内容正文:
电荷 电路 电流 电压 电阻
概念体系建构
1.电荷
2.电路
3.电压
4.电阻
5.电流
正
负
排斥
吸引
轻小
电荷从一个物体转移到另一个物体
电源、用电器、开关
导线
提供电能
消耗电能
通断
通路
开路
短路
电源两极
电源
引发火灾
串
并
元件符号
概念体系建构
电源
电压表
U=U1+U2
U=U1=U2
材料
长度
横截面积
温度
定向运动
正电荷
电压
闭合回路
I=I1=I2
I=I1+I2
概念体系建构
1.根据带电体的性质判断,看能否吸引轻小物体。
2.根据电荷之间相互作用规律判断,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。注意:相互吸引的两物体不一定带异种电荷。
3.利用验电器判断,验电器的箔片张开则物体带电。注意:验电器只能判断是否带电,无法判断带什么电。
判断物体是否带电的方法
重点1
重点知识梳理
项目 导体 绝缘体
定义 容易导电的物质 不容易导电的物质
原因 有大量可以 __________________
几乎没有可以自由移动的电荷
举例
___________________
自由移动的电荷
金属、石墨、人体、
酸碱盐水溶液
橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木材、干燥的空气
绝缘体与导体
重点2
重点知识梳理
名称 电流表 电压表 滑动变阻器
符号
作用
外观
使用 ①调零;② 联;③“+”“-”接线柱连接正确;④选择适当量程;⑤绝不允许直接把电流表接在电源两极 ①调零;② 联;
③“+”“-”接线柱连接正确;④选择适当量程 ① 联;②连线“一上一下”;③闭合电路前将阻值调至最
测电流
测电压
保护电路、调节
电流和电压
串
并
串
大
比较几种重要元件的使用
重点3
重点知识梳理
项目 串联电路 并联电路
电路图
电流
电压
电阻
I=I1=I2
I=I1+I2
U=U1+U2
U=U1=U2
R=R1+R2,n个阻值为R的电阻串联,总电阻R总=nR
,n个阻值为R的电阻并联,总电阻
串、并联电路特点对比
重点4
重点知识梳理
1.当图31-1中的开关没有闭合时,电池两端没有电压 ( )
2.当图31-1中的开关断开时,灯泡L1和L2没有电阻 ( )
3.如图31-1所示,开关闭合后,电流是从电源正极出发,先经过L1,后经过L2,所以L1比L2先亮,只是时间相差很短,所以人感觉不出先后 ( )
4.导体中有可以自由移动的电子,而绝缘体内没有电子 ( )
5.绝缘体在任何情况下都不能导电 ( )
6.电压表和电流表都不能把两个接线柱直接接在电源两极 ( )
概念辨析
×
×
×
×
×
图31-1
×
重点知识梳理
1.(2023浙江模拟)如图31-2甲所示,先用橡胶棒与毛皮摩擦;再用摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开一定的角度,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.橡胶棒与毛皮摩擦的过程中创造了电荷
B.毛皮与橡胶棒在摩擦的过程中带上了同种电荷
C.箔片张开一定的角度是因为异种电荷相互排斥
D.箔片张开一定的角度是因为同种电荷相互排斥
D
图31-2
电荷间的相互作用和摩擦起电
考点1
高频考点练习
2.小科用一个不带电的轻质泡沫球靠近电脑显示屏,小球偏至如图31-3所示的实线位置。据此推测显示屏 ( )
A.带正电 B.带负电
C.不带电 D.一定带电
D
图31-3
高频考点练习
3.如图31-4所示是“静电章鱼”实验,用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,然后把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面,此时塑料丝静止在空中,形状像章鱼。下列分析正确的是 ( )
A.塑料丝与塑料管带异种电荷后吸附在一起
B.塑料丝间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状
C.塑料管经毛皮摩擦得到电子后带正电
D.塑料管得到的电子数等于毛皮两次失去的电子总数
B
图31-4
高频考点练习
4.(2023嘉兴南湖一模)电子口哨因使用方便、不易滋生细菌而成为交通警察的常用工具。如图31-5所示,电子口哨有两个开关,分别按下开关,就能发出声音或激光,能满足不同需求。如图31-6所示的电路图中,符合电子口哨原理的是 ( )
C
图31-5
图31-6
电路设计
考点2
高频考点练习
C
5.(2023金华)某停车场有自动和人工两种抬杆放行方式。车辆自动识别装置识别车牌成功后,S1自动闭合,付费成功后,S2自动闭合,电动机工作,抬杆放行;若识别车牌失败,S1无法闭合,付费后可利用人工闭合S3,使电动机工作,抬杆放行。如图31-7所示的电路设计符合此功能的是 ( )
图31-7
高频考点练习
B
6.(2023丽水)公交车后门的左右扶杆上各装有一个按钮开关(如图31-8所示)。当乘客按下任意一个按钮时,蜂鸣器响起提示音,提醒司机有乘客要下车。如图31-9所示的电路图中符合要求的是 ( )
图31-9
图31-8
高频考点练习
C
图31-11
图31-10
7.(2023温州龙湾二模)如图31-10所示是一款感应式垃圾桶。使用时,闭合开关S1,指示灯亮,动力装置不工作。扔垃圾时,手伸到感应区上方,感应开关S2自动闭合,动力装置工作,使垃圾桶盖打开。断开S1,指示灯和动力装置均不工作。如图31-11所示的电路设计中符合要求的是 ( )
高频考点练习
8.(2023舟山一模)小李同学闭合开关后,亮着的白炽灯突然熄灭,检查后发现是灯丝断了,小李重新把灯丝搭接起来(如图31-12所示)继续使用,发现灯泡更亮了,则此时灯丝的电阻和电流变化情况是 ( )
A.电阻增大,电流减小
B.电阻减小,电流增大
C.电阻和电流都增大
D.电阻和电流都减小
B
图31-12
电阻与滑动变阻器
考点3
高频考点练习
C
9.(2022台州)某同学做了一个如图31-13所示的“魔法火焰”实验,在加热铅笔芯时,小灯泡慢慢亮了起来。下列有关判断正确的是( )
A.电源电压变大
B.铅笔芯电阻变大
C.电路中电流变大
D.小灯泡功率变小
图31-13
高频考点练习
D
10.如图31-14所示,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,其接入电路的阻值变大。则连接的接线柱可能是 ( )
A.A、B B.C、D
C.B、D D.A、D
图31-14
高频考点练习
B
图31-15
11.(2022金华模拟)如图31-15所示,闭合开关后两灯均不亮,用电压表先后测得UAD=UAC=UBC=3 V,则故障可能是 ( )
A.灯L1发生开路
B.灯L2发生开路
C.灯L1发生短路
D.灯L2发生短路
电路故障分析
考点4
高频考点练习
12.如图31-16所示,小明在“探究串联电路电流规律”的实验中,闭合开关后两灯均不亮。他用一个电流表去检测电路故障,当电流表接A、B两点时,两灯均不亮;当电流表接B、C两点时,有一盏灯亮了,且电流表有示数。产生这一现象的原因可能是 ( )
A.L1开路 B.L1短路
C.L2开路 D.L2短路
C
图31-16
高频考点练习
1.实验电路图(图31-17)
2.实验原理:电阻表示导体对电流的 作用。则本实验可以通过观察 来比较电阻的大小,这种科学研究方法是 。
探究影响导体电阻大小的因素
实验1
图31-17
3.操作细节:研究导体电阻与长度的关系,主要变量是 ,要控制不变的因素是 。探究导体电阻与导体粗细的关系,主要变量是 ,要控制不变的因素是 。用同样的方法研究导体电阻与导体材料的关系,这里用到的科学研究方法是 。
阻碍
电流表的示数
转换法
导体长度
导体的材料、横截面积
导体粗细
导体的材料、长度
控制变量法
实验梳理
探究实践突破
4.实验分析:导体的电阻大小与导体的长度、横截面积(粗细)和材料有关。由同种材料制成的导线,导线越长,电阻 ;导线越细,电阻 。科学研究还表明,导体的电阻与 有关。例如,金属导体的电阻会随温度的升高而 ,玻璃的电阻会随温度的升高而 。某些材料的温度降低到一定程度时,电阻会突然消失,这就是 现象。
越大
越大
温度
增大
减小
超导
探究实践突破
5.【材料选择】本实验一般选用导电能力较差的镍铬合金线而不用导电能力极强的铜线作为被测导线,其原因是 __________________________________
______________________________________________________________________。
用电阻较大的镍铬合金线做实验,前后两次实验的电流改变明显,而用铜线做实验,电流改变不明显
提升设问
探究实践突破
6.【原因分析】(1)有同学认为,可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况。老师指出:此实验中这种方法不可取。这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化 (填“明显”或“不明显”)。
(2)但有同学还是建议,在电路中串联一个小灯泡,此时小灯泡在电路中的主要作用是 。
不明显
保护电路
探究实践突破
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图乙所示,其示数为 A。
(2)为研究导体电阻大小与横截面积的关系,可选择实验组 进行对比。
7.(2024浙江)图31-18甲是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作为被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据列于下表。请回答:
0.32
图31-18
实验组 电阻丝 材料 长度
/cm 直径
/mm 电流
/A
1 a 康铜丝 57.20 0.50 待填
2 b 镍铬丝 57.20 0.50 0.14
3 c 镍铬丝 57.20 0.70 0.26
4 d 镍铬丝 28.60 0.70 0.54
2、3
情境变式
探究实践突破
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关。
①科学研究发现某种金属的电阻和温度的关系如图31-19所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象: 。
该金属的电阻随温度降低而减小,最后电阻变成0
图31-19
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造 (写出一种),以减少能量损耗。
输电线
探究实践突破
研究串、并联电路的电流特点
实验2
1.实验电路图(图31-20)
2.实验步骤:按电路图连接好电路,用电流表分别测出图甲、乙中1、2、3位置的电流I1、I2、I3,比较实验中所得的数据。
图31-20
实验梳理
探究实践突破
3.操作细节
(1)连接电路时,开关应 ;实验中,应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡重复多次实验,寻找普遍规律。
(2)为防止损坏电流表,在不能事先估计被测电流大小的情况下,应先进行 ,以便正确选择电流表的量程。
4.实验结论:图甲: ,用字母表示为 。
图乙 ,用字母表示为 。
断开
图31-20
不同
试触
串联电路中电流处处相等
I1=I2=I3
并联电路中干路电流等于各支路电流之和
I3=I1+I2
探究实践突破
5.【原因分析】(1)测量时,发现电流表指针反向偏转,则电流表连接存在的错误是 。
(2)闭合开关后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针也来回摆动。故障的原因可能是 。
A.某段导线断开
B.某接线柱处接触不良
C.某灯泡短路
D.电流表被烧坏
图31-20
电流表的正、负接线柱接反了
B
提升设问
探究实践突破
(3)实验中小明发现图甲中L1发光,L2不发光。L2不发光的原因可能是 。(填选项前字母)
A.L2靠近电源负极
B.L2的灯丝断了
C.L2灯座处可能短路了
D.L2的实际功率太小
图31-20
CD
探究实践突破
(2)使用电流表时,当被测电流值大于电流表量程的一半时,能减小实验误差。本实验所用电源电压为8 V,电流表有两个量程(0~0.6 A、0~3 A)。为减小实验误差,小煦重新选择定值电阻,实验室里可供选择的定值电阻的阻值依次为:5 Ω、10 Ω、20 Ω、50 Ω,应该选用的2个电阻阻值分别为 。
6.小煦用如图31-21所示电路研究电阻并联的规律。
(1)按电路图连接电路,闭合开关S,电流表A1、A2、A3的示数分别为0 A、0.40 A和1.20 A。如果电路元件完好,接线时发生了错误,该错误是 。
接线时使电流表A1短路
5 Ω,20 Ω
图31-21
情境变式
探究实践突破
1.实验电路图(图31-22)
2.实验步骤
按电路图连接电路,用电压表分别测出图甲、乙中灯L1、L2两端的电压U1、U2及总电压U,比较实验中所得的数据。多次进行实验,由大量数据分析得出结论,这样做的主要目的是 (选填“求平均值减小误差”或“使实验结论具有普遍性”)。
使实验结论具有普遍性
研究串、并联电路的电压特点
实验3
图31-22
实验梳理
探究实践突破
3.操作细节
(1)为了避免电路中电压过大而损坏电压表,测量时应先选用 的量程,如果发现指针偏转角度过小,不易读数,再改用 量程。一般实验中,可根据电源电压估计待测电压,从而确定电压表的量程。
(2)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
较大
图31-22
较小
不同
探究实践突破
4.实验结论
图甲: ,用字母表示为
。
图乙: ,用字母表示为
。
串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和
图31-22
并联电路各支路两端的电压相等且等于电源电压
U=U1+U2
U=U1=U2
探究实践突破
5.【原因分析】
(1)如图31-23所示,在测量L2两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数接近于电源电压,出现此故障的原因可能是 。
图31-23
(2)测出L2两端电压后,小明断开开关,准备拆下电压表并改接在L1两端,小亮认为小明的操作太麻烦,他认为只需将导线②的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表就可以测量出L1两端的电压。小亮的想法是错误的,原因是 。
L2开路
电压表的正、负接线柱接反了
提升设问
探究实践突破
6.(2023丽水)小科通过实验对“串联电路各部分电压的关系”进行了验证。利用学生电源、小灯泡2个、电压表1个、开关1个、导线若干等器材,按图31-24甲中电路逐一接入电压表进行实验。
不同
1.5
图31-24
(1)实验中小灯泡L1、L2的规格应 (选填“相同”或“不同”)。
(2)在被测电压难以估计时,为避免电压过大而损坏电压表,应正确选择量程,具体操作是。
(3)某次测量时电压表示数如图乙所示,则读数为 V。
(4)整理实验数据时,小科发现两灯泡两端的电压U1、U2之和略小于两灯泡两端的总电压U,与预期结果不相符。换用其他器材并规范操作,多次实验后结果均相同。其原因可能是 。
先将电压表的较大量程接入电路进行开关试触,若指针偏转角度太小,再改接较小的量程
导线有电阻,分担一部分电压
情境变式
探究实践突破
$$