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行者无疆思者无域窃者无德行者无疆思者无域窃者无德行者无疆思者无域窃者无德第13章内能第1节分子热运动1.知道物质是由分子、原子构成的,一切物质的分子都在不停地做无规则运动.2.能识别扩散现象,并能用分子热运动的观点进行解释.3.知道分子热运动的快慢与温度的关系.4.知道分子之间存在相互作用的斥力和引力.一、分子热运动【自主预习】阅读课本第2、3页及第4页“扩散现象”的内容,并完成下面填空:1.物质是由分子、原子构成的,其大小通常以10-10m为单位来量度.
2.扩散现象:相互接触的不同物质,彼此进入对方的现象叫扩散.3.为什么打开一盒香皂,很快就会闻到香味,是什么跑到鼻子里了?能闻到香味的原因是:香皂的分子运动到鼻子里去了.【小组讨论】【实验1】气体扩散实验1.过了一会儿以后,在实验中你看到的现象是什么?2.为什么让密度大的二氧化氮放在密度较小的空气下面,倒过来行吗?这里面有什么科学道理?3.既然二氧化氮的密度大于空气的密度,为什么在实验中红棕色的二氧化氮气体会上升到上方的空气中,而使空气的颜色发生了改变?4.这个实验能说明什么问题?(组内交流,共同解决问题)【实验2】液体扩散实验学生交流实验现象并回答下列问题:1.你在实验中看到的现象是什么?2.为什么让密度大的硫酸铜溶液放在密度较小的清水下面,倒过来行吗?3.这个实验说明什么问题?【实验3】固体扩散,观看金和铅的扩散视频说明了什么问题?【实验4】在分别盛有等量冷水和热水的烧杯中,分别滴入一滴墨水,注意比较两杯水中墨水的扩散现象说明了什么问题?【教师点拨】1.扩散现象说明:①一切物质的分子都在不停地做无规则运动;②分子之间存在间隙.2.影响扩散快慢的因素:温度,温度越高,分子做无规则运动越快,扩散越快.3.分子热运动:分子的无规则运动,与物体的机械运动不同.【跟踪训练】1.吸烟有害身体健康,在空气不流通的房间里,只要有一个人吸烟,一会儿房间就会充满烟味,这是分子的扩散现象.2.凉粉是人们喜爱的小吃,但炒凉粉比凉拌凉粉更加入味,如图所示.从物理学的角度看,入味是分子无规则运动的结果,温度越高,扩散现象越明显.3.下列现象不是扩散现象的是 (D)A.在一杯静置的热水中滴入两滴红墨水,过一会儿整杯水都变红了B.向教室地面喷洒消毒药液,在教室内能闻到药味C.炒菜时,香味四处飘散D.狂风卷起地面上的尘土二、分子间的作用力【自主预习】阅读课本第4、5页有关分子间的作用力内容,并回答下面的问题:如图所示为分子间作用力模型:分子之间既有引力又有斥力,当分子间距离很小时,斥力起主要作用,当分子间距离稍大时,引力起主要作用,如果分子间距离很大,则作用力十分微弱.【小组讨论】1.扩散现象说明分子在不停地运动,那么固体和液体中的分子为什么不会飞散开,而总是聚合在一起保持一定的体积呢?2.图13.1-4能说明什么?分子间有引力.3.扩散现象说明分子间有间隙,为什么压缩固体和液体很困难呢?这是因为分子间还存在斥力,由于斥力的存在,使分子已经离得很近的固体和液体很难进一步被压缩.【教师点拨】分子间的作用力:分子之间既有引力又有斥力.设分子间距离为r,平衡距离为r0,则当r>r0时引力大于斥力,表现为引力;当r<r0时引力小于斥力,表现为斥力;当r=r0时引力等于斥力,分子处于平衡位置;当r>10r0时,分子间作用力可忽略不计.【跟踪训练】1.下列现象中能用分子动理论解释并正确的是 (C)A.矿石被粉碎成粉末,说明矿石分子很小B.热水瓶瓶塞有时很难拔出,说明分子间有引力C.污水排入池塘后不久,整个池塘水被污染了,说明分子做无规则运动D.压缩弹簧需要力,说明分子间有斥力2.“创可贴”有很强的黏性,可以很方便地粘在皮肤上,以达到止血和隔绝感染的作用.其利用的物理知识是 (A)A.分子间有引力B.分子间有斥力C.分子间有空隙D.分子是运动的3.常言道:“破镜不能重圆”,这是镜子被打破后,再合起来时,镜子断裂处绝大多数分子之间距离变大,分子之间几乎没有引力作用的缘故.4.钢铁公司在制造钢铁零件时,为了增加零件表面的硬度,常把零件放入含碳的渗碳剂中,并适当加热,这样碳分子就可以较快地渗入到零件的表层,试用所学知识说明其中的道理.解:分子永不停息地做无规则运动,当把零件放入含碳的渗碳剂中时,碳分子会运动到钢铁零件的表层.当升高温度时,分子运动速率加快,碳分子填充在铁分子间,使分子与分子之间接触紧密,表面的硬度更大了.第2节内能1.理解什么是内能.2.知道内能与温度之间的关系.3.掌握改变内能的两种方式并能用来解决简单的问题.4.知道热量的概念和单位.一、内能【自主预习】阅读课本第7、8页“内能”内容,完成下面问题:1.运动的物体具有动能;而构成物质的每一个分子都在不停地做无规则运动,所以运动的分子也具有动能.2.弹簧受到拉伸或压缩时发生形变,从而使弹簧具有弹性势能;而构成物质的分子之间也存在引力或斥力,因此分子间还存在分子势能.3.物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能.4.一切物体,无论温度高低都具有内能,它的单位是焦耳,用字母J表示.【小组讨论】0℃的冰块有没有内能?我们知道,物质是由分子构成的,固态的冰块是由分子按一定的稳定结构有规律地排列形成的晶体结构,由扩散现象可知,一切物质的分子都在不停地做着无规则运动,运动着的分子具有分子动能,0℃的冰块也不例外.由于水分子的晶体排列形成稳定结构,分子之间有相互作用力,因而水分子之间还具有势能.而内能是物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和,所以0℃的冰也具有内能.【教师点拨】内能是物体的内能,而不是单个分子的内能,一切物体无论温度高低都具有内能.【跟踪训练】以下说法正确的是 (A)A.物体分子总是在做无规则运动,所以分子具有动能B.当物体被举高时,其分子势能随之增加C.当物体运动速度增大时,其分子动能随之增加D.0℃以下时,物体分子既不具有动能也不具有势能二、内能与温度之间的关系【小组讨论】1.内能和物体质量的关系:同种物质组成的物体质量越大,物体内部分子的个数就越多,所以物体内能也就越大.例如:温度相同的一大桶水比一小杯水内能大.2.内能和温度的关系:物体分子的无规则运动剧烈程度与温度有关,温度越高,物体内分子运动速度越大,分子动能就越大,物体内能也就越大.例如:同一物体温度越高,内能越大.3.内能和物体状态的关系:物体的状态不同时,分子间的距离不同,分子间的作用力大小不同,从而会改变分子的势能大小,所以内能也不同.例如:冰熔化过程中,温度虽然不变(即分子的动能不变),内能却在增加.【教师点拨】机械能与内能的区别:机械能与整个物体的运动情况有关,如物体质量、高度、速度,是宏观物体做机械运动所具有的能量;而内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关,如:物体温度、质量、状态等,与物体微观结构有关.【跟踪训练】下列关于内能的说法中正确的是 (B)A.0℃的物体没有内能B.物体具有内能,也可以同时具有机械能C.具有机械能的物体不一定具有内能D.物体内能大小与温度无关三、改变内能的两种方式【自主预习】1.温度不同的两个物体相互接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低,这个过程叫做热传递.2.发生热传递时,高温物体的内能减少,低温物体的内能增加.3.热传递过程中,传递内能的多少叫做热量;物体吸收热量,内能增加,放出热量,内能减少.【小组讨论】1.将一根铁丝放到火炉上烤,铁丝吸收热量,温度升高,内能增大;将烧红的铁丝放到凉水中,铁丝温度降低,内能减少.分析得出:热传递能够改变物体的内能.同样一根铁丝,用手来回弯折几次,感觉弯折后的温度升高,内能增大.分析得出:做功能够改变物体的内能.2.观察课本第9页两个演示实验,回答问题:(1)如图甲所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,观察到的现象是硝化棉会燃烧起来,这是因为对气体做功,气体内能增加,温度升高,达到硝化棉的着火点.(2)如图乙所示,瓶内装有少量的水,水的上方存在无色透明、无法看到的水蒸气,塞紧瓶塞,用打气筒向瓶内打气,当塞子从瓶口跳起时:观察到瓶口附近有白雾出现,这是因为瓶内空气推动活塞做功时内能转化为机械能,温度降低,水蒸气液化成小水滴.分析得出:做功能够改变物体的内能.小结:1.改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,且在改变物体的内能上是等效的.2.在热传递过程中,高温物体放出热量,温度降低,内能减少;低温物体吸收热量,温度升高,内能增加.3.对物体做功,物体内能增加,温度升高,机械能转化为内能;物体对外做功,物体内能减少,温度降低,内能转化为机械能.【教师点拨】内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和势能的总和,是一个状态量,常说“具有内能”;热量是在热传递过程中,传递内能的多少,是一个过程量,常说“吸收热量”或“放出热量”,不能说“物体具有或含有热量”.【跟踪训练】1.下列说法错误的是 (C)A.做功可以使物体的内能发生改变B.热传递可以使物体的内能发生改变C.用做功的方法来改变一个物体的内能,就不能同时用热传递的方法来改变它的内能D.改变物体的内能可以同时用做功的方法和热传递的方法2.礼花喷射器原理如图所示.通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体产生冲击,将纸管里填充的礼花彩条喷向高处,营造气氛.在喷出礼花彩条的过程中,罐内气体 (B)A.温度保持不变B.内能减少C.分子热运动加剧D.通过热传递方式改变自身的内能3.在寒冷的冬天为使自己的身体暖和一些,请你用不同的物理知识,写出两种能够使身体暖和的方法并简要说明理由.方法一:开取暖器取暖;理由:通过热传递的方式增加身体内能.方法二:让身体运动起来;理由:做功增加身体内能.4.学过改变物体内能的方法后,你能不能用物理术语解释“摩擦生热”和“钻木取火”?都是通过对物体做功增加物体内能.第3节比热容第1课时认识比热容1.会设计实验比较不同物质的吸热能力;能找到物体吸收热量的多少与哪些因素有关.2.知道比热容是物质的一种属性,理解比热容的概念.3.会查比热容表,会利用水的比热容较大的特点解释生活中的一些现象.比热容及其应用【自主预习】1.甲为100g水,乙为200g水,温度都升高10℃,用相同的加热装置,乙加热时间长.结论:同种物质,升高相同的温度,质量大吸收的热量多(填“多”或“少”).2.甲和乙均为200g水,甲温度升高10℃,乙温度升高20℃,用相同的加热装置,乙加热时间长.结论:相同质量的同种物质,升高的温度越高,吸收的热量越多(填“多”或“少”).3.100g的水和100g沙子,温度都升高10℃,用相同的加热装置,加热的时间不同(填“相同”或“不同”).结论:相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同(填“相同”或“不同”).注意:以上问题中,我们比较温度计变化的示数来衡量物体吸收热量的多少,这种研究问题的方法叫转换法.综合以上可以知道,物体吸收热量的多少跟物体的质量、种类和升高的温度有关.4.比热容是物质的一种属性,其符号为c,单位是J/(kg·℃),读作焦每千克摄氏度,水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),它表示的意思是1kg的水温度升高1℃时所吸收的热量是4.2×103J.比热容的概念还可以表述为:单位质量的某种物质,温度降低1℃所放出的热量叫做这种物质的比热容.
【小组讨论】1.探究:比较水和沙子的吸热能力猜想:水(填“沙子”或“水”)的吸热能力较强.需要的器材:酒精灯、温度计等.实验前需考虑的问题:(1)怎样得到质量相等的水和沙子?是不是还需要其他的器材?(2)设计实验思路思路一:用相同质量的水和沙子,让它们吸收相同的热,比较它们温度升高的多少.温度升高越少,说明吸热能力越强.思路二:用相同质量的水和沙子,让它们升高相同的温度,比较它们加热时间的长短.加热时间越长,说明吸热能力越强.(3)若采用思路一实验,怎样保证水和沙子吸收相同的热量?用同样的酒精灯加热相同的时间.(4)测量温度时应注意些什么?①选择一根量程适当的温度计进行测量;②将温度计的液泡浸没在待测物中、液泡不能碰到器壁和底部;③等液柱稳定后进行读数、读数时要平视、不能将温度计拿出来读数.实验表格:表1质量相同、加热时间相同时水沙子升高的温度/℃表2质量相同、升高相同的温度时水沙子加热时间/min结论:不同物质,在质量相等,温度升高的度数相同时,吸收的热量是不同的,也就是说不同物质的吸热能力是不同的.(填“相同”或“不同”)2.了解几种物质的比热容:水4.2×103J/(kg·℃)铝0.88×103J/(kg·℃)酒精2.4×103J/(kg·℃)干泥土0.84×103J/(kg·℃)煤油2.1×103J/(kg·℃)铁、钢0.46×103J/(kg·℃)冰2.1×103J/(kg·℃)铜0.39×103J/(kg·℃)色拉油1.97×103J/(kg·℃)水银0.14×103J/(kg·℃)沙石0.92×103J/(kg·℃)铅0.13×103J/(kg·℃)(1)从表中我们了解到,水的比热容最大,说明它的吸热能力最强.(2)水的比热容约是沙石的4.5倍,因此,白天在同样阳光照射下,水的温度变化比沙石慢.3.想想议议:我国北方楼房中都装有“暖气”,用水作介质,把热量带到房中取暖,用水作介质有什么好处?生活和生产中,还有没有用水来加热或散热的情况?试举例.水比热容大的特点,在生产、生活中也经常利用,如汽车发动机、发电机等机器,在工作时会发热,通常要用循环流动的水来冷却,冬季也常用热水袋取暖.【教师点拨】比热容是物质的一种属性,与物质的种类有关,与物质的质量、变化的温度等因素无关.【跟踪训练】1.关于物质的比热容,下列说法中正确的是 (D)A.一物体切去一半后,剩下部分的比热容减为原来的一半B.吸收热量多的物质,比热容一定大C.质量相同的不同物质,吸收相同热量后,温度高的物质比热容大D.比热容是物质的一种特性,通过测定比热容可以鉴别物质2.在生产和生活中,常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是 (C)A.沿海地区的气温比内陆变化小B.夜间,在秧田里灌水保温C.发现人中暑时,常在额头上擦冷水降温D.汽车发动机用水作冷却液3.质量相等的甲、乙两种液体,温度相同、用两盏完全相同的酒精灯分别加热,记录的温度与时间变化的曲线如图所示,可知c甲<c乙.(填“>”“<”或“=”)第2课时热量的计算会利用比热容公式及其变形公式进行简单的热量计算.热量的计算【自主预习】水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),由水的比热容计算:
1.质量是5kg的水,温度升高1℃所吸收的热量是多少?2.质量为5kg的水,温度降低10℃所放出的热量是多少?【小组讨论】1.如果以Q吸代表物体吸收的热量,c代表物质的比热容,m代表物体的质量,t0表示物体原来的温度(初温),t表示物体后来的温度(末温),通过以上计算,可以总结出一个计算热量的公式:Q吸=cm(t-t0).试计算:把质量为2kg,温度为30℃的铝块加热到100℃,铝块吸收的热量是多少?[已知铝的比热容是0.88×103J/(kg·℃)]解:铝的比热容c铝=0.88×103J/(kg·℃),铝块吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=0.88×103J/(kg·℃)×2kg×(100-30)℃=123200J.2.如果要计算物体降温时放出的热量,那么公式是Q放=cm(t0-t).试计算:有一根烧红的铁钉,温度是800℃,质量是1.5g,温度降低到20℃,放出多少热量?[已知铁的比热容是0.46×103J/(kg·℃)]解:放出的热量Q放=cm(t0-t)=0.46×103J/(kg·℃)×1.5×10-3kg×(800-20)℃=538.2J.【教师点拨】1.比热容计算公式可以写为Q=cmΔt,其中Δt表示温度的变化量,c为物质的比热容,m为物体质量.2.注意“升高到”与“升高了”的区别.【跟踪训练】1.现有质量和初温相同的铝块、铁块和铜块,其比热容c铝>c铁>c铜.(1)如果升高相同的温度,吸收热量最多的是铝块.(2)如果吸收相同的热量,末温最高的是铜块.2.质量为500g的铁锅中放有3kg水,把水从15℃加热到85℃,水吸收了多少热量?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]解:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×70℃=8.82×105J.3.质量为500g的某种物质,温度从20℃升高到30℃,吸收了2.1×104J的热量,则这种物质的比热容是多少?它可能是什么物质?解:由Q=cmΔt可知,c=QmΔt,则c=Q吸m(t-t0)=1.甲、乙两种物质的比热容之比是2∶1,当甲物体的温度升高10℃,乙物体温度升高20℃,它们吸收的热量之比是2∶3,则甲、乙两物体的质量之比是 (B)A.3∶2B.2∶3C.4∶3D.3∶42.某人工湖湖水的质量为1.0×107kg,若水温平均升高0.8℃,则湖水吸收的热量为3.36×1010J.若这些热量被等质量的砂石吸收(c水>c砂石),则砂石升高的温度大于(选填“大于”“等于”或“小于”)0.8℃.[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
3.早上,小明妈妈用热水给小明热牛奶喝.袋装牛奶的标签上标明牛奶质量为420g,温度从25℃加热至75℃,所用热水初温为95℃.[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),牛奶的比热容为2.5×103J/(kg·℃)]则:(1)牛奶吸收了多少J的热量?(2)所需热水的质量至少为多少kg?解:(1)牛奶的质量m1=420g=0.42kg,牛奶升温时吸收的热量:Q吸=c1m1(t-t01)=2.5×103J/(kg·℃)×0.42kg×(75℃-25℃)=5.25×104J.(2)水放出的热量全被牛奶吸收时,需要热水的质量最少,热水放出的热量:Q放=Q吸=5.25×104J,由Q放=c2m2(t02-t)得至少需要热水的质量:m2=Q放c2(t第14章内能的利用第1节热机1.知道什么是热机、热机中的能量转化.2.记住四冲程内燃机的工作过程,能区分出热机工作过程中的能量转化.3.能列举出汽油机和柴油机在构造上和工作过程中的异同点.热机【自主预习】1.阅读课本第17页图14.1-1的实验,观察并思考酒精灯对试管中水加热时,水的内能变化.思考:(1)看到什么现象?(2)木塞被顶开,是谁对它做了功?(3)水蒸气既然能够对木塞做功,说明水蒸气具有能,它具有的是什么能?(4)在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的?(5)在这个过程中,有没有不同形式能量的相互转化?2.热机:热机是指把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置.现代社会中,内燃机是最常见的热机.3.内燃机:燃料直接在发动机汽缸燃烧产生动力的热机.最常见的内燃机,以汽油或柴油为燃料,分别叫做汽油机和柴油机.【小组讨论】1.汽油机认识四冲程汽油机主要部件名称,并完成下面问题:汽油机是利用汽油作燃料来工作的.构造:汽缸、进气门、排气门、火花塞、活塞、连杆、曲轴.工作过程:一个工作循环由四个冲程组成,包括:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程.第一冲程:吸气冲程中,吸入的是什么?汽缸中活塞由哪端向哪端运动?进气门和排气门的打开和关闭情况?第二冲程:压缩冲程中,活塞压缩燃料混合物的过程中,是什么能向什么能转化?压缩冲程末产生什么结果?汽油机是利用什么方式点火的?第三冲程:做功冲程为什么能做功?是什么能向什么能转化?第四冲程:排气冲程有什么作用?总结:汽油机一个工作循环有四个冲程,飞轮转动两周,对外做功一次,活塞往复两次,其他冲程靠飞轮(或叫惯性轮)的惯性完成.2.柴油机柴油机是利用柴油作燃料来工作的.构造:汽缸、进气门、排气门、喷油嘴、活塞、连杆、曲轴.工作过程:一个工作循环由四个冲程组成,包括:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程.第一冲程:吸气冲程中吸入的是什么?汽缸中活塞由哪端向哪端运动?第二冲程:压缩冲程中,活塞压缩燃料混合物是什么能向什么能转化?压缩冲程末产生什么结果?柴油机是利用什么方式点火的?第三冲程:做功冲程为什么能做功?是什么能向什么能转化?第四冲程:排气冲程有什么作用?总结:柴油机一个工作循环有四个冲程,飞轮转动两周,对外做功一次,活塞往复两次,其他冲程靠飞轮的惯性完成.【教师点拨】四冲程汽油机和柴油机的主要异同点不同点汽油机柴油机构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料汽油柴油吸气冲程吸进的物质空气和汽油空气压缩冲程末汽缸内的温度低高点火方式点燃式压燃式做功冲程燃气的压强低高优缺点体积小,噪音低,转速高笨重、经济、功率大应用制造轻便机械制造重型机械相同点1.构造:都有汽缸、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴2.工作:都分为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程【跟踪训练】1.在汽油机工作的四个冲程中,实现内能转化为机械能的冲程是 (C)A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程2.下列关于汽油机和柴油机的主要区别,说法正确的是(D)A.构造上,汽油机汽缸顶部有喷油嘴,柴油机汽缸顶部有火花塞B.吸气冲程中,柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物,汽油机吸入汽缸的是空气C.在压缩冲程末,柴油机的点火方式是点燃式,汽油机的点火方式是压燃式D.在做功冲程中,柴油机的燃气温度和压强比汽油机的高3.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min,则汽油机每秒钟完成60个冲程,做功15次,完成15个工作循环.第2节热机的效率1.知道热值的概念和表示方法,记住热值的单位、热值表示的物理意义.2.会利用公式Q=mq和Q=Vq进行热量的简单计算.3.记住热机效率的概念,能列举热机工作时燃料释放能量的流向,说出提高机械效率的方法;会利用公式计算热机的效率.一、热值【自主预习】1.燃料的热值:单位质量的某种燃料完全燃烧释放的热量叫做这种物质的热值,用符号q表示,单位是J/kg,气体燃料的热值单位:J/m3.2.干木柴的热值是1.2×107J/kg,物理意义是每千克的干木柴完全燃烧释放的热量为1.2×107J.
3.阅读常见燃料的热值表,表中热值最大的燃料是氢.【小组讨论】计算4kg柴油完全燃烧释放的热量.解:从热值表中查得柴油的热值是q=4.3×107J/kg,则4kg柴油完全燃烧释放的热量Q=mq=4kg×4.3×107J/kg=1.72×108J.【教师点拨】1.固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式:Q放=mq.气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式:Q放=Vq.Q放表示热量(J),q表示热值(J/kg),m表示固体燃料的质量(kg),V表示气体燃料的体积(m3).2.热值是燃料的一种特性热值反映了燃料的燃烧特性,即不同燃料在燃烧过程中将化学能转化为内能的本领大小.热值与燃料的种类有关,与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系.【跟踪训练】1.现在火箭中用液态氢作燃料,是因为它具有 (D)A.较小的密度B.较小的比热容C.较低的沸点D.较大的热值2.柴油的热值是4.3×107J/kg,它的物理意义是每千克的柴油完全燃烧释放的热量为4.3×107J,完全燃烧3kg柴油能释放出1.29×108J热量.
3.天然气的热值是4×107J/m3,完全燃烧0.3m3的天然气,释放出的热量为1.2×107J,如果这些天然气没有完全燃烧,它的热值不变(选填“变大”“不变”或“变小”).4.某同学在实验室用酒精灯把0.1kg的水从20℃加热到100℃.[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃);酒精的热值q酒精=3.0×107J/kg]求:(1)水吸收的热量.(2)如果这些热量由酒精燃烧提供,至少要完全燃烧多少千克酒精?解:(1)根据Q吸=cm(t2-t1),水吸收的热量Q吸=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J.(2)由Q吸=Q放,Q放=mq得,酒精的质量:m=Q放q=3.36×1二、热机效率【自主预习】在热机的各种能量损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的主要措施.【小组讨论】1.热机是将内能转化成机械能的机器,它跟所有机械一样,也有效率的问题.热机效率是热机性能的一个重要指标.热机的效率:用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比.2.分析课本24页图14.2-2的热机燃料释放能量走向示意图,讨论:如何提高燃料的利用率?谈谈你的看法.3.阅读课本25页STS——从火车到火箭,了解人类机械的发展史.【跟踪训练】1.下列措施中,不能提高热机效率的是 (A)A.增加工作时间B.减少部件间的摩擦C.使燃料充分燃烧D.减少废气带走的热量2.一台大型推土机的推力约为3×104N,匀速推着土行驶10km,消耗柴油约30.3kg,求推土机上装的柴油机的热机效率.解:η=Q有Q放×100%=W有q柴油m柴油第3节能量的转化和守恒1.能说出常见形式的能量,会判断不同能量之间的转化、同种能量之间的转移.2.能说出能量守恒定律、日常生活中的能量守恒现象,会用能量守恒的观点解释有关物理现象.一、能量的转化【自主预习】阅读课本第27页内容完成下面问题:在一定条件下,不同形式的能可以相互转化.摩擦生热,机械能转化为内能;水电站里水轮机带动发电机发电,机械能转化为电能;电动机带动水泵把水送到高处,电能转化为机械能;植物吸收太阳光进行光合作用,光能转化为化学能;燃料燃烧时发热,化学能转化为内能.【小组讨论】观察课本第27页图14.3-1,发现自然界中各种现象,完成填空,你能得到哪些启示?在下列现象中,能量是怎样转化的?①用锯条锯木头,过一会儿锯条变热了:机械能转化为内能.②植物进行光合作用:光能转化为化学能.③蓄电池放电:化学能转化为电能.④对蓄电池充电:电能转化为化学能.【教师点拨】自然界中各种现象不是孤立的,而是互相联系的:各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化.【跟踪训练】1.下列能量的转化中,属于机械能转化为内能的是 (B)A.点燃爆竹,爆竹腾空而起B.汽车紧急刹车,轮胎发热C.给生石灰加水,温度升高D.给电炉通电,电炉发热2.2020年12月10日4时14分,长征十一号运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞,以“一箭双星”的方式将GECAM卫星送入预定轨道,火箭发射升空时,燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能,再转化为火箭的机械能.3.各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化,指出下列情况下能量的转化.(1)气体膨胀做功:内能转化为机械能.(2)硅光电池接收太阳光:光能转化为电能.(3)核电站发电:核能转化为电能.(4)正在工作的电饭锅:电能转化为内能.二、能量守恒定律【自主预习】阅读课本第28页“想想议议”,思考回答下面问题:掉在地上的小球会跳起,但是越跳越低,为什么?是否丢失了能量?减少的机械能到哪里去了?【小组讨论】阅读课本第28页第二自然段总结能量守恒定律:能量守恒定律内容:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变.可以从以下四个方面加以理解:(1)存在:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生.(2)转化或转移:从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体.(3)结果:在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变,某种形式的能减少,一定转化为其他形式的能.(4)普遍性:能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的定律之一.【教师点拨】在能量守恒定律中,能量的“转化”是指:一种形式的能量转化成为另一种形式的能量,即前后两种状态,能量的形式发生了变化,如“钻木取火”是机械能转化为内能,“电车运动”是电能转化为机械能;而能量的“转移”是指:一个物体所具有的一种形式的能量,转移到另一个物体上后,还是同一种形式的能量,能量的形式并没有发生变化,只是能量发生了转移,如“热传递”就是一个物体具有的内能转移到另一个物体上,前后都是内能.【跟踪训练】1.在一个密封的小房间里,放着一台开着门的电冰箱,给电冰箱通电,过一段时间后,房间的温度将 (A)A.升高B.降低C.不变D.无法确定2.用热传递的方法来改变物体的内能,实质上是能量的转移过程;用做功的方法来改变物体的内能,实质上是能量的转化过程.第15章电流和电路第1节两种电荷1.初步认识摩擦起电现象、两种电荷及其相互作用、验电器,知道电荷量及其单位.2.认识原子的结构及元电荷,了解摩擦起电的本质.3.了解导体、绝缘体,初步认识自由电子的定向移动.一、摩擦起电现象电荷【自主预习】阅读课本第32、33页相关内容,完成下列填空:1.用摩擦的方法使物体带电,就是摩擦起电现象.2.自然界中只存在两种电荷.一种是用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷;另一种是用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷.3.同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引.4.实验室里常用验电器来检验物体是否带电,它的工作原理是:同种电荷互相排斥.5.电荷的多少叫电荷量,它的单位是库仑,符号是C.【小组讨论】请同学们完成下列实验,并回答问题:1.用塑料直尺在头发上摩擦,然后用塑料直尺靠近纸屑,发现塑料直尺能够吸住纸屑,说明摩擦过的物体具有吸引轻小物体的性质.2.将被毛皮摩擦过的橡胶棒悬挂在支架上,用另一根被毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近它,发现它们彼此远离;用被丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近它,发现它们彼此靠近,说明同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引.3.将一束扯成线状的塑料捆扎绳用清洁干燥的手自上而下的捋,发现塑料绳向四周散开,这说明摩擦过的物体带电,同种电荷互相排斥.4.空气干燥时,用塑料梳子梳头发,会发现头发随梳子飘起来,这说明摩擦过的物体带电,异种电荷互相吸引.5.验电器:观察课本33页图15.1-2,结合课本的有关内容,让我们一起了解一下一个新的工具——验电器.(1)验电器的原理是:同种电荷相互排斥;(2)验电器的用途是:检验物体是否带电;(3)验电器的构造有:金属球、金属杆、绝缘垫、金属箔.6.将一小棒与验电器的金属球接触,发现验电器的金属箔张开,说明小棒带电.【教师点拨】1.做摩擦起电实验时,相互摩擦的物体应是不同的物体,且两个物体均要与外界绝缘,故实验一般在空气干燥的条件下成功率较高,在空气潮湿的条件下失败率较高.2.两个轻小物体互相排斥,则一定带同种电荷;两个轻小物体互相吸引,则两个物体可能带异种电荷,也有可能一个物体带电,另一个物体不带电.【跟踪训练】1.A、B、C、D四个带电体,已知D带正电,A和C互相排斥,C和B互相吸引,而B和D也互相排斥,则 (B)A.A、C带正电,B带负电B.A、C带负电,B带正电C.B、C带正电,A带负电D.A所带电性不能确定2.丝绸摩擦过的玻璃棒和不带电的验电器金属球接触,发现验电器金属箔片张开,如图甲所示,原因是两金属箔片带同种(选填“同种”或“异种”)电荷相互排斥.若将另一带电小球与验电器金属球接触,发现箔片闭合,如图乙所示,则此带电小球带负电.二、原子及其结构【自主预习】阅读课本第33、34页相关内容,完成下列填空:1.原子是由原子核和电子组成的.2.原子核带正电,电子带负电.3.在通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子总共带的负电荷在数量上相等,整个原子不显电性.4.在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是相等的.人们把最小电荷叫做元电荷.【小组讨论】播放有关物体结构的课件,回答下列问题:1.物质是由什么组成的?2.原子的结构是什么样的?3.电荷是从哪里来的?【教师点拨】1.原子结构对于学生而言较陌生,较抽象,难以想象.因此,采用课件的形式,使学生见识到原子结构模型,可以帮助学生理解这一知识.2.由原子结构进行推理,不同物质的原子核束缚电子的本领不同.当两个物体相互摩擦时,束缚电子能力弱的原子将会失去电子,使跟它相互摩擦的物体得到电子.这样两个物体都会带上电,因此,摩擦起电并不是创造了电,它的实质是电子发生了转移.3.初中物理中,物体带正电,一般不是指物体带有过多的正电荷,而是指物体负电荷相对较少;物体带负电,一般是物体负电荷相对较多.【跟踪训练】“好奇号”火星车(如图所示)成功登陆火星标志着人类探索火星的征程取得了重大进展.研究表明,太空中的某种带电粒子会对探测器的计算机系统产生影响,从而导致程序出错.下列粒子中因不带电可以排除的是 (D)A.原子核B.电子C.质子D.中子三、导体和绝缘体【自主预习】阅读课本第34、35页相关内容,完成下列填空:1.容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体.2.在金属中,部分电子可以脱离原子核的束缚,而在金属内部自由移动,这种电子叫自由电子.【小组讨论】请同学们完成下列实验,并回答问题:如图甲,取两个相同的验电器A和B,使A带负电,B不带电.用金属棒把A和B连接起来(如图乙),可以发现A金属箔片张开的角度减小,B金属箔片张开,说明有电荷通过金属杆从验电器A流动到验电器B.【教师点拨】1.导体与绝缘体的本质区别是:导体有能够自由移动的电荷,而绝缘体的电荷几乎都束缚在原子范围内,不能自由移动.2.导体与绝缘体在电学上都有着重要的应用,不要认为只有导体在电学中才是重要的.【跟踪训练】下列用品中,通常情况下属于导体的是 (D)A.橡胶手套B.玻璃杯C.塑料盆D.钢尺第2节电流和电路1.能说出电流的形成原因和电流的方向,会判断电路中电流的方向.2.能说出电路的构成和形成电流的条件,能从能量转化的角度认识电源和用电器的作用.3.能识别电路元件符号,并会画简单的电路图.4.能识别通路、断路和短路,并知道短路的危害.一、电流【自主预习】阅读课本第37页内容,完成下列填空:1.电荷的定向移动形成电流.2.把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向.3.电路闭合时,在电源外部,电流方向是从电源正极经过用电器流向负极.4.有一种半导体二极管,电流只能从它的一端流向另一端,不能反方向流动.【小组讨论】请同学们完成下列实验,并回答问题:1.用一个小灯泡、一个开关、两节电池和一些导线,连成如下电路:在(a)图中,灯泡不能(填“能”或“不能”)发光;在(b)图中,灯泡不能(填“能”或“不能”)发光;在(c)图中,灯泡能(填“能”或“不能”)发光.说明电路中要想有电流,需要满足的条件是电路中有电源且电路闭合.2.取一个二极管,将它按下面电路分两种情况连接:在(a)图中,电流是从二极管的右(填“左”或“右”)端流进,灯泡不能(填“能”或“不能”)发光;在(b)图中,电流是从二极管的左(填“左”或“右”)端流进,灯泡能(填“能”或“不能”)发光,说明二极管具有单向导电性.【教师点拨】1.电荷发生移动不一定形成电流,一定要电荷做“定向”移动才能形成电流.2.要得到持续电流必须有电源,电路还必须是闭合的.3.人们规定,正电荷定向移动的方向为电流的方向,按照这样规定可推出,电流方向与负电荷定向移动的方向相反;在金属导体中,能定向移动形成电流的只有带负电的自由电子,带正电的原子核是不会移动形成电流的.【跟踪训练】从显像管尾部的热灯丝发射出来的电子,高速撞击在电视机的荧光屏上,使屏幕发光,则在显像管内电流的方向 (B)A.电流方向从灯丝到荧光屏B.电流方向从荧光屏到灯丝C.显像管内是真空,无法通过电流D.显像管中电流的方向不断改变二、电路【自主预习】阅读课本第38、39页内容,完成下列填空:1.电源、用电器、开关、导线组成电路.2.电源是提供(填“提供”或“消耗”)电能的装置.3.用电器是消耗(填“提供”或“消耗”)电能的装置.【小组讨论】1.分析下列电路,并回答问题:A图中,电路结构是不完整(填“完整”或“不完整”)的,若不完整,缺少用电器.B图中,电路结构是不完整(填“完整”或“不完整”)的,若不完整,缺少电源.C图中,电路结构是完整(填“完整”或“不完整”)的,这说明,一个完整的电路结构是由用电器、电源、开关、导线组成的.2.取两节干电池,一个开关,两个灯泡,若干导线,完成下列3个实验,并回答问题:(a)图中,开关断开,灯泡不能(填“能”或“不能”)发光,电路为断路(填“通路”“断路”或“短路”).(b)图中,开关闭合,灯泡能(填“能”或“不能”)发光,电路为通路(填“通路”“断路”或“短路”).(c)图中,开关闭合,两个灯泡将能发光(填“能发光”或“不能发光”).将一根导线接在L1的两个接线柱上,发现L1熄灭,L2发光.【教师点拨】1.电路有三种状态:通路、断路、短路.2.短路是导线不经过用电器直接跟电源两极相连的电路,局部短路是将一根导线直接与用电器并联,若电路中还有其他用电器,不会造成电源短路.局部短路时被短路的用电器中几乎无电流通过,这个用电器将不再起作用也不会被损坏.【跟踪训练】1.关于电路的说法错误的是 (D)A.电源是提供电能的装置B.只有电路闭合时,电路中才有电流C.电流沿着“正极→用电器→负极”的方向流动D.用电器是将其他形式的能转化为电能的装置2.如图是电风扇中的自动保护装置,当电风扇倾斜或倾倒时,小球就会滚向一侧使电路断开.由此判断,这个保护装置在电路中的作用相当于 (A)A.开关B.电源C.导线D.用电器3.如图所示,4种接线方法中,小灯泡肯定不能发光的是(C)三、电路图【自主预习】阅读课本第38、39页相关内容,完成下列填空:1.用规定符号表示电路连接的图形叫电路图.2.画电路图应注意如下几点:a.电路元件的符号要用统一规定的符号;b.要注意所画符号与实物图具有一致性;c.画电路图的导线横要平竖要直,电路元件合理分布在电路图中;d.电路元件符号不要画在图形的拐弯处.【小组讨论】1.记忆教材第38页图15.2-5中几种常用的元件及其符号.其中电源的符号是,灯泡的符号是,开关的符号是.2.分析下面的实物图及根据此实物图画出的电路图,回答问题:甲图中,电流从电源正极出来首先经过开关,再经过灯泡,最后回到电源负极.乙图中,电流从电源正极出来首先经过灯泡,再经过开关,最后回到电源负极.因此,此处电路图的画法存在的主要问题是电路图与实物图不对应.【教师点拨】电路图一般是方框图,画电路图首先要明确实物图中的电流方向,其次要明确电流流经电路元件的顺序,然后按照电流流经电路元件的顺序,把电路元件用符号表示出来,就形成了电路图.【跟踪训练】1.我们在物理课中画电路图时要用统一的元件符号,下列符号中表示电源的是 (B)A.B.C.D.2.如图是某种手电筒的剖面图,请按照实物剖面图,在虚线框中画出这种手电筒的电路图.答案:如图所示.第3节串联和并联1.知道什么是串联电路,了解串联电路的特点,会连接简单的串联电路.2.知道什么是并联电路,了解并联电路的特点,会连接简单的并联电路.3.能说出生活中串、并联电路的应用.一、串联【自主预习】阅读课本第41、42页内容,完成下列填空:1.把电路元件依次连接的电路叫串联电路.2.串联电路的特点:a.电流路径有1(填“1”或“多”)条;b.用电器同时工作时,互相影响(填“互相影响”或“互相不影响”);c.开关控制整个电路,其控制作用与位置无(填“有”或“无”)关.【小组讨论】1.取两节干电池、两个灯泡、一个开关、若干导线,连成一个串联电路.2.(1)如图所示,闭合开关,电流的路径是:从电源正极出发,经过L2,再经过L1,最后经过开关,回到电源负极.因此电流路径共有1条;(2)闭合开关,两灯发光,取下灯泡L1,L2能继续发光吗?不能(填“能”或“不能”),这说明各用电器互相影响;(3)将开关改接到L1与L2之间,开关能控制整个电路吗?能(填“能”或“不能”),再将开关改接到L2与电源正极之间,开关仍能控制整个电路吗?能(填“能”或“不能”),这说明开关的控制作用与开关的位置无关.【教师点拨】在初次连接电路时,应注意如下问题:1.要按照一定的顺序进行连接,根据实际要求连接电路,可以从电池的正极开始,依次连接开关、用电器,最后连接电池的负极;也可以从电池的负极开始,依次连接开关、用电器,最后连接电池的正极.2.在连接过程中,开关应断开,电路连接好了,经检查无误后,方可闭合开关.3.连接电路时,一定要避免用导线直接把电池的正、负极连接起来(这样会损坏电源).【跟踪训练】1.在如图所示的各电路中,两个灯泡不属于串联的是 (C)2.火车在两节车厢之间有两间厕所,只有当两间厕所的门都关上时(每扇门相当于一个开关),车厢中指示牌内的指示灯才会发光,指示牌就会显示“厕所有人”字样,提醒旅客两间厕所内都有人.请你把下图中的各元件符号连接成符合上述设计要求的电路图.答案:如图所示.二、并联【自主预习】阅读课本第41、42页内容,完成下列填空:1.把电路元件两端分别连接的电路叫并联电路.2.并联电路的特点:a.电流路径有多(填“1”或“多”)条;b.用电器同时工作时,互相不影响(填“互相影响”或“互相不影响”);c.干路开关控制整个电路,支路开关控制所在支路.【小组讨论】取两节干电池、两个灯泡、三个开关、若干导线,连成一个并联电路.(1)如图所示,闭合开关,电流的路径是:从电源正极出发,电流在L2右(填“左”或“右”)接线柱分支,第一支路是L2与S3,第二条支路是L1与S2,两条支路在S1右(填“左”或“右”)接线柱汇合,然后再经过S1,回到电源负极,因此电流路径共有2条;(2)闭合三个开关,两灯发光,取下灯泡L1,L2能继续发光吗?能(填“能”或“不能”),这说明并联电路各支路用电器互相不影响;(3)断开开关S1,闭合S2、S3,L1、L2发光情况是L1、L2均不发光;断开开关S2,闭合S1、S3,L1、L2发光情况是仅L2发光;断开开关S3,闭合S1、S2,L1、L2发光情况是仅L1发光;这说明:并联电路干路开关控制整个电路,支路开关仅控制所在支路.【教师点拨】判断电路是串联还是并联可有如下常用方法:电路通断法:可以去掉电路中的一个用电器,若影响了其他用电器的正常工作,这个电路就是串联电路,否则就是并联电路.电流流向法:串联电路中的电流是从电源的正极出发后不分支路,依次通过各个用电器,直接流回电源负极;并联电路中的电流由电源正极出发,从“分支点”分成几条支路后,又在“汇合点”集合起来流回电源的负极.等效电路法:有时电路图显得比较复杂,看不出几个用电器之间的连接关系,也不易画出电流的流向,这时我们可将原电路改画成直观的容易看出的形式,但不能改变其中各元件的作用.【跟踪训练】1.如图所示,在电路中要使灯L1和L2并联,应闭合开关S1、S3.为了防止电路出现短路,不能同时闭合开关S2、S3.2.如图所示,在桌面上有两个小灯泡和一个开关,它们的连接电路在桌面下,无法看到.某同学试了一下,闭合开关时两灯泡均亮,断开开关时,两灯泡均熄灭,这两个小灯泡究竟是串联连接,还是并联连接.请你写出判断方法.取下其中一个灯泡,闭合开关,若灯泡亮,则两灯泡并联,若灯泡不亮,则是串联.三、生活中的电路【自主预习】阅读课本第43页内容,完成下列填空:1.节日的夜晚,路边小树上的一串串小彩灯有些是串联的.2.教室里的几盏日光灯是并联的.3.马路上排成行的路灯是并联的.4.房间里的电灯与它的开关是串联的,房间里的电灯与电视机是并联的.【小组讨论】完成课本43页想想议议.设计理由:让学生带着问题进行实验,通过实验明白实验中的物理知识,用实验回答问题,找出答案.通过实验的逐步引导简化知识点,让学生容易理解,调动学生的积极性.注意事项:学生认真完成实验,注意实验现象,学生分析实验现象时,老师指导学生分析产生这些现象的原因,实验过程中不理解的内容.【跟踪训练】下列说法中正确的是 (A)A.教室里的照明灯和空调是并联的B.夜晚成千只点亮的灯泡映出高大建筑物的轮廓,这些灯泡都是串联的C.一条大街上的路灯总是同时亮,同时灭,它们一定都是串联的D.十字路口的红绿灯中,三个不同颜色的灯泡是串联的第4节电流的测量1.知道电流的意义、符号、单位及常见电流值.2.知道电流表的作用与符号,知道正确使用电流表的规则,能识别和选择电流表量程,会正确读数.一、电流的强弱【自主预习】阅读课本第45页内容,完成下列填空:1.电流是表示电流强弱的物理量.通常用字母I表示.它的单位是安培,简称安,符号是A.比安培还小的单位还有mA、μA.2.家用电冰箱的电流约为1A,房间灯泡中的电流约为0.1A,手电筒中的电流约为200mA,家用空调的电流约为5A.
【小组讨论】取一个灯泡用导线跟一节电池连通,再把这个小灯泡跟两节串联电池连通.观察两次小灯泡的发光亮度有何不同?说明通过哪个灯泡的电流较大?(b)图中灯泡较亮,通过(b)图灯泡中的电流较大.【教师点拨】电流的大小是看不见、摸不着的,但是电流具有一定的效应,如热效应(电流通过灯泡的灯丝会发热进而引起灯丝发光)、磁效应(电流通过线圈时,能产生磁性)、化学效应等.因此我们可以通过电流的效应来认识电流的强弱,这种做法也是“转换法”这种科学方法的重要应用.【跟踪训练】如图所示为人们常见的家用电器,关于它们正常工作时的电流,下列说法中合理的是 (B)A.电风扇约2AB.电冰箱约1AC.电视机约2AD.台灯约1A二、电流表的连接【自主预习】阅读课本第45、46页内容,完成下列填空:测量电路中电流的仪表叫电流表,要测量电路中的电流,必须使它跟这部分电路串联连接,并使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,还要注意被测电流不能超过它的量程.【小组讨论】阅读课本上电流表的使用特点及图15.4-2,回答下列几个问题:(1)电流表应该怎样跟被测用电器连接?(2)电流表的“+”“-”接线柱应该摆在什么位置?(3)电流表能否直接接到电源的两极?【教师点拨】1.在将电流表连入电路的时候,要同时注意接线柱的连接及量程的选择,不可顾此失彼,更不能将电流表与用电器并联,或将电流表直接接到电源两极上.2.电流表量程的选择顺序是:①估计被测电路中电流的大小;②在不能估计的情况下,拿电路中的开关试触大量程接线柱;③如果被测电流超过小量程,则选择较大量程,如果在较小量程内则使用较小量程.选择较小量程是为了减小误差.【跟踪训练】1.关于电流表的使用方法,下列说法正确的是 (C)A.电流表应并联在电路中B.电流应从电流表的正接线柱流出,负接线柱流进C.电流表不能直接接在电源两极D.被测电流不能小于电流表的量程2.如图所示为甲、乙、丙三位同学使用电流表出现的问题,请分别写出造成这些现象的可能原因.甲同学:电流表的正负接线柱接反了;乙同学:电流表所用的量程太大;丙同学:电流表所用的量程太小.3.如图中的电流表,能直接测量通过灯L1电流的电路是(D)三、电流表的读数【自主预习】阅读课本第46、47页内容,完成下列填空:1.实验室里常用电流表有3个接线柱2个量程.2.大量程为3A,分度值为0.1A;小量程为0.6A,分度值为0.02A.
3.读数时,先明确电流表的量程,再确定电流表的分度值,最后看表针向右总共偏了多少小格,就能知道电流的多少.【小组讨论】如图所示的电流表不知道用了哪两个接线柱与电路连接,我们都知道,电流表的指针向右偏得越多,表示电流越大,但是如图所示的电流到底是多大呢?思考下列问题:(1)图中的电流表读数可能有几个?为什么会出现这种情况?(2)图中电流表有几个量程?它们对应的分度值是多少?二者有什么关系?解:(1)电流表的读数可能有两个,因为它有两个量程.(2)有两个量程,它们对应的分度值分别是0.1A、0.02A,大量程的分度值是小量程分度值的5倍.【教师点拨】1.电流表读数时,不要求估读,表针的位置离哪条刻度线近,就按那条刻度线进行读数.2.某一电流值用大小量程均可测量时,应选用小量程.因为若使用大量程,电流表指针偏转幅度较小,读数不精确.3.在不能事先估计电流大小的情况下,可以采用“试触”法来选择合适的量程,即先闭合开关然后迅速断开,看看开关闭合的瞬间指针的偏转情况.①若示数小于0.6A,则选择“0~0.6A”的量程;②若示数大于0.6A,小于3A,则选择“0~3A”的量程.【跟踪训练】如图所示电流表(量程为0.6A)的读数为 (B)A.0.46AB.0.52AC.2.6AD.2.60A第5节串、并联电路中电流的规律1.会设计实验探究串联电路电流的规律,并能说出及应用串联电路中电流的规律.2.会设计实验探究并联电路电流的规律,并能说出及应用并联电路中电流的规律.一、串联电路的电流规律【自主预习】阅读课本第49、50页内容,完成下列填空:1.科学探究的六个要素分别是提出问题、建立假设、制订方案、实验收集数据、分析与论证、得出结论.2.探究时,要用电流表分别测量A、B、C三点处的电流,然后更换两个规格不同的小灯泡,再次测量三点的电流,看看是否还有同样的关系.3.串联电路电流的规律是:串联电路中的电流处处相等.【小组讨论】1.取两节干电池、两个灯泡、一个开关、若干导线,按照下面电路图连接好电路.2.把电流表接在A点处,经检查无误后,闭合开关,记下电流表的示数IA.3.把电流表先后改接在电路中的B处和C处,分别测出两处的电流为IB、IC.分析比较IA、IB、IC三者大小,发现:串联电路中电流处处相等.4.再换两个灯泡,重做一次实验,观察是否能得到同样的规律.【教师点拨】1.实验时,先画出电路图,按电路图连接电路;电流表应跟灯泡串联;要选择好电流表的量程;电流表的正负接线柱不能接反;电流表不能直接接到电源的两极上.2.串联电路中,电流只有一条路径,就像一条大河没有分支,它的电流大小不会改变,处处相等.3.在由多个用电器组成的串联电路中,各处的电流关系可表示为I1=I2=…=In.【跟踪训练】1.如图所示的串联电路,闭合开关时 (D)A.通过A点电流大于B点的电流B.通过B点电流大于C点的电流C.通过A点电流大于C点的电流D.通过A、B、C三点的电流相等2.在“探究串联电路中的电流”实验中,某同学用电流表分别测出图中a、b、c三处的电流大小,并初步得到它们之间关系的结论.为了进一步探究它们之间的关系,下一步他的操作是 (D)A.将电源两极对调,再次测量a、b、c三处的电流B.改变开关S的位置,再次测量a、b、c三处的电流C.将图中两只灯泡位置对调,再次测量a、b、c三处的电流D.换用不同规格的灯泡,再次测量a、b、c三处的电流3.如图所示,A、B是串联在电路中的两段导线,它们的直径之比是3∶1,通过A、B两段导线的电流分别为Ia和Ib,则Ia=(选填“<”“>”或“=”)Ib.二、并联电路的电流规律【自主预习】阅读课本第50、51页内容,完成下列填空:1.探究时,要用电流表分别测量A、B、C三点处的电流,然后更换两个规格不同的小灯泡,再次测量三点的电流,看看是否还有同样的关系.2.并联电路电流的规律是:并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和.【小组讨论】1.取两节干电池、两个规格一样的灯泡、一个开关、若干导线,按照电路图连接好电路.2.把电流表接在A点处,经检查无误后,闭合开关,记下电流表的示数IA.3.把电流表先后改接在电路中的B处和C处,分别测出两处的电流为IB、IC.分析比较IA、IB、IC三者大小,发现:并联电路中干路电流等于各支路电流之和.4.再换两个规格不一样的灯泡,重做一次实验,观察是否能得到同样的规律.【教师点拨】1.并联电路中,电流有多条路径,干路电流就像河流的主干道,支路电流就像河流的分支,电流分开再聚合,就像河流分开再汇聚,所以干路电流大于支路电流,并且等于各支路的电流之和.2.在由多个用电器组成的并联电路中,干路电流及各支路的电流关系可表示为I=I1+I2+…+In.3.两个灯泡规格相同时,两个支路电流相等;两个灯泡规格不相同时,两个支路电流不相等;但是无论灯泡规格是相同还是不相同,支路电流之和总等于干路电流.【跟踪训练】如图甲所示电路中,电流表A1与A指针指示的位置如图乙、丙所示,则电流表A1的读数是0.5A;电流表A的读数是1.1A,灯L1的电流是0.5A.
第16章电压电阻第1节电压1.能说明电压的作用,电源是提供电压的装置.2.能表示电压的单位,能对电压的不同单位进行换算,能列举生活中一些常用的电压值.3.知道电压表的用途及符号,会正确使用电压表,能正确地读出电压表的示数.一、电压【自主预习】阅读课本第55、56页内容,完成下列填空:1.要让一段电路中有电流,它的两端就要有电压.电源的作用就是给用电器两端提供电压.2.通常用字母U表示电压,它的单位是伏特,简称伏,符号是V;常用符号还有千伏和毫伏.3.我国家庭电路的电压是220V,一节新的干电池的电压是1.5V.
【小组讨论】取一个灯泡用导线跟一节电池连通,再把这个小灯泡跟两节串联电池连通.观察两次小灯泡的发光亮度有何不同?说明电路中电流的强弱与电源的什么量有关?解:第2次灯泡更亮,说明不同的电源提供的电压不同,使电路中形成的电流大小也不相同.【教师点拨】1.电压使电路中形成电流,电源是提供电压的装置.2.电路中获得持续电流的条件:(1)电路中有电源(或电路两端有电压).(2)电路是连通的.3.不同的电源提供的电压不同,使电路中形成的电流大小也不相同.4.电流与电压的关系:电路中有电流时,用电器两端一定有电压,但电路两端有电压,电路中不一定有电流.【跟踪训练】1.关于电压,下列说法中错误的是 (A)A.只要有电压就一定能形成电流B.电压是电路中形成电流的原因C.电源是提供电压的装置D.电路中有电流时,电路两端就一定有电压2.华为公司发布的搭载自研芯片麒麟9000的mate40,是目前第一款5nm芯片集成5G基带的安卓手机,该手机的电池电压最接近 (B)A.1.5VB.4VC.36VD.220V二、电压表的连接【自主预习】阅读课本第57、58页内容,完成下列填空:测量电路中电压的仪表叫电压表,要测量电路中的电压,必须使它跟这部分电路并联连接,并使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,还要注意被测电压不能超过它的量程.【小组讨论】阅读课本上电压表的使用特点及图16.1-4,回答下列几个问题:(1)电压表应该怎样跟被测用电器连接?(2)电压表的“+”“-”接线柱应该摆在什么位置?(3)电压表能否直接接到电源的两极?解:(1)与被测用电器并联;(2)“+”接线柱与电源的正极相连,“-”接线柱与电源的负极相连;(3)可以.【教师点拨】1.在将电压表连入电路的时候,要同时注意接线柱的连接及量程的选择,不可顾此失彼,更不能将电压表与用电器串联,可将电压表直接接到电源两极上.2.电压表量程的选择顺序是:(1)估计被测电路中电压的大小;(2)在不能估计的情况下,拿电路中的开关试触大量程接线柱;(3)如果被测电压超过小量程,则选择较大量程,如果在较小量程内则使用较小量程.选择较小量程是为了减小误差.【跟踪训练】1.如图所示,电流表和电压表接法正确的是 (C)2.果汁也能做电池.先向杯中倒入芭乐汁,再把分别接有导线的铜棒和铝棒插入芭乐汁中,作为电池的正负极,如图所示,一个芭乐电池就做成了.那么芭乐电池的正极是铜棒还是铝棒呢?给你电流表、电压表、低压发光二极管、开关各一个,导线若干,请选择其中合适的器材设计一个实验方案进行探究.(也可画图辅助说明)解:将芭乐电池的铝棒用导线和电流表的负接线柱连接,然后用与铜棒连接的导线跟电流表的正接线柱试触,如果电流表指针正向偏转,说明铜棒是电池的正极;若电流表反向偏转,则铝棒是电池的正极.(合理即可)三、电压表的读数【自主预习】阅读课本第57、58、59页内容,完成下列填空:1.实验室里常用的电压表有3个接线柱2个量程.2.大量程为0~15V,分度值为0.5V;小量程为0~3V,分度值为0.1V.
3.读数时,先明确电压表的量程,再确定电流表的分度值,最后看表针向右总共偏了多少小格,就能知道电压的多少.【小组讨论】如图所示的电压表不知道用了哪两个接线柱与电路连接,我们都知道,电压表的指针向右偏得越多,表示电压越大,但是如图所示的电压到底是多大呢?思考下列问题:(1)图中的电压表读数可能有几个?为什么会出现这种情况?(2)图中电压表有几个量程?它们对应的分度值是多少?二者有什么关系?解:(1)2个,因为电压表有两个量程;(2)2个,0.1V和0.5V,大量程的分度值是小量程分度值的5倍.【教师点拨】1.电压表读数时,不要求估读,表针的位置离哪条刻度线近,就按那条刻度线进行读数.2.某一电压值用大小量程均可测量时,应选用小量程.因为若使用大量程,电压表指针偏转幅度较小,读数不精确.3.指针指在同一位置时,0~15V量程的示数是0~3V量程示数的5倍.【跟踪训练】1.事先不能估测出电压大小,一般先试用大量程试触,如电压表的示数在小量程范围内,则改用小量程.2.如图的电压表,若选0~3V的量程,读数为2.6V;若选0~15V的量程,读数为13V.第2节串、并联电路中电压的规律1.会设计实验探究串联电路电压的规律.2.会设计实验探究并联电路电压的规律.3.会利用串、并联电路中电压的规律解决电路中的电压问题.一、串联电路的电压规律【自主预习】阅读课本第60、61页内容,完成下列填空:1.探究时,要用电压表分别测量A与B、B与C、A与C两点之间的电压,然后分析比较得出结论,更换灯泡,再次测量三点之间的电压,看看是否还有同样的关系.2.串联电路电压的规律是:串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和.【小组讨论】1.取两节干电池、两个灯泡、一个开关、若干导线,按照下面电路图连接好电路.(1)把电压表接在A、B两点之间,经检查无误后,闭合开关,记下电压表的示数UA.(2)把电压表先后改接在电路中的B、C之间和A、C之间,分别测出两处的电压为UB、UC.分析比较UA、UB、UC三者的大小,发现:串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和.(3)再换两个灯泡,重做一次实验,观察是否能得到同样的规律.2.请用电压表分别测出一节干电池、两节干电池串联、三节干电池串联的电压.一节干电池的电压两节干电池串联的电压三节干电池串联的电压分析这三次测量的电压之间的关系.结论是电池组两端电压等于每节干电池两端电压之和.【教师点拨】1.进行实验所需的器材是由实验的目的决定的.由于是研究串联电路中的电压规律,故所需的器材主要包括两方面:一、组成串联电路的电学器材;二、测量电压的电学器材.2.进行电学实验时,连接电路过程中,开关应该是断开的,连接应按照一定的顺序进行.3.在串联电路中,当两灯泡的规格相同时,其两端电压相同;当两灯泡的规格不相同时,其两端电压不同,但始终都有各个小灯泡两端的电压之和等于总电压.4.实验中换用不同规格的小灯泡多做几次实验,避免了偶然性,使实验结论具有普遍性.【跟踪训练】1.如图所示,在“探究串联电路中电压的规律”时,小雨同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=3V,Ubc=3V,Uac=6V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是 (D)A.整理器材,分析数据,得出结论B.调换L1和L2的位置,再测出一组电压值C.改变电源电压,再测出几组电压值D.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值2.如图是小文同学研究串联电路中电压特点的实物连接图,当开关闭合时,灯L1亮,灯L2不亮,电流表和电压表均有读数.则故障原因可能是 (C)A.L1断路B.L1短路C.L2短路D.L2断路二、并联电路的电压规律【自主预习】阅读课本第61、62页内容,完成下列填空:1.探究时,要用电压表分别测量L1、L2、电源两端之间的电压,然后分析比较得出结论,更换灯泡,再次测量三种电压,看看是否还有同样的关系.2.并联电路电压的规律是:并联电路中各支路的电压与电源的总电压相等.【小组讨论】1.取两节干电池、两个规格一样的灯泡、一个开关、若干导线,按照下面电路图连接好电路.2.把电压表接在L1两端,经检查无误后,闭合开关,记下电压表的示数UA.3.把电压表先后改接在电路中的L2两端和电源两端,分别测出电压为UB、UC.分析比较UA、UB、UC三者大小,发现:并联电路中各支路的电压与电源的总电压相等.4.再换两个规格不一样的灯泡,重做一次实验,观察是否得到上面相同的规律.【教师点拨】1.进行实验所需的器材是由实验的目的决定的.由于是研究并联电路中的电压规律,故所需的器材主要包括两方面:一、组成并联电路的电学器材;二、测量电压的电学器材.2.进行电学实验时,连接电路的过程中,开关应该是断开的,连接应按照一定的顺序进行.3.在并联电路中,当两灯泡的规格相同时,其两端电压相同;当两灯泡的规格不相同时,其两端电压也相同,始终等于电源电压.4.在探究串、并联电路电压的规律时应注意以下问题:(1)在连接电路的过程中,开关应断开.(2)电压表应与被测电路并联.(3)连接好电路后,应用开关进行试触,同时观察电压表指针的摆动,确认电路连接无误,电压表量程合适,再闭合开关进行实验.(4)读数时,视线要与表盘垂直.(5)每次读数后,应及时断开开关;实验完毕,要先切断电源,再整理仪器.(6)实验中,要选用不同规格的灯泡进行多次实验测量,避免结论的偶然性.(7)实验中可通过改变电池节数得到不同的电源电压.【跟踪训练】1.把连接好的两个小灯泡接到电源两极上时,用电压表测得小灯泡L1两端电压是2.5V,另一个小灯泡L2两端电压也是2.5V,下列关于这两个小灯泡连接的说法中正确的是(C)A.一定是串联B.一定是并联C.可能是串联也可能是并联D.一定不是串联2.如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两电压表指针偏转均如图乙所示,则灯L1和L2两端的电压分别为2.4V和0.6V.3.两盏完全相同的灯L1、L2接在电压为6V的电源上都能发光,现判断L1、L2的连接方式.(请完成下表)第3节电阻1.了解电阻的定义、符号、单位及其单位之间的换算.2.会设计实验探究影响导体电阻大小的因素.一、电阻【自主预习】阅读课本第63、64页内容,完成下列填空:1.电阻表示导体对电流阻碍作用的大小.2.导体通常用字母R表示,单位是欧姆,简称欧,符号是Ω,常用单位还有千欧和兆欧.3.具有一定电阻值的元件叫做电阻器,也叫做定值电阻,如图所示.【小组讨论】各小组同学分工合作,完成如下实验:用两节干电池、一个小灯泡和开关及若干导线组成一个闭合电路,使小灯泡发光.然后将电路的一部分断开,在断开的两点之间依次接入铜丝、铁丝、硬币、铅笔芯、塑料尺、橡皮等,观察接入什么物体时小灯泡能发光,接入什么物体小灯泡不能发光,以及小灯泡发光的亮度有何不同.讨论上述现象说明了什么问题.解:导体容易导电,但是对电流有一定的阻碍作用.【教师点拨】1.学习电流和电压时,都把它们类比成水流和水压.水在水管中流动会受到阻力,同样,电荷在导体中定向移动也会受到阻力,这种阻力就叫做电阻.2.导线的电阻很小,一般忽略不计;电流表的内部电阻很小,相当于一根导线;电压表的内部电阻很大,可以看成开路.【跟踪训练】1.关于导体的电阻,下列说法中正确的是 (C)A.导体导电说明它对电流没有任何阻碍作用B.导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越小C.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与材料有关D.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定2.如图所示,如果将不同的导体分别接到A、B之间,闭合开关,可通过观察、比较灯泡的亮度来判断不同导体电阻的大小.若两个导体的阻值差异不大,则可以用电流表替换灯泡,作进一步的判断.二、决定电阻大小的因素【自主预习】阅读课本第64、65页内容,完成下列填空:1.同种材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大.2.同种材料、长度相同的导体,横截面积越小,电阻越大.3.导体的电阻是导体本身的一种性质;它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积.4.在其他条件相同时,电阻较小的材料导电性能较强.【小组讨论】各小组同学分工合作,完成如下图所示的实验.1.选用横截面积相同、长度不同的两根镍铬合金丝,分别将它们接入电路中,观察电流表的示数,比较流过长度不同的镍铬合金丝电流的大小.2.选用长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝,分别将它们接入电路中,观察电流表的示数,比较流过粗细不同的镍铬合金丝电流的大小.分析电流表的示数变化,说明电阻的大小与导体的长度、横截面积有什么关系.【教师点拨】导体的电阻决定于导体本身,一般由材料、长度、横截面积等因素决定,有时还需要考虑温度对导体电阻的影响.所以说,电阻是导体本身的一种性质.给定一个导体,它的电阻大小只决定于本身的条件,而与外界加给它的电压、电流无关.【跟踪训练】1.用同种材料制成的粗细均匀的某段金属导体,对于其电阻大小,下列说法正确的是 (D)A.当导体两端电压和通过导体的电流为零时,导体的电阻为零B.当导体被均匀拉长至原来的二倍时,它的电阻减小为原来的一半C.电阻是导体本身的一种性质,所以温度无论如何变化,它的电阻也不可能为零D.电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流无关2.小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”.a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a
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