内容正文:
第十一章 电路、电流和电压
电流及其测量
第四节
1
新知梳理
应用示例
课堂小结
新知梳理
一、电流和电流的方向
定向移动
形成原因 自由电荷的 形成电流,用符号
表示
单位及换算 基本单位:安培(A),单位换算:1 A= mA
= μA
产生条件 电路中有 ,电路是
I
103
106
电源
通路
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3
(续表)
方向 物理学中规定 定向移动的方向为电流的方向
常见值 电风扇的电流一般为0.1~0.3 A;家用电冰箱的电流一般为0.5~1.0 A;家用洗衣机的电流一般为1~6 A。
正电荷
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[注意](1)电流方向与正电荷定向移动的方向 ,与负电荷定向移动的方向 。(2)金属中的电流是自由电子的定向移动形成的,而自由电子带 电,因此金属中电流的方向跟自由电子定向移动的方向 。(3)闭合电路中,电源外部电流的方向是从 极流向 极,即“正极→用电器→负极”;在电源内部电流的方向是从负极流向正极。
相同
相反
负
相反
正
负
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二、电流表
1.作用:电流表是测量电路中 大小的仪表,它在电路图中的符号为 。
2.规格:三接线柱、两量程。
电流
Ⓐ
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表盘
量程
分度值
读数
0~0.6 A
0~3 A
0.02 A
0.1 A
0.44 A
0.6 A
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3.电流表的正确使用
(1)会选:所测电流不能超过电流表的 ,不能估计被测电流大小时,可选用大量程进行 。
(2)调零:电流表使用前,若指针没有指到“0”的位置,则需要调节
让指针归零。
(3)会接:电流表应 在待测电路中;让电流从电流表的
接线柱流进,从 接线柱流出。
最大测量值
试触
调零旋钮
串联
正
负
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(4)会读:确定量程和分度值,读数时,视线应与表盘 ,根据指针的位置读数。
[注意]理想的电流表相当于一根导线,分析电路连接时,可以用导线代替电流表。严禁不经过用电器直接将电流表接到电源的两极上,此举会造成电源短路,损坏电源及电流表。
垂直
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三、探究:串联电路中电流的关系
1.实验器材:电池组、电流表、不同规格的小灯泡若干、开关、导线若干。
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2.实验步骤:①按照如图T11-4-1所示的电路图将L1和L2两个不同规格的小灯泡串联在电路中,将电流表先接在A点;②检查电路连接是否正确,若没有问题,方可闭合开关,使两个灯泡均发光,读出A点电流表的示数;③再将电流表分别串联在电路中的B点、C点,重复步骤②,并记录测得的电流值;④使用不同规
格的小灯泡重复②③,多次进行实验。
图T11-4-1
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3.实验数据
测量次序 A点的电流IA/A B点的电流IB/A C点的电流IC/A
第一次测量
第二次测量
……
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4.得出结论、作出解释:串联电路中电流的规律是 。
(写关系式)
5.交流合作、评估反思
(1)在连接电路时,开关要 。
(2)除了更换不同规格的小灯泡多次进行实验,还可以改变
多次进行实验。
IA=IB=IC
断开
电源
电压
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四、探究:并联电路中电流的关系
1.实验器材:电池组、电流表、不同规格的小灯泡
若干、开关、导线若干。
2.实验步骤:①按照如图T11-4-2所示的电路图将L1和L2
两个不同规格的小灯泡并联在电路中,将电流表先接在A点;②检查电路连接是否正确,若没有问题,方可闭合开关,使两个灯泡均发光,读出A点电流表的示数;③再用电流表分别测出B和C这两点的电流,并记录测量的电流值;④换用不同规格的小灯泡多次进行实验。
图T11-4-2
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3.实验数据
测量次序 A点的电流
IA/A B点的电流
IB/A C点的电流
IC/A
第一次测量
第二次测量
……
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4.得出结论、作出解释
在并联电路中, 。
通过干路的电流等于各支路电流之和
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5.交流合作、评估反思
(1)实验过程中,连接好最后一根导线后,小灯泡立即发光,出现的问题是 。
(2)电流表异常原因判断:在连接电路时,发现电流表指针向左偏,说明 。闭合开关后,发现电流表指针向左偏,说明 ;若指针正向偏转但幅度过小,说明 ;若指针正向偏转但幅度过大,到达右侧没有刻度处,说明 。
连接电路时,没有断开开关
电流表没有调零
电流表的正、负接线柱接反了
电流表的量程选择过大
电流表的量程选择过小
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下列关于电流的说法,正确的是( )
A.电荷只要移动就能形成电流
B.只有正电荷定向移动才能形成电流
C.电流的方向与电子定向移动的方向相反
D.电流方向一定由电池正极流向负极
应用示例
类型一 电流和电流的方向
例 1
C
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[易错辨析]自然界中只存在正、负两种电荷,正电荷或负电荷定向移动都能形成电流,正、负电荷同时向相反的方向定向移动也能形成电流。物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。金属中定向移动形成电流的是自由电子,电子带负电,其定向移动的方向与电流的方向相反。
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(1)如图T11-4-3甲所示是小丽同学将电流表接入电路中测量电流时,闭合开关后电流表指针的偏转情况,则小丽同学操作中存在的错误是 。
类型二 电流表的使用
例 2
图T11-4-3
电流表的正、负接线柱接反了
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(2)图乙是小明将电流表接入电路中测量电流时闭合开关后的情形,可以看出他当时的操作存在的不妥之处是
。
图T11-4-3
电流表的量程选
大了
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(3)小华同学按照如图T11-4-4a所示电路进行实验,闭合开关S,电流表指针的偏转情况如图b所示,于是他立即断开了开关。问:
图T11-4-4
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①测量时出现这种现象的原因是 。
②为了完成这个实验,接下来的操作应该是
。
③正确操作后,电流表的示数如图c所示,是 A。
电流表选用的量程太小
电流表换用0~3 A的
量程进行测量
2.6
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[方法指导] “两点”精析电流表的使用
(1)“三要一不”:电流表要串联在电路中,电流要正进负出,要选择合适的量程,不能直接接在电源两极上。
(2)电流表读数的两种方法
①常规读数法
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②倍数读数法:实验室常用电流表的大量程是小量程的5倍,对应分度值和指针指相同位置时对应示数也是5倍关系;根据这个关系可由一个量程的读数计算另一个量程的读数。如根据接0~0.6 A量程时读数为I,可计算出指针指同一位置时接0~3 A量程的读数为5I。
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小明和小华一起做“探究并联电路中的电流规律”的实验。
(1)在连接电流表时,他们应采取 的方法选取电流表的量程。
类型三 串、并联电路中电流的规律
例 3
试触
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(2)图T11-4-5甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实物电路,此时电流表测量的是通过 (选填“L1”“L2”或“L1和L2”)的电流。另一组同学在测量该处的电流时,发现电流表的指针偏转情况如图丙所示,原因是
。
图T11-4-5
L1和L2
电流表的正、负接线柱接
反了
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(3)测出A、B、C三处的电流如表一所示,分析表中数据可初步得出IA、IB、IC三者之间的关系为 (写表达式)。
表一
位置 A B C
电流/A 0.30 0.24 0.54
IC=IA+IB
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(4)为了进一步验证结论,接下来的操作方法是 (填字母序号)。
A.改变电流表的量程或换电流表再测几次
B.整理器材,结束实验
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
D.分析数据,得出结论
C
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(5)实验结束后,小华还想探究“串联电路的电流规律”,设计的电路图如图丁所示,他测量了a、b、c三处的电流,其中测b处电流时电流表示数如图戊所示,读数为 。分析数据,发现三处的测量值有差异,如表二所示。下列分析正确的是 (填写字母序号)。
表二
Ia/A Ib/A Ic/A
0.16 0.14
0.16 A
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A.可能是因为测量误差
B.可能是因为没有对电流表进行调零
C.串联电路中各处的电流本来就不相等
D.电流从电源正极流向负极的过程中,电流越来越小
表二
Ia/A Ib/A Ic/A
0.16 0.14
[答案]A
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[实验点拨] 把握实验探究方法和实验注意事项,正确解答实验探究题
①实验时要进行多次测量,以排除偶然性,使得出的实验结论具有普遍性。②实验时应选用不同规格的小灯泡,排除因小灯泡规格相同而得到“并联电路各支路电流相等”的错误结论。③分析实验数据时,可能会出现干路电流与各支路电流之和不相等的情况,这可能是实验误差所致。但若两者相差较大,则是实验中出现了错误,应分析错因并重新进行实验。
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如图T11-4-6甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,且两个完全相同的电流表指针偏转情况均如图乙所示,则通过灯泡L1和L2的电流分别为 ( )
A.1.2 A 1.2 A
B.0.3 A 0.3 A
C.1.2 A 0.3 A
D.1.5 A 0.3 A
例 4
图T11-4-6
C
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[方法指导]“三步”解决串、并联电路的电流问题
(1)判断电路的连接方式;
(2)判断电流表测量的是哪部分电流;
(3)根据串、并联电路的电流规律进行相关计算。
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课堂小结
电流
电流表
形成原因
方向规定
单位
构造
符号
使用方法
读数
串、并联电路中的电流关系
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35
$$