初中物理知識筆記

物理筆記

什么是物理？

物理是一門與我們生活密切相關的科學，它研究力、熱、聲

光、電，等等。

※科學研究的三個要素：

1)科學發(fā)現(xiàn)原于觀察。

2)科學探究必須提出疑問和假設。

3)實驗探究要用科學的方法。

觀察：即用我們的感官去感知事物或現(xiàn)象的特征。

控制變量法：每一次只讓一個因素改變而保持其他因素不變

的方法。

測量：

※測量的目的：進行可靠的定量比較。

首先要有一個公認的比較標準，這個標準叫做單位。

其次要有合適的測量工具或儀器。

國際單位制⑶)

定量單位測量工具

長度(1)米(m)刻度尺

質量(m)千克(kg)秤

時間⑴秒⑸

CHAPTER!AtomandGalaxy

第一章從原子到星系

宇宙：“宇”指廣袤無垠的空間。

“宙”指無窮無盡的時間。

§1.1原子模型

湯姆遜，提出原子葡萄干蛋糕模型。

盧瑟福，提出原子行星模型。

原子葡萄干蛋糕模型：正電荷向液體一樣均勻的分布在原子

里，電子則浸在其中。

原子行星模型：湯姆遜的學生英國物理學家盧瑟福在實驗中

發(fā)現(xiàn)原子中全部正電荷和絕大部分質量都集中在原子內(nèi)一

個極小的空間區(qū)域，稱為原子核。他設想電子像行星環(huán)繞太

陽運轉一樣在原子核外繞原子核旋轉。

“行星模型”否定了“葡萄干蛋糕模型”，但也并不是完美

的，以后的實驗進一步表明，原子中的電子不像行星環(huán)繞太

陽旋轉時那樣有固定的軌道，而是形成電子云。

原子結構：

中子：在核子內(nèi)，不帶電。

質子：在核子內(nèi)，帶正電。

核子（原子核）：由帶正電的質子和不帶電的中子組成的。

電子：在核子外形成電子云，帶負電。

原子：由原子核和核外繞核高速旋轉的帶負電的電子所組

成。

核子大小：101?]0-15

原子大?。?0"°

核子集中了原子幾乎全部的質量。

莊子首先提出物質無限可分：一尺之槌，日取其半，萬事不

竭……

已發(fā)現(xiàn)的基本粒子最小單元：夸克

第一個被人類發(fā)現(xiàn)的基本粒子：電子

納米（nm）,1nm=10-9m

§1.2核能

核能：蘊藏在原子核中的能量，原子核發(fā)生變化時,從核內(nèi)

部釋放出的能量

放射現(xiàn)象：放射現(xiàn)象來自放射性元素原子核內(nèi)部。

原子核的變化

1）核裂變：由一個慢中子轟擊一個原子放出兩個中子，在

產(chǎn)生鏈式反應。

2）核聚變：在超高溫高壓條件下兩個較輕的原子核聚合成

一個較重的原子核。

§1.3地球太陽系

地球直徑：12800km

月球（地球的衛(wèi)星）距地球380000km

§1.4銀河系宇宙

星系：宇宙中由一大群運動著的恒星，大量的氣體和塵埃組

成的物質系統(tǒng)。

星云：銀河系中許許多多的霧狀天體。

河外星系：存在于銀河系之外的霧狀星云。

CHAPTER2Sound

/r/r------”I"

第一早嚴

聲學是研究聲音的發(fā)生和傳播過程以及其特征、規(guī)律、應用，

的物理學分支。

§2.1聲波的產(chǎn)生和傳播

※聲波：發(fā)聲的體振動在介質中的傳播。

聲波特征：

1）聲波是疏密波。

2）聲波無法在真空中傳播，這是因為真空中沒有物質粒

子，所以振動物體無法在真空中產(chǎn)生疏密狀的聲波。

3）聲波在15℃的空氣中傳播的速度為340m/s

4）聲速與空氣中的溫度成正比。

聲速：聲音的傳播速度

聲波的反射：回音

人類聲波的接收：耳

人耳接受聲波流程

聲波一振動耳膜一振動聽小骨一振動耳蝸-振動耳蝸內(nèi)液

體神經(jīng)

§2.2聲音的特征

1）※響度：人耳感覺聲音的強弱程度。

影響響度的因素：

I.與發(fā)聲體的振動幅度有關，響度與振動大小成正比。

II.響度和人耳離發(fā)聲體的遠近有關，響度與人耳離發(fā)聲體的

距離成反比。

III.聲音的能量越分散（聲音在傳播中能量衰減）聽到的聲音

就越輕。［使聲音集中向某個方向傳播，可以減少聲音分

散，增大響度］

2）音調(diào)：

影響音調(diào)局低的因素：

I.頻率⑴Qe.物體每秒鐘振動的次數(shù)）［發(fā)聲體震動次數(shù)

0c聲音頻率0c音調(diào)］

II.發(fā)聲體結構

頻率（f）,單位：赫茲（Hz）,簡稱：赫

3）音色：多種頻率的組合

CHAPTERSLight

第三章光

§3.1平面鏡成像

※平面鏡成像的4個特點：

1）平面鏡所成的像是虛像

2）像和物體到平面鏡的距離相等

3）像和物體的大小相等

4）像和物體關于平面鏡對稱

補充說明：光源：能自行發(fā)光的物體。

光在同一種介質中，沿直線傳播。

光的反射定律

如圖⑵

點。為入射點

ON為法線（現(xiàn)實中不存在，用虛線表示）

AO為入射光線，BO為反射光線。

NAON為入射角，NBON為反射角

光的反射定律：

1）反射角等于入射角。

2）反射光線與入射光線分居法線兩側。

3）反射光線、入射光線、法線在同一平面上。

§3.2光的折射

光的折射：光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向

發(fā)生偏折現(xiàn)象。

如圖（3）AO是入射光線OB是折射光線，過折射點。作

分界面的垂線NN'稱為法線；入射光線和法線的夾角稱

為入射角i,折射光線和法線的夾角稱為折射角r。

NB:當光從空氣中斜射入水或其他介質中時，折射光線

向法線偏折，折射角r小于入射角i。減小入射角，折射

角也隨之減小。反之亦然。（折射角J入射角）

NB:當入射角i=0°（i.e.光線垂直于界面射入）時，折射

角r=0°,光線不發(fā)生偏折。

實驗表明，不同介質對光的折射本領是不同的。（一?.：玻

璃對光的折射本領比水強）

實驗證明：在光的折射中光路是可逆的，從水斜射入空氣

的光線將偏離法線。

N（4）

§3.3光的全反射

光的全反射：當光從一種介質斜射入空氣，入射光線與法線

的夾角（入射角）增大到一定值時，在空氣中的折射光線全

部回到那一種介質中，這種現(xiàn)象稱為光的全反射。（只有當

光從水或玻璃之類的介質中斜射入空氣中時才會發(fā)生全反

射現(xiàn)象）

■*=-----------b

,??水

/;?

，光源?光源光源

全反射過程圖(5)(6)⑺

§3.4透鏡成像

※凸透鏡：中央比邊緣厚。

由于凸透鏡對光源具有匯聚。博光源向主光軸靠攏)作用,

所以凸透鏡亦稱匯聚透鏡。

凸透鏡球面越凸，焦距就越短，對光線的匯聚作用越明顯。

由于凹透鏡對光源具有發(fā)散(將光源向主光軸偏離)作用，

所以凹透鏡亦稱發(fā)散透鏡。

如圖(9)平行于主光軸的光線過透鏡后折射光線的延長線過

如圖(10)通過透鏡球面的球心Cl、C2的直線稱為透鏡的主

光軸，透鏡主光軸上的O點稱為透鏡的光心。

通過光心的光線不改變方向，而任何其他方向的光線，經(jīng)過

透鏡后都要發(fā)生偏折。

※凸透鏡成像的特點：

1)

如圖匯聚在主光軸上的一點F,該點稱為凸透鏡的焦點。透

鏡兩側各有一個焦點。

從光心到焦點的距離稱為焦距，用f表示。

(11)

u(物距)>2f

f<v(像距)<2f

像的性質：倒立，縮小，實像

應用：照相機、望遠鏡的物鏡的成像。

2)

(12)

f<u<2f

v>2f

像的性質：倒立，放大，實像

應用：幻燈機、投影儀、顯微鏡的目鏡的成像。

3)

(13)

u<f

物體與物像同側

像的性質：正立，放大，虛像

應用：放大鏡的成像。

§3.5光的色散

(14)(15)

光譜：由紅、橙、黃、綠、藍、綻、紫，連續(xù)排列的七色光

帶。

單色光：光，經(jīng)過三棱鏡，它不能再發(fā)生色散這種色光稱為

單色光。

復色光：由幾種單色光合成的光。

三原色光：紅、綠、藍。

顏色：

1)透明體的顏色取決于能透過它的色光的顏色。

2)不透明體的顏色取決于它所能反射色光的顏色。

CHAPTER4Motionandforce

第四章運動和力

§4.1機械運動

※機械運動：一個物體相對于另一個物體的位置變化稱為機

械運動，簡稱運動。

位置變化：指距離和方向的變化

自然界中一切物體都在運動，絕對靜止的物體是不存在的。

※參照物：用來判斷物體A是否運動的參照物體B即為參照

物。

§4.2勻速直線運動

路程：運動物體通過的路徑長度

※勻速直線運動：物體沿直線運動時，如果在任意相等時間

內(nèi)通過的路程相等，這種運動就稱為勻速直線運動。

※速度：做運速直線運動的物體單位時間內(nèi)通過的路程。

速度是表示物體快慢的物理量。

速度(v),單位：米/秒(m/s)［讀作：米每秒］

※單位換算：

%m/sx3.6=%km/hr

Zkm/hr4-3.6=Zm/s

比較速度大小的兩種方法：

1)在相同時間內(nèi)，比較通過的路程的長短。

2)在相同路程內(nèi)，比較所用的時間的長短。

§4.3變速直線運動

略

§4.4力力的圖示

※物體間力的作用是相互的。

※任何里都不能離開物體而存在，力是物體間的相互作用。

物體間：要有兩個或兩個以上的物體。（必須有施力物體,

受力物體）

相互：

1）同時產(chǎn)生；同時消失；大小相等；方向相反。

2）作用在兩個不同的物體上。

※力的作用效果：

1）可以使物體發(fā)生形變。

2）可以使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變。

I.物體運動速度的大小改變。

II.物體運動速度的方向改變。

※力的三要素（i.e.力的作用效果）：

1）力的大小。

2）力的方向。

3）力的作用點。

力的圖示：用一個帶箭頭的直線表示力的三要素。

1）比例線段。

2）方向箭頭。

3）作用點。

力（F）,單位：牛頓（N）,簡稱：牛

測量力的工具：測力計，實驗彈簧秤。

NB：測量力時要先觀察測力工具的最大測量范圍；以及最小

刻度。

最小刻度：指相鄰兩刻度間，單位數(shù)量大小。

§4.5重力力的平衡

※重力（G）:由于地球（月球及其他星球）的吸引而使物體

受到的力。

重力的方向總是豎直向下的。

怎樣判斷線或面，是否豎直或水平？

重垂線：由于懸掛重物，總是豎直下垂的線。

所以：與重垂線平行的線或面都是豎直的；與重垂線垂直的

線或面都是水平的。

重力的大?。?/p>

Mugs

重力:質量x比例系數(shù)（Q）

比例系數(shù)：比例系數(shù)記為g,在SI單位制中g的單位是牛/

千克（N/kg）,地球各地比例系數(shù)是不同的（各星球的比例系

數(shù)也不盡相同），我們可以粗略地把地球上的比例系數(shù)記作

9.8N/kg。

G=mg

※力的平衡：作用在同一物體上的兩個力，只有當它們沿著

同一條直線，且大小相等、方向相反時，它們才能使物體保

持平衡狀態(tài)。

重心：物體各部分所受重力的等效作用點。

確定物體的重心：

1）質量均勻的幾何物體，其重心在物體的幾何重心上。

2）質量或者形狀不均勻的物體可以用“懸掛法”測重心。（先

找兩個懸掛點，分別用重垂線懸掛，描出兩次懸掛重垂線

軌跡，最后兩次軌跡的焦點為重心）

§4.6慣性慣性定律

※慣性：一切物體，不論是靜止還是運動都具有維持原來運

動狀態(tài)（靜止也是一種運動狀態(tài)）的性質。

慣性是物體本身固有的屬性。

※慣性定律(牛頓第一定律)：一切物體在沒有受到外力作

用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。

CHAPTER5WorkandMachines

第五章功和機械

§5.1機械功

※機械功：當一個力作用在物體上，并且物體沿力的方向通

過了一段距離，物理學上稱這個力隊物體做了機械功。

影響機械功大小的因素：

1)與力的大小以及在該力方向上通過的距離有關。

2)作用在物體上的力越大，物體在力的方向上移動的距離越

大，力對物體所做的功就越多。(s&FocW)

物體所做的功二作用力x物體在力的方向上移動的距離

W=Fxs

功(W),單位：焦耳(J),簡稱：焦

U=lNxM

功率：單位時間內(nèi)所做的功。

功率是比較做功快慢的物理量。

功率二功/時間

P=W/t

功率(P),單位：瓦特(w),簡稱：瓦

1W=1J/S

拓展：

1千瓦化w)=1C)3w

1兆瓦(mw)=lC)6w

1馬力(i.e.匹)=735w

P=W/t=Fxs/t

-/S=vxt

:.P=Fxv

§5.2機械能

一個物體能對其他物體做功，我們就說這個物體具有能量，

簡稱能。

※勢能：

1）重力勢能：物體由于被舉高而具有的勢能。（物體質量&

所處高度8重力勢能）

2）彈性勢能：物體由于彈性形變而具有的勢能。（彈性形變

程度8彈性勢能）

3）動能：物體由于運動而具有的能量。（m&voc動能）

§5.3簡單機械

杠桿：在力的作用下繞固定點轉動的硬棒。

如圖（17）固定點O稱為支點，促使杠桿轉動的力又成為動

力，阻礙杠桿轉動的力F2稱為阻力，從支點到動力作用線（通

過力的作用點沿力的方向所引的直線）的垂直距離h稱為動

力臂，從支點到阻力作用線的垂直距離U稱為阻力臂。

※杠桿的平衡條件：

杠桿平衡狀態(tài)：杠桿靜止不動或繞支點勻速轉動。

條件：動力x動力臂;阻力x阻力臂

i.e.RI產(chǎn)F2I2或F/F2=l2//h

滑輪：滑輪是周邊有槽、能繞著軸轉動的小輪。滑輪可分為

定滑輪與動滑輪。

1）定滑輪：如圖（18）,使用時，軸固定不動的滑輪稱為定滑

輪。

定滑輪可以看作是一個等臂杠桿，因此使用定滑輪并不能省

力，但可以改變用力的方向。

2）動滑輪：如圖（19）,使用時，軸隨物體一起移動的滑輪稱

為動滑輪。

動滑輪可以看作是一個省力杠桿，使用動滑輪可以省一半的

力。

§5.4功的原理

功的原理：動力對機械所做的功等于機械克服阻力所做的

功，即使用任何機械都不能省功。

機械效率：有用功在總功中所占的比例稱為機械效率。

總功（輸入功）;有用功（輸出功）+額外功

機械效率=（有用功/總功）XI00%

n=（wWffl/w,&）xioo%

CHAPTER6Pressure

第六章壓力與壓強

§6.1密度

只有比較相同體積的不同物質的質量才有意義。

※密度：通常情況下，某種物質的質量與體積的比值是一個

確定的值，它表示某種物質單位的質量（定義），物理學中

把這個比值成為物質的密度。

密度的性質：

1）物質的密度與物質質量多少、體積大小無關。

2）對于不同的物質，密度通常是不同的。

3）密度表示了物質本身的特性。

密度:質量/體積

p=m/V

密度（p）,單位：千克/立方米化g/m3）［讀作：千克每立方米］

拓展：

STP情況下：

水的體積水的質量

1m3It

1l(i.e.dm3)1kg

1ml(i.e.cm3)ig

§6.2阿基米德原理

※浮力：浸在液體中的物體受到液體的向上的拖力。

阿基米德原理：當物體全部或部分浸沒在液體中時，它會受

到向上的浮力。浮力的大小等于它所排開這部分液體所收的

重力的大小。

由原理可得出：

F浮二G排

G排二P液XV排xg

F浮二P液XV排xg

※影響浮力大小的因素：

1）與排開液體的密度以及排開液體的體積有關。

2）排開液體的密度越大，排開液體的體積越大，物體所受的

浮力就越大。（P液&V排0cF?。?/p>

物體沉浮的條件：

F浮與G物的大小關系物體的狀態(tài)

F浮＞6物上浮

F浮二G物懸浮

F浮〈G物下沉

在漂浮、懸浮、下沉二種不同狀態(tài)下F浮與G物的大小關系

以及V排與V物的大小關系：

物體的狀態(tài)F浮與G物的大小關V排與V物的大小關

系系

漂浮F浮二G物V排〈V物

懸浮F浮二G物V排二V物

下沉F浮〈G物V排二V物

§6.3壓強

壓力：垂直作用在物體表面的力。

壓力產(chǎn)生的原因：物體間的相互擠壓，由形變而產(chǎn)生的彈性

力。

壓力與重力：

1）壓力與重力無必然聯(lián)系。

2）當物體放在水平面上時，壓力二重力。

壓力的作用效果：使物體表面發(fā)生形變。

壓強：物理單位受力面積上的壓力。

※影響壓力作用效果的因素：

1）當壓力相同時，受力面積越小，壓力的作用效果越顯著。

（S受力81/P）

2）當受力面積相同時，壓力越大，壓力的作用效果越顯著。

（F壓0cP）

所以：

壓強二壓力/受力面積

p=F/S

壓強(P),單位：帕斯卡(Pa),簡稱：帕

1Pa=lN/m2

改變壓強的方法：

1)減小壓力或增大受力面積都可以減小壓強。

2)增大壓力或減小受力面積都可以增大壓強。

§6.4液體對壓強的傳遞

帕斯卡定律：加在密閉液體上的壓強，能夠大小不變地由液

體向各個方向傳遞。

液壓傳動：利用液體來傳遞動力。

§6.5液體內(nèi)部的壓強

影響液體內(nèi)部壓強的因素：

1)在同種液體內(nèi)部，深度越大該處的壓強也越大。(hocp)

2)在不同液體內(nèi)部同一深度處，密度大的液體壓強大。

(pocp)

NB:在同一深度處的液體內(nèi)部，各方向的壓強相等。

所以：

液體內(nèi)部壓強;液體密度x比例系數(shù)x距離液面的距離

p=pgh

浮力的產(chǎn)生：浸在液體中的物體，上下表面所受的壓強差產(chǎn)

生了浮力。

連通器：幾個底部相通，上部開口或相通的容器組成了連通

器。

連容器應用：如船閘、液位計都是連通器的應用。

§6.6大氣壓強

大氣壓強為什么會產(chǎn)生？

因為大氣受重力作用，所以大氣對于處于其中的物體產(chǎn)生壓

強。

大氣壓強的測定：

原理：P液二大氣壓（Po）

i.e.長試管中內(nèi)外液面的高度差，等于所產(chǎn)生的液體的內(nèi)部壓

強。

影響大氣壓強的因素：

1）海拔高度

2）溫度

3）濕度

CHAPTER/HeatandEnergy

第七章熱與能

§7.1溫度與溫標

溫度：客觀表示物體冷熱程度。

液體溫度計原理：液體的熱脹冷縮。

拓展：

除了液體溫度計還有：電阻溫度計、液晶溫度計、紅外溫度

計etc.o

攝氏溫度（℃）:

創(chuàng)始人：瑞典科學家攝爾西斯（1742年提出）

攝氏溫度定標法則：攝氏溫標規(guī)定，在1標準大氣壓下，冰

水混合物的溫度為。攝氏度；沸水的溫度為100攝氏度。

布朗運動：懸浮在液體或氣體中的顆粒所做的無規(guī)則運動。

NB:布朗運動是永不停止的，小顆粒不斷的運動著，且溫度

越高，運動越劇烈。布朗運動的實質其實是液體或氣體分子

的運動。運動的劇烈程度其實反映了物體具有能量的多少。

拓展：

熱傳遞：

熱傳遞的三種形式:

物態(tài)熱傳遞形式

固體熱傳導，熱輻射

液體熱對流，熱輻射

氣體熱對流，熱輻射

※熱傳遞：指由高溫向低溫傳遞熱的現(xiàn)象。

※熱傳遞的條件：物體間存在溫度差。

※熱傳遞的原則：

1)高溫物體放出熱量，自身溫度降低。

2)低溫物體吸收熱量，自身溫度升高。

§7.2熱量比熱容

※熱量：表示在熱傳遞過程中，物體吸收或放出能量的多少。

熱量(Q),單位：焦耳(J),簡稱：焦

※比熱容：單位質量的某種物質，溫度升高(或降低)1七

時吸收(或放出)的熱量。

NB:比熱容是物質的一種特性。

比熱容的值與物質種類有關；比熱容與m以及溫度的變化量

(△t)無關；不同物質比熱容通常是不同的。

比熱容(c),單位：焦耳/(千克?攝氏度)[J/(kg0]｛讀作：

焦耳每千克攝氏度或焦每千克攝氏度｝

拓展：

一些常見物質的比熱容：

水4.18X103水銀0.138x103

銅0.385X103干燥泥土0.84X103

鋼鐵0.452x103煤油2.137x103

-++-1_1_1L±J33

化岡七10.800X10甘油2.23X10

鋁0.900x103酒精2.43x103

石蠟(2.1~2.9)冰2.1X103

X103

單位：J/(kg-℃)

§7.3內(nèi)能

熱運動：物體內(nèi)大量分子的無規(guī)則運動。

分子動能：分子因熱運動而具有的動能。

分子勢能：由于分子之間的相互作用而具有的勢能成為分子

勢能。

分子之間的相互作用：吸引力、排斥力。

內(nèi)能：所有分子動能和分子勢能的總合。

改變物體內(nèi)能的方式：

物體內(nèi)能可以通過做功和熱傳遞兩種不同的方式來實現(xiàn)，且

做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的。

做功是內(nèi)能于其他形式的能轉化的過程。

熱傳遞的三種方式傳導、對流和輻射都是物體間內(nèi)能轉移的

過程。

§7.4熱機

熱機：燃料燃燒時，將儲存的化學能轉化為蒸汽或燃氣的內(nèi)

能，各種將蒸汽或燃氣的內(nèi)能轉化為機械能的發(fā)動機統(tǒng)稱為

熱機。

內(nèi)燃機：內(nèi)燃機將燃料在內(nèi)燃機的汽缸內(nèi)直接燃燒，產(chǎn)生高

溫高壓燃氣推動活塞做功。（內(nèi)燃機燃料的利用率為

25%?40%）

四沖程汽油機：四沖程汽油機是最早的內(nèi)燃機它有四個沖

程。

(21)

1）吸氣沖程：活塞向下運動，進氣閥門開啟，空氣和汽油的

混合氣體進入汽缸。

2）壓縮沖程：兩個閥門都關閉?；钊蛏线\動，將混合氣體

壓縮至原來體積的1/8左右。

3）做功沖程：汽缸頂端的電火花塞通電點火，混合氣體爆發(fā)

性燃燒，高溫高壓氣體向下推動活塞做功。在此過程中，

燃氣的內(nèi)能部分轉化為機械能。

4）排氣沖程：活塞向上運動，排氣閥開啟，廢氣被排出汽缸。

拓展：

柴油機：柴油機也是內(nèi)燃機的一種。它的特點是功率大，但

是排出的廢氣多，噪音大。柴油機的基本工作原理是：吸氣

沖程中，只有空氣通過進氣閥進入汽缸。壓縮沖程中，活塞

將空氣壓縮到原體積的1/16左右，使空氣壓強增加，從而

使溫度升高至柴油燃點。此時噴油嘴噴出霧狀柴油，達到燃

點的柴油立即燃燒，使汽缸內(nèi)的氣體壓強大大增加，從而有

力地推動活塞對外做功。

汽輪發(fā)動機：汽輪發(fā)動機包括蒸汽輪機和燃氣輪機。它們通

過高溫高壓的水蒸氣或燃燒燃料產(chǎn)生的燃氣推動一系列渦

輪葉片旋轉，從而帶動發(fā)電機或其他大型機械工作。

噴氣發(fā)動機：空氣從噴氣發(fā)動機的前部進入，并被渦輪機壓

縮。壓縮空氣進入燃燒室與燃料混合后燃燒，高溫高壓燃氣

向后部噴射產(chǎn)生推進力。它們的工作過程可歸納為:進氣、壓

縮、燃燒、排氣。噴氣式飛機靠噴氣發(fā)動機提供的動力飛行。

火箭發(fā)動機：火箭發(fā)動機除帶有燃料（如液態(tài)氫）之外，還

帶有助燃劑（如液態(tài)氧），因此它可以在地球大氣層外工作。

燃料和助燃劑混合燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣向后噴出，產(chǎn)生

巨大的推進力。

CHAPTERS日一ctricityandMagnetism

第八章電與磁

§8.1歐姆定律

電荷電流：

人類對電最早的認識來自摩擦產(chǎn)生的靜電。

電量：電荷的基本單元是電子，物體所帶的電量Q都是電

子電量的整倍數(shù)。

電量（Q）,單位：庫侖（C）,簡稱：庫

拓展：

1C的電量相當于6.25X10歷個電子所帶的電荷量。

自由電子：在金屬導體中有大量脫離原子核束縛、可在原子

外自由移動的電子。

電荷的定向移動：大量自由電荷同時向一個方向移動。

NB:由于電源正極的吸引，導體中的自由電子便會同時向電

源的正極移動。然而，在電子發(fā)現(xiàn)以前，物理學家就已規(guī)定

電流的方向是從電源的正極通過導體流向負極，這一規(guī)定沿

用至今。所以，電流的方向恰好與自由電子定向移動的方向

相反。

※電流強度：物理學中用電流強度（簡稱電流）這個物理量

來表示電流的強弱，符號為I,它等于每秒內(nèi)通過導體橫截

面的電量。

所以：

l=Q/t

電流強度(I),單位：安培(A),簡稱：安

1A=1C/S

拓展：

1毫安(mA)=10-3A

1微安(IJA)=IO-6A

不同用電器正常工作時電流大小：

電器電流

［電子手表約2必

小型手電筒約0.2A

小型收音機約0.4A

電視機約0.5A

電吹風約2.5A

電飯煲約3A

電熱水壺約6A

電焊機約100~200A

※電流表：測量電流的儀器是電流表，使用時應將它串聯(lián)在

被測電路中，電流表的接線柱必須連在電路中靠近電

源正極的一端。

NB：不能把電流表直接連在電源的兩端，否則會造成電源短

路，使電源和電流表損壞。記錄電流值時，應按所選量程讀

數(shù)。

L—n

(A＞電流表的正確接法(/?電流表的錯誤接法(22)

電源電壓：

電源的作用：電源能將其他形式的能轉化成電能；電源提供

了導體中的自由電荷做定向移動所需的動力，電源實際上是

為電路中的導體提供電壓的裝置。

電壓(U),單位：伏特(V),簡稱：伏

拓展：

電壓單位用伏特命名，是為了紀念世界上首次制成能連續(xù)供

電電源的物理學家伏打。

1千伏伏V)=1C)38V

1毫伏(mV)=10-3V

不同情況下電壓大小的比較：

閃電約108V

高壓輸電500kV

動力電路380V

家用照明電路220V

干電池、蓄電池1.5V、2V

腦電波約0.05mV

※電壓表：測量電壓的儀器是電壓表，使用時應將它并聯(lián)在

被測導體的兩端。電壓表的接線柱應與被測導體靠近電

源正極的一端相連。

NB:記錄電壓值時，應按所選量程讀數(shù)。

+°————~°-

電壓表正確接法

(23)

電阻歐姆定律:

電阻：物理學中把導體對電流的阻礙作用稱為電阻。用符號

R表示。

歐姆實驗表明：對于不同的導體，它們的比例系數(shù)并不相同，

U/I的數(shù)值等于當導體中通過的電流為1A時，需在導體兩端

加的電壓值。

所以由歐姆實驗得：

歐姆定律：導體中的電流與它兩端所加的電壓成正比。

(i.e.locU)

所以由歐姆定律得：

R=U/I

有上公式推得：l=U/R或U=IR

電阻(R),單位：歐姆(Q),簡稱：歐

1Q=1V/A

從歐姆定律還可以看出，如果用不同的導體做實驗，且在導

體兩端加上相同的電壓，此時通過導體的電流將與導體的電

阻成反比。(i.e.loai/R)

利用伏安法，測電阻：測定某導體電阻最基本的方法是伏安

法。只要用電壓表測出該導體兩端的電壓U,用電流表測出

通過導體的電流I,它們的比值U/I即為電阻值。止匕外，只要

知道電阻、電壓、電流三個量中任何兩個，根據(jù)歐姆定律便

可求出第三個量。當然，這三個量是對同一導體而言的。

+c>—HZZZJ-^

伏安法測電阻，、

(24)

拓展：

1千歐化Q)=103Q

1兆歐(MQ)=106。

不同導體電阻大小:

小電珠約10Q

電熨斗約100Q

白熾燈約8000

人體約上萬歐姆

電熱蚊香約1OkQ

變阻器歐姆定律的應用

實驗表明：導體的電阻取決于它的材料、長度、粗細(i.e.

橫截面積)和溫度。

導體越長，它的電阻越大；導體越細，它的電阻越大。

大多數(shù)金屬導體的電阻隨溫度升高而增大；少數(shù)材料在溫度

升高時電阻反而變小。

長度、粗細都相同的不同材料的導體阻值一般不同。

變阻器：利用電阻隨導體的體長度的變化，可制成阻值可變

的變阻器，與固定電阻不同，滑動變阻器有三個引出端，兩

邊是固定接線柱，中間是金屬滑片移動端。當滑片沿著電阻

絲滑動時，它與任一固定接線柱之間的導體長度就會變化。

因此，只要將變阻器從任一固定接線柱和滑片移動端引出，

就可使它的阻值在0歐到兩固定接線柱間的最大阻值范圍內(nèi)

變化。實驗室里常用的滑動變阻器。

移動滑片可以改變滑動變阻器的電阻

(25)

拓展:

各種電器中廣泛使用的旋轉式、拉桿式變阻器（又稱電位

器），盡管外形不同，但原理都一樣。

NB:根據(jù)歐姆定律，利用變阻器可以改變電路中的電流或電

壓。例如，當電壓不變時，改變電阻可使電流發(fā)生變化；當

電流不變時，改變電阻可使電壓發(fā)生變化。

§8.2串聯(lián)、并聯(lián)電路

※串聯(lián)電路的特點：

串聯(lián)電路：用導線把電路元件逐個順次連接起來組成的電

路。

特點：

1）串聯(lián)電路中電流只有一條路徑，各用電器不能單獨工作。

若有一處斷開，各處的電流都等于零，各用電器均不能工作。

2)串聯(lián)電路中各處的電流都是相等的。如果電路中的電流為

I,通過每個導體的電流分別為I,和L那么1=?尸12)如圖(26)

所示：

(26)

3)串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各串聯(lián)導體兩端的電壓之和。

在圖(27)中，如果電源兩端的總電壓為U,兩個用電器兩端

的電壓分別為5和2,那么U=U]+U2。

4)若用另一個導體來替代圖(27)中的兩個串聯(lián)導體氐和R2,

且使替代后的導體兩端的電壓和通過它的電流都與原來的

相同，我們就把這個起替代作用的導體的電阻R稱為這兩個

串聯(lián)導體的總電阻，如圖(28)所示。那么，R與氏、R2之間

有什么關系呢？

根據(jù)歐姆定律U=1R可得，各串聯(lián)導體兩端的電壓分別為

U尸I島,廿應，代入U=U]+U2,可得IRJ&+I2R2。又因為

1=11=12,所以R=R|+R2。

上述結果表明：串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)導體的電阻

之和。

R

U

I

,S

~11-------------°----------（28）

5）因為后U/RI,l2=U2/R2,又I尸L所以U/R尸山爾2,即

U1/U2=R1/R2

上式表明：串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓跟它們電阻的大小

成正比（i.e.RocU）;總電壓不僅等于分電壓之和；而且分電壓

是根據(jù)電阻的大小按比例分配的；阻值越大（?。┑碾娮?，

它兩端分得的電壓也越大（?。?。

NB:串聯(lián)電路具有分壓作用。只要任何一部分電阻發(fā)生變化,

整個串聯(lián)電路中各部分的電壓分配也會相應地發(fā)生變化。

拓展：

串聯(lián)電路的應用：串聯(lián)電路在生活和生產(chǎn)中的應用非常廣

泛。例如，某些用電器的指示燈與用電器是串聯(lián)的，當用電

器工作時，指示燈總是亮著；當用電器出現(xiàn)斷路故障時，指

示燈就會熄滅。再如，簡易調(diào)光燈就是通過改變與燈串聯(lián)在

一起的滑動變阻器的阻值，來調(diào)節(jié)燈的亮度。

※并聯(lián)電路的特點：

并聯(lián)電路：把電路元件并列接在電路中的兩點之間，由此組

成的電路。

特點：

1）并聯(lián)電路中的電流不是只有一條路徑，而是有多條路徑，

并聯(lián)的各用電器能彼此單獨工作。

2)并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓都相等。如圖(29)所示，如

果并聯(lián)電路兩端的電壓用U表示，閉合后各支路兩端的電

壓分別用表示,那么11=11尸1)2。

◎

Ri

Ri

——(29)

3)并聯(lián)電路干路中的電流等于各支路中的電流之和。如圖

(30)所示，如果用I表示干路電流，用h、U分別表示各支

路電流，那么I=h+l2。

""(30)

4)并聯(lián)導體對電流的阻礙作用，也可用一個導體來替代。如

圖(31)所示，這個替代導體的電阻R稱為并聯(lián)電路的總電

阻。

R

U

根據(jù)歐姆定律可得：l=U/R,I尸U/R],%二2人因為曰+吐

所以U/R=U/RI+U2/R20又U=U1+U2,故1/R=1/R1+1/R20

上述結果表明：并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)，等于各并聯(lián)電

阻的倒數(shù)之和。

5）因為U尸1尺，U2=I2U2,又因二%,可得1人尸展2,即

l1/l2=R1/R2

這表明：并聯(lián)電路中各支路的電流跟支路電阻的大小成反比

（Rocl/I）；總電流等于各支路電流之和，而且各支路的電流

是根據(jù)各支路電阻的大小按反比例分配的，阻值越大（?。?/p>

的支路中電流越?。ù螅?。

NB:并聯(lián)電路具有分流作用。只要任何支路的電阻發(fā)生變化,

并聯(lián)電路各支路的電流分配就會發(fā)生改變。

拓展：

※局部短路：由氏和R2組成的并聯(lián)電路，當氏的阻值逐

漸減小時，通過心的電流逐漸變大，通過口2的電流就不斷

減小。若氐的阻值變?yōu)榱?，它就相當于一段導線，此時總電

流就全部從氐（導線）上通過。這種現(xiàn)象稱為電阻R2被導

線局部短路。

※短路：若在電源兩端接上導線或電阻非常小的電流表，那

么所有用電器均被短路，這時通過電源的電流非常大，會燒

壞電源。因此通常必須嚴格防止這種電源短路發(fā)生。

并聯(lián)電路的應用：并聯(lián)電路在生產(chǎn)和生活中應用也十分廣

泛，工廠、學校和家庭中的電路大多采用并聯(lián)電路。家用電

路都是并聯(lián)電路。進戶線都采用較粗的導線，從而允許較大

的電流通過。墻上的插座、房間里的燈以及各種用電器都是

并聯(lián)的。

§8.3電功電功率

※能量守恒定律：自然界中的能量既不會消失，也不可能創(chuàng)

生，只能由一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉

移到另一個物體上。

電功：電流所做的功。

實驗證明，電流通過導體所做的電功等于導體兩端的電壓、

通過導體的電流和通電時間的乘積。

電功=電壓x電流X通電時間。

W=Ult

1J=1VAs

※電功率：電功與做功時間的比值。

電功率=電功/做功時間

P=W/t

1W=1J/S=1V-A

-.-w=uit

/.P=UI(U&locP)

額定電壓：電器正常工作的電壓值。稱為額定電壓。

額定電流：當用電器兩端的電壓為額定電壓時，通過用電器

的電流。

額定功率：當用電器兩端的電壓為額定電壓，通過用電器的

電流為額定電流時的電功率。

拓展：

一些電器的電功率：

電器電功率

電子手表約1x10-5W

計算器約0.001W

收音機約0.03W

手電筒約1W

白熾燈約15?60W

電視機約75W

電冰箱約250W

電熨斗約500W

電飯鍋約700W

電烤箱約1000W

電力機車約5x106W

※千瓦時（度）：除了“焦”以外，在工程技術和生活中，

電功或電能的常用單位還有“千瓦時”（俗稱度），符號是

kW-ho額定功率為1千瓦的用電器正常工作1小時，消耗

的電能就是1千瓦時。

1kW-h=3.6X106

電流的熱效應：電流通過導體時，導體發(fā)熱的現(xiàn)象。

※焦耳定律：電流通過電阻時產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方

成正比，跟電阻成正比，跟通電時間成正比，這就是

焦耳定律。（l2RtocQ）

Q=W=Ult

根據(jù)歐姆定律U=IR,代入可得：

Q=I2Rt

§8.4電能的獲得和傳送

電源的歷史：

1）1800年，意大利物理學家伏打發(fā)明了伏打電堆，這是人

類歷史上第一個能持續(xù)提供電能的電源。

2）18世紀中期至19世紀發(fā)明的熱機（蒸汽機和內(nèi)燃機）。

熱機的廣泛應用標志著人類大規(guī)模利用動力時代的到來。

熱機將燃料燃燒時產(chǎn)生的內(nèi)能轉化成機械能，它使人類找

到了從煤碳、石油等化石能源中獲得動力的途徑。

3）19世紀初英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應規(guī)律。這

一科學發(fā)現(xiàn)給人類帶來了大規(guī)模獲取電能的曙光。電磁感

應現(xiàn)象表明：當閉合電路的一部分導線在磁場中做切割磁

感線運動時，導線中會產(chǎn)生電流（稱為感應電流），機械

能使轉化為電能。

電站的類型：

熱電站：在熱電站中，發(fā)電機由渦輪機驅動，而高溫、高壓

的水蒸氣是通過燃煤或燃油加熱鍋爐中的水獲得的。當然，

燃燒化石燃料會產(chǎn)生大量廢氣。

核電站：現(xiàn)代核電站用核燃料代替化石燃料，通過反應堆將

核能轉化為高溫、高壓水蒸氣的內(nèi)能，由水蒸氣推動渦輪機

轉動，從而帶動發(fā)電機轉動發(fā)電。因此不會造成廢氣污染。

如果海洋中的核燃料一旦開發(fā)利用，至少可用上千億年。

水電站：水電站中，發(fā)電機由水輪機驅動，而高速的水流是

由大壩前后巨大的落差產(chǎn)生的。

風力發(fā)電站：風力發(fā)電由風輪直接驅動小型發(fā)電機，因此單

個風力發(fā)電機提供的電能有限，所以它們必須成群工作。

電能的輸送和分配：電能的一個優(yōu)點是便于轉化。電能的另

一個優(yōu)點是便于輸送和分配，它不需要車裝船運就能風雨無

阻地通過輸電線路送到千家萬戶。電能只要通過高壓輸電線

路，就能從發(fā)電站輸向遠處。

拓展：

為什么遠距離輸電必須用高壓？

這是由于電流的熱效應，遠距離輸電時在導線上的電能損耗

非?？捎^。怎樣減少這種損耗呢？由焦耳定律Q=|2Rt可知:

導線的發(fā)熱損耗跟電阻和電流的平方成正比。輸電導線的電

阻一般是確定的，只能通過減小電流才能減少發(fā)熱損耗。因

為發(fā)電站的輸出功率是一定的，它等于輸出電壓和輸出電流

的乘積，即P=UI,所以要減小輸出電流，必須升高輸出電壓。

如果電壓變?yōu)樵瓉淼?00倍，導線上損耗的功率只有原來

的萬分之一，所以只要將電壓升得足夠高，導線上的損耗就

會很小。

如何變壓，并將高壓電送入普通百姓家中？

根據(jù)電磁感應原理制造的變壓器解決了這一難題。發(fā)電站的

升壓變壓器可將交流電壓升高至幾十萬伏的高壓，然后通過

高壓輸電線路送至遠方的用電區(qū)。到了用電區(qū)，先在一次高

壓變電所用變壓器將電壓降至110千伏，再由二次高壓變電

所的變壓器降至10千伏。其中一部分送到需要高壓的工廠,

另一部分送到低壓變電所再降到380伏或220伏，供一般用

戶使用。

§8.5磁場

※磁性：能夠吸引鐵、鉆、銀等物質的性質。

※磁體：具有磁性的物體。

永磁體：天然磁體和人造磁體都能長久地保留磁性，它們都

是永磁體。

磁極：磁體上磁性最強的部分。

拓展：

任何磁體都有兩個磁極（磁北極和磁南極），將磁體水平懸

掛起來，當它靜止時，指北的一端稱為磁北極（N極），指

南的一端稱為磁南極（S極）。將一塊磁體分成若干塊小磁

體，發(fā)現(xiàn)不論分成多少塊，每一塊小磁體均有兩個磁極。