功的计算公式:
功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。(功=力×距离),W=FS。
单位:
国际单位制中,力的单位是N,距离的单位是m,功的单位是N·m,它有一个专用名称叫做焦耳,简称焦,用符号J表示,1J=1N·m。
在利用该公式进行计算时的注意点:
(1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;
(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;
(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
定义:物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流。每秒内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大(强)。
公式:电流用符号“I”表示,若“Q”表示电荷量, “t”表示时间,则
,公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s)。
方向:
电路中的电流总是沿着电源正极→用电器→电源负极→电源正极的方向流动。
常见用电器的电流大小:
计算器中电源的电流 |
约100μA |
半导体收音机中电源的电流 |
约50mA |
手电筒中的电流 |
约200mA |
房间灯泡中的电流 |
约0.2A |
家用电冰箱的电流 |
约1A |
家用空调器的电流 |
约5A |
雷电电流 |
可达2×105A |
电流的三大效应:
1.电流的热效应:电流通过导体时,电能转化成内能,这种现象叫电流的热效应。例如:电流通过灯泡内的钨丝,钨丝会发热,温度高达2500℃,呈白炽状态而发光。
2.电流的磁效应:电流通过导体时,在导体周围产生磁场。例如:电流通过螺线管时周围出现的磁场与条形磁铁周围的磁场分布相似。
3.电流的化学效应:电流通过酸、碱、盐的水溶液时会发生化学反应。例如:电解、电镀就是利用了电流的化学效应。通过导体的电流越大,各种效应就越明显,因此我们可以利用各种电流效应的程度来判断电流的大小。
电流对人体的作用特征:
电流I/mA |
作用特征 |
50—60Hz交变电流 |
恒定电流 |
0.6~1.5 |
开始有感觉——手轻微颤抖 |
无感觉 |
2~3 |
手指强烈颤抖 |
无感觉 |
5~7 |
手部痉挛 |
感觉痒和热 |
8~10 |
手已难于摆脱电极,但还能摆脱,手指尖到手腕剧痛 |
热感觉增强 |
20~25 |
手迅速麻痹,不能摆脱电极,剧痛,呼吸困难 |
热感觉大大增强,手部肌肉不强烈收缩 |
50~80 |
呼吸麻痹,心房开始震颤 |
强烈的热感觉,手部肌肉收缩、痉挛,呼吸困难 |
90~100 |
呼吸麻痹,延续3s就会造成心脏麻痹 |
呼吸麻痹 |
300以上 |
作用0.1s以上时,呼吸和心脏麻痹,机体组织遭到电流的热破坏 |
|
电阻:1. 概念:导体对电流的阻碍作用叫做电阻,不同导体的导电能力不同,阻碍作用越大,导电能力越弱,电阻越大。
2. 导体的电阻用字母R表示,电路中的符号用
表示。
常见用电器正常工作时的电阻:
常见用电器 |
电阻R/Ω |
白炽灯(15w) |
3227 |
白炽灯(60w) |
807 |
电熨斗(600W) |
80.7 |
电烤箱(900W) |
54 |
电炉(1000W) |
48.4 |
电阻率: 材料在长为1m,横截面积为1mm
2,温度为20℃ 时的电阻值称为这种材料的电阻率。不同材料有不同的电阻率,电阻率是物质本身的一种特性,即是说在温度、长度、横截面积都相同的情况下,用不同材料制成的导体有不同的电阻。忽略温度的影响,求物体的电阻我们常用
计算,由此易知,电阻率、长度和横截面积对导体电阻大小的影响。
电阻的分类:
电阻分为定值电阻和可变电阻(阻值可调)。
(1)定值电阻简称为电阻,与之对应的是电阻器,元件符号是
;
(2)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、变阻箱和电位器三种,最常见的是滑动变阻器,学生实验中常采用滑动变阻器。
电功计算基本公式及推导公式(适用于纯电阻电路):W=UIt,W=I2Rt,W=U2t/R,W=Pt,W=Uq。
电功计算:
1. W=UQ电
电能也是一种能量,而这种能量的实施者就是电荷,电荷量就是这种能量在一般的时间内所有参与作功从A点到B点的实行者,每个电荷从A点到B点做的功就是电压,两者相乘就是AB的电功,就是消耗的电能
2. W=UIt
我们来看一下电功的含义,电功通俗的讲就是AB之间的一段时间A点到B点所消耗的电能(A点到B点可以是一个用电器,也可以是一部分电路)电压的实质是一个单位的电荷从A点到B点所做的功,电流提供的是在一个单位时间内AB之间的电荷量,时间也有了,那么AB之间的电荷量在一定时间内从A点到B点所做的功也就是消耗的电能就是W=UIt
3. W=Pt
W电功、P电功率、t时间
像功的计算方法一样就是功率乘以时间,在生活中可以理解为工作总量=工作效率×工作时间,同样道理电所做的功当就等于电做功的效率乘以时间
W=I2Rt (纯电阻电路)