内容正文:
第13讲 电荷与电流
学习目标
1.认识摩擦起电现象,了解电荷的种类及电荷间的相互作用;
2.知道电路的组成,理解各电路元件的作用;知道电路中形成电流的原因及电流的方向;
3.会画电路的元件符号,会画简单的电路图;
4.会分析串联和并联电路。
模块一:摩擦起电与电荷
知识讲解
知识检测
1.物体带电:被丝绸摩擦过的玻璃棒带 电,被毛皮摩擦过的橡胶棒带 电,都具有了吸引轻小物体的性质,我们就说物体带了电,或说物体带了电荷。
2.使物体带电的方法:①摩擦起电 ② ③
3.摩擦起电原理
①原子结构:物质是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子又可分为:原子核和核外电子(带负电),原子核又可分为质子(带正电)和中子,原子的这种结构称为核式结构。
注意:核外电子数等于质子数,正负电荷抵消,所以原子不带电
②摩擦起电的本质
两个物体相互摩擦时,原子核对核外电子束缚本领弱的物体的一部分电子转移到与它相摩擦的另一物体上,这个物体失去多少电子,另外一个物体就得到多少电子,而电荷的总量并没有改变。因此,摩擦起电并不是创造了电,它的实质是电子发生了 。
4. 电荷
①正电荷和负电荷
正电荷:指被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。负电荷:指被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
②电荷间的相互作用:同种电荷相互 ,异种电荷相互 。
5. 验电器
验电器是利用 的性质制成的一种检验物体是否 的仪器,用跟丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球,金属箔张开一定的角度,如图所示,则金属箔带的是 电荷(选填“正”或“负”),金属箔 了电子(填“得到”还是“失去”)。
典型例题
例1
关于摩擦起电,下列说法中正确的是 ( )
A.两个材料相同的物体互相摩擦时才会发生带电现象
B.相互摩擦的两物体,一定带等量的同种电荷
C.在摩擦起电现象中,总是电子从某个物体转移到另一物体
D.在摩擦起电现象中,总是质子从某个物体转移到另一物体
例2
使用验电器时, 如果验电器的两个金属箔片因带电而张开,则这两个金属箔片一定( )
A.带正电荷 B.带负电荷 C.带同种电荷 D.带异种电荷
例3
用一根丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)分别靠近轻质小球甲和小球乙,出现了如图所示的情况。则下列判断正确的是( )
A.甲球可能不带电
B.乙球可能带正电
C.乙球一定带负电
D.甲球一定带正电
例4
一个带电的通草球靠近一个不带电的通草球,两球将会( )
A.相互吸引在一起
B.先吸引接触后分开
C.相互靠近一点后分开
D.相互排斥
例5
在橡胶棒与毛皮摩擦过程中,橡胶棒___________(选填“得到”或“失去”)电子,从而带负电。用该橡胶棒接触验电器A的金属球,验电器A的金属箔张角变大。如图所示,验电器B不带电,当用金属棒将AB 连接起来,金属棒中的瞬时电流方向是___________(选填“从A到B”或“从B到A”)。
变式训练
练1
下列粒子不带电的是( )
A.质子 B.中子 C.电子 D.原子核
练2
把一个轻质的小球靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们相互吸引,则这个小球( )
A.一定不带电 B.一定带负电 C.一定带正电 D.可能不带电
练3
如图,塑料球甲、乙相互排斥,甲、丙相互吸引,如果已知甲带正电,那么乙、丙的带电情况是( )
A.乙带负电、丙带正电
B.乙带正电、丙带正电
C.乙带负电、丙带负电或不带电
D.乙带正电、丙带负电或不带电
练4
如图,实验中的女生长发上扬,下列选项中,不属于保证该实验成功的必要条件是( )
A.金属球壳必须带电
B.身体必须直接接触金属球壳
C.身体必须与金属球壳不断摩擦
D.身体与大地之间必须用绝缘材料隔离
练5
A、B是两个轻质泡沫小球,C是用丝绸摩擦过的玻璃棒,A、B、C三者之间相互作用的场景如图所示,由此可以判断( )
A.小球A带负电
B.小球B一定不带电
C.小球B可能不带电
D.小球A可能不带电
模块二:电路与电路图
知识讲解
知识检测
1.电流的形成:导体内部的电荷 形成电流。
2.电路:把 、 、 用 连接起来组成的电流路径叫做电路。
3.元件作用:电源提供 ,使电路中保持持续的电流。用电器将电能转化为人们需要的能量。开关用来控制电路的 。导线:连接电路的装置。
【注意】一个完整的电路必须包括用电器、电源、开关和导线四个部分。
4.画出下列电路元件符号。
5. 电路组成
(1)电源:能持续供电能的装置,电源是把其他形式的能转化为电能。如干电池是把化学能转化为电能,发电机则由机械能转化为电能.
(2)用电器(用电来工作的设备,把电能转化为其他形式的能量)如灯泡、电铃等
(3)开关、导线
开关控制电路的通断,导线是连接各元件的导体,是电流的通道
6. 电流方向
(1)方向规定:规定 电荷的定向移动方向为电流方向,在电路中电流从电源的 极流向 极。
(2)在金属导体中的电流是由带负电的 的定向移动产生的。电子则从电源的负极流向正极。
7.电流产生条件
(1) (2)
典型例题
例1
下列说法中,正确的是( )
A.在电路中,用电器是提供电能的装置 B.只有正电荷的定向运动才能形成电流
C.金属导体中,自由电子定向运动的方向就是电流的方向 D.正电荷定向运动的方向为电流方向
例2
如图是电扇中的一个自动保护装置,当电扇不慎被碰发生倾斜或倾倒时,小球就会向一侧滚动使电路断开,起到保护电扇的作用。由此判断,这个保护装置在电扇电路中的作用相当于( )
A.电源 B.开关 C.导线 D.用电器
例3
图中的电路图,正确的是( )
A. B. C. D.
例4
某同学在做电学实验时,线路连接完全正确,当闭合开关后发现小灯泡不亮,请你分析可能的原因有哪些?( )多选
A.电源没电了; B.小灯泡的灯丝断了;
C.小灯泡与灯座接触不良; D.电路中某处断开;
例5
如图所示闭合电路中,金属导线AB上定向移动着的自由电荷是 ,它们的运动方向是 ,AB上的电流方向是 .(选项“A→B”或“B→A”)
变式训练
练1
如图所示,将一块锌片和铜片同时插入稀硫酸,观察到与铜片、锌片相连的小灯泡点亮,则下列电路元件中与虚线框中装置的作用相同的是( )
A. B. C. D.
练2
下列关于电路的说法中不正确的是 ( )
A.一个完整的电路由电源、用电器、导线和开关组成 B.电源的作用是给用电器供电,提供持续的电流
C.只要能使用电器工作的电路就是一个完整的电路 D.开关的作用是控制电路的通断
练3
下列说法中正确的是( )
A.用导线把开关、电灯等用电器连接起来就组成了一个完整的电路
B.干电池、蓄电池、发电机、电动机都是电源
C.电源是使电路中有持续电流的装置
D.用手电筒照明时,电流方向是干电池的负极经过灯泡流到正极
模块三:画电路图
知识讲解
知识检测
1.画电路图的方法:
(1)从电源 出发,最后回到 ;
(2)碰到支点时候选择任意一条支路先回到负极,做好支点的标记,之后从该支点的另一条路回到负极。
2.画电路图需注意的问题:
(1)要画得横平竖直;(2)用规定的符号;
(3)元件分布要均匀;(4)元件不要画在拐角处;
(5)连接处注意打“点”。
典型例题
例1
如图所示的电路图和实物图相对应的是( )
A B C D
变式训练
练1
如图所示的四个电路图中与题中所示实物图相对应的是( )
A. B. C. D.
模块四:电路的三种状态
知识讲解
知识检测
电路的三种状态:
(1)通路:当开关闭合时,电路中有 通过,也叫 ;
(2)开路:指开关 或电路中某一部分断开的电路。开路中的用电器不工作,电路中 (填有或者无)电流;
(3)短路:指不经过用电器而直接用导线连接成通路的电路。电源短路会损坏电源,严重时会引发火灾。
【说明】短路分两种: 和 。发生用电器短路时,被短路的用电器是不工作的。
短路的类型:
典型例题
例1
下图所示的四个电路中,开关S闭合后,电源被短路的是( )
A. B. C. D.
例2
对如图所示的三个电路,状态判断正确的是( )
A.甲断路、乙短路、丙通路
B.甲通路、乙短路、丙短路
C.甲断路、乙通路、丙短路
D.甲短路、乙断路、丙通路
例3
如图所示的电路,闭合开关S时,会发生的现象是( )
A.两灯都发光 B.灯L2亮,灯L1不亮
C.灯L1、L2的灯丝都会烧坏 D.两灯都不亮,电源会烧坏
例4
小轿车上都装有一个用来提醒司机是否关好车门的指示灯.四个车门中只要有一个门没关好(相当于一个开关断开),该指示灯就会发光.如图所示的模似电路图符合要求的是( )
A. B. C. D.
变式训练
练1
如图所示,闭合开关后电路中的灯泡都能发光的是( )
A.B.C.D.
练2
如图所示,某同学将一张细条状铝箔纸的两端分别压在干电池的正负极,发现铝箔纸发热并燃烧,关于该实验的分析正确的是( )
A.实验时干电池的正极与正极相连 B.用普通纸代替铝箔纸也能燃烧
C.实验中铝箔纸没有发生化学变化 D.该实验能说明短路带来的危害
练3
如图所示,电路元件及导线连接均完好,闭合开关S1、S2,则( )
A.L1不能发光,L2 能发光
B.L1能发光,L2 不能发光
C.L1、L2 都能发光
D.L1、L2 都不能发光
模块五:串联电路和并联电路
知识讲解
知识检测
1.串联电路:电路元件逐个顺次连接的电路叫 。
特点:(1)电流只有一条路径,不分干路与支路;
(2)开关同时控制两盏电灯;
(3)两盏电灯相互影响,一盏电灯停止工作,另一盏电灯 。
2.并联电路:用电器并列连接起来的电路叫 。
特点:(1)电流有两条或多条支路;
(2)有明显的分支点;
(3)有明显的干、支路之分;
(4)各支路上的灯 ,可独立工作,当一支路断开时其他支路仍为通路。
3.并联电路:
(1)分支点:并联用电器的连接点,如图中A、B
(2)干路:从电源两极到两个分支点的那部分电路。
(3)支路:两个分支点之间的电路
典型例题
例1
下列关于电路的说法正确的是( )
A.在串联电路中开关位置不同,其控制作用也不同
B.在并联电路中,只要支路开关闭合,所在支路的用电器就能工作
C.马路上的路灯傍晚时同时亮,说明这些路灯之间是串联的
D.电动自行车的电机与喇叭之间是并联的
例2
下列电路图中,开关S闭合后,两个用电器串联的是( )
A. B. C. D.
例3
小聪观察家里的冰箱,发现冰箱的灯在开冰箱门时亮,关冰箱门时灭;冰箱的压缩机则在需要制冷时才工作。关于冰箱里的灯和压缩机的连接方式,下列判断正确的是( )
A. 一定是串联 B. 一定是并联
C. 有时是串联,有时是并联 D. 不能判断是串联还是并联
例4
在图1所示的电路中,当开关S2、S3闭合,S1断开时,灯L1、L2是______联
当S2、S3断开,S1闭合时,L1、L2是______联。当S2断开,S1、S3闭合时,
灯______亮,当S1、S2闭合时,会发生______
例5
如图所示电路,
(1)闭合开关后电路将 (填“通路“、“断路“、“短路“);
(2)去掉导线a后,电路是 联电路;
(3)改变a、b、c三根导线中一根的接法,使电路成为并联电路,应该改动: 。
变式训练
练1
下列关于串联电路的说法中,错误的是( )
A.串联电路中各元件是逐个顺次连接起来的
B.若一个用电器的内部断路,其余的用电器仍可能通电工作
C.开关可使电路中的各灯泡同时发光或同时熄灭
D.连接电路时,开关可接在电池的正极或负极处,也可将开关接在用电器之间
练2
用一个开关同时控制两个灯的发光,则两盏电灯在电路中( )
A.两盏灯一定要串联
B.两灯只有并联才能实现
C.可以是并联,也可以是串联
D.两灯不可能是并联的
练3
如图所示的电路图,下列说法中正确的是( )
A.S1、S2都闭合时,灯和电铃是串联的 B.S1、S2都闭合时,灯和电铃是并联的
C.闭合S2,断开S1,灯和电铃是串联的 D.电灯不受开关控制,它一直是亮的
练4
在如上右图所示的电路中,由于开关的闭合与断开,可造成电路结构的各种变化,若使L1、L2并联,应( )
A.闭合S1、S3、S4,断开S2 B.闭合S1、S2、S4,断开S3
C.闭合S1、S4,断开S3、S4 D.闭合S1、S2、S3,断开S4
练5
如图所示的电路图中,若闭合开关S,电路将会发生 ,要避免出现上述情况,且使两灯都发光,只需将导线c的右端由B接线柱拆开后改接到 接线柱上,或将导线 拆除掉。
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第13讲 电荷与电流
答案与解析
模块一:摩擦起电与电荷
知识检测答案
1. 正;负
2. ②接触起电;③感应起电
3. ②转移
4. ②排斥;吸引
5. 同种电荷相互排斥;带电;正;失去
典型例题解析
例 1:C
解析:摩擦起电的实质是电子转移,只有不同物质摩擦才会带电,且两物体带等量异种电荷,故 A、B 错误;质子不会转移,D 错误。
例 2:C
解析:验电器利用同种电荷相互排斥的原理工作,金属箔片张开说明带同种电荷。
例 3:D
解析:玻璃棒带正电,甲球被吸引(可能带负电或不带电),乙球被排斥(一定带正电),故 D 正确。
例 4:B
解析:带电体吸引轻小物体,接触后电荷转移使两球带同种电荷,随后相互排斥。
例 5:得到;从 B 到 A
解析:橡胶棒摩擦后得到电子带负电;接触验电器 A 后,A 带负电,连接 B 时电子从 A 到 B,电流方向与电子移动方向相反(从 B 到 A)。
变式训练答案
1.B
解析:中子不带电
2.D
解析:可能带正电或不带电
3.D
解析:甲带正电,乙排斥故带正电;丙吸引故带负电或不带电
4.C
解析:无需摩擦,接触带电即可
5.D
解析:C 带正电,A 排斥则 A 带正电;B 吸引 C,可能带负电或不带电)
模块二:电路与电路图
知识检测答案
1.定向移动
2.电源;用电器;开关;导线
3.电能;通断
6.(1)正;正;负 (2)电子
7.(1)有电源 (2)电路闭合
典型例题解析
例 1:D
解析:电源提供电能(A 错);负电荷定向移动也能形成电流(B 错);金属中电流方向与电子移动方向相反(C 错)。
例 2:B
解析:装置通过小球滚动控制电路通断,相当于开关。
例 3:C
解析:A 无电源,B 短路,D 无开关,C 为完整电路。
例 4:ABCD
解析:电源没电、灯丝断、接触不良、电路断开均会导致灯泡不亮。
例 5:自由电子;B→A;A→B
解析:金属中自由电荷是电子,电子从 B 到 A,电流方向相反。
变式训练答案
1. B
解析:虚线框为电源,选项 B 是电池
2. C
解析:完整电路必须包含四部分,能工作的电路未必完整
3. C
解析:A 缺少电源,B 电动机是用电器,D 电流方向应为正极→灯泡→负极)
模块三:画电路图
知识检测答案
1. (1)正极;负极
典型例题解析
例 1答案:D
解析:先分析实物图,电流从电源正极流出,分两条支路,一条经 L 2 、S2 ,另一条经 L1 、S1 ,汇合后回电源负极,两灯并联, S1 控制 L1 ,S2 控制 L2 。选 D。
练 1
答案:C
解析:实物图中两灯并联,开关在其中一条支路(控制该支路灯泡 )。
· 选项 A:两灯串联,不符合;
· 选项 B:开关闭合后,一条支路灯泡被短路,不符合;
· 选项 C:两灯并联,开关控制一条支路,与实物图对应,符合;
· 选项 D:开关在干路,不符合实物图开关在支路的情况,不符合。 所以选 C 。
模块四:电路的三种状态
知识检测答案
(1)电流;闭合电路
(2)断开;无
(3)电源短路;用电器短路
典型例题解析
例 1:C
解析:A 、B中两灯并联,C 中开关闭合后一灯被短路一灯发光,C 中开关闭合直接短路电源。
例2:A
例 3:D
解析:开关闭合后电源被短路,两灯均不亮且电源会烧坏。
例4:B
变式训练答案
1. C
解析:A 短路,B 断路,D 中 L2 被短路
2. D
解析:铝箔纸连接电源两极形成短路,电流过大导致燃烧
3. B
解析:S1、S2 闭合后 L2 被短路
模块五:串联电路和并联电路
知识检测答案
1. 串联电路;停止工作
2. 并联电路;互不影响
典型例题解析
例1:D
例 2:A
解析:B、C、D 中两用电器均为并联,A 为顺次连接的串联。
例 4:并;串;L1;电源短路
解析:S2、S3 闭合时,L1、L2 并列连接(并联);S1 闭合时顺次连接(串联);S1、S3 闭合时 L2 被短路,只有 L1 亮;S1、S2 闭合时电源短路。
例3:B
例4:并联;串联;L1;短路
例 5:(1)短路 (2)串 (3)将导线 c 的右端从 B 改接到 A(或改动导线 a、b)
变式训练答案
1. B
解析:串联电路中一用电器断路,整个电路断开
2. C
解析:串联开关控全部,并联干路开关也可控全部
3. B
解析:S1、S2 都闭合时,灯和电铃并列连接
4. A
解析:闭合 S1、S3、S4,L1、L2 分别在两条支路
5. 短路;A(或 C);b
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