《电学思维导图九年级》
一、 电路基础
- 1. 电路的组成：
- 电源：提供电压，产生电能。(符号，单位：伏特 V)
- 开关：控制电路的通断。(作用，状态：闭合、断开)
- 用电器：利用电能工作。(作用，能量转化)
- 导线：连接电路，输送电能。(作用，材料：铜、铝)
- 2. 电路的状态：
- 通路：电路连通，用电器正常工作。(特征，危害，电流路径)
- 断路（开路）：电路断开，用电器不工作。(特征，原因，现象)
- 短路：电流不经过用电器直接构成回路。(特征，危害，预防)
- 3. 电流：
- 形成原因：电荷的定向移动。(自由电荷，金属导体中的自由电子)
- 方向：正电荷定向移动的方向。(与电子定向移动方向相反)
- 大小：电流强度 (符号：I，单位：安培 A，常用单位：mA、μA)
- 测量：电流表 (符号，接线方法：串联，量程选择)
- 4. 电压：
- 定义：是形成电流的原因。(电源是提供电压的装置)
- 符号：U，单位：伏特 (V)，常用单位：kV、mV
- 测量：电压表 (符号，接线方法：并联，量程选择)
- 5. 电阻：
- 定义：阻碍电流通过的作用。(导体对电流的阻碍作用)
- 符号：R，单位：欧姆 (Ω)，常用单位：kΩ、MΩ
- 影响因素：
- 材料：不同材料的电阻一般不同。
- 长度：长度越长，电阻越大。（横截面积相同）
- 横截面积：横截面积越大，电阻越小。（长度相同）
- 温度：一般来说，金属导体温度升高，电阻增大。
- 滑动变阻器：
- 原理：改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻。
- 接线方法：一上一下。(作用，调节电路中的电流和电压)
- 铭牌含义：阻值范围，允许通过的最大电流。
- 6. 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：
- 计算电路中的电流、电压和电阻。
- 分析电路中的变化。
- 推导串并联电路的特点。
二、 串并联电路
- 1. 串联电路：
- 定义：用电器逐个顺次连接的电路。(电流只有一条路径)
- 电流特点：各处电流都相等。I = I1 = I2 = ...
- 电压特点：总电压等于各部分电路电压之和。U = U1 + U2 + ...
- 电阻特点：总电阻等于各电阻之和。R = R1 + R2 + ...
- 分压原理：电压与电阻成正比。U1/U2 = R1/R2
- 2. 并联电路：
- 定义：用电器并列连接的电路。(电流有多条路径)
- 电流特点：干路电流等于各支路电流之和。I = I1 + I2 + ...
- 电压特点：各支路电压都相等，都等于电源电压。U = U1 = U2 = ...
- 电阻特点：总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。1/R = 1/R1 + 1/R2 + ...
- 分流原理：电流与电阻成反比。I1/I2 = R2/R1
- 3. 电路故障分析：
- 利用电压表和电流表判断电路故障。(断路、短路)
- 根据电路特点和现象判断故障原因。
三、 电功率
- 1. 电能：
- 定义：表示电流做功的多少。(电能转化为其他形式的能)
- 符号：W，单位：焦耳 (J)，常用单位：千瓦时 (kW·h)，俗称“度”。
- 测量：电能表 (参数含义：额定电压，额定电流，频率，计量单位)
- 2. 电功率：
- 定义：表示电流做功快慢的物理量。(单位时间内电流做的功)
- 符号：P，单位：瓦特 (W)，常用单位：kW
- 公式：P = W/t = UI
- 3. 电流的热效应：
- 定义：电流通过导体时，导体发热的现象。
- 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
- 应用：电热器，电饭锅，电熨斗等。
- 防止危害：散热，绝缘。
- 4. 额定电压和额定功率：
- 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的功率。
- 实际电压和实际功率：实际电压和实际功率随电压的变化而变化。
- 5. 电功率的测量：
- 用电压表和电流表测量小灯泡的电功率。
- P = UI (间接测量)
- 6. 电功率的应用：
- 计算电路中的功率。
- 比较不同用电器的功率大小。
- 节约用电。
四、 家庭电路与安全用电
- 1. 家庭电路的组成：
- 进户线：两根线 (火线、零线)
- 电能表：计量用电量。
- 总开关：控制整个电路的通断。
- 保险丝：保护电路，防止过载和短路。(材料，熔断电流，作用)
- 插座：连接用电器。(两孔插座，三孔插座及地线的作用)
- 开关：控制灯泡等用电器。
- 灯泡：照明。
- 2. 家庭电路的连接：
- 各用电器并联接入电路。
- 开关与灯泡串联。
- 3. 安全用电：
- 不接触低压带电体。
- 不靠近高压带电体。
- 潮湿的环境下不能接触电器。
- 绝缘的重要性。
- 触电急救：迅速切断电源，进行人工呼吸和胸外按压。
- 4. 电路中的安全问题：
- 短路：避免短路，选择合适的保险丝。
- 过载：避免同时使用过多的大功率电器。
五、 电与磁
- 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。(南北极)
- 磁场：磁体周围存在的特殊物质。(对放入其中的磁体有力的作用)
- 磁感线：描述磁场分布的假想曲线。(磁感线的方向，疏密)
- 地磁场：地球周围存在的磁场。
- 2. 电流的磁效应：
- 奥斯特实验：电流周围存在磁场。(电流的磁效应)
- 电磁铁：带有铁芯的螺线管。(磁性强弱的影响因素：电流大小，线圈匝数)
- 电磁继电器：利用电磁铁控制电路的开关。(组成，原理，应用)
- 3. 电磁感应：
- 电磁感应现象：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。
- 感应电流的方向：与磁场方向和导体运动方向有关。
- 发电机的原理：电磁感应。(能量转化：机械能转化为电能)
- 4. 磁场对电流的作用：
- 通电导体在磁场中受到力的作用。
- 力的方向：与磁场方向和电流方向有关。
- 电动机的原理：磁场对电流的作用。(能量转化：电能转化为机械能)
六、 电学实验注意事项
- 1. 电流表、电压表的使用：
- 量程选择：根据电路中的电流或电压大小选择合适的量程。
- 接线柱：注意正负接线柱的连接。(电流表串联，电压表并联)
- 读数：注意量程和分度值。
- 2. 滑动变阻器的使用：
- 接线方式：一上一下。
- 滑片调节：观察电流表或电压表的示数变化。
- 3. 电路故障的判断：
- 短路：电路中电流过大，用电器不工作。
- 断路：电路中电流为零，用电器不工作。
- 4. 数据处理：
- 多次测量取平均值，减小误差。
- 记录数据时，注意单位。
- 绘制图像时，注意坐标轴的标度。
- 5. 注意安全：
- 避免接触带电体。
- 实验过程中，注意观察。
- 实验结束后，及时整理器材。