資源簡介

第一章 聲現象
第一節 聲音的產生和傳播
聲源：振動的發聲物體。
聲音的產生：聲是由物體的振動產生的。一切正在發生的物體都在振動。振動停止，發聲也停止。
鞭炮爆炸、氣球爆炸、雷聲、笛子聲等聲音是由空氣振動產生的。
聲音的傳播：聲以波的形式傳播著。
聲的傳播需要介質，真空不能傳聲。多數情況下，聲音的傳播速度v氣＜v液＜v固。
聲速：聲傳播的快慢用聲速描述，它的大小等于聲在每秒內傳播的距離。
影響聲速的因素：介質的種類、介質的溫度。
15℃時空氣中的聲速是340m/s。

第二節 我們怎樣聽到聲音
聽覺的傳播途徑：發聲體振動→（通過空氣等介質傳播）→鼓膜振動→（通過聽小骨等組織傳播）→聽覺神經傳遞信號→大腦產生聽覺。
骨傳導的傳播途徑：發聲體振動→（頭骨、頜骨）→鼓膜振動→（聽覺神經）→大腦
骨傳導的原理：固體可以傳聲。
演員進行《千手觀音》的排練、貝多芬聽鋼琴聲、使用助聽器聽聲音都利用了骨傳導。
耳聾包括傳導性耳聾和神經性耳聾。傳導性耳聾者可以利用助聽器聽聲音，而神經性耳聾者很難再聽到聲音。
雙耳效應：聲源到兩只耳朵的距離一般不同，聲音傳到兩只耳朵的時刻、強弱及其他特征也就不同。這些差異就是判斷聲源方向的重要基礎，這就是雙耳效應。
人們通過雙耳效應，可以較為準確地判斷聲音傳來的方位；但聲源在我們正前方、正上方、正后方時我們并不能準確判斷，因為聲源到兩只耳朵的距離幾乎相同，雙耳效應不明顯。
雙耳效應的應用：立體聲。

第三節 聲音的特性
聲音的三個特性：音調、響度、音色。
音調：聲音的高低叫音調。
頻率：物體在1s內振動的次數叫頻率。頻率的符號為f，單位為Hz。
1Hz的物理意義：物體在1s內振動1次。
決定音調高低的因素：頻率。物體的振動頻率越高，發出的音調越高。
大多數人能夠聽到的頻率范圍從20Hz到20000Hz。
超聲波是高于20000Hz的聲音；次聲波是低于20Hz的聲音。這兩種聲人都聽不到。
蝙蝠、海豚能發出超聲波。海豚、貓、狗能聽到超聲波，狗還能聽到次聲波。
演示實驗：探究影響音調高低的因素。
【設計實驗】將一把鋼尺緊按在桌面上，一端伸出桌邊。撥動鋼尺，聽它振動發出的聲音，同時注意鋼尺振動的快慢。改變鋼尺伸出桌邊的長度，再次撥動。比較兩種情況下鋼尺振動的快慢和發聲的音調。
【現象】在使用同種材料的情況下，伸出桌邊越短，音調越高；伸出桌面越長，音調越高。
【結論】物體振動的頻率決定著音調的高低。物體振動頻率越高，發出的音調越高。
【注意】① 使鋼尺兩次的振動幅度大致相同。
② 不要聽桌面被拍打的聲音。實驗的研究對象是鋼尺，聽桌面聲音是錯誤的。
樂器調弦，改變的是音調。分辨碗的好壞時（敲擊），主要分辨音調，其次分辨音色。
見書上圖1.3-8的水瓶琴，
對瓶口吹氣時，聲音是由瓶內的空氣柱振動產生的。空氣柱越長（水越少），音調越低。
敲擊瓶體時，聲音是由瓶體振動產生的。空氣柱越短（水越多），音調越低。
響度：聲音的強弱叫響度。
振幅：物體在振動時偏離原來位置的最大距離叫振幅。
決定響度大小的因素：振幅、距離發聲體遠近。振幅越大，響度越大。
探究實驗：探究影響響度的因素。
【設計實驗】如書上圖1.3-4所示，將系在細繩上的乒乓球輕觸正在發聲的音叉，觀察乒乓球被彈開的幅度。使音叉發出不同響度的聲音，重做上面的實驗。
【現象】用不同的力敲擊，兵乓球被彈起的高度不同。用力越大，乒乓球被彈起的高度越大。
【結論】發聲體的振幅決定響度的大小，振幅越大，響度越大。
【注意】乒乓球的作用：把音叉微小的振動放大。
音色：反應聲音的品質。
我們可以根據不同的音色來辨別不同的聲音。
音色決定于發聲體本身。不同發聲體的材料、結構不同，發出聲音的音色也不同。
聲音的波形可以在示波器上展現出來。
音調和響度相同、音色不同的聲音，它們的波形在大體上沒有區別，而在小的振動處有區別。

第四節 噪聲的危害和控制
從物理學的角度講，噪聲是發聲體做無規則振動時發出的聲音。
從環境保護的角度講，噪聲是妨礙人們正常休息、學習和工作的聲音，以及對人們要聽的聲音產生干擾的聲音。
人們以分貝（dB）為單位來表示聲音強弱的等級。
0 dB是人剛能聽到的最微弱的聲音（不是沒有聲音）；
30～40 dB是較為理想的安靜環境；
70 dB會干擾談話，影響工作效率；
長期生活在90 dB以上的噪聲環境中，聽力會受到嚴重影響并產生神經衰弱、頭疼、高血壓等疾病；
如果突然暴露在高達150 dB的噪聲環境中，鼓膜會破裂出血，雙耳完全失去聽力。
為了保護聽力，聲音不能超過 90 dB；
為了保證工作和學習，聲音不能超過70 dB；
為了保證休息和睡眠，聲音不能超過50 dB。
控制噪聲的辦法：防止噪聲產生、阻斷噪聲的傳播、防止噪聲進入耳朵。
防止噪聲產生——城市內禁鳴喇叭、摩托車安裝消聲器
阻斷噪聲的傳播——馬路兩側的隔聲板、植樹造林、夾層為真空的雙層玻璃
防止噪聲進入耳朵——耳罩
當今社會的四大污染：大氣污染、噪聲污染、水污染、固體廢棄物污染。

第五節 聲的利用
聲能傳遞信息的重要應用：
回聲定位：蝙蝠發出超聲波，確定目標的位置和距離；聲吶（探知海洋深度，繪出水下數千米處的地形圖）
“B超”
根據超聲波的反射情況，可以檢測鋼管等物體內部是否有裂縫。
超聲波探測儀
聲能傳遞能量的重要應用：超聲波清洗鐘表等精密機械、超聲波治療人體結石等。
回聲：聲音的反射現象。
計算公式：s＝vt/2（由速度公式推導出來）
應用：回聲定位、圜丘等。
回聲和原聲至少相差0.1 s（在15℃空氣中的距離為17 m）以上才能感覺有回聲。如果原聲和回聲間隔不到0.1 s，回聲和原聲混在一起，可加強原聲。
雪地感覺較寧靜（電影院的墻壁使用較粗糙的材料）的原因：蓬松多孔的結構能吸收聲音，聲音經過多次反射，能量減小。

第二章 光現象
第一節 光的傳播
光現象：包括光的直線傳播、光的反射和光的折射。
光源：能夠發光的物體叫做光源。
光源按形成原因分，可以分為自然光源和人造光源。
例如，自然光源有太陽、螢火蟲等，人造光源有如蠟燭、霓虹燈、白熾燈等。
月亮不是光源，月亮本身不發光，只是反射太陽的光。
光的直線傳播：光在真空中或均勻介質中是沿直線傳播的，光的傳播不需要介質。
光沿直線傳播的現象：小孔成像（其光路圖見圖2-1）、井底之蛙、影子、日食、月食、一葉障目。
光沿直線傳播的應用：射擊、激光準直等。
在光沿直線傳播的現象中，光路是可逆的。
小孔成像的特點：在光屏上形成倒立的實像。像的形狀與孔的形狀無關。
光線：用一條帶有箭頭的直線表示光的徑跡和方向的直線。
光線是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。
顯示光路的方法：
① 讓光線通過煙霧。
② 讓光線通過加牛奶的水。
③ 讓光線沿著某一物體的表面射出。
光速：
真空中的光速通常取c＝3×108m/s＝3×105km/s。
真空中的光速是宇宙間最快的速度。
空氣中的光速略小于真空中的光速。
光在水中的速度約為真空中光速的3/4。
光在玻璃中的速度約為真空中光速的2/3。
介質的密度越大，光速越小。
光年：光年等于光在1年內傳播的距離。

第二節 光的反射
反射：光在兩種物質的交界面處會發生反射。
我們能夠看見不發光的物體，是因為物體反射的光進入了我們的眼睛。
探究實驗：探究光的反射規律
【設計實驗】把一個平面鏡放在水平桌面上，再把一張紙板ENF豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直于鏡面，如圖2-2所示。
一束光貼著紙板沿著某一個角度射到O點，經平面鏡的反射，沿另一個方向射出，在紙板上用筆描出入射光EO和反射光OF的徑跡。改變光束的入射方向，重做一次。換另一種顏色的筆，記錄光的徑跡。
取下紙板，用量角器測量NO兩側的角i和r。
【實驗表格】
角i 角r
第一次
第二次
第三次

【實驗現象和結論】在反射現象中，反射光線、入射光線和法線都在同一個平面內；反射光線、入射光線分居法線兩側；反射角等于入射角（i＝r）。
【注意】① 把紙板NOF向前或向后折，將看不到反射光線，這說明反射光線、入射光線在同一個平面內。
② 如果讓光逆著反射光線的方向射到鏡面，那么，它被反射后就會逆著原來的入射光的方向射出。這表明，在反射現象中，光路是可逆的。
光的反射定律：在反射現象中，反射光線、入射光線和法線都在同一個平面內；反射光線、入射光線分居法線兩側；反射角等于入射角（簡記為：三線共面、兩線分居、兩角相等）。
如圖2-3，垂直于鏡面的直線ON叫做法線；入射光線與法線的夾角i叫做入射角；反射光線與法線的夾角r叫做反射角。
光的反射的兩種類型：漫反射和鏡面反射。
漫反射：凹凸不平的表面把光線向著四面八方反射，這種反射叫做漫反射。
我們能從各個角度看到一個不發光的物體，是因為光在該物體表面發生漫反射。
鏡面反射：光滑鏡面的反射叫做鏡面反射。
這兩種反射都遵循光的反射定律。
如果想在平面鏡內看到全身像，鏡子高度至少為身高的一半。
畫反射光線或入射光線完成光路圖的方法：
畫反射光線或入射光線完成光路圖的依據是光的反射定律。
當繪制完成的時候，圖中必須包含以下元素：平面鏡、入射光線、反射光線（標好箭頭）、入射角和反射角相等的標志（如果給出角度，還要標好角度）、法線（虛線）和垂直標志。
已知平面鏡、入（反）射光線、入（反）射角時，先過入（反）射點作法線。然后在法線的另一側量出與入（反）射角相等的角，作出反（入）射光線。最后將其他元素補全。
已知入射光線、反射光線時，先作兩線交角的角平分線，作為法線。然后過兩線交點作垂直于法線的平面鏡。最后將其他元素補全。


第三節 平面鏡成像
探究實驗：探究平面鏡成像的特點
【設計實驗】如圖2-4，在桌面上鋪一張大紙，紙上豎立一塊玻璃板，作為平面鏡。在紙上記下平面鏡的位置。
把一支點燃的蠟燭放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支沒有點燃的大小完全相同的蠟燭，豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去它與跟前面那支蠟燭的像完全重合。這個位置就是前面那支蠟燭的像的位置。在紙上記下這兩個位置。移動點燃的蠟燭，重做實驗。
【實驗現象和結論】（1）平面鏡中的像是虛像；（2）像和物體的大小相等；（3）物點和像點到鏡面的距離相等。【注意】
使用玻璃板代替平面鏡的原因：因為玻璃板既能反光又能透光，便于觀察找到像的位置。
刻度尺的作用：比較物與像到玻璃板的距離的關系。
兩根蠟燭大小必須完全相同的原因：便于比較物與像的大小關系。
驗證所成的像是虛像的方法：移去蠟燭B，并在其所在位置上放一光屏。如果光屏上不能接收到蠟燭A的燭焰的像，那么平面鏡成虛像。
在選擇玻璃板時，要選擇比較薄的一個。目的：防止燭焰在玻璃板的前后兩個面反射成像。
重做實驗的目的：防止誤差（最好是3～5次）。
在實驗中找不到像的原因：玻璃板沒有與桌面垂直。（玻璃板位置放置不當）
平面鏡：反射面是光滑平面的鏡子叫做平面鏡。
平面鏡的作用：① 成像； ② 改變光的傳播方向。
平面鏡成像的特點：
平面鏡中的像是虛像；
像和物體的大小相等；
物點到對應像點的連線與鏡面垂直，且到鏡面的距離相等；
像與物是對稱的。
平面鏡成像的原理：光的反射。
如圖2-5，光源S向四處發光，一些光經平面鏡反射后進入了人的眼睛，引起視覺。由于我們認為光沿直線傳播，所以我們感到好像光是從圖中S'處發出的。S'就是S在平面鏡中的像。
但是平面鏡后并不存在光源S'，進入眼睛的光并非真正來自哪里，所以把S'叫做虛像。
虛像不能用光屏承接，而實像能。
凸面鏡和凹面鏡（見下圖2-6）
凸面鏡：用球面外表面作反射面的面鏡叫凸面鏡。
凸面鏡對光的作用：凸面鏡使平行光束發散。
凸面鏡的應用：汽車的后視鏡、街頭拐角的反光鏡。
凹面鏡：用球面內表面作反射面的面鏡叫凹面鏡。
凹面鏡對光的作用：凹面鏡使平行光束會聚。
凹面鏡的應用：手電筒的反光裝置、太陽灶、反射式望遠鏡。
凸面鏡 凹面鏡 在反射現象中，光路是可逆的
平面鏡成像作圖方法：
（1）如圖2-7，過M點作平面鏡的垂線，交平面鏡于O點；
（2）在另一側截取M'O＝OM，M'點即為M的像點；
（3）仿照前兩步，完成N點的像點，然后用虛線連接M'N'。
繪圖之后要注意垂直、等距標記，還要注意虛像要畫成虛線。
已知光源、平面鏡和反射光線經過的點，作光路圖的方法：
（1）如圖2-8，先用上面提到的方法作出光源S的像點S'點；
（2）連接S'A，交平面鏡于P，則PA為反射光線；
（3）連接SP，SP為入射光線。
繪圖之后要注意垂直、等距標記和表示光路的箭頭，還要注意哪一段畫成實線，哪一段畫成虛線。
該作法的原理：所有反射光線的反向延長線交于像點。



第四節 光的折射
折射：光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發生偏折，這種現象叫做光的折射（圖2-9）。
當發生折射現象時，一定也發生了反射現象。
當光線垂直射向兩種物質的界面時，傳播方向不變。
光的折射規律：
在折射現象中，折射光線、入射光線和法線都在同一個平面內；
光從空氣斜射入水中或其他介質中時，折射光線向法線方向偏折（折射角＜入射角）；
光從水或其他介質中斜射入空氣中時，折射光線向界面方向偏折（折射角＞入射角）。
在折射現象中，光路是可逆的。
在光的折射現象中，入射角增大，折射角也隨之增大。
在光的折射現象中，介質的密度越小，光速越大，與法線形成的角越大。
折射的現象：
① 從岸上向水中看，水好像很淺，沿著看見魚的方向叉，卻叉不到；從水中看岸上的東西，好像變高了。
② 筷子在水中好像“折”了。
③ 海市蜃樓
④ 彩虹
從岸邊看水中魚N的光路圖（圖2-10）：
圖中的N點是魚所在的真正位置，N'點是我們看到的魚，從圖中可以得知，我們看到的魚比實際位置高。
像點就是兩條折射光線的反向延長線的交點。
在完成折射的光路圖時可畫一條垂直于介質交界面的光線，便于繪制。



第五節 光的色散
光的色散：光的色散屬于光的折射現象。
1666年，英國物理學家牛頓用玻璃三棱鏡使太陽光發生了色散（圖2-11）。
太陽光通過棱鏡后，被分解成各種顏色的光，用一個白屏來承接，在白屏上就形成一條顏色依次是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的彩帶。
牛頓的實驗說明白光是由各種色光混合而成的。
色光的三原色：紅、綠、藍。
紅、綠、藍三種色光，按不同比例混合，可以產生各種顏色的光。（圖2-12）
光的色散 色光的三原色 顏料的三原色
物體的顏色：
透明物體的顏色由通過它的色光來決定。
如圖2-13，如果在白屏前放置一塊紅色玻璃，則白屏上其他顏色的光消失，只留下紅色。這表明，其他色光都被紅色玻璃吸收了，只有紅光能夠透過。
不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的。
如圖2-13，如果把一張綠紙貼在白屏上，則在綠紙上看不到彩色光帶，只有被綠光照射的地方是亮的（反射綠光），其他地方是暗的（不反射光）。
如果一個物體能反射所有色光，則該物體呈現白色。
如果一個物體能吸收所有色光，則該物體呈現黑色。
如果一個物體能透過所有色光，則該物體是無色透明的。





第六節 看不見的光
光譜：棱鏡可以把太陽光分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫幾種不同顏色的光。把它們按這個順序排列起來，就是光譜。在紅光之外是紅外線，紫光之外是紫外線，人眼都看不見。
紅外線：在光譜上紅光以外的部分叫做紅外線。
一切物體都在不停地發射紅外線。物體的溫度越高，輻射出的紅外線就越多。
物體在輻射紅外線的同時，也在吸收紅外線。
紅外線有以下三個特性：
（1）紅外線的主要特性是熱作用力強。
（2）紅外線穿透云霧的能力比較強。
（3）紅外線可以用來進行遙控。
紅外線的應用：用紅外線加熱物體、紅外線烤箱、紅外線取暖、用紅外線診斷病情、紅外線夜視儀、紅外線烘干汽車表面的噴漆、全自動感應水龍頭、電視的遙控器等。
紫外線：在光譜上紫光以外的部分叫做紫外線。
高溫物體，如太陽、弧光燈和其他熾熱物體會發出不同顏色的熒光，同時發出紫外線。
紫外線有以下特征：
（1）紫外線的主要特征是化學作用強，很容易使照相底片感光。
（2）紫外線的生理作用強，能殺菌。
（3）紫外線具有熒光效應，能使熒光物質發光。
（4）適當的紫外線可以幫助人們促進合成維生素D，促進鈣的吸收。
紫外線過度照射會損害身體健康，不要用眼睛直視紫外光，不要照射過量的紫外線。
太陽光中有大量的紫外線，但大部分被大氣層上的臭氧吸收，不能到達地面。
紫外線的應用：驗鈔機、紫外線殺菌、紫外線鑒別古字畫、曬糧食等。
光的散射：
地球周圍的大氣能夠把陽光向四面八方散射，所以整個天空都是明亮的。如果沒有大氣，散射將無法進行。
不同色光的波長不同，依照紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序，它們的波長一個比一個短。那么顯然紅外線的波長比紅光還長，紫外線的波長比紫光還短。
大氣對光的散射有一個特點：波長越短的光容易被散射，波長較長的光不容易被散射。天空是藍色的，是因為大氣對陽光中波長較短的藍光散射得較多。
大霧彌漫時，汽車必須打開霧燈才能保證行車安全。汽車霧燈使用黃色光，是因為黃色光的穿透能力比較強，不容易被散射。

第三章 透鏡及其應用
第一節 透鏡
透鏡的原理：光的折射。
兩種透鏡
凸透鏡 凹透鏡
定義 中間厚、邊緣薄的透鏡叫做凸透鏡。 中間薄、邊緣厚的透鏡叫做凹透鏡。
實物形狀
主光軸和光心 透鏡上通過球心的直線CC'叫做主光軸，簡稱主軸。 每個透鏡主軸上都有一個點，凡是通過該點的光，其傳播方向不變，這個點叫光心。

對光線作用及光路圖 凸透鏡對光有會聚作用。 凹透鏡對光有發散作用。

光線透過透鏡折射，折射光線傳播方向比入射光線的傳播方向更靠近主光軸。 光線通過透鏡折射后，折射光線傳播方向比原入射光線的傳播方向更遠離主光軸。
特殊光線
焦點和焦距 凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚在一點，這個點叫做焦點，用F表示。 凹透鏡能使平行于主光軸的光發散，這些發散光線的反向延長線相交于主光軸上的一點，這一點不是實際光線會聚而成的，叫做虛焦點，也用F表示。
焦點到光心的距離叫做焦距，用f表示。 凹透鏡焦點到光心的距離叫做焦距，用f表示。
凸透鏡有兩個相互對稱的實焦點，同一透鏡兩側的焦距相等。 凹透鏡有兩個相互對稱的虛焦點，同一透鏡兩側的焦距相等。
焦距與會聚能力的關系 凸透鏡焦距的大小表示其會聚能力的強弱，焦距越小，會聚能力越強。 凹透鏡焦距的大小表示其發散能力的強弱，焦距越小，發散能力越強。
同種光學材料制成的凸透鏡表面的凸起程度決定了它的焦距的長短。表面越凸，焦距越短，會聚能力越強。 同種光學材料制成的凹透鏡表面的凹陷程度決定了它的焦距的長短。表面越凹，焦距越短，發散能力越強。
每個凸透鏡的焦距是一定的。 每個凹透鏡的焦距是一定的。

平行光：射到地面的太陽光可以看作是互相平行的，叫做平行光。
用凸透鏡正對太陽，調整凸透鏡到紙的距離，使紙上形成最小、最亮的光斑，那么這個光斑在凸透鏡的焦點上。
第二節 生活中的透鏡
照相機 投影儀 放大鏡
原理 凸透鏡成像
u＞2f f＜u＜2f u＜f
像的性質 倒立、縮小的實像 倒立、放大的實像 正立、放大的虛像
光路圖
透鏡不動時的調整 像偏小：物體靠近相機，暗箱拉長 像偏大：物體遠離相機，暗箱縮短 像偏小：物體靠近鏡頭，投影儀遠離屏幕 像偏大：物體遠離鏡頭，投影儀靠近屏幕 像偏小：物體稍微遠離透鏡，適當調整眼睛位置 像偏大：物體稍微靠近透鏡，適當調整眼睛位置
物體不動時的調整 像偏小：相機靠近物體，暗箱拉長 像偏大：相機遠離物體，暗箱縮短 像偏小：鏡頭靠近物體（位置降低），投影儀遠離屏幕 像偏大：鏡頭遠離物體（位置提高），投影儀靠近屏幕 像偏小：透鏡稍遠離物體，適當調整眼睛位置 像偏大：透鏡稍靠近物體，適當調整眼睛位置
其他內容 鏡頭相當于一個凸透鏡。 像越小，像中包含的內容越多。 鏡頭相當于一個凸透鏡。 投影片要上下左右顛倒放置。 平面鏡的作用：改變光的傳播方向，使得射向天花板的光能夠在屏幕上成像。

實像和虛像（見下圖）：
照相機和投影儀所成的像，是光通過凸透鏡射出后會聚在那里所成的，如果把感光膠片放在那里，真的能記錄下所成的像。這種像叫做實像。物體和實像分別位于凸透鏡的兩側。
凸透鏡成實像情景：光屏能承接到所形成的像，物和實像在凸透鏡兩側。
凸透鏡成虛像情景：光屏不能承接所形成的像，物和虛像在凸透鏡同側。

第三節 探究凸透鏡成像的規律
【實驗器材】f＝12 cm（最好在10～20 cm之間）的凸透鏡一個，蠟燭一支，用白色硬紙制成的光屏一個等。
【設計實驗】① 把蠟燭放在遠處，使物距u﹥2f，調整光屏倒凸透鏡的距離，使燭焰在屏上成清晰的實像。觀察實像的大小和正倒。測量物距u和像距v（像到凸透鏡的距離）。
② 把蠟燭向凸透鏡移近，重復以上操作，直到屏上得不到蠟燭的像。

【結論】凸透鏡的成像規律如下表（第一條規律并非由本實驗得出）：
物距（u） 像的性質 像距（v） 應用
正倒 大小 虛實
[無窮遠] 倒立 一點 實像 v＝f （利用太陽光測透鏡焦距）
u＞2f 縮小 f＜v＜2f 照相機
u＝2f 等大 v＝2f （成像大小的分界點）
f＜u＜2f 放大 v＞2f 投影儀、幻燈機、電影放映機
u＝f 不成像 無窮遠 （成像虛實的分界點）
u＜f 正立 放大 虛像 u＞v（同側） 放大鏡

【對規律的進一步認識】
成實像時，物近，像遠，像變大。實像都是倒立的，倒立的都是實像。
成實像時，u＋v≥4f（u＝2f時u＋v＝4f）
成虛像時，物近，像近，像變小。
u＝f是成像正倒、物像同異側的分界點。
u＝2f 是像放大和縮小的分界點。
當像距大于物距時成放大的像，當像距小于物距時成倒立縮小的實像。
【注意事項】
燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心要位于同一高度，目的是使燭焰的像成在光屏中央。
u＞f時凸透鏡要放在蠟燭和光屏之間。
燭焰在光屏上的像在偏上方時，可以向上移動光屏或蠟燭，也可以向下移動凸透鏡來調整。
若在實驗時，無論怎樣移動光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有：
① 蠟燭在焦點以內；
② 燭焰在焦點上；
③ 燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度；
④ 蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距，成像在很遠的地方，光具座的光屏無法移到該位置。
在凸透鏡旁放一近視鏡（凹透鏡），若使像清晰，需要將光屏遠離透鏡，或者將物體靠近透鏡；
在凸透鏡旁放一遠視鏡（凸透鏡），若使像清晰，需要將光屏靠近透鏡，或者將物體遠離透鏡。

第四節 眼睛和眼鏡
眼睛的結構和作用：
眼球好像一架照相機。
晶狀體和角膜的共同作用相當于一個凸透鏡，它把來自物體的光會聚在視網膜上，形成物體的像。
視網膜上的視神經細胞受到光的刺激，把這個信號傳輸給大腦，我們就看到了物體。
眼睛通過睫狀體來改變晶狀體的形狀：
當睫狀體放松時，晶狀體比較薄，遠處物體射來的光剛好會聚在視網膜上，眼球可以看清遠處的物體；
當睫狀體收縮時，晶狀體變厚，對光的偏折能力變大，遠處物體射來的光會聚在視網膜上，眼睛就可以看清遠處的物體。
近視眼和遠視眼：
產生原因 矯正
近視 晶狀體太厚，折光能力太強 或 眼球在前后方向上太長 像成在視網膜前方 戴近視鏡（凹透鏡）
遠視 晶狀體太薄，折光能力太弱 眼球在前后方向上太短 像成在視網膜后方 戴遠視鏡（凸透鏡）

近視眼成像于視網膜前 矯正后
遠視眼成像于視網膜后 矯正后
眼睛的度數：
透鏡焦距f的長短標志著折光本領的大小。焦距越短，折光本領越大。
通常把透鏡焦距的倒數叫做透鏡焦度，用Φ表示，Φ＝1/f。
眼鏡片的度數，就是鏡片的透鏡焦度乘100的值，即D＝100Φ＝±100/f（近視鏡取負號，遠視鏡取正號）
凸透鏡（遠視鏡片）的度數是正數，凹透鏡（近視鏡片）的度數是負數。

第五節 顯微鏡和望遠鏡
顯微鏡：
主要結構：目鏡（靠近眼睛的凸透鏡）、物鏡（靠近被觀察物體的凸透鏡）、載物片、反光鏡等。
原理：物鏡相當于投影儀，來自被觀察物體的光經過物鏡后成一個放大、倒立的實像；
目鏡的作用則像一個放大鏡，把這個像再放大一次。
經過這兩次放大作用，我們就可以看到肉眼看不見的小物體了。
顯微鏡最終成倒立、放大的虛像。
望遠鏡：
主要結構：目鏡（靠近眼睛的凸透鏡）、物鏡（靠近被觀察物體的凸透鏡）
原理：物鏡相當于照相機，使遠處的物體在焦點附近成縮小、倒立的實像；
目鏡的作用相當于一個放大鏡。
物鏡所成的像離我們的眼睛很近，并且目鏡可以放大物象，所以視角就會變得很大。
因為望遠鏡物鏡的直徑很大，所以可以會聚更多的光，使得所成的像更加明亮。
天文望遠鏡也常用凹面鏡作物鏡，如反射式望遠鏡。
望遠鏡最終成倒立、縮小的虛像。
哈勃空間望遠鏡：把天文望遠鏡安置在大氣層外，可以免受大氣層的干擾，得到更清晰的天體照片。
視角（見右圖）：我們看物體時，它對我們眼睛所成的視角越大，我們看見的物體就越大；反之我們看見的物體就越小。
物體對眼睛所成視角的大小不僅和物體本身的大小有關，還和物體到眼睛的距離有關。

第四章 物態變化
第一節 溫度計
溫度：我們把物體的冷熱程度叫做溫度。
測量溫度的工具：溫度計。
常見的溫度計：實驗室用溫度計、體溫計和寒暑表（見下圖）。

常見量程 分度值 原理 所用液體 特殊構造 使用注意事項
實驗室用溫度計 -21℃～110℃ 1℃ 液體熱脹冷縮 水銀或煤油 使用時不能甩（其他見下）
寒暑表 －30℃～50℃ 1℃ 酒精
體溫計 35℃～42℃ 0.1℃ 水銀 玻璃泡上方有縮口 ① 使用之前用力甩 ② 可離開人體讀數

溫度計內液體：酒精、水銀或煤油。
溫度計的使用：首先要看清量程，然后看清它的分度值。
如果使用溫度計時超過它的量程，后果：① 玻璃泡脹破；② 測不出溫度。
在使用溫度計測量液體的溫度時，正確的方法如下：
(1) 溫度計的玻璃泡全部浸入被測的液體中，不要碰到容器壁或容器底。
(2) 溫度計玻璃泡浸入被測物體后要稍候一會兒，待溫度計的示數穩定后再讀數。
(3) 讀數時溫度計的玻璃泡要繼續留在液體中，視線要與溫度計中液柱的上表面相平。
讀數時視線不與溫度計中液柱的上表面相平的后果（見右上圖）。
攝氏度：“℃”表示攝氏溫度。在一個大氣壓下冰水混合物的溫度是0℃，沸水的溫度是100℃。0℃和100℃之間有100個等份，每個等份代表1攝氏度。
體溫計：體溫計用于測量人體溫度。

第二節 熔化和凝固
物態變化：物質從一種狀態變成另一種狀態的變化叫做物態變化。
物質的三態：固態、液態、氣態。
熔化和凝固的定義：物質從固態變成液態的過程叫做熔化，從液態變成固態的過程叫做凝固。
固體分為兩類：晶體和非晶體。
晶體：晶體在熔化過程中盡管不斷吸熱，但是溫度保持不變，這類固體有確定的熔化溫度（熔點）。
晶體熔化時的溫度叫做熔點。晶體形成時也有確定的溫度，這個溫度，這個溫度叫做凝固點。
海波、冰、金屬、萘、鹽等物質是晶體。
非晶體：非晶體在熔化過程中只要不斷吸熱，溫度就不斷地上升，這類固體沒有確定的熔化溫度。
非晶體沒有確定的熔點和凝固點。
松香、玻璃、瀝青、蠟等物質是非晶體。
晶體和非晶體的區別：是否有確定的熔點。
物質熔化和凝固時的溫度變化曲線：

對曲線(1)的分析：
AB段——吸熱、溫度升高，物質為固態；
BC段（熔化過程）——吸熱、溫度不變，物質狀態為固液共存。
CD段——吸熱、溫度升高，物質為液態。
對曲線(3)的分析：
EF段——放熱、溫度降低，物質為液態；
FG段（凝固過程）——放熱、溫度不變，物質狀態為固液共存。
GH段——放熱、溫度降低，物質為固態。
探究實驗：固體熔化時溫度的變化規律（見右下圖）
【實驗器材】鐵架臺、酒精燈、石棉網、盛水的燒杯、試管（裝有蠟或海波）、溫度計、攪拌器、秒表、（火柴）。
【設計實驗】將溫度計插入試管后，待溫度升至40℃左右時開始，每隔大約1min記錄一次溫度；在海波或蠟完全熔化后再記錄4～5次。
【實驗表格】
時間/min 0 1 2 3 4 5 …
海波的溫度/℃
蠟的溫度/℃

【圖象】見上4.“物質熔化的溫度變化曲線”，甲圖為海波，乙圖為石蠟。圖象需要標明溫度。
【注意事項】
石棉網的作用：均勻熱量。
攪拌器的作用：使物質均勻受熱。
圖表的作用：將規律反映在圖上，便于總結。
圖中應用的是水浴加熱法，目的是為了使海波（蠟）均勻受熱。
晶體熔化的特點：不斷吸熱，但溫度不變。
晶體熔化的條件：① 溫度達到熔點； ② 繼續吸熱。
非晶體熔化的特點：吸熱，溫度不斷升高。
利用和防止熔化吸熱、凝固放熱的實例：
利用熔化吸熱：用冰保鮮、冷敷給病人降溫；吃雪糕解暑。
防止熔化吸熱：雪熔化吸熱，多穿衣服，防止感冒。
利用凝固放熱：冬天在菜窖中放幾桶水。
凝固放熱的壞處：澆注鋼鐵時（或馬路上剛鋪的瀝青），凝固放熱，產生的高溫傷人。

第三節 汽化和液化
汽化和液化的定義：物質從液態變成氣態的過程叫做汽化，從氣態變成液態的過程叫做液化。
沸騰：沸騰是液體內部和表面同時發生的劇烈汽化現象。
沸騰的特點：不斷吸熱，溫度不變。
沸騰的條件：① 溫度達到沸點； ② 繼續吸熱。
沸點：各種液體沸騰時都有確定的溫度，這個溫度叫做沸點。不同液體的沸點不同。
蒸發：發生在液體表面的緩慢汽化叫蒸發。
蒸發在任何溫度下都能發生。
蒸發的特點：吸熱，溫度降低。
加快液體蒸發的方法：① 提高液體溫度； ② 增大液體表面積； ③ 加快液體表面上方空氣流動速度。
蒸發和沸騰是汽化的兩種方式，它們的異同如下表所示。
蒸發 沸騰
不同點 只在液體表面進行 液體內部和表面同時發生
在任何溫度下都能發生 必須達到沸點且繼續加熱
緩慢地汽化 劇烈地汽化
溫度降低 溫度保持不變
相 同 點 1. 都是汽化現象 2. 都使液體變成氣體 3. 都要吸收熱量

蒸發吸熱的應用：擦拭酒精給病人降溫；夏天向地面灑水，降低室溫。
液化的兩種方式：① 氣體降到足夠低的溫度； ② 壓縮體積。
液化的現象：霧、露、“白氣”（小水珠聚集）
探究實驗：水的沸騰（見右圖）
【目的】觀察水沸騰時的現象及溫度變化。
【實驗器材】鐵架臺、酒精燈、石棉網、盛水的燒杯、溫度計、帶有小孔的紙板、秒表、（火柴）。
【設計實驗】用酒精燈給水加熱至沸騰。當水溫接近90℃時每隔1min記錄一次溫度。
【實驗表格】
時間/min 0 1 2 3 4 5 …
溫度/℃

【圖象】見右上圖。其中BC段為沸騰過程。
【實驗現象】（水沸騰前）氣泡上升，越來越小。（原因：下部水溫高于上部水溫）
（水沸騰時）大量氣泡上升，變大，到水面破裂，里面的水蒸氣散發到空氣中。（原因：下部壓強大）
【注意事項】
紙板的作用：① 減少熱損失； ② 固定溫度計； ③ 防止液體飛濺出來。
紙板上小孔的作用：使內外大氣壓平衡。
水的沸點不是100℃，原因：① 氣壓低于1標準大氣壓； ② 水中有雜質； ③ 溫度計有問題。
長時間水不沸騰，原因：
① 水的初溫太低； ② 水的質量太大； ③ 未用酒精燈的外焰加熱； ④ 沒有蓋中央留孔的紙板；
移去酒精燈后沸騰不馬上停止。

第四節 升華和凝華
升華和凝華的定義：物質從固態直接變成氣態叫升華；從氣態直接變成固態叫凝華。
升華也需要吸熱，凝華也會放熱。
升華在任何溫度下都能發生。
常見的升華現象：樟腦片變小；用干冰進行人工降雨；冬天晾衣服，冰直接升華；碘升華。
常見的凝華現象：霜、雪、冰花、霧凇；白熾燈變黑（鎢絲先升華后凝華）。
物質三態變化的關系：

做簡答題時，需要注意以下兩點：① 必須聯系課本中的知識點（公式、定理或者規律）；② 語言簡潔，并且一般人看了答案后能夠看明白（通俗易懂、能夠解決問題）。

第五章 電流與電路
第一節 電荷
電荷
帶電體：物體有了吸引輕小物體的性質，我們就說是物體帶了電（荷）。這樣的物體叫做帶電體。
輕小物體指碎紙屑、頭發、通草球、灰塵、輕質球等。
電荷：電荷的多少叫做電荷量，簡稱電荷，符號是Q。電荷的單位是庫侖（C）。
在各種帶電微粒中，電子電荷量的大小是最小的。人們把最小電荷叫做元電荷，常用符號e表示。e＝1.6×10-19 C。任何帶電體所帶電荷都是e的整數倍。
正負電荷：自然界只有兩種電荷——被絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷是正電荷（＋）；被毛皮摩擦過的橡膠棒上帶的電荷叫做負電荷（－）。
具有正電荷的實質是物質中的原子失去了電子；具有負電荷的實質是物質中的原子得到了多余的電子。
電荷間的相互作用：同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。
兩個物體相互吸引有兩種情況——可能是它們帶異種電荷而互相吸引，還可能是一個物體帶電而吸引另一個不帶電的輕小物體。
使物體帶電的方法
摩擦起電
定義：用摩擦的方法使物體帶電。
原因：不同物質原子核束縛電子的本領不同。
實質：電荷從一個物體轉移到另一個物體使正負電荷分開。
能量轉化：機械能-→電能
接觸帶電：物體和帶電體接觸帶了電。如帶電體與驗電器金屬球接觸使之帶電。
感應帶電：由于帶電體的作用，使帶電體附近的物體帶電。
檢驗物體帶電的方法
使用驗電器。
驗電器的構造：金屬球、金屬桿、金屬箔。
驗電器的原理：同種電荷相互排斥。
從驗電器張角的大小，可以判斷所帶電荷的多少。但驗電器不能檢驗帶電體帶的是正電荷還是負電荷。
利用電荷間的相互作用。
利用帶電體能吸引輕小物體的性質。
中和：放在一起的等量異種電荷完全抵消的現象。
如果物體所帶正、負電量不等，也會發生中和現象。這時，帶電量多的物體先用部分電荷和帶電量少的物體中和，剩余的電荷可使兩物體帶同種電荷。
中和不是意味著等量正負電荷被消滅，實際上電荷總量保持不變，只是等量的正負電荷使物體整體顯不出電性。
摩擦起電
原子的結構：原子是由位于中心的原子核和核外的電子組成的；原子核的質量比電子的大得多，幾乎集中了原子的全部質量；原子核帶正電，電子帶負電，電子在原子核的吸引下，繞核高速運動。
原子核帶正電，電子帶負電。電子繞核運動。但整個原子呈中性。
摩擦起電：摩擦過的物體具有吸引輕小物體的現象，就是摩擦起電現象。
摩擦的兩個不同物體同時分別帶上等量異種電荷。
摩擦起電的原因：不同物質的原子核束縛電子的本領不同，兩個物體互相摩擦時，哪個物體的原子核束縛電子的本領弱，它的一些電子就會轉移到另一個物體上；失去電子的物體因缺少電子而帶正電，得到電子的物體因為有了多余電子而帶等量的負電。
摩擦起電不是創造了電荷，只是電子從一個物體轉移到另一個物體上。
由同種物質組成的兩物體摩擦不會起電。
導體和絕緣體
導體和絕緣體：善于導電的物體叫做導體；不善于導電的物體叫做絕緣體。
常見的導體：金屬、石墨、人體、大地、酸堿鹽的水溶液等。
常見的絕緣體：橡膠、玻璃、塑料、油、陶瓷等。
半導體：導電能力在絕緣體和導體之間的物體，叫做半導體。
常見的半導體：硅、鍺。
半導體的應用：集成電路（包括二極管、三極管）、熱敏電阻、光敏電阻等。
超導體：有些物質，當溫度降到某一溫度以下，電阻會突然變為零，這種現象叫做超導現象。能夠發生超導現象的物體叫做超導體。
超導體的實際應用：磁懸浮列車。
超導體可以用作輸電線或制造電子元件，并且無需考慮散熱的問題。凡是利用電流的熱效應來工作的電路中都不能使用超導體。
導體容易導電的原因：里面有大量的自由電荷，它們可以脫離原子核的束縛，而在導體內部自由移動。
“導電”與“帶電”的區別：導電過程是自由電荷定向移動的過程，導電體是導體；帶電過程是電子得失的過程，能帶電的物體可以是導體，也可以是絕緣體。
導體和絕緣體之間并沒有絕對的界限，在一定條件下可相互轉化。一定條件下，絕緣體也可變為導體。

第二節 電流和電路
電流
電流的形成：電荷在導體中定向移動形成電流。
自由電荷在金屬導體中是自由電子，在酸、堿、鹽水溶液中是正、負離子。
電流的方向：把正電荷移動的方向規定為電流的方向。
在電源外部，電流的方向是從電源的正極流向負極。在金屬導體中，電流的方向跟自由電子的移動方向相反。
電源：能夠提供持續電流的裝置，叫做電源。
干電池、蓄電池供電時，化學能轉化為電能；發電機發電時，機械能轉化為電能。
持續電流形成的條件：① 必須有電源； ② 電路必須閉合（通路）。
只有兩個條件都滿足時，才能有持續電流。
電流的三種效應
① 電流的熱效應：如白熾燈，電飯鍋等。
② 電流的磁效應：如電鈴、電磁繼電器等。
③ 電流的化學效應：如電解、電鍍等。
注：電流看不見、摸不著，我們可以通過各種電流的效應來判斷它的存在,這里體現了轉換法的科學思想。物理學中，對于一些看不見、摸不著的物質或物理問題我們往往要拋開事物本身，通過觀察和研究它們在自然界中表現出來的外顯特性、現象或產生的效應等，去認識事物的方法，在物理學上稱作這種方法叫轉換法。
電路和電路圖
電路：由電源、用電器、開關、導線等元件組成的電流的路徑，叫做電路。
電路元件的作用：
電源——能夠提供電流的裝置，或把其他形式的能轉化為電能的裝置（干電池將化學能轉化為電能）。
用電器——消耗電能，將電能轉化為其他形式能的裝置。
開關——控制電路的通斷。
導線——傳導電流，輸送電能。
電路的三種狀態：
通路——處處連通的電路叫通路，此時電路中有電流通過，電路是閉合的。
斷路（開路）——某處斷開的電路叫斷路，此時電路不閉合，電路中無電流。
短路——不經過用電器而直接用導線把電源正、負極連在一起，電路中會有很大的電流，可能把電源燒壞。
用電器兩端直接用導線連接起來的情況也屬于短路。
電路圖：用符號表示電路連接的圖，叫做電路圖。
常用電路元件的符號：
符號 意義 符號 意義
＋ 交叉不相連的導線 電鈴
交叉相連接的導線 電動機
(負極)(正極) 電池 電流表
電池組 電壓表
開關 電阻
小燈泡 滑動變阻器

電路和電路圖
由電路圖連接實物：首先按電路圖擺好元件位置。其中開關S應是斷開的。若有滑動變阻器，應將其滑片P調到變阻器的阻值最大端。
若為串聯電路，可從電源正極出發，逐個順次連接各個元件，然后回到電源負極。
若為并聯電路，可先選一支路與開關、電源和干路上的其他元件按串聯方法連成回路，再把與該支路并聯的各支路依次并聯在該支路上；也可先把并聯部分按首首相接、尾尾相接的接法接好，再從分叉點和會合點與開關、電源連成回路。
若為混聯電路，可參照串、并聯的方法連接。
按連接順序檢查，確定無誤后，可試觸開關，看看有無異常，如有問題可斷開開關檢查。
實物圖的連接中，要注意每個元件的位置和它與電路圖中符號位置的對應關系。
由實物圖畫電路圖：參照實物圖畫出電路圖時，要用規定的符號表示相應的元件，要分清元件間的連接關系，要畫成規則的方框圖（導線要畫直，拐彎處要畫成直角）。

第三節 串聯和并聯
串聯電路：兩個用電器首尾相連，然后接到電路中，就說這兩個用電器是串聯的。
并聯電路：兩個用電器的兩端分別連在一起，然后接到電路中，就說這兩個用電器是并聯的。
串聯電路與并聯電路的特點：
串聯電路 并聯電路
連接特點 逐個順次連接（首尾相連） 并列連接在兩點之間（首相接，尾相連）
電流路徑 電流從電源正極出發，只有一條路徑流回電源負極，整個電路是一個回路（無分支） 干路電流在節點處分別流經各支路，再在另一節點處匯合流回電源負極，每個支路各自跟干路形成回路，有幾條支路就有幾個回路（有分支）
開關作用 開關控制整個電路 開關位置對它的控制作用沒有影響 干路開關控制整個電路 支路開關只控制它所在的那條支路
用電器間是 否互相干擾 各用電器互相干擾，若其中一個斷開 ，其他用電器無法工作。 各用電器不互相干擾，若其中一個斷開，其他用電器照常工作
實例 裝飾用的彩色小燈泡；開關和用電器 家庭電路；路燈

識別串聯電路、并聯電路的方法：
讓電流從電源正極出發經過各用電器回到電源負極，途中不分流就是串聯，否則就是并聯。
將用電器接線柱編號，電流流入端為“首”電流流出端為“尾”，觀察各用電器，若“首→尾→首→尾”連接為串聯；若“首、首”，“尾、尾”相連，為并聯。（類似于物理課上所介紹的方法）
識別不規范的電路過程中，不論導線多長，只要其間沒有電源、用電器等，導線兩端點均可看成同一個點，從而找出各用電器兩端的公共點。
對實際看不到連接的電路，如路燈、家庭電路，可根據他們的某些特征判斷連接情況。

第四節 電流的強弱
電流：電流是表示電流強弱的物理量，用符號I表示。電流的單位為安培（安，A）。
電流的定義式：

其中I表示電流，單位為安培（A）；Q表示電荷，單位為庫倫（C）；t表示通電的時間，單位為秒（s）。
1A＝103mA＝106μA
電流表：測量電流的儀表叫電流表。符號為，其內阻很小，可看做零，電流表相當于導線。
電流表的示數：
量程 使用接線柱* 表盤上刻度位置 大格代表值 小格代表值
0～0.6A “-”和“0.6” 下一行 0.2A 0.02A
0～3A “-”和“3” 上一行 1A 0.1A

在下一行讀出的示數是指針指向相同位置時，在上一行讀出的示數的5倍。
* 部分電流表的三個接線柱分別是“+”、“0.6”和“3”。這時“0.6”和“3”是負接線柱，電流要從“+”流入，再從“0.6”或“3”流出。
正確使用電流表的規則：
電流表必須和被測的用電器串聯。
如果電流表與用電器并聯，不但測不出流經此用電器的電流，如果電路中沒有別的用電器還會因為電流表直接連到電源的兩極上使電流過大而燒壞電流表。
電流必須從“＋”接線柱流進去，從“－”接線柱流出來。否則電流表的指針會反向偏轉。
被測電流不能超過電流表量程。
任何情況下都不能使電流表直接連到電源的兩極。
無法估測待測電流的大小時，可先用大量程試觸，若指針偏轉超過最大值則應斷開開關檢查；如果指針偏轉幅度太小，會影響讀數的準確性，應選用小量程檔。
使用電表前，如果指針不指零，可調整中央調零螺旋使指針調零。
常見的電流（估計數字）：
計算器中電源的電流 100μA 半導體收音機電源的電流 50mA
手電筒中的電流 200mA 房間燈泡中的電流 0.2A
家用電冰箱的電流 1A 家用空調器的電流 5A
雷電電流 幾萬安至幾十萬安


第五節 探究串、并聯電路的電流規律
【實驗器材】兩只相同規格的小燈泡和一只不同規格的小燈泡、一個開關、兩節干電池、導線若干、三個電流表
【電路圖】
【設計實驗】分別按照上面兩個電路圖連接電路，先將規格相同的小燈泡接入電路，讀出電流表示數并記錄；然后將規格不同的小燈泡接入電路，再次讀出電流表示數并記錄。
【實驗表格】
實驗次數 A點的電流IA/A B點的電流IB/A C點的電流IC/A
1
2

【實驗結論】串聯電路中各點的電流相等，并聯電路的總電流等于各支路電流之和。
【提示】
使用不同規格的燈泡是為了避免偶然性。
課本中的實驗是在A、B、C三點分別接電流表。同時接電流表的好處是便于操作。

第六章 電壓 電阻
第一節 電壓
電壓：電壓是使電路中自由電荷定向移動形成電流的原因。電壓的符號是U，單位為伏特（伏，V）。
要在一段電路中產生電流，它的兩端就要有電壓。
電源的作用是給用電器兩端提供電壓。
1kV＝103V＝106mV
說電壓時，要說“xxx兩端的電壓”；說電流時，要說通過“xxx的電流”。
電壓表：測量電路兩端電壓的儀表叫電壓表，符號為，其內阻很大，接入電路上相當于開路。
電壓表的示數：
量程 使用接線柱* 表盤上刻度位置 大格代表值 小格代表值
0～3V “-”和“3” 下一行 1V 0.1V
0～15V “-”和“15” 上一行 5V 0.5V

在下一行讀出的示數是指針指向相同位置時，在上一行讀出的示數的5倍。
* 部分電流表的三個接線柱是“+”、“3”和“15”。這時“3”和“15”是負接線柱，電流要從“+”流入，再從“3”和“15”流出。
正確使用電壓表的規則：
電壓表必須和被測的用電器并聯。
如果與被測用電器串聯，會因為電壓表內阻很大，此段電路開路而無法測此用電器兩段的電壓。如果被測用電器在支路上，這時電壓表測的是其他支路兩端的電壓；如果被測用電器在干路上，則整個電路便成開路了，這時電壓表測的是電源電壓。
電流必須從“＋”接線柱流進去，從“－”接線柱流出來。
被測電壓不能超過電壓表量程。
無法估測待測電壓的大小時，可先用大量程試觸。再根據指針偏轉幅度選用適當量程。
常見的電壓：
干電池兩極間的電壓是 1.5V 手持移動電話的電池兩極間的電壓 3.6V
對人體安全的電壓 不高于36V 家庭電路的電壓 220V
發生閃電的云層間電壓 幾百萬伏至幾億伏 動力電路的電壓 380V

電鰩可以產生200V左右的電壓，用來自衛。
在理解電流、電壓的概念時，通過觀察水流、水壓的模擬實驗幫助我們認識問題，這里使用了科學研究方法“類比法”。類比是指由一類事物所具有的屬性，可以推出與其類似事物也具有這種屬性的思考和處理問題的方法。

電流表、電壓表的比較：
電流表 電壓表
異 符號
連接方式 與被測用電器串聯 與被測用電器并聯
直接連接電源 不能 能
量程 0.6A、3A 3V、15V
每大格 0.2A、1A 1V、5V
每小格 0.02A、0.1A 0.1V、0.5V
內阻 很小，幾乎為零，相當于短路 很大，相當于開路
同 使用前要調零；讀數時看清量程和每大（小）格；正接線柱流入，負接線柱流出；不能超過最大測量值。

利用電流表、電壓表與用電器連接，判斷電路故障
電流表示數正常而電壓表無示數
故障原因可能是：① 電壓表損壞；② 電壓表接觸不良；③ 與電壓表并聯的用電器短路。
電壓表有示數而電流表無示數
故障原因可能是：① 電流表短路；② 和電壓表并聯的用電器開路，此時電流表所在電路中串聯了大電阻（電壓表內阻）使電流太小，電流表無明顯示數。
電流表電壓表均無示數
“兩表均無示數”表明無電流通過兩表，除了兩表同時短路外，最大的可能是主電路斷路導致無電流。

第二節 探究串、并聯電路電壓的規律
【實驗器材】兩只相同規格的小燈泡和一只不同規格的小燈泡、一個開關、兩節干電池、導線若干、三個電壓表
【電路圖】
【設計實驗】分別按照上面兩個電路圖連接電路，先將規格相同的小燈泡接入電路，讀出電壓表示數并記錄；然后將規格不同的小燈泡接入電路，再次讀出電壓表示數并記錄。
【實驗表格】串聯電路：
實驗次數 AB兩端的電壓UAB/V BC兩端的電壓UBC/V AC兩端的電壓UAC/V
1
2

并聯電路：
實驗次數 L1兩端的電壓U1/V L2兩端的電壓U2/V 總電壓U/V
1
2

【實驗結論】串聯電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。并聯電路中，各支路兩端的電壓相等。
【提示】使用不同規格的燈泡是為了避免偶然性。

第三節 電阻
電阻：導體對電流的阻礙作用叫電阻。符號是R，單位是歐姆（歐，Ω）
1MΩ＝103kΩ＝106Ω
常見導體的電阻率從小到大排列，分別是：銀、銅、鋁、鎢、鐵、錳銅合金、鎳鉻合金等。
電阻的決定式：
導體的電阻是導體本身的一種性質。它的大小決定于導體的材料（電阻率ρ）、長度（L）和橫截面積（S）。
導體越長，電阻越大；導線橫截面積越小，電阻越大。
探究“決定電阻大小的因素”實驗時，必須注意控制變量。
實驗原理：用串聯在電路中小燈泡亮度的變化來研究導體電阻的變化（也可以在電壓不變的情況下，通過電流的變化來研究導體電阻的變化）。
實驗方法：控制變量法。所以定論“電阻的大小與哪一個因素的關系”時必須指明“相同條件”。
結論：導體的電阻是導體本身的一種性質，它的大小決定于導體的材料、長度和橫截面積，還與溫度有關。
有很多實驗都是用控制變量法來完成的，所以必須熟練掌握控制變量法，并且在練習時加以注意。
電阻的計算公式：
R——電阻——歐姆（Ω）；U——電壓——伏特（V）；I——電流——安培（A）。
關于電阻的注意事項：
導體不同，電阻也一般不同。
導體的電阻與導體的溫度有關。對大多數導體來說，溫度越高，電阻越大。
電阻是導體阻礙電流作用的性質，是導體本身的一種性質。與導體兩端有無電壓、電壓大小、是否有電流通過以及電流大小等均無關。
只表示電壓、電流和電阻的數值關系，沒有物理意義。
電阻的分類：定值電阻（）、變阻器（）

第四節 變阻器
滑動變阻器：
原理：通過改變接入電路中電阻線的長度改變電阻，從而改變電路中的電流。
作用：改變電流、調節電壓和保護用電器。
某滑動變阻器標有“50Ω 1A”的字樣，表明該滑動變阻器的最大阻值為50Ω，允許通過的最大電流為1A。
使用滑動變阻器的注意事項（見右圖）：
接線時必須遵循“一上一下”的原則。
如果選用A、B兩個接線柱，相當于接入一段導線；如果選用C、D兩個接線柱，相當于接入一段定值電阻。這兩種錯誤的接法都會使滑動變阻器失去作用。
A和B相當于同一個接線柱。即選用AC、BC或AD、BD是等效的。
選用C接線柱時，滑片P向左移動，滑動變阻器的電阻值將減小；
選用D接線柱時，滑片P向左移動，滑動變阻器的電阻值將增大。
（滑片距離下側已經接線的接線柱越遠，連入電路中的電阻越大）
每個變阻器都標有規定的最大電阻和允許通過的最大電流，使用時不能超過它的最大值。
應用：電位器
注意：
滑動變阻器的銘牌，告訴了我們滑片放在兩端及中點時，變阻器連入電路的電阻。
分析因變阻器滑片的變化引起的動態電路問題，關鍵搞清哪段電阻絲連入電路，再分析滑片的滑動導致變阻器的阻值如何變化。
在給滑動變阻器選電阻線的時候，應該選擇電阻較大的材料（鎳鉻合金）。
滑動變阻器的優缺點：能夠逐漸改變連入電路的電阻，但不能表示連入電路的阻值。
電阻箱的優缺點：能夠表示連入電路的阻值，但不能連續改變連入電路的電阻。
電阻箱的讀數方法：各旋盤對應的指示點（Δ）的示數乘面板上標記的倍數，然后加在一起，就是接入電路的阻值。

第七章 歐姆定律
第一節 探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系
探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系
【實驗器材】阻值不同的兩個定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關、導線
【電路圖】見右圖
【實驗結論】當電阻一定時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比。
【注意事項】滑動變阻器的作用：改變電阻兩端的電壓；保護電路。
探究電壓導體兩端電壓不變時，電流與電阻值的關系
【實驗器材】阻值不同的兩個定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關、導線
【電路圖】見右上圖
【實驗結論】當電壓一定時，導體的電流跟導體的電阻成反比。
【注意事項】滑動變阻器的作用：使電阻兩端的電壓保持不變。
這兩個實驗都采用控制變量法。
分析實驗數據尋找數據間的關系，從中找出物理量間的關系，這是探究物理規律的常用方法。

第二節 歐姆定律及其應用
歐姆定律
內容：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。
公式：
U——電壓——伏特（V）；R——電阻——歐姆（Ω）；I——電流——安培（A）
使用歐姆定律的注意事項：
同體性：公式中的I、U、R應是同一段電路或同一導體的。為了便于區別，應該加上同一種角標。
同時性：公式中的I、U、R應是同一時刻、同一導體所對應的數值。
歐姆定律普遍適用于純電阻電路中。對于電動機（轉動的線圈）和超導體來說，歐姆定律不成立。
電阻的串聯和并聯電路規律的比較
串聯電路 并聯電路
電流特點 串聯電路中各處電流相等 并聯電路的總電流等于各支路電流之和
電壓特點 串聯電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和 并聯電路中，各支路兩端的電壓相等
電阻特點 串聯電路的總電阻，等于各串聯電阻之和 并聯電阻中總電阻的倒數，等于各并聯電路的倒數之和
分配特點 串聯電路中，電壓的分配與電阻成正比 并聯電路中，電流的分配與電阻成反比
功率特點 串聯電路和并聯電路的總功率，都等于各部分電路功率之和

在做電學計算題之前，要做好電路分析，分析有關各元件的物理量之間的關系。
在電路分析、計算時，串聯要抓住電流相等這一特點；并聯要抓住電壓相等這一特點。
若有n個相同的電阻R0串聯，則總電阻為；
若有n個相同的電阻R0并聯，則總電阻為。
電阻串聯相當于增加了導體的長度，所以總電阻比其中任何一個電阻都大，串聯得越多總電阻越大；
電阻并聯相當于增加了導體的橫截面積，所以并聯總電阻比每一個并聯分電阻都小，并聯得越多總電阻越小。
電路（串聯、并聯）中某個電阻阻值增大，則總電阻隨著增大；某個電阻阻值減小，則總電阻隨著減小。
常用的串、并聯電路中的物理量與電阻的比例關系有（以兩個電路串、并聯為例，其中P為電功率，W為電功，Q為電熱）
串聯時：

并聯時：


第三節 測量小燈泡的電阻
伏安法測量小燈泡的電阻
【實驗目的】證明燈絲電阻與溫度有關。
【實驗器材】小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關、導線。
【實驗步驟】
① 畫出電路圖（見右圖）。
② 按電路圖連接實物，開關S應斷開，將滑動變阻器滑片P移到阻值最大端。
③ 檢查無誤后閉合開關，移動滑片（眼睛看著電壓表），分別記錄三組電壓、電流的對應值。
④ 斷開開關。根據，計算出每次的電阻值R1、R2、R3，并求出電阻的平均值。
【實驗結論】燈絲的電阻與溫度有關。溫度越高，燈絲電阻越大。
【注意事項】
① 接通電源后先通過變阻器把電壓調到小燈泡的額定電壓，然后從該電壓開始依次降低。
② 滑動變阻器的作用：改變電阻兩端的電壓；保護電路。
③ 實驗最后不能求電阻的平均值，因為：燈絲的電阻與溫度有關。
伏安法測電阻
【原理】
【實驗器材】待測電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關、導線。
【實驗步驟】
① 畫出電路圖（見右圖）。
② 按電路圖連接實物，開關S應斷開，將滑動變阻器滑片P移到阻值最大端。
③ 檢查無誤后閉合開關，移動滑片（眼睛看著電壓表），分別記錄三組電壓、電流的對應值。
④ 斷開開關。根據，計算出每次的電阻值R1、R2、R3，并求出電阻的平均值。
【注意事項】
① 多次測量平均值的目的：減小誤差。
② 滑動變阻器的作用：改變電阻兩端的電壓；保護電路。
實驗電路連接的常見錯誤：
電流表（電壓表）的“＋”“－”接線柱接錯了。
電流表（電壓表）的量程選大/小了。
滑動變阻器的接線柱接錯了（同時接在上/下接線柱）。
電流表沒有與被測用電器串聯（如并聯）；電壓表沒有與被測用電器并聯（如串聯或與其他用電器并聯）
連接電路時開關沒有斷開。
測量未知電阻阻值的其他方法：
用兩個電壓表、一個阻值已知的定值電阻、一個電源、一個開關和若干導線，不用電流表（電路串聯）：
在這種情況下，可利用“串聯電路中電壓與電阻成正比”求出電阻。
用一個電壓表、一個阻值已知的定值電阻、一個電源、一個開關和若干導線，不用電流表（電路串聯）：
由于只有一個電壓表，我們就只能先利用短路測量電源電壓，然后測量其中一個定值電阻兩端的電壓，利用“串聯電路的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和”求出另外一個定值電阻兩端的電壓，最后利用“串聯電路中電壓與電阻成正比”求出電阻。
用兩個電流表、一個阻值已知的定值電阻、一個電源、一個開關和若干導線，不用電壓表（電路并聯）：
在這種情況下，可利用“并聯電路中，通過各支路的電流與其電阻成反比”求出電阻。
用一個電流表、一個阻值已知的定值電阻、一個電源、一個開關和若干導線，不用電壓表（電路并聯）：
由于只有一個電流表，我們就只能先利用斷路測量其中一個支路的電流，然后測量電路的總電流，利用“并聯電路的總電流等于通過各支路的電流之和”求出通過另外一個定值電阻的電流，最后利用“并聯電路中，通過各支路的電流與其電阻成反比”求出電阻。
用一個電流表、一個阻值已知的定值電阻、一個電源、一個開關和若干導線，不用電壓表（電路串聯）：
先將未知的電阻短路，利用U＝IR求出電源電壓。然后再將未知的電阻連入電路，利用總電壓相等，求出總電阻。利用“串聯電路的總電阻等于各部分電路的電阻之和”求出未知電阻的阻值。
如果阻值已知的定值電阻被換成滑動變阻器，方法也是相同的。
使用電流表（或電壓表）、一個電阻箱、一個電壓、一個開關盒若干導線：
可以先把定制電阻單獨連入電路，測量定值電阻的一個物理量（電流或電壓）。把電阻箱單獨連入電路，并使電阻箱對應的物理量等于定值電阻對應的物理量。讀出電阻箱連入電路的阻值即可。但這種方法只能粗略地測量定值電阻阻值。
測量電阻的原理一般只有兩個：一個是，另一個是利用其他物理量與電阻的關系。大家應該熟練掌握等效替代法，而不是背實驗步驟和表達式（所以提綱也不會給出步驟和表達式）。

第四節 歐姆定律和安全用電
電壓越高越危險：由歐姆定律可知，人體的電阻R一定，加在人體身上的電壓越大，通過人體的電流就越大。電流大到一定程度，人就會發生危險。所以電壓越高越危險。
安全用電的原則：不接觸低壓（小于1000V）帶電體，不靠近高壓（大于1000V）帶電體。
人們把正常接通的電路，即用電器能夠工作的電路叫做通路。電路的兩種主要故障是短路和斷路。
雷電：雷電是大氣中一種劇烈的放電現象。
當云層和大地之間的放電如果通過人體，能夠立即致人死亡，如果通過樹木、建筑物，巨大的熱量和空氣的振動都會使它們受到嚴重的破壞。
高大建筑等的頂端都安裝用來防雷的避雷針。
小鳥站在高壓線上不會被電死的原因：加在小鳥兩腳之間的電壓很小。

第八章 電功率
第一節 電能
電功：電流所做的功叫電功。
電功的符號是W，單位是焦耳（焦，J）。電功的常用單位是度，即千瓦時（kW·h）。
1kW·h＝3.6×106J
電流做功的過程，實際上就是電能轉化為其他形式能的過程。
電流在某段電路上所做的功，等于電功率與通電時間的乘積，還等于這段電路兩端的電壓與電路中的電流以及通電時間的乘積。
電功的計算公式為：
電能表：測量電功的儀表是電能表（也叫電度表）。下圖是一種電能表的表盤。
表盤上的數字表示已經消耗的電能，單位是千瓦時，該數的前四位是整數，第五位是小數部分，即1234.5kW·h。
“220V”表示這個電能表應該在220V的電路中使用。
“10（20A）”表示這個電能表的標定電流為10A，額定最大電流為20A。
“50Hz”表示這個電能表在50Hz的交流電中使用；
“600revs/kW·h”表示接在這個電能表上的用電器，每消耗1千瓦時的電能，電能表上的表盤轉過600轉。
根據轉盤轉數計算電能或根據電能計算轉盤轉數時，可以列比例式：
列出的比例式類似于
用電能表月底的讀數減去月初的讀數，就表示這個月所消耗的電能。

第二節 電功率
電功率：電流在1秒內所做的功叫電功率。
電功率符號是P，單位是瓦特（瓦，W），常用單位為千瓦（kW）。
1kW＝103W
電功率的物理意義：表示消耗電能的快慢。
電功率的定義式：
第一種單位：P——電功率——瓦特（W）；W——電功——焦耳（J）；t——通電時間——秒（s）。
第二種單位：P——電功率——千瓦（kW）；W——電功——千瓦時（kW·h）；t——通電時間——小時（h）。
電功率的計算式：
P——電功率——瓦特（W）；U——電壓——伏特（V）；t——電流——安培（A）。
家用電器的電功率（估計數值）：
1000W：空調、微波爐、電爐、電熱水器；
800W：吸塵器；
500W：電吹風機、電熨斗、洗衣機；
200W：電視機、電子計算機；
100W：電冰箱、電扇。
低于1W：手電筒、計算器、電子表。
有關電功、電功率的公式及其適用范圍：
電功 電功率 公式的適用范圍
普遍適用
普遍適用
只適用于純電阻電路（只含電阻的電路）
只適用于純電阻電路

用電器的額定功率和實際功率
額定電壓：用電器正常工作時的電壓叫額定電壓。
額定功率：用電器在額定電壓下的功率叫額定功率。
額定電流：用電器在正常工作時的電流叫額定電流。
用電器實際工作時的三種情況：
——用電器不能正常工作。（如果是燈泡，則表現為燈光發暗，燈絲發紅）
——用電器不能正常工作，有可能燒壞。（如果是燈泡，則表現為燈光極亮、刺眼、發白或迅速燒斷燈絲）
——用電器正常工作。
電燈泡上的“PZ220 25”表示額定電壓是220V，額定功率是25W。
有些地區電壓不穩定，使用穩壓器可以獲得較為穩定的電壓。
額定電壓相同，額定功率不同的燈泡，燈絲越粗，功率越大。
將這兩個燈泡串聯，額定功率大的，實際功率小；將這兩個燈泡并聯，額定功率大的，實際功率大。
串并聯電路P實與R大小的關系
項目 串聯電路 并聯電路
P實與R的關系 串聯電路中電阻越大的用電器消耗的電功率越大 并聯電路中電阻越小的用電器消耗的電功率越大
燈泡發光亮度 實際電壓大的P實越大，因此實際電壓大的燈泡較亮 通過電流大的P實越大，因此通過電流大的燈泡較亮
電阻大的P實越大，因此電阻大的燈泡較亮 電阻小的P實越大，因此電阻小的燈泡較亮
串接上滑動變阻器的小燈泡，變阻器阻值增大時分壓也大，小燈泡實際電壓減小，小燈泡發光較暗 并接上滑動變阻器的電燈，由于并聯電路中各部分互不干擾，所以通過小燈泡所在支路的電流不變，小燈泡發光情況不變


第三節 測量小燈泡的電功率
伏安法測小燈泡的功率
【實驗目的】探究小燈泡的發光情況與小燈泡實際功率的關系。
【實驗原理】
【實驗器材】小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關、導線。
【實驗步驟】
① 畫出電路圖（見右圖）；
② 按電路圖連接實物。注意開關斷開，滑動變阻器的滑片移到阻值最大端。
③ 檢查無誤后，試觸，無異常后閉合開關。移動滑片，使小燈泡在額定電壓下發光，然后使小燈泡兩端的電壓約為額定電壓的1.2倍，接下來使小燈泡兩端的電壓小于額定電壓，每次都要觀察小燈泡的亮度，測出小燈泡的功率。
④ 根據分別算出小燈泡的額定功率、電壓為額定電壓的1.2倍時的實際功率、電壓低于額定電壓時的實際功率。
【實驗結論】燈泡的亮度由實際功率決定。燈泡的實際功率越大，燈泡越亮。
【注意事項】滑動變阻器的作用：改變小燈泡兩端的電壓、保護電路。

第四節 電與熱
探究電流的熱效應
【實驗器材】（如下圖）燒瓶（三個燒瓶中放入等量的煤油）、溫度計、銅絲、鎳鉻合金絲、電源。
【實驗步驟】（1）
① 如下圖中的左圖，在兩瓶中分別浸泡銅絲、鎳鉻合金絲。
② 將兩瓶中的金屬絲串聯起來接到電源上。
③ 通電一段時間后，比較兩瓶中煤油的溫度變化。
（2）
在通電時間相同的情況下，分別給一個燒瓶中的鎳鉻合金絲通入大小不同的電流（下圖中的右圖），觀察什么情況下產生的熱量多。
【實驗結論】（1）在電流、通電時間相同的情況下，電阻越大，產生的熱量越多。
（2）在通電時間一定、電阻相同的情況下，通過電流大時，鎳鎘合金絲產生的熱量多。

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。

Q——熱量——焦耳（J）；I——電流——安培（A）；R——電阻——歐姆（Ω）；t——通電時間——秒（s）
有關焦耳定律的注意事項
Q不與I成正比，而是與I2成正比。往公式里代數時要注意電流的代入：Q＝I2Rt＝(1A)2×2Ω×5s＝10J
對于純電阻電路，電流做功消耗的電能全部轉化為內能（Q＝W），這時以下公式均成立
對于非純電阻電路，電能除了轉化為內能，還要轉化為其他形式的能量。求Q時只能用Q＝I2Rt。
利用電熱的例子：熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等。
防止電熱的例子：電視機外殼的散熱窗；計算機內的散熱風扇、電動機外殼的散熱片等。
串并聯電路中電功、電功率、電熱與電阻的關系
物理量 串聯 并聯
電功
電功率
電熱
比例關系 在串聯電路中，電壓分配、電功、電功率、電熱都與電阻成正比 在并聯電路中，電流分配、電功、電功率、電熱都與電阻成反比


第五節 電功率和安全用電
家庭電路中電流過大的原因：① 發生短路； ② 接入電路中的總功率過大。
這兩個原因都可以使保險絲熔斷。此外，如果保險絲的額定電流過小，也容易燒壞。
保險絲：保險絲是用鉛銻合金制作的，電阻比較大，熔點比較低。
保險絲的作用：當電流過大時，保險絲由于溫度升高而熔斷，切斷電路，起到保護的作用。
不能用銅絲、鐵絲代替保險絲。
新建的樓房的保險裝置不是保險絲，而是空氣開關。當電流過大時，開關中的電磁鐵起作用，使開關斷開，切斷電路。
在家庭電路中，導線相互連接處往往比別處更容易發熱，加速老化，甚至引起火災。這是為什么？
因為導線互相連接處接觸面積小，所以電阻大。在串聯電路中通電時間相同，由焦耳定律可知，導線互相連接處產生的熱量多，溫度高，所以那里容易發熱，加速老化，甚至引起火災。
燈泡的燈絲燒斷了，把斷了的燈絲搭在一起，燈泡會更亮。為什么？
因為燈絲燒斷之后再搭在一起，燈絲的長度縮短，所以燈絲電阻變小。由可知，燈泡電壓不變，燈泡的實際功率增大，所以燈泡會更亮。

四、電路計算
當遇到帶有電路的題時，首先要識別電路，畫出等效電路圖（如果能夠直接分析，就沒有必要浪費時間畫出等效電路圖）。識別電路、電路分析包括以下內容：
認清用電器（電阻）的連接關系：是串聯還是并聯（目前我們很少研究混聯電路）；
認清電路是“通路”、“斷路”還是“斷路”；
認清各個開關分別控制哪個用電器或哪部分電路；
認清滑動變阻器的滑片P移動時將如何改變接入電路中電阻的大小，從而改變電路電流的。
（有時，滑動變阻器相當于一端導線或定值電阻，但與滑動變阻器連接的電表會讓我們“鬧心”，這時最好畫等效電路圖進行分析）
認清電流表、電壓表測量的是哪個用電器或哪部分電路的電流、電壓。
可以把電表兩端沿著導線（或跨過開關、電流表）移動，以方便分析。
定性分析的策略
電路定性分析的特點是：沒有定量計算，只有定性分析，在電源電壓和定值電阻不變的情況下，經過移動滑動變阻器的滑片或開關的連通或斷開從而改變了電路的結構，使電路的總電阻、總電流、分電壓、分電流及分功率等物理量發生了變化。
定性分析的思維順序：
“先看總電阻”（用串、并聯特點）
當滑動變阻器的滑片向左（右）滑動或開關斷開（閉合）時，由串、并聯特點可以推出如下結論：
當電路（串、并）中的任何一個電阻變大（小）時，電路的總電阻將變大（小）；
串聯電路中，越串，總電阻越大；
并聯電路中，越并，總電阻越小。
“再看總電流”（用歐姆定律，電源電壓不變）
“串聯看分電壓”
先用歐姆定律看定值電阻的電壓，再用串聯特點看另一電阻的分電壓。
“并聯看分電流”
先用歐姆定律看定值電阻的電流，再用串聯特點看另一電阻的分電流。
“最后看功率”（用功率公式）
實在難以分析的時候，可以根據題意假設一些用電器（一段電路）的電阻、電流以及它們兩端的電壓。
解計算題時，要注意第二、三部分中公式和規律的運用。
解計算題時，設未知數的技巧是，選電路圖中固定不變的量做未知數，選所求的物理量做未知數。

第六節 生活用電常識
家庭電路的組成：家庭電路由進戶線、電能表、閘刀開關、保險盒、開關、電燈、插座、導線等組成。
家庭電路中各部分電路及作用：
進戶線
進戶線有兩條，一條是火線，一條是零線。火線與零線之間的電壓是220V。
正常情況下，零線之間和地線之間的電壓為0V。
電能表（見第一節）
用途：測量用戶消耗的電能（電功）的儀表。
安裝：電能表安裝在家庭電路的干路上，這樣才能測出全部家用電器消耗的電能。
閘刀開關（空氣開關）
作用：控制整個電路的通斷，以便檢測電路更換設備。
安裝：閘刀開關安裝在家庭電路的干路上，空氣開關的靜觸點接電源線。
保險盒（見第五節）
電路符號：
連接：與所保護的電路串聯，且一般只接在火線上。
選擇：保險絲的額定電流等于或稍大于家庭電路的最大工作電流。
保險絲規格：保險絲越粗，額定電流越大。
注意事項：不能用較粗的保險絲或鐵絲、銅絲、鋁絲等代替標準的保險絲。因為銅絲的電阻小，產生的熱量少，銅的熔點高，不易熔斷。
插座
作用：連接家用電器，給可移動家用電器供電。
種類：常見的插座有二孔插座（下圖左）和三孔插座（下圖右）。
安裝：并聯在家庭電路中，具體接線情況見右圖。
把三腳插頭插在三孔插座里，在把用電部分連入電路的同時，也把用電器的金屬外殼與大地連接起來，防止了外殼帶電引起的觸電事故。
用電器（電燈）和開關
白熾燈的工作原理：白熾燈是利用電流的熱效應進行工作的。
燈泡長期使用會變暗，原因是：燈絲升華變細電阻變小，實際功率變小；升華后的金屬鎢凝華在玻璃內壁上降低了燈泡的透明度。
開關和用電器串聯，開關控制用電器。如果開關短路，用電器會一直工作，但開關不能控制。

為防止漏電對人造成傷害，在家庭電路的總開關處要安裝漏電保護器。
連接家庭電路的注意事項：
家庭電路中各用電器是并聯的。
插座的連接要遵循“左零右火”的規則。
開關必須串聯在火線中，成“火線——開關——用電器——零線”的連接方式。
與燈泡的燈座螺絲口相接的必須是零線。
火線上必須接有保險絲，保險絲不能用鐵絲、銅絲代替。（現在保險絲已被空氣開關代替。）
三線插頭中的地線與用電器的金屬外殼相連，插座上相應的導線和室外的大地相連。這樣做可以防止外殼帶電給人造成傷害。
雖然地線和零線正常情況下之間沒有電壓，但絕不能將地線和零線接通，否則易造成觸電事故。
試電筆：用試電筆可以辨別火線和零線。使用時筆尖接觸被測的導線，手必須接觸筆尾的金屬體。
用試電筆測火線時氖管會發光；測零線時不會發光，因為零線內沒有電壓。
測電筆接觸火線時，如果觀察不到氖管發光，你認為產生這種現象的原因可能是：測電筆氖管已壞；手沒有接觸筆尾金屬體；火線斷路。
某次檢修電路時，發現燈泡不亮，火線、零線都能使測電筆發光，可能的原因是：火線完好，零線處有斷路，被測段零線通過用電器和火線構成通路。
家庭電路中觸電的原因：一是人體接觸了火線和大地（單線觸電），二是人體接觸了火線和零線（雙線觸電）。

第九章 電與磁
第一節 磁現象
磁性：物體能夠吸引鋼鐵、鈷、鎳一類物質的性質叫磁性。
磁體：具有磁性的物體，叫做磁體。磁體具有吸鐵性和指向性。
磁體的指向性：可以在水平面內自由轉動的條形磁體或磁針，靜止后總是一個磁極指南（叫南極，用S表示），另一個磁極指北（叫北極，用N表示）。
磁極：磁體上磁性最強的部分叫磁極。磁體兩端的磁性最強，中間的磁性最弱。
無論磁體被摔碎成幾塊，每一塊都有兩個磁極。
磁極間的相互作用：異名磁極互相吸引，同名磁極互相排斥。
磁化：磁性材料在磁體或電流的作用下會獲得磁性，這種現象叫做磁化。
高溫和劇烈震動可以使這些物體的磁性消失。
鋼和軟鐵的磁化：軟鐵被磁化后，磁性容易消失，稱為軟磁材料。鋼被磁化后，磁性能長期保持，稱為硬磁性材料。所以制造永磁體使用鋼，制造電磁鐵的鐵芯使用軟鐵。
物體是否具有磁性的判斷方法：
① 根據磁體的吸鐵性判斷。
② 根據磁體的指向性判斷。
③ 根據磁體相互作用規律判斷。
④ 根據磁極的磁性最強判斷。

第二節 磁場
磁場：磁體周圍的空間存在著磁場。
磁場看不見、摸不著，我們可以根據它所產生的作用來認識它，這里使用的就是轉換法。
磁場的基本性質：磁場對放入其中的磁體產生磁力的作用。磁體間的相互作用就是通過磁場而發生的。
磁場的方向：把小磁針靜止時北極所指的方向定位那點磁場的方向。
磁感線：在磁場中畫一些有方向的曲線，任何一點的曲線方向都跟放在該店的磁針北極所指的方向一致。這樣的曲線叫做磁感線。磁感線上某點的切線方向，就是該點的磁場方向。
對磁感線的認識：
在磁體外部，磁感線都是從磁體的N極出發，回到S極。在磁體內部正好相反。
磁感線布滿磁體周圍整個空間，磁感線的疏密表示磁性強弱。
磁感線是假想的閉合曲線，磁感線不是真實存在的（磁場是真實存在的），磁感線不交叉、不重合，磁感線要畫成虛線。
用磁感線描述磁場、用光線描述光的傳播的方法是模型法。
磁感線立體分布在磁體周圍。
磁極受力：在磁場中的某點，北極所受磁力的方向跟該點的磁場方向一致，南極所受磁力的方向跟該點的磁場方向相反。
典型的磁感線：

磁場的分類：地磁場、電流的磁場（第三節）
地磁場：地球本身是一個巨大的磁體，在地球周圍的空間存在著磁場，叫做地磁場。
地磁場的磁感線從地磁北極出發到地磁南極。
小磁針能夠指南北是因為受到了地磁場的作用。
我國宋代的沈括首先發現：地理的兩極和地磁的兩極并不重合，地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理北極附近。

第三節 電生磁
最早發現電流磁效應的科學家是丹麥物理學家奧斯特。
奧斯特實驗：如下圖所示，將一根導線平行地拉在靜止的小磁針的上方（乙圖），觀察導線通電時（甲圖）小磁針是否偏轉，改變電流方向（丙圖），再觀察一次。

對比甲圖、乙圖，可以說明通電導線的周圍有磁場；
對比甲圖、丙圖，可以說明磁場的方向跟電流的方向有關。
通電螺線管的磁場：通電螺線管外部的磁場方向與條形磁體的磁場相似。磁極可用安培定則來判斷。
安培定則：用右手握螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極。
螺線管的極性只與電流方向有關，與線圈繞法無關。
安培定則的應用：判斷通電螺線管的磁極、根據磁極判斷電流方向、根據磁極和電流方向判斷線圈繞法。
典型圖：


第四節 電磁鐵
電磁鐵：插有鐵芯的通電螺線管，在有電流通過時有磁性，沒有電流時失去磁性，這種磁體就是電磁鐵。
電磁鐵的工作原理：電流的磁效應、磁化
影響電磁鐵（通電螺線管）磁性強弱的因素：線圈匝數、電流大小、（是否插入鐵芯）。
電磁鐵的電流越大，它的磁性越強；外形相同的螺線管，電流大小相同時，線圈匝數越多，它的磁性越強。
電磁鐵的應用：電磁起重機、電磁繼電器、空氣開關、磁懸浮列車、電話等。
磁懸浮列車利用了“同名磁極互相排斥”的原理。
電磁鐵與永久磁體相比，所具有的優點有：
① 可以改變電流的大小以改變磁性的強弱；
② 可以改變電流方向以改變磁極；
③ 可以通過控制電流的有無來控制磁性的有無。

第五節 電磁繼電器 揚聲器
繼電器：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。
電磁繼電器：電磁繼電器是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關。
電磁繼電器的結構：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組成。有了電磁繼電器，人們就可以安全方便地操縱大型機械了。

揚聲器和話筒的能量轉換：前者是將電能轉化成聲能的裝置，后者是將聲能轉化成電能的裝置。
揚聲器的工作原理：線圈通過如圖9.5-4所示電流時，受到磁體吸引而向左運動；當線圈通過的電流的方向相反時，受到磁體排斥而向右運動。交流電方向周期性改變，線圈帶動紙盆不斷振動，產生聲音。
水位自動報警器的工作原理：如下圖，當水位未達到金屬塊A時，電磁鐵斷路，不具有磁性。綠燈與電源接通，紅燈斷開。此時綠燈亮，紅燈不亮。當水位達到金屬塊A時，電磁鐵通路，具有磁性。紅燈與電源接通，綠燈斷開。此時紅燈亮，綠燈不亮。

電鈴的工作原理：如右上圖。通電時，電磁鐵有電流通過，具有磁性，吸引小錘下方的彈性片，使小錘打擊電鈴發出聲音；同時電路斷開，電磁鐵失去磁性，小錘被彈回，電路閉合。這樣不斷重復，電鈴便發出連續擊打聲了。

第六節 電動機
探究“磁場對通電導線的作用”：
如圖所示，把一根直導體AB放在蹄形磁體的磁場里，并與電源、開關、滑線變阻器組成一閉合電路。

【實驗步驟】
① 合上開關，接通電路，導體AB中產生由A向B流動的電流，這時導體AB向左運動起來。
② 將電源上的正、負極接線對換，合上開關，導體AB中產生由B向A流動的電流，這時導體AB向右運動起來。
③ 將蹄形磁體的磁極上下翻轉，導體AB的運動方向也發生變化。
【實驗結論】
① 通電導體在磁場里受到力的作用。
② 通電導體在磁場里受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關。
磁場對電流的作用：實驗表明，通電導體在磁場中要受到磁場對電流的力而運動。
力的方向跟電流方向和磁感線（磁場）方向有關。電流方向或磁感線方向變得相反時，力的方向變得相反；電流方向和磁感線方向都變得相反時，力的方向不變。
電動機：電動機是將電能轉化為機械能的裝置。
工作原理：通電線圈在磁場中受力轉動。
能量轉換：電能轉化為機械能。
分類：交流電動機、直流電動機（直流電動機有換向器）
換向器的作用：在線圈剛越過平衡位置時自動改變電流方向，使線圈持續運動下去。
組成：電動機主要由轉子和定子組成。
在直流電動機，當線圈位于平衡位置時，線圈內沒有電流，線圈不受力的作用。
直流電動機的線圈內都是交流電。
電動機的優點：構造簡單、控制方便、體積小、效率高、功率可以改變、污染小等。
歐姆定律適用于未轉動的電動機的線圈。
電動機轉動時，只有和成立。

第七節 磁生電
電磁感應的探究實驗：
如圖，在兩段磁體的磁場中放置一根導線，導線的兩端跟電流表連接。

【實驗步驟、現象】
① 當導體AB順著磁感線上下運動或靜止不動時，電流表指針不偏轉，說明電路中沒有電流。
② 當導線AB水平向左運動時，電流表指針向右偏轉，表明電路中產生了電流，電流方向是從B到A。
③ 當導線AB水平向右運動時，電流表指針向左偏轉，表明電路中產生了電流，電流方向是從A到B。
④ 當導線AB水平向左運動時，但先將磁鐵的磁極位置對調，電流方向是從A到B。
【實驗結論】
① 產生感應電流的條件：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動。
② 導體中感應電流的方向，跟導體的運動方向和磁感線方向有關。
【注意事項】
① 該電路沒有電源。
② 本實驗中的能量轉化：機械能轉化為電能。
1831年，英國物理學家法拉第發現了電磁感應現象。
電磁感應：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產生電流，這種現象叫做電磁感應，產生的電流叫做感應電流。
導體中感應電流的方向，跟導體的運動方向和磁感線方向有關。
發電機：發電機是將機械能轉化為電能的裝置。
原理：電磁感應現象
能量轉化：機械能轉化為電能。
發電機由轉子和定子組成。
直流發電機中有換向器。
在直流發電機中，當線圈位于平衡位置時，線圈內沒有電流。
交變電流：在交變電流中，電流在每秒內周期性變化的次數叫做頻率，單位是Hz。我國電網的交流電，頻率是50Hz，周期是0.02s，電流在每秒內產生的周期性變化的次數是50次。
無論是直流發電機還是交流發電機，線圈內都是交流電。
錄音的原理是電流的磁效應（電能轉化為聲能）和磁化，放音的原理是電磁感應現象（聲能轉化為電能）。

第十章 信息的傳遞
第一節 現代順風耳——電話
1876年，美國的貝爾發明了電話。
最簡單的電話由話筒和聽筒組成。話筒相當于變阻器，聽筒相當于揚聲器。
為了提高線路的利用率，人們發明了電話交換機，一般電話之間都是通過電話交換機來完成的。
早期的電話交換機是手工操作的。1891年出現了利用電磁繼電器接線的自動電話交換機。現在的程控電話交換機利用了電子計算機技術。
“占線”現象包括：① 對方的話機在使用；② 一般是打長途電話時，兩臺交換機之間有太多的用戶要通話。
電話分模擬和數字兩種。使用模擬信號的通信方式叫做模擬通信，使用數字信號的通信方式叫做數字通信。
模擬信號缺點：模擬信號在長距離運輸和多次加工、放大的過程中，信號電流的波形會改變，從而使信號丟失一些信息，表現為聲音、圖像的失真，嚴重時會使通信中斷。
數字信號優點：① 形式簡單，數字信號只包括兩種狀態，抗干擾能力強；② 可以通過不同編碼進行加密。
現代的電話全部采用數字信號進行傳輸和處理，但在交換機和用戶家中一兩千米的距離上，還在使用模擬信號。

第二節 電磁波的海洋
導線中電流的迅速變化會在空間激起電磁波。
光是一種電磁波。真空中電磁波傳播的速度c是宇宙間物質運動的最快速度。
真空中電磁波的波速為c，它等于波長λ和頻率f的乘積：c＝λf
其中c≈3×105km/s＝3×108m/s，λ的單位是米，f的單位是赫茲。
將電磁波按照波長由小到大順序排序，分別是：γ射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、微波、短波、中波和長波。
雷達的天線能發射和接收電磁波。電磁波需要用天線來發射和接收。
在微波爐中，食物的分子在微波的作用下劇烈振動，使得內能增加，溫度升高。

第三節 廣播、電視和移動通信
無線電廣播信號的發射由廣播電臺完成。話筒把聲音信號轉換成電信號，用調制器把音頻電信號加載到高頻電流上，再通過天線發射出去。
信號的接收由收音機的天線完成，通過轉動收音機調諧器的旋鈕，可以選擇特定頻率的信號，經過放大，送到揚聲器里。揚聲器把音頻電信號轉換成聲音。
圖像信號的工作過程：攝像機把圖像變成電信號，發射機把電信號加載到高頻電流上，再通過天線發射出去。電視機的接收天線接收這樣的高頻信號，通過電視機把圖像信號取出、放大，由顯像管還原成圖像。
移動電話機即是無線電發射臺又是無線電接收臺，工作時用電磁波將信息發射到空中，并在空中捕獲電磁波。它跟其他用戶的通話要靠較大的固定無線電臺（基地臺）轉接，基地臺與電話交換機相連。
由聲音變成的電信號，它的頻率跟聲音的頻率相同，在幾十赫到幾千赫之間，叫做音頻信號。
由圖像變成的電信號，它的頻率在幾赫到幾兆赫之間，叫做視頻信號。
音頻電流和視頻電流在空間激發電磁波的能力都很差，需要把它們加載到具有更好的發射能力的電流上，才能發射到天空中，這種電流就是射頻電流。

第四節 越來越寬的信息之路
本節課提到了微波通信、衛星通信、光纖通信和網絡通信。
作為載體的無線電波，頻率越高，相同時間內傳輸的信息越多。微波的波長在10m～1mm之間，頻率在30MHz～3×105MHz之間。一條微波線路可以同時開通幾千、幾萬路電話。
微波的性質更接近光波，大致沿直線傳播。因此，必須每隔50km左右就要建設一個微波中繼站。
在地球的周圍均勻地配置3顆同步通信衛星，就覆蓋了幾乎全部地球表面。
1960年，美國科學家梅曼制成了世界上第一臺紅寶石激光器，它能產生頻率單一、方向高度集中的激光。
激光的優點：平行度好、單色度好、亮度高。
通信用的激光一般在光導纖維中傳播。光導纖維是很細的玻璃絲。激光在里面多次反射。
目前人們經常使用的網絡通信形式是電子郵件。像“[email protected]”，表示信箱屬于一個叫“abc”的人，他的服務器名叫“server.com.cn”。“cn”表示中國，“com”表示商業網站，“edu”表示教育網。
世界上最大的計算機網絡是因特網。

第十一章 多彩的物質世界
第一節 宇宙和微觀世界
一切物體都是由物質組成的，物質處于不停地運動和發展中。
微觀粒子：
分子：能保持物質原來性質的最小微粒為分子。物質是由分子組成的。
分子的大小通常以10-10m做單位來量度。我們只能用電子顯微鏡來觀察分子。
原子：分子是由原子組成的。有的分子由多個原子組成，有的分子只由一個原子組成。
原子的結構與太陽系十分相似，它的中心是原子核，在原子核周圍，由一定數目的

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