内能 · 热机 · 电路 · 欧姆定律

一、物理量与单位

记忆口诀：电流安培，电压伏特，电阻欧姆，热量焦耳。

单位命名纪念（期中第1题高频）：安培—电流，伏特—电压，欧姆—电阻，焦耳—能量（热量、电功），库仑—电荷量，瓦特—电功率。

电能表读数：电能表最后一位是小数位，单位是 kW·h。

二、内能与分子动理论

1. 分子动理论（三条）

① 物质由大量分子、原子构成。

② 一切物质的分子都在永不停息地做无规则热运动。扩散现象可证明：闻到气味（荷花飘香、饭菜飘香）、红墨水扩散、二氧化氮气体混合、糖块入水变甜。温度越高，分子热运动越剧烈。

③ 分子之间同时存在引力和斥力。

· 引力证据：压紧铅块可吊起重物、铅柱结合、玻璃板接触水面向上拉示数变大、天宫“液桥”。

· 斥力证据：铁块很难被压缩、液体很难被压缩。

· 间隙证据：水与酒精混合后总体积变小。

2. 改变物体内能的两种方式

方式一：做功（能量的转化，机械能↔ 内能）

· 外界对物体做功 → 内能增大：压缩空气引火、下压活塞点燃硝化棉、打气筒筒壁发热、反复弯折铁丝发烫、搓手取暖、钻木取火、锯木头、磨刀。

· 物体对外做功 → 内能减小：水蒸气顶开塞子、瓶塞跳出，内能转化为塞子机械能，水蒸气内能减小、温度降低，液化形成“白气”。

方式二：热传递（能量的转移，高温→ 低温；发生条件：存在温度差）

例子：烧水、晒太阳、烤箱加热、热水袋、加冰块、冰箱冷藏。

等效性：做功和热传递对改变物体内能是等效的。

3. 温度、内能、热量辨析

内能：物体内所有分子热运动动能与分子势能的总和。一切物体在任何温度下都有内能，0℃物体内能也不为0。内能与温度、质量、状态有关。

热量：热传递过程中转移的内能多少，是过程量。

温度：表示物体冷热程度。

六条关键关系（期中辨析题核心）：

① 只能说“吸收热量 / 放出热量”，绝不能说“物体含有、具有热量”。

② 物体吸收热量，温度不一定升高：晶体熔化、液体沸腾吸热但温度不变，内能增大。

③ 物体温度升高，内能一定增大：可能是吸热，也可能是外界对物体做功。

④ 物体放热，温度不一定降低：晶体凝固放热但温度不变。

⑤ 温度高的物体内能不一定大（还看质量、状态）；内能大的物体温度不一定高。

⑥ 热传递方向：从高温物体传向低温物体，传递的是内能（热量），不是温度。

4. 热值（燃料的特性）

定义：1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量。

热值是燃料本身的属性，只跟燃料种类有关，跟质量、是否完全燃烧、放热多少无关。

公式：Q放 = mq（完全燃烧时）。放热多少由热值和燃料质量两个因素共同决定。

比较燃料热值实验：燃料质量相同、完全燃烧，比较液体升温多少（转换法）。

5. 比热容 c

定义：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量。

比热容是物质的一种特性，只跟物质种类、状态有关。一杯水倒掉一半，剩余水的比热容不变；水和冰是同种物质，比热容不同。

吸放热公式：Q = cmΔt（Δt 为温度变化量，Δt = 末温 − 初温）。

物理意义：水的比热容 4.2×10³ J/(kg·℃)，表示 1 kg 的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）热量 4.2×10³ J。

水的应用：发动机水冷（冷却剂）、暖气/暖手袋（供热介质）、沿海地区昼夜温差小、保温碗夹层盛水。

定性比较：质量相同的不同物质，吸收相同热量，比热容越小温度升高越多；放出相同热量，比热容大的降温越少。

“比较不同物质吸热能力”实验（20卷必考实验，要点必背）：

· 控制变量：两种液体质量相同（不是体积相同）、初温相同；用相同加热器（电加热器/酒精灯相同）。

· 转换法：用加热时间反映吸收热量的多少——相同加热器加热相同时间，吸收热量相同。

· 判断方法：相同时间（吸热相同）升温慢的比热容大；升高相同温度，加热时间长的比热容大。

6. 汽油机四冲程

判断方法：先看气门开闭（进气门开→吸气；排气门开→排气；两门都关看活塞：上行→压缩，下行→做功）。

情境对应：走马灯热空气推动扇叶、蒸汽推动叶轮、涡轮喷气发动机→做功冲程；迅速推杆点燃艾绒、压缩引火仪→压缩冲程。

工作链条：化学能→ 内能 → 机械能。

7. 热机效率与能量守恒

效率：η = W有用 / Q放，任何热机效率都小于100%（废气带走热量、摩擦等损耗）。

提高效率途径：使燃料充分燃烧、减少散热损失、回收废气内能（如六冲程发动机）。

能量守恒定律：能量不会凭空产生或消失，只会转化或转移。永动机违背能量守恒，不可能制成。

能源分类：可再生能源（太阳能、风能、水能）；不可再生能源（煤、石油、天然气等化石能源）。核电站利用核裂变的可控链式反应发电。

三、静电、电流、电压、电阻

1. 摩擦起电

摩擦起电本质：电荷（电子）的转移，不是创造电荷，电荷不能凭空产生，电荷总量守恒。

带电规律：失去电子带正电，得到电子带负电；相互摩擦的两物体一定带异种电荷。丝绸摩擦玻璃棒：玻璃棒带正电；毛皮摩擦橡胶棒：橡胶棒带负电。

带电体可以吸引轻小物体（灰尘、头发、香灰、纸屑）。

2. 两种电荷与验电器

自然界只存在正、负两种电荷；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

验电器：用来检验物体是否带电；原理是同种电荷相互排斥，箔片张开；张角越大说明带电越多（不能测出带电多少）。

接触带电：带正电的验电器A与不带电的验电器B用金属棒连接：电子从B流向A（B失去电子带正电），电流方向与电子方向相反，为 A → B。

3. 静电的应用与防止

应用（利用静电）：静电除尘、静电喷漆、静电复印。

防止（防止危害）：静电消除器、油罐车铁链拖地、加油站接地、导电轮、静电释放器——把电荷导入大地。静电消除器前端必须是导体，才能把静电导走。

4. 电流的形成与方向

电荷的定向移动形成电流。正电荷定向移动可形成电流；负电荷（自由电子）定向移动也可形成电流。

规定：正电荷定向移动的方向为电流方向。

金属导体中：靠自由电子导电，自由电子定向移动方向与电流方向相反。

电路中电流方向：电源正极→ 用电器 → 负极。

5. 电压与持续电流条件

电压是形成电流的原因；电源提供电压。

产生持续电流的两个条件：① 有电源（有电压）；② 电路是通路（闭合回路）。

6. 电阻

电阻表示导体对电流阻碍作用的大小，是导体本身的一种性质。

电阻大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定。

R = U/I 只是测量计算式（量度式），不是决定式。

温度影响：金属导体温度升高，电阻增大（灯丝加热变暗）；玻璃常温是绝缘体，高温变红炽可导电（导体与绝缘体没有绝对界限）。

探究实验：控制变量法（研究长度须材料、横截面积相同；研究材料须长度、横截面积相同）+ 转换法（用电流表示数或灯泡亮度反映电阻大小）。

7. 导体与绝缘体

导体（容易导电）：金属、石墨（铅笔芯）、人体、大地、盐水、湿木材——有大量自由电荷。

绝缘体（不容易导电）：橡胶、塑料、陶瓷、玻璃（常温）、干木材、汽油、纸——缺少自由电荷（不是绝对不导电）。

导电能力可转化：玻璃红炽变导体、干燥变潮湿可导电。

8. 水果电池、盐水电池与半导体

水果电池：插入不同金属片的水果相当于电源，把化学能转化为电能；用电压表判断正负极：指针正向偏转时，正接线柱所接金属片为正极；多个水果电池串联可提高电压。

半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，受温度、光照、压力、掺入杂质影响。常见元件：热敏电阻、光敏电阻、力敏电阻、二极管（单向导电，LED反向不导通）。

四、电路：串联与并联

1. 电路的组成

电源（提供电能）、开关（控制通断）、导线（传输电能）、用电器（消耗电能）。

元件角色随状态变化：蓄电池充电时是用电器（电能→化学能），放电/供电时是电源（化学能→电能）；太阳能发电板对外供电时是电源。

2. 串联电路

定义：用电器首尾依次顺次连接，电流只有一条路径；一处断开，全部用电器都不工作。

电流规律：I = I₁ = I₂，串联电路各处电流大小相等。

电压规律：U总 = U₁ + U₂，总电压等于各部分电压之和。

串联分压：U₁/U₂ = R₁/R₂，电阻越大，分到的电压越大。

总电阻：R总 = R₁ + R₂，串联总电阻比任何一个电阻都大。

3. 并联电路

定义：各用电器两端分别连在一起，电流有多条独立支路；各支路互不影响，一条支路坏了，其他照常工作。

电压规律：U总 = U₁ = U₂，各支路两端电压都等于电源电压。

电流规律：I总 = I₁ + I₂，干路电流等于各支路电流之和。

并联分流：I₁/I₂ = R₂/R₁，电压相同，电阻越大，支路电流越小。

总电阻：并联总电阻比任何一个支路电阻都小。

4. 开关逻辑（生活电路）

多个开关，任意一个闭合用电器就工作→ 开关之间是并联（“或”逻辑）。 例：手机数字、图案、指纹、人脸解锁，任选一种成功即解锁；停车场两种方式抬杆。

所有开关必须全部闭合用电器才工作→ 开关串联（“与”逻辑）。 例：楼道声光控灯（有声音且光线暗才亮）；展柜三把锁同时打开。

总开关控制整个电路，应接在干路上。

5. 短路

电源短路：导线直接连接电源两极，电流极大，会烧坏电源，绝对不允许。

用电器短路（局部短路）：导线直接接通某一用电器两端，该用电器被短路不工作，其他元件仍工作。

安全带提示电路：系安全带时开关S₂闭合把指示灯短路熄灭；电路中必须串联保护电阻，防止电源短路。

6. 电路故障判断

串联两灯都不亮→ 断路（一处断开全不亮）。

故障口诀（高频）：电流表无示数 + 电压表示数接近电源电压 → 与电压表并联的部分断路；电流表有示数 + 电压表无示数 + 灯不亮 → 与电压表并联的部分短路。

电压表逐点排查法：电压表负接线柱接电源负极，正接线柱依次接电路各点：示数从电源电压变为0的分界点，就是断路位置。

五、电流表与电压表

1. 使用规则（口诀）

电流表必须串联（内阻极小，相当于导线）；电压表必须并联（内阻极大，相当于断路）。

电流从正接线柱流入，从负接线柱流出（“正进负出”），接反指针反偏。

被测电流、电压不能超过电表量程；电流表绝对不允许直接接在电源两极（相当于短路，烧坏电表）。

2. 读数方法

先看量程和分度值，再读数：电流表 0～0.6 A 分度值 0.02 A，0～3 A 分度值 0.1 A；电压表 0～3 V 分度值 0.1 V，0～15 V 分度值 0.5 V。

3. 错误接法的后果（用欧姆定律解释）

电流表并联在用电器两端：电流表内阻极小→ 被并联部分被短路 → 电流过大，烧坏电流表。

电压表串联在电路中：电压表内阻极大→ 总电阻极大 → 电流极小，相当于断路，用电器不工作。

4. 电表身份判断

圆圈与元件串联在支路/干路中 → 电流表；圆圈跨接在某元件两端 → 电压表。

六、滑动变阻器与电位器

1. 原理与接线

原理：通过改变接入电路电阻丝的长度，改变接入的电阻大小。

接线规则：一上一下。

滑片离下方接线柱越远，接入电阻越大；越近，接入电阻越小。

接下面两个接线柱：接入全部电阻丝，滑片移动电阻不变，相当于定值电阻。

接上面两个接线柱：接入电阻几乎为0，相当于导线。

闭合开关前，滑片应置于最大阻值处（保护电路）。

2. 在实验中的作用

① 保护电路；② 改变定值电阻（或用电器）两端电压、改变电路电流，便于多次测量。

3. 动态电路分析顺序

滑片移动→ 接入电阻变化 → 总电阻变化 → 总电流变化 → 定值电阻电压（IR）变化 → 变阻器电压 = 电源电压 − 定值电阻电压。

4. 电位器与应用装置

电位器（旋钮变阻器）：只接A、C两个接线柱→整段电阻丝全部接入，转动旋钮电阻不变、亮度不变；接A、B或B、C→改变接入长度，可调亮度。

应用装置：台灯调光（变阻器与灯泡串联）、油量表（浮子带动滑片）、身高测量仪（电阻棒）、坐位体前屈测试仪、电位器调光。

七、欧姆定律

1. 内容与公式

内容：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。

公式：I = U/R；变形式 U = IR、R = U/I。

2. 探究电流与电压的关系

控制变量：保持电阻R阻值不变——必须用定值电阻，不能用小灯泡（灯丝电阻随温度变化）。

滑动变阻器作用：保护电路 + 改变定值电阻两端电压，获取多组数据。

结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端电压成正比（I-U图像是过原点的直线）。

图像意义：I-U图像斜率（U/I）反映电阻大小，斜率越大电阻越小；两条图线倾斜不同是因为定值电阻阻值不同。

3. 探究电流与电阻的关系

控制变量：保持定值电阻两端电压（电压表示数）不变。

操作：更换不同阻值定值电阻后，调节滑动变阻器使电压表示数保持不变，再读电流。

滑片方向：换大电阻后其分压变大（电压表示数变大），应向增大变阻器接入电阻的方向移动滑片，把电压拉回控制值。

结论：电压一定时，电流与电阻成反比（I-R图像是双曲线，IR乘积不变）。

变阻器规格选择：若变阻器最大阻值不足，换大电阻后电压表示数始终偏大无法回到控制值——应更换更大阻值的变阻器，或降低电源电压。

4. 伏安法测电阻

原理：R = U/I。

电路：电压表并联被测电阻，电流表串联；闭合开关前滑片置于最大阻值处。

故障判断：电流表无示数、电压表示数接近电源电压→ 被测电阻断路；电流表有示数、电压表无示数、灯不亮 → 被测电阻（灯泡）短路。

多次测量目的：测定值电阻——多次测量求平均值减小误差；测小灯泡电阻——不能求平均值（灯丝电阻随温度变化，不同电压下电阻不同）。

5. 特殊方法测电阻

伏阻法（电压表 + 已知定值电阻R₀）：第一步闭合S、S₁断开S₂，电压表测R₀两端电压U₁；第二步闭合S、S₂断开S₁，电压表测电源电压U₂。串联电流 I = U₁/R₀，Rx = U₁R₀/(U₂−U₁)。

安阻法（电流表 + 已知定值电阻R₀）：R₀与Rx并联，分别测两支路电流，Rx = I₀R₀/Ix。

等效替代法（电阻箱）：保持滑动变阻器滑片位置不动，用电阻箱替换待测电阻，调至电流（或电压）表示数与原来相同，电阻箱读数即Rx。

6. I-U 图像分析

定值电阻：图像是过原点的直线；小灯泡：图像是曲线（电阻随温度变化）。

串联图像：找同一电流下，两元件电压相加等于电源电压；并联图像：找同一电压下，两元件电流相加等于干路电流。

滑动变阻器图像：滑片从一端移到另一端，图像两个端点分别对应变阻器阻值为0和最大阻值两种状态，可求电源电压、定值电阻、变阻器最大阻值。

7. 动态电路与传感器（高频）

常见传感器（串联分压推理）：热敏电阻（温度升高阻值减小，NTC）、光敏电阻（光照增强阻值减小）、力敏/压敏电阻（压力增大阻值减小）、气敏电阻（浓度增大阻值减小，用于酒精测试仪、燃气报警器）。

推理链：传感器电阻R减小 → 总电阻减小 → 总电流增大 → 定值电阻电压增大 → 传感器两端电压减小。先确定电压表并联对象，再判断示数变化。

报警阈值设计：气敏/热敏报警器并联在定值电阻R₀两端：R₀越小，报警器达到警戒电压时对应的传感器阻值越小，即更低浓度（更低温度）触发报警，灵敏度更高。

八、电功与电功率（个别学校考查，一七一中卷）

电功：W = UIt，单位焦耳（J）；常用千瓦时（kW·h），1 kW·h = 3.6×10⁶ J。

电功率：P = W/t = UI = U²/R = I²R，表示电流做功的快慢，单位瓦特（W）。

电能表：读数最后一位是小数位，单位 kW·h。

额定与实际：小灯泡正常发光时两端电压等于额定电压、功率等于额定功率；不考虑温度影响时灯丝电阻不变，实际功率 P实 = U实²/R。

亮度比较：串联电路用 P = I²R 比较（电阻大的亮）；并联电路用 P = U²/R 比较（电阻小的亮）。同一对灯泡在串联、并联中亮度排序会反转。

总功率极值：电源电压不变时，P总 = U²/R总，总电阻最大时总功率最小。

九、八年级力学遗留考点（个别区考查）

以下内容为房山、海淀等试卷中保留的八年级力学题，期中复习时顺带过一遍即可。

杠杆：动力× 动力臂 = 阻力 × 阻力臂（F₁L₁ = F₂L₂）；动力臂大于阻力臂为省力杠杆（核桃夹、撬棍）。

浮力：称重法 F浮 = G − F拉；阿基米德原理 F浮 = ρ液gV排；探究浮力与液体密度关系须控制排开液体体积相同。

惯性：一切物体都有惯性，只能说“具有惯性”，不能说“受到惯性”；相互作用力与平衡力要区分。

动能与势能：动能大小与质量、速度有关（探究须控制速度相同，用木块被推距离转换法）；重力势能与质量、高度有关（桌腿陷入深度转换法）；动能、势能可相互转化，机械能可能不守恒（有摩擦转化为内能）。

十、重点实验背诵表

（一）热学实验

（二）电学实验

十一、高频易错判断（做题快速排错）

十二、解题公式汇总