三、电流和电流表(举一反三讲义)物理苏科版2024九年级上册
2025-10-30
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内容正文:
三、电流和电流表
目录
【学习目标】 1
【思维导图】 2
【知识梳理】 2
知识点1:电流的形成与方向 2
知识点2:电流的符号和单位 4
知识点3:电流的测量 5
【方法技巧】 7
方法技巧1 判断电流表测量的对象 7
【巩固训练】 8
【学习目标】
1.知道电流的物理意义,记住电流单位(安培,符号 A)及常用单位换算(1A=1000mA)。
2.认识电流表的表盘结构,能根据量程正确读数(如 0-0.6A 量程分度值 0.02A,0-3A 量程分度值 0.1A)。
3.掌握电流表的正确使用规则(如串联接入电路、电流从正接线柱进负接线柱出、不直接接电源两极)。
重点:
1.能规范使用电流表测量电路中的电流。
2.学会根据电流表指针位置准确读数。
3.知道串联电路中电流处处相等的规律,并能通过实验验证。
难点:
1.理解 “电流表必须串联在电路中” 的原因。
2.连接电路时,避免电流表正负接线柱接反。
3.测量不同电路电流时,正确选择量程(避免量程过小指针超偏,或量程过大读数误差大)。
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:电流的形成与方向
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
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。
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。
3、电流的大小
(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)公式:电流用符号“I”表示,若“Q”表示电荷量,“t”表示时间,则,公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s);
【典例1】关于电流的概念,下列说法中正确的是( )
A.电流表示电荷移动的快慢
B.每秒通过导体某一横截面的电荷越多,电流越大
C.通过导体横截面的电荷量越多,则导体中的电流就越大
D.通电时间越长,则导体中的电流就越小
【典例2】将导体接入电路中,闭合开关,导体中的自由电荷定向移动形成电流,这就像水管中的水需要水压才能流动一样,导体中的自由电荷需要电源提供的电压才能做定向移动。如图所示,当阀门打开时,容器甲、乙和水管AB构成了一个 ,由于甲、乙容器中的水面高度不同,从而使水轮机两侧的 不同,产生水压差,水管中就形成从 的水流(选填“A→B”或“B→A”)。
【变式1】如图所示,在水泵和水轮机的作用下形成的“水流”相当于电路中的( )
A.电源 B.电流 C.电压 D.导线
【变式2】比值定义法是物理学常用的方法之一,如速度概念就是用路程与时间的比值定义的。在比较电流强弱时,我们可以同样采用比值定义,可以把通过导体横截面积的电量(Q)与时间(T)比值定义电流强度,即I,国际单位制中,电量的单位库仑(C),时间的单位秒(s),=1A,已知通过一灯泡的电流0.2A,则0.2A表达的物理意义是 。
【变式3】法国物理学家 被称为电学中的牛顿,为了纪念这位物理学家,人们用他的名字命名为电流的单位,规定正电荷 的方向为电流方向。
知识点2:电流的符号和单位
1、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。
2、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。
3、一些常见的电流值
计算器中电源的电流
约100μA
半导体收音机电源的电流
约50mA
手电筒中的电流
约200mA
家庭节能灯中的电流
约0.1A
家用电视机的电流
约0.5A
家用电冰箱的电流
约1A
家用空调器的电流约
约5A
雷电电流
可达2×105A
【例3】以下单位中,电流的单位是( )
A.安培 B.库仑 C.瓦特 D.焦耳
【例4】华为Mate80系列手机预计将于今年11月正式发布并上市,如图所示,该手机内置6000mAh大容量电池,支持无线快充。其中的mA·h是物理量的 单位;若手机待机时的电流约为6mA,则该充满电的电池待机时间是 h。
【变式1】下列物理量最接近实际的是( )
A.家用冰箱的电流约0.2A B.家用空调的电流约5A
C.人体正常体温37.5℃ D.一盏日光灯的电流约2A
【变式2】家里的电视、电冰箱等家用电器的连接方式是 的(填“串联”或“并联”);电流方向规定为: 定向移动的方向,与金属导体中自由电子定向移动的方向 (选填“相同”或“相反”);电子手表中的电流约为,合 。
知识点3:电流的测量
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;电流表种类有
(1)直入式:直接串联在一次电路中,这种适用于直流电路和小电流交流电路中。
(2)和电流互感器配合使用:这种是把电流互感器串接在一次回路,通过一定的变比感应出一次电流,这种适用于大电流交流回路及高压回路。
(3)万用表:万用表测试电流,比较麻烦,不仅要把电路断开把表针串在回路中,而且万用表的量程有限,适用于直流回路和小电流交流回路。
(4)钳型表:这种表比较实用,不需要断开电路,直接可以卡在线路上测量电流.但这种不适合高压线路。
2、电流表的使用规则
使用规则
违反使用规则的后果
要使电流表串联在被测电路中
如果跟被测电路并联会造成短路,轻则会使被测电路中的用电器不工作,重则烧坏电流表和电源,此时电流表示数不等于通过用电器的电流
要让电流从电流表“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
如果“+”“一”接线柱接反,则电流表的指针反向偏转,不仅测不出电路,指针还会被打弯,损坏电流表
被测电流不能超过电流表的量程
如果被测电流超过电流表的量程,则指针偏转的角度过大,指针会被打弯,甚至会烧坏电流表
绝对不能把电流表不经过其他用电器直接接在电源的两极上
电流表可以看做一根导线,若把电流表直接连接到电源的两极上,会造成短路,烧坏电流表,甚至有可能烧坏电源
3、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。
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。
【典例5】图中的电流表的读数应是( )
A.0.26安 B.0.31安 C.0.32安 D.1.6安
【典例6】小李用电流表先后两次测量如图甲所示电路中通过灯泡的电流,电流表指针的位置分别如图乙、丙所示。两次测量时指针的位置不同,原因可能是 。电路中的电流应以图 (选填“乙”或“丙”)的读数为准,电流的大小为 A。
【变式1】实验中用电流表的“0~0.6A”测量范围,但这一测量范围的刻度值不够清楚。某次测量中,从“”测量范围的刻度盘上发现指针正好指在的刻度线上,则实际电流大小为( )
A. B. C. D.
【变式2】如图甲所示的电路图,和是 连接的。开关闭合时,表的示数如图乙,其读数是 A。
【变式3】如甲所示电路,当开关S闭合后,电流表的指针偏转如图乙所示,其中a电流表测量的是通过 (选填“电源”“”或“”)的电流,b电流表的示数应为 A,通过的电流是 A。
【方法技巧】
方法技巧1 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。
【巩固训练】
1.下列几种家用电器正常工作时,电流接近1A的是( )
A.空调 B.节能灯 C.电冰箱 D.计算器
2.如图所示,用电流表测量通过小风扇的电流时,估计电流约为0.8A,那么A、B导线应分别连接电流表的( )
A.“0.6”和“-”接线柱 B.“3”和“0.6”接线柱
C.“-”和“3”接线柱 D.“3”和“-”接线柱
3.下列数据中与实际相符的是( )
A.巴南区夏季的平均气温为16℃
B.手机的电流约为60mA
C.某汽车发动机的效率可达120%
D.干泥土的比热容约为8.4×103J/(kg·℃)
4.子尧同学在使用电流表测电流实验时,如图所示当开关、都闭合时( )
A.电流表测量干路中的电流 B.通过灯泡与的电流相等
C.电流表测通过灯泡的电流 D.电流表测通过灯泡的电流
5.用电源、开关、电流表、灯泡组成图中4个不同的电路。开关闭合后,电流表A1能直接测量通过灯泡L1电流的是( )
A. B. C. D.
6.用丝绸摩擦过的验电器A带正电,验电器B不带电,将两者用带有绝缘手柄的金属棒连接瞬间( )
A.A中的正电荷通过金属棒流向B,A金属箔张角减小
B.B中的自由电子通过金属棒流向A,B金属箔张角增大
C.金属棒中电流方向从B到A,两验电器最终带异种电荷
D.B金属箔张角增大是因为同种电荷相互排斥,且都带上负电荷
7.如图所示的电路中,三只灯泡规格相同,电源为2节新的干电池,下列说法正确的是( )
A.只闭合时,只有发光,电流表的示数比的小
B.只闭合、时,和并联,电流表的示数比的大
C.只闭合、时,和串联,电流表的示数与的一样大
D.同时闭合、、时,、和串联,电流表的示数与的一样大
8.如图所示,若开关闭合后,灯、均不亮,小明同学用电流表检查电路故障,当他将电流表接在灯两端时,两灯都不亮,将电流表连接在灯两端时,灯亮而灯不亮。由此可以判断( )
A.灯短路 B.灯短路 C.灯开路 D.灯开路
9.如下图所示,是小敏同学在某次实验探究中连接的电路。开关S2控制的是灯 ,电流表测量的是 的电流。(均选填“L1”、“L2”、“L1和L2”)
10.当闭合开关时,手电筒中灯泡正常发光。此时,电子在手电筒导线中的运动情况与下图 (选填“甲”或“乙”)相符,理由是 ,此图中电流的方向是向 (选填“左”或“右”)。
11.如图所示是农民喷洒农药的场景,用静电喷嘴让农药水珠带上正电,利用 (填电荷间的相互作用),带电的农药水珠会更快速均匀地喷洒在农作物上,从而可以减少药液损失,也降低了对环境的污染。农药水珠与农作物刚接触的瞬间,电子移动的方向是 (选填“从农药水珠流向农作物”或“从农作物流向农药水珠”)。
12.如图所示是由一个小灯泡、一个发光二极管(LED)、两节干电池、一个开关和若干导线组成的电路。闭合开关,小灯泡和LED发光,此时导线中电荷定向移动的方向为 (选填“从A到B”或“从B到A”)。如果将电源两极的接线对调,闭合开关后,LED和小灯泡都不亮,这是因为发光二极管具有 。
13.如图所示电路中:
(1)若使L1、L2串联,则应闭合 ,断开 ;
(2)若使L1、L2并联,则应闭合 ,断开 ;
(3)如果只闭合S1而断开S2、S3,则灯 亮;如果只闭合S2而断开S1、S3,则灯 亮;
(4)同时闭合开关 和 是不允许的。
14.如图所示,把摩擦后带负电的橡胶棒A与验电器的金属球接触后,两个金属箔片B立即张开。这一过程形成了电流方向 (填“由A到B”或“由B到A”),而两个金属箔片的张开是由于同种电荷互相 。
15.根据如图所示的电路图,用笔画线代替导线,在图中再添2根导线,将实物电路连接完整(要求导线不能交叉)。
16.(1)请用笔画线代替导线将甲图所示的电路连接完整。要求:两灯并联,开关S同时控制两盏电灯,电流表测量干路电流,导线不能交叉。
(2)请在右边实线框中画出乙图实物图所对应的电路图。
17.如图所示的器材,两灯并联,电流表只测L1的电流,开关控制两盏灯。
(1)请添加两条导线将电路补充完整;
(2)在方框内画出电路图。
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三、电流和电流表
目录
【学习目标】 1
【思维导图】 2
【知识梳理】 2
知识点1:电流的形成与方向 2
知识点2:电流的符号和单位 5
知识点3:电流的测量 7
【方法技巧】 10
方法技巧1 判断电流表测量的对象 10
【巩固训练】 10
【学习目标】
1.知道电流的物理意义,记住电流单位(安培,符号 A)及常用单位换算(1A=1000mA)。
2.认识电流表的表盘结构,能根据量程正确读数(如 0-0.6A 量程分度值 0.02A,0-3A 量程分度值 0.1A)。
3.掌握电流表的正确使用规则(如串联接入电路、电流从正接线柱进负接线柱出、不直接接电源两极)。
重点:
1.能规范使用电流表测量电路中的电流。
2.学会根据电流表指针位置准确读数。
3.知道串联电路中电流处处相等的规律,并能通过实验验证。
难点:
1.理解 “电流表必须串联在电路中” 的原因。
2.连接电路时,避免电流表正负接线柱接反。
3.测量不同电路电流时,正确选择量程(避免量程过小指针超偏,或量程过大读数误差大)。
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:电流的形成与方向
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
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。
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。
3、电流的大小
(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)公式:电流用符号“I”表示,若“Q”表示电荷量,“t”表示时间,则,公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s);
【典例1】关于电流的概念,下列说法中正确的是( )
A.电流表示电荷移动的快慢
B.每秒通过导体某一横截面的电荷越多,电流越大
C.通过导体横截面的电荷量越多,则导体中的电流就越大
D.通电时间越长,则导体中的电流就越小
【答案】B
【详解】A.电流是表示电流强弱的物理量,指单位时间内通过导体横截面的电荷量,而电荷移动的快慢是指电荷定向移动的速率,二者是不同的物理量。故A错误;
BCD.电流强弱是由电荷多少与电荷通过某横截面的时间共同决定的。只有在时间相同时,才能通过比较电荷的多少比较电流强弱。相同时间内通过导体横截面的电荷越多,电流越强,电流越大。故B正确,CD错误。
故选B。
【典例2】将导体接入电路中,闭合开关,导体中的自由电荷定向移动形成电流,这就像水管中的水需要水压才能流动一样,导体中的自由电荷需要电源提供的电压才能做定向移动。如图所示,当阀门打开时,容器甲、乙和水管AB构成了一个 ,由于甲、乙容器中的水面高度不同,从而使水轮机两侧的 不同,产生水压差,水管中就形成从 的水流(选填“A→B”或“B→A”)。
【答案】 连通器 液体压强 A→B
【详解】[1]当阀门打开时,容器甲、乙上端开口,通过水管AB底部连通,构成了一个连通器。
[2][3]由图得,甲容器水面高度大于乙容器中水面高度,使水轮机两侧的压强不同,A管液体产生的压强大于B管液体产生的压强,则A管液体产生的压力大于B管液体产生的压力,因此水管中就形成从A→B的水流。
【变式1】如图所示,在水泵和水轮机的作用下形成的“水流”相当于电路中的( )
A.电源 B.电流 C.电压 D.导线
【答案】B
【详解】如图所示,水泵相当于电路中的电源,为水路中提供动力,水轮机相当于电路中的用电器,是由水流来推动的,阀门相当于电路中的开关,可控制水路的通断,水流相当于电流,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式2】比值定义法是物理学常用的方法之一,如速度概念就是用路程与时间的比值定义的。在比较电流强弱时,我们可以同样采用比值定义,可以把通过导体横截面积的电量(Q)与时间(T)比值定义电流强度,即I,国际单位制中,电量的单位库仑(C),时间的单位秒(s),=1A,已知通过一灯泡的电流0.2A,则0.2A表达的物理意义是 。
【答案】每秒通过导体横截面的电量是0.2库仑
【详解】根据题意可知,流经灯泡的电流0.2A表达的物理意义是每秒通过小灯泡横截面的电量是0.2库仑。
【变式3】法国物理学家 被称为电学中的牛顿,为了纪念这位物理学家,人们用他的名字命名为电流的单位,规定正电荷 的方向为电流方向。
【答案】 安培 定向移动
【详解】[1]法国物理学家安培在电磁学的发展中起到了奠基性作用,因此他被称为“电学中的牛顿”。
[2]物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向,在金属导体中实际移动的是自由电子(负电荷),与电流方向相反。
知识点2:电流的符号和单位
1、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。
2、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。
3、一些常见的电流值
计算器中电源的电流
约100μA
半导体收音机电源的电流
约50mA
手电筒中的电流
约200mA
家庭节能灯中的电流
约0.1A
家用电视机的电流
约0.5A
家用电冰箱的电流
约1A
家用空调器的电流约
约5A
雷电电流
可达2×105A
【例3】以下单位中,电流的单位是( )
A.安培 B.库仑
C.瓦特 D.焦耳
【答案】A
【详解】A.电流的单位是安培,简称安,单位符号为A,故A符合题意;
B.电量的单位是库伦,简称库,单位符号为C,故B不符合题意;
C.功率的单位是瓦特,简称瓦,单位符号为W,故C不符合题意;
D.功和能的单位是焦耳,简称焦,单位符号为J,故D不符合题意。
故选A。
【例4】华为Mate80系列手机预计将于今年11月正式发布并上市,如图所示,该手机内置6000mAh大容量电池,支持无线快充。其中的mA·h是物理量的 单位;若手机待机时的电流约为6mA,则该充满电的电池待机时间是 h。
【答案】 电荷量 1000
【详解】[1]mA为电流单位,h为时间单位,由可知,为电荷量的单位。
[2]由可得,这种充满电的锂离子电池可供手机连续使用的时间
【变式1】下列物理量最接近实际的是( )
A.家用冰箱的电流约0.2A B.家用空调的电流约5A
C.人体正常体温37.5℃ D.一盏日光灯的电流约2A
【答案】B
【详解】A.家用冰箱的电流约0.1A,故A不符合题意;
B.家用电器中,空调的电流较大,约为5A,故B符合题意;
C.人体正常体温约为37℃,37.5℃属于低烧范围,故C不符合题意;
D.一盏日光灯的电流约0.18A~0.2A,远小于2A,故D不符合题意。
故选B。
【变式2】家里的电视、电冰箱等家用电器的连接方式是 的(填“串联”或“并联”);电流方向规定为: 定向移动的方向,与金属导体中自由电子定向移动的方向 (选填“相同”或“相反”);电子手表中的电流约为,合 。
【答案】 并联 正电荷 相反 1.5
【详解】[1]家庭电路中各用电器需要独立工作,互不影响,因此电视与电冰箱的连接方式为并联。
[2][3]电流方向的规定,以正电荷定向移动的方向为电流的方向。金属导体中自由电子带负电,其定向移动方向与电流方向相反。
[4]电流单位换算
知识点3:电流的测量
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;电流表种类有
(1)直入式:直接串联在一次电路中,这种适用于直流电路和小电流交流电路中。
(2)和电流互感器配合使用:这种是把电流互感器串接在一次回路,通过一定的变比感应出一次电流,这种适用于大电流交流回路及高压回路。
(3)万用表:万用表测试电流,比较麻烦,不仅要把电路断开把表针串在回路中,而且万用表的量程有限,适用于直流回路和小电流交流回路。
(4)钳型表:这种表比较实用,不需要断开电路,直接可以卡在线路上测量电流.但这种不适合高压线路。
2、电流表的使用规则
使用规则
违反使用规则的后果
要使电流表串联在被测电路中
如果跟被测电路并联会造成短路,轻则会使被测电路中的用电器不工作,重则烧坏电流表和电源,此时电流表示数不等于通过用电器的电流
要让电流从电流表“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
如果“+”“一”接线柱接反,则电流表的指针反向偏转,不仅测不出电路,指针还会被打弯,损坏电流表
被测电流不能超过电流表的量程
如果被测电流超过电流表的量程,则指针偏转的角度过大,指针会被打弯,甚至会烧坏电流表
绝对不能把电流表不经过其他用电器直接接在电源的两极上
电流表可以看做一根导线,若把电流表直接连接到电源的两极上,会造成短路,烧坏电流表,甚至有可能烧坏电源
3、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。
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。
【典例5】图中的电流表的读数应是( )
A.0.26安 B.0.31安 C.0.32安 D.1.6安
【答案】D
【详解】如图所示,电流表连接的测量范围是0~3A,分度值为0.1A,指针指在1A后第6小格处,故其读数为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【典例6】小李用电流表先后两次测量如图甲所示电路中通过灯泡的电流,电流表指针的位置分别如图乙、丙所示。两次测量时指针的位置不同,原因可能是 。电路中的电流应以图 (选填“乙”或“丙”)的读数为准,电流的大小为 A。
【答案】 选用的量程不同 乙 0.48
【详解】[1]电流表有0~0.6A(小量程)和0~3A(大量程),两次测量指针位置不同,是因为选用的量程不同。
[2][3]小量程测量更精确,图乙指针符合小量程读数特点,小量程分度值为0.02A,图乙读数为0.48A,故电路中的电流应以图乙为准,大小为0.48A。
【变式1】实验中用电流表的“0~0.6A”测量范围,但这一测量范围的刻度值不够清楚。某次测量中,从“”测量范围的刻度盘上发现指针正好指在的刻度线上,则实际电流大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】电流表的0~3A的量程的分度值为0.1A,0~0.6A的量程的分度值为0.02A,所以从0~0.6A量程的刻度盘上读数是从0~3A量程的刻度盘读数的。则实际电流为
【变式2】如图甲所示的电路图,和是 连接的。开关闭合时,表的示数如图乙,其读数是 A。
【答案】 并联 0.5
【详解】[1]因为两个灯泡并列连接,因此两灯泡并联。
[2]由图乙可知,电流表连接的是小量程,分度值为0.02A,因此电流表的读数为0.5A。
【变式3】如甲所示电路,当开关S闭合后,电流表的指针偏转如图乙所示,其中a电流表测量的是通过 (选填“电源”“”或“”)的电流,b电流表的示数应为 A,通过的电流是 A。
【答案】 L1 1.2 0.9
【详解】[1]由电路图可知,两灯泡并联,电流表a测L1支路的电流,电流表b测干路电流,即L1和L2的总电流。
[2][3]因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且b电流表指针的偏转角小于a电流表指针的偏转角,所以a电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,即I1=0.3A。b电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1.2A,即L1和L2的总电流是I=1.2A。则灯L2的电流为
I2=I-I1=1.2A-0.3A=0.9A
【方法技巧】
方法技巧1 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。
【巩固训练】
1.下列几种家用电器正常工作时,电流接近1A的是( )
A.空调 B.节能灯 C.电冰箱 D.计算器
【答案】C
【详解】A.空调的电流接近5A,故A不符合题意;
B.节能灯的电流接近0.1A,故B不符合题意;
C.电冰箱的电流接近1A,故C符合题意;
D.计算器的电流接近0.01A,故D不符合题意。
故选C。
2.如图所示,用电流表测量通过小风扇的电流时,估计电流约为0.8A,那么A、B导线应分别连接电流表的( )
A.“0.6”和“-”接线柱 B.“3”和“0.6”接线柱
C.“-”和“3”接线柱 D.“3”和“-”接线柱
【答案】D
【详解】用电流表测小风扇的电流,估计电流大约是0.8A,则电流表应选0~3A量程,电流应从电流表正接线柱流入,负接线柱流出,由图示电路图可知,A导线应接“3”接线柱,B导线应接“-”接线柱,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.下列数据中与实际相符的是( )
A.巴南区夏季的平均气温为16℃
B.手机的电流约为60mA
C.某汽车发动机的效率可达120%
D.干泥土的比热容约为8.4×103J/(kg·℃)
【答案】B
【详解】A.巴南区位于重庆市,属于亚热带季风气候,夏季炎热。其夏季平均气温远高于16℃,通常在25℃–30℃之间,16℃更接近当地春秋季的气温。故A不符合题意;
B.手机在正常使用(如通话、浏览网页)时,工作电流通常在几十毫安到一百多毫安之间,60mA 属于该合理范围,故B符合题意;
C.热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值。由于存在散热、克服摩擦等能量损失,任何热机的效率都不可能超过 100%,120% 违背了能量守恒定律。故C错误;
D.干泥土的比热容约为,故D不符合题意。
故选B。
4.子尧同学在使用电流表测电流实验时,如图所示当开关、都闭合时( )
A.电流表测量干路中的电流 B.通过灯泡与的电流相等
C.电流表测通过灯泡的电流 D.电流表测通过灯泡的电流
【答案】VC
【详解】由电路图可知,当开关S1、S2都闭合时,灯泡L1与L2并联,电流表与L1串联,所以电流表测通过灯泡L1的电流。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选 C。
5.用电源、开关、电流表、灯泡组成图中4个不同的电路。开关闭合后,电流表A1能直接测量通过灯泡L1电流的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由电路图可知,C、D两图中电流表A1的正负接线柱接反了,不能测量电流值;B图中电流表A1与L1并联,不符合电流表应与被测电路串联的使用规则,不能测量L1的电流值;A图中两灯并联,电流表A1与L1串联,且正负接线柱连接正确,能直接测量L1的电流值,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.用丝绸摩擦过的验电器A带正电,验电器B不带电,将两者用带有绝缘手柄的金属棒连接瞬间( )
A.A中的正电荷通过金属棒流向B,A金属箔张角减小
B.B中的自由电子通过金属棒流向A,B金属箔张角增大
C.金属棒中电流方向从B到A,两验电器最终带异种电荷
D.B金属箔张角增大是因为同种电荷相互排斥,且都带上负电荷
【答案】B
【详解】A.用丝绸摩擦过的验电器A带正电,说明验电器A失去电子。在金属导体中,能够自由移动的是自由电子,而不是正电荷。当用金属棒连接A和B时,是B上的自由电子移动到A上,故A不符合题意;
B.验电器A带正电,缺少电子;验电器B不带电。用带有绝缘手柄的金属棒将A、B连接起来,B上的部分自由电子会转移到A上,因此B因失去电子而带上正电,其金属箔会因带同种电荷相互排斥而张开,张角增大,故B符合题意;
C.电流的方向规定为正电荷定向移动的方向。B中的自由电子(负电荷)通过金属棒流向A,所以金属棒中的电流方向是从A到B。最终,A、B均带上正电荷,属于同种电荷,故C不符合题意;
D.B金属箔张角增大是因为带上了同种电荷相互排斥,但由于B是失去电子,所以B带的是正电荷,而不是负电荷,故D不符合题意;
故选 B。
7.如图所示的电路中,三只灯泡规格相同,电源为2节新的干电池,下列说法正确的是( )
A.只闭合时,只有发光,电流表的示数比的小
B.只闭合、时,和并联,电流表的示数比的大
C.只闭合、时,和串联,电流表的示数与的一样大
D.同时闭合、、时,、和串联,电流表的示数与的一样大
【答案】B
【详解】A.只闭合S1时,电流从电源正极出发,依次经过开关S1、电流表A2、灯泡L2、电流表A1,最后回到电源负极,此时,电路为L2的简单电路,电流表A2 与A1的示数相等,故A错误;
B.只闭合S1、S2时,灯泡L2与L3并联,电流表A2测干路电流,A1测L2支路电流,故电流表A2的示数比A1的大,故B正确;
C.只闭合S1、S3时,灯泡L1与L2并联,电流表A1测干路电流,A2测L2支路电流,电流表A2的示数比A1的小,故C错误;
D.同时闭合S1、S2、S3时,L1、L2、L3并联,电流表A1示数为L1和L2两支路电流之和,A2示数为L2和L3两支路电流之和,三只灯泡规格相同,则各支路电流相等,故电流表A2的示数与A1的示数一样大,故D不符合题意。
故选B。
8.如图所示,若开关闭合后,灯、均不亮,小明同学用电流表检查电路故障,当他将电流表接在灯两端时,两灯都不亮,将电流表连接在灯两端时,灯亮而灯不亮。由此可以判断( )
A.灯短路 B.灯短路 C.灯开路 D.灯开路
【答案】D
【详解】若开关闭合后,灯、均不亮,表明电路可能存在断路。小明用电流表检查电路故障,当他将电流表接在灯两端时,两灯都不亮,将电流表连接在灯两端时,灯亮而灯不亮,说明灯正常,灯断路,即灯开路,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.如下图所示,是小敏同学在某次实验探究中连接的电路。开关S2控制的是灯 ,电流表测量的是 的电流。(均选填“L1”、“L2”、“L1和L2”)
【答案】 L2 L1和L2
【详解】[1]由题中的实物图可知,电流流过L2后经过开关S2,流过L1的电流不经过S2,可知开关S2控制的是灯L2。
[2]由题中的实物图可知,流过两个小灯泡的电流都从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出的,所以电流表测量的是干路的电流,即电流表测量的是L1和L2的电流。
10.当闭合开关时,手电筒中灯泡正常发光。此时,电子在手电筒导线中的运动情况与下图 (选填“甲”或“乙”)相符,理由是 ,此图中电流的方向是向 (选填“左”或“右”)。
【答案】 乙 见详解 左
【详解】[1][2]电荷的定向移动可以形成电流,由图知,甲图中电子做无规则运动,乙图中的电子向右定向移动,手电筒中灯泡正常发光,说明有电流通过,电子在手电筒导线中的运动情况与乙图相符。
[3]电流的方向与电子定向移动的方向相反,乙图中的电子向右定向移动,则电流方向向左。
11.如图所示是农民喷洒农药的场景,用静电喷嘴让农药水珠带上正电,利用 (填电荷间的相互作用),带电的农药水珠会更快速均匀地喷洒在农作物上,从而可以减少药液损失,也降低了对环境的污染。农药水珠与农作物刚接触的瞬间,电子移动的方向是 (选填“从农药水珠流向农作物”或“从农作物流向农药水珠”)。
【答案】 异种电荷相互吸引 从农作物流向农药水珠
【详解】[1]电荷间的相互作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。用静电喷嘴让农药水珠带上正电,农作物通常是电中性的,可看作带负电或有大量可自由移动的电子,所以利用异种电荷相互吸引这一规律,带电的农药水珠会更快速均匀地喷洒在农作物上。
[2]农药水珠带正电,说明其缺少电子。当农药水珠与农作物刚接触时,农作物中的电子会向缺少电子的农药水珠移动,所以电子移动的方向是从农作物流向农药水珠。
12.如图所示是由一个小灯泡、一个发光二极管(LED)、两节干电池、一个开关和若干导线组成的电路。闭合开关,小灯泡和LED发光,此时导线中电荷定向移动的方向为 (选填“从A到B”或“从B到A”)。如果将电源两极的接线对调,闭合开关后,LED和小灯泡都不亮,这是因为发光二极管具有 。
【答案】 从B到A 单向导电性
【详解】[1]闭合开关,小灯泡和LED都发光,电路是通路,由图可知,电流从电源正极流出,流回负极,即电流的方向从A到B,此时导线中是电子在定向移动,方向与电流方向相反,故电荷定向移动的方向为从B到A。
[2]对调电源两极,闭合开关后,LED和小灯泡都不亮,电路不是通路,说明发光二极管具有单向导电性。
13.如图所示电路中:
(1)若使L1、L2串联,则应闭合 ,断开 ;
(2)若使L1、L2并联,则应闭合 ,断开 ;
(3)如果只闭合S1而断开S2、S3,则灯 亮;如果只闭合S2而断开S1、S3,则灯 亮;
(4)同时闭合开关 和 是不允许的。
【答案】(1) S2 S1、S3
(2) S1、S3 S2
(3) L2 L1、L2
(4) S2 S3
【详解】(1)[1][2]当闭合开关S2,断开开关S1、S3时,电流方向为从电源正极出发依次经过两盏灯泡后回到电源的负极,电流的路径只有一条,则它们是串联在一起的,即L1、L2串联。
(2)[1][2]当闭合开关S1、S3,断开开关S2时,两盏灯泡的两端分别连在一起,电流方向为从电源正极出发分别经过两盏灯泡后回到电源的负极,电流的路径有两条,此时L1、L2并联。
(3)[1]如果只闭合S1而断开S2、S3,电流方向为从电源正极出发后只经过灯泡L2后回到电源负极,则只有灯L2亮。
[2]如果只闭合S2而断开S1、S3,电流方向为从电源正极出发依次经过两盏灯泡后回到电源的负极,则灯L1、L2亮。
(4)[1][2]同时闭合开关S2和S3,导线直接连到电源正负极上,此时电源短路,这是不允许的。
14.如图所示,把摩擦后带负电的橡胶棒A与验电器的金属球接触后,两个金属箔片B立即张开。这一过程形成了电流方向 (填“由A到B”或“由B到A”),而两个金属箔片的张开是由于同种电荷互相 。
【答案】 由B到A 排斥
【解析】【小题1】[1][2]橡胶棒带负电,与验电器金属球A接触。金属中可自由移动的是电子(负电荷),橡胶棒上的多余电子会排斥并转移到验电器的金属杆和箔片,箔片从而带上同种电荷、相互排斥而张开。电流方向是正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反。电子带负电,电子从A向B移动,所以电流方向是由B到A。
15.根据如图所示的电路图,用笔画线代替导线,在图中再添2根导线,将实物电路连接完整(要求导线不能交叉)。
【答案】
【详解】原电路中,两灯并联,开关S2与灯L2串联;S1控制整个电路,电流表测干路的电流,根据电路图连接实物图,如下图所示:
16.
(1)请用笔画线代替导线将甲图所示的电路连接完整。要求:两灯并联,开关S同时控制两盏电灯,电流表测量干路电流,导线不能交叉。
(2)请在右边实线框中画出乙图实物图所对应的电路图。
【答案】(1)(2)
【详解】(1)由题知,两灯并联,则电流的路径有两条;开关同时控制两盏电灯,开关接在干路上,电流表测量干路电流,电流表串联在干路上,实物连接如图所示:
(2)根据电流的流向,电流从电源正极出发,经开关、干路上的电流表后开始分支,一支经过灯泡L2、电流表,另一支经过灯泡L1,然后共同回到电源负极,如图所示:
17.如图所示的器材,两灯并联,电流表只测L1的电流,开关控制两盏灯。
(1)请添加两条导线将电路补充完整;
(2)在方框内画出电路图。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)两灯并联,电流表测通过的电流,电流表只与这个灯串联,开关S同时控制两盏灯泡,开关S接在干路上,连接实物图如下图所示:
(2)根据实物图画出对应的电路图,如下图所示:
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