内容正文:
第十五章电流和电路
第二节 电流和电路
1.初步认识电流和电路及电路图
2 .能列举日常生活中常见的电源和用电器,知道电源是提供电能的装置,用电器是消耗电能的装置
3.学会连接简单的电路
4.知道发光二极管的单向导电性
5.理解导体与绝缘体的本质区别
6.认识断路、通路、短路
学习目标
验电器A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开验电器B上也带了电。有一部分电荷通过金属棒从A移动到了B,电荷发生了定向移动。
怎样才能使电荷持续不断的流动?
A
B
问题:
?
用带绝缘柄的金属棒接触验电器的金属球视频
想想做做
有如下器材:小灯泡、小电动机、蜂鸣器各一个,一个开关、两节电池以及一些导线。先后三次连接电路,分别使小灯泡发光、小电动机转动、蜂鸣器发声。小灯泡、小电动机、蜂鸣器要受开关的控制
实验结果表明:要想使小灯泡等有电荷持续流过,就必须要有电池(cell),还要用导线将它们与电池连接成闭合的电路。
注意
不能把电池的两端用导线直接连在一起!
知识点一电流
导线、小灯泡的灯丝都是用金属做的,电荷在金属中可以定向移动,电荷的定向移动形成电流(electriccurrent),类似水定向移动形成水流。
规定:正电荷定向移动的方向
为电流的方向。(或负电荷定
向移动的反方向为电流方向。
电流的方向
实验探究:根据生活经验,如何让灯泡亮起来?如何控制灯泡的亮与灭?
水的定向移动会形成水流。车辆的定向移动会形成车流。与此类似,电荷的定向移动会形成电流。
7
正接
线柱
负接
线柱
发光二极管也叫LED,具有单向导电的特点。
正接线柱
负接线柱
想想做做
二极管视频
1.二极管及符号
二极管
发光二极管
2.二极管的性质
二极管具有单向导电性
发光二极管是电子电路的重要元件,其主要材料是_______(填“导体”“半导体”或“超导体”)材料,其特点是具有_____(填“单向”或“双向”)导电性能。如图所示,当开关S闭合后,两灯的发光情况应是:_________________
半导体
单向
L1不发光,L2发光
L1
L2
S
1.导体
(1)容易导电的物体,叫做导体。
(2)常见的导体:金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等。
(3)导体导电的原因:
导体中存在自由电荷
金属:自由电子
食盐溶液:阴离子、阳离子
知识点二导体和绝缘体
2.绝缘体
(1)不容易导电的物体,叫做绝缘体。
(2)常见的绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、空气、油等。
(3)绝缘体不易导电的原因:电荷束缚在原子、分子之中,不能自由移动。
金属导体内自由电子做定向移动,形成电流。
酸碱盐溶液中的电流是正负电荷(离子)相向运动形成的。
酸碱盐溶液中呢?
自由电子
导线、小灯泡的灯丝都是金属做的。金属里面有大量自由电子,它们可以自由移动。平时金属内自由电子运动的方向杂乱无章,但是接上电池之后,它们就受到了推动力,就会做定向移动,电荷的定向移动形成电流(electric current)。金属导体中是自由电子发生定向移动,那么酸碱盐溶液中电荷是怎样移动的呢?
回路中有电流时,发生定向移动的电荷可能是正电荷,也可能是负电荷,还可能是正、负电荷同时向相反方向发生定向移动
14
11.关于绝缘体,下列说法正确的是( )
A.绝缘体在任何情况下都不能导电
B.绝缘体不容易导电,也不能带电
C.绝缘体不容易导电,但能够带电
D.绝缘体内没有电子,因此它不容易导电
C
随堂练习
12.通常情况下,下列物体中属于绝缘体的一组是( )
A.人 体、大 地、铜钥匙
B.橡 皮、煤 油、塑料袋
C.铅笔芯、盐 水、玻璃杯
D.瓷 瓶、空 气、钢板尺
B
13.下列选项中都是导体的一组是( )
A.铁、陶瓷、塑料 B.石墨、油、大地
C.塑料、干木材、橡胶 D.水银、人体、大地
D
14.金属导体易导电,是因为金属中有大量的( )
A.带负电的原子 B.原子核
C.带正电的原子 D.自由电子
D
15. 如图所示,轻质棒M放在绝缘支架上,与毛皮摩擦后带上负电的绝缘棒L靠近M的A端时,A端被L吸引,则 ( )
A.M一定带负电
B.M一定带正电
C.摩擦时,L失去电子
D.摩擦时,L得到电子
D
16.两个相同的验电器A和B,A带正电,B不带电,如图甲所示。
(1)用一根带绝缘柄的铜棒把两个验电器的金属球连接起来,如图乙所示,连接的瞬间有 ( )
A.正电荷从A向B移动
B.电子从A向B移动
C.正电荷从B向A移动
D.电子从B向A移动
D
(2)若换用一根橡胶棒把如图甲所示的两个验电器的金属球连接起来,会发现验电器金属箔的张角 ( )
A.A、B都增大
B.A、B都减小
C.A、B都不变
D.A减小,B增大
C
物理学中将电池这类提供电能的装置叫作电源(power supply ),将灯泡、电动机、蜂鸣器等这类消耗电能的装置叫作用电器。
知识点三电路的构成
按照这个规定,当电池、导线、小灯泡组成的回路闭合时,在电源外部,电流的方向是从电源正极经过用电器流向负极的。
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干电池
蓄电池
发电机
电风扇
台灯
电烤箱
电源
用电器
提供电能
消耗电能
干电池、蓄电池、发电机都是电源。电源是提供电能的装置。
台灯、电风扇、电烤箱都是用电器。用电器是消耗电能的装置。
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接线开关
单刀开关
空气开关
导线
远距离输电线
开关
导线
控制电路
输送电能
接线开关、单刀开关、空气开关都是开关。开关可以控制电路的通断。
实验室用的导线和生活中使用的输电线都是导线。导线是输送电能的。
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电源、用电器再加上导线,往往还有开关,组成了电流可以流过的路径--电路(electric circuit)。
电源
导线
用电器
开关
如前面的实验,我们把由电源、用电器、导线、开关组成的电流可以通过的路径叫做电路。下面让我们来了解一下电路各部分的作用。
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1. 开关断开或电路有断路,观察小灯泡是否发光?
2. 没有电源时,观察小灯泡是否发光?
只有电路闭合时,电路中才有电流
连接如下电路
怎样形成持续的电流呢? 我们来做个实验。注意观察。
当开关断开时,或电路有断路,接触不良时,小灯泡不发光。
当没有电源时,小灯泡不发光。
要想让小灯泡亮,必须要有电池,还要用导线将小灯泡与电池连接成闭合的回路。
由此我们得到形成持续电流的条件:有电源,电路是闭合回路。
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连接简单的电路视频
知识点三电路图
几种常见的元件及其符号
用符号表示电路连接的图,叫作电路图
电路
电路图
国家对电路元件实物的符号进行了统一的规定,每种元件都有其对应的符号。下面我们就来认识一下它们吧。这是开关,电流表、滑动变阻器、相连的导线、电压表、电动机、发光二极管、电阻、灯泡、和电源。
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电饭锅
生活示例:
电饭锅内部电路图
熔断器
保温指示灯
加热指示灯
发热器
220V
在生活中以及未来的电学学习中,你会看到并研究很多实际电路,比如图中电饭锅的内部电路。如果画图时把电源、用电器等元件原样画出来,既麻烦又不清楚。为了便于研究,人们通常用图形符号来表示这些元件,就像图中所示的电饭锅的电路说明书。这种用符号表示电路连接的图就叫做电路图。电路图是对实际电路的有效抽象,有了元件的符号,我们就可以用它来方便地替代实物了。
29
根据实物电路画电路图的步骤
1. 根据电流方向写出电路的构成状况。
S
L
+
S
L
-
→
→
→
2. 根据结构画出电路图。
学习了元件符号的基本画法,我们就可以根据实物图画电路图了。画电路图要有一个良好的画图习惯,而不是随意的提笔就画。首先我们要根据电流方向在草纸上写出电路的结构,然后再根据结构画出相应的电路图。比如左面的实物图的电流方向如蓝色箭头所示,是从电源的正极出发,先经过开关、再经过灯泡回到电源的负极。所以该电路的元件顺序就是+—S—L—--。根据这个顺序我们就可以画图了。
30
S
L
没有使用格尺
元件画在拐角处
L
S
L
S
图1
图2
现在,我们可以思考下面电路图中存在的问题:
图1中,画导线没用使用格尺。(点击鼠标,出现错误原因)
图2中,元件画在了拐角处。
31
S
L
元件分布不均匀
有没连接上的断点
L
S
图3
图4
L
S
图3中元件过于集中在一条导线上。
图4中,有没连接上的断点。
32
S
L
L
S
图5
正确
我们再来看图5,图5才是这个电路图的正确画法。
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1.通路:处处连通,用电器能够工作的电路。
知识点五 通路 断路 短路
在连接电路时,常听到有通路、断路、短路三种说法。这三种情况各不相同,下面我们一起通过实验来认识它们。
像这样处处连通,用电器能够工作的电路,是通路。
34
通路视频
2.断路:某处被断开,没有电流通过的电路。
再来看看断路的实验情况,大家可以看到,处于通路状态的电路,当开关断开时,灯泡都不发光了,说明电路中没有电流流过,电路处于断路状态。除了开关断开外,电路中任何一处被切断,都可以使电路处于断路状态,比如导线断开等。发生断路时,由于电路某处被切断,电路中没有电流流过,所以用电器不能正常工作。
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断路视频
3.短路:直接用导线将电源正负极相连的电路。
电源短路时会损坏电源,甚至引起火灾!
短路有两种情况,我们先来认识电源短路。当用导线直接将电源的正负极连接起来时,电路中的用电器都不工作了,此时,电流是从正极经过这条导线直接回到负极,由于电流很大,会产生大量的热,从而烧坏电源和导线,甚至引起火灾。因此,电源短路是不允许的做法,由于电流经过的是导线而没有经过用电器,所以,用电器不会烧坏,只是不工作。
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短路视频
问题思考:如果用一根导线接在灯泡两端,会发生什么现象?
实验现象表明,小灯泡被短接而熄灭,电流流经外加导线而绕过了小灯泡。
用电器短路,有条件地允许!
发光的小灯泡还会亮吗?
演示:小灯泡被短路
我们再来看看短路中的另一种情况:用电器短接。当用导线直接连通某个用电器两端时,这个用电器不工作了,而电路中的其他用电器还可以工作,这时不工作的用电器就被短接了。发生短路时,相当于电流通过这条导线而绕过了被短接的用电器,所以被短接的用电器不会被烧坏,只是不工作了。另外,大家可以看到实验中发生短接时,另一个灯泡变得更亮了,说明电路中电流也变大了,虽然这时的热效应没有电源短路时那么大,但是也能使电路中的其他用电器或导线因电流过大而受损害,因此也要引起我们的注意。
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课堂小结
通路:正常接通的电路,即用电器能够工作的电路
断路:电路中如果某处被切断,电路中就不会有电流通过
短路:直接用导线将电源的正、负极连接起来
电路三种状态
用统一规定符号、连线横平竖直、美观
电源、用电器、开关、导线
导体:容易导电的物体
电荷的定向移动形成电流
电路图的画法
电路图符号
电路图
电路的构成
导体与 绝缘体
绝缘体:不容易导电的物体
电流
电流的方向:正电荷定向移动的方向
电流和电路
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1.下列说法中正确的是( )
A.用导线把开关、电灯等用电器连接起来就组成了一个 完整的电路
B.电源是电路中供电的装置
C.干电池、蓄电池、发电机、电动机都是电源
D.用手电筒时,电流方向是由电池的负极经灯泡流向正极
B
随堂练习
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2.电荷的 形成电流,把 电荷定向移动的方向规定为电流方向。金属导体中的电流方向跟它内部的自由电子的定向移动方向 。在电源外部,电流方向是由电源的 极流向 极。
定向移动
正
正
负
相反
3.当充电宝正在给手机电池充电时,该手机电池相当于电路中的( )
A.电源 B.开关 C.导线 D.用电器
D
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4.如图所示,当开关S1,S2都断开时,电路处于_______状态; 当S1闭合,S2断开时,电路处于_______状态;当开关S1,S2都闭合时,电路处于__________状态。
电源短路
通路
断路
S2
S1
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作业布置
1.
2.
3.
谢谢聆听
Lavf57.67.100
Lavf57.67.100
Lavf58.45.100
Lavf58.45.100
Lavf58.45.100
$