内容正文:
授课人:XXXX
第十二讲 电路 电流 电压 电阻
第1节 电学基础知识
物理·安徽中考
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目录
中考考点解读
重点难点突破
实验核心讲练
中考真题体验
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中考考点解读
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使物体带电的两种方法:(1)摩擦起电。(2)用接触的方法使物体带电,让一个不带电的物体接触带电的物体,则原来不带电的物体也带上了电。
1.导体容易导电的原因:导体中存在大量的可自由移动的电荷,金属导体中的电流是自由电子定向移动形成的,酸、碱、盐溶液中的电流是正、负离子定向移动形成的。
2.导体与绝缘体没有绝对的界限。在一定条件下,绝缘体可以变成导体,如干燥的木棒是绝缘体,而木棒被水打湿后就变成了导体。
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电阻定律
同种材料的导体的电阻R与长度l成正比,与它的横截面积S成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关。这就是电阻定律,即R=ρ(ρ是与导体材料有关的一个常数)。
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滑动变阻器的使用说明:
“一上一下”串联在电路中,闭合开关前应将滑片调到阻值最大处;当接上面的两个接线柱时,滑动变阻器连入电路的阻值为零;当接下面的两个接线柱时,滑动变阻器连入电路的阻值是其最大阻值。
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电阻箱的特点及读数:
(1)特点:电阻箱可以改变电路中的电阻,不可以连续改变连入电路中的电阻,但可以直接读出连入电路中的电阻。
(2)读数:各旋盘对应的小三角指示的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是电阻箱接入电路中的电阻。右图所示的电阻箱读数为3608Ω(3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=3608Ω)。
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重点难点突破
电路的识别与分析
【方法指导】把电压表去掉、电流表看作导线,结合开关闭合情况,画出等效电路图,判断电路是串联的还是并联的,然后根据串、并联电路电流或电压的规律,结合电表的示数解题。
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电路设计
【方法指导】若各用电器相互影响,不能单独工作,则各用电器串联;若各用电器互不影响,能单独工作,则各用电器并联。并联电路中,若开关控制所有用电器,则它在干路上;若开关只控制一个用电器,则此开关与该用电器串联在同一条支路上。多个开关可以串联控制同一个用电器,也可以并联控制同一个用电器。开关闭合,用电器不工作;开关断开,用电器工作,则此开关与用电器并联。
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实验核心讲练
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组别 L1规格 L2规格 IA/A IB/A IC/A
1 甲 甲 0.12 0.12 0.24
2 乙 丙 0.16 0.20 0.36
3 甲 丁 0.12 0.14 0.26
4 乙 丁 0.16 0.14 0.30
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L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V 串联总电压U/V
1.2 1.8 3.0
1.5 1.5 3.0
0.8 2.1 2.9
表一
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序号 电池连接方式 电压表的示数/V
1 单节旧电池 1.20
2 两节旧电池并联 1.20
3 三节旧电池并联 1.20
4 两节旧电池串联 2.40
5 三节旧电池串联 3.60
表二
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中考真题体验
静电现象
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电路设计
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电表的使用
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摩擦起电(10年6考)
1.摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电。其实质是自由电子发生了① 转移 。
2.两种电荷 。
(1)与丝绸摩擦过的玻璃棒带② 正 电,与毛皮摩擦过的橡胶棒带③ 负 电。 失去电子。 得到电子
(2)带电体性质:具有吸引轻小物体的性质。
(3)相互作用规律:同种电荷相互④ 排斥 ,异种电荷相互⑤ 吸引 。
(4)验电器:用来检验物体是否带电。根据⑥ 同种电荷相互排斥 的原理制成。 不能检验电荷的种类,只能粗略地比较物体所带电荷的多少。
3.导体和绝缘体
(1)导体:容易导电的物体。例如:铜、铁等常见金属等。
(2)绝缘体:不容易导电的物体。例如:陶瓷、玻璃、橡胶等。
电路(10年5考)
1.电路的组成:电源(提供电能)、⑦ 用电器 (消耗电能)、开关(控制电路)、导线(输送电能)。
2.获得电流的条件:电路中有电源,且电路是通路。
3.电路图:用元件符号表示电路连接的图。
4.电路的三种状态
(1)通路:电路中有电流,用电器能工作。
(2)断路:电路中无电流,用电器不能工作。
(3)短路:
局部短路:电路是接通的,用电器的两端被导线直接连通。
用电器被短路时,该用电器不能工作,但不会损坏。
电源短路:电源的正、负极直接用导线连接。
“串联”和“并联”不能写成“串连”和“并连”。
5.电路的连接方式 电源短路是绝对不允许的。
串联
并联
连接特点
用电器首尾相连
用电器并列连接在两点之间
电路图
电流路径
只有一条电流路径
有两条或两条以上电流路径
开关作用
控制整个电路
干路开关控制整个电路,支路开关控制所在支路
电器工作特点
相互影响
互不影响
实例
节日里的小彩灯等
家庭电路中各用电器等
电流和电压(10年10考)
1.电流和电压
电流
电压
单位
国际单位
安培,简称安,符号是⑧ A
伏特,简称伏,符号是⑨ V
其他单位
毫安(mA)、微安(μA)
千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)
单位换算
1mA=10-3A,1μA=10-6A
1kV=103V,1mV=10-3V,1μV=10-6V
概念理解
电荷的定向移动形成电流,通常用字母I表示
电压是产生电流的原因,通常用字母U表示。电源是提供电压的装置
常见值
手电筒中的电流约为200mA
家庭节能灯中的电流约为0.1A
家用空调器的电流约为5A
1节新干电池的电压为1.5V
家庭电路电压为220V
人体的安全电压:不高于36V
规律
串联电路
I=I1=I2=I3=…=In
U=U1+U2+U3+…+Un
并联电路
I=I1+I2+I3+…+In
U=U1=U2=U3=…=Un
2.电流表和电压表
电流表
电压表
作用
测量电路中的电流,相当于导线
测量电路两端的电压,相当于断路
使用
规则
与被测电路串联
与被测电路并联
不允许将电流表直接接在电源两端
电压表可以直接接在电源两端
电流“+进-出”,被测电流或电压不能超过电流表或电压表选择的量程
表
盘
读
数
读数方法
看清所选量程及对应的分度值。电表示数=指针偏过的格数×分度值
量程
0~0.6A
0~3A
0~3V
0~15V
分度值
0.02A
0.1A
0.1V
0.5V
图中示数
0.28A
1.4A
1.1V
5.5V
电阻(10年7考)
1.电阻
(1)定义:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小,符号是R。
导体既能导电,又对电流有阻碍作用,导体电阻
越大,表示其对电流的阻碍作用越强。
(2)单位:基本单位是⑩ 欧姆(Ω) 。其他常用单位:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
换算关系:1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω。
(3)影响因素:导体的 材料 、 长度 、 横截面积 和温度。导体的材料一定时,长度越长,横截面积越小,电阻越大;对大多数导体来说,温度越高,电阻越大。
2.滑动变阻器
(1)原理:通过改变接入电路中电阻线的 长度 来改变接入电路中的电阻。
(2)a.结构图示:
b.电路符号:
(3)作用:通过调节接入电路中的电阻来改变电路中的电流;保护电路。
如右图所示,电源电
压保持不变。当S2、S3闭合,S1断开时,电压表示数
为6V。
(1)当S2、S3闭合,S1断开时,灯 L1 短路,电压表测量 电源 电压,电源电压为 6 V。
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,灯L1和L2的连接方式是 串 联;电压表测量灯 L2 两端的电压。
(3)若(2)中电压表示数为4V,则灯L1两端的电压为 2 V,灯L2两端的电压为 4 V。
(4)当S1、S3闭合,S2断开时,灯L1和L2的连接方式是 并 联;电流表A测 干路 电流,电流表A1测通过 L1 的电流。(后两空均选填“干路”“L1”或“L2”)
(5)若(4)中电流表A和A1的示数分别为0.5A和0.2A,则通过灯L1的电流为 0.2 A,通过灯L2的电流为 0.3 A。
(2024亳州利辛模拟)下图所示的电路中,闭合开关S1、S2,电流表、灯泡L1和L2均能正常工作。下列说法正确的是 ( B )
A.只闭合开关S2时,电流表测通过灯泡L1的电流
B.开关S1、S2都闭合,灯泡L1与L2并联
C.先闭合开关S1、S2,再断开S2,电流表示数变大
D.开关S1、S2都闭合,灯泡L1与L2的亮度一定相同
(2024淮北模拟)一个暗箱外表面有L1、L2两个灯泡和S1、S2两个开关。为了探究开关和暗箱内的灯泡是如何连接的,某同学进行了如下操作:先闭合S1,发现两个灯泡都发光,再闭合S2,只有L1发光且比原来亮。据此可判断出暗箱内的电路连接方式为 ( B )
(2024临沂)高铁站的自动检票闸机口设有身份证和人脸识别双重验证,两个信息相符合后闸机门(电动机)自动打开,乘客可检票通过。若每个信息验证成功相当于闭合一个开关,下列模拟电路符合要求的是 ( A )
探究串联电路和并联电路中电流的特点(10年未考,2022年版课标要求学生必做实验)
【设计与进行实验】
1.在拆接电路时开关应断开。
2.电流表只能串联在电路中,严禁不经过用电器直接把电流表接到电源两端。
3.电流表指针异常偏转的原因:指针反偏→正、负接线柱接反了;指针偏转角度过小→量程选大了;指针偏转角度过大,甚至超过量程→量程选小了。
4.换用不同规格的灯泡多次实验的目的:得出普遍规律。
【实验结论】
1.串联电路中,电流处处相等。
2.并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
1.为探究“并联电路的电流规律”,晓琳设计了如图甲所示的电路。
(1)在连接图乙所示的电路时,开关应处于 断开 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)接通电路前发现电流表指针的位置如图丙所示,可能的原因是 电流表没有调零 。
(3)解决上述问题后,晓琳测量A、B、C三处的电流。为了得出普遍规律,晓琳还应该 换用不同规格的灯泡多次测量 。
【实验故障分析】
(4)将电流表接在A处,闭合开关S后,观察到灯泡L2发光、L1不发光,电流表的示数为零。电路可能存在的故障是 灯泡L1断路(或电流表断路)。
【交流与反思】
(5)①将电流表接在B处,闭合开关S后,电流表指针
的位置如图丁所示。为了使测量结果更准确,此时应断开开
关, 电流表换用0~0.6A量程 ,重新进行实验。
②测量时,闭合开关S,发现指针向零刻度线的左侧偏转,如图丙所示。则电流表连接存在的错误是 正、负接线柱接反了 。
【实验结论】
(6)老师收集了几个组的实验数据(如下表)。对测量数据进行相关分析,可以得到的实验结论是 并联电路中干路电流等于各支路电流之和 。
探究串联电路和并联电路中电压的特点(10年未考,2022年版课标要求学生必做实验)
【设计与进行实验】
1.在拆接电路时开关应断开。
2.电压表指针异常偏转的原因:指针反偏→正、负接线柱接反了;指针偏转角度过小→量程选大了;指针偏转角度过大,甚至超过量程→量程选小了。
3.换用不同规格的小灯泡或改变电源电压多次实验的目的:得出普遍规律。
【实验结论】
1.串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和。
2.并联电路中电源电压与各支路用电器两端的电压相等。
2.在探究串联电路中电压的规律时,设计了如下实验。
(1)根据图甲电路图,在图乙中用笔画线代替导线将实物图补充完整。
(2)用电压表正确测量小灯泡L1两端的电压之后, 不能 (选填“能”或“不能”)只将A点的导线接到C点来测L2两端的电压,理由是 这样做会使电压表正、负接线柱接反 。
(3)做实验时选用不同规格的小灯泡重复多次实验,这样做的目的是 使结论更具有普遍性 。
【实验数据分析】
(4)某同学进行三次实验并将测量数据记入表一中,你认为这些数据是否能探究出串联电路电压的关系并说出理由: 能,因为三次实验的数据是合理的 。
【实验结论】
(5)分析表一中的实验数据,我们可以得到串联电路的电压规律是: U=U1+U2 (用公式表示)。
【拓展实验】
(6)某同学对电池串、并联成电池组后,对用电器
所能提供的电压做了进一步的探究,他利用若干相同的旧
干电池和一个电压表、一个开关组成如图丙所示的电路。
实验中改变电池的节数和连接方式,读出开关S闭合时电压表的示数(电压表选择合适的量程),得到的数据如表二所示:
分析表中数据发现:多节电池并联时电压 不变 ,多节电池串联时电压为 各节电池两端的电压之和 。
探究影响导体电阻大小的因素(10年未考)
【猜想与假设】
电阻与长度、材料、横截面积、温度有关。
【设计与进行实验】
1.小灯泡的作用:(1)通过小灯泡的亮度变化反映金属丝电阻大小的变化;(2)保护电路。
2.电流表的作用:对电阻变化的判断更加准确、客观。
3.实验方法
(1)转换法:通过观察电流表示数或小灯泡的亮度来比较金属丝电阻的大小。
(2)控制变量法:在探究导体长度对电阻的影响时,要选择温度、材料、横截面积相同,而长度不同的金属丝;在探究导体横截面积对电阻的影响时,要选择温度、材料、长度相同,而横截面积不同的金属丝。
【分析与论证】探究温度对导体电阻的影响的方法:闭合开关,对金属丝加热,观察小灯泡的亮度或电流表示数如何变化。
【实验结论】
1.导体的电阻大小取决于导体的材料、长度和横截面积,还与温度有关。
2.温度、材料、横截面积相同的导体,长度越长,导体的电阻越大。
3.温度、材料、长度相同的导体,横截面积越大,导体的电阻越小。
3.(2024滁州定远模拟)在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图甲所示的实验装置,a、b、c是由镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但粗细(横截面积)不同,a、c粗细相同但长度不同,导线d由锰铜合金制成,长度、粗细与导线c相同。
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越 小 。
(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,电流表示数如图乙所示,此时电流为 0.22 A。
(3)依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,电流表对应的示数如下表所示:
导线代号
a
b
c
d
电流表的示数
1.3A
2.2A
2.7A
①选用导线a、b,是为了探究导线电阻的大小与 横截面积(粗细)的关系;探究导线电阻的大小与材料的关系,应选用的两根导线是 c、d 填导线代号)。
②由此可知:导线电阻的大小与导线的长度和横截面积都有关,用相同材料制成的导线长度越 长 ,横截面积越 小 ,电阻越大。
【实验结论】
(4)做实验时把导线c接入M、N之间,电流表有示数,接着用酒精灯加热该导线,发现电流表示数明显变小。这说明导体的电阻还跟 温度 有关。
【交流与反思】
(5)探究影响导体电阻大小的因素时,应用的主要研究方法是 控制变量法和转换法 。
(6)如图丙所示,将另外四根导线连入电路。
导线A与B的材料、横截面积相同,长度不同;导
线A与C的长度、横截面积相同,材料不同;导线
A与D的材料、长度相同,横截面积不同。将四根
导线串联是为了保证 电流 (选填“电压”或“电流”)相等;实验中,可通过比较各导线两端的 电压 来比较各导线的电阻。
1.(2017安徽题4)摩擦起电实际上是电子在物体之间转移。与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为在摩擦过程中玻璃棒 失去 (选填“得到”或“失去”)了电子。
2.(2023安徽题11)玻璃棒与丝绸摩擦后,玻璃棒带正电,丝绸带负电,则在摩擦过程中 ( C )
A.玻璃棒和丝绸都得到电子
B.玻璃棒和丝绸都失去电子
C.玻璃棒失去电子,丝绸得到电子
D.玻璃棒得到电子,丝绸失去电子
3.(2018安徽题17)如下图所示,当带电体接触验电器的金属球时,下列说法正确的是 ( C )
A.若带电体带正电荷,则这些正电荷就通过金属杆全部转移到金属箔上
B.若带电体带负电荷,则这些负电荷就通过金属杆全部转移到金属箔上
C.若带电体带正电荷,则验电器就有一部分电子转移到带电体上
D.若带电体带负电荷,则验电器就有一部分正电荷转移到带电体上
4.(2023安徽题15)老师给小龙一个密封盒,其表面可见两个开关S1、S2和两盏灯L1、L2。为了探究开关和灯在密封盒内是如何连接的,小龙进行了如下操作:先闭合S1,只有灯L1发光;又闭合S2,两灯都发光;再断开S1,两灯都熄灭。符合上述实验结果的连接方式为 ( B )
5.(2019安徽题16)公交车后门的两个扶杆上通常各装有一个按钮,每一个按钮都是一个开关。当乘客按下任何一个按钮时,驾驶台上的指示灯发光,同时电铃响,提醒司机有人要下车。下列电路图符合上述要求的是 ( C )
6.(2017安徽题9)如右图所示,电源电压保持
不变,a是从电压表的负接线柱引出的导线接头。
a与b处相接时,电压表示数为6.0V。a与b处
断开,然后与c处相接,闭合开关S后,电压表
示数为4.5V。这时灯泡L2两端的电压为 1.5 V。
7.(2018安徽题19)在某次电学实验中,已知所使用的双量程电流表能够满足实验的测量要求。在不能事先估计电流的情况下,为了避免损坏电流表,且能较精确地测出电路中的电流,常常通过试触来确定电流表的量程。
(1)假如先选用电流表的小量程:闭合开关,然后迅速断开,同时观察开关闭合瞬间电流表的指针偏转情况,若指针 偏转超过最大测量值 ,则换用电流表的大量程。
(2)假如先选用电流表的大量程:闭合开关,然后迅速断开,同时观察开关闭合瞬间电流表的指针偏转情况,若指针 偏转幅度过小(合理即可) ,则换用电流表的小量程。
$$