摘要:
该初中物理讲义围绕“电流与电路”单元,构建了以电荷本质、电路组成、串并联规律为核心的系统知识体系。通过清晰的框架图梳理摩擦起电、验电器原理、电流方向等核心概念,用对比表格归纳导体绝缘体特性,借助思维导图串联电路状态、电流测量方法及实验探究流程,突出“电荷转移”“电流路径”“能量转化”等重难点之间的内在逻辑联系。
讲义的亮点在于融合科学思维与科学探究素养,设计多类型习题强化模型建构和推理能力,如利用“拆除法识别串并联电路”“电流表读数误差分析”等典型题型训练学生证据意识和批判性思维。针对不同层次学生,提供错题归因指导和实验改进策略,例如在并联电路电流规律探究中强调更换不同规格灯泡进行多次实验,提升结论普遍性。讲义既支持学生自主复习时查漏补缺,又助力教师精准定位教学难点,实现高效课堂与分层辅导的统一。
内容正文:
第3讲 电流与电路
知识点1:两种电荷
1.摩擦起电
用 的方法使物体带电。其实质是自由电子发生了 ,失去电子的物体带 ,得到电子的物体带等量的 ,摩擦起电并不是 了新电荷。能量的转化方式: 。
甲、乙两不同的物体互相摩擦,若甲物体带了正电,则乙物体一定带 ,且电量 。通常情况下,原子核带的正电数与电子带的负电数 ,原子对外呈 ,此时,物体对外不显电性。
2.带电体的性质
能够吸引轻小物体。
3.两种电荷
自然界中只有 电荷
被丝绸摩擦过的玻璃棒带
实质:玻璃棒中的原子 了电子
被毛皮摩擦过的橡胶棒带
实质:橡胶棒中的原子 了的电子
中和:等量的异种电荷放在一起互相抵消的现象叫做中和。(中和后物体不带电)
4.电荷间的相互作用
同种电荷相互 ,异种电荷相互 。两个物体相互吸引,它们 都带电。
5.电荷量(Q)
电荷的多少叫做电荷量,简称电荷;电荷量的单位是库仑,简称库,符号是C。一根实验室中常用的玻璃棒或橡胶棒,摩擦后所带的电荷量大约只有10-7 C。1个电子所带的电量是:1.6×10 -19 C。
6.验电器
构造
金属球、金属杆、金属箔
作用
检验物体 带电
原理
验电器的工作过程
当带电体接触金属球时,一部分电荷通过金属杆转移到两片金属箔上,从而使两片金属箔带同种电荷,由于同种电荷互相排斥使金属箔张开一定角度;带电体所带电荷越多,两片金属箔张角越大
1.将A、B、C、D四个带电的泡沫塑料小球用丝线挂在水平横杆上,如图所示。已知C带负电,则其余三个小球的带电情况是( )
A.A、B一定带异种电荷,D带负电 B.A、B中只有一个带电,D带正电
C.A、B均带正电,D带负电 D.A、B均带负电,D带正电
2.如图所示,将用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球后,发现验电器的金属箔片张开了一定的角度。下列说法正确的是( )
A.验电器的两个金属箔片都带上了负电荷
B.玻璃棒上的正电荷转移到了验电器上
C.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
D.玻璃棒中部分电子转移到了金属球
3.找一块塑料板,用丝绸快速摩擦整个板面(图甲),然后用干燥的手指在塑料板上写一个“中”字(图乙),再向塑料板上均匀撒上一层干木屑,将塑料板竖起,塑料板上就会显现出“中”字(图丙)。关于上述现象,下列说法错误的是( )
A.图甲中,丝绸摩擦塑料板创造了电荷,塑料板带上电
B.图乙中,干燥的手指是导体
C.图丙中,被摩擦过的塑料板能够吸引轻小的干木屑
D.图丙中,塑料板竖起时,“中”字部分干木屑受重力作用下落
4.如图甲所示,小红用梳过干燥头发的梳子靠近水流,水流弯曲,这是由带电体具有 的性质引起的,梳子带电是 现象。她查阅资料记下了不同物质的原子核对电子的束缚能力强弱的排序如图乙所示,据此可判断梳过头发的梳子带 电。
知识点2:电流和电路
1.电流
定义:电荷的 形成电流( 、 电荷的定向移动都会形成电流)。
方向:把 定向移动的方向规定为电流方向,与 定向移动的方向相反。电池外部电流从 流向 ,电池内部电流从 流向 。
产生电流的条件:①电路中有 ;② 。
2.物质的导电性
名称
定义
举例
导体
导电的物体叫导体。
, ,大地,酸、碱、盐的水溶液等
绝缘体
导电的物体叫绝缘体。
橡胶, ,陶瓷,塑料, , 等
半导体
导电能力介于 与 之间的物体。
性质:具有 。
材料:锗、 等
超导体
又称为 ,指在某一温度下电阻为 的导体。
应用:超导 ,超导电动机的 。
注意
①导体导电的原因:有大量能够自由移动的 。金属内部分自由电子可脱离原子核的束缚自由移动,金属导电靠的是 。溶液导电靠的是 。
②导体和绝缘体:二者没有绝对的界限,在一定条件下可以相互 。比如玻璃,常温下是绝缘体,加热后可以变为导体。
③绝缘体与自由电荷:绝缘体内部几乎没有可以自由移动的自由电荷,但绝缘体内部并非不含电荷。
3.电路
电路: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。
电源
提供 的装置,将其他形式的能转化为电能。如:干电池是把化学能转化为电能;发电机则由机械能转化为电能;太阳能电池是把太阳能(光能)转化为电能
用电器
消耗电能的装置,将电能转化为其他形式的能
开关
控制电路通断
导线
连接电路,输送电能
4.电路有三种状态
名称
定义
解读
通路
正常 的电路叫通路
有电流通过导线和用电器,用电器可以工作
断路
在某处 的电路叫断路(开路)
没有电流通过导线和用电器,用电器不能工作
短路
电源被短路:导线直接连接电源的正、负两极。
用电器被短路:相当于 两端被导线直接连通。
电源短路时,电流很大,因发热可能烧坏电源或烧坏导线的绝缘皮,很容易引起火灾。
用电器短路时,被短路的用电器中无电流通过,该用电器无法工作。
1.2024年11月16日2时32分,天舟八号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口。如图所示,空间站上硕大的太阳能电池板在空间站电路中的作用相当于( )
A.导线 B.用电器 C.电源 D.开关
2.如图所示是某同学制作的一个导电性检测器(已检查无误)。在MN间分别接入细铜丝、细铁丝、铅笔芯、橡皮,闭合开关,观察小灯泡的亮度和电流表的示数。接入后闭合开关,电流表和小灯泡均无反应的是( )
A.细铜丝 B.细铁丝 C.铅笔芯 D.橡皮
3.验电器是检验物体是否带电的简易仪器,如图所示,下列说法正确的是( )
A.验电器可以检验出带电体的带电性质
B.验电器检验带电体是否带电的原理是异种电荷相互吸引
C.带正电的物体接触验电器,电子从验电器转移到带电体上
D.带负电的物体接触验电器瞬间会产生从带电体到验电器的电流
4.下列不能用超导体材料制作的是( )
A.输电线 B.电动机线圈 C.电热丝 D.发电机线圈
5.下列关于电路的说法中,正确的是( )
A.电路中只要有电源,就一定有电流
B.电源是把电能转化为其他形式能的装置
C.用电器使用时是把其他形式的能转化为电能
D.电路中只要有电流,就一定有电源
6.(多选)人类已经进入了电气化时代,生产生活离不开各种材料。下列说法中正确的是( )
A.导体容易导电是因为内部的电荷都能自由移动
B.LED灯是由半导体材料制作的,具有单向导电性
C.导体和绝缘体之间有明显界限,它们不可以相互转化
D.绝缘体不容易导电是因为内部几乎没有可以自由移动的电荷
7.按要求完成小题。
(1)如图甲、乙所示的电路中,属于通路的是图 ,属于开路的是图 。
(2)如图丙、丁所示的电路中,属于电源短路的是图 ,属于用电器被短接的是图 。
知识点3:串联电路和并联电路
1.电路的两种基本连接方式
连接方式
串联电路
并联电路
实物图及电路图
连接特点
电路中只有 条电流的路径
电路中有多条电流的路径
用电器工作状态
各用电器的工作 影响.当一个用电器断路或损坏时,其余用电器均不能正常工作
各用电器的工作 影响.某支路的用电器断路或损坏时,其他支路用电器仍能正常工作
开关的作用
控制整个电路的通断,开关的位置改变,控制作用
上的开关控制整个电路的通断;如果支路上有开关,则支路上的开关只控制 上的用电器
电流规律
电流处处 ,即I=I1=I2=……
干路电流等于 (并联分流),即I=I1+I2+……
2.电路串并联区分方法
电流路径法(常用方法)
(1)串联电路的电流路径:电源正极→用电器1→用电器2→负极
(2)并联电路的电流路径:电源正极→分流点→汇流点→负极
拆除法(识别较难电路)
(1)拆除任一用电器,其他用电器都不能工作则为 电路
(2)拆除任一用电器,其他用电器还能正常工作则为 电路
节点法
识别电路时,无论导线多长,只要其间无电源、用电器等,则导线可以视作同一个点,若用电器连接在同一个点上,则为并联,否则为串联.
1.下列说法中不正确的是( )
A.只闭合开关时,灯、串联
B.只闭合开关、时,灯、并联
C.只闭合开关、时,灯、并联
D.同时闭合开关时,电源短路
2.在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.当只闭合开关S2时,L1、L2串联
B.当只闭合开关S1、S2时,L1、L2并联
C.当只闭合开关S2、S3时,L1、L2串联
D.当只闭合开关S1、S3时,L1、L2串联
3.电脑CPU工作时会不断发热,为了保证CPU不被烧坏,当温度上升到某一值时,外接电风扇(用M表示)工作辅助降温。下列符合设计要求的电路图是( )
A.B.C. D.
4.如图所示,在电路中要使灯泡和串联,应闭合开关 ;要使灯泡和并联,应闭合开关 。
知识点4:电流的测量
1.电流的符号和单位
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
单位
电流单位是 ,简称 ,用符号 表示;电流常用单位还有:毫安(mA)、微安(μA);换算关系:1A= mA,1mA= μA
常见的电流值
家用电冰箱的电流约为 A
家用空调的电流约为 A
计算器中电流约为 μA
手电筒中的电流约为 mA
电流的两种效应
①电流的 ,如白炽灯,电饭锅等
②电流的 ,如电铃、电磁继电器等
2.电流的测量
元件
电流表
作用
测量电路中的电流
特点
内阻很小,初中阶段视为 ,接入电路中不影响电路中电流大小
使用规则
电流表必须和被测用电器 联
不允许把电流表直接连接在电源两端
a.实际测量前,如果电表指针未指在零刻度线位置,应先 再连接
b.必须正确选择合适的量程,选择量程时要先
c.电流“ 进 出”,被测电流不能超过电流表的
表盘
读数
读数方法
看清所选量程及对应的分度值.电表示数=指针偏过的小格数×分度值
量程
A
A
分度值
A
A
示数
甲图: A
乙图: A
3.电流表异常测量原因分析
情境描述
现象
原因
当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了如图所示的现象
当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了如图所示的现象
当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了如图所示的现象
闭合开关前,发现电流表指针摆动出现了如图所示的现象
1.下列用电器正常工作时,电流最接近0.2A的是( )
A.电子手表 B.家用白炽灯 C.电冰箱 D.空调
2.如图所示的电路中,开关闭合后会烧坏电流表的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,若选用0~0.6A的量程,电流表的分度值是 A,其示数为 A;若选用0~3A的量程,电流表的分度值是 A,示数为 A。在电流表指针偏转角度相同时,选择大量程的示数是小量程的 倍。
4.三名同学在使用电流表的过程中,出现了以下三种情况,请分别写出可能造成这些现象的原因。
(1)若在连接电路前,出现图甲或图乙所示的情况,原因是电流表 。
(2)在测量过程中,出现甲、乙、丙三种情况的原因。
①甲: 。
②乙: 。
③丙: 。
知识点5:串并联电路中电流的规律
1.探究串联电路中各处电流的关系
如图甲所示是小明探究“串联电路电流规律”的实验电路图,图乙是所给的实验器材。
(1)实验中,所选两个小灯泡的规格应该是 (选填“相同”或“不相同”)的,目的是 ;
(2)请你帮小明连线图乙中的实物图(用电流表测A点电流)。当你在连接电路时,开关应 ,连接好后,要检查电路
(3)实验中,小明闭合开关后,发现串联的小灯泡中,发强光,不发光。不发光的原因可能是 (填字母);
A.短路 B.的灯丝断了
C.开关是断开的 D.短路
(4)下表是小明实验中测得的三组数据,指出表中明显错误的数据是 ,造成错误的原因是 ;
电流表的位置
A
B
C
电流I/A
0.3
0.3
1.5
(5)小明去掉错误数据,又多次实验后,得出串联电路电流规律: 。
2.探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
小明在做“探究并联电路中电流的规律”的实验时,设计了图甲所示的电路,测量A、B、C三处的电流.
(1)根据图甲实验电路图,请用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整.(要求:电流表测图甲中A处的电流)
(2)连接好电路,闭合开关前,小明检查发现电流表指针指在零刻度线左侧,接下来他要对电流表进行的操作是 .为了防止损坏电流表,在不能事先预估电流大小的情况下,应先用大量程进行 ,以正确选择电流表的量程.
(3)电路正确连接完成后,闭合开关S,观察到灯L1不发光,灯L2发光,且电流表有示数,则电路可能存在的故障是
(4)排除故障后进行实验,测得电流表在A处的示数如图丙所示,为A,然后小明把电流表分别接人电路中的B、C两处测电流,并把电流表的示数记录在下表中.
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
0.16
0.26
(5)根据小明的实验数据可初步得出结论:在并联电路中,通过干路的电流与各支路电流的关系是 (用IA、IB、IC表示).
(6)实验结束后,小明与同学们对实验过程进行讨论,有同学指出小明的实验次数太少,实验结论不具 .
(7)小明与同桌小华进行讨论时,小华还得出了“并联电路各支路电流相等”的错误结论,你认为他得出该结论的主要原因是使用的灯泡规格 (选填“相同”或“不同”).
(8)为了方便实验,小明借来其他小组的两个电流表,并将电流表同时接入电路中的A、B、C三处,测量三个位置的电流以验证探究结果,请分析这样改进的好处是不需要 ,实验操作更简便.
1.(多选)如图所示的电路,当开关S闭合时,下列说法正确的是( )
A.三个电流表的示数相等
B.若电流表的示数为3A,的示数可能为2A
C.电流表的示数等于通过灯泡的电流
D.电流表的示数等于通过灯泡和的电流之和
2.如图甲所示电路中,当开关闭合,、断开时,灯泡、的连接方式是 ;当开关、闭合,断开时,两灯泡均发光,电流表、的指针偏转情况均如图乙所示,则通过的电流为 A。
3.图甲所示的是“探究串联电路电流特点”的实验电路图。
(1)实验中,选择两个小灯泡的规格应该 (选填“相同”或“不相同”)。
(2)连接电路时电流表应先用 (选填“较大”或“较小”)量程试触。若在连接电路之前,看到图乙所示的情景,则发生此现象的原因是 。
(3)实验中某同学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.灯丝短路 D.小灯泡靠近负极
(4)如表是某组同学实验得到的数据。分析数据,可得出串联电路的电流规律:串联电路中的电流 。
电流表的位置
电流
0.3
0.3
0.3
电流
0.2
0.2
0.2
电流
0.4
0.4
0.4
(5)有一串小彩灯,由20个小彩灯串联而成,若知道通过第一个小彩灯的电流是,则通过第10个小彩灯的电流是 A。
4.小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(1)图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选填“A”“B”或“C”)处的电流;
(2)如图乙所示,电路闭合开关前,指针指在零刻度线左侧,产生该现象的原因是 。调整后再次闭合开关,发现只有灯泡发光,电流表有示数,原因可能是 ;
(3)请在图乙中移动一根导线,测量另外一处的电流。在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路。移动后电流表测量的是 (选填“A”“B”或“C”)处的电流;
(4)测出A、B、C三处的电流如表所示,由此得出初步结论: (只写表达式)。小梅指出:为了得出更普遍的规律,应当进行多次实验。操作方法是 。
位置
A
B
C
电流/A
0.30
0.24
0.54
命题点1:摩擦起电及物质的导电性
【针对练习1】用带负电的橡胶棒靠近支架上吸管的右端,发现两者作用情况如图所示,则吸管( )
A.一定带正电 B.一定带负电
C.可能带正电 D.可能带负电
【针对练习2】如图所示,小朋友玩滑梯时,头发一根根竖了起来,出现了“怒发冲冠”的现象。下列说法正确的是( )
A.“怒发冲冠”现象的原因与验电器的工作原理相同
B.由于同名磁极相互排斥,导致小朋友头发竖了起来
C.小朋友从滑梯上下滑的过程中,电能转化为机械能
D.人的身体与滑梯摩擦时创造了电荷,导致身体带电
【针对练习3】关于导体和绝缘体,下列说法正确的是( )
A.绝缘体在任何条件下都不能变成导体
B.一般情况下,纯净水、石墨、大地都是导体
C.绝缘体不容易导电,是因为在绝缘体中没有电荷
D.金属容易导电,是因为金属内部有大量的自由电子
【针对练习4】如图所示,甲、乙、丙三个轻质小球,甲吸引乙,甲排斥丙,如果丙带负电荷,则甲一定带 (选填“正”或“负”)电,乙可能带 (选填“正”或“负”)电或不带电。
【针对练习5】在“探究电荷的种类和相互作用规律”的实验中:
(1)如图所示,实验发现两根用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时会相互 ,两根用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近时会相互 ,而用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们之间会相互 ,由此得到初步结论:电荷间相互作用的规律是 。
(2)大量实验证明,自然界所有的带电体带的电荷或者与玻璃棒相同,或者与橡胶棒相同,所以自然界只有 种电荷。这种研究方法称为实验加推理,我们学过的 (填一实验名称)也运用了此研究方法。
命题点2:电路作图及串并联电路的识别
【针对练习6】自2025年元月起,祁阳公交增开第12路公交车,城内公交网络覆盖更全。公交车的前、后门两侧扶手上各装有一个红色按钮,想要下车的乘客只要按下其中任何一个按钮,装在车内的电铃就会响起,以提醒司机停车。下列电路图选项,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【针对练习7】如图是一个既能吹冷风又能吹热风的电吹风的简化电路示意图,图中A是吹风机,B是电热丝。将插头插入插座,下列说法正确的是( )
A.开关只控制吹风机
B.开关同时控制吹风机和电热丝
C.同时闭合开关,吹风机和电热丝是并联的
D.同时闭合开关,吹风机和电热丝是串联的
【针对练习8】为了引导市民文明出行,规范佩戴头盔,共享电动单车,某共享电动车研发组研发了如下开关。如图所示为某电动单车,使用前先摇晃车把检查电量,此时开关闭合,只有电量指示灯亮起;确认电量充足后扫码开锁,此时开关闭合,当骑行者拿出头盔并佩戴后,开关闭合,日间行车灯亮起,电动机M提示启动,日间行车的灯损毁不会影响共享电动车的电动机启动。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【针对练习9】在方框中画出实物图对应的电路图。
【针对练习10】请你帮助小华同学完成下列作图:
(1)请根据图甲所示的实物电路,在图乙的虚线框内画出对应的电路图。
(2)为节约电能,在居民楼的楼道中,装有由声控开关和光控开关共同控制的楼道灯。夜晚,当有人走动发出声音时,电路接通,灯亮;经过一两分钟后,开关内部的延时装置就把电路断开,灯灭。白天,无论发出多大的声音,灯也不亮。请将图中的器材连成符合楼道灯要求的电路。
命题点3:串并联电路中电流的规律
【针对练习11】如图所示的电路,闭合开关后,灯比灯亮,下列关于A、B、C三处电流的大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
【针对练习12】(多选)如图甲所示电路,闭合开关后,两个灯泡都能发光,图乙为电流表指针的位置,电流表示数是0.6A,下列分析正确的是( )
A.灯泡和并联 B.电流表的示数是0.3A
C.通过灯的电流为0.6A D.通过灯的电流为0.9A
【针对练习13】如图所示,闭合开关,电流表、和的示数分别为0.3A、0.5A和1A,那么通过的电流为 A,通过的电流为 A,通过的电流为 A。
【针对练习14】如图甲所示的电路,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,的示数如图丙所示,则通过小灯泡的电流为 A。若小灯泡被烧坏,则电流表的示数为 A。
【针对练习15】2024年1月9日15时03分,我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭,成功将爱因斯坦探针科学卫星发射升空,发射任务获得圆满成功。如图是航天迷小明制作的火箭点火电路,使用时应先闭合定时开关,使点火器处于 状态,再闭合开关,进入定时状态;当定时开关断开时,点火器有电流通过进行点火,此时通过指示灯的电流 (选填“大于”“等于”或“小于”)通过点火器的电流。
命题点4:实验探究串并联电路的电流规律
【针对练习20】小红在探究“串联电路的电流规律”时,连接了如图所示的电路,已知电路中电流小于0.6A.回答下列问题:
(1)实验过程中,禁止不经过用电器,直接用导线连接电源的正负极,那样会造成电源 (选填“通路”“断路”或“短路”),电路中 很大,会损坏电源。所以图中实物连接应该去掉 (填序号)导线;
(2)改正上述错误以后,图中还有一处连接有错误,该错误会产生的现象:闭合开关后,电流表指针 (选填“向左”或“向右”)偏转;
(3)实验中,所用的两个小灯泡的规格应该 (选填“相同”或“不相同”);
(4)小红操作正确,得到如表所示的数据。根据前两次的实验数据,在接下来的第三次实验中,若通过灯的电流为0.14A,你可以猜测电路中的电流为 A。
接法
灯电流
灯电流
总电流
串联
0.12
0.12
0.12
串联
0.18
0.18
0.18
【针对练习17】小明用如图所示的电路“探究串联电路的电流特点”,图甲为电路图,图乙为实物图,用同一个电流表分别接在A、B、C三处去测量电流。
(1)连接实物电路时,开关应处于 状态;
(2)第1次实验时,小明依次测量A、B和C三处的电流,并记录在表中,C点的电流表示数如图丙所示,为 A;
(3)换用不同电池完成测量后,记录数据如表所示,分析数据可得:串联电路中电流 ;
实验序号
电流表的位置
A
B
C
1
电流I/A
0.32
0.32
2
电流I/A
0.26
0.26
0.26
3
电流I/A
0.20
0.20
0.20
(4)为使结论更具备普遍性,下一步最好选择与原来规格 (选填“相同”或“不相同”)的灯泡进行实验。这种从个别事实(多次实验)推理出普遍性规律的思维方法叫 法;(选填“归纳”、“类比”或“控制变量”)
(5)实验后,小明猜想灯泡靠近电源正极的远近可能会影响灯泡亮度。为了验证这个猜想,以下方案可行的是______(填字母序号)。
A.开关与电流表位置互换
B.两灯泡位置互换
【针对练习18】小余和小乐为了探究并联电路的电流特点,设计了如图Ⅰ所示的电路进行实验。
(1)小乐试触时发现电流表的指针向着零刻度线的左侧偏转,如图Ⅱ所示,你认为原因可能是 。
(2)排除故障后,他们把电流表依次接入电路中的、、三处,通过改变电源电压完成第一、二次实验数据的测量,并将实验数据填入下表。
处的电流
处的电流
处的电流
第一次测量
0.16
1.2
0.4
第二次测量
0.32
0.48
0.8
第三次测量
①上面设计的表格中存在的不足之处是 。
②上述表格所记录的数据中,明显错误的数据是 ,造成错误的原因可能是 。
(3)在测量第三次实验数据时,他们通过更换支路中的灯泡(规格不同),测出了两支路和干路上的电流分别为、、,对应的电流表的示数分别如图Ⅲ甲、乙、丙所示,可读出:, A, A。根据此次测量结果,在误差允许范围内,你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是 (写出关系式即可)。
【针对练习19】小明、小亮两位同学在探究并联电路中电流的规律时,看到实验桌上的器材有学生电源一个、开关一个、小灯泡两个、导线若干。
(1)他们交流后决定:由小明向老师报告,要求增加元件 ;
(2)小明探究并联电路中的电流规律时,刚接好最后一根导线,灯泡立即发光了,由此可知在连接电路时,他忘了 ;
(3)小明、小亮用相同的器材分别完成实验后,小明发现自己所测的电流值比小亮测得的大,于是他断开开关又仔细观察自己使用的电流表,发现电流表示数为0.04A,这时他意识到使用电流表之前还必须 ;
(4)小明解决了以上问题后,将电流表分别接入图甲所示电路中A、B、C三点处。电流表接入C点处时,闭合开关,电流表示数如图乙所示,请帮他把数据填在表格中;
A点处电流
B点处电流
C点处电流
0.3
0.2
(5)小明根据数据得出并联电路中电流的规律:并联电路中干路电流等于各支路电流之和。请你指出小明实验中的不足之处: 。
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第3讲 电流与电路
知识点1:两种电荷
1.摩擦起电
用摩擦的方法使物体带电。其实质是自由电子发生了转移,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带等量的负电,摩擦起电并不是创造了新电荷。能量的转化方式:机械能转化为电能。
甲、乙两不同的物体互相摩擦,若甲物体带了正电,则乙物体一定带负电,且电量相等。通常情况下,原子核带的正电数与电子带的负电数相等,原子对外呈电中性,此时,物体对外不显电性。
2.带电体的性质
能够吸引轻小物体。
3.两种电荷
自然界中只有两种电荷
被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷
实质:玻璃棒中的原子失去了电子
被毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷
实质:橡胶棒中的原子得到了的电子
中和:等量的异种电荷放在一起互相抵消的现象叫做中和。(中和后物体不带电)
4.电荷间的相互作用
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。两个物体相互吸引,它们不一定都带电。
5.电荷量(Q)
电荷的多少叫做电荷量,简称电荷;电荷量的单位是库仑,简称库,符号是C。一根实验室中常用的玻璃棒或橡胶棒,摩擦后所带的电荷量大约只有10-7 C。1个电子所带的电量是:1.6×10 -19 C。
6.验电器
构造
金属球、金属杆、金属箔
作用
检验物体是否带电
原理
同种电荷相互排斥
验电器的工作过程
当带电体接触金属球时,一部分电荷通过金属杆转移到两片金属箔上,从而使两片金属箔带同种电荷,由于同种电荷互相排斥使金属箔张开一定角度;带电体所带电荷越多,两片金属箔张角越大
1.将A、B、C、D四个带电的泡沫塑料小球用丝线挂在水平横杆上,如图所示。已知C带负电,则其余三个小球的带电情况是( )
A.A、B一定带异种电荷,D带负电 B.A、B中只有一个带电,D带正电
C.A、B均带正电,D带负电 D.A、B均带负电,D带正电
【答案】C
【详解】因为四个小球全部为带电小球,C球带负电,由图可知,C、D排斥,已知C带负电,说明C、D带同种电荷,即D一定带负电;B、C相互吸引,由于都是带电体,则B、C一定带异种电荷,即B球带正电;A、B球相互排斥,说明A、B带同种电荷,即A一定带正电,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.如图所示,将用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球后,发现验电器的金属箔片张开了一定的角度。下列说法正确的是( )
A.验电器的两个金属箔片都带上了负电荷
B.玻璃棒上的正电荷转移到了验电器上
C.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
D.玻璃棒中部分电子转移到了金属球
【答案】C
【详解】与丝绸摩擦过的玻璃棒因失去电子而带正电,当它与验电器的金属球接触后,金属箔片上的电子会通过金属杆和金属球转移到玻璃棒上来,使两金属箔片失去电子都带上了正电荷,验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故验电器的金属箔会张开,故ABD错误,C正确。
故选C。
3.找一块塑料板,用丝绸快速摩擦整个板面(图甲),然后用干燥的手指在塑料板上写一个“中”字(图乙),再向塑料板上均匀撒上一层干木屑,将塑料板竖起,塑料板上就会显现出“中”字(图丙)。关于上述现象,下列说法错误的是( )
A.图甲中,丝绸摩擦塑料板创造了电荷,塑料板带上电
B.图乙中,干燥的手指是导体
C.图丙中,被摩擦过的塑料板能够吸引轻小的干木屑
D.图丙中,塑料板竖起时,“中”字部分干木屑受重力作用下落
【答案】A
【详解】A.图甲中,丝绸摩擦塑料板电荷发生了转移,塑料板带上电,而没有创造电荷,故A错误,符合题意;
B.人体容易导电,是导体,则图乙中,干燥的手指是导体,故B正确,不符合题意;
C.带电体可以吸引轻小物体,则图丙中,被摩擦过的塑料板带上了电,能够吸引轻小的干木屑,故C正确,不符合题意;
D.图丙中,塑料板竖起时,“中”字部分不带电,对干木屑没有吸引力,则干木屑受重力作用下落,故D正确,不符合题意。
故选A。
4.如图甲所示,小红用梳过干燥头发的梳子靠近水流,水流弯曲,这是由带电体具有 的性质引起的,梳子带电是 现象。她查阅资料记下了不同物质的原子核对电子的束缚能力强弱的排序如图乙所示,据此可判断梳过头发的梳子带 电。
【答案】 吸引轻小物体 摩擦起电 负
【详解】[1][2]用梳子梳干燥的头发,在摩擦过程中梳子会带上电荷,这是摩擦起电现象,由于带电体具有吸引轻小物体的性质,所以靠近水流,水流会弯曲。
[3]由图可知,毛皮束缚电子能力最弱,梳子束缚电子能力最强,所以梳子梳头发时,梳子会得到电子而带负电。
知识点2:电流和电路
1.电流
定义:电荷的定向移动形成电流(正、负电荷的定向移动都会形成电流)。
方向:把正电荷定向移动的方向规定为电流方向,与负电荷定向移动的方向相反。电池外部电流从正极流向负极,电池内部电流从负极流向正极。
产生电流的条件:①电路中有电压;②闭合回路。
2.物质的导电性
名称
定义
举例
导体
容易导电的物体叫导体。
金属,人体,大地,酸、碱、盐的水溶液等
绝缘体
不容易导电的物体叫绝缘体。
橡胶,玻璃,陶瓷,塑料,油,纯水等
半导体
导电能力介于导体与半导体之间的物体。
性质:具有单向导电性。
材料:锗、硅等
超导体
又称为超导材料,指在某一温度下电阻为零的导体。
应用:超导输电线,超导电动机的线圈。
注意
①导体导电的原因:有大量能够自由移动的电荷。金属内部分自由电子可脱离原子核的束缚自由移动,金属导电靠的是自由电子。溶液导电靠的是阴阳离子。
②导体和绝缘体:二者没有绝对的界限,在一定条件下可以相互转化。比如玻璃,常温下是绝缘体,加热后可以变为导体。
③绝缘体与自由电荷:绝缘体内部几乎没有可以自由移动的自由电荷,但绝缘体内部并非不含电荷。
3.电路
电路: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。
电源
提供电能的装置,将其他形式的能转化为电能。如:干电池是把化学能转化为电能;发电机则由机械能转化为电能;太阳能电池是把太阳能(光能)转化为电能
用电器
消耗电能的装置,将电能转化为其他形式的能
开关
控制电路通断
导线
连接电路,输送电能
4.电路有三种状态
名称
定义
解读
通路
正常接通的电路叫通路
有电流通过导线和用电器,用电器可以工作
断路
在某处断开的电路叫断路(开路)
没有电流通过导线和用电器,用电器不能工作
短路
电源被短路:导线直接连接电源的正、负两极。
用电器被短路:相当于用电器两端被导线直接连通。
电源短路时,电流很大,因发热可能烧坏电源或烧坏导线的绝缘皮,很容易引起火灾。
用电器短路时,被短路的用电器中无电流通过,该用电器无法工作。
1.2024年11月16日2时32分,天舟八号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口。如图所示,空间站上硕大的太阳能电池板在空间站电路中的作用相当于( )
A.导线 B.用电器 C.电源 D.开关
【答案】C
【详解】太阳能电池板在空间站电路中提供电能,以供利用,相当于电源,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.如图所示是某同学制作的一个导电性检测器(已检查无误)。在MN间分别接入细铜丝、细铁丝、铅笔芯、橡皮,闭合开关,观察小灯泡的亮度和电流表的示数。接入后闭合开关,电流表和小灯泡均无反应的是( )
A.细铜丝 B.细铁丝 C.铅笔芯 D.橡皮
【答案】D
【详解】细铜丝、细铁丝、铅笔芯、橡皮中,细铜丝、细铁丝、铅笔芯容易导电,是导体;橡皮不容易导电,是绝缘体。在MN间分别接入细铜丝、细铁丝、铅笔芯、橡皮,闭合开关,因为细铜丝、细铁丝、铅笔芯容易导电,是导体,所以小灯泡发光,电流表有示数;因为橡皮是绝缘体,所以接入后电流表和小灯泡均无反应。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.验电器是检验物体是否带电的简易仪器,如图所示,下列说法正确的是( )
A.验电器可以检验出带电体的带电性质
B.验电器检验带电体是否带电的原理是异种电荷相互吸引
C.带正电的物体接触验电器,电子从验电器转移到带电体上
D.带负电的物体接触验电器瞬间会产生从带电体到验电器的电流
【答案】C
【详解】AB.验电器只能检验物体是否带电,不能检验出带哪种电荷,验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故AB错误;
C.带正电的物体接触验电器,由于物体缺少电子,所以电子从验电器转移到带电体上,故C正确:
D.带负电的物体接触验电器瞬间,电子从带电体转移到验电器上,电流方向与电子的定向移动方向相反,所以电流方向从验电器到带电体上,故D错误。
故选C。
4.下列不能用超导体材料制作的是( )
A.输电线 B.电动机线圈 C.电热丝 D.发电机线圈
【答案】C
【详解】超导体材料在一定温度的条件下,电阻可以变成0。
A.输电线在输送电能时因为导线有一定的电阻,要有一部分电能转化为内能,如果输电线的电阻变成0,没有电阻就没有能量损耗,所以,可以用超导材料制作输电线,故A不符合题意;
B.电动机工作时,因为线圈存在电阻,会有一部分电能变成内能,电动机会发热,如果线圈没有电阻,线圈就不会发热,不仅没有能量损耗,而且电动机也不会过热而烧坏,所以,可以用超导材料制作电动机线圈,故B不符合题意;
C.电热丝是利用电流的热效应工作的,电热丝产生的热量与电流、电阻、时间都有关系,如果电热丝阻值为0,它就不会发热了,所以不能用超导材料制作电热丝,故C符合题意;
D.发电机工作时,因为线圈有一定的阻值,线圈也会发热,如果线圈没有电阻,它就不会发热,线圈永远不会被烧坏,所以可以用超导材料制作发电机线圈,故D不符合题意。
故选C。
5.下列关于电路的说法中,正确的是( )
A.电路中只要有电源,就一定有电流
B.电源是把电能转化为其他形式能的装置
C.用电器使用时是把其他形式的能转化为电能
D.电路中只要有电流,就一定有电源
【答案】D
【详解】A.电路中有电源,还必须是通路状态,才会有电流。仅有电源,若电路断路,是没有电流的,故A错误;
B.电源是把其他形式的能转化为电能的装置,比如干电池将化学能转化为电能,而不是把电能转化为其他形式的能,故B错误;
C.用电器使用时是把电能转化为其他形式的能,像电灯把电能转化为光能和内能,并非把其他形式的能转化为电能,故C错误;
D.电流是电荷的定向移动形成的,而电源是提供电压,促使电荷定向移动的装置,所以电路中有电流,就一定有电源,故D正确。
故选D。
6.(多选)人类已经进入了电气化时代,生产生活离不开各种材料。下列说法中正确的是( )
A.导体容易导电是因为内部的电荷都能自由移动
B.LED灯是由半导体材料制作的,具有单向导电性
C.导体和绝缘体之间有明显界限,它们不可以相互转化
D.绝缘体不容易导电是因为内部几乎没有可以自由移动的电荷
【答案】BD
【详解】A.导体容易导电是因为内部存在自由移动的电荷,而不是所有电荷都能自由移动,故A错误;
B.LED灯是发光二极管,是由半导体材料制成的,LED灯具有单向导电性,故B正确;
C.导体和绝缘体之间没有明显界限,绝缘体在一定范围内,可以变为导体,故C错误;
D.因为绝缘体内部几乎没有可以自由移动的电荷,所以绝缘体不容易导电,故D正确。
故选BD。
7.按要求完成小题。
(1)如图甲、乙所示的电路中,属于通路的是图 ,属于开路的是图 。
(2)如图丙、丁所示的电路中,属于电源短路的是图 ,属于用电器被短接的是图 。
【答案】(1) 乙 甲
(2) 丁 丙
【详解】(1)[1][2]如图甲所示,开关处于断开状态,电路断开,灯泡没有电流通过,不能工作。处于开路状态;如图乙所示,开关闭合,有电流通过灯泡,灯泡发光,处于通路状态。故属于通路的是图乙,属于开路的是图甲。
(2)[1][2]如图丙所示,有一根导线直接连接在左侧小灯泡两端,左侧灯泡被短接;如图丁所示,闭合的开关相当于导线,此时相当于有导线直接连接在电源两端,电源被短路。故属于电源短路的是图丁,属于用电器被短接的是图丙。
知识点3:串联电路和并联电路
1.电路的两种基本连接方式
连接方式
串联电路
并联电路
实物图及电路图
连接特点
电路中只有一条电流的路径
电路中有多条电流的路径
用电器工作状态
各用电器的工作相互影响.当一个用电器断路或损坏时,其余用电器均不能正常工作
各用电器的工作互不影响.某支路的用电器断路或损坏时,其他支路用电器仍能正常工作
开关的作用
控制整个电路的通断,开关的位置改变,控制作用不变
干路上的开关控制整个电路的通断;如果支路上有开关,则支路上的开关只控制该支路上的用电器
电流规律
电流处处相等,即I=I1=I2=……
干路电流等于各支路电流之和(并联分流),即I=I1+I2+……
2.电路串并联区分方法
电流路径法(常用方法)
(1)串联电路的电流路径:电源正极→用电器1→用电器2→负极
(2)并联电路的电流路径:电源正极→分流点→汇流点→负极
拆除法(识别较难电路)
(1)拆除任一用电器,其他用电器都不能工作则为串联电路
(2)拆除任一用电器,其他用电器还能正常工作则为并联电路
节点法
识别电路时,无论导线多长,只要其间无电源、用电器等,则导线可以视作同一个点,若用电器连接在同一个点上,则为并联,否则为串联.
1.下列说法中不正确的是( )
A.只闭合开关时,灯、串联
B.只闭合开关、时,灯、并联
C.只闭合开关、时,灯、并联
D.同时闭合开关时,电源短路
【答案】C
【详解】A.只闭合开关S2时,两灯顺次连接,即灯L1、L2串联,故A正确,不符合题意;
B.只闭合开关S1、S3时,L1、L2首首相连尾尾连接,即灯L1、L2并联,故B正确,不符合题意;
C.只闭合开关S1、S2时,灯L2被短路,只有灯L1工作,L1、L2不是并联,故C错误,符合题意;
D.同时闭合开关S1、S2、S3时,导线将电源两极直接连接起来,会造成电源短路,烧坏电源,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.当只闭合开关S2时,L1、L2串联
B.当只闭合开关S1、S2时,L1、L2并联
C.当只闭合开关S2、S3时,L1、L2串联
D.当只闭合开关S1、S3时,L1、L2串联
【答案】A
【详解】A.当只闭合开关S2时,电路中只有一条路径,所以L1、L2串联,故A正确;
B.当只闭合开关S1、S2时,L2被导线短路,此时电路中只有L1连入电路,故B错误;
C.当只闭合开关S2、S3时,L1被导线短路,此时电路中只有L2连入电路,故C错误;
D.当只闭合开关S1、S3时,电路中电流有两条路径,一条经过L1,另一条经过L2,此时L1、L2并联,故D错误。
故选A。
3.电脑CPU工作时会不断发热,为了保证CPU不被烧坏,当温度上升到某一值时,外接电风扇(用M表示)工作辅助降温。下列符合设计要求的电路图是( )
A.B.C. D.
【答案】B
【详解】依题意得,当温度低于某一值时,电路中只有CPU工作,电动机不工作;当温度高于某一值时,CPU与电动机一起工作,说明CPU与电动机互不影响,采用并联方式,且电动机有独立开关控制,则一个开关与电动机串联,另一个开关应在干路上控制整个电路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.如图所示,在电路中要使灯泡和串联,应闭合开关 ;要使灯泡和并联,应闭合开关 。
【答案】 和
【详解】[1]要使灯泡L1和L2串联,根据串联电路的特点可知,电路中只有一条电流路径,闭合开关后,电流从电源正极出发,依次经过L1、L2,然后回到电源负极,故应闭合开关S2。
[2]要使灯泡L1和L2并联,根据并联电路的特点可知,电流有两条或多条路径,各用电器之间互不影响,则电流应分别经过L1和L2。此时应闭合开关S1、S3,断开S2,这样电流从电源正极流出后,经过开关S1,然后分成两条支路,一条经过L1、S3,另一条经过L2,然后汇合回到电源负极。
知识点4:电流的测量
1.电流的符号和单位
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
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
常见的电流值
家用电冰箱的电流约为1A
家用空调的电流约为5A
计算器中电流约为100 μA
手电筒中的电流约为200 mA
电流的两种效应
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、电磁继电器等
2.电流的测量
元件
电流表
作用
测量电路中的电流
特点
内阻很小,初中阶段视为零,接入电路中不影响电路中电流大小
使用规则
电流表必须和被测用电器串联
不允许把电流表直接连接在电源两端
a.实际测量前,如果电表指针未指在零刻度线位置,应先调零再连接
b.必须正确选择合适的量程,选择量程时要先试触
c.电流“正进负出”,被测电流不能超过电流表的量程
表盘
读数
读数方法
看清所选量程及对应的分度值.电表示数=指针偏过的小格数×分度值
量程
0~0.6A
0~3A
分度值
0.02A
0.1A
示数
甲图:0.24A
乙图:1.2A
3.电流表异常测量原因分析
情境描述
现象
原因
当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了如图所示的现象
量程选择太大
当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了如图所示的现象
量程选择太小
当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了如图所示的现象
电流表正、负接线柱接反
闭合开关前,发现电流表指针摆动出现了如图所示的现象
电流表没有调零
1.下列用电器正常工作时,电流最接近0.2A的是( )
A.电子手表 B.家用白炽灯 C.电冰箱 D.空调
【答案】B
【详解】A.电子手表的工作电流约2μA,故A不符合题意;
B.家用白炽灯的工作电流约0.2A,故B符合题意;
C.电冰箱的工作电流约0.5A,故C不符合题意;
D.空调的工作电流约5A,故D不符合题意。
故选B。
2.如图所示的电路中,开关闭合后会烧坏电流表的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.由图可知,两灯泡串联,电流表测电路中的电流,电流表不会被烧坏,故A不符合题意;
B.由图可知,两灯泡并联,电流表在L2所在的支路,测通过L2的电流,电流表不会被烧坏,故B不符合题意;
C.由图可知,两灯泡被短路,电流表直接接在电源两端,会导致电流过大从而烧坏电流表,故C符合题意;
D.由图可知,两灯泡并联,电流表在干路上,测通过干路的电流,电流表不会被烧坏,故D不符合题意。
故选C。
3.如图所示,若选用0~0.6A的量程,电流表的分度值是 A,其示数为 A;若选用0~3A的量程,电流表的分度值是 A,示数为 A。在电流表指针偏转角度相同时,选择大量程的示数是小量程的 倍。
【答案】 0.02 0.22 0.1 1.1 5
【详解】[1][2]选用0~0.6A的量程,0~0.2A之间分成10个小格,一个小格表示0.02A,即电流表的分度值是0.02A。电流表指针指在第11个格处,所以电流表示数为I=11×0.02A=0.22A。
[3][4]选用0~3A的量程,0~3A之间分成10个小格,一个小格表示0.1A,即电流表的分度值是0.1A。电流表指针指在第11个格处,所以电流表示数为I′=11×0.1A=1.1A。
[5]选用0~0.6A的量程,电流表示数为0.22A,选用0~3A的量程,电流表示数为1.1A,所以在电流表指针偏转角度相同时,大量程的示数是小量程的倍。
4.三名同学在使用电流表的过程中,出现了以下三种情况,请分别写出可能造成这些现象的原因。
(1)若在连接电路前,出现图甲或图乙所示的情况,原因是电流表 。
(2)在测量过程中,出现甲、乙、丙三种情况的原因。
①甲: 。
②乙: 。
③丙: 。
【答案】(1)没有调零
(2) 电流表的正、负接线柱接反了 电流表所选的量程太大 电流表所选的量程太小
【详解】(1)连接电路前,出现图甲或图乙所示的情况,电流表指针没有指向零刻度位置,说明电流表使用前没有调零。
(2)[1]电流表的指针反偏,则电流表的正负接线柱接反了。
[2]电流表的指针偏转角度太小,则电流表选择的量程太大了。
[3]电流表的指针偏转角度太大,则电流表选择的量程太小了。
知识点5:串并联电路中电流的规律
1.探究串联电路中各处电流的关系
如图甲所示是小明探究“串联电路电流规律”的实验电路图,图乙是所给的实验器材。
(1)实验中,所选两个小灯泡的规格应该是不相同(选填“相同”或“不相同”)的,目的是为了寻找普遍规律;
(2)请你帮小明连线图乙中的实物图(用电流表测A点电流)。当你在连接电路时,开关应断开,连接好后,要检查电路
(3)实验中,小明闭合开关后,发现串联的小灯泡中,发强光,不发光。不发光的原因可能是A(填字母);
A.短路 B.的灯丝断了
C.开关是断开的 D.短路
(4)下表是小明实验中测得的三组数据,指出表中明显错误的数据是1.5,造成错误的原因是电流表接0~0.6A的量程,却按0~3A的量程读数;
电流表的位置
A
B
C
电流I/A
0.3
0.3
1.5
(5)小明去掉错误数据,又多次实验后,得出串联电路电流规律:串联电路中,电流处处相等。
2.探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
小明在做“探究并联电路中电流的规律”的实验时,设计了图甲所示的电路,测量A、B、C三处的电流.
(1)根据图甲实验电路图,请用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整.(要求:电流表测图甲中A处的电流)
(2)连接好电路,闭合开关前,小明检查发现电流表指针指在零刻度线左侧,接下来他要对电流表进行的操作是调零.为了防止损坏电流表,在不能事先预估电流大小的情况下,应先用大量程进行试触,以正确选择电流表的量程.
(3)电路正确连接完成后,闭合开关S,观察到灯L1不发光,灯L2发光,且电流表有示数,则电路可能存在的故障是灯L1断路.
(4)排除故障后进行实验,测得电流表在A处的示数如图丙所示,为A,然后小明把电流表分别接人电路中的B、C两处测电流,并把电流表的示数记录在下表中.
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
0.1
0.16
0.26
(5)根据小明的实验数据可初步得出结论:在并联电路中,通过干路的电流与各支路电流的关系是IC=IA+IB(用IA、IB、IC表示).
(6)实验结束后,小明与同学们对实验过程进行讨论,有同学指出小明的实验次数太少,实验结论不具普遍性.
(7)小明与同桌小华进行讨论时,小华还得出了“并联电路各支路电流相等”的错误结论,你认为他得出该结论的主要原因是使用的灯泡规格相同(选填“相同”或“不同”).
(8)为了方便实验,小明借来其他小组的两个电流表,并将电流表同时接入电路中的A、B、C三处,测量三个位置的电流以验证探究结果,请分析这样改进的好处是不需要反复更换电流表的位置,实验操作更简便.
1.(多选)如图所示的电路,当开关S闭合时,下列说法正确的是( )
A.三个电流表的示数相等
B.若电流表的示数为3A,的示数可能为2A
C.电流表的示数等于通过灯泡的电流
D.电流表的示数等于通过灯泡和的电流之和
【答案】BD
【详解】ACD.由电路图可知,三灯泡并联,A1测干路电流,A2测通过L2、L3的电流,A3测通过L1、L2的电流。由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以A1表示数等于通过三个灯泡电流之和,A2表示数等于通过L2、L3的电流之和;A3表示数等于通过L1、L2的电流之和,所以三个电流表示数不相等,故AC错误,D正确;
B.如果三个灯泡规格相同,通过三个灯泡的电流都为1A,则电流表A1的示数为3A,A2的示数为2A,故B正确。
故选BD。
2.如图甲所示电路中,当开关闭合,、断开时,灯泡、的连接方式是 ;当开关、闭合,断开时,两灯泡均发光,电流表、的指针偏转情况均如图乙所示,则通过的电流为 A。
【答案】 串联 0.8
【详解】[1]当开关闭合,、断开时,电流路径只有一条,通过L1的电流必然通过L2,所以灯泡、的连接方式是串联。
[2]当开关、闭合,断开时,两灯泡并联,电流表测干路电流,电流表测支路电流,电流表、的指针偏转情况均如图乙所示,接的是大量程,接的是小量程。电流表、的指针偏转情况均如图乙所示,干路电流
的电流
根据并联电路电流规律,通过的电流
3.图甲所示的是“探究串联电路电流特点”的实验电路图。
(1)实验中,选择两个小灯泡的规格应该 (选填“相同”或“不相同”)。
(2)连接电路时电流表应先用 (选填“较大”或“较小”)量程试触。若在连接电路之前,看到图乙所示的情景,则发生此现象的原因是 。
(3)实验中某同学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.灯丝短路 D.小灯泡靠近负极
(4)如表是某组同学实验得到的数据。分析数据,可得出串联电路的电流规律:串联电路中的电流 。
电流表的位置
电流
0.3
0.3
0.3
电流
0.2
0.2
0.2
电流
0.4
0.4
0.4
(5)有一串小彩灯,由20个小彩灯串联而成,若知道通过第一个小彩灯的电流是,则通过第10个小彩灯的电流是 A。
【答案】(1)不相同
(2) 较大 电流表没有调零
(3)C
(4)都相等
(5)0.2
【详解】(1)实验中,为得出普遍性的结论,选择两个小灯泡的规格应该不相同。
(2)[1]为保护电路,在不知电流大小的情况下,电流表应先用较大量程试触。
[2]若在连接电路之前,看到如图乙所示的情景,指针没有正对零刻度线,则发生此现象的原因是电流表没有调零。
(3)串联电路只有一条路径,灯泡的灯丝断了,两灯都不发光,串联电路中只有一股电流且各处的电流都相等,灯的发光与否与靠近负极无关,不发光的灯短路,电路为通路,另一个灯发光。故选C。
(4)分析表中数据可得出,串联电路电流规律是:串联电路中的电流都相等。
(5)串联电路中的电流都相等,有一串小彩灯,由20个小彩灯串联而成,若知道通过第一个小彩灯的电流是0.2A,则通过第10个小彩灯的电流是0.2A。
4.小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(1)图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选填“A”“B”或“C”)处的电流;
(2)如图乙所示,电路闭合开关前,指针指在零刻度线左侧,产生该现象的原因是 。调整后再次闭合开关,发现只有灯泡发光,电流表有示数,原因可能是 ;
(3)请在图乙中移动一根导线,测量另外一处的电流。在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路。移动后电流表测量的是 (选填“A”“B”或“C”)处的电流;
(4)测出A、B、C三处的电流如表所示,由此得出初步结论: (只写表达式)。小梅指出:为了得出更普遍的规律,应当进行多次实验。操作方法是 。
位置
A
B
C
电流/A
0.30
0.24
0.54
【答案】(1)C
(2) 电流表没有调零 断路
(3)
(4) 换用不同规格的灯泡多次进行实验
【详解】(1)由图乙知,电流表测两灯的总电流,而两灯并联在电路中,所以测量的是干路的电流,即图甲中的C处的电流。
(2)[1]电路闭合开关前,电路未接通,电流表指针指在零刻度线左侧,说明电流表未调零。
[2]由于电路是并联,有灯泡发光,说明电路未发生短路,电流表有示数,且只有灯泡发光,则可能是灯泡L2发生断路。
(3)连接电流表正接线柱和灯泡L2左端接线柱的导线,将与电流表连接的一端改接到电流表的负接线柱上,则电流表与L1串联,测量L1支路的电流,即测量图甲中A处的电流,作图如下:
(4)[1]由表格数据知,A处与B处的电流之和等于C处的电流,即
[2]只进行一次实验,得出一组数据便总结结论,这样的结论具有偶然性,为了得到更普遍的规律,应更换不同规格的灯泡进行多次实验。
命题点1:摩擦起电及物质的导电性
【针对练习1】用带负电的橡胶棒靠近支架上吸管的右端,发现两者作用情况如图所示,则吸管( )
A.一定带正电 B.一定带负电
C.可能带正电 D.可能带负电
【答案】C
【详解】带电体除了吸引带有异种电荷的物体外,还可以吸引不带电的轻小物体,所以用带负电的橡胶棒靠近支架上吸管的右端,发现吸管向橡胶棒靠近,说明此吸管可能带正电,也可能不带电,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【针对练习2】如图所示,小朋友玩滑梯时,头发一根根竖了起来,出现了“怒发冲冠”的现象。下列说法正确的是( )
A.“怒发冲冠”现象的原因与验电器的工作原理相同
B.由于同名磁极相互排斥,导致小朋友头发竖了起来
C.小朋友从滑梯上下滑的过程中,电能转化为机械能
D.人的身体与滑梯摩擦时创造了电荷,导致身体带电
【答案】A
【详解】A.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,“怒发冲冠”是因为头发带同种电荷,同种电荷相互排斥,因此“怒发冲冠”,故A正确;
B.小朋友玩滑梯,人与滑梯发生摩擦,摩擦起电,是由于同种电荷相互排斥,导致小朋友头发竖了起来,故B错误;
C.小朋友从滑梯上下滑的过程中,重力势能转化为动能和内能,不是电能转化为机械能,故C错误;
D.摩擦起电的实质是电子的转移,人的身体与滑梯摩擦时电子转移,导致身体带电,摩擦起电不会创造电荷,故D错误。
故选A。
【针对练习3】关于导体和绝缘体,下列说法正确的是( )
A.绝缘体在任何条件下都不能变成导体
B.一般情况下,纯净水、石墨、大地都是导体
C.绝缘体不容易导电,是因为在绝缘体中没有电荷
D.金属容易导电,是因为金属内部有大量的自由电子
【答案】D
【详解】A.绝缘体在一定条件下可变成导体,如将玻璃加热到红炽状态时玻璃由绝缘体变成导体,故A错误;
B.一般情况下,石墨、大地都是导体,纯净水是绝缘体,故B错误;
C.绝缘体不容易导电,是因为在绝缘体中几乎没有可自由移动的电荷,故C错误;
D.金属容易导电,是因为金属内部有大量的自由电子,自由电子定向移动时形成电流,故D正确。
故选D。
【针对练习4】如图所示,甲、乙、丙三个轻质小球,甲吸引乙,甲排斥丙,如果丙带负电荷,则甲一定带 (选填“正”或“负”)电,乙可能带 (选填“正”或“负”)电或不带电。
【答案】 负 正
【详解】[1][2]由同种电荷相互排斥可知,甲、丙相互排斥,说明甲、丙一定带同种电荷,丙带负电荷,则甲一定带负电荷;由异种电荷相互吸引和带电物体会吸引轻小物体可知,甲、乙相互吸引,说明乙带正电或乙不带电。
【针对练习5】在“探究电荷的种类和相互作用规律”的实验中:
(1)如图所示,实验发现两根用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时会相互 ,两根用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近时会相互 ,而用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们之间会相互 ,由此得到初步结论:电荷间相互作用的规律是 。
(2)大量实验证明,自然界所有的带电体带的电荷或者与玻璃棒相同,或者与橡胶棒相同,所以自然界只有 种电荷。这种研究方法称为实验加推理,我们学过的 (填一实验名称)也运用了此研究方法。
【答案】(1) 排斥 排斥 吸引 同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引
(2) 两 探究真空能否传声实验
【详解】(1)[1][2][3][4]实验发现两根用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时会相互排斥,而丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们之间会相互吸引;原因是摩擦起电的实质是电子的转移。两根用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷都是同种电荷,被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷与被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是不同的,所以由此可得出的结论是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)[1]实验中把其它经过摩擦而带电的物体分别去靠近上面的玻璃棒和橡胶棒,发现若跟玻璃棒吸引的,就会跟橡胶棒排斥;而跟橡胶棒吸引的,就会跟玻璃棒排斥,由此可知:自然界中一种电荷与用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同,另一种与被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同,所以可以得出的结论是:自然界中电荷只有两种。
[2]探究真空能否传声的实验,也是运用实验加推理的方法得到实验结论的。
命题点2:电路作图及串并联电路的识别
【针对练习6】自2025年元月起,祁阳公交增开第12路公交车,城内公交网络覆盖更全。公交车的前、后门两侧扶手上各装有一个红色按钮,想要下车的乘客只要按下其中任何一个按钮,装在车内的电铃就会响起,以提醒司机停车。下列电路图选项,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】按下任何一个下车按钮时电铃都会发声,说明两个开关工作时互不影响,是并联的,然后再与电铃串联在电路中,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【针对练习7】如图是一个既能吹冷风又能吹热风的电吹风的简化电路示意图,图中A是吹风机,B是电热丝。将插头插入插座,下列说法正确的是( )
A.开关只控制吹风机
B.开关同时控制吹风机和电热丝
C.同时闭合开关,吹风机和电热丝是并联的
D.同时闭合开关,吹风机和电热丝是串联的
【答案】C
【详解】A.由图可知,开关在干路上,控制整个电路(包括吹风机A和电热丝B),并非只控制吹风机,故A错误;
B.开关与电热丝B串联,只控制电热丝B,不控制吹风机A,故B错误;
CD.同时闭合开关、时,电流从插头流入后,分成两条支路,一条支路经过吹风机A,另一条支路经过电热丝B,然后汇合回到插头,所以吹风机A和电热丝B是并联的,故C正确,故D错误。
故选C。
【针对练习8】为了引导市民文明出行,规范佩戴头盔,共享电动单车,某共享电动车研发组研发了如下开关。如图所示为某电动单车,使用前先摇晃车把检查电量,此时开关闭合,只有电量指示灯亮起;确认电量充足后扫码开锁,此时开关闭合,当骑行者拿出头盔并佩戴后,开关闭合,日间行车灯亮起,电动机M提示启动,日间行车的灯损毁不会影响共享电动车的电动机启动。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.由题意可得日间行车的灯损毁不会影响共享电动车的电动机启动,说明电动机与灯泡L2之间是并联结构,故A不符合题意;
B.使用共享电动力单车前先摇晃车把检查电量,此时开关闭合,只有电量指示灯亮起,这说明开关只控制指示灯;扫码开锁,此时开关闭合,当骑行者拿出头盔并佩戴后,开关闭合,日间行车灯亮起,同时电动机M提示启动,这说明和在一条路径上,共同控制日间行车灯和电动机M,而且日间行车灯和电动机M互不影响,是并联关系。故B符合题意;
C.由题意可得闭合开关S1,只有电量指示灯L1亮起;当闭合开关S1时,灯泡L1不亮,故C不符合题意;
D.分析电路可得,当闭合开关S1,灯L1亮起,符合题意;当闭合开关S3之后,电动机可以启动,此时未佩戴头盔,与题意不符;故D不符合题意。
故选B。
【针对练习9】在方框中画出实物图对应的电路图。
【答案】
【详解】分析实物图可得:两只灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测量灯泡L1电流,开关控制整个电路,如图:
【针对练习10】请你帮助小华同学完成下列作图:
(1)请根据图甲所示的实物电路,在图乙的虚线框内画出对应的电路图。
(2)为节约电能,在居民楼的楼道中,装有由声控开关和光控开关共同控制的楼道灯。夜晚,当有人走动发出声音时,电路接通,灯亮;经过一两分钟后,开关内部的延时装置就把电路断开,灯灭。白天,无论发出多大的声音,灯也不亮。请将图中的器材连成符合楼道灯要求的电路。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由图甲可知两灯泡并联,开关S1在干路,控制整个电路且靠近电源负极,开关S2在支路,控制L2,如图所示:
(2)由题意知,灯泡由两个开关同时控制,只有两个开关都接通时,灯泡才能发光。晚上光控开关闭合,只有发出声音时,声控开关闭合后,灯泡才能发光,白天由于光控开关始终断开,灯泡始终不亮,所以应将这两个开关串联起来控制灯泡,如图所示:
命题点3:串并联电路中电流的规律
【针对练习11】如图所示的电路,闭合开关后,灯比灯亮,下列关于A、B、C三处电流的大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由图知,两只灯泡组成的电路只有一个路径,所以是串联;在串联电路中,电流处处相等,因此A、B、C三个位置的电流IA、IB、IC的大小关系是IA=IB=IC
故C正确,ABD错误。
故选C。
【针对练习12】(多选)如图甲所示电路,闭合开关后,两个灯泡都能发光,图乙为电流表指针的位置,电流表示数是0.6A,下列分析正确的是( )
A.灯泡和并联 B.电流表的示数是0.3A
C.通过灯的电流为0.6A D.通过灯的电流为0.9A
【答案】ACD
【详解】A.由图甲可知:电流从电源正极流出,经开关S后分为两条支路,一条经灯泡L1;另一条经灯泡L2和电流表A2;两条支路的电流汇合后,经电流表A1回到电源负极。因此灯泡L1与L2并联;电流表A2测 L2支路的电流;电流表A1测干路电流。故A正确;
BCD.并联电路中,干路电流大于任一支路电流。已知A2示数为0.6A,即L2的电流为0.6A,因此A1的示数应大于0.6A。A1为的量程,分度值为0.1A,示数为1.5A。结合并联电路电流规律, L1支路的电流
故B错误,CD正确。
故选ACD。
【针对练习13】如图所示,闭合开关,电流表、和的示数分别为0.3A、0.5A和1A,那么通过的电流为 A,通过的电流为 A,通过的电流为 A。
【答案】 0.5 0.2 0.3
【详解】[1]由电路图可知,三个灯泡并联,电流表A3测干路电流,电流表A2测流过灯L2与L3的电流之和,电流表A1测流过灯L3的电流;根据并联电路电流规律可知,通过灯L1的电流
[2]通过灯L2的电流
[3]电流表A1测流过灯L3的电流,故通过灯L3的电流
【针对练习14】如图甲所示的电路,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,的示数如图丙所示,则通过小灯泡的电流为 A。若小灯泡被烧坏,则电流表的示数为 A。
【答案】 1 0.5
【详解】[1]由图甲可知,L1和L2并联,电流表A1测量通过L1的电流,电流表A2 测量干路电流。对比图乙和图丙,图乙中电流表指针偏转幅度大于图丙,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流大于任一支路中的电流,则电流表 A1 的量程为 0~0.6A,分度值为 0.02A,示数为 0.5A。电流表 A2 的量程为 0~3A,分度值为 0.1A,示数为 1.5A。通过 L2 的电流I2=I干−I1=1.5A−0.5A=1A
[2] L2 被烧坏,相当于该支路断开,电流无法通过 L2。此时,电路变为只有 L1 的简单电路。电流表 A2测通过L1的电流,由于并联电路各支路工作互不影响,则通过 L1 的电流仍为 0.5A,即电流表的示数为0.5A。
【针对练习15】2024年1月9日15时03分,我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭,成功将爱因斯坦探针科学卫星发射升空,发射任务获得圆满成功。如图是航天迷小明制作的火箭点火电路,使用时应先闭合定时开关,使点火器处于 状态,再闭合开关,进入定时状态;当定时开关断开时,点火器有电流通过进行点火,此时通过指示灯的电流 (选填“大于”“等于”或“小于”)通过点火器的电流。
【答案】 短路 等于
【详解】[1]据图可知,定时开关与点火器并联,定时开关相当于导线,当闭合定时开关时,点火器处于短路状态。
[2]当定时开关断开时,电路为指示灯和点火器串联,根据串联电流规律可知,通过指示灯的电流等于通过点火器的电流。
命题点4:实验探究串并联电路的电流规律
【针对练习20】小红在探究“串联电路的电流规律”时,连接了如图所示的电路,已知电路中电流小于0.6A.回答下列问题:
(1)实验过程中,禁止不经过用电器,直接用导线连接电源的正负极,那样会造成电源 (选填“通路”“断路”或“短路”),电路中 很大,会损坏电源。所以图中实物连接应该去掉 (填序号)导线;
(2)改正上述错误以后,图中还有一处连接有错误,该错误会产生的现象:闭合开关后,电流表指针 (选填“向左”或“向右”)偏转;
(3)实验中,所用的两个小灯泡的规格应该 (选填“相同”或“不相同”);
(4)小红操作正确,得到如表所示的数据。根据前两次的实验数据,在接下来的第三次实验中,若通过灯的电流为0.14A,你可以猜测电路中的电流为 A。
接法
灯电流
灯电流
总电流
串联
0.12
0.12
0.12
串联
0.18
0.18
0.18
【答案】(1) 短路 电流 f
(2)向左
(3)不相同
(4)0.14
【详解】(1)[1]不经过用电器,直接用导线连接电源的正负极,此时电流不经过任何用电器,直接形成回路,这种情况会造成电源短路。
[2]电源短路时,电路中的电阻极小,根据欧姆定律,在电源电压一定的情况下,电阻R极小,会导致电路中电流很大,从而损坏电源。
[3]图中导线f直接连接了电源两极,所以应去掉f导线。
(2)电流表使用时,电流要从正接线柱流入,负接线柱流出。图中电流表正负接线柱接反了,闭合开关后,电流表指针会向左偏转。
(3)为了使实验结论具有普遍性,避免实验结果的偶然性,实验中,所用的两个小灯泡的规格应该不相同。
(4)根据串联电路的电流特点:串联电路中各处的电流都相等。所以在串联电路中,若通过灯L1的电流为 0.14A ,则电路中的电流为 0.14A 。
【针对练习17】小明用如图所示的电路“探究串联电路的电流特点”,图甲为电路图,图乙为实物图,用同一个电流表分别接在A、B、C三处去测量电流。
(1)连接实物电路时,开关应处于 状态;
(2)第1次实验时,小明依次测量A、B和C三处的电流,并记录在表中,C点的电流表示数如图丙所示,为 A;
(3)换用不同电池完成测量后,记录数据如表所示,分析数据可得:串联电路中电流 ;
实验序号
电流表的位置
A
B
C
1
电流I/A
0.32
0.32
2
电流I/A
0.26
0.26
0.26
3
电流I/A
0.20
0.20
0.20
(4)为使结论更具备普遍性,下一步最好选择与原来规格 (选填“相同”或“不相同”)的灯泡进行实验。这种从个别事实(多次实验)推理出普遍性规律的思维方法叫 法;(选填“归纳”、“类比”或“控制变量”)
(5)实验后,小明猜想灯泡靠近电源正极的远近可能会影响灯泡亮度。为了验证这个猜想,以下方案可行的是______(填字母序号)。
A.开关与电流表位置互换
B.两灯泡位置互换
【答案】(1)断开
(2)0.32
(3)处处相等
(4) 不相同 归纳
(5)B
【详解】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(2)丙图中电流表选择的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.32A。
(3)根据表格数据可知,每组数据中各处电流大小是相等的,由此可得串联电路电流是处处相等。
(4)[1]为使结论更具备普遍性,应换用不同规格的灯泡进行多次实验,避免实验结论的偶然性,所以下一步最好选择与原来规格不相同的灯泡进行实验。
[2]通过各组数据归纳得出,串联电路中的电流规律,采用了归纳法。
(5)要验证灯泡靠近电源正极的远近是否会影响灯泡亮度,应保持其他条件不变,只改变灯泡与电源正极的相对位置。两灯泡位置互换,就可以改变灯泡靠近电源正极的远近,同时保持电路中电流等其他因素不变,能验证猜想;而开关与电流表位置互换,不能改变灯泡靠近电源正极的远近,无法验证猜想,故选B。
【针对练习18】小余和小乐为了探究并联电路的电流特点,设计了如图Ⅰ所示的电路进行实验。
(1)小乐试触时发现电流表的指针向着零刻度线的左侧偏转,如图Ⅱ所示,你认为原因可能是 。
(2)排除故障后,他们把电流表依次接入电路中的、、三处,通过改变电源电压完成第一、二次实验数据的测量,并将实验数据填入下表。
处的电流
处的电流
处的电流
第一次测量
0.16
1.2
0.4
第二次测量
0.32
0.48
0.8
第三次测量
①上面设计的表格中存在的不足之处是 。
②上述表格所记录的数据中,明显错误的数据是 ,造成错误的原因可能是 。
(3)在测量第三次实验数据时,他们通过更换支路中的灯泡(规格不同),测出了两支路和干路上的电流分别为、、,对应的电流表的示数分别如图Ⅲ甲、乙、丙所示,可读出:, A, A。根据此次测量结果,在误差允许范围内,你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是 (写出关系式即可)。
【答案】(1)电流表的正、负接线柱接反了
(2) 电流数据没有单位 1.2 读数时,将电流表的量程看错了
(3) 0.52 1
【详解】(1)试触时电流表指针向零刻度线左侧偏转的原因是电流表的正负接线柱接反。
(2)[1]表格中缺少电流的单位。规范的数据表格应明确标注单位。
[2][3]实验中通过改变电源电压完成的两次测量,由第二次的A、C两处的电流比第一次大可得,B处第二次的电流也比第一次大,则错误的数据为第一次B处的电流。根据并联电路干路电流应等于各支路电流之和,即 IC=IA+IB
第一次测量中 IA=0.16A,IC=0.4A,则IB应为0.4A-0.16A=0.24A
而记录数据为1.2A,是0.24A的五倍,则错误的可能原因是误将 0~0.6A 量程读成 0~3A 量程。
(3)[1]图乙中电流表量程为0~0.6A,分度值0.02A,指针在 0.52A 处,则IB=0.52A。
[2]图丙中电流表量程为 0~3A,分度值0.1A,指针在 1A 处,则IC=1A。
[3]分析测量数据可得IC≈IA+IB=0.5A+0.52A=1.02A
在误差允许范围内,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即IC=IA+IB。
【针对练习19】小明、小亮两位同学在探究并联电路中电流的规律时,看到实验桌上的器材有学生电源一个、开关一个、小灯泡两个、导线若干。
(1)他们交流后决定:由小明向老师报告,要求增加元件 ;
(2)小明探究并联电路中的电流规律时,刚接好最后一根导线,灯泡立即发光了,由此可知在连接电路时,他忘了 ;
(3)小明、小亮用相同的器材分别完成实验后,小明发现自己所测的电流值比小亮测得的大,于是他断开开关又仔细观察自己使用的电流表,发现电流表示数为0.04A,这时他意识到使用电流表之前还必须 ;
(4)小明解决了以上问题后,将电流表分别接入图甲所示电路中A、B、C三点处。电流表接入C点处时,闭合开关,电流表示数如图乙所示,请帮他把数据填在表格中;
A点处电流
B点处电流
C点处电流
0.3
0.2
(5)小明根据数据得出并联电路中电流的规律:并联电路中干路电流等于各支路电流之和。请你指出小明实验中的不足之处: 。
【答案】(1)电流表
(2)断开开关
(3)将电流表指针调零
(4)0.5
(5)见解析
【详解】(1)探究并联电路中电流的规律的实验,需要电源、开关、两个小灯泡、导线,电流表等器材,则小明应向老师要求增加电流表。
(2)刚接好最后一根导线,灯泡立即发光了,说明在连接电路时开关没有断开。
(3)断开开关后电流表没有电流通过,电流表还有0.04A的示数,说明在实验之前没有对电流表调零,即使用前应对电流表调零,使指针指在零刻度线上。
(4)由图乙可知,电流表所选测量范围为0~0.6A,分度值为0.02A,则示数为0.5A。
(5)由表中数据可知,小明只做一次实验,由此实验数据得出的结论具有偶然性,则实验中的不足之处为实验次数太少,不具有普遍性。
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