第2节 电流和电路（培优教学课件）物理人教版2024九年级全一册

第十五章 电流和电路 九年级全一册•人教版 第2节 电流和电路 我们的学习和生活离不开“电”，地铁、家用电器、电脑、手机等都需要电才能工作。 你也许注意过，当打开电器产品的外壳时，展现在我们面前的是让人眼花缭乱的电路板…… 也许你会感到它很神秘。实际上，这些看似复杂的各种电路都是由最简单的电路组合而成的。让我们走进这个世界看一看、试一试吧！ 取两个相同的验电器A和B，使A带电，B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把AB连接起来，A的金属箔的张角减小，B的金属箔由闭合变为张开。 这表明，有一部分电荷通过金属棒从A移动到了B，但是，电荷移动会很快结束，怎样才能使电荷持续不断地流动呢? 用金属棒连接验电器 导入新课 学习目标 物理观念 知道电流的形成及其条件，知道电流方向的规定；认识电源和电路元件符号；知道电路的组成；知道导体和绝缘体。 科学思维 能用电路元件符号画简单的电路图，能连接简单的电路； 从能量转化的角度认识电源和用电器。 科学探究 通过动手实验，认识断路、通路、短路，知道短路的危害。观察简单的电路，尝试用开关控制一个用电器的工作。 科学态度 与责任 体会到物理与生活、生产密切相关，激发学生的学习兴趣，乐于动脑动手。 教学重点 “会连接电路”、“会画简单电路图”、“能辨别通路、断路和短路”。 教学难点 对电流概念的理解和对短路、短接的理解和识别，同时让学生规范地画出电路图也是这节课的难点。 重点难点 1. 电流 2. 导体与绝缘体 3. 电路的构成 4. 电路图 5. 通路 断路 短路 6. 课堂总结 7. 练习与应用 8. 提升训练 学习内容 一、电流 第2节 电流和电路 一、电流 1. 电流的形成 （1） 探究电荷持续地流动的条件 正在发光的电灯、转动的风扇都需要有电荷持续不断地流动。我们通过下面的活动看看，想要电荷持续地流动需满足哪些条件。 【设计实验】有如下器材：小灯泡、小电动机、蜂鸣器各一个，一个开关、两节电池以及一些导线。先后三次连接电路，分别使小灯泡发光、小电动机转动、蜂鸣器发声。小灯泡、小电动机、蜂鸣器要受开关的控制。 一、电流 【进行实验】以使小灯泡发光为例分析 ①如图甲所示，没有电源，无论断开还是闭合开关，灯泡都不亮。 ②如图乙所示，断开开关，小灯泡不发光； ③如图丙所示，闭合开关，小灯泡发光。 甲 乙 丙 【实验结论】 要想使小灯泡等有电荷持续流过，满足两个条件： ①必须要有电池； ②还要用导线将它们与电池连接成闭合的电路。 一、电流 （2）电流的形成 导线、小灯泡的灯丝都是用金属做的。金属中有大量的自由电子，没有接电源时，金属内自由电子运动的方向杂乱无章，如图甲所示。 接上电源之后，自由电子在金属中可以定向移动形成电流，类似水定向移动形成水流。 可见：电荷的定向移动形成电流。 （3） 电路中形成持续电流的条件 ①有电源；②电路是连通的。两个条件缺一不可。 一、电流 2. 电流的方向 （1）电流的方向 ①把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。 电荷有正、负两种，回路中有电流时，发生定向移动的电荷可能是正电荷，也可能是负电荷，还可能是正、负电荷同时向相反方向发生定向移动。在19世纪初，物理学家刚刚开始研究电流时，并不清楚在各种情况下究竟是哪种电荷在移动，当时就把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。 电流的方向 一、电流 ②根据电流方向的规定，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，如图乙所示。如金属导线中的电流是由带负电的自由电子定向移动形成的，金属导线中的电流方向和自由电子定向移动的方向相反。 ③食盐水溶液中的电流是正、负电荷（离子）分别沿相反的方向定向移动形成的，则电流的方向为正离子定向移动的方向（图丙所示）。 电流的方向 甲 电流的方向 乙 电流的方向 丙 一、电流 （2）实际电路中的电流方向 ①按照电流方向的规定，当电池、导线、小灯泡组成的回路闭合时： 在电源外部，电流的方向是从电源正极经过开关、小灯泡流向电源负极。 在电源内部，电流从电源负极流向电源正极。 电流方向 电流形成一条闭合的回路: 从正极 → 开关 → 小灯泡 → 负极 → 正极 一、电流 ②电路中自由电子移动的方向 金属导体中的电流是自由电子定向移动所形成的。 根据电流方向的规定： 正电荷定向移动的方向为电流的方向. 自由电子带负电，所以在电路中，自由电子定向移动的方向与电流的方向相反. 电流的方向 自由电子 移动方向 一、电流 负极 3. 利用发光二极管判断电流方向 （1）发光二极管的特点 发光二极管也叫LED，具有单向导电的特点。它的两根引脚中较长的为正极，较短的为负极。电流只能从正极流入，从负极流出，即单向导电。 正极 电流方向 电流方向 一、电流 （2）根据发光二极管判断电流方向 【实验】把电源、开关、发光二极管用导线连接起来，闭合开关，观察发光二极管是否亮？ 【实验现象】 电源正极与发光二极管的正极相接时，二极管发光；电源正极与发光二极管的负极相接时，二极管不发光。 【实验结论】 电流方向 无电流 根据发光二极管是否发光可以判断电路的电流方向。 一、电流 【例题1】下列说法中正确的是（　　） A．正电荷的定向移动形成电流 B．用电器中有电流通过，用电器一定接了电源而且电路是闭合的 C．导体容易导电，是因为导体中有大量的自由电子 D．金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向相同 B 【解析】A．正、负电荷的定向移动都能形成电流，故A错误； B．形成电流的两个条件：一是电路中要有电源；二是电路是闭合回路。用电器中有电流通过，用电器所在电路一定接了电源且电路是闭合的，故B正确； C．金属导体中有大量自由电子，但酸碱盐水溶液导电靠的是离子，C错误； D．正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，电子带负电荷，金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向相反，故D错误。故选B。 一、电流 【例题2】如图所示两个相同的验电器A和B，A带正电，B不带电，用金属棒把A、B连接起来后瞬间如图所示，则在这个过程中（　　） A．棒中有持续电流从B流向A，使A张角先减小，后增大 B．A中正电荷通过棒流向B，B带负电荷 C．电流从A流向B，B张角增大 D．电子从A流向B，B带正电荷 C 【解析】A带正电，表明A缺少电子，B不带电，用金属棒把A、B连接起来后的瞬间，B的部分电子会转移到A，则B也会失去电子带正电，B的张角增大，A的张角减小。根据电流方向的规定，正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的方向与电流方向相反，所以瞬间电流方向为A到B。 综合以上分析，ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 二、导体与绝缘体 第2节 电流和电路 橡胶棒 二、导体与绝缘体 1. 实验探究：物体的导电性 实验装置 实验过程 实验 现象 结论 取两个相同的验电器A和B，使A带电，B不带电，可看到验电器A的金属箔张开，B的金属箔闭合. 用橡胶棒把验电器A和B连接起来，观察验电器A、B金属箔的张角有无变化. 再次使验电器A带电，B不带电。用带绝缘柄的金属棒把A、B连接起来，观察验电器A、B金属箔的张角有无变化. 验电器A、B金属箔的张角没有变化. 验电器A的金属箔张角变小，验电器B的金属箔张角变大 电荷能在金属棒中定向移动，不能在橡胶棒中定向移动 二、导体与绝缘体 2. 导体 （1）导体 容易导电的物体叫作导体。如金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等都是导体。 铅笔芯（主要是石墨） 铜芯 酸碱盐的溶液 二、导体与绝缘体 （2）金属能导电的原因 ①自由电子 在金属中，部分电子可以脱离原子核的束缚而自由移动，这种电子叫作自由电子。 ②金属容易导电的原因 金属之所以能导电，靠的就是自由电子。平时金属内自由电子运动的方向杂乱无章，但是接上电池之后，它们就会做定向移动。 二、导体与绝缘体 3. 绝缘体 （1）绝缘体 不容易导电的物体叫作绝缘体。如橡胶、陶瓷、 玻璃、塑料等都是绝缘体。 二、导体与绝缘体 （2）绝缘体不易导电的原因 是因为电荷束缚在原子、分子之中，不能自由移动，没有自由移动的电荷。 二、导体与绝缘体 【例题3】下列关于导体和绝缘体的说法中正确的是（　） A．导体都是靠正电荷的定向移动来导电的 B．导体容易导电，所以是良好的电工材料；绝缘体不容易导电，所以不是良好的电工材料 C．通常情况下，石墨、大地、人体、铁、食盐水都是导体，橡胶、塑料、陶瓷、水都是绝缘体 D．导体在任何情况下都可以导电，绝缘体在任何情况下都不会导电 C 二、导体与绝缘体 A．金属导体是靠自由电子的定向移动来导电的，故A错误； B．导体容易导电，所以是良好的电工材料，绝缘体不容易导电，绝缘体是重要的电工材料，可以防止触电，故B错误； C．容易导电的物体叫导体，如：石墨、大地、人体、铁、食盐水等。不容易导电的物体叫绝缘体，常见的绝缘体包括：橡胶、塑料、陶瓷、水。故C正确； D．导体和绝缘体没有绝对的界限。如：常温下是绝缘体的玻璃加热到红炽状态时，就变为导体，故D错误。 故选C。 三、电路的构成 第2节 电流和电路 1. 电路的概念 电路就是把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流可以流过的路径。 电源 导线 用电器 开关 2. 电路的组成 一个完整的电路包括电源、用电器、开关和导线四种电路元件，缺一不可。图就是一个最简单的电路。 三、电路的构成 三、电路的构成 干电池 蓄电池 发电机 3. 电路中各元件的作用 （1）电源：提供电能的装置叫作电源。 发电机也是一种常见的电源，家庭电路中的电流是靠远方电站中的发电机来维持的。 学生电源 锂电池 （2）用电器 消耗电能的元器件，把电能转化为其他形式的能。 电冰箱 洗衣机 电灯 电风扇 微波炉 电视机 手机 三、电路的构成 空气开关 温控开关 声控开关 家庭电路开关 拨动开关 （3）开关 用来接通或断开电路，控制用电器工作，起控制电路的作用。 物理实验用开关 三、电路的构成 工程用导线 高压输电用导线 物理实验用导线 （4）导线：用来连接电路，输送电能。 三、电路的构成 【例题4】下列几种器材中，都是用电器的是（　　） A．电灯、导线、干电池 B．发电机、开关、电炉 C．电灯、电热水器、电风扇 D．蓄电池、电冰箱、电视机 C 【解析】A．电灯消耗电能，是用电器，导线将电路的各元件连接，几乎不消耗电能，不是用电器，干电池为电路提供电能，是电源，故A不符合题意； B．发电机为电路提供电能，是电源，开关控制电路的通断，电炉消耗电能，是用电器，故B不符合题意； C．电灯、电热水器和电风扇在工作时都消耗电能，是用电器，C符合题意； D．蓄电池在工作时，提供电能，电冰箱和电视机在工作时，消耗电能，是用电器，故D不符合题意。 故选C。 三、电路的构成 四、电路图 第2节 电流和电路 四、电路图 想一想： 如图所示是计算机的一部分电路，是由很多的电路元件组成的，它们之间的连接是有一定规律的，这些元件是怎样连接的?你能把各个电路元件的连接情况画下来吗？ 左图是功放机的一部分电路，右面是用元件符号表示电路元件连接情况的图。你觉得哪个更能简洁、方便，便于学习研究呢？ 画图时如果把电源、用电器等元件原样画出，既麻烦又不清楚。为了便于研究，人们通常用图形符号来表示这些元件。 实物图 电路图 四、电路图 1. 一些常用电路元件符号 实物 符号 实物 符号 干电池 灯泡 开关 电阻 电动机 M 导线 交叉相连的导线 四、电路图 根据国家标准GB/T4728绘制的几种常用的元器件及其符号。 四、电路图 2. 电路图 （1）定义：用符号表示电路连接的图，叫作电路图。 实际电路与电路图。 电路图 （元件符号连接图） L S 实际电路 （实际元件连接图） 四、电路图 （2）会规范画出电路图 ①电路元件的符号要用统一规定的符号，不能自造符号。 ②要注意所画符号和实物的对应性，如符号中开关的状态（断开或闭合）应与实物保持一致。 ③合理安排电路元件符号，要均匀分布在电路中，不能画在拐角处。 电路元件符号分布不均匀 电路元件符号画在拐角处 四、电路图 ④电路图最好呈长方形，导线要横平竖直，尽量避免导线交叉，力求把电路图画得简洁、美观、大小比例适中。 ⑤画电路图时，一般从电源的正极开始，沿电流的方向依次画出元件符号，并用导线连接起来。注意元件次序不能颠倒。 ⑥元件要做好标注，如S、L等，同一电路中涉及多个相同元件，可加角标进行区别，如L1、L2等。 电路图 实物图 四、电路图 【例题5】如图所示，画出实物电路的电路图。 【解析】由实物图可知，灯泡、开关、电源和导线组成了一个简单电路，电路图如右图所示。 四、电路图 【例题6】根据图示的实物图，画出对应的电路图。 【解析】由实物图可知，从电源的正极出发，依次连接L1、开关S、灯泡L2回负极。如图所示。 四、电路图 五、通路 断路 短路 第2节 电流和电路 五、通路 断路 短路 1. 通路 正常接通的电路，即用电器能够工作的电路叫作通路。 电路有三种状态 五、通路 断路 短路 2. 断路 （1）断路：电路中如果某处被切断，电路中就不会有电流流过，这种情况叫作断路。 （2）常见的断路现象：开关断开、某处导线断了、灯丝断了、导线与接线柱接触不好等。 五、通路 断路 短路 3. 短路 （1）短路：直接用导线将电源正、负极连接起来，这种情况下电源被短路。 发生短路时，用电器不工作，电路中会有很大的电流，会烧坏电源甚至烧坏导线的绝缘层，引起火灾。 短路是不允许发生的，所以我们连接电路时一定防止短路。 五、通路 断路 短路 （2）短路的几种情况： ①直接用导线将电源正、负极相连。或导线接在用电器两端，电流不经过该用电器而经过导线流到电源，也会造成电源短路，同时该用电器不能工作。 五、通路 断路 短路 ②用电器被短路 有两个小灯泡L1和L2串联，把导线接在一个小灯泡L2两端，电流不经过该小灯泡而经过导线流到另一个小灯泡L1回到电源负极，则该小灯泡L2被短路，不能发光。 五、通路 断路 短路 演示——小灯泡被短路 图是由一个小灯泡、一个LED、两节干电池、一个开关组成的电路。闭合开关，小灯泡和LED发光。用一根导线接在小灯泡的两端，会看到小灯泡熄灭了，而LED还发光。 说明电流经外加导线而绕过了小灯泡，小灯泡被短路。 五、通路 断路 短路 （3）生活中发生的短路现象 汽车电源线路老化， 发生短路发生火灾！ 老居民区因为电线线路老化，引起电源短路发生火灾！ 五、通路 断路 短路 动画演示——《通路、断路、短路》 五、通路 断路 短路 【例题6】如图所示电路： （1）当S1和S2都断开时，称为_______路； （2）当S1和S2都闭合时，称为_______路； （3）当S1闭合、S2断开时，称为_____路。 断     短     通 【解析】 （1）当S1和S2都断开时，电路中没有闭合回路，称为断路。 （2）当S1和S2都闭合时，电流没有经过用电器，直接从电源正极流向电源负极，称为短路。 （3）当S1闭合、S2断开时，电路中灯泡L工作，称为通路。 五、通路 断路 短路 【例题7】如图所示，有一根导线连接错误，请把它找出来，并打上一个“×”，且标明电流的方向。 【解析】电源正极与开关左端连接的导线把灯泡短路了，应去掉，电流方向从电源的正极流向灯泡，到开关，最后回到负极，如图所示。 五、通路 断路 短路 【例题8】如图所示，在闭合开关时，两个小灯泡都发光。如果把一根完好导线接在小灯泡L2的两端，你所看到两小灯泡的变化情况是：（1）L1______；（2）L2_____（选填“熄灭”“变亮”或“变暗”）。 熄灭 变亮 【解析】闭合开关，两只灯泡串联，都发光，若把一根导线接在小灯泡L2的两端，L2被短路不能发光，但L1仍然有电流通过，照常发光，同时电源电压全部加在L1两端，所以L1变亮。 六、课堂总结 第2节 电流和电路 ①形成：电荷的定向移动形成电流。 ②方向：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。 ①导体：容易导电的物体。如金属、人体、大地等。 ②绝缘体：不容易导电的物体。如橡胶、塑料、玻璃等。 ③金属导电的原因：内部有自由电子。 ①电路组成：电源、用电器、导线、开关等。 ②电源：提供电能的装置叫作电源。 ③用符号表示电路连接的图叫做电路图。 ①通路：正常接通，用电器能够工作的电路。 ②断路：某处被切断，没有电流的电路。 ③短路：直接用导线将电源正、负极连接起来的电路。 有电源短路、用电器被短路等。 导体与 绝缘体 电路的 状态 电流和电路 六、课堂总结 电 路 电 流 七、练习与应用 第2节 电流和电路 1. 图甲是把电池和玩具电风扇连接起来的电路图。请在图乙中用笔画线表示导线，连接相应的电路。 七、练习与应用 2. 在图中有电子门铃、电源和开关，请用笔画线表示导线把它们连起来，使得门铃能够正常工作，并画出相应的电路图。电子门铃可以用“ ”这样的符号表示。 电子门铃 答案：如图所示。 七、练习与应用 3. 观察图所示的手电筒结构图。按下按键时，电路是怎样接通的？在图中画出电流流过的路径。另画出手电筒的电路图。 答案：如图所示。 七、练习与应用 4. 图是某人连接的电路，小电动机能转吗？在接错的那根导线上打一个“×”，表示不要这根导线，再把正确接法的导线画出来，并在三根导线上分别标明电流的方向。 答案：如右图所示。 七、练习与应用 5. 图甲、乙中，各有一根导线接错而使小灯泡被短接，请把这根导线找出来，在上面打一个“×”。 答案：如图所示。 七、练习与应用 八、提升训练 第2节 电流和电路 【解析】A．规定正电荷定向移动的方向为电流方向，A正确，不符题意； B．导体容易导电是因为内部有大量的自由电荷，故B正确，不符题意； C．形成电流的条件是有电源和电路形成通路，有电源不一定有电流形成，故C错误，符合题意； D．在电源外部电流沿“正极→用电器→负极”的方向流动，故D错误。 故选C。 1. 下列说法中错误的是（　　） A．正电荷定向移动的方向规定为电流方向 B．导体容易导电是因为内部有大量的自由电荷 C．电路中有电源，电路中就有电流 D．电源外部的电流的方向是从电源的正极到负极 C 八、提升训练 【解析】由题知，手电筒的电路是由电源、开关、灯泡组成电路，开关控制灯泡。A．电路中没有开关，故A错误；B．电路中没有电源，故B错误；C．电源、开关、灯泡组成电路，开关控制灯泡，故C正确； D．当开关闭合后会造成电源短路，故D错误。故选C。 2. 如图所示的手电筒，当按下按键时，手电筒的电路接通，小灯泡发光。下列关于手电筒电路图的四种画法，其中正确的是（　　） C 八、提升训练 【解析】如图所示电路，开关断开，此时电路处于断路状态；当闭合开关时，小灯泡发光，电路中有电流，此时电路处于通路状态；如果不小心把a、b两点用导线接在一起，电源的两端被导线相连，则会造成电源短路。 3. 如图所示电路，此时电路处于 ______状态；当闭合开关时，小灯泡发光，此时电路处于 _______状态。如果不小心把a、b两点用导线接在一起，则会造成 _______（以上均选填“通路”、“短路”或“开路”）。 断路 通路 短路 八、提升训练 4．如图所示，取两个相同的验电器A和B，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器A，使A带电，B不带电，再用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来。下列说法正确的是（　　） A．A中正电荷通过金属棒流向B，金属棒中瞬间电流方向从A到B B．B中负电荷通过金属棒流向A，金属棒中瞬间电流方向从A到B C．A中负电荷通过金属棒流向B，金属棒中瞬间电流方向从B到A D．B中正电荷通过金属棒流向A，金属棒中瞬间电流方向从B到A C 八、提升训练 【解析】 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，带负电的 橡胶棒接触验电器 A使A带负电，用带有绝缘手柄的金属棒把 A 和 B 连接起来时，A的负电荷通过金属棒转移到B，A的电荷减少，金属箔张角减小；B得到电荷，两个金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开；由于规定正电荷定向移动的方向为电流方向，金属棒中瞬间电流方向从 B 到 A，故C正确，ABD错误。 故选C。 八、提升训练 【解析】根据电流流向法，电流从电源正极出发依次经过两个灯泡回到电源负极，如图所示。 5. 如图所示，根据电路图把实物图连接完整。 八、提升训练 6. 在“怎样让一个灯泡亮起来”的活动中，小华同学用导线将图示元件连接起来的过程中，下列说法错误的是（　　） A A．在连接电路的过程中，开关断开或闭合都可以 B．拆除电路时，要先断开开关 C．导线连接线柱时，需将导线按顺时针方向绕在接线柱上再将接线柱的螺帽顺时针旋紧 D．绝对不允许不经过小灯泡就直接用导线把电池的正极和负极连接起来 八、提升训练 【解析】A．在连接电路的过程中，为了保护电路中元件，开关应断开，故A错误，符合题意； B．拆除电路时，为了电路中元件安全，要先断开开关，故B正确，不符合题意； C．导线连接线柱时，需将导线按顺时针方向绕在接线柱上再将接线柱的螺帽顺时针旋紧，这样接线更牢固，不会出现虚接现象，故C正确，不符合题意； D．绝对不允许不经过小灯泡就直接用导线把电池的正极和负极连接起来，否则电源短路，烧坏电源，故D正确，不符合题意。故选A。 八、提升训练 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$