《九年级物理电与磁思维导图》

一、电

1.1 电荷

• 概念： 物质所带的能使物质之间产生相互作用的物理属性。
• 种类： 正电荷（玻璃棒摩擦丝绸）、负电荷（橡胶棒摩擦毛皮）。
• 相互作用规律： 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
• 电荷量 (Q)： 电荷的多少。
  • 单位： 库仑 (C)。
  • 元电荷 (e)： 最小的电荷量，e = 1.6 × 10⁻¹⁹ C。
• 电荷守恒定律： 电荷既不能创造也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。在一个封闭系统中，电荷的总量保持不变。
• 检验方法：验电器（利用同种电荷相互排斥）。

1.2 电流与电路

• 电流 (I)： 电荷的定向移动形成电流。
  • 方向： 正电荷定向移动的方向规定为电流方向。
  • 单位： 安培 (A)。
  • 微观： 金属导体中，自由电子的定向移动形成电流。
• 电压 (U)： 是形成电流的原因，是推动电荷定向移动的动力。
  • 单位： 伏特 (V)。
  • 电源： 提供电压的装置。
• 电阻 (R)： 导体对电流的阻碍作用。
  • 单位： 欧姆 (Ω)。
  • 影响因素： 导体的材料、长度、横截面积和温度。
  • 滑动变阻器： 通过改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻。
• 电路： 用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流的通路。
  • 组成： 电源、用电器、开关、导线。
  • 状态：
    • 通路：电路接通，有电流通过。
    • 断路（开路）：电路断开，没有电流通过。
    • 短路：用导线直接将电源两极连接起来，会烧坏电源。
  • 连接方式：
    • 串联：电路中只有一条电流路径。
    • 并联：电路中有多条电流路径。

1.3 欧姆定律

• 内容： 导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
• 公式： I = U/R
• 应用：
  • 计算电流、电压、电阻。
  • 分析电路故障。

1.4 电功率

• 概念： 表示电流做功快慢的物理量。
• 公式：
  • P = W/t
  • P = UI
• 单位： 瓦特 (W)。
• 电能 (W)： 电流所做的功。
  • 单位： 焦耳 (J) 或千瓦时 (kWh)。
  • 公式： W = UIt = Pt
• 额定功率： 用电器正常工作时的电压和功率。
• 实际功率： 用电器实际工作时的电压和功率。
• 焦耳定律： 电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
  • 公式： Q = I²Rt

二、磁

2.1 磁现象

• 磁体： 具有磁性的物体。
• 磁极： 磁体上磁性最强的部分。
  • 种类： 南极 (S) 和北极 (N)。
  • 相互作用规律： 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
• 磁场： 磁体周围存在的一种看不见、摸不着的特殊物质，它能对放入其中的磁体产生力的作用。
  • 基本性质： 对放入其中的磁体有力的作用。
  • 方向： 在磁体外部，磁感线从 N 极出发，回到 S 极。
  • 磁感线： 为了形象地描述磁场而假想出来的曲线。

2.2 电生磁

• 奥斯特实验： 表明电流周围存在磁场。
• 电磁铁： 内部插入铁芯的螺线管。
  • 优点： 磁性有无由电流的有无控制，磁性强弱由电流大小和线圈匝数控制，磁极方向由电流方向控制。
  • 应用： 电磁继电器、电铃。
• 影响电磁铁磁性强弱的因素： 电流大小、线圈匝数、铁芯的有无。

2.3 磁生电

• 电磁感应： 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生电流的现象。
• 感应电流： 电磁感应产生的电流。
• 影响感应电流大小的因素： 磁场强弱、导体运动速度、切割磁感线条数。
• 发电机： 利用电磁感应原理制成，将机械能转化为电能。

2.4 电动机

• 原理： 通电导体在磁场中受到力的作用。
• 结构： 定子（磁铁）、转子（线圈）、换向器。
• 换向器： 使线圈能够持续转动，改变线圈中电流的方向。
• 能量转化： 电能转化为机械能。

2.5 电磁继电器

• 工作原理： 利用低电压、弱电流控制高电压、强电流。
• 组成： 电磁铁、衔铁、触点。
• 应用： 自动控制、遥控等。

三、电磁波

• 产生： 变化的电场和磁场相互激发，在空间中传播。
• 传播： 真空中传播速度最快，c = 3 × 10⁸ m/s。
• 应用： 无线电通信、电视、微波炉、遥控器等。

四、知识联系

• 电流的磁效应： 电流周围存在磁场，为电磁铁和电动机的制作提供了理论基础。
• 电磁感应： 磁场的变化产生电流，为发电机的制作提供了理论基础。
• 电动机和发电机的区别：
  • 原理不同： 电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用，发电机是利用电磁感应。
  • 能量转化不同： 电动机将电能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能。
  • 电路结构不同： 电动机接入电源，发电机不接入电源。

该思维导图涵盖了九年级物理电与磁的主要知识点，并简要概括了各知识点的核心内容和相互联系，可以作为学习和复习的参考资料。

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