电与磁知识点总结完美打印版要点.docx
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电与磁知识点总结完美打印版要点
《电功率》复习提纲
一、电功
1．定义：
电流通过某段电路所做的功叫电功。
2．实质：
电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。
电流做功的形式：
电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
3．规定：
电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。
4．计算公式：
W=UIt=Pt（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
W=I2Rt=U2t/R
①串联电路中常用公式：
W=I2Rt W1：
W2：
W3：
…Wn=R1：
R2：
R3：
…：
Rn
②并联电路中常用公式：
W=U2t/R W1：
W2=R2：
R1
③无论用电器串联或并联。
计算在一定时间所做的总功 常用公式W=W1+W2+…Wn
5．单位：
国际单位是焦耳（J）常用单位：
度（kwh） 1度=1千瓦时=1kwh=3．6×106J
6．测量电功：
⑴电能表：
是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。
⑵电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样，分别表示：
电电能表额定电压220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。
⑶读数：
A、测量较大电功时用刻度盘读数。
①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
如：
电能表月初读数
3
2
4
6
8
月底读数是
3
2
6
5
4
这个月用电 度合 J。
B、测量较小电功时，用表盘转数读数。
如：
某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是 J。
二、电功率
1．定义：
电流在单位时间内所做的功。
2．物理意义：
表示电流做功快慢的物理量。
灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
3．电功率计算公式：
P=UI=W/t（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
P=I2R=U2/R
①串联电路中常用公式：
P=I2R P1：
P2：
P3：
…Pn=R1：
R2：
R3：
…：
Rn
②并联电路中常用公式：
P=U2/R P1：
P2=R2：
R1
③无论用电器串联或并联。
计算总功率 常用公式P=P1+P2+…Pn
4．单位：
国际单位瓦特（W） 常用单位：
千瓦（kw）
5．额定功率和实际功率：
⑴额定电压：
用电器正常工作时的电压。
额定功率：
用电器在额定电压下的功率。
P额=U额I额=U2额/R某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示：
普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。
若知该灯“正常发光”可知：
该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0．11A灯丝阻值Ｒ＝U2额/Ｐ＝2936Ω。
⑵当U实=U额时，P实=P额 用电器正常工作（灯正常发光）
当U实＜U额时，P实＜P额用电器不能正常工作（灯光暗淡），有时会损坏用电器
①实际功率随电压变化而变化根据P=U2/R得
。
②根据P=U2/R 如果U减小为原来的1/n
则P′=
如：
U实=12U额P实 =14P额
当U实 >U额时P实 >P额 长期使用影响用电器寿命（灯发光强烈）
P实=0用电器烧坏（灯丝烧断）
⑶灯L1“220V100W”，灯L2“220V25W”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。
判断灯丝电阻口诀：
“大（功率）粗短，小细长”（U额 相同）
两灯串联时，灯L2亮，两灯并联时，灯L1亮。
判断哪个灯亮的口诀“串小（功率）并大”（U额 相同）
⑷“1度”的规定：
1kw的用电器工作1h消耗的电能。
P=W/t可使用两套单位：
“W、J、s”、“kw、kwh、h”
6．测量：
Ⅰ、伏安法测灯泡的额定功率：
①原理：
P=UI；②电路图：
③选择和连接实物时须注意：
电源：
其电压高于灯泡的额定电压
滑动变阻器：
接入电路时要变阻，且调到最大值。
根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。
电压表：
并联在灯泡的两端“+”接线柱流入，“－”接线柱流出。
根据额定电压选择电压表量程。
电流表：
串联在电路里““+”接线柱流入，“-”接线柱流出。
根据I额=P额/U额或I额=U额/R选择量程。
Ⅱ测量家用电器的电功率：
器材：
电能表秒表原理：
P=W/t
三、电热
1．实验：
目的：
研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？
原理：
根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少。
实验采用煤油的目的：
煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：
是绝缘体。
2．焦耳定律：
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．计算公式：
Q=I2Rt（适用于所有电路）对于纯电阻电路可推导出：
Q=UIt=U2t/R=W=Pt
①串联电路中常用公式：
Q=I2Rt。
Q1：
Q2：
Q3：
…Qn=R1：
R2：
R3：
…：
Rn
并联电路中常用公式：
Q=U2t/R Q1：
Q2=R2：
R1
②无论用电器串联或并联。
计算在一定时间所产生的总热量 常用公式Q=Q1+Q2+…Qn
③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：
Q=U2t/R=Pt
4．应用──电热器：
①定义：
利用电流的热效应而制成的发热设备。
②原理：
焦耳定律。
③组成：
电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。
④优点：
清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。
练习：
☆家庭电路中有一只标有名牌的灯泡正常发光，现给的器材有电能表、电流表、电压表、钟表，请用三种方法测出这只灯泡的此时功率，说明道理并写出表达式。
四、生活用电
（一）家庭电路
1．家庭电路的组成部分：
低压供电线（火线零线）、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。
2．家庭电路的连接：
各种用电器是并联接入电路的，插座与灯座是并联的，控制各用电器工作的开关与电器是串联的。
3．家庭电路的各部分的作用：
⑴低压供电线：
①给用户提供家庭电压的线路，分为火线和零线。
火线和零线之间有220V的电压，火线和地线之间也有220V的电压，正常情况下，零线和地线之间电压为0V。
②测电笔：
用途：
用来辨别火线和零线。
种类：
钢笔式，螺丝刀式。
使用方法：
手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触火线，观察氖管是否发光。
举例：
☆测电笔接触火线时，如果观察不到氖管发光，你认为产生这种现象的原因是：
（至少填两种可能原因）测电笔氖管已坏；手没有接触笔尾金属体；火线断路。
☆某次检修电路时，发现灯泡不亮，火线零线都能使测电笔发光，可能的原因是：
火线完好，零线处有断路，被测段零线通过用电器和火线构成通路。
⑵电能表：
①用途：
测量用户消耗的电能（电功）的仪表。
②安装：
安装在家庭电路的干路上，原因：
这样才能测出全部家用电器消耗的电能。
③铭牌：
所标的电压U是：
额定电压所标的电流；I是：
允许通过的最大电流；UI是：
电能表后能接用电器的最大功率，如果同时使用的家用电器的总瓦数超过这个数值，电能表的计数会不准确甚至烧坏。
⑶闸刀（空气开关）：
①作用：
控制整个电路的通断，以便检测电路更换设备。
②安装：
家庭电路的干路上，空气开关的静触点接电源线。
⑷保险盒：
①材料：
保险丝是由电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成。
②保险原理：
当过大的电流通过时，保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点，于是保险丝熔断，自动切断电路，起到保险作用。
③电路符号：
。
④连接：
与所保护的电路串联，且一般只接在火线上。
⑤选择：
保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。
⑥规格：
越粗额定电流越大。
注意：
不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替。
因为铜丝的电阻小，产生的热量少，铜的熔点高，不易熔断。
应用举例：
☆某家庭需要使用10A保险丝，可只有5A和15A保险丝。
如何分别来代替使用：
①可用两根5A保险丝并起来代用；②可将15A保险丝用刀轻切一小口使剩余部分截面积和10A保险丝截面积相同。
⑸插座：
①作用：
连接家用电器，给可移动家用电器供电。
②种类：
固定插座、
③安装：
并联在家庭电路中，具体接线情况：
可移动插座、二孔插座、三孔插座。
1接火线 2接零线 3接地线 4接用电器的金属外壳 5接用电部分的线路
把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接起来，防止了外壳带电引起的触电事故。
⑹用电器（电灯）、开关：
①白炽灯是利用电流的热效应进行工作的，小功率的灯泡灯丝细而长，里面抽成真空。
大功率的灯泡灯丝粗而短，里面抽成真空后，还要充入氮气、氩气等惰性气体，且气压为0．1Pa，目的是平衡大气压对玻璃壳的压力，并阻止灯丝升华。
灯泡长期使用会变暗，原因是：
灯丝升华变细电阻变小，实际功率变小；升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上降低了灯泡的透明度。
②灯泡的种类：
螺丝口 卡口。
螺丝口灯泡的螺旋接灯头的螺旋套，进而接零线；灯泡尾部的金属柱接灯头的弹簧片，再通过开关接火线：
原因：
防止维修触电
③开关和用电器串联，控制用电器，如果开关短路用电器会一直工作开关不能控制，但不会烧干路上的保险丝。
④根据安全用电原则连接电路，每个开关都可以单独控制灯。
（二）家庭电路电流过大的原因
1．原因：
发生短路、用电器总功率过大。
2．家庭电路保险丝烧断的原因：
发生短路、用电器功率过大、选择了额定电流过小的保险丝。
（三）安全用电
1．触电事故：
①定义：
一定强度的电流通过人体所引起的伤害。
②危险性：
与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。
③安全电压：
不高于36V，动力电路电压380V，家庭电路电压220V都超出了安全电压。
2．触电形式：
家庭电路（低压触电）：
单线触电、双线触电。
家庭电路触电的事故：
都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构成通路。
要分清零线和地线，虽然地线和零线正常情况下之间没有电压，但绝不能将地线和零线接通，否则易造成触电事故。
高压触电：
高压电弧触电、跨步电压触电。
3．安全用电原则：
不接触低压带电体不靠近高压带电体
本单元重点内容及对重点内容的理解：
1.电功率公式及选择：
电功率的计算公式有定义式
；决定式
；导出式
和P=I2R。
在选择公式时，要注意利用不变量：
电源电压不变，定值电阻阻值不变，灯丝电阻不随温度变化及串联电路中电流相等，并联电路两端电压相等选择公式，列出关系式，例如串联电路中可选用P=I2R，并联电路可选用
。
当U一定时，
。
当I一定时，
。
当电阻一定时，
。
2.解电功率问题步骤，首先要认清电路。
搞清原始电路的连接方式，当开关断开与闭合或滑动变阻器的滑片移动时，电路发生了什么变化，确定不同的电路状态。
其次是由同一电路状态或不同电路状态的已知条件确定所用公式，列方程组，解方程组求解。
【解题点要】
例1.如图1所示的电路中，当开关S1闭合，S2、S3断开时，R1消耗的功率为6瓦；再把开关S2闭合后，电路和消耗的总功率为9w，且电流表的示数增加了0.5A。
求S1、S2断开，S3闭合时，电路上消耗的总功率。
解析：
S1闭合S2、S3断开时，仅R1中有电流，且R1消耗功率P1=6w，闭合S1、S2，断开S3时R2与R1并联，对R1原有的物理量无影响，所以R2消耗的功率P2=3w，R2中电流I2=0.5A。
设电源电压为U，则P2=UI2，∴
当S1、S2断开，S3闭合时，R1与R2串联，消耗总功率
。
例2.如图2所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值都是10千欧，电源电压保持不变。
求
（1）当S1、S2闭合时，电流表的示数是0.6毫安，则电源电压、R2和R3消耗的电功率之比分别多少？
（2）S1、S2都断开时，R3消耗的电功率与S1、S2都闭合时R3消耗的电功率之比。
解析：
（1）当S1、S2都闭合时，R1被短路，R2和R3并联。
电阻R2、R3上的电压等于电源电压，即电源电压
，R2、R3消耗的电功率之比
，电阻R3消耗的电功率
（2）当S1、S2都断开时，R2断路，R1和R3串联，R3消耗的电功率
。
例3.如图3灯泡L标有“12V、2W”，R1=36欧，
（1）开关S断开，滑至b端时，灯泡L的实际功率
，求变阻器的最大电阻。
（3）闭合开关S移动滑片P，求灯泡L消耗功率最大变化范围。
解析：
这类题目的特点在于已知滑动变阻器的取值，电路中没有安置电流表和电压表，那么只要分别求出滑动变阻器的取最大值和最小值时该物理量的值即可得出答案。
（1）滑片置于a端时，电源电压U=U额=12伏，灯泡电阻
=
（12V）2/2W=72Ω
（2）滑片置于b端时，变阻器全部电阻Rab接入电路，根据P=U2/R灯泡的实际电压UL=PR=
，根据串联电路规律：
。
（3）闭合开关S，滑动变阻器R与电阻R1并联，再与灯泡串联。
当滑片滑至a端，变阻器电阻为0欧，则UL=U=12伏，灯泡正常发光。
PL=P额=2W为灯泡消耗功率最大值。
当滑片滑至b端，变阻器电阻为72欧，则
，
灯泡电压
灯泡功率
，∴灯泡L的功率变化范围是2瓦～1.1瓦。
例4.图4所示的电路，电源电压保持不变，灯的电阻不随温度变化，当开关S闭合，滑片P位于变阻器的B端时，电路消耗的总功率为6瓦。
当开关S断开，滑片P位于变阻器的A端时，灯E正常发光，电路消耗的总功率为7.2瓦。
当开关S断开，滑片P位于变阻器的B端时，电压表的示数为4.5伏，且电阻R1、R2两端的电压之比为2∶3。
求：
（1）电源电压。
（2）灯E的额定功率。
解析：
（1）根据题意，S闭合，P在B端时，E与RAB串联，此时，
……①S断开，P在A端，E与R1串联，此时P总=U2/（RE+R1）=
7.2瓦……② S断开，P在B端，E与R1、R2串联，UE=4.5V，U1/U2=2/3，所以R1/R2=U1/U2=2/3……③ ①/②得（RE+R1）/（RE+R2）=5/6……④将③式代入④式得R1/RE=2/3，R2=RE那么U2=UE=4.5V又因为U1/U2=3/2，U1=
U2=3V，U=U1+U2+U3=3V+4.5V+4.5V
=12V.
（2）当E与R1串联时，PE/P1=RE/R1=3/2…… ⑤P1+PE=7.2W……⑥由⑤⑥两式解得PE=4.32W。
例5.如图5所示电路，电路两端电压保持不变。
当只闭合开关S1时，通过电阻R1的电流是I1；当只闭合开关S2时，通过R2的电流是I2，电阻R2消耗的功率是20瓦，I1∶I2=3∶2，当只闭合开关S3时，电阻R3消耗的功率是15瓦。
求：
（1）只闭合S1时，R1消耗的功率。
（2）只闭合S3时，R消耗的功率。
解析：
只闭合S1时，
，当只闭合开关S2时，R1、R2串联：
时，R1、R2、R3串联
整理后得：
R32－6R2R3+9R22=0 ∴R3=2R2 ∵R1=2R2=
R3
。
例6.将电阻R与用电器A串联联接到电源两极，若电源电压恰好等于用电器A的额定电压，A消耗的功率是25瓦；若把用电器A换成用电器B，B消耗的功率是32瓦。
已知用电器B的额定电压与A相同，额定功率是A的两倍，求用电器A的额定功率。
解析：
根据题意画出电路图如图6所示。
设A、B的额定电压为UA、UB，额定功率为PA、PB，电源电压为U。
因UB+UA，PB=2PA，由R=U2/P可得：
又
即
得
【课余思考】
1.电流通过用电器做功时Q=W的条件是什么？
2.焦耳定律的数学表达式为什么必须是Q=I2Rt？
【同步练习】
1.一同学设计了如图7所示的调光电路，若电源电压不变，当滑动变阻器的滑片P从b端滑向a端的过程中，小灯泡的亮度变化是（ ）
A.逐渐变亮
B.逐步变暗，直至熄灭
C.光变暗，然后变亮
D.光变亮，后变暗直至熄灭
2.两个定值电阻R1和R2（R1＞R2），串联后接入电压为U的电源上，功率分别是P1和P2；将R1和R2并联后仍接在电压为U的电源上，功率分别是P1¢和P2¢，则（ ）
A.P1+P2=P1¢+P2¢ B.P1+P2＞P1¢
C.P1＜P1¢，P2＜P2¢ D.P1＞P2，P1¢＞P2¢
3.如图8所示的电路中，滑动变阻器的滑动触点P把滑动变阻器分为RAP和RPB两部分并联，已知滑动变阻器的总电阻R=16欧，电源电压U=6伏，安培表的最大量程为2安。
求：
（1）当滑动变阻器的滑动触点P置于中点时，安培表的读数是多少？
滑动变阻器所消耗的总功率是多少？
（2）为了使安培表所通过的电流不超过其量程，滑动变阻器的滑动触片P在AB间滑动的最大阻值范围是多少欧？
4.如果将两定值电阻R1和R2以某种形式连接，接入某电路上，R1消耗的功率为12瓦，如果以另一种形式连接，接入原电路得该电路的总电流为9安，此时R1消耗的功率为108瓦，试求R1、R2的阻值。
5.如图9所示，电源电压保持不变，灯L额定电压为8伏，当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P滑到变阻器的中点c时，小灯泡正常发光，此时灯的电功率为PL；当滑片P滑到变阻器的最右端b时，灯的实际电功率为PL¢，此时变阻器的功率为4.5瓦，已知PL∶PL¢=16∶9。
求：
（1）电源电压。
（2）滑动变阻器的最大阻值。
6.如图10所示电路，电源电压保持不变，且不大于6伏，定值电阻R1=15欧，滑动变阻器R2的最大值为20欧。
当开关S断开，滑动变阻器的滑片P在变阻器的b端时，电流表的示数为I；当开关S闭合，滑片P移到a端时，电流表的示数为I¢，且I∶I¢=1∶5，此时电路消耗的总功率为6瓦，求：
此时电阻R0的电功率。
7.如图11所示电路，电源电压一定，当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器RW的滑片P从A处移到B处时，电压表先后示数之比为2∶1，电阻R1先后消耗的电功率之比为1∶4。
若滑片P在B处不变，将S1断开、S2闭合，则R2和RW的总功率为12瓦，再将滑片P移至A处，R2的电功率为2瓦。
求此时RW的电功率。
同步练习答案：
1.C 2.C 3.
（1）1.5A,9W
（2）4Ω≤RAP≤12Ω 4.R1=3Ω,R2=6Ω
5.
（1）U=12V
（2）Rab=8Ω 6.P0=3.6W 7.PA=4W
电与磁知识点总结
一、磁场
1、物体具有吸引铁、钴、镍等物体的性质，该物体就具有了磁性。
具有磁性的物体叫做磁体。
2、磁体两端磁性最强的部分叫磁极，磁体中间磁性最弱。
当悬挂静止时，指向南方的叫南极（S），指向北方的叫北极（N）。
3、同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
4、磁体周围存在一种物质，能使磁针偏转，叫做磁场。
磁场对放入它里面的磁体会产生力的作用。
5、在物理学中，为了研究磁场方便，我们引入了磁感线的概念。
磁感线总是从磁体的北极出来，回到南极。
6、地球也是一个磁体，所以小磁针静止时会由于同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引的原理指向南北，由此可知，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。
7、地磁南极与地理北极、地磁北极与地理南极并不完全重合，中间有一个夹角，叫做磁偏角，是由我国宋代学者沈括首先发现的。
8、一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。
有些物体在磁化后磁性能长期保存，叫永磁体（如钢）；有些物体在磁化后磁性在短时间内就会消失，叫软磁体（如软铁）。
二、电生磁
1、通电导线的周围有磁场，磁场的方向跟电流的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。
这一现象是由丹麦物理学家奥斯特在1820年发现的。
2、把导线绕在圆筒上，做成螺线管，也叫线圈，在通电情况下会产生磁场。
通电螺线管的磁场相当于条形磁体的磁场。
3、通电螺线管的磁场方向与电流方向以及螺线管的绕线方向有关。
磁场的强弱与电流强弱、线圈匝数、有无铁芯有关。
4、在通电螺线管里面加上一根铁芯，就成了一个电磁铁。
可以制成电磁起重机、排水阀门等。
5、判断通电螺线管的磁场方向可以使用右手定则：
将右手的四指顺着电流方向抓住螺线管，姆指所指的方向就是该螺线管的北极。
三、电磁继电器扬声器
1、继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。
实质上它就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
2、电磁继电器由电磁铁、衔铁、簧片、触点组成；其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分组成。
3、扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。
它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。
4、示意图。
四、电动机
1、通电导体在磁声中会受到力的作用。
它的受力方向跟电流方向、磁感线方向有关。
2、电动机由两部分组成：
能够转动的部分叫转子；固定不动的部分叫定子。
3、当直流电动机的线圈转动到平衡位置时，线圈就不再转动，只有改变线圈中的电流方向，线圈才能继续转动下去。
这一功能是由换向器实现的。
换向器是由一对半圆形铁片构成的，它通过与电刷的接触，在平衡位置时改变电流的方向。
实际生活中电动机的电刷有很多对，而且会用电磁场来产生强磁场。
五、磁生电
1、在1831年由英国物理学家法拉第首先发现了利用磁场产生电流的条件和规律。
当闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流。
这个现象叫电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。
2、没有使用换向器的发电机，产生的电流，它的方向会周期性改变方向，这种电流叫交变电流，简称交流电。
它每秒钟电流方向改变的次数叫频率，单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。
我国的交流电频率是50Hz。
3、使用了换向器的发电机，产生的电流，它的方向不变，这种电流叫直流电。
（实质上和直流电动机的构造完全一样，只是直流发电机是磁生电，而直流电动机是电生磁）
4、实际生活中的大型发电机由于电压很高，电流很强，一般都采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，而且磁场是用电磁铁代替的。
发电机发电的过程，实际上就是其它形式的能量转化为电能的过程。
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