第十三章 内能

第1节 分子热运动

第2节 内能

第3节 比热容

第十四章 内能的利用

第1节 热机

第2节 热机的效率

第3节 能量的转化和守恒

第十五章 电流和电路

第1节 两种电荷

第2节 电流和电路

第3节 串联和并联

第4节 电流的测量

第5节 串、并联电路中电流的规律

第十六章 电压 电阻

第1节 电压

第2节 串、并联电路中电压的规律

第3节 电阻

第4节 变阻器

第十七章 欧姆定律

第1节 电流与电压和电阻的关系

第2节 欧姆定律

第3节 电阻的测量

第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用

第十八章 电功率

第1节 电能 电功

第2节 电功率

第3节 测量小灯泡的电功率

第4节 焦耳定律

第十九章 生活用电

第1节 家庭电路

第2节 家庭电路中电流过大的原因

第3节 安全用电

第二十章 电与磁

第1节 磁现象 磁场

第2节 电生磁

第3节 电磁铁 电磁继电器

第4节 电动机

第5节 磁生电

第二十一章 信息的传递

第1节 现代顺风耳──电话

第2节 电磁波的海洋

第3节 广播、电视和移动通信

第4节 越来越宽的信息之路

第二十二章 能源与可持续发展

第1节 能源

第2节 核能

第3节 太阳能

第4节 能源与可持续发展

第十三 章内能

知识点一、分子的热运动

1.扩散：

定义：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。

扩散现象说明：①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动；

②分子之间有间隙。

固体、液体、气体都可以发生扩散现象，只是扩散的快慢不同，气体间扩散速度最快，固体间扩散速度最慢。

汽化、升华等物态变化过程也属于扩散现象。

扩散速度与温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散越快。

由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动。

2.分子间的作用力：

分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。

两个铅柱没有被重物拉开，主要是因为铅柱的分子之前存在引力。

压缩固体和液体很困难，这是因为分子之间还存在斥力。

知识点二、内能

1.内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。

2.物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着，无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。

3.影响物体内能大小的因素：①温度：在物体的质量、材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。③材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。④存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。

4.改变内能的两种方式

（1）内能改变的外部表现：

物体温度升高（降低）——物体内能增大（减小）。

物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）——内能改变。

反过来，不能说内能改变必然导致温度变化。（因为内能的变化有多种因素决定）

（2）改变内能的方法：做功和热传递。

A、做功改变物体的内能：

①做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。

②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化

③如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。

举例：钻木取火：使木头相互摩擦，人对木头做功，使它的内能增加，温度升高，达到木头的燃点而燃烧。看到当塞子跳起来时，容器中出现了雾，这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气液化凝成小水滴。

B、热传递可以改变物体的内能。

①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。

②热传递的条件是有温度差，传递方式是：传导、对流和辐射。热传递过程中传递的是内能（热量），而不是温度。

③热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少。

C、做功和热传递改变内能的区别：由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。

D、温度、热量、内能的联系和区别：温度是指物体的冷热程度，从分子动理论的观点来看，温度是分子热运动激烈程度的标志。

热量是物体通过热传递方式所改变的内能，是内能的变化量。

内能是物体内所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和。

联系：在不发生物态变化时，一个物体吸收了热量，它们的内能增加，温度升高；一个物体放出了热量，它的内能减少，温度降低。在发生物态变化时，物体吸收了热量，内能增加，温度可能不变；物体放出了热量，内能减少，温度可能不变。

知识点三、比热容

1.定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比。

物理意义：表示物体吸热或放热本领的物理量。

比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。

水的比热容为4.2×103J/(kg·℃ ) 表示：1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4.2 ×103J。

水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。

2.计算公式：Ｑ吸＝cm（t－t 0），Ｑ放＝cm（t0－t）

内能的利用

一、热机

1.热机：把内能转化为机械能的机器叫热机。

2.内燃机：

①冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

②内燃机的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。

③汽油机和柴油机的不同处：

汽油机：气缸顶、吸入空气和汽油混合、点燃式、效率较低

柴油机：气缸顶、吸入空气、压燃式、效率较高

二、热机的效率

1.燃料的热值：

①定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与的其质量之比，叫这种燃料的热值。用符号“q”表示。

②定义式：q=Q/m（若燃料是气体燃料  q=Q/v）。

③单位：J/kg，读作：焦耳每千克；J/m3，读作：焦耳每立方米。

酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。

煤气的热值是3.9×107J/ m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。

④关于热值的理解：

a.对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg”“某种燃料”“完全燃烧”。1kg是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧：表明要完全烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。

b.热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。

2.热机的效率：

(1)定义：热机工作时,用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率。

(2)公式：η=Q有/Q总×100%。

式中，Q有为做有用功的能量；Q总为燃料完全燃烧释放的能量。

(3)提高热机效率的主要途径：

①改善燃烧环境，使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。

②尽量减小各种热散失。

③减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。

④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。

三、能量的转化和守恒

能量守恒定律：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其它形式，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。

“第一类永动机”永远不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。

第1节  两种电荷

1、电荷间的相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。

自然界只有两种电荷——被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷“＋”；被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷“－”。

电荷：电荷的多少叫做电荷量，简称电荷，符号是Q。电荷的单位是库仑（C）。

2、检验物体带电的方法：

①使用验电器。

验电器的构造：金属球、金属杆、金属箔。

验电器的原理：同种电荷相互排斥。

从验电器张角的大小，可以判断所带电荷的多少。但验电器不能检验带电体带的是正电荷还是负电荷。

②利用电荷间的相互作用。

③利用带电体能吸引轻小物体的性质。

3、摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电。

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，整个原子呈中性，也就是原子对外不显带电的性质。

摩擦起电原因：由于不同物质原子核束缚电子的本领不同。两个物体相互摩擦时，原子核束缚电子的本领弱的物体，要失去电子，因缺少电子而带正电，原子核束缚电子的本领强的物体，要得到电子，因为有了多余电子而带等量的负电。

注意：①在摩擦起电的过程中只能转移带负电荷的电子；

②摩擦起电的两个物体将带上等量异种电荷；

③由同种物质组成的两物体摩擦不会起电；

④摩擦起电并不是创造电荷，只是电荷从一个物体转移到另一个物体，使正负电荷分开，但电荷总量守恒。

能量转化：机械能-→电能

4、 导体和绝缘体：容易导电的物体叫做导体；不容易导电的物体叫做绝缘体。

常见的导体：金属、石墨、人体、大地、湿润的物体、含杂质的水、酸碱盐的水溶液等。

常见的绝缘体：橡胶、玻璃、塑料、油、陶瓷、纯水、空气等。

导体容易导电的原因：导体中有大量的自由电荷（既可能是正电荷也可能是负电荷），它们可以脱离原子核的束缚，而在导体内部自由移动。

绝缘体不容易导电的原因：在绝缘体中电荷几乎都被束缚在原子范围内，不能自由移动。（绝缘体中有电荷，只是电荷不能自由移动）

金属导体容易导电靠的是自由电子；酸碱盐的水溶液容易导电靠的是正负离子

导体和绝缘体之间并没有绝对的界限，在一定条件下可相互转化。一定条件下，绝缘体也可变为导体。绝缘体不能导电但能带电。

第2节  电流和电路

1、电流：

电流的形成：电荷在导体中定向移动形成电流。

电流的方向：把正电荷移动的方向规定为电流的方向。电流的方向与负电荷、电子的移动方向相反。

在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极；在电源内部，电流的方向是从电源的负极流向正极。

2、一个完整电路的构成：电源、开关、用电器、导线。

3、电源：能够提供电能的装置，叫做电源。

干电池、蓄电池供电时，化学能转化为电能；发电机发电时，机械能转化为电能。

持续电流形成的条件：① 必须有电源；

 ② 电路必须闭合（通路）。（只有两个条件都满足时，才能有持续电流）

开关：控制电路的通断。

用电器：消耗电能，将电能转化为其他形式能的装置。

导线：传导电流，输送电能。

4、电路的三种状态：

通路——接通的电路叫通路，此时电路中有电流通过，电路是闭合的。

开路（断路）——断开的电路叫断路，此时电路不闭合，电路中无电流。

短路——不经过用电器而直接用导线把电源正、负极连在一起，电路中会有很大的电流，可能把电源烧坏，或使导线的绝缘皮燃烧引起火灾，这是绝对不允许的。用电器两端直接用导线连接起来的情况也属于短路（此时电流将直接通过导线而不会通过用电器，用电器不会工作）。

5、电路图：

常用电路元件的符号：

第3节  串联和并联

1、串联电路：

把电路元件逐个顺次连接起了就组成了串联电路。

特点：①电流只有一条路径；

②各用电器之间互相影响，一个用电器因开路停止工作，其它用电器也不能工作；

③只需一个开关就能控制整个电路。

2、并联电路：

把电路元件并列地连接起来就组成了并联电路。

电流在分支前和合并后所经过的路径叫做干路；分流后到合并前所经过的路径叫做支路。

特点：①电流两条或两条以上的路径，有干路、支路之分；

②各用电器之间互不影响，当某一支路为开路时，其它支路仍可为通路；

③干路开关能控制整个电路，各支路开关控制所在各支路的用电器。

第4节  电流的测量

1、电流：电流是表示电流强弱的物理量，用符号I表示。

单位：安培，简称安，符号A。比安培小的单位还有毫安（mA）和微安（μA）,

1A=103 mA   1mA=103μA   1A=106μA

2、电流表：

测量电流的仪表叫电流表。符号为A，其电阻很小，理想的电流表相当于导线。

电流表的示数：

量程

使用接线柱*

表盘上刻度位置

大格代表值

小格代表值

0～0.6A

“-”和“0.6”

下一行

0.2A

0.02A

0～3A

“-”和“3”

上一行

1A

0.1A

在0～3A量程读出的示数是指针指向相同位置时，在0～0.6A量程上读出的示数的5倍。

注意： 部分电流表的三个接线柱分别是“+”、“0.6”和“3”。这时“0.6”和“3”是负接线柱，电流要从“+”流入，再从“0.6”或“3”流出。

正确使用电流表的规则：

①电流表必须和被测的用电器串联。

②“+”“－”接线柱的接法要正确，必须使电流从“＋”接线柱流进电流表，从“－”接线柱流出来。

③被测电流不能超过电流表量程。若不能预先估计待测电流的大小时，应选用最大量程进行试触。

④绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。

使用电表前，如果指针不指零，可调整中央调零螺旋使指针调零。

第5节  串、并联电路中电流的规律

1、串联电路中的电流处处相等。

2、并联电路干路的总电流等于各支路电流之和。

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