放电现象,雷雨天要注意防雷。高大的建筑物上安装的避雷针、高压输电铁塔上最上面的两根导线也是用来防雷的。雷雨时不要在空旷的地方活动或停留;不要在树下避雨;不要接触金属物品(包括金属把的雨伞);拔掉所有的电源线、网线、电视天线插头等。
4、安全用电的原则:①不接触低压带电体②不靠近高压带电体;③不弄湿用电器;④不损坏绝缘部分;⑤金属外壳的用电器一定要接地;⑥家庭电路的安装一定要正确。
五、欧姆定律在电流表和电压表中的应用
电流表的电阻很小,将它串联到电路中就相当于串联一根电阻可忽略不计的导线,因电流表串联在电路中不会影响电路中的电流大小。以由于串联中的电流处处相等,因此通过电流表上的示数可以知道电路中与电流表串联的其它部分中的电流。如果将电流表直接接到电源两极上,由于电流表的电阻很小,根据欧姆定律,电路中的电流会很大,就会把电路中的电流表及电源烧坏,所以绝不允许将电流表直接在电源两极上。与电流表相反,电压表的电阻很大,将电压表并联在某段电路或电源的两端时,有电压表的支路就相当于断路,所以电压表可直接接在电源两极上,这时测的是电源电压。
六、电流表、电压表的示数变化
在含有滑动变阻器的电路中,由于开关的闭合或断开会引起电流表、电压表示数的变化,或滑动变阻器的滑片移动也会引起电流表、电压表的示数变化。判断电流表、电压表示数如何变化是电学中一类比较重要的题型。这种题目的分析一般遵循下列思路:
1、首先分析电路的连接情况,看清是串联电路还是并联电路,分析电路连接时一般先去表。即把电流表当成导线,把电压表当做开路处理。
2、分析滑片滑动时,变阻器电阻如何变化,电路总电阻如何变化,或开关闭合、断开时电路连接情况如何变化,电路中总电阻如何变化。
3、运用欧姆定律看总电流如何变化,然后再进一步分析各用电器上电流和电压的变化情况。这种题目从解题过程来看,一般符合总→分→总的特点。
七、解电学题的方法、步骤
解电学题目应该掌握一定的方法,和般按照下列的步骤进行。
首先,根据题意和所给出的电路图分析电路的连接情况(用电器串联、并联情况的电压表、电流表、所测电压的电流的情况),画出等效电路图。具体做法:①简化电路。将不工作的用电器和电路中的电表去掉,电流表的内阻很小,简化处理时可先看做一根导线,电压表的内阻很大,简化处理时将其所在支路看做断路。②看滑动变阻器连入电路的是哪段电阻丝。③分析电流表和电压表分别测的是哪段电路的电流和电压。
其次,在电路图上标明已知量和未知量,同一个导体的U、I、R下角标要相同,这样对试题所描绘的物体情景就有了整体的认识,便于分析和解题,避免张冠李戴。
最后再根据欧姆定律和串、并联电路的特点列方程解题。
八、测量导体电阻的方法总结
方法 | 器材 | 公式 | 电路图 |
伏安法 | 电源、滑动变阻器、电流表、电压表、待测电阻、开关、导线若干 | Rx=U/I | |
伏伏法 | 电源、滑动变阻器、电压表两个、已知电阻R0、待测电阻、开关、导线 | Rx=U2R0/U1 | |
安安法 | 电源、滑动变阻器、电流表两个、已知电阻R0、待测电阻、开关、导线 | Rx=R0I2/I1 | |
安滑法 | 电源、滑动变阻器(最大阻值为Rm)、电流表、待测电阻、开关、导线 | Rx=I1Rm/(I2-I1) | |
伏滑法 | 电源、滑动变阻器(最大阻值为Rm)、电压表、待测电阻、开关、导线 | Rx=U1Rm/(U2-U1) | |
电压表和替代开关法 | 电源、电压表、已知电阻R0、待测电阻、两个开关、导线 | Rx= U2 R0/ (U1-U2) | |
电流表和替代开关法 | 电源、电流表、已知电阻R0、待测电阻、两个开关、导线 | Rx =I2R0/(I2-I1) |
人教版第七章 欧姆定律 复习提纲
一、电流跟电压、电阻的关系
1、电流跟电压的关系:在电阻一定时,导体中的电流踺段导体两端的电压成正比。
注意:①这里导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一导体而言的,不能说一个导体中的电流和另一导体上的电压成正比。②不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系的问题,电流、电压都是物体量,有各自和物体,物体 量之间存在一定的因果关系,这里的电压是原因,电流是结果,是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才加了电压,因果关系不能颠倒。
2、电流跟电阻的关系:在电压一定的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
注意:①电流和电阻是针对同一导体而言的,不能说一个导体的电流与另一个导体的电阻成反比。②不能反过来说,电压不变时,导体的电阻与通过它的电流成反比。我们知道电阻是导体本身的一种特性,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会顺为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。
二、欧姆定律
1、内容: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、表达式:I=U/R U表示一段导体两端的电压,单位是伏特(V);R表示这段导体的电阻,单位是欧姆(Ω);I表示通过这段导体中的电流,单位是安培(A)。
3、公式的物体意义:欧姆定律的公式I=U/R表示加在导体两端的电压增大几倍,导体中的电流就增大几倍;当加在导体两端的电压不变时,导体的电阻增大几倍,其电流就减小为原来的几分之一。
4、由公式可变形为:U=IR R=U/I
5、对欧姆定律的理解:
①定律涉及的电流、电压、电阻三个物体量都是针对同一导体或同一段电路而言的,即满足“同体性”;式中的I、U、R还应是同一段导体在同一时刻的电流、电压、电阻,即满足“同时性”;运用该式时,式中各物理量的单位要统一使用基本单位。
②定律中提到的“成正比”和“成反比”的两个关系分别有不同的前提条件,即当电阻一定时,通过它的电流跟它两端的电压成正比,当导体两端的电压一定时,通过它的电流跟它的电阻成反比。
③欧姆定律公式I=U/R可以变形为U=IR,但不能认为导体两端的电压跟导体中的电流、导体的电阻成正比,因为电压是形成电流的原因;公式还可以变形为R=U/I,但不能说导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟电流成反比,因为电阻是导体本身的一种特性,跟所加电压和通过的电流无关,只是为我们提供一种测量、计算导体电阻的方法而已。
④欧姆定律只适用于纯电阻电路,如:只接有电阻器、电热器、白炽灯等电路。对于非纯电阻电路,如电动机电路、日光灯电路等,不能直接应用。
6、电阻的串联和并联
①电阻串联:R=R1+R2+…+Rn。导体的串联相当于增加了导线的长度,由影响电阻的因素可知,串联电路的总电阻大于任何一个分电阻。如果把n个阻值都是r的导体串联,则总电阻R=nr。
②电阻并联:1/R=1/R1+1/ R2+…+1/R。如果n个阻值都是r的导体并联,则总电阻R=r/n。当只有两个电阻并联时,R=R1R2/(R1+R2),电阻的并联裨上是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻小于任一分电阻。
③在串、并联电路中,任一电阻增大,电路总电阻也增大。串联电路中,各电阻分压,且各电阻两端电压与各电阻阻值成正比;并联电路中,各电阻分流,且各支路电流之比为各支路阻的反比。
三、测量小灯泡的电阻
1、实验原理:根据欧姆定律的变形公式R=U/I,测出待测电阻两端的电压和通过的电流就可以计算出导体的电阻。这种测电阻的方法叫伏安法。
2、实验器材:电源、开关、电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器、导线若干。
3、实验电路图:
4、实验操作步骤:
①按电路图连接好电路,检查电路无误后闭合开关。
②调节滑动变阻器的滑片,读出一组电压和电流值,记录数据。
③计算出待测电阻的阻值。④整理实验器材。
实验中可以多测几驵电流和电压的数据,分别算出相应的电阻R,进行比较。用伏安法测量小灯泡的电阻时,加在灯泡两端的电压不同,小的亮度不同,也就是小灯泡灯丝的温度不同,这样测出的几组数据中,算出的灯泡的电阻是不同的加在灯泡两端的电压越大,灯泡越亮,灯丝的温度越高,其电阻越大。由此可得出灯丝的电阻随温度的升高而增大的规律。
5、滑动变阻器的作用:改变小灯泡两端的电压及保护电路。
6、实验过程中应注意的事项:①连接电路时开关应是断开的。②电路连好开关闭合前,应使滑片位于阻值最大处。③电压表、电流表要选择合适的量程。④每个小灯泡的金属口上都标着它正常工作的电压。接通电源后通过变阻器把电压调到该电压值,测量时从该电压开始逐次降低。
四、欧姆定律和安全用电
1、电压越高越危险:
①对人体的安全电压:电流对人体的危害性跟电流的大小、通电时间的长短等因素有关。大量触电事故表明:当人体两端的电压低于36V,通过人体的电流低于0.1mA时,才不会引起触电感觉。因此只有不高于36V的电压才是安全的。
②电压越高越危险:由欧姆定律可以知道,在电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。电压越高,通过人体的电流就会越大,对人体的伤害就会越大。人体是导体,一般情况下加在人体的电压越过36V时,通过人体的电流就会给人体造成危险,家庭电路的电压是220V,大大超过了安全电压,故我们不能接触220V的电压。高压电路的电压达到几十万伏,人体不直接接触,也会有危险,因此对人体的安全电压是不高于36V。
③不能用湿手触摸用电器:欧姆定律告诉我们,导体中电流的大小与导体的电阻成反比。人体也是导体,家庭电路的电压是220V,大大超过了安全电压,而湿手又使人体的电阻大大减小,触摸电器就很可能发生触电事故;并且不纯净的水也是导体 。如果用湿手插(拔)插头、按开关等,极易使水流入插座和开关内,使人体和电源相连,造成危险。因此,千万不要用湿手触摸用电器。
2、断路和短路
①断路:电路没有接通。可能原因:灯丝断了;灯头内的电线断了;、开关等处的接线松动、接触不良。
②电源短路:不经过用电器直接将电源两极连接起来的现象。由欧姆定律可以知道,由于导线的电阻很小,电源短路时电路上的电流会很大,这样大的电流,电池或其它的电源都不能承受,会造成电源损坏;更为严重的是,因为电流太大,会使导线的温度升高,严重时有可能造成火灾。
③用电器短路:即电路中的某一用电器的两端由导线直接连接。当用电器发生短路时,此用电器无法工作,并会引起整个电路中的电流过大而发生危险,这也是不允许的。
3、注意防雷:雷电是大气中一种剧烈的放电现象,雷雨天要注意防雷。高大的建筑物上安装的避雷针、高压输电铁塔上最上面的两根导线也是用来防雷的。雷雨时不要在空旷的地方活动或停留;不要在树下避雨;不要接触金属物品(包括金属把的雨伞);拔掉所有的电源线、网线、电视天线插头等。
4、安全用电的原则:①不接触低压带电体②不靠近高压带电体;③不弄湿用电器;④不损坏绝缘部分;⑤金属外壳的用电器一定要接地;⑥家庭电路的安装一定要正确。
五、欧姆定律在电流表和电压表中的应用
电流表的电阻很小,将它串联到电路中就相当于串联一根电阻可忽略不计的导线,因电流表串联在电路中不会影响电路中的电流大小。以由于串联中的电流处处相等,因此通过电流表上的示数可以知道电路中与电流表串联的其它部分中的电流。如果将电流表直接接到电源两极上,由于电流表的电阻很小,根据欧姆定律,电路中的电流会很大,就会把电路中的电流表及电源烧坏,所以绝不允许将电流表直接在电源两极上。与电流表相反,电压表的电阻很大,将电压表并联在某段电路或电源的两端时,有电压表的支路就相当于断路,所以电压表可直接接在电源两极上,这时测的是电源电压。
六、电流表、电压表的示数变化
在含有滑动变阻器的电路中,由于开关的闭合或断开会引起电流表、电压表示数的变化,或滑动变阻器的滑片移动也会引起电流表、电压表的示数变化。判断电流表、电压表示数如何变化是电学中一类比较重要的题型。这种题目的分析一般遵循下列思路:
1、首先分析电路的连接情况,看清是串联电路还是并联电路,分析电路连接时一般先去表。即把电流表当成导线,把电压表当做开路处理。
2、分析滑片滑动时,变阻器电阻如何变化,电路总电阻如何变化,或开关闭合、断开时电路连接情况如何变化,电路中总电阻如何变化。
3、运用欧姆定律看总电流如何变化,然后再进一步分析各用电器上电流和电压的变化情况。这种题目从解题过程来看,一般符合总→分→总的特点。
七、解电学题的方法、步骤
解电学题目应该掌握一定的方法,和般按照下列的步骤进行。
首先,根据题意和所给出的电路图分析电路的连接情况(用电器串联、并联情况的电压表、电流表、所测电压的电流的情况),画出等效电路图。具体做法:①简化电路。将不工作的用电器和电路中的电表去掉,电流表的内阻很小,简化处理时可先看做一根导线,电压表的内阻很大,简化处理时将其所在支路看做断路。②看滑动变阻器连入电路的是哪段电阻丝。③分析电流表和电压表分别测的是哪段电路的电流和电压。
其次,在电路图上标明已知量和未知量,同一个导体的U、I、R下角标要相同,这样对试题所描绘的物体情景就有了整体的认识,便于分析和解题,避免张冠李戴。
最后再根据欧姆定律和串、并联电路的特点列方程解题。
八、测量导体电阻的方法总结
方法 | 器材 | 公式 | 电路图 |
伏安法 | 电源、滑动变阻器、电流表、电压表、待测电阻、开关、导线若干 | Rx=U/I | |
伏伏法 | 电源、滑动变阻器、电压表两个、已知电阻R0、待测电阻、开关、导线 | Rx=U2R0/U1 | |
安安法 | 电源、滑动变阻器、电流表两个、已知电阻R0、待测电阻、开关、导线 | Rx=R0I2/I1 | |
安滑法 | 电源、滑动变阻器(最大阻值为Rm)、电流表、待测电阻、开关、导线 | Rx=I1Rm/(I2-I1) | |
伏滑法 | 电源、滑动变阻器(最大阻值为Rm)、电压表、待测电阻、开关、导线 | Rx=U1Rm/(U2-U1) | |
电压表和替代开关法 | 电源、电压表、已知电阻R0、待测电阻、两个开关、导线 | Rx= U2 R0/ (U1-U2) | |
电流表和替代开关法 | 电源、电流表、已知电阻R0、待测电阻、两个开关、导线 | Rx =I2R0/(I2-I1) |
人教版第七章 欧姆定律 复习提纲
一、电流跟电压、电阻的关系
1、电流跟电压的关系:在电阻一定时,导体中的电流踺段导体两端的电压成正比。
注意:①这里导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一导体而言的,不能说一个导体中的电流和另一导体上的电压成正比。②不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系的问题,电流、电压都是物体量,有各自和物体,物体 量之间存在一定的因果关系,这里的电压是原因,电流是结果,是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才加了电压,因果关系不能颠倒。
2、电流跟电阻的关系:在电压一定的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
注意:①电流和电阻是针对同一导体而言的,不能说一个导体的电流与另一个导体的电阻成反比。②不能反过来说,电压不变时,导体的电阻与通过它的电流成反比。我们知道电阻是导体本身的一种特性,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会顺为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。
二、欧姆定律
1、内容: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、表达式:I=U/R U表示一段导体两端的电压,单位是伏特(V);R表示这段导体的电阻,单位是欧姆(Ω);I表示通过这段导体中的电流,单位是安培(A)。
3、公式的物体意义:欧姆定律的公式I=U/R表示加在导体两端的电压增大几倍,导体中的电流就增大几倍;当加在导体两端的电压不变时,导体的电阻增大几倍,其电流就减小为原来的几分之一。
4、由公式可变形为:U=IR R=U/I
5、对欧姆定律的理解:
①定律涉及的电流、电压、电阻三个物体量都是针对同一导体或同一段电路而言的,即满足“同体性”;式中的I、U、R还应是同一段导体在同一时刻的电流、电压、电阻,即满足“同时性”;运用该式时,式中各物理量的单位要统一使用基本单位。
②定律中提到的“成正比”和“成反比”的两个关系分别有不同的前提条件,即当电阻一定时,通过它的电流跟它两端的电压成正比,当导体两端的电压一定时,通过它的电流跟它的电阻成反比。
③欧姆定律公式I=U/R可以变形为U=IR,但不能认为导体两端的电压跟导体中的电流、导体的电阻成正比,因为电压是形成电流的原因;公式还可以变形为R=U/I,但不能说导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟电流成反比,因为电阻是导体本身的一种特性,跟所加电压和通过的电流无关,只是为我们提供一种测量、计算导体电阻的方法而已。
④欧姆定律只适用于纯电阻电路,如:只接有电阻器、电热器、白炽灯等电路。对于非纯电阻电路,如电动机电路、日光灯电路等,不能直接应用。
6、电阻的串联和并联
①电阻串联:R=R1+R2+…+Rn。导体的串联相当于增加了导线的长度,由影响电阻的因素可知,串联电路的总电阻大于任何一个分电阻。如果把n个阻值都是r的导体串联,则总电阻R=nr。
②电阻并联:1/R=1/R1+1/ R2+…+1/R。如果n个阻值都是r的导体并联,则总电阻R=r/n。当只有两个电阻并联时,R=R1R2/(R1+R2),电阻的并联裨上是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻小于任一分电阻。
③在串、并联电路中,任一电阻增大,电路总电阻也增大。串联电路中,各电阻分压,且各电阻两端电压与各电阻阻值成正比;并联电路中,各电阻分流,且各支路电流之比为各支路阻的反比。
三、测量小灯泡的电阻
1、实验原理:根据欧姆定律的变形公式R=U/I,测出待测电阻两端的电压和通过的电流就可以计算出导体的电阻。这种测电阻的方法叫伏安法。
2、实验器材:电源、开关、电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器、导线若干。
3、实验电路图:
4、实验操作步骤:
①按电路图连接好电路,检查电路无误后闭合开关。
②调节滑动变阻器的滑片,读出一组电压和电流值,记录数据。
③计算出待测电阻的阻值。④整理实验器材。
实验中可以多测几驵电流和电压的数据,分别算出相应的电阻R,进行比较。用伏安法测量小灯泡的电阻时,加在灯泡两端的电压不同,小的亮度不同,也就是小灯泡灯丝的温度不同,这样测出的几组数据中,算出的灯泡的电阻是不同的加在灯泡两端的电压越大,灯泡越亮,灯丝的温度越高,其电阻越大。由此可得出灯丝的电阻随温度的升高而增大的规律。
5、滑动变阻器的作用:改变小灯泡两端的电压及保护电路。
6、实验过程中应注意的事项:①连接电路时开关应是断开的。②电路连好开关闭合前,应使滑片位于阻值最大处。③电压表、电流表要选择合适的量程。④每个小灯泡的金属口上都标着它正常工作的电压。接通电源后通过变阻器把电压调到该电压值,测量时从该电压开始逐次降低。
四、欧姆定律和安全用电
1、电压越高越危险:
①对人体的安全电压:电流对人体的危害性跟电流的大小、通电时间的长短等因素有关。大量触电事故表明:当人体两端的电压低于36V,通过人体的电流低于0.1mA时,才不会引起触电感觉。因此只有不高于36V的电压才是安全的。
②电压越高越危险:由欧姆定律可以知道,在电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。电压越高,通过人体的电流就会越大,对人体的伤害就会越大。人体是导体,一般情况下加在人体的电压越过36V时,通过人体的电流就会给人体造成危险,家庭电路的电压是220V,大大超过了安全电压,故我们不能接触220V的电压。高压电路的电压达到几十万伏,人体不直接接触,也会有危险,因此对人体的安全电压是不高于36V。
③不能用湿手触摸用电器:欧姆定律告诉我们,导体中电流的大小与导体的电阻成反比。人体也是导体,家庭电路的电压是220V,大大超过了安全电压,而湿手又使人体的电阻大大减小,触摸电器就很可能发生触电事故;并且不纯净的水也是导体 。如果用湿手插(拔)插头、按开关等,极易使水流入插座和开关内,使人体和电源相连,造成危险。因此,千万不要用湿手触摸用电器。
2、断路和短路
①断路:电路没有接通。可能原因:灯丝断了;灯头内的电线断了;、开关等处的接线松动、接触不良。
②电源短路:不经过用电器直接将电源两极连接起来的现象。由欧姆定律可以知道,由于导线的电阻很小,电源短路时电路上的电流会很大,这样大的电流,电池或其它的电源都不能承受,会造成电源损坏;更为严重的是,因为电流太大,会使导线的温度升高,严重时有可能造成火灾。
③用电器短路:即电路中的某一用电器的两端由导线直接连接。当用电器发生短路时,此用电器无法工作,并会引起整个电路中的电流过大而发生危险,这也是不允许的。
3、注意防雷:雷电是大气中一种剧烈的放电现象,雷雨天要注意防雷。高大的建筑物上安装的避雷针、高压输电铁塔上最上面的两根导线也是用来防雷的。雷雨时不要在空旷的地方活动或停留;不要在树下避雨;不要接触金属物品(包括金属把的雨伞);拔掉所有的电源线、网线、电视天线插头等。
4、安全用电的原则:①不接触低压带电体②不靠近高压带电体;③不弄湿用电器;④不损坏绝缘部分;⑤金属外壳的用电器一定要接地;⑥家庭电路的安装一定要正确。
五、欧姆定律在电流表和电压表中的应用
电流表的电阻很小,将它串联到电路中就相当于串联一根电阻可忽略不计的导线,因电流表串联在电路中不会影响电路中的电流大小。以由于串联中的电流处处相等,因此通过电流表上的示数可以知道电路中与电流表串联的其它部分中的电流。如果将电流表直接接到电源两极上,由于电流表的电阻很小,根据欧姆定律,电路中的电流会很大,就会把电路中的电流表及电源烧坏,所以绝不允许将电流表直接在电源两极上。与电流表相反,电压表的电阻很大,将电压表并联在某段电路或电源的两端时,有电压表的支路就相当于断路,所以电压表可直接接在电源两极上,这时测的是电源电压。
六、电流表、电压表的示数变化
在含有滑动变阻器的电路中,由于开关的闭合或断开会引起电流表、电压表示数的变化,或滑动变阻器的滑片移动也会引起电流表、电压表的示数变化。判断电流表、电压表示数如何变化是电学中一类比较重要的题型。这种题目的分析一般遵循下列思路:
1、首先分析电路的连接情况,看清是串联电路还是并联电路,分析电路连接时一般先去表。即把电流表当成导线,把电压表当做开路处理。
2、分析滑片滑动时,变阻器电阻如何变化,电路总电阻如何变化,或开关闭合、断开时电路连接情况如何变化,电路中总电阻如何变化。
3、运用欧姆定律看总电流如何变化,然后再进一步分析各用电器上电流和电压的变化情况。这种题目从解题过程来看,一般符合总→分→总的特点。
七、解电学题的方法、步骤
解电学题目应该掌握一定的方法,和般按照下列的步骤进行。
首先,根据题意和所给出的电路图分析电路的连接情况(用电器串联、并联情况的电压表、电流表、所测电压的电流的情况),画出等效电路图。具体做法:①简化电路。将不工作的用电器和电路中的电表去掉,电流表的内阻很小,简化处理时可先看做一根导线,电压表的内阻很大,简化处理时将其所在支路看做断路。②看滑动变阻器连入电路的是哪段电阻丝。③分析电流表和电压表分别测的是哪段电路的电流和电压。
其次,在电路图上标明已知量和未知量,同一个导体的U、I、R下角标要相同,这样对试题所描绘的物体情景就有了整体的认识,便于分析和解题,避免张冠李戴。
最后再根据欧姆定律和串、并联电路的特点列方程解题。
八、测量导体电阻的方法总结
方法 | 器材 | 公式 | 电路图 |
伏安法 | 电源、滑动变阻器、电流表、电压表、待测电阻、开关、导线若干 | Rx=U/I | |
伏伏法 | 电源、滑动变阻器、电压表两个、已知电阻R0、待测电阻、开关、导线 | Rx=U2R0/U1 | |
安安法 | 电源、滑动变阻器、电流表两个、已知电阻R0、待测电阻、开关、导线 | Rx=R0I2/I1 | |
安滑法 | 电源、滑动变阻器(最大阻值为Rm)、电流表、待测电阻、开关、导线 | Rx=I1Rm/(I2-I1) | |
伏滑法 | 电源、滑动变阻器(最大阻值为Rm)、电压表、待测电阻、开关、导线 | Rx=U1Rm/(U2-U1) | |
电压表和替代开关法 | 电源、电压表、已知电阻R0、待测电阻、两个开关、导线 | Rx= U2 R0/ (U1-U2) | |
电流表和替代开关法 | 电源、电流表、已知电阻R0、待测电阻、两个开关、导线 | Rx =I2R0/(I2-I1) |
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