15.4 电流的测量 同步课堂-2025-2026学年人教版物理九年级上学期
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内容正文:
15.4电流的测量
讲解目录
【知识点1】电流的概念 1
【知识点2】电流表的符号、功能及结构 2
【知识点3】类比法理解电流 2
【知识点4】常见电流的大小 3
【题型1】电流表的读数 5
【题型2】常见的电流值 7
【题型3】电流表的综合应用 9
【题型4】电流表的量程 12
【题型5】利用电流表判断电源极性及电路故障等 14
【题型6】电流的概念及单位 16
【题型7】电流表的连接 18
知识讲解
【知识点1】电流的概念
(1)定义:物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流.每秒内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大(强).
(2)物理意义:表示电流强弱的物理量
(3)符号:I
主要是考查电流大小的概念辨析。
例:下列关于电流强度的大小的几种说法,正确的是( )
A.导体的横截面积越大,导体中的电流强度也就越大
B.单位时间内,通过导体某一横截面的电荷越多,导体中的电流强度越大
C.导体中的电流强度越大,通过导体横截面的电荷越多
D.在一定时间内,通过导体电荷越多,导体中的电流越大
分析:欧姆定律告诉我们:导体中的电流强度,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
电流强度与通过导体横截面的电量和通电时间有关。
解析:解:A、电流强度与通过导体横截面的电量和通电时间有关,与横截面积无关。不合题意。
B、根据物理学中对电流强度的定义知,电流强度等于1秒钟内通过导体横截面的电量。符合题意。
C、电流强度大小还与通电时间有关,不合题意。
D、应是在单位时间内,而不是一定时间,不合题意。
故选:B。
点评:此题考查对电流强度定义的理解,电流强度与通过导体横截面的电量和通电时间有关,与其它因素无关。
概念性知识,牢记即可。
【知识点2】电流表的符号、功能及结构
功能:测量电路中电流
符号:
结构:
考查电流表的符号、功能及结构。
例:电路中的电流可以用______测量,其在电路中的符号是______。
分析:电流表是测量电流的仪表,电流的单位是A。
解析:解:电流表是测量电流的仪表,则电流的大小用电流表测量;电流的单位是A,电流表在电路中的符号是:。
故答案为:电流表;。
点评:本题考查了电流表的作用、电流表在电路中的符号,属于基础题。
概念性知识,牢记即可。
【知识点3】类比法理解电流
水的定向移动形成水流:电荷的定向移动形成电流
水流有大小:电流有大小
用单位时间内通过某横截面积的水量来描述水流的大小:用单位时间内通过导体某横截面积的电荷量来描述电流的大小
考查类比法理解电流。
例:在学习电学时,小鲁结合如图(甲)、(乙)作出以下类比,其中不正确的是( )
A.开关类似于阀门,可以控制电路通断
B.电源的作用类似于水泵,使电路两端形成电压
C.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
D.电流类似于水流,电源外部电流方向从电池负极经用电器到正极
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。
解析:解:A、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A正确;
B、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B正确;
C、水压使水管中形成水流,类似地,电压使电路中形成电流,故C正确;
D、电流类似于水流,电源外部电流方向从电池正极经用电器到负极,故D错误。
故选:D。
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。
类比法是一种通过比较两个事物的相似之处,用熟悉的事物来认识不熟悉的事物的方法。
【知识点4】常见电流的大小
(1)计算器中电源的电流:约100μA
(2)半导体收音机电源的电流:约50mA
(3)手电筒中的电流:约200mA
(4)家庭节能灯中的电流:约0.1A
(5)家用电视机的电流:约0.5A
(6)家用电冰箱的电流:约1A
(7)家用空调器的电流约:约5A
(8)雷电电流:可达2×105A
估算电流的大小,常结合其他单位的估测一起考查。
例:下列对物理量的估计符合实际情况的是( )
A.李老师将两个鸡蛋从地上拾起并举过头顶,则李老师对鸡蛋做功约为1J
B.中学生骑车的功率约为7W
C.家用普通电饭锅正常工作时的电流约为4A
D.小明完成一次俯卧撑做的功约为2000J
分析:首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
解析:解:A、将两个鸡蛋从地上拾起并举过头顶,则李老师对鸡蛋做功约为:W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×2m=2J,故A错误;
B、中学生骑车的功率约为70W,故B错误;
C、普通电饭锅正常工作时的电流约为4A,符合实际,故C正确;
D、小明完成一次俯卧撑做的功约为:W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.2m=100J,故D错误。
故选:C。点评:此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
解答估测与估算题的常用方法
(1)直接判断法:熟记生活中常见的物理量,直接确定答案.如:人正常步行的速度约 1.1 m/s、人体正常体温约为 37℃;中学生大拇指的长度可在考试时直接测量。
(2)单位换算法:把不熟悉的单位换算成熟悉的单位,如:人正常步行的速度约为 3.6 km/h=1m/s,一袋方便面的质量约为 0.1 kg=100g。
(3)比较法:将考试中自己不太熟悉的物理量与自己熟悉的物理量进行对比,从而得出结论,如:中学生的正常身高约为 1.6m,这一高度小于门的高度,可以判断门的高度约为 2 m。
(4)估算法:结果不是精确值而是一个大概的范围,可以应用熟悉的估测量及相关公式进行估测.如:判断中学生爬到三楼时所做的功,我们已知中学生的质量约为 50 kg,爬到三楼的竖直距离约为 6 m(两层楼的高度),根据W=Fs=mgh可计算出中学生爬到三楼所做的功。
题型专练
【题型1】电流表的读数
【典型例题】如图所示是电学实验中常见测量仪器,其示数是( )
A.1.7A
B.0.34A
C.1.7V
D.0.34V
【答案】B
【解析】由表盘上的字母“A”可知,这是一块电流表,其接入的量程为0~0.6A,分度值是0.02A,所以其示数为0.34A。故A、C、D不符合题意,B符合题意。
【举一反三1】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
【解析】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:
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;
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。
【举一反三2】如图1所示是小明同学用电流表测量电流的实物图,请按要求回答:
(1)在连接电路时,开关应处于 状态;
(2)图1中电流表测量的是通过灯泡 的电流;
(3)小明同学连接好电路后,用开关试触,发现电流表指针如图2所示,说明 ;
(4)小明同学纠正错误后,电流表的示数如图3所示,则电流表测出的电流是 A。
【答案】(1)断开 (2)L1 电流表正、负接线柱接反 (4)1.2
【解析】(1)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)两个灯泡并联,电流表与灯泡L1串联,由此可知,电流表测灯泡L1的电流。
(3)小明同学连接好电路后,用开关试触,发现电流表指针反向偏转,说明电流从电流表负接线柱流入了,原因是电流表正、负接线柱反接。
(4)电流表量程用的是0~3A,分度值为0.1A,所以测得的电流为1.2A。
【举一反三3】在探究电路的实验中,用铜导线按图甲连接好元件,闭合开关后,两表示数如图乙、丙所示。
(1)在连接两电流表的导线中,负电荷定向移动方向是________(选填“向左”“向右”或“无规则运动”)。
(2)在使用电流表前发现其指针偏向零刻线左侧,应调节表盘下面的________,使指针归零。
(3)通过L1、L2的电流分别是________ A、________ A。
【答案】(1)向左 (2)调零旋钮 (3)0.76 0.24
【题型2】常见的电流值
【典型例题】下列数据中,最接近实际情况的是( )
A.人的步行速度约为5m/s
B.九年级物理课本的质量约为0.2kg
C.成年人潜泳时受到的浮力约60N
D.教室日光灯工作时的电流约为3A
【答案】B
【解析】人的步行速度约为1m/s,故A不符合题意;
九年级物理课本的质量约为200g=0.2kg,故B符合题意;
成年人潜泳时受到的浮力等于重力,约600N,故C不符合题意;
教室日光灯工作时的电流约为0.2A,故D不符合题意。
【举一反三1】“估测”是物理学中常用的一种方法。下列估测最符合实际的是( )
A.一个鸡蛋的质量约500g
B.全新的2B铅笔的长度约为18cm
C.多数人脉搏跳动100次用时约5min
D.家用电冰箱正常工作的电流约为4A
【答案】B
【举一反三2】下列估测符合实际的是( )
A.人正常步行的速度约为1.4km/h
B.一本物理课本的质量约为250mg
C.人们感到舒适的气温约为37℃
D.家用荧光灯的发光时的电流约为0.15A
【答案】D
【解析】人正常步行的速度约为1.1m/s≈4km/h,故A不符合题意;
一本物理课本的质量约为250g,故B不符合题意;
人们感到舒适的气温约为23℃,故C不符合题意;
一般情况下,家用荧光灯的发光时的电流约为0.15A,故D符合题意。
【举一反三3】实验用的小灯泡的电流约为0.2A,等于 mA。家用电冰箱的电流约1A,等于 μA。用一根导线接在小灯泡的两端,你会看到小灯泡熄灭了,而LED还发光。实验现象表明,小灯泡被 而熄灭。
【答案】200 106 短路
【解析】(1)实验用的小灯泡的电流约为0.2A=0.2×1000mA=200mA;
(2)家用电冰箱的电流约1A,1A=106μA;
(3)用电器两端直接用导线连接起来的情况也属于短路,此时电流将直接通过导线而不会通过用电器,用电器不会工作。
【举一反三4】学校教学楼的电路中允许通过的最大电流是20A,每盏日光灯工作时的电流约为220mA,则学校里最多可安装多少盏这样的日光灯?
【答案】100盏
【解析】解:日光灯是并联的,每只日光灯工作时电流为
I=200mA=0.2A
学校里最多可安装这样的日光灯数量
答:学校里最多可安装100盏这样的日光灯。
【题型3】电流表的综合应用
【典型例题】关于如图所示的电路有以下判断,其中正确的有( )
①L1和L2两灯泡串联;
②L1和L2两灯泡并联;
③电流表A1测灯泡L1的电流;
④电流表A2测电路中的总电流。
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
【答案】D
【解析】开关闭合后,电流有两条路径,因此两灯泡的连接方式是并联;电流表A2串联在干路中,测电路中的总电流;电流表A1与灯泡L2串联,测通过灯泡L2的电流;①、③错误,②、④正确,故选D。
【举一反三1】如图所示是兴趣小组研究并联电路电流特点的实物图,实验中保持电源电压不变,先闭合开关S( )
A.甲、乙两表都有示数
B.再闭合开关,甲表示数不变,乙表示数变大
C.再闭合开关,甲表示数变大,乙表示数不变
D.再闭合开关,甲表示数大于乙表示数
【答案】D
【解析】原电路中,两灯并联,开关S、电流表甲在干路上,电流表乙和开关S1、灯L2在同一条支路中,先闭合开关S,电流从正极出发经开关S、甲电流表、灯泡L1回负极,电流表甲测L1的电流,则甲表有示数,乙表无电流经过,故没有示数;再闭合S1,两灯泡并联,电流表甲测干路电流,电流表乙测L2支路电流,电流表甲示数变大,甲表示数大于乙表示数,因为S1断开时乙表的示数为0,S1闭合时,乙表有示数,因此这个过程乙表的示数变大。
【举一反三2】关于如图所示的电路有以下判断:①L1和L2两灯泡串联,②L1和L2两灯泡并联,③电流表A1测灯泡L1的电流,④电流表A2测电路中的总电流。其中正确的有( )
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
【答案】D
【解析】开关闭合后,电流有两条,灯泡的连接方式是并联;
电流表A2串联在干路中,测电路中的总电流;
电流表A1与灯泡L2串联,测灯泡L2的电流,所以①③错误,②④正确,故D正确、ABC错误。
【举一反三3】如图所示电路,闭合开关S1、S2,断开S3,此时电路的连接方式为 联;两电流表指针偏转情况均如图乙所示,流过灯泡L1的电流为 A。
【答案】并 1.04
【解析】闭合开关S1、S2,断开S3,此时电流分别流经两个灯泡,因此电路是两个灯泡并联的电路。
由电路图可知,闭合开关S1、S2,断开S3时,电流表测干路电流,电流表测通过灯泡L2的电流;根据并联电路中电路特点,干路电流等于各支路电流之和,所以电流表选择大量程,电流表分度值为0.1A,示数为1.3A;电流表选择小量程,电流表分度值为0.02A,示数为0.26A;所以通过灯泡L1的电流为
【举一反三4】用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整。要求:L1灯和L2灯并联;开关控制整个电路,电流表测量通过L2灯的电流。
【答案】
【解析】根据电流流向法连接电路,电流从电源正极经开关后开始分支,一支路电流流过灯泡L1回到电源负极,另一支路电流流过L2再经电流表到电源负极,如答图所示。
【题型4】电流表的量程
【典型例题】正确使用测量工具是做好物理实验的基础。下列操作正确的是( )
A.在测量物体的长度时,不能选用没有零刻度线的刻度尺
B.用电流表测量电路电流时,可以用大量程代替小量程使用
C.用天平测量物体质量时,天平放在水平桌面上只需观察指针是否在分度盘的中央即可
D.用弹簧测力计测量力的大小时,要使弹簧的轴线方向与被测力的方向在同一直线上
【答案】D
【解析】在测量物体的长度时,可以选用没有零刻度线的刻度尺,从刻度尺的任何一个刻度开始测量,末刻度减去始刻度即可,故A错误;
如果电流值太小,在电流表的大量程刻度内,偏转不明显,不能准确读数,那么用电流表测量电路电流时,不可以用大量程代替小量程使用,故B错误;
用天平测量物体质量时,天平放在水平桌面上后,要把游码拨到零刻度尺处,再调整平衡螺母,使指针指在分度盘的中央,故C错误;
用弹簧测力计测量力的大小时,要使弹簧的轴线方向与被测力的方向在同一直线上,两个方向不能在不同直线上,故D正确。
【举一反三1】响应节能理念,小明家使用如图所示的LED节能灯。请根据所学物理知识估测该节能灯发光时的电流约为( )
A.1mA
B.100mA
C.1A
D.100A
【答案】B
【解析】由常见的电流值可知,家用节能灯的电流大约为0.1A=100mA
【举一反三2】关于家用冰箱正常工作时电流,下列估计值中最接近实际的是( )
A.0.1A
B.1A
C.10A
D.100A
【答案】B
【解析】我国生活用电电压是220V,家用冰箱的功率在200W左右,所以,家用电冰箱的电流约1A左右,故B符合题意,A、C、D不符合题意。
【举一反三3】如图1所示的电路,电源电压恒为3V,当开关闭合时灯L1、L2都发光,两电流表的指针的位置如图2所示。此时两灯是 (选填“串联”或“并联")的,灯L1两端的电压为 V,通过灯L2的电流为 A。
【答案】并联 3 0.4
【解析】由电路图可知,闭合开关后,电流从正极流出,经电流表A2后分成两支:一支经L1,另一支流经A1、L2后与流经L1的电流汇合,经开关流回电源负极,故两灯是并联的。
根据并联电路电压特点可知,灯L1两端的电压为等于电源电压,为3V。
电流表A1测通过L2的电流,由于接的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.4A。
【举一反三4】请在如图的电流表选择合适的量程(接线处接线)和画出指针处在0.26A的位置。
【答案】
【举一反三5】根据图甲电路图连接图乙实物图。
【答案】见解析图
【解析】由图甲可知,L1与L2并联,A1测干路电流,A2测L2的电流,开关在干路上,连接时先按顺序将电源、开关、L1、A1连成串联电路,再将A2与L2串联之后与L1并联,注意电流从电流表正接线柱流入,负接线柱流出。由实验实际情况可知,在实验室中当电源为两节干电池串联时,两只常用小灯泡并联的总电流不超过0.6A,故两只电流表均可选用0~0.6A的量程。如图所示:
【题型5】利用电流表判断电源极性及电路故障等
【典型例题】小旋使用电流表测电路中的电流,试触时,发现指针不动。在分析原因时,她作出了如下判断,其中最有可能正确的是( )
A.电流表的量程选小了
B.电流表的量程选大了
C.电流表的“+”“﹣”接线柱接反了
D.电路中某处断路
【答案】D
【解析】电流表量程选小了,电流表的指针会偏过满刻线,既不能读出电流值,又会烧坏电流表,但电流表指针偏转,不符合题意,故A错;
电流表量程选大了,指针会偏转不到表盘1/5,此时读数不准确,但电流表指针偏转,不符合题意,故B错;
接线柱接反了,电流表的指针会反偏(指在左边无刻度的地方),不符合题意,故C错;
电路某处开路了,电路中无电流,指针不动,符合题意,故D正确。
【举一反三1】如图所示,当开关S闭合时,L1、L2都正常发光,电流表都有示数;突然一盏灯熄灭了,此时两个电流表的示数都变小,则可能出现的电路故障是( )
A.灯L1短路
B.灯L2短路
C.灯L1断路
D.灯L2断路
【答案】C
【解析】由图可知,灯L1、L2并联,A2测干路电流,A测L1的电流:
若灯L1短路,此时电源发生短路,则两盏灯都不会发光,故A不符合题意;
若灯L2短路,此时电源发生短路,则两盏灯都不会发光,故B不符合题意;
若灯L1断路,此时L1熄灭,L2发光,原来电流表A2测干路电流,示数变小,电流表A开路,示数变小为0,故C符合题意;
若灯L2断路,L2熄灭,L1发光,此时电流表A2、电流表A均测量灯泡L1的电流,电流表A示数不变,故D不符合题意。
【举一反三2】闭合开关后,灯泡发光,说明有电流通过,但是现在想知道电源哪端是正极,哪端是负极,你需要的器材是____________,方法是____________。
【答案】电流表 连接电路后试触,观察指针偏转的方向,若指针正向偏转,则与正接线柱相连的一端为电源的正极,另一端为负极
【解析】电流从电流表正接线柱流入、负接线柱流出时,电流表指针正向偏转; 电流从电流表负接线柱流入、正接线柱流出时,电流表指针反向偏转; 因此可根据电流表指针的偏转方向判断电流的方向,进一步判断电源的正负极。具体方法是:连接电路后试触,观察指针偏转的方向,若指针正向偏转, 则与正接线柱相连的一端为电源的正极,另一端为负极。
【举一反三3】(1)将某单向导电的LED(导通状态如图甲)接入图中乙,LED灯和小灯泡都能发光,电流表指针向右偏转,请判断电源的M端为 极,电流表P接线柱为 接线柱(两空均选填“正”“负”)。
(2)光控开关在天黑时自动闭合,声控开关在有声音时自动闭合。请用笔画线代替导线,将图中的器材连接成只有在夜晚且有人经过发声时,灯泡才会发光的电路。
【答案】(1)正 正 (2)见解析
【解析】(1)接入图中乙,LED灯和小灯泡都能发光,电流表指针向右偏转,如图甲知LED灯长脚为电流流入端,短脚为电流流出端,则图乙中电池左端为正极,即M端为正极;电流表指针右偏,正进负出,根据电流走向,电流表P接线柱为正接线柱。
(2)根据题意可知,只有当“光控开关”、“声控开关”都闭合了灯才能亮,否则灯泡不亮,这说明两开关共同控制电路,即为串联,即用导线将各元件依次连接起来,如下图所示:
【题型6】电流的概念及单位
【典型例题】国际计量大会出于该科学家对蒸汽机发展做出的重大贡献,于1960年第11次会议采用他的名字为国际单位制中功率的单位,这位科学家是( )
A.牛顿
B.焦耳
C.瓦特
D.安培
【答案】C
【解析】牛顿是力的单位,故A不符合题意;
焦耳是功、能、热量的单位,故B不符合题意;
物理学中,各个物理量都有自己专用的单位,功率的国际单位是瓦特,简称瓦,符号为W;为了纪念在蒸汽机发展中作出杰出贡献的科学家瓦特,用他的名字作为功率的单位,故C符合题意;
安培是电流的单位,故D不符合题意。
【举一反三1】力的国际单位是用下列哪位科学家的名字来命名( )
A.伽利略
B.安培
C.牛顿
D.瓦特
【答案】C
【解析】伽利略不是物理量的单位,故A不符合题意;
安培是电流的单位,故B不符合题意;
牛顿是力的基本单位,故C符合题意;
瓦特是功率的基本单位,故D不符合题意。
【举一反三2】下列哪一个电器的工作电流最接近0.1A的是( )
A.家用电冰箱
B.家用空调器
C.普通计算器
D.普通照明灯
【答案】D
【解析】家用电冰箱的额定功率在200W左右,工作电流在I1A左右。故A不符合题意;
家用空调器的额定功率在1100W左右,工作电流在I5A左右。故B不符合题意;
普通计算器的功率非常小,一般工作电流在100μA=0.1mA左右。故C不符合题意;
普通照明灯的额定功率在20W左右,工作电流在I0.1A左右。故D符合题意。
【举一反三3】某导体接入电路,通过它的电流为0.3安,10秒内通过该导体横截面的电荷量为 库。
【答案】3
【解析】由得通过该导体横截面的电荷量为
Q=It=0.3A×10s=3C
【举一反三4】若10秒内通过某导体横截面的电荷量为20库仑,求这段时间内通过该导体的电流I。
【答案】2A
解:通过该导体的电流
【题型7】电流表的连接
【典型例题】关于电流的方向,下列说法中正确的是( )
A.电荷移动的方向就是电流的方向
B.电荷定向移动的方向就是电流的方向
C.电路接通时,在电源外部,电流从电源的正极流出
D.用电流表测量电流时,电流从电流表“+”接线柱流出
【答案】C
【解析】物理上规定正电荷定向移动的方向为电流方向,故AB错误;
电路接通时,电源外部电流总是从电源的正极出发,经过用电器,回到电源的负极的,故C正确;
用电流表测量电流时,电流从电流表“+”接线柱流入,“﹣”接线柱流出,故D错误。
【举一反三1】如图所示四个电路图中,能正确测量通过干路电流的电路是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】图中两灯泡并联,电流表的正负接线柱接反了,无法测量电流,故A不符合题意;
图中两灯泡并联,电流表串联在干路上,正负接线柱连接正确,可以测出干路电流,故B符合题意;
图中两灯泡并联,电流表串联在L1支路,测L1支路的电流,故C不符合题意;
图中两灯泡并联,电流表串联在L2支路,测L2支路的电流,故D不符合题意。
【举一反三2】以下电路图中,电流表连接正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】电流表的连接是否正确,要从以下三个角度考虑:要与被测电路串联;电流从正接线柱流入,负接线柱流出;选取合适的量程;不要将电流表的正负接线柱直接与电源的正负极相连接。A图中的电流表与小灯泡并联,故A错误;B图中电流表与小灯泡并联,故B错误;C图中电流从电流表的负接线柱流入,正接线柱流出,故C错误;D图中电流表的连接完全符合使用规则,故D正确。
【举一反三3】如图所示是小明连接电流表后闭合开关存在的问题,请在下面横线上分别写出造成其现象的原因。甲图的问题: ;乙图的问题: ,下一步实验操作是 。
【答案】电流表的正负接线柱接反了 电流表所接的量程过大 断开开关,选择小量程
【解析】闭合开关后,电流表指针反偏,说明存在的问题是电流表的正负接线柱接反了。
如图乙电流表指针的偏转幅度过小,说明电流表所接的量程过大。
接下来的实验操作是断开开关,选择小量程。
【举一反三4】在用电流表测电流的实验中:
(1)连接电路时,开关应 ,电流表应先用 量程试触。
(2)闭合开关后,小明组的同学们发现电流表指针向左偏转,造成错误的原因是 ;小亮组的同学们发现电流表指针迅速向右偏转过最大量程,造成错误的原因是 。
(3)若某同学连接的电路如图甲所示,则电流表测的是灯 的电流。合上开关后,如果电流表的示数如图乙所示,则通过该灯的电流是 A。
(4)若闭合开关后,两灯均发光,电流表指针不发生偏转,那么原因可能是 。
A.电流表内部断路 B.开关处接触不良 C.电流表被短路
【答案】 (1)断开 0~3A (2)电流表正负接线柱接反了 电流表所选量程过小 (3)0.46 (4)C
【解析】(1)连接电路时,为了保护电路开关应断开。
电流表要选择合适的量程,选择时选用0~3A的量程进行试触。
(2)闭合开关后,电流表指针向左偏转,说明电流表正负接线柱接反。
电流表指针迅速向右偏转过最大量程,说明电流表选择的量程太小,应接0~3A量程。
(3)由图甲知,电流表与灯泡串联,所以测量通过的电流。
由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.46A。
(4)电流表的示数为零,灯泡都发光,则不可能是电路断路,则是由于电流表短路而造成的,故A、B不符合题意,C符合题意。
【举一反三5】如图所示,请用笔画线代替导线连接电路。要求两灯泡并联,开关为干路开关,且电流表测L2支路的电流。
【答案】
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15.4电流的测量
讲解目录
【知识点1】电流的概念 1
【知识点2】电流表的符号、功能及结构 2
【知识点3】类比法理解电流 2
【知识点4】常见电流的大小 3
【题型1】电流表的读数 5
【题型2】常见的电流值 6
【题型3】电流表的综合应用 7
【题型4】电流表的量程 9
【题型5】利用电流表判断电源极性及电路故障等 10
【题型6】电流的概念及单位 11
【题型7】电流表的连接 12
知识讲解
【知识点1】电流的概念
(1)定义:物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流.每秒内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大(强).
(2)物理意义:表示电流强弱的物理量
(3)符号:I
主要是考查电流大小的概念辨析。
例:下列关于电流强度的大小的几种说法,正确的是( )
A.导体的横截面积越大,导体中的电流强度也就越大
B.单位时间内,通过导体某一横截面的电荷越多,导体中的电流强度越大
C.导体中的电流强度越大,通过导体横截面的电荷越多
D.在一定时间内,通过导体电荷越多,导体中的电流越大
分析:欧姆定律告诉我们:导体中的电流强度,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
电流强度与通过导体横截面的电量和通电时间有关。
解析:解:A、电流强度与通过导体横截面的电量和通电时间有关,与横截面积无关。不合题意。
B、根据物理学中对电流强度的定义知,电流强度等于1秒钟内通过导体横截面的电量。符合题意。
C、电流强度大小还与通电时间有关,不合题意。
D、应是在单位时间内,而不是一定时间,不合题意。
故选:B。
点评:此题考查对电流强度定义的理解,电流强度与通过导体横截面的电量和通电时间有关,与其它因素无关。
概念性知识,牢记即可。
【知识点2】电流表的符号、功能及结构
功能:测量电路中电流
符号:
结构:
考查电流表的符号、功能及结构。
例:电路中的电流可以用______测量,其在电路中的符号是______。
分析:电流表是测量电流的仪表,电流的单位是A。
解析:解:电流表是测量电流的仪表,则电流的大小用电流表测量;电流的单位是A,电流表在电路中的符号是:。
故答案为:电流表;。
点评:本题考查了电流表的作用、电流表在电路中的符号,属于基础题。
概念性知识,牢记即可。
【知识点3】类比法理解电流
水的定向移动形成水流:电荷的定向移动形成电流
水流有大小:电流有大小
用单位时间内通过某横截面积的水量来描述水流的大小:用单位时间内通过导体某横截面积的电荷量来描述电流的大小
考查类比法理解电流。
例:在学习电学时,小鲁结合如图(甲)、(乙)作出以下类比,其中不正确的是( )
A.开关类似于阀门,可以控制电路通断
B.电源的作用类似于水泵,使电路两端形成电压
C.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
D.电流类似于水流,电源外部电流方向从电池负极经用电器到正极
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。
解析:解:A、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A正确;
B、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B正确;
C、水压使水管中形成水流,类似地,电压使电路中形成电流,故C正确;
D、电流类似于水流,电源外部电流方向从电池正极经用电器到负极,故D错误。
故选:D。
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。
类比法是一种通过比较两个事物的相似之处,用熟悉的事物来认识不熟悉的事物的方法。
【知识点4】常见电流的大小
(1)计算器中电源的电流:约100μA
(2)半导体收音机电源的电流:约50mA
(3)手电筒中的电流:约200mA
(4)家庭节能灯中的电流:约0.1A
(5)家用电视机的电流:约0.5A
(6)家用电冰箱的电流:约1A
(7)家用空调器的电流约:约5A
(8)雷电电流:可达2×105A
估算电流的大小,常结合其他单位的估测一起考查。
例:下列对物理量的估计符合实际情况的是( )
A.李老师将两个鸡蛋从地上拾起并举过头顶,则李老师对鸡蛋做功约为1J
B.中学生骑车的功率约为7W
C.家用普通电饭锅正常工作时的电流约为4A
D.小明完成一次俯卧撑做的功约为2000J
分析:首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
解析:解:A、将两个鸡蛋从地上拾起并举过头顶,则李老师对鸡蛋做功约为:W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×2m=2J,故A错误;
B、中学生骑车的功率约为70W,故B错误;
C、普通电饭锅正常工作时的电流约为4A,符合实际,故C正确;
D、小明完成一次俯卧撑做的功约为:W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.2m=100J,故D错误。
故选:C。点评:此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
解答估测与估算题的常用方法
(1)直接判断法:熟记生活中常见的物理量,直接确定答案.如:人正常步行的速度约 1.1 m/s、人体正常体温约为 37℃;中学生大拇指的长度可在考试时直接测量。
(2)单位换算法:把不熟悉的单位换算成熟悉的单位,如:人正常步行的速度约为 3.6 km/h=1m/s,一袋方便面的质量约为 0.1 kg=100g。
(3)比较法:将考试中自己不太熟悉的物理量与自己熟悉的物理量进行对比,从而得出结论,如:中学生的正常身高约为 1.6m,这一高度小于门的高度,可以判断门的高度约为 2 m。
(4)估算法:结果不是精确值而是一个大概的范围,可以应用熟悉的估测量及相关公式进行估测.如:判断中学生爬到三楼时所做的功,我们已知中学生的质量约为 50 kg,爬到三楼的竖直距离约为 6 m(两层楼的高度),根据W=Fs=mgh可计算出中学生爬到三楼所做的功。
题型专练
【题型1】电流表的读数
【典型例题】如图所示是电学实验中常见测量仪器,其示数是( )
A.1.7A
B.0.34A
C.1.7V
D.0.34V
【举一反三1】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
【举一反三2】如图1所示是小明同学用电流表测量电流的实物图,请按要求回答:
(1)在连接电路时,开关应处于 状态;
(2)图1中电流表测量的是通过灯泡 的电流;
(3)小明同学连接好电路后,用开关试触,发现电流表指针如图2所示,说明 ;
(4)小明同学纠正错误后,电流表的示数如图3所示,则电流表测出的电流是 A。
【举一反三3】在探究电路的实验中,用铜导线按图甲连接好元件,闭合开关后,两表示数如图乙、丙所示。
(1)在连接两电流表的导线中,负电荷定向移动方向是________(选填“向左”“向右”或“无规则运动”)。
(2)在使用电流表前发现其指针偏向零刻线左侧,应调节表盘下面的________,使指针归零。
(3)通过L1、L2的电流分别是________ A、________ A。
【题型2】常见的电流值
【典型例题】下列数据中,最接近实际情况的是( )
A.人的步行速度约为5m/s
B.九年级物理课本的质量约为0.2kg
C.成年人潜泳时受到的浮力约60N
D.教室日光灯工作时的电流约为3A
【举一反三1】“估测”是物理学中常用的一种方法。下列估测最符合实际的是( )
A.一个鸡蛋的质量约500g
B.全新的2B铅笔的长度约为18cm
C.多数人脉搏跳动100次用时约5min
D.家用电冰箱正常工作的电流约为4A
【举一反三2】下列估测符合实际的是( )
A.人正常步行的速度约为1.4km/h
B.一本物理课本的质量约为250mg
C.人们感到舒适的气温约为37℃
D.家用荧光灯的发光时的电流约为0.15A
【举一反三3】实验用的小灯泡的电流约为0.2A,等于 mA。家用电冰箱的电流约1A,等于 μA。用一根导线接在小灯泡的两端,你会看到小灯泡熄灭了,而LED还发光。实验现象表明,小灯泡被 而熄灭。
【举一反三4】学校教学楼的电路中允许通过的最大电流是20A,每盏日光灯工作时的电流约为220mA,则学校里最多可安装多少盏这样的日光灯?
【题型3】电流表的综合应用
【典型例题】关于如图所示的电路有以下判断,其中正确的有( )
①L1和L2两灯泡串联;
②L1和L2两灯泡并联;
③电流表A1测灯泡L1的电流;
④电流表A2测电路中的总电流。
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
【举一反三1】如图所示是兴趣小组研究并联电路电流特点的实物图,实验中保持电源电压不变,先闭合开关S( )
A.甲、乙两表都有示数
B.再闭合开关,甲表示数不变,乙表示数变大
C.再闭合开关,甲表示数变大,乙表示数不变
D.再闭合开关,甲表示数大于乙表示数
【举一反三2】关于如图所示的电路有以下判断:①L1和L2两灯泡串联,②L1和L2两灯泡并联,③电流表A1测灯泡L1的电流,④电流表A2测电路中的总电流。其中正确的有( )
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
【举一反三3】如图所示电路,闭合开关S1、S2,断开S3,此时电路的连接方式为 联;两电流表指针偏转情况均如图乙所示,流过灯泡L1的电流为 A。
【举一反三4】用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整。要求:L1灯和L2灯并联;开关控制整个电路,电流表测量通过L2灯的电流。
【题型4】电流表的量程
【典型例题】正确使用测量工具是做好物理实验的基础。下列操作正确的是( )
A.在测量物体的长度时,不能选用没有零刻度线的刻度尺
B.用电流表测量电路电流时,可以用大量程代替小量程使用
C.用天平测量物体质量时,天平放在水平桌面上只需观察指针是否在分度盘的中央即可
D.用弹簧测力计测量力的大小时,要使弹簧的轴线方向与被测力的方向在同一直线上
【举一反三1】响应节能理念,小明家使用如图所示的LED节能灯。请根据所学物理知识估测该节能灯发光时的电流约为( )
A.1mA
B.100mA
C.1A
D.100A
【举一反三2】关于家用冰箱正常工作时电流,下列估计值中最接近实际的是( )
A.0.1A
B.1A
C.10A
D.100A
【举一反三3】如图1所示的电路,电源电压恒为3V,当开关闭合时灯L1、L2都发光,两电流表的指针的位置如图2所示。此时两灯是 (选填“串联”或“并联")的,灯L1两端的电压为 V,通过灯L2的电流为 A。
【举一反三4】请在如图的电流表选择合适的量程(接线处接线)和画出指针处在0.26A的位置。
【举一反三5】根据图甲电路图连接图乙实物图。
【题型5】利用电流表判断电源极性及电路故障等
【典型例题】小旋使用电流表测电路中的电流,试触时,发现指针不动。在分析原因时,她作出了如下判断,其中最有可能正确的是( )
A.电流表的量程选小了
B.电流表的量程选大了
C.电流表的“+”“﹣”接线柱接反了
D.电路中某处断路
【举一反三1】如图所示,当开关S闭合时,L1、L2都正常发光,电流表都有示数;突然一盏灯熄灭了,此时两个电流表的示数都变小,则可能出现的电路故障是( )
A.灯L1短路
B.灯L2短路
C.灯L1断路
D.灯L2断路
【举一反三2】闭合开关后,灯泡发光,说明有电流通过,但是现在想知道电源哪端是正极,哪端是负极,你需要的器材是____________,方法是____________。
【举一反三3】(1)将某单向导电的LED(导通状态如图甲)接入图中乙,LED灯和小灯泡都能发光,电流表指针向右偏转,请判断电源的M端为 极,电流表P接线柱为 接线柱(两空均选填“正”“负”)。
(2)光控开关在天黑时自动闭合,声控开关在有声音时自动闭合。请用笔画线代替导线,将图中的器材连接成只有在夜晚且有人经过发声时,灯泡才会发光的电路。
【题型6】电流的概念及单位
【典型例题】国际计量大会出于该科学家对蒸汽机发展做出的重大贡献,于1960年第11次会议采用他的名字为国际单位制中功率的单位,这位科学家是( )
A.牛顿
B.焦耳
C.瓦特
D.安培
【举一反三1】力的国际单位是用下列哪位科学家的名字来命名( )
A.伽利略
B.安培
C.牛顿
D.瓦特
【举一反三2】下列哪一个电器的工作电流最接近0.1A的是( )
A.家用电冰箱
B.家用空调器
C.普通计算器
D.普通照明灯
【举一反三3】某导体接入电路,通过它的电流为0.3安,10秒内通过该导体横截面的电荷量为 库。
【举一反三4】若10秒内通过某导体横截面的电荷量为20库仑,求这段时间内通过该导体的电流I。
【题型7】电流表的连接
【典型例题】关于电流的方向,下列说法中正确的是( )
A.电荷移动的方向就是电流的方向
B.电荷定向移动的方向就是电流的方向
C.电路接通时,在电源外部,电流从电源的正极流出
D.用电流表测量电流时,电流从电流表“+”接线柱流出
【举一反三1】如图所示四个电路图中,能正确测量通过干路电流的电路是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】以下电路图中,电流表连接正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三3】如图所示是小明连接电流表后闭合开关存在的问题,请在下面横线上分别写出造成其现象的原因。甲图的问题: ;乙图的问题: ,下一步实验操作是 。
【举一反三4】在用电流表测电流的实验中:
(1)连接电路时,开关应 ,电流表应先用 量程试触。
(2)闭合开关后,小明组的同学们发现电流表指针向左偏转,造成错误的原因是 ;小亮组的同学们发现电流表指针迅速向右偏转过最大量程,造成错误的原因是 。
(3)若某同学连接的电路如图甲所示,则电流表测的是灯 的电流。合上开关后,如果电流表的示数如图乙所示,则通过该灯的电流是 A。
(4)若闭合开关后,两灯均发光,电流表指针不发生偏转,那么原因可能是 。
A.电流表内部断路 B.开关处接触不良 C.电流表被短路
【举一反三5】如图所示,请用笔画线代替导线连接电路。要求两灯泡并联,开关为干路开关,且电流表测L2支路的电流。
学科网(北京)股份有限公司
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