内容正文:
第13讲 电路、电流、电压、电阻
知识点一 电荷
1.摩擦起电
两种电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒带____电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带____电荷
电荷作用 同种电荷相互______,异种电荷相互______
验电器 根据________________的原理制成,用来检验物体________
正
负
排斥
吸引
同种电荷相互排斥
是否带电
电荷量 电荷的______叫电荷量,简称电荷,单位是______(符号是C);元电荷是最小的电荷量,取e=_____________,任何带电体所带电荷都是e的整数倍
认识原子 原子由位于中心的________和核外电子构成,原子核又由______和______构成,原子核带____电,电子带____电;通常情况下,原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷在数量上______,原子整体不显电性
多少
库仑
1.6×1 C
原子核
质子
中子
正
负
相等
摩擦
起电 原因 不同物质的原子核__________的本领不同,当两个物体摩擦时,______电子的物体因为缺少电子而带______,______电子的物体因为有了多余电子而带等量的______
实质 摩擦起电并不是______了电荷,只是电荷从一个物体______到另一个物体
束缚电子
失去
正电
得到
负电
创造
转移
2.导体与绝缘体
名称 导体 绝缘体
概念 __________的物体 ____________的物体
原因 导体内部有大量的__________ 电荷几乎被束缚在原子范围内
举例 人体、大地、金属、石墨、酸碱盐溶液等 纯水、油、橡胶、塑料等
容易导电
自由电荷
不容易导电
说明 ①金属导电靠的是________,酸碱盐溶液导电靠的是_________
______;
②导体和绝缘体之间没有绝对界限,当条件(如温度、湿度等)改变时,绝缘体可以变成导体;
③好的导体和绝缘体都是重要的电工材料
名称 导体 绝缘体
自由电子
阴离子、
阳离子
知识点二 电流及其测量
形成 电荷的______移动形成电流
定义 表示电流强弱的物理量,用符号I表示
单位 国际单位为______(符号为____);常用单位有毫安(mA)、微安(μA);1 A=_____mA,1 mA=_____μA
方向 ①________定向移动的方向规定为电流方向;
②电路闭合时,在电源的外部,电流的方向是从电源____极经过用电器流向____极
定向
安培
A
103
103
正电荷
正
负
电流表使用方法 ①“三要”:要选择合适的测量范围,要将电流表串联在电路中,要使电流从“____”接线柱流入、“____”接线柱流出;
②“一不”:在任何情况下都不允许将电流表直接接在电源两极;
③“两看清”:看清电流表使用的__________和________
+
-
测量范围
分度值
知识点三 电路
1.电路的构成
构成 ______(提供电能)、________(消耗电能)、______(控制电路通断)、______(输送电能)
形成持续电流的条件 电路中有______,且电路是______
电源
用电器
开关
导线
电源
通路
2.电路的三种状态
状态 通路 断路 短路
定义 __________的电路 某处______的电路 直接用导线连接电源的正、负极(电源短路) 用电器两端被导线直接连通
(局部短路)
特点 电路中有电流,用电器能工作 电路中无电流,用电器不能工作 用电器不工作,电路中有很大的电流,可能会烧坏电源 被短路的用电器不能工作
正常接通
断开
知识点四 串联和并联
类型 串联电路 并联电路
定义 元件__________连接的电路 元件______连接的电路
特征 电路中只有______电流路径,一处断开,所有用电器都停止工作 电路中的电流路径至少有两条,各支路中的元件独立工作,互不影响
逐个顺次
并列
一条
类型 串联电路 并联电路
开关作用 控制______用电器 ______中的开关控制整个电路的用电器,支路中的开关控制所在支路的用电器
电流规律 电流处处______,表达式:I=___________________ 总电流等于各支路电流之____,表达式:I=______________________
所有
干路
相等
I1=I2=…=In
和
I1+I2+…+In
知识点五 电压及其测量
作用 电源是提供______的装置,电压是形成______的原因
单位 国际单位为______(符号为____);常用单位有千伏(kV)、毫伏(mV);1 kV=_____V,1 V=_____mV
常见值 我国家庭电路的电压是_____V;一节新干电池的电压是_____V
电压
电流
伏特
V
103
103
220
1.5
电压表使用方法 ①“三要”:要选择合适的测量范围,要将电压表并联在电路中,要使电流从“____”接线柱流入、“____”接线柱流出;
②“一允”:允许将电压表直接接在电源两极,这时测的是电源电压;
③“两看清”:看清电压表使用的__________和________
+
-
测量范围
分度值
知识点六 电阻和变阻器
1.电阻
定义 导体对电流__________的大小,用字母____表示
单位 国际单位为______(符号为____);常用单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ);1 MΩ=_____Ω,1 kΩ=_____Ω
影响
因素 电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的______、______和__________等因素有关,与导体中是否通过电流,以及导体两端是否有电压均无关。导体的电阻还与温度有关,对大多数导体
(如金属导体)来说,电阻随温度的升高而增大;有些导体的电阻,如铅笔芯的电阻会随温度的升高而减小
阻碍作用
R
欧姆
Ω
106
103
材料
长度
横截面积
2.滑动变阻器
定义 能改变接入电路中__________的元件
构造 绝缘管、电阻丝、滑片、金属杆、接线柱
变阻
原理 通过改变________________________来改变接入电路中电阻的大小
铭牌 某滑动变阻器标有“50 Ω 1.5 A”字样,“50 Ω”表示滑动变阻器的__________为50 Ω;“1.5 A”表示滑动变阻器允许通过的__________为1.5 A
电阻大小
接入电路中电阻丝的长度
最大阻值
最大电流
使用
方法 “选、串、接、调”:①根据铭牌选择合适的滑动变阻器;
②______在电路中;③接法为“__________”;④接入电路前应将电阻调到______
作用 ①通过改变电路中的______,逐渐改变电路中的______和部分电路两端的______;②保护电路
应用 调节音量的电位器
说明 滑动变阻器在使用时,如果接入两个上接线柱,相当于在电路中连入一段导线;如果接入两个下接线柱,相当于在电路中连入了一个定值电阻。两种接法都起不到变阻作用
串联
一上一下
最大
电阻
电流
电压
【例1】如图所示,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放在转动轴上,吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸与吸管的一端摩擦使其带电,再用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近吸管带电的一端,发现吸管被玻璃棒吸引。下列说法错误的是( )
A.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电
B.餐巾纸摩擦过的吸管的一端带负电
C.丝绸与玻璃棒摩擦起电时,丝绸失去电子
D.通过实验可以判断出吸管的原子核束缚电子的本领比餐巾纸强
C
【例2】如图所示,取两个相同的验电器A和B,使A带电,B不带电,用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来。若在连接起来的瞬间,电流方向是从A到B,则A、B间形成电流的原因是( )
A.因为B的负电荷转移到了A
B.因为B的正电荷转移到了A
C.因为A的正电荷转移到了B
D.因为A的负电荷转移到了B
A
考点二 电流及其测量 电路 串联和并联
【例3】如图所示,将发光二极管(LED)接入电路中,闭合开关,发现LED发光。下列说法正确的是( )
A.电流从电池的左边流出,从电池的右边流进
B.电子从LED较短的引脚流入,从较长的引脚流出
C.流过LED较长引脚的电流比较短引脚的大
D.将电路中的干电池正、负极对调,LED的亮度会稍微变暗
B
【例4】(2024武汉元调)举重比赛时有一位主裁判和两位副裁判,每位裁判控制一个开关,只有当主裁判闭合开关S1,且至少有一位副裁判闭合开关S2或S3时,指示灯L发光才代表运动员举重成功。下列电路符合以上要求的是( )
D
【例5】为了探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”,某同学在图甲所示的电路中A、B、C三处各加一块电流表,连接的电路如图乙所示。
(1)这个电路中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,然后画出正确的连接位置。
(2)改正错误后,该同学进行了实验,测出A、B、C三处的电流分别为0.38 A、0.32 A、0.7 A。换上另外两个__________的小灯泡,再次测量A、B、C三处的电流。分析实验数据,得到的结论是________________
__________________________。
规格不同
并联电路干路中的电流等于各支路电流之和
考点三 电压及其测量
【例6】在如图甲所示电路中,V1、V2都是有0~3 V和0~15 V两个测量范围的电压表。当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则灯泡L1 、L2两端的电压分别为( )
A.7.5 V,1.5 V
B.1.5 V,7.5 V
C.6 V,1.5 V
D.1.5 V,6 V
D
【例7】某同学根据图甲所示的电路图探究并联电路各支路用电器两端的电压与电源两端电压的关系。
(1)实验中应选择______规格的小灯泡L1、L2连接电路。
不同
(2)为了测量电源两端的电压,他连接了如图乙所示的电路。该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(3)正确连接电路后,该同学测出小灯泡L1和L2两端的电压分别是2.6 V和2.7 V,测量电源两端电压时电压表示数如图丙所示,则电源两端电压是_____V。分析数据发现三次测量值有差异,该同学认为是以下三种原因造成的,其中合理的是____(填序号)。
①测量电压有误差②小灯泡亮度不同③电压表没有选择合适的测量范围
2.8
①
考点四 电阻和变阻器
【例8】A、B两根完全一样的粗细均匀的导线,长度都是1 m。把A导线从中间剪断,将其中一段拉长至1 m,它的电阻值为RA1,另一段的电阻为RA2,B导线的电阻为RB,则RA1、RA2和RB的大小关系为( )
A.RA1>RA2>RB B.RA1<RA2<RB
C.RA1>RB>RA2 D.RA2>RB>RA1
C
【例9】(2024武汉元调)如图所示电路中,R1是定值电阻,闭合开关S后,向右调节滑动变阻器的滑片,则( )
A.甲、丙表示数变大,乙表示数变小
B.甲、丙表示数变小,乙表示数变大
C.甲表示数不变,乙、丙表示数变大
D.甲、丙表示数不变,乙表示数变小
A
考点五 跨学科实践:制作简易调光台灯
【例10】小昕在台灯下看书时,感觉灯光太亮,如图甲。她找来同桌小洋,想利用所学物理知识制作一盏简易调光台灯,达到调节灯光亮度的目的。
(1)小昕尝试利用铅笔芯和鳄鱼夹实现调节灯泡亮度的功能,如图乙所示。图乙中的连线有一处明显错误是____________________________;改正后,闭合开关,调节鳄鱼夹M、N之间的距离,发现灯泡亮度和电流表示数都会发生变化,这一现象说明导体的电阻与其______有关。
电流表的正、负接线柱接反了
长度
(2)由于铅笔芯易断,小洋在实验室找了一个电位器来替代铅笔芯,如图丙,其内部结构如图丁。小洋查找到表格中的信息,为更好地实现电位器调节灯泡亮度的功能,电位器内的电阻丝应选用____________(选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)更合适。
导线 长度/m 横截面积/mm2 阻值/Ω
铜丝 0.5 0.02 0.5
镍铬合金丝 0.5 0.02 50
镍铬合金丝
(3)请在图戊中用笔画连线,能实现顺时针旋转电位器旋钮时灯泡变亮。
◉基础巩固
1.如图所示,取两个不带电的验电器A和B,用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触A ,A的金属箔片张开,再用带手柄的C棒去同时接触A、B的金属球,发现A的金属箔片张角变小,B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A.丝绸摩擦玻璃棒的过程中,丝绸失去了电子
B.验电器原理是异种电荷相互吸引
C.C棒与其手柄均为导体
D.当C棒接触两验电器的金属球时,C棒中瞬间的电流方向为A到B
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D
2.如图,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根
中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放在转动轴上,吸管
能在水平面内自由转动;用餐巾纸摩擦吸管的一端使其带
电,然后把丝绸摩擦过的玻璃棒放在吸管带电一端的附近,
发现它们互相吸引,下面有关说法正确的是( )
A.吸管与餐巾纸摩擦后,失去电子带正电
B.将丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管的另一端,它们也互相吸引
C.丝绸的原子核对电子的束缚能力比玻璃棒的原子核的弱
D.将毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管的另一端,它们将互相排斥
B
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3.如图所示,在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,就做成了一个简易电池,下列说法正确的是( )
A.锌片相当于电池的正极
B.这个装置可将电能转化为化学能
C.在盐水中,电流的方向为从锌片到铜片
D.在连接铜片和电压表的导线中,电子的
移动方向为从铜片到电压表
C
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4.如图所示的电路中,闭合开关,灯泡L1和L2均发光,A1和A2为两个相同的电流表,且两个表指针指向同一位置(未超测量范围),通过灯泡L1和L2的电流之比为( )
A.1∶1
B.5∶1
C.1∶4
D.4∶1
C
第4题图
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5.如图所示是某同学探究串联电路的电压规律所连
接的电路。闭合开关后,发现小灯泡L1不发光,但
小灯泡L2正常发光,且电压表有示数。下列说法正
确的是( )
A.电压表测量的是小灯泡L2两端的电压
B.小灯泡L1不发光可能是小灯泡L1断路
C.将导线①的左端改接到a接线柱,闭合开关后电压表会短路
D.要测量L1两端的电压,可以直接将导线②的上端改接到a接线柱
A
第5题图
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6.如图是武汉江滩公园中安装的一款太阳能LED路灯。下列说法正确的是( )
A.LED灯泡是由多个发光二极管制成的
B.LED灯泡的发光部件是由超导体制成的
C.太阳能电池板将太阳能直接转化为化学能储存起来
D.太阳能电池板旁的蓄电池将化学能直接转化为电能
储存起来
A
第6题图
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7.有一种自动控制的楼道灯,夜晚天黑之后有声音响时灯亮,白天不论发出多大的声音灯都不亮,这是因为有声音响时声控开关S1闭合,环境光线非常暗时光控开关S2闭合。可以实现上述功能的电路图是( )
A B C D
A
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◉能力提升
8.一个小灯泡上标着“2.2 V 0.25 A”字样,表明这个小灯泡正常工作时的电阻是8.8 Ω。如图是某同学为检验小灯泡的标称电阻是否准确而连接的实物电路。有关实物电路的连接,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器接法正确
B.电流表正、负接线柱接反
C.电流表测量范围选择正确
D.电压表测量范围选择错误
B
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9.(2025武汉中考)某同学利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中四根金属丝的规格如下表所示。下列说法正确的是( )
A.实验过程中,灯泡越亮,说明接入电路中金属丝的电阻越大
B.选择金属丝①和③可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
C.选择金属丝②和④可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.选择金属丝①和④可以探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
① 锰铜丝 1.0 0.2
② 镍铬合金丝 0.5 0.2
③ 镍铬合金丝 1.0 0.2
④ 镍铬合金丝 1.0 0.6
B
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10.探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系。
(1)某同学连接了如图所示的实物电路,请在虚线框内画出对应的电路图。
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(2)为了测出L1两端的电压,可以只改接图中的一根导线,这根导线是电压表与______之间的导线。接着要测量L2两端的电压,则____(填字母)。
A.至少需要增加一根导线
B.至少需要增加两根导线
C.不需要增加导线,只用对
电路做适当调整
开关
C
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(3)为了得到普遍规律,应进行多次实验,下列操作最合理的是____(填字母)。
A.重新连接一个并联电路再次实验
B.将灯泡L1和灯泡L2互换位置再次实验
C.换用不同规格的灯泡多次实验
C
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(4)多次实验后,该同学可得出实验结论:串联电路中电源两端电压____________________。
等于各部分电压之和
11.如图是使用一根三合一充电线同时给三部手机充电的情景。
(1)手机芯片的核心部件主要是利用________(选填“导体”“半导体”“超导体”或“绝缘体”)在导电性能上的特殊性来工作的。
(2)给手机充电时,手机的电池相当于________(选填“电源”或“用电器”)。
半导体
用电器
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(3)充电线的一端接在标有“5 V 2 A”字样的充电头接口上,表示该接口在工作时能稳定输出5 V的电压和2 A的电流。正在充电的三台手机是______(选填“串联”或“并联”)的,拔掉两部手机,剩下的那一部正在充电的手机获得的电压______(选填“变高”“不变”或“变低”),电流______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
不变
不变
并联
1
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12.(2024江汉区期中)某同学准备利用所学物理知识制作一个简易调光台灯。
(1)能改变接入电路中电阻大小的元件叫作________,其中有一种是学生实验室中常用的滑动变阻器,如图甲所示;还有一种是如图乙所示的电位器,其内部结构如图丙所示,它们都是通过改变接入电路中电阻丝的______来改变接入电路中电阻大小的。
变阻器
长度
1
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5
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12
(2)学习完“练习使用滑动变阻器”后,该同学从网上买了一个规格合适的电位器,准备制作一个简易的调光台灯。如图丁所示,若要使旋钮顺时针转动时台灯变亮,则应将电位器的______两个接线柱分别与电路中的M、N两点相连,闭合开关后,旋转旋钮,台灯______(选填“能”或“不能”)完全熄灭。
b、c
不能
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$