内容正文:
15.4 电流的测量
知识点目录
【知识点1】电流的强弱 1
【知识点2】电流的测量 3
学习目标
1.知道电流的单位和符号,认识电流的大小,了解生活中的一些用电器的工作电流。(重点)
2.知道电流表的用途、符号及正确使用电流表的规则,会将其接入电路中,画出相应的电路图。(重难点)
3.能看出电流表的测量范围和分度值,并正确读数。(重点)
知识点1
知识点
【知识点1】电流的强弱
1.电流知识回顾
概念
电荷的定向移动形成电流(任何电荷的定向移动都会形成电流)
形成
(1)电荷的定向移动形成电流。
(2)金属导体中的电流是自由电子定向移动形成的。
(3)酸、碱、盐水溶液中的电流是正、负离子同时向相反的方向定向移动形成的。
(4)有持续电流的条件:电路中有电源;电路必须闭合。
方向
(1)规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(2)在电源外部,电流方向是从电源的正极流向负极。
(3)在电源的内部,电流的方向是从电源负极流向正极。
2.电流的单位和换算
(1)国际单位:安培,简称安,符号A
(2)常用单位:毫安(mA),微安(μA)
(3)换算:1A=1×103mA=1×106μA
3.常见电流
(1)计算器工作时的电流:约100μA;
(2)家用电视机工作时的电流:约0.5A;
(3)半导体收音机工作时的电流:约50mA;
(4)家用电冰箱工作时的电流:约1A;
(5)手电筒工作时的电流:约200mA;
(6)家用空调器工作时的电流:约5A;
(7)家用节能灯工作时的电流:约0.1A;
(8)雷电电流:可达2×105A。
典型例题
例1:
【例1】(2025•同安区校级模拟)物理学史上,涌现出了许多为物理做出很大贡献的科学家,为了纪念这样的科学家,以其名字命名为电流单位的是( )
A.安培 B.欧姆 C.牛顿 D.帕斯卡
【例2】(2025•广陵区二模)估测是物理学中常用的方法,下列数据中估测最合理的是( )
A.一张试卷的厚度约1mm
B.脉搏正常跳动30次所用时间约为2min
C.成年人正常步行的速度约5m/s
D.日光灯正常工作时的电流约为0.2A
【例3】(2024秋•黄石校级期末)在学习电学时,小明结合图甲、乙作出了以下类比,其中不合理的是( )
A.电流类似于水流,方向从电池负极经用电器到正极
B.灯泡的作用类似于水轮机,有电流流过会发光
C.电源的作用类似于水泵,将其他形式的能转化为电能
D.开关类似于阀门,可以控制电路通断
【例4】(2024秋•宣城期末)如图所示是夏天降温神器——便携式手持小风扇,工作时的电流大小与实验室的小灯泡正常工作时的电流大小接近,请你估测其电流大约是0.3 (填写合适单位的符号)。
【例5】(2024秋•西和县期中)小王家的一台电视机正常工作时的电流为500mA,相当于 A;雷电是一种常见的自然现象,发生雷电时的电流高达2×105A,相当于 μA。
知识点2
知识点
【知识点2】电流的测量
1.认识电流表(如图1所示)
(1)两个量程:(如图2所示)一个是0﹣0.6A,该量程中的分度值是0.02A;另一个是0﹣3A,该量程中的分度值是0.1A。
(2)三个接线柱:标着“0.6”“3”的两个红色接线柱为正接线柱,标着“﹣”的黑色接线柱是负接线柱,两个量程共用一个负接线柱,用导线将“0.6”和“﹣”两个接线柱接入电路,表示选择了0﹣0.6A的量程,用导线将“3”和“﹣”两个接线柱接入电路,表示选择了0﹣3A的量程。
2.电流表的连接
使用规则
违反规则的后果
调零
使用前应检查电流表的指针是否最准零刻度线,如有偏差,需用调零旋钮调整指针对准零刻度线。
如果指针不在零刻度线位置就开始测量,会出现以下两种情况:
(1)指针在零刻度线左侧:会导致最终读数偏小;
(2)指针在零刻度线右侧:会导致最终读数偏大。
串联
电流表必须与被测电路串联
如果将电流表和用电器并联,用电器被短路,而且还有可能烧坏电流表。
“+”进“-”出
连接电流表时,必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
若电流表的正负接线柱接反,通电后指针将反偏,容易损坏电流表。
量程选择
要选择合适的量程:(1)所测电流大小不能超过所选量程;(2)在不超过量程的前提下,应选用小量程测电流,因为小量程分度值小,精度高。
如果电流大小超过电流表量程,无法读数还容易损坏电流表;如果选择量程过大,例如可选择0-0.6A量程时选择0-3A量程,测量误差会较大。
严禁电源短路
不允许把电流表直接连接在电源的两极上。
若电流表不经过用电器直接接到电源两极上,会造成电源短路,可能烧坏电流表和电源。
3.电流表的读数
(1)确定量程,看清选用的是哪个量程,从而知道电流表可以测量的最大电流是0.6A还是3A;
(2)确定分度值,根据所使用的量程,看清每一大格表示的电流值,认清每一大格又分成多少小格,确定每一小格表示的电流值是多少,如果使用0-0.6A量程,则每一小格是0.02A,如果使用0-3A量程,则每一小格是0.1A;
(3)接通电流后,当指针稳定后(不再左右摆动时)读数,看清指针一共转过多少小格,用每一小格代表的电流值乘以格数即是被测的电流,即I=分度值×小格数。
电流表大量程是小量程的5倍,大量程的分度值也是小量程的5倍,指针位置相同时大量程的示数也是小量程示数的5倍。
4.判断电流表的测量对象
电流表的测量对象取决于它与哪些电器串联。电流表所测量的电流,正是流经与其相连的电器的电流。
如果电流表安装在串联电路中,且安装在干路上,那么它测量的是总电流;如果安装在支路上,则测量的是这个支路的电流
典型例题
例1:
【例1】(2024秋•吐鲁番市期中)如图所示的电路中,电流表使用正确的图是( )
A. B.C. D.
【例2】(2024秋•文昌期中)如图所示电路,下列说法错误的是( )
A.电流表测L1的电流 B.电路是并联电路
C.电流表测干路电流 D.开关控制所有用电器
【例3】(2024秋•肇源县期中)有0~0.6A和0~3A两个量程的电流表,实验中用了0~0.6A这一量程,但在某一次测量中,实验者却读出了2.30A,则实际电流的大小应为( )
A.0.43A B.0.46A C.0.70A D.2.30A
【例4】(2024秋•浦北县期中)如图所示,某电表的指针位置如图所示。其示数为( )
A.1.30A B.0.26A C.1.30V D.0.26V
【例5】(2024秋•阳新县期末)下列用电流表测通过灯L1的电流的各电路图正确的是( )
A. B.
C. D.
【例6】(2024秋•崆峒区期末)关于如图所示的实物电路图,下列分析不正确的是( )
A.灯泡L1和L2并联
B.开关只控制灯泡L2
C.乙电流表测量通过灯泡L1的电流
D.甲电流表测量通过灯泡L2的电流
【例7】(2024秋•武威期末)为防止电流表损坏,若不能估计电流大小,在选择量程时,应先用 量程进行试触,同时观察电流表指针偏转情况,若指针的偏转角度过小,应选用 量程进行测量。
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15.4 电流的测量
知识点目录
【知识点1】电流的强弱 1
【知识点2】电流的测量 5
学习目标
1.知道电流的单位和符号,认识电流的大小,了解生活中的一些用电器的工作电流。(重点)
2.知道电流表的用途、符号及正确使用电流表的规则,会将其接入电路中,画出相应的电路图。(重难点)
3.能看出电流表的测量范围和分度值,并正确读数。(重点)
知识点1
知识点
【知识点1】电流的强弱
1.电流知识回顾
概念
电荷的定向移动形成电流(任何电荷的定向移动都会形成电流)
形成
(1)电荷的定向移动形成电流。
(2)金属导体中的电流是自由电子定向移动形成的。
(3)酸、碱、盐水溶液中的电流是正、负离子同时向相反的方向定向移动形成的。
(4)有持续电流的条件:电路中有电源;电路必须闭合。
方向
(1)规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(2)在电源外部,电流方向是从电源的正极流向负极。
(3)在电源的内部,电流的方向是从电源负极流向正极。
2.电流的单位和换算
(1)国际单位:安培,简称安,符号A
(2)常用单位:毫安(mA),微安(μA)
(3)换算:1A=1×103mA=1×106μA
3.常见电流
(1)计算器工作时的电流:约100μA;
(2)家用电视机工作时的电流:约0.5A;
(3)半导体收音机工作时的电流:约50mA;
(4)家用电冰箱工作时的电流:约1A;
(5)手电筒工作时的电流:约200mA;
(6)家用空调器工作时的电流:约5A;
(7)家用节能灯工作时的电流:约0.1A;
(8)雷电电流:可达2×105A。
典型例题
例1:
【例1】(2025•同安区校级模拟)物理学史上,涌现出了许多为物理做出很大贡献的科学家,为了纪念这样的科学家,以其名字命名为电流单位的是( )
A.安培 B.欧姆 C.牛顿 D.帕斯卡
【答案】A
【分析】结合电流的单位判断即可。
【解答】解:电流的国际单位是安培,简称安,符号A,是为了纪念物理学家安培,欧姆是电阻的单位,牛顿是力的单位,帕斯卡是压强的单位。
故选:A。
【点评】此题考查了电流的单位,属于基础知识。
【例2】(2025•广陵区二模)估测是物理学中常用的方法,下列数据中估测最合理的是( )
A.一张试卷的厚度约1mm
B.脉搏正常跳动30次所用时间约为2min
C.成年人正常步行的速度约5m/s
D.日光灯正常工作时的电流约为0.2A
【答案】D
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解:A、一张试卷的厚度约100μm=0.1mm,故A不合理;
B、普通人的脉搏跳动次数约75次/min,脉搏正常跳动30次所用时间约为24s,故B不合理;
C、成年人正常步行的速度约1.1m/s,故C不合理;
D、日光灯的额定功率约为40W,正常工作时的电流约为I0.2A,故D合理。
故选:D。
【点评】估测法是通过自己在生产和生活中的了解,结合物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速做出合理估测的方法。
【例3】(2024秋•黄石校级期末)在学习电学时,小明结合图甲、乙作出了以下类比,其中不合理的是( )
A.电流类似于水流,方向从电池负极经用电器到正极
B.灯泡的作用类似于水轮机,有电流流过会发光
C.电源的作用类似于水泵,将其他形式的能转化为电能
D.开关类似于阀门,可以控制电路通断
【答案】A
【分析】一个完整的电路由电源、用电器、开关、导线组成,这可以与水路中的水泵、水轮机、阀门、管道进行类比,结合电流的方向以及电路中各部分的作用进行解答。
【解答】解:A、电流类似于水流,在电源外部的电流方向是从电池正极经用电器到负极,故A不合理;
B、当水流流过水轮机时水轮机转动,灯泡的作用类似于水轮机,有电流流过会发光,故B合理;
C、在水路中水泵的作用是提供水压,电源的作用类似于水泵,其作用是提供电压,将其他形式的能转化为电能,故C合理;
D、阀门控制水路的通断,开关类似于阀门,其作用是控制电路通断,故D合理;
故选:A。
【点评】本题考查了电路各组成部分的作用以及电流的方向,属于基础题。
【例4】(2024秋•宣城期末)如图所示是夏天降温神器——便携式手持小风扇,工作时的电流大小与实验室的小灯泡正常工作时的电流大小接近,请你估测其电流大约是0.3 (填写合适单位的符号)。
【答案】A。
【分析】实验室的小灯泡正常工作时的电流大小接近0.3A。
【解答】解:便携式手持小风扇,工作时的电流大小与实验室的小灯泡正常工作时的电流大小接近0.3A,故答案为:A。
【点评】本题考查电流的估测,属于基础题。
【例5】(2024秋•西和县期中)小王家的一台电视机正常工作时的电流为500mA,相当于 A;雷电是一种常见的自然现象,发生雷电时的电流高达2×105A,相当于 μA。
【答案】0.5;2×1011。
【分析】电流的单位换算关系:1A=103mA=106μA。
【解答】解:一台电视机正常工作时的电流为500mA,相当于I=500mA=500×10﹣3A=0.5A;
发生雷电时的电流高达2×105A,相当于I′=2×105A=2×105×106μA=2×1011μA。
故答案为:0.5;2×1011。
【点评】此题考查了电流的单位换算,比较简单,属基础题。
知识点2
知识点
【知识点2】电流的测量
1.认识电流表(如图1所示)
(1)两个量程:(如图2所示)一个是0﹣0.6A,该量程中的分度值是0.02A;另一个是0﹣3A,该量程中的分度值是0.1A。
(2)三个接线柱:标着“0.6”“3”的两个红色接线柱为正接线柱,标着“﹣”的黑色接线柱是负接线柱,两个量程共用一个负接线柱,用导线将“0.6”和“﹣”两个接线柱接入电路,表示选择了0﹣0.6A的量程,用导线将“3”和“﹣”两个接线柱接入电路,表示选择了0﹣3A的量程。
2.电流表的连接
使用规则
违反规则的后果
调零
使用前应检查电流表的指针是否最准零刻度线,如有偏差,需用调零旋钮调整指针对准零刻度线。
如果指针不在零刻度线位置就开始测量,会出现以下两种情况:
(1)指针在零刻度线左侧:会导致最终读数偏小;
(2)指针在零刻度线右侧:会导致最终读数偏大。
串联
电流表必须与被测电路串联
如果将电流表和用电器并联,用电器被短路,而且还有可能烧坏电流表。
“+”进“-”出
连接电流表时,必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
若电流表的正负接线柱接反,通电后指针将反偏,容易损坏电流表。
量程选择
要选择合适的量程:(1)所测电流大小不能超过所选量程;(2)在不超过量程的前提下,应选用小量程测电流,因为小量程分度值小,精度高。
如果电流大小超过电流表量程,无法读数还容易损坏电流表;如果选择量程过大,例如可选择0-0.6A量程时选择0-3A量程,测量误差会较大。
严禁电源短路
不允许把电流表直接连接在电源的两极上。
若电流表不经过用电器直接接到电源两极上,会造成电源短路,可能烧坏电流表和电源。
3.电流表的读数
(1)确定量程,看清选用的是哪个量程,从而知道电流表可以测量的最大电流是0.6A还是3A;
(2)确定分度值,根据所使用的量程,看清每一大格表示的电流值,认清每一大格又分成多少小格,确定每一小格表示的电流值是多少,如果使用0-0.6A量程,则每一小格是0.02A,如果使用0-3A量程,则每一小格是0.1A;
(3)接通电流后,当指针稳定后(不再左右摆动时)读数,看清指针一共转过多少小格,用每一小格代表的电流值乘以格数即是被测的电流,即I=分度值×小格数。
电流表大量程是小量程的5倍,大量程的分度值也是小量程的5倍,指针位置相同时大量程的示数也是小量程示数的5倍。
4.判断电流表的测量对象
电流表的测量对象取决于它与哪些电器串联。电流表所测量的电流,正是流经与其相连的电器的电流。
如果电流表安装在串联电路中,且安装在干路上,那么它测量的是总电流;如果安装在支路上,则测量的是这个支路的电流
典型例题
例1:
【例1】(2024秋•吐鲁番市期中)如图所示的电路中,电流表使用正确的图是( )
A. B.C. D.
【答案】A
【分析】电流表的电阻很小,在电路中相当于导线,应串联在电路中,电流应从“+”接线柱流入,从“﹣”接线柱流出,且不能直接接在电源的两极上。
【解答】解:A、电流表与小灯泡串联,并且电流从正接线柱流入,负接线柱流出,故A正确;
B、电流表与小灯泡串联,电流从负接线柱流入,正接线柱流出,故B错误;
C、电流表必须串联在电路中,不能直接接在电源的两极上,故C错误;
D、电流表必须与用电器串联,不能并联在用电器两端,且正负接线柱接反,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了电流表的使用。电流表要测量哪个电灯的电流就要与哪个电灯串联,且接线柱要接正确。
【例2】(2024秋•文昌期中)如图所示电路,下列说法错误的是( )
A.电流表测L1的电流 B.电路是并联电路
C.电流表测干路电流 D.开关控制所有用电器
【答案】C
【分析】(1)两灯泡首尾顺次连接的电路为串联电路,并列连接的电路为并联电路;
(2)电流表与被测的电路串联。
【解答】解:如图所示的电路中,两灯泡并列连接,故两灯泡并联;开关在干路中,控制整个电路;电流表和灯泡L1串联,因此电流表测灯泡L1的电流,故C错误。
故选:C。
【点评】本题考查了对串并联电路连接方式的分析,同时还考查了电流表的连接和使用情况,比较简单。
【例3】(2024秋•肇源县期中)有0~0.6A和0~3A两个量程的电流表,实验中用了0~0.6A这一量程,但在某一次测量中,实验者却读出了2.30A,则实际电流的大小应为( )
A.0.43A B.0.46A C.0.70A D.2.30A
【答案】B
【分析】使用电流表测量电路电流过程中,电流表的指针在同一刻度时,大量程的读数是小量程的读数的5倍。
【解答】解:电流表的“0~3A”的量程的分度值为0.1A,“0~0.6A”的量程的分度值为0.02A,
故当指针正好指在2.3A的刻度上时,指针指在第23个小格上,小量程对应的刻度是0.02A×23=0.46A。
故选:B。
【点评】本题考查了电流表的读数。读数时要看清选择的量程和对应的分度值。
【例4】(2024秋•浦北县期中)如图所示,某电表的指针位置如图所示。其示数为( )
A.1.30A B.0.26A C.1.30V D.0.26V
【答案】B
【分析】电流的单位是A,电压的单位是V;根据表盘上的字母确定电表的种类;首先确定电表的量程和分度值,然后读数。
【解答】解:由图可知,电表表盘上标有A,说明该表是电流表;由图可知,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A。
故选:B。
【点评】本题考查了电表的辨别和电表的读数,属于基础题。
【例5】(2024秋•阳新县期末)下列用电流表测通过灯L1的电流的各电路图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】电流表的测量对象取决于它与哪些电器串联。电流表所测量的电流,正是流经与其相连的电器的电流。
如果电流表安装在串联电路中,且安装在干路上,那么它测量的是总电流;如果安装在支路上,则测量的是这个支路的电流。
【解答】解:用电流表测通过灯L1的电流,电流表必须与灯L1串联,且电流要从“+“接线柱流入,从“﹣“接线柱流出,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】去表法判断电流表的测量对象:将电流表断开,分析哪些用电器不能工作,则断开的电流表测量的就是哪些用电器的电流。
【例6】(2024秋•崆峒区期末)关于如图所示的实物电路图,下列分析不正确的是( )
A.灯泡L1和L2并联
B.开关只控制灯泡L2
C.乙电流表测量通过灯泡L1的电流
D.甲电流表测量通过灯泡L2的电流
【答案】B
【分析】根据电流的路径分析电路的连接方式,结合电流表的位置判断所测元件。
【解答】解:由图可知,电流从电源的正极出来,先通过开关再分成两条路径:一条路径是通过灯泡L1和电流表乙,电流表乙测通过L1的电流;另一条路径是经过电流表甲和灯泡L2,电流表甲测通过L2的电流;然后汇合回到电源的负极,所以该电路为并联电路,开关控制全部灯泡;综上所述B错误。
故选:B。
【点评】本题考查了电路的辨别和电流表的作用,属于基础题。
【例7】(2024秋•武威期末)为防止电流表损坏,若不能估计电流大小,在选择量程时,应先用 量程进行试触,同时观察电流表指针偏转情况,若指针的偏转角度过小,应选用 量程进行测量。
【答案】大;小。
【分析】为避免电流过大损坏电流表,在不能事先估计电流的情况下,可以先闭合开关然后迅速断开(叫做试触”),看在开关闭合的瞬间指针的偏转是否在最大测量值之内。
如果试触时电流表指针偏转角度过小,说明电路中的电流较小,使用大量程可能会导致测量不准确。这时,我们应该改用小量程进行测量,以获得更准确的测量结果。
【解答】解:因为大量程的电流范围更广,可以容纳更大的电流,所以先用大量程试触可以确保电流表不会因为电流过大而损坏。
如果试触时电流表指针偏转角度过小,说明电路中的电流较小,使用大量程可能会导致测量不准确。这时,我们应该改用小量程进行测量,以获得更准确的测量结果。
故答案为:大;小。
【点评】本题考查了电流表的相关知识,题目难度不大。
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