资源简介

人教版《物理》八年级上册 知识点梳理
基本定义 · 规律 · 公式（按章、节整理）
目　录
第一章　机械运动 2
第1节　长度和时间的测量 2
第2节　运动的描述 3
第3节　运动的快慢 4
第4节　速度的测量 5
第二章　声现象 7
第1节　声音的产生与传播 7
第2节　声音的特性 8
第3节　声的利用 9
第4节　噪声的危害和控制 10
第5节　跨学科实践：制作隔音房间模型 11
第三章　物态变化 11
第1节　温度 11
第2节　熔化和凝固 13
第3节　汽化和液化 14
第4节　升华和凝华 15
第5节　跨学科实践：探索厨房中的物态变化问题 15
第四章　光现象 16
第1节　光的直线传播 16
第2节　光的反射 17
第3节　平面镜成像 18
第4节　光的折射 19
第5节　光的色散 20
第五章　透镜及其应用 21
第1节　透镜 21
第2节　生活中的透镜 22
第3节　凸透镜成像的规律 23
第4节　眼睛和眼镜 24
第5节　跨学科实践：制作望远镜 25
第六章　质量与密度 26
第1节　质量 26
第2节　密度 27
第3节　测量液体和固体的密度 28
第4节　密度的应用 29
使用说明：本文按教材章节顺序，逐节整理基本概念与定义、规律与公式、测量与运算要点等知识点。文中所有公式中的分式均以真正的分数形式排版，例如速度公式 ；单位符号中的斜线（如 m/s、kg/m ）按国际通用写法保留。
第一章　机械运动
第1节　长度和时间的测量
基本概念与定义
物理量：长度、时间等可定性或定量描述事物的属性称为物理量。
单位：测量任何物理量都必须首先规定它的单位。测量物理量的过程实际上就是将一个待测的物理量与一个公认的标准量进行比较，这个标准量就是单位。
长度的基本单位：米，符号 m。
时间的基本单位：秒，符号 s。
分度值：刻度尺上相邻两刻度线之间的长度，它反映了刻度尺的精确程度。
量程：测量工具测量范围的上限和下限之差（测量工具能测量的范围）。
误差：测量值与真实值之间的差别。误差不能消除，但应尽量减小；误差不是错误。
错误：由于不遵守仪器的使用规则、读数时粗心等造成的，是不该发生的，是能够避免的。
规律与公式
长度单位换算关系
时间单位换算关系：，。
减小误差的方法：多次测量求平均值、选用精密的测量工具、改进测量方法。
要点提示
使用任何一种测量工具时，都要首先了解它测量的范围和分度值，再根据测量要求选择合适的测量工具。
正确使用刻度尺的三条规则：① 正确放置刻度尺——零刻度线对准被测物体的一端，有刻度线的一边紧靠被测物体且与被测边保持平行，不能歪斜；② 读数时视线要正对刻度线；③ 记录时不但要记录数值，还必须注明测量单位，没有单位的记录是没有意义的。
误差只能减小、不能消除；而错误是可以避免的。
第2节　运动的描述
基本概念与定义
机械运动：物体位置随时间的变化叫作机械运动。机械运动是最简单的一种运动形式，是学习其他各种运动的基础。
参照物：判断物体的运动和静止时，作为标准的物体叫作参照物。参照物可以根据需要来选择。
运动的相对性：如果选择的参照物不同，描述同一个物体的运动情况时，结论一般也不一样，因此物体的运动和静止是相对的。
其他运动形式：除机械运动外，还有微观世界里分子、原子的运动，电磁运动，生命运动等。
规律与公式
判断运动与静止的方法：如果一个物体的位置相对于所选参照物发生了变化，就说它是运动的；如果没有变化，就说它是静止的。
本节为描述性内容，不含计算式。
要点提示
判断一个物体是静止还是运动，首先要选定参照物。
两个物体以同样快慢、向同一方向运动时，以其中一个为参照物，另一个是静止的（相对静止）。
第3节　运动的快慢
基本概念与定义
速度：路程与时间之比叫作速度，用字母 v 表示，是表示物体运动快慢的物理量。
匀速直线运动：物体沿着直线且速度不变的运动，是最简单的机械运动，是研究其他复杂运动的基础。
变速直线运动：物体做直线运动时速度的大小常常是变化的，即在相等的时间内通过的路程不相等，这种运动叫作变速直线运动。
平均速度：在变速直线运动中，用路程与时间之比粗略地描述运动的快慢，这样算出来的速度叫作平均速度。平时说物体在某段时间内的速度或通过某段路程的速度，指的就是平均速度。
规律与公式
速度公式
其中 v 表示速度，s 表示路程，t 表示时间。
公式变形：，。
速度的单位：在国际单位制中是米每秒，符号 m/s 或 m·s ，这种单位叫作组合单位；交通运输中也常用千米每小时，符号 km/h 或 km·h 。
速度单位换算关系
要点提示
比较物体运动快慢的两种方法：在相同时间内比较物体经过的路程，经过路程长的运动得快；在物体运动相同路程的情况下比较所用时间，所用时间短的运动得快。
速度是用路程与时间之比定义的，它的物理意义与原来的两个物理量不同，用物理量之比定义新的物理量是物理学中常用的方法。
第4节　速度的测量
基本概念与定义
测量原理：由公式 可知，测算平均速度一般需要测量路程和时间两个物理量。
区间测速：在公路一段固定距离的路段两端分别放置摄像头，车辆经过时被拍照，系统根据两张照片的拍摄时刻算出通过这段距离的时间，从而算出车辆的平均速度，判断车辆在该路段是否超速。
规律与公式
测量小车沿斜面下滑的平均速度
其中 为斜面全长（全程路程）、 为通过全程所用时间， 为全程平均速度； 为斜面上半段路程、 为通过上半段路程所用时间， 为上半段平均速度。
实验器材与思路：用刻度尺测量小车运动的路程 s，用秒表测量小车通过这段路程所用的时间 t，依据公式 算出平均速度；将长木板一端用木块垫起，搭成坡度很小的斜面。
测量工具的选择：用直尺、卷尺等测量长度，用秒表、手表等测量时间；测量时要注意测量工具测量的范围、分度值等。
要点提示
小车在下半段路程的平均速度不等于全程平均速度与上半段平均速度之差；把小车从斜面中部释放来测下半段平均速度，测得的数值与小车实际经过下半段时的平均速度不相等（小车从中部释放时的初速度小于从顶端滑下经过中部时的速度）。
拓展实验：用固定在斜面一端的传感器发射超声波，测出不同时刻小车与它的距离，再由计算机算出小车在不同位置时的速度。
第二章　声现象
第1节　声音的产生与传播
基本概念与定义
声音的产生：声音是由物体的振动产生的。振动可以发声，将发声体的振动记录下来，需要时让物体按记录下来的振动规律去振动，就会产生与原来一样的声音。
声波：鼓面的振动带动周围的空气振动，形成疏密相间的波动向远处传播，声音以波的形式传播，叫作声波。
介质：声音的传播需要物质，物理学中把这样的物质叫作介质。传声的介质既可以是气体、固体，也可以是液体。
真空：真空不能传声。
声速：声音传播的快慢用声速描述。声速的大小跟介质的种类有关，还跟介质的温度有关。
回声：声音在传播过程中遇到障碍物会被反射，反射回来的声音就是回声。
骨传导：声音通过颅骨传到听觉神经、引起听觉的传导方式。
规律与公式
声速：15 ℃ 时空气中的声速是 340 m/s。
声速比较：一般情况下，声音在固体中传播最快，液体中次之，气体中最慢；同种介质中温度越高，声速越大。
声速计算式与回声测距
（回声测距中，声波往返路程为发声处到障碍物距离的 2 倍。）
要点提示
回声与原声的区分：当障碍物离人较远，声音经过较长的时间（大于 0.1 s）回到耳边，人们就能把回声与原声区分开；障碍物离得太近时，回声与原声混在一起，人分辨不出回声，但会觉得声音更响亮，音乐厅中常利用这种原理使演奏效果更好。
液体也能传声：将要上钩的鱼会被岸上的说话声或脚步声吓跑，花样游泳运动员在水中也能听到音乐。
第2节　声音的特性
基本概念与定义
音调：声音的高低。发声体振动的快慢决定音调的高低。
频率：物体振动的次数与所用时间之比叫作频率，用来描述物体振动的快慢，单位是赫兹（简称赫），符号 Hz。频率决定声音的音调，频率高则音调高，频率低则音调低。
超声波：高于 20 000 Hz 的声波。次声波：低于 20 Hz 的声波。声音、超声波、次声波统称声。
响度：声音的强弱。物体的振幅越大，产生声音的响度越大。
振幅：物理学中用来描述物体振动幅度的量。
音色：不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。
规律与公式
频率
其中 n 为物体振动的次数，t 为所用时间（ 的单位为 Hz）。
人的听觉频率范围：多数人能够听到的频率范围是 20~20 000 Hz。
音调高低的判断：物体振动得快，发出声音的音调就高；振动得慢，发出声音的音调就低。波形越密集，说明频率越高、音调越高。
响度的影响因素：主要由发声体的振幅决定，振幅越大响度越大；人听到的声音是否响亮，还跟人距离发声体的远近有关，距离越远听到的声音越小。
波形的比较：不同乐器发出音调相同的声音，波形总体上的疏密程度相同（频率相同），但波的形状不同（音色不同）。
要点提示
音调由频率决定，响度由振幅决定，音色由发声体的材料、结构决定，三者互不影响。
乐器分类：打击乐器（编钟、鼓、锣）、弦乐器（古琴、琵琶、二胡、小提琴、钢琴）、管乐器（箫、笛等）。长而粗的弦发声的音调低，短而细的弦发声的音调高；绷紧的弦音调高，不紧的弦音调低；弦的振动幅度越大，声音越响。管乐器中长的空气柱产生低音，短的空气柱产生高音。
第3节　声的利用
基本概念与定义
声与信息：声波可以传递信息。回声定位、声呐、B 超、倒车雷达、超声导盲仪等都是利用声获得信息的实例。
回声定位：蝙蝠飞行时发出超声波，超声波碰到墙壁或昆虫时反射回来，根据回声到来的方位和时间确定目标的位置，这种方法叫作回声定位。
声与能量：声波也是一种波动，可以传递能量。
规律与公式
次声波的信息利用：地震、火山爆发、台风、海啸等大自然的许多活动，以及一些机器工作时，都伴有次声波产生；次声波传播的距离很远，用灵敏的声学仪器接收后处理这些信息，可以确定这些活动发生的方位和强度。
超声波的应用：超声导盲仪探测障碍物、倒车雷达定位、声呐探知海洋深度并绘出水下地形图、B 型超声波诊断仪（B 超）获得人体内部脏器的图像信息、超声波检测锅炉裂纹。
声波传递能量：扬声器旁的烛焰发生颤动，说明声波能传递能量；超声波清洗物体、医生用超声波振动击碎人体内的结石，都是对声波能量的利用。
要点提示
声既可以传递信息，也可以传递能量，二者的区别在于利用的是声波携带的信号还是声波的能量。
第4节　噪声的危害和控制
基本概念与定义
噪声（物理学角度）：发声体做无规则振动时会发出噪声。
噪声（环境保护角度）：妨碍人们正常工作和生活的声音也称为噪声。
分贝：人们以分贝（符号 dB）为单位来表示人耳感知声音强弱的等级。
规律与公式
人对不同强度声音的感觉：0 dB 是人刚能听到的最微弱的声音；30~40 dB 是较为理想的安静环境；70 dB 会干扰谈话、影响工作效率；长期生活在 90 dB 以上的噪声环境中，听力会受到严重影响并产生神经衰弱、头疼、高血压等疾病；突然暴露在高达 150 dB 的噪声环境中，鼓膜会破裂出血，双耳完全失去听力。
噪声控制的三条途径（与声音的产生、传播、接收三个阶段对应）：在声源处防止噪声产生——在传播过程中阻断噪声传播——在人耳处防止噪声进入耳朵。
要点提示
为了保护和利用好听力的环境：为了保护听力，声音不能超过 90 dB；为了保证工作和学习，声音不能超过 70 dB；为了保证休息和睡眠，声音不能超过 50 dB。
噪声被称为“隐形杀手”，现代城市把控制噪声列为环境保护的重要项目之一。
第5节　跨学科实践：制作隔音房间模型
基本概念与定义
隔音：设法减弱（阻断）声音从声源向房间外传播，属于在传播过程中控制噪声。
规律与公式
声音传到房间外的路径：声源振动产生声音——空气等介质传播声音——（房间外）进入人的耳朵；隔音材料应安装在声音向外传播经过的位置（墙壁、门窗等）。
隔音性能的评估方法：用手机或计算机中的软件先测量未作隔音处理时闹钟铃声的强弱，再测量经过隔音处理后闹钟铃声的强弱，通过比较前后的变化来评估模型的隔音性能。
要点提示
制作模型的要点：选择包装盒或鞋盒充当“房间”，把闹钟放入其中模拟发声体；选择隔音性能好、厚度小、材料易得且安全环保的材料；制作完成后从隔音性能、空间占用率、材料是否易得、安全和环保等方面进行评价与改进。
第三章　物态变化
第1节　温度
基本概念与定义
温度：物理学中通常用温度来表示物体的冷热程度，热的物体温度高，冷的物体温度低。
温度计：测量温度的工具。家庭和实验室里常用的液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的，里面的液体有的用酒精，有的用煤油。
摄氏温度：温度计上的符号 ℃ 表示的是摄氏温度。把在标准大气压下冰水混合物的温度定为 0 摄氏度，沸水的温度定为 100 摄氏度；将 0 ℃ 和 100 ℃ 之间分成 100 个等份，每个等份代表 1 ℃。
分度值：温度计上一个小格代表的值。
体温计：玻璃体温计利用玻璃泡和直玻璃管之间的狭道结构，可离开人体读数；刻度范围通常为 35~42 ℃。
规律与公式
热力学温度（拓展）：以 为零度、每一度大小与摄氏温度相同，这样规定的温度称为热力学温度（热力学温标），它与摄氏温度的关系为
其中 T 为热力学温度（单位 K），t 为摄氏温度（单位 ℃）。
温度计的使用要点：① 温度计的玻璃泡应该全部浸入被测的液体中，不要碰到容器底或容器壁；② 玻璃泡浸入被测液体后要稍微等一会儿，待温度计的示数稳定后再读数；③ 读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中，视线要与温度计中的液面（液柱）相平。
使用前的观察：首先要看清它测量的范围和分度值，待测温度不能超出温度计所能测量的范围。
要点提示
仅凭感觉判断物体的冷热程度是不可靠的，要准确判断温度的高低必须用温度计测量。
其他温度计：电子数显温度表、电子体温计、红外体温计（测温枪）、热电偶温度计（用于炼铁等高温测量）、辐射温度计等。
第2节　熔化和凝固
基本概念与定义
物态变化：物质各种状态（固态、液态、气态）间的变化叫作物态变化。
熔化：物质从固态变成液态的过程。凝固：物质从液态变成固态的过程。
晶体：有些固体在熔化时尽管被不断加热，温度却保持不变，有固定的熔化温度，例如冰、海波、各种金属，这类固体叫作晶体。
非晶体：有些固体在熔化时只要不断地吸热温度就不断地上升，没有固定的熔化温度，例如石蜡、松香、玻璃，这类固体叫作非晶体。
熔点：晶体熔化时的温度。凝固点：液体凝固形成晶体时的温度。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。
规律与公式
晶体熔化的特点：熔化前温度不断升高，熔化时温度保持不变，熔化后温度继续升高；非晶体在熔化过程中温度不断升高。
晶体熔化和凝固的图像：晶体熔化图像中出现一段水平的温度不变过程，对应固液共存状态；非晶体则没有水平的温度不变过程。
吸热与放热规律：晶体熔化时吸热但温度不变；液体凝固成晶体时放热但温度不变；非晶体在熔化或凝固过程中也吸热或放热，但是温度改变。
本节以规律与图像为主，不含计算公式。
要点提示
熔化吸热、凝固放热的应用：饮料中加冰块，利用冰熔化吸热使饮料温度下降得更多；北方冬天在菜窖里放几桶水，利用水凝固成冰时放出的热使菜窖内温度不会太低。
工业生产中常将钢水铸造成有一定形状的工件，涉及钢水的凝固和放热过程。
第3节　汽化和液化
基本概念与定义
汽化：物质从液态变为气态的过程。液化：物质从气态变为液态的过程。
沸腾：液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
沸点：各种液体沸腾时都有确定的温度，这个温度叫作沸点，不同液体的沸点不同。
蒸发：在任何温度下都能发生的汽化现象，只发生在液体的表面。蒸发和沸腾是汽化的两种形式。
液化：所有气体在温度降到足够低时都可以液化；在一定的温度下，压缩气体的体积也可以使气体液化。
规律与公式
水沸腾前后的温度特点：水在沸腾前温度不断升高；水在沸腾后温度保持不变，但仍要不断吸热（实验中需持续加热）。
加快（减慢）蒸发的方法：加快蒸发可以升高液体的温度、增大液体的表面积、加快液体表面上的空气流动；减慢蒸发应采取相反的措施。
吸热与放热：液体汽化时要吸热（蒸发吸热可致冷）；气体液化时要放热。
本节以规律为主，不含计算公式。
要点提示
蒸发吸热的应用：酒精擦在手背上会感到凉；夏天向地面上洒水会感到凉快；高温天气大汗淋漓是人体自我保护的生理现象。
液化的现象与利用：冬日呼出的“白气”、眼镜片上的小水珠、露珠都是水蒸气遇冷液化形成的；将气体液化最大的好处是体积缩小，便于储存和运输，如液化石油气、火箭中的液态氢和液态氧。
水的沸点为 100 ℃（标准大气压）；水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重，因为水蒸气液化时还要放出大量的热。
第4节　升华和凝华
基本概念与定义
升华：物质从固态直接变成气态的过程。
凝华：物质从气态直接变成固态的过程。
规律与公式
吸热与放热规律：像熔化和汽化一样，升华也要吸热；像凝固和液化一样，凝华也会放热。
水循环中的物态变化：海水吸热蒸发成为水蒸气——水蒸气与冷空气接触液化成小水滴形成云——小水滴聚集下降成为雨——高空遇寒冷气流水滴凝固成小冰珠（可能形成冰雹）——水蒸气在寒冷的高空急剧降温凝华成微小冰晶形成雪花。
要点提示
升华现象：衣柜里防虫用的樟脑片过一段时间会变小、最后不见了；冬天晾在室外的结冰衣服也会慢慢变干（冰直接升华为水蒸气）。
凝华现象：北方秋、冬两季地面和屋顶出现霜、窗玻璃上出现冰花、树枝上出现雾凇。
运输食品时，利用干冰（固态二氧化碳）的升华吸热来降温，防止食品腐烂变质。
第5节　跨学科实践：探索厨房中的物态变化问题
基本概念与定义
厨房中的物态变化：烹饪过程涉及各种物态变化，如水的沸腾、食用油从液态到气态的蒸发、冰冻水饺中的冰在热水中的熔化等。
规律与公式
现象与物态变化的对应：烧水时水从液态变为气态的水蒸气——汽化；水沸腾后打开锅盖出现的“白雾”是水蒸气接触冷空气或低温物品液化成的小水滴——液化；冰冻食材在热水中变软——熔化。
物态变化规律对烹饪的影响：由于食用油和水的沸点差异，形成了炸、煮和蒸等不同的烹饪方式；水在沸腾后温度保持不变，继续使用大火只会加速水的汽化，浪费水和燃料，因此水沸腾后应将大火改为小火。
水蒸气液化放热：水蒸气变成同温度的热水时要放出大量的热，所以锅中冒出的水蒸气造成的烫伤要比热水烫伤更严重，揭锅盖时要注意避开。
要点提示
本节的实践价值在于从物理学视角观察、分析烹饪中的物态变化，提出改进建议并评估效果（例如节约燃料、避免烫伤）。
第四章　光现象
第1节　光的直线传播
基本概念与定义
光源：能够发光的物体。太阳以及绝大多数星星（恒星）、萤火虫、水母等是自然光源，发光二极管（LED）灯等是人造光源。
光的直线传播：光在同种均匀介质中沿直线传播。空气、水和玻璃等透明物质可以作为光传播的介质。
光线：为了表示光的传播情况，通常用一条带有箭头的直线表示一束光传播的径迹和方向，这样的直线叫作光线。
光速：光在物理学中用字母 c 表示。光不仅可以在空气、水等物质中传播，而且可以在真空中传播。
光年：等于光在真空中传播 1 年所经过的距离，是天文学中使用的距离单位。
规律与公式
真空中的光速
通常取 。
光在其他介质中的速度：光在空气中的速度非常接近 c，光在水中的速度约为 ，在玻璃中的速度约为 。
小孔成像：光沿直线传播形成的倒立的像；改变烛焰到小孔的距离，像的大小随之改变。
应用：开凿隧道时用激光束引导掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差。
要点提示
打雷和闪电在远处同时同地发生，但我们总是先看见闪电、后听到雷声，表明光比声音传播得快。
光只有在同种均匀介质中才沿直线传播；介质不均匀时，光的传播路径会发生弯曲（如海市蜃楼）。
第2节　光的反射
基本概念与定义
光的反射：光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都会发生反射。我们能够看见不发光的物体，就是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
法线：经过入射点 O 并垂直于反射面的直线 ON。
入射角：入射光线与法线的夹角 i。
反射角：反射光线与法线的夹角 r。
镜面反射：镜面很平整、光滑，一束平行光照射到镜面上后会被平行地反射。
漫反射：凹凸不平的表面会把一束平行光向着四面八方反射。
规律与公式
光的反射定律：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。
光路的可逆性：在反射现象中，光路可逆。如果让光逆着反射光的方向射到镜面，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。
镜面反射与漫反射：两者都遵守光的反射定律；正因为桌椅、书本等物体对光产生漫反射，我们才能从不同方向看到它们。
要点提示
探究反射定律时，把纸板 NOF 向前折或向后折，纸板上看不到反射光，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
光污染：强烈的太阳光照射到玻璃幕墙、磨光的大理石等光滑表面时发生镜面反射，炫目的光会干扰人们的正常生活。
第3节　平面镜成像
基本概念与定义
像：镜子里的“人”就是物体的像。
虚像：光屏不能承接到的像。平面镜所成的像为虚像。
平面镜成像的原理：光源 S 向四处发光，一些光经平面镜反射后进入人的眼睛，由于有光沿直线传播的经验，人会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点 S′ 处发出的，S′ 就是 S 在平面镜中的像；平面镜后并不存在光源 S′，所以把 S′ 叫作虚像。
规律与公式
平面镜成像的特点：平面镜所成的像为虚像；像的大小与物体的大小相等；像和物体到平面镜的距离相等；像和物体的连线与镜面垂直。
对称表述：平面镜所成的像为虚像，像与物体关于镜面对称。
平面镜的应用：医生检查牙齿的口镜、早期军事上的潜望镜（主要由两块平面镜组成）等。
要点提示
探究平面镜成像特点时，用玻璃板代替平面镜，便于确定像的位置；用外形相同但未点燃的蜡烛与像重合，便于比较像与物的大小；用光屏承接不到像，说明成的是虚像。
除了平面镜，生活中还常见凸面镜和凹面镜：凸面镜（汽车后视镜、路口反光镜）起到扩大视野的作用；凹面镜（汽车前灯的反光装置、太阳灶）能会聚光，射出的光接近于平行光。
第4节　光的折射
基本概念与定义
光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫作光的折射。
入射角：入射光线与法线的夹角 i。
折射角：折射光线与法线的夹角 r。
规律与公式
光的折射规律：当光从空气斜射入水中或玻璃中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也增大；当光从空气垂直射入水中或玻璃中时，传播方向不变。
光路的可逆性：在折射现象中，光路可逆。让光逆着折射光的方向从水或玻璃射入空气中，进入空气中的折射光逆着原来入射光的方向射出。
要点提示
光沿直线传播是有条件的，即光在同一种均匀介质中传播的情形；如果光从一种介质进入另一种介质，传播方向一般会发生改变。
生活中的折射现象：池水看起来比实际的浅（池底反射的光从水中斜射向空气时发生偏折，逆着折射光看去位置升高）；在水面上方叉鱼要瞄准鱼的下方；海市蜃楼是由光的折射产生的现象（介质疏密不均，光不再沿直线传播）。
第5节　光的色散
基本概念与定义
光的色散：太阳光是白光，它射入、射出棱镜会发生折射，被分解成各种颜色的光，这种现象叫作光的色散。
色光的三原色：把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合，就可以看到各种颜色，因此把红、绿、蓝叫作色光的三原色。
红外线：我们把可见光谱红端之外的辐射叫作红外线。
紫外线：在可见光谱的紫端以外的一种看不见的光，叫作紫外线。
规律与公式
色散时颜色的排列顺序：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，形成一条彩色的光带；这说明白光是由各种色光混合而成的。
彩虹的成因：太阳光在传播过程中遇到空气中的水滴，经反射、折射后产生的现象。
红外线的性质与应用：物体的温度升高时辐射的红外线会增强；可用于红外相机诊断疾病、红外线夜视仪、电视机遥控。
紫外线的性质与应用：适当的紫外线照射对于骨骼的生长和身体健康的许多方面都有好处；紫外线能杀死微生物，可用于手术室、病房灭菌；紫外线能使荧光物质发光，可用于防伪；过量的紫外线照射对人体有害。
要点提示
1666 年，英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分解了太阳光，揭开了光的颜色之谜。
电视机、计算机显示器或手机屏幕上的丰富色彩是由三原色光混合而成的。
第五章　透镜及其应用
第1节　透镜
基本概念与定义
凸透镜：中间厚、边缘薄的镜片，如远视镜片。
凹透镜：中间薄、边缘厚的镜片，如近视镜片。
薄透镜：一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分；如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜就叫作薄透镜。
主光轴：通过两个球面球心的直线。
光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫作透镜的光心；薄透镜的光心可以认为就在透镜的中心。
焦点：凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫作凸透镜的焦点 F。
焦距：焦点到凸透镜光心的距离，用 f 表示。
规律与公式
透镜对光的作用：凸透镜对光有会聚作用，凸透镜又叫作会聚透镜；凹透镜对光有发散作用，凹透镜又叫作发散透镜。
焦点与焦距的关系：凸透镜两侧各有一个焦点，两侧的两个焦距相等；凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用越强。
要点提示
测量凸透镜焦距的方法：太阳离我们非常远，射到地面的阳光可以看作平行光，把凸透镜正对阳光，在另一侧移动光屏（或纸片），得到最小、最亮的光斑，光斑到透镜光心的距离即为焦距。
第2节　生活中的透镜
基本概念与定义
照相机：镜头由一组透镜组成，组合在一起相当于一个凸透镜；拍照时物体离镜头比较远，成倒立、缩小的实像。
投影仪：镜头是一个凸透镜；物体离镜头比较近，成倒立、放大的实像，像由平面镜（反光镜）反射到屏幕上。
放大镜：一个凸透镜，把放大镜放在物体跟眼睛之间适当调整距离，看到的是放大、正立的虚像。
实像：光通过凸透镜后会聚而成的像，如果把光屏放在像的位置就能够承接到；凸透镜所成的实像与物体分别位于凸透镜的两侧。
虚像：通过凸透镜出射的光没有会聚，光屏不能承接到所成的像，只是人眼逆着出射光的方向看去，感到光是从虚像的位置发出的；物体和虚像位于凸透镜的同侧。
规律与公式
三种成像情况对比：照相机成倒立、缩小的实像；投影仪成倒立、放大的实像；放大镜成正立、放大的虚像。
本节以成像特点为主，不含计算公式。
要点提示
照相机中，来自物体上每一点的光经过镜头后都在胶片上会聚成一点，所有会聚的点形成了被照物体的像；数码照相机用电荷耦合器件代替胶片，把光信号转换成电信号记录物体的像。
平面镜所成的像是虚像，放大镜所成的像也是虚像。
第3节　凸透镜成像的规律
基本概念与定义
物距：物体到凸透镜的距离。
像距：像到凸透镜的距离。
像的虚实、大小、正倒与物体到凸透镜的距离（物距）有关系，由于凸透镜对光的偏折程度与透镜的焦距 f 有关系，因此常以焦距 f 作为参照距离来描述物距和像距。
规律与公式
设凸透镜的焦距为 f，物距为 u，像距为 v，则凸透镜成像的规律为：
当 时，成倒立、缩小的实像（对应照相机）；
当 时，成倒立、等大的实像；
当 时，成倒立、放大的实像（对应投影仪）；
当 时，成正立、放大的虚像（对应放大镜）；
（拓展）当 时不成像，折射光成为平行光射出。
要点提示
记忆口诀：一倍焦距分虚实（ 成实像， 成虚像），二倍焦距分大小（ 成缩小的像， 成放大的像）。
成实像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越远，像越大；成虚像时，物体离凸透镜越近，像越小。
实验时调节发光物体、凸透镜和光屏，使它们的中心高度相同，以便让像成在光屏中央。
第4节　眼睛和眼镜
基本概念与定义
眼睛的成像：眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像；视网膜上的感光细胞受到光的刺激产生信号，视神经把信号传输给大脑，我们就看到了物体。
眼睛的调节：眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状。睫状体放松时，晶状体比较薄，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上；睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上。
远点和近点：依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限点分别叫作远点和近点。
明视距离：正常眼睛观察近处物体时，最清晰而又不疲劳的距离大约是 25 cm。
近视眼：只能看清近处的物体，看不清远处的物体。
远视眼：只能看清远处的物体，看不清近处的物体。
焦度：透镜焦距的倒数，用 表示。
规律与公式
正常眼的远近点：正常眼睛的远点在无限远处，近点在大约 10 cm 处。
近视眼的成因与矫正：晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，来自远处某点的光会聚在视网膜前；利用凹透镜能使光发散的特点，在眼睛前面放一个合适的凹透镜就能矫正。
远视眼的成因与矫正：晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜；在眼睛前面放一个合适的凸透镜就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上。
透镜焦度与眼镜度数
其中 f 为透镜焦距（单位 m）， 为透镜焦度（单位 m ），D 为镜片度数。
例如某透镜的焦距是 0.5 m，它的焦度 ；100 度远视镜片的透镜焦度是 1 m ，它的焦距是 1 m。
要点提示
凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数。
通常人们上了年纪以后，睫状体对晶状体的调节能力减弱，太近、太远的物体都看不清楚。
第5节　跨学科实践：制作望远镜
基本概念与定义
望远镜的组成：一种望远镜由两组凸透镜组成，靠近眼睛的叫作目镜，靠近被观测物体的叫作物镜。
物镜的作用：使远处的物体在焦点附近成实像。
目镜的作用：相当于一个放大镜，用来把这个像放大。
视角：我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要；视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。
规律与公式
放大倍率
即望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。
镜筒与调节：镜筒设计成两段，便于调节两块凸透镜间的距离；观察最远处的物体时，两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜的焦距之和；观察较近处的物体时，两块凸透镜间的距离要稍大一些。
选择透镜的要求：应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜，焦距较短、直径较小的凸透镜作为目镜；自制望远镜的放大倍率不宜过大，取 2~3 倍即可。
要点提示
望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大，所以我们感到物体被放大了。
第六章　质量与密度
第1节　质量
基本概念与定义
质量：物体所含物质的多少叫作质量，通常用字母 m 表示。
质量的单位：基本单位是千克，符号 kg；常用的比千克小的单位有克（g）、毫克（mg），比千克大的单位有吨（t）。
天平：实验室常用天平称质量。每个天平都有自己的“称量”，也就是它所能称的最大质量，被测物体的质量不能超过称量。
规律与公式
质量单位换算关系
质量的性质：物体的质量不随它的形状、物态和位置而改变。
托盘天平的使用方法：① 把托盘天平放在水平的桌面上；② 把游码移到标尺左端的零刻度线处，调节横梁上的平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处，这时横梁水平平衡；③ 把被测物体放在左盘中，在右盘中加减砝码，并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复水平平衡；此时盘中砝码的总质量加上游码左端在标尺上所对应的质量，就等于被测物体的质量，即
要点提示
使用天平的注意事项：向盘中加减砝码时要用镊子，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏；潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的托盘中。
测量小瓶中水或粉状物体（如食盐）的质量时，可以先测容器质量，再测容器与物体的总质量，两者之差即为物体的质量。
现在也常用电子天平测量质量，有的电子天平精确度很高。
第2节　密度
基本概念与定义
密度：在物理学中，某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫作这种物质的密度，用字母 表示。
密度的单位：在国际单位制中是千克每立方米，符号 kg/m ；有时也用克每立方厘米，符号 g/cm 。
密度是物质的基本性质之一，每种物质都有自己的密度。
规律与公式
密度的公式
其中 表示密度，m 表示质量，V 表示体积。
密度的单位换算关系
质量与体积的关系：同种物质的质量与体积之比是一定的（质量与体积成正比，m-V 图像是过原点的直线）；物质不同，这个比值一般也不同。
密度与温度：温度能够改变物质的密度。在常见的物质中，气体的热胀冷缩最显著，它的密度受温度的影响也最大；一般固体、液体的密度受温度的影响比较小。一般来说，同种物质温度越高密度越小，但水比较特殊：水在 4 ℃ 时密度最大。
要点提示
已知密度和质量可以求出体积，已知密度和体积可以求出质量（推导式 、，详见第 4 节）。
冰的密度比水的密度小，因此水凝固成冰后体积增大，冬天会把水管胀裂；冬天湖面封冻后，较深湖底的水有可能保持 4 ℃ 的水温。
第3节　测量液体和固体的密度
基本概念与定义
量筒：测量液体体积的仪器。使用前要观察量筒以什么单位标度、最大测量值（量程）和分度值；读数时，视线要与液面相平。
排水法：在量筒中先倒入适量的水并读出体积 ，再把物体完全浸没在水中读出总体积 ，则物体的体积 ，用于测量形状不规则固体的体积。
规律与公式
测量盐水的密度：先测出盐水的质量和体积，然后通过公式 计算出盐水的密度。实验中：
其中 为杯和盐水的总质量， 为杯和剩余盐水的质量，m 为量筒中盐水的质量，V 为量筒中盐水的体积。
测量小石块的密度：① 用天平测量小石块的质量 m；② 用量筒测出小石块的体积 V（）；③ 根据公式 求出石块的密度。
要点提示
测量液体密度时用“杯和盐水的质量减杯和剩余盐水的质量”求量筒中液体的质量，可以避免液体从烧杯倒入量筒时残留造成的误差。
测量固体密度时应先测质量、后测体积，防止石块沾水后质量偏大。
选择量筒时要兼顾量程与分度值，例如测量体积约为 80 mL 的液体应选择规格为“100 mL　1 mL”的量筒，其分度值小，测量更准确。
第4节　密度的应用
基本概念与定义
密度是物质的基本性质之一：每种物质都有自己的密度，通过对样品密度等信息的采集，可以确定它的种类及经济价值；鉴定牛奶、酒的品质也要用到密度的知识。
规律与公式
利用密度求出质量：物体的质量等于它的密度与体积的乘积。
对于不易直接称量质量的庞大物体，这种办法很方便。
利用密度求出体积：
对于形状不规则或不便于直接测量体积的物体，这是一种很方便的求体积的方法。
利用密度鉴别物质：测出物体的密度后，与密度表中各种物质的密度比较，就可以知道该物体可能是由什么物质构成的。
面积（或长度）的换算：若已知物体的体积 V 和厚度 d，则
判定物体是否空心：可以由质量除以体积求出物体的平均密度，再与材料的密度比较；若平均密度小于材料的密度，说明物体是空心的。
要点提示
不同物质的密度可能是相同的。例如，酒精和煤油都是液体，它们的密度都是 0.8×10 kg/m ，但可以通过气味区分它们，因此要准确地鉴别物质，常常需要多种方法并用。
很多材料的选择需要考虑物质的密度：拍摄电影时的石头道具使用密度很小的泡沫塑料制成；机床底座需要用坚固、密度大的材料制成；飞机的外壳常采用高强度、低密度的合金或新型合成材料制成；海上风力发电机的叶片采用密度小、强度高、耐腐蚀、抗疲劳的碳纤维材料。
材料的“轻”与“重”涉及质量与密度的概念，材料的导电性、磁性、弹性、硬度、延展性等物理性质也往往各不相同，人们利用各种材料的特性设计出所需的物品。人教版《物理》八年级下册 知识点梳理
基本定义 · 运算法则 · 公式（按章、节整理）
目　录
第七章　力 2
第1节　力 2
第2节　弹力 3
第3节　重力 5
第八章　运动和力 6
第1节　牛顿第一定律 6
第2节　二力平衡 7
第3节　摩擦力 8
第4节　同一直线上二力的合成 9
第九章　压强 10
第1节　压强 10
第2节　液体的压强 11
第3节　大气压强 13
第4节　跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 14
第5节　流体压强与流速的关系 14
第十章　浮力 15
第1节　浮力 15
第2节　阿基米德原理 16
第3节　物体的浮沉条件及应用 17
第4节　跨学科实践：制作微型密度计 18
第十一章　功和机械能 19
第1节　功 19
第2节　功率 20
第3节　动能和势能 21
第4节　机械能及其转化 22
第十二章　简单机械 24
第1节　杠杆 24
第2节　跨学科实践：制作简易杆秤 25
第3节　滑轮 26
第4节　机械效率 27
使用说明：本文按教材章节顺序，逐节整理基本概念与定义、规律与公式、运算与测量要点等知识点。文中所有公式中的分式均以真正的分数形式排版，例如重力与质量的关系式 、压强公式 、机械效率 ；单位符号中的斜线（如 N/kg、kg/m 、J/s）按国际通用写法保留，它属于单位符号而不是分式。
第七章　力
第1节　力
基本概念与定义
力：力是物体对物体的作用，用符号 表示。力的单位是牛顿（newton），简称牛，符号是 。托起两枚鸡蛋所用的力大约是 1 N。
施力物体与受力物体：发生作用的两个物体，一个是施力物体，另一个是受力物体。人推车时，人是施力物体，车是受力物体。
力的作用效果：力可以使物体发生形变；力还可以改变物体的运动状态。
运动状态的变化：物体由静止开始运动、由运动变为静止、物体运动的快慢或方向发生改变，这几种情况都是物体的运动状态发生了变化。
力的三要素：力的大小、方向、作用点，它们都会影响力的作用效果。
力的示意图：用一条带箭头的线段表示力。在受力物体上沿着力的方向画一条线段，在线段的末端画一个箭头表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点。同一幅图中，力越大，线段应该越长。
规律与公式
力的作用是相互的：一个物体对另一个物体施力时，另一个物体也同时对它施加方向相反的力。即甲对乙施力时，乙对甲也施力，甲、乙互为施力物体和受力物体。
力的单位关系： 的力大约相当于托起两枚鸡蛋所用的力（本节不含计算式，只有力的图示与三要素的判断）。
判断是否施力的方法：看有没有“物体对物体的作用”，力不能脱离物体而单独存在。
要点提示
力不能脱离物体而存在，任何力都同时涉及施力物体和受力物体。
画力的示意图时，力的作用点可以画在线段的起点，也可以画在终点，但在同一题中应保持一致。
力的作用效果由大小、方向、作用点共同决定，研究其中某一个因素时必须控制另外两个因素不变。
第2节　弹力
基本概念与定义
弹性：撑竿、直尺、橡皮筋等物体在受力时会发生形变，不受力时又恢复原来的形状，物体的这种性质叫作弹性。
弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力（elastic force）。放在桌面上的水杯受到的支持力是弹力，桌面受到水杯的压力也是弹力。
弹性限度：物体的弹性有一定的限度，超过这个限度物体就不能恢复原来的形状。
测力计：测量力的大小的工具叫作测力计；在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越大，利用这个道理做成的测力计叫作弹簧测力计。
测量范围与分度值：使用弹簧测力计时，首先要看清它的测量范围（加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值）和分度值（每个小格表示多少牛）。
规律与公式
弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长量跟它受到的拉力成正比，即弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量越大。
弹力的方向：压力的方向垂直于接触面指向被压物体，支持力（拉力）的方向垂直于接触面指向被支持（被拉）的物体，弹力的方向总是与接触面垂直。
要点提示
使用弹簧测力计的正确方法：① 观察测量范围和分度值；② 检查指针是否指在零刻度线上，若不在则调节指针与零刻度线重合；③ 使用前沿所测力的方向轻轻拉动挂钩几次，避免弹簧卡住；④ 读数时视线要与刻度线垂直。
若弹簧测力计由测量竖直方向的拉力改为测量水平方向的拉力，应先调零（在水平方向重新校准指针位置）。
使用弹簧时不能超过它的弹性限度，否则会损坏弹簧。
第3节　重力
基本概念与定义
重力：由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力（gravity），通常用字母 表示。地球附近的所有物体都受到重力的作用。
重力与质量的关系：物体所受的重力跟它的质量成正比。用 表示重力、 表示质量、 表示重力与质量之比。
的取值：，在粗略计算时， 可以取 。
重力的方向：重力的方向总是竖直向下。
重心：重力作用的表现就好像它作用在某一个点上，这个点叫作物体的重心（center of gravity）。形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心在它的几何中心上。
万有引力：宇宙间的物体，大到天体，小到尘埃，都存在互相吸引的力，这就是牛顿提出的万有引力（universal gravitation）。
规律与公式
重力与质量之比：
重力的大小：
由重力求质量：
其中 的单位是牛（）， 的单位是千克（）， 的单位是牛每千克（）。
重力的方向规律：重力方向竖直向下，与物体的运动状态无关。用细线把物体悬挂起来，沿细线向下的方向跟物体所受重力的方向一致，这个方向就是“竖直向下”的方向。
要点提示
竖直向下与垂直向下不同：“竖直”是指垂直于水平面，而“垂直”只表明与某个面垂直；在斜面上，竖直向下的方向与垂直斜面向下的方向不同。
重力与质量是两个不同的物理量：质量是物体本身的属性，单位是千克；重力是由于地球吸引而产生的力，单位是牛。
画重力示意图时，常把重力的作用点画在物体的重心上。
利用铅垂线可以检查墙壁是否竖直，利用水平仪可以检查平面是否水平。
第八章　运动和力
第1节　牛顿第一定律
基本概念与定义
牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。这就是著名的牛顿第一定律（Newton’s first law）。
惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性（inertia）。
惯性定律：由于惯性是物体保持原来运动状态的性质，牛顿第一定律又被称为惯性定律。
物体的固有属性：一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性，跟物体的受力情况及运动状态无关。
规律与公式
伽利略的科学研究方法：物体的运动并不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力；如果运动的物体受到的阻力为 0，速度就不会减小，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
推理结论：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。牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的。
力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。物体运动状态发生改变，就是因为物体受到了力的作用。
要点提示
牛顿第一定律不能用实验直接验证：我们周围的物体都要受到力的作用，因此不可能用实验来直接验证这条定律，但由它得出的推论都经受住了实践检验。
惯性是物体本身的一种性质，不是力，不能说“受到惯性”或“惯性力”，只能说“由于惯性”。
惯性的利用与防止：跳远时快速助跑、撞击锤柄下端使锤头套紧是利用惯性；交通工具配备刹车系统、系安全带、保持车距是防止惯性带来危害。
第2节　二力平衡
基本概念与定义
平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力相互平衡，物体处于平衡状态。
二力平衡的条件：作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。
规律与公式
二力平衡条件的四个要点：作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上（可概括为“同体、等大、反向、共线”）。四个条件缺一不可。
二力平衡的合力：两个力彼此平衡时，它们作用在同一物体上、在同一直线上且方向相反，其合力等于 0。
用二力平衡测重力：物体静止时所受的重力与弹簧测力计对它的拉力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，因此弹簧测力计的示数等于物体所受重力的大小。
要点提示
二力平衡与相互作用力的区别：二力平衡的两个力作用在同一个物体上；相互作用力分别作用在两个不同的物体上。
判断二力是否平衡时，要逐条检查“同体、等大、反向、共线”四个条件是否同时满足。
处于平衡状态（静止或匀速直线运动）的物体，所受各力的合力为 0。
第3节　摩擦力
基本概念与定义
滑动摩擦力：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力（friction force）。
产生原因：相互接触的物体表面用肉眼看起来很光滑，但放到显微镜下观察会发现接触面凹凸不平，当物体发生相对滑动时就会彼此阻碍，产生滑动摩擦力。
摩擦的利用与防止：许多情况下摩擦是有用的，人们设法增大它；很多情况下摩擦是有害的，就要设法减小它。
规律与公式
滑动摩擦力大小的测量：用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板做匀速直线运动，此时拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，弹簧测力计的示数就等于木块与长木板之间的滑动摩擦力的大小。
影响滑动摩擦力大小的因素：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大；滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；另外还跟接触面的材料有关。
增大摩擦的方法：增大压力，或增大接触面的粗糙程度。
减小摩擦的方法：减小压力，或减小接触面的粗糙程度；用滚动代替滑动；使两个互相接触的表面分离（如加润滑剂形成油膜、用压缩空气形成气垫）。
要点提示
滑动摩擦力的大小与接触面积的大小、与物体滑动的速度大小无关。
测量滑动摩擦力时必须使木块做匀速直线运动，这样拉力与摩擦力才是一对平衡力，示数才等于摩擦力的大小。
研究摩擦力与某一因素的关系时要用控制变量法：控制其他因素不变，只改变要研究的那个因素。
第4节　同一直线上二力的合成
基本概念与定义
合力：如果一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力（resultant force）。
力的合成：在物理学中，求几个力合力的过程叫作力的合成（composition of forces）。
等效替代：合力与分力是等效替代的关系，合力并不是额外又多出来的一个力。
规律与公式
同一直线上方向相同的两个力：合力的大小等于这两个力的大小之和，合力的方向与这两个力的方向相同。
同一直线上方向相反的两个力：合力的大小等于这两个力的大小之差，合力的方向与较大的力方向一致。
二力平衡时的合力：同一直线上的两个力如果大小相等、方向相反，则合力等于 0，物体处于平衡状态。
要点提示
只有作用在同一物体上、沿同一直线（或同方向、反方向）的力才能直接用上述法则合成。
合力并不一定大于分力：方向相反时合力可能小于其中任何一个分力，甚至等于 0。
分析物体运动变化时，先求合力：合力不为 0 时物体运动状态改变，合力方向即为物体加速（或减速）的方向。
第九章　压强
第1节　压强
基本概念与定义
压力：垂直作用在物体表面上的力叫作压力。
压强：在物理学中，物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强（pressure），用字母 表示。
帕斯卡：压强的单位是牛每平方米，它有一个专门的名称叫作帕斯卡（pascal），简称帕，符号是 。
影响压力作用效果的因素：压力的作用效果不仅跟压力的大小有关，而且跟受力面积有关。
规律与公式
压强公式：如果用 表示压强、 表示压力、 表示物体的受力面积，那么有
其中 的单位是牛（）， 的单位是平方米（）， 的单位是帕（）。
单位换算关系：。
增大压强的方法：增大压力或者减小受力面积。
减小压强的方法：减小压力或者增大受力面积。
要点提示
计算压强时， 是受力面积（两物体实际接触并互相挤压的面积），不是物体的表面积。
水平面上静止的物体对水平面的压力大小等于它所受的重力，即 ，但不能说压力就是重力。
任何物体所能承受的压强都有一定的限度，超过这个限度物体就会被损坏。
第2节　液体的压强
基本概念与定义
液体压强的特点：由于液体具有流动性，液体内部向各个方向都有压强。
连通器：上端开口、下端连通的容器叫作连通器。如果连通器内装有相同的液体，液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。
液体压强与深度的关系：深度越大，液体压强越大。
液体压强与密度的关系：在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。
规律与公式
液体压强的规律：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等；深度越大，压强越大；液体内部压强的大小还与液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。
液体压强公式的推导：设液柱的高度为 、平面的面积为 ，则平面上方液柱对平面的压力
平面受到的压强
液体压强公式：液面下深度为 处液体的压强为
其中 是液体的密度、 是液面下某处的深度、 是该处的压强。
连通器原理：液片两侧受到的压力相等，，即 ，由此可得 。
要点提示
使用公式 时，密度 的单位要用 ，深度 的单位要用 ，计算出的压强 的单位才是 。
是从液面到所研究位置的竖直距离（深度），不是该位置离容器底的高度。
液体压强只与液体的密度和深度有关，与液体的多少、容器的形状等无关。
第3节　大气压强
基本概念与定义
大气压强：大气对浸在它里面的物体产生的压强叫作大气压强，简称大气压（atmospheric pressure）。
托里拆利实验：在长约 1 m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，倒插在水银槽中，管内水银面下降到一定高度就不再下降，管内外水银面高度差约为 760 mm。
标准大气压：通常把 760 mm 高水银柱所产生的压强叫作标准大气压，用 表示。
气压计：用气压计可以测量大气压。水银气压计比较准确但携带不便，常用的金属盒气压计又叫无液气压计。
规律与公式
大气压的数值：
在粗略计算中，标准大气压可以取 。
大气压随高度的变化：随着高度的增加，大气压逐渐减小。在海拔 3 000 m 以内，每升高 10 m，大气压大约减小 100 Pa。
大气压与沸点的关系：液体的沸点随气压的增大而升高，随气压的减小而降低。在标准大气压下水的沸点是 100 ℃。
要点提示
托里拆利实验中，管内外水银面高度差与玻璃管的粗细、倾斜程度无关，也与水银槽中水银的多少无关；若管内进入少量空气，测量结果会偏小。
实验中玻璃管内水银面的上方是真空，是大气压支持管内那段水银柱不会落下。
用注射器、吸盘等演示大气压时，都是借助内外压强差来说明大气压的存在。
第4节　跨学科实践：制作简易活塞式抽水机
基本概念与定义
活塞式抽水机：利用人力反复提压手柄就可以抽水的机械，它主要由圆筒、活塞和两个只能向上开启的阀门 A、B 组成。
工作条件：活塞跟筒壁紧密接触同时又可以上下移动；阀门 A、B 都只能向上开启。
规律与公式
工作原理：活塞式抽水机是靠大气压把水压上来的。
提起活塞时：阀门 A 受到大气压的作用而关闭，活塞下面空气稀薄、气压小于外界大气压，低处的水受到大气压的作用推开阀门 B 进入圆筒。
压下活塞时：阀门 B 被水压下而关闭，水冲开阀门 A 进入圆筒的上部。
再次提起活塞时：活塞上面的水迫使阀门 A 关闭，水从出水管流出，同时低处的水又在大气压的作用下推开阀门 B 进入圆筒。
要点提示
抽水机提水的最大高度由大气压决定。标准大气压约能支持 10.3 m 高的水柱，因此这种抽水机提升水的最大高度只有 10 m 左右，不可能把水从很深的井下直接抽上来。
制作时要重点考虑圆筒的密封性、活塞与筒壁的密合程度，以及两个阀门的启闭是否可靠。
第5节　流体压强与流速的关系
基本概念与定义
流体：物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
关系：在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。
规律与公式
流体压强与流速的关系：在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。
对比记忆：静止流体的压强遵循液体压强规律（）和大气压规律；流体流动起来后，其压强还随流速的增大而减小。
飞机的升力：机翼横截面的形状上凸下平，气流被机翼分成上、下两部分。机翼上方气流的速度较大，对机翼上表面的压强较小；下方气流的速度较小，压强较大。机翼上、下表面存在压强差，因而有压力差，产生了向上的升力。
要点提示
解释现象的思路：先比较流体在两处的流速大小，再判断压强大小，最后由压强差确定力的方向。
常见应用：两船并行相撞、“过堂风”吹开柜门、列车驶过站台时人越过安全线很危险、向两张纸中间吹气纸向中间靠拢等。
第十章　浮力
第1节　浮力
基本概念与定义
浮力：浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫作浮力（buoyancy force）。
浸没：指物体完全处在液面下方。
浮力产生的原因：液体内部存在压强，而且深度不同其压强不同。物体上、下表面所处的深度不同，液体对下表面的压强大于对上表面的压强，因此液体对物体向上的压力大于向下的压力，这就是浮力产生的原因。
规律与公式
影响浮力大小的因素：物体在液体中所受浮力的大小，与它浸在液体中的体积有关，与液体的密度有关；物体浸在液体中的体积越大，液体的密度越大，所受的浮力就越大。
测量浮力的方法（称重法）：用弹簧测力计测出物体在空气中的示数（即物体所受的重力 ）和物体浸在液体中时的示数（即拉力 ），二者之差就是浮力的大小。
与深度的关系：浸没在液体中的物体所受浮力的大小，跟它浸没的深度没有关系。
要点提示
浮力是由液体对物体上、下表面的压力差产生的，方向总是竖直向上。
实验证明浮力与物体浸在液体中的体积、液体的密度有关，与物体的密度、物体的形状、浸没的深度等无关。
用称重法测浮力时，物体必须处于静止（平衡）状态，且不能在容器底或侧壁产生额外的挤压。
第2节　阿基米德原理
基本概念与定义
阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
适用范围：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。
排开液体的体积：物体浸在液体中的体积，等于物体排开液体的体积。
规律与公式
阿基米德原理的表达式：
展开式：由 可得
其中 是液体的密度、 是物体排开液体的体积、 是重力与质量之比。
由浮力求密度：由 可变形得 、。
要点提示
用阿基米德原理解题的关键是确定 ：物体全部浸没时 ；物体部分浸入时 小于 。
浮力大小只取决于液体的密度和物体排开液体的体积，与物体本身的密度、重力、形状、浸没深度都无关。
测量物体排开液体所受的重力时，要先用弹簧测力计测出空桶所受的重力，再用桶收集排开的液体，测出桶和液体的总重力，二者之差即为排开液体所受的重力。
第3节　物体的浮沉条件及应用
基本概念与定义
浮沉条件（比较力）：浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，由静止释放的物体，其浮沉取决于浮力与重力的大小关系。
上浮：当浮力大于重力时，二力的合力方向向上，物体由静止开始上浮。
悬浮：当浮力等于重力时，二力的合力为 0，物体保持悬浮状态。
下沉：当浮力小于重力时，二力的合力方向向下，物体由静止开始下沉。
排水量：轮船装满货物时排开水的质量叫作排水量。
漂浮：物体漂浮在液面上时，只有一部分体积浸在液体中，浮力等于重力。
规律与公式
用密度判断浮沉：由于浸没在液体中的物体排开液体的体积跟物体自身的体积相等，因此可用密度判断浮沉： 时物体上浮， 时物体悬浮， 时物体下沉。
漂浮时的关系式：漂浮时浮力等于重力，即 ，也就是
由此可得浸入液体中的体积与总体积之比
排水量与浮力的关系：轮船满载时受到的浮力 。
要点提示
浮沉条件中的“上浮、悬浮、下沉”是物体由静止释放时的初始运动情况；漂浮是物体上浮的最终结果，漂浮时 ，而悬浮时 。
潜水艇靠充水、排水改变自身的重力来实现下潜和上浮；气球和飞艇靠充入密度小于空气的气体获得升力；密度计则利用漂浮时浮力等于重力的原理测量液体密度。
用盐水选种就是利用密度不同导致浮沉不同的道理，清除漂浮的不饱满种子，保留下沉的饱满种子。
第4节　跨学科实践：制作微型密度计
基本概念与定义
微型密度计：由标度杆、浮子和配重三部分组成的小型密度计，配重位于最下方，用于测量小瓶液体（如消毒酒精）的密度。
基本思路：把塑料吸管的下端封口并缠上铜丝，使它竖直漂浮在液体中，就构成了最简单的密度计。
规律与公式
工作原理：密度计漂浮时，所受浮力的大小等于它所受的重力，即 ；浮力的大小决定了排开液体的体积。
刻度与量程：对于 100 mL 的小瓶酒精，测量时若排开 1~2 mL 的酒精，其质量约为 1 g，因此微型密度计的质量应设计为 1 g 左右。
标度杆的直径：消毒酒精密度在 之间为合格；若把合格的液面变化范围定在标度杆上不少于 4 mm，可由圆柱体体积公式估算标度杆的横截面积约为 ，直径约为 3 mm。
要点提示
设计时要着重考虑两个因素：密度计的质量和标度杆的直径。
配重过轻时密度计不能竖直漂浮，配重过大时又会沉底，需要通过改变铜丝或铁丝的长度来调节配重。
标度方法：把调好配重的密度计放入标准消毒酒精中，静止时依据液面位置在标度杆上做记号，再贴上彩色胶布作为刻度。
第十一章　功和机械能
第1节　功
基本概念与定义
功：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功（work）。
做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离。两个因素缺一不可。
焦耳：功的单位是牛米，它有一个专门的名称叫作焦耳（joule），简称焦，符号是 。
规律与公式
功的表达式：如果用 表示力、 表示在力的方向上移动的距离、 表示功，则
其中 的单位是牛（）， 的单位是米（）， 的单位是焦（）。
单位关系：。
不做功的三种情况：① 有力但没有移动距离（如搬而未起、推而未动）；② 有距离但没有力（如物体由于惯性而移动）；③ 力的方向与移动方向垂直（如提着物体沿水平方向移动，竖直方向的力不做功）。
要点提示
计算功时， 必须是物体在力的方向上移动的距离，与力的方向垂直的距离不计入。
有时为了叙述方便，某个力做功往往也说成施力的物体做了功。
做功的多少只与力和在力的方向上移动的距离有关，与物体的质量、运动快慢等无关。
第2节　功率
基本概念与定义
功率：功与做功所用时间之比叫作功率（power），用字母 表示，功率表示做功的快慢。
瓦特：功率的单位是焦耳每秒，它有一个专门的名称叫作瓦特（watt），简称瓦，符号是 。
千瓦：工程技术上还常用千瓦（）作为功率的单位。
规律与公式
功率的表达式：如果用 表示某个力做的功、 表示做这些功所用的时间、 表示这个力做功的功率，则
其中 的单位是焦（）， 的单位是秒（）， 的单位是瓦（）。
由功率求功和求时间：，。
单位换算关系：，。
功率与速度的关系：由 和 可得
即物体做匀速直线运动时，功率等于力与速度的乘积。
要点提示
比较做功快慢的两种方法：做功相同时比时间，时间短的做功快；时间相同时比做功多少，做功多的做功快。
功率大表示做功快，并不表示做功多；功率的大小由做功的多少和所用时间共同决定。
计算功率时要注意单位统一，功的单位用焦、时间的单位用秒，得出的功率单位才是瓦。
第3节　动能和势能
基本概念与定义
能量：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量（energy），简称能。能量的单位与功的单位相同，也是焦耳。
动能：物体由于运动而具有的能叫作动能（kinetic energy）。一切运动的物体都具有动能。
重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫作重力势能。
弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。
势能：重力势能和弹性势能是常见的两种势能（potential energy）。
规律与公式
影响动能大小的因素：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。
影响重力势能大小的因素：物体的质量越大，位置越高，它的重力势能就越大。
影响弹性势能大小的因素：物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。
判断能量大小的依据：一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
要点提示
一个物体可能同时具有多种形式的能量，例如在空中飞行的飞机既有动能又有重力势能。
研究动能与速度、质量的关系时用控制变量法：研究动能与速度的关系时控制质量不变、改变速度；研究动能与质量的关系时控制速度不变、改变质量。
从同一高度由静止滚下的钢球到达水平面时速度相同，这是“控制速度相同”的常用做法。
第4节　机械能及其转化
基本概念与定义
机械能：在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能（mechanical energy）。
机械能的转化：动能和势能可以相互转化。
机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但动能和势能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。
水能和风能：自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源，可以用来发电。
规律与公式
动能与重力势能的转化：物体下降时，重力势能减小、动能增大，重力势能转化为动能；物体上升时，动能减小、重力势能增大，动能转化为重力势能。
机械能守恒的条件：只有动能和势能相互转化，没有摩擦、空气阻力等造成的能量损失。
水电站的能量转化：一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。
要点提示
分析能量转化时，先判断物体的高度、速度、形变各如何变化，再确定是哪两种能之间的转化。
实际运动中由于存在摩擦和空气阻力，机械能的总量会逐渐减小，机械能并不守恒，但这部分能量并没有消失，而是转化成了其他形式的能。
用力学知识解释“铁锁摆回时不会打到鼻子”的关键是：忽略空气阻力时机械能守恒，铁锁摆回的高度不会超过原来释放时的高度。
第十二章　简单机械
第1节　杠杆
基本概念与定义
杠杆：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆（lever）。杠杆是最简单的机械之一。
支点：杠杆可以绕其转动的点（ 点）。
动力：使杠杆转动的力（）。
阻力：阻碍杠杆转动的力（）。
动力臂：从支点 到动力 作用线的距离（）。
阻力臂：从支点 到阻力 作用线的距离（）。
杠杆平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。
规律与公式
杠杆的平衡条件（杠杆原理）：要使杠杆平衡，需要满足
写成字母表达式为
由平衡条件求未知量：，。
三种杠杆： 时为省力杠杆，省力但费距离； 时为等臂杠杆，既不省力也不费力； 时为费力杠杆，费力但省距离。
要点提示
力臂是支点到力的作用线的距离（垂线段的长），不是支点到力的作用点的距离。
探究杠杆平衡条件前，要调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置静止，这样便于直接从杠杆上读出力臂的大小。
杠杆平衡时不一定水平，只要静止或匀速转动即为平衡；实验中使杠杆水平平衡只是为了方便测量力臂。
省力杠杆省力但费距离，费力杠杆费力但省距离，使用任何杠杆都不能既省力又省距离。
第2节　跨学科实践：制作简易杆秤
基本概念与定义
杆秤：由带有秤星的秤杆、秤砣（砝码）、秤盘、提纽等组成，称量时将被称物体放在秤盘中，移动系秤砣的挂绳使秤杆平衡，根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。
定盘星：秤砣不挂重物时，调节秤砣的位置使秤杆平衡，此时细线在秤杆上的位置即为秤的零刻度线，叫作定盘星。
规律与公式
制作原理：杆秤是杠杆的应用，其称量依据是杠杆的平衡条件 。
刻度划分：秤盘中放 砝码、调节秤砣使秤杆平衡后标记该位置记为 ，在定盘星到该位置之间均匀画上 49 条刻度线，每一格就表示 。
量程与精度：在秤砣质量不变时，提纽位置越靠近秤盘，能称量的最大质量越大；秤砣越重、刻度间距越大，称量精度越高。
要点提示
提纽和秤盘的位置确定后，刻度是均匀分布的，这正说明杆秤的刻度与所称质量成正比。
提高称量精度的办法：换用质量更大的秤砣，或增大刻度线之间的间距。
制作时要注意秤杆的硬度和提纽的牢固程度，保证称量时秤杆不发生弯曲变形。
第3节　滑轮
基本概念与定义
滑轮：滑轮（pulley）是一种常用的简单机械，它的主要部分是一个能绕轴自由转动、周边有槽的轮子。
定滑轮：轴固定不动的滑轮叫作定滑轮。旗杆顶部的滑轮就是定滑轮。
动滑轮：轴可以随被吊物体一起运动的滑轮叫作动滑轮。
滑轮组：把定滑轮和动滑轮组合在一起，就构成滑轮组。
规律与公式
定滑轮的特点：使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。
动滑轮的特点：使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，而且费距离。
滑轮组的特点：利用滑轮组既可以改变力的方向，又可以改变力的大小，用较小的力提升较重的物体。
滑轮组的省力规律：动滑轮上有 段绳子承担物重时，提起重物的力就是物重的几分之一（忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦）
绳子移动距离与物体移动距离的关系：
其中 为绳端（自由端）移动的距离， 为物体提升的高度， 为承担物重的绳子段数。
要点提示
判断滑轮组省力情况的方法是看动滑轮（连同重物）由几段绳子吊着： 段绳子就省力到 。
使用动滑轮提升重物时，若动滑轮的自重不可忽略，则拉力要同时克服物重和动滑轮重，实际需要的力比 大。
绕绳时要注意绳子的起点，绳端从动滑轮出发与从定滑轮出发，绳子的段数不同，省力情况也不同。
第4节　机械效率
基本概念与定义
有用功：为达到工作目的而必须做的功叫作有用功，用 表示。例如用动滑轮提升钩码时，动滑轮对钩码的拉力所做的功就是有用功。
额外功：在使用机械时，我们不可避免地要克服机械本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用 表示。
总功：动力对机械所做的功叫作总功，用 表示。
机械效率：有用功跟总功的比值叫作机械效率，用 表示。
规律与公式
总功与有用功、额外功的关系：
机械效率的表达式：
效率的取值范围：有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于 1，通常用百分数表示。
使用任何机械都不能省功：动力对机械所做的功（总功）总是大于机械对外所做的功（有用功）。
常见机械的效率：起重机的机械效率一般为 40%~50%，抽水机的机械效率一般为 60%~80%。
要点提示
计算机械效率时，关键是分清哪部分功是有用功、哪部分功是额外功；有用功是“为了目的必须做的功”，额外功是“不得不额外做的功”。
影响滑轮组机械效率的主要因素：动滑轮的自重、绳子与滑轮之间的摩擦、所提升物重的大小。所提物重越大，有用功在总功中所占比例越大，机械效率越高。
提高机械效率的主要办法是改进结构，使机械设备更合理、更轻巧；在使用中按照技术规程经常保养，使机械设备处于良好的状态。
28人教版《物理》九年级全一册 知识点梳理
基本定义 · 运算法则 · 公式（按章、节整理）
目　录
第十三章　内能 3
第1节　热量　比热容 3
第2节　分子动理论的初步知识 4
第3节　内能 6
第十四章　内能的利用 8
第1节　能量的转化与守恒 8
第2节　热机 9
第3节　热机的效率 11
第4节　跨学科实践：制作简易热机模型 12
第十五章　电流和电路 13
第1节　两种电荷 13
第2节　电流和电路 14
第3节　串联电路和并联电路 16
第4节　电流的测量 17
第5节　串、并联电路中电流的规律 18
第十六章　电压 19
第1节　电压 19
第2节　串、并联电路中电压的规律 21
第3节　电阻 22
第4节　变阻器 23
第5节　跨学科实践：制作简易调光台灯 24
第十七章　欧姆定律 25
第1节　电流与电压、电阻的关系 25
第2节　欧姆定律 27
第3节　电阻的测量 28
第4节　欧姆定律在串、并联电路中的应用 29
第十八章　电功率 30
第1节　电能　电功 30
第2节　电功率 31
第3节　跨学科实践：为家庭节约用电提建议 33
第4节　焦耳定律 34
第十九章　生活用电 35
第1节　安全用电 35
第2节　家庭电路的基本组成 37
第3节　跨学科实践：为家庭电路做设计 39
第二十章　电与磁 40
第1节　磁现象　磁场 40
第2节　电生磁 41
第3节　电磁铁　电磁继电器 42
第4节　电动机 43
第5节　跨学科实践：制作简易直流电动机 44
第6节　磁生电 45
第二十一章　电磁波及其应用 46
第1节　电磁波的海洋 46
第2节　广播、电视和移动通信 48
第3节　卫星通信和光纤通信 49
第二十二章　能源与可持续发展 50
第1节　能源利用的现状和面临的挑战 50
第2节　新能源的发展 52
第3节　跨学科实践：为节约能源设计方案 54
使用说明：本文按教材章节顺序，逐节整理基本概念与定义、规律与公式、运算与操作要点。文中所有公式中的分式均以真正的分数形式排版，例如欧姆定律 、热量公式 、焦耳定律 、热机效率 ；单位符号中的斜线（如 A、V、Ω、J/(kg·℃)、kW·h）按国际通用写法保留，它属于单位符号而不是分式。
第十三章　内能
第1节　热量　比热容
基本概念与定义
热传递：加热水的过程就是热传递的过程。在热传递过程中，高温物体放出热量、温度降低，低温物体吸收热量、温度升高。
热量：在热传递过程中，传递的热的多少叫作热量（quantity of heat），用符号 表示。热量的单位是焦耳，符号是 。1 g 水温度升高 1 ℃ 时吸收的热量约为 4.2 J。
比热容：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，叫作这种物质的比热容（specific heat capacity），用符号 表示。比热容的单位是焦每千克摄氏度，符号是 。
比热容的物理意义：比热容在数值上等于 1 kg 的某种物质温度升高 1 ℃ 所吸收的热量。比热容是反映物质自身性质的物理量，不同的物质，比热容一般不同。1 kg 的某种物质温度降低 1 ℃ 所放出的热量，与它温度升高 1 ℃ 所吸收的热量相等，数值上都等于它的比热容。
一些物质的比热容（表13.1-1，单位 ）：水 ，酒精 ，煤油 约 ，色拉油 约 ，沙子 约 ，干泥土 约 ，铁、钢 ，铜 ，水银 。
规律与公式
比较不同物质吸收热量的情况：用相同的电加热器加热质量相等的水和食用油，使它们升高相同的温度。实验表明，质量相等的水和食用油，升高的温度相同时，水吸收的热量比食用油多。
吸热公式：用 表示物质的比热容、 表示物体的质量、 表示物体初状态的温度、 表示末状态的温度，则物体温度升高时吸收的热量为
放热公式：物体温度降低时放出的热量为
由比热容的定义得到的计算式：
温度变化的规律：质量相同的不同物质，当吸收或放出同样的热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容大的物质对调节温度有较强的作用。水的比热容较大，当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较慢。
要点提示
计算时各量要统一单位： 用 ， 用 ， 用 ， 与 用 ℃；物体升温时 ，降温时 。
比热容由 定义，但不能说“比热容跟物体吸收或放出的热量有关、物体的质量越大比热容越小”：比热容是物质自身的性质，与吸收（放出）热量的多少、质量的大小无关。
比较物质比热容大小的思路：加热条件相同时，加热质量相等、初温相同的不同物质，先沸腾（升温快）的那种物质比热容较小。
水的比热容较大的应用：北方楼房中的暖气用水作为介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中；海边昼夜温差比沙漠小（水的比热容是沙子的 4 倍多）。
第2节　分子动理论的初步知识
基本概念与定义
物质的构成：常见的物质是由极其微小的粒子——分子（molecule）、原子（atom）等构成的。在研究与热学有关的问题时，这些微观粒子可以不必区分，都看作分子。
分子的大小：如果把分子看成球形的，一般分子的直径只有百亿分之几米，人们通常以 为单位来量度分子。电子显微镜可以帮助我们观察到这些微小的粒子。
扩散：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫作扩散（diffusion）。扩散现象可以发生在气体之间、液体之间，也可以发生在固体之间。
分子的热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则的运动叫作分子的热运动（thermal motion）。分子运动越剧烈，物体的温度越高。
分子间的作用力：分子之间既有引力又有斥力。当固体被压缩时，分子间的距离变小，作用力表现为斥力；当固体被拉伸时，分子间的距离变大，作用力表现为引力。
分子动理论的初步知识：①常见的物质是由大量分子构成的；②物质内的分子在不停地做热运动；③分子之间存在引力和斥力。
规律与公式
扩散的快慢与温度的关系：温度越高，分子热运动越剧烈，扩散越快（墨水在热水中比在冷水中扩散得快）。
分子间的作用力与分子间距离的关系：
固体：分子间的距离小，作用力大，不容易被压缩和拉伸，固体具有一定的体积和形状；
液体：分子之间的距离比气体小得多，比固体略大，分子间的作用力比固体小，分子没有固定的位置，运动比较自由，液体较难被压缩，没有确定的形状，具有流动性；
气体：分子之间的距离很大，分子间的作用力十分微弱，可以忽略，气体具有流动性，容易被压缩。
固、液、气三态的特性对比：固态——分子间距离很小、分子间作用力很大，有固定的形状、有固定的体积；液态——分子间距离较大、分子间作用力较大，无固定的形状、有固定的体积；气态——分子间距离很大、分子间作用力很小，无固定的形状、无固定的体积。
要点提示
扩散现象说明：分子在不停地做无规则运动，分子之间有间隙。
两个铅柱的底面削平、削干净后紧压在一起，即使下面吊一个 20 kg 的重物也不能把它们拉开，这说明固体分子之间存在引力；压缩固体和液体很困难，说明分子之间存在斥力。
扩散现象有用的实例：腌制鸭蛋时盐进入蛋中；有害的实例：人造木板黏结剂中的甲醛扩散到空气中造成环境污染。
把糖块放入质量相同的冷水和热水中，经过相同时间，热水中的水更甜，因为温度越高分子热运动越剧烈、扩散越快。
第3节　内能
基本概念与定义
分子动能：构成物质的分子在不停地做热运动，运动的分子具有动能。温度越高，分子热运动的速度越大，它们的动能也就越大。
分子势能：由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子也具有势能，这种势能叫作分子势能。
内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫作物体的内能（internal energy）。内能的单位也是焦耳（），各种形式能量的单位都是焦耳。
热传递：使烧热的工件放到冷水中，工件会凉下来、冷水会变热，这是因为在此过程中发生了热传递。
规律与公式
一切物体，不论温度高低，都具有内能。炙热的铁水具有内能；冰冷的冰块温度虽然低，但是其中的水分子仍然在做热运动，所以也具有内能。
改变物体内能的两种方式：一是热传递，二是做功。这两种方式在改变物体内能上是等效的。
热传递改变内能：发生热传递时，高温物体放出热量、内能减少，低温物体吸收热量、内能增加。物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大。
做功改变内能：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功，物体的内能减少。
内能与机械能的区别：机械能与整个物体的机械运动情况有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关。内能是不同于机械能的另一种形式的能。
要点提示
内能的大小与物体的温度、质量、状态等因素有关；同一物体温度升高，内能增加。
演示实验中，向下压活塞使筒内空气被压缩，脱脂棉燃烧起来：活塞压缩气体做功，使空气的内能增加、温度升高，达到脱脂棉的燃点。
向烧瓶内打气，瓶塞跳起时瓶内出现白雾：气体膨胀对外做功，内能减少、温度降低，水蒸气液化成了可以看到的小水滴。
“烤火取暖”是通过热传递改变物体的内能，“钻木取火”是通过做功改变物体的内能。摩擦生热、搓手取暖、捶打使铁块变热等，也都是做功改变物体的内能。
内能与机械能是两种不同的能：物体匀速上行时重力势能增大，内能不一定增大；书本随列车加速运动时动能增大，内能也不一定增大。
第十四章　内能的利用
第1节　能量的转化与守恒
基本概念与定义
能量的转化：自然界中的各种现象都是互相联系的，在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。
能量守恒定律：能量既不会凭空消失，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。这就是能量守恒定律（law of conservation of energy）。
永动机：设想中一种不需要动力就可以源源不断地对外做功的机器。
规律与公式
常见的能量转化：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。
能量守恒定律的表述：能量既不会凭空消失，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，在转化和转移的过程中能量的总量保持不变。
永动机不可能制成的原因：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。
要点提示
秋千越摆越低、掉在地上的弹性小球越跳越低，看似能量减少了，其实是在运动过程中有一部分机械能转化成了内能，能量并没有丢失。
分析能量转化时，先确定“消耗了什么能、获得了什么能”，再按“消耗的能→获得的能”的顺序表述。
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程都遵循能量守恒定律。
行驶的燃油汽车中，燃料的化学能通过燃烧转化为燃气的内能，再通过发动机做功把内能转化为机械能；在这个过程中，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化为发动机和周围环境的内能，能量的总量不变。
第2节　热机
基本概念与定义
热机：利用内能做功的机械叫作热机（heat engine）。蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等都是热机。热机的发明及广泛使用，使人类迈入了工业化社会。
内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫作内燃机。内燃机分为汽油机和柴油机两大类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。
冲程：活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程。
四冲程：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
规律与公式
汽油机四个冲程的工作情况：
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸；
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩；
做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；
排气冲程：进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
能量转化：压缩冲程中机械能转化为内能；做功冲程中内能转化为机械能。燃料燃烧时化学能转化为内能。
柴油机与汽油机的区别：柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴；吸气冲程中吸进气缸的只有空气；压缩冲程把空气的体积压缩得非常小，使空气的温度很高，超过柴油的燃点；压缩冲程结束时，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气便立刻燃烧起来，在做功冲程中推动活塞对外做功。
输出功率的比较：由于柴油机对空气的压缩程度比汽油机高，因此在做功冲程中气体的压强也大于汽油机，因而可以输出更大的功率。
要点提示
四个冲程中，只有做功冲程对外做功，使汽车获得动力；其他三个冲程靠飞轮（曲轴）的惯性来完成。
一个工作循环包括四个冲程，活塞往复运动 2 次，曲轴（飞轮）转 2 周，对外做功 1 次。
演示实验中，试管内水被加热，塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，这基本展示了蒸汽机的工作原理；走马灯中上升的热空气驱动扇叶转动，与汽油机的做功冲程相似。
柴油机由于工作过程中气体的压强较大，要求各有关零件具有较高的结构强度，因此早期的柴油机比较笨重，主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上。
第3节　热机的效率
基本概念与定义
热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。热值在数值上等于 1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量。热值的单位是焦每千克，符号是 。
气体燃料的热值：对某些气体燃料，其热值在数值上等于在标准状态下 燃料完全燃烧放出的热量，单位是焦每立方米，符号是 。
热机的效率：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作热机的效率。
规律与公式
燃料完全燃烧放出的热量：用 表示热值、 表示燃料的质量，则有
热机的效率：
一些燃料的热值（表14.3-1）：干木柴 约 、烟煤 约 、无烟煤 约 、焦炭 、木炭 、酒精 、柴油 、煤油 、汽油 、氢气 （单位 ）；焦炉煤气 约 、沼气 约 （单位 ）。
常见热机的效率：蒸汽机 6%~15%；汽油机 20%~40%；柴油机 30%~45%。
要点提示
热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧、放出的热量的多少均无关。
计算燃料放出的热量时，只有“完全燃烧”才能用 计算；燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要少。
热机的效率总小于 1。在热机的能量损失中，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重要措施（如利用蒸汽轮机排出的废气供热，建成既供电又供热的热电站）。
提高热机效率的积极意义：在做功同样多的情况下，效率高的热机消耗的燃料少，从而节约能源、减少污染。
第4节　跨学科实践：制作简易热机模型
基本概念与定义
内燃机与外燃机：汽油机属于内燃机，它的工作物质是气缸内的空气和汽油的混合物，燃料在气缸内燃烧；蒸汽机工作时，燃料燃烧使水变成水蒸气，水蒸气推动活塞运动产生动力，它的燃烧室在汽缸外，属于外燃机，工作物质是水蒸气。
规律与公式
热机中的能量转化路径：燃料的化学能 →（燃烧）内能 →（做功）机械能。
制作热机模型需要考虑的主要问题：①用什么作热源；②工作物质是什么；③如何将内能转化成机械能。
要点提示
制作采用燃烧燃料加热水产生蒸汽（或直接加热空气）来做功的外燃机模型，比制作在封闭缸体内燃烧燃料来做功的内燃机模型要安全，材料也相对易得，建议优先考虑前者。
制作简易热机模型时会遇到高温蒸汽、锋利的物体等，要注意安全。
参考方案（简易汽轮机模型）：向空易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔尖端朝外、另一端插入易拉罐内并用胶密封开口，把易拉罐放在支架上、笔的尖端对准小风扇的扇叶；点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。
展示交流时要说明自己制作的热机模型的工作原理、制作过程中的难点以及心得体会。
第十五章　电流和电路
第1节　两种电荷
基本概念与定义
摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电，叫作摩擦起电。
两种电荷：自然界只有两种电荷。人们把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫作正电荷（positive charge），把用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫作负电荷（negative charge）。
电荷间的相互作用规律：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
电荷量：电荷的多少叫作电荷量，用符号 表示，单位是库仑（coulomb），简称库，符号是 。用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷量大约只有 。
验电器：实验室里常用验电器来检验物体是否带电。用带电体接触验电器的金属球，就有一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上，这两片金属箔带同种电荷，由于互相排斥而张开。
电子：电子是带有最小负电荷的粒子，所带的电荷量为 。
原子的结构：原子的中心是原子核，有一定数目的电子在原子核外运动。原子核带正电。在通常情况下，原子核所带的正电荷与核外所有电子所带的负电荷在数量上相等，原子整体不显电性。
规律与公式
电荷间的作用规律：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。用丝绸摩擦过的两根玻璃棒之间相互排斥，用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩擦过的橡胶棒之间相互吸引。
摩擦起电的原因：不同物质的原子核对电子的束缚本领不同，相互摩擦时，束缚电子本领弱的物体失去电子而带正电，束缚电子本领强的物体得到电子而带负电。摩擦起电的实质是电子的转移，而不是创造了电荷，因此相互摩擦的两个物体带的是等量的异种电荷。
电荷量的单位：；验电器金属箔的张角越大，说明所带的电荷量越多。
要点提示
带电体有吸引轻小物体的性质，可以用“能否吸引纸屑”等方法来检验物体是否带电。
无论用什么方法使物体带电，物体所带的电荷或者与用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷相同，或者与用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷相同，所以自然界只有两种电荷。
摩擦过的塑料梳子能吸起纸屑、摩擦过的气球能吸引头发，都是因为摩擦使物体带了电。
第2节　电流和电路
基本概念与定义
电流：电荷的定向移动形成电流（electric current），通常用符号 表示。
电流的方向：19 世纪初，物理学家把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。按照这个规定，当电池、导线、小灯泡组成的电路闭合时，在电池外部，电流的方向是从电池正极经过小灯泡流向负极。
电路的组成：由电源、用电器、开关、导线组成。电源是提供电能的装置（如电池），用电器是消耗电能的装置（如灯泡、电动机、蜂鸣器），开关用来控制电路的通断，导线用来连接电路。
电路图：用符号表示电路连接的图，叫作电路图。电路图是研究电路的重要工具。
通路：正常接通的电路，即用电器能够工作的电路叫作通路。
断路：电路中如果某处被切断，电路中就不会有电流通过，这种情况叫作断路。
短路：直接用导线将电源的正、负极连接起来，这种情况下电源被短路，电路中会有很大的电流，可能把电源烧坏，这是不允许的。如果电路是接通的，但用电器两端被导线直接连通，这种情况下该用电器被短路，不能工作。
导体：容易导电的物体叫作导体，如金属、人体、大地等。绝缘体：不容易导电的物体叫作绝缘体，如橡胶、玻璃、塑料等。
自由电子：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，这种电子叫作自由电子。金属之所以能导电，靠的就是自由电子。
规律与公式
持续电流的条件：要想使小灯泡等有电荷持续流过，就必须要有电池，还要用导线将它们与电池连接成闭合的电路。
电流方向与自由电子移动方向的关系：金属导体中形成电流的是自由电子，自由电子定向移动的方向与电流的方向相反。
发光二极管的单向导电性：LED 的两根引脚中较长的为正极、较短的为负极。当电流由正极经过 LED 流向负极时，LED 发光，表明它处于导通状态；反之，电流不能从负极流向正极，此时 LED 不会发光。所以，根据 LED 发光与否可以判断电路中是否有电流及电流的方向。
要点提示
电荷的定向移动形成电流；发生定向移动的电荷可能是正电荷，也可能是负电荷，还可能是正、负电荷同时向相反方向发生定向移动，但电流方向的规定始终是正电荷定向移动的方向。
连接电路时不能把电池的两端用导线直接连在一起，否则会造成电源短路。
画电路图时要使用统一规定的元件符号，元件符号要与实物电路一一对应。
第3节　串联电路和并联电路
基本概念与定义
串联：把两个小灯泡首尾相连后接到电路中，我们说这两个小灯泡是串联（series connection）的。
并联：把两个小灯泡的两端分别连在一起，然后接到电路中，我们说这两个小灯泡是并联（parallel connection）的。并联电路中两个用电器共用的那部分电路叫干路，单独使用的那部分电路叫支路。
规律与公式
串联电路的特点：电流只有一条路径，各用电器互相影响。在串联电路中，开关可以控制所有用电器，开关位置的改变不影响它对用电器的控制作用。
并联电路的特点：电流有多条路径，各支路用电器可以独立工作、互不影响。在并联电路中，干路开关可以控制所有用电器，支路开关只能控制它所在支路的用电器。
要点提示
判断串、并联的方法：顺着电流的路径数一数，电流只有一条路径的是串联，有两条或多条路径的是并联。
家庭中的电灯、电吹风机、电视机、电脑等用电器大多是并联在电路中的。
街边的路灯傍晚同时亮起来，但它们互不影响（一个灯损坏时其他灯仍能工作），因此是并联的。
第4节　电流的测量
基本概念与定义
电流：表示电流强弱的物理量是电流，通常用字母 表示。
电流的单位：安培（ampere），简称安，符号是 。有些设备中电流很小，这时常使用比安培小的单位毫安（）、微安（）。
电流表：电路中的电流可以用电流表测量。
规律与公式
电流单位之间的换算关系：
电流表的使用规则：
必须将电流表和被测的用电器串联。如果误将电流表和被测的用电器并联，那么电流表指示的就不是流过用电器的电流，而且很容易损坏电流表；
必须让电流从“”接线柱流入，从“”接线柱流出；
必须正确选择电流表的测量范围。如果被测电流超过电流表的最大测量值，就无法读数，而且有可能损坏电流表，这时应该改用更大的测量范围；
不允许把电流表直接连到电源的两极，否则电流表将被损坏。
电流表的读数步骤：①明确所选电流表的测量范围（0~0.6 A 或 0~3 A）；②确定电流表的分度值，即表盘的一个小格所代表的电流大小；③接通电路后，看指针向右总共偏转了多少个小格。
电流表的分度值：测量范围为 0~0.6 A 时，表盘上从 0 到最右端共有 30 个小格，每个小格代表 0.02 A；测量范围为 0~3 A 时，每个小格代表 0.1 A。
读数示例：读数时要按所选测量范围对应的表盘读数——接线柱“”与“0.6”接入电路时按表盘下排的数值读取，“”与“3”接入电路时按表盘上排的数值读取。
要点提示
连接电路时开关应处于断开状态；为避免电流过大而损坏电流表，在不能事先估计电流的情况下，可以先闭合开关、然后迅速断开（这叫作“试触”），看看指针偏转所到的位置是否在测量范围内。
维持电子表液晶显示器的工作，只需几微安的电流。
实验中为减少电池损耗，读取电流表的示数后要尽快断开电路。
把电流表改接在电路的不同位置，示数不变，说明串联电路中各处电流相等。
第5节　串、并联电路中电流的规律
基本概念与定义
探究方法：通过实验，在串联电路的不同位置接入电流表，测量各处电流；在并联电路中分别测量支路和干路中的电流大小。
规律与公式
串联电路的电流规律：在串联电路中，电流处处相等。
并联电路的电流规律：在并联电路中，干路中的电流等于各支路中的电流之和。
要点提示
探究串联电路中各处电流的关系时，要把电流表分别接在不同位置测量，并换用不同规格的小灯泡多次实验，避免因灯泡规格相同而得出片面的结论。
测量并联电路的干路电流和各支路电流时，要先断开开关，改接电路后再闭合开关。
“电流处处相等”只在串联电路中成立；并联电路中各支路电流不一定相等，但各支路电流之和一定等于干路电流。
第十六章　电压
第1节　电压
基本概念与定义
电压：要使电荷在电路中定向移动，电路的两端就必须要有电压（voltage），通常用字母 表示。电源的作用就是给用电器两端提供电压，从而能形成持续的电流。
类比理解：抽水机不断地把低水位容器中的水抽到高水位容器中去，保持容器 A、B 之间的水压，水压使水定向运动，从而形成水流；与此类似，电压使电荷定向移动，从而形成电流。
电压的单位：伏特（volt），简称伏，符号是 。电压较高时，常用千伏（）作单位；电压较低时，常用毫伏（）作单位。
电压表：电压的高低可以用电压表测量。
规律与公式
电压单位之间的换算关系：
常见的电压（表16.1-1）：一节常用干电池 ；电子手表用氧化银电池 ；铅蓄电池 ；手机电池 ；我国的家庭电路 ；大型发电机 ；特高压输电 大于 ；闪电时云层间 可达 。
电压表的使用规则：
电压表应该跟被测用电器并联；
电压表标有“”号的接线柱应连接在靠近电源负极的一端，另一个接线柱连接在靠近电源正极的一端（即电流从“”接线柱流入）；
被测电压不超过 3 V 时使用标有“3”的接线柱，超过时使用标有“15”的接线柱；在预先不知道被测电压的大小时，为了保护电压表，应先选用大的测量范围。
电压表的读数步骤：①明确量程（0~3 V 或 0~15 V）；②确定分度值（0~3 V 时每个小格代表 0.1 V，0~15 V 时每个小格代表 0.5 V）；③看指针偏转的格数读数。
只有一个用电器的电路：用电器两端的电压与电源两端的电压相同。
要点提示
电压是形成电流的原因，电源是提供电压的装置；电路中要有持续电流，必须同时满足“有电压”和“电路闭合”两个条件。
电压表可以直接连到电源的两极（用来测量电源电压），而电流表不允许直接连到电源的两极。
连接电路时要注意电压表的正、负接线柱不能接反，否则指针会反偏，可能损坏电压表。
第2节　串、并联电路中电压的规律
基本概念与定义
探究方法：按图连接电路，用电压表分别测量串联电路中电源两端的电压和各用电器两端的电压；再用电压表分别测量并联电路中电源两端的电压和各支路用电器两端的电压。
规律与公式
串联电路的电压规律：在串联电路中，电源两端的电压等于各用电器（各部分电路）两端的电压之和。
并联电路的电压规律：在并联电路中，各支路用电器两端的电压相等，且等于电源两端的电压。
串联电池组：把几节电池串联起来使用时，串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。
要点提示
探究实验要换用不同规格的小灯泡多次测量，以保证结论具有普遍性。
串联电路中各用电器两端的电压不一定相等；并联电路中各支路电压一定相等。
把两个小灯泡并联起来时，用电压表测量并联电路的总电压，与测量各支路电压的示数相同。
第3节　电阻
基本概念与定义
电阻：导体虽然容易导电，但是对电流也有一定的阻碍作用。在物理学中，用电阻（resistance）来表示导体对电流阻碍作用的大小，用字母 表示。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。
电阻的单位：欧姆（ohm），简称欧，符号是 。比较大的单位有千欧（）、兆欧（）。
电阻器：具有一定电阻的元件叫作电阻器，它也叫作定值电阻。
半导体：有一些材料，例如锗、硅，导电性能介于导体和绝缘体之间，常常称作半导体。温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大影响。利用半导体材料可以制作二极管、三极管，进而制成集成电路（俗称芯片）。
超导现象：当温度降低到某个临界值时一些金属的电阻会突然消失，这种现象叫作超导现象。零电阻和完全抗磁性是超导体的基本特性。
规律与公式
电阻单位之间的换算关系：
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，它的大小取决于导体的材料、长度和横截面积等因素：材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大；材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大；长度、横截面积相同时，材料不同，电阻不同。此外，电阻还与温度有关：有些材料的电阻随温度的升高而增大，有些则随温度的升高而减小。
不同材料的导电性能：按导电性能由强到弱（即绝缘性能由弱到强）的顺序，常见材料大致为：银、铜、金、铝、炭笔、酸溶液、碱溶液、盐水、地表、湿木、汽油、干纸、干布、玻璃、橡胶、陶瓷。对于长度、横截面积相同的铁丝和铜丝，铁丝的电阻是铜丝的近 6 倍，所以一般不用铁制作导线。
常见电阻值：实验室小灯泡中灯丝的电阻通常为几欧姆到十几欧姆；日常用的电炉丝的电阻为几十欧姆；长 1 m、横截面积 的家用铜导线，电阻为百分之几欧姆，通常可以略去不计。
要点提示
研究导体的电阻与长度、横截面积、材料的关系时，要用控制变量法：每次只改变一个因素，同时保持其他因素相同。
镍铬合金常用来制作电阻器，因为它的电阻率较大。
半导体技术的发展是今天的现代化生活的重要基础；超导技术已应用于核磁共振成像、高能加速器、磁约束核聚变装置的超导磁体，以及超导磁悬浮列车、超导量子计算等方面。
第4节　变阻器
基本概念与定义
变阻器：能改变接入电路中电阻大小的元件叫作变阻器。
滑动变阻器：电阻丝外面涂着绝缘层，密绕在绝缘管上；电阻丝的两端连在 A、B 两个接线柱上，滑片 P 通过金属杆和接线柱 C、D 相连。滑片移动到不同位置时，A、C（或者 B、C）两个接线柱间电阻丝的长度不一样，这样就可以改变接入电路中电阻的大小。
电位器：有些家用电器中，用于音量调节的器件也是一种变阻器，通常称为电位器。它通过机械式旋钮调节电阻的大小，可调亮度的电灯、可调音量的音箱和调音台等也用到电位器。
电阻箱：也是一种变阻器，不仅电阻可以变化，还可以从中读出电阻的数值。
规律与公式
滑动变阻器的原理：通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。接入电路中的电阻丝越短，电阻越小，电路中的电流越大。
滑动变阻器的连接：要使滑动变阻器和用电器中的电流相同，滑动变阻器应该与用电器串联；接入电路时要采用“一上一下”的接法（上、下两个接线柱各选一个），此时滑片移动才能改变接入电路的电阻。
滑动变阻器的作用：①保护电路；②通过调节其电阻来改变电路中的电流，从而改变用电器两端的电压。
电阻箱的读数：转动旋钮可以改变电阻，各旋钮所指示的数乘以其对应的倍数，再相加即得电阻值。
要点提示
滑动变阻器上通常标有最大电阻和允许通过的最大电流，使用时要根据需要进行选择，不能使通过的电流超过最大值，否则会烧坏滑动变阻器。
接通电路前应将滑动变阻器的电阻调节到最大，这样闭合开关时电路中的电流最小，可以保护电路和用电器。
判断滑片移动时电阻变大还是变小，关键是看接入电路中的电阻丝是变长还是变短。
与滑片接触处的电阻丝的绝缘层被刮去，是为了保证滑片与电阻丝之间接触良好、能够导电。
第5节　跨学科实践：制作简易调光台灯
基本概念与定义
调光的原理：在串联电路中，利用变阻器能够改变电路中的电阻，从而改变灯泡两端的电压，由此改变灯泡的亮度。
光源的选择：实验室用的小灯泡可以作为光源；市面上很容易买到的各种型号的发光二极管，也可以作为光源。
变阻器的选择：可以选择电位器（或滑动变阻器）作为变阻器，用来改变电路中的电阻。
规律与公式
亮度与电压的关系：增大接入电路的电阻，电路中的电流减小、灯泡两端的电压减小，灯泡变暗；减小接入电路的电阻，灯泡变亮。
匹配关系：电源电压和小灯泡的规格要匹配；设计调光台灯时要选择合适的电源、小灯泡和变阻器。
要点提示
制作简易调光台灯需要重点考虑的问题：①选择哪种光源；②怎样改变光源的亮度；③可以从哪些方面加强台灯的实用性。
设计台灯时要考虑：设计电路（选择合适的电源、小灯泡和变阻器）；设计支架和灯罩（各器件安排紧凑，使台灯美观、结实、便于移动；尽量选用方便易得的材料作支架，使台灯能稳定地立在桌上；灯罩需要具有较好的反光性能）。
按设计方案安装器件、连接电路，检查电路后闭合开关，观察怎样调节变阻器会使小灯泡越来越亮。
展示交流时，比较谁做的台灯既实用又漂亮，还有哪些地方需要改进。
第十七章　欧姆定律
第1节　电流与电压、电阻的关系
基本概念与定义
研究方法（控制变量法）：电压、电阻的改变都会引起电流的变化。实验时应先保持某一个量不变（如电阻不变），研究通过导体的电流与导体两端电压的关系；然后保持导体两端的电压不变，研究通过导体的电流与电阻的关系。
研究思路：用定值电阻进行实验，要研究通过定值电阻的电流 怎样随着它两端的电压 的变化而变化，需要确定改变定值电阻两端电压的方法。
规律与公式
电阻一定时：大量实验表明，在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
电压一定时：大量实验表明，导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
图像分析：以电压 为横坐标、电流 为纵坐标描点并平滑连线，电阻一定时， 图像是一条过原点的倾斜直线，直线的倾斜程度反映 的大小。
要点提示
实验电路：用定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接电路；电压表与定值电阻并联，电流表与定值电阻串联，滑动变阻器与定值电阻串联。
改变定值电阻两端电压的方法：用滑动变阻器改变电压，或通过增减串联电池的节数来改变电压。与改变电池数量的方法相比，使用滑动变阻器可以连续、方便地改变电压，且不需要重新连接电路。
探究“电压一定时电流与电阻的关系”时，每次更换不同阻值的定值电阻后，都要调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端的电压保持不变。
分析实验数据时要剔除明显错误的数据（往往是粗心读数所致），再归纳结论，避免个别错误数据干扰规律的分析。
第2节　欧姆定律
基本概念与定义
欧姆定律：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。19 世纪 20 年代，德国物理学家欧姆对电流跟电阻和电压之间的关系进行了实验和理论研究，得出了这一规律。为了纪念欧姆，人们把这一规律称为欧姆定律（Ohm’s law）。
规律与公式
欧姆定律的公式：如果用 表示导体两端的电压， 表示导体的电阻， 表示导体中的电流，那么
其中 的单位为伏特（）， 的单位为欧姆（）， 的单位为安培（）。 - 变形公式：
要点提示
欧姆定律公式中的电压、电流、电阻是对同一个研究对象（同一段导体或同一个电路）而言的；解题时必须明确公式中的三个量是不是这个研究对象的。
不能由 得出“导体的电阻跟电压成正比、跟电流成反比”的结论：电阻是导体本身的一种性质，只取决于导体的材料、长度、横截面积和温度。
已知 、、 中的任意两个量，都可以用欧姆定律及其变形公式求出第三个量。
应用示例：某电阻器两端电压为 6 V、通过的电流为 0.3 A，则 ；若电阻不变而电压变为原来的 2 倍，则通过它的电流也变为原来的 2 倍。
第3节　电阻的测量
基本概念与定义
伏安法：通过测量电阻器两端的电压和通过的电流，利用欧姆定律间接地测量电阻器的电阻，这种测量电阻的方法，有时简称为伏安法。
规律与公式
测量原理：
减小误差的方法：改变待测电阻器两端的电压（用滑动变阻器），多次测量电压及电流，并分别算出相应的电阻，最后求出电阻的平均值；也可以用图像处理的方法求出电阻。
要点提示
实验电路：待测电阻器与滑动变阻器、电流表串联；电压表并联在待测电阻器两端；滑动变阻器用来改变待测电阻器两端的电压。注意选择电压表和电流表的适当测量范围。
使用滑动变阻器之前要先想好朝哪个方向移动滑片时电路中的电流变大；闭合开关之前应先移动滑片，使电路中的电流在开始测量时最小。
实验中要设计表格记录多组电压、电流数据，并根据每组数据算出相应的电阻，再求平均值。
把小灯泡换成待测电阻器做同样的实验会发现：每次算出的小灯泡电阻不相同，电压越低（灯丝温度越低）时电阻越小。这是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化，所以对小灯泡的电阻不能简单地求平均值。
第4节　欧姆定律在串、并联电路中的应用
基本概念与定义
解题的基本思路：欧姆定律公式中的电压、电流、电阻是对同一个研究对象而言的；而串、并联电路中的电流关系、电压关系，描述的是不同研究对象之间的相互联系。
规律与公式
求解顺序：解决串、并联电路的问题时，可以先选择某个导体为研究对象，用欧姆定律求解通过它的电流或它两端的电压，再通过该导体与其他导体的串、并联关系求得题目的答案；也可以先通过两个导体的串、并联关系求得通过某一个导体的电流或它两端的电压，再以该导体为研究对象，用欧姆定律求解题目的答案。
串联电路中的关系：串联电路中各处电流相等、总电压等于各部分电压之和，即 、。由欧姆定律可推导出
即在由两个导体组成的串联电路中，导体两端的电压与它们的电阻成正比。 - 并联电路中的关系：并联电路中各支路电压相等、干路电流等于各支路电流之和，即 、。由欧姆定律可推导出
即在由两个导体组成的并联电路中，通过导体的电流与它们的电阻成反比。
要点提示
串联电路中，电阻越大的导体分得的电压越大；并联电路中，电阻越小的支路分得的电流越大。
计算时必须保证“同一研究对象”：、、 三个量要对应同一个导体（同一段电路），不同导体的量不能混用。
应用时先判断电路的连接方式（串联、并联或它们的组合），再按“先求研究对象，后求相互关系”的顺序求解。
用电器并联接入电路时，各用电器两端的电压相同；总电流等于各用电器电流之和，并联一个用电器后干路电流会变大。
第十八章　电功率
第1节　电能　电功
基本概念与定义
电能：电源提供电能（electric energy），用电器把电能转化为其他形式的能：电灯把电能转化为光能，电动机把电能转化为动能，电热水器把电能转化为内能。电能的单位是千瓦时，符号是 ，学名叫作千瓦时，俗称“度”。
电功：电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功（electric work）是多少。电功的单位是焦耳。
电能表：供电单位通过电能表来计量每家消耗的电能。电能表可以显示从开始计数到读数时为止用户消耗的电能；为了计量一段时间内消耗的电能，要记录这段时间起始和结束时电能表上计数器的示数，两次示数之差就是这段时间内的用电量。
规律与公式
千瓦时与焦耳的关系：
电功的公式：当电路两端的电压为 ，电路中的电流为 ，通电时间为 时，电功（或者说消耗的电能）为
其中 的单位是伏（）， 的单位是安（）， 的单位是秒（）， 的单位是焦（）。当用电器两端的电压为 1 V、通过用电器的电流为 1 A、通电时间为 1 s 时，用电器消耗的电能为 1 J，电流做的功也是 1 J。 - 用电量的计算：一段时间内的用电量 = 这段时间结束时电能表的示数 起始时电能表的示数。
要点提示
电功与电能的单位相同，计算电费时常用“度”（）：。
应用 时单位要统一；若电功用 作单位，则电功率用 、时间用 ，。
由锂电池铭牌上的“电压”和“容量（）”信息，可以用 估算电池充满电后所储存的电能。
电流做功的多少跟通电时间、电流的大小和电压的高低都有关：通电时间越长、电压越高、电流越大，电流做功越多。
第2节　电功率
基本概念与定义
电功率：在物理学中用电功率（electric power）表示电流做功的快慢，用符号 表示。电功率等于电功与完成这些电功所用的时间之比。
额定电压：用电器正常工作时的电压叫作额定电压（rated voltage）。
额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率叫作额定功率（rated power）。通常用电器的铭牌上标有额定电压和额定功率，例如电熨斗上标注的“220 V 500 W”，表示额定电压是 220 V，额定功率是 500 W。
规律与公式
电功率的定义式：
电功率的计算式：将 代入上式得
变形公式：由 可得 ；结合欧姆定律还可得到
（后两式只适用于电能全部转化为内能的纯电阻电路） - 电功率的单位：瓦特（）。更大的单位是千瓦（），
有时也用比瓦小的单位毫瓦（）：
电功率的测量：可以使用电力监测仪直接测量，也可以通过测量用电器两端的电压和通过用电器的电流，由电功率公式 计算得出。
要点提示
只有在额定电压下用电器才能正常工作：实际电压偏低，用电器的电功率低，不能正常工作；实际电压偏高，有可能损坏用电器。
在不同的电压下，同一个用电器的亮度不同、电功率也不一样，所以不能泛泛地说一个用电器的电功率是多大，而要指明电压。
比较电功率大小时比较的是“电流做功的快慢”：电流做功相同，用的时间越短，电功率越大。
电功率大小的参考：家用电风扇挡位由低到高对应的电功率分别为 30 W、33 W、38 W；电冰箱、液晶电视的电功率一般是 100~200 W；空调、电热水器的电功率通常是 1000~3000 W；发光二极管的电功率约为 50 mW。
额定功率为 1800 W 的电热水壶在 220 V 电压下工作：加热 4 min 消耗的电能 ，通过的电流 。
第3节　跨学科实践：为家庭节约用电提建议
基本概念与定义
调查家中用电情况的方法：通过电能表计算家中一段时间（例如一周）内消耗的电能，也可以通过上网等手段从电网公司直接了解家中每天或一段时间内消耗的电能。
了解用电器的耗电情况：通过用电器的铭牌或说明书知道一个用电器工作时的电功率，再结合它的工作时间，就可以计算出它一天消耗的电能；也可以用电力监测仪直接测量用电器消耗的电能。
规律与公式
用电器消耗的电能：
节约用电的建议：出门时注意随手关灯；电热水器、电饭锅在保温状态和计算机在待机状态时也会消耗电能，若长时间不使用，应关闭电源；空调制热时温度设定太高或制冷时温度设定太低，就会消耗较多的电能，因此应合理设定空调温度。
要点提示
要节约用电，首先要了解家中用电情况，然后才能提出有针对性的建议：具体任务包括调查家中的用电情况、了解用电器的耗电情况、提出节约用电的建议、评估采纳节电建议后的效果。
记录用电器的耗电情况时，要包括每天工作的时长、工作的状态、消耗的电能等。
评估节电效果时，按节电建议实施一段时间，看看家中消耗的电能是否减少，并计算比采取节电措施前减少了多少。
第4节　焦耳定律
基本概念与定义
电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能，导体会发热，这种现象叫作电流的热效应。
焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫作焦耳定律（Joule’s law）。
规律与公式
焦耳定律的公式：如果用 表示热量、 表示电流、 表示电阻、 表示通电时间，那么焦耳定律为
纯电阻电路中的推导：如果电流通过导体时电能全部转化为内能（如电热器），则消耗的电能就等于产生的热量，即 ，再根据欧姆定律 ，就得到 ，与焦耳定律一致。
由焦耳定律得到的比较关系：在串联电路中，通过两个电阻器的电流相等、通电时间相同，由 可知 与 成正比；在并联电路中，两个电阻器两端的电压相等，由 和欧姆定律可得 ，在电压相同时，相同时间内导体放出的热量与它们的电阻成反比。
要点提示
应用 时， 的单位用安（）、 的单位用欧（）、 的单位用秒（）， 的单位是焦（）。
只有当电能全部转化为内能时，才有 ；对于电动机等大部分电能转化为机械能的用电器，，不能用 来计算电热。
电流的热效应有很多应用，如电热取暖器、电饭锅等电热器；但也要防止电流热效应带来的危害，如电线过热引发火灾。
第十九章　生活用电
第1节　安全用电
基本概念与定义
我国家庭电路的电压：220 V。在进户的两条输电线中，一条叫作相线（用 表示），俗称火线；另一条叫作中性线（用 表示），俗称零线。
影响家庭电路安全的常见用电问题：用电器的总功率过大、短路和触电事故等。
短路：改装电路时不小心使相线和中性线直接连通，或电线绝缘皮被刮破、老化，或用电器进水等，都会造成短路。短路时电路中的电流非常大，会产生大量的热，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾。
触电事故：人体是导体，当人体成为闭合电路的一部分时，人体就会有电流通过；如果电流达到一定值，就会发生触电事故。电对人体造成的伤害程度与通过人体电流的大小及持续时间有关。
低压触电的两种情况：①人的一只手接触相线，另一只手接触中性线，导线、人体和电网中的供电设备就构成了闭合电路；②人的一只手接触相线，另一只手虽然没有接触中性线，但由于人站在地上，相线、人体、大地和电网中的供电设备同样构成了闭合电路。
高压触电：高压带电体会在周围形成强大的电场，当人靠近时，容易产生电弧触电；如果高压输电线掉落在地上，人经过这个区域时，两脚之间存在相当高的电压，称之为跨步电压，同样会发生触电事故。
跨步电压：高压输电线落地点周围，两脚之间存在的相当高的电压。
规律与公式
总电流与总功率的关系：家庭电路中各用电器采用并联的方式连接，根据电功率和电流、电压的关系式 ，当电压 不变时，电功率 越大，电路中的电流 就越大。由于各个用电器是并联的，家里用电线路上的总电流会随着用电器数量的增加而变大。
电流过大的危害：一定注意不要让总电流超过家里供电线路允许的安全值。即使每个用电器的电功率不算很大，但如果很多用电器同时使用，它们的总功率也会相当可观，电路中的总电流也可能超过安全值，导致线路故障，甚至发生火灾。
防雷：防雷的原理是为雷电提供一条低电阻的通道，或避免将自己连入雷电的通路中。高大建筑的顶端都有针状的金属物，通过很粗的金属线与大地相连，可以防雷；高压输电线最上面的两条导线也是用来防雷的。
要点提示
人体是导体，通常情况下皮肤干燥时电阻较大，潮湿时皮肤的电阻会大幅降低，此时更容易发生触电事故。
很低的电压不会对人体造成伤害（如用手直接接触 1.5 V 干电池的两极）；而我国家庭电路的电压是 220 V，工厂用的动力电路的电压是 380 V，输电线路的电压为 10~1100 kV，这些都远远超出了安全范围。
在触电事故现场，千万不要用手去拉触电的人，而是要立即安全地切断电源；切断电源后，必要时应该对触电者进行急救，同时尽快通知医务人员抢救。
防范高压触电：要远离高压带电体，比如不在高压输电线附近玩耍、钓鱼等；当发现有高压输电线掉落在地上时，千万不要靠近输电线落地点，一旦不小心跨入该区域，可用单脚跳离或双脚并拢跳离等方法离开。
雷电天气时，不要举着雨伞或肩扛长的易导电物体在开阔地行走，不要在户外进行骑行等活动，更不可在大树下避雨，应及时进入室内躲避或尽快躲入车内，并注意不要接触金属部分。
第2节　家庭电路的基本组成
基本概念与定义
熔断器（保险丝）：长度、横截面积相同的铅锑合金丝的电阻比铜丝大得多、熔点比铜丝低得多。当电流过大时，铅锑合金丝由于温度升高而熔断，切断电路，起到保护电路的作用；铜丝、铁丝等在这种情况下不能起到保护作用。不同规格的保险丝有不同的额定电流。
低压断路器：又称空气开关。当电路中的电流过大时，空气开关自动断开，切断电路，也就是我们常说的“跳闸”。
测电笔：用来辨别进户线中哪条是相线、哪条是中性线。氖管中充有稀薄的氖气，两端是两个金属电极，当电极间的电压达到一定值时，氖气会导电，氖管会发出红光。
保护线：用 表示，俗称地线。在三孔插座中，除两个孔分别接相线和中性线外，还有一个孔是跟大地连接的。
漏电保护器：也是一种断路器，在出现漏电情况时会迅速切断电路。
家庭电路的基本组成：由进户线、电能表、总开关（含保险装置）、插座、用电器、导线等组成。有的家庭还设有室内配电箱。
规律与公式
测电笔的使用方法：使用时，手指按住金属笔卡，用笔尖接触被测的导线（手指千万不能碰到笔尖）。如果被测导线是相线，电流经过笔尖、电阻器、氖管、弹簧，再经过人体流入大地，相当于构成闭合电路，氖管就会发光；如果笔尖接触的是中性线，氖管中不会有电流，也就不会发光。
测电笔中的电阻器：测电笔中串联着一个电阻很大的电阻器，其电阻约有一百万欧姆。氖管发光只需很小的电流，所以使用测电笔时尽管有电流通过人体，但人并没有感觉，也不会对人造成伤害。
保险丝的材料特点：熔点较低、电阻较大。
电能表的作用：计量所消耗的电能。输电线进户后首先接到电能表上。
总开关的作用：接下来是全户用电的总开关（如断路器等）。当家庭电路需要修理时，必须断开总开关，这时室内全部电路与外面的输电线分离，可以保证施工人员的安全。
三孔插座和三脚插头：用电器上三脚插头中与用电器金属外壳接通的那只脚，插在三孔插座里时，在把用电器连入电路的同时，也把金属外壳与大地连接起来。万一用电器内部相线绝缘皮破损或失去绝缘性能，使金属外壳与相线接通而带电，电流也会从保护线流走，即使人体接触外壳，一般情况下也不会造成伤害。
开关的接法：控制电灯的开关应该接在相线和电灯之间；如果接在中性线和电灯之间，虽然也能控制电灯，但断开开关后电灯仍与相线相连，更换灯泡时容易发生触电事故。
配电分支回路：一种典型的家庭电路分为照明分支回路、插座分支回路和空调分支回路三条分支回路。每条分支回路都有专门的开关控制通断，例如照明分支回路采用空气开关，插座分支回路加装了漏电保护器；当插座分支回路出现故障而被切断时，照明等其他分支回路不会受到影响。
要点提示
三脚插头的三只“脚”中，与保护线（接地）相连的那只脚更长，这样在插头插入插座时可以保证接地脚先接通、拔出时可以保证接地脚后断开。
空气开关“跳闸”后，要先找出电流过大的原因并把问题解决，然后才能重新接通空气开关。
用测电笔辨别相线时，手指切不可接触笔尖处的金属部分；把塑料套管套在金属笔杆上是为了保证使用安全。
拔插头时要捏着插头把它从插座中拔出来，而不能拽着插头后面的电线把插头从插座中拔出来，否则容易使电线与插头连接处损坏，造成短路或触电。
更复杂的配电设计会结合实际使用需求，将卫生间、厨房等房间的插座另成回路，且加装漏电保护器，形成更多的分支回路，各分支回路之间互不影响。
第3节　跨学科实践：为家庭电路做设计
基本概念与定义
设计的主要考虑因素：首先要根据家里现有的用电器，初步估算家中的总体用电需求，然后合理规划并设计室内的配电分支回路；如果感兴趣，还可以对家庭电路中使用到的断路器、导线等配电器材进行选型，使器材之间相互匹配。
规律与公式
用电需求的估算：调查并记录目前家中主要用电器的使用情况，阅读各个用电器的铭牌或说明书，重点关注它们的功率信息；用表格或其他形式梳理出各用电器的功率、数量。
分支回路的规划：考虑到家中的用电器比较多，家庭电路可设计若干插座分支回路、照明分支回路和大功率用电器（如空调）分支回路等。
要点提示
对于可能长时间使用的大功率家用电器（如空调、电热水器等），建议为其设计独立的分支回路。
观察配电箱时一定要注意安全，切勿随意触摸；如果家中有室内配电箱，请在家长或技术人员的指导下进行观察。
设计方案可以采用分支回路设计表、户型电路示意图等形式，写明各分支回路的用电器及数量、总功率，以及各分支回路开关的额定电流。
第二十章　电与磁
第1节　磁现象　磁场
基本概念与定义
磁性：物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫作磁性。
磁体：具有磁性的物体叫作磁体。
磁极：磁体上磁性最强的两个部位叫作磁极（magnetic pole）。能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫作南极（ 极），指北的那个磁极叫作北极（ 极）。
磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫作磁化（magnetization）。许多物体容易被磁化。
磁场：磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质，我们把它叫作磁场（magnetic field）。
磁场的方向：在磁场中，把放在磁场中的小磁针静止时北极所指的方向规定为该点磁场的方向。
磁感线：可以用一些带箭头的曲线，方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫作磁感线（magnetic induction line）。
地磁场：地球周围存在着磁场，叫作地磁场。
规律与公式
磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
磁感线的特点：在用磁感线描述磁场时，磁体外部的磁感线都是从磁体的 极出发，回到 极的。磁感线只是为了研究方便而假想的曲线，磁场中并不存在这样的曲线。
地磁场的特点：地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似；不过，地理的两极和地磁场的两极并不重合。
磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体（磁针）有力的作用。
要点提示
磁场看不见、摸不着，我们可以通过它对磁针的作用来认识它（把放在磁场中的小磁针静止时北极所指的方向规定为该点磁场的方向）。
在磁体外部放置越多、越小的磁针，就能越清楚地看出磁场的分布情况；小磁针（或被磁化后的铁屑）在磁场中的排列情况启发我们用带箭头的曲线来形象地描述磁场。
有些动物能够感觉到磁场，如绿海龟、鸽子等，它们能利用地磁场“导航”。
第2节　电生磁
基本概念与定义
电流的磁效应：通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫作电流的磁效应。
通电螺线管的磁场：把导线绕在圆筒上，通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。通电螺线管外部的磁场跟条形磁体的磁场相似。
规律与公式
奥斯特实验：把导线平行地放在小磁针上方，通电时小磁针受到磁场力的作用而发生偏转，切断电流时小磁针又回到原位，这说明通电导线和磁体一样，周围存在磁场；当电路中的电流方向改变时，小磁针的偏转方向也改变，说明电流产生的磁场方向跟电流的方向有关。
安培定则（右手螺旋定则）：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 极。
要点提示
通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体相似：磁感线从 极出发回到 极。
用安培定则可以由电流方向判断螺线管的磁极，也可以由螺线管的磁极判断电流的方向。
探究通电螺线管外部磁场的方向时，为使磁场增强，可以在螺线管中插入铁芯，或增大电流。
第3节　电磁铁　电磁继电器
基本概念与定义
电磁铁：在螺线管中插入铁芯，通电后能产生很强的磁性，我们把这种磁体叫作电磁铁。
电磁继电器：利用电磁铁来控制高电压、强电流电路通断的装置。它由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成。
规律与公式
影响电磁铁磁性强弱的因素：
通过线圈的电流大小：电流越大，电磁铁的磁性越强；
线圈的匝数：电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，电磁铁的磁性越强；
插入铁芯可以大大增强磁性。
电磁继电器的工作原理：通过线圈的电流使电磁铁把衔铁吸下，使工作电路的触点接通，工作电路中的用电器（如电动机）开始工作。工人师傅所按的按钮只控制电磁铁电流的通断，从而间接地控制高电压、强电流电路的通断，保证操作安全。
要点提示
电磁铁的优点：它磁性的有无可由通断电来控制；磁性的强弱可由改变电流大小来控制；磁极可由改变电流方向来改变。
电磁铁的实际用途很多：在电动机、发电机里会用到电磁铁；全自动洗衣机的进水、排水，以及水位自动报警器、直流电铃等都是由电磁铁控制的；磁悬浮列车上的磁体大多是通有强大电流的电磁铁。
使用电磁继电器可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流，实现远距离控制和自动控制（如温度自动控制、水位自动报警等）。
第4节　电动机
基本概念与定义
磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中要受到力的作用。
换向器：实际的电动机可以通过换向器在适当的位置自动改变线圈中的电流方向，使线圈能持续转动下去。
电动机的基本构造：主要由线圈和磁体两部分组成，能够转动的部分叫作转子，固定不动的部分叫作定子。实际的电动机都有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上。
规律与公式
受力方向的影响因素：通电导线在磁场中受力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系；当电流的方向或者磁场的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。
通电线圈在磁场中的转动：把一个通电的线圈放到磁场中，线圈会转动起来；线圈转过平衡位置后，通过换向器自动改变线圈中的电流方向，线圈就能继续转动下去。
能量转化：电动机工作时把电能转化为机械能。
要点提示
电动机具有构造简单、体积小、效率高、控制方便等优点，已应用在现代社会生产生活的各个方面。
改变电动机转动方向的方法：改变线圈中电流的方向，或改变磁体的磁极（磁场方向）。
扬声器也是利用磁场对通电线圈的作用工作的：通电线圈受磁场力而振动，带动纸盆振动发声。
用两个开关控制电动机的正转与反转时，可通过改变接入电路的电源极性来实现。
第5节　跨学科实践：制作简易直流电动机
基本概念与定义
制作思路：电动机主要由线圈和磁体组成，要制作直流电动机，需要考虑：①选择什么材料制作线圈；②如何使线圈在磁场中受力转动；③如何保证通电线圈能在磁场中持续转动。
规律与公式
通电线圈在磁场中受力转动；当线圈转到平衡位置时，若不改变电流方向，线圈将停止转动，因此需要相当于换向器的结构，使线圈中的电流方向在适当位置改变，线圈才能连续转动。
要点提示
制作简易直流电动机的主要材料有漆包线、磁体、导线、电源等；用漆包线绕制矩形线圈，两端的引出线作为转轴。
线圈两端的绝缘漆要刮去：一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样线圈每转半周电流方向改变一次，相当于简易的换向器，线圈就能持续转动。
组装好后给线圈通电，并用磁体提供磁场，调试自己制作的简易电动机，让它更好地工作起来。
展示交流时要说明是怎样实现让线圈连续转动的，并比较不同电动机转动得更快的原因（如线圈匝数、电流大小、磁场强弱等）。
第6节　磁生电
基本概念与定义
电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫作电磁感应（electromagnetic induction）。
感应电流：在电磁感应现象中产生的电流叫作感应电流（induction current）。
发电机：人们根据导体切割磁感线产生电流的原理制造发电机。实际的发电机由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成。
直流与交流：电流方向不改变的电流叫作直流；电流方向周期性改变的电流叫作交变电流，简称交流。交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。
规律与公式
产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
我国电网：以交流供电，频率为 50 Hz，即电流在每秒内周期性变化 50 次（电流方向每秒改变 100 次）。
影响感应电流的因素：改变导体在磁场中做切割磁感线运动的方向，感应电流的方向随之改变；发电机转速越大，产生的感应电流越大（小灯泡越亮）。
能量转化：发电机靠内燃机、汽轮机、水轮机等机械带动，把燃料中的化学能或者水流的机械能转化为电能。
要点提示
让导线静止在磁场中，或使导线沿磁感线的方向运动，电路中都不会产生感应电流；只有做切割磁感线运动时才会产生感应电流。
电动机与发电机的对比：电动机是把电能转化为机械能（通电线圈在磁场中受力转动）；发电机是把机械能转化为电能（线圈在磁场中转动产生感应电流）。
动圈式话筒的原理：声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈处在磁场中，从而产生变化的感应电流，经放大后由扬声器还原成声音。
大型发电机发出的电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电，同时为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体。
第二十一章　电磁波及其应用
第1节　电磁波的海洋
基本概念与定义
电磁波的产生：变化的电流在空间激起（产生）电磁波（electromagnetic wave）。广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。
波长：在一列波的传播中，凸起的最高处叫作波峰，凹下的最低处叫作波谷。邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫作波长（wavelength）。
频率：在某确定位置，1 s 内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。
波速：用来描述波传播快慢的物理量叫作波速（wave velocity）。跟水波类似，电磁波也可用波长、频率和波速来描述。
无线电波：通常用于广播、电视和移动通信的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分电磁波，叫作无线电波。
微波：在无线电波中波长较短的那部分叫作微波。
规律与公式
电磁波的传播：电磁波在真空中也可以传播（声音的传播要靠固体、液体、气体等介质）。真空中电磁波的波速为 ，大约为 30 万千米每秒，目前公认
波长、频率和波速的关系：由三者的定义可以得到
（ 表示波长， 表示频率） - 频率单位之间的换算关系：
电磁波大家族：按频率由低到高（波长由长到短）的顺序，电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、 射线、 射线。通常用于广播、电视和移动通信的无线电波只是其中频率较低的一小部分；微波炉用的是波长在无线电波中较短的微波。
要点提示
电磁波可以在真空中传播，太空中没有空气、声音无法传播，所以航天员在太空可以用电磁波来通信。
电磁波的产生条件是存在迅速变化的电流：把导线的一端与电池的负极相连、另一端与正极时断时续地接触，收音机就会接收到电磁波而发出“咔咔”声。
微波炉加热食物的原理：食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能增加、温度升高；由于微波可以深入食物内部，所以用微波炉做饭时食物的内部和外部几乎同时变熟，省时、省电。
收音机刻度板上的数字和单位表示所接收电磁波的频率（如 AM、FM 各频段），转动调谐旋钮可以调到不同频率的电台。
第2节　广播、电视和移动通信
基本概念与定义
调制：把音频电信号加载到高频电流上，这一过程叫作调制，所用的装置是调制器。
解调：由调谐器选出的信号含有高频电流成分，需要通过解调将其滤去，把音频电信号留下。
基站：手机体积很小、发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高，因此它跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接，这种固定的电台叫作基站。
信号的发射与接收：无线电广播信号的发射由广播电台完成，信号的接收由收音机完成。
规律与公式
无线电广播信号的发射流程：话筒把播音员的声音信号转换成电信号 → 调制器把音频电信号加载到高频电流上 → 通过天线产生电磁波并发射到空中。
无线电广播信号的接收流程：收音机的天线接收各种各样的电磁波 → 转动调谐器的旋钮从中选出特定频率的信号 → 解调，滤去高频电流成分、留下音频电信号 → 音频电信号经放大后被送到扬声器 → 扬声器把音频电信号转换成声音。
电视信号的发射和接收：摄像机把图像变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中；电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来，通过电视机把图像信号取出并放大，由显示器把它还原成图像。声音信号的产生、传播和接收跟无线电广播的工作过程相似。
移动通信：手机既是无线电发射台又是无线电接收台：它用电磁波把讲话的信息发射到空中，同时又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息；通话要靠基站转接。
要点提示
老式收音机的天线很长，而且要架在室外很高的地方，以获得更强的信号；现代收音机有很好的放大能力，天线可以隐藏在机壳内。
有线电视通过电缆等把电视节目传送到千家万户。
全国有很多广播电台，每个电台使用的电磁波频率都不相同，这样各个电台的信号才不会互相干扰，收音机才能通过调谐选出需要的信号。
第3节　卫星通信和光纤通信
基本概念与定义
微波中继站：微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。要想让微波沿地球表面传播，就要设中继站，通常每隔 50 km 左右就要建设一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。
同步卫星：通信卫星大多是相对地球静止的同步卫星，绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。
光纤通信：用激光在光导纤维（简称光纤）里传播来传递信息的通信方式。光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常将数条光纤并成一束再敷上保护层，制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。
激光：1960 年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光——激光。
规律与公式
全球通信：在地球的周围均匀地配置 3 颗地球静止卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。
光纤传光的原理：光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射后从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。
用光通信的优点：与短波、微波相比，光的频率更高，因此用光来通信，相同时间可以传递更多的信息。
要点提示
用月球作为微波中继站不现实：月球离我们太远（约 38 万千米），信号衰减、时间延迟，而且只有在两个通信点同时见到月球时，才能完成这两点间的通信。
利用卫星来发射和接收电磁波信号的应用非常广泛，例如北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的卫星导航系统，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。
激光的其他应用：激光束方向性好，可以用来进行精确测距（激光测距雷达）；激光亮度高，可以用激光束来切割各种物质、焊接金属以及在硬质材料上打孔，医学上可以用激光作为“光刀”切除肿瘤，还可以用激光“焊接”脱落的视网膜。
第二十二章　能源与可持续发展
第1节　能源利用的现状和面临的挑战
基本概念与定义
化石能源：我们今天大规模使用的煤、石油和天然气，是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。
不可再生能源：化石能源等不能在短期内从自然界得到补充，所以这类能源叫作不可再生能源。
可再生能源：水能和风能等能源可以在短期内从自然界得到补充，叫作可再生能源。
一次能源：可再生能源与不可再生能源都是可以直接从自然界获得的能源，我们称这样的能源为一次能源。
二次能源：电能是我们经常使用的能源，它通常是由其他能源转化而来的，最终还要转化为其他形式的能，属于二次能源。
能源利用的历程：从利用自然火到利用人工火的转变，开启了以柴薪作为主要能源的时代；蒸汽机的发明使人类逐步以机械动力代替人力和畜力，主要能源由柴薪转向煤，人类进入工业化社会。
规律与公式
能源转化和转移的方向性：涉及热现象的能量转化和转移过程是有方向性、不可逆的。汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车；热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。
能源消耗量的增长：如果把全世界的能源消耗量折合成热值为 的标准煤来计算，1950 年为 26 亿吨，1987 年为 110 多亿吨，2007 年达到 160 亿吨，2022 年达到 205 亿吨。
要点提示
能量虽然守恒，但涉及热现象的能量转化和转移具有方向性，有些能量可以利用、有些则不能，所以我们所能利用的能源是有限的，必须节约能源。
使用化石能源带来的问题：长期大规模开采会使化石能源面临枯竭；煤、石油、天然气等燃料往往含有杂质，燃烧生成的气体中含有二氧化硫等有害物质；燃料的不完全燃烧还会产生粉尘和一氧化碳，对人和环境造成危害。
燃煤发电的清洁技术：煤在燃烧前经过洗选去除杂质，发电厂对排出的烟气进行脱硫、脱硝、除尘等净化处理；碳捕集技术能把烟气中的二氧化碳大规模收集起来，对实现“碳达峰碳中和”目标具有重要意义。
判断能源类型的方法：能直接从自然界获得的是一次能源（如煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能）；由其他能源转化而来的是二次能源（如电能）。
第2节　新能源的发展
基本概念与定义
原子核的组成：原子核由质子和中子组成。质子带正电荷，其电荷量跟电子的电荷量相等；中子不带电。质子的质量大约是电子的 1836 倍，中子和质子的质量几乎相同。
核能：一旦质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这种能量就是核能（nuclear energy）。
裂变：用中子轰击质量比较大的铀 235 原子核，使其发生裂变，变成两个质量中等大小的原子核，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核，于是就导致一系列铀核持续裂变，释放出巨大的能量，这就是裂变中的链式反应。
聚变：使某些质量很小的原子核（如氘核与氚核）在超高温和高压下结合成新的原子核，也会释放出巨大的核能，这就是聚变，有时也称为热核反应。
太阳能利用的两种方式：一种是用集热器把水等物质加热，另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能。
太阳能转化为其他形式能量的三种方式：光热转换（如用太阳能集热器把水加热）、光化转换（把太阳能转化为化学能）、光电转换（把太阳能转化为电能）。
规律与公式
核能与核电站：1 kg 铀全部裂变，释放的能量相当于 2800 t 标准煤完全燃烧时释放的能量。核电站利用核反应堆产生的内能，通过汽轮机做功，带动发电机发电，能量转化过程为：核能 → 内能 → 机械能 → 电能。
链式反应的控制：如果对链式反应不加控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量（如原子弹的爆炸）；如果链式反应可控，就可以控制核能的释放，例如核反应堆中发生的就是可控链式反应。
太阳中的核反应：在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。太阳表面温度约为 6000 ℃，大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去。
要点提示
核能属于不可再生能源：与化石燃料一样，核燃料在自然界中也是有限的。
核反应堆内的铀核发生裂变时会释放能量、也会产生射线，所以核反应堆都封闭在一个厚厚的钢筋混凝土壳中；核电站一旦发生核泄漏事故，就可能产生严重的危害，因此核电站的安全性应得到高度重视。
核废料仍然具有放射性，一般将其放入特殊的容器封存后深埋在人烟稀少的地方；我国坚持安全有序发展核电。
太阳能电池具有使用寿命较长的优点，应用在航空、航天、通信等领域，在日常生活中也用于电灯、计算器、手表等用电器。
风能和海洋能也是人们可以利用的新能源，它们都可以用来发电，例如我国建设了数座潮汐电站，也建成了许多“风车田”。
第3节　跨学科实践：为节约能源设计方案
基本概念与定义
任务流程：制订优化自己家庭能源使用的具体方案，首先应该了解家庭使用能源的具体情况，然后有针对性地提出优化方案，分析它的有效性和可行性，并与他人交流讨论，对方案进行改进。
规律与公式
调查家中能源使用情况的内容：调查家中能源的用途（做饭、采暖、制冷、生活热水、交通、其他电器等）、能源名称、能源类型（可再生能源 / 不可再生能源）以及消耗量；据此确定哪些用途的能源消耗比较多。
减少房间与外界热传递的思路：根据热学知识可知，热量能自发地从高温物体传递到低温物体，因此要想保持房间的温度不变，就要尽可能减少房间与外界的热传递。可以参考冬天穿羽绒服保暖的方法，选择保温能力比较强的材料将房间“包裹”起来，以此减少房屋内部与外界的热量交换。
材料的保温性能：通常与它的厚度、热导率、干燥程度、与外界的接触面积，以及外界温度等有关。通常，材料厚度越大、热导率越小、与外界的接触面积越小，材料就越能减缓热量散失。
要点提示
节约能源的具体做法：夏季制冷时适当调高空调温度、冬季采暖时调低暖气温度；还可以对房屋进行改造（如加装保温材料）来节约能源。
选择保温材料时，除考虑热导率外，还要考虑环保性、价格、耐火性、易安装程度等因素。
制订房屋保温的设计方案时，要写明安装位置、安装尺寸、所需材料、处理方式、备注等内容。
方案实施后要评估效果：与家人商量后按方案实施一段时间，比较能源消耗量是否减少，并计算减少的多少。

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