三．能量
(一)能量
1、能量（energy、能）定义、单位。
一个物体能够对外做功，就说这个物体具有能量能量表示物体做功本领大小的物理量，能量可以用能够做功的多少来衡量。不同的物体做功的本领不同。能量是物质运动转换的量度。一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功，也不一定要做功。
在国际单位制中，能的单位与功的单位相同，能的单位是焦耳（J）。
将一个苹果从地面举高到桌面所需的能量大约是1J手电筒1秒消耗的电能大约是1J功是能量变化的量度，做功的多少反映了能量变化，功的正负则反映了能量转化的方向一个物体对外做了多少功，它就减少消耗了多少能量。外界对一个物体做了多少功，这个物体的能量就增加了多少能的概念跟功的概念有密切联系按照物质的不同运动形式类物质的运动形式多种多样，每一个具体的物质运动形式存在相应的能量形式。宏观物体机械运动对应的能量形式是动能；分子运动对应的能量形式是热能；原子运动对应的能量形式是化学能；带电粒子定向运动对应的能量形式是电能；光子运动对应的能量形式是光能能量当运动形式相同时，物体的运动特性可以采用某些物理量或化学量来描述。物体的机械运动可以用速度、加速度、动量等物理量来描述；电流可以用电流强度、电压、功率等物理量来描述。如果运动形式不相同，物质的运动特性唯一可以相互描述和比较的物理量就是能量，能量是一切运动着的物质的共同特性。能量是衡量所有物质运动规模的统一量度。能量是质量的时空分布可能变化程度的度量。现代物理学已明确了质量与能量之间的数量关系，即爱因斯坦的质能关系式：E=mc2。物体做功的过程就是能量的转化过程物体做功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多，就表示这个物体的能量越大。物体由于运动而具有的能叫动能。一切运动的物质量相同速度越大动能越大速度相同质量越大动能越大。
3）探究物体动能跟哪些因素有关。
猜想：动能大小与物体质量和速度有关；
实验小钢球实验方法：控制变量动能、势能的大小不能用仪器直接测出。物理学利用具有动能或势能的物体做功，根据它们做功本领的强弱来反映具有的动能或势能的大小。
比较法：根据一定标准，比较某种现象在不同情况下的不同表现的方法。它主要找出事物之间异同关系。
实验控制钢球速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时；
控制钢球：使钢球从不同高度滚下则到达斜面底端时
得出结论：
4）一些物体的动能
（2）势能：
1）重力势能：
在地表附近，物体由于高度所的能，叫做重力势能。影响重力势能的因素：由物体的质量和被举高的高度的大小决定。：物体由于发生弹性形变而有的能，叫做弹性势能。影响弹性势能的因素：物体的弹性形变的大小。动能、重力势能和弹性势能统称为机械能有动能的物有势能的物体同时具有动能和势能的物体具有机械能。动能势能：动能和势能之间可以相互转化注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大在只有动能和势能转化的过程中，机械能的总量保持不变。有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失机械能守恒不守恒不守恒如果“斜面上匀速下滑”表示有能量损失机械能不守恒。动能和重力势能间的转化规律：
质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；
质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能、动能与弹性势能间的转化规律：
如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；
如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。动能和势能相互转化的条件
动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自增减变化动能增减判断速度的增减重力势能增减判断物体离地面高度的增减。弹性势能增减判断形变大小。势
举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
（8）机械能的应用：
1）风能：太阳辐射造成地球上各部分受热不均匀，引起空气流动而产生的能量。风能的大小由风速和流动空气的质量决定。风力发电：风能---风车--发电机---电能。
水能：水能是一种清洁能源水能的大小由流量和水位差决定。发电是水能应用的主要形式。一些地方利用筑坝截流的方式来提高水位差增大水的重力势能水下落时能转化为更多的动能水电站的工作原理：利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。
潮汐能：海水有规律的涨落叫潮汐，潮汐具有的能量叫潮汐能。潮汐能能发电。分子运动论10-10之几m。量度分子的单位是10-10m。
2)分子热运动(分子无规则的运动一切物质的分子都在不停地做无规则的运动由于分子的运动跟温度有关，这种无规则的运动叫做分子的热运动。物体内部大量分子的无规则运动是微观粒子的一种运动，它与宏观物体的运动是两种不同性质的运动扩散现象：不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象。扩散现象墙角堆煤，过一段时间，墙壁表面和靠近表面的浅层都变黑了；扩散现象只能发生在不同物质之间，同种物质之间是不能发生扩散现象的；
不同物质只有相互接触时，才能发生扩散现象；
扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方的现象。影响扩散快慢的主要因素：温度。温度越高，扩散越快。
组成物质的分子间存在间隙一定体积的水和酒精混合，混合后的体积比原来水和酒精的体积之和要小，是因为水和酒精中的分子间存在间隙，混合后水分子和酒精分子彼此进入对方中去，所以总体积要变小。扩散现象一般情况下，固体之间的扩散最慢，气体之间的扩散最快。存在着相互作用分子间的作用力物体被压缩，斥力；物体被拉伸，引力。分子间隙的距离，大约是10-10米
R较大时表现为引力R较小时表现为斥力
②分子间的作用力与物质的状态：固体：分子间的作用力较强，因而固体有定的体积和形状。液体：分子间的作用力较弱，因而液体没有确定的形状，但有定的体积。气体：分子间的作用力非常弱，几乎为零，，因而气体既没有确定的形状，也无定的体积。
（2）物体内能
1)物体内能：（internalenergy）
物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体在任何情况下都有内能影响内能大小的因素：
质量：它决定分子的数目
温度：它决定分子运动的剧烈程度物态变物态变化。
③体积和状态：影响分子的间距及分子间的相互作用的强弱，即分子的势能.物体的状态不同时，分子间的距离不同，分子间作用力大小也就不同，从而会改变分子的势能大小，所以内能也不同。例如：冰熔化过程中，温度虽然不变（即分子的动能不变），内能却在增加。做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。物体吸收热量，其内能增加温度升高；物体放出热量，其内能减少温度降低。热传递改变物体内能的实质是内能在物体间的转移，能的形式不变。热传递的三种方式传导放在热烫中的金属勺子变热；对流烧水水变热；辐射晒太阳外界对物体做功，物体的内能增加温度升高物体对外界做功，物体本身的内能减少，温度降低。做功改变物体内能的实质是内能和其他形式能之间的相互转化。
4）地球的温室效应（热岛效应内能与机械能的区别：
定义：内能是物体的内部分子动能与分子势能的总和机械能是物体的动能和势能的总和。
影响因素不同：内能的大小与物体的质量、状态、温度、体积。
物体总具有内能，但不一定具有机械能内能与分子热运动和分子间相互作用有关机械能由物体的质量运动状态和相对位置决定的。在热传递过程中传递能多少(内能)转移的数量。它是内能改变的量度。物体吸收热量时，内能增大，放出热量时内能减少热量是在热传递过程中物体吸收或放出热的多少，其实质是内能的变化量。热量用Q表示，,即焦(J).
①温度变化时物质热量计算公式：
应用公式进行计算时，各物理量的单位要统一到国际单位制，，对物态变化的不适用。Q吸＝Q放，
t0＝加热前物体的温度t＝加热后物体的温度Δt：变化的温度。吸热时Δt＝t-t0放热时Δt＝t0-t=比热容×质量×升高的温度
吸热公式：m△t升放热公式：m△t降Δt＝Q/cmc＝Q/m△tm＝Q/c△t
②物体吸放热量，温度不一定升降。这是因为物体在吸热或放热的同时，如果物体本身发生了物态变化（如冰的熔化或水的凝固）但温度却保持不变。就无热量可言单位质量的某种物质温度升高(或降低)吸收热量(或放出热量)
符号c.。单位：J/kg.oC),读作：焦每千克摄氏度某物质的比热容是a焦/（千克·），是说单位质量为一千克的种物质，每升高1时（或降低1时），吸收（或放出）的热量是a焦。每种物质都有自己的比热容
不同的物质比热容一般不同。不随质量、体积、温度而改变，但同一种物质的物态不同，比热容也可以不同，如水和冰。,比热容是一个确定的数值。它可以用比热容来鉴别物质的种类。
4）常用物质的比热容
①一般情况下，液体的比热容比固体大（水银例外）。水的比热容的物理意义c水=4.2×103J/(kg·℃)：1kg水温度升高或降低1℃吸收或放出的热量是4.2×103J
水的比热容较大明相同质量的水和其他物质吸收(或放出)相同的热量，水的温度升高(或降低)得小相同质量的水和其他物质温度升高(或降低)吸收(或放出)水常用作冷却剂暖，用来暖水水能调节气候
②用图象比较不同物质的比热容大小：
2种不同物质在质量相同情况下，当加热时间相同（吸收热量相同）时，温度升高少的比热容大；当温度升高相同时，加热时间越长（吸收热量多）的比热容大。口诀：容大吸热升温慢，容小吸热升温快。
6）实验
不同种类的物质吸收热量实验烧杯电热器水油天平
实验设计
必须保持质量相同物质种类不同。升高相同温度
进行实验：用天平取质量相等的水和油，两个相同的烧杯利用温度计测出它们的初始温度用相同的两个电热器给它们加热相同温度
分析实验数据：
质量相同的水和煤油，升高相同的温度，吸收的热量不等，水吸收的热量多.质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，煤油升高的温度比水的高实验结论
不同物质，在质量相等升高的温度相同时吸收的热量不同
物体吸收热量的多少与物质的种类有关。热机
1）定义：把内能转化为机械能的机器。
热机的基本原理燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功把内能转化为机械能。
种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。内燃机分为汽油机和柴油机两大类。内燃机汽油机用手摇方式完成吸气和压缩冲程，做功冲程能，发动机汽油机内燃机一个工作循环为一个单元由四个冲程组成每完成一个工作循环，活塞往复次，转动周，飞轮转动周，飞轮
a吸气冲程压缩冲程但未能达到燃料的燃点
c做功冲程
燃烧时把燃料的化学能转化为内能，又做功产生推力将内能转化为机械能。只有做功冲程实现。
排气冲程
由于飞轮惯性让活塞运动，无能量的转化。
②柴油机
使用柴油作为燃料的叫柴油机。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。
a吸气冲程
b压缩冲程做功冲程排气冲程
（6）燃料的热值：
1）定义表示某种燃料燃烧时放热本领的物理量燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的同种燃料的热值相同，与燃料的质量大小、形状及放出热量的大小都没有关系实质：燃料燃烧过程中，燃料储藏的化学能转化为内能。
单位：热值的单位是焦/千克，读做焦每千克，用符号J/kg。1千克某种燃料完全燃烧而放出的热量。/m3”。
“完全燃烧”是由指燃料在燃烧时必须烧完、烧尽，只有1kg的燃料完全燃烧时放出的热值才是这种燃料的热值通常情况下燃料往往不能完全燃烧，致使燃料燃烧放出的热量比用热值算出的结果小。②热值大,说明这种燃料完全燃烧时放的的热量多,或者说化学能转化成的内能多。
③只有燃料才有热值 。
④热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。
3）燃料
①定义：能够燃烧并且在燃烧时放出光和热的物质，叫做燃料。
②燃料完全燃烧产生的热量
Q总放=mq(m单位Kg、Q单位J)Q=vq（v单位立方米）
③按照状态分类：
固体燃料（如煤、炭、木材等）、
液体燃料（如汽油、煤油、石油等）
气体燃料（如天然气、煤气、沼气等）
4）常用燃料的热值
一些燃料的热值 燃料 热值J/kg 燃料 热值J/kg 干木柴 约1.2×107 柴油 4.3×107 烟煤 约2.9×107 煤油 4.6×107 无烟煤 约3.4×107 汽油 4.6×107 焦炭 3.0×107 氢 1.4×108 木炭 3.4×107 煤气 约3.9×107J/m3 酒精 3.0×107 沼气 约1.9×107J/m3
（7）热机的效率
1）定义：热机工作时，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。由于热机在工作过程中,总有能量损失,所以热机的效率总小于1。柴油机的效率比汽油机的效率高,主要是因为柴油机在压缩冲程中对气体的压缩比汽油机更大。热机的效率跟热机做功的多少、功率大小无关.
热机的效率＝做有用功的能量x100%
完全燃烧放出的能量
η=Q有用/Q总放
2）、常见热机的效率
蒸汽机：6%~15%
汽油机：20%~30%
柴油机：30%~45%
3）利用内能做功的热机效率计算
η=W/Q总放
①内燃机对外做有用功（有效利用的能量）算法
a、W=Fs
F=做功冲程中燃气对活塞的平均压强×活塞面积
S=一个做功冲程活塞的行程
b、W=Pt
c、W=Fs
F=内燃机对车辆的牵引力
S=车辆运动的距离
②用Q总放=mq计算燃料放出的能量
4）、利用热机时，两大问题：提高热机效率，尽可能增加可利用的能量，减少浪费，节约能源，是缓解能源危急的重要途径；尽量减小各种热量损失；保持良好的润滑，尽量减小摩擦；尽可能使燃料充分燃烧等等。减少有害气体的排放，减少污染，保护人类及所有生命的生存环境。
是彼此相互联系的交变电场和磁场所具有的能量是电场能和磁场能的总和。由于电磁场对电荷有洛伦兹力作用，所以电磁能量可以通过场对运动电荷作功而与其它形式的能量（如热能、机械能等）相互转化。
电能电功在一定时间内电路元件吸收或发出的电能量使电能各种形式能量表示电流做多少功也可以转化为其它形式的能量电能是能量的一种形式W，电能单位是“度”千瓦时符号kW·hJ。1kW·h=3.6×10?J
度功率为1kW的供能或耗能元件，在1小时时间内所发出或消耗的电能量W=Pt
电能公式：W=UIt=Pt电流在一段电路上做的功跟这段电路两端的电流、电路中的电流和通电时间成正比推导公式：W=I2Rt=U2t/R,(只适用于纯电阻电路)；W=UQ。电能其他形式能量转换电能水能（水力发电）、热能（火力发电）、原子能（核电）、风能（风力发电）、化学能（电池）及光能（太阳能电池等）等。
电能转换成其他形式能量电灯把电能转化为内能、光能电视机、计算机把电能主要转化为光能和声能热水器、电饭锅把电能转化为内能等电风扇、洗衣机等把电能转化为动能当电流做功而消耗电能产生了热量焦耳Joule）定律楞次定律电流通过导体所产生的热量电流的平方导体的电阻电流通过的时间成正比。t的单位要用秒(s)Q（quantity）=I2Rt（用于计算任何电路Q=W=UIt=I2Rt=UQ(纯电阻电路Q=W=Pt=(U2/R)t(纯电阻电路Q﹤W：Q电热=I2Rt、W电能=UIt(非纯电阻电路
☆串联电路中，在电流相同、通电时间相同的条件下，电阻越大，导体产生的热量越多。
☆串并联电路中，在电阻相同、通电时间相同的条件下，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多。
☆串联电路中，在电阻和电流相同的条件下，通电时间越长，电阻产生热量越多。
☆家庭电路中，有时导线需要连接起来，相互连接的位置接触电阻较大，因此电能转化为热的功率也较大，这个地方比别处更容易发热，加速老化甚至引发火灾。
☆没有专门仪器测量电流产生的热量；可以用电流产生的热量来加热等量、比热容小并且不导电的气体或液体，比较加热的快慢来反映它们相同时间内产生热量的多少，即转换法。加热物质常选煤油（不导电、比热容小，受热时温度升得快），不选水（导电，影响加热部分电阻）
☆电动机卡壳或电压低、转速慢时，电能全部或大部分转化为热能，电动机易烧坏；电动机正常运转时，电能主要转化为机械能，Q﹤W。
☆电炉丝断一节后剩余部分接在原来电源上，根据P=U2/R，电阻变小了，加热功率变大，加热速度更快。
相同时间内，比较发热体产生热量大小（Q=Pt）
ⅰ电压相同时，比较发热体功率，用P=U2/R来比较
ⅱ电流相同时，比较发热体功率，用P=I2R来比较
ⅲ电阻相同时，电流大小关系已知，用P=I2R来比较
ⅳ电阻相同时，电压大小关系已知，用P=U2/R来比较
☆串、并联电路中放出的总热量Q=Q1+Q2+…+Qn。Q=(U2/R)t
电流相同的灯泡，按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。Q=I2Rt
☆电线与电炉丝串联，电流相等，根据焦耳定律，导线的电阻比电炉丝小的多，相同时间内放出热量也少。所以那些电器发热，导线几乎感觉不到热.电热器的主要部分是发热体，P=U2/R，多挡位电热器可以通过调节发热体两端的电压U或改变发热体的电阻R达到调节电热器发热功率的目的（实际功率越大，加热速度越快，是高温挡，反之为低温挡）：一是发热体只有一个，用挡位开关改变跟发热体串联的电阻的大小，改变串联电阻的分压，改变发热体的功率和加热快慢；二是发热体有多个，用挡位开关改变发热体的连接方式（串联、并联或单独接入），并在电压不变情况下，改变发热体的总电阻，从而改变发热体的总功率达到改变加热快慢的目的。
☆要利用有利电热如电炉、电热水器、电热毯等用电器长时间没有使用，隔一段时间要通电，这样做是利用电热来驱潮电热会使用电器温度过高影响用电器的工作、使用寿命甚至损坏用电器减少或防止不利电热如电视机的散热窗，电脑中的散热风扇，电动机的外壳铁片等电能有线或无线的形式作远距离传输。当发电厂电功率一定，送电电压与送电电流成反比，输电时电压越高，电流就越小。此时因为输电线路上有电阻，根据P=I2R可知，电流越小时，在电线上消耗的电能就会越少。所以电厂在输电时提高送电电压，减少电能在输电线路上的损失。
重要参数测量电功的仪表即测量一段时间内消耗的电能多少数字盘上一共有五位数字.
a、“220V”这个电能表应该在220V的电路中使用；、“10（20）A”这个电能表的定电流为10安，额定最大电流20安20安；、“50Hz”这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；、“600revs/KWh”每消耗一千瓦时的电能，电能表转盘转过600转。电能表的计量器上前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数根据转盘转数计算电能根据电能计算转盘转数接线方法：连接在用户所有用电器之前P实=W/t
根据P实=U实2/R,得出电路的实际电压：U实=√RP实
3）1度电的作用
发1度电要消耗0.35kg标准煤，排放0.872kg二氧化碳。
可以炼钢1.6kg生产化肥0.7kg采掘原煤10kg使电车行驶0.85km
一次灌溉麦田330m电功电功电流在单位时间内做的功用电器在单位时间内消耗的电能电功率是表示消耗电能（电流做功）的快慢的物理量电功符号是常用单位有千瓦（KW）。1kW=1000W1W=1000ｍW 1马力=735瓦1瓦特（功率）=1焦耳/1秒。P=W=UIt/t=UII=PU=P
tUI
①P=W/t（定义式）:
单位有两种：电功率用瓦（W），电能用焦耳（J），时间用秒（S）；电功率用千瓦（KW），电能用千瓦时（KWh，度），时间用小时（h）。用于计算电功率，也用于计算其它功率，是计算功率的通用公式
P=UI（测量式）
单位：电功率用瓦（W），电流用安（A），电压用伏（V）。
P=UI只能用于计算电功率普遍适用所有电路P=U2/R、R=U2/P（电阻的电阻值和电压已知）、P=IR、R=P/I2（电阻的电阻值和电流已知）用纯电阻电路中计算电功率
3)测量电功率方法：
ａ直接方法：用功率表测量、
ｂ间接方法（伏安法）：测量用电器两端电压和电流，间接测出电功率。
4)电功率种类
①额定功率P额用电器在额定电压下正常工作的功率（或者说用电器正常工作时的电功率）额定功率P额=U额I额=U2额/R实际功率P用电器在实际电压下工作的功率用电器实际功率功率实际功率和额定功率的关系若U实>U额，则P实>P额用电器不能正常工作，严重时会影响用电器的使用寿命，甚至会烧坏用电器若U实=U额，则P实=P额用电器正常工作若U实
用电器在实际电压下的实际电流：I实＝U实/R
③在串联电路中，额定电压相同，几个电阻串联。根据R＝U2额/额/2时，根据P=U2/R可知通过导体的电流是原来的1/2，电功率是原来的1/4。
⑦2个灯泡实际功率比较大小方法
a2个灯泡串联时，电流相等，根据P=I2R可知：电阻越大的灯，实际功率越大，灯越亮。
b2个灯泡并联时，电压相等，根据P=U2/R可知：电阻越小的灯，实际功率越大，灯越亮。
⑧2个灯泡串联，一个灯亮，一个灯不亮的原因
a不亮的一个灯短路
b2个灯泡电阻相差太大，根据P=I2R可知实际功率相差也太大：
电阻小的，实际功率小，灯不亮；电阻大的，实际功率大，灯亮。
⑨1个电阻单个接入电源的功率与这个电阻串联（有多个电阻）在同一电源上的总电功率的大小比较：
根据P=UI=U2/R（U不变），1个电阻单个接入电源的电阻比这个电阻串联时的总电阻小，因此1个电阻单个接入电源的实际功率比这个电阻串联接入电源的实际功率大。
⑩1个电阻单个接入电源的功率与这个电阻并联（有多个电阻）在同一电源上的总电功率的大小比较：
根据P=UI=U2/R（U不变），1个电阻单个接入电源的电阻比这个电阻并联时的总电阻大，因此1个电阻单个接入电源的实际功率比这个电阻串联接入电源的实际功率小。
⑾改变实际功率的方法
a单个电阻实际功率改变
一是改变电阻两端相连的电源电压。
二是在电源电压不变情况下，电阻跟一个滑动变阻器串联，调节滑动变阻器的电阻改变变阻器分压，从而改变电阻两端电压。
b电阻串联或并联时，电路总功率的改变
电阻串联或并联接在电压恒定的电源上，电路的总功率是P实=U2/R总，R总越大，实际总功率越小；R总越小，实际总功率越大
C同时改变电路总电阻和电压，来改变实际功率。P实=U实2/R总
⑿串、并联电路电功率计算方法
a根据开关、滑动变阻器状态，确定电路的连接方式是串联、并联还是单个用电器连入电路。
b根据电路的连接方式,选取串并联电路规律和电功率公式：
串联电路中，电流处处相等，计算各电阻的功率和总功率时用P=I2R很方便。
并联电路中，电压相等，计算各电阻的功率和总功率时用P=U2/R很方便。
C列方程计算
⒀电路总功率的极值
在电源电压恒定情况下，根据电路总功率P=UI=U2/R可知，当电路总电阻最小时，电路中电流最大，总功率最大；当电路总电阻最大时，电路中电流最小，总功率最小；
⒁同一电阻的比例关系
A电阻相同时，电流与电压成都正比：I?/I?=U?/U?
B同一电阻前后2次通过的电流为I?、I?，那么前后2次的功率比：
P?/P?=I?2/I?2
C同一电阻前后2次两端加的电压为U?、U?，那么前后2次的功率比：P?/P?=U?2/U?2
⒂利用用电器铭牌求正常工作时的功率、电阻和电流已知U额、I额则P额=U额I额；R=U额/I额已知U额、P额则I额=P额/U额；R=U额2/P额测量电功率的几种方法测量电功率P=UI电功率测量值比真实值大。
二是灯泡与电流表串联再并联在电压表两端，那么由于电流表分压，使电压的测量值偏大，根据P=UI电功率测量值比真实值大。
b电能法：
用电能表测出家庭电路中某段时间内用电器消耗的电能，用停表测出对应的时间，根据公式P=W/t可以计算出用电器的功率。C伏特法
串联电路中，只有电压表一个已知阻值的电阻R0，没有电流表U?。
ⅱ断开开关，保持变阻器的滑片不动，电压表改接电阻测出电压U0通过电阻R0的电流I0=U0/R0根据串联电路特点P=UI，求出的功率P=U0/R0）U?
D安培法
并只有电流表一个已知阻值的电阻R0没有电压表电阻R0I0，U灯额=I0R0
ⅱ断开开关，保持变阻器的滑片不动，电流表改接到电灯上串联。合上开关，测出灯泡通过的电流I1
ⅲ根据联电路特点P=UI，求出的功率P=I0R0I1测量?t?+P?t?
⒆用电阻随温度变化的R-t图象来计算电功率、电热。
⒇计算电热功率电能转化为热时的发热功率：P热=I2R，即电流通过导体时产生热量的功率跟导体中电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比。实验目的：测量小灯泡的额定功率和实际功率。2.5V）：不能把灯丝的电阻当定值电阻：原因是灯丝电阻与温度有关，灯丝在不同电压下工作时的温度不同电阻也不同。
电源：电源电压高于灯泡的额定电压U电源?U灯)/I灯，电流是I灯。
电压表：并联在灯泡的两端“+”接线柱流入，“－”接线柱流出。电压表的量程要大于小灯泡的额定电压：串联在电路里““+”接线柱流入，“－”接线柱流出。据I额=U灯额I额=U额/R选择量程。电流表的量程要大于小灯泡正常工作时的电流。U和电流I，利用公式P=UI来计算小灯泡的功率。
实验过程:
设计实验：
根据P=UI设计电路图，测量小灯泡电功率的电路图与测电阻的电路图一样。
进行实验;
a根据电路图连接实物电路。根据小灯泡的额定电压值，估计电路中电流、电压的最大值，选择合适的量程正确接法连接正负接线柱
b实际电压等于额定电压时，测小灯泡的额定功率。
观察小灯泡铭牌上的额定电压。合上开关，移动变阻器的滑片使小灯泡两端的电压为额定电压2.5V。手移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数。记录电压值，电流值，计算额定功率。灯正常发光。
不能用求平均值的方法计算电功率灯泡的实际功率随其两端电压的改变而改变，所以求功率的平均值没有意义。，只能用小灯泡正常发光时的电功率。）2V为略低于额定电压（≥4/5额定电压））3V为略高于额定电压（≤6/5额定电压。灯泡两端电压不能超过额定电压太多,否则会烧坏灯泡。）
e.断开开关，整理实验器材.A、U实=U额P实=P额
B、U实＜U额P实﹤P额
C、U实＞U额P实﹥P额
结论：
a在实际电压不同时，小灯泡的实际功率不同：实际电压越高，实际电功率越大。
b小灯泡两端实际电压只有在不高于额定电压时，才处于安全使用状态。
c灯泡的亮度是由实际电功率的大小决定的。灯泡的实际功率越大，灯泡亮度越大；灯泡的实际功率越小，灯泡的亮度越小。
d小灯泡的额定功率U／I越大。这是因为电压升高时，灯泡消耗功率变大，灯丝温度升高，使其电阻变大。
(4)从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。
1）电源是提供电能的装置，其实质都是把其他形式的能转化为电能。用电器在工作时把电能转化为其他形式的能原子核原子核由质子和中子组成，质子、中子依靠强大的核力紧密结合在一起，储藏了巨大的能量。一旦原子核分裂或合，就能释放出巨大的能量，这就是核能。核能是能源家族的新成员核裂变能核聚变能太阳能核能火太阳能在太阳的内部，氢原子核在超高温度条件下发生聚变成氦的核反应，释放出巨大的核能大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射去。太阳能实际上是人类所使用的所有能源的来源。太阳是人类能源的宝库：地球上的风能、水能、化石能源和生物质能等太阳能储存的方式都来源于太阳。绿色植物的光合作用将太阳能转化为生物体的化学能。煤、石油、天然气等化石燃料，实际上是来自上亿年前地球接收贮存的太阳能。
ｂ太阳能十分巨大这些能量相当于全球所需总能量的3---4万倍太阳能供应时间长久太阳至少还可以稳定地燃烧50亿年之久。对人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽用之不竭的永久性能源。太阳能获取方便。太阳能分布广泛，处处可以利用，无需开采运输。
太阳能安全、环保。太阳能利用起来安全、清洁，不会污染环境
太阳能缺点：太分散；不稳定；转换效率低太阳能的利用：热利用集热器加热物质（热传递，太阳能转化为内能）；太阳能热水器工作原理吸热板吸收太阳光时，太阳能转化为内能，吸热板处的水的内能增大、温度升高、密度减小而上升，补给水箱内的密度大的冷水流下来填补，同时被加热后的水向下流进水储水箍内。
ｂ光电转换：用太阳能电池把太阳能转化为电能。C光化转换：绿色植物把太阳能转化为化学能。
β间接利用存贮在化石能源中的太阳能
Ｄ太阳结构：包括太阳大气、对流层、辐射层和太阳核心。直径为地球的110倍；体积地球的130万倍；质量地球的33万倍核心太阳能向周围空间辐射的总功率达3.8×1026瓦．裂变核分裂：用中子轰击较重的原子核铀核或钚核，使其裂变为较轻原子核释放出巨大能量中子的一种核反应。裂变时发生链式反应。因为裂变需要的钢等重金属元素在地球上含量稀少，而且裂变反应堆会产生长寿命放射性较强的核废料，这些因素限制了裂变能的发展。核聚变是核裂变相反的核反应形式原子弹冲击波中子流和γ射线可见光和红外线裂变产物未烧掉核燃料和被中子活化的元素我国于1964年10月16日也成功地试爆了原子弹链式反应如果用一个中子轰击质量较大的原子核能使原子核发生裂变，同时释放出中子能量，这些中子又继续使其他原子核裂变，使核裂变继续下去了。这样只要有一个原子核发生了裂变，就可以引起一连串的裂变，并释放出大量能量，这就是链式反应原子弹式反应是不可控的。
“核反应堆”可控制的裂变链式反应的装置，已成功用到核潜艇、核电站等。核电站利用核能发电目前核电站中都是核裂变反应。核电站聚变聚变：质量很小较轻的原子核在超高温下让电子摆脱原子核的束缚，让两个原子核互相吸引而碰撞一起，中子在这个碰撞过程中逃离原子核束缚而释放出来，结合成质量很较重的原子核，大量电子和中子的释放表现的就是巨大能量释放这就是聚变。核聚变释放的能量比核裂变更大自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素氘核、氚核在超高温下聚合成氦核，释放出核能这种反应在太阳上已经持续了50亿年。核聚变的原料主要是氢、氘和氚。氘也叫重氢，氚也叫做超重氢，都是氢的同位素。
氢弹就是利用轻核聚变制成的，它是比原子弹威力更大的核武器。由于核聚变需要很高的温度，所以氢弹要通过原子弹的爆炸产生的高温来引爆。氢弹爆炸的聚变反应是不可控的
（4)核能：
优点：核能是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅可以节省大量的煤、石油等能，而且用料省，运输方便。核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质，核电是一种比较清洁的能源。
问题：核泄漏会造成严重的放射性环境污染。化学能
物质发生化学变化（化学反应）时释放或吸收的能量。如干电池和蓄电池的放电是化学能转变成电能；给电池充电则是电能转变成化学本质是原子的外层电子变动，导致电子结合能改变而放出的能量
(1)“转移”指同一种形式的能可以从一个物体转移到另一个物体上；“转化”指能从一种形式转化为另一种形式在能的转移或转化过程中，能既不会创生、也不会消灭，能的总量保持不变。大量事实证明，在普遍存在的能量转化和转移过程中，消耗多少某种形式的能量，就得到多少其他形式的能量某物体损失的能量等于几个物体得到的能量的总和。每一种运动形式都可以用一种形式的能来量度，如机械能、内能、化学能、电能能量的单位都是焦耳；
（）各种运动形式可以在一定条件下互相转化，而运动形式的转化过程必然伴随着能量的转化和守恒从物理的、化学的现象到地质的、生物的现象，大到宇宙天体的演变，小到原子核内部粒子的运动，都服从能量守恒的规律。（）能量也可以以同种形式从一个物体转移到另一个物体，热传递过程实质上就是内能从一个物体转移到另一个物体的过程.转移能量的多少用热量来度量；
（）要对外做功，必须消耗能量，不消耗能量就无法对外做功
（）（）（）能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系。各种能量转化和转移
（1）在热机中，内能转化为其他形式能量的过程，消耗多少内能，就会产生多少其他形式的能量，能的总量是守恒的；
（2）在摩擦生热现象中，机械能转化为内能，消耗多少机械能，就产生多少内能，能的总量是守恒的；
（3）在燃料燃烧的过程中，化学能转化为内能，消耗多少燃料中蕴含的化学能，就会产生多少内能，能的总量是守恒的；
（4）在热传递过程中，是内能由高温物体转移到低温物体的过程，例如，一杯热水与一杯冷水混合，热水减少多少内能，冷水就增加多少内能，能的总量是守恒的；
（5）电动机工作时，电能转化为机械能和内能（因为电动机转动的同时还要发热），消耗多少电能，就会产生多少机械能和内能，能的总量是守恒的；
（6）用电炉加热物体，电能转化为内能，消耗多少电能，就产生多少内能，能的总量是守恒的。（）能源能量资源像煤、天然气、汽油、水流、风、电、太阳光等能为人类直接或经转换提供能量的物质资源使用能源的过程就是利用能量的过程能源的广泛使用给人类文明带来了巨大进步．能源按能源的来源分：一次能源自然界现成存在的直接的能源.一次能源不可再生能源、风能、水能、潮汐能、地热能、生物质能核能等可再生能源”和“不可再生能源”，都是对一次能源而言的，即只有对自然界中现成存在可直接取用的能源来讲煤、石油、天然气二次能源自然界提供的能源转化而来的能源常见的二次能源：电能、蒸汽石油制品煤气、汽油、柴油、焦炭、激光和沼气等区别一次能源和二次能源的关键是是否经过加工转换。按是否可以再生来分：
不可再生能源：越用越少不可能在短期内从自然界得到补充的能源。如：化石能源、核能。
可再生能源：可以在自然界里源源不断地得到的能源。如：水能、风能、太阳能、生物质能、地热能和海洋能区别不可再生能源和可再生能源的关键是是否在短时间内从自然界中得到补充。按提供能源的物质来分：生物质能、化石能源、核能、风能、太阳能、地热能、海洋能等等生物质能：由生命物质提供的能量，如：食物、柴薪等。所有生命物质中都含有生物质能。燃料型能源煤炭、石油、天然气、泥炭、木材非燃料型能源水能、风能、地热能、海洋能按使用开发的时间长短来分常规能源化石能源、水能、风能等新能源核能、太阳能、潮汐能、地热能。
三次能源革命
第一次能源革命钻木取火标志以柴薪作为主要能源的时代到来。
第二次能源革命蒸汽机的发明煤、石油、天然气等化石能源人类的主要能源
第三次能源革命核反应堆发明，拉开了以核能为代表的第三次能源革命的序幕。解决能源紧张的途径节能能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态，做到没有任何损失．虽遵从能量守恒定律，但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来能源总量相等。提高能源的利用率发和利用新能源发理想能源四个条件：必须足够丰富，可以保证长期使用；必须足够便宜，可以保证多数人用得起；相关技术必须成熟，可以保证大规模使用；必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
粉尘气体。
?2科学探究的形式是多种多样的：探究过程可涉及所有要素，也可只涉及部分要素。
二、科学探究过程
(一)、提出问题
·1从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题。
·2书面或口头表述发现的问题。
3了解发现问题和提出问题在科学探究中的意义。
(二)、猜想与假设
1根据经验和已有知识对问题的可能答案提出猜想。
·2能对探究的方向和可能出现的探究结果进行推测与假设。
·3了解猜想与假设在科学探究中的意义。
(三)、设计实验与制订计划
·1经历设计实验与制订计划的过程。
·2明确探究目的和已有条件。
·3考虑影响问题的主要因索，有控制变量的意识。
·4选择科学探究方法及所需要的器材。
·5了解设计实验与制订计划在科学探究中的意义。
（四）、进行实验与收集证据
1通过观察、实验和公共信息资源收集证据。
·2阅读简单仪器的说明书，能按要求进行操作。
·3使用简单仪器进行实验，会正确记录实验数据。
·4有安全操作的意识。
·5了解进行实验与收集证据在科学探究中的意义。
（五）、分析与论证
·1对收集的信息进行简单归类、比较。
·2进行简单的因果推理。
·3对探究结果进行描述和解释。
·4学会从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。
5了解分析与论证在科学探究中的意义。
(六)、评估
·1关注探究活动中出现的新问题。
·2从评估中吸取经验教训的意识。
·3改进探究方案。
·4了解评估在科学探究中的意义。
(七)交流与合作
·1表述探究的问题、过程和结果。
·2听取别人的意见，调整自己的方案。
·3坚持原则又尊重他人，有团队意识。
·4了解交流与合作在科学探究中的意义。
三、20个学生必做的物理实验项目：
1．用刻度尺测量长度、用表测量时间
2．用弹簧测力计测量力
3．用天平测量物体的质量
4．用常见温度计测量温度
5．用电流表测量电流
6．用电压表测量电压
7．测量物体运动的速度
8．测量水平运动物体所受的滑动摩擦力
9．测量固体和液体的密度
10．探究浮力大小与哪些因素有关
11．探究杠杆的平衡条件
12．探究水沸腾时温度变化的特点
13．探究光的反射规律
14．探究平面镜成像时像与物的关系
15．探究凸透镜成像的规律
16．连接简单的串联电路和并联电路
17．探究电流与电压、电阻的关系
18．探究通电螺线管外部磁场的方向
19．探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
20．测量小灯泡的电功率
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一般物理研究方法有控制变量法、等效替代法、模型法、类比法、实验推理法、转换法、推理法、归纳法、分离法、放大法等。
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