安培汤姆 库伦伦 千瓦时的关系

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2014-10-19 05:06 标签： 安培 库伦
初中电学也可以这样来复习
注：这篇文章是恩师杨教授惠赠的。文中主要是面向初中生阐述了如何在复习过程中，掌握和运用控制变量这种常用的思想和实验方法，并且告诉初中学生和老师，复习也不是枯燥乏味的，更不是简单的重复，而是一个提升过程——不仅是知识的提升，更是思想方法的提升。
八年级（初中二年级）的电学比起前面的声学、光学、热学来，不仅动手实验的内容增加了，而且利用物理量描述物理规律的内容也增加了。物理教科书中自电学始，不仅公式（公式也可以看做函数关系表达式）多了，而且出现了“多变量问题”（如图1）。
虽然，学生在八年级上学期的数学课就已经开始学习“函数”，但是所学内容主要是一元函数，并且不关注变量的单位。但是初中电学开始有了更复杂的内容。
（一）涉及多元函数，例如焦耳定律公式（如图2），一个变量Q决定于三个自变量I、R和t，相关的电热演示实验采用的是典型的“控制变量法”。
（二）函数表达式中的每一个物理量都对单位有严格的要求（如图3），在解题过程中不仅数字要参加运算，单位也要参加运算。
“量”即“多少”或“大小”，它由两部分组成，“数”与“单位”，二者缺一不可。学生解题时，往往只注意数的运算，而忽视单位的运算。另外，面对电
学中诸多的物理量（表1），学生经常把不同量的单位相混淆，或者把量的符号与单位的符号相混淆。为防止混淆，教科书中的相关章节，多次出现警示框（如图
3、4与5）。
& 物理名称
& 物理符号
& 主要单位名称
焦耳和千瓦时&
& 该单位符号
& J和kW·h
每个量除有主要单位外，还有分数单位与倍数单位。例如，伏、毫伏与千伏；安、毫安、微安；欧、千欧、兆欧；
瓦、毫瓦与千瓦；等等。
尽管书中多次警示，教师也经常嘱咐，但 对初中生而言，记牢公式、搞清物理量、用对 单位，仍非易事。
我们是否可以将公式中的各量仅取 1个单位，导出某单位与其他单位的关 系，进而了解该单位的物理意义。
例1）进一步了解能量单位“焦耳”与电功率单位“瓦特”。
由图6，我们不仅根据公式了解电功率的物理意义，知道了电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量，而且还可以推得：瓦特=焦耳/&秒或者&焦耳=瓦特·
秒。前者是说，如果某用电器在1秒内消耗1焦耳的电能，那么它的电功率就是1瓦特；后者意即，如果用电器的电功率是1瓦特，那么1秒内消耗的电能就是1焦
由于1千瓦·&时=1000瓦特&3600秒=3.6&
瓦特·秒=3.6&
焦耳，这说明“焦耳”这个单位很小。
那么，1焦耳电能可以做些什么呢？最易懂的实例就是焦耳定律演示实验（图7），若用1焦耳电能加热液体，仅能使0.24克纯水或0.47克煤油温度上升1℃（见表2）。
例2）了解电荷量的单位“库仑”与电流的单位“安培”的关系。
许多初中生，知道电子电荷量的绝对值（元电荷）e约为1.6&
库仑，那么1库仑含多少个电子呢？可能有的学生有些“茫然”。但另一些学生会很快的出答案：
0.61019就是600亿亿，这看起来是个大数目，如世界人口数以60亿计，众人携带这些元电荷，则平均每人就有10亿个。可是该数仍小于体积为1立方毫米的铜粒内所含的自由电子数目——1019（室温下）。由此，可体验铜为什么是电和热的良导体。
如果电路中的某横截面每秒通过1库仑定向移动的电荷，那么该电流的强弱就是1安培，即&安培=库仑/秒；反之，如果电路中某处横截面的电流是1安培，那么1秒内定向移动通过该处的电荷量就是1库仑，即&库仑=安培&秒。
例3）了解“伏特”与“焦耳”的关系。
联系图5与6，可得：
焦耳&/&秒=伏特&安培，进一步导出：
焦耳=伏特&安培&秒。
这说明，端电压是1伏特的用电器，如果其中的电流是1安培，那么1秒内消耗的电能就是1焦耳。
又因为库仑=安培·秒（见例2），代入上式可得&焦耳=伏特&库仑，即
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
伏特&=&焦耳&/&库仑。
由此可了解“伏特”的物理意义：
（1）如果某电源每搬运1库仑电荷做定向移动时，会把1焦耳其他形式的能转换为电能，那么该电源搬运电荷的能力就是1伏特。常用的1.5V干电池每搬运1C电荷做定向移动时，会把1.5J的化学能转换为电能。
（2）如果某电热器每流过1C电荷（即1s内过1A电流）产生1J的热量，那么它两端的电压是1V。
例4）了解“欧姆”的物理意义。
根据截图7所示的焦耳定律实验，可总结出Q=I2Rt,R=Q/(I2t)。同样，将式中每一个量都取1个单位，得=/(2·秒)。
与由测量定值电阻实验所用公式R=U/I&得到的“欧姆=伏特/安培”比较，二者实际意义是相通的。这是因为伏特=焦耳/库仑=焦耳/&(安培·秒)。
我们还可以得到:=(·秒)/2=/2=2·欧姆。
大家是否能从=/=/2=/(2·秒)”这些等式中，在熟悉众多单位的同时，更多地了解“欧姆”的物理意义呢？试着说说看。
例5）探究“电阻率”的物理意义及其单位。
图8所示的实验，探究影响导体电阻的四因素（材料、长度、横截面积、温度），是典型的多变量问题。若控制后三个因素不变时，导体电阻与材料的关系由表3所示。
表3所列出的是长1米、横截面积1平方毫米的各种金属导线在20℃时的电阻值，该值被称作电阻率，一般用希腊字母ρ表示，它反映了某种材料对定向移动电荷的阻碍作用。电阻率的单位可通过下法得到。
上述实验总结出：在一定温度下，金属导线的电阻R与其长度L成正比，与其横截面积A成反比，即R=&ρ(t)&L&/&A。式中把ρ写作ρ(t)，是说电阻率受材料温度的影响。
由此式解得ρ&=&R&A&/&L&，将其中每个物理量都取1个单位，即可得出ρ的单位是“欧姆·平方毫米/米”。
又因为1平方毫米=
平方米，所以欧姆·平方毫米/米= 欧姆·平方米/米
= 欧姆·米。
“欧姆·平方毫米/米”和“欧姆·米”都是电阻率的单位，1欧姆·米= 欧姆·平方毫米/米。
思考）比较测量定值电阻的阻值所画出的图线与测量小灯泡灯丝电阻时所画出的图线，根据后者能否得出“电阻与电压有关系”的结论。进一步理解影响电阻的因素。
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＞＞＞下列各组中都属于电功单位的一组是[]A．焦耳，伏特·安培，千瓦时B..
下列各组中都属于电功单位的一组是
A．焦耳，伏特·安培，千瓦时 B．焦耳，伏特·安培·秒，千瓦时 C．瓦特，伏特·安培·秒，焦耳/秒 D．瓦特，千瓦时，瓦特·秒
题型：单选题难度：偏易来源：专项题
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据魔方格专家权威分析，试题“下列各组中都属于电功单位的一组是[]A．焦耳，伏特·安培，千瓦时B..”主要考查你对&&电功的概念&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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电功的概念
概念:电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，或消耗了多少电能
电功单位:国际单位：焦耳(J)常用单位：千瓦时（kW·h）关系：1kW·h=3.6×106J用控制变量法和转换法探究电流做功与哪些因素有关： 1．在实验探究过程中，先采用串联电路，控制通过两段电阻丝的电流相同，在通电时间相同的情况下探究电流做功与电压大小之间的关系；再采用并联电路，使加在两段电阻丝上的电压相同，在通电时间相同的情况下，探究电流做功与电流大小之间的关系。 2．电流做功多少是通过电流的热效应转换为煤油的内能的变化，又转化为煤油的温度变化来体现的。例对于“电流做功与哪些因素有关”的问题，刘星同学作了如下猜想：猜想A：电流做功可能与电压有关；猜想B：电流做功可能与电流有关；猜想C：电流做功可能与通电时间有关。为了验证自己的猜想，他选择了如图甲所示的装置(除电阻丝阻值不同外，其余条件均相同)及电源、开关、电压表、导线若干。他将两电阻丝串联后接入电路，如图乙所示。&(1)将两电阻丝串联接人电路的目的是为了控制通过电阻丝的____和通电时间相同，他采用的科学探究方法是_____。 (2)接通电路前，他想：通电一段时间后观察温度计示数的变化，若两支温度计示数变化不同，则说明电流做功与电阻丝两端的______有关这就验证了猜想_______。
解析：从猜想可以看出，影响电流做功的因素有电压、电流和通电时间三个因素，在通过实验探究电流做功与某个因素的关系时，应采用控制变量法。实验装置采用串联的目的是使通过两电阻的电流和通电时间相同(同时接通，同时断开)，这是为了研究电流做功与电压的关系，阻值大的电阻两端电压大。电流做功时将电能转化为煤油的内能，因此电流做功的多少可以通过煤油的温度显示出来，若通电一段时间后，两瓶中煤油温度变化不同，则说明电流做功与电压有关。
答案：(1)电流& 控制变量法(2)电压& A电功和电功率知识梳理:
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71154257879261191245947241730242691如何区分电场力、洛仑兹力、安培力、库仑力_百度知道
如何区分电场力、洛仑兹力、安培力、库仑力
安培力的公式为F=IBL（条件三者两两垂直） 安培力是洛仑兹力的宏观表现洛伦兹力是安培力的微观表现,r^2)洛仑兹力是磁场力,即是带电粒子在电场中受到的力的作用,洛仑兹力的公式为F=qBv（条件三者两两垂直）,库仑定律仅适用于真空中点电荷,库仑力属于电场力,电场力,公式为F=k*(qQ&#47,是通电导线在磁场中的受力,即带电粒子在磁场中受到的力的作用,安培力也是磁场力,
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电场力，顾名思义，即是带电粒子在电场中受到的力的作用，库仑力属于电场力，但库仑定律仅适用于点电荷，公式为F=k*(qQ/r^2)洛仑兹力与安培力均是磁场力，即带电粒子在磁场中受到的力的作用，安培力是洛仑兹力的宏观表现，洛仑兹力的公式为F=qBv，安培力的公式为F=IBL
电场力，即是带电粒子在电场中受到的力的作用，库仑力属于电场力，库仑定律仅适用于真空中点电荷，公式为F=k*(qQ/r^2)洛仑兹力是磁场力，即带电粒子在磁场中受到的力的作用，洛仑兹力的公式为F=qBv（条件三者两两垂直），安培力也是磁场力，是通电导线在磁场中的受力，安培力的公式为F=IBL（条件三者两两垂直） 安培力是洛仑兹力的宏观表现洛伦兹力是安培力的微观表现
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