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电学思维导图,分享了电荷与电路、电流、电阻、简单的电流计算、欧姆定律、电压、滑动变阻器的知识,一起来看。
编辑于2023-08-13 10:23:15 浙江省电学
电荷与电路
电荷
摩擦起电
定义
物体之间的摩擦会使一个物体上的电子转移到另一个物体上 ,得到的电子的那个物体带负电,另一个失去电子的物体带等量的正电 ,这种现象称为摩擦起电
电荷
定义
电荷是指带电的基本粒子
电荷种类
正电荷
带正电
负电荷
带负电
电荷之间的相互作用
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
电流
形成
接入电源的电路,能使导体内部的电荷产生定向运动,形成持续不断的电流
方向
规定正电荷定向运动的方向为电流方向,金属导体中的电流是有带负电的电子的定向移动形成的,电子从电源的负极流出,流向电源的正极
电路
定义
把电源,用电器,开关用导体连接起来组成的电流路径叫电路
组成
电源
提供电能的装置,如干电池,蓄电池,发电机等
用电器
将电能转化为其他形式能的设备,如电灯,电视等
开关
联通电路,控制用电器工作的设备,如拨动开关,声控开关等
导线
将开关,用电器,和电源连接起来形成通路
连接方式
通路
电路连接正常,开关闭合时,电路中会有电流,这样的电路叫通路
开路
断开的电路叫开路,即开关闭合,或电路中某一部分断开时,电路中没有电流,用电器不工作,也叫短路
短路
电源短路
不经过用电器直接用导线把电源两极连接起来,会造成电路中电流过大而损坏电源,严重时造成火灾
用电器短路
某用电器的两端被导线直接连接起来了,该用电器不能工作但不会损坏,但可能导致电源或其他用电器的损坏
电路类型
串联电路
定义
把电路元件逐个顺次连接起来形成的电路
特点
仅有一条电流路径
开关控制整个电路且其作用与所处位置无关
各个用电器互相影响
并联电路
定义
把电路元件并列连接起来再接入电路中所形成的电路
特点
电流与两条或两条以上路径,有干路和支路之分
干路,支路上的开关作用不同
支路上的用电器独立工作互不影响
电路元件符号
电路图
定义
用元件符号代替实物图表示电路的图称为电路图
画法
从电源正极出发,沿着电流方向,弄清各元件的连接关系
如果是串联电路,则直接画出相应电路图,如果是并联电路,则先画出一条闭合回路,弄清电流的分流点和汇合点,画出其他支路后并入
注意事项
①规范使用电路符号,不要漏画,多画电路元件,按照电流的走向有序的画出电器元件
②导线要横平竖直,不斜画,不交叉,电路元件不要画在拐角处
③电路图中各元件摆放的位置尽量与实物图中各元件的位置对应,便于检查
④交叉连接的导线一定要在连接处画上黑点
电流
电流强度
导体中电流的大小称为电流强度,简称电流,符号I表示
方向
规定正电荷定向运动的方向为电流方向,负电荷定向运动的方向与电流方向相反
单位
安培,简称安,符号A表示,更小的为毫安(mA),微安(μA)
电流表
符号
上图已有
量程
0~0.6A,0~3A
分度值
0.02A,0.1A
作用
用于测量电路中的电流大小
使用规范
①被测的电流大小,不能超过电流表的量程
②在不超过电流表的量程下,尽量选择小量程,若不能预习估计电流大小,先用大量程试触,若指针偏转太小,则采用小量程
③电流表使用前需要调零,即指针对准表头刻度盘的零刻度线
④电流表与被测用电器串联
⑤电流从正接线柱流入,从负接线柱流出
⑥不与电源直接相连,因为电流表相当于导线,所以会造成电源短路,从而烧坏电流表
度数
明确量程
根据正接线柱的连接,确定选用的量程
确定分度值
根据所选量程确定分度值
读数
由指针所指的大格和小格的位置 ,读出电流表的示数
串并联电路的电流特点
串联电路的电流特点
串联电路中,电流处处相等
并联电路的电流特点
并联电路中干路电流等于个支路电流之和
电阻
物质的导电能力
①导体
容易导电的物质叫导体,常见的导体有各种金属,石墨人体,大地,酸碱盐的水溶液等
②绝缘体
不容易导电的物质叫绝缘体 ,常见的绝缘体有橡胶,陶瓷,塑料,干木材,油和干燥的空气等
注
导体和绝缘体之间没有绝对的界限,当外界条件改变时,绝缘体也可以变成导体
③半导体
导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫半导体,常见的半导体材料是硅和锗,半导体主要应用于电子工业
导体中的电阻
概念
电阻表示导体对电流的阻碍作用
导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越强,导体对导电能力越弱
导体的电阻由导体自身决定,不管这个导体是否接入电路,是否有电流通过,导体对电流的阻碍作用总是存在的,只是无电流通过时这种阻碍作用没有体现出来
符号
用R表示导体的电阻
单位
在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号为Ω
影响导体电阻大小的因素
导体的材料,长度,横截面积以及温度
材料,横截面积都相等的导体,长度越长,电阻越大
材料,长度都相等的导体,横截面积越小,电阻越大
横截面积,长度相等而材料不同的导体,电阻大小不同
导体对电阻大小与温度有关,例如金属导体的电阻随着温度的升高而增大
串并联电路的电阻特点
串联电阻越多电流总电阻越大,因此电阻串联相当于增加了导体长度 ,串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大
超导现象与超导体
超导现象
当温度降低到某一值(称为转变温度)时,有些物质的电阻会变为零,如水银在-269℃时,电阻消失
超导体
能发生超导现象的物体都称为超导体
应用
①利用超导技术可制造磁悬浮列车
②用超导材料制成的导线在长途输电中几乎没有电能损耗
③用超导材料制成电动机和变压器,其内部线圈不会发热
简单的电流计算
预备
串联
电路特点
电流:串联电路电流处处相等 I总=I1+I2 电压:总电压等于各部分电压之和 U总=U1+U2 电阻:总电阻等于各串联电阻之和 R总=R1+R2
串联分压
在串联电路中,各电阻分配到的电压与其阻值成正比 U1/U2=R1/R2
并联
电路特点
电流:总电流等于各支路电流之和 I总=I1+I2 电压:各支路两端电压相等 U总=U1+U2 电阻:总电阻倒数等于各并联电阻倒数之和 1/R总=1/R1+1/R2
并联分流
在并联电路中,通过各支路电阻的电流与其阻值成反比 I1/I2=R2/R1
求电压
根据公式:已知电流和电阻,求电压,即U=IR
根据电流特点:串联电路的总电压等于各部分电压之和;并联电路的各支路电压相等
求电阻
根据公式:已知电压和电流,求电阻,即=U/I
根据电路特点:串联电路的总电阻等于各串联电阻之和;并联电路的总电压倒数等于各并联电阻倒数之和
求电流
根据公式:已知电压和电流,求电阻,即=U/I
根据电路特点;串联电路的各处电流相等;并联电路的总电流等于各支路电流之和
欧姆定律
探究实验
探究电流与电压的关系
控制电阻不变,改变电压
结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与它两端的电压成正比
探究电流与电阻的关系
控制电压不变,改变电阻
结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比
欧姆定律
内容
导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比
表达式
I=U/R
I:表示通过这段导体的电流,单位为安培(A)
R:表示这段导体的电阻,单位为欧姆(Ω)
U:表示一段导体两端的电压,单位为伏特(V)
电压
电压
概念
电压使自由电荷定向移动形成电流,为电流提供推动作用,符号为U
单位
常用单位伏特,简称伏,符号为V,其他单位还有千伏(kV),毫伏(mV),和微伏(μV)
换算:1V=10³mV=10⁶μV,1kV=10³
常见的电压值
一节干电池的电压1.5V 一只蓄电池电压2V 国家家庭照明电路的电压220V 一般情况下,对人体的安全电压不超过36V
电压表
作用
电压表可以用于测量电路两端的电压大小
量程
0~3V;0~15V
分度值
0.1V;0.5V
使用规范
被测电压大小不能超过电压表的量程
电压表要并联在被测电路两段
电压表的正接线柱接在电源正极的那端,负接线柱接在电源负极的那端
可以与电源直接相连
读数
明确量程
根据正接线柱的连接,确定选用的量程
确定分度值
根据所选量程确定分度值
读数
由指针所指的大格和小格的位置,读出电压表的示数
串并联电路的电压特点
串联
电源电压等于各串联导体两端的电压之和,即U=U1+U2
并联
并联电路中各支路两端的电压相等,即U=U1=U2
滑动变阻器
电阻器
具有一定电阻的元件叫做电阻器,也称为电阻,在电路图中的符号为--囗--
变阻器
指可以改变电阻值的电阻器,如滑动变阻器,电阻箱得
滑动变阻器
原理
通过改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻大小
构造
滑动变阻器由绝缘体陶瓷,线圈,金属棒,滑片,上下接线柱等元件构成
连接方式
注意事项
要了解所使用的滑动变阻器的阻值范围和允许通过的最大电流,如一滑动变阻器上标有30Ω,1A。是指该滑动变阻器的最大阻止为30Ω,允许通过的最大电流为1A
滑动变阻器接入电路的两个接线柱必须是“一上一下”,不能同时使用上面两个接线柱,也不能同时使用下面两个接线柱,这样起不到改变电阻的作用
为了保护电路,在通电前应将滑片置于阻值最大处
旋钮型变阻器