初中物理知识点

在物理学中，把一个物体相对于另一个物体位置的改变称为机械运动

机械运动是宇宙中最普遍、最简单、最基本的运动形式

研究物体运动时，被选作标准的物体

看被研究物体相对于参照物的位置是否发生变化

参照物的选择是任意的，但不能选研究对象本身

同一物体选不同参照物，运动状态可能不同

运动是绝对的，静止是相对的

相同时间比路程

相同路程比时间

路程与时间之比

表示物体运动快慢的物理量

$$v = \frac{s}{t}$$

米/秒（m/s）

千米/时（km/h），换算关系：1 m/s = 3.6 km/h

速度不变的直线运动

任意相等时间内通过的路程相等

速度变化的直线运动

$$v = \frac{s_总}{t_总}$$

米（m）

千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）

1 km = 10³ m，1 m = 10 dm = 100 cm = 10³ mm = 10⁶ μm = 10⁹ nm

刻度尺

观察量程、分度值、零刻度线

刻度尺要放正，视线与尺面垂直，估读到分度值的下一位

秒（s）

停表

测量值与真实值之间的差异

误差不可避免，可以减小（多次测量取平均值）

错误可以避免

声音是由物体振动产生的

正在发声的物体叫声源

一切发声的物体都在振动，振动停止，发声停止

传播需要介质（固体、液体、气体都能传声）

真空不能传声

声音在介质中传播的速度

$$v_固 > v_液 > v_气$$

空气中声速约为 340 m/s（15℃时）

声速与介质种类和温度有关

声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来的现象

0.1 s

回声测距 $$s = \frac{vt}{2}$$

声音的高低

频率（振动越快，频率越高，音调越高）

赫兹（Hz）

20 Hz ~ 20000 Hz

声音的强弱（大小）

振幅（振幅越大，响度越大）

还与距声源的距离有关

声音的品质与特色

发声体的材料、结构等

辨别不同发声体

频率高于 20000 Hz 的声音

方向性好、穿透能力强

B超、声呐、超声波清洗、超声波碎石

频率低于 20 Hz 的声音

传播距离远、不易被吸收

地震、台风、海啸、核爆炸等

对人体的伤害较大

发声体做无规则振动时发出的声音

凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音

分贝（dB）

人刚能听到的最微弱的声音

会损害听力

在声源处减弱（消声器）

在传播过程中减弱（隔音墙、植树）

在人耳处减弱（戴耳塞、耳罩）

正在发光的物体

天然光源（太阳、萤火虫）和人造光源（电灯、蜡烛）

月亮不是光源

光在同种均匀介质中沿直线传播

影子的形成、日食、月食、小孔成像

真空中的光速 $$c = 3 \times 10^8 \, m/s$$

$$v_真空 > v_空气 > v_水 > v_玻璃$$

反射光线、入射光线、法线在同一平面内

反射光线和入射光线分居法线两侧

反射角等于入射角

光路可逆

反射面光滑，平行光射入后平行射出

反射面粗糙，平行光射入后向各个方向射出

两者都遵循光的反射定律

像与物大小相等

像与物到镜面的距离相等

像与物的连线与镜面垂直

所成的是虚像

实际光线会聚而成的像，能用光屏承接

实际光线的反向延长线会聚而成的像，不能用光屏承接

穿衣镜、潜望镜

发散光线，扩大视野（汽车后视镜）

会聚光线（太阳灶、手电筒反光碗）

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折

折射光线、入射光线、法线在同一平面内

折射光线和入射光线分居法线两侧

光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角

光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角

入射角增大时，折射角也增大

光垂直射入界面时，传播方向不变

光路可逆

筷子在水面处“弯折”

池水看起来变浅

海市蜃楼

白光经过三棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光

牛顿首先研究了光的色散现象

红、绿、蓝

三种色光按不同比例混合可以产生各种颜色的光

透明物体的颜色由透过它的色光决定

不透明物体的颜色由它反射的色光决定

中间厚、边缘薄

中间薄、边缘厚

通过透镜两个球面球心的直线

透镜主光轴上的一个特殊点，通过光心的光线传播方向不变

平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上的一点

焦点到光心的距离

凸透镜对光有会聚作用

凹透镜对光有发散作用

平行于主光轴的光线 → 过焦点

过光心的光线 → 方向不变

过焦点（或延长线过焦点）的光线 → 平行于主光轴

光具座、蜡烛、凸透镜、光屏、火柴

1. 将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上

使像成在光屏中央）

3. 将蜡烛放在2倍焦距以外（u > 2f），移动光屏直到出现清晰的像，记录像的性质

4. 将蜡烛放在2倍焦距处（u = 2f），移动光屏直到出现清晰的像，记录像的性质

5. 将蜡烛放在1倍焦距与2倍焦距之间（f < u < 2f），移动光屏直到出现清晰的像，记录像的性质

6. 将蜡烛放在1倍焦距处（u = f），移动光屏观察能否找到像

7. 将蜡烛放在1倍焦距以内（u < f），用眼睛在光屏一侧透过透镜观察像

u > f 成实像，u = f 不成像，u < f 成虚像

u > 2f 成缩小实像，u = 2f 成等大实像，f < u < 2f 成放大实像

物体靠近透镜时，像远离透镜，像变大

实像是实际光线会聚而成，能用光屏承接，倒立；虚像是光线的反向延长线会聚而成，不能用光屏承接，正立

实像与物在透镜异侧，虚像与物在透镜同侧

物体向左移动（靠近透镜），像向右移动（远离透镜），像变大；反之亦然

晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏

晶状体太厚，成像在视网膜前方 → 戴凹透镜矫正

晶状体太薄，成像在视网膜后方 → 戴凸透镜矫正

u < f，成正立、放大的虚像

成倒立、放大的实像（相当于投影仪）

成正立、放大的虚像（相当于放大镜）

成倒立、缩小的实像（相当于照相机）

成正立、放大的虚像（相当于放大镜）

物体所含物质的多少

m

不随物体的形状、状态、所处空间位置的改变而改变

千克（kg）

吨（t）、克（g）、毫克（mg）

1 t = 10³ kg，1 kg = 10³ g，1 g = 10³ mg

把天平放在水平台上

将游码拨到标尺左端的零刻度线处

调节平衡螺母，使指针指在分度盘中央（左偏右调，右偏左调）

左物右码，用镊子加减砝码，移动游码使天平平衡

物体质量 = 砝码总质量 + 游码所对刻度值

不能超过量程

不能用手直接拿砝码

潮湿物品和化学药品不能直接放在托盘上

某种物质组成的物体的质量与体积之比

ρ（读作“rou”）

千克/米³（kg/m³）

克/厘米³（g/cm³）

1 g/cm³ = 10³ kg/m³

密度是物质的一种特性，与物体的质量和体积无关

同种物质的密度相同，不同物质的密度一般不同

用天平测质量 m

用量筒（排水法）测体积 V

计算密度 $$\rho = \frac{m}{V}$$

用天平测出液体和烧杯的总质量 m₁

倒入量筒一部分，读出体积 V

用天平测出剩余液体和烧杯的质量 m₂

液体密度 $$\rho = \frac{m_1 - m_2}{V}$$

观察量程和分度值

视线与凹液面最低处相平

力是物体对物体的作用

发生力的作用时一定有两个或两个以上的物体

力不能离开物体而单独存在

施力物体同时也是受力物体

作用力和反作用力大小相等、方向相反、同时产生、同时消失

力可以使物体发生形变

力可以改变物体的运动状态（速度大小或运动方向）

大小、方向、作用点

力的三要素影响力的作用效果

牛顿（N）

用一根带箭头的线段表示力

箭头方向表示力的方向，线段长度表示力的大小，起点表示力的作用点

物体发生弹性形变时产生的力

压力、支持力、拉力、推力

在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比

使用方法

观察量程和分度值

使指针指在零刻度线上

被测力的方向要与弹簧轴线方向一致

读数时视线要与指针相平

由于地球的吸引而使物体受到的力

G

地球

$$G = mg$$

g = 9.8 N/kg（粗略计算可取 10 N/kg）

质量为 1 kg 的物体受到的重力为 9.8 N

竖直向下（即指向地心）

质地均匀、形状规则的物体的重心在它的几何中心

重心不一定在物体上

两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上产生阻碍相对运动的力

滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力

压力越大，滑动摩擦力越大

接触面越粗糙，滑动摩擦力越大

与接触面积大小无关，与运动速度无关

增大压力

增大接触面的粗糙程度

变滚动为滑动

减小压力

减小接触面的粗糙程度

变滑动为滚动

使接触面分离（加润滑油、气垫）

控制变量法、科学推理法（理想实验法）

水平面越光滑，小车运动距离越远，速度减小得越慢

如果小车不受阻力，将以恒定不变的速度永远运动下去

一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态

力不是维持运动的原因

力是改变物体运动状态的原因

一切物体在任何情况下都具有惯性

惯性是物体本身的一种属性，不是力（不能说“惯性力”）

只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大

“具有惯性”“由于惯性”

“受到惯性”“惯性作用”

跳远助跑、拍打衣服除尘、锤头松了紧锢锤头

系安全带、保持车距、雨雪天减速慢行

一个力产生的作用效果与几个力共同作用的效果相同，这个力就叫那几个力的合力

F合 = F₁ + F₂（方向与两个力的方向相同）

F合 = |F₁ − F₂|（方向与较大的那个力方向相同）

物体保持静止状态或匀速直线运动状态

作用在同一物体上

两个力大小相等

两个力方向相反

作用在同一条直线上

大小相等、方向相反、共线

平衡力作用在同一物体上；相互作用力作用在不同物体上

不受力或受平衡力（合力为0）→ 运动状态保持不变（静止或匀速直线运动）

受非平衡力（合力不为0）→ 运动状态一定改变

加速运动

减速运动

曲线运动

垂直作用在物体表面上的力

垂直于受力面（指向被压物体）

压力不一定等于重力，只有水平面上且只受重力时压力才等于重力

物体单位面积上受到的压力

p = F / S

帕斯卡（Pa），1 Pa = 1 N/m²

增大压力 或 减小受力面积（如刀刃、钉子尖）

减小压力 或 增大受力面积（如书包带宽、坦克履带、铁轨下铺枕木）

液体对容器底和侧壁都有压强

液体内部向各个方向都有压强

同种液体同一深度，向各个方向压强相等

深度越深，压强越大

同一深度，液体密度越大，压强越大

p = ρgh（ρ为液体密度，h为液面到该点的竖直距离）

上端开口、下端连通的容器

装入同种液体且不流动时，各容器液面总保持相平

茶壶、锅炉水位计、船闸、乳牛自动饮水器

证明了大气压的存在且很大

玻璃管内水银柱高度约为 760 mm（外界为标准大气压时）

标准大气压 p₀ = 1.013 × 10⁵ Pa ≈ 76 cmHg

随海拔高度增大而减小

沸点随气压减小而降低；气压增大，沸点升高（高压锅原理）

吸盘挂钩、吸管喝饮料、活塞式抽水机、离心式水泵

流体流速越大的位置，压强越小

流速越小的位置，压强越大

机翼上方流速大、压强小，下方流速小、压强大，产生向上的升力

防止人靠近时被“吸”向火车

喷雾器、乒乓球的上旋球、两船并行要分开

液体对物体向上和向下的压力差

F浮 = F向上 - F向下

F浮 = G - F示

液体的密度（ρ液越大，浮力越大）

物体排开液体的体积（V排越大，浮力越大）

物体浸没后的深度（h）

F浮 = G排

F浮 = m排g = ρ液gV排

液体

气体

F浮 > G 且 ρ液 > ρ物

漂浮（F浮 = G）

F浮 = G 且 ρ液 = ρ物

F浮 < G 且 ρ液 < ρ物

沉底（F浮 + F支 = G）

轮船（空心增大V排）

潜水艇（改变自重）

气球/飞艇（充入密度小于空气的气体）

密度计（漂浮原理，刻度上小下大）

N）

m）

焦耳，符号 J）

$P = \dfrac{W}{t}$

$P = F \cdot v$（物体在力 $F$ 作用下做匀速直线运动时）

瓦特（W）

千瓦（kW），换算：$1\ \text{kW} = 1000\ \text{W}$

**1. 动能（$E_k$）**

物体由于**运动**而具有的能。

速度相同时，质量越大，动能越大。

质量相同时，速度越大，动能越大。

**2. 势能（$E_p$）**

物体由于**被举高**而具有的能。

高度相同时，质量越大，重力势能越大。

质量相同时，高度越高，重力势能越大。

物体由于发生**弹性形变**而具有的能。

**弹性形变程度**（同一物体，形变越大，弹性势能越大）。

物体由于**运动**而具有的能。

速度相同时，质量越大，动能越大。

质量相同时，速度越大，动能越大。

物体由于**被举高**而具有的能。

高度相同时，质量越大，重力势能越大。

质量相同时，高度越高，重力势能越大。

物体由于发生**弹性形变**而具有的能。

**弹性形变程度**（同一物体，形变越大，弹性势能越大）。

重力势能 → 动能（速度↑，高度↓）

动能 → 重力势能（速度↓，高度↑）

弹性势能 → 动能

重力势能 → 动能（速度↑，高度↓）

动能 → 重力势能（速度↓，高度↑）

弹性势能 → 动能

只有动能和势能相互转化，**忽略**摩擦、空气阻力等导致的能量损耗。

若存在摩擦、阻力，机械能**不守恒**，会转化为**内能**（即机械能减小）。

$\eta = \dfrac{W_{\text{有}}}{W_{\text{总}}} = \dfrac{G \cdot h}{F \cdot s}$（注意 $s = n \cdot h$）

匀速竖直向上拉动弹簧测力计。

**控制变量法**、**转换法**（通过木块被撞击后移动的距离来反映动能大小）。

杠杆**静止**或**匀速转动**。

$F = G$（理想情况，忽略绳重和摩擦）

$F = G / 2$

**能改变力的方向**

$s = h$（绳子端移动距离 = 物体上升高度）

$s = 2h$

$F = (G + G_{\text{动}}) / 2$

$F = G / n$

$s = n \cdot h$（$h$ 为物体上升高度）

$v_{\text{绳}} = n \cdot v_{\text{物}}$

需要改变力的方向 → 从**定滑轮**绕出（$n$ 为偶数）

不需要改变力的方向 → 从**动滑轮**绕出（$n$ 为奇数）

$W_{\text{总}} = W_{\text{有}} + W_{\text{额}}$

机械自重越大、摩擦越大 → 效率越低

物重越大 → 效率越高（额外功占比减小）

减轻机械自重（如用轻质材料）

减小摩擦（加润滑油）

**增大物重**（满载工作）—— 最有效的方法

原子由 **原子核** 和 **核外电子** 组成，电子绕核高速运动。

由 **质子** 和 **中子** 组成（统称 **核子**）。

质子和中子由 **夸克** 组成（进一步细分）。

电子带 **负电**，质子带 **正电**，中子 **不带电**。

通常情况下，原子整体呈 **电中性**（质子数 = 电子数）。

**地月系**（地球、月球）→ **太阳系**（八大行星等）→ **银河系**（棒旋星系）→ **星系群/星系团** → **宇宙**。

约 $138$ 亿年前，宇宙起源于一个高温高密的“奇点”发生的一次大爆炸，此后宇宙一直处于 **膨胀** 之中（星系间距离在增大）。

分子 **由原子构成**（大部分物质）。

原子 **由原子核和核外电子构成**。

原子核 **由质子和中子构成**。

表示物体的冷热程度

生活中常用摄氏温度，符号为 $t$，单位是摄氏度（$^\circ C$）

利用液体的热胀冷缩性质

实验室温度计、体温计、寒暑表

量程和分度值要合适

玻璃泡要全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁

待示数稳定后再读数，读数时玻璃泡要继续留在液体中

视线要与温度计中液柱的液面相平

量程和分度值要合适

玻璃泡要全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁

待示数稳定后再读数，读数时玻璃泡要继续留在液体中

视线要与温度计中液柱的液面相平

物质从固态变成液态的过程（吸热）

物质从液态变成固态的过程（放热）

有固定的熔化温度（熔点），如冰、海波、金属

没有固定的熔化温度，如玻璃、蜡、松香

晶体熔化时的温度

晶体凝固时的温度

同一种晶体的熔点和凝固点相同

吸热，温度不变（处于固液共存状态）

吸热，温度不断升高

物质从液态变成气态的过程（吸热）

在任何温度下都能发生，只在液体表面进行，缓慢

在一定温度（沸点）下发生，在液体表面和内部同时进行，剧烈

液体温度、液体表面积、液体表面空气流动速度

吸热，但温度保持不变（沸点）

在任何温度下都能发生，只在液体表面进行，缓慢

在一定温度（沸点）下发生，在液体表面和内部同时进行，剧烈

液体温度、液体表面积、液体表面空气流动速度

物质从气态变成液态的过程（放热）

降低温度、压缩体积

液化石油气、冰箱的制冷原理

物质从固态直接变成气态的过程（吸热）

干冰升华制冷、升华法提取碘、冬天冻干的衣服变干

物质从气态直接变成固态的过程（放热）

霜的形成、窗玻璃上的冰花、雪的形成

熔化、汽化、升华

凝固、液化、凝华

水的三态变化构成自然界的水循环（蒸发、液化、凝华、熔化）

温室气体（二氧化碳等）大量排放导致温室效应增强

冰川融化、海平面上升、极端天气频发、破坏生态平衡

淡水资源匮乏，水体污染严重

节约用水、保护水资源的措施

利用蒸发和液化原理

在阳光照射下，土壤或空气中的水汽蒸发，遇冷液化凝聚成液态水

日光蒸馏法（挖坑铺膜收集地下水蒸发后冷凝的水珠）

收集雾气中的水分（利用网捕获空气中的露水）

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

焦耳（J）

一切物体在任何温度下都有内能，温度越高，内能越大

发生热传递时，高温物体放热，内能减少；低温物体吸热，内能增加

对物体做功，物体内能增加；物体对外做功，物体内能减少

做功是能量的转化，热传递是能量的转移

单位质量的某种物质，温度升高（或降低）$1^\circ C$ 所吸收（或放出）的热量

$c$，单位：$\text{J/(kg} \cdot {}^\circ\text{C)}$

比热容是物质的一种特性，与质量、温度、吸收的热量无关

$Q_吸 = cm(t - t_0)$

$Q_放 = cm(t_0 - t)$

$$Q = cm\Delta t$$

水比热容为 $4.2 \times 10^3 \text{ J/(kg} \cdot {}^\circ\text{C)}$

冷却剂、取暖用水、调节气候（沿海昼夜温差小）

把内能转化为机械能的机器

蒸汽机、内燃机（汽油机、柴油机）、汽轮机、喷气发动机

吸入空气和汽油的混合物（柴油机只吸入空气）

机械能转化为内能

内能转化为机械能（火花塞点火/压燃）

排出废气

一个工作循环，活塞往复两次，曲轴转动两周，对外做功一次

吸入空气和汽油的混合物（柴油机只吸入空气）

机械能转化为内能

内能转化为机械能（火花塞点火/压燃）

排出废气

某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比

$q$，单位：$\text{J/kg}$（固体、液体）或 $\text{J/m}^3$（气体）

$$Q_放 = mq$$ 或 $$Q_放 = Vq$$

热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比

$$\eta = \frac{W_有用}{Q_放} \times 100\%$$

减少各种热损失、保证良好的润滑、提高燃料利用率

热机废气中含有有害物质（CO、NOx、烟尘等），会造成大气污染

使用清洁能源、尾气净化装置、推广新能源汽车

了解新能源汽车的类型（纯电动 BEV、混合动力 HEV、燃料电池等）

分析新能源汽车对环境的影响（零排放/低排放）

评估电池续航、充电设施等关键技术及发展现状

用摩擦的方法使物体带电

电荷（电子）从一个物体转移到另一个物体上

用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷

用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引

检验物体是否带电

利用同种电荷相互排斥的原理工作

提供电能（如干电池、发电机）

消耗电能（如灯泡、电动机）

控制电路通断

输送电能

正常接通的电路

断开的电路

直接连接电源正负两极的电路（电源短路，会烧坏电源）

用规定的符号表示电路连接情况的图

首尾相连，电流路径唯一

并列连接，电流路径有多条，各用电器互不影响

电荷的定向移动形成电流

规定正电荷定向移动的方向为电流方向（外电路中，电流从电源正极流向负极）

安培（A），$1\text{A} = 1000\text{mA}$

使电路中形成电流的原因

伏特（V），$1\text{kV} = 1000\text{V}$

$1.5\text{V}$

$220\text{V}$

不高于 $36\text{V}$

各处电流相等，即 $$I = I_1 = I_2 = \dots = I_n$$

总电压等于各部分电路两端的电压之和，即 $$U = U_1 + U_2 + \dots + U_n$$

干路电流等于各支路电流之和，即 $$I = I_1 + I_2 + \dots + I_n$$

各支路两端的电压相等，即 $$U = U_1 = U_2 = \dots = U_n$$

雷电是云层之间或云层与大地之间发生的剧烈放电现象

属于强大的静电放电现象，实质是正负电荷的中和

雷雨天不能在大树下避雨，远离高塔、电线杆

高大建筑物需安装避雷针（利用尖端放电原理）

导体对电流的阻碍作用

$R$，单位：欧姆（$\Omega$）

导体的材料、长度、横截面积和温度（同种材料，长度越长、横截面积越小，电阻越大）

滑动变阻器和电阻箱

通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻

要“一上一下”接入电路；闭合开关前，应将滑片移到阻值最大处

电阻一定时，电流与电压成正比

电压一定时，电流与电阻成反比

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

$$I = \frac{U}{R}$$

$U = IR$，$R = \frac{U}{I}$

电阻是导体本身的性质，与电压和电流无关（$R = \frac{U}{I}$ 是计算式而非决定式）

欧姆定律 $R = \frac{U}{I}$

电源、开关、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、导线

电压表并联在电阻两端，电流表串联在电路中，滑动变阻器串联用于调节电压和保护电路

多次测量取平均值，以减小误差

进户线（火线、零线）、电能表、总开关、保险装置、插座、用电器

判断火线和零线，接触火线时氖管发光，接触零线时不发光

串联在火线上，电流过大时熔断，保护电路

单线触电（人接触火线）和双线触电（人同时接触火线和零线）

不接触低压带电体，不靠近高压带电体；金属外壳接地；电器失火先断电再灭火

制作海报/宣传单，宣传家庭电路的安全常识

演示试电笔的使用方法，讲解触电急救措施（脱离电源、人工呼吸等）

强调不能用湿手碰电器，不超负荷用电

电流所做的功，即消耗电能的过程（电能转化为其他形式能）

$W$，单位：焦耳（J），生活中常用千瓦时（度，$\text{kW}\cdot\text{h}$）

$1\text{kW}\cdot\text{h} = 3.6 \times 10^6 \text{ J}$

$$W = UIt$$

$W = I^2Rt$，$W = \frac{U^2}{R}t$

测量用电器消耗电能的仪表

表盘上前后两次读数之差即为这段时间内消耗的电能

电流做功与所用时间之比，表示电流做功的快慢

$P$，单位：瓦特（W），千瓦（$\text{kW}$）

$$P = \frac{W}{t}$$，$$P = UI$$

用电器正常工作时的电压

用电器在额定电压下工作时的功率

用电器在实际电压下工作时的功率

$P_实 = (\frac{U_实}{U_额})^2 P_额$（纯电阻电路）

电流通过导体时，电能转化为内能的现象

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

$$Q = I^2Rt$$

电热器（电暖器、电饭锅、电熨斗等）

散热孔、风扇等（如电脑、电视）

调查家庭或学校用电情况

从减少电热损耗、提高用电器效率、选用节能产品（如LED灯）等角度入手

提出具体的节约用电措施（如随手关灯、合理设置空调温度）

吸引铁、钴、镍等物质的性质

具有磁性的物体（指南针、条形磁铁等）

磁体上磁性最强的部位（南极 $S$、北极 $N$）

同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引

磁体周围存在一种看不见、摸不着，能使磁针偏转的特殊物质

小磁针静止时 $N$ 极所指的方向为该点的磁场方向

用来形象描述磁场的假想曲线（模型法），外部从 $N$ 极出发回到 $S$ 极

通电导线周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关

与条形磁体周围的磁场相似

与电流方向有关

用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中的电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 $N$ 极

力的方向与磁场方向、电流方向有关

当电流方向或磁场方向发生改变时，受力方向也随之改变

通电线圈在磁场中受力转动

电能转化为机械能

直流电动机（换向器改变电流方向，使线圈持续转动）

利用电磁铁原理（电流的通断控制磁性的有无）

设计一个发报按钮和一个接收电磁铁的敲击装置

用长短不同的“滴答”声编码传递信息

法拉第发现，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流

与导体运动方向和磁场方向有关

电磁感应现象

定子和转子

机械能转化为电能

我国交流电频率为 $50\text{Hz}$，周期为 $0.02\text{s}$，每秒改变方向 $100$ 次

蓄电池（化学能→电能）、电容器、抽水蓄能电站

减少输电过程中的电能损失（焦耳定律 $Q=I^2Rt$，采用高压降低电流）

发电站 → 升压变压器 → 高压输电线 → 降压变压器 → 用户

电磁学在现代生产生活中的应用（电机、发电机、变压器、电磁继电器等）

电磁学促进了电气化时代，深刻改变了人类的生活方式

思考电磁技术带来的便利与相关的电磁污染问题

迅速变化的电流能在空间产生电磁波

电磁波不需要介质，可以在真空中传播

$$c = \lambda f$$

其中 $c$ 为波速（真空中 $c = 3.0 \times 10^8 \text{ m/s}$），$\lambda$ 为波长，$f$ 为频率

波速不变时，频率越高的电磁波，波长越短

无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、$\gamma$射线

广播、电视、手机通信

微波炉、雷达、卫星通信

遥控器、红外测温、夜视仪

灭菌消毒、验钞机

电磁波是信息传递的载体（如互联网、物联网、Wi-Fi）

卫星通信、光纤通信和移动通信技术的普及

过量的电磁辐射对人体有害

控制使用时长、保持距离、使用屏蔽材料

测温仪接收物体辐射出的红外线，根据红外线的强度计算温度

非接触式、反应快、测量表面温度

防疫期间体温筛查、工业设备温度监测

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他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变

能量的转化和转移是有方向性的（如内能不能自动转化为机械能，除非外界做功）

一次能源（煤、石油、风能）和二次能源（电能、汽油）

可再生能源（太阳能、水能、风能、生物质能）和不可再生能源（化石能源、核能）

核裂变（原子弹、核电站）和核聚变（氢弹、太阳内部）

利用核裂变释放的能量来发电

化石能源储量有限，应积极开发新能源（太阳能、风能、地热能等）

金属材料（钢铁、铜、铝）

无机非金属材料（陶瓷、玻璃、水泥）

有机合成材料（塑料、合成纤维、合成橡胶）

复合材料（玻璃钢、碳纤维复合材料）

集成电路芯片、LED（发光二极管）的主要材料

电阻为零，用于磁悬浮列车、超导输电（减少能量损耗）

利用凸面镜或凹面镜反射/汇聚太阳光，将太阳能转化为内能

选用黑色吸热材料作为内部吸热板，保温材料减少热量散失

阳光的照射角度、箱体保温性对加热效率的影响