第一章 声现象 基础知识

第一节：声音的产生与传播

一：声音的产生

重点：1　声是由物体的振动产生的 ；

2振动可以发声

要点：1　一切发声的物体都在振动 ；

2声音是由物体的振动产生的；

3发生物体的振动停止，发生也停止

疑点：1　一切正在发声的物体都在振动，固体，液体，气体都可以因振动而产生声音。

2 “振动停止，发生也停止”不同于“振动停止，发生也消失”。振动停止，只是不再发声，但是原来所发出的声音还会存在并继续向外传播。

二：声音的传播

定义：1 声的传播需要介质

2 声以波的形式传播，这种波叫声波

要点：1 能够传播声音的物质叫做介质

2 声音的介质有：固体，气体，液体

3 真空不能传声

重点：声音以波的形式向外传播。因为物体的振动，物体两侧的空气就形成了疏密相间的波动向远处传播，这就是声波

三：声速和回声

定义：声传播的快慢用声速描述，它的大小等于声在每秒内传播的距离。声速的大小跟介质的种类有关，还跟介质的温度有关。

要点：1 声音在单位时间内传播的距离叫做声速

2 声速与介质的种类有关。一般在固体中传播最快，其次是液体，在气体中传播最慢

3 声速与介质的温度有关。一般在气体中，温度越高，声速越快

4 声音在传播过程中，碰到障碍物后被反射回来，人们能够与原生区分开，这样反射回来的声波就是回声。

重点：声音在15℃的空气中的传播速度是340m/s

拓展：

1 分辨原声与回声的条件：

①回升到达人耳的时间比原声晚0.1s以上；②声源距离障碍物至少有17m远

2 回声的作用：

①加强原声；②回声定位；③回声测距

第二节：我们怎样听到声音

一：怎样听到声音

定义：在声音传递给大脑的整个过程中，任何部分发生障碍，人都会失去听觉。但是如果只是传导障碍，而又能够想办法通过其它途径将震动传递给听觉神经，人也能够感知声音

要点： 1 人耳的构造：外耳（耳廓，外耳道）中耳（鼓膜，听小骨）内耳（半规管，前庭，耳蜗）

2 听到声音的途径：物体振动→介质→鼓膜或头骨→听觉神经→产生听觉

难点：如果传导声音的鼓膜和听小骨发生损伤，就会使听力下降，叫做传导性耳聋，但还可以通过其它途径将振动传给听觉神经，人可以继续听到声音；如果耳蜗，听觉中枢或与听觉有关的神经受到损害，听力会降低，甚至是丧失，叫做神经性耳聋，一般不可治愈。

拓展：听到声音的条件：

①听觉系统正常；②物体的振动频率达到人耳的听觉范围；③声音有足够的响度；④有传播的介质

二：骨传导和双耳效应

定义：声音通过头骨，颌骨也能传到听觉神经，引起听觉。科学中把声音的这种传导方式叫做骨传导

要点：骨传导的途径：物体振动→声波→头骨或颌骨→听觉神经

重点：双耳效应产生的条件：①对同一个声音，两只耳朵感受到的强度大小不同；②对同一个声音，两只耳朵感受到的时间先后不同；③对同一个声音，两只耳朵杆受到的振动步调也不同

第三节：声音的特性

一：音调

定义：1 物体振动的快，发出的音调就高；振动的慢，发出的音调就低

2 每秒内物体振动的次数—频率来表示物体振动的快慢。频率决定声音的音调。频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz

3 频率高于20000Hz的声音为超声波；低于20Hz的声音为次声波

疑点： 1 音调是指声音的高低，也就是平常我们说的声音的粗细，不是声音的大小，也不是声音的音色。

2 在相同的介质和温度中，频率不同的声音传播速度相同。

拓展：音调的高低与什么有关？ 音调的高低跟发声体的形状，尺寸和所用的材料的性质等多种因素有关。

二：响度

定义：1 声音的强弱（大小）叫做响度

2 物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。物体的振幅越大，产生声音的响度越大。

要点：1 物理学中响度指声音的强弱，生活中指人耳感受到的声音的大小。

2 人耳感受到的物体的响度与距离发声体的远近有关。

重点：1 响度与声源的振幅有关，振幅越大，响度越大；与人到声源的距离有关，距离越大，响度越小。

2 音调和响度是根本不同的两个特性，毫无关系。

三：音色

定义：1 频率的高低决定声音的音调，振幅的大小决定声音的响度。

2 不同发声体的材料，结构不同，发出声音的音色也就不同。

要点：音色是指声音的品质，即音质。

拓展：人的音色会随年龄的增长，以及饮食，健康的因素而变化。锻炼可以保持优美的音色。

第四节：噪声的危害和控制

一：噪声的来源

定义：1 从物理角度来说，噪声是发声体作无规则振动时发出的声音；从环保角度来说，凡是妨碍人们正常休息，学习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰的声音，都属于噪声。

2 噪声的波形无规律且杂乱。

难点：乐音和噪声的根本区别在于：乐音是由发声体规则振动产生的，波形是规则的；噪声是由发声体不规则振动产生的，波形杂乱无章。

二：噪声的等级的划分

定义：1 人们以分贝（符号是dB）为单位来表示声音强弱的等级。人的听觉是20Hz-----20000Hz。0dB：人刚能听到最微弱的声音。30—40dB：较为理想的安静环境，为了保证休息和睡眠，声音不能超过50dB，为了保证工作和学习，声音不能超过70dB，为了保护听力，声音不能超过90dB 。

2 声音从产生到引起听觉的三个阶段：

①声源的振动产生声音；②空气等介质的传播；③鼓膜的振动

拓展：噪声的危害可分为哪几类？

造声的危害可分为生理危害，心里危害和物理危害。不太强的噪声，使人感到厌烦；比较强的噪声，使人感到刺耳难受，时间久了会引起噪声性耳聋，还会引起心律不齐，血压升高，消化不良等症状；更强的噪声，几分钟时间就会使人头晕，恶心，呕吐，像晕船似的；极强的噪声还会影响胎儿的发育，妨碍儿童的智力发展，甚至是直接造成人和动物的死亡。

三：控制噪声

重点定义：控制噪声的三个方面：①防止噪声产生；②阻断噪声的传播；③防止噪声进入耳朵

要点：控制产生（从声源出）；阻断传播（在传播过程中减弱）；防止入耳（在人耳处减弱）

第五节：声的利用

一：声与信息

要点：1 回声定位

2 声纳测距，探测鱼群

疑点：声的概念比较广，包括超声，次声等；声音则指人而能够感受到的声

重点：声音可以传递信息

难点：用超声波可以准确地获得人体内部疾病的信息，这就是“B超”。用超声波检查身体时，由于人体各部分器官对声波的反射情况不同，利用计算机图像显示设备，可以清楚地将人体内部器官的结构显示在屏幕上，根据图像，医生很快就可以找出病灶所在的位置了，超声波探查对人体没有伤害。这一点不同于“X光”

二：声与能量

要点：物体的振动→产生声波→将能量传递出去→声波能传递能量

重点：超声波可以用来清洗精密的机械；外科医生可以利用超声波振动除去人体内的结石。

第二章光现象知识点

第一节 光的传播

一、光源

能够发光的物体叫光源。

光源有很多，可分为自然光源和人造光源。

自然光源：太阳、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、乌贼、水母等。

人造光源：手电筒、火把、油灯、蜡烛、白炽灯、日光灯、霓虹灯以及钠灯、汞灯、氖灯等。

【注意】月亮不是光源，月亮本身不发光，只是反射太阳的光。

二、 光的直线传播

光在真空中或均匀介质中是沿直线传播的。常见的均匀介质如：空气、水、玻璃等。

【注意】光在不均匀介质中如不均匀的空气、不同介质的界面处，传播方向发生改变。

三、 光的速度与光年

真空中的光速是宇宙最快的速度，c=3×108m/s。

空气中的光速略小于真空中的光速，约为3×108m/s；光在水中的速度约为真空中光速的3/4；玻璃中的光速约为真空中光速的2/3。

光年是光在一年里传播的距离，因此，光年是距离的单位。1光年=9.4608×1015m。

第二节 光的反射

一、 光的反射

光遇到水面、玻璃以及其他任何物体的表面都会发生反射。

我们看到不发光物体，都是由于它的表面能反射，反射光进入人的眼睛，人就看到了物体。

反射定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，有部分光返回原介质的传播现象叫做光的反射。

二、 光的反射规律

1、垂直于镜面的直线ON叫做法线；如图所示，

入射光线于法线的夹角i叫做入射角；反射光线与法

线的夹角r叫做反射角。

2、光的反射规律

在发射现象中，反射角等于入射角，

在反射现象中，光路是可逆的。

【探究】光的反射规律

提出问题：光在反射时遵循什么规律？也就是说，反射光线沿什么方向射出？

设计实验：如图所示，把一个平面镜放在桌面上，再把一张纸板竖直地立在平面镜上，使纸板上的直线ON垂直于镜面。用红色激光手电，沿莫一角度紧贴纸板向O点射出入射光线，观察反射光线的位置和分向，从而总结出光的反射规律。

实验器材：一块平面镜、一张纸板、直尺、量角器、红色激光笔等。

进行实验：（1）用激光手电发射一束红光，贴着垂直放置在平面镜上的纸板，沿某一个角度射到O点，经平面镜反射，沿另一方向射出，在纸板上用笔描出入射光与反射光的径迹。（2）改变光束的入射方向，重做两次。分别用不同颜色的笔，记录光的径迹。（3）用激光手电从反射光线一侧逆着照过去，发现光线可以延原路返回去。（4）取下纸板，用量角器测量ON两侧的角i和r。

实验记录：将数据记录于下面的表格中

交流论证：（1）分析表中数据可以看出，反射角r与入射角i同时变大同时变小，反射角r始终等于入射角i；（2）在光的反射过程中，光路是可逆的。

最后得出结论：光的反射规律：在反射现象中，反射角等于入射角；在反射现象中光路是可逆的。

3、漫反射和镜面反射

（1）凹凸不平的表面把光线向着四面八方反射，

这种反射叫做漫反射。

（2）阳光射到镜子上，迎着反射光的方向可以看到刺眼的光，

这是因为射到镜子上的平行光线反射后仍然是平行的。光滑镜面的反射叫做镜面反射。

（3）漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。

4、如何画反射光线或入射光线

（1）画反射光线或入射光线完成光路图的依据是光的反射规律。

（2）已知反射面、入射光线、入射角时只要根据光的反射规律画出反射光线，并标上箭头表示方向即可，反射光线的起点是入射点。标明入射角、反射角。

（3）已知入射面、入射光线或发射光线时，应先在入射点处先画出法线，再根据光的反射规律画出对应的反射光线或入射光线，标出入射角、反射角及箭头方向。

（4）已知入射光线、反射面及入射光线与反射面的夹角，直接根据已知的角度的大小确定发射光线与反射面的夹角。画出反射光线并标上这个角度及箭头方向即可，不必画法线，反之亦然。如图所示，这也间接地应用了光的反射规律。

第三节 平面镜成像

一、平面镜成像的特点

反射面是光滑平面的镜子叫做平面镜，平面镜对光具有良好的反射能力，它是利用光的反射原理改变光线的传播方向而成像的。平面镜成像的特点如下：①物体在平面镜中所成的像是虚像；②像和物体的大小相等；③物点到对应像点的连线与镜面垂直；④物和对应点的镜面的距离相等；⑤像与物左右相反。

从数学对称的角度来看，平面镜成像的以上五个特点可归结为一句话：物体和像关于镜面是对称的。

平面镜的应用

（1）利用平面镜可以改变光的传播方向，起到控制光路的作用。如制作潜望镜；在挖井、挖掘山洞时，用平面镜将太阳光反射到作业区照明；修建体育场馆和高大建筑物时，利用平面镜把太阳光反射到室内改善光照条件。

（2）利用平面镜来成像：如制作各种镜子，商场和家庭装修时，利用平面镜成像增强宽敞明亮的空间效果。

（3）利用平面镜反射光来使微小形变放大，以便观察。

二、平面镜成像的原理

如图甲所示，镜前烛焰上的点S射向平面镜的光线，经平面镜反射后进入眼睛，看起来就觉得这些光线好像是从它们在镜后延长线的交点S′射出来的。人们会感觉像S′出真有一个光源一样，如图乙所示。S′就是S在镜中的像，但是镜子后面实际上并没有这个发出光线的点，所以叫为虚像。物体上每个点在镜子里都有一个像点，所有像点就组成整个物体的虚像。

图甲

【探究】平面镜成像的特点

提出问题：平面镜成时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系？

设计实验：如图所示，在桌面上铺一张大纸，纸上竖一块玻璃板，作为平面镜。在纸上记下平面镜的位置。把一只点燃的蜡烛放在玻璃板前面，使它在“平面镜”中成像，再用另一个没有点燃的蜡烛在玻璃板后面确定像的位置，比较像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系。

实验器材：桌面、白纸、笔、直尺、玻璃板、两只同样的蜡烛、火柴等、

进行实验：（1）取一张白纸，如图所示，将它对折一下，

对折之后打开平铺在桌面上，用直尺和笔再沿折线画一条直线。

（2）将玻璃板沿所画直线垂直立于白纸上，作为平面镜，

将一只蜡烛点燃后立于镜前，观察镜中成的像，用笔记下蜡烛的位置。

（3）将另一只未点燃的蜡烛在镜后移动，直至与点燃蜡烛所成的像重合，比较像与未点燃蜡烛的大小和形状，用笔记下未点燃蜡烛的位置，体会像的虚实。

（4）熄灭蜡烛，取下白纸，通过两个记号点引一条直线，比较纸上的两条直线是否垂直，再将白纸沿原叠痕处折叠，观察两记号点是否重合。

（5）再取一张白纸，点燃未曾点燃的那根蜡烛，重复上述实验。

实验记录：将数据记录在下列表格中

交流论证：比较表格中的数据，可以总结出平面镜成像的五大特点：

（1）像与物大小相等；

（2）像与物左右相反；

（3）像与物的连线与镜面垂直；

（4）像与物到镜面的距离相等；

（5）平面镜成虚像。

注意事项：（1）点燃蜡烛后应尽快完成余下的实验，避免蜡烛燃短对实验现象有影响；重复做实验时，应点燃那根未点燃的蜡烛，可有效避免蜡烛燃短造成的不良影响。

（2）观察安放未点燃的蜡烛时，观察者应左右移动确保放置位置恰到好处。

三、实像和虚像

从物体发出（或反射）的光线，经过光学仪器后可以形成和物体形状相似的实像或虚像。实像是指从物体发出的或反射的光线，经过光学仪器后实际的光线在空间相交所成的像，是由实际光线会聚而成的明亮区域，是真实存在的，既可以用眼睛观察到，又可以显示在光屏上。如物体经过小孔所成的像，就是物体发出或反射的光线沿直线通过小孔传播到光屏上形成的倒立的实像。

虚像是从物体发出的或反射的光线经过光学仪器后，实际光线没有会聚而是变得发散，这些发散光线的反向延长线相交而形成的像，人们根据光沿直线传播的经验逆着光传播方向寻找和判断光从何处射过来，觉得这些发散光线是从它们的反向延长线的交点发出的。由于虚像不是实际光线会聚而成的，实际并不存在，因此虚像只能用眼睛观察到，而不能在光屏上呈现出来，反射光线在镜前发散，反射光线的反向延长线在镜后相交形成的虚像。

四、凹面镜和凸透镜

1 2 3

用球面的内表面作反射面的面镜叫做凹面镜，凹面镜能把射向它表面的平行光会聚于一点，这一点叫做凹面镜的焦点，常用F表示。如图1所示。根据光线的可逆性，由焦点的点光源发出的光线，经凹面镜反射后能获得平行光，如图2所示。

用球面外表面作反射面得面镜叫凸面镜。凸面镜能使入射到它表面的平行光变得发散，这些发散光线好像是从镜后的某一点出发的，这一点叫做凸面镜的焦点，只不过它不是实际光线的交点，而是反射光线反向延长线的交点，叫做虚焦点，通常也用F表示，如图3所示。

凹面镜的应用：利用它会聚光线的特点，制作太阳灶、太阳能焊机、反射式望远镜；利用它产生平行光的特点制作手电筒、汽车头灯，探照灯等的反光面。

五、平面镜成像作图方法

1、根据反射规律作图：

步骤：如图所示。

（1）从发光点S向平面镜引出两条入射光线；

（2）在入射点作出两条入射光线的法线；

（3）根据反射规律，反射角等于入射角，作出反射光线；

（4）作两条反射光线的反射延长线，找出交点S′，S′即是S的像。

2、根据平面镜成像特点作图

步骤：如图所示。

（1）过S点作平面镜的垂线，交平面镜于O点。

（2）在另一侧截取S′O=OS，S′点即为S的像。

第四节 光的折射

一、光的折射

光从一种介质斜射入另一种介质中时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。光的折射可分为两种情况：（1）光线斜射时，传播方向发生偏折；（2）光线垂直射向两种物质的界面时，传播方向不变，按原方向传播。

二、光的折射规律

1、光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，这就是光的折射规律。在折射现象中，光路是可逆的。

2、斜射

（1）当光从空气斜射入玻璃、水等介质中时，折射光线向法线方向偏折。

（2）光从水、玻璃等介质斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折。

即斜射时，不论空气中的光线是入射光线还是折射光线，总是空气中的角度偏大。折射光线与法线的夹角叫做折射角。

（3）垂直入射

当光线垂直射向两个介质的分界面时，光线的传播方向不变，入射光线、折射光线均与法线重合。

（4）光的折射规律与光的反射规律的区别：光的传播规律中，入射光线和反射光线在界面的同侧，光的传播速度不变；光的折射规律中，入射光线和反射光线分别在介质分界面得两侧，光的传播速度发生改变。

（5）法线的重要地位：它具有双重身份，（1）它是两种介质分界面得垂线；（2）它是作图中画出反射光线和折射光线的参照标准。

第五节 光的色散

一、色散与三原色

太阳光通过棱镜后，被分解成各种颜色的光，在白

屏上形成一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、

蓝、靛、紫。这种现象叫做光的色散。

1、光谱：如图所示，让一束白光射向三棱镜，通过

三棱镜偏折后照到白屏上，出现一条不同颜色依次排列的

光带。这条光带叫做光谱。这个实验就是著名的色散实验。

2、光的色散说明光是由各种光混合而成的。

3、红、绿、蓝三色光混合能产生各种色彩，其中也包括白色，因此把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。

4、红、黄、蓝三色颜料混合能产生各种颜色，其中也包括黑色，因此把品红、黄、蓝三种颜色叫做颜料的三原色。

色光的三原色与颜料的三原色的区别：

（1） 它们的原色组成不同：

色光的三原色：红、绿、蓝。

颜料的三原色：红、黄、蓝。

（2） 它们的混合规律不同：

色光的三原色混合后为白色。

颜料的三原色混合后为黑色。

（3）它们的混合原理不同：

色光的混合原理是：两种色光混合后产生另一种色光。

颜料的混合原理是：两种颜料混合后是它们能反射的色光，其余都被这两种颜色吸收掉了。

二、 探究色光的混合与颜料的混合

【设计实验】先把红色和蓝色的光照射到白墙上，观察重叠部分的颜色；再把红色和蓝色颜料混合后观察其颜色；比较两次混合后的颜色是否相同。

【实验器材】手电筒两只、红玻璃、蓝玻璃各一块、调色板一块，红、蓝广告颜料。

【实验过程】（1）用手电筒分别通过红、蓝玻璃打出红、蓝两束光，照到白墙上，使两个光斑部分重叠，观察重叠部分的颜色。（2）挤出红、蓝两色颜料，按1∶1的比例在调色板上调匀，观察混合后的颜色。（3）比较色光混合后的颜色与颜料混合后的颜色是否相同。

【实验记录】将观察到的现象填入下列表格中

【交流论述】（1）红光与蓝光按1∶1的比例混合，得到品红色光；红色颜料与蓝色颜料按1∶1的比例混合，得到黑色颜料。（2）颜料的混合规律与色光的混合规律不同。

【得出结论】经过多次混合实验和查找资料得知：色光的三原色是红、绿、蓝；颜料的三原色是品红、黄、青。

【注意】1、色光的混合效果与颜料的混合效果如图所示。

2、加色混合：混合色光中的色光一般是由光源直接发出的，多一种颜色会使光线更加明亮，所以复色光的亮度大于单色光的亮度，这种混合叫做加色混合。

3、减色混合：颜料是不透明的，其颜色是它反射色光的颜色，颜料的混合时减色混合，每种颜料都吸收一定波长的光，混合后的颜料对光的吸收率增加，反射率降低率，混合后得出的颜色明亮程度是降低的。

第六节 看不见的光

一、光谱

三棱镜色散，把白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光，把它们按这个顺序排列起来，就是光谱。这是可见光光谱，在红光以外还有红外线，紫光以外有紫外线，红外线、紫外线灯一般叫做不可见光。

二、红外线

在光谱上红光以外的部分叫做红外线。红外线的频率范围在1×1012Hz~5×1014 Hz，一切物体都在不停地辐射红外线。物体的温度越高，辐射出的红外线越多。物体在辐射红外线的同时，也在吸收红外线。红外线有以下三个特性：

（1）红外线的主要特性是热作用强。

（2）红外线穿透云雾的能力比较强。

（3）红外线可用来进行遥控。

三、紫外线

在光谱上紫光以外的部分叫做紫外线。紫外线的频率范围是7.5×1014Hz~5×1016Hz，在光谱上位于可见光紫光之外，人眼看不见。高温物体如太阳、弧光灯和其他炽热物体发出的光中都有紫外线，汞灯气体放电如日光灯发出的光中也含有紫外线。紫外线有如下特征：

（1）紫外线的主要特性是化学作用强，很容易使照相底片感光。

（2）紫外线的生理作用强，能杀菌，剂量大时能伤害人体。

（3）紫外线具有荧光效应。

（4）适当的紫外线照射可以帮助人体补钙。

（5）夏天，在强烈的太阳光下晒谷物可利用太阳光的紫外线，杀死虫卵。

地球上的天然紫外线来自太阳光。地球周围的大气层阻挡了大量的紫外线进入地球表面，才使地球上的生物获得生存条件。为了保护人类生存家园，我们应有环保意识，承担起环保的责任和义务。

四、红外线和紫外线的应用

利用红外线来加热物体。工业上用红外线烘干汽车表面的喷漆，家庭用红外线烤箱烤制食品，浴室用红外线灯来取暖，医疗上利用红外线来进行诊断和理疗。利用红外遥感技术可以对地球勘测，寻找水源、监视森林火灾、估测大面积农作物的长势和收成、预报风暴和寒潮等，红外线还可以进行遥控。

紫外线主要用来感光，在医院里经常用紫外线来杀菌，适当的紫外线照射有助于人体健康。夏天常把粮食放到日光下晒，用阳光中的紫外线来杀死粮食里的虫卵，以利用长期保存。验钞机上利用紫外线分辨真伪，还可以用紫外线鉴别古字画。有时甚至用紫外线摄影。我们还可以利用紫外线知识宣传环保意识，保护我们的家园。

五、光的散射与雾灯

地球周围的大气能够把阳光向四面八方散射，所以眼睛才能接受到各个方向射来的光。如果没有大气，散射将无法进行。

不同色光的波长不同，依照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序，它们的波长一个比一个短。那么显然红外线的波长比红光还长，紫外线的波长比紫光还短。

大气对光的散射有一大特点：波长越短的光越容易被散射，波长较长的光不容易被散射。天空是蓝色的，这是因为大气对阳光中波长较短的蓝光散射得较多。傍晚的太阳颜色发红，这是因为傍晚的太阳要穿过更厚的大气层，蓝光、紫光等大部分被散射掉了，剩下红光、橙光透过大气射入我们的眼睛。红外线波长更长，它更不容易被散射掉，所以它穿透云雾的能力更强，传得更远。

大雾弥漫时，汽车必须开亮雾灯才能保证行车安全。汽车雾灯用的是黄光，黄光的穿透能力也比较强，不用红光一是为了与汽车刹车灯相区别，二是人眼对红光的敏感程度不如黄光、绿光，而绿光又是通行信号，所以雾灯的颜色最后选用了黄色。

第二章 光现象 基础知识

1． 光源：自身能够发光的物体。太阳是自然光源，电灯、烛焰是人造光源。月亮不是光源。

2． 光在同种均匀的介质中沿直线传播。能解释影子的形成和小孔成像。

3.真空中的光速是宇宙中最快的速度，用字母c表示：c=3×108 m/s 光在水中的速度约是真空中的3/4。 在玻璃中光速为真空中2/3

4．光遇到水面，玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。光的反射遵守反射规律。（1）反射光线、入射光线和法线在同一平面内（2）反射光线、入射光线分居法线两侧（3）反射角等于入射角

5．在反射现象中，光路可逆。反射分为镜面反射和漫反射。镜面反射：表面光滑，平行光线入射，反射光线还是平行的。漫反射：表面粗糙，平行光线入射，反射光线向四面八方。

6.光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。发生折射时，同时一定也发生发射。折射现象中光路也是可逆的。

7．光从空气斜射入水或者其它介质中时，折射光线向法线方向偏折。光的折射定律：三线共面，两线分侧，两角不等（空气中角大些）折射现象：钢笔错位、池水变浅、水中叉鱼、海市蜃楼等

8．一束白光（太阳光）通过三棱镜分解成为红橙黄绿蓝靛紫七色光的现象叫做光的色散。说明白光不是单色光，而是各种单色光组成的复合光。彩虹是太阳光被水滴色散而成。

9．光的三原色：红、绿、蓝 颜料三原色：青、黄、品红 透明物体的颜色有通过它的色光决定，不透明物体的颜色由它反射的色光决定。

10、红外线位于红光以外，一切物体都在不停地发射红外线，物体温度越高，辐射的红外线就越多，物体辐射红外线同时也在吸收红外线。红外线作用：

①热作用：加热食物 热谱图诊病 ②红外遥感：地球勘测、寻找水源、监视森林火灾等③遥控：电视机、空调等

11．紫外线位于紫光以外，太阳光是天然紫外线的重要来源。臭氧可以吸收紫外线，避免过量的紫外线对人体伤害。紫外线作用：①杀菌：医院的紫外线灯②紫外线的荧光效应：验钞机、防伪③适当的紫外线照射有利于人体合成维生素D,促进身体对钙的吸收，对人体骨骼生长和健康有好处。

第三章 透镜及其应用

1. 中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜，边缘厚中间薄的透镜叫凹透镜。通过光心的光线不改变传播方向。

2. 凸透镜有两个实焦点，焦点到光心距离叫做焦距。凹透镜有两个虚焦点。

3. 凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。

4. 三条特殊光线：①过光心的光线不改变传播方向。②平行于主光轴的光线经折射后过焦点，对凹透镜来说，它的焦点是虚焦点，是折射光线的反向延长线过焦点③过焦点的光线经折射后与主光轴平行。对凹透镜来说是虚焦点，是入射光线的正向延长线过焦点。

5. 照相机的镜头是个凸透镜，调焦环的作用是调节镜头到胶片的距离，拍近景时，镜头往前伸，

拍远景时，镜头往后缩，光圈控制进入光的多少，快门控制暴光时间。

6．u>2f 倒立 缩小 实 照相机

u=2f 倒立 等大 实

f2f 倒立 放大 实 投影仪

u=f 不 成 像

u

一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小，实倒虚正来成像，像的大小像距定，像儿跟着物儿跑。

7．眼睛好象一架照相机，晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。明视距离为25cm。远视眼能看清远处的物体而看不清近处的物体，晶状体太薄，成像在视网膜之后；近视眼能看清近处而看不清远处的物体，晶状体太厚，成像在视网膜只前。

8．近视眼应该带凹透镜，远视眼应该带凸透镜。眼镜的度数=100×焦度 焦度=1/f

9．望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，目镜相当于放大镜，物镜相当于照相机镜头。显微镜的目镜和物镜也是凸透镜，目镜相当于放大镜，物镜相当于投影仪镜头。

第四章 物态变化

1． 温度是物体的冷热程度。

2． 温度计原理：液体的热胀冷缩的性质制成的。使用前注意：①观察它的量程②认清它的分度值，使用时注意：①温度计的玻璃泡全部放入被测液体，不要碰到容器底或容器壁，②温度计玻璃泡放在液体中稍等一会儿，稳定后在读数③读数时，温度计不能离开（除了体温计）被测液体并且时视线和温度计液柱相平。

3． 物质从一种状态到另一种状态叫做物态变化。物质从固态变成液态叫熔化，从液态变成固态叫凝固。熔化吸热，凝固放热。固体分为晶体和非晶体。

4． 物质从液态变成气态叫做汽化，从气态变成液态叫做液化。汽化吸热，液化放热。汽化分为蒸发和沸腾。蒸发现象：在任何温度下，发生在液体表面，缓慢的汽化现象。影响蒸发的因素：①液体温度的高低②液体的表面积③液体表面空气流动的快慢 沸腾：在一定温度下，在液体内部和表面剧烈的汽化现象。

5． 液化有两种方法：降低温度，压缩体积。

6． 物质从固态变成气态叫做升华，升华吸热，从气态变成固态叫做凝华，凝华放热。

第五章 电流和电路

1． 通过摩擦使物体带电叫做摩擦起电，带电物体能吸引轻小物体。自然界中只有正负两种电荷。丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

2． 电荷的多少叫做电荷量。单位：库仑（c）元电荷是最小的电荷e=1.6×10—19 原子有带正电的原子核和带负电的电子组成。通常情况下原子核带的正电荷和核外电子总共带的负电荷数量相等，不显电性，但是得到电子就显负电，失去电子就显正电。

3． 电荷（正电荷或者负电荷）的定向移动形成电流。正电荷定向移动方向规定为电流方向。电源是提供电能的装置，用电器是消耗电能的装置，开关控制电路的通和断，导线连接电路作用。

4． 在电源外部：电流方向从电源正极到用电器再到负极 ，在电源内部：电流的方向从电源负极流向正极。

5． 通路：处处接通的电路，用电器正常工作。开路：断开的电路，电路中没有电流，用电器不能工作。短路：不经过用电器而直接把导线接在电源两端。

6． 善于导电的物体叫导体，不善于导电的物体叫绝缘体。金属靠自由电子导电，酸碱盐溶液靠正负离子导电。

7． 电流表示电流强弱的物理量，用I 表示。单A） 1A=1000 m A 1m A=1000uA

8． 电流表使用注意（两要两不要）：①电流表要串联在电路中②电流从“+”接线柱流进电流表，从“—”接线柱流处电流表③被测电流不要超过电流表的量程④绝对不要不经过用电器而把电流表直接接在电源的两端。还应该注意：①使用电流表前，应该观察电流表指针是否指零，若不指零，应先调零②用试触法选择量程，要从大量程的接线柱开始。

串联电路的电流处处相等，并联电路干路中的电流等于个支路电流

第六章 电压 电阻

一、电压知识点1——电压 ●电压是形成电流的原因 水压是使水发生定向移动形成水流的原因；电压是使自由电荷生定向运动形成电流的原因。（1）电压使电路中形成电流。

（2）电压与电流的区别：①电压对电路中两点间才有意义，而电流和电路中某处或某点对应，一般说成某处的电流，某用电器两端的电压。②电压是原因，电流是结果。

●电压的单位电压的单位是伏特（V），简称伏（V），此外常见的电压单位还有千伏（kV）、毫伏（mV）和微伏（μV）。 1kV=103V，1mV=10-3V，1μV=10-6V

●电源是提供电压的装置（1）电源把其他形式的能转化为电能。 对外供电时，电源通过用电器把电能转化为其他形式的能。

（2）常见电源的电压值：①一节干电池的电压为1.5V；

②一个蓄电池的电压为2V；把每节电池的正、负极依次相连，组成的电池组叫串联电池组，它可以满足用电器对直流电压的不同需求。因为每节电池的电压U1相同，n节电池串联后，电池组的总电压U=nU1。

③对人体安全的电压不超过36V；④家庭电路中电压为220V（照明电路）⑤发生闪电的云层间电压可达103kV.

●常见电压值的划分（1）不高于36V的是安全电压； （2）1000V以下的叫低压；（3）1000V以上的叫高压。

知识点2——电压表

● 电压表是测量电压的仪器 电流用电流表测量，电压用电压表测量，电压表在电路中的符号是 。

在电路中，电源或用电器两端的电压可以直接用电压表测量。

表盘上的V表示直流电压表，用于测量电池等电源的直流电路电压。

实验室中，常用的双量程电压表有三个接线柱、两个量程，一般情况下“—”接线柱共用，另外两个接线柱分别标有“3”、“15”字样，它们与“—”接线柱一起分别组成0～3V和0～15V两个量程。

选用不同量程，分度值不同，选用0～3V量程时，分度值为0.1V，读数时应以刻度盘下方的刻度线为准；选用0～15V量程时，分度值为0.5V，读数时应以刻度盘上方的刻度线为准。

●电压表读数 1）使用电压表测电压，读数时首先分清电压表用的量程是多少，从而确认电压表相应量程每大格及每小格所代表的电压值。示数=分度值+小格数。

（2）指针偏向哪个刻度就按哪一刻度读数，不必估读，指针向两刻度线中间时，按哪一刻度读数都行，此时读数有两个正确值。

●电压表使用规则（1）使用前应先检查指针是否指零，如有偏差，则要用螺丝刀旋转表盘上的调零螺丝，将指针调至零位。

（2）电压表必须和被测用电器并联。（3）连线柱的接法要正确：电流“+”入“—”出。（4）被测电压不要超过电压表的量程。

（5）在不能预知被测电压的范围时，先试用大量程，并采用试触的方法，如电压表示数在小量程范围内，则改用小量程，提高测量精度。

二、探究串、并联电路电压的规律

知识点1——串联电路电压规律(见实验教学)串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，即U=U1+U2+ …… +Un

知识点2——并联电路电压规律并联电路中各支路两端的电压都相等：U1=U2=……=Un=U

三、电阻 四、变阻器知识点1——导体与绝缘体 ●导体：容易导电的物体叫做导体。

绝缘体：不容易导电的物体叫绝缘体。导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫半导体。

举例：金属、石墨、人体、大地及酸、碱、盐的水溶液都是导体；

橡胶、玻璃、陶瓷、油等都是绝缘体；硅、锗是半导体。 不同材料的导电性能不同。

●导体和绝缘体之间并没有绝对的界限。

原来不导电的物体，当条件改变时，也可能成为导体。例如：常态下玻璃是良好的绝缘体，如果给玻璃加热，使它达到红炽状态，它就变成导体了；纯净的水是绝缘体，但含有杂质的水却容易导电，是导体；干燥的木棒是绝缘体，潮湿的木棒是导体。

导电性能强的物体是良导体；绝缘性能强的物体是良好的绝缘体。良导体和良好的绝缘体都是良好的电工材料。如：铜制导线中，铜丝是良导体，外包绝缘皮是良好的绝缘体。

●影响半导体导电性能的因素：温度、光照和掺杂物。

在半导体中掺入少量的其他元素，它的导电性能会得到很大改善，从而可以把它们制成：

光敏电阻：有无光照电阻值差异很大。热敏电阻：温度略有变化，电阻值变化很明显。 压敏电阻：电压变化，电阻值明显变化。

二极管：具有单向导电性。三极管：具有将电信号放大的作用。

半导体元件的应用十分广泛，已成为电子计算机和其他电子仪器的重要元件。

知识点2——电阻 ●定义：导体对电流的阻碍作用叫电阻。

不同的导体对电流的阻碍作用不同，物理学中用电阻来表示导体对电流的阻碍作用的大小。导体的电阻是导体本身的一种特性，他的大小与是否接入电路，及加在它两端的电压和通过它的电压大小无关。

电阻的符号是R，画电路图时电阻用 表示。

●电阻的单位 国际单位制中电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。比欧大的常用单位还有千欧（k Ω）、兆欧（MΩ），它们的换算关系是1Ω=10-3kΩ=10-6MΩ。

●电阻器：电子技术中经常用到具有一定阻值的元件，把它们叫做电阻器，电阻器也叫定值电阻，简称电阻，用文字表述时符号是R，在电路图中符号是

知识点3——影响导体电阻大小的因素 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、横截面积以及温度。

（1）导体的电阻大小与导体的材料有关，不同材料的电阻对电流阻碍作用不同，即电阻不同。金属能够导电，非金属一般不导电。有一些元素，如：硅、锗，导电性能介于金属和非金属之间，比金属差，比非金属强，常常称做半导体。

（2）导体的电阻大小与导体的长度有关，导体越长，电阻越大（3）导体电阻的大小跟导体的横截面积有关，横截面积越小，电阻越大。 （4）导体电阻的大小还与导体的温度有关，多数导体的电阻温度的升高而增大。某些物质在很低温度时，电阻就变为零，这就是超导现象。小灯泡的灯丝时由金属钨制成的，它的电阻随温度变化而变化，通过它的电流较大时，较亮，灯丝温度较高，电阻较大；通过它的电流较小时，较暗，灯丝温度较低，电阻较小。 一般情况下，我们认为导体的电阻不随温度变化。

知识点4——探究影响导体电阻大小的因素（见实验教学）

电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料的性质有关，还与导体的温度有关。电阻时导体本身的一种性质，在温度不变时，导体的电阻不随加在它两端的电压大小和通过它的电流大小而改变。

知识点5——变阻器 导体对电流的阻碍作用叫电阻。

电阻分为定值定值和可变电阻（阻值可调）两种。定值电阻简称为电阻，与之对应的是电阻器，元件符号是 ；

可变电阻，阻值大小可以调节，与之对应的是变阻器，元件符号是  ，

变阻器一般分为滑动变阻器、变阻箱和简易变阻箱三种，最常见的是滑动变阻器，学生实验中常采用滑动变阻器。

●滑动变阻器的构造

如图所示，由线圈、瓷管、滑片、金属棒等组成。

电阻丝外面涂着绝缘层，绕在绝缘管上，它的两端连在A，B两个接线柱上。滑片P通过金属杆与接线柱C，D相连。滑片与电阻丝接触外，绝缘层被规则地刮去，使接触良好。滑片P移动到不同位置时，就能改变接入电路中电阻的大小。

●滑动变阻器的工作原理 通过改变接入电路中电阻丝的长度，可以逐渐改变电阻，进而逐渐改变电流。

●符号 结构图符号如图所示，电路图元件符号为

或 ，文字符号无统一规定，常用Rx表示。

●铭牌 观察滑动变阻器滑片座上的铭牌，能够了解它的最大阻值和允许通过的最大电流。例如铭牌上标有“20Ω 1.5A”的字样，说明该滑动变阻器的最大阻值是20Ω，允许通过的最大电流是1.5A。

●滑动变阻器的四种连接方式 滑动变阻器的四种正确连接方式如图所示。

滑动变阻器有四个接线柱，若都取上两个接线柱或下面两个接线柱接入电路中，则等于没有把电阻连入电路或连入了一个固定不变的电阻。要想改变接入的电阻请遵循“一上一下”的连接原则。

●判断滑动变阻器连入电路的电阻值变化的步骤：

第一步，确定滑动变阻器与电路的接法。

第二步，根据电流通过滑动变阻器的情况，判断变阻器的哪段连入电阻。

第三步，根据滑片位置的变化，判断通过电流的电阻丝长度的变化。

第四步，由电阻丝接入的长度变化判断接入电路中的电阻的大小。

●滑动变阻器的使用原则

（1）根据需要进行选择，不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流值。

（2）滑动变阻器要与被控制的电路串联。

（3）滑动变阻器要与连入电路时应采用“一上一下”两个接线柱的接线方法。

（4）为了保护电路，在通电之前应将滑片调至阻值最大端。

●实验室有时会用到电阻箱，箱内由9个1000Ω，9个100Ω，9个10Ω和9个1Ω的电阻。使用时，将A,B两个接线柱接入电路，调节面板上的四个旋钮，便能得到0～9999Ω之间的任意整数阻值。读数时将各旋钮对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就得到接入电路的阻值。

电阻箱是一种能够表示出阻值的变阻器，它与滑动变阻器的相同之处是：都能改变连入电路中的电阻大小；不同之处是：电阻箱能够读出示数，而滑动变阻器则不能。

第七章 欧姆定律

一、探究电阻上的电源跟两端电压的关系 二、欧姆定律及其应用

知识点1 电流跟电压、电阻的关系导体中的电流跟导体两端的电压和导体的电阻有关。研究它们之间的定性关系时，我们采用控制变量法。

●研究电流跟电压的关系时，控制电阻的大小不变，通过改变导体两端的电压，研究电流随电压变化的关系。

●研究电流跟电阻的关系时，保持加在导体两端的电压不变，通过改变导体的电阻，观察电流随电阻变化的关系。（实验见【实验教学】）

知识点2 欧姆定律●欧姆定律：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。

（1）欧姆定律公式. I = U为电源电压，单位为伏（V）；I为通过导体的电流，单位为安（A）；R为导体的电阻，单位为欧（Ω）。

【注意】应用欧姆定律的公式进行计算时，一定要统一到国际制单位后再进行计算。欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性，即I,U,R是对同一段导体、同一时刻而言的。

（2）U＝IR R＝ 应用欧姆定律公式以及两个变形式进行解题时，只要知道I,U,R三个量中的两个，就可以求出第三个未知物理量。在计算和理解问题的过程中千万注意，物理量的计算不同于数学上的计算，必须用对应的物理量单位才有意义，避免将物理问题数学化，应理解每个量的物理意义。

●公式的物理意义（1）欧姆定律的公式I =表示，加在导体两端的电压增大几倍，导体中的电流就随着增大几倍。当导体两端的电压保持不变时，导体的电阻增大几倍，导体中的电流就减为原来的几分之一。

（2）导出式U=IR表示导体两端的电压等于通过它的电流与其电阻的乘积。

（3）导出式R＝表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与其通过的电流的比值，由于同一导体的电阻一定（导体本身的性质），因此不能说成“导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比”

●运用欧姆定律公式解题技巧解题时，为了便于分析问题，应先根据题意，画出电路图，并在图中标明已知物理量的符号、数值及未知物理量的符号，公式中的三个物理量的单位均使用国际（制）单位。

知识点3 额定电压●额定电压：用电器正常工作时所需的电压，叫做额定电压。如果实际电压比额定电压高很多，很可能损坏用电器；如果实际电压比额定电压低很多，用电器就不能正常工作，有时还会损坏用电器。

●额定电流：用电器在额定电压下流过的电流叫额定电流。例如，若灯泡标有“3.8V 0.3A”字样，“3.8V”是该小灯泡的额定电压，“0.3A”是该小灯泡的额定电流。一般每个用电器都标有额定电压和额定电流值，对用电器造成损坏的原因往往是电流过大，实际电流大于额定电流时，易损坏用电器，实际电流小于额定电流时，用电器不能正常工作，有时易损坏用电器。

知识点4 电阻的串联与并联

●电阻的串联（1）串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。

（2）串联电阻的总电阻的阻值等于各分值R串=R1+R2+……Rn。

●电阻的并联（1）并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。

（2）并联电阻的总电阻的阻值得倒数等于各分电阻的阻值之和，即1/R=1/R1+1/R2+……1/Rn。

三、测量小灯泡的电阻知识点1 应用欧姆定律测量电阻

将欧姆定律公式加以变形，可得到：R＝，只要测出倒替两端的电压和通过导体的电流，就可以测出（通过计算得出）这个导体的电阻的大小，测量和计算时严格要求单位的统一性，即电阻的单位是Ω，电压的单位V，电流的单位是A，这种测量电阻的方法叫伏安法。

这种通过测量电压和电流来测量电阻的方法是一种间接测量法。

知识点2 伏安法测小灯泡电阻小灯泡发光与否，以及发光亮度变化时，灯丝温度变化很大，温度对灯丝电阻的影响较大。

小灯泡在额定电压下正常发光，灯丝温度高，电阻大，实际电压低于额定电压时，不能正常发光，灯丝微电脑度较低，电阻较小，实际电压高于额定电压时，灯丝易烧坏，应避免这种现象发生。

知识点3 伏安法测定电阻的阻值定值电阻的阻值一般固定不变，在额定电压下或实际电压低于额定电压时，定值电阻的温度变化很小，温度对定值电阻的影响很小，一般忽略不计。

四、欧姆定律和安全用电知识点1 电压越高越危险

●触电是人体直接或间接与火线连通，有较大的电流通过人体造成的。

触电的起因是人体直接或间接与火线连通。触电危险的真正原因是有较大的电流通过人体。

因为人体是导体，当人体触及带电体时，有电流通过人体，电流对人体的危险性跟电流大小、通电时间长短等因素有关，通过人体的电流为8~10mA，人手就很难摆脱带电体，通过人体的电流达到100mA，只要很短时间，就会使人窒息，心跳停止，即发生触电事故时，电流越大，从触电到死亡的时间越短。

●不高于36V的电压叫做安全电压。●安全用电的原则是：不接触低压带电体，不接近高压带电体。●高低压的划分

低压和高压的界限是1000V，低于1000V为低压，高于1000V为高压。低压对人体来说并非安全电压，预防低压触电，应不接触低压带电体（主要指火线）。高压触电分两类：高压电弧触电和跨步电压触电，预防电弧触电应远离易起电弧处，预防跨步电压触电应两脚并拢下蹲，或并脚跳离高压带电体。

知识点2 注意防雷与避雷针雷电是大气中一种剧烈的放电现象。云层之间，云层与大气之间的电压高达几百万伏至几亿伏，放电时的电流可达几万安到十几万安，产生很强烈的光和声。云层和云层之间的放电危害不大，而云层与地面之间的放电如果通过树林、建筑物，巨大的热量和空气的振动都会使它们受到严重的破坏，如果这种放电通过人体，能够立即致人死亡。

高大建筑物的顶端都有针状的金属物，通过很粗的金属线与大地相连，用来防雷，叫做避雷针，防雷之物多种多样，不一定都做成针状，如高压铁塔最上面的两条导线是用来防雷的，我国古建筑上的龙角形铁制装饰物据说也有预防雷击的作用。

雷电均发生在积雨云层，由于积雨云层内空气所含的水蒸气比干燥空气多，而电荷极易吸附在水珠表面，故积雨云层积聚许多电荷。避雷针因在房屋的高处，其尖端曲率半径又极小，分布在其内的负电荷产生的电场很大，易使其周围的空气电离而造成一条可以导电的通道。并且避雷针是金属做的，是电的良导体，当电荷传至避雷针尖上时极易沿着金属线流入大地，这一电流通道可使云层和建筑物间的正、负电荷中和，使云层放出的电荷完全通过避雷针流入大地而不会损坏建筑物。

知识点3 短路●定义：由于某种原因，电路中不该相连的两点被直接连在一起的现象，叫做短路。

●短路的危害：电源短路是十分危险的，由于导线的电阻远小于灯泡的电阻，所以通过它的电流会非常大，这样大的电流，电池或者其他电源都不能承受，电源会损坏；更为严重的是，因为电流太大，会使导线的温度升高，严重时有可能造成火灾。日常生活中我们常采用保险丝、空气开关、熔断器等防止短路或过载带来的危害。

●短路分电源短路和用电器短路两类。用电器短路时，一般认为用电器中无电流流过，不会对电路造成损害。

●电路的三种连接状态。（1）通路：接通的电路叫通路，即闭合回路。（2）短路：直接把导线接在电源两端叫做电源短路；直接把导线接在用电器两端叫做用电器短路。（3）开路：断开的电路叫做开路（或短路）。

第八章 电功率

一、电能知识点1 电能 ●电能和常见能量

电能是能量的一种形式，电能的获得是由各种其他形式的能量转化而来的，而完成这些能量的转化过程都是由各种各样的发电厂和各种各样的电池提供的。例如发电厂有：火力发电、水力发电、风力发电、太阳能发电等；各种各样的电池有：干电池、蓄电池、硅光电池、太阳电池等，都是提供电能的装置，其实质都是把其他形式的能量转化为电能。

动能：指的是物体运动时所具有的能量。一切运动的物体都具有动能，例如：行驶的骑车、行走的人、飞行的鸟、转动的风车都具有动能。 内能：从感观上如果物体发热了我们就说它具有内能，例如：炉火发热、电暖气发热、电炉子发热等都具有内能。

光能：物体发光时具有的能量，例如：电灯发光、太阳发光等都具有光能。

化学能：物体发生化学变化时所具有的能，其中的化学变化是指物体由一种物质生成新的物质的变化过程，例如：火力发电是靠燃料的燃烧，在燃烧过程中发生了化学变化，具有了化学能，因此火力发电过程中是把化学能转化为电能。干电池内部的构造是碳棒和锌版，它们之间可以发生化学反映使之具有化学能，再向外供电。

●用电器 我们把用电来工作的设备叫做用电器，例如：家庭常用的电灯、电视机、电冰箱、电风扇、电水壶、电炉子等都是用电器，它们的共同特点是：消耗电能，把电能转化成 其他形式的能量。如图所示：

●电能的单位

（1）“焦耳”和“千瓦时”，符号分别是“J”和“kW·h”，千瓦时远大于焦耳，它们的换算关系为1 kW·h=3.6×106J，千瓦时又叫“度”。

（2）对焦耳、千瓦时从感性上的认识，

将一个苹果从地面举高到桌面所需要的能量大约是1J，手电筒1消耗的电能大约是1J，微波炉工作1min消耗的电能大约是1J ，

电车行驶0.85km消耗的电能大约是1 kW·h，电炉炼钢1.6kg消耗的电能大约是1 kW·h。

●电能表：俗称电度表。（1）电能表的作用：测量用电器在一段时间内所消耗的电能。

（2）电能表的外形构造如图所示，最上面的数字以千瓦时为单位来显示已经用去的电能，中间的铝质圆盘在测量用电器消耗电能时进行转动。读数时注意，最右边的一位是小数点后的数字。

（3）计算方法，电能表计数器上前后两次读数之差，就是用电器在这段时间内的用电度数。

[注意]在读取电能表上的数字时，最右边的方框是否加双层标记都表示小数点后的数字。

（4）电能表的几个重要参数：①“220V”——这个电能表应该在220V的电路中使用。

②“10（20）A”——这个电能表的额定电流为10A，在短时间使用时电流允许大些，但不能超过20A。

③“50Hz”——这个电能表在50H的交流电路中使用。

④“600revs/ kW·h”——接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h的电能，电能表上的转盘转过600转。

⑤IC卡电能表和新式电能表。

目前有一种IC卡电能表，用户买来IC卡后插入，电能表读取卡中的金额，一旦金额用完，电能表切断电路，这时需要到银行为IC卡储值，重新插入电能表。 还有一种新式电能表，其中没有转动的铝盘，靠内部电子电路计算电能，读数由液晶板显示。

●电源的分类 电源分为直流电源和交流电源。所有的电池都是直流电源，从电池得到的电流方向不变，通常叫做直流电。所有的发电机（各种各样的发电厂）都是交流电源，供电时周期性地改变方向的电流叫做交流电。交流电的应用很普遍，家庭电路中的电流，供生产用的动力线路中的电流都是交流电。通常标牌标有50H表示的是交流电的频率是50H，即1s内有50个周期；电能表必须串联接在家庭电路中，不论是直流电源还是交流电源，它们的实质都是在储存电能时把其他形式的能量转化为电能，在向外供电时把电能转化为其他形式的能量

知识点2 电功 ●电功：电流所做的功叫做电功。什么是电流做功呢？例如：电流通过电灯使电灯发光，电流通过电动机使电动机旋转，电流通过电热水器使水的温度升高等都是电流做功的过程。从能量的角度分析：电流做功时消耗电能而获得了其他形式的能量。电灯发光是电能转化为光能，如果电灯越亮，说明电流做功越多，获得的光能越多。电动机和电热水器与电灯发光类似，电能分别转化为动能和热，，如果电流做功越多，则电动机转速越快，水的温度升得越高，因此电流做功的实质是：电能转化为其他形式的能量，有多少电能发生了转化，电流就做了多少功。

●电功的表示符号：W。●单位：电流做了多少功就消耗了多少电能，电流做了多少功和消耗了多少电能，两种说法是一样的，所以，电功的单位和电能的单位相同，是“焦耳”和“千瓦时”。

二、电功率知识点1 什么是电功率 电能表的转盘转动的快慢与使用不同的用电器有，接一个热水器转盘转动得快，说明热水器消耗的能量快。接一只普通灯泡转盘转动得慢，说明普通灯泡消耗的电能慢，确切地说使用不同的用电器消耗电能的快慢不同。为了表示用电器消耗电能的快慢，物理学中因如了电功率的概念。

●电功率的物理意义：电功率是表示用电器消耗电能快慢的（也是电流做功快慢）物理量。

[注意]消耗电能快慢可以直接反映电功率的大小，如果用电器消耗电能越快，电能转化得越快，则它的电功率越大；消耗的电能越慢，电能转化得越慢，则它的电功率越小。

●电功率的表示符号及单位 （1）电功率的表示符号：P

（2）电功率的单位：“瓦特”，简称“瓦”，符号是“W”。例如我们经常观察到标有100W，40W，15W的灯泡，它们都指灯泡的电功率。另一个单位是千瓦，符号是kW，千瓦与瓦特的换算关系：1kW=103W。

[注意]各种不同的用电器，电功率各不同相同，因此各种用电器都有标牌或说明书，我们可以根据标牌和说明书提供的参数来了解她它们的电功率的大小。

●电功率的定义和定义式（1）用电器功率的大小等于它在1s内所消耗的电能。（2）电功率的定义式：P=W/t

（3）符号的意义和单位W——电流做的功（消耗的电能），单位是焦耳（J）

t——所用的时间——秒（s） P——用电器的电功率——瓦特（W）

[注意]电功率的单位是瓦特，根据P=W/t可知，如果电流做功为1J，所用时间是1s，则P=1焦耳/1秒。可见，瓦特=焦耳/秒，其中焦耳/秒由电功的单位和时间的单位组合而成的，叫做复合单位。读法是焦耳每秒。

知识点2 千瓦时的来历●电功的公式推导：∵P=W/t ∴W=Pt

●1千瓦时的含义：表示功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能。[说明]1、在日常生活中计量较大的电能时用kW·h。

2、千瓦和千瓦时是两个不同的单位，应用时容易混淆，必须加以区别。

知识点3 怎样则量电功率●常用的测量电功率的公式是P=IU。

●符号的意义及单位I——电流——A U——电压——V P——电功率——W

●额定电压、额定功率 （1）额定电压，指用电器正常工作的电压值。（2）额定功率，指用电器在额定电压下工作时的电功率。

（3）实际电压，指用电器实际工作时的电压值。（4）实际功率，指通过实际电压求得的电功率。

（5）额定值：对于一个用电器只有一个额定值；实际值：对于一个用电器可以有多个实际值，主要取决于用电器所在的电路。

从P=IU这个关系式可以看出，如果用电器的电压发生了变化，它消耗的功率也会发生变化，因此用电器正常工作，是指用电器的额定电压和所接电路两端的电压相等时。当用电器正常工作时，U实=U额，P实=P额。

[说明]凡是用电器标牌或说明书上标有的电压、电功率、电流等值，都叫做额定值。只有用电器具备正常工作的条件时，额定值和实际值才相等。

知识点4 总结电功率和电功的公式 ●电功率的公式（1）定义式P=W/t（2）测量电功率的公式P=IU（3）由欧姆定律推导的变形公式P=U2/R或P=I2R

●电功的计算公式1）W=Pt，根据电功率定义式变形的公式。（2）W=UIt，根据P=UI和推导的公式。（3）变形公式：W=I2Rt或W=U2t/R

三、测量小灯泡的电功率知识点1 测量小灯泡的电功率

电流可以用电流表测量，电压可以用电压表测量，由电功率计算公式P=IU，可知，通过对电流和电压的测量，可间接地测得小灯泡的电功率。用电流表和电压表测小灯泡的电功率的方法与测电阻的方法相同，都叫做伏安法。

探究实验[提出问题] 参考伏安法测量小灯泡电阻的方法，你能设计一个方法来测出小灯泡的电功率吗？

[制定计划与设计实验] 按如图所示电路图连接电路，用电流表测出通过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡

两端的电压，利用电功率计算公式P=IU求出小灯泡的电功率。电路中串联变阻器可以改变流过小灯泡的电流，

这样就能多测几组数据，小灯泡亮度不同时温度差异较大，实际功率变化也较大。我们用滑动变阻器进行控制，分别测量以下三种情况下小灯泡的实际功率。 （1）使小灯泡在额定电压下发光，测出小灯泡的功率。

（2）使小灯泡两端的电压约为额定电压下的1.2倍，观察小灯泡的亮度，测出它的功率。

（3）使小的每个跑两端的电压低于额定电压，观察小灯泡的亮度，测出它的功率。

[实验器材] 电源、开关、导线、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表

[实验过程] （1）观察小灯泡铭牌上的额定电压，根据铭牌上的额定电流等估算出小灯泡的额定功率。（2）从电源正极或电源负极出发，按图所示电路图依次连接电路。（3）接通电源后，通过调节滑动变阻器使小灯泡在额定电压下发光，读出电流表、电压表示数。（4）调节滑片P的位置，使小灯泡两端电压约为额定电压的1.2倍，读出此时电流表和电压表示数。（5）调节滑片P的位置，使小灯泡两端电压低于额定电压，读出此时电流表和电压表示数，断开开关。

[实验记录] 将实验数据填入下列表格，并计算出对应的电功率值（P=IU）。

[交流论证] （1）从表中数据可以看出，在实际电压不同时，小灯泡的实际功率不同，电压越高，实际功率越大，小灯泡越亮。（2）该小灯泡的额定功率是0.6W。

[注意事项] （1）连接电路时，开关必须断开，电流表、电压表的接法要分清串联、并联，电流表与小灯泡串联，电压表与小灯泡并联。还要注意电流表、电压表量程的选择以及正、负接线柱的接法。滑动变阻器采用“一上一下”接法与小灯泡串联。

（2）接通电路前，移动滑动变阻器滑片，使变阻器接入电路中的电阻最大，使串联电路电流最小，保护电路元件。

（3）加在小灯泡两端的电压不要超过额定电压太多，否则会烧坏小灯泡。

（4）移动滑片P改变小灯泡两端电压时，要紧盯电压表示数，并留意电流表示数变化情况，不要盲目乱动，造成不必要的损坏。

（5）测量小灯泡的电阻和电功率的方法是一样的，都是伏安法，电路也是同一电路，单它的实验原理不同，也就是计算不同。

知识点2 伏安法测电功率实验中故障及判断方法

如图所示是常用的“伏安法”测小灯泡功率的电路图。

此图有不妥之处。

故障1：闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表无示数。

判断：（1）电源、电流表、开关或变阻器损坏；（2）接线柱接触不良；（3）连接导线断裂。

故障2：闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转。

判断：（1）灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良；（2）电压表和电流表的位置接反了。

故障3：电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转。

判断：电流表和电压表的接线柱接错了，当电流从电表的“—”接线柱流入时，指针的偏转方向相反，甚至出现撞弯指针、损坏电表的情况。

故障4：电流表与电压表的指针偏转角度很小。

判断：（1）电压表与电流表量程都选择过大；（注意：为了减小误差，选量程时，既不能使电表指针超过最大刻度，又要考虑到每次测量时应使电表指针偏过刻度盘的中线）（2）电源电压不高。

故障5：电表指针超过最大刻度。

判断：（1）量程选择过小；（2）电路中出现短路。

故障6：滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡亮度无变化。

判断：变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使变阻器接成了定值电阻。

故障7：无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压。

判断：电于电压过低，须更换电源。

知识点3 用电能表测家庭用电器的电功率

电能表上标有“n转/千瓦时”，它表示消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转n圈，利用这个数据以及记录的转盘转过的圈数，可以算出用电器消耗的电能；根据用电器消耗的电能以及消耗这些电能所用的时间马克仪算出该用电器的实际功率。

四、电与热知识点1 电流的热效应跟电阻大小的关系

●什么是电流的热效应

电流通过导体时电能要转化成热，这个现象叫做电流的热效应。（各种用电器都属于导体，电流通过任何导体时都会产生电流的热效应）

●电流的热效应跟电阻大小的关系。在电流相同的条件下，电能转化成熟时的功率跟导体的电阻成正比，其表达式为P=I2R。

知识点2 电热的利用和防止●电热器：利用电来加热的设备，并且把电能完全转化为热。

●电热器的主要组成部分叫做发热体，而发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的，电流通过电阻丝发热。用电来加热的设备，都是电热器。（电阻率是指，长为1米、横截面积为1mm2的导线在20℃时的电阻。不同导体的电阻率不同。

●电热的利用 电热在日常生活中的应用，它们的共同点是：（1）它们都是用电器，都是用电来加热的设备，都有发热体。

（2）它们的原理：都是利用电流的热效应。（3）它们都是把电能转化为热。

●电热的防止 在用电器上装有：散热窗、金属片外壳、散热风扇等。（电动机主要把电能转化为动能，但是电动机里的线圈有电阻，通电时要产生大量的热，使导线温度过高，温度超过绝缘体材料的耐热温度使绝缘材料老化，甚至烧坏，所以必须及时散热。

五、电功率和安全用电 六 生活用电常识

知识点1 家庭电路中电流过大的原因 ●总功率过大

在家庭电路中电压是一定的，各用电器是并联的，由公式P=IU可知I=P/U，如果电功率P越大，电路中的电流越大。因此总功率过大是造成电路中电流过大的原因之一。（利用电热虽然优点很多，但是一定要注意安全用电，在电路中很多用电器如果同时使用，会造成电路中的总功率过大从而使总电流超过电路中电流的安全值。）

●短路 短路是指电流不经过用电器而直接构成了回路，如图所示，由欧姆定律可知，在电压一定时，导线的电阻很小，则通过导线的电流很大，因此短路是造成电路中电流过大的原因之二，因此发生短路时更容易烧坏保险丝，或者引起火灾。

知识点2 保险丝 ●材料：由电阻率较大而熔点较低的铅锑合金制成。

●作用：当电路中电流过大时，保险丝可以自动切断电路，起到保险的作用。（电路里的电线都有规定的允许通过的最大电流值，如果电流超过这个规定值，电线会过热，有可能烧坏绝缘皮，甚至引起火灾。为了避免这种事故，电路里必须安装保险盒，里面有保险丝。）

●怎样连接：一般只接在火线上，且与保险电路串联。（保险丝一般串联接在火线上是因为当保险丝熔断时能切断火线，使被切断的电路不带电，比较安全。）

●怎样选择保险丝 选择的原则是：使保险丝的额定电流稍大于或等于电路中最大正常工作的电流。（不同粗细的保险丝有不同的额定电流，不能用过粗或过细的保险丝，更不能用铜丝、铁丝替代保险丝。）

●空气开关

空气开关本身带有保险装置，当电流过大时，开关中的电磁铁起作用，使开关断开，切断电路。（当电路中保险装置切断时，不要急于更换保险丝或使空气开关复位，要先找到故障的原因，排除之后再恢复供电。）

知识点3 家庭电路的组成

如图所示，家庭电路主要由进户线、电能表、总开关、保险盒、开关、用电器、插座等组成。

●进户线：为用户提供电能来源。

家庭照明电路的进户线由两根导线组成：一根火线、一根零线，它们之间的电压为220V，正常情况下，零线与地线之间无电压，火线与地线之间的电压为220V。（地线的作用，用电器外壳产生的静电，可通过地线释放掉，确保用电安全。用电器外壳通过插座与地线相连。）●电能表：用于测量用户使用的电能。电能表安装在干路上，在总开关的前面。电能表铭牌上标有额定电压和允许通过的最大电流等。●总开关：安装在电能表之后，用于控制真个家庭电路，用于检修电路，更换设备。

●开关：用于控制各支路的通断，应与所控制的用电器串联，并接在火线上。

●用电器：将电能转化为我们所需要的能量的装置，对于整个电路而言用电器又叫负载。

●插座：用于对可移动用电器供电，应与其他用电器并联，同一插座上不要接插过多的用电器，避免过热发生危险。通用的插座有两孔插座和三孔插座两类。如图所示

●灯座（俗称灯头）：用于安装电灯。常用的螺口灯座，螺口接零线，中央弹簧片通过开关接到火线上。

●白炽灯：白炽灯是利用电流的热效应工作的，灯丝由电阻大、熔点高的金属钨制成，灯丝呈螺旋状，可增强其机械强度。灯丝正常发光时温度高达2000℃以上，大功率的白炽灯（40W以上）。外壁温度较高不要接近易燃物体。

知识点4 火线和零线

进户线中，有一条是火线，另一条是零线。

●火线：火线带电，与零线之间的电压为220V（照明电路），火线能使试电笔发光，触摸火线容易触电。

●零线：零线学名叫端线，在户外就已经与大地相连了，因此零线安全，一般不能造成触电，零线不会使试电笔发光。

●试电笔

（1）构造：如图所示，由上到下依次为金属笔尖、电阻、氖管、弹簧（兼做导线）、金属笔卡（有的试电笔为金属帽）。

（2）作用：辨别火线和零线。

（3）只用方法：手指按住笔卡（或金属帽），用笔尖接触被测的导线裸露处，手指千万不能碰到笔尖，若氖管发光，说明是火线，若不发光则为零线。

知识点5 两种类型的触电 人体是导体，当人体成为闭合电路的一部分时，就会有电流通过，如果电流达到一定大小，就会发生触电事故，触电分两种情形，单线触电和双线触电。

●单线触电 如图所示，人和大地都是导体，人站在地上时触到火线，电流通过人体、大地流回零线，造成触电事故。此时导体、人体、大地和电网中的供电设备（电源）构成了闭合回路有效大电流流过人体。

●双线触电 如图乙所示，站在绝缘体上的人若同时触及裸露的火线和零线时，人体、导线和电网中的供电设备（电源）构成闭合回路，电流流过人体，发生触电事故。

知识点6 触电的急救

●触电的危害（1）触电时电流产生的热效应应会使肌体烧伤。（2）强大的电流通过人体可能使心跳、呼吸停止。

●触电的急救措施 （1）立即切断电源。（2）必要时应该对触电者进行人工呼吸，同时尽快通知义务人员抢救。●处理触电事故的原则：切断电源，注意自身安全

第一，切断电源，或用绝缘棒将电线挑开，尽快使触电脱离电源。第二。对触电者尽力施救。

第三，发生火灾时务必先切断电源。第四，在施救过程中，注意自我保护，防止自身触电。

知识点7 三线插头与漏电保护器

三孔插座不仅能给用电器供电，还能将用电器的外壳接地，一旦用电器漏电，电流会从地线流走，不会电伤人，三孔插座的左右两孔是用电器供电的，用电器工作时，有电流流过，而地线中一般没有电流通过。

漏电保护器是在有人触电或漏电时，能自动断开电路，对人体起保护作用的保护装置。

第九章 电与磁

一、磁现象 二、磁场

知识点1 磁现象

●磁性 磁体能够吸引钢、铁一类金属物质的性质。

●磁体 具有磁性的物体叫做磁体，可分为天然磁体和人造磁体。

●磁极 磁体上磁性最强的部分（两端处）叫做磁极，任何一个磁体两极都同时存在，即南极（S极）、北极（N极）同时存在，如右图所示。

磁极的规定：把能够自由旋转的磁体，例如：悬吊的小磁针，静止时指南的那端叫做南极（S极），指北的那端叫做北极（N极）。

条形磁体两极磁性最强，中间磁体最弱，可以认为条形磁体正中均无磁性，叫做中性区。

●磁体间的相互作用规律 实验证明：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

知识点2 磁场

●磁场的概念

磁体周围存在着一种物质，能使磁针偏转，这种物质叫做磁场。

磁场虽然看不见、摸不着，但是通过把磁针放到磁体周围而磁针能偏转来感知磁场的存在。（在物理学中，许多看不见、摸不着的物质都可以通过类似的方法来感知，例如：电流也看不见、摸不着，我们又电流通过电灯使电灯发光，来证明电流的存在。上述的这种方法叫做“类比法”，是研究物理概念的重要方法之一。）

●磁场的基本性质：磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用。

●磁场的方向 人们规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向，如图所示。

（1）一端为S极，一端为N极。（2）不同点的磁场方向不同。（3）磁体的周围空间都存在着磁场。

●磁感线 1）磁感线的概念：我们把小磁针在磁场中的排列情况，用一些带有箭头的曲线画出来，可以方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。 （2）磁感线的作用：可以形象地描述磁场的强弱、分布、磁场方向等。

（3）磁感线的方向：磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到南极，如图所示。

知识点3 地磁场 ●地磁场的概念：地球周围存在着的磁场叫做地磁场。如图所示

●磁偏角的概念：水平放置的小磁针静止时北极指向与地理子午线之间的夹角叫做磁偏角。

知识点4 磁化 ●磁化的概念：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。（被磁化的物体与磁体接触的一端为异名磁极，远离的一端为同名磁极。）

●物体被磁化的利与弊

机械手表磁化后，走时不准；彩色电视机显象管磁化后，色彩失真；钢针磁化后可用来制作指南针；钢条磁化后制成人造条形磁体。

三、电生磁 四、电磁铁 知识点1 电流的磁效应

●电流的磁效应

通电导体周围有磁场，磁场的方向跟电流方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。通电导体和磁体一样，周围存在着磁场，即电流的磁场。

●奥斯特实验实验过程：如图所示，将一根导线平行地拉到静止小磁针上方，观察导线通电时小磁针是否偏转，改变电流方向，再观察一次。

实验现象：导线通电时小磁针发生偏转，切断电流时小磁针又回到原来位置，当电流方向改变时，磁针的偏转方向也相反。

结论 ：（1）比较甲、乙两图说明通电导体周围存在着磁场。（2）比较甲、乙两图说明磁场方向与电流方向有关。

知识点2 通电螺线管的磁场

●什么是螺线管 把导线绕在圆筒上就做成螺线管，如图所示。

●通电螺线管的磁场 （1）通电螺线管的两端跟条形磁体两端的N，S极相似，具有磁体的特性。

（2）通电螺线管磁性的有无，取决于导体中电流的通断，而磁极的极性取决于电流的方向，磁性的强弱取决于电流的大小。

（3）通电螺线管的磁感线方向：在其外部从N极指向S极；在其内部从S级指向N极。

（4）应用安培定则来正确判断通电螺线管的N，S极。

安培定则又叫右手螺旋定则，是判断通电螺线管N，S极的主要反复。应用安培定则判定通电螺线管的N，S极的一般步骤为：首先在螺线管上标明导线中电流的方向，再用右手握住螺线管，让四指弯向电流的方向，则拇指指向一端就是通电螺线管的N极。

知识点3 安培定则 ●安培定则的内容

用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中的电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。

●几个关键点（1）用右手握螺线管，千万别用左手；（2）四指弯向电流的方向一致；（3）大拇指的指向是螺线管的北极，而非南极。

●应用（1）根据螺线管中电流的方向判断螺线管的极性； 2）根据螺线管的极性，判断螺线管中电流的方向。

●应用安培定则解答问题的一般步骤

（1）根据题目中所给的条件，判断并标明螺线管的N,S极或螺线管中的电流方向；

（2）运用安培定则时，注意大拇指的指向与螺线管的N极一致或四指的弯向与电流方向一致；

（3）注意螺线管绕法的不同图示，螺线管的极性是由线圈中的电流决定的，螺线管的绕法变了，电流的方向也就变了。

知识点4 电磁铁

●什么是电磁铁：在通电螺线管中插入一根铁棒使通电螺线管的磁场增强，则通电螺线管和它里面的铁心就构成了一个电磁铁。

●电磁铁的工作原理：电磁铁是通电螺线管的实际应用，是利用电流的磁效应工作的。

●电磁铁的构成：将螺线管紧密地套在一个铁心上，就构成了电磁铁。

●电磁铁的特点

（1）磁性。电磁铁实质上是一个插有铁心的通电螺线管，它的磁性有无由电流的通断来决定。

（2）磁极方向。电磁铁的磁极方向由线圈中的电流方向决定，当线圈中的电流方向改变时，电磁铁的极性也随之改变，具体的变化关系可利用安培定则判定。

（3）磁性强弱。电磁铁磁性的强弱一般由三个因素决定：①电磁铁的磁性强弱跟线圈中的电流大小有关，线圈中的电流越大，磁性越强，电流越小，磁性越强。②电磁铁的磁性强弱还跟线圈的匝数有关，匝数越多，磁性越强；匝数越少，磁性越强。③电磁铁的磁性强弱还跟是否插入铁心有关，插入铁心时磁性强；拔出铁心时，磁性弱。

●电磁铁在实际生活中的应用

（1）电磁起重机：把电磁铁安装在吊车上，通电后吸起大量的钢铁，移动到另一个位置把钢铁放下。

（2）磁悬浮列车：车厢和铁轨上分别安放磁体，磁悬浮列车用的磁体大多数是通以强大电流的电磁铁，控制电流的方向使车厢和铁轨之间产生同名磁极，由于同名磁极互相排斥，使列车离开铁轨一定距离，消除了车体与轨道之间的摩擦，突破列车以往的速度极限，达到500km/h的运行速度。 （3）电铃、发电机、电动机、自动控制装置都有电磁铁的应用。

五、电磁继电器 扬声器 知识点1 电磁继电器

●什么是电磁继电器：（1）继电器是利用低电压、弱电流的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。（2）电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。

●电磁继电器的构造：电磁铁、衔铁、弹簧、触点如图所示，其工作电路由低电压控制电路和高压工作电路两部分构成。

●电磁继电器的工作原理 电磁铁通电时，把衔铁吸引下来，使D、E接触，工作电路闭合。电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路，电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。

●电磁继电器的作用

（1）通过控制低压电路的通断，间接控制高压电路的通断。（2）可以进行远距离操纵控制。（3）可以实现自动控制。

知识点2 扬声器是怎样发声的

●扬声器的构造 如图所示，由永久磁体、线圈、锥形纸盆构成。

●扬声器是怎样发声的

永磁体和线圈相当于两个磁场。当线圈中通过如图所示的电流时，线圈受到磁体的吸引而向左运动。当线圈中通过的电流相反时，线圈受到磁体的排斥向右运动，由于通过线圈的电流是交流电，它的方向是不断变化的，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来振动，于是扬声器发声。

●应用收音机、电视机、音响中都有扬声器。

●作用扬声器是把电信号转换成声信号的装置。

六、电动机知识点1 磁场对通电导体的作用

●通电导体在磁场中受到的作用

（1）实验：如图所示，当开关闭合时，导体ab中有电流通过，导体ab向左移动，说明abs受磁铁的磁场力作用；保持磁场方向不变，改变ab中的电流方向，导体ab向右移动，说明导体ab受力方向与电流方向有关；若保持ab中电流方向不变（仍从a向b，而改变磁场方向（把磁铁的N，S极翻转），导体ab也向右移动，说明导体受力方向与磁场方向有关。在此现象中，导体ab消耗电能得到机械能。

（2）通电导体在磁场中受力原因

磁体周围存在磁场，把一个磁体跟另一个磁体接近时，它们之间发生力的作用，这种作用实际上是磁体之间 磁场而发生的，通电导体周围也存在磁场，把一个磁体和一个通电导体接近时，磁体会受到力的作用，而力的作用是相互的，通电导体也受到磁体力的作用，这种作用也是通过磁场发生的，因此磁场对电流产生力的作用，实质上是磁体间通过磁场而发生的相互作用。

（3）磁体对电流的作用与哪些因素有关

①跟电流有关，当磁场不变时，电流越大，通电导体受力越大；电流方向改变时，导体受力方向也随之改变，且作用力的方向始终与电流方向垂直。②跟磁场有关，当电流不变时，磁场越强，通电导体受力越大，磁场方向改变时，通电导体受力方向也随之改变，且作用力方向始终与磁场方向垂直。

（2）实验：如图所示，把一个线圈放在磁场里，闭合开关，接通电源，让电流通过线圈，观察发生的现象。

对于甲：ab边由于电流方向由a流向b，磁感线方向由N极指向S极，因此ab边受力方向向上，cd边由于电流方向由c流向d，磁感线方向由N极指向S极，因此cd边受力方向向下，由此可见线圈应绕轴心顺时针旋转。

对于乙圈：由于线圈ab边与cd边受力大小相等，而且在一条直线上，方向相反，因此这个位置是线圈的平衡位置，当线圈转动到乙图所示的平衡位置时线圈会左右摆动而最终停在此位置上。

实验结论：通电线圈在磁场中受力而转动，转动到平衡位置会静止，而不能持续转动。

知识点2 电动机的基本构造和原理

●基本构造：由两部分组成，线圈和磁体。（1）转子：能够转动的部分叫转子（转动的线圈就是转子）。（2）定子：固定不动的部分叫做定子（磁体固定不动）。●换向器（1）构造：由两个铜制半环构成如图所示，

其中F和E是两个铜制半环叫换向器，与电动机中的线圈两端连接，它们彼此绝缘，并随线圈一起转动，A和B是电刷，它们跟半环接触，使电源盒线圈组成闭合电路。

（2）作用：能自动改变线圈中的电流方向，使线圈能连续转动，即不论是线圈的哪个边只要靠近S极都能使电流从读者向纸内的方向流去，这时它的受力方向总是相同的，线圈可以不停地转动下去。

●电动机的种类（1）直流电动机和交流电动机；它们的原理和构造相同，供电方式不同。

（2）原理：通电线圈在磁场中受力转动，实现了电能转化为动能（机械能）。

●如图所示是直流电动机的工作原理图。

知识点3 生活中的电动机●交流电动机，用电网供给交流电。例如：电风扇、洗衣机、电表箱等家庭用电器中的电动机。

●直流电动机：用直流电源供给直流电。例如：电动玩具、录音机等小型用电器。●优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、污染小。

七、磁生电知识点1 什么情况下磁能生电

●实验：如图所示，在磁场中悬挂一根导线ab，把它的两端和电流表连接起来。导线跟电流表组成闭合电路，怎样才能使电路中产生电流呢？

（1）保持导线不动，闭合开关，观察电流表指针转动吗？不转动，表明导体中没有电流。

（2）可能是磁场不强，换用磁性更强的磁体试试看，保持ab不动，闭合开关，观察电流表指针转动吗？

不转动，说明导体中没有电流。

（3）保持闭合电路，让导体在磁场中上下运动，但仍没电流。

（4）保持闭合电路，让导体在磁场中左右运动，电流表指针偏转，导体中有电流产生。

（5）如果电路是断开的，让导体在磁场中左右运动，电流表指针不动，即没有电流。

●（1）电磁感应：通过上面的实验可知，磁能生电，物理学中把这种由于导体在磁场中运动产生电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。

（2）磁生电的条件：电路是闭合的；一部分导体在磁场中切割磁感线运动。

（3）感应电流的大小与哪些因素有关。

实验表明：感应电流跟线圈的匝数和磁场强弱有关，线圈匝数越多，磁场越强，产生的感应电流越大。

●实验：如上图所示的实验中。

（1）保持磁场方向不变，让ab导体左右做切割磁感线运动。观察现象：向左和向右摆动时，电流表的指针摆动方向相反。

（2）保持ab导体向某个方向定向做切割磁感线运动，把两个磁极对调。观察现象：电流表的指针摆动方向也相反。

结论：导体中感应电流方向跟导体运动方向和磁感线方向有关。

知识点2 发电机●构造：定子、转子（磁体或线圈），如图所示是发动机的模型。

●原理：利用电磁感应现象。●能量转化：动能转化为电能。

●发电机是怎样发电的 实验：把一台手摇发电机与灯泡、电流表串联在电路中，使线圈在磁场中转动。观察到得现象：灯泡发光，电流表的指针左右摆动。

灯泡发光说明线圈中有电流产生，电流表的指针左右摆动说明线圈内产生的电流的大小和方向是变化的。

结论：（1）发电机发电的原理是：闭合线圈在磁场中转动（切割磁感线）使线圈内产生了电流，简单说是电磁感应现象；（2）线圈内产生的电流大小和方向是变化的。

●什么是交流发电机（1）周期性改变电流大小和方向的电流叫做交变电流。（2）在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，单位赫兹，简称为赫，符号为Hz。（3）我国电网以交流供电，频率为50Hz。

●发电机的种类：交流发电机和直流发电机

（1）区别：交流发电机是线圈内产生交流电，向外供电也是交流电。直流发电机是线圈内产生交流电，而向外供电是直流电。

（2）实际的发动机比模型发电机复杂得多，但仍由转子和定子两部分组成。大型发电机一般采用“线圈不动，磁极转动”的方式，并用电磁铁代替永磁铁，目的是获得较强的磁场进而获得高低压、强电流。

第十章 信息的传递

一、现代顺风耳——电话知识点1 电流把信息传到远方

电话在我们的生活中非常普及，现代电话的种类很多，但是我们还需要通过对老式电话工作原理及构造的了解，来了解声信号和电信号是如何转化的？ ●电话（1）基本结构：主要由话筒和听筒组成。（2）工作原理：话筒把声信号变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方，在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。

●话筒（1）基本构造：老式话筒中有一个装着碳粒的小盒子，上面盖有膜片。（2）作用：把声信号变成电信号。当对着话筒讲话时，膜片时紧时松地压迫碳粒，它们的电阻随之变化，流过碳粒的电流就会相应改变，于是形成了随声音变化的电流信号。

●听筒（1）基本构造：听筒内有一个磁铁，磁铁上绕着线圈，磁铁前面有一个薄铁膜片。

（2）作用：把电信号变成声信号。听筒内有一个磁铁，磁铁上绕着线圈，前面有一个薄铁膜片。由于磁铁的吸引，薄铁膜片有些弯向磁极，在电话接通时，听筒和对方的话筒串联在一个电路中，当从话筒传来按说话声音振动而强弱变化的电流时，磁铁对膜片的吸引力发生了强弱的变化，使膜片振动起来，在空气中形成声波，就可以听到对方讲话了。

知识点2 电话交换机 ●为了提高线路的利用率，一般电话之间都是通过电话交换机来转接的。一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上号码接到交换机上使用时，交换机把需要通话的两部电话接通，通话完毕将线路拆开。

●电话交换机的发展 （1）早期的电话交换机是依靠话务员的手工操作来接线、拆线的，工作效率低、劳动强度大。（2）1981年出现了自动交换机，利用电磁继电器进行接线。（3）程控电话交换机：利用电脑进行接线，有多种服务功能。

知识点3 模拟通信和数字通信 ●模拟信号

（1）概念：声音转换成信号电流时，信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”，这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。

（2）特点：模拟信号在长距离传输和多次加工、放大过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，表现为声音、图像失真，严重时会使通信中断。

●数学信号 （1）概念：用点“”和画“—”的组合代表各种数字，一定得数字组合代表一个汉字，于是，一系列点和画组成的信号就可以代表一个完整的句子。像这样用不同符号的不同组合表示的信号叫做数学信号，使用数学信号的通信方式叫做数字通信。

（2）特点：通常的数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。

知识点4 电话的历史 1876年贝尔发明了第一步电话，基本设计如下：在一个圆筒的底部蒙上矣张薄膜，薄膜中央垂直连接一根炭杆，插入硫酸溶液里，人讲话时，薄膜受到振动，炭杆同硫酸接触的那个地方，电阻发生变化，电流随着变化，有强有弱，接收利用电磁原理，再把信号复原成声音，这样实现了用电流传递声波。

复合的电话机中，听筒仍与贝尔原先的“受话器”相同，但话筒却已被爱迪生于1877年改进成了碳精送话器，它是利用声音来改变碳精粒间的间隙，从而改变其电阻，使送话器电路中的电流发生相应的变化，这样就将人的声音原原本本地转换成变化的电流了。可见，电话机工作时，离不开两个主要部件：话筒和听筒。

二、电磁波的海洋 知识点1 电磁波是怎样产生的

●电磁波在生活中的重要性（1）打开收音机听到的是电磁波传来的声音。（2）打开电视机看到的是电磁波传来的图像。

（3）移动电话是靠电磁波传递信息的。

●电磁波的产生 导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。

●电磁波的特点：看不见、摸不到，在一定条件下确定存在电磁波，也确定可以给我们传递信息，在广播电台、电视台以及移动电话里发射电磁波的机器靠复杂的电子线路例子产生迅速变化的电流。

知识点2 电磁波是怎样传播的●声音的传播需要介质，靠固体、液体、气体进行传播，电磁波的传播是否需要介质呢？

演示实验：把甲手机放在真空罩中，再用乙手机拨打甲手机 的号码，观察是否能接通，得出什么结论？

（1）观察到得现象是能接通。（2）说明电磁波可以在真空中传播。●结论：电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。

●电磁波在真空中的波速为c,c=3×105km/s●电磁波波速、波长λ和频率f的关系。

（1）波长：电流每振荡一次电磁波向前传播的距离叫做波长，用λ表示，单位是m。波长表示相邻两个波峰之间的距离，或相邻两个波谷之间的距离。

（2）频率：一秒内电流振荡的次数交频率，用f表示，单位是赫兹（Hz），比赫兹（Hz）大的还有千赫（kHz）、兆赫（MHz）。

（3）波速：一秒内电磁波传播的距离，用c表示，单位是m/s。（4）波长、频率和波速的关系c=λ×f。

知识点3 无线电波●定义：电磁波中用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。●特点：无线电波的波长从几毫米道几千米，通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，包括：长波、中波、短波、微波等，各个波段的无线电波有各自的传播方式和用途，如下表所示。

三、广播、电视盒移动通信知识点1 无线电广播信号的发射和接受 无线电广播信号的发射由广播电台完成，话筒把播音员的声音信号转换成电信号，然后用调制器把音频信号加载到高频电磁波（载波）上，再通过天线发射到空中。电磁波在空气中的传播速度约为3×105km/s，与光的传播速度相同。

●信号的发射（1）话筒的作用是把声音信号转换成音频信号，但音频信号频率低，不容易直接发送出去。（2）载波发生器可以产生高频电磁波，通过调制解调器把音频信号加载到高频电磁波上。（3）通过天线才能把载有音频信号的高频电磁波发射出去。

●信号的接收（1）利用天线可以接收电磁波。（2）天线可以接收各种频率的电磁波，如果把这些电磁波都变成声音，那将是一片嘈杂声，什么也听不清楚。利用收音机的调谐器可以选出我们所需的某一频率的电磁波，这一过程叫做选台。（3）如果把调谐器选出来的频率很高的载有电信号的电磁波直接送到耳机仍不能使耳机发出声音。在接收电磁波的过程中，需要从高频信号中取出音频信号，这一过程叫做解调。（4）把音频信号放大后送到扬声器里，这一过程叫做放大。（5）扬声器可以把音频电信号转换成声音。

知识点2 电视信号的发射与接收1、电视用电磁波传送图像信号和声音信号，摄像机把图像信号转化成电信号，话筒把声音信号转化成电信号。2、发射机把两路电信号同时加载到同一电磁波上，这种载波的频率很高。3、通过发射天线把载有电视信号的电磁波发射到空中。4、电视机天线把这样的高频信号接收下来。5、电视机通过鉴频，把所需频率信号选出并放大。6、电视机通过裂相把图像信号和声音信号分开并分别放大。7、用显像管将图像信号还原，用扬声器将声音信号还原。

知识点3 移动电话1、移动电话与固定电话的区别与联系移动电话不需要电话线，比固定电话更方便；移动电话与固定电话的工作原理基本相同，只是声音信息不是由导线中的电流来传递，而是由空间的电磁波来传递的。 移动电话机既是无线发射台又是无线电接收台。在你讲话的时候，它用电磁波把信息发射到空中，此时相当于广播电台，同时它又能从空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息，此时相当于收音机。 2、为什么移动电话可以制作得体积很小，而且天线也很简单？

移动电话的体积很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高，因此，它和其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转移，这种固定的电台叫基地台。为了保证全体用户恶通话质量，常常在高大建筑物上建造移动通信基地台的天线。

3、无绳电话是另一种移动电话。无绳电话很像普通的电话机，只是主机和手机之间没有电话相连。无绳电话的主机和手机各相当于一个无线电台，它们通过无线电波来沟通，主机接在市话网上，相当于一个小型基地台，由于该基地台的功率太小，所以手机的天线较长，而且手机不能离主机太远。

知识点4 音频、视频、射频和频道 由声音变成的电信号，它的频率跟声音相同，在几十赫到几千赫之间，叫做音频信号。由图像变成的电信号，它的频率在几赫到几兆赫之间，叫做视频信号。

音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力很差，需要把它们加载到具有更好的发射能力的电流上，才能发射到天空中，这种电流的频率更高，这种更高频率的电流教做射频电流。

四、越来越宽的信息之 知识点1 微波通信微波通信是无线通信的一种。微波的波长在10m~1mm之间，频率在30 MHz~ 3×105MHz之间。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球绕射，因此，必须每隔50km左右就建设一个微波中继站，用来把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去，而且信号传递的距离越远，需要的中继站越多，在遇到雪山、大洋时，根本无法建设中继站，为了实现全球通信，人们建立了卫星通信系统 知识点2 卫星通信人类已经能够发射人造卫星了，用通信卫星做微波通信的中继站，实现了卫星通信的梦想。通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，从地球上看，它好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信，几个太空微波中继站，从一个地面站接收的电信号，经过处理后，发送到另一个或几个地面站。现在通过卫星电视，一个地方出现的突发事件，全世界的人们几乎可以立刻看到现场的画面

知识点3 光纤通信光纤通信是光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。

电磁波的传播速度等于光速，实际上光也是一种电磁波，与微波相比，光的频率更高，如用光束通信，它的前景更广阔，但是，普通的光源夹杂了许多不同波长的光，难以携带信息。 光纤通信传送的不是普通的光，而是一种频率单一、方向高度集中的激光，激光的频率必无线电波高得多，频率越高，传递信息的容量越大。我国有世界上最长的一条光纤通信干线，它经过北京、河北、湖北、湖南到广州，延伸到南宁、海口，全长4700km，可提供10.5万条长途电话的通信。

知识点4 网络通信 目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件，如二人的计算机分别跟一个叫做服务器的大计算机相连，这就是平常上的上网。电子邮件像电话一样快，但是又像信件一样方便，收件人可以在任何时候打开信箱，查看邮件。除了文字之外，我们也可以把相片、语音及任何信息变成数学文件用电子邮件传递。

世界上凡是计算机集中的地方，例如企业、机关、某些居民小区等，大都已经把自己的计算机连在一起了。这些网路又互相联结，成为世界上最大的计算机网络，叫做因特网，这样就能做到信息资源的共享。除收发电子邮件外，我们还可以从网上看到不断更新的新闻，查到所需要的各种资料。 计算机之间的联结，除了使用金属线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段，随着通信技术的发展，现在已经可以在很短的时间内来传递越来越大的信息量，可以说，信息之路越来越宽了。