第十三章 简单电路(知识清单)物理新教材沪粤版九年级上册
2026-08-14
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精品
摘要:
该初中物理单元知识清单系统梳理了“简单电路”单元核心内容,涵盖两种电荷、电路组成与连接、电流电压测量及串并联电路规律等知识范畴,搭建了从基础概念辨析到实验探究再到综合应用计算的递进式学习支架。
清单通过“星级考点标注”“实验全解”“易错警示”构建知识体系,如将“串并联电路电流电压规律”标注为三星高频考点,用对比表格呈现电流表与电压表使用规则,培养学生的物理观念和科学思维。设计“故障分析判断口诀”“读数三步法”等实用工具,如“断路看电压,谁有示数谁断路”,助力不同学生高效掌握,教师可据此优化教学,提升复习针对性。
内容正文:
第十三章 简单电路
第1节 两种电荷
一、摩擦起电与带电体性质(基础必考点)
1.摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电。
2.带电体的基本性质:能够吸引轻小物体(如纸屑、头发、灰尘)。
3.生活实例:塑料梳子梳头时头发飘起、撕塑料袋时吸附在手、秋冬脱毛衣的电火花。
二、两种电荷及相互作用规律(★★★高频考点)
1.两种电荷的规定
①正电荷:与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同;
②负电荷:与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同。
2.电荷间相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3.带电体判断技巧
①两物体相互排斥:一定带同种电荷;
②两物体相互吸引:有两种可能 —— 带异种电荷,或一个带电、另一个不带电(带电体可吸引轻小物体)。
三、摩擦起电的实质(★★难点考点)
1.原子结构:原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成;原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。
2.电中性:通常情况下,原子内质子数与电子数相等,物体对外不显电性。
3.摩擦起电的实质:电子的转移(电荷从一个物体转移到另一个物体,并不是创造了电荷)。
①失去电子的物体:正电荷总数多于负电荷,带正电;
②得到电子的物体:负电荷总数多于正电荷,带负电。
4.经典实例
①丝绸摩擦玻璃棒:玻璃棒失去电子带正电,丝绸得到电子带负电;
②毛皮摩擦橡胶棒:橡胶棒得到电子带负电,毛皮失去电子带正电。
易错警示
摩擦起电不是创造了电荷,只是电荷发生了转移,总电荷数守恒。
四、验电器(★★常考考点)
1.作用:检验物体是否带电。
2.构造:金属球、金属杆、金属箔(或金属指针)。
3.工作原理:同种电荷相互排斥。带电体接触金属球后,电荷传导到两片金属箔上,两片带同种电荷相互排斥而张开。
4.特点:带电体所带电荷越多,验电器金属箔张开的角度越大。
五、静电现象的应用与防止(基础考点)
1.尖端放电:物体带电时,尖端部位容易产生放电现象;闪电是云层间或云层与大地间的大规模放电现象。
2.静电的应用:静电喷涂、静电除尘、静电复印、静电植绒。
3.静电的防止:建筑物安装避雷针(利用尖端放电,将雷电导入大地);油罐车尾部拖一条铁链(及时导走运输过程中产生的静电);地毯中编织导电丝、加油站禁止穿化纤衣物。
易错警示
(1)相互吸引的两个物体不一定带异种电荷,也可能一个带电、一个不带电;相互排斥则一定带同种电荷。
(2)验电器只能检验物体是否带电,不能直接判断带电的种类。
第2节 电路的组成和连接方式
一、电路的基本组成(基础必考点)
完整电路由电源、用电器、开关、导线四部分组成,缺一不可:
1.电源:提供电能(电压)的装置,将其他形式的能转化为电能,如干电池、蓄电池、发电机。
2.用电器:消耗电能的装置,将电能转化为其他形式的能,如灯泡、电动机、电铃。
3.开关:控制电路的通断。
4.导线:连接各元件,为电流提供传导路径。
持续电流的条件:①电路中有电源(有电压);②电路是闭合通路。
二、电路的三种状态(★★重点易错考点)
电路状态
定义
电路特点
电流情况
通路
处处连通的电路
用电器正常工作
有持续电流
开路(断路)
电路在某处断开
用电器不工作
无电流
电源短路
导线不经过任何用电器直接连接电源两极
电源、导线会因电流过大烧坏,绝对禁止
电流极大
局部短路(用电器短路)
某用电器两端被导线直接连通
被短路的用电器不工作,其他用电器可工作
电路中有电流
常见断路原因:开关未闭合、导线断裂、接头松脱、用电器损坏。
三、电路图与元件符号(作图基础考点)
1.定义:用统一规定的符号表示电路连接情况的图,叫做电路图。
2.常用元件符号(必须掌握)
①电池:长线为正极,短线为负极;
②灯泡、开关、电流表、电压表、交叉相连导线、T 形连接导线。
3.画图规范:使用统一规定的元件符号;导线画成横平竖直,整体呈矩形;元件均匀分布,不画在拐角处;线路连接到位,无断开、无交叉(必须交叉时用实心点表示相连)。
四、串联电路与并联电路的辨析(★★★高频必考考点)
对比项目
串联电路
并联电路
连接方式
用电器逐个顺次首尾相连
用电器两端分别并列连接在两点之间
电流路径
只有一条电流路径
有两条或多条电流路径
用电器关系
各用电器相互影响,一个断路,全部停止工作
各支路用电器独立工作,互不影响
开关作用
一个开关控制整个电路,作用与位置无关
干路开关控制整个电路;支路开关只控制所在支路
生活实例
装饰小彩灯、开关与用电器
家庭电路、路灯、红绿灯、教室内的日光灯
三种判断方法
①路径法:从电源正极出发,沿导线走,只有一条路径是串联,有多条路径是并联。
②拆除法:去掉其中一个用电器,另一个也不工作为串联;仍能正常工作为并联。
③节点法:导线连接的点可视为同一点,用电器两端分别接在相同两点间为并联。
易错警示
(1)马路上的路灯同时亮同时灭,但它们是并联的,因为其中一盏损坏,其他仍能正常工作,开关在干路。
(2)家庭电路中各用电器都是并联的,开关与被控制的用电器串联。
第3节 电流与电流的测量
一、电流的形成与方向(基础易错考点)
1.电流的形成:电荷的定向移动形成电流。正电荷、负电荷定向移动都能形成电流(金属导体中是自由电子定向移动形成电流)。
2.电流方向的规定:物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
3.方向规律
①负电荷定向移动的方向与电流方向相反;
②电源外部:电流从正极流出,经过用电器流向负极;
③电源内部:电流从负极流向正极。
易错点
金属导体中,自由电子定向移动的方向与电流方向相反。
二、电流的单位与常见电流值
1.物理量符号:
2.国际单位:安培,简称安,符号 。
3.常用单位:毫安()、微安()
4.换算关系:
5.常见电流值(了解即可):手电筒约 0.2A,家用电冰箱约 1A,家用空调约 5A,雷电可达 。
三、电流表的使用与读数(★★★高频实验必考考点)
1.作用:测量电路中电流的大小,电路符号为 。
2.实验室常用双量程电流表
①接线柱:“-” 为公共负接线柱,“0.6”“3” 为正接线柱;
②量程与分度值:0~0.6A 量程:分度值为 0.02 A;0~3 A 量程:分度值为 0.1 A;大量程读数是小量程的 5 倍。
3.核心使用规则(四要四不)
①必须串联:电流表必须与被测电路串联;
②正进负出:电流从 “+” 接线柱流入,从 “-” 接线柱流出;
③量程合适:被测电流不能超过电流表量程,无法估计时用大量程试触;
④禁止直连电源:严禁直接接在电源两极之间,否则会造成短路,烧坏电流表和电源。
4.错误接法的后果
①正负接线柱接反:指针反向偏转,可能打弯指针;
②并联在电路中:相当于短路,会烧坏电流表和电源;
③量程选小:指针偏转超过量程,烧坏电表;
④量程选大:指针偏角过小,测量误差大。
5.读数三步法:①确定所选量程;②明确分度值;③根据指针位置读取数值。
第4节 串联、并联电路中电流的特点
一、探究串联电路的电流规律(★★★高频实验考点)
1.实验目的:探究串联电路中各处电流的关系。
2.实验设计:将电流表分别接在电路中 A、B、C 三个不同位置,测量三处电流。
3.实验器材:电源、开关、不同规格小灯泡、电流表、导线。
4.关键操作:连接电路时开关必须断开;更换不同规格的小灯泡,重复测量多次。
5.实验结论:串联电路中各处的电流相等。公式:
6.多次实验的目的:避免实验偶然性,使结论具有普遍性。
易错点
不能用规格相同的灯泡只做一次实验就得出结论,这样结论具有偶然性。
二、探究并联电路的电流规律(★★★高频实验考点)
1.实验目的:探究并联电路干路电流与支路电流的关系。
2.实验设计:分别测量干路电流、两条支路的电流。
3.实验结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。公式:
4.多次实验的目的:得出普遍规律,避免偶然性。
三、电流规律的应用计算(★★常考考点)
(1)串联电路:电流处处相等,根据一处电流可直接得到其他位置电流;
(2)并联电路:已知干路和一条支路电流,可求另一条支路电流;
(3)解题关键:先判断电路连接方式,再明确电流表测量的是哪部分电路的电流。
易错警示
(1)认为 “电流从正极流出后会逐渐减小” 是错误的,串联电路中电流处处相等。
(2)并联电路中,各支路电流不一定相等,只有规格相同的用电器,支路电流才相等。
第5节 电压与电压的测量
一、电压的作用(基础考点)
1.电压的作用:电压是形成电流的原因,使电路中的电荷发生定向移动。
2.电源的作用:给电路两端提供电压的装置。
3.研究方法:类比法 —— 将电压类比为水压,电流类比为水流。
易错点
有电压不一定有电流(电路必须是通路);但有电流一定有电压。
二、电压的单位与常见电压值(★★必记考点)
1.物理量符号:
2.国际单位:伏特,简称伏,符号 。
3.常用单位:千伏()、毫伏()
4.换算关系:
5.必须牢记的常见电压值
一节干电池:1.5 V;一节铅蓄电池:2 V;手机锂电池:约 3.8 V;对人体安全的电压:不高于 36 V;我国家庭电路:220 V;工厂动力用电:380 V
三、电压表的使用与读数(★★★高频实验必考考点)
1.作用:测量电路两端的电压,电路符号为 。
2.实验室双量程电压表
①接线柱:“-” 为公共负接线柱,“3”“15” 为正接线柱;
②量程与分度值:0~3 V 量程:分度值为 0.1 V;0~15 V 量程:分度值为 0.5 V;大量程读数是小量程的 5 倍。
3.核心使用规则
①必须并联:电压表必须并联在被测电路两端;
②正进负出:电流从 “+” 接线柱流入,从 “-” 接线柱流出;
③量程合适:被测电压不能超过电压表量程,无法估计时用大量程试触;
④可直连电源:可以直接并联在电源两极,测量电源电压。
4.特殊现象:电压表串联在电路中时,电路电流极小,用电器不工作,电压表示数接近电源电压。
5.读数三步法:同电流表,定量程→定分度值→读数。
电流表与电压表对比速记
对比项
电流表
电压表
电路符号
Ⓐ
Ⓥ
连接方式
串联在被测电路中
并联在被测电路两端
能否直接接电源
绝对禁止
可以,测电源电压
接线规则
正进负出
正进负出
量程分度值
0~0.6A(0.02A)、0~3A(0.1A)
0~3V(0.1V)、0~15V(0.5V)
第6节 串联、并联电路中电压的特点
一、探究串联电路的电压规律(★★★高频实验考点)
1.实验目的:探究串联电路总电压与各部分电路电压的关系。
2.实验设计:用电压表分别测出 两端电压 、 两端电压 、电路总电压 。
3.实验结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
公式:
4.多次实验的目的:更换不同规格灯泡、改变电源电压,避免偶然性,得出普遍规律。
易错点:规格相同的灯泡串联时,两灯电压相等,这是特殊情况,不能当作普遍规律。
二、探究并联电路的电压规律(★★★高频考点)
1.实验结论:并联电路中,各支路两端的电压相等,且等于电源两端的电压。
公式:
2.拓展:家庭电路中各用电器并联,因此各用电器两端电压都是 220V。
三、电压规律的应用计算(★★常考考点)
(1)串联电路:已知总电压和一个用电器的电压,可求另一个的电压;
(2)并联电路:各支路电压都等于电源电压;
(3)解题关键:先判断电压表测量的是哪个用电器(或哪部分电路)的电压。
四、串联电路故障分析(★★★难点高频考点)
串联电路故障主要分为断路和短路两类,是期中期末必考难点:
故障类型
电路整体现象
电压表示数(并联在 L1两端)
电压表示数(并联在 L2两端)
L1断路
两灯都不亮,电路无电流
有示数(接近电源电压)
无示数
L2断路
两灯都不亮,电路无电流
无示数
有示数(接近电源电压)
L1短路
L1不亮,L2更亮,电路有电流
无示数
有示数(等于电源电压)
L2短路
L2不亮,L1更亮,电路有电流
有示数(等于电源电压)
无示数
判断口诀:断路看电压,谁有示数谁断路;短路看电压,谁无示数谁短路。
本章核心实验全解
实验一:探究串联电路中电流的规律
(1)实验方法:控制变量法、多次测量法
(2)核心结论:
(3)常考问题:
①连接电路时开关要断开;
②电流表正负接线柱接反的现象:指针反向偏转;
③多次实验的目的:得出普遍规律;
④选不同规格灯泡的原因:避免实验偶然性。
实验二:探究并联电路中电流的规律
(1)核心结论:
(2)常考问题:电流表测量对象判断;干路、支路电流计算;换用不同规格灯泡多次实验。
实验三:探究串联电路中电压的规律
(1)核心结论:
(2)常考问题:电压表测量对象判断;故障分析;多次实验的目的。
实验四:探究并联电路中电压的规律
(1)核心结论:
(2)常考问题:并联支路电压相等等于电源电压。
核心公式与常量汇总
1.核心公式
物理规律
公式
串联电路电流规律
并联电路电流规律
串联电路电压规律
并联电路电压规律
2.必记常量:一节干电池电压:1.5 V;家庭电路电压:220 V;人体安全电压:≤ 36 V。
易错点01电荷相互作用、带电体吸引轻小物体
易错点:混淆 “异种电荷相吸” 和 “带电体吸引轻小不带电物体”;排斥、吸引的带电判断混淆
错因:吸引有两种情况(小球不带电 / 带异种电),只有排斥能确定带同种电荷;橡胶棒负电、玻璃棒正电,吸引无法判定小球带电。
【对点训练】将毛皮摩擦过的橡胶棒靠近用细绳悬挂的泡沫球,出现如图所示的情形。若改用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近这个小球,下列推断正确的是( )
A.若相互吸引,则泡沫球一定带负电 B.若相互吸引,则泡沫球一定带正电
C.若相互排斥,则泡沫球一定带正电 D.若相互排斥,则泡沫球一定不带电
易错点02 摩擦起电、验电器、电流方向、导体绝缘体
摩擦起电本质
易错:认为摩擦创造电荷、质子转移
错因:仅核外电子可转移,电荷总量不变。
摩擦后毛皮带电
易错:以为只有塑料尺带电
错因:电子转移,双方带等量异种电荷。
验电器 + 电流方向
易错:分不清金属箔张开原理;电流与电子移动同向
错因:箔片张开是同种电荷相斥;电流规定为正电荷移动方向,与负电子反向。
绝缘体摩擦起电
易错:不知金属无法摩擦起电
错因:金属导电性强,电荷快速导走无法积累。
【对点训练】关于摩擦起电现象的几点思考
(1)用毛皮摩擦过的塑料尺能够吸引轻小纸屑,说明塑料尺带了电。根据你所学过的原子结构的知识,下列关于带电原因的猜想,正确的是 ;
A.摩擦创造了电荷 B.由于电子发生了转移 C.由于质子发生了转移
(2)毛皮摩擦过塑料尺后,毛皮应当___(选填“带”或“不带”) 电;
(3)如图所示,两个相同的验电器A和B,A带负电,B不带电,验电器A的金属箔张开,是因为___________;用金属棒把A和B连接起来的瞬间,金属棒中的电流方向从___________(选填“A到B”或“B到A”);
(4)我们使用玻璃棒、橡胶棒分别对应与丝绸、毛皮摩擦使之带电,而不用金属棒与其他材料摩擦去研究摩擦起电现象,是因为这两种材料的_________这种属性比较差。
易错点03 串并联电路识别、电路故障、串联电路特点
电路连接规范
易错:接线时开关闭合;串联接线混乱交叉
错因:断开开关保护电路,串联需顺次连接。
串联断路故障
易错:按压灯亮误判灯丝断裂
错因:灯丝断后按压不能导通,故障是灯座接触不良。
串并联用电器影响
易错:分不清串联互相影响、并联互不影响
错因:串联单一路径,取一盏整路断开;并联支路独立。
串联开关位置
易错:认为开关位置改变控制效果
错因:串联开关始终控制全部电路。
灯泡亮度认知误区
易错:觉得离电源正极越远灯越暗
错因:亮度由实际功率决定,和距离无关,互换灯泡可验证。
【对点训练】如图甲所示是一款学校常用的应急照明灯,当外部电路有电时两个应急灯不亮,当外部电路停电时两个应急灯发光。
【提出问题】这两个应急灯的连接方式是怎样的?
【猜想与假设】同学们讨论后认为有两种可能:
猜想一:这两个应急灯是串联的;
猜想二:这两个应急灯是并联的;
【设计实验与进行实验】
(1)林红同学用如图乙所示器材连接了一个串联电路。在连接电路时,开关应该处于______状态,请把图乙中器材连接完整______;(导线不能交叉)
(2)连接好电路后闭合开关S,L1、L2两只灯泡都不亮。林红同学用手按一下灯泡L1时,L1、L2仍然都不亮;按一下灯泡L2时,两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是______;
A.L1灯丝断了
B.L2灯丝断了
C.L1短路
D.L2与灯座接触不良
(3)排除故障后,闭合开关两灯同时亮。林红同学发现只拧下L1,则L2不亮,然后她只拧下L2,发现L1也不亮。这一现象说明在串联电路中,电流只有一条路径,各用电器______(选填“互不影响”或“互相影响”);
【实验结论】
(4)林红同学看到工人师傅将学校应急灯中的任意一个灯泡拧下,而另一个灯泡仍然发光,则应急灯的两个灯泡是______(选填“串联”或“并联”)的;
【实验延伸】在连接好的串联电路中继续进行实验。
(5)闭合开关S,L1、L2同时亮,断开开关S,L1、L2同时熄灭。林红接着将开关S换接到L1和L2之间、L1和电池负极之间,观察到了同样的现象。这样操作的目的是探究:在串联电路中,______与位置的关系;
(6)闭合开关,L1、L2同时发光但L1比L2暗些。林红同学认为这是因为L1比L2更远离电源的正极。在不增加其他器材的条件下,能判断这种观念是否正确的实验操作是断开开关,______。闭合开关后观察比较L1、L2的亮度关系。
易错点04 电源、电压、电流逻辑关系
易错点:认为有电压一定有电流
错因:电压是形成电流必要条件,还需要电路通路;有电流必有电压。
【对点训练】下列关于电源、电压和电流的说法错误的是( )
A.电压是形成电流的原因
B.用电器中有电流通过,其两端一定有电压
C.电源是提供电压的装置
D.电路两端有电压,电路中就一定有电流
易错点05 串联电压规律、电压表使用、串并联电压对比
串联断路分压
易错:一处断路,其余用电器仍有电压
错因:断路无电流,完好用电器两端电压0。
电压表测量误差
易错:分不清未校零、量程选错、正负接反三种故障
错因:固定读数偏差是未校零;量程错读数成倍数;正负接反指针反向偏。
【对点训练】电工师傅需要检修商场通道的照明系统,小明同学设计电路进行了分析探究。
(1)将商场内的两盏节日彩灯A、B按图甲所示方式接入恒压电路,一段时间后,B灯断路,此时A灯两端的电压为________V。
(2)用图乙电路测电压,V示数为3.0V,示数为1.0V。小华指出他在使用其中一块电压表时操作有误,更正后将改接在两端测量,V示数不变,示数为2.1V,则两端电压为________V,可推断有误的操作可能是________。
A.未校零 B.量程接错 C.正负接线柱接反
易错点06 并联电路电流规律、电流表接线、量程满偏综合计算
电路故障与测量对象
易错:分不清干路和支路电流表;满偏误判断路
错因:电流表在干路测总电流;满偏是支路短路。
电流表读数
易错:选错量程读错分度值
错因:小灯泡电路选用 0~0.6A 小量程。
改线测支路电流
易错:改线后正负接线柱接反。
多次实验目的
易错:多次实验 = 减小误差
错因:探究规律多次实验是避免偶然,找普遍规律。
【对点训练】小明设计了如图1甲所示的电路探究并联电路中电流的规律,电源电压为3V。
(1)图乙为小明连接的实物图,则电流表测量的是图甲中______点的电流。小明试触开关,发现两只灯泡不发光,电流表指针大角度偏转,小明把灯泡L1取下,发现灯泡L2正常工作,则故障可能是______。
(2)排除故障后,闭合开关,电流表指针偏转如图丙所示,其读数为______A。
(3)在图乙中只需移动一根导线就能测量通过L1的电流,请你在这根导线上打“×”并用笔画线代替导线将电路正确连接________。
(4)小明收集到的实验数据如表一所示(灯泡有a、b、c、d四种规格)。
组别
L1规格
L2规格
IA/A
IB/A
IC/A
1
a
a
0.52
0.26
0.26
2
b
b
0.44
0.22
0.22
3
a
b
0.48
0.26
0.22
表一
分析表中数据,小明得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。小明在完成第1、2组实验后,又进行了第3组实验,这样操作的目的是______。
组别
L1规格
L2规格
IA/A
4
b
c
0.5
5
c
d
0.48
表二
(5)【拓展】完成实验后,小红用两个定值电阻R0、R1分别替换图1甲中的L1和L2,用一可调电压电源替换原来的电池组(未画出),如图2所示。在保证电路安全的情况下,小红用电流表分别测量A、B、C三点的电流,发现电流表的指针有一次满偏,还有一次偏转的角度为满偏的三分之二,已知通过C点的电流大于通过B点的电流,则所有符合上述要求的情况中,通过C点的电流的最大值与最小值之比为__________。
易错点07 并联电流实验操作、故障、数据规范、单刀双掷开关电路
电路连接顺序
易错:接线必须从电源正极开始
错因:无强制顺序,只要接线牢固、开关断开即可。
电流表指针偏移
易错:未通电指针偏位当成正负接反
错因:未通电偏位是未调零;正负接反是通电反向偏转。
串并联简易区分
易错:拆一根导线两灯全灭就判定串联
错因:并联拆除干路线,两灯同样熄灭。
实验灯泡选择
易错:选用相同规格灯泡实验
错因:同规格易得出错误结论,需不同规格。
实验数据规范
易错:电流关系式写反;数据不带单位
错因:干路电流 = 两支路之和;物理数据必须标注单位。
单刀双掷开关测电流
易错:切换开关可正常测电流
错因:切换后电流表正负接线柱颠倒,无法读数。
【对点训练】在“探究并联电路电流特点”的实验中,小文和小强两位同学一起合作进行实验,按如图甲所示的实验电路图进行实验。
(1)准备连接电路时,他们首先就连接方法进行了讨论。以下的几个说法中错误的是 ;
A.连接电路时,开关必须断开
B.连接电路时,必须从电源正极开始
C.连接电路时,每处接线都必须接牢
D.连接完毕后要仔细检查电路,确认无误后再闭合开关
(2)他们在规范连接电路时,小文发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是_____________。
(3)他们处理好问题,重新接好电路后闭合开关,发现两灯泡都亮,由于连线弯曲较乱,一时无法确定是串联还是并联?小文灵机一动,拆下一根导线,发现两灯都熄灭,因此他认定两灯是串联的,小文判断的方法是________(选填“正确”或“错误”)的。
(4)实验中,小文应该选择两个规格________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
实验序号
IA点电流
IB点电流
IC点电流
①
0.32
0.28
0.60
②
0.28
0.20
0.48
③
0.26
0.18
0.44
(5)正确连接电路后,小文测出A、B、C三处的电流如表所示,由此可得出结论__________________(只写表达式),但是细心的小强发现,记录数据的表格中存在不规范之处,你认为表格中的不规范之处是:___________。
(6)为使结论更具普遍性,将灯泡换成不同阻值的定制电阻,重新进行上述实验,测得A处电流,观察到C处电流表指针位置如图丙所示,则B处电流大小为_______A。
(7)为更方便地测出两支路的电流,小文找来一个单刀双掷开关,设计了如图丁所示的电路,当开关S接a时,电流表测量通过________(选填“L1”或“L2”)的电流;当开关S接b时,请判断电流表能否正常测量通过另一条支路的电流,并说明理由_________。
易错点08 电压表测量对象判断错误
易错点:分不清不同开关下电压表测量对象,混淆电源电压、分电压
错因:S1闭合测 L1电压,S2闭合测电源总电压;串联总电压等于各灯分压之和。
【对点训练】如图所示的电路中,电源电压不变,开关闭合、断开时,电压表的读数是3V;开关断开、闭合时,电压表的读数是4.5V,则灯两端的电压为____________V。
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第十三章 简单电路
第1节 两种电荷
一、摩擦起电与带电体性质(基础必考点)
1.摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电。
2.带电体的基本性质:能够吸引轻小物体(如纸屑、头发、灰尘)。
3.生活实例:塑料梳子梳头时头发飘起、撕塑料袋时吸附在手、秋冬脱毛衣的电火花。
二、两种电荷及相互作用规律(★★★高频考点)
1.两种电荷的规定
①正电荷:与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同;
②负电荷:与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同。
2.电荷间相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3.带电体判断技巧
①两物体相互排斥:一定带同种电荷;
②两物体相互吸引:有两种可能 —— 带异种电荷,或一个带电、另一个不带电(带电体可吸引轻小物体)。
三、摩擦起电的实质(★★难点考点)
1.原子结构:原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成;原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。
2.电中性:通常情况下,原子内质子数与电子数相等,物体对外不显电性。
3.摩擦起电的实质:电子的转移(电荷从一个物体转移到另一个物体,并不是创造了电荷)。
①失去电子的物体:正电荷总数多于负电荷,带正电;
②得到电子的物体:负电荷总数多于正电荷,带负电。
4.经典实例
①丝绸摩擦玻璃棒:玻璃棒失去电子带正电,丝绸得到电子带负电;
②毛皮摩擦橡胶棒:橡胶棒得到电子带负电,毛皮失去电子带正电。
易错警示
摩擦起电不是创造了电荷,只是电荷发生了转移,总电荷数守恒。
四、验电器(★★常考考点)
1.作用:检验物体是否带电。
2.构造:金属球、金属杆、金属箔(或金属指针)。
3.工作原理:同种电荷相互排斥。带电体接触金属球后,电荷传导到两片金属箔上,两片带同种电荷相互排斥而张开。
4.特点:带电体所带电荷越多,验电器金属箔张开的角度越大。
五、静电现象的应用与防止(基础考点)
1.尖端放电:物体带电时,尖端部位容易产生放电现象;闪电是云层间或云层与大地间的大规模放电现象。
2.静电的应用:静电喷涂、静电除尘、静电复印、静电植绒。
3.静电的防止:建筑物安装避雷针(利用尖端放电,将雷电导入大地);油罐车尾部拖一条铁链(及时导走运输过程中产生的静电);地毯中编织导电丝、加油站禁止穿化纤衣物。
易错警示
(1)相互吸引的两个物体不一定带异种电荷,也可能一个带电、一个不带电;相互排斥则一定带同种电荷。
(2)验电器只能检验物体是否带电,不能直接判断带电的种类。
第2节 电路的组成和连接方式
一、电路的基本组成(基础必考点)
完整电路由电源、用电器、开关、导线四部分组成,缺一不可:
1.电源:提供电能(电压)的装置,将其他形式的能转化为电能,如干电池、蓄电池、发电机。
2.用电器:消耗电能的装置,将电能转化为其他形式的能,如灯泡、电动机、电铃。
3.开关:控制电路的通断。
4.导线:连接各元件,为电流提供传导路径。
持续电流的条件:①电路中有电源(有电压);②电路是闭合通路。
二、电路的三种状态(★★重点易错考点)
电路状态
定义
电路特点
电流情况
通路
处处连通的电路
用电器正常工作
有持续电流
开路(断路)
电路在某处断开
用电器不工作
无电流
电源短路
导线不经过任何用电器直接连接电源两极
电源、导线会因电流过大烧坏,绝对禁止
电流极大
局部短路(用电器短路)
某用电器两端被导线直接连通
被短路的用电器不工作,其他用电器可工作
电路中有电流
常见断路原因:开关未闭合、导线断裂、接头松脱、用电器损坏。
三、电路图与元件符号(作图基础考点)
1.定义:用统一规定的符号表示电路连接情况的图,叫做电路图。
2.常用元件符号(必须掌握)
①电池:长线为正极,短线为负极;
②灯泡、开关、电流表、电压表、交叉相连导线、T 形连接导线。
3.画图规范:使用统一规定的元件符号;导线画成横平竖直,整体呈矩形;元件均匀分布,不画在拐角处;线路连接到位,无断开、无交叉(必须交叉时用实心点表示相连)。
四、串联电路与并联电路的辨析(★★★高频必考考点)
对比项目
串联电路
并联电路
连接方式
用电器逐个顺次首尾相连
用电器两端分别并列连接在两点之间
电流路径
只有一条电流路径
有两条或多条电流路径
用电器关系
各用电器相互影响,一个断路,全部停止工作
各支路用电器独立工作,互不影响
开关作用
一个开关控制整个电路,作用与位置无关
干路开关控制整个电路;支路开关只控制所在支路
生活实例
装饰小彩灯、开关与用电器
家庭电路、路灯、红绿灯、教室内的日光灯
三种判断方法
①路径法:从电源正极出发,沿导线走,只有一条路径是串联,有多条路径是并联。
②拆除法:去掉其中一个用电器,另一个也不工作为串联;仍能正常工作为并联。
③节点法:导线连接的点可视为同一点,用电器两端分别接在相同两点间为并联。
易错警示
(1)马路上的路灯同时亮同时灭,但它们是并联的,因为其中一盏损坏,其他仍能正常工作,开关在干路。
(2)家庭电路中各用电器都是并联的,开关与被控制的用电器串联。
第3节 电流与电流的测量
一、电流的形成与方向(基础易错考点)
1.电流的形成:电荷的定向移动形成电流。正电荷、负电荷定向移动都能形成电流(金属导体中是自由电子定向移动形成电流)。
2.电流方向的规定:物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
3.方向规律
①负电荷定向移动的方向与电流方向相反;
②电源外部:电流从正极流出,经过用电器流向负极;
③电源内部:电流从负极流向正极。
易错点
金属导体中,自由电子定向移动的方向与电流方向相反。
二、电流的单位与常见电流值
1.物理量符号:
2.国际单位:安培,简称安,符号 。
3.常用单位:毫安()、微安()
4.换算关系:
5.常见电流值(了解即可):手电筒约 0.2A,家用电冰箱约 1A,家用空调约 5A,雷电可达 。
三、电流表的使用与读数(★★★高频实验必考考点)
1.作用:测量电路中电流的大小,电路符号为 。
2.实验室常用双量程电流表
①接线柱:“-” 为公共负接线柱,“0.6”“3” 为正接线柱;
②量程与分度值:0~0.6A 量程:分度值为 0.02 A;0~3 A 量程:分度值为 0.1 A;大量程读数是小量程的 5 倍。
3.核心使用规则(四要四不)
①必须串联:电流表必须与被测电路串联;
②正进负出:电流从 “+” 接线柱流入,从 “-” 接线柱流出;
③量程合适:被测电流不能超过电流表量程,无法估计时用大量程试触;
④禁止直连电源:严禁直接接在电源两极之间,否则会造成短路,烧坏电流表和电源。
4.错误接法的后果
①正负接线柱接反:指针反向偏转,可能打弯指针;
②并联在电路中:相当于短路,会烧坏电流表和电源;
③量程选小:指针偏转超过量程,烧坏电表;
④量程选大:指针偏角过小,测量误差大。
5.读数三步法:①确定所选量程;②明确分度值;③根据指针位置读取数值。
第4节 串联、并联电路中电流的特点
一、探究串联电路的电流规律(★★★高频实验考点)
1.实验目的:探究串联电路中各处电流的关系。
2.实验设计:将电流表分别接在电路中 A、B、C 三个不同位置,测量三处电流。
3.实验器材:电源、开关、不同规格小灯泡、电流表、导线。
4.关键操作:连接电路时开关必须断开;更换不同规格的小灯泡,重复测量多次。
5.实验结论:串联电路中各处的电流相等。公式:
6.多次实验的目的:避免实验偶然性,使结论具有普遍性。
易错点
不能用规格相同的灯泡只做一次实验就得出结论,这样结论具有偶然性。
二、探究并联电路的电流规律(★★★高频实验考点)
1.实验目的:探究并联电路干路电流与支路电流的关系。
2.实验设计:分别测量干路电流、两条支路的电流。
3.实验结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。公式:
4.多次实验的目的:得出普遍规律,避免偶然性。
三、电流规律的应用计算(★★常考考点)
(1)串联电路:电流处处相等,根据一处电流可直接得到其他位置电流;
(2)并联电路:已知干路和一条支路电流,可求另一条支路电流;
(3)解题关键:先判断电路连接方式,再明确电流表测量的是哪部分电路的电流。
易错警示
(1)认为 “电流从正极流出后会逐渐减小” 是错误的,串联电路中电流处处相等。
(2)并联电路中,各支路电流不一定相等,只有规格相同的用电器,支路电流才相等。
第5节 电压与电压的测量
一、电压的作用(基础考点)
1.电压的作用:电压是形成电流的原因,使电路中的电荷发生定向移动。
2.电源的作用:给电路两端提供电压的装置。
3.研究方法:类比法 —— 将电压类比为水压,电流类比为水流。
易错点
有电压不一定有电流(电路必须是通路);但有电流一定有电压。
二、电压的单位与常见电压值(★★必记考点)
1.物理量符号:
2.国际单位:伏特,简称伏,符号 。
3.常用单位:千伏()、毫伏()
4.换算关系:
5.必须牢记的常见电压值
一节干电池:1.5 V;一节铅蓄电池:2 V;手机锂电池:约 3.8 V;对人体安全的电压:不高于 36 V;我国家庭电路:220 V;工厂动力用电:380 V
三、电压表的使用与读数(★★★高频实验必考考点)
1.作用:测量电路两端的电压,电路符号为 。
2.实验室双量程电压表
①接线柱:“-” 为公共负接线柱,“3”“15” 为正接线柱;
②量程与分度值:0~3 V 量程:分度值为 0.1 V;0~15 V 量程:分度值为 0.5 V;大量程读数是小量程的 5 倍。
3.核心使用规则
①必须并联:电压表必须并联在被测电路两端;
②正进负出:电流从 “+” 接线柱流入,从 “-” 接线柱流出;
③量程合适:被测电压不能超过电压表量程,无法估计时用大量程试触;
④可直连电源:可以直接并联在电源两极,测量电源电压。
4.特殊现象:电压表串联在电路中时,电路电流极小,用电器不工作,电压表示数接近电源电压。
5.读数三步法:同电流表,定量程→定分度值→读数。
电流表与电压表对比速记
对比项
电流表
电压表
电路符号
Ⓐ
Ⓥ
连接方式
串联在被测电路中
并联在被测电路两端
能否直接接电源
绝对禁止
可以,测电源电压
接线规则
正进负出
正进负出
量程分度值
0~0.6A(0.02A)、0~3A(0.1A)
0~3V(0.1V)、0~15V(0.5V)
第6节 串联、并联电路中电压的特点
一、探究串联电路的电压规律(★★★高频实验考点)
1.实验目的:探究串联电路总电压与各部分电路电压的关系。
2.实验设计:用电压表分别测出 两端电压 、 两端电压 、电路总电压 。
3.实验结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
公式:
4.多次实验的目的:更换不同规格灯泡、改变电源电压,避免偶然性,得出普遍规律。
易错点:规格相同的灯泡串联时,两灯电压相等,这是特殊情况,不能当作普遍规律。
二、探究并联电路的电压规律(★★★高频考点)
1.实验结论:并联电路中,各支路两端的电压相等,且等于电源两端的电压。
公式:
2.拓展:家庭电路中各用电器并联,因此各用电器两端电压都是 220V。
三、电压规律的应用计算(★★常考考点)
(1)串联电路:已知总电压和一个用电器的电压,可求另一个的电压;
(2)并联电路:各支路电压都等于电源电压;
(3)解题关键:先判断电压表测量的是哪个用电器(或哪部分电路)的电压。
四、串联电路故障分析(★★★难点高频考点)
串联电路故障主要分为断路和短路两类,是期中期末必考难点:
故障类型
电路整体现象
电压表示数(并联在 L1两端)
电压表示数(并联在 L2两端)
L1断路
两灯都不亮,电路无电流
有示数(接近电源电压)
无示数
L2断路
两灯都不亮,电路无电流
无示数
有示数(接近电源电压)
L1短路
L1不亮,L2更亮,电路有电流
无示数
有示数(等于电源电压)
L2短路
L2不亮,L1更亮,电路有电流
有示数(等于电源电压)
无示数
判断口诀:断路看电压,谁有示数谁断路;短路看电压,谁无示数谁短路。
本章核心实验全解
实验一:探究串联电路中电流的规律
(1)实验方法:控制变量法、多次测量法
(2)核心结论:
(3)常考问题:
①连接电路时开关要断开;
②电流表正负接线柱接反的现象:指针反向偏转;
③多次实验的目的:得出普遍规律;
④选不同规格灯泡的原因:避免实验偶然性。
实验二:探究并联电路中电流的规律
(1)核心结论:
(2)常考问题:电流表测量对象判断;干路、支路电流计算;换用不同规格灯泡多次实验。
实验三:探究串联电路中电压的规律
(1)核心结论:
(2)常考问题:电压表测量对象判断;故障分析;多次实验的目的。
实验四:探究并联电路中电压的规律
(1)核心结论:
(2)常考问题:并联支路电压相等等于电源电压。
核心公式与常量汇总
1.核心公式
物理规律
公式
串联电路电流规律
并联电路电流规律
串联电路电压规律
并联电路电压规律
2.必记常量:一节干电池电压:1.5 V;家庭电路电压:220 V;人体安全电压:≤ 36 V。
易错点01电荷相互作用、带电体吸引轻小物体
易错点:混淆 “异种电荷相吸” 和 “带电体吸引轻小不带电物体”;排斥、吸引的带电判断混淆
错因:吸引有两种情况(小球不带电 / 带异种电),只有排斥能确定带同种电荷;橡胶棒负电、玻璃棒正电,吸引无法判定小球带电。
【对点训练】将毛皮摩擦过的橡胶棒靠近用细绳悬挂的泡沫球,出现如图所示的情形。若改用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近这个小球,下列推断正确的是( )
A.若相互吸引,则泡沫球一定带负电 B.若相互吸引,则泡沫球一定带正电
C.若相互排斥,则泡沫球一定带正电 D.若相互排斥,则泡沫球一定不带电
【答案】C
【解析】AB.由于带电体能够吸引轻小物体,异种电荷相互吸引,所以,带负电的橡胶棒靠近泡沫球时出现相互吸引,则小球有可能不带电或带正电。改用带正电的玻璃棒靠近这个泡沫球,若相互吸引,则说明小球不带电,故A、B错误;
CD.若相互排斥,则说明小球带正电,故C正确,D错误。
故选C。
易错点02 摩擦起电、验电器、电流方向、导体绝缘体
摩擦起电本质
易错:认为摩擦创造电荷、质子转移
错因:仅核外电子可转移,电荷总量不变。
摩擦后毛皮带电
易错:以为只有塑料尺带电
错因:电子转移,双方带等量异种电荷。
验电器 + 电流方向
易错:分不清金属箔张开原理;电流与电子移动同向
错因:箔片张开是同种电荷相斥;电流规定为正电荷移动方向,与负电子反向。
绝缘体摩擦起电
易错:不知金属无法摩擦起电
错因:金属导电性强,电荷快速导走无法积累。
【对点训练】关于摩擦起电现象的几点思考
(1)用毛皮摩擦过的塑料尺能够吸引轻小纸屑,说明塑料尺带了电。根据你所学过的原子结构的知识,下列关于带电原因的猜想,正确的是 ;
A.摩擦创造了电荷 B.由于电子发生了转移 C.由于质子发生了转移
(2)毛皮摩擦过塑料尺后,毛皮应当___(选填“带”或“不带”) 电;
(3)如图所示,两个相同的验电器A和B,A带负电,B不带电,验电器A的金属箔张开,是因为___________;用金属棒把A和B连接起来的瞬间,金属棒中的电流方向从___________(选填“A到B”或“B到A”);
(4)我们使用玻璃棒、橡胶棒分别对应与丝绸、毛皮摩擦使之带电,而不用金属棒与其他材料摩擦去研究摩擦起电现象,是因为这两种材料的_________这种属性比较差。
【答案】(1)B;(2)带;(3)同种电荷相互排斥 从B到A;(4)导电性
【解析】(1)物体摩擦起电的原因是由于不同物体原子核束缚电子的能力不同,当他们相互摩擦时电子发生了转 移,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(2)毛皮摩擦过塑料尺后,因为塑料尺带了电,所以毛皮会带上与塑料尺等量的异种电荷。
(3)[1]验电器的原理是同种电荷相互排斥,因此验电器A的金属箔张开。
[2]由于金属导电,用金属棒将两个相同的验电器A和B连接起来,A验电器上的负电荷通过金属棒移动到B验电器上,由于电流方向与负电荷定向移动的方向相反,因此金属棒中的电流方向从B到A。
(4)我们使用玻璃棒、橡胶棒分别对应与丝绸、毛皮摩擦使之带电,而不用金属棒与其他材料摩擦去研究 摩擦起电现象,是因为这两种材料的导电性这种属性比较差。
易错点03 串并联电路识别、电路故障、串联电路特点
电路连接规范
易错:接线时开关闭合;串联接线混乱交叉
错因:断开开关保护电路,串联需顺次连接。
串联断路故障
易错:按压灯亮误判灯丝断裂
错因:灯丝断后按压不能导通,故障是灯座接触不良。
串并联用电器影响
易错:分不清串联互相影响、并联互不影响
错因:串联单一路径,取一盏整路断开;并联支路独立。
串联开关位置
易错:认为开关位置改变控制效果
错因:串联开关始终控制全部电路。
灯泡亮度认知误区
易错:觉得离电源正极越远灯越暗
错因:亮度由实际功率决定,和距离无关,互换灯泡可验证。
【对点训练】如图甲所示是一款学校常用的应急照明灯,当外部电路有电时两个应急灯不亮,当外部电路停电时两个应急灯发光。
【提出问题】这两个应急灯的连接方式是怎样的?
【猜想与假设】同学们讨论后认为有两种可能:
猜想一:这两个应急灯是串联的;
猜想二:这两个应急灯是并联的;
【设计实验与进行实验】
(1)林红同学用如图乙所示器材连接了一个串联电路。在连接电路时,开关应该处于______状态,请把图乙中器材连接完整______;(导线不能交叉)
(2)连接好电路后闭合开关S,L1、L2两只灯泡都不亮。林红同学用手按一下灯泡L1时,L1、L2仍然都不亮;按一下灯泡L2时,两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是______;
A.L1灯丝断了
B.L2灯丝断了
C.L1短路
D.L2与灯座接触不良
(3)排除故障后,闭合开关两灯同时亮。林红同学发现只拧下L1,则L2不亮,然后她只拧下L2,发现L1也不亮。这一现象说明在串联电路中,电流只有一条路径,各用电器______(选填“互不影响”或“互相影响”);
【实验结论】
(4)林红同学看到工人师傅将学校应急灯中的任意一个灯泡拧下,而另一个灯泡仍然发光,则应急灯的两个灯泡是______(选填“串联”或“并联”)的;
【实验延伸】在连接好的串联电路中继续进行实验。
(5)闭合开关S,L1、L2同时亮,断开开关S,L1、L2同时熄灭。林红接着将开关S换接到L1和L2之间、L1和电池负极之间,观察到了同样的现象。这样操作的目的是探究:在串联电路中,______与位置的关系;
(6)闭合开关,L1、L2同时发光但L1比L2暗些。林红同学认为这是因为L1比L2更远离电源的正极。在不增加其他器材的条件下,能判断这种观念是否正确的实验操作是断开开关,______。闭合开关后观察比较L1、L2的亮度关系。
【答案】断开 D 互相影响 并联 开关的作用 更换L1和L2位置
【解析】(1)[1]在连接电路时,为了保护电路,开关应该处于断开状态。
[2]要连接成串联电路,即把两灯泡顺次连接在电路中,图乙中器材连接如下
(2)[3]连接好电路后闭合开关S,L1、L2两只灯泡都不亮,说明电路中无电流。林红同学用手按一下灯泡L1时,L1、L2仍然都不亮;按一下灯泡L2时,两灯都亮,说明电路处于通路,故障在L2处,松开手两灯又不亮,则故障可能是L2与灯座接触不良,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(3)[4]排除故障后,闭合开关两灯同时亮,说明此时电路是连通的;林红同学发现只拧下L1,则L2不亮,说明此时没有电流通过L2;然后她只拧下L2,发现L1也不亮,说明此时没有电流通过L1。由此可知,当一盏灯泡是否拧下,影响着另一盏灯,这一现象说明在串联电路中,电流只有一条路径,各用电器互相影响。
(4)[5]林红同学看到工人师傅将学校应急灯中的任意一个灯泡拧下,而另一个灯泡仍然发光,故两灯互不影响,则应急灯的两个灯泡是并联的。
(5)[6]闭合开关S,L1、L2同时亮,断开开关S,L1、L2同时熄灭。林红接着将开关S换接到L1和L2之间、L1和电池负极之间,观察到了同样的现象。操作过程中其它因素相同,开关的位置不同,根据控制变量法可知,这样操作的目的是探究:在串联电路中,开关的作用与位置的关系。
(6)[7]闭合开关,L1、L2同时发光但L1比L2暗些。林红同学认为这是因为L1比L2更远离电源的正极。在不增加其他器材的条件下,能判断这种观念是否正确的实验操作是断开开关,更换L1和L2位置,让L2比L1更远离电源的正极。闭合开关后观察比较L1、L2的亮度关系。如果L1仍比L2暗,说明林红同学的观念是错误的。
易错点04 电源、电压、电流逻辑关系
易错点:认为有电压一定有电流
错因:电压是形成电流必要条件,还需要电路通路;有电流必有电压。
【对点训练】下列关于电源、电压和电流的说法错误的是( )
A.电压是形成电流的原因
B.用电器中有电流通过,其两端一定有电压
C.电源是提供电压的装置
D.电路两端有电压,电路中就一定有电流
【答案】D
【解析】AB.电压是形成电流的原因,没有电压,就一定不会有电流;用电器中有电流通过,其两端一定有电压,电压是形成电流的必要条件,故AB正确,都不符合题意;
C.电源是提供电压的装置,把其他形式的能转化为电能,故C正确,不符合题意;;
D.电路两端有电压,电路中不一定有电流,同时电路必须是通路才行,故D错误,符合题意。
故选D。
易错点05 串联电压规律、电压表使用、串并联电压对比
串联断路分压
易错:一处断路,其余用电器仍有电压
错因:断路无电流,完好用电器两端电压0。
电压表测量误差
易错:分不清未校零、量程选错、正负接反三种故障
错因:固定读数偏差是未校零;量程错读数成倍数;正负接反指针反向偏。
【对点训练】电工师傅需要检修商场通道的照明系统,小明同学设计电路进行了分析探究。
(1)将商场内的两盏节日彩灯A、B按图甲所示方式接入恒压电路,一段时间后,B灯断路,此时A灯两端的电压为________V。
(2)用图乙电路测电压,V示数为3.0V,示数为1.0V。小华指出他在使用其中一块电压表时操作有误,更正后将改接在两端测量,V示数不变,示数为2.1V,则两端电压为________V,可推断有误的操作可能是________。
A.未校零 B.量程接错 C.正负接线柱接反
【答案】(1)0;(2)0.9 A
【解析】(1)由图甲可知,两灯A、B串联接入恒压电路,当B灯断路时,电路处于断路状态,A灯中没有电流通过,所以A灯两端的电压为0V。
(2)[1][2]由图乙可知,原来电压表V测电源电压,电压表V1测L1两端电压,V示数为3.0V,V1示数为1.0V。更正后V1改接在L2两端测量,V示数不变仍为3.0V,V1示数为2.1V。根据串联电路电压的特点可知,L1两端的电压为
由上可知,实际上L1两端的电压小于第一次的测量值,说明第一次测量时电压表的示数不为零,因此有误的操作可能是测量前电压表未校零。
故选A。
易错点06 并联电路电流规律、电流表接线、量程满偏综合计算
电路故障与测量对象
易错:分不清干路和支路电流表;满偏误判断路
错因:电流表在干路测总电流;满偏是支路短路。
电流表读数
易错:选错量程读错分度值
错因:小灯泡电路选用 0~0.6A 小量程。
改线测支路电流
易错:改线后正负接线柱接反。
多次实验目的
易错:多次实验 = 减小误差
错因:探究规律多次实验是避免偶然,找普遍规律。
【对点训练】小明设计了如图1甲所示的电路探究并联电路中电流的规律,电源电压为3V。
(1)图乙为小明连接的实物图,则电流表测量的是图甲中______点的电流。小明试触开关,发现两只灯泡不发光,电流表指针大角度偏转,小明把灯泡L1取下,发现灯泡L2正常工作,则故障可能是______。
(2)排除故障后,闭合开关,电流表指针偏转如图丙所示,其读数为______A。
(3)在图乙中只需移动一根导线就能测量通过L1的电流,请你在这根导线上打“×”并用笔画线代替导线将电路正确连接________。
(4)小明收集到的实验数据如表一所示(灯泡有a、b、c、d四种规格)。
组别
L1规格
L2规格
IA/A
IB/A
IC/A
1
a
a
0.52
0.26
0.26
2
b
b
0.44
0.22
0.22
3
a
b
0.48
0.26
0.22
表一
分析表中数据,小明得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。小明在完成第1、2组实验后,又进行了第3组实验,这样操作的目的是______。
组别
L1规格
L2规格
IA/A
4
b
c
0.5
5
c
d
0.48
表二
(5)【拓展】完成实验后,小红用两个定值电阻R0、R1分别替换图1甲中的L1和L2,用一可调电压电源替换原来的电池组(未画出),如图2所示。在保证电路安全的情况下,小红用电流表分别测量A、B、C三点的电流,发现电流表的指针有一次满偏,还有一次偏转的角度为满偏的三分之二,已知通过C点的电流大于通过B点的电流,则所有符合上述要求的情况中,通过C点的电流的最大值与最小值之比为__________。
【答案】(1)A 短路;(2)0.52;(3);(4)多次实验,寻找普遍规律(答案合理即可);(5)13:2
【解析】(1)[1]如图乙,电流从正极流出后经电流表后分两支,一支过灯泡L1,另一支过灯泡L2,汇合后经开关回电源负极,因此电流表测干路电流,即电流表在A点测干路电流。
[2]两只灯泡不发光,电流表指针大角度偏转,说明灯泡短路,电流表直接和电源接通;小明把灯泡L1取下,发现灯泡L2正常工作,则故障可能是说明短路了。
(2)如图丙,电流表选用量程,分度值为0.02A,读数为0.52A。
(3)L1和电流表串联,电流表测量通过L1的电流,断开L2接在电流表负接线柱的导线,改接在正接线柱即可,如图
(4)第1、2组实验中用的两个灯泡的规格相同,通过两个灯泡的电流相同,可以得到并联电路中干路电流等于各支路电流之和,同时还可以得到通过两个支路的电流相等;又进行了第3组实验,换用不同规格的灯泡,此组实验中通过两个灯泡的电流不相等,可以避免得到通过两个支路的电流相等的错误结论;这样操作的目的是:多次实验,寻找普遍规律,避免结论的偶然性。
(5)①电流表在A点满偏且电流表量程为,则,若B点电流表偏转的角度为满偏的三分之二时,则或,对应或,又因为,所以只有符合要求;
若C点电流表偏转的角度为满偏的三分之二时,则或,对应或,又因为,所以只有符合要求;
②电流表在A点满偏且电流表量程为,则,若B点电流表偏转的角度为满偏的三分之二时,因为支路电流小于干路电流,则B点电流表量程为,则,则,此时,舍去;
若C点电流表偏转的角度为满偏的三分之二时,,则,所以,此时符合要求;
③电流表在B点满偏,此时电流表量程只能是,,若C点时电流表偏转的角度为满偏的三分之二,则或,对应或,又因为,故只有符合要求;
若A点时电流表偏转的角度为满偏的三分之二,则,,所以符合要求。
④电流表在C点满偏,此时电流表量程只能是,,若B点时电流表偏转的角度为满偏的三分之二,则或,对应或,又因为,所以只有,符合要求;
若A点时电流表偏转的角度为满偏的三分之二,则,,不符合的要求,舍去。
综上所述,通过C点的电流的最大值为2.6A,最小值为0.4A,最大值与最小值之比为
易错点07 并联电流实验操作、故障、数据规范、单刀双掷开关电路
电路连接顺序
易错:接线必须从电源正极开始
错因:无强制顺序,只要接线牢固、开关断开即可。
电流表指针偏移
易错:未通电指针偏位当成正负接反
错因:未通电偏位是未调零;正负接反是通电反向偏转。
串并联简易区分
易错:拆一根导线两灯全灭就判定串联
错因:并联拆除干路线,两灯同样熄灭。
实验灯泡选择
易错:选用相同规格灯泡实验
错因:同规格易得出错误结论,需不同规格。
实验数据规范
易错:电流关系式写反;数据不带单位
错因:干路电流 = 两支路之和;物理数据必须标注单位。
单刀双掷开关测电流
易错:切换开关可正常测电流
错因:切换后电流表正负接线柱颠倒,无法读数。
【对点训练】在“探究并联电路电流特点”的实验中,小文和小强两位同学一起合作进行实验,按如图甲所示的实验电路图进行实验。
(1)准备连接电路时,他们首先就连接方法进行了讨论。以下的几个说法中错误的是 ;
A.连接电路时,开关必须断开
B.连接电路时,必须从电源正极开始
C.连接电路时,每处接线都必须接牢
D.连接完毕后要仔细检查电路,确认无误后再闭合开关
(2)他们在规范连接电路时,小文发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是_____________。
(3)他们处理好问题,重新接好电路后闭合开关,发现两灯泡都亮,由于连线弯曲较乱,一时无法确定是串联还是并联?小文灵机一动,拆下一根导线,发现两灯都熄灭,因此他认定两灯是串联的,小文判断的方法是________(选填“正确”或“错误”)的。
(4)实验中,小文应该选择两个规格________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
实验序号
IA点电流
IB点电流
IC点电流
①
0.32
0.28
0.60
②
0.28
0.20
0.48
③
0.26
0.18
0.44
(5)正确连接电路后,小文测出A、B、C三处的电流如表所示,由此可得出结论__________________(只写表达式),但是细心的小强发现,记录数据的表格中存在不规范之处,你认为表格中的不规范之处是:___________。
(6)为使结论更具普遍性,将灯泡换成不同阻值的定制电阻,重新进行上述实验,测得A处电流,观察到C处电流表指针位置如图丙所示,则B处电流大小为_______A。
(7)为更方便地测出两支路的电流,小文找来一个单刀双掷开关,设计了如图丁所示的电路,当开关S接a时,电流表测量通过________(选填“L1”或“L2”)的电流;当开关S接b时,请判断电流表能否正常测量通过另一条支路的电流,并说明理由_________。
【答案】(1)B;(2)电流表没有调零;(3)错误;(4)不同;(5) 表格中数据没有单位;(6)0.5;(7) 不能,因为电流表的正负接线柱接反了
【解析】(1)连接电路时,为保护电路,开关必须断开;连接电路时,每处接线都必须接牢,否则会形成断路;连接完毕后要仔细检查电路,确认无误后再闭合开关;故 ACD正确;连接电路时,按一定的顺序即可,不必从电源正极开始,故B错误。
故选B。
(2)他们在规范连接电路时,小文发现电流表的指针偏转如图乙所示,指针没有在零刻度线处,原因是电流表没有调零。
(3)若两灯并联,拆下干路上的导线,发现两灯也会都熄灭,故小文判断的方法是错误。
(4)为了结论更具有普遍性,需要选择不同规格的灯泡进行重复实验。
(5)分析表格中的数据可知,第1组数据可知
第2组数据可知
第3组数据可知
由此可得出结论
物理量需要带单位,才有意义,故记录数据的表格中存在不规范之处为表格中数据没有单位。
(6)测得A处电流,观察到C处电流表指针位置如图乙所示,C处电流测量干路电流大于,故电流表选择大量程,分度值为,故丙处电流表的示数为,则B处电流大小为
(7)电流表与在同一条支路上,故电流表测量灯泡的电流,开关接b时,电流从电流表的负接线柱流入,正接线柱流出,电流表正负接线柱接反了,无法测量出电流。
易错点08 电压表测量对象判断错误
易错点:分不清不同开关下电压表测量对象,混淆电源电压、分电压
错因:S1闭合测 L1电压,S2闭合测电源总电压;串联总电压等于各灯分压之和。
【对点训练】如图所示的电路中,电源电压不变,开关闭合、断开时,电压表的读数是3V;开关断开、闭合时,电压表的读数是4.5V,则灯两端的电压为____________V。
【答案】1.5
【解析】当开关闭合、断开时,电压表并联在灯两端,因此灯两端的电压为
当开关断开、闭合时,电压表并联在电源两端,因此电源电压为
两灯串联,串联电路两端的总电压等于各部分电压之和,所以灯两端的电压为
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