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文檔簡介

第十四章內能的利用

(總分:100分時間:90分鐘)

一、選擇題(本題包括10小題,每小題3分,共30分。每小題只有1個選項符合題意)

1.某機器的能量流向圖如圖所示,據(jù)此推測該機器可能是()

A.熱機B.電動機C.發(fā)電機D.電熱水器

2.“可燃冰”作為新型能源,有巨大的開發(fā)潛力.同等條件下,“可燃冰”完全燃燒放出的熱

量達到煤氣的數(shù)十倍.這表示“可燃冰”的()

A.熱量很大B.溫度很高

C.熱值很大D.比熱容很大

3.關于熱值的下列說法中正確的是()

A.燃料燃燒時,隨著不斷放熱,它的熱值越來越小

B.采取措施使燃料燃燒更充分,就可以提高燃料的熱值

C.任何燃料實際燃燒時放出的熱量,都比按熱值計算出來的數(shù)值小

D.煤油的熱值比酒精大,就是說煤油完全燃燒放出的熱量比酒精多

4.對熱學概念的理解,下列說法正確的是()

A.水的比熱容是4.2X103J/(kg?℃),表示1kg的水溫度升高(降低)1℃吸收(放出)4.2

X103J的熱量

B.熱量是指物體具有能量的多少

C.溫度高的物體具有的內能一定多

D.熱值大的燃料完全燃燒放出的熱量一定多

5.某熱機的效率為20%,這表明做100J的有用功時()

A.要消耗20J的燃料內能

B.要向外散失80J的熱量

C.要消耗燃燒后能放出500J內能的燃料

D.要消耗80J的燃料內能

6.為了提高熱機的效率,技術人員正在嘗試用一種不易傳熱又耐磨、耐高溫的陶瓷材料制作

發(fā)動機的零件,這樣做的好處是()

1

A.可以使這種新熱機的效率達到100%

B.不能提高熱機的效率,但可以增大其功率

C.可以減輕熱機的重量,且可以增大熱機的功率

D.可以提高熱機效率

7.如圖所示,在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉,用力把活塞迅速下壓,棉花就會

立即燃燒.根據(jù)該實驗現(xiàn)象,下列結論正確的是()

1al■?棉花

A.棉花燃燒過程是化學能轉化為內能

B.活塞下壓過程中,氣體的內能減小

C.氣體容易被壓縮,是因為氣體分子間距離較小

D.活塞下壓過程的能量轉化形式與熱機做功沖程能量轉化相同

8.用打樁機打樁,打樁錘從5m高處自由落下時,錘與樁因沖擊力作用表面溫度升高,這說明

()

A.機械能守恒B.動能守恒C.勢能守恒D.能量守恒

9.關于四沖程汽油機的工作過程有以下幾種說法,正確的是()

①在壓縮沖程中,是機械能轉化為內能;②在做功沖程中,是內能轉化為機械能;③只有做

功沖程是燃氣對外做功;④汽油機和柴油機的點火方式相同.

A.只有②③B.只有①③C.只有②④D.只有①②③

10.在下面四幅圖所表示的情景中,屬于內能轉化為機械能的是()

¥更才原

ABCD

二、填空題(本題包括6小題,每空2分,共30分)

11.(8分)汽車是我們生活中常用的交通工具,汽油機是汽車的動力設備.單缸汽油機工作

的四個沖程中,將內能轉化為機械能的是沖程;主要利用慣性來工作的沖程

2

有、、.

12.(6分)汽車發(fā)動機熄火后,在平直的公路上行駛的越來越慢,在這個過程中,汽車的

—能的一部分轉化為車輪和地面的能.此時能量轉化遵循定律.

13.(4分)用打氣筒給氣球打氣,經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)球皮表面溫度升高,這一現(xiàn)象說明對氣

體,氣體內能增大.氣球在下落過程中,它的重力勢能將.

14.(4分)夏天空調工作時,將室內能量轉移到室外,是因為消耗了—能,才能把熱量轉移

出來,從而使室內變涼爽,在空調工作時—(填“遵守”或“不遵守”)能量守恒定律.

15.(4分)在吹氣球時,吹大了的氣球沒握住,它叫嘯著飛跑了!你及時撿起氣球會發(fā)現(xiàn)它的

嘴部溫度(填“變高”“變低”或“無變化”).當氣球內氣體噴出來時,發(fā)生的

能量轉化情況是.

16.(4分)有臺柴油機在一個工作循環(huán)中消耗了10g柴油(熱值q=3.3X107J/kg),這些柴

油完全燃燒產生的熱量是J;若這臺柴油機的效率為40%,則一個工作循環(huán)中輸出

的有用機械能為J.

三、實驗探究題(本題包括1小題,共12分)

17.(12分)(1)某同學用如圖裝置測酒精的熱值.加熱前酒精燈的質量為ml,加熱一段時間

后變?yōu)閙2;燒杯中水的質量為M,水的初溫tl,末溫t2,水的比熱容用c表示.用以上符號表

達該同學測酒精熱值的計算式:,該同學測算發(fā)現(xiàn),測量值

比課本中的“標準值”小很多,請你寫一條產生該誤差的原

因:.

(2)有一種“渦輪增壓”(T型)轎車,通過給發(fā)動機更足量的空氣使汽油更充分地燃燒,比

普通轎車(L型)更節(jié)能,排氣更清潔.同樣的汽油(97#)加在T型轎車內比加在L型轎車內

熱值______.(填“更大”或“一樣大”或“更小”)

四、簡答題(本題包括1小題,共8分)

3

18.(8分)某校師生在學習了能量的轉化與守恒以后,組織興趣小組調查學校幾種爐灶的能

量利用效率.他們發(fā)現(xiàn)學校的一個老式鍋爐燒水時,經(jīng)常冒出大量的黑煙,且燒水時鍋爐周

圍的溫度很高,鍋爐的效率很低.

(1)請你根據(jù)調查中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象分析此鍋爐效率低的原因,并提出相應的改進措施.

(2)要減少煙氣帶走的熱量,可以采用什么辦法?

五、計算題(本題包括2小題,每小題10分,共20分)

19.(10分)把5kg40℃的水燒開,需要完全燃燒多少kg的干木柴?[已知干木柴的熱值為

1.2X107J/kg,水的比熱容為4.2X103J/(kg?℃),外界為標準大氣壓,并且燃料完全燃

燒放出的熱量全部被水吸收]

20.(10分)蓮蓮家的汽車尾部上標有“2.0T”的字樣,其中“T”就是“渦輪增壓”,是利

用高溫、高壓的廢氣去沖擊“廢氣渦輪”高速旋轉,來帶動同軸的“進氣渦輪”也高速旋

轉,從而增加進氣量并增大進氣氣壓,使汽油燃燒更充分,燃氣壓強更大,同時也減少了廢

氣中的有害物質,達到提高發(fā)動機的效率和減少廢氣污染的目的.這輛汽車的最低油耗可

達0.2kg/(kW?h),已知汽油的熱值為4.6X107J/kg.

[溫馨提示:最低油耗是指燃燒最少的汽油獲得最大有用功的能量;0.2kg/(kW-h)表示獲

得1kW-h能量消耗0.2kg汽油.]

(1)0.2kg的汽油完全燃燒時放出的熱量為多少?

(2)該汽車發(fā)動機的效率最高可達多少?(結果保留整數(shù))

4

第十四章內能的利用

參考答案

一、選擇題(本題包括10小題,每小題3分,共30分。每小題只有1個選項符合題意)

1.A解析:由題圖知機器把內能主要轉化為機械能,符合熱機的能量轉化特點.

2.C解析:相同條件下,“可燃冰”釋放出的熱量是煤氣的數(shù)十倍,說明“可燃冰”的熱值

很大,C正確;而熱量是內能轉移的多少,溫度指物體的冷熱程度,比熱容指物體吸熱放熱的

能力,故A、B、D均錯.

3.C解析:燃料的熱值是燃料的一種特性,與燃料的質量、是否燃燒無關,因此選項A、B

錯;由于實際燃燒時都不是完全燃燒,所以任何燃料實際燃燒時放出的熱量,都比按熱值計算

出來的數(shù)值小,選項C對;煤油的熱值比酒精大,同質量的煤油完全燃燒放出的熱量比酒精多,

選項D錯.

4.A解析:水的比熱容c水=4.2X103J/(kg?℃),它表示1kg的水溫度升高(降低)1℃吸

收(放出)的熱量是4.2X103J,所以A選項正確;熱量是指物體在熱傳遞過程中能量改變的

多少,因此熱量只能說“吸收或放出”,不能說“具有或含有”,所以B選項錯誤;內能的大小

與物體的溫度有關,同一物體溫度越高,內能越大,但不同物體這一結論不一定成立,所以C

選項錯誤;燃料完全燃燒放出的熱量與燃料的熱值和質量有關,熱值大的燃料完全燃燒放出

的熱量不一定多,所以D選項錯誤.

5.C解析:熱機的效率是用來做有用功的能量與燃料完全燃燒釋放出的能量之比.熱機的

效率為20%,做100J的有用功,需燃料燃燒放出500J的內能,選項C對.

6.D解析:采用不易傳熱又耐磨、耐高溫的陶瓷材料制作發(fā)動機的零件,能減少熱量散失,

提高熱機效率,選項D正確.

7.A解析:棉花燃燒過程是化學能轉化為內能,A說法正確;下壓活塞時,活塞壓縮氣體做

功,機械能轉化為內能,氣體的內能增大,此能量轉化情況與內燃機壓縮沖程相同,故B、D錯

誤;氣體容易被壓縮,是因為氣體分子間距離較大,分子間的作用力表現(xiàn)為引力,故C錯誤.故

選A.

8.D解析:打樁錘落下,動能增加,勢能減小,機械能轉化為內能,機械能減小,能量守恒.

9.D解析:在壓縮沖程中,是機械能轉化為內能,①對;在做功沖程中,是內能轉化為機械能,

②對;只有做功沖程是燃氣對外做功,③對;汽油機的點火方式是點燃式,柴油機的點火方式

是壓燃式,④錯.

5

10.C解析:滾擺是動能與勢能的相互轉化;射箭是彈性勢能與動能的相互轉化;水蒸氣膨

脹對木塞做功是內能轉化為機械能;鉆木取火是機械能轉化為內能.

二、填空題(本題包括6小題,每空2分,共30分)

11.(8分)做功吸氣沖程壓縮沖程排氣沖程

解析:在汽油機的一個工作循環(huán)中,只有做功沖程獲得動力,其他三個沖程靠慣性完成.

12.(6分)機械內能量守恒

解析:汽車行駛的越來越慢,車輪和地面變熱,機械能減少,一部分轉化為車輪和地面的內能,

總能量保持不變.

13.(4分)做功減小

解析:打氣筒給氣球打氣,氣筒對氣體做功,氣體的溫度升高,內能增大,即機械能轉化為內能.

氣球在下落過程中,高度降低,它的重力勢能將減小.

14.(4分)電遵守

15.(4分)變低內能轉化為機械能

解析:當球內氣體噴出來時,氣體會對外做功,氣球的內能減少,溫度降低,氣體的內能轉化為

氣球的機械能.

16.(4分)3.3X1051.32X105

解析:Q放=mq=10X10-3kgX3.3X107J/kg

=3.3X105J,因n=,則E有=>放=40%X3.3X105J=l.32X105J.

三、實驗探究題(本題包括1小題,共12分)

cM(12-ti)

17.(12分)(1)ml-m2;沒有考慮熱量的散失;(2)一樣大.

解析:(1)根據(jù)酒精完全燃燒放出的熱量等于水吸收的熱量,水吸收的熱量Q吸=cM(t2-tl),

酒精燈放出的熱量Q放=、吸氣1?(12-1:1),燃燒酒精的質量根據(jù)Q放=mq知酒精的熱

cM(12-tP

值q=ml_m2;測量值比課本中的“標準值”小很多,是因為沒有考慮在加熱過程

中熱量的散失;

⑵熱值是燃料的一種特性,和燃料是否充分燃燒無關,所以同樣的汽油(97#)的熱值是一樣

大的.

四、簡答題(本題包括1小題,共8分)

18.(8分)答案:(1)鍋爐效率低的原因:

6

①鍋爐冒出大量的黑煙,說明煤燃燒不完全;

②鍋爐周圍的溫度很高,說明鍋爐向周圍散失的熱量太多.

改進措施:盡量使燃料燃燒充分.

(2)利用煙氣攜帶的熱量對其他的水進行預加熱,綜合利用內能.

五、計算題(本題包括2小題,每小題10分,共20分)

19.(10分)答案:0.105kg

解析:在標準大氣壓下,水的沸點是100℃,即水燒開時的溫度為100℃二吸=?11(5±0)=4.2

X103J/(kg.℃)X5kgX(100℃-40℃)

=1.26X106Jo

因為Q吸=Q放,所以干木柴的質量m'===0.105kg.

20.(10分)答案:(1)9.2X106J(2)39%

解析:(1)0.2kg汽油完全燃燒時放出的熱量為

Q=mq=0.2kgX4.6X107J/kg=9.2X106J.

(2)完全燃燒0.2kg的汽油發(fā)動機獲得的最大有用功的能量為

W有用=1kW?h=l000WX3600s=3.6X106J.

所以汽車發(fā)動機的最大效率為

n=X100%=X100%^39%.

7

概念:利用史做功的裝置

熱機種類:蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等

構造:汽缸、進氣[上排氣門、活塞'連桿、曲軸

(安熱機汽油機包括吸氣、壓縮、③、排氣四個沖程

工作過程四個沖程構成一個工作循環(huán)過程,活塞往復運三

兩次,曲軸轉動④,對外做功一次

內燃機

構造:柴油機和汽油機構造相似,所不同的是柴油機頂部為

有火花塞,而有一個?

'柴油機,:工作過程;與汽油機相似,所不同的是柴油機吸氣沖程只u

入空氣,壓縮程度大且,皂火方式為壓燃式

最新人教版九年級物理全冊知識點總結:

一、宇宙和微觀世界

1.寧宙是由物質組成

2.物質是由分子組成的,分子是由原子組成的

(1)分子的大?。喝绻逊肿涌闯汕蛐?,一般分子的大小只有百

億分之幾米,通常用10%做單位來量度。

(2)原子的結構:原子由原子核和電子組成,原子核由中子和質

子組成。

3.固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的微觀模型

(1)固態(tài)物質中,分子的排列十分緊密,分子具有十分強大的作

8

用力。因此,固體具有一定的體積和形狀,但不具有流動性。

(2)液體物質中,分子沒有固定的位置,運動比較自由,粒子間

的作用力比固體的小。因此,液體沒有確定的形狀,但有一定的體積,

具有流動性。

(3)氣體物質中,分子極度散亂,間距很大,并以高速度向四面

八方運動,粒子間的作用力極小,容易被壓縮。因此,氣體具有很強

的流動性,但沒有一定的形狀和體積。

4.納米技術

(1)納米是長度的單位。1x1111=10%。

(2)納米科學技術是指納米尺度內(0.1?lOOnm)的科學技術,研

究對象是一小堆分子或單個的原子、分子。

(3)納米技術是現(xiàn)代科學技術的前沿,它在電子和通信方面、醫(yī)

療方面、制造業(yè)方面等都有應用。

二、分子熱運動

1、分子運動理論的初步認識

(1)物質由分子組成的。

(2)一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則的運動一一擴散現(xiàn)象。

(3)分子之間有相互作用的引力和斥力。

2、(1)分子運動理論的基本內容:物質是由分子組成的;分子不

停地做無規(guī)則運動;分子間存在相互作用的引力和斥力。

(2)擴散現(xiàn)象:不同物質在相互接觸時,彼此進入對方的現(xiàn)象叫

擴散。氣體、液體、固體均能發(fā)生擴散現(xiàn)象。擴散的快慢與溫度有關。

9

擴散現(xiàn)象表明:一切物質的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動,并且

間接證明了分子間存在間隙。

(3)分子間的作用力:分子間相互作用的引力和斥力是同

時存在的。

①當分子間距離等于rO(r0=1010m)時,分子間引力和斥力相

等,合力為0,對外不顯力;

②當分子間距離減小,小于rO時,分子間引力和斥力都增大,

但斥力增大得更快,斥力大于引力,分子間作用力表現(xiàn)為斥力;

③當分子間距離增大,大于rO時,分子間引力和斥力都減小,

但斥力減小得更快,引力大于斥力,分子間作用力表現(xiàn)為引力;

④當分子間距離繼續(xù)增大,分子間作用力繼續(xù)減小,當分子間

距離大于10r0時,分子間作用力就變得十分微弱,可以忽略了

三、內能

1、內能

(1)概念:物體內部所有分子做無規(guī)則熱運動的動能和分子勢能

的總和,叫物體的內能。

①內能是指物體內部所有分子做無規(guī)則熱運動的動能和分子勢

能的總和,不是指少數(shù)分子或單個分子所具有的能。

②內能與溫度有關,但不僅僅與溫度有關,從微觀角度來說,內

能與物體內部分子的熱運動和分子間的相互作用力有關。從宏觀的角

度來說,內能與物體的質量、溫度、體積都有關。

③一切物體在任何情況下都具有內能,物體的內能與溫度有關,同一

個物體,溫度升高,它的內能增加,溫度降低,內能減少。

10

(2)影響內能的主要因素:物體的質量、溫度、狀態(tài)及體積等。

(3)熱運動:物體內部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。分子

無規(guī)則運動的速度與溫度有關,溫度越高,分子無規(guī)則運動的速度就

越快,物體的溫度越低,分子無規(guī)則運動的速度就越慢。內能也常叫

做熱能。

(4)內能與機械能的區(qū)別

①物體的內能的多少與物體的溫度、體積、質量和物體狀態(tài)有關;

而機械能與物體的質量、速度、高度、形變有關。它們是兩種不同形

式的能。(機械能是宏觀的,內能是微觀的)

②一切物體都具有內能,但有些物體可以說沒有機械能,比如靜

止在地面土的物體。

③內能和機械能可以通過做功相互轉化。

④內能的單位與機械能的單位是一樣的,國際單位制都是焦耳,

簡稱焦。用J表示。

2、改變物體內能的兩種方法:做功與熱傳遞

(1)做功:

①對物體做功,物體內能增加;物體對外做功,物體的內能減少。

②做功改變物體的內能實質是內能與其他形式的能相互轉化的

過程。

(2)熱傳遞:

①熱傳遞的條件:物體之間(或同一物體不同部分)存在溫度差。

②物體吸收熱量,物體內能增加;物體放出熱量,物體的內能減

11

少。

③用熱傳遞的方法改變物體的內能實質是內能從一個物體轉移

到另一個物體或從物體的一部分轉移到另一部分。

3、做功與熱傳遞改變物體的內能是等效的。

4、熱量

(1)概念:物體通過熱傳遞的方式所傳遞的內能的多少叫熱量。

(2)熱量是一個過程量。熱量反映了熱傳遞過程中,內能轉移的

多少。所以在熱量前面只能用“放出”或“吸收”,絕對不能說某物

體“含有”或“具有”多少熱量,也不能說某物體的熱量“是”多少。

(3)熱量的國際單位制單位:焦耳(J)。

四、比熱容

1、比熱容的概念:單位質量的某種物質溫度升高(或者降低)1℃

吸收(或放出)的熱量叫做這種物質的比熱容,簡稱比熱。用符號c表

Zpso

2、比熱容的單位:在國際單位制中,比熱容的單位是焦每千克

攝氏度,符號是J/(kg?℃)0

3、比熱容的物理意義

(1)比熱容是通過比較單位質量的某種物質溫度升高時所吸

收的熱量,用來表示各種物質的不同性質。

(2)水的比熱容是4.2X10'j/(kg?℃)。它的物理意義是:1千

3

克水溫度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的熱量是4.2X10Jo

4、比熱容表

12

(1)比熱容是物質的一種特性,各種物質都有自己的比熱。

(2)從比熱表中還可以看出,各物質中,水的比熱容最大。這就

意味著,在質量相同受熱或冷卻相同的情況下,水的溫度變化要小些。

水的這個特征對氣候的影響很大。在受太陽照射條件相同時,白天沿

海地區(qū)比內陸地區(qū)溫度升高的慢,夜晚沿海地區(qū)溫度降低也少。所以

一天之中,沿海地區(qū)溫度變化小,內陸地區(qū)溫度變化大。在一年之中,

夏季內陸比沿海炎熱,冬季內陸比沿海寒冷。

(3)水比熱容大的特點,在生產、生活中也經(jīng)常利用。如汽車發(fā)

動機、發(fā)電機等機器,在工作時要發(fā)熱,通常要用循環(huán)流動的水來冷

卻。冬季也常用熱水取暖。

5、說明

(1)比熱容是物質的特性之一,所以某種物質的比熱不會因為物

質吸收或放出熱量的多少而改變,也不會因為質量的多少或溫度變化

的多少而改變。

(2)同種物質在同一狀態(tài)下,比熱是一個不變的定值。

(3)物質的狀態(tài)改變了,比熱容隨之改變。如水變成冰。

(4)不同物質的比熱容一般不同。

6、熱量的計算:Q=cmAto式中,At叫做溫度的變化量。它等

于熱傳遞過程中末溫度與初溫度之差。

五、熱機

1、內燃機及其工作原理:將燃料的化學能通過燃燒轉化為內能,

又通過做功,把內能轉化為機械能。按燃燒燃料的不同,內燃機可分

13

為汽油機、柴油機等。

(1)汽油機和柴油機都是一個工作循環(huán)為四個沖程即吸氣沖程、

壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程的熱機。

(2)一個工作循環(huán)中只對外做一次功,曲軸轉2周,飛輪轉2圈,

活塞往返2次。

(3)壓縮沖程是對氣體壓縮做功,氣體內能增加,這時機械能轉

化為內能。

(4)做功沖程是氣體對外做功,內能減少,這時內能轉化為機械

能。

(5)汽油機和柴油機工作的四個沖程中,只有做功沖程是燃氣對

活塞做功,其它三個沖程要靠飛輪的慣性完成。

(6)汽油機和柴油機的不同處

項目構造吸入氣缸的點燃方式效率

汽油機氣缸頂部火花塞空氣和汽油點燃式效率較低

柴油機氣缸頂部噴油嘴空氣壓燃式效率較高

2、燃料的熱值

(1)燃料燃燒時釋放出大量的熱量。燃料燃燒是一種化學反應,

燃燒過程中,燃料中的化學能被釋放,物體的化學能轉化為周圍物體

的內能。

(2)燃料的熱值

①定義:1kg某種燃料完全燃燒時放出的熱量,叫做這種燃料的

14

熱值。用符號“q”表示。

②熱值的單位J/kg,讀作焦耳每千克。氣體燃料有時使用J/m3,

讀作焦耳每立方米。

③熱值是為了表示相同質量的不同燃料在燃燒時放出熱量不同

而引入的物理量。它反映了燃料通過燃燒放出熱量本領大小不同的特

性。不同燃料的熱值一般是不同的,同種燃料的熱值是一定的,它與

燃料的質量、體積、放出熱量多少無關。

(3)在學習熱值的概念時,應注意以下幾點:

①“完全燃燒”是指燃料全部燃燒變成另一種物質。

②強調所取燃料的質量為“1kg”,要比較不同燃料燃燒本領的

不同,就必須在燃燒質量和燃燒程度完全相同的條件下進行比較。

③“某種燃料”強調了熱值是針對燃料的特性與燃料的種類有關。

④燃料燃燒放出的熱量的計算:一定質量m的燃料完全燃燒,所

放出的熱量為:Q=qm,式中,q表示燃料的熱值,單位是J/kg;m

表示燃料的質量,單位是kg;Q表示燃料燃燒放出的熱量,單位是J。

⑤若燃料是氣體燃料,一定體積V的燃料完全燃燒,所放出的熱

量為:Q=qVo式中,q表示燃料的熱值,單位是J/m3;V表示燃料的

體積,單位是倘Q表示燃料燃燒放出的熱量,

3、熱機效率

(1)右圖所示是熱機的能量流圖:

(2)定義:熱機所做有用功(有效利用的能量)與燃料完全燃燒

釋放的熱量之比叫做熱機效率.(熱機工作時總是有能量的損失,所

15

以熱機效率始終小于1)

(3)定義式n=E有/QX100%。式中,E有為做有用功的能量;Q

總為燃料完全燃燒釋放的能量。

(4)提高熱機效率的主要途徑

①改善燃燒環(huán)境,使燃料盡可能完全燃燒,提高燃料的燃燒效率。

②盡量減小各種熱散失。

③減小各部件間的摩擦以減小因克服摩擦做功而消耗的能量。

④充分利用廢氣帶走的能量,從而提高燃料的利用率。

六、能量的轉化與守恒

1、能量的轉化與守恒

(1)能量及其存在的形式:如果一個物體能對別的物體做功,我

們就說這個物體具有能。自然界有多種形式的能量,如機械能、內能、

光能、電能、化學能、核能等。

(2)能量的轉移與轉化:能量可以從一個物體轉移到另一個物體,

如發(fā)生碰撞或熱傳遞時;也可以從一種形式轉化為另一種形式,如太

陽能電池、發(fā)電機等。

(3)能量守恒定律:能量既不會憑空消滅,也不會憑空產生,它

只會從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,

而在轉化和轉移的過程中,能的總量保持不變。

2、能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天

體,小到原子核,也無論是物理學問題還是化學、生物學、地理學、

天文學的問題,所有能量轉化的過程,都遵從能量守恒定律。

16

3、“第一類永動機”永遠不可能實現(xiàn),因為它違背了能量守恒

定律。

七、電流和電路

一、摩擦起電:摩擦過的物體具有吸引輕小物體的現(xiàn)象叫摩擦起

電;

二、兩種電荷:用絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷叫正電荷;用毛

皮摩擦過的橡膠棒帶的電荷叫負電荷;

三、電荷間的相互作用:同中電荷相互排斥,異種電荷相互吸引;

四、驗電器1、用途:用來檢驗物體是否帶電;

2、原理:同種電荷相互排斥;

3、結構:金屬球、金屬桿、金屬箔

五、電荷量(電荷):電荷的多少叫電荷量,簡稱電荷;單位是

庫侖,簡稱庫,符號為C;

五、元電荷:

1、原子是由位于中心的帶正電的原子核和核外帶負電的電子組

成;

2、最小的電荷叫元電荷(一個電子所帶電荷)用e表示;e=L6

X1079c

3、在通常情況下,原子核所帶正電荷與核外電子總共所帶負電

荷在數(shù)量上相等,電性相反,整個原子呈中性;

六、摩擦起電的實質:電荷的轉移。(由于不同物體的原子核束

17

縛電子的本領不同,所以摩擦起電并沒有新的電荷產生,只是電子從

一個物體轉移到了另一個物體,失去電子的帶正電,得到電子的帶負

電)

七、導體和絕緣體:善于導電的物體叫導體(如金屬、人體、大

地、酸堿鹽溶液),不善于導電的物體叫絕緣體(如橡膠、玻璃、塑

料等);導體和絕緣體在一定條件下可以相互轉換;

八、電流:電荷的定向移動形成電流;電流方向:正電荷定向移

動的方向為電流的方向(負電荷定向移動方向和電流方向相反);在

電源外部,電流的方向從電源的正極流向負極;

九、電路:用導線將用電器、開關、用電器連接起來就組成了電

路;電源:提供電能(把其它形式的能轉化成電能)的裝置;用電器:

消耗電能(把電能轉化成其它形式的能)的裝置;

十、電路的工作狀態(tài):1、通路:處處連通的電路;2、開路:某

處斷開的電路;3、短路:用導線直接將電源的正負極連同;

十一'、電路圖及兀件符號:用符號表示電路連接的圖叫電路圖(記

住常用的符號)

畫電路圖時要注意:整個電路圖導線要橫平豎直;元件不能畫在

拐角處。

十二、串聯(lián)和并聯(lián)

1、把電路元件逐個順次連接起來的電路叫串聯(lián)電路;串聯(lián)電路

特點:電流只有一條路徑;各用電器互相影響;

2、把電路元件并列連接起來的電路叫并聯(lián)電路;并聯(lián)電路特點:

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電流有多條路徑;各用電器互不影響;

3、常根據(jù)電流的流向判斷串、并聯(lián):從電源的正極開始,沿電

流方向走一圈,回到負極,則為串聯(lián),若出現(xiàn)分支則為并聯(lián);

十三、電路的連接方法

1、線路簡捷、不能出現(xiàn)交叉;2、連出的實物圖中各元件的順序

一定要與電路圖保持一致;3、一般從電源的正極起,順著電流方向,

依次連接,直至回到電源的負極;4、并聯(lián)電路連接中,先串后并,

先支路后干路,連接時找準節(jié)點。5、在連接電路前應將開關斷開;

十四、電流的強弱

1、電流:表示電流強弱的物理量,符號L單位是安培,符號A,

還有毫安(mA)、微安(M)lA=103mA=106^A

3、電流強度(I)等于1秒內通過導體橫截面的電荷量;I=Q/t

十五、電流的測量:用電流表;符號?

1、電流表的結構:接線柱、量程、示數(shù)、分度值

2、電流表的使用

(1)先要三“看清”:看清量程、指針是否指在臨刻度線上,

正負接線柱;(2)電流表必須和用電器串聯(lián);(相當于一根導線);

(3)選擇合適的量程(如不知道量程,應該選較大的量程,并進行

試觸。)

注:試觸法:先把電路的一線頭和電流表的一接線柱固定,再用

電路的另一線頭迅速試觸電流表的另一接線柱,若指針擺動很?。ㄗx

數(shù)不準),需換小量程,若超出量程(電流表會燒壞),則需換更大

19

的量程。

3、電流表的讀數(shù):(1)明確所選量程;(2)明確分度值(每

一小格表示的電流值);(3)根據(jù)表針向右偏過的格數(shù)讀出電流值;

十六、串、并聯(lián)電路中電流的特點:串聯(lián)電路中電流處處相等;

并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和;

八、電壓

1、電源的作用是給電路兩端提供電壓;電壓是使電路中形成電

流的原因。電路中有電流,就一定有電壓;電路中有電壓,卻不一定

有電流,因為還要看電路是否是通路。電路中有持續(xù)電流的條件:一

要有電源;二是電路是通路。

2、電壓用字母U表示,國際制單位的主單位是伏特,簡稱伏,

符號是V。常用單位有千伏(KV)和毫伏(mV)o1KV=103V=106mVo

家庭照明電路的電壓是220V;一節(jié)干電池的電壓是1.5V;—節(jié)蓄電

池的電壓是2V;對人體安全的電壓不高于36V。

3、電壓表的使用:A、電壓表應該與被測電路并聯(lián);(當電壓表

直接接在電源兩極時,因為電壓表內阻無窮大,所以電路不會短路,

所測電壓就是電源電壓)B、要使電流從電壓表的正接線柱流進,負

接線柱流出。C、根據(jù)被測電路的選擇適當?shù)牧砍蹋ū粶y電壓不要超過

電壓表的量程,預先不知道被測電壓的大約值時,先用大量程試觸)o

4、電壓表的讀數(shù)方法:A、看接線柱確定量程。B、看分度值(每

一小格代表多少伏)。C、看指針偏轉了多少格,即有多少伏。(電

20

壓表有兩個量程:0?3V,每小格表示的電壓值是0.IV;0?15V,

每小格表示的電壓值是0.5Vo)

5、電池串聯(lián),總電壓為各電池的電壓之和;相同電池并聯(lián),總

電壓等于其中一節(jié)電池的電壓。

九、探究串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律

1、實驗步驟:A、提出問題;B、猜想或假設;C、設計實驗;D、

進行實驗;D、分析論證、E、評價交流(D和E可以合為得出結論)

2、在串聯(lián)電路中,總電壓等于各部分電壓之和。并聯(lián)電路中,

各支路兩端的電壓相等(各支路兩端的電壓與電源電壓相等)。

十、電阻

1、容易導電的物體叫導體,如鉛筆芯、金屬、人體、大地等;

不容易導電的物體叫絕緣體,如橡膠、塑料、陶瓷等。導電能力介于

兩者之間的叫半導體,如硅金屬等。

2、導體對電流的阻礙作用叫電阻,用R表匯口際制單位的主

單位是歐姆,簡稱歐,符號是常用單位有千歐(KQ)和兆歐(M

Q),1MQ=103KQ=1()6Q。電阻在電路圖中的符號為。

3、影響電阻大小的因素有:材料;長度;橫截面積;溫度。電

阻是導體本身的一種特性,它不會隨著電壓、電流的變化而變化。

4、某些導體在溫度下降到某一溫度時,就會出現(xiàn)其電阻為0的

情況,這就是超導現(xiàn)象,這時這種導體就叫超導體。

5、阻值可以改變的電阻叫做變阻器。常用的有滑動變阻器和變

阻箱。

21

6、滑動變阻器的工作原理是:通過改變連入峭中的電阻絲的

長度來改變連入電路中的電阻。作用:通過改變連入電路中的電阻絲

的長度來改變連入電路中的電阻,從而改變電路中電流,進而改變部

分電路兩端的電壓,還起保護電路的作用。正確接法是:一上一下的

接。它在電路圖中的符號是它應該與被控電路串聯(lián)。

十一、歐姆定律

1、歐姆定律是由德國物理學家歐姆在1826年通過大量的實驗歸

納出來的。

2、歐姆定律:導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導

體兩端的電阻成反比。公式為:I=U/R,變形公式有:U=IR,R=U/I

3、歐姆定律使用注意:單位必須統(tǒng)一,電流用A,電壓用V,電

阻用。;不能理解為:電阻與電壓成正比,與電流成反比,因為電阻

常規(guī)情況下是不變的。

4、用電器正常工作時的電壓叫額定電壓;正常工作時的電流叫

額定電流;但是生活中往往達不到這個標準,所以用電器實際工作時

的電壓叫實際電壓,實際工作時的電流叫實際電流。

5、當電路出現(xiàn)短路現(xiàn)象(電路中電源不經(jīng)過用電器而直接被接

通的情況)時,根據(jù)I=U/R可知,因為電阻R很小,所以電流會很

大,從而會導致火災。

6、電阻的串聯(lián)與并聯(lián):

串聯(lián):R=R1+R2+……+Rn(串聯(lián)電阻的總電阻的阻值比任何一個分

電阻阻值都大)

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并聯(lián):I/RE/R1+I/R2+……+1/Rn(并聯(lián)電阻的總電阻的阻值比任

何一個分電阻阻值都?。?/p>

n個阻值為r的電阻串聯(lián)則R,e=nr;n個阻值為r廠5)?、?/p>

的電阻并聯(lián)則R總=r/n9

十二、測量小燈泡的電阻一

1、根據(jù)歐姆定律公式I=U/R的變形R=U/I可知,求出了小燈泡

的電壓和電流,就可以計算出小燈泡的電阻,這種方法叫做伏安法。

2、電路圖如右圖:

3、測量時注意:A、閉合開關前,滑動變阻器滑片應該滑到電阻

最大端;B、測量電阻時,應該先觀察小燈泡的額定電壓,然后測量

時使用的電壓應該按照從額定電壓依次降低測量。C、可以將幾次測

量的結果求平均值,以減小誤差。

4、測量過程中,電壓越低,小燈泡越暗,溫度越低,因此電阻

會略小一點。

5、會用電壓表或導線判斷斷路的位置。

十三、歐姆定律和安全用電

1、對人體安全的電壓應該不高于36V,因為根據(jù)歐姆定律I=U/R

可知,在電阻不變的情況下,電壓越高,通過人體電流就會越大,所

以高壓電對人體來說是非常危險的。

2、我們不能用潮濕的手去觸摸電器,因為人的皮膚潮濕時,電

阻會變小,從而會增大觸電的可能性。一般情況下,不要靠近高近帶

電體,不要接觸低壓帶電體。

23

3、雷電是自然界一種劇烈的放電現(xiàn)象,對人來說是非常危險的,

所以在有雷電現(xiàn)象時,不要站在大樹或其它較高的導電物體下,也不

能站到高處。

4、為了防止雷電對人們的危害,美國物理學家富蘭克林發(fā)明了

避雷針,讓雷電通過金屬導體進入大地,從而保證人或建筑物的安全。

十四、電能

1、電能可從其它形式的能量轉化而來,也可以轉化為其它形式

的能量。

2、電能用W表示,常用單位是千瓦時(kW?h),又叫“度”,

在物理學中能量的通用單位是焦耳(J),簡稱焦。lkW-h=3.6xl06Jo

3、電能表是測量一段時間內消耗的電能多少的儀器。幾個重要

參數(shù):“220V”是指這個電能表應該在220V的電路中使用;“10(20)

A”指這個電能表的額定電流為10A,在短時間內最大電流不超過20A;

“50Hz”指這個電能表在50赫茲的交流電路中使用;“2500revs/kW?h”

指這個電能表的每消耗一千瓦時的電能,轉盤轉過2500轉。

4、電能轉化為其他形式能的過程是做功的過程,電流做了多少

功就消耗了多少電能,也就是有多少電能轉化為其它形式的能。實質

上,電功就是電能,也用W表示,通用單位也是焦耳(J),常用單

位是千瓦時(kW,h)o

十五、電功率

1、電功率是表示消耗電能的快慢的物理量,用P表示,國際制

單位的主單位是瓦特,簡稱瓦,符號是Wo常用單位有千瓦(kW)O

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IkW=103Wo電功率的定義為:用電器在1秒內消耗的電能。

2、電功率與電能、時間的關系:P=W/t在使用時,單位要統(tǒng)

一,單位有兩種可用:(1)、電功率用瓦(W),電能用焦耳(J),

時間用秒(S);(2)、電功率用千瓦(kW),電能用千瓦時(kW?

h,度),時間用小時(h)。

3、1千瓦時是功率為IkW的用電器使用lh所消耗的電能。

4、電功率與電壓、電流的關系公式:P=IU單位:電功率用瓦

(W),電流用安(A),電壓用伏(V)。

5、用電器在額定電壓下工作時的電功率(或者說用電器正常工

作時的電功率),叫做額定功率。用電器實際工作時的電功率叫實際

功率,電燈的亮度就取決于燈的實際功率。

6、推導公式:P=UI=I2R=U2/RW=Pt=UIt=I2Rt=(U2/R)t

十六、測量小燈泡的電功率

1、測量小燈泡電功率的電路圖與測電阻的電路圖一樣。

2、進行測量時,一般要分別測量小燈泡過暗、正常發(fā)光、過亮

時三次的電功率,但不能用求平均值的方法計算電功率,只能用小燈

泡正常發(fā)光時的電功率。

十七、電和熱

1、電流通過導體時電能轉化成熱的現(xiàn)象叫電流的熱效應。利用

電來加熱的用電器叫電熱器。

2、根據(jù)電功率公式和歐姆定律,可以得到:P=I2R這個公式表

示:在電流相同的條件下,電能轉化成熱時的功率跟導體的電阻成正

25

比。

3、當發(fā)電廠電功率一定,送電電壓與送電電流成反比,輸電時

電壓越高,電流就越小。此時因為輸電線路上有電阻,根據(jù)P=『R可

知,電流越小時,在電線上消耗的電能就會越少。所以電廠在輸電時

提高送電電壓,減少電能在輸電線路上的損失。

4、電流的熱效應對人們有有利的一面(如電爐、電熱水器、電

熱毯等),也有不利的一面(如電視機、電腦、電動機在工作時產生

的熱量)。我們要利用有利電熱,減少或防止不利電熱(如電視機的

散熱窗,電腦中的散熱風扇,電動機的外殼鐵片等)。

十八、電功率和安全用電

根據(jù)公式I=P/U可知,家庭電路電壓一定時,電功率越大,電流

I也就越大。所以在家庭電路中:A、不要同時使用很多大功率用電

器;B、不要在同一插座上接入太多的大功率用電器;C、不要用銅絲、

鐵絲代替保險絲,而且保險絲應該在可用范圍內盡量使用細一些的。

十九、焦耳定律

電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻

成正比,跟通電時間成正比。公式為:Q=I2Rt。當電流通過導體做

的功(電功)全部用來產生熱量(電熱),則有QN,可用電功公式算Q,

即Q=W=Pt=UIt=I2Rt=(U2/R)to

二十、生活用電

1、家庭電路由:進戶線一電能表一總開關一保險盒一用電器。

2、兩根進戶線是火線和零線,它們之間的電壓是220伏,可用

26

測電筆來判別。如果測電筆中速管發(fā)光,則所測的是火線,不發(fā)光的

是零線。

3、所有家用電器和插座都是并聯(lián)的。而開關則要與它所控制的

用電器串聯(lián)。

4、保險絲:是用電阻大,熔點低的鉛錦合金制成。它的作用是

當電路中有過大的電流時,保險產生較多的熱量,使它的溫度達到熔

點,從而熔斷,自動切斷電路,起到保險的作用。

5、引起電路中電流過大的原因有兩個:一是電路發(fā)生短路;二

是用電器總功率過大。

6、安全用電的原則是:不接觸低壓帶電體;不靠近高壓帶電體。

7、在安裝電路時,要把電能表接在干路上,保險絲應接在火線

上(一根已足夠);控制開關也要裝在火線上,螺絲口燈座的螺旋套

要接在零線上。

二十一、串并聯(lián)電路特點

1、串聯(lián)電路有以下幾個特點:

電流:I=Ii=I2=……=L(串聯(lián)電路中的電流處處相等)

電壓:U=Ui+U2+……+Un(總電壓等于各部分電壓之和)

電阻:R=R1+R2+……+Rn(總電阻等于各分電阻之和)。如果n個

阻值為r的電阻串聯(lián),則有R=nr

分壓作用:3=2計算U1、1)2可用:U1=R:U總R

1)2=2

R1+R2

1)2代2K1十匕2

U總

27

W1_Qi_Pl_Ui_Ri

比例關系:而一至一記一兀一反

2、并聯(lián)電路有以下幾個特點:

電流:I=Ii+I2+……+L(干路電流等于各支路電流之和)

電壓:U=UFU2=……=Un(總電壓與各支路兩端的電壓相等)

電阻:1/R=1/RI+1/R2+……+1/Rn(總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻

的倒數(shù)和)。如果n個阻值為r的電阻并聯(lián),則有R=r/n

TDRR

分流作用:U=:計算11、12可用:L=RL?I總12=ninI

12KiKi十K2Ki?A2

比例關系:電壓:3W1QiPlIIR2

QP

w222

3、實際功率與額定功率的計算:同一個電阻或燈炮,接在不同

的電壓下使用,則有:白=手

r額u額

如:當實際電壓是額定電壓的一半時,則實際功率就是額定功率

的1/4。例“220V100W”是表示額定電壓是220V,額定功率是100W

的燈泡如果接在110V的電路中,則實際功率是25Wo

二十二、磁場

1、物體具有吸引鐵、鉆、鑲等物體的性質,該物體就具有了磁

性。具有磁性的物體叫做磁體。

2、磁體兩端磁性最強的部分叫磁極,磁體中間磁性最弱。當懸

掛靜止時,指向南方的叫南極(S),指向北方的叫北極(N)。任一

磁體都有兩個磁極。相互作用規(guī)律:同名磁極互相排斥,異名磁極互

相吸引。

28

3、磁化:使沒有磁性的物體獲得磁性的過程。方式有:與磁體

接觸;與磁體摩擦;通電。有些物體在磁化后磁性能長期保存,叫永

磁體(如鋼);有些物體在磁化后磁性在短時間內就會消失,叫軟磁

體(如軟鐵)。

4、磁體周圍存在一種看不見,摸不著的物質,能使磁針偏轉,

叫做磁場。磁場對放入其中的磁體會產生磁力的作用。

5、磁場方向:磁場的方向:在磁場中的某一點,小磁針靜止時

北極所指的方向就是該點的磁場方向。磁場中某點的磁場方向、磁感

線方向、小磁針靜止時北極指的方向相同。

6、在物理學中,為了研究磁場方便,我們引入了磁感線的概念。

磁感線總是從磁體的北極出來,回到南極。

7、地球也是一個磁體,周圍也存在著磁場,叫地磁場。所以小

磁針靜止時會由于同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引的原理指向

南北,由此可知,地磁南極在地理北極附近,地磁北極在地理南極附

近。

8、地磁南極與地理北極、地磁北極與地理南極并不完全重合,

中間有一個夾角,叫做磁偏角,是由我國宋代學者沈括首先發(fā)現(xiàn)的。

二十三、電生磁

1、奧斯特實驗證明:通電導線的周圍存在著磁場,磁場的方向

跟電流的方向有關,這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應。這一現(xiàn)象是由丹麥

物理學家奧斯特在1820年發(fā)現(xiàn)的。

2、把導線繞在圓筒上,做成螺線管,也叫線圈,在通電情況下

29

會產生磁場。通電螺線管的磁場相當于條形磁體的磁場,通電螺線管

的兩端相當于條形磁體的兩個磁極。

3、通電螺線管的磁場方向與電流方向有關。磁場的強弱與電流

強弱、線圈匝數(shù)、有無鐵芯有關。

4、在通電螺線管里面加上一根鐵芯,就成了一個電磁鐵。電磁

鐵磁場的強弱與電流的強弱、線圈的匝數(shù)、鐵芯的有無有關??梢灾?/p>

成電磁起重機、揚聲器和吸塵器等。

5、判斷通電螺線管的磁場方向可以使用安培(右手)定則:將

右手的四指順著電流方向抓住螺線管,姆指所指的方向就是該螺線管

的N極。

二十四、電磁繼電器揚聲器

1、繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷,來間接地控制高

電壓、強電流電路的裝置。實質上它就是利用電磁鐵來控制工作電路

的一種開關。

2、電磁繼電器由電磁鐵、銜鐵、簧片、觸點組成;其工作電路

由低壓控制電路和高壓工作電路兩部分組成。

3、揚聲器是把電信號轉換成聲信號的一種裝置。它主要由固定

的永久磁體、線圈和錐形紙盆構成。

二十五、電動機

1、通電導體在磁場中會受到力的作用。它的受力方向跟電流方

向、磁感線方向有關。

2、電動機由轉子和定子兩部分組成。能夠轉動的部分叫轉子;

30

固定不動的部分叫定子。

3、當直流電動機的線圈轉動到平衡位置時,線圈就不再轉動,

只有改變線圈中的電流方向,線圈才能繼續(xù)轉動下去。這一功能是由

換向器實現(xiàn)的。換向器是由一對半圓形鐵片構成的,它通過與電刷的

接觸,在平衡位置時改變電流的方向。實際生活中電動機的電刷有很

多對,而且會用電磁場來產生強磁場。

4、電動機構造簡單、控制方便、體積小、效率高、功率可大可

小,被廣泛應用在日常生活和各種產業(yè)中。它在電路圖中用?表示。

電動機工作時是把電能轉化為機械能。

二十六、磁生電

1、在1831年由英國物理學家法拉第首先發(fā)現(xiàn)了利用磁場產生電

流的條件和規(guī)律。當閉合電路的一部分在磁場中做切割磁感線運動時,

電路中就會產生電流。這個現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象,產生的電流叫感應

電流。

2、沒有使用換向器的發(fā)電機,產生的電流,它的方向會周期性

改變方向,這種電流叫交變電流,簡稱交流電。它每秒鐘電流方向改

變的次數(shù)叫頻率,單位是赫茲,簡稱赫,符號為Hz。我國的交流電

頻率是50Hzo

3、使用了換向器的發(fā)電機,產生的電流,它的方向不變,這種

電流叫直流電。(實質上和直流電動機的構造完全一樣,只是直流發(fā)

電機是磁生電,而直流電動機是電生磁)

4、直流電動機原理:是利用通電線圈在磁場里受力轉動的原理

制成的。

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5、實際生活中的大型發(fā)電機由于電壓很高,電流很強,一般都

采用線圈不動,磁極旋轉的方式來發(fā)電,而且磁場是用電磁鐵代替的。

二十七、電話

1、1876年由美國科學家貝爾發(fā)明了電話。最簡單的電話由話筒

和聽筒組成。話筒將聲信號轉變?yōu)橐纛l電信號,聽筒將音頻電信號轉

變?yōu)槁曅盘?。通話雙方的話筒和聽筒是互相串聯(lián)的,自己的話筒和聽

筒是互相獨立的。

2、為了節(jié)約電話線路的使用效率,人們發(fā)明了電話交換機,1891

年出現(xiàn)了自動電話交換機,它通過電磁繼電器進行接線?,F(xiàn)代的程控

電話是利用程控電話交換機,它是通過電子計算機技術進行接線。

3、電話按信號輸方式來分,可分為有線電話和無線電

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