内容正文:
第三单元 电学 磁学
第十二讲 简单电路
教材梳理 夯实基础
考向探究 培养能力
实验突破 提升素养
考点一
摩擦起电
摩擦起电 不同物质的原子核束缚电子的本领不同,当两个物体摩擦时,电荷会从一个物体 到另一个物体,失去电子的物体因缺少电子而带
电荷,得到电子的物体因有了多余电子而带等量的 电荷
静电现象 带电体具有 轻小物体(如纸屑、头发、灰尘、泡沫塑料等)的性质
两种电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒带 电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带
电荷
电荷作用 同种电荷互相 ,异种电荷互相 ;验电器是根据
的原理制成的
转移
正
负
吸引
正
负
排斥
吸引
同种电荷互相排斥
教材梳理 夯实基础
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2
项目 导体 半导体 超导体 绝缘体
导电
性能
导电 导电性能介于导体和绝缘体之间 某些物质在某一温度下,电阻变为 导电
举例 金属、大地、石墨、人体 二极管,硅、锗等材料,气敏、压敏等电阻 可用于远距离输电线 橡胶、塑料、陶瓷、干木头、玻璃
联系 导体和绝缘体之间没有绝对的界限,在一定条件下可以相互转化
考点二
材料的导电性
容易
0
不容易
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电路组成 电源、用电器、开关和导线
电路三种
状态 通路、断路和短路。
不经用电器,用导线直接把电源的两极相连的现象叫电源短路,此时电路中电流过大,可能会烧毁 。用电器的两端用导线直接相连的现象叫用电器短路(局部短路),此时用电器不能工作
电路的
连接方式 串联和并联。
电路中任意一处断开,所有用电器都停止工作,各用电器相互影响; 电路中各用电器独立工作,互不影响
考点三
简单电路
电源
串联
并联
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比较项目 电流(I) 电压(U) 电阻(R)
物理意义 电荷的定向移动形成电流;物理学中规定 电荷定向移动的方向为电流的方向 使电荷定向移动形成电流,即 是形成电流的原因 导体对电流阻碍作用的大小;导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小跟导体的 、 、
以及温度有关
单位 Ω
测量 电流表 电压表
考点四
电流、电压、电阻
正
电压
材料
长度
横截面积
A
V
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(续表)
比较项目 电流(I) 电压(U)
仪器使用 ①电流表与被测用电器 联,电压表与被测用电器 联。
②使用前,应检查指针是否对准 ,如果有偏差,需先
。
③连接时,使电流从电表的 接线柱流入,从
接线柱流出;被测值不能超过电表的量程,可以采用 法来看是否超过量程。
④读数时,看清电表的量程和分度值,电流表量程为
和 ,电压表量程为 和
串
并
零刻度线
校零
正(或“+”)
负(或“-”)
试触
0~0.6 A
0~3 A
0~3 V
0~15 V
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(续表)
比较项目 电阻(R)
仪器使用 ①根据铭牌选择合适的滑动变阻器,不能使通过滑动变阻器的电流超过其允许通过的最大电流;
② 联在需要调节和保护的电路中;
③接法为“ ”;
④闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于 处
串
一上一下
最大阻值
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(续表)
比较项目 电流(I) 电压(U) 电阻(R)
串联电路
中的规律 电流处处 电源电压等于各用电器两端电压 总电阻等于各分电阻
并联电路
中的规律 干路中的电流等于各支路中的
各支路两端电压与电源电压 总电阻的倒数等于各支路电阻倒数
相等
之和
之和
相等
之和
之和
电流
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例 1 (2024滨州)下列说法正确的是 ( )
A.用毛皮摩擦橡胶棒,毛皮和橡胶棒都带上了负电荷
B.在物理学中,把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向
C.同一电路中通过两个灯泡的电流相等时,这两个灯泡一定是串联的
D.电源是提供电压的装置,电路中有电源就一定会产生电流
考向一
电荷及其相互作用
B
考向探究 培养能力
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9
变式1 (2024广州)如图12-1所示,带负电的云层靠近建筑物上的避雷针时,向避雷针剧烈放电形成雷电,下列说法正确的是 ( )
A.云层带负电是由于失去了大量正电荷
B.云层带负电是由于摩擦创造了负电荷
C.放电时电荷从避雷针向云层方向移动
D.放电时电流方向是从避雷针流向云层
图12-1
D
考向探究 培养能力
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变式2 如图12-2所示,验电器M不带电、N带负电,用带有绝缘柄的金属棒将它们的金属球连接起来,发现验电器M的金属箔片张开,下列说法正确的是 ( )
A.M带上了正电
B.N的金属箔片张角变大
C.金属棒中电流的方向由M向N
D.用手触摸金属棒,M、N的金属箔片张角不变
图12-2
C
考向探究 培养能力
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例 2 根据如图12-3甲所示的实物电路,在如图乙所示的虚线框内画出对应的电路图。
考向二
电路的识别与设计
图12-3
[答案]如图所示
考向探究 培养能力
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变式3 根据如图12-4甲所示的电路图,用笔画线代替导线,连接图乙中的实物电路(要求导线不能交叉,干路中电流大小约为2 A)。
图12-4
[答案]如图所示
考向探究 培养能力
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例 3 (2024长沙)中国高铁技术世界领先,给人们出行带来极大的便利。乘客进站时,需同时通过身份证验证(相当于闭合S1)和人脸识别(相当于闭合S2),方可开启闸机M。如图12-5所示电路设计符合要求的是( )
图12-5
A
考向探究 培养能力
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变式4 (2024龙东)图12-6为封闭小区常见的智能门禁系统,住户可以通过刷卡或人脸识别进入小区,当门禁系统接通电源后,指示灯发光。住户刷卡或人脸识别成功时(相当于分别闭合对应的开关),电动机工作,控制门打开。图12-7中关于门禁系统的
简化电路设计合理的是( )
图12-6
图12-7
B
考向探究 培养能力
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例 4 如图12-8甲所示电路,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则灯泡L1和L2两端的电压分别为 ( )
A.1.7 V、6.8 V
B.6.8 V、1.7 V
C.1.7 V、5 V
D.8.5 V、1.7 V
考向三
串、并联电路的特点
图12-8
B
考向探究 培养能力
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例 5 (2023达州)如图12-9所示,电源电压为3 V,闭合开关S后,电流表A的示数为0.54 A,电流表A1的示数为0.2 A,则通过小灯泡L1的电流为 A,通过小灯泡L2的电流为 A,电压表V的示数为 V。
图12-9
0.2
0.34
3
考向探究 培养能力
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变式5 (2023鄂州)如图12-10所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.5 A,电流表A1的示数为0.3 A。下列说法正确的是 ( )
A.L1与L2串联
B.开关S只控制L1
C.通过L1、L2的电流分别是0.3 A、0.2 A
D.通过L1、L2的电流分别是0.5 A、0.3 A
图12-10
C
考向探究 培养能力
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【实验电路图】如图12-11所示。
断开
图12-11
【常考点梳理】
1.在连接电路时,开关要 。
2.实验前要观察电表指针是否指在零刻度线处,如果未指零,需要 。
调零
突破一
探究串、并联电路中的电流、电压规律
实验突破 提升素养
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3.电表要选择合适的量程,为了使读数精确,能用小量程的就不要用大量程,可用“ 法”选择合适的电表量程。
4.电流表 在电路中,电压表 在电路中,连接时要“ 进
出”。
5.分析数据得出结论:串联电路中各处电流 ,电源电压等于
;并联电路
中干路电流等于
,各支路两端电压
且 电源电压。
图12-11
试触
串联
并联
正
负
相等
相等
等于
器两端电压之和
各用电
流之和
各支路电
实验突破 提升素养
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6.如果接好最后一根导线后,发现小灯泡发光了,出现的问题是
。
7.电表异常原因判断:①反向偏转,说明 ;
②正向偏转幅度过小,说明 ;
③正向偏转幅度过大,指针到达右边没有刻度处,说明 。
图12-11
正、负接线柱接反
量程选择过大
量程选择过小
开关没有
断开
实验突破 提升素养
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8.更换不同规格的灯泡或在电路中接入滑动变阻器或改变电源电压从而进行多次实验,其目的是: 。
9.如果通过两个用电器的电流相等,则这两个用电器 (选填“一定”或“不一定”)是串联的,因为在并联电路中,若两个用电器完全相同,则通过它们的电流是 的;如果两个用电器两端的电压相等,则这两个用电器 (选填“一定”或“不一定”)是并联的,因为
在串联电路中,若两个用电器
完全相同,则这两个用电器两
端的电压是 的。
图12-11
使实验结论具有普遍性
不一定
相等
不一定
相等
实验突破 提升素养
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例 1 (2024长春)在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中:
图12-12
次数 IA/A IB/A IC/A
1 0.18 0.24 0.42
2 0.22 0.22 0.44
3 0.20 0.26 0.46
4 0.14
实验突破 提升素养
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(1)请根据如图12-12甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整,使电流表测量通过小灯泡L1的电流;连接电路时应 开关。
图12-12
[答案]如图所示
断开
实验突破 提升素养
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(2)用电流表分别测量A、B、C三点的电流,更换灯泡多次测量,将实验数据记录在表格中,其中第4次实验中测B点的电流时,电流表示数如图丙所示,则IB= A;分析数据可知:并联电路中电流的特点是
。
(3)在第2次实验中测得A、B两点的电流相等,原因可能是 。
次数 IA/A IB/A IC/A
1 0.18 0.24 0.42
2 0.22 0.22 0.44
3 0.20 0.26 0.46
4 0.14
0.28
图12-12
干路电流等于各
支路电流之和
两灯泡规格相同
实验突破 提升素养
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例 2 如图12-13甲所示,小明在探究串联电路的电压特点时,将两盏均标有“2.5 V 0.3 A”字样的小灯泡串联起来,接到电压可调的直流电源两端。
图12-13
实验突破 提升素养
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(1)小明闭合开关后,发现电压表的指针偏转如图乙所示,这是因为
;纠正上述问题后,小明正确操作测出了L1两端的电压,在测L2两端的电压时,为了节省实验时间,小明采用了以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。小明用上面的方法
(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由:
。
图12-13
不能
电压表
选择了0~15 V的量程
改接后电压表
正、负接线柱接反了
实验突破 提升素养
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(2)调节直流电源的电压,使两灯泡都正常发光,突然,原来正常发光的两灯泡同时熄灭。
①发生这种故障的原因是什么呢?指导老师经过分析检查,给出下列两种原因供小明选择,你认为可能的是 。
A.一盏灯泡断路,另一盏灯泡完好
B.一盏灯泡短路,另一盏灯泡完好
图12-13
A
实验突破 提升素养
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②为了检测故障,指导老师又提供了下列四种器材:
A.规格仍为“2.5 V 0.3 A”的灯泡
B.符合要求的电压表
C.符合要求的电流表
D.一根导线
从上述四种器材中每次选择一种器材来检测故障(过程中未调节直流电源的电压),你认为不适用的有 (填器材前的字母代号),理由是
。
CD
用它们检
测故障容易烧坏另一盏灯泡
实验突破 提升素养
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(3)故障排除后,小明重新进行实验并将实验中测出的数据记录在下表中。
AB两端的电压/V BC两端的电压/V AC两端的电压/V
2.5 2.5 5.0
根据表中数据,小明总结得出了以下实验结论:
①串联电路中的总电压等于各部分电路两端的电压之和;
②串联电路中各部分电路两端的电压相等。
请你对此进行评估,写出小明在本次实验中存在的问题:
(写出一条即可)。
所选灯泡规格相同
实验突破 提升素养
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【实验装置】如图12-14所示。
图12-14
突破二
探究影响导体电阻大小的因素
实验突破 提升素养
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【常考点梳理】
1.实验通过 间接反映导体电阻的大小,这应用了 法。
2.连接电路时,开关应 。
图12-14
小灯泡的亮度(或电流表的示数)
转换
断开
实验突破 提升素养
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3.选择a、d两根电阻丝进行实验,是为了探究电阻大小与 的关系;选择 两根电阻丝进行实验可探究电阻的大小与横截面积的关系;选择a、b两根电阻丝进行实验,得到的结论是
。
材料
a、c
一定时,长度越长,电阻越大
当导体的材料和横截面积
图12-14
实验突破 提升素养
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4.与图甲相比图乙的优点:当导体电阻差别较小时,小灯泡的亮度变化不易观察,通过观察电流表示数能精确比较导体电阻的大小。
5.图乙中的小灯泡在电路中具有 的作用。
保护电路
图12-14
实验突破 提升素养
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例 3 在探究“影响导体电阻大小的因素”的实验中,保持电源电压不变,如图12-15所示,在M、N两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如下表
所示:
图12-15
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
实验突破 提升素养
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(1)实验中应通过观察 来比较导体电阻的大小,这种实验方法叫 。
(2)选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验,可以探究导体电阻大小与
的关系。
图12-15
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
电流表示数
转换法
长度
实验突破 提升素养
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(3)选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,可以探究导体电阻大小与
的关系。
(4)为了探究导体电阻大小与导体材料的关系,应选用编号为 的两根电阻丝进行实验。
图12-15
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
横截面积
A、D
实验突破 提升素养
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(5)若实验中没有电流表,通过观察 也可以判断导体电阻的大小,但不足之处是
。
(6)实验中某同学将编号为A的电阻丝对折后接入电路中,发现电流表示数变大,由此得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小。请你判断这种做法是
(选填“正确”或“错误”)的,理由是
。
图12-15
小灯泡的明暗程度
错误
还改变了导体的长度
明暗程度变化不明显,则无法判断导体电阻的大小
当接入电路中的导体的电阻变化不大时,小灯泡的
实验突破 提升素养
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$$