内容正文:
第1课时 电路 电流和电压
知识点1 两种电荷 摩擦起电
1.摩擦起电
(1)性质:能够________轻小物体。
(2)实质:电子发生了________。
2.两种电荷
种类
概念
符号
相互作用规律
正电荷
________与玻璃棒摩擦时________所带的电荷规定为正电荷
“+”
同种电荷相互______,异种电荷相互________
负电荷
毛皮与________摩擦时________所带的电荷规定为负电荷
“-”
3.验电器(如图所示)
4.原子
5.导体和绝缘体
名称
导体
绝缘体
定义
________的物体
________的物体
举例
金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等
橡胶、玻璃、塑料、陶瓷等
联系
导体和绝缘体之间没有绝对的界限,当条件改变(高温、潮湿)时,绝缘体也可以变成导体
知识点2 电流和电压
1.电流
(1)意义:表示________的物理量。
(2)单位及其换算:1 A=________mA=________μA。
(3)常见用电器的电流值:手电筒约为0.2 A,节能电灯约为0.1 A,电视约为0.5 A,电脑约为2.5 A,空调约为5 A,冰箱约为1 A,电磁炉约为4 A。
2.电压
(1)作用:使电荷发生定向移动形成________,由________提供。
(2)单位及换算:1 kV=________V,1 mV=________V。
(3)常见电压值
①一节干电池的电压是________V。
②铅蓄电池的电压是________V。
③我国家庭电路的电压是________V。
3.电流表和电压表
元件
实物图
使用方法
读数
电流表
(1)用前观察量程和分度值,并将指针调到零刻线处;(2)与电路中的用电器______联;(3)选择合适的量程;(4)必须让电流从________接线柱流入,________接线柱流出;(5)________把电流表直接连到电源的两极
看清所选量程(0~0.6 A)、(0~3 A)和分度值(0.02 A、0.1 A)。示数=大格示数+后面小格数×分度值
电压表
(1)用前观察量程和分度值,并将指针调到零刻线处;(2)与电路中的用电器______;(3)选择合适的量程;(4)必须让电流从________接线柱流入,________接线柱流出;
(5)可以把电压表直接连到电源的________
看清所选量程(0~3 V)、(0~15 V)和分度值(0.1 V、0.5 V)。
示数=大格示数+后面小格数×分度值
知识点3 电路
1.电路组成:由________、用电器、导线和开关组成。
2.电路的三种状态
(1)通路:正常接通的电路,即用电器能够工作的电路,电路中________电流。
(2)断路:电路中某处________的电路,电路中无电流。
(3)短路:直接用导线将________的正、负极连接起来的电路,此时电路电流过大,会烧坏________。
3.串联电路和并联电路
连接方式
串联电路
并联电路
电路图
连接特点
电路元件______相连
电路元件______地连接在电路中
电流路径
只有________
至少________
开关的作用
开关控制______用电器
________开关控制所有用电器;________开关只控制本支路的用电器
用电器工作情况
各用电器______独立工作,相互影响。当一个用电器断路或损坏时,其余用电器均不能工作
各用电器______独立工作,互不影响。一个用电器断路或损坏时,其他用电器仍能正常工作
实例
开关和用电器、小彩灯等
家庭中各用电器、教室里的照明灯、路灯、电冰箱中的灯泡和压缩机等
电流特点
电流处处______,I=I1=I2
干路电流等于各支路电流之______,I=I1+I2
电压特点
总电压等于各电路元件两端的电压________,U=U1+U2
各支路电压________,都________电源电压,________
重难点1 电流方向的判断
【典例1】 (2021·枣庄T15)如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触带电验电器的金属球时,发现验电器金属箔片的张角变大,则验电器原来带________电;在金属箔张角变大的瞬间,验电器金属杆里的电流方向是____________________。
易错提醒:电流方向与负电荷定向移动方向相反。
[听课记录]
【变式1】 如图所示是两个相同的不带电的验电器A和B,先用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器B的金属球,再用带有绝缘手柄的金属棒将验电器A和B连接起来的瞬间,验电器A的箔片张开,说明验电器A的箔片________(选填“得到”或“失去”)电子,金属棒中的电流方向是________(选填“从A到B”或“从B到A”)。
重难点2 串并联电路的识别
【典例2】 如图所示的电路中,若同时闭合开关S1和S3、断开S2,小灯泡L1与L2是________的;若只闭合开关S2,小灯泡L1与L2是________(均选填“串联”或“并联”)。
[听课记录]
【变式2】 城市中的路灯是________联的;家庭中的所有用电器都是________联的;控制每个用电器的开关与该用电器是________联的。
【变式3】 (2024·台儿庄期中)如图,是一种常见的LED手电筒,发光元件由五个发光二极管组成,其中任意一个二极管坏了,其余几个还能正常发光,说明这些发光二极管间是________(选填“串联”或“并联”)的,将电源正、负极对调,闭合开关,发光二极管________(选填“会”或“不会”)发光。
重难点3 电路的设计
【典例3】 (2024·枣庄T10)常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的,若其中任何一种方式解锁失败后,锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能,开关S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能。若用灯泡L发光模拟手机解锁成功,则图中符合要求的模拟电路是( )
A B
C D
[听课记录]
【变式4】 (2023·枣庄T7)现在的电动自行车为了安全设计了双钥匙电动安全锁,这里的钥匙相当于“开关”,只有两把钥匙同时使用(开关闭合)才能开锁。以下符合设计要求的电路图是( )
A B
C D
【变式5】 (2022·枣庄T9)单位和居民小区为了加强门卫保安工作,凡是内部车辆均可通过感应,自动打开门禁系统进入。外来车辆,驾驶员需要经过测温、核查、登记后,由保安人员手动打开门禁系统进入。由此可知,该门禁系统的控制电路可能是( )
A B
C D
重难点4 串、并联电路的电流和电压规律
【典例4】 如图(a)所示电路中,当开关S闭合时,电流表A1的示数为0.3 A,电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3,已知五块电表的读数均不为零,其中V1、V2两个电压表指针偏转均为图(b)所示。求:
(1)通过R2的电流和电流表A2的示数;
(2)电压表V1、V2、V3的示数;
(3)R2两端的电压。
[听课记录]
【变式6】 在如图所示的电路中,电源两端电压U=12 V并保持不变,请计算:
(1)当闭合开关S和S2时,电阻R1两端的电压是多少?
(2)当开关S闭合,S1、S2断开时,电阻R2两端电压为3 V,电阻R1两端的电压是多少?
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,通过电阻R1、R3的电流分别是0.6 A、0.5 A,电流表A的示数是多少?
实验1 探究串、并联电路中电流的规律
某实验小组做“探究并联电路的电流规律”实验时,从甲、乙、丙、丁四种规格的灯泡中,选取两个并联起来接在电源上,组成图1所示的电路,然后把一个电流表分别接入电路中A、B、C处测量电流,并记录数据。
基础设问:
(1)实验中,应选用两个规格________(选填“相同”或“不相同”)的灯泡;连接电路时开关要处于________状态。
(2)小明要测量干路电流,他应该将电流表接入图1中的________(选填“A”“B”或“C”)处。接入电流表后闭合开关,他看到两个灯泡都发光,但电流表出现图2所示的现象,原因是________________________,小明应该断开开关,____________________,重新进行实验。
(3)小明正确连接电路并进行了测量,记录的数据如表所示,根据表格数据可以得出结论:________________(用公式表示)。
实验序号
L1
L2
IA/A
IB/A
IC/A
1
甲
乙
0.12
0.15
0.28
2
乙
丙
0.16
0.20
0.36
3
甲
丁
0.12
0.14
0.26
4
丙
丁
0.24
0.18
0.38
(4)对于上述测量数据的相关分析,以下说法正确的是________(多选,选填字母)。
A.第1次数据没有测量误差
B.测量多组数据并分析是为了减小误差
C.选用不同规格的灯泡进行实验,可使结论更具普遍性
D.第4次数据的偏差可能是电流表未调零引起的
变式设问:
(5)小东按照图1正确连接好实物图后,闭合开关,发现灯L1发光,但灯L2不发光,电流表在A、C两处都有示数且示数相同,则故障可能是灯L2处发生________;他排除故障后,重新闭合开关,电流表在C处的示数________(选填“不变”“变大”或“变小”)。
(6)利用(3)中得出的结论,分析在图3所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S后,下列说法正确的是________(选填字母)。
A.A1没有示数,A2有示数
B.再闭合开关S1,A1示数大于A2示数
C.再闭合开关S1,A1示数变大,A2示数不变
D.再闭合开关S1,A1示数变大,A2示数变小
[听课记录]
[变式训练]
(2024·枣庄阶段练习)为了探究并联电路的电流规律,小星同学设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)连接电路时,开关应处于__________状态;
(2)图乙实物图中,电流表测量图甲中________(选填“A”“B”或“C”)处电流;
(3)图乙中移动一根导线就可以测量C处的电流,请你在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路;
(4)在测量电流的过程中,闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,出现该现象的原因是__________________;
(5)在排除故障后,电流表测量C处电流的示数如图丁所示,则电流表的示数为__________A;
(6)老师收集到几个组的数据如表,分析数据,可得出实验的结论:在并联电路中,__________;
组别
L1规格
L2规格
IB/A
IC/A
IA/A
1
甲
甲
0.12
0.12
0.23
2
乙
丙
0.15
0.20
0.35
3
甲
丁
0.12
0.14
0.26
4
甲
丁
0.14
0.16
0.28
实验2 探究串、并联电路中电压的规律
小明和小华在“探究串联电路电压的规律”实验中都设计了如图甲所示的电路。
基础设问:
(1)在连接实物电路时,开关必须________。
(2)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是________。
(3)小明根据图甲正确连接好电路,闭合开关后,发现电压表指针有明显偏转,但两灯不亮,可能是因为________(选填字母)。
A.灯L1断路 B.灯L1短路
C.灯L2断路 D.电压表断路
(4)排除故障后,小明继续用电压表分别测出灯L1两端的电压U1,灯L2两端的电压U2及总电压U,经过多次实验,将得到的数据记录在表格中。表中未填写的数据如图丙所示,应为________V,分析数据可得串联电路的电压特点是________(用公式写出)。
实验次数
U1/V
U2/V
U/V
1
1.2
1.8
3.0
2
1.5
3.0
3
1.7
1.3
3.0
(5)小明又按照图丁连接电路,“探究并联电路电压的规律”,闭合开关后V1的示数为2.5 V,V2的示数应为________V,小华可以得到初步的实验结论是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
变式设问:
(6)为使结论更具有普遍性,接下来小明应该采取的操作是________,再进行实验(选填字母)。
A.改变开关位置
B.更换规格不同的灯泡
C.将灯泡L1、L2的位置互换
(7)“探究串联电路电压的规律”时,小华用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC,得到的数据如表所示,得到串联电路的电压特点:串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和。此实验在设计方案上存在的不足之处是___________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.8
1.4
3.2
创新设问:
(8)“探究串联电路电压的规律”时,小明断开开关,准备拆下电压表,改接在B、C之间。小华认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小华的办法是________(选填“正确”或“错误”)的,原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[听课记录]
[变式训练]
(2024·枣庄一模)“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图乙所示。
(1)检查电压表时,发现电压表指针如图甲所示,接下来的操作是__________;
(2)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择__________(选填“相同”或“不相同”)的小灯泡;
(3)小明根据图乙连接好电路,闭合开关,电压表示数如图丙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该__________;
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和。同组的小红认为他的实验存在缺陷,改进方法是__________________。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.6
1.8
4.4
1 / 15
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第15讲 电流和电路 电压 电阻
第1课时 电路 电流和电压
过教材 串知识 夯基础
知识点1
1.(1)吸引 (2)转移 2.丝绸 玻璃棒 橡胶棒 橡胶棒 排斥 吸引 3.同种电荷相互排斥 4.原子核 质子 负 5.容易导电 不容易导电
知识点2
1.(1)电流强弱 (2)1×103 1×106 2.(1)电流 电源 (2)1×103 1×10-3 (3)1.5 2 220 3.串 正 负 不允许 并联 正 负 两极
知识点3
1.电源 2.(1)有 (2)断开 (3)电源 电源 3.依次 并列
一条 两条 所有 干路 支路 不能 能 相等 和 之和 相等 等于 U=U1=U2
研重难 学方法 提能力
典例1 解析:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,当与带电验电器接触后,验电器的金属箔片的张角变大,因为同种电荷相排斥,说明原来带正电;丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是由于失去电子造成的,当用玻璃棒和验电器金属球接触,金属箔张角变大,原因是验电器金属箔片上的一部分电子会从验电器转移到玻璃棒上,由于电子属于负电荷,所以在接触的瞬间电流方向是从金属球到金属箔片。
答案:正 从金属球到金属箔片
变式1 解析:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器B的金属球后,验电器B由于失去电子而带正电;用带绝缘柄的金属杆将两个验电器的金属球连接时,验电器A上自由电子由于异种电荷相互吸引向验电器B转移;电流方向与电子定向移动方向相反,所以瞬间电流方向是从B到A。
答案:失去 从B到A
典例2 解析:同时闭合开关S1和S3、断开S2时,L1与L2首首相连、尾尾相连,两灯是并联的;只闭合开关S2,此时两个小灯泡首尾相连,为串联电路。
答案:并联 串联
变式2 解析:城市中的路灯一个坏了,而其他能亮,可判断路灯是并联的;在家庭中的用电器,各用电器可以单独工作,并且互不影响,因此家庭中的用电器是并联的;控制每个用电器的开关与该用电器是串联的。
答案:并 并 串
变式3 解析:其中一个二极管坏了,其余几个还能正常亮,说明这些发光二极管工作时互不影响,则它们是并联的;由于二极管具有单向导电性,将电源正、负极对调,则发光二极管不发光。
答案:并联 不会
典例3 D [由题意可知,指纹开关S1或密码开关S2均可以解锁,锁定开关S3断开时暂停手机解锁功能,则指纹开关S1和密码开关S2可以独立工作、互不影响即为并联,且锁定开关S3位于干路,然后与灯泡、电源组成电路,结合选项电路图可知,选项D符合。故选D。]
变式4 C 变式5 B
典例4 解析:由电路图可知,当开关S闭合时,R1与R2串联,电流表A1、A2均测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电压表V3测R2两端的电压。
(1)因串联电路中各处的电流相等,且电流表A1的示数为0.3 A,所以通过R2的电流和电流表A2的示数均为0.3 A。
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,且V1、V2两个电压表指针偏转角度相同,所以,电压表V1的量程为0~3 V,分度值为0.1 V,其示数为2 V
电压表V2的量程为0~15 V,分度值为0.5 V,其示数为10 V
则电压表V3的示数U3=U2-U1=10 V-2 V=8 V。
(3)由电压表V3的示数可知,R2两端的电压为8 V。
答案:(1)0.3 A 0.3 A (2)2 V 10 V 8 V (3)8 V
变式6 (1)12 V (2)9 V (3)1.1 A
练实验 重迁移 强素养
实验1 解析:(4)第1组实验中,IA+IB与IC相差不大,存在误差,故A错误;换用不同规格的灯泡进行多次实验,分析多组数据,是为了避免实验的偶然性,得出普遍结论,故B错误,C正确;如果让第4组数据都减去0.04 A,则会发现IA+IB=IC,所以偏差可能是电流表未调零所致,故D正确。
(5)闭合开关后,发现灯L1发光,电流表有示数,则灯L1所在支路和干路均为通路,灯L2不发光,则故障可能是灯L2断路;排除故障后,闭合开关,由并联电路的电流特点可知,此时干路中的电流变大,因此C处的电流变大。
(6)闭合开关S后,只有灯L1接入电路,电流表A1测通过灯L1的电流,电流表A2没有示数;再闭合开关S1,灯L1和L2并联,电流表A1测干路中的电流,示数变大,电流表A2测通过灯L2的电流,且A1的示数大于A2的示数,故只有B正确。
答案:(1)不相同 断开 (2)C 电流表量程选择过大 将电流表换小量程接入电路 (3)IC=IA+IB (4)CD
(5)断路 变大 (6)B
变式训练
(1)断开 (2)A (3)如图所示 (4)电流表未调零
(5)0.24 (6)干路电流等于各支路电流之和
实验2 解析:(3)由题图甲知,两灯泡串联,电压表测灯L1两端的电压;闭合开关S后,灯L1、L2均不亮,说明电路发生断路,而电压表有明显的偏转,说明电压表的两端与电源连通,则可能是灯L1断路,故选A。
答案:(1)断开 (2)调零 (3)A (4)1.5 U=U1+U2 (5)2.5 并联电路中各支路两端的电压相等 (6)B
(7)仅用一组数据得出的结论不具有普遍性 (8)错误 会使电压表的正、负接线柱接反
变式训练
(1)机械调零 (2)不相同 (3)换小量程 (4)多次测量找普遍规律
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