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苏教版物理：电学
苏教版物理第13、14和15章内容
编辑于2020-01-23 04:41:25- 电学
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电学
欧姆定律
电阻
电阻是表示导体对电流阻碍作用的物理量，导体电阻越大， 对电流的阻碍作用就越大，对电流的导通能力就越强。
导体电阻的大小与导体的长度、导体的横截面积与导体的材料有关。材料一样时，导体长度越长、横截面积越小，电阻越大。
设导体的电阻为R，组成导体材料的电阻率为ρ(ρ是这种材料在一定温度下的固有性质)，导体的长度为L，导体的横截面积为S，则有R=(ρL)/S。要注意R单位为Ω，ρ单位为Ω·m，L单位为m，S单位为m²。
比较导体电阻大小的方法：导体两端电压一定时，比较电流。电流越大，导体的电阻越小，实验时要注意控制变量。
电阻符号为R，单位为欧姆，简称“欧”，用符号Ω表示。常见的单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)。
兆欧、千欧和欧关系如下:1kΩ=1×10³Ω，1MΩ=1×10³kΩ。
导电性能不同的物质
超导体
定义:在某一温度下，电阻为零的导体称为超导体
例:降到-269℃时的水银等。
应用前景:用于长途输电、磁悬浮列车等领域。
导体
定义:容易导电的物体称为导体。
例:金属、石墨、酸碱盐的水溶液等。
注意点
1、纯水是绝缘体，但当水中混有某些杂质，例如食盐时，水就变成了导体。
2、导体和绝缘体之间并没有绝对的界限，原来不导电的物体，当条件改变时，也有可能变成导体。例如常态下的玻璃是相当好的绝缘体，如果给玻璃加热，使它达到炽热状态，它就变成导体了。
3、导体一般电阻较小，而绝缘体电阻一般极大，这是区分导体与绝缘体的依据。
半导体
定义:导电性能介于导体和绝缘体之间的物质叫做半导体。
例:制成二极管，三极管、集成电路的材料，制成光敏电阻、压敏电阻、热敏电阻等传感元件的材料和制成发光二极管的材料。
注意点:发光二极管的电流输入具有方向性，即当电流从一端到另一端时，发光二极管为导体；当电流反向输入时，发光二极管为绝缘体。
绝缘体
定义:不容易导电的物体叫做绝缘体。
例:陶瓷、橡胶、常温下的玻璃和干树枝等。
电阻由上到下依次增大
电阻应用
定值电阻
阻值随温度变化极小的导体，班可认为其电阻不随温度(通过电流)变化而变化，即认为通过定值电阻的电流与其两端电压成正比，电压与电流之比等于其电阻。
变阻器
电阻箱
定义:电阻箱是一种用于定量测量的可变电阻，常用的电阻箱有插孔式和旋钮式等。
使用:调节四个旋钮，使四个旋钮对应的电阻之和为想要的电阻值，并将此时的电阻箱接入电路，此时电阻箱的阻值就为想要的电阻值。
滑动变阻器
组成:①支架；②滑片；③金属杆；④瓷管；⑤表面涂有绝缘漆、密绕在瓷管上的电阻丝(它的两端分别与下面的两个接线柱相连，与滑片接触的电阻丝表面的绝缘漆已被刮去，金属杆两端的接线柱(上面的两个接线柱)都能通过滑片与电阻丝相连接。
使用:一般滑动变阻器选用一上一下两个接线柱接入电路。当选用上面两个接线柱时，滑动变阻器可看作一段导线，当选用下面两个接线柱时，滑动变阻器可看成一个阻值为滑动变阻器最大电阻的定值电阻，这两种情况时，滑动变阻器的电阻不会随滑片的移动而变化。
注意点
1、当滑动变阻器的滑片与下端接入电路的接线柱越接近时，滑动变阻器的电阻越小，反之，则电阻越大。
2、当滑片不移动时，其阻值不随温度变化而变化。
3、滑动变阻器铭牌上的数值(如50Ω，2A)分别表示其最大阻值与能够通过它的最大电流。
电位器
使用:使用类似于滑动变阻器，都是依靠改变接入电路中的电阻丝长度来改变电阻，从而改变电流的。
各自优缺点
滑动变阻器和电位器能够连续调节电阻值，但一般阻值较小，也不能读数。
电阻箱能能够精确知道它的电阻，但不能连续调节。
纯电阻用电器
定义:一种将电能完全或大部分转化为内能的用电器。
纯电阻用电器符合欧姆定律，但没有将电能完全或大部分转化为内能，而是将其转化为机械能等其他能量的用电器，即非纯电阻用电器，是不符合欧姆定律的。
举例:灯泡
注意点
1、灯泡两端的电压、电阻与通过的电流符合欧姆定律，但一般认为其阻值会随温度升高而增大，即当通过它的电流越大时，它的电阻越大，它两端的电压与通过它的电流之比也越大。(具体说明请见题目)
2、一般的白炽灯机械效率低，只有10％，大部分能量都转化为内能，只少部分转化为光能，这就导致它的灯丝温度较高，所以一般用熔点极高的钨丝作为灯丝。
3、灯丝电阻在变化，测灯丝电阻时算平均值是没有意义的。
4、灯泡的铭牌上的数值一般有额定电流，额定电压和额定电功率，额定电流是能通过灯泡的最大电流，额定电压是灯泡两端的最大电压，额定电功率是灯泡在额定电压下工作时的电功率。其他用电器也类似。
定义:一种利用电流热效应将电能转化为光能的用电器。
欧姆定律及其应用
实验探究
探究通过导体的电流与两端电压的关系
步骤
1、连接好电路。
注意点
1、连接电路时，开关要断开；
2、开关闭合前，滑动变阻器滑片要调到最大阻值处。
3、特别要注意电流表、电压表的正负接线柱是否接反了。
4、要适当选用电流表，电压表的量程。
2、闭合开关，读出电流表、电压表示数，记录在表格中。
3、调节滑动变阻器，再次将电流表，电压表的示数记录在表格中，并像这样多次操作。
注意点
1、要注意电流电压是否会超过电流表、电压表、导体和滑动变阻器的最大限度。
2、要注意电流表示数、电压表示数是否会小于分度值，示数小于分度值时会导致读数不准。
4、分析数据，得出结论。
注意点:分析数据时，可以将数据画在坐标系中，要注意有误差的数据，最后将这些数据连接起来应该是一条直线。
总体注意点
1、滑动变阻器的作用:①保护电路；②调节导体两端电压，多次实验，避免偶然性，寻求普遍规律。
2、要注意最后得出的结论表述:当导体电阻不变时，通过导体的电流与导体两端电压成正比。
探究通过导体的电流与导体电阻的关系
步骤
1、连接好电路。
2，闭合开关，读出电流表，电压表示数，将电阻与电流表示数记录在表格中。
3、更换电阻，调节滑动变阻器，使电压表示数重新回到之前的示数，再次记录电阻与电流表示数，并像这样重复实验多次。
注意点
1、要注意电流电压是否会超过电流表，电压表，定值电阻和滑动变阻器的最大限度。
2、要注意电流表示数、电压表示数是否会小于分度值，示数小于分度值时会导致读数不准。
3、要注意在调节滑动变阻器时，电压表能否重新回到之前的示数。
使电压表重新回到之前示数的方法
1、在电压表并联部分之外再串联一个适当阻值的电阻；
2、换用阻值更小的电阻。
3、换用最大阻值更大的滑动变阻器。
4、减小电源电压。
5、增大电路中某些元件能够通过的最大电流。
电压表不能重新回到之前示数的原理:根据分压原理，滑动变阻器阻值越大，在滑动变阻器两端的电压越大，由于滑动变阻器两端电压与定值电阻两端的电压之和是一个定值，滑动变阻器两端电阻越大，定值电阻两端的电压就越小，但滑动变阻器是有最大阻值的，所以当滑动变阻器达到最大阻值时，电压表示数仍大于之前的示数。(或者也有可能部分用电器的能够通过最大电流值过小，使滑动变阻器阻值不能够太小，电压表示数小于之前的示数)
电压表不能重新回到之前示数的原因
1、电源电压太小。
2、定值电阻阻值太大。
3、滑动变阻器最大阻值太小。
4、电路中某些元件能够通过的最大电流过小。
4、多次实验的目的:避免偶然性，寻求普遍规律。
5、“大调大，小调小”原则:想要使灯泡两端电压变大，滑动变阻器电阻就要变大，想要使灯泡两端电压变小，滑动变阻器电阻就要变小。
4、分析数据，得出结论。
总体注意点
1、滑动变阻器的作用:①保护电路；②保持定值电阻两端电压不变。
2、注意最后的结论表述:当导体两端电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比。
方法:控制变量法
欧姆定律
语言表达
导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
当导体两端电压不变时，电流与电阻成反比。
当导体电阻不变时，电流与电压成正比。
注意点
1、在用语言表述导体中电流、导体两端电压和导体电阻的关系时，要注意前提(如导体电阻不变)，即要控制变量。
2、表述时要注意，导体中的电流在前，导体两端电压和导体电阻在后，不能弄错因果关系。
公式
设导体两端电压为U，通过导体的电流为I，导体电阻为R，则有I=U/R。
变形公式
U=IR
R=U/I
注意点
1、电流的单位为A，电阻的单位为Ω，电压的单位为Ⅴ。
2、电流、电阻、电压要对应于同一用电器。
3、只有导体或纯电阻用电器符合欧姆定律，非纯电阻用电器是不符合欧姆定律的。
电阻拓展公式
在并联电路中，等效总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数和。
设电路总电阻为R总，各支路电阻分别为R1、R2……Rn，则有1/R总=1/R1+1/R2+……+1/Rn，特别的是，当n=2时，R总=(R1·R2)/(R1+R2)。
在串联电路中，等效总电阻等于组成各部分的电阻之和。
设电路总电阻为R总，各部分电阻分别为R1、R2……Rn，则有R总=R1+R2+……+Rn。
并联分流与串联分压原理
并联分流原理
设有n个电阻并联，阻值分别为R1、R2、R3……Rn，通过它们的电流分别为I1、I2、I3……In，则有I1:I2:I3:……:In=(1/R1):(1/R2):(1/R3):……:(1/Rn)，特别的是，当n=2时，I1:I2=R2:R1。
串联分压原理
设有n个电阻串联，阻值分别为R1、R2、R3……Rn，两端电压分别为U1、U2、U3……Un，则有U1:U2:U3:……:Un=R1:R2:R3:……:Rn。特别的是，当n=2时，U1/U2=R1/R2。
应用
伏安法测电阻
原理:R=U/I
注意点:如果缺少电流表或电压表，可以用一个定值电阻与电压表并联代替电流表，用一个定值电阻与电流表串联代替电压表。
等效法测电阻
方法:等效替代法
多次实验的目的:求平均值，减小误差。
电路初探
电流(强度)
电流强度是表示一处电流大小的物理量，简称电流。
电流符号为I，单位安培，简称“安”，用符号A表示。常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)。
安、微安、毫安之间关系如下:1A=1×10³mA，1mA=1×10³μA。
测量电流强度的元件是电流表，也称安培表。
注意事项
1、使用前应先检查指针是否指零，如有偏差，则要用螺丝刀旋转表盘上的调零螺丝，将指针调至零位；
2、必须把电流表串联在电路中，使电流从标有“0.6”或“3”的接线柱流入电流表，从标有“－”的接线处流出，如果接反了，则指针会反向偏转。
3、绝不允许把电流表直接连接到电源的两极，如果直接将电流表连接到电源两极，会导致电源短路，电流表损坏。
4、被测电流的大小不能超过电流表的量程，在待测电流范围未知时，一般先是用大量程，试触后，如电流表示数在小量程范围内，再改用小量程，这样读数更为准确。
5、电流表电阻极小，可忽略不计，看作一段导线。
观察电流表
1、实验室常用的电流表是双量程电流表，有三个接线柱，左边的接线标有“－”，其余两个接线柱分别标有“0.6”和“3”。
2、如果把标有“－”的接线柱和标有“0.6”的接线柱接到电路中，就表示选用0～0.6A的量程，当指针指在满刻度时流为0.6A，读数时，应读取刻度牌下排的数值，此时电流表的分度值为0.02A。
3、如果把标有“－”的接线柱和标有“3”的接线柱接到电路中，就表示选用0～3A的量程，读数时应读取刻度盘上排的数值，此时电流表的分度值为0.1A
常见用电器的额定电流：普通荧光灯，0.15～2A；家用电冰箱，1A；微波炉、电饭煲，3～4A；普通柜式空调，10A。
额定电流，指用电器在额定电压下工作通过的电流。额定电压，指用电器正常工作时两端电压。
电压
电压是电流形成的原因，可类比成水压形成水流(类比法)，电压是表示两点间关系的物理量。
在电路中产生持续电流的因素:1、电路两端有电压；2、电路为通路。
电压符号为U，单位伏特，简称“伏”，用符号V表示，常用的单位还有千伏(kV)和兆伏(MV)。
伏、千伏、兆伏关系如下:1kⅤ=1×10³V，1MⅤ=1×10³kV。
测量电压大小元件是电压表，也称伏特表。
注意事项
1、使用前应检查指针是否指零，如有偏差，则要用螺丝刀旋转表盘上的调零螺丝，将指针调至零位。
2、电压表应与待测电路并联，使电流从电压表标有“3”或“15”的接线柱流入，从标有“－”的接线柱流出。
3、可以将电压表直接连在电源两极，此时电压表的示数显示为电源电压。
4、被测电压的大小不能超过电压表的量程，一般先试用大量程，试触后，如果电压表示数在小量程范围，则应改用小量程。
5、可以将电压表电阻极大，可以看成断路。
观察电压表
1、实验室常用的电压表是双量程电压表，有三个接线柱，左边的接线柱标有“－”，其余的接线柱分别标有“3”和“15”。
2、如果把标有“－”的接线柱和标有“3”的接线柱接到电路中，则表示选用了0～3V的量程，电压表的分度值为0.1V，读数时应读取刻度盘下排的数值。
3、如果把标有“－”的接线柱和标有“15”的接线柱接到电路中，则表示选用了0～15V的量程，电压表的分度值为0.5V，读数时应读取刻度盘上排的数值。
常见用用电器的额定电压：一节干电池，1.5V；n节干电池串联，1.5n伏；一节蓄电池，2V；中国家庭电路，220V；大部分家庭用电器，220Ⅴ。
电路及其应用
电路组成
用电器
消耗电能，将电能转化为其他形式的能量，如内能、机械能、光能、声能等。
常见的用电器有灯泡、电动机、电铃等。
电源
提供电能
电源分为直流电源与交流电源，直流电源有蓄电池、干电池等。电池分正负两极，正极用＋表示，负极用－表示，电流由正极流向负极。
用电器和电源之间不是绝对的，例如蓄电池在充电时是用电器，将电能转化为化学能；蓄电池在供电时是电源，将化学能转化为电能。
开关
导线
输送电能。
常见的导线有普通导线、T形相连导线、交叉相连导线等。导线交叉处一定要画点。
控制电路通断。
注意点
1、多个开关并联，只要一个或一个以上开关闭合，电路中就有电流。
2、多个开关串联，只有当每一个开关都闭合时，电路中才有电流。
3、在串联电路中，开关控制整个电路。在并联电路中，开关可以放在支路或干路上，在干路上的开关控制整个电路，在支路上的开关控制这一个支路上的用电器。
4、将开关和用电器并联且开关闭合不会造成电源短路的情况下，开关闭合，用电器不工作；开关断开，用电器工作。
常见的开关有普通开关、单刀双掷开关等。
应用
其他应用
根据题目要求，连接开关与用电器，使其满足题目要求。要注意开关的闭合与断开对用电器的影响，特别要注意电路是否会短路。如果电路短路，则可再串联一个定值电阻。
双开关控制电路
元件:电源、导线若干、两个单刀双掷开关、灯泡。
连接:将两个单刀双掷开关的静触点分别相连，动触点接入电路，并与灯泡串连，最后连接电源。
注意点:连接电路时开关要断开。
应用:闭合两个单刀双掷开关，若此时灯泡不亮，将其中任一个单刀双掷开关的闸刀切至另一静触点，则灯泡亮，同理，灯泡又会熄灭。
电路状态
通路
通路是指处处连通的电路。通路上的用电器工作。
断路
断路是指某处断开的电路。
断路分为干路断路与支路断路。干路断路时，所有用电器不工作；支路断路时，这一条支路上的用电器都不工作。
短路
短路指将使电路元件首尾被导线直接相连。
短路分为电源短路和用电器短路，电源短路会烧坏电源，用电器短路会使用电器不工作。
电路连接
并联及并连电路
定义：将2个或以上电路元件并列连接在电路中的连接方式称为并联。将各用电器并联起来组成的电路的电路叫并联电路。
特点
并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。
设干路电流为I总，各支路的电流分别为I1、I2、I3……In，则表达式为:I总=I1+I2+……+In。
并联电路中，各支路两端的电压相等。
设各支路两端的电压分别为U1、U2、U3……Un，则表达式为:U1=U2=U3=……=Un。
串联及串联电路
定义：将电路元件逐个顺次首尾相连接的连接方式称为串联。将各用电器串联起来组成的电路叫串联电路。
特点
串联电路中，电流处处相等。
设各处电流分别为I1、I2、I3……In，则表达式为:I1=I2=I3=……=In。
串联电路中，一段电路两端电压等于其各部分电压两端之和。
设一段电路两端总电压为U总，各部分两端电压分别为U1、U2、U3……Un，则表达式为:U总=U1+U2+U3+……+Un。
注意点
1、用电器两端电压相等不一定并联，电流相等不一定串联，但用电器电流不相等一定是并联。
2、实验探究注意点
①多次实验的目的:避免偶然性，寻求普遍规律。
②实验中选用的灯泡规格尽量不同。
电功与电热
电功与电能
电能表
定义:一种用来测量电路消耗电能多少的仪表。
分类
电子式电能表
铭牌
电压:220V 电流规格:10(40)A 频率:50Hz 电能表常数:3200imp/(kW·h) 工作环境温度范围:－10～45℃ 相对湿度:不超过85%
主要技术参数含义
1、“电压”表示电能表适用的额定电压。
额定电压:用电器正常工作时的电压。
2、“电流规格”中，“10A”表示基本电流，它是确定电能表有关特性的电流值；“(40)A”是电能表能满足测量准确要求，且能长期正常运行的最大电流值。
3、“电能表常数”表示每消耗1kW·h的电能，电能表指示灯闪烁的次数。
电能表的计量单位是千瓦时，符号为kW·h，俗称度。1kW·h=3.6×10＾6J，在数值上等于功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能。
感应式电能表
电流表常数:3200r/(kW·h) 含义:表示每消耗1kW·h的电能，电能表转盘转动的次数。 其余同上。
示数
电能表的示数由几位整数和一位小数(红色框内的数字)组成。连续用电一段时间后，电能表的示数会发生变化。
计算公式
设上月底电能表示数为W1，本月底电能表示数为W2，本月用电量为W，则有W=W1－W2。
设电能表指示灯闪烁的次数(电能表转盘转动的次数)为n，电流表常数为N，消耗的电能为W，则有W=n/N，n=W·N，N=n/W。
公式一、二中，电能的单位均为kW·h；公式二中，“n”的单位为imp或r，“N”的单位为imp/(kW·h)或r/(kW·h)。
电功和电功率
电功
定义:电流所做的功叫做电功。
注意点:家里的用电器工作一段时间，电能表的示数会发生变化，这说明用电器消耗了电能，即电能转化成了他形式能。所以电路中电流做的功，就等于电路中消耗的电能，就等于电路中转化成的其他形式的所有能量。
电功计算
电功大小与加在用电器两端的电压、通过的电流和通电时间有关。
电功公式
基础公式
若设用电器两端电压为U，通过用电器的电流为I，通电时间为t，电流所做的功为W，则有W=UIt。
变形公式一
U=W/(It)
I=W/(Ut)
t=W/(UI)
变形公式二
W=I²Rt
R=W/(I²t)
t=W/(I²R)
I=√[W/(Rt)]
W=(U²t)/R
U=√[(WR)/t]
t=(WR)/U²
R=(U²t)/W
注意点
1、W的单位为J，U的单位为Ⅴ，I的单位为A，t的单位为s，R的单位为Ω。
电功率的单位还有千瓦(kW)和毫瓦(mW)，换算关系为:1kW=10³W，1W=10³mW。
2、注意所有物理量要对应于同一用电器或导体。
3、由于变形公式二是根据欧姆定律和电功公式推导得来，故对于非纯电阻用电器，变形公式二是不适合的，只有变形公式一和基础公式适用，而对于纯电阻用电器或导体而言，所有公式都是适用的。
实验探究
探究电流做功多少与电压的关系
实验步骤
1、连接好电路:将两个电阻不等的白炽灯泡串联在电路中，用电压表分别与其并联，最后再串联一个滑动变阻器。
注意点
1、使灯泡串联的目的:控制电流和通电时间相同。
2、连接电路时开关应断开。
2、闭合开关，比较两个灯泡的亮暗和两只电压表示数的关系。
注意点
1、闭合开关前，滑动变阻器滑片应调至最大阻值处。
2、本实验中用灯泡亮暗表示在相同时间内电流做功的多少。
3、灯泡不亮的原因
①电路故障
②操作错误
③灯泡实际功率太小。
3、多次调节滑动变阻器，重复步骤二。
注意点
1、不要使灯泡两端电压超过额定电压。
2、多此实验的目的:避免偶然性，寻求普遍规律。
4、得出结论。
注意点:结论中要控制变量。
实验结论:当通电时间和电流相同时，灯泡两端电压越大，电流做功越多。
探究电流做功多少与电流的关系
实验步骤
1、连接好电路:将两个电阻不等的白炽灯泡，并联在电路中，用电流表分别与其串联，最后再串联一个滑动变阻器。
注意点
1、使灯泡并联的目的:控制，灯泡两端电压和通电时间相同。
2、连接电路时开关应断开。
2、闭合开关，比较两个灯泡的亮暗和两只电流表示数的关系。
注意点
同上
3、多次调节滑动变阻器，重复步骤二。
注意点
1、不要使通过灯泡的电流超过其额定电流。
额定电流:用电器在额定电压下工作时通过的电流。
2、多次实验的目的:避免偶然性，寻求普遍规律。
4、得出结论。
注意点:结论中要控制变量。
实验结论:当灯泡两端电压和通电时间相同时，通过灯泡的电流越大，电流做功越多。
实验方法:控制变量法、转换法。
电功率
定义:电功率是描述电流做功快慢的物理量。
注意点
1、设小灯泡的实际电压为U实，额定电压为U额，实际电流为I实，额定电流为I额实际功率为P实，额定功率为P额，可以发现: 当 U额>U实 或 I额>I实 时，P额>P实，此时小灯泡比正常发光时亮； 当 U额=U实 或 I额=I实 时，P额=P实，此时小灯泡正常发光； 当 U额<U实 或 I额<I实 时，P额<P实，此时小灯泡比正常发光时暗(或不亮)。 反之亦成立。
额定功率:用电器在额定电压下工作时的功率叫作额定功率。
2、使用用电器时，加在用电器两端的电压一般不能超过额定电压，通过用电器的电流一般不能超过额定电流，否则会造成用电器的实际功率超过额定功率，从而导致用电器因过热而烧毁。
电功率公式
基础公式一
若设用电器两端电压为U，通过用电器的电流为I，用电器的电功率为P，则有P=UI。
基础公式二
若再设电流做的功为W，通电时间为t，则有P=W/t。
变形公式一
I=P/U
U=P/I
变形公式二
W=Pt
t=W/P
变形公式三
P=I²R
I=√(P/R)
R=P/I²
P=U²/R
U=√(PR)
R=P/U²
注意点
1、电功率的单位为W，电压的单位为Ⅴ，电流的单位为A，电阻的单位为Ω。(在公式W=Pt及其衍生公式中，若电功率的单位为kW，时间的单位为h，则电功的单位为kW·h)
2、注意所有物理量要对应于同一用电器或导体。
3、由于变形公式三是根据欧姆定律和电功率公式推导得来，故对于非纯电阻用电器，变形公式三是不适合的，只有变形公式一、二和基础公式一、二适用，而对于纯电阻用电器或导体而言，所有公式都是适用的。
常见用电器的额定功率:电风扇，50W；液晶电视，150W；洗衣机，500W；电饭锅，700W；电水壶，800W；微波炉，1000W；挂壁式空调，1200W；电热水器，3000W。
电热与效率
电流的热效应:导体中有电流通过时会发热，将电能转化为内能，这种现象称为电流的热效应。
电热器
定义:主要利用电流热效应工作的装置称为电热器。电热器都是纯电阻用电器。
例:电热油汀、蒸汽电熨斗、电暖气、电水壶、电炉和电灯泡等。
实验探究:探究影响电流热效应的因素。
电阻
实验步骤
1、连接好电路:将一段电阻丝浸没在一定质量的液体(如煤油)中，并用温度计测量液体温度，将两个装置(其内电阻丝电阻值不等)串联，并再串联一个滑动变阻器。
注意点
1、选用煤油而不选水的目的:煤油比热容小，升温快；水比热容大，升温慢。选煤油可以减少实验时间。
2、将两个电阻串联的目的:控制电流相同。
2、闭合开关，记录温度计示数变化量。
注意点:记录的一定是温度计示数的变化量。
3、调节滑动变阻器，多次重复步骤二。
注意点:多次实验的目的:避免偶然性，寻求普遍规律。
4、得出结论。
注意点:实验结论要控制变量。
实验结论:当电流和通电时间一定时，电阻丝电阻越大，产生的热量越多。
电流
实验步骤
1、连接好电路:将一个装置与滑动变阻器串联接入电路。
2、保持通电时间一定，记录温度计示数的变化量。
注意点:实验中需要秒表。
3、改变通电时间，再次记录液体温度的变化量。
注意点:多次实验的目的:①将不同组实验进行对比，得出结论；②避免偶然性，寻求普遍规律。
4、得出结论。
注意点:实验结论要控制变量。
实验结论:当电阻丝电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多。
通电时间
实验步骤
1、连接好电路:将一个装置接入电源。
2、保持电源电压不变，改变通电时间，记录液体温度变化量。
注意点:实验中需要秒表。
3、得出结论。
注意点:实验结论要控制变量。
实验结论:当电阻丝电阻和电流一定时，通电时间越长，产生的热量越多。
最终结论:影响电流热效应的因素有电阻、通过的电流和通电时间。
注意点
1、实验方法:控制变量法。
2、实验中通过液体温度的升高量来表示电阻丝放出热量多少。
焦耳定律
公式
基础公式
语言表达:电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
若设电流为I，电阻为R，通电时间为t，产生的热量为Q，则有Q=I²Rt。
变形公式一
I=√(Q/Rt)
t=Q/(I²R)
R=Q/(I²t)
变形公式二
Q=W=UIt
U=Q/(It)
I=Q/(Ut)
t=Q/(UI)
Q=W=(U²t)/R
U=√[(QR)/t]
t=(QR)/U²
R=(U²t)/Q
Q=W=Pt
P=Q/t
t=Q/P
注意点
1、电流的单位为A，电阻的单位为Ω，通电时间的单位为s，热量和电功的单位为J，电压的单位为V，电功率的单位为W。
2、对于纯电阻用电器而言，有W=Q，才有了变形公式二，故对于非纯电阻用电器，变形公式二是不适合的，只有变形公式一和基础公式适用，而对于纯电阻用电器或导体而言，所有公式都是适用的。
热效率，机械效率，效率
公式
基础公式
若设(机械)效率为η，输出的有用能量(或有用功)为W有用，输入的总能量(或做的总功)为W总，则有η=(W有用/W总)×100％，或设热效率为η，物体吸收的热量为Q吸，燃料放出的热量为Q放，则有η=(Q吸/Q放)×100％。
在机械效率中，若设有用功为W有用，额外功为W额外，总功为W总，则有W总=W有用+W额外。
变形公式一
Q吸=η×Q放，W有用=η×W总
Q放=Q吸/η，W总=W有用/η
变形公式二
若设有用功功率为P有用，总功功率为P总，机械效率为η，则有η=P有用/P总。
P有用=η×P总
P总=P有用/η
注意点
1、功和热量的单位为J，机械效率没有单位。
2、所有物理量要对于同一用电器。
家庭电路与安全用电
家庭电路的组成
进户线(电源线)
测电笔:判断火线的工具。
构成
两个金属电极、氖管、弹簧和一个阻值很大的电阻——高电阻。
使用
1、使用测电笔时，手要接触测电笔尾部的金属电极，使人体、测电笔、火线与大地构成一个回路，这时会有微弱电流通过测电笔，因此，氖管会发光。
2、一般来说，当测电笔的笔尖接触电线或与电线相连通的导体时，氖管会发光，表示接触的是火线，氖管不发光，表示接触的是零线。
3、当测电笔笔尖接触电线时，绝不允许用手或身体的其他部位再去接触笔尖。
火线
电流由火线流入。
火线和零线之间的电压为220V，在正常情况下，零线和大地之间的电压为零，火线和大地之间电压为220V，地线和大地、零线之间的电压也为零，火线和地线之间的电压为220V。
零线
电流由零线流出。一般情况下，人碰到零线不会触电。
电能表
总开关
控制整个家庭电路的通断。
熔断器
电线都有规定的额定电流，如果电流超过这个规定值，电线就会过热，有可能烧坏绝缘皮，甚至引起火灾。为了避免这种事故的发生，电路里必须安装保护电路的装置——熔断器。
安装在熔断器中的熔丝俗称“保险丝”，是由熔点较低的铅锑合金材料制成的。当电路中的电流超过一定限度时，熔丝的温度达到熔点时，它便会熔断，自动切断电路，从而保证电路安全。
制成熔丝的材料一般电阻率大。
注意点
1、选用熔丝的标准:能通过的最大电流等于或稍大于电路中的额定电流值，导线中的电流一旦超过规定值，熔丝就熔断。
2、熔丝有不同的规格。熔丝越粗，使它熔断的所需电流越大。
3、千万不要用铁丝、铜丝代替熔丝，因为铁丝铜丝在电流过大时不易熔断，起不到保护电路的作用。
4、熔丝熔断后，首先应查清发生故障的原因，在排除故障后才能更换熔丝，恢复供电。
类似熔断器的还有断路器，最常见的有漏电保护断路器(俗称“漏电保护器”)和空气断路器(俗称“空气开关”)，它们通常安装在供电箱中。
顺序一定不能乱
熔断器在总开关之后:便于更换熔断器。
支路开关
一般是控制某一个用电器的开关。
为了防止触电，开关要接在火线上。
插座
二线插座与二线插头
“左零右火”:二线插座中，左边的插孔接零线，右边的插孔接火线，二线插头的两个插脚分别对应两个插口。
三线插座线三线插头
“左零右火中间地”:左边的插孔接零线，右边的插孔接火线，中间的插孔接地线，三线插头的三个插脚分别对应三个插口。
三线插头中上面的插脚，也就是接地线的插脚，一般会比接零线和火线的插脚长一些，这是为了，防止接零线和火线的插脚已插入插孔，但接地线的插脚还未接入插孔，导致触电。
用电器
用电器之间一般是并联的。
要使用电器在额定电压下工作。
地线
用电器的金属外壳与火线之间应该是绝缘的，人体接触外壳时并没有危险。但如果用电器内部导线的绝缘皮破损或绝缘性能变差，导致火线与外壳接通，人接触外壳时就会发生触电事故。因此，用电器的金属外壳应该接地。这就是地线的作用。
安全事故
安全事故的原因
电路发生短路(火线和零线直接相接)。
电路中用电器的实际总功率超过电路所能承受的最大功率(人们称之为“超负荷运行”)。
这也是熔断器熔断的原因。
引发火灾的原因:线路连接处接触不良，该处电阻会变大，导致局部过热，引发火灾。
防止安全事故
1、防止电流过大:防止短路，防止超负荷运行。
2、防止电路接触不良。
触电
单线触电
人体接触火线或漏电的用电器等，使人体大地和电网中的供电设备构成闭合回路。
双线触电
人体的，两个部位(如两只手)分别接触火线和零线，使人体与电网中的供电设备通过导线构成闭合回路。
触电时，通过人体的电流与电压和人体的电阻有关。一般来说，人体电阻较大。在皮肤潮湿时，人体电阻会大幅度减小。对人体来说，安全电压一般不高于36V。
注意点
1、安装家庭电路要符合规范。例如开关必须接在火线上，应使用三线插座将用电器的金属外壳接地。
2、要防止本应绝缘的物体导电，例如要防止导线绝缘部分破损，若有破损，应及时更换；不要使用湿抹布擦拭用电器或在电线上晾晒衣物。
3、发现有人触电或因电引发火灾时，要采取合理的措施，例如发现有人触电时，应立即切断电源，无法切断电源时，应用干木棍等绝缘体挑开电线，发现用电器或电线失火时，应先切断电源，然后再灭火。