内容正文:
第十三讲 电流 电压 电阻
同种电荷相互排斥
吸引
排斥
负电荷
正电荷
电
荷
转移
电流
电压
电阻
A
正电荷
定向移动
V
电表 量程与分度值 连接方式 “+”“-”接线柱 被测量能否
超过量程 与电源两
极连接
电流表 0~0.6 A(0.02 A)
0~3 A(0.1 A) ⑮
_____ 让电流“⑯ ”进,
“⑰ ”出 不能 不能
电压表 0~3 V(0.1 V)
0~15 V(0.5 V) ⑱
_____________ 让电流“⑲ ”进,
“⑳ ”出 不能 能
使用
规律 a.使用前认真观察量程和分度值,并将指针调到㉑_____________
b.选择合适的㉒ ,不确定量程的应先用大量程试触
c.必须让电流从正接线柱流入,从负接线柱流出
-
+
-
+
并联
串联
量程
零刻度线
减小
越大
越高
横截面积
长度
材料
103
Ω
欧
欧姆
R
阻碍
103
类型 串联电路 并联电路
定义 各用电器逐个顺次连接的电路 各用电器并列地连接起来的电路
电路图
连接特点 电路中只有一条电流的路径 有两条或多条电流的路径
电流规律 处处相等,I=I1=I2 干路电流等于
㊱ ,I=I1+I2
电压规律 总电压等于各电路元件两端电压
㊲ ,U=U1+U2 各支路电压㊳ ,都等于电源电压,U=U1=U2
电阻规律 总电阻等于各分电阻之和,
即R=R1+R2 总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,即
相等
各支路电流之和
之和
典例1 (2025·天津)如图所示,用塑料梳子梳头,头发会随着梳子飘起来,这是由于( )
A.重力的作用
B.磁极间的作用
C.电荷间的作用
D.大气压的作用
C
[解析]电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;在干燥的天气里,用塑料梳子梳头,头发会随梳子飘起来,这是由于梳子与头发摩擦带上异种电荷相互吸引的缘故,故C符合题意。
典例2 (2025·河南)用干燥的毛皮分别摩擦两个由橡胶制成的气球,使两个气球均带电。将两气球靠近时,下图中能正确反映两气球所带电荷的种类和相互作用情况的是( )
A B C D
B
[解析]用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故用毛皮摩擦的橡胶气球也带负电,由于同种电荷相互排斥,故两个气球将会分开,故B符合题意。
典例3 (2025·福建)如图,大头针插在玻璃瓶的软木塞上,把金属箔悬挂在大头针上。带电体接触大头针后,金属箔张开,此过程( )
A.正电荷发生转移
B.可检验带电体的电性
C.金属箔带上同种电荷
D.张开角度越小,所带电荷越多
C
[解析]正电荷指的是原子核或质子,正电荷不能转移,发生转移的是电子,故A不符合题意;金属箔片张开,只能说明被检测的物体带电,并不知道带的是哪种电荷,故B不符合题意;验电器就是根据同种电荷相互排斥的原理来检测物体带电的,两片箔片因带同种电荷互相排斥而张开,故C符合题意;被检测的物体所带电荷越多,金属箔片张开的角度越大,故D不符合题意。
典例4 (2025·湖北)某款家用蒸汽洗地机设计为:开关S1控制电机M1和M2同时工作,实现洗地和污水回收;开关S2单独控制电阻R加热水产生蒸汽;一旦机器发生倾倒,开关S3断开整个电路。下列电路图符合设计要求的是( )
A B C D
D
[解析]开关S1控制电机M1和M2同时工作,说明开关S1、M1和M2串联,或者M1和M2并联且开关S1在M1和M2的干路上;开关S2单独控制电阻R加热水产生蒸汽,则电阻R与两个电动机并联,开关S2在电阻R的支路上;一旦机器发生倾倒,开关S3断开整个电路,则开关S3在整个电路的干路上。故D符合题意。
A B C D
变式训练
1.(2025·广安)某款国产智能手机有三种解锁方式,人脸识别成功时开关S1闭合、指纹识别成功时开关S2闭合、输入密码成功时开关S3闭合,任意一种方式都可以解锁手机屏幕。下列电路设计符合要求的是( )
C
典例5 如图甲所示电路中,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转角度相同,指针位置如图乙所示,则电阻R1两端的电压为 V,电阻R2两端的电压为 V。
甲 乙
1.6
6.4
[解析]由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测的是电源电压,由题意可知,电压表V1选择的量程为0~3 V,分度值为0.1 V,其读数U1=1.6 V,即电阻R1两端的电压为1.6 V。电压表V2选择的量程为0~15 V,分度值为0.5 V,其读数为U=8 V,根据串联电路电压规律可知,电阻R2两端的电压U2=U-U1=8 V-1.6 V=6.4 V。
甲 乙
a b
变式训练
2.如甲图电路,开关S闭合后,两只灯泡都发光,电流表的指针偏转如乙图所示,则通过L1的电流为 A,通过L2的电流为 A;接下来小明将L2换成L3,电路其他都未改变,闭合开关后,两只灯泡发光,发现两个电流表的指针偏转角度相同,则通过L3的电流为 A。
1.2
0.9
0.3
典例6 (2025·眉山)如图所示电路中,电源电压恒为6 V。闭合开关S,电路正常工作,电压表的示数为3 V。一段时间后,电压表的示数由3 V变为6 V,电流表示数增大。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,则电路的故障是( )
A.R1断路
B.R2断路
C.R1短路
D.R2短路
C
[解析]由题图可知,闭合开关,两定值电阻串联,电压表V测量R2两端的电压,电流表A测量电路中的电流;已知工作一段时间后,电压表的示数由3 V变为6 V,则电压表测量的是电源电压,此时的故障可能为R2断路或R1短路;因电流表示数增大,说明电路是通路,则电路的故障是R1短路,故C正确。
易错点1 不理解摩擦起电实质
摩擦起电不是创造了电,其实质是电子的转移。不同物质的原子核束缚核外电子的能力不同,相互摩擦时,束缚核外电子能力弱的失去电子带正电,束缚核外电子能力强的得到电子带负电。
1.(2025·瑶海区二模)如图所示,是装有静电除尘纸的拖把,扫地时除尘纸与地板摩擦就可以轻松地将灰尘和头发清扫干净。下列说法正确的是( )
A.静电除尘纸吸附灰尘利用了异种电荷相互吸引
B.静电除尘纸和地面摩擦后带电,能吸引轻小物体
C.若静电除尘纸和地面摩擦后带负电,则静电除尘纸的负电荷转移到了地面
D.若静电除尘纸和地面摩擦后带负电,则静电除尘纸的正电荷转移到了地面
B
易错点2 不能正确判断物体是否带电
作用
吸引 排斥
都带电 异种电荷 同种电荷
带电不明 异种电荷或一个带电
另一个不带电
物体
2.(2025·合肥模拟)有甲、乙、丙三个轻质小球,甲球带负电,将甲与乙、丙靠近时,它们相互作用的情况如图所示。则下列判断正确的是( )
A.乙球一定带正电,丙球可能带负电
B.乙球一定不带电,丙球可能带正电
C.乙球可能不带电,丙球一定带正电
D.乙球可能带正电,丙球一定带负电
D
易错点3 混淆电流方向
物理学中规定正电荷定向移动方向为电流方向。金属导电的实质是电子的转移,金属导体中电子定向移动方向与电流方向相反。
甲 乙
3.(2025·南陵县一模)如图所示,甲、乙两个验电器,甲不带电,乙带正电,用金属杆将甲、乙连接起来,下列说法正确的是( )
A.电流方向是从乙到甲,自由电子运动方向是从甲到乙
B.电流方向是从甲到乙,自由电子运动方向是从乙到甲
C.电流方向是从乙到甲,自由电子运动方向是从乙到甲
D.电流方向是从甲到乙,自由电子运动方向是从甲到乙
A
易错点4 分不清串联和并联
串联电路电流通路只有一条,并联电路电流通路至少两条。
4.(2025·肥西县校级一模)如图所示,使L1和L2两个灯泡并联,a、b、c三个电流表或电压表的示数依次为1.5、1.2、2.5,则通过电灯L1的电流为 0.3 A。
易错点5 不知道导体的电阻是导体的一种性质
电阻是导体的一种性质,其大小与导体的材料、长度、横截面积有关,有时也与导体的温度有关,与导体两端的电压和通过导体的电流无关。
5.用同种材料制成两段长度相等,横截面积不同的圆柱形导体,A比B的横截面积大,如图所示,将它们串联在电路中,通过的电流关系是( C )
A.RA<RB,IA>IB
B.RA>RB,IA=IB
C.RA<RB,IA=IB
D.RA>RB,IA>IB
实验名称 探究串、并联电路中电流的规律 探究串、并联电路中电压的规律
实验电路图
实验结论 (1)串联电路中的电流处处① ,即I=I1=I2
(2)并联电路中干路电流等于各支路中电流② ,即I=I1+I2 (1)串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压③ ,即U=U1+U2
(2)并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端的电压④ ,即U=U1=U2
交流与反思 1.电路未连通时,电表左偏或有示数,说明电表未调零
2.指针正向偏转角度太小,说明量程选择太大,应更换小量程
3.指针正向偏转角度太大,说明量程选择太小,应更换大量程
4.电路接通时,指针反偏,说明正、负接线柱接反了
相等
之和
之和
相等
实验 探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点
基础考法
(1)连接电路时,开关应该断开,目的是防止连接电路时因电路发生 _ (选填“短路”或“断路”)而导致电流过大烧坏电流表。
(2)连接电路,闭合开关,发现小灯泡L1亮、L2不亮,故障原因可能是
________________________________。
L2断路(或L2所在支路断路等)
同学们利用如图所示电路研究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”。
短路
实验
次数 A点
电流IA/A B点
电流IB/A C点
电流IC/A
1 0.24 0.32 0.56
2 0.26 0.24 0.50
3 0.20 0.28 0.48
(4)分析数据得出结论:________________________________________
____________________________________________。
IC=IA+IB)
(3)排除故障后,用电流表分别测出A、B、C三点的电流IA、IB、IC,更换规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡多次实验,数据记录在表格中。
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和(或
不同
能力提升
(5)使用电流表时,应预先估计被测电流的大小,然后选用合适的量程。若不能预先估计,则应从电流表 (选填“较大”或“较小”)的量程开始,并采用 法来判断被测量值是否大于电流表的量程。
试触
较大
(6)小明在连接好实验电路后,发现:
①闭合开关前,电流表的指针偏转如图甲所示,其原因是 。
②闭合开关前,电流表的指针偏转如图乙所示,其原因是 。
③若电流表的指针已调零,闭合开关后,电流表的指针偏转如图甲所示,其原因是 。
④若电流表的指针已调零,闭合开关后,电流表的指针偏转如图乙所示,其原因是 。
⑤闭合开关后,电流表的指针偏转如图丙所示,其原因是 _
。
⑥闭合开关后,电流表的指针不偏转,其原因是 。
电路断路
路短路
所选量程太小或电
所选量程太大
电流表的正、负接线柱接反了
指针未调零
指针未调零
丁 戊
(7)小红在实验中测出了L1支路上的电流I1=0.8 A,然后她把电流表依次接入电路分别测量出L2支路电流I2、干路电流I,两次测得的结果都如图丁所示,则I2= A、I= A,小红由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是 (写关系式即可)。
I=I1+I2
1
0.2
(8)实验完成后小红还想探究串联电路中电流的特点,于是小红设计了如图戊所示的电路,然后用一个电流表分别接在A、B、C三处去测量电流,她得出的数据如表所示,可得出的初步结论是 _
,同组的小月发现第3组的三处数据的测量值存在差异,其原因可能是 。
测量时存在误差
等
串联电路各处的电流相
实验次数 电流IA/A 电流IB/A 电流IC/A
1 0.36 0.36 0.36
2 0.2 0.2 0.2
3 0.22 0.23 0.22
核心素养
(9)[新考法]①小英在图(a)所示的电路中,移动一根导线,测量另外一处的电流。在移动的导线
上画“×”,并用笔画线表示导线连接正确的电路。移动后电流表测量
的是_________________________________
(选填“L1”或“L2”)处的电流。
L2或 L1
(a) (b)
②小英认为实验还可以利用图(b)的电路图改进实验。请你分析这样改进的好处: 。
③为了能达到多次实验探究,小英对电路进行改进,只要在原有电路的干路上串联一个 ;多次测量的目的是 。
得出普遍结论
滑动变阻器
电流表不用更换连接位置,通过开关的转换就能完成实验
考点1 两种电荷
1.(2025·安徽)如图所示,M、N为两个相同的验电器,M带正电,N带负电,M的金属箔张开的角度大于N的金属箔张开的角度。若用一带绝缘柄的金属棒把M和N的金属球连接起来,则( )
A.电子从M转移到N
B.金属棒中始终有电流
C.产生的电流方向从N流向M
D.M的金属箔张开的角度减小
D
2.(2023·安徽)玻璃棒与丝绸摩擦后,玻璃棒带正电,丝绸带负电,在摩擦过程中 ( )
A.玻璃棒和丝绸都得到电子
B.玻璃棒和丝绸都失去电子
C.玻璃棒失去电子,丝绸得到电子
D.玻璃棒得到电子,丝绸失去电子
C
考点2 电路
3.(2025·安徽)某兴趣小组为了研究利用单刀双掷开关控制小直流电动机的正转、反转和不转,设计了如图所示的电路,S1、S2为单刀双掷开关,L1、L2为指示灯。规定电流从电动机M的左端流入,电动机正转。下列说法正确的是( )
A.S1接a、S2接d时,L1、L2均发光,电动机不转
B.S1接a、S2接c时,只有L1发光,电动机反转
C.S1接b、S2接d时、只有L2发光,电动机反转
D.S1接b、S2接c时、L1、L2均发光,电动机正转
C
A B C D
4.(2023·安徽)老师给小龙一个密封盒,其表面可见两个开关S1、S2和两盏灯L1、L2。为了探究开关和灯在密封盒内是如何连接的,小龙进行了如下操作:先闭合S1,只有灯L1发光;又闭合S2,两灯都发光;再断开S1,两灯都熄灭。符合上述实验结果的连接方式为 ( )
B
5.(2018·安徽)在某次电学实验中,已知所使用的双量程电流表能够满足实验的测量要求。在不能事先估计电流的情况下,为了避免损坏电流表,且又能较准确地测出电路中的电流,常常通过“试触”来确定电流表的量程。
(1)假如先选用电流表的小量程:闭合开关然后迅速断开,同时观察开关闭合瞬间电流表的指针偏转情况,若指针 ,则换用电流表的大量程。
(2)假如先选用电流表的大量程:闭合开关然后迅速断开,同时观察开关闭合瞬间电流表的指针偏转情况,若指针 ,则换用电流表的小量程。
偏转幅度较小
考点3 电流和电压
偏转超过最大值
6.(2017·安徽)如图所示,电源电压保持不变,a是从电压表的负接线柱引出的导线接头。a与b处相接时,电压表示数为6.0 V;使a与b处断开,然后与c处相接,闭合开关S后,电压表示数为4.5 V,这时灯泡L2两端的电压为 V。
1.5
$