内容正文:
15.4 电流的测量(解析版)
考点直击
典例分析+变式训练
考点1 电流的大小与测量
1、电流的符号和单位:
(1)电流:单位时间内通过导体横截面积的电荷量叫电流,用符号I表示。
(2)单位:电流单位是安培,简称安,用符号A表示;电流常用单位还有:毫安(mA)、微安(μA);换算关系:1A=1000mA,1mA=1000μA。
(3)电流的三种效应:1)电流的热效应,如白炽灯,电饭锅等;2)电流的磁效应,如电铃等;3)电流的化学效应,如电解、电镀等。
※一些常见的电流值:家用电冰箱的电流约为1A,家用空调的电流约为5A,计算器中电流约为100μA,手电筒中的电流约为200mA等。
2、电流的测量:
电流表:用来测量电流大小的仪表叫电流表。特点:其内阻很小,可视为零,接入电路中不影响电路中电流大小。
(1)电流表
电流表有两种:
①直入式:直接串联在一次电路中,这种适用于直流电路和小电流交流电路中;
②和电流互感器配合使用:这种是把电流互感器串接在一次回路,通过一定的变比感应出一次电流,这种适用于大电流交流回路及高压回路;
(2)万用表
万用表测试电流,比较麻烦,不仅要把电路断开把表针串在回路中,而且万用表的量程有限,适用于直流回路和小电流交流回路;
(3)钳型表
这种表比较实用,不需要断开电路,直接可以卡在线路上测量电流.但这种不适合高压线路。
【典例1】(2021秋•宁明县期中)下列用电器正常工作时,电流最接近200mA的是( )
A.学生用计算器 B.手电筒
C.电冰箱 D.电暖气
【答案】B。
【解答】解:
200mA=0.2A;
A、学生计算器的电功率约0.5mW,根据P=UI变形后可得I==≈0.000033A,故A不符合题意;
B、手电筒的电功率在1W左右,根据P=UI变形后可得I==≈0.3A,接近0.2A,故B符合题意;
C、电冰箱的电功率一般为200W左右,根据P=UI变形后可得I==≈1A,故C不符合题意;
D、电暖气的电功率在1000W左右,根据P=UI变形后可得I==≈5A,故D不符合题意。
故选:B。
【典例2】(2021•安徽模拟)物理学中,把每秒钟内通过导体任意一个横截面的电量叫做电流强度,简称电流。如图,S是某金属导体的横截面,若1min内通过该横截面的自由电子数目为n个,且每个自由电子所带的电荷量为e,则这段时间内,通过该金属导体的电流大小I= (填写电流大小的表达式)。
【答案】。
【解答】解:1min=60s通过导体横截面的电荷量为Q=ne,
所以,通过该金属导体的电流大小为I==。
故答案为:。
【典例3】(2021秋•鹤城区期末)电器1、电器2、电器3的额定电流分别是 100uA、0.2A、3A;电器1、电器2、电器3可能是台灯、计算器或电饭煲,则台灯应该是电器 2 ,电饭煲工作利用了电流的 热 效应。
【答案】2;热。
【解答】解:(1)生活经验告诉我们,三者电饭煲的电功率最大,台灯次之,计算器最小,正常工作时的电流电饭煲的最大,台灯次之,计算器最小,所以台灯应该是电器2;
(2)电饭煲使用时消耗电能转化为内(热)能,利用了电流的热效应;
故答案为:2;热。
【变式训练1】(2020•任城区一模)下列数据最接近生活实际的是( )
A.高铁正常运行速度约为5m/s
B.人体感觉舒适的环境温度是37℃
C.家用电饭煲正常工作时的电流约为2~4A
D.播放一遍中学生眼保健操音乐的时间约为20min
【答案】C。
【解答】解:A、高铁正常运行的速度可以达到300km/h≈83m/s。故A不符合实际;
B、人的正常体温约37℃,感觉舒适的温度在23℃左右。故B不符合实际;
C、家用电饭煲的功率在400W~1000W之间,正常工作的电流在≈2A到≈5A之间。故C符合实际;
D、中小学课间活动时间一般为10min,播放一遍中学生眼保健操音乐的时间约为5min。故D不符合实际。
故选:C。
【变式训练2】(2020春•和平区期中)在“用电流表测电流”的实验中,某同学接成如图1所示的电路,闭合开关后,发现电流表的指针偏转到如图2所示的位置,于是他立即断开开关,则他下一步应该采取的措施是 将电流表的量程更换为0~3A ;改正错误后,该同学再开关闭合,两灯都发光,两个电流表的指针所指位置均为图3所示,则通过灯L1的电流是 1.68A 。
【答案】将电流表的量程更换为0~3A;1.68A。
【解答】解:由图可知,指针偏转到最右边,且超出了刻度盘上的最大刻度,所以是选用的电流表的量程太小了;为了能测出电路中的电流,必须将电流表的量程更换为0~3A;
由电路图可知,电流表A1测量的是干路中的电流,电流表A2测量的是L2的电流;根据并联电路的特点可知,干路中的