《电学思维导图初三》
一、电路基础
1. 电路的组成
- 电源：提供电能的装置。
- 干电池、蓄电池、发电机等。
- 电压是电源的特性。
- 用电器：消耗电能的元件。
- 灯泡、电动机、电饭煲等。
- 实现电能向其他形式能量的转化。
- 开关：控制电路的通断。
- 闭合：电路接通，形成通路。
- 断开：电路断开，形成开路。
- 导线：连接电路各元件，形成电流的通路。
- 常用金属导线，电阻较小。
2. 电路的状态
- 通路：电路连接完好，电路中有电流通过。
- 用电器正常工作。
- 断路（开路）：电路某处断开，电路中没有电流通过。
- 用电器不工作。
- 短路：电路中某两点被导线直接连接，电流不经过用电器直接流回电源。
- 后果极其严重，可能烧毁电源和导线。
- 绝对不允许！
3. 电路的连接方式
- 串联：电路中只有一个通路，各元件依次连接。
- 特点：电流处处相等 (I = I1 = I2 = … = In)；总电压等于各部分电路电压之和 (U = U1 + U2 + … + Un)；总电阻等于各电阻之和 (R = R1 + R2 + … + Rn)。
- 一个元件断开，整个电路断路。
- 并联：电路中有多个通路，各元件并列连接。
- 特点：各支路电压相等 (U = U1 = U2 = … = Un)；总电流等于各支路电流之和 (I = I1 + I2 + … + In)；总电阻的倒数等于各电阻倒数之和 (1/R = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn)。
- 一个支路断开，不影响其他支路。
4. 电流的测量
- 电流表：测量电路中电流的仪表。
- 符号：Ⓐ
- 使用规则：
- 必须串联在电路中。
- 电流必须从“+”接线柱流入，“-”接线柱流出。
- 绝对不允许不经过用电器直接接在电源两端（短路）。
- 选择合适的量程。
5. 电压的测量
- 电压表：测量电路中电压的仪表。
- 符号：Ⓥ
- 使用规则：
- 必须并联在电路中（或用电器两端）。
- 电流必须从“+”接线柱流入，“-”接线柱流出。
- 电压表可以直接接在电源两端，测量电源电压。
- 选择合适的量程。
二、欧姆定律
1. 电阻
- 定义：导体对电流的阻碍作用。
- 符号：R
- 单位：欧姆（Ω）
- 决定因素：
- 材料、长度、横截面积、温度。
- 变阻器：
- 滑动变阻器：通过改变接入电路的电阻丝的长度来改变电阻。
- 原理：改变连入电路中电阻线的长度，改变电阻。
- 接线规则：一上一下。
- 电阻箱：通过改变接入电路的定值电阻的个数来改变电阻。
- 滑动变阻器：通过改变接入电路的电阻丝的长度来改变电阻。
2. 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
- U：电压，单位：伏特（V）
- R：电阻，单位：欧姆（Ω）
- I：电流，单位：安培（A）
- 应用：
- 计算电路中的电流、电压、电阻。
- 分析电路状态。
3. 电阻的串联与并联
- 串联：
- R总 = R1 + R2 + … + Rn
- U1/U2 = R1/R2 (分压原理)
- 并联：
- 1/R总 = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn 或 R总 = (R1*R2)/(R1+R2) (仅适用于两个电阻并联)
- I1/I2 = R2/R1 (分流原理)
三、电功率
1. 电能
- 定义：表示电流做功的多少。
- 符号：W
- 单位：焦耳（J），常用千瓦时（kW·h），俗称“度”。
- 关系：1 kW·h = 3.6×10⁶ J
- 测量：电能表（俗称电度表）
- “kW·h”：表示每消耗1千瓦时的电能，电能表转盘转动的圈数。
2. 电功率
- 定义：表示电流做功快慢的物理量。
- 符号：P
- 单位：瓦特（W），常用千瓦（kW）。
- 关系：1 kW = 1000 W
- 公式：
- P = W/t
- P = UI
- 额定功率和实际功率：
- 额定电压：用电器正常工作时的电压。
- 额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率。
- 实际电压：用电器实际工作时的电压。
- 实际功率：用电器在实际电压下工作时的功率。
- 当U实 > U额时，P实 > P额；当U实 < U额时，P实 < P额。
3. 焦耳定律
- 内容：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
- 应用：电热器、电炉等。
4. 电功率的测量
- 用电能表测量一段时间内的电能消耗，然后用P=W/t计算。
- 用电压表和电流表分别测量用电器两端的电压和通过的电流，然后用P=UI计算。
四、安全用电
1. 安全电压
- 不高于36V。
2. 安全用电原则
- 不接触低压带电体。
- 不靠近高压带电体。
- 潮湿时，不要接触电器。
- 发现有人触电，应立即切断电源，然后进行急救。
五、电和磁
1. 磁现象
- 磁性：物体吸引铁、钴、镍等物质的性质。
- 磁体：具有磁性的物体。
- 磁极：磁体上磁性最强的部分。
- N极（北极）
- S极（南极）
- 磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
2. 磁场
- 定义：磁体周围存在的能够传递磁力的空间。
- 磁感线：描述磁场强弱和方向的假想曲线。
- 磁场方向：小磁针静止时N极所指的方向。
- 地磁场：地球周围的磁场。
3. 电生磁
- 奥斯特实验：通电导线周围存在磁场。
- 电磁铁：带铁芯的螺线管。
- 磁性强弱：电流越大，线圈匝数越多，铁芯越粗，磁性越强。
4. 电磁感应
- 定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生电流的现象。
- 感应电流：电磁感应现象产生的电流。
- 发电机的原理：电磁感应。
5. 磁场对通电导线的作用
- 通电导体在磁场中受到力的作用。
- 电动机的原理：磁场对通电导线的作用。
六、电学计算
1. 常用公式
- I = U/R
- R = U/I
- U = IR
- P = W/t
- W = Pt
- P = UI
- P = I²R
- P = U²/R
- Q = I²Rt
2. 电路分析
- 识别电路类型（串联、并联、混联）。
- 确定电路中的已知量和未知量。
- 根据欧姆定律和电功率公式，列出方程。
- 解方程，求出未知量。
3. 能量转化
- 电能转化为其他形式的能量。
- 其他形式的能量转化为电能。
- 能量守恒定律的应用。
这只是一个基础的思维导图框架，实际应用中需要根据具体情况进行细化和补充。例如，在讨论焦耳定律时，可以加入关于电热效率的内容；在讨论电磁感应时，可以加入关于影响感应电流大小的因素。 此外，可以将不同章节的内容联系起来，形成一个更完整的知识体系。 例如，可以将欧姆定律与电功率联系起来，分析用电器在不同电压下的功率变化；可以将电磁感应与电动机联系起来，理解电动机的工作原理。