内容正文:
探索 物理
Exploring physics
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第2节 电流和电路
第十五章 电流和电路
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导入
上节课中的实验结果表明,电荷在金属棒中做了定向移动,但这种定向移动瞬间就结束了。
怎样才能使电荷持续的定向移动呢?
实际中点亮的小灯泡能持续发光,是因为有电荷不断地流过小灯泡。
怎样才能使电荷不断地流过小灯泡呢?
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导入
观察连接的电路,有没有共同的的组成部分?
如果有,是哪些?
电池、开关和导线
如果把电路中的电池去掉,或者把导线断开,小灯泡、电动机和蜂鸣器的
工作情况会如何?
想让电荷持续的定向移动,使小灯泡持续亮、电动机持续转、蜂鸣器持续发声,必须要有电池,还要用导线将它们与电池连接成闭合的回路。
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一、电流
导线、开关、灯泡的灯丝都是金属做的,金属里面有大量的自由电子,它们可以自由移动;平时金属内自由电子运动的方向是杂乱无章,当接上电池和闭合开关之后,它们就受到了推动力(电池提供),就会做定向移动。
电荷的定向移动形成电流。
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一、电流
“定向”的理解:电流类比人流,许多人(自由电荷)如果向四面八方走动就不能形成人流(电流),但是许多人如果都向同一个方向移动,就能形成人流。
电路中形成持续电流要满足两个条件:
(1)电路有电池(电源);(2)电路构成闭合的回路。
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一、电流
回路中有电流时,发生定向移动的电荷可能是什么电荷?
可能是正电荷(阳离子),
也可能是负电荷(自由电子、阴离子),
还可能是正、负电荷同时向相反方向定向移动。
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一、电流
那么,电流的方向是正电荷定向移动的方向,还是负电荷定向移动的方向呢?
正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
(电流方向与负电荷定向移动的方向相反)
注意:金属导体中定向移动的是自由电子,电子带负电荷,
所以电子移动方向与电流方向相反。
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一、电流
电路中电流的方向如何判断?
电路中电流方向:电源外部,从电源正极经过用电器流向电源负极。(正极→用电器→负极)
【电源内部,电流从电源负极流向电源正极】
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一、电流
发光二极管(LED)具有单向导电性:
较长的的引脚为正极,较短的为负极;
电流由正极经过LED流向负极时,LED发光,它处于导通状态;反之,电流不能从负极流向正极,LED不会发光。
可以根据LED的发光与否判断电路中是否有电流及电流的方向。
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二、电路的构成
思考我们前面连接的三个电路,三个电路的结构上有什么共同的地方?
电源:提供电能的装置(维持流过用电器的电流)。
【电源将其他形式的能转化为电能】
如电池、发电机、学生电源等。
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二、电路的构成
用电器:消耗电能的装置。
【用电器将电能转化为其他形式的能】
如灯泡、电动机、蜂鸣器等。
开关的作用:控制电路接通和断开,从而控制用电器工作。
注意:开关接入电路前要断开,目的是保护电路。
电路:电源、用电器、导线和开关,组成了电流可以流过的路径。
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二、电路的构成
小试牛刀:
1.(多选)下列说法中正确的是( )
A.电荷的移动形成电流
B.只有正电荷的定向移动才能形成电流
C.正电荷定向移动的方向与电流方向相同
D.外电路中电流的方向是由电源的负极经过用电器流向电源的正极
E.电路中有了电源就一定能产生电流
F.电源是提供电能的装置,能够维持流过用电器的电流
G.灯泡、发电机、电动机、蜂鸣器等属于用电器
CF
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二、电路的构成
2.如图甲所示,验电器A带负电荷,验电器B不带电。用带有绝缘柄的
金属棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间(如图乙所示),
金属棒中( )
A.电流方向为由A到B
B.自由电子由B到A方向定向移动
C.电流方向为由B到A
D.始终无电流
C
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三、电路图
画图时如果把电源、用电器等元件原样画出,既麻烦又不清楚。
为了便于研究,用图形符号来表示电源、用电器、开关等元件。
用符号表示电路连接的图,叫做电路图。
电路图是对实际电路的有效抽象。(模型法)
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三、电路图
常用的电路元件及其图形符号:
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三、电路图
根据实际电路画出电路图:
(1)电路元件的符号要用统一规定的符号,不能自造符号。
(2)电源符号的正、负极方向和实物图对应,从电源正极开始沿电流方向依次对应画出元件符号,元件连接次序不能颠倒。
(3)电路图整体呈矩形,导线要横平竖直。
(4)元件符号不可画在电路图的拐角处,尽量放置边线中央,各元件均匀分布;
电路图的导线可根据情况任意变化长短。
(5)相连的导线相交处需标记实心黑点。
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三、电路图
请画出以下实际电路的电路图。
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三、电路图
根据电路图连接实际电路:
(1)连接电路的过程中,开关应当断开,
连接电路后,要先检查电路连接无误,
然后方可闭合开关。
(2)电源的正、负极方向和电源符号对应,从电源正极开始沿电流方