内容正文:
专题02 电流和电路
【清单01】两种电荷
一、电荷间的相互作用
1、两种电荷:人们通过大量的实验发现,凡是与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引的,必定与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥,由此人们得出自然界中有且只有两种电荷:正电荷和负电荷。
(1)正电荷:用 摩擦过的 所带的电;实质:物质中的原子失去了电子。
(2)负电荷:用 摩擦过的 所带的电;实质:物质中的原子得到了多余的电子。
2、电荷间的相互作用:同种电荷 ,异种电荷 。
特别提醒:一个带电体与另一个物体相互吸引,另一物体的带电情况有两种可能。
(1)是另一物体与这个带电体带异种电荷,异种电荷相互吸引。
(2)是另一物体不带电,带电体也能吸引不带电的轻小物体。
3、电荷量:电荷的多少叫 ,简称电量;在国际单位制中,电量单位是 ,简称为库,符号是 。
二、验电器和检验物体带电的方法
1、验电器
(1)构造:金属球、金属杆、金属箔。
(2)作用:检验物体是否带电和物体带电多少(带电多,金属箔张开角度大)。
验电器
使用方法:将被检验的物体与验电器金属球接触,如果验电器的两片金属箔张开一定角度,则说明物体带电
工作原理:利用同种电荷相互排斥的原理工作的;
使用方法:当用带电体接触验电器的金属球时,就有一部分电荷转移到验电器的金属箔上,这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开。验电器金属箔张开的角度不同,反映了带电体传给验电器的电荷的多少不同
2、物体带电:摩擦过的物体有 轻小物体的性质,我们就说物体 。带电物体(带电体)的基本性质:吸引轻小物体(轻小物体指:碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等)。
3、判断物体是否带电的方法:
(1)看物体能否吸引轻小物体,因为任何带电体都具有吸引轻小物体的性质。
(2)看物体是否会跟其他带电体相互排斥,因为只有该物体带了电,它才有可能跟其他带电体相互排斥.若相互排斥,这时可以肯定该物体带有与其他带电体相同性质的电荷。
(3)利用验电器;只要物体带电,则当它接触(或靠近)验电器的金属球时,验电器的金属箔都会张开一定的角度。
①验电器还能大致判别带电的多少(即通过观察验电器金属箔的张角大小来比较)。
②检验带电体所带电荷的种类(即将待检验的带电体与带有已知电性的电荷的验电器的金属球接触,观察验电器的金属箔的张角有无减小的过程,若有,则带电体上就带有跟验电器上电荷电性相异的电荷,反之,亦然)。
特别提醒
(1)两个物体相互排斥,有两种可能:a.都带正电;b.都带负电。
(2)两个物体相互吸引,有三种可能:a.一物体带正电,另一物体带负电;b.一物体带正电,另一物体不带电;c.一物体带负电,另一物体不带电。
三、摩擦起电的原因
1、摩擦起电:用 的方法使物体带电叫摩擦起电。原因:不同物质原子核束缚电子的本领不同。
2、摩擦起电实质:电荷从一个物体 到另一个物体使正负电荷分开;能的转化:机械能→电能。
(1)物质是由原子核与核外电子组成的,原子核带正电,核外电子带负电,通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子带的负电荷在数量上相等,整个原子不显电性,也就是物体对外不显电性。
(2)由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同,当两个不同物体互相摩擦的时候,束缚电子本领弱的就会失去电子,失去电子的物体因缺少电电子带正电;束缚电子能力强的就会得到电子,得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电。
(3)在电荷转移的过程中,电荷的总量是保持不变的,即电荷是守恒的,在转移过程中,只能转移带负电荷的电子;可见,摩擦起电不是创造了电荷,而是电荷发生了转移。
特别提醒
(1)摩擦起电并不是创造了电,而是两个物体在摩擦过程中,电子发生了转移,它从一个物体转移到另一个物体上,使失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电!
(2)不同物质组成的物体相互摩擦时,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子!
四、静电的防止和利用
1、静电的基本概念
(1)静电:即相对静止不动的电荷,通常指因不同物体之间相互摩擦而产生的在物体表面所带的正负电荷。
(2)静电放电:指具有不同静电电位的物体由于直接接触或静电感应所引起的物体之间静电电荷的转移。通常指在静电场的能量达到一定程度之后,击穿其间介质而进行放电的现象。
2、静电产生的原因
(1)微观原因:根据原子物理理论,电中性时物质处于电平衡状态。由于不同物质原子的接触产生电子的得失,使物质失去电平衡,产生静电现象。
(2)宏观原因:①物体间摩擦生热,激发电子转移;②物体间的接触和分离产生电子转移;③电磁感应造成物体表面电荷的不平衡分布;④摩擦和电磁感应的综合效应。
3、静电造成的危害:
(1)高压静电放电造成电击,危及人身安全。
(2)在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。
(3)电子工业:吸附灰尘,造成集成电路和半导体元件的污染,大大降低成品率。
(4)胶片和塑料工业:使胶片或薄膜收卷不齐;胶片、CD塑盘沾染灰尘,影响品质。
(5)造纸印刷工业:纸张收卷不齐,套印不准,吸污严重,甚至纸张黏结,影响生产。
(6)纺织工业:造成绒丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。
4、静电的防范:(1)保持空气湿度;(2)使用避雷针;(3)良好接地。
【清单02】电流和电路
一、电流
1、电流
电流的形成
电荷的定向移动形成了电流
电流的方向
(1)物理学中,把正电荷移动的方向规定为电流的方向
(2)在电源外部,电流是沿着电源正极→开关→用电器→电源负极的方向流动的
(3)正负电荷定向移动都可以形成电流,但负电荷定向移动的方向与电流方向相反
获得持续电流的条件
①电路中有电源;
②电路为通路
特别提醒:判断电流方向时,要明确以下三点:
(1)发生定向移动的是什么电荷。
(2)此电荷从哪个物体转移到哪个物体上。
(3)如果定向移动的电荷是正电荷,则电流方向与该电荷移动的方向相同;如果定向移动的电荷是负电荷,则电流方向与该电荷移动的方向相反。
2、电流形成的原因
(1)电流是电荷的 形成的;在导体中,大量的自由电荷通常情况下做无规则运动,此时不会形成电流,只有当这些自由电荷发生了定向移动才能形成电流。
(2)形成电流的电荷有:正电荷、负电荷,酸、碱、盐的水溶液中是正、负离子,金属导体中是自由电子,球面显示器中电子枪的电子流等。
特别提醒:电荷必须定向移动才能形成电流,而电荷有两种,正电荷和负电荷;正电荷定向移动可以形成电流,负电荷定向移动可以形成电流,还可以是正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流。
二、导体和绝缘体
1、导体和绝缘体
能量形式
导体
绝缘体
定义
善于导电的物体
不善于导电的物体
特征
容易导电
不容易导电
原因
有大量的自由电荷
只有少量的自由电荷
常见的材料
金属、人体、大地、食盐水溶液、石墨
橡胶、塑料、陶瓷、玻璃、食用油
2、导体容易导电的原因导体内部有大量的能自由移动的电荷.金属中自由移动的电荷是自由电子,酸、碱、盐的水溶液中自由移动的电荷是正、负离子。
特别提醒
(1)导体与绝缘体并没有绝对的界限,在一定条件下,绝缘体可以变成导体,如干燥的木棒是绝缘体,而潮湿的木棒就变成了导体。
(2)导电与带电的区别:导电过程是自由电荷定向移动的过程,导电体是导体;带电过程是电子得失的过程,能带电的物体可以是导体,也可以是绝缘体,
三、电路的构成
1、电路:电路就是用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路;一个简单的电路包括电源、用电器、开关、导线四种基本电路元件。
2、电路的组成和各部分的作用:电路由电源、用电器、开关、导线四部分组成,缺少或不完整都会影响电路的正常工作。
作用
能量分析
举例
注意事项
电源
提供电能,使电路中有持续的电流
将其他形式转化为电能
干电池、发电机
用电器标有“+”的接线柱与电源正极相连,标有“-”的接线柱与电源负极相连
用电器
利用电能工作的装置
工作时将电能转化为其他形式能
点灯、电炉、电视机、电冰箱等
开关
用来接通或断开电路,起控制电路通断作用
—
家中点灯开关、闸刀开关、声控开关、光控开关
开关接入电路时应断开
导线
将电源、用电器、开关连接起来,形成电流的通路
输送电能
电脑的电源线、插座的电线、实验室中的各种导线
导线要连接到电路元件接线柱上;不能导线将电源正负极直接连接起来
3、电源:提供电能的装置,将其他形式的能转化为电能。
(1)干电池:干电池是日常生活中使用最多的直流电源,从手电筒、电动玩具、照相机、计算器到家用电器的遥控器,都需用干电池为它们提供电能。
(2)蓄电池:蓄电池也是电池中的一种,它的作用是把有限的电能储存起来,便于在合适的地方使用,如应用于汽车、摩托车、通讯等。
能的转化:蓄电池在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。
4、电路中有持续电流的条件
(1)只有电荷的定向移动才能形成电流;正电荷定向移动能形成电流,负电荷定向移动也能形成电流;形成电流的条件:一是有自由电荷,二是有外加电压。
(2)电路中有持续电流的条件是:电路中有电源;电路必须闭合。
四、电路图
1、电路图:为了便于研究,人们用图形符号表示电路元件;用符号表示电路元件连接的图叫电路图。
2、常见的电路元件符号
3、电路图与实物图:电路图与实物图是不同的。电路图是用规定的符号表示电路连接情况的图;实物图是用实物元件表示电路连接情况的图。
4、画电路图时的注意事项
(1)电路元件符号用统一规定的符号。
(2)连线时应横平竖直,呈方形。
(3)各元件符号不要画在拐角处,且导线尽量避免交叉。
(4)线路要连接到位,中间不能有断点。
(5)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置一致。
(6)元件做好标注,如L、S等。
(7)同一电路中涉及多个相同元件,加下标进行区别,如S1、S2等。
(8)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。
(9)导线交叉相连时要画实心点,实物图中导线不能交叉,电路图中导线可以交叉,但尽量不要交叉。
五、电路的三种状态
1、电路的三种状态:通路、断路和短路
电路状态
定义
特点
通路
正常接通的电路,即用电器能够工作的电路
电路中有持续电流,用电器工作
断路
某处被切断的电路
电路中无电流,用电器不工作
短路
直接用导线将电源的正负极连接起来的电路
(1)用电器不工作,电路中有很大的电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘层,引发火灾;
(2)电源短路时用电器不会被烧坏
2、用电器被短接与电源短路的区别与联系
用电器被短接
电源短路
区别
用电器被短接时,用电器中无电流通过,被短接的用电器不工作
电源短路时,电源、导线中会产生较大的电流,会烧坏导线和电源
联系
(1)某些情况下,用电器被短接时允许的,但电源短路绝对不允许发生;
(2)当电路中只有一个用电器时,,如果该用电器被短接,闭合开关,就一定会造成电源短路
3、常见断路、短路的原因
电路故障
产生原因
结果
断路
开关未闭合,导线断裂、接头松脱等
电路中无电流,用电器不工作
短路
电源短路:导线不经过用电器直接跟电源两极相连
轻则烧坏导线和电源,重则引起火灾
特别提醒
(1)电源短路,导线将电源的正、负极连接起来,发生短路,电路中的电流很大,极有可能将电源也烧坏,电源短路是一种有危害的连接方式,在电路的连接中是不允许出现的。
(2)局部短路,也叫短接,如图所示,开关闭合,灯泡L1被短路,不亮,灯泡L2亮.局部短路没有危害,只是被短路的用电器不能工作。
【清单03】 串联电路和并联电路
一、串联和并联
1、串联电路和并联电路
串联电路
并联电路
定义
元件逐个顺次连接的电路
元件并列连接的电路
电路和电路图
特点
电流路径只有一条,无干路和支路之分;用电器之间相互影响
电流路径有两条或两条以上,有干路和支路之分;各支路上用电器之间互不影响
开关的控制作用
开关控制所有的用电器,开关的控制作用与开关的位置无关
干路的开关控制所有的用电器,支路的开关控制该支路的用电器开关的控制作用与开关的位置有关
特别提醒:串、并联电路是两种最基本的电路连接方式,判断电路连接时,要根据电路的基本特征和用电器的工作状态判断;不是只要是同时工作又同时停止工作的一定是串联,忘记了并联电路中开关在干路中时也可以实现用电器的同时工作与同时停止工作!
2、串、并联电路的辨别
(1)根据电路图判断:电流只有一条路径的则是串联电路;有两条或两条以上路径的则是并联电路。
(2)根据电流关系判断
①如果通过两个用电器的电流不相等,这两个用电器一定是并联的。
②如果通过两个用电器的电流相等,则可能是串联,也可能是并联。
③若是不同的用电器则是串联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
(3)根据电压关系判断
①如果通过两个用电器的电压不相等,这两个用电器一定是串联的。
②如果通过两个用电器的电压相等,则可能是串联,也可能是并联。
③若是不同的用电器则是并联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
(4)根据用电器的工作情况判断:用电器只能同时工作的是串联电路,可以独立工作的是并联电路。
二、连接串联电路和并联电路
1、连接串联电路的方法:按照从电源正极到电源负极的顺序将电路中的各元件逐个首尾顺次连接,中间不分支路。
2、连接并联电路的方法
(1)方法一“先干后支”法:先将一个用电器与电源正、负极连接起来,连接时,如果有开关,开关也要一并连人,组成一条回路;再将另一个用电器的两端连接到之前连人的用电器的两端.注意如果用电器有开关控制,则应将开关和所控制的用电器看成一个整体。
(2)方法二“先支后干”法:先将两用电器的两端相连,如果两用电器中有开关控制,也要将开关与用电器看成一个整体,再将两用电器两端相连得到的两个节点分别连接到电源的正、负极上。如果干路有开关,则其中一个节点通过干路开关后再连接到电源的正、负极上。
三、生活中的串并联电路
1、家用电器和照明灯的连接方式
(1)家用电器的连接方式:家庭中的电灯、电吹风机、电冰箱、电视机、电脑等用电器一般都是并联在电路中。
(2)照明电路的连接方式:照明电路中的照明灯一般也都是并联在电路中,
2、串联电路在生活电路中的应用:用来装饰居室、烘托欢乐气氛的彩色串灯和用于装饰大楼轮廓的长串彩灯有的是串联的,有的是并联的,还有的则是串联和并联组合而成的,公厕里、楼道里的长明灯,为了使它们的寿命更长,有时也选用相同规格的两只灯串联。
特别提醒:千万不要以为教室的灯能同时开和关就以为它是串联接法的,教室的灯之所以能同时开和关,实际上因为控制了干路的开关,这点特别要注意。
3、生活中的串、并联电路设计
(1)明确设计要求
(2)判断用电器的连接方式:用电器不同时工作时一般为并联,用电器同时工作时,可能为串联也可能是并联
(3)开关的连接方式:判断开关的作用是控制干路还是支路。
(4)画出电路图并验证电路图是否正确。
四、电路图与实物图作图
1、画好电路图的方法
(1)应完整地反映电路的组成,即有电源、用电器、开关和导线。
(2)规范地使用电路元件符号,不能自选符号。
(3)交叉相连的点要画粗黑圆点。
(4)合理地安排电路元件符号的位置,尽可能让这些元件符号均匀地分布在电路中,使电路图清楚美观,并注意元件符号绝不能画在拐角处。
(5)导线要横平竖直,转弯画成直角,电路图一般呈长方形。
(6)最好从电源的正极开始,沿着电流的方向依次画电路元件,且知道在电路图中导线无长短之分的原则。
2、实物的电路连接
(1)对于串联电路:按电路图,从电源的正极出发,按顺序把电路元件用笔画线代替导线连接起来。
(2)对于并联电路:根据电路图,找到“分节点”和“合节点”,从电源正极出发,按“哪里分就分,哪里合就合”的方法把电路元件连接起来。
3、根据电路图连接实物图的方法
(1)串联电路:连接串联电路实物图较为简单些,只要注意连接时按照某一方向逐个的连接起来就可以了,这里我们通常以电流方向为次序。(在电路中,电源外部的电流方向总是从正极出发,经过各个用电器到达电源的负极)。
(2)并联电路:第一步,连接一个电路元件尽可能多的闭合电路,这相当于串联电路的连接,尽可能多的元件连接,减少了后续连接元件的个数,使问题简单些。
第二步,在电路图中找出电流的分、合点,并在实物图中标出相应分、合点,这是致关重要的一步,是你犯错误的根源!
第三步,从分点出发,经过各支路的元件,到达合点,这相当于部分串联电路的连接。
【清单04】电流的测量
一、电流的大小
1、电流的概念:在物理学中,电流是表示电流强弱的物理量,通常用字母I表示。
2、电流的符号和单位
(1)电流:单位时间内通过导体横截面积的电荷量叫电流,用符号 表示。
(2)单位:电流单位是 ,简称安,用符号 表示;电流常用单位还有:毫安(mA)、微安(μA);换算关系:1A=1000mA,1mA=1000μA。
3、电流的三种效应
(1)电流的 ,如白炽灯,电饭锅等。
(2)电流的 ,如电铃等。
(3)电流的 ,如电解、电镀等。
4、一些常见的电流值
半导体收音机电源的电流
约50mA
家庭节能灯中的电流
约0.1A
家用电视机的电流
约0.5A
家用空调器的电流约
约5A
二、电流表及其连接与使用
1、电流表:用来测量电流大小的仪表叫电流表。特点:其 , ,接入电路中不影响电路中电流大小。
2、认识电流表
作用
测量电路中电流的大小
符号及结构
电流表在电路中的符号为,实验室常用的电流表通常有三个接线柱、两个量程
表盘上锁标字母“A”的含义
含义有两个:一是表示该表为电流表,二是表示用该表测量电流时表盘上的示数的单位为安培
表盘及两种接线方式
0~0.6A
0~3A
对应量程及分度值
当接“-”和“0.6”量接线柱时,其量程为0.6A,此时每个小格表示0.02A,即分度值为0.02A
当接“-”和“3”量接线柱时,其量程为3A,此时每个小格表示0.1A,即分度值为0.1A
3、电流表的使用规则
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指在零刻度线
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
4、判断电流表测量的对象
(1)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。
(2)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。
(3)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。
三、电流表的读数方法
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。
特别提醒:常见的学生用电流表一般有0~0.6A和0~3A两个量程,当指针在同一位置时,0~3A量程的读数是0~0.6A量程读数的5倍。
【清单05】串、并联电路中电流的规律
一、探究串联电路中的电流特点实验
1、实验:探究串联电路中电流的规律
提出问题
串联电路中各处电流之间有什么关系
猜想与假设
(1) 测量电路中电流只有一条路径,所以各处电流可能相等;
(2) 从电源正极到负极,由于存在用电器,串联电路中电流可能越来越小;
(3) 从电源正极到负极,由于存在用电器,串联电路中电流可能越来越大
设计实验
将不同规格的小灯泡按照如图所示的方式接入电路,进行实验,分别把电流表接入图中A、B、C三点处,测出A、B、C三点的电流IA、IB、IC,记录数据并进行比较
进行实验
(1) 按照设计的电路图连接好实物图,并合理选择电流表量程;
(2) 把电流表接在电路中的A处,如图甲所示,经检查连接无误后,闭合开关,测出A处的电流值IA,并填入表格中;
(3) 把电流表先后改接在电路中的B、C处,如图乙丙所示,分别测出这两处的电流值IB、IC,并填入表格中;
(4) 换用不同规格的小灯泡,重复上述操作,并将每次的实验数据填入表格中;
(5) 比较测得的数据,总结串联电路电流的规律
实验数据
实验次数
A点的电流IA/A
A点的电流IB/A
A点的电流IC/A
1
0.2
0.2
0.2
2
0.24
0.24
0.24
3
0.3
0.3
0.3
…
分析论证
电路中ABC三点的电流相等,即IA=IB=IC
实验结论
串联电路中电流处处相等,即I=IA=IB=IC=…=In
2、交流与反思
(1)记录数据要真实,不得随意修改实验数据,在误差允许范围内得出结论。
(2)同一次实验过程中,每盏小灯泡的亮度可能不同,甚至有的小灯泡不亮,但这不能说明各处电流不相等,因为各小灯泡的规格不同。
二、探究并联电路中的电流特点实验
1.探究并联电路中电流的规律
提出问题
并联电路中干路电流与各支路电流之间什么关系
猜想与假设
(1) 干路电流可能等于各支路电流;
(2) 干路电流可能大于各支路电流;
(3) 干路电流可能等于各支路电流之和
设计实验
(1) 按照如图所示电路进行实验,用电流表分别测出干路(C点)电流和各支路(A点和B点)的电流,记录数据并进行分析,看看它们之间有什么关系;
(2) 换上另外两个规格不同的小灯泡,重复上述实验,根据所测实验数据总结出并联电路中干路电流和各支路电流之间的关系
进行实验
(1)按照右图乙所示电路图连接好实物图甲,并合理选择电流表的量程;
(2)分别测出干路(C点)电流和各支路(A点和B点)电流,并将数据记录在表格中;
(3)换用规格不同的小灯泡,重复上述实验步骤,并将实验数据记录表格中
实验数据
实验次数
C点的电流IC/A
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
1
0.4
0.2
0.2
2
0.44
0.24
0.2
3
0.46
0.16
0.3
…
分析论证
通过分析数据可发现:IC=IA+IB
实验结论
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+…
2.交流与反思
(1)分析实验数据可知,并联电路中各支路电流不一定相等。当并联的两个小灯泡规格相同时,各支路电流相等;当并联的两个小灯泡规格不相同时,各支路电流不相等。
(2)并联电路中,干路电流等于各支路周六之和,即I=I1+I2+I3+…+In;当各支路用电器都相同时,I=nI1。
【考点题型一】摩擦起电的现象
【例1】下列现象中,与摩擦起电现象无关的是( )
A.汽车的汽油桶不能用塑料桶,而要用金属桶
B.用手从保鲜膜筒(或者塑料垃圾袋)撕下一张(个)时,发现它吸到手上
C.风里的蒲公英,随着风儿的方向落到不同的远方
D.脱化纤衣物时常有火花产生
【变式1】与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑,下列现象中与该原理相同的是( )
A.两滴水珠“吸”到一起成为一滴大水珠 B.通过吸管把饮料“吸”到嘴里
C.干手搓开的新塑料袋“吸”在手上 D.行驶汽车的窗帘被“吸”出窗外
【考点题型二】静电现象
【例2】下列现象中,能用静电来解释的是( )
A.磁铁可以吸引铁钉、大头针等铁制物品 B.靠在一起的两滴水会自动合成一滴水
C.刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”住舌头 D.用梳子梳头时看到头发会随梳子飘动
【变式2-1】下列现象中,不能用静电知识解释的是( )
A.晚上脱化纤毛衣时会有火花产生
B.油罐车尾部常拖一条铁链
C.钢丝钳手柄上装有绝缘套
D.电视机屏幕上会吸附灰尘
【变式2-2】走近加油站,会闻到汽油的味道,是因为分子在做 ;冬季在加油站不宜整理衣服和头发,因为易发生 现象;加油前我们需要触摸加油机上的静电消除器(如图)避免因静电引起火灾。
【考点题型三】电荷间的相互作用
【例3】将用丝绸摩擦过的玻璃棒慢慢靠近悬挂着的通草球时,发现通草球被排斥,说明通草球( )
A.一定带负电
B.一定带正电
C.一定不带电
D.可能不带电,也可能带正电
【变式3】甲、乙两个带电的气球,悬挂在天花板上的同一个点上,静止时呈现如图所示情形,下列分析合理的是( )
A.甲球的质量大于乙球的质量
B.甲球对乙球力为F1大于乙球对甲球的力为F
C.甲球的带电量比乙的多
D.甲球和乙球带电的种类不同
【考点题型四】物体带电情况的判断
【例4】四个悬挂着的泡沫小球,相互作用的情况如图所示。如果A带正电,那么,D球可能( )
A.一定带正电 B.一定带负电
C.可能带负电也可能不带电 D.无法判断
【变式4】鸦片战争博物馆里有些古书非常陈旧,直接翻动它容易使书页破损,有同学提出,通过给书带电,可以使书一页页分开来,如图所示。假设给每页书带电可以实现,能使书一页页分开的带电方式可以是
A.使每页书都带上正电 B.左边一半带正电,右边一半带负电
C.使相邻书页带上异种电荷 D.只让封面带正电,封底带负电
【考点题型五】常见的导体与绝缘体
【例5】下列材料或物体中,在通常条件下都属于导体的是( )
A.石墨、大地、钢尺 B.水银、盐水、橡胶
C.铁丝、食用油、塑料 D.陶瓷、人体、玻璃
【变式5】2024年8月开通运行的西安高新有轨电车是西安首条采用云巴模式建设的轨道交通系统,具有速度快、污染小的优点。当电车运行时,由于高速摩擦,电车跟架空电线的接触点上会产生高温。因此,接触点的材料应该具有耐高温、不易生锈、易导电的性质。下列最适合制作该接触点的材料是( )
A.石墨 B.陶瓷 C.橡胶 D.铁
【考点题型六】电流的方向
【例6】如图所示,验电器A带正电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间,金属棒中下列说法正确的是( )
A.电流方向由B到A B.电流是由A的正电荷定向移动到B形成的
C.电子移动的方向由B到A D.验电器A的箔片张角不会减小
【变式6-1】小明根据物理课上学到的知识制作了“礼花器”。如图所示,地面上放一个空塑料瓶,将一个金属圆盘放在塑料瓶上,在盘中放入彩色的碎纸屑。当一个高压静电棒去接触圆盘时,彩色的纸屑像礼花一样向上散开。以下分析正确的是( )
A.若将圆盘下的塑料瓶换成铁桶会看到同样的现象
B.纸屑向上散开是因为纸屑和圆盘带有同种电荷相互排斥
C.此现象说明电荷间只能排斥,不能吸引
D.若静电棒带正电,接触圆盘瞬间,电流方向从圆盘到静电棒
【变式6-2】发生雷雨天气时,避雷针的尖端就能不断地向空中释放电子,则电流方向是 (“从空中指向地面”或“从地面指向空中”);丝绸与玻璃棒摩擦,毛皮与橡胶棒摩擦,将摩擦过的丝绸与摩擦过的毛皮靠近,它们 。(相互吸引、相互排斥、没有相互作用)
【考点题型七】电路的三种状态
【例7】如图所示,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮。用一段导线的两端接触a、b两点时,灯L1不亮,L2亮:接触b、c两点时,两灯都不亮:接触c、d两点时,两灯也不亮,则下列判断正确的是( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L2短路 D.开关S断路
【变式7】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、丙断路
C.甲断路、乙通路、丙短路 D.甲短路、乙断路、丙通路
【考点题型八】根据实物图画电路图
【例8】请根据图中的实物电路连接情况,在方框中画出的相应的电路图。
【变式8-1】根据图的实物电路在方框内画出对应的电路图。
【变式8-2】请根据如图所示的实物图,画出相应的电路图。
【考点题型九】根据电路图连接实物
【例9】请根据如图甲所示的电路图,将图乙中的元件正确连接。
【变式9-1】在如图所示的电路中有两根导线尚未连接,以笔画线代替导线补上。要求:
①开关S同时控制L1、L2,且L1与L2并联;
②电流表测量小灯泡L2所在支路的电流。
【变式9-2】请根据如图所示的电路图,用笔画线表示导线将图中各个元件连接起来。
【考点题型十】串联和并联的概念与辨析
【例10】如图所示,暗盒中的两个灯泡L1和L2连接在同一电路中,闭合开关,下列现象可以判断两灯一定串联的是( )
A.两灯泡的亮度不相同 B.通过两灯泡的电流相同
C.两灯泡两端的电压相等 D.两灯泡两端的电压不相等
【变式10】如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.只闭合S1时,两灯串联 B.只闭合S2时,只有L1发光
C.闭合S1和S2时,两灯并联 D.闭合S1和S2时,两灯都能发光
【变式10-2】如图所示的电路中,闭合开关S1、S3,断开开关S2,小灯泡L1、L2是 (选填“串”或“并”)联的;若同时闭合开关 ,则会造成电源短路。
【考点题型十一】开关在串并联电路中的作用
【例11】如图所示,当开关闭合时,会发生 现象,若要两灯串联,应去掉导线 ;若要两灯并联,应将导线 改接到b接线柱。
【变式11-1】如图所示,接线盒的上部有两只灯泡,导线接在盒的内部,接线盒的另两个接线柱与电源和开关相连。闭合开关,两只灯泡正常发光。若要判断两只灯泡的连接方式,下列操作中,可能达到目的的是( )
A.用导线将a、b连接
B.任意取下一只灯泡
C.将L1和L2的位置互换
D.在电池和开关之间接一只电流表
【变式11-2】如图所示,是家用电冰箱的部分电路图,冰箱压缩机由温控开关自动控制,冷藏室照明灯由冰箱室由冰箱门门控开关控制,冰箱门关闭后,门控开关应该处于 状态(选填“断开”或“闭合”),当冰箱里的温度 (选填“升高”或“降低”)到一定程度时,温控开关会自动闭合。
【考点题型十二】串并联电路的设计
【例12】如图甲是某小区的出入口,已经实现了半自动化。以入口为例,本小区的车辆驶入时,“车牌识别”(用开关S1表示),栏杆(用电动机符号表示)抬起;外来的车辆来时,车主在守卫室登记后,守卫按动室内开关(用开关S2表示)抬起栏杆。请根据上面的信息,在如图乙中将电路图补充完整。
【变式12-1】轿厢是电梯用以承载、运送人员和物资的箱形空间,一般由轿底、轿壁、轿顶、轿门等主要部件构成。通常,在轿门左右两侧轿壁各有一排楼层选择按钮,分别相当于开关S1和开关S2。进入电梯的人无论按下哪一侧轿壁上同一楼层的按钮,都会使该楼层指示灯L亮起,下列设计的电路中符合要求的是( )
A. B. C. D.
【变式12-2】投影仪的灯泡功率很大,配有风扇进行散热。使用投影仪时,先闭合开关S1,风扇转动;再闭合开关S2,灯泡发光;若只闭合开关S2,灯泡不发光。请你在方框内完成投影仪内部的电路图。(风扇用电动机的符号表示,在图中标明开关S1和S2)
【考点题型十三】电流表的读数
【例13】学习《电流》一课时,老师常用水的流量和水流来类比电量和电流。理想水渠交叉点上,单位时间内流入的总水量等于流出的总水量,同理,在电路的某连接处,流入的电流总和等于流出的电流总和。如图是某实验电路的一部分,电流表的示数如图,若通过导线ab电流为0.6A,导线bc的电流大小和方向可能的情况是( )
A.若导线ab的电流从a→b,则Ibc=0.14A,方向:b→c
B.若导线ab的电流从a→b,则Ibc=1.06A,方向:c→b
C.若导线ab的电流从b→a,则Ibc=1.06A,方向:b→c
D.若导线ab的电流从b→a,则Ibc=0.14A,方向:c→b
【变式13-1】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
【变式13-2】如图所示,当电流表使用“﹣”和“0.6”两接线柱时,电流表示数为 A,每小格表示 A;当使用“﹣”和“3”两接线柱时,电流表示数为 A,每一小格表示 A。
【考点题型十四】判断电流表测量的对象
【例14】如图所示的电路中,闭合开关时,灯L1、L2正常发光,下列说法正确的是( )
A.灯L1、L2串联
B.电流表测的是L2的电流
C.若仅将b导线撤去,灯L2仍亮
D.若仅将a导线撤去,则电流表示数比之前变小
【变式14-1】如图所示是用电流表测量电流的实物连接图,图甲中电流表测量的是通过灯泡 的电流;此时电流表的示数如图乙所示,则通过该灯泡的电流为 A,如果要用电流表测通过灯L1和L2的总电流,只需要移动 (a/b/c)导线。
【考点题型十五】电流表的使用方法
【例15】关于电流表的使用,下列说法中正确的是( )
A.使用电流表时,电流应从正接线柱流出,从负接线柱流入
B.电流表要串联在被测电路中
C.使用电流表时,可以不经过用电器把它直接接在电源两极上
D.测量过程中,电流表指针偏转角度过小,是因为电流表正负接线柱接反了
【变式15】下列电路图中,L1与L2是规格不同的灯泡,电流表测灯泡L1电流的正确电路图是( )
A. B. C. D.
【考点题型十六】探究串联电路中各处电流的关系
【例16】小明利用图甲探究“串联电路的电流规律”。
(1)连接电路时开关应该 ;他在闭合开关前发现电流表指针如图乙所示,原因是: 。
(2)闭合开关后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动。故障的原因可能是以下选项中的 。
A.某段导线断开; B.某接线柱处接触不良;
C某灯泡被短路; D.电流表被烧坏。
(3)实验中两个灯泡的规格最好是 (选填“相同”或“不相同”)。
(4)在进行如图甲所示实验时小明同学误将电流表当成电压表并联在了ab两端,闭合开关后能发光的灯泡是 (选填“L1”、“L2”或“L1和L2”),此时电流表示数与正确操作时相比 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【变式16】如图是明明“探究串联电路电流特点”的实验电路图:
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了 ;
(2)实验中,选择两个小灯泡的规格应该是 的(填“相同”或“不相同”);
(3)明明同学在实验中,闭合开关前,已经将电流表指针调在零刻度处。当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况。则甲的问题是: ;乙的问题是: ;
(4)实验中明明发现两个串联的小灯泡中,一个发光,一个不发光,造成其中一个小灯泡不发光的原因可能是 ;
A.通过灯泡的电流小 B.灯泡的灯丝断了 C.灯泡被短路 D.小灯泡靠近负极
(5)实验结束明明又借来一只电压表探究串联电路电压特点,他先将电压表正确接在A、B两点间测出了L1的电压,接着将电压表接A的导线改接到C点测L2的电压,你认为他的做法 (选填“正确”或“错误”),原因是 。
【考点题型十七】串联电路中的电流规律
【例17】河水在狭窄的河流中奔流,到达宽阔的河滩后,看上去水流平缓,电流是否也是这样呢?如图所示的导体,A端粗,B端细,则电流流过它时,下列说法中正确的是( )
A.从A到B,电流逐渐增大
B.从A到B,电流逐渐减小
C.从A到B,电流大小不变
D.无法比较AB两端电流的大小
【变式17】如图所示的电路,对其分析不正确的是( )
A.S1、S3不能同时闭合
B.只闭合S2时,L2亮,电流表A3、A2的示数相同
C.闭合S1、S2时,L1亮,电流表A3、A1的示数相同
D.只闭合S1时,L1、L2串联,电流表A1、A2的示数相同
【考点题型十八】探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
【例18】小余和小乐在探究并联电路中电流的关系时,他们设计的电路如图甲所示。
(1)在使用电流表测电流的实验中,小余试触时电流表的指针向着没有刻度的一侧偏转,如图乙所示,根据你的分析,你认为原因可能是 ;
(2)在实验过程中他们连接了如图丙所示的电路,闭合开关后,观察到灯L2 (选填“发光”或“不发光”);通过分析电路连接情况,该电路存在的问题是: (写出一条即可)。请在图丙上只改动一根导线,符合L1、L2并联,电流表A1测干路电流,A2测灯L2的电流,开关控制所有用电器。(要求:在需要改动的导线上画“×”,用笔将改动后的导线画出,导线不许交叉);
(3)他们改正错误后把电流表分别接入到电路中的A、B、C处,测出它们的电流,见下表:
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
通过对上面数据的分析,可以得出的结论是: ;
在实验中可以采用换用 (选填“相同规格”或“不同规格”)小灯泡的方法改变A、B、C处电流的大小从而进行多次实验;多次测量的目的是 。
【变式18】为了探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”,某同学在图甲所示的电路中A、B、C三处各接一只电流表,连接的电路如图乙所示。
(1)这个电路中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,然后画出正确的连接位置;
(2)改正错误后,该同学进行了实验,测出A、B、C三处的电流分别为0.38A、0.32A、0.70A。换上另外两个 (选填“规格相同”或“规格不同”)的小灯泡,再次测量A、B、C三处的电流IA、IB、IC。分析实验数据,得到的结论是 (请直接用上述符号表示);
(3)当开关闭合,电流表在C、A两处的示数分别如图丙中的两只电流表所示,则通过小灯泡L2的电流是 A。
【考点题型十九】并联电路中的电流规律
【例19】在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2中的电流分别为( )
A.0.3A 1.5A B.0.3A 1.2A
C.1.2A 0.3A D.1.2A 1.5A
【变式19】如图所示的电路中,闭合开关S1、S2电流表、灯泡L1和L2均能正常工作。下列说法正确的是( )
A.开关S1、S2都闭合,灯泡L1和L2并联
B.闭合S1、S2中任意一个开关,都会有灯泡发光
C.开关S1闭合,S2断开,电源外部电流流向为a→b→c→d
D.开关S1、S2都闭合,通过灯泡L1的电流一定等于通过灯泡L2的电流
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专题02 电流和电路
【清单01】两种电荷
一、电荷间的相互作用
1、两种电荷:人们通过大量的实验发现,凡是与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引的,必定与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥,由此人们得出自然界中有且只有两种电荷:正电荷和负电荷。
(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电;实质:物质中的原子失去了电子。
(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电;实质:物质中的原子得到了多余的电子。
2、电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
特别提醒:一个带电体与另一个物体相互吸引,另一物体的带电情况有两种可能。
(1)是另一物体与这个带电体带异种电荷,异种电荷相互吸引。
(2)是另一物体不带电,带电体也能吸引不带电的轻小物体。
3、电荷量:电荷的多少叫电荷量,简称电量;在国际单位制中,电量单位是库仑,简称为库,符号是C。
二、验电器和检验物体带电的方法
1、验电器
(1)构造:金属球、金属杆、金属箔。
(2)作用:检验物体是否带电和物体带电多少(带电多,金属箔张开角度大)。
验电器
使用方法:将被检验的物体与验电器金属球接触,如果验电器的两片金属箔张开一定角度,则说明物体带电
工作原理:利用同种电荷相互排斥的原理工作的;
使用方法:当用带电体接触验电器的金属球时,就有一部分电荷转移到验电器的金属箔上,这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开。验电器金属箔张开的角度不同,反映了带电体传给验电器的电荷的多少不同
2、物体带电:摩擦过的物体有吸引轻小物体的性质,我们就说物体带电。带电物体(带电体)的基本性质:吸引轻小物体(轻小物体指:碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等)。
3、判断物体是否带电的方法:
(1)看物体能否吸引轻小物体,因为任何带电体都具有吸引轻小物体的性质。
(2)看物体是否会跟其他带电体相互排斥,因为只有该物体带了电,它才有可能跟其他带电体相互排斥.若相互排斥,这时可以肯定该物体带有与其他带电体相同性质的电荷。
(3)利用验电器;只要物体带电,则当它接触(或靠近)验电器的金属球时,验电器的金属箔都会张开一定的角度。
①验电器还能大致判别带电的多少(即通过观察验电器金属箔的张角大小来比较)。
②检验带电体所带电荷的种类(即将待检验的带电体与带有已知电性的电荷的验电器的金属球接触,观察验电器的金属箔的张角有无减小的过程,若有,则带电体上就带有跟验电器上电荷电性相异的电荷,反之,亦然)。
特别提醒
(1)两个物体相互排斥,有两种可能:a.都带正电;b.都带负电。
(2)两个物体相互吸引,有三种可能:a.一物体带正电,另一物体带负电;b.一物体带正电,另一物体不带电;c.一物体带负电,另一物体不带电。
三、摩擦起电的原因
1、摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。原因:不同物质原子核束缚电子的本领不同。
2、摩擦起电实质:电荷从一个物体转移到另一个物体使正负电荷分开;能的转化:机械能→电能。
(1)物质是由原子核与核外电子组成的,原子核带正电,核外电子带负电,通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子带的负电荷在数量上相等,整个原子不显电性,也就是物体对外不显电性。
(2)由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同,当两个不同物体互相摩擦的时候,束缚电子本领弱的就会失去电子,失去电子的物体因缺少电电子带正电;束缚电子能力强的就会得到电子,得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电。
(3)在电荷转移的过程中,电荷的总量是保持不变的,即电荷是守恒的,在转移过程中,只能转移带负电荷的电子;可见,摩擦起电不是创造了电荷,而是电荷发生了转移。
特别提醒
(1)摩擦起电并不是创造了电,而是两个物体在摩擦过程中,电子发生了转移,它从一个物体转移到另一个物体上,使失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电!
(2)不同物质组成的物体相互摩擦时,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子!
四、静电的防止和利用
1、静电的基本概念
(1)静电:即相对静止不动的电荷,通常指因不同物体之间相互摩擦而产生的在物体表面所带的正负电荷。
(2)静电放电:指具有不同静电电位的物体由于直接接触或静电感应所引起的物体之间静电电荷的转移。通常指在静电场的能量达到一定程度之后,击穿其间介质而进行放电的现象。
2、静电产生的原因
(1)微观原因:根据原子物理理论,电中性时物质处于电平衡状态。由于不同物质原子的接触产生电子的得失,使物质失去电平衡,产生静电现象。
(2)宏观原因:①物体间摩擦生热,激发电子转移;②物体间的接触和分离产生电子转移;③电磁感应造成物体表面电荷的不平衡分布;④摩擦和电磁感应的综合效应。
3、静电造成的危害:
(1)高压静电放电造成电击,危及人身安全。
(2)在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。
(3)电子工业:吸附灰尘,造成集成电路和半导体元件的污染,大大降低成品率。
(4)胶片和塑料工业:使胶片或薄膜收卷不齐;胶片、CD塑盘沾染灰尘,影响品质。
(5)造纸印刷工业:纸张收卷不齐,套印不准,吸污严重,甚至纸张黏结,影响生产。
(6)纺织工业:造成绒丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。
4、静电的防范:(1)保持空气湿度;(2)使用避雷针;(3)良好接地。
【清单02】电流和电路
一、电流
1、电流
电流的形成
电荷的定向移动形成了电流
电流的方向
(1)物理学中,把正电荷移动的方向规定为电流的方向
(2)在电源外部,电流是沿着电源正极→开关→用电器→电源负极的方向流动的
(3)正负电荷定向移动都可以形成电流,但负电荷定向移动的方向与电流方向相反
获得持续电流的条件
①电路中有电源;
②电路为通路
特别提醒:判断电流方向时,要明确以下三点:
(1)发生定向移动的是什么电荷。
(2)此电荷从哪个物体转移到哪个物体上。
(3)如果定向移动的电荷是正电荷,则电流方向与该电荷移动的方向相同;如果定向移动的电荷是负电荷,则电流方向与该电荷移动的方向相反。
2、电流形成的原因
(1)电流是电荷的定向移动形成的;在导体中,大量的自由电荷通常情况下做无规则运动,此时不会形成电流,只有当这些自由电荷发生了定向移动才能形成电流。
(2)形成电流的电荷有:正电荷、负电荷,酸、碱、盐的水溶液中是正、负离子,金属导体中是自由电子,球面显示器中电子枪的电子流等。
特别提醒:电荷必须定向移动才能形成电流,而电荷有两种,正电荷和负电荷;正电荷定向移动可以形成电流,负电荷定向移动可以形成电流,还可以是正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流。
二、导体和绝缘体
1、导体和绝缘体
能量形式
导体
绝缘体
定义
善于导电的物体
不善于导电的物体
特征
容易导电
不容易导电
原因
有大量的自由电荷
只有少量的自由电荷
常见的材料
金属、人体、大地、食盐水溶液、石墨
橡胶、塑料、陶瓷、玻璃、食用油
2、导体容易导电的原因导体内部有大量的能自由移动的电荷.金属中自由移动的电荷是自由电子,酸、碱、盐的水溶液中自由移动的电荷是正、负离子。
特别提醒
(1)导体与绝缘体并没有绝对的界限,在一定条件下,绝缘体可以变成导体,如干燥的木棒是绝缘体,而潮湿的木棒就变成了导体。
(2)导电与带电的区别:导电过程是自由电荷定向移动的过程,导电体是导体;带电过程是电子得失的过程,能带电的物体可以是导体,也可以是绝缘体,
三、电路的构成
1、电路:电路就是用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路;一个简单的电路包括电源、用电器、开关、导线四种基本电路元件。
2、电路的组成和各部分的作用:电路由电源、用电器、开关、导线四部分组成,缺少或不完整都会影响电路的正常工作。
作用
能量分析
举例
注意事项
电源
提供电能,使电路中有持续的电流
将其他形式转化为电能
干电池、发电机
用电器标有“+”的接线柱与电源正极相连,标有“-”的接线柱与电源负极相连
用电器
利用电能工作的装置
工作时将电能转化为其他形式能
点灯、电炉、电视机、电冰箱等
开关
用来接通或断开电路,起控制电路通断作用
—
家中点灯开关、闸刀开关、声控开关、光控开关
开关接入电路时应断开
导线
将电源、用电器、开关连接起来,形成电流的通路
输送电能
电脑的电源线、插座的电线、实验室中的各种导线
导线要连接到电路元件接线柱上;不能导线将电源正负极直接连接起来
3、电源:提供电能的装置,将其他形式的能转化为电能。
(1)干电池:干电池是日常生活中使用最多的直流电源,从手电筒、电动玩具、照相机、计算器到家用电器的遥控器,都需用干电池为它们提供电能。
(2)蓄电池:蓄电池也是电池中的一种,它的作用是把有限的电能储存起来,便于在合适的地方使用,如应用于汽车、摩托车、通讯等。
能的转化:蓄电池在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。
4、电路中有持续电流的条件
(1)只有电荷的定向移动才能形成电流;正电荷定向移动能形成电流,负电荷定向移动也能形成电流;形成电流的条件:一是有自由电荷,二是有外加电压。
(2)电路中有持续电流的条件是:电路中有电源;电路必须闭合。
四、电路图
1、电路图:为了便于研究,人们用图形符号表示电路元件;用符号表示电路元件连接的图叫电路图。
2、常见的电路元件符号
3、电路图与实物图:电路图与实物图是不同的。电路图是用规定的符号表示电路连接情况的图;实物图是用实物元件表示电路连接情况的图。
4、画电路图时的注意事项
(1)电路元件符号用统一规定的符号。
(2)连线时应横平竖直,呈方形。
(3)各元件符号不要画在拐角处,且导线尽量避免交叉。
(4)线路要连接到位,中间不能有断点。
(5)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置一致。
(6)元件做好标注,如L、S等。
(7)同一电路中涉及多个相同元件,加下标进行区别,如S1、S2等。
(8)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。
(9)导线交叉相连时要画实心点,实物图中导线不能交叉,电路图中导线可以交叉,但尽量不要交叉。
五、电路的三种状态
1、电路的三种状态:通路、断路和短路
电路状态
定义
特点
通路
正常接通的电路,即用电器能够工作的电路
电路中有持续电流,用电器工作
断路
某处被切断的电路
电路中无电流,用电器不工作
短路
直接用导线将电源的正负极连接起来的电路
(1)用电器不工作,电路中有很大的电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘层,引发火灾;
(2)电源短路时用电器不会被烧坏
2、用电器被短接与电源短路的区别与联系
用电器被短接
电源短路
区别
用电器被短接时,用电器中无电流通过,被短接的用电器不工作
电源短路时,电源、导线中会产生较大的电流,会烧坏导线和电源
联系
(1)某些情况下,用电器被短接时允许的,但电源短路绝对不允许发生;
(2)当电路中只有一个用电器时,,如果该用电器被短接,闭合开关,就一定会造成电源短路
3、常见断路、短路的原因
电路故障
产生原因
结果
断路
开关未闭合,导线断裂、接头松脱等
电路中无电流,用电器不工作
短路
电源短路:导线不经过用电器直接跟电源两极相连
轻则烧坏导线和电源,重则引起火灾
特别提醒
(1)电源短路,导线将电源的正、负极连接起来,发生短路,电路中的电流很大,极有可能将电源也烧坏,电源短路是一种有危害的连接方式,在电路的连接中是不允许出现的。
(2)局部短路,也叫短接,如图所示,开关闭合,灯泡L1被短路,不亮,灯泡L2亮.局部短路没有危害,只是被短路的用电器不能工作。
【清单03】 串联电路和并联电路
一、串联和并联
1、串联电路和并联电路
串联电路
并联电路
定义
元件逐个顺次连接的电路
元件并列连接的电路
电路和电路图
特点
电流路径只有一条,无干路和支路之分;用电器之间相互影响
电流路径有两条或两条以上,有干路和支路之分;各支路上用电器之间互不影响
开关的控制作用
开关控制所有的用电器,开关的控制作用与开关的位置无关
干路的开关控制所有的用电器,支路的开关控制该支路的用电器开关的控制作用与开关的位置有关
特别提醒:串、并联电路是两种最基本的电路连接方式,判断电路连接时,要根据电路的基本特征和用电器的工作状态判断;不是只要是同时工作又同时停止工作的一定是串联,忘记了并联电路中开关在干路中时也可以实现用电器的同时工作与同时停止工作!
2、串、并联电路的辨别
(1)根据电路图判断:电流只有一条路径的则是串联电路;有两条或两条以上路径的则是并联电路。
(2)根据电流关系判断
①如果通过两个用电器的电流不相等,这两个用电器一定是并联的。
②如果通过两个用电器的电流相等,则可能是串联,也可能是并联。
③若是不同的用电器则是串联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
(3)根据电压关系判断
①如果通过两个用电器的电压不相等,这两个用电器一定是串联的。
②如果通过两个用电器的电压相等,则可能是串联,也可能是并联。
③若是不同的用电器则是并联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
(4)根据用电器的工作情况判断:用电器只能同时工作的是串联电路,可以独立工作的是并联电路。
二、连接串联电路和并联电路
1、连接串联电路的方法:按照从电源正极到电源负极的顺序将电路中的各元件逐个首尾顺次连接,中间不分支路。
2、连接并联电路的方法
(1)方法一“先干后支”法:先将一个用电器与电源正、负极连接起来,连接时,如果有开关,开关也要一并连人,组成一条回路;再将另一个用电器的两端连接到之前连人的用电器的两端.注意如果用电器有开关控制,则应将开关和所控制的用电器看成一个整体。
(2)方法二“先支后干”法:先将两用电器的两端相连,如果两用电器中有开关控制,也要将开关与用电器看成一个整体,再将两用电器两端相连得到的两个节点分别连接到电源的正、负极上。如果干路有开关,则其中一个节点通过干路开关后再连接到电源的正、负极上。
三、生活中的串并联电路
1、家用电器和照明灯的连接方式
(1)家用电器的连接方式:家庭中的电灯、电吹风机、电冰箱、电视机、电脑等用电器一般都是并联在电路中。
(2)照明电路的连接方式:照明电路中的照明灯一般也都是并联在电路中,
2、串联电路在生活电路中的应用:用来装饰居室、烘托欢乐气氛的彩色串灯和用于装饰大楼轮廓的长串彩灯有的是串联的,有的是并联的,还有的则是串联和并联组合而成的,公厕里、楼道里的长明灯,为了使它们的寿命更长,有时也选用相同规格的两只灯串联。
特别提醒:千万不要以为教室的灯能同时开和关就以为它是串联接法的,教室的灯之所以能同时开和关,实际上因为控制了干路的开关,这点特别要注意。
3、生活中的串、并联电路设计
(1)明确设计要求
(2)判断用电器的连接方式:用电器不同时工作时一般为并联,用电器同时工作时,可能为串联也可能是并联
(3)开关的连接方式:判断开关的作用是控制干路还是支路。
(4)画出电路图并验证电路图是否正确。
四、电路图与实物图作图
1、画好电路图的方法
(1)应完整地反映电路的组成,即有电源、用电器、开关和导线。
(2)规范地使用电路元件符号,不能自选符号。
(3)交叉相连的点要画粗黑圆点。
(4)合理地安排电路元件符号的位置,尽可能让这些元件符号均匀地分布在电路中,使电路图清楚美观,并注意元件符号绝不能画在拐角处。
(5)导线要横平竖直,转弯画成直角,电路图一般呈长方形。
(6)最好从电源的正极开始,沿着电流的方向依次画电路元件,且知道在电路图中导线无长短之分的原则。
2、实物的电路连接
(1)对于串联电路:按电路图,从电源的正极出发,按顺序把电路元件用笔画线代替导线连接起来。
(2)对于并联电路:根据电路图,找到“分节点”和“合节点”,从电源正极出发,按“哪里分就分,哪里合就合”的方法把电路元件连接起来。
3、根据电路图连接实物图的方法
(1)串联电路:连接串联电路实物图较为简单些,只要注意连接时按照某一方向逐个的连接起来就可以了,这里我们通常以电流方向为次序。(在电路中,电源外部的电流方向总是从正极出发,经过各个用电器到达电源的负极)。
(2)并联电路:第一步,连接一个电路元件尽可能多的闭合电路,这相当于串联电路的连接,尽可能多的元件连接,减少了后续连接元件的个数,使问题简单些。
第二步,在电路图中找出电流的分、合点,并在实物图中标出相应分、合点,这是致关重要的一步,是你犯错误的根源!
第三步,从分点出发,经过各支路的元件,到达合点,这相当于部分串联电路的连接。
【清单04】电流的测量
一、电流的大小
1、电流的概念:在物理学中,电流是表示电流强弱的物理量,通常用字母I表示。
2、电流的符号和单位
(1)电流:单位时间内通过导体横截面积的电荷量叫电流,用符号I表示。
(2)单位:电流单位是安培,简称安,用符号A表示;电流常用单位还有:毫安(mA)、微安(μA);换算关系:1A=1000mA,1mA=1000μA。
3、电流的三种效应
(1)电流的热效应,如白炽灯,电饭锅等。
(2)电流的磁效应,如电铃等。
(3)电流的化学效应,如电解、电镀等。
4、一些常见的电流值
半导体收音机电源的电流
约50mA
家庭节能灯中的电流
约0.1A
家用电视机的电流
约0.5A
家用空调器的电流约
约5A
二、电流表及其连接与使用
1、电流表:用来测量电流大小的仪表叫电流表。特点:其内阻很小,可视为零,接入电路中不影响电路中电流大小。
2、认识电流表
作用
测量电路中电流的大小
符号及结构
电流表在电路中的符号为,实验室常用的电流表通常有三个接线柱、两个量程
表盘上锁标字母“A”的含义
含义有两个:一是表示该表为电流表,二是表示用该表测量电流时表盘上的示数的单位为安培
表盘及两种接线方式
0~0.6A
0~3A
对应量程及分度值
当接“-”和“0.6”量接线柱时,其量程为0.6A,此时每个小格表示0.02A,即分度值为0.02A
当接“-”和“3”量接线柱时,其量程为3A,此时每个小格表示0.1A,即分度值为0.1A
3、电流表的使用规则
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指在零刻度线
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
4、判断电流表测量的对象
(1)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。
(2)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。
(3)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。
三、电流表的读数方法
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。
特别提醒:常见的学生用电流表一般有0~0.6A和0~3A两个量程,当指针在同一位置时,0~3A量程的读数是0~0.6A量程读数的5倍。
【清单05】串、并联电路中电流的规律
一、探究串联电路中的电流特点实验
1、实验:探究串联电路中电流的规律
提出问题
串联电路中各处电流之间有什么关系
猜想与假设
(1) 测量电路中电流只有一条路径,所以各处电流可能相等;
(2) 从电源正极到负极,由于存在用电器,串联电路中电流可能越来越小;
(3) 从电源正极到负极,由于存在用电器,串联电路中电流可能越来越大
设计实验
将不同规格的小灯泡按照如图所示的方式接入电路,进行实验,分别把电流表接入图中A、B、C三点处,测出A、B、C三点的电流IA、IB、IC,记录数据并进行比较
进行实验
(1) 按照设计的电路图连接好实物图,并合理选择电流表量程;
(2) 把电流表接在电路中的A处,如图甲所示,经检查连接无误后,闭合开关,测出A处的电流值IA,并填入表格中;
(3) 把电流表先后改接在电路中的B、C处,如图乙丙所示,分别测出这两处的电流值IB、IC,并填入表格中;
(4) 换用不同规格的小灯泡,重复上述操作,并将每次的实验数据填入表格中;
(5) 比较测得的数据,总结串联电路电流的规律
实验数据
实验次数
A点的电流IA/A
A点的电流IB/A
A点的电流IC/A
1
0.2
0.2
0.2
2
0.24
0.24
0.24
3
0.3
0.3
0.3
…
分析论证
电路中ABC三点的电流相等,即IA=IB=IC
实验结论
串联电路中电流处处相等,即I=IA=IB=IC=…=In
2、交流与反思
(1)记录数据要真实,不得随意修改实验数据,在误差允许范围内得出结论。
(2)同一次实验过程中,每盏小灯泡的亮度可能不同,甚至有的小灯泡不亮,但这不能说明各处电流不相等,因为各小灯泡的规格不同。
二、探究并联电路中的电流特点实验
1.探究并联电路中电流的规律
提出问题
并联电路中干路电流与各支路电流之间什么关系
猜想与假设
(1) 干路电流可能等于各支路电流;
(2) 干路电流可能大于各支路电流;
(3) 干路电流可能等于各支路电流之和
设计实验
(1) 按照如图所示电路进行实验,用电流表分别测出干路(C点)电流和各支路(A点和B点)的电流,记录数据并进行分析,看看它们之间有什么关系;
(2) 换上另外两个规格不同的小灯泡,重复上述实验,根据所测实验数据总结出并联电路中干路电流和各支路电流之间的关系
进行实验
(1)按照右图乙所示电路图连接好实物图甲,并合理选择电流表的量程;
(2)分别测出干路(C点)电流和各支路(A点和B点)电流,并将数据记录在表格中;
(3)换用规格不同的小灯泡,重复上述实验步骤,并将实验数据记录表格中
实验数据
实验次数
C点的电流IC/A
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
1
0.4
0.2
0.2
2
0.44
0.24
0.2
3
0.46
0.16
0.3
…
分析论证
通过分析数据可发现:IC=IA+IB
实验结论
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+…
2.交流与反思
(1)分析实验数据可知,并联电路中各支路电流不一定相等。当并联的两个小灯泡规格相同时,各支路电流相等;当并联的两个小灯泡规格不相同时,各支路电流不相等。
(2)并联电路中,干路电流等于各支路周六之和,即I=I1+I2+I3+…+In;当各支路用电器都相同时,I=nI1。
【考点题型一】摩擦起电的现象
【例1】下列现象中,与摩擦起电现象无关的是( )
A.汽车的汽油桶不能用塑料桶,而要用金属桶
B.用手从保鲜膜筒(或者塑料垃圾袋)撕下一张(个)时,发现它吸到手上
C.风里的蒲公英,随着风儿的方向落到不同的远方
D.脱化纤衣物时常有火花产生
【答案】C
【解答】解:A、桶内汽油与塑料桶壁摩擦,会使塑料桶带电,由于塑料是绝缘体,所以电荷不能及时流入大地,容易发生放电现象,并产生火花引燃汽油,造成事故。而金属桶是导体,可使电荷流入大地,避免放电现象的发生,故A错误;
B、用手从保鲜膜筒(或者塑料垃圾袋)撕下一张(个)时,手与保鲜膜摩擦发生摩擦起电,手和保鲜膜带有异种电荷,相互吸引,因此它吸到手上,故B错误;
C、风里的蒲公英,随着风儿的方向落到不同的远方,说明力可以改变物体的运动状态,没有利用摩擦起电,故C正确;
D、脱化纤衣物时常有火花产生是由于衣服之间相互摩擦,发生摩擦起电,有火花产生,故D错误。
故选:C。
【变式1】与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑,下列现象中与该原理相同的是( )
A.两滴水珠“吸”到一起成为一滴大水珠
B.通过吸管把饮料“吸”到嘴里
C.干手搓开的新塑料袋“吸”在手上
D.行驶汽车的窗帘被“吸”出窗外
【答案】C
【解答】解:塑料尺与头发摩擦带电,带电体能吸引轻小物体,故与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑。
A:水珠分子间存在相互作用的引力,使两滴水珠“吸”到一起成为一滴大水珠,故A不符合题意。
B:用吸管吸饮料靠的是大气压的作用,故B不符合题意。
C:手与塑料袋摩擦起电,带电体能吸引轻小物体,故C符合题意。
D:流体中流速越大的地方压强越小,行驶的汽车外面空气的流速大,压强低,窗帘被“吸”出窗外。故D不符合题意。
故答案为:C。
【考点题型二】静电现象
【例2】下列现象中,能用静电来解释的是( )
A.磁铁可以吸引铁钉、大头针等铁制物品
B.靠在一起的两滴水会自动合成一滴水
C.刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”住舌头
D.用梳子梳头时看到头发会随梳子飘动
【答案】D
【解答】解:A、磁铁具有磁性,它能吸引钉子、大头针等铁制品,不属于静电现象,故A错误;
B、靠在一起的两滴水,会自动合成一滴水,是由于分子间存在引力,不属于静电现象,故B错误;
C、刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”住舌头,是因为液体瞬间凝固,不属于静电现象,故C错误;
D、用塑料梳子梳头发时,塑料梳子与头发相互摩擦,发生了电荷的转移,从而使梳子和头发分别带上异种电荷而互相吸引,这是静电现象,故D正确。
故选:D。
【变式2-1】下列现象中,不能用静电知识解释的是( )
A.晚上脱化纤毛衣时会有火花产生
B.油罐车尾部常拖一条铁链
C.钢丝钳手柄上装有绝缘套
D.电视机屏幕上会吸附灰尘
【答案】C
【解答】解:A、晚上脱化纤毛衣时,常会看到“闪光”并伴有轻微的“僻啪“声,这是由于衣服和衣服,衣服和皮肤摩擦起电所造成的现象,不符合题意。
B、因为铁具有良好的导电性,可以把运输过程中会由于振动、摩擦产生的静电荷导走,不符合题意;
C、橡胶套是绝缘体,所以在电工工作时可以防止触电危险,不是利用静电,符合题意;
D、电视机屏幕上经常有许多灰尘,这是因为电视机工作时,屏表面有静电而吸附灰尘,不符合题意;
故选:C。
【变式2-2】走近加油站,会闻到汽油的味道,是因为分子在做 无规则运动 ;冬季在加油站不宜整理衣服和头发,因为易发生 摩擦起电 现象;加油前我们需要触摸加油机上的静电消除器(如图)避免因静电引起火灾。
【答案】无规则运动;摩擦起电。
【解答】解:
(1)走近加油站时,闻到汽油味,这是因为汽油分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象;
(2)用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电,加油时如果整理头发或衣服,因为摩擦会产生静电,可能产生电火花引发火灾。
故答案为:无规则运动;摩擦起电。
【考点题型三】电荷间的相互作用
【例3】将用丝绸摩擦过的玻璃棒慢慢靠近悬挂着的通草球时,发现通草球被排斥,说明通草球( )
A.一定带负电
B.一定带正电
C.一定不带电
D.可能不带电,也可能带正电
【答案】B
【解答】解:丝绸与玻璃棒摩擦时玻璃棒所带的电荷规定为正电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,小球被排斥,则小球一定带正电荷,故B正确、ACD错误。
故选:B。
【变式3】甲、乙两个带电的气球,悬挂在天花板上的同一个点上,静止时呈现如图所示情形,下列分析合理的是( )
A.甲球的质量大于乙球的质量
B.甲球对乙球力为F1大于乙球对甲球的力为F
C.甲球的带电量比乙的多
D.甲球和乙球带电的种类不同
【答案】A
【解答】解:A.甲球的质量大于乙球的质量,因为甲球偏离竖直方向的夹角偏小,故A符合题意;
B.甲球对乙球力为F1等于乙球对甲球的力为F,因为物体间力的作用是相互的,故B不符合题意;
C.甲球的带电量比乙的多,无法判断,故C不符合题意;
D.甲球和乙球带电的种类是相同,因为同种电荷相互排斥,故D不符合题意;
故选:A。
【考点题型四】物体带电情况的判断
【例4】四个悬挂着的泡沫小球,相互作用的情况如图所示。如果A带正电,那么,D球可能( )
A.一定带正电
B.一定带负电
C.可能带负电也可能不带电
D.无法判断
【答案】C
【解答】解:已知A带正电,A、B相互排斥,说明B带正电;C、B相互排斥说明C带正电;C、D相互吸引,D可能带负电,也有可能不带电。
故选:C。
【变式4】鸦片战争博物馆里有些古书非常陈旧,直接翻动它容易使书页破损,有同学提出,通过给书带电,可以使书一页页分开来,如图所示。假设给每页书带电可以实现,能使书一页页分开的带电方式可以是( )
A.使每页书都带上正电
B.左边一半带正电,右边一半带负电
C.使相邻书页带上异种电荷
D.只让封面带正电,封底带负电
【答案】A
【解答】解:通过给书带电,使书一页页分开来,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引知识可知,可以给书带上同种电荷,书一页页可以分开,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【考点题型五】常见的导体与绝缘体
【例5】下列材料或物体中,在通常条件下都属于导体的是( )
A.石墨、大地、钢尺 B.水银、盐水、橡胶
C.铁丝、食用油、塑料 D.陶瓷、人体、玻璃
【答案】A
【解答】解:A.石墨、大地、钢尺都容易导电,都是导体,故A正确;
B.水银、盐水、橡胶中,只有水银和盐水是导体,橡胶是绝缘体,故B不正确;
C.铁丝、食用油、塑料中,只有铁丝是导体,食用油和塑料是绝缘体,故C不正确;
D.陶瓷、人体、玻璃中,人体是导体,陶瓷和玻璃是绝缘体,故D不正确。
故选:A。
【变式5】2024年8月开通运行的西安高新有轨电车是西安首条采用云巴模式建设的轨道交通系统,具有速度快、污染小的优点。当电车运行时,由于高速摩擦,电车跟架空电线的接触点上会产生高温。因此,接触点的材料应该具有耐高温、不易生锈、易导电的性质。下列最适合制作该接触点的材料是( )
A.石墨 B.陶瓷 C.橡胶 D.铁
【答案】A
【解答】解:由题知,接触点的材料应该具有耐高温、不易生锈、易导电的性质。
A、石墨具有耐高温,不易氧化、易导电的性质,能用作接触点上的材料,故A正确;
BC、陶瓷、橡胶不容易导电,属于绝缘体,不能用作接触点上的材料,故BC错误;
D、铁容易导电,易生锈,不能用作接触点上的材料,故D错误。
故选:A。
【考点题型六】电流的方向
【例6】如图所示,验电器A带正电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间,金属棒中下列说法正确的是( )
A.电流方向由B到A
B.电流是由A的正电荷定向移动到B形成的
C.电子移动的方向由B到A
D.验电器A的箔片张角不会减小
【答案】C
【解答】解:
A、电流的方向是正电荷定向移动的方向,所以电流方向与电子移动的方向相反,则金属棒中的电流方向由A到B,故A错误;
BC、当金属棒把验电器A、B两金属球相连时,金属内部有大量的自由电子,金属导电靠的是自由电子;由于验电器A带正电,根据异种电荷相互吸引可知,B验电器上的电子从B移动到A,故B错误,C正确;
D、带有绝缘柄的金属棒是导体,A带正电,少电子,B不带电,那B上的一部分电子会通过金属棒转移到A上,A带的正电荷会减少从而张角变小,故D错误。
故选:C。
【变式6-1】小明根据物理课上学到的知识制作了“礼花器”。如图所示,地面上放一个空塑料瓶,将一个金属圆盘放在塑料瓶上,在盘中放入彩色的碎纸屑。当一个高压静电棒去接触圆盘时,彩色的纸屑像礼花一样向上散开。以下分析正确的是( )
A.若将圆盘下的塑料瓶换成铁桶会看到同样的现象
B.纸屑向上散开是因为纸屑和圆盘带有同种电荷相互排斥
C.此现象说明电荷间只能排斥,不能吸引
D.若静电棒带正电,接触圆盘瞬间,电流方向从圆盘到静电棒
【答案】B
【解答】解:A.塑料是一种绝缘材料,不具有导电性能,因此在塑料材料中很容易产生静电;而铁是一种导体材料,可以快速地将静电除去,因此铁不容易产生静电,所以若将圆盘下的塑料瓶换成铁桶,铁桶会快速除去静电,让圆盘和静电棒不会因为带同种电荷而相互排斥,故A不符合题意;
B.用一个高压静电棒去接触圆盘,发现彩色的纸屑像礼花一样向上散开,说明纸屑和圆盘相互排斥,由于同种电荷相互排斥,所以纸屑和圆盘带有同种电荷,故B符合题意;
C.纸屑和圆盘相互排斥是由于带同种电荷,并不能说明电荷间只能排斥,不能吸引,故C不符合题意;
D.若静电棒带正电,当它接触圆盘时,圆盘也带正电,所以圆盘失去了电子,电子的方向从圆盘到静电棒,由于电子是负电荷,所以电流的方向与电子定向移动的方向相反,所以电流方向为从静电棒到圆盘,故D不符合题意。
故选:B。
【变式6-2】发生雷雨天气时,避雷针的尖端就能不断地向空中释放电子,则电流方向是 从空中指向地面 (“从空中指向地面”或“从地面指向空中”);丝绸与玻璃棒摩擦,毛皮与橡胶棒摩擦,将摩擦过的丝绸与摩擦过的毛皮靠近,它们 相互吸引 。(相互吸引、相互排斥、没有相互作用)
【答案】从空中指向地面;相互吸引。
【解答】解:电子带负电荷,雷雨天时,避雷针的尖端不断地向空中释放电子,说明带负电荷的电子移动的方向是从地面指向空中,因为电子定向移动方向与电流方向相反,所以电流从避雷针的尖端流向大地,即:电流方向是从空中指向地面。
摩擦起电的实质是电子的转移;
被毛皮摩擦过的橡胶棒因获得带负电荷电子而带负电荷,则毛皮由于失去电子带正电荷;被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷,则丝绸带的是负电荷;
根据电荷间的相互作用规律可知,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以,将摩擦过的丝绸与摩擦过的毛皮靠近,它们相互吸引。
故答案为:从空中指向地面;相互吸引。
【考点题型七】电路的三种状态
【例7】如图所示,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮。用一段导线的两端接触a、b两点时,灯L1不亮,L2亮:接触b、c两点时,两灯都不亮:接触c、d两点时,两灯也不亮,则下列判断正确的是( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L2短路 D.开关S断路
【答案】A
【解答】解:用一段导线的两端接触a、b,灯L1不亮,L2亮,说明a点到正极、b点到负极,都没有发生断路;
用一段导线的两端导线接触b、c,两灯都不亮说明此时电路还是处于断路且L2没有断路;
用一段导线的两端接触c、d两点时,两灯都不亮,进一步说明电路断路且开关S没有断路。综上可知,是灯L1断路。
故选:A。
【变式7】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、丙断路
C.甲断路、乙通路、丙短路
D.甲短路、乙断路、丙通路
【答案】A
【解答】解:甲图电路中,由于开关断开,则是开路;乙图电路中,由于灯泡两端并联了一根导线,直接将电源正负两极相连,则引起电源短路;
丙图电路中处处连通,则是通路。
故选:A。
【考点题型八】根据实物图画电路图
【例8】请根据图中的实物电路连接情况,在方框中画出的相应的电路图。
【答案】
【解答】解:根据实物图可知,两灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量灯泡L1的电流,开关在干路中控制整个电路,电路图如下所示:
【变式8-1】根据图的实物电路在方框内画出对应的电路图。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
由实物图可知,电流从电源正极流出,依次经灯泡L1、开关S、L2后回到负极,如图所示:
。
【变式8-2】请根据如图所示的实物图,画出相应的电路图。
【答案】
【解答】解:由实物图知,两灯并联,开关在干路上,电流表A1在L2支路上,电流表A2在干路上,灯L1单独一条支路,电路图如图所示:
【考点题型九】根据电路图连接实物
【例9】请根据如图甲所示的电路图,将图乙中的元件正确连接。
【答案】
【解答】解:根据电路图可知,电路为电动机的简单电路,开关控制电动机,按照电流方向顺次连接实物图如图所示:
【变式9-1】在如图所示的电路中有两根导线尚未连接,以笔画线代替导线补上。要求:
①开关S同时控制L1、L2,且L1与L2并联;
②电流表测量小灯泡L2所在支路的电流。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:根据题目要求,灯泡L1与L2并联,开关S在干路上,电流表应在L2的支路上。应将电流表的“0.6”接线柱与L1右侧接线柱相连,L1和L2的左侧接线柱相连,如图所示:
【变式9-2】请根据如图所示的电路图,用笔画线表示导线将图中各个元件连接起来。
【答案】
【解答】解:从电源的正极出发,依次串联开关S、灯泡L2、灯泡L1回到电源的负极,然后把电压表并联在L1两端,由实物图可知,电源是由两节干电池串联组成的,电源电压为3V,则电压表选择的量程为0~3V,如下图所示:
【考点题型十】串联和并联的概念与辨析
【例10】如图所示,暗盒中的两个灯泡L1和L2连接在同一电路中,闭合开关,下列现象可以判断两灯一定串联的是( )
A.两灯泡的亮度不相同
B.通过两灯泡的电流相同
C.两灯泡两端的电压相等
D.两灯泡两端的电压不相等
【答案】D
【解答】解:A、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,两灯亮度不同,是因为实际功率不同,不能说明灯泡的串并联方式,故A错误;
B、串联电路的电流处处相等,通过L1和L2的电流相同;若两灯并联,且两灯的规格相同时,通过两灯的电流也相等,所以通过两灯的电流相等,可能串联也可能并联,故B错误;
C、两灯并联,灯两端的电压相等;若两灯串联,且两灯的规格相同时,灯两端的电压也相等,所以灯两端的电压相等,可能串联也可能并联,故C错误;
D、两灯并联,灯两端的电压相等;若灯两端的电压不相等,两灯一定串联,故D正确。
故选:D。
【变式10】如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.只闭合S1时,两灯串联
B.只闭合S2时,只有L1发光
C.闭合S1和S2时,两灯并联
D.闭合S1和S2时,两灯都能发光
【答案】A
【解答】解:A、由图知只闭合S1时,两灯串联,故A正确;
B、由图知只闭合S2时,电路为断路,两灯泡都不发光,故B错误;
CD、由图知闭合S1和S2时,灯泡L2短路,只有灯泡L1连入电路,所以Ll发光而L2不发光,故CD错误。
故选:A。
【变式10-2】如图所示的电路中,闭合开关S1、S3,断开开关S2,小灯泡L1、L2是 并 (选填“串”或“并”)联的;若同时闭合开关 S1、S2、S3 ,则会造成电源短路。
【答案】并;S1、S2、S3。
【解答】解:当S2断开,S1、S3闭合时,电流分别流经灯泡L1与L2,又在另一点汇合,再回到电源的负极,所以它们是并联的;若同时闭合S1、S2、S3,这样就直接用导线把电源两端连接,所以会造成电路短路。
故答案为:并;S1、S2、S3。
【考点题型十一】开关在串并联电路中的作用
【例11】如图所示,当开关闭合时,会发生 电源短路 现象,若要两灯串联,应去掉导线 2 ;若要两灯并联,应将导线 1(或4) 改接到b接线柱。
【答案】电源短路;2;1(或4)。
【解答】解:由于导线几乎没有电阻,故开关闭合后,电流从电源正极出发,经导线1→2→3→5直接回到电源的负极,即不经过用电器,因此开关闭合后电路为短路现象;若两灯串联,即该电路中只有一条电流的路径,且两灯泡均在该路径上,故去掉导线3后,电流从电源正极依次经过开关和两个灯泡,即此时两个灯泡串联连接;若要求两灯并联,即两灯泡各自有一条路径,即将导线1改接到b(d)端或者将导线4改接到b(d)端即可。
故答案为:电源短路;2;1(或4)。
【变式11-1】如图所示,接线盒的上部有两只灯泡,导线接在盒的内部,接线盒的另两个接线柱与电源和开关相连。闭合开关,两只灯泡正常发光。若要判断两只灯泡的连接方式,下列操作中,可能达到目的的是( )
A.用导线将a、b连接
B.任意取下一只灯泡
C.将L1和L2的位置互换
D.在电池和开关之间接一只电流表
【答案】B
【解答】解:
A、用导线将a、b连接,若电路是并联电路,则电源会被短路,电源烧坏,故A错误;
B、任意取下一只灯泡,若另一个灯泡发光,则为并联电路,若不发光,则为串联电路,故B正确;
C、将L1和L2的位置互换,无法判定电路的连接方式,故C错误;
D、在电池和开关之间接一只电流表,电流表只能测量电流的大小,无法判定电路的连接方式,故D错误。
故选:B。
【变式11-2】如图所示,是家用电冰箱的部分电路图,冰箱压缩机由温控开关自动控制,冷藏室照明灯由冰箱室由冰箱门门控开关控制,冰箱门关闭后,门控开关应该处于 断开 状态(选填“断开”或“闭合”),当冰箱里的温度 升高 (选填“升高”或“降低”)到一定程度时,温控开关会自动闭合。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由题意可知,冰箱门关上时,照明灯应熄灭,则联动开关应处于断开状态。
(2)当冰箱里的温度升高到一定程度时,压缩机要工作,所以温控开关会自动闭合。
故答案为:断开;升高。
【考点题型十二】串并联电路的设计
【例12】如图甲是某小区的出入口,已经实现了半自动化。以入口为例,本小区的车辆驶入时,“车牌识别”(用开关S1表示),栏杆(用电动机符号表示)抬起;外来的车辆来时,车主在守卫室登记后,守卫按动室内开关(用开关S2表示)抬起栏杆。请根据上面的信息,在如图乙中将电路图补充完整。
【答案】
【解答】解:根据题意可知,本小区的车辆驶入时,“车牌识别”(用开关S1表示),栏杆(用电动机符号表示)抬起;外来的车辆来时,车主在守卫室登记后,守卫按动室内开关(用开关S2表示)抬起栏杆,这说明两个开关互不影响,是并联的,然后与电动机串联接入电路中,如下所示:
【变式12-1】轿厢是电梯用以承载、运送人员和物资的箱形空间,一般由轿底、轿壁、轿顶、轿门等主要部件构成。通常,在轿门左右两侧轿壁各有一排楼层选择按钮,分别相当于开关S1和开关S2。进入电梯的人无论按下哪一侧轿壁上同一楼层的按钮,都会使该楼层指示灯L亮起,下列设计的电路中符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解答】解:根据题意可知,为了设计满足题目要求的电路,我们需要确保无论按下轿门哪一侧的同一楼层按钮,楼层指示灯L都会亮起。这提示我们,两个开关S1和S2应该并联连接,并且都与指示灯L串联,故C正确。
故选:C。
【变式12-2】投影仪的灯泡功率很大,配有风扇进行散热。使用投影仪时,先闭合开关S1,风扇转动;再闭合开关S2,灯泡发光;若只闭合开关S2,灯泡不发光。请你在方框内完成投影仪内部的电路图。(风扇用电动机的符号表示,在图中标明开关S1和S2)
【答案】见试题解答内容
【解答】解:由题意知,S1在干路上,S2和灯泡串联在一条支路上,灯泡与电动机并联。如图所示:
故答案为:如图所示。
【考点题型十三】电流表的读数
【例13】学习《电流》一课时,老师常用水的流量和水流来类比电量和电流。理想水渠交叉点上,单位时间内流入的总水量等于流出的总水量,同理,在电路的某连接处,流入的电流总和等于流出的电流总和。如图是某实验电路的一部分,电流表的示数如图,若通过导线ab电流为0.6A,导线bc的电流大小和方向可能的情况是( )
A.若导线ab的电流从a→b,则Ibc=0.14A,方向:b→c
B.若导线ab的电流从a→b,则Ibc=1.06A,方向:c→b
C.若导线ab的电流从b→a,则Ibc=1.06A,方向:b→c
D.若导线ab的电流从b→a,则Ibc=0.14A,方向:c→b
【答案】D
【解答】解:电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.46A;
电流表的正确接法是电流从“+”接线柱流入,从“﹣”接线柱流出,所以有两种情况:
(1)若导线ab的电流从a→b,根据电流的走向,则ab中的电流及通过电流表的电流,汇合后均通过bc导线,因此bc在干路,此时Ibc=0.6A+0.46A=1.06A,方向:b→c;
(2)若导线ab的电流从b→a,根据电流的走向,cd中的电流和电流表中的电流,汇合后都流向ba,因此ba在干路,则Ibc=0.6A﹣0.46A=0.14A,方向:c→b;
综上所述,D正确。
故选:D。
【变式13-1】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
【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。
【变式13-2】如图所示,当电流表使用“﹣”和“0.6”两接线柱时,电流表示数为 0.44 A,每小格表示 0.02 A;当使用“﹣”和“3”两接线柱时,电流表示数为 0.8 A,每一小格表示 0.1 A。
【答案】0.44;0.02;0.8;0.1。
【解答】解:由左图可知,电流表使用“﹣”和“0.6”两接线柱时,其每小格表示0.02A,即分度值为0.02A,此时电流表的示数是0.44A;
由右图可知,电流表使用“﹣”和“3”两接线柱时,其每小格表示0.1A,即分度值为0.1A,此时电流表的示数是0.8A。
故答案为:0.44;0.02;0.8;0.1。
【考点题型十四】判断电流表测量的对象
【例14】如图所示的电路中,闭合开关时,灯L1、L2正常发光,下列说法正确的是( )
A.灯L1、L2串联
B.电流表测的是L2的电流
C.若仅将b导线撤去,灯L2仍亮
D.若仅将a导线撤去,则电流表示数比之前变小
【答案】C
【解答】解:ABC、根据图中每个灯泡由独立的电流路径知,两个灯泡并联,电流表测量L1的电流,根据并联互不影响,若仅将b导线撤去,灯L2仍亮,故AB错误,C正确;
D、若仅将a导线撤去,灯L1继续发光,电流大小不变,则电流表示数不变,故D错误。
故选:C。
【变式14-1】如图所示是用电流表测量电流的实物连接图,图甲中电流表测量的是通过灯泡 L2 的电流;此时电流表的示数如图乙所示,则通过该灯泡的电流为 0.5 A,如果要用电流表测通过灯L1和L2的总电流,只需要移动 b (a/b/c)导线。
【答案】L2;0.5;b。
【解答】解:图甲中,两个灯泡并联,电流表和灯泡L2串联,测量L2的电流,由图乙可知,电流表接入0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.5A,则通过该灯泡的电流为0.5A。
如果要用电流表测通过灯L1和L2的总电流,只需要让电流表接在干路,即把b导线从电流表0.6A接线柱改换到负接线柱即可。
故答案为:L2;0.5;b。
【考点题型十五】电流表的使用方法
【例15】关于电流表的使用,下列说法中正确的是( )
A.使用电流表时,电流应从正接线柱流出,从负接线柱流入
B.电流表要串联在被测电路中
C.使用电流表时,可以不经过用电器把它直接接在电源两极上
D.测量过程中,电流表指针偏转角度过小,是因为电流表正负接线柱接反了
【答案】B
【解答】解:A.使用电流表时,电流应从正接线柱流入,从负接线柱流出,故A错误;B.电流表要串联在被测电路中,故B正确;C.使用电流表时,不可以不经过用电器把它直接接在电源两极上,故C错误;D.测量过程中,电流表指针偏转角度过小,是因为电流表所选量程太大,读D错误。
故选:B。
【变式15】下列电路图中,L1与L2是规格不同的灯泡,电流表测灯泡L1电流的正确电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:A、该电路为串联电路,电流表与灯泡L1和L2串联在一起,串联电路电流处处相等,电流表测量灯泡L1的电流,故A正确;
B、该电路为串联电路,电流表不能与用电器并联,故B错误;
C、该电路为并联电路,电流表串联在干路上测量总电流,故C错误;
D、该电路为并联电路,电流表与灯泡L2串联,测量流过灯泡L2的电流,故D错误。
故选:A。
【考点题型十六】探究串联电路中各处电流的关系
【例16】小明利用图甲探究“串联电路的电流规律”。
(1)连接电路时开关应该 断开 ;他在闭合开关前发现电流表指针如图乙所示,原因是: 电流表没有调零 。
(2)闭合开关后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动。故障的原因可能是以下选项中的 B 。
A.某段导线断开; B.某接线柱处接触不良;
C某灯泡被短路; D.电流表被烧坏。
(3)实验中两个灯泡的规格最好是 不相同 (选填“相同”或“不相同”)。
(4)在进行如图甲所示实验时小明同学误将电流表当成电压表并联在了ab两端,闭合开关后能发光的灯泡是 L2 (选填“L1”、“L2”或“L1和L2”),此时电流表示数与正确操作时相比 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)断开;电流表没有调零;(2)B;(3)不相同;(4)L2;变大。
【解答】解:(1)为防止电路连接过程中出现错误而损坏电路元件,连接电路时开关应断开;闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示,指针没有正对零刻度线,原因是电流表没有调零;
(2)闭合开关,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针也来回摆动,电路时通时断,故障的原因可能是某接线柱接触不良,故选:B;
(3)实验中为了避免偶然性,应选择两灯泡规格不同,使得结论具有普遍性。
(4)误将电流表当成电压表并联在了ab两端,把灯泡L1短路,闭合开关后能发光的灯泡是L2,由于短路后电阻变小,此时电流表示数与正确操作时相比变大。
故答案为:(1)断开;电流表没有调零;(2)B;(3)不相同;(4)L2;变大。
【变式16】如图是明明“探究串联电路电流特点”的实验电路图:
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了 断开开关 ;
(2)实验中,选择两个小灯泡的规格应该是 不相同 的(填“相同”或“不相同”);
(3)明明同学在实验中,闭合开关前,已经将电流表指针调在零刻度处。当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况。则甲的问题是: 电流表正负接线柱接反了 ;乙的问题是: 电流表量程选大了 ;
(4)实验中明明发现两个串联的小灯泡中,一个发光,一个不发光,造成其中一个小灯泡不发光的原因可能是 C ;
A.通过灯泡的电流小
B.灯泡的灯丝断了
C.灯泡被短路
D.小灯泡靠近负极
(5)实验结束明明又借来一只电压表探究串联电路电压特点,他先将电压表正确接在A、B两点间测出了L1的电压,接着将电压表接A的导线改接到C点测L2的电压,你认为他的做法 错误 (选填“正确”或“错误”),原因是 电压表正负接线柱接反了 。
【答案】(1)断开开关;(2)不相同;(3)电流表正负接线柱接反了;电流表量程选大了;(4)C; (5)错误;电压表正负接线柱接反了。
【解答】解:(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了断开开关;
(2)为寻找普遍规律;应选择不同规格灯泡,多次实验,获取多组数据;
(3)由图甲可知,在试触过程中出现电流表指针反向偏转,说明电流从负接线柱流入了,即电流表正负接线柱接反了;出现图乙偏转角度太小且读数小于小量程,说明量程选大了,应该用小量程;
(4)A.串联电路中各处的电流都相等,所以通过发光和不发光灯泡的电流时相等的,故A错误;
B.一个灯亮,说明电路为通路,故B错误;
C.不亮的灯泡被短路,电路仍为通路,故C正确;
D.灯发光与否与小灯泡靠近负极无关,故D错误;
故选C;
(5)将电压表正确接在A、B两点间测出了L1的电压,电压表与A相连的为负接线柱,接着将电压表接A的导线改接到C点测L2的电压,则电流从负接线柱流入了,所以是错误的。
故答案为:(1)断开开关;(2)不相同;(3)电流表正负接线柱接反了;电流表量程选大了;(4)C; (5)错误;电压表正负接线柱接反了。
【考点题型十七】串联电路中的电流规律
【例17】河水在狭窄的河流中奔流,到达宽阔的河滩后,看上去水流平缓,电流是否也是这样呢?如图所示的导体,A端粗,B端细,则电流流过它时,下列说法中正确的是( )
A.从A到B,电流逐渐增大
B.从A到B,电流逐渐减小
C.从A到B,电流大小不变
D.无法比较AB两端电流的大小
【答案】C
【解答】解:导体串联接在电路中,流过导体各处的电流相等,与导体各部分的粗细无关,电流从A到B大小不变。
故选:C。
【变式17】如图所示的电路,对其分析不正确的是( )
A.S1、S3不能同时闭合
B.只闭合S2时,L2亮,电流表A3、A2的示数相同
C.闭合S1、S2时,L1亮,电流表A3、A1的示数相同
D.只闭合S1时,L1、L2串联,电流表A1、A2的示数相同
【答案】C
【解答】解:A.若闭合开关S1、S3,此时相当于一根导线接在电源两端,使得电源短路,故A正确;
B.只闭合S2时,此时电路为L2的简单电路,L2亮,电流表A3、A2串联在电路中,根据串联电路的电流规律可知,串联电路电流处处相等,所以,电流表A3、A2示数相同,故B正确;
C.由路图可知,闭合S1、S2时,L1被短路,L1不亮,电流从电源正极出发,经过S2、A3、A2、L2回到电源负极,A1无示数,A3测电路中电流,有示数,故C错误;
D.由图可知,只闭合S1时,L1、L2接在同一电路中,因此两灯串联;电流表A1、A2串联在电路中,根据串联电路电流规律可知,串联电路电流处处相等,因此电流表A1、A2的示数相同,故D正确。
故选:C。
【考点题型十八】探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
【例18】小余和小乐在探究并联电路中电流的关系时,他们设计的电路如图甲所示。
(1)在使用电流表测电流的实验中,小余试触时电流表的指针向着没有刻度的一侧偏转,如图乙所示,根据你的分析,你认为原因可能是 电流表正、负接线柱接反了 ;
(2)在实验过程中他们连接了如图丙所示的电路,闭合开关后,观察到灯L2 不发光 (选填“发光”或“不发光”);通过分析电路连接情况,该电路存在的问题是: L2被短路 (写出一条即可)。请在图丙上只改动一根导线,符合L1、L2并联,电流表A1测干路电流,A2测灯L2的电流,开关控制所有用电器。(要求:在需要改动的导线上画“×”,用笔将改动后的导线画出,导线不许交叉);
(3)他们改正错误后把电流表分别接入到电路中的A、B、C处,测出它们的电流,见下表:
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
通过对上面数据的分析,可以得出的结论是: 干路电流等于各支路电流之和 ;
在实验中可以采用换用 换用不同规格的灯泡 (选填“相同规格”或“不同规格”)小灯泡的方法改变A、B、C处电流的大小从而进行多次实验;多次测量的目的是 避免实验现象的偶然性,找出普遍性规律 。
【答案】(1)电流表正、负接线柱接反了;(2)不发光;L2被短路;(3)干路电流等于各支路电流之和;换用不同规格的灯泡;避免实验现象的偶然性,找出普遍性规律。
【解答】解:(1)闭合开关,发现电流表指针偏向表盘左侧,说明电流表的正负接线柱接反。
(2)闭合开关,电流从电源正极出发,依次流过开关S,灯L1,电流表A1,流回负极,所以灯L2没有电流流过,被短路,故不亮。
A2、L2被导线短路,通过分析可以得出,应将A1、L2之间的连线改接到灯L1右接线柱或开关的右接线柱,如图所示
(3)由实验数据可知
0.10A+0.12A=0.22A
0.22A+0.24A=0.46A
0.26A+0.30A=0.56A
则可得出:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
在实验中我们可以采用换用不同规格的灯泡的方法改变电流的大小进行实验;多次测量的目的是避免实验现象的偶然性,找出普遍性规律。
故答案为:(1)电流表正、负接线柱接反了;(2)不发光;L2被短路;(3)干路电流等于各支路电流之和;换用不同规格的灯泡;避免实验现象的偶然性,找出普遍性规律。
【变式18】为了探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”,某同学在图甲所示的电路中A、B、C三处各接一只电流表,连接的电路如图乙所示。
(1)这个电路中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,然后画出正确的连接位置;
(2)改正错误后,该同学进行了实验,测出A、B、C三处的电流分别为0.38A、0.32A、0.70A。换上另外两个 规格不同 (选填“规格相同”或“规格不同”)的小灯泡,再次测量A、B、C三处的电流IA、IB、IC。分析实验数据,得到的结论是 IC=IA+IB (请直接用上述符号表示);
(3)当开关闭合,电流表在C、A两处的示数分别如图丙中的两只电流表所示,则通过小灯泡L2的电流是 0.82 A。
【答案】(1)见解析;
(2)规格不同;IC=IA+IB;
(3)0.82。
【解答】解:(1)原电路中,右边的两电流表串联,且电流从右下电流表的负接线柱流出了,本实验两分别测两支路电流,一个电流表测干路的电流,如下所示:
(2)改正错误后,该同学进行了实验,测出A、B、C三处的电流分别为0.38A、0.32A、0.70A。为得出普遍性的规律,换上另外两个 规格不同的小灯泡,再次测量A、B、C三处的电流IA、IB、IC。分析实验数据可知,并联电路干路电流等于各支路电流之和,得到的结论是 IC=IA+IB;
(3)C处电流表的量程是0﹣3A,分度值是0.1A,示数是1.4A;A处电流表量程是0﹣0.6A,分度值是0.02A,示数是0.58A。通过L2的电流
IL2=IC﹣IA=1.4A﹣0.58A=0.82A。
故答案为:
(1)见解析;
(2)规格不同;IC=IA+IB;
(3)0.82。
【考点题型十九】并联电路中的电流规律
【例19】在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2中的电流分别为( )
A.0.3A 1.5A B.0.3A 1.2A
C.1.2A 0.3A D.1.2A 1.5A
【答案】C
【解答】解:由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两个电流表的指针在同一个位置,
所以,干路电流表A1的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数I=1.5A,
R2支路电流表A2的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,即流经电阻R2的电流I2=0.3A,
则流经电阻R1的电流:I1=I﹣I2=1.5A﹣0.3A=1.2A。
故选:C。
【变式19】如图所示的电路中,闭合开关S1、S2电流表、灯泡L1和L2均能正常工作。下列说法正确的是( )
A.开关S1、S2都闭合,灯泡L1和L2并联
B.闭合S1、S2中任意一个开关,都会有灯泡发光
C.开关S1闭合,S2断开,电源外部电流流向为a→b→c→d
D.开关S1、S2都闭合,通过灯泡L1的电流一定等于通过灯泡L2的电流
【答案】A
【解答】解:
A、由实物电路可知,开关S1、S2都闭合时,L1与L2首首相连、尾尾相连,两灯是并联的,故A正确;
B、由图知,开关S1在干路上,控制所有用电器,开关S2控制灯泡L1,故只闭合S1,灯泡L2发光,S1、S2都闭合,两灯泡都发光,只闭合S2时两灯泡都不发光,故B错误;
C、由图可知,开关S1闭合,S2断开,灯泡L1断路,电源外部电流流向为d→c→b→a,故C错误;
D、开关S1、S2都闭合时,L1与L2并联,由于不知道两灯泡的规格,所以不能判断通过灯泡L1的电流与通过灯泡L2电流的大小关系,故D错误。
故选:A。
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