内容正文:
第11章 静电与电流
复习要点
1. 了解摩擦起电,自然界的两种电荷及其相互作用,用验电器检验物体是否带电;
2. 知道电路的概念及其组成部分,电路的三种状态,会画电路图;
3. 掌握电流的形成过程,电流的方向,电流的概念、表示、单位及其换算;
4. 用类比法理解电压,学习电压的概念、表示、单位及其换算,常见的一些电压值;
5. 尝试用不同的连接方式使小灯泡发光,了解串联电路和并联电路的特点;
6. 通过实验探究,总结实验数据,发现串联、并联电路的电流、电压特点。
复习重难点
重点:电荷、电路、电流、电压,串联电路、并联电路中电流、电压的特点。
难点:电路故障;串联电路与并联电路特点的应用等。
要点 简单的静电现象
一、摩擦起电
1、摩擦起电
塑料笔杆在头发上摩擦几下后能吸起碎纸屑;与丝绸摩擦过的玻璃棒也能吸起碎纸屑。这是因为摩擦过的笔杆、玻璃棒都带上了“___________”. 或者说带了___________,此时,这些物体就叫做带电体。带电体能___________。用摩擦的方法使物体带电叫做___________。
2、自然界只存在两种电荷
①通过大量实验发现,任何物体带电后,它所带的电荷不是与用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷的性质相同,就是与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷的性质相同,所以自然界中只存在___________种电荷。
②在物理学中,把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做___________,把用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做___________。
3、 电荷间的相互作用
大量实验表明,电荷间存在相互作用,表现为吸引或排斥。
同种电荷相互___________,异种电荷相互___________。
二、判断物体是否导电
1、验电器
实验室里常用___________(图11-1-3)来检验物体是否带电:
①作用:检验物体是否带电
②原理:根据___________原理制成的。
③检验方法:当带电体接触到验电器的金属球时,就会有一部分电荷转移到金属杆上,金属箔与金属杆由于带同种电荷相互排斥而张开。
④带电体带的电荷越多,验电器金属箔张开的角度越___________。
2、电荷可以在金属中转移
电荷可以在金属中转移,金属可以导电,但并不是所有的物体都能导电,我们可以用验电器来简单判断物体能否导电。
3、自主活动
如图11-1-4所示,取两个相同的验电器A和B: 使A与带电体接触,A带电后其金属箔张开;B不带电,B的金属箔闭合。
①用木棒把A 、B的金属球连接起来,观察A、B的金属箔张角变化的情况。
②用木夹夹住金属棒,再用金属棒把A 、B的金属球连接起来,观察A 、B的金属箔张角变化的情况。
通过上述实验发现:
a.用木棒连接A 、B两个验电器的金属球时,A 、B的金属箔张角都没有发生变化,说明木棒不容易导电;
b.用金属棒连接A 、B两个验电器的金属球时,A的金属箔张角变小,而B的金属箔由闭合变为张开,电荷通过金属棒由A转移到B. 说明金属棒容易导电。
4、导体与绝缘体
容易导电的物体叫做___________,不容易导电的物体叫做___________。
①常见的导体有金属、人体、大地、石墨以及各种酸、碱、盐的水溶液等。
②大部分玻璃、塑料、橡胶、陶瓷都是绝缘体。
③导体和绝缘体没有绝对的分界线。在一定条件下,绝缘体也能转化为导体。
4、拓展,使物体带电的方法:
1.摩擦起电 2.接触起电 3.感应起电
接触起电:用带电体接触不带电的物体,使不带电的物体带电,两物体带等量的同种电荷。
静电感应:用带电体靠近不带电的物体,使不带电的物体带电,两物体带异种电荷。如右图所示。
三、静电现象
1、静电现象:除了摩擦起电以外,生活中还有许多常见的静电现象。例如,冬天脱毛衣的时候常会听 到“噼噼啪啪”的声音,黑暗中还能看见毛衣 “冒火星”;触摸金属门把手的时候会突然感觉被 “刺”了一下;自然界中的闪电等。
2、静电现象的应用:静电现象在现代技术中有很多应用。例如,使墨粉和纸张带异种电荷,相互吸引,这就是 “静电复印”的原理(图11-1-5);给绒毛带上电荷,绒毛会飞向事先涂了胶的带异种电荷的布面,这就是“静电植绒”;有一种除尘纸与地面摩擦后产生电荷,将灰尘等吸附起来,这就是家庭中的“静电除尘”。
3、静电现象的危害及其防范:事物都有两面性,静电被广泛利用的同时也会带来麻烦,甚至造成危害。在生产生活中,人们会采取相应措施防范静电带来的危害。例如,a.适当增加印刷车间的湿度来消除静电,防止纸张粘连;b.电器维修人员手腕上的防静电腕带可以将电荷导入大地(图11-1-6),避免电荷积累对电子设备造成损害;c.油罐车的尾部装有一根拖在地上的铁链,可以将电荷导入大地,避免静电危害。
要点速测
1.同学们在扫地时发现塑料扫把上很容易粘头发,这是因为在扫地时塑料扫把与地板摩擦,发生了______________现象,而使扫把带了电,具有_____________性质。
2.用丝绸摩擦后的玻璃棒带___电,将此玻璃棒靠近带电小球A,相互作用的场景如图所示,带电小球A带___ 电。
3.如图所示,用被丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,发现验电器的两片金属箔张开,下列说法正确的是 ( )
A.丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
B.丝绸与玻璃棒摩擦过程中创造了电荷
C.两片金属箔都带正电荷,由于同种电荷相互排斥而张开
D.用验电器可以直接检验出物体带正电还是带负电
要点 电流
一、使小灯泡发光
1、自主活动
用导线将小灯泡、开关和干电池连接起来,使开关控制小灯泡的发光和熄灭。
实验完成后,用铅笔画线代替连接用的导线,在下图中完成实物电路的连接。
在上述实验中,小灯泡之所以能够持续发光是因为开关闭合后,干电池提供___________使小灯泡中有___________持续通过。
①电源:像干电池这种能持续提供电能的装置叫做___________;如:干电池、蓄电池等;
②用电器:像小灯泡这种利用电能工作的器件叫做___________如:灯泡、电动机、蜂鸣器等;
③导线:连接电路,输送电能;
④开关:控制电路的通断;
电路:___________、___________、开关以及导线等元件组成的电流回路,叫做电路。
2、小灯泡能够持续发光两个必要条件:a.电路是一个闭合回路;b.电路中有电源(提供电能)。
二、电路图
1、电路图
①几种常用的元件及其符号:我们可以用图形符号表示各种电路元件,见表11-2-1。
②电路图:用电路符号表示电路连接情况的图叫做___________。图11-2-4就是自主活动中所示实物电路的电路图。电路图是实际电路的简化表示,可以简单明了地反映电路元件的连接情况,给电器的开发、生产、安装和修理等带来极大的便利。
③画电路图要注意以下几点:
(1)合理安排电路元件的位置,使之均匀分布在电路中,元件符号不能画在电路的拐角处;
(2)电路图最好画成长方形,导线要画直,拐角要画成直角;
(3)最好从电源的正极出发,沿电流的方向依次画,在电路图中导线无长短之分的原则。
三、电路的三种状态
电路通常有通路、开路和短路三种状态。
电路的三种状态:
状态
定义
电路示意图
现象
通路
电路连通,用电器能够工作时的状态
电路中有正常电流,用电器工作
开路
电路中某处断开,没有电流通过用电器
电路中无电流,用电器不能正常工作
短路
电路中某处断开,没有电流通过用电器
不经过用电器将电源的正、负极直接连接 起来,会造成电源短路,这时电路中的电流会很 大,容易损坏电源,甚至引起火灾
要点:
短路分为电源被短路和用电器被短路,电源短路如图甲所示,电流经过外加导线,而绕过了两个灯泡,两个灯泡都不亮。
四、电流
1、电流的形成、方向
①类比法:水管中的水沿某一方向流动就形成了水流。类似地,导体中的电荷沿某一方向移动,导体中就有了电流。
②电流的形成:导体内部有大量可以自由移动的电荷,比如金属导体中就有大量可以自由移动的电子。如果把导体两端与电源正、负极相连,导体内部的大量自由电荷便会在电源的驱动下做定向移动,这些自由电荷的定向移动便在导体中形成了电流。
所以,电流的形成可以概括为:导体内部的大量___________便会在___________的驱动下做___________,便在导体中形成了___________。
③电流的方向:
物理学中规定,___________定向移动的方向为电流方向。按照这个规定,在电源的外部,电流是从电源___________极经过导体流向电源___________极的。但由于金属导体中定向移动的自由电子带___________电,所以金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反,如图11-2-5所示。
2、电流
①电流:在物理学中,表示电流___________的物理量称为___________,用___________表示;
②电流的单位:在国际单位制中,电流的单位是___________,简称___________,符号是___________。
电流的常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)。它们的换算关系为:1mA=1×10-3A;1μA=1×10-6A
3、一些常见用电器工作时的电流
4、测量电流
Ⅰ、电流表的结构
1 电流表的符号:;图11-2-6是实验室常用的电流表。
2 两个量程:0--0.6A(大格0.2A,小格0.02A)0--3A(大格1A,小格0.1A)。
3 三个接线柱:两个量程共用一个“- ”接线柱,标着“0.6”和“3”的为正接线柱;
4 调节点:调节电流表的指针指零。
Ⅱ、电流表的使用规则
①连接时应将电流表___________在被测电路中;
②接线柱的接法要正确,使电流从___________接线柱流入,从___________接线柱流出;
③被测电流不要超过电流表的量程;在不知被测电流的大小时,应采用试触的方法选择量程。
④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源两极。
Ⅲ、电流表量程的选择:
①如果能够估测出电流的大小,可以根据估测值选择合适的量程;
②如果不能估测可用“试触法”选择合适的量程,如下图所示,电流表不要全部接入电路,闭合开关后用线头A点试触较大的量程,如果指针示偏转较小选择小量程,如果指针示偏转较大选择大量程的量程。
Ⅳ、电流表的读数
1 明确电流表所选量程;
2 确定电流表的分度值(一个小格代表多少);
3 接通电路后,看看表针向右总共偏过多少小格;
4 电流表的指针没有正对某一刻度,在两个刻度之间,这时指针靠近那个值就读那个值。
要点:
1、使用电流表要选用合适的量程,并不是量程越大越好,如果选择的量程太小测不出电流还会烧坏电表,如果量程太大,读数不准确。如:测量大小是0.08A的电流,如果选择0~3A的量程那么测量的结果是0.1A,如果选用0~0.6A的量程测量结果是0.08A。
2、如果实验室电流表的量程是“0~0.6A”和“0~3A”测量时选择的是小量程,但是小量程的刻度不清楚,大量程刻度清晰,这时可以读出大量程的结果,正好是小量程的5倍。
3、“正进负出” 电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,不是连接电源的正负极。
Ⅴ、实验室中也可以用电流传感器代替电流表测量电流(图11-2-9)。
要点速测
1.下列四种餐具中,通常情况下属于导体的是( )
A.玻璃杯 B.陶瓷碗 C.木制筷子 D.钢制小勺
2.指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式。如图所示,手指轻轻触碰感应区即可解锁,感应区相当于手机电路中的_________;用充电宝给手机充电过程中,充电宝相当于电路中的_________,手机相当于电路中的_________。
3.下列说法中正确的是( )
A.若一轻小物体被带电体吸引,则该轻小物体原来一定带电
B.电压能使自由电荷定向移动形成电流
C.金属导体中自由电子定向移动的方向,就是电流的方向
D.人们把负电荷定向移动的方向,规定为电流的方向
4.在电学实验中,电流表应______(选填“串联”或“并联”)在被测电路中,为防止出现反偏,电流应从电流表的正接线柱流入,如图所示,电流表的示数为______A。
要点 电压
一、电压
1、如何产生持续的电流
在电路中,电源为导体中做定向移动的自由电荷提供了所需的动力,这与水泵提供水压,使水管中的水循环流动相似(图 11-3-2)。导体两端的电压是使导体中___________定向移动的原因,电源就是为电路中的导体提供___________的装置。
2、电压及其单位
___________用___________表示,在国际单位制中,电压的单位是___________,简称___________,符号是___________ 。电压的常用单位还有千伏(kV) 和毫伏(mV) 。 它们的换算关系为:
1kV=1×10³v
1mV=1×10⁻³v
要点:
a.说电压时,要说“用电器”两端的电压,或“某两点”间的电压。
b.电源的作用是使导体的两端产生电压,电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流。电源将其它形式的能转化成电能时,使电源的正极聚集正电荷,负极聚集负电荷。
4、一些常见的电压值
在日常生活中,手电筒(图11-3-3)、小型3V 、6V 等。我们常会采用几节干电池首尾相连串接在一起组成电池组使用。如果每节电池的图11-3-3电压为U. 用n节相同的电池串接成电池组,其提供的电压可达___________ 。这样就可以满足不同用电器的使用要求。
二、测量电压
电路中两点间电压的高低可以用电压表测量. 在电路图中,电压表用符号表示。图11-3-4是实验室常用的电压表。
1. 仪器:电压表,符号:
2.读数时,看清接线柱上标的量程,每大格、每小格电压值。
3.使用规则:“两要;一不”
①电压表要并联在电路中。
②应该使标有“—”号的接线柱靠近电源的负极,另一个接线柱靠近电源的正极,也就是说电流要从“+”接线柱流入“-”接线柱流出。
③被测电压不要超过电压表的最大量程。
4.危害:被测电压超过电压表的最大量程时,不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯甚至烧坏电压表。
5.选择量程:实验室用电压表有两个量程, 0~3V和0~15V。测量时,先选大量程试触,若被测电压在3V~15V之间,可用15V的量程进行测量;若被测电压小于3V,则换用小的量程。
4.测量小灯泡两端的电压:按下图所示的电路,先将电源、小灯泡、开关和导线连成回路,再将电压表接在小灯泡的两端,闭合开关后从电压表上读出小灯泡两端的电压。
要点:
电流表和电压表的相同点和不同点:
异
同
项目
电流表
电压表
异
符号
连接
串联
并联
直接连接电源
不能
能
量 程
0.6A,3A
3V,15V
每大格
0.2A, 1A
1V, 5V
每小格
0.02A,0.1A
0.1V, 0.5V
内阻
很小,几乎为零,相当于短路。
很大,相当于开路。
同
调零;读数时看清量程和每大(小)格的数值;正接线柱流入,负接线柱流出;不能超过最大测量值。
想一想:如何用电压表测量一节干电池的电压?
另外,实验室中也可以用电压传感器代替电压表测量电压(图11-3-6)。
要点速测
1.上海地区家庭电路中,电灯、电视机、电扇等用电器正常工作的电压为________,一节干电池的电压为________伏。
2.我国家庭电路的电压为_____;不高于_____的电压对人体才是安全的。如图所示,当量程为时,电压表指针的读数为_____;当量程为时,电压表指针的读数为_____。
3.如图所示,开关S闭合后,能正确地测出小灯泡两端电压的电路是( )
A. B.
C. D.
4.在图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S闭合后( )
A.小灯泡变亮 B.电压表的示数为零
C.电流表有示数 D.电压表的示数为电源电压
要点 串联电路和并联电路
一、连接串联电路和并联电路
1、自主活动
①连接串联电路
用导线将左图中的小灯泡L₁、L₂、开关S和电源连成电路,使两个小灯泡同时发光、同时熄灭。交流各自的电路连接方式。
通过上述实验发现,将两个小灯泡在电路中顺次相连,闭合开关后,两个灯泡会同时发光。这两个小灯泡的连接方式叫做___________,如右图所示。
②连接并联电路
如图所示,将两个小灯泡的两端分别连在一起,然后接入电路中,这两个小灯泡的连接方式叫做___________,闭合开关后两个灯泡也会同时发光。并联电路中两个用电器共用的那部分电路叫做___________路,单独使用的那部分电路叫做___________路。
二、串联电路、并联电路的特点
1、自主活动——串联电路、并联电路的特点
a.将两个小灯泡串联在电路中、闭合开关,它们同时发光,拆去其中一个小灯泡,观察另一个小灯泡的发光情况。
b.再将两个小灯泡并联在电路中,重复上述操作。两次观察到的现象相同吗?、
a.串联电路:
现象:通过上述实验发现,在两个小灯泡串联的电路中,拆去其中一个小灯泡,另一个会熄灭;
分析/特点:在串联电路中,电流只有___________条路径,各用电器不能单独工作;电路任何一处断开,各处的电流都等于___________,各用电器均不能工作。
b.并联电路:
现象:在两个小灯泡并联的电路中,拆去其中一个小灯泡,另一个仍然发光。
分析/特点:在并联电路中.电流有___________条路径,各用电器能彼此独立工作。
小结:由此可知,在串联电路中,开关接在任何位置都可以控制所有用电器。在并联电路中,接在不同位置的开关控制作用可能不同。
2、 自主活动——开关在并联电路干路、支路中的控制作用
按下图连接电路,依照下列操作方法进行实验:
①闭合开关S 、S₁、S₂, 两个小灯泡均发光,再断开S, 观察并记录两个小灯泡的发光情况。
②要使电路中只有小灯泡L₁发光,应该如何操作?
过上述活动可知、在并联电路中,干路开关可以同时控制所有的用电器,支路开关只能控制其所在支路的用电器。
串联电路、并联电路小结:
3、串联电路、并联电路的应用___________串联和并联是两种最基本的电路连接方式。
通常情况下,电流表串联在待测电路中,电压表并联在待测电路的两端。家庭电路中,电灯、空调电视机等用电器是并联的。下图中节日彩灯则可能是由小灯泡串联和并联组合连接的。
4、连接串联电路和并联电路
1.根据电路图连接实物图:对照电路图,从电源正极出发,逐个顺次地将实物图中的各元件连接起来即可。
(1)在电路图中任选一条单一的回路,并对照这个回路在实物图中将相应的元件连接好。
(2)对照电路图,把所选回路以外的元件分别补连到实物图的相应位置,在连入回路以外的元件时,要找出电路中电流的分流点和会合点,将回路以外的元件连接在两点之间。这里要特别注意实物图中元件的连接顺序必须与电路图中各元件的顺序一致。
2.根据实物图连接电路图:要用规定的电路符号代替实物,按照实物的连接方式画出规范的电路图。
(1)电路图中各元件摆放的位置尽量与实物图中各元件位置相对应,这样便于检查;
(2)各电路元件摆放的位置要均匀、美观;
(3)交叉连接的导线,一定要在连接处画一个“黑点”。
要点:
(1)连接电路时应注意:①画好电路图;②按一定顺序;③接线过程开关是断开的;④避免电源短路。(2)并联电路连接的方法通常有先干路后支路;先选定一条支路完整连接,再连接其他支路。
(3)干路开关控制整个电路,支路开关只控制该支路。
要点速测
1.在下列实际电路中各元件之间属于并联的有( )
A.教室里的各盏灯 B.手电筒中的各节电池
C.家中的电灯和开关 D.学校内的电铃和开关
2.如图所示,充电宝同时给多部手机充电,这些手机的连接方式是____ (选填“串联”或“并联”)。
3.《中国诗词大会》第四季冠军赛在两位理工科才女之间展开,比赛中用到了抢答器,其原理是任意一位选手按下抢答键时显示屏亮灯,如图所示(红灯或绿灯)同时扬声器发出声音。以下符合这一要求的电路是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示的甲、乙两个实物电路中,两只小灯泡的接法( )
A.甲、乙都是串联 B.甲是并联,乙是串联
C.甲是串联,乙是并联 D.甲、乙都是并联
5.如图所示电路中,开关、、均已断开。当仅闭合开关______时,灯和串联;当仅闭合开关______时,灯和并联。当同时闭合开关和时,则灯______,灯______均选填“发光”或“不发光”,电路将发生______。
要点 串联电路和并联电路中电流、电压的特点
一、串联电路中的电流特点
1、学生实验:用电流表探究串联电路中电流的特点
提出问题
如图11-5-2 所示,将两个小灯泡串联在电路中,闭合开关后,电路中A 、B 、C各点的电流可能存在怎样的关系?提出猜想并说明猜想的依据。
搜集证据
器材 现有以下实验器材可供选择:
三个小灯泡(其中两个小灯泡的规格相同,另一个小灯泡的规格与其他两个不同)、电源、电流表、开关及导线。
方案
任选两个小灯泡L₁、L₂连接成电路,用电流表分别测出串联电路中A 、B、 C 各点的电流IA、IB和IC, 如图11-5-3所示。
记录 将上述实验结果记录在表 11-5-1中。
作出解释
分析 汇总各小组实验数据,比较电路中IA、IB、IC的大小。
结论 由上述实验可得,_______________________________________________.
交流反思
如果将电流表接在开关S和电源之间,与IA、IB、IC比较,电流表的示数是否有变化?
_______________________________________________.
上述实验表明,在如图11-5-4所示的串联电路中,如果电路中的电流为I, 通过两个小灯泡的电流分别为I1和I2,则I=I1=I2
大量实验表明:串联电路中电流处处相等。(即I=___________=___________)
二、 串联电路中的电压特点
学生实验:用电压表探究串联电路中电压的特点
提出问题
在图11-5-2所示的串联电路中, A、B之间 ,B、C之间和A 、C之间的电压可能存在怎样的关系呢?
搜集证据
器材 现有以下实验器材可供选择:
三个小灯泡(其中两个小灯泡的规格相同,另一个小灯泡的规格与其他两个不同)、多节干电池、电压表、开关及导线。
方案
如图 11-5-5 所示,,任选两个小灯泡L₁、L₂连接成电路,并将电压表分别并联在A、B之间,B、C之间和A、C之间。分别测出串联电路中A、B,B、C,A、C, 两点间的电压UAB 、UBC和UAC。
记录 将上述实验结果记录在表 11-5-2中。
分析 汇总各小组实验数据,比较电路中UAB、UBC和UAC的大小。
结论 由上述实验可得,_______________________________________________.
交流反思
规格不同的两个小灯泡串联时,发光较亮的小灯泡两端的电压是否更大?
_______________________________________________.
上述实验表明,在图11-5-6中,如果电路中电源两端的电压为U.两个用电器两端的电压分别为U₁和U₂,则
U=U₁+U₂______________________大量实验表明:
串联电路中电源两端的电压等于各用电器两端电压之和。(即U=___________)
三、并联电路中的电流、电压特点
1、 引入:我们知道,家用电器的工作电压一般为220 V, 它们都是并联在电路中的,且每个用电器都在不同的支路上。在并联电路中,各支路电流和干路电流有什么特点?各支路两端电压和电源电压又有什么特点呢?我们也从两个小灯泡的并联电路开始研究。
2、 学生实验:用电压表探究串联电路中电压的特点
提出问题
在图11-5-7所示的并联电路中,通过电路中A、B、C各点的电流可能存在怎样的关系?
电源两端的电压与两支路中小灯泡两端的电压可能存在怎样的关系?提出猜想并说明猜想的依据。
搜集证据
器材 本实验所需器材:
方案 设计实验电路并画出电路图。
记录 设计数据记录表并将实验结果记录在表中。
作出解释
分析 汇总各小组实验数据,分别比较并联电路中电流、电压的大小。
结论 由上述实验可得,_________________________________; ____________________________________ 。
交流反思
交流实验方案、实验结论,对本小组或其他小组的探究活动提出改进建议。如果不同小组间的实验结论存在较大差异,简要分析原因。
在图11- 5-8所示的并联电路中,如果干路电流用I表示。各支路电流分别用I₁和I₂表示,则
I=I₁+I₂
如图11-5-9所示,如果并联电路中电源两端的电压用U表示,各支路小灯泡两端的电压分别用U₁和U₂表示,则U=___________=___________
大量实验表明:
并联电路中干路电流等于各支路中的电流之和。(即I=___________)
并联电路中电源两端的电压与各支路用电器两端的电压相等。(即U=___________=___________)
家庭电路中各个用电器采用并联,各用电器不仅能彼此独立工作,而且每个用电器的工作电压都相同。这样我们就可以将并联电路的电压作为用电器的工作电压,所有的用电器在生产时就有了统一的工作电压标准。
要点速测
1.三只灯泡串联在电路中,灯L1最亮,灯L2最暗,则通过它们的电流为( )
A.L1最大 B.L2最大 C.L3最大 D.一样大
2.在“探究串联电路电压规律”实验中,测得L1两端电压为2.5V,L2两端电压为1.5V,则电源电压为( )
A.1.0V B.2.5V C.4.0V D.6.0V
3.如图所示的电路中,闭合开关后,如果的示数为0.5 A,的示数为0.9 A,则通过的电流是________A,通过的电流是________A。
4.如图所示,电源电压为4.5V保持不变。闭合开关后,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为3V,则两端的电压和通过的电流分别是( )
A.1.5V、0.8A B.3V、0.4A C.1.5V、0.4A D.4.5V、0.2A
5.如图所示,两个电压表指针偏转幅度完全相同,则电阻、两端的电压比( )
A.1∶5 B.4∶1 C.1∶4 D.5∶1
6.如图甲所示电路中,当闭合开关后,两只电流表的指针偏转均如图乙所示,则灯中电流为________A,经过灯的电流为________A。
7.如图所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,则电阻和两端的电压分别为( )
A.1.8V 7.2V B.7.2V 1.8V C.1.8V 9V D.9V 1.8V
难点 串联和并联电路的判断方法
1. 定义法
①各用电器首尾相接,顺次连接,则为串联。
②并联电路各元件“首首相连,尾尾相连”并联在电路两点间。
2. 电流法
①电路中只有一条电流路径,则各用电器串联。
②如果电流在电路中某处分为几条支路,在另一处重新回合,则各用电器并联。
3.拆除法
拆除一个用电器,其他用电器没有电流流过,即电流没有其他通路,则各用电器串联。
4.节点法
节点是导线交叉且相连的位置,即电流交叉和汇合的位置。串联电路没有节点,但是并联电路有节点(A点、B点)。
考点 概念及其应用Ⅰ
▌例1-1 下列物品中,通常情况下属于导体的是( )
A.陶瓷碗 B.塑料饭盒 C.不锈钢勺 D.纸杯
▌例1-2通常情况下,下列物品中属于绝缘体的是( )
A.木质铅笔里的石墨芯 B.钢丝钳把手上的塑料套
C.导线中的铜丝 D.蓄电池内的硫酸溶液
▌迁移练1-1国家正在大力发展新能源汽车,如图所示是正在用充电桩充电的新能源汽车,在整个充电过程中,用电器是( )
A.汽车发动机 B.汽车电池 C.导线 D.充电桩
▌迁移练1-2下列实例中,属于静电利用的是( )
A.飞机轮胎用导电橡胶制成 B.静电复印机复印文件资料
C.油罐车车辆尾部挂有一条铁链 D.加油站的静电释放器
▌迁移练1-3某家用电器正常工作时的电流为5安,此用电器可能是( )
A.家用空调 B.台灯 C.闪电 D.计算器
考点 概念及其应用Ⅱ
▌例2-1 关于电路,下列说法错误的是( )
A.电源是提供电能的装置
B.电路中有了电源就一定能形成电流
C.要使电路中有持续电流,电路必须是通路
D.开关在电路中是控制电路通断的元件
▌例2-2下列关于电流和电压的说法中正确的是( )
A.电荷的定向移动形成电流 B.自由电荷定向移动的方向为电流方向
C.电路中的电流是形成电压的原因 D.电路两端有电压,电路中就一定有电流
▌迁移练2-1下列说法的正确是______,错误的是______。
A.自由电荷的定向移动形成电流。
B.金属导体中正电荷的定向移动形成电流。
C.正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
D.负电荷的定向移动不能形成电流。
E.电路中只要接入电源便会形成电流。
F.电压是形成电流的原因。
▌迁移练2-2如图所示,流经小灯泡的电流的方向是_______,电子定向移动流经小灯泡时的方向是_______。(两空均选填“从左到右”或“从右到左”)。
▌迁移练2-3小明学习电路的知识后,连接了如图所示的电路图,他先后将文具盒中的下列物体接在电路的A、B两点间,闭合开关,能使小灯泡发光的是( )
A.塑料笔杆 B.金属直尺 C.透明胶带 D.方块橡皮
▌迁移练2-4如图(a)所示,为什么接通电源后,电路中会形成电流呢?电源在电路中起什么作用呢?我们可以通过如图(b)所示水路中水流的形成过程作类比:水泵能提供持续的水压,水管中的水在水压作用下形成定向流动形成水流,而水流能促使水风车持续运转。
(1)水路中水泵的作用相当于电路中的______(选填“用电器”或“电源”);
(2)类比“水的定向流动可以形成水流”可得出______。
考点 电荷及其相互作用
▌例3-1 小朋友从滑梯滑下后,会出现“怒发冲冠”的情景。产生这种现象的原因是从滑梯滑下的过程中发生了摩擦起电现象,使头发带上了___________(选填“同种”或“异种”)电荷,互相___________(选填“排斥”或“吸引”)而张开。
▌例3-2家庭中有很多与物理有关的现象及应用。如图是客厅中常用的静电除尘刷,在与家具表面摩擦后带上了________;除尘刷除尘时利用了带电体能________轻小物体的性质。
▌迁移练3-1毛皮与橡胶棒摩擦后,橡胶棒带________电,因为在摩擦过程中橡胶棒________电子(选填“得到”、“失去”或“创造”)。
▌迁移练3-2带负电的物体靠近一个轻质小球,小球被吸引过来,则这个小球( )
A.一定带正电 B.一定带负电
C.可能带负电,也可能不带电 D.可能带正电,也可能不带电
考点 验电器
▌例4 用毛皮摩擦过的橡胶棒接触原来不带电的验电器的金属球,发现验电器的金属箔片张开,如图所示,则这两个金属箔片( )
A.带正电 B.带负电 C.带异种电荷 D.不带电
▌迁移练4-1如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,验电器的两个金属箔张开一定的角度,下列说法正确的是( )
A.接触瞬间,电流的方向是从玻璃棒流向验电器
B.金属箔张开是因为两片箔片带上异种电荷相互排斥
C.玻璃棒带负电,接触时电子从玻璃棒转移到验电器
D.接触时正电荷从玻璃棒定向移动到验电器
▌迁移练4-2如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器,金属箔张开。下列说法正确的是( )
A.玻璃棒带正电是因为得到了电子
B.摩擦起电是创造了电荷
C.验电器金属箔张开,是由于异种电荷相互排斥
D.玻璃棒接触金属球时,瞬间电流的方向是从玻璃棒到金属球
考点 电流、电压及其测量
▌例5-1 我国家庭电路的电压为_____;不高于_____的电压对人体才是安全的。如图所示,当量程为时,电压表指针的读数为_____;当量程为时,电压表指针的读数为_____。
▌例5-2用电流表测通过灯泡L2的电流,下列接法中正确的是( )
A. B.
C. D.
▌迁移练5 在“用电流表测电流”的实验中,必须将电流表________在电路中(选填“串联”或“并联”),电流流入电流表的________接线柱(选填“+”或“-”)。如图所示,在用电压表测电压这个实验中,当开关S闭合后,电压表V1和V2的示数如图(b)(c)所示,则电压表V2所选的量程为________,你判断的依据是________。
考点 串、并电路中电流、电压的特点
▌例6-1 在如图所示的电路中,闭合开关,一灯较亮,一灯较暗,则下列说法正确的是( )
A.电流一样大 B.较暗的灯中电流较大
C.较亮的灯中电流较大 D.条件不足无法判断
▌例6-2在如图甲的电路中,当闭合开关S后,电路正常工作,两只电压表指针均为如图乙所示,则电阻两端的电压和电源电压分别是( )
A.6V 7.5V B.6V 1.5V C.1.5V 7.5V D.7.5V 1.5V
▌例6-3如图所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.46A,电流表A1的示数为0.30A,则通过小灯泡L1、L2的电流分别是( )
A.0.46A,0.30A B.0.16A,0.30A
C.0.30A,0.46A D.0.30A,0.16A
▌例6-4如图甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示,通过灯泡和的电流分别为( )
A.0.3A 1.5A B.1.5A 0.3A C.0.3A 1.2A D.1.2A 0.3A
▌迁移练6 -1图所示的电路中,S1、S2同时闭合后,电流表A1的示数如图(b)表盘所示,则通过电灯L1的电流为 _____ A,通过电灯L2的电流为 _____ A;若闭合S1,断开S2,则L1、L2是 _____(选填“串联”或“并联”)连接。
▌迁移练6 -2如图所示,电源电压为6伏,当开关S闭合后,灯L1和灯L2为_________选填“串联”或“并联”)连接,若此时电压表示数为2伏,则灯L1两端电压为________伏,灯L2两端电压为_______伏。
▌迁移练6 -3如图甲所示的电路中,闭合开关S后,两灯均发光,两个电压表指针偏转均如图乙所示,电压表测量的是______(选填“灯”“灯”或“电源”)两端电压,此时灯和灯两端电压之比为______。
▌迁移练6 -4如图所示,闭合开关后灯L1、L2的连接方式为________(选填“串联”或“并联”),已知电源由两节新干电池组成,电压表V1的示数如图所示,则灯L2两端电压为________V,电压表V2的示数为________V。
▌迁移练6 -5如图甲所示电路,开关S闭合后,两灯泡都发光,电流表的指针偏转如图乙所示,则通过的电流为______A;接下来小明将换成,其他条件未变,闭合开关后,两灯泡均发光,发现两个电流表的指针偏转角度相同,则通过的电流为______A。
▌迁移练6 -6在探究串、并联电路中电流的规律实验时,小明连接了如图所示的电路。开关S、S1都闭合时,L1与L2均发光,则下列说法正确的是( )
A.L1和L2串联
B.流过L1和L2的电流一定相同
C.A1示数一定大于A2示数
D.若此时断开S1,A3示数变大
考点7作图题
▌例7-1请根据所给的电路图连接实物电路。
▌例7-2如图,是小刚连接的电路,出现了错误。在接错的那根导线上打一个“×”,表示这根导线不要,再把正确接法的导线画出来。
▌迁移练7-1根据如图所示的电路图,连接如图乙所示的实物图。(的电流约为0.3A,的电流约为0.5A,导线不许交叉)
▌迁移练7-2如图所示是未完成连接的实物电路。请在图中用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:两灯串联,电压表只测灯两端的电压,导线不能交叉。
考点8 实验题
▌例8-1某同学用实验“探究串联电路中电压的规律”。
提出问题:在如图所示的串联电路中,电路中ab、bc、ac两点之间的电压可能有一定的关系。设计实验并进行实验探究步骤如下:
①按图所示的电路图连接电路。
②把电压表分别接入到电路中的ab、bc、ac两点之间,闭合开关S,测出它们的电压,填入下表,并多次实验。
实验序号
ab两端的电压Uab/伏
bc两端的电压Ubc/伏
ac两端的电压Uac/伏
1
1.0
1.0
2.0
2
1.4
1.5
2.9
3
2.0
2.0
4.0
请完成以下空格处的内容
(1)在连接电路时,开关必须________;
(2)分析表格中数据,可以得出结论:串联电路中的电压规律是:串联电路两端的总电压等于________。
▌例8-2如图所示为小孙和小金同学研究“并联电路电流特点”的实验电路图。
(1)图是他们在测量C点电流时所连接的实物图,其中的电流表尚未连接好,请用笔画线代替导线将图所示实物图连接完整;
(2)他们将测得的数据记录在下表中,并分析归纳得到实验结论:并联电路中干路电流等于______。根据此结论思考在家庭电路中,如果增加一个用电器,家庭电路中的总电流大小______选填“变大”、“变小”或“不变”。
实验序号
C点电流安
B点电流安
A点电流安
1
2
3
▌迁移练8小明用如图所示的电路开展探究。
(1)使用两节新干电池串联作为电源,则电源电压为________V。
(2)为了得出普遍规律,需要进行多次实验,每次实验中应选用________的电阻。(选填“A.相同”或“B.不同”)
(3)若闭合开关后,发现电压表的示数为0V,电压表的示数为3V,小明认为可能是用电器故障,小红认为可能是导线断开导致,所以他们各自分工排查故障。(若只有一处故障)
①用电器的故障可能有________。
②小红认为可能是序号①的导线断开。你认为小红是________的(选填“A.正确”或“B.错误”),理由:_______________________。
基础达标
一、单选题
1.下列选项中,不属于静电防止措施的是( )
A.油罐车后拖一根铁链 B.纺织车间保持一定湿度
C.在易燃气体环境中穿防静电服 D.静电喷涂使漆料附着在工件上
2.在如图所示的电路中,开关闭合后灯泡能发光的是( )
A.B.C. D.
3.如图所示,的示数是2V,的示数是3V,则的示数为( )
A.1V B.2V C.3V D.5V
4.模型建构:某火车站进站实行“验检合一”,当乘客的身份信息和人脸信息均匹配时(相当于分别闭合开关S1和S2),指示灯亮起,电动机运转并打开闸门。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,当开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.与是串联,电压表测两端的电压 B.电压表测不出两端的电压
C.电流表测的是通过的电流 D.电流表测的是通过的电流
6.如图所示,电流表A1、A2的示数分别为1.6A,0.8A,则下列说法中不正确的是
A.通过灯泡L1的电流是0.8A B.通过灯泡L2的电流是0.8A
C.通过开关的电流是1.6A D.并联电路中,各支路的电流一定相等
二、填空题
7.小明用塑料梳子梳头发时,发现头发“飘”起来了,这是___________现象,头发丝之间相互排斥,是因为头发丝带了___________(选填“同种”或“异种”)电荷,塑料梳子在通常情况下属于___________(选填“导体”或“绝缘体”)
8.如图所示,是一幅简化的玩具警车的电路图。图中电动机和小灯泡_______(选填“串联”或“并联”)在电路中。若小灯泡所在支路发生开路,则玩具警车______(选填“能”或“不能”)行驶。
9.如图所示的电路中,闭合开关后,如果的示数为0.5 A,的示数为0.9 A,则通过的电流是________A,通过的电流是________A。
10.如图所示电路图,灯与灯是________联,电压表测量的是灯________(选填“”或“”)的电压,若电源电压为6V,灯两端电压为2V,则灯两端电压为________V。
能力进阶
一、填空题
1.在如图所示电路中,只闭合开关S1时,电压表的示数为U1;只闭合开关S2时,电压表的示数为U2;S1、S2同时闭合时,电压表示数为U3。则U1、U2、U3的大小关系为________。
2.小华在做电路实验中发现,通过改变电路中开关的通、断可以改变电表的测量对象。
(1)如图(a),只闭合开关S1,电压表的示数为U1;只闭合开关S2,电压表的示数为U2;S1和S2同时闭合,电压表示数为U3。则U1,U2,U3的大小关系为________。
(2)在如图(b),先闭合开关S,再闭合开关S1,电流表A1的示数与电流表A2的示数的差值________(“A.不变”“B.变大”或“C.变小”)。
二、计算题
3.如图(甲)所示:
(1)如果只闭合,此时电流表示数0.2A,通过的电流是多少A?
(2)若只闭合、,电流表的示数为0.5A,的示数为如图乙所示,则通过的电流是多少A?
(3)若只闭合、,此时电流表示数0.3A,电流表示数0.2A,则通过、的电流分别是多少A?
4.如图所示电路中,闭合开关S后,电表A、、的示数分别为0.2A、3V、1V。求:
(1)灯、灯中的电流;
(2)灯、灯两端的电压。
5.如图甲所示的电路中,是两只相同的电压表。当闭合开关S后,灯泡和都发光,这时两只电压表的指针偏转角度相同,均如图乙所示。
(1)求灯泡和两端的电压;
(2)若将灯泡和改接为如图丙所示的电路,闭合开关S后,灯泡和都正常发光,此时电流表的示数为1.5A,电流表的示数为1.2A,求此时通过灯泡的电流。
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第11章 静电与电流
复习要点
1. 了解摩擦起电,自然界的两种电荷及其相互作用,用验电器检验物体是否带电;
2. 知道电路的概念及其组成部分,电路的三种状态,会画电路图;
3. 掌握电流的形成过程,电流的方向,电流的概念、表示、单位及其换算;
4. 用类比法理解电压,学习电压的概念、表示、单位及其换算,常见的一些电压值;
5. 尝试用不同的连接方式使小灯泡发光,了解串联电路和并联电路的特点;
6. 通过实验探究,总结实验数据,发现串联、并联电路的电流、电压特点。
复习重难点
重点:电荷、电路、电流、电压,串联电路、并联电路中电流、电压的特点。
难点:电路故障;串联电路与并联电路特点的应用等。
要点 简单的静电现象
一、摩擦起电
1、摩擦起电
塑料笔杆在头发上摩擦几下后能吸起碎纸屑;与丝绸摩擦过的玻璃棒也能吸起碎纸屑。这是因为摩擦过的笔杆、玻璃棒都带上了“___________”. 或者说带了___________,此时,这些物体就叫做带电体。带电体能___________。用摩擦的方法使物体带电叫做___________。
2、自然界只存在两种电荷
①通过大量实验发现,任何物体带电后,它所带的电荷不是与用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷的性质相同,就是与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷的性质相同,所以自然界中只存在___________种电荷。
②在物理学中,把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做___________,把用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做___________。
3、 电荷间的相互作用
大量实验表明,电荷间存在相互作用,表现为吸引或排斥。
同种电荷相互___________,异种电荷相互___________。
二、判断物体是否导电
1、验电器
实验室里常用___________(图11-1-3)来检验物体是否带电:
①作用:检验物体是否带电
②原理:根据___________原理制成的。
③检验方法:当带电体接触到验电器的金属球时,就会有一部分电荷转移到金属杆上,金属箔与金属杆由于带同种电荷相互排斥而张开。
④带电体带的电荷越多,验电器金属箔张开的角度越___________。
2、电荷可以在金属中转移
电荷可以在金属中转移,金属可以导电,但并不是所有的物体都能导电,我们可以用验电器来简单判断物体能否导电。
3、自主活动
如图11-1-4所示,取两个相同的验电器A和B: 使A与带电体接触,A带电后其金属箔张开;B不带电,B的金属箔闭合。
①用木棒把A 、B的金属球连接起来,观察A、B的金属箔张角变化的情况。
②用木夹夹住金属棒,再用金属棒把A 、B的金属球连接起来,观察A 、B的金属箔张角变化的情况。
通过上述实验发现:
a.用木棒连接A 、B两个验电器的金属球时,A 、B的金属箔张角都没有发生变化,说明木棒不容易导电;
b.用金属棒连接A 、B两个验电器的金属球时,A的金属箔张角变小,而B的金属箔由闭合变为张开,电荷通过金属棒由A转移到B. 说明金属棒容易导电。
4、导体与绝缘体
容易导电的物体叫做___________,不容易导电的物体叫做___________。
①常见的导体有金属、人体、大地、石墨以及各种酸、碱、盐的水溶液等。
②大部分玻璃、塑料、橡胶、陶瓷都是绝缘体。
③导体和绝缘体没有绝对的分界线。在一定条件下,绝缘体也能转化为导体。
4、拓展,使物体带电的方法:
1.摩擦起电 2.接触起电 3.感应起电
接触起电:用带电体接触不带电的物体,使不带电的物体带电,两物体带等量的同种电荷。
静电感应:用带电体靠近不带电的物体,使不带电的物体带电,两物体带异种电荷。如右图所示。
三、静电现象
1、静电现象:除了摩擦起电以外,生活中还有许多常见的静电现象。例如,冬天脱毛衣的时候常会听 到“噼噼啪啪”的声音,黑暗中还能看见毛衣 “冒火星”;触摸金属门把手的时候会突然感觉被 “刺”了一下;自然界中的闪电等。
2、静电现象的应用:静电现象在现代技术中有很多应用。例如,使墨粉和纸张带异种电荷,相互吸引,这就是 “静电复印”的原理(图11-1-5);给绒毛带上电荷,绒毛会飞向事先涂了胶的带异种电荷的布面,这就是“静电植绒”;有一种除尘纸与地面摩擦后产生电荷,将灰尘等吸附起来,这就是家庭中的“静电除尘”。
3、静电现象的危害及其防范:事物都有两面性,静电被广泛利用的同时也会带来麻烦,甚至造成危害。在生产生活中,人们会采取相应措施防范静电带来的危害。例如,a.适当增加印刷车间的湿度来消除静电,防止纸张粘连;b.电器维修人员手腕上的防静电腕带可以将电荷导入大地(图11-1-6),避免电荷积累对电子设备造成损害;c.油罐车的尾部装有一根拖在地上的铁链,可以将电荷导入大地,避免静电危害。
要点速测
1.同学们在扫地时发现塑料扫把上很容易粘头发,这是因为在扫地时塑料扫把与地板摩擦,发生了______________现象,而使扫把带了电,具有_____________性质。
【答案】 摩擦起电 吸引轻小物体
【详解】扫地时塑料扫把和地板摩擦,不同物体的原子核束缚电子的能力不同,摩擦过程中会发生电子的转移,让原本不带电的扫把带上电,这个现象就是摩擦起电。
而带电体的基本性质就是能够吸引轻小的物体,头发属于轻小物体,所以会被带电的扫把粘住。
2.用丝绸摩擦后的玻璃棒带___电,将此玻璃棒靠近带电小球A,相互作用的场景如图所示,带电小球A带___ 电。
【答案】 正 负
【详解】[1]用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;
[2]如图所示,当靠近A小球时,A小球带电,此时相互吸引,根据异种电荷相互吸引,则说明A带负电。
3.如图所示,用被丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,发现验电器的两片金属箔张开,下列说法正确的是 ( )
A.丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
B.丝绸与玻璃棒摩擦过程中创造了电荷
C.两片金属箔都带正电荷,由于同种电荷相互排斥而张开
D.用验电器可以直接检验出物体带正电还是带负电
【答案】C
【详解】A.根据摩擦起电的规律,丝绸摩擦过的玻璃棒会失去电子,从而带正电,而不是负电,故A错误;
B.摩擦起电的实质是电荷的转移,并非创造了电荷。在丝绸与玻璃棒摩擦过程中,玻璃棒失去的电子转移到了丝绸上,只是电荷的分布发生了改变,总电荷量保持不变,故B错误;
C.当带正电的玻璃棒接触验电器的金属球时,金属球上的电子会转移到玻璃棒上,金属球由于失去电子会带正电,验电器会带正电,两个金属箔片会带正电,根据同种电荷相互排斥的规律,导致验电器金属箔张开,故C正确;
D.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,它只能检验物体是否带电,无法直接判断物体带的是正电还是负电。若要确定电荷的种类,还需要结合已知带电体的性质进行进一步判断,故D错误。
故选C。
要点 电流
一、使小灯泡发光
1、自主活动
用导线将小灯泡、开关和干电池连接起来,使开关控制小灯泡的发光和熄灭。
实验完成后,用铅笔画线代替连接用的导线,在下图中完成实物电路的连接。
在上述实验中,小灯泡之所以能够持续发光是因为开关闭合后,干电池提供___________使小灯泡中有___________持续通过。
①电源:像干电池这种能持续提供电能的装置叫做___________;如:干电池、蓄电池等;
②用电器:像小灯泡这种利用电能工作的器件叫做___________如:灯泡、电动机、蜂鸣器等;
③导线:连接电路,输送电能;
④开关:控制电路的通断;
电路:___________、___________、开关以及导线等元件组成的电流回路,叫做电路。
2、小灯泡能够持续发光两个必要条件:a.电路是一个闭合回路;b.电路中有电源(提供电能)。
二、电路图
1、电路图
①几种常用的元件及其符号:我们可以用图形符号表示各种电路元件,见表11-2-1。
②电路图:用电路符号表示电路连接情况的图叫做___________。图11-2-4就是自主活动中所示实物电路的电路图。电路图是实际电路的简化表示,可以简单明了地反映电路元件的连接情况,给电器的开发、生产、安装和修理等带来极大的便利。
③画电路图要注意以下几点:
(1)合理安排电路元件的位置,使之均匀分布在电路中,元件符号不能画在电路的拐角处;
(2)电路图最好画成长方形,导线要画直,拐角要画成直角;
(3)最好从电源的正极出发,沿电流的方向依次画,在电路图中导线无长短之分的原则。
三、电路的三种状态
电路通常有通路、开路和短路三种状态。
电路的三种状态:
状态
定义
电路示意图
现象
通路
电路连通,用电器能够工作时的状态
电路中有正常电流,用电器工作
开路
电路中某处断开,没有电流通过用电器
电路中无电流,用电器不能正常工作
短路
电路中某处断开,没有电流通过用电器
不经过用电器将电源的正、负极直接连接 起来,会造成电源短路,这时电路中的电流会很 大,容易损坏电源,甚至引起火灾
要点:
短路分为电源被短路和用电器被短路,电源短路如图甲所示,电流经过外加导线,而绕过了两个灯泡,两个灯泡都不亮。
四、电流
1、电流的形成、方向
①类比法:水管中的水沿某一方向流动就形成了水流。类似地,导体中的电荷沿某一方向移动,导体中就有了电流。
②电流的形成:导体内部有大量可以自由移动的电荷,比如金属导体中就有大量可以自由移动的电子。如果把导体两端与电源正、负极相连,导体内部的大量自由电荷便会在电源的驱动下做定向移动,这些自由电荷的定向移动便在导体中形成了电流。
所以,电流的形成可以概括为:导体内部的大量___________便会在___________的驱动下做___________,便在导体中形成了___________。
③电流的方向:
物理学中规定,___________定向移动的方向为电流方向。按照这个规定,在电源的外部,电流是从电源___________极经过导体流向电源___________极的。但由于金属导体中定向移动的自由电子带___________电,所以金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反,如图11-2-5所示。
2、电流
①电流:在物理学中,表示电流___________的物理量称为___________,用___________表示;
②电流的单位:在国际单位制中,电流的单位是___________,简称___________,符号是___________。
电流的常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)。它们的换算关系为:1mA=1×10-3A;1μA=1×10-6A
3、一些常见用电器工作时的电流
4、测量电流
Ⅰ、电流表的结构
1 电流表的符号:;图11-2-6是实验室常用的电流表。
2 两个量程:0--0.6A(大格0.2A,小格0.02A)0--3A(大格1A,小格0.1A)。
3 三个接线柱:两个量程共用一个“- ”接线柱,标着“0.6”和“3”的为正接线柱;
4 调节点:调节电流表的指针指零。
Ⅱ、电流表的使用规则
①连接时应将电流表___________在被测电路中;
②接线柱的接法要正确,使电流从___________接线柱流入,从___________接线柱流出;
③被测电流不要超过电流表的量程;在不知被测电流的大小时,应采用试触的方法选择量程。
④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源两极。
Ⅲ、电流表量程的选择:
①如果能够估测出电流的大小,可以根据估测值选择合适的量程;
②如果不能估测可用“试触法”选择合适的量程,如下图所示,电流表不要全部接入电路,闭合开关后用线头A点试触较大的量程,如果指针示偏转较小选择小量程,如果指针示偏转较大选择大量程的量程。
Ⅳ、电流表的读数
1 明确电流表所选量程;
2 确定电流表的分度值(一个小格代表多少);
3 接通电路后,看看表针向右总共偏过多少小格;
4 电流表的指针没有正对某一刻度,在两个刻度之间,这时指针靠近那个值就读那个值。
要点:
1、使用电流表要选用合适的量程,并不是量程越大越好,如果选择的量程太小测不出电流还会烧坏电表,如果量程太大,读数不准确。如:测量大小是0.08A的电流,如果选择0~3A的量程那么测量的结果是0.1A,如果选用0~0.6A的量程测量结果是0.08A。
2、如果实验室电流表的量程是“0~0.6A”和“0~3A”测量时选择的是小量程,但是小量程的刻度不清楚,大量程刻度清晰,这时可以读出大量程的结果,正好是小量程的5倍。
3、“正进负出” 电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,不是连接电源的正负极。
Ⅴ、实验室中也可以用电流传感器代替电流表测量电流(图11-2-9)。
要点速测
1.下列四种餐具中,通常情况下属于导体的是( )
A.玻璃杯 B.陶瓷碗 C.木制筷子 D.钢制小勺
【答案】D
【详解】导体是容易导电的物体,通常金属属于导体;绝缘体是不容易导电的物体,玻璃、陶瓷、木材均属于绝缘体。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式。如图所示,手指轻轻触碰感应区即可解锁,感应区相当于手机电路中的_________;用充电宝给手机充电过程中,充电宝相当于电路中的_________,手机相当于电路中的_________。
【答案】 开关 电源 用电器
【详解】[1]手指轻轻触碰感应区即可解锁,说明感应区对电路起到控制作用,在电路中相当于开关。
[2][3]用充电宝给手机充电过程中,充电宝提供电能,手机消耗电能,因此充电宝在电路中相当于电源,手机相当于用电器,此时充电宝将化学能转化为电能。
3.下列说法中正确的是( )
A.若一轻小物体被带电体吸引,则该轻小物体原来一定带电
B.电压能使自由电荷定向移动形成电流
C.金属导体中自由电子定向移动的方向,就是电流的方向
D.人们把负电荷定向移动的方向,规定为电流的方向
【答案】B
【详解】A.若一轻小物体被带电体吸引,因为带电体具有吸引轻小物体的作用,则该轻小物体原来可能不带电,故A错误;
B.电路中,电源是提供电压的装置,电压是使电路中自由电荷定向移动形成电流的原因,故B正确;
CD.将正电荷定向移动的方向规定为电流方向,而自由电子带负电,因此金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反,故CD错误。
故选B。
4.在电学实验中,电流表应______(选填“串联”或“并联”)在被测电路中,为防止出现反偏,电流应从电流表的正接线柱流入,如图所示,电流表的示数为______A。
【答案】 串联 0.3
【详解】根据电流表的使用规则可知,电流表应串联在被测电路中。
由图可知,电流表的量程为,分度值为0.02A,示数为0.3A。
要点 电压
一、电压
1、如何产生持续的电流
在电路中,电源为导体中做定向移动的自由电荷提供了所需的动力,这与水泵提供水压,使水管中的水循环流动相似(图 11-3-2)。导体两端的电压是使导体中___________定向移动的原因,电源就是为电路中的导体提供___________的装置。
2、电压及其单位
___________用___________表示,在国际单位制中,电压的单位是___________,简称___________,符号是___________ 。电压的常用单位还有千伏(kV) 和毫伏(mV) 。 它们的换算关系为:
1kV=1×10³v
1mV=1×10⁻³v
要点:
a.说电压时,要说“用电器”两端的电压,或“某两点”间的电压。
b.电源的作用是使导体的两端产生电压,电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流。电源将其它形式的能转化成电能时,使电源的正极聚集正电荷,负极聚集负电荷。
4、一些常见的电压值
在日常生活中,手电筒(图11-3-3)、小型3V 、6V 等。我们常会采用几节干电池首尾相连串接在一起组成电池组使用。如果每节电池的图11-3-3电压为U. 用n节相同的电池串接成电池组,其提供的电压可达___________ 。这样就可以满足不同用电器的使用要求。
二、测量电压
电路中两点间电压的高低可以用电压表测量. 在电路图中,电压表用符号表示。图11-3-4是实验室常用的电压表。
1. 仪器:电压表,符号:
2.读数时,看清接线柱上标的量程,每大格、每小格电压值。
3.使用规则:“两要;一不”
①电压表要并联在电路中。
②应该使标有“—”号的接线柱靠近电源的负极,另一个接线柱靠近电源的正极,也就是说电流要从“+”接线柱流入“-”接线柱流出。
③被测电压不要超过电压表的最大量程。
4.危害:被测电压超过电压表的最大量程时,不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯甚至烧坏电压表。
5.选择量程:实验室用电压表有两个量程, 0~3V和0~15V。测量时,先选大量程试触,若被测电压在3V~15V之间,可用15V的量程进行测量;若被测电压小于3V,则换用小的量程。
4.测量小灯泡两端的电压:按下图所示的电路,先将电源、小灯泡、开关和导线连成回路,再将电压表接在小灯泡的两端,闭合开关后从电压表上读出小灯泡两端的电压。
要点:
电流表和电压表的相同点和不同点:
异
同
项目
电流表
电压表
异
符号
连接
串联
并联
直接连接电源
不能
能
量 程
0.6A,3A
3V,15V
每大格
0.2A, 1A
1V, 5V
每小格
0.02A,0.1A
0.1V, 0.5V
内阻
很小,几乎为零,相当于短路。
很大,相当于开路。
同
调零;读数时看清量程和每大(小)格的数值;正接线柱流入,负接线柱流出;不能超过最大测量值。
想一想:如何用电压表测量一节干电池的电压?
另外,实验室中也可以用电压传感器代替电压表测量电压(图11-3-6)。
要点速测
1.上海地区家庭电路中,电灯、电视机、电扇等用电器正常工作的电压为________,一节干电池的电压为________伏。
【答案】 220V 1.5
【详解】[1]我国家庭电路的电压是220V,上海地区的家庭电路中的电压也为220V,电灯、电视机、电扇等用电器在使用时互不影响,是并联的,所以,电灯、电视机、电扇等用电器正常工作的电压为220V。
[2]根据常识知道,一节新干电池的电压为1.5V。
2.我国家庭电路的电压为_____;不高于_____的电压对人体才是安全的。如图所示,当量程为时,电压表指针的读数为_____;当量程为时,电压表指针的读数为_____。
【答案】 220 36 0.6 3
【详解】[1]由常用电压知识可知,我国家庭电路的电压为220V。
[2]经验表明,对于人体来说,不高于36V的电压为安全电压。
[3][4]由图可知,当电压表量程为时,分度值为0.1V,示数为0.6V。当量程为0~15V时,分度值为0.5V,示数为3V。
3.如图所示,开关S闭合后,能正确地测出小灯泡两端电压的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】要解决这个问题,需明确电压表的使用规则:电压表应与被测用电器并联,且正负接线柱要正确连接(电流从正接线柱流入,负接线柱流出)。
A.电压表与并联,测的是两端的电压,且电流从负接线柱流入,正接线柱流出,不符合要求,故A错误;
B.电压表与、组成的串联电路并联,测的是电源电压(或和的总电压),不是两端的电压,不符合要求,故B错误
C.电压表与并联,电流从正接线柱流入,负接线柱流出,符合电压表的使用规则,故C正确;
D.电压表与并联,测的是两端的电压,不符合要求,故D错误。
故选C
4.在图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S闭合后( )
A.小灯泡变亮 B.电压表的示数为零
C.电流表有示数 D.电压表的示数为电源电压
【答案】D
【详解】由图可知,闭合开关前小灯泡L与定值电阻R串联,电压表测量定值电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;当开关S闭合后,此时为只有定值电阻R的简单电路,小灯泡和电流表被短路,小灯泡不发光,电流表没有示数,电压表测量电源电压,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
要点 串联电路和并联电路
一、连接串联电路和并联电路
1、自主活动
①连接串联电路
用导线将左图中的小灯泡L₁、L₂、开关S和电源连成电路,使两个小灯泡同时发光、同时熄灭。交流各自的电路连接方式。
通过上述实验发现,将两个小灯泡在电路中顺次相连,闭合开关后,两个灯泡会同时发光。这两个小灯泡的连接方式叫做___________,如右图所示。
②连接并联电路
如图所示,将两个小灯泡的两端分别连在一起,然后接入电路中,这两个小灯泡的连接方式叫做___________,闭合开关后两个灯泡也会同时发光。并联电路中两个用电器共用的那部分电路叫做___________路,单独使用的那部分电路叫做___________路。
二、串联电路、并联电路的特点
1、自主活动——串联电路、并联电路的特点
a.将两个小灯泡串联在电路中、闭合开关,它们同时发光,拆去其中一个小灯泡,观察另一个小灯泡的发光情况。
b.再将两个小灯泡并联在电路中,重复上述操作。两次观察到的现象相同吗?、
a.串联电路:
现象:通过上述实验发现,在两个小灯泡串联的电路中,拆去其中一个小灯泡,另一个会熄灭;
分析/特点:在串联电路中,电流只有___________条路径,各用电器不能单独工作;电路任何一处断开,各处的电流都等于___________,各用电器均不能工作。
b.并联电路:
现象:在两个小灯泡并联的电路中,拆去其中一个小灯泡,另一个仍然发光。
分析/特点:在并联电路中.电流有___________条路径,各用电器能彼此独立工作。
小结:由此可知,在串联电路中,开关接在任何位置都可以控制所有用电器。在并联电路中,接在不同位置的开关控制作用可能不同。
2、 自主活动——开关在并联电路干路、支路中的控制作用
按下图连接电路,依照下列操作方法进行实验:
①闭合开关S 、S₁、S₂, 两个小灯泡均发光,再断开S, 观察并记录两个小灯泡的发光情况。
②要使电路中只有小灯泡L₁发光,应该如何操作?
过上述活动可知、在并联电路中,干路开关可以同时控制所有的用电器,支路开关只能控制其所在支路的用电器。
串联电路、并联电路小结:
3、串联电路、并联电路的应用___________串联和并联是两种最基本的电路连接方式。
通常情况下,电流表串联在待测电路中,电压表并联在待测电路的两端。家庭电路中,电灯、空调电视机等用电器是并联的。下图中节日彩灯则可能是由小灯泡串联和并联组合连接的。
4、连接串联电路和并联电路
1.根据电路图连接实物图:对照电路图,从电源正极出发,逐个顺次地将实物图中的各元件连接起来即可。
(1)在电路图中任选一条单一的回路,并对照这个回路在实物图中将相应的元件连接好。
(2)对照电路图,把所选回路以外的元件分别补连到实物图的相应位置,在连入回路以外的元件时,要找出电路中电流的分流点和会合点,将回路以外的元件连接在两点之间。这里要特别注意实物图中元件的连接顺序必须与电路图中各元件的顺序一致。
2.根据实物图连接电路图:要用规定的电路符号代替实物,按照实物的连接方式画出规范的电路图。
(1)电路图中各元件摆放的位置尽量与实物图中各元件位置相对应,这样便于检查;
(2)各电路元件摆放的位置要均匀、美观;
(3)交叉连接的导线,一定要在连接处画一个“黑点”。
要点:
(1)连接电路时应注意:①画好电路图;②按一定顺序;③接线过程开关是断开的;④避免电源短路。(2)并联电路连接的方法通常有先干路后支路;先选定一条支路完整连接,再连接其他支路。
(3)干路开关控制整个电路,支路开关只控制该支路。
要点速测
1.在下列实际电路中各元件之间属于并联的有( )
A.教室里的各盏灯 B.手电筒中的各节电池
C.家中的电灯和开关 D.学校内的电铃和开关
【答案】A
【详解】A.教室里的各盏灯,每盏灯可独立工作,各灯两端分别连接在电源的火线和零线上,电流有多条路径,属于并联,故A符合题意;
B.手电筒中的各节电池是依次连接的,电流只有一条路径,目的是增大总电压,属于串联,故B不符合题意;
C.家中的电灯和开关是依次连接的,电流只有一条路径,开关控制电灯通断,属于串联,故C不符合题意;
D.学校内的电铃和开关是依次连接的,电流只有一条路径,开关控制电铃通断,属于串联,故D不符合题意。
故选A。
2.如图所示,充电宝同时给多部手机充电,这些手机的连接方式是____ (选填“串联”或“并联”)。
【答案】并联
【详解】充电宝同时给手机充电时,拔下一部手机后,另一部手机仍可以正常充电;各手机之间在充电时互不干扰,所以这些手机在充电时的连接方式是并联。
3.《中国诗词大会》第四季冠军赛在两位理工科才女之间展开,比赛中用到了抢答器,其原理是任意一位选手按下抢答键时显示屏亮灯,如图所示(红灯或绿灯)同时扬声器发出声音。以下符合这一要求的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】C.根据题意,任意一位选手按下抢答键,对应灯亮,同时扬声器一定发声,由此分析电路要求:红灯和绿灯可以独立工作,因此两灯是并联,每个灯的支路各有一个开关控制;不管哪个灯亮,扬声器都需要工作,因此扬声器要接在干路中,故C符合要求;
A.红灯与抢答开关S1和抢答器串联、绿灯与抢答开关S2串联,两条支路并联;闭合抢答开关S2,扬声器不工作,故A不符合要求。
B.扬声器接在支路中,只闭合抢答开关S1,扬声器不会发声,故B不符合要求。
D.不闭合总开关时,即使按下抢答开关两个灯及扬声器也无法工作,故D不符合要求。
故选C。
4.如图所示的甲、乙两个实物电路中,两只小灯泡的接法( )
A.甲、乙都是串联 B.甲是并联,乙是串联
C.甲是串联,乙是并联 D.甲、乙都是并联
【答案】C
【详解】甲图:电流从电源正极出发,依次经过开关和两个灯泡回到负极,电流只有一条路径,故甲是串联; 乙图:电流从电源正极出发,经过开关后分支,分别流经两个灯泡后汇合回到负极(两灯泡并列连接),电流有两条路径,故乙是并联。故ABD错误,C正确。
故选 C。
5.如图所示电路中,开关、、均已断开。当仅闭合开关______时,灯和串联;当仅闭合开关______时,灯和并联。当同时闭合开关和时,则灯______,灯______均选填“发光”或“不发光”,电路将发生______。
【答案】 、 不发光 不发光 电源短路
【详解】[1]如图所示的电路中,开关、、均已断开。当仅闭合开关时,电流从电源正极出发依次通过S1、L1、L2到电源负极,故灯和串联。
[2]为了使L1与L2并联,即L1与L2两端并列的连在一起再接入电路,由图可知,仅闭合开关、时,灯和并联。
[3][4][5]由图可知,当同时闭合开关和时,相当于用导线直接把电源两极连接起来,此时灯和灯都被短路,灯和灯都不发光,电路将发生电源短路。
要点 串联电路和并联电路中电流、电压的特点
一、串联电路中的电流特点
1、学生实验:用电流表探究串联电路中电流的特点
提出问题
如图11-5-2 所示,将两个小灯泡串联在电路中,闭合开关后,电路中A 、B 、C各点的电流可能存在怎样的关系?提出猜想并说明猜想的依据。
搜集证据
器材 现有以下实验器材可供选择:
三个小灯泡(其中两个小灯泡的规格相同,另一个小灯泡的规格与其他两个不同)、电源、电流表、开关及导线。
方案
任选两个小灯泡L₁、L₂连接成电路,用电流表分别测出串联电路中A 、B、 C 各点的电流IA、IB和IC, 如图11-5-3所示。
记录 将上述实验结果记录在表 11-5-1中。
作出解释
分析 汇总各小组实验数据,比较电路中IA、IB、IC的大小。
结论 由上述实验可得,_______________________________________________.
交流反思
如果将电流表接在开关S和电源之间,与IA、IB、IC比较,电流表的示数是否有变化?
_______________________________________________.
上述实验表明,在如图11-5-4所示的串联电路中,如果电路中的电流为I, 通过两个小灯泡的电流分别为I1和I2,则I=I1=I2
大量实验表明:串联电路中电流处处相等。(即I=___________=___________)
二、 串联电路中的电压特点
学生实验:用电压表探究串联电路中电压的特点
提出问题
在图11-5-2所示的串联电路中, A、B之间 ,B、C之间和A 、C之间的电压可能存在怎样的关系呢?
搜集证据
器材 现有以下实验器材可供选择:
三个小灯泡(其中两个小灯泡的规格相同,另一个小灯泡的规格与其他两个不同)、多节干电池、电压表、开关及导线。
方案
如图 11-5-5 所示,,任选两个小灯泡L₁、L₂连接成电路,并将电压表分别并联在A、B之间,B、C之间和A、C之间。分别测出串联电路中A、B,B、C,A、C, 两点间的电压UAB 、UBC和UAC。
记录 将上述实验结果记录在表 11-5-2中。
分析 汇总各小组实验数据,比较电路中UAB、UBC和UAC的大小。
结论 由上述实验可得,_______________________________________________.
交流反思
规格不同的两个小灯泡串联时,发光较亮的小灯泡两端的电压是否更大?
_______________________________________________.
上述实验表明,在图11-5-6中,如果电路中电源两端的电压为U.两个用电器两端的电压分别为U₁和U₂,则
U=U₁+U₂______________________大量实验表明:
串联电路中电源两端的电压等于各用电器两端电压之和。(即U=___________)
三、并联电路中的电流、电压特点
1、 引入:我们知道,家用电器的工作电压一般为220 V, 它们都是并联在电路中的,且每个用电器都在不同的支路上。在并联电路中,各支路电流和干路电流有什么特点?各支路两端电压和电源电压又有什么特点呢?我们也从两个小灯泡的并联电路开始研究。
2、 学生实验:用电压表探究串联电路中电压的特点
提出问题
在图11-5-7所示的并联电路中,通过电路中A、B、C各点的电流可能存在怎样的关系?
电源两端的电压与两支路中小灯泡两端的电压可能存在怎样的关系?提出猜想并说明猜想的依据。
搜集证据
器材 本实验所需器材:
方案 设计实验电路并画出电路图。
记录 设计数据记录表并将实验结果记录在表中。
作出解释
分析 汇总各小组实验数据,分别比较并联电路中电流、电压的大小。
结论 由上述实验可得,_________________________________; ____________________________________ 。
交流反思
交流实验方案、实验结论,对本小组或其他小组的探究活动提出改进建议。如果不同小组间的实验结论存在较大差异,简要分析原因。
在图11- 5-8所示的并联电路中,如果干路电流用I表示。各支路电流分别用I₁和I₂表示,则
I=I₁+I₂
如图11-5-9所示,如果并联电路中电源两端的电压用U表示,各支路小灯泡两端的电压分别用U₁和U₂表示,则U=___________=___________
大量实验表明:
并联电路中干路电流等于各支路中的电流之和。(即I=___________)
并联电路中电源两端的电压与各支路用电器两端的电压相等。(即U=___________=___________)
家庭电路中各个用电器采用并联,各用电器不仅能彼此独立工作,而且每个用电器的工作电压都相同。这样我们就可以将并联电路的电压作为用电器的工作电压,所有的用电器在生产时就有了统一的工作电压标准。
要点速测
1.三只灯泡串联在电路中,灯L1最亮,灯L2最暗,则通过它们的电流为( )
A.L1最大 B.L2最大 C.L3最大 D.一样大
【答案】D
【详解】三只灯泡串联,根据串联电路中电流的规律,电流处处相等,因此通过三只灯泡的电流一样大,故选D。
2.在“探究串联电路电压规律”实验中,测得L1两端电压为2.5V,L2两端电压为1.5V,则电源电压为( )
A.1.0V B.2.5V C.4.0V D.6.0V
【答案】C
【详解】根据串联电路的电压规律:串联电路的总电压等于各用电器两端电压之和。即电源电压为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.如图所示的电路中,闭合开关后,如果的示数为0.5 A,的示数为0.9 A,则通过的电流是________A,通过的电流是________A。
【答案】 0.5 0.4
【详解】与并联,电流表测支路的电流,故通过的电流为
电流表测干路电流,由并联电路电流规律得,通过的电流为
4.如图所示,电源电压为4.5V保持不变。闭合开关后,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为3V,则两端的电压和通过的电流分别是( )
A.1.5V、0.8A B.3V、0.4A C.1.5V、0.4A D.4.5V、0.2A
【答案】C
【详解】由图可知,闭合开关后,两灯串联,电流表测量电路中电流,电压表测两端的电压,则两端电压,由串联电路电压特点可得两端电压
根据串联电路的电流处处相等的特点可知通过的电流,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5.如图所示,两个电压表指针偏转幅度完全相同,则电阻、两端的电压比( )
A.1∶5 B.4∶1 C.1∶4 D.5∶1
【答案】B
【详解】由图可知,与串联,测电源总电压(即和的总电压),测两端电压。根据串联电路电压规律
因此总电压。电压表有和两个测量范围,指针偏转幅度相同时,大量程的读数是小量程读数的5倍。因为,所以使用大量程,使用小量程,可得
两端电压
因此与两端电压比,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.如图甲所示电路中,当闭合开关后,两只电流表的指针偏转均如图乙所示,则灯中电流为________A,经过灯的电流为________A。
【答案】
0.3
1.2
【详解】由电路图可知,L1与L2并联,A1测L1支路电流,A2测干路电流。因并联电路干路电流大于支路电流,且两表指针偏转角度相同,故A2选用0~3A量程,A1选用0~0.6A量程。灯L1中电流为,干路总电流为,由并联电路电流规律得,经过灯L2的电流为
7.如图所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,则电阻和两端的电压分别为( )
A.1.8V 7.2V B.7.2V 1.8V C.1.8V 9V D.9V 1.8V
【答案】B
【详解】由电路图可知,电阻 与 串联,电压表 测量电源电压,电压表 测量 两端电压。根据串联电路总电压等于各分电压之和,且两表指针偏转相同,可判断 选用 量程,读数为; 选用 量程,读数为 ,即 两端电压为 。根据串联电路电压规律计算 两端电压
故选B。
难点 串联和并联电路的判断方法
1. 定义法
①各用电器首尾相接,顺次连接,则为串联。
②并联电路各元件“首首相连,尾尾相连”并联在电路两点间。
2. 电流法
①电路中只有一条电流路径,则各用电器串联。
②如果电流在电路中某处分为几条支路,在另一处重新回合,则各用电器并联。
3.拆除法
拆除一个用电器,其他用电器没有电流流过,即电流没有其他通路,则各用电器串联。
4.节点法
节点是导线交叉且相连的位置,即电流交叉和汇合的位置。串联电路没有节点,但是并联电路有节点(A点、B点)。
考点 概念及其应用Ⅰ
▌例1-1 下列物品中,通常情况下属于导体的是( )
A.陶瓷碗 B.塑料饭盒 C.不锈钢勺 D.纸杯
【答案】C
【详解】A.陶瓷属于绝缘体,故A不符合题意;
B.塑料属于绝缘体,故B不符合题意;
C.不锈钢是金属,通常情况下金属属于导体,故C符合题意;
D.纸属于绝缘体,故D不符合题意。
故选C。
▌例1-2通常情况下,下列物品中属于绝缘体的是( )
A.木质铅笔里的石墨芯 B.钢丝钳把手上的塑料套
C.导线中的铜丝 D.蓄电池内的硫酸溶液
【答案】B
【详解】石墨芯、铜、硫酸溶液都容易导电,都属于导体;塑料套不容易导电,属于绝缘体。
故选B。
▌迁移练1-1国家正在大力发展新能源汽车,如图所示是正在用充电桩充电的新能源汽车,在整个充电过程中,用电器是( )
A.汽车发动机 B.汽车电池 C.导线 D.充电桩
【答案】B
【详解】A. 充电过程中汽车发动机未工作,不消耗电能,不是用电器,故A不符合题意;
B. 汽车电池在充电过程中消耗电能,将电能转化为化学能储存起来,是用电器,故B符合题意;
C. 导线起连接电路、传输电能的作用,不是用电器,故C不符合题意;
D. 充电桩在充电过程中提供电能,相当于电源,故D不符合题意。
故选B。
▌迁移练1-2下列实例中,属于静电利用的是( )
A.飞机轮胎用导电橡胶制成 B.静电复印机复印文件资料
C.油罐车车辆尾部挂有一条铁链 D.加油站的静电释放器
【答案】B
【详解】A.飞机轮胎用导电橡胶制成,是为了将飞机因摩擦产生的静电导出,从而避免静电产生的危害,故A不符合题意;
B.静电复印机复印文件资料,利用了静电吸附的原理工作,属于静电利用,故B符合题意;
C.油罐车车辆尾部挂有一条铁链,可以将油罐车因摩擦产生的静电导入大地,防止静电积累,故C不符合题意;
D.加油站静电释放器释放人体静电避免引燃油气 属于静电防护,故D不符合题意。
故选B。
▌迁移练1-3某家用电器正常工作时的电流为5安,此用电器可能是( )
A.家用空调 B.台灯 C.闪电 D.计算器
【答案】A
【详解】A.家用空调功率较大,正常工作时电流约为 5A 左右,故A符合题意;
B.台灯功率较小,正常工作时电流约为 0.1A~0.3A ,故B不符合题意;
C.闪电不是用电器,且闪电电流极大,远大于 5A ,故C不符合题意;
D.计算器功率极小,正常工作时电流约为 μA 级,故D不符合题意。
故选A。
考点 概念及其应用Ⅱ
▌例2-1 关于电路,下列说法错误的是( )
A.电源是提供电能的装置
B.电路中有了电源就一定能形成电流
C.要使电路中有持续电流,电路必须是通路
D.开关在电路中是控制电路通断的元件
【答案】B
【详解】A.电路中,电源为电路提供电压,即电源是提供电能的装置,故A正确;
BC.电路中有了电源,电路还必须闭合,电路中才会形成电流,故B错误,C正确;
D.开关在电路中是控制电路通断的元件,故D正确。
本题选择描述错误的,故选B。
▌例2-2下列关于电流和电压的说法中正确的是( )
A.电荷的定向移动形成电流 B.自由电荷定向移动的方向为电流方向
C.电路中的电流是形成电压的原因 D.电路两端有电压,电路中就一定有电流
【答案】A
【详解】A.电荷的定向移动形成电流,这是电流的定义,故A正确;
B.正电荷的定向移动方向与电流方向相同,而负电荷定向移动的方向与电流的方向相反,故B错误,
C.电压是形成电流的原因,故C错误;
D.电路两端有电压,则电路中不一定有电流,要想有电流。电路还必须闭合,故D错误。
故选 A。
▌迁移练2-1下列说法的正确是______,错误的是______。
A.自由电荷的定向移动形成电流。
B.金属导体中正电荷的定向移动形成电流。
C.正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
D.负电荷的定向移动不能形成电流。
E.电路中只要接入电源便会形成电流。
F.电压是形成电流的原因。
【答案】 ACF BDE
【详解】[1][2]ABCD.电流是由自由电荷的定向移动形成的,可以是正电荷,也可以是负电荷;物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反;金属导体中电流是自由电荷发生定向移动形成的,故AC正确,BD错误;
E.在电路中有电源,且电路是通路,电路中才会形成电流,如果电路断开,就没有电流,故E错误;
F.电压是形成电流的原因,导体中的自由电荷只有在电压作用下发生定向移动才能形成电流,故F正确。
▌迁移练2-2如图所示,流经小灯泡的电流的方向是_______,电子定向移动流经小灯泡时的方向是_______。(两空均选填“从左到右”或“从右到左”)。
【答案】 从右到左 从左到右
【详解】在电源外部,电流方向是从电源正极经用电器到负极,所以流经小灯泡时的方向是“从右到左”;物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,金属导线靠的是自由电子导电,电子定向移动流经小灯泡时的方向是“从左到右”。
▌迁移练2-3小明学习电路的知识后,连接了如图所示的电路图,他先后将文具盒中的下列物体接在电路的A、B两点间,闭合开关,能使小灯泡发光的是( )
A.塑料笔杆 B.金属直尺 C.透明胶带 D.方块橡皮
【答案】B
【详解】塑料笔杆、透明胶带、方块橡皮都属于绝缘体,不易导电,只有金属直尺是导体,接入电路中时能使小灯泡发光,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
▌迁移练2-4如图(a)所示,为什么接通电源后,电路中会形成电流呢?电源在电路中起什么作用呢?我们可以通过如图(b)所示水路中水流的形成过程作类比:水泵能提供持续的水压,水管中的水在水压作用下形成定向流动形成水流,而水流能促使水风车持续运转。
(1)水路中水泵的作用相当于电路中的______(选填“用电器”或“电源”);
(2)类比“水的定向流动可以形成水流”可得出______。
【答案】(1)电源
(2)自由电荷的定向移动可以形成电流
【详解】(1)水泵能提供持续的水压,使得水定向移动形成水流。这相当于电路中的电源,电源提供电压,使得电路中形成电流。
(2)由“水的定向流动可以形成水流”可得出自由电荷的定向移动可以形成电流,这运用了类比法。
考点 电荷及其相互作用
▌例3-1 小朋友从滑梯滑下后,会出现“怒发冲冠”的情景。产生这种现象的原因是从滑梯滑下的过程中发生了摩擦起电现象,使头发带上了___________(选填“同种”或“异种”)电荷,互相___________(选填“排斥”或“吸引”)而张开。
【答案】
同种
排斥
【详解】由摩擦起电的特点可知,滑下过程中头发带上同种电荷,因同种电荷相互排斥,故头发互相排斥而张开。
▌例3-2家庭中有很多与物理有关的现象及应用。如图是客厅中常用的静电除尘刷,在与家具表面摩擦后带上了________;除尘刷除尘时利用了带电体能________轻小物体的性质。
【答案】 电/电荷 吸引
【详解】[1]静电除尘刷和家具摩擦发生摩擦起电,带上电荷。
[2]带电体具有吸引轻小物体的物理性质,因此可以吸附灰尘。
▌迁移练3-1毛皮与橡胶棒摩擦后,橡胶棒带________电,因为在摩擦过程中橡胶棒________电子(选填“得到”、“失去”或“创造”)。
【答案】 负 得到
【详解】毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒弱,当两者摩擦时,毛皮的部分电子会转移到橡胶棒上,橡胶棒因为带了多余的电子而带负电,这个过程只是电子发生转移,并没有创造新的电荷,因此橡胶棒是得到电子。
▌迁移练3-2带负电的物体靠近一个轻质小球,小球被吸引过来,则这个小球( )
A.一定带正电 B.一定带负电
C.可能带负电,也可能不带电 D.可能带正电,也可能不带电
【答案】D
【详解】带负电的物体靠近小球时,小球被吸引,由于带电物体可以吸引不带电的轻小物体,所以该轻质小球可能不带电;
由于异种电荷相互吸引,因此小球可能带正电。
故选D。
考点 验电器
▌例4 用毛皮摩擦过的橡胶棒接触原来不带电的验电器的金属球,发现验电器的金属箔片张开,如图所示,则这两个金属箔片( )
A.带正电 B.带负电 C.带异种电荷 D.不带电
【答案】B
【详解】与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,接触不带电的验电器金属球时,橡胶棒上的电子会转移到验电器的金属球上,所以金属箔片也因有多余的电子而带负电,根据同种电荷相互排斥而张开,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
▌迁移练4-1如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,验电器的两个金属箔张开一定的角度,下列说法正确的是( )
A.接触瞬间,电流的方向是从玻璃棒流向验电器
B.金属箔张开是因为两片箔片带上异种电荷相互排斥
C.玻璃棒带负电,接触时电子从玻璃棒转移到验电器
D.接触时正电荷从玻璃棒定向移动到验电器
【答案】A
【详解】A.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,接触时验电器上的电子被吸引流向玻璃棒,因为电流方向规定与电子负电荷定向移动的方向相反,所以电流方向是从玻璃棒流向验电器,故A正确;
B.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,金属箔张开是因为两片箔片带上了同种电荷,故B错误;
C.丝绸摩擦过的玻璃棒因失去电子而带正电,不是带负电,故C错误;
D.在金属导体中,只有带负电的自由电子能够发生定向移动,正电荷是不能移动的,故D错误。
故选A。
▌迁移练4-2如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器,金属箔张开。下列说法正确的是( )
A.玻璃棒带正电是因为得到了电子
B.摩擦起电是创造了电荷
C.验电器金属箔张开,是由于异种电荷相互排斥
D.玻璃棒接触金属球时,瞬间电流的方向是从玻璃棒到金属球
【答案】D
【详解】A.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为其在摩擦过程中失去了电子,而非得到电子,故A错误;
B.摩擦起电的本质是电荷在物体间的转移,并没有创造电荷,故B错误;
C.验电器金属箔张开的原因是两片金属箔带上了同种电荷,同种电荷相互排斥,故C错误;
D.带正电的玻璃棒接触金属球时,验电器上的电子流向玻璃棒,由于规定正电荷定向移动的方向为电流方向,与电子移动方向相反,因此瞬间电流方向是从玻璃棒到金属球,故D正确。
故选D。
考点 电流、电压及其测量
▌例5-1 我国家庭电路的电压为_____;不高于_____的电压对人体才是安全的。如图所示,当量程为时,电压表指针的读数为_____;当量程为时,电压表指针的读数为_____。
【答案】 220 36 0.6 3
【详解】[1]由常用电压知识可知,我国家庭电路的电压为220V。
[2]经验表明,对于人体来说,不高于36V的电压为安全电压。
[3][4]由图可知,当电压表量程为时,分度值为0.1V,示数为0.6V。当量程为0~15V时,分度值为0.5V,示数为3V。
▌例5-2用电流表测通过灯泡L2的电流,下列接法中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,两个灯泡并联在电路中,电流表串联在干路中,测量通过两只灯泡的总电流,故A错误;
B.由电路图可知,两个灯泡并联在电路中,电流表与灯泡L2串联,但电流由负接线柱流入,正接线柱流出,正负接线柱接反了,会使指针反向偏转,所以无法测通过灯泡L2的电流,故B错误;
C.由电路图可知,两个灯泡并联在电路中,电流表与灯泡L1串联,测量通过L1的电流,故C错误;
D.由电路图可知,两个灯泡并联在电路中,电流表与灯泡L2串联,且电流由正接线柱流入,负接线柱流出,所以电流表测量通过灯泡L2的电流,故D正确。
故选D。
▌迁移练5 在“用电流表测电流”的实验中,必须将电流表________在电路中(选填“串联”或“并联”),电流流入电流表的________接线柱(选填“+”或“-”)。如图所示,在用电压表测电压这个实验中,当开关S闭合后,电压表V1和V2的示数如图(b)(c)所示,则电压表V2所选的量程为________,你判断的依据是________。
【答案】 串联 + 0~15V 见解析
【详解】[1][2]根据电流表的使用规则,电流表必须串联接入电路,让电流从电流表“+”接线柱流入,“-”接线柱流出。
[3][4]闭合开关,两灯串联,电压表V1测量L1两端的电压,电压表V2测量电源电压。串联电路两端的总电压等于各用电器两端电压之和,电压表V2的示数大于电压表V1的示数,它们指针偏转角度相同,所以V2选用大量程。
考点 串、并电路中电流、电压的特点
▌例6-1 在如图所示的电路中,闭合开关,一灯较亮,一灯较暗,则下列说法正确的是( )
A.电流一样大 B.较暗的灯中电流较大
C.较亮的灯中电流较大 D.条件不足无法判断
【答案】A
【详解】由电路图可知,当开关S闭合时,两灯泡串联,串联电路中各处的电流相等,所以通过两灯泡的电流相等,故A正确,BCD错误。
故选A。
▌例6-2在如图甲的电路中,当闭合开关S后,电路正常工作,两只电压表指针均为如图乙所示,则电阻两端的电压和电源电压分别是( )
A.6V 7.5V B.6V 1.5V C.1.5V 7.5V D.7.5V 1.5V
【答案】A
【详解】由电路图可知,闭合开关S后,电阻与串联,电压表测电源电压,电压表测电阻两端的电压,由串联电路的电压规律可知,电压表示数应大于电压表示数,而两电压表的指针位置相同,则电压表的量程是0~15V,分度值是0.5V,其示数为7.5V,即电源电压。电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,其示数为1.5V,即两端的电压;则电阻两端的电压
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
▌例6-3如图所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.46A,电流表A1的示数为0.30A,则通过小灯泡L1、L2的电流分别是( )
A.0.46A,0.30A B.0.16A,0.30A
C.0.30A,0.46A D.0.30A,0.16A
【答案】D
【详解】由图可知,两灯并联,电流表A1测量灯泡L1电流,电流表A测量干路中的电流,由于电流表A的示数为0.46A,则干路中的电流为0.46A;电流表A1的示数为0.30A,则通过小灯泡L1的电流是0.30A;由于并联电路中,干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以通过L2的电流I2=I-I1=0.46A-0.30A=0.16A,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
▌例6-4如图甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示,通过灯泡和的电流分别为( )
A.0.3A 1.5A B.1.5A 0.3A C.0.3A 1.2A D.1.2A 0.3A
【答案】D
【详解】由图甲可知,灯泡和并联,电流表测通过的电流,电流表测干路电流,两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示,则电流表的测量范围为,分度值为,示数为,即通过灯泡的电流为,电流表的测量范围为,分度值为,示数为,即干路电流为,根据并联电路的电流规律可知,通过灯泡的电流
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
▌迁移练6 -1图所示的电路中,S1、S2同时闭合后,电流表A1的示数如图(b)表盘所示,则通过电灯L1的电流为 _____ A,通过电灯L2的电流为 _____ A;若闭合S1,断开S2,则L1、L2是 _____(选填“串联”或“并联”)连接。
【答案】 0.52 0 串联
【详解】[1][2]S1、S2同时闭合后,灯L2和电流表A2被短路,电流表A1的示数如图(b)表盘所示,电流表A1选择的测量范围为0~0.6A,则读数为0.52A,因此通过电灯L1的电流为0.52A。而电灯L2被短路,则通过电灯L2的电流为0A。
[3]若闭合S1,断开S2,电流从电源正极出发,依次流经电流表A2、灯泡L2、灯泡L1、电流表A1,最后回到电源负极,因此L1、L2是串联。
▌迁移练6 -2如图所示,电源电压为6伏,当开关S闭合后,灯L1和灯L2为_________选填“串联”或“并联”)连接,若此时电压表示数为2伏,则灯L1两端电压为________伏,灯L2两端电压为_______伏。
【答案】 串联 4 2
【详解】[1]由图可知,灯L1和L2首尾相连接在电路中,故灯L1和L2是串联连接。
[2][3]电压表测L2两端的电压,即U2=2V ,根据串联电路两端的电压规律,则灯L1两端的电压为
▌迁移练6 -3如图甲所示的电路中,闭合开关S后,两灯均发光,两个电压表指针偏转均如图乙所示,电压表测量的是______(选填“灯”“灯”或“电源”)两端电压,此时灯和灯两端电压之比为______。
【答案】 灯L2 4︰1
【详解】[1]由图甲可知,两灯串联,电压表V1测电源电压,电压表V2并联在灯L2两端,测灯L2两端的电压。
[2]因串联电路的总电压等于各分电压之和,且两个电压表的指针偏转角度相同,所以电压表V1选用的测量范围为0~15V,分度值为0.5V,由图乙可知,电源的电压为,电压表V2选用的测量范围为0~3V,分度值为0.1V,则灯L2两端的电压,则灯L1两端的电压
故此时灯L1和灯L2两端电压之比为
▌迁移练6 -4如图所示,闭合开关后灯L1、L2的连接方式为________(选填“串联”或“并联”),已知电源由两节新干电池组成,电压表V1的示数如图所示,则灯L2两端电压为________V,电压表V2的示数为________V。
【答案】 串联 2 1
【详解】[1][2]一节新干电池的电压为1.5V,两节新干电池串联组成的电源电压U=2×1.5V=3V
由电路图可知,两灯泡首尾相连,所以两灯泡串联,电压表V1测L2两端的电压,小于电源电压,则电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,则电压表V1的示数为2V,则灯L2两端电压为2V。
[3]根据串联电路电源电压等于各用电器两端的电压之和可知,L1两端的电压U1=U-U2=3V-2V=1V
由于电压表V2测量L1两端的电压,所以电压表V2的示数为1V。
▌迁移练6 -5如图甲所示电路,开关S闭合后,两灯泡都发光,电流表的指针偏转如图乙所示,则通过的电流为______A;接下来小明将换成,其他条件未变,闭合开关后,两灯泡均发光,发现两个电流表的指针偏转角度相同,则通过的电流为______A。
【答案】 0.3 1.2
【详解】[1]由图甲可知,两灯并联,电流表测支路的电流,电流表测干路电流。因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,图乙中电流表的量程为,分度值为,示数为,所以通过的电流为。
[2]将换成后,两灯仍并联,测支路电流,A测干路电流。因为两个电流表指针偏转角度相同,且A的量程是,的量程是,A的示数是示数的5倍。已知通过的电流,设通过的电流为,根据并联电路电流规律,且,则
▌迁移练6 -6在探究串、并联电路中电流的规律实验时,小明连接了如图所示的电路。开关S、S1都闭合时,L1与L2均发光,则下列说法正确的是( )
A.L1和L2串联
B.流过L1和L2的电流一定相同
C.A1示数一定大于A2示数
D.若此时断开S1,A3示数变大
【答案】C
【详解】AC.开关、都闭合时,电流从电源正极流出后,分为两条独立支路分别经过、,因此与是并联;测干路总电流,测的电流,测的电流,因此示数一定大于示数,故A错误,C正确;
B.并联电路中两灯电压相等,只有两灯规格完全相同时,电流才相等,因此流过L1和L2的电流不一定相同,故B错误;
D.并联电路互不影响,断开后,流过的电流不变,即的示数不变,故D错误。
故选C。
考点7作图题
▌例7-1请根据所给的电路图连接实物电路。
【答案】
【详解】由电路图可知,电路元件顺序为“电源正极→开关→灯泡→电源负极”,据此连接实物图。
▌例7-2如图,是小刚连接的电路,出现了错误。在接错的那根导线上打一个“×”,表示这根导线不要,再把正确接法的导线画出来。
【答案】
【详解】由图知,电源没有连入电路中,应该正、负两极分别接入,形成完整回路,修改后如图所示。
▌迁移练7-1根据如图所示的电路图,连接如图乙所示的实物图。(的电流约为0.3A,的电流约为0.5A,导线不许交叉)
【答案】
【详解】由图可知,两灯并联,测干路的电流,测通过的电流,其中的电流约为0.3A,的电流约为0.5A,可知干路电流约为0.8A,则可使用0~0.6A量程,使用0~3A量程,连接实物图如图:
▌迁移练7-2如图所示是未完成连接的实物电路。请在图中用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:两灯串联,电压表只测灯两端的电压,导线不能交叉。
【答案】
【详解】将灯泡、的左端接线柱相连,使两灯串联,电压表只测灯两端的电压,因此电压表与并联,据此作图。
考点8 实验题
▌例8-1某同学用实验“探究串联电路中电压的规律”。
提出问题:在如图所示的串联电路中,电路中ab、bc、ac两点之间的电压可能有一定的关系。设计实验并进行实验探究步骤如下:
①按图所示的电路图连接电路。
②把电压表分别接入到电路中的ab、bc、ac两点之间,闭合开关S,测出它们的电压,填入下表,并多次实验。
实验序号
ab两端的电压Uab/伏
bc两端的电压Ubc/伏
ac两端的电压Uac/伏
1
1.0
1.0
2.0
2
1.4
1.5
2.9
3
2.0
2.0
4.0
请完成以下空格处的内容
(1)在连接电路时,开关必须________;
(2)分析表格中数据,可以得出结论:串联电路中的电压规律是:串联电路两端的总电压等于________。
【答案】(1)断开
(2)各串联用电器两端电压之和
【详解】(1)为了保护电路元件,在拆接电路时,开关都必须是断开的。
(2)由表中数据知道,,,
故可得出结论:串联电路两端的总电压等于各串联用电器两端电压之和。
▌例8-2如图所示为小孙和小金同学研究“并联电路电流特点”的实验电路图。
(1)图是他们在测量C点电流时所连接的实物图,其中的电流表尚未连接好,请用笔画线代替导线将图所示实物图连接完整;
(2)他们将测得的数据记录在下表中,并分析归纳得到实验结论:并联电路中干路电流等于______。根据此结论思考在家庭电路中,如果增加一个用电器,家庭电路中的总电流大小______选填“变大”、“变小”或“不变”。
实验序号
C点电流安
B点电流安
A点电流安
1
2
3
【答案】(1)
(2) 各支路电流之和 变大
【详解】(1)测量C点电流时,电流表与串联,据此连接实物图如下
(2)[1]根据表中数据有:
归纳得到实验结论:并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
[2]在家庭电路中,因并联电路各支路可独立工作,互不影响,如果增加一个用电器,根据并联电路电流的规律,家庭电路中的总电流大小变大。
▌迁移练8小明用如图所示的电路开展探究。
(1)使用两节新干电池串联作为电源,则电源电压为________V。
(2)为了得出普遍规律,需要进行多次实验,每次实验中应选用________的电阻。(选填“A.相同”或“B.不同”)
(3)若闭合开关后,发现电压表的示数为0V,电压表的示数为3V,小明认为可能是用电器故障,小红认为可能是导线断开导致,所以他们各自分工排查故障。(若只有一处故障)
①用电器的故障可能有________。
②小红认为可能是序号①的导线断开。你认为小红是________的(选填“A.正确”或“B.错误”),理由:_______________________。
【答案】(1)3
(2)B
(3) 短路或开路 B 若序号①的导线断开,电压表V1断开,两电阻串联,电压表示数小于3V
【详解】(1)已知一节新干电池的电压是,使用两节新干电池串联作为电源,根据串联电池组的电压等于各节电池电压之和,可得电源电压为
(2)为了得出普遍规律,避免实验结论的偶然性,每次实验中应选用不同的电阻进行多次实验,这样才能更全面地反映串联电路的特点,所以选B。
(3)[1]闭合开关后,发现电压表的示数为,电压表的示数为(等于电源电压)。因为有示数,说明与电源两极是连通的,那么故障可能是短路(此时被短路,示数为)或者开路(开路后,串联在电路中测电源电压)。
[2][3]若序号①的导线断开,只是电压表V1断开,两电阻依然串联在电路中,电压表V2示数应该小于3V,现在电压表的示数为,所以小红认为可能是序号①的导线断开是错误的,故选B。
基础达标
一、单选题
1.下列选项中,不属于静电防止措施的是( )
A.油罐车后拖一根铁链 B.纺织车间保持一定湿度
C.在易燃气体环境中穿防静电服 D.静电喷涂使漆料附着在工件上
【答案】D
【详解】A.油罐车后拖一根铁链,将汽油和油罐摩擦产生的电荷导向大地,从而避免火灾的产生,属于静电防止措施,故A不符合题意;
B.纺织车间保持一定湿度,避免太过干燥,产生静电,属于静电防止措施,故B不符合题意;
C.在易燃气体环境中,静电可能引发爆炸,穿防静电服,静电服的材料能够减小摩擦力起电,或者通过导电纤维将静电导走,避免静电的积累,属于静电防止措施,故C不符合题意;
D.静电喷涂使漆料附着在工件上,是利用静电实现喷漆的过程,故D符合题意。
故选D。
2.在如图所示的电路中,开关闭合后灯泡能发光的是( )
A.B.C. D.
【答案】A
【详解】A.开关闭合后,为灯泡的基本电路,灯泡能发光,故A符合题意;
B.开关闭合后,电路未形成通路,因此灯泡不发光,故B不符合题意;
C.开关闭合后,电源没有接入电路,灯泡不能发光,故C不符合题意;
D.开关闭合后,灯泡没有接入电路,灯泡不能发光,故D不符合题意。
故选A。
3.如图所示,的示数是2V,的示数是3V,则的示数为( )
A.1V B.2V C.3V D.5V
【答案】D
【详解】由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电压表V3测电源的电压,因为串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以电压表V3的示数即电源电压为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.模型建构:某火车站进站实行“验检合一”,当乘客的身份信息和人脸信息均匹配时(相当于分别闭合开关S1和S2),指示灯亮起,电动机运转并打开闸门。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据题意,只有当开关S1和S2同时闭合时,指示灯才会亮起、电动机转动,这说明两开关串联,指示灯与电动机并联,两开关均为干路开关。故选B。
5.如图所示,当开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.与是串联,电压表测两端的电压 B.电压表测不出两端的电压
C.电流表测的是通过的电流 D.电流表测的是通过的电流
【答案】D
【详解】根据电路规则:电流表相当于导线,电压表相当于开路,对电路进行分析:电流从电源正极流出,经开关、电流表后分为两条独立支路,因此与为并联关系;电压表并联在电源两端,同时并联在、两端,因此电压表可以测出、两端电压;在干路,测量干路总电流,与串联在同一支路,测量通过的电流。
故选D。
6.如图所示,电流表A1、A2的示数分别为1.6A,0.8A,则下列说法中不正确的是
A.通过灯泡L1的电流是0.8A B.通过灯泡L2的电流是0.8A
C.通过开关的电流是1.6A D.并联电路中,各支路的电流一定相等
【答案】D
【详解】由图示可知,两个灯泡是并联的,电流A1测总电流,电流表A2测通过灯泡L2的电流,故通过灯泡L1的电流是0.8 A,通过灯泡L2的电流是0.8 A,通过开关的电流是1.6 A,故ABC正确;
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,但各支路电流不一定相等,故D错;应选D.
二、填空题
7.小明用塑料梳子梳头发时,发现头发“飘”起来了,这是___________现象,头发丝之间相互排斥,是因为头发丝带了___________(选填“同种”或“异种”)电荷,塑料梳子在通常情况下属于___________(选填“导体”或“绝缘体”)
【答案】 摩擦起电 同种 绝缘体
【详解】由摩擦使物体带电的规律可知,梳头发时头发“飘”起属于摩擦起电现象;
由电荷间相互作用规律可知,同种电荷相互排斥,故头发丝带同种电荷;
由常见材料的导电性分类可知,塑料不易导电,属于绝缘体。
8.如图所示,是一幅简化的玩具警车的电路图。图中电动机和小灯泡_______(选填“串联”或“并联”)在电路中。若小灯泡所在支路发生开路,则玩具警车______(选填“能”或“不能”)行驶。
【答案】 并联 能
【详解】由图可知,电流从电源正极出发,分成两条支路,一条支路是开关和灯泡,另一条支路是电动机和另一个开关,汇合后流回到电源负极,所以小灯泡和电动机并联在电路中。
根据“并联电路各支路互不干扰”可知,小灯泡所在支路开路,并不影响电动机所在支路工作情况,所以玩具车可以行驶。
9.如图所示的电路中,闭合开关后,如果的示数为0.5 A,的示数为0.9 A,则通过的电流是________A,通过的电流是________A。
【答案】 0.5 0.4
【详解】与并联,电流表测支路的电流,故通过的电流为
电流表测干路电流,由并联电路电流规律得,通过的电流为
10.如图所示电路图,灯与灯是________联,电压表测量的是灯________(选填“”或“”)的电压,若电源电压为6V,灯两端电压为2V,则灯两端电压为________V。
【答案】 串 L2 4
【详解】[1][2]由图可知,电流从电源正极流出,依次经过两个灯泡回到电源的负极,灯L1与灯L2串联,电压表与灯L2并联,因此电压表测量灯L2两端电压。
[3]由串联电路电压规律可得,灯两端电压为
能力进阶
一、填空题
1.在如图所示电路中,只闭合开关S1时,电压表的示数为U1;只闭合开关S2时,电压表的示数为U2;S1、S2同时闭合时,电压表示数为U3。则U1、U2、U3的大小关系为________。
【答案】U1=U3>U2
【详解】只闭合S1时,两个灯泡串联,电压表测量的是串联电路两端的电压,也是电源电压,所以电压表示数U1=U;
只闭合S2时,两个灯泡串联,电压表只与右边的灯泡并联,测量的是一个灯泡两端的电压,所以电压表示数U2=U右灯;
由串联电路中电压规律可知,U2<U;
若S1、S2同时闭合,左边的灯泡短路,只有右边的灯泡接入电路,电压表测量是右边灯泡两端的电压,也是电源电压,所以电压表示数U3=U; 由上分析可知
2.小华在做电路实验中发现,通过改变电路中开关的通、断可以改变电表的测量对象。
(1)如图(a),只闭合开关S1,电压表的示数为U1;只闭合开关S2,电压表的示数为U2;S1和S2同时闭合,电压表示数为U3。则U1,U2,U3的大小关系为________。
(2)在如图(b),先闭合开关S,再闭合开关S1,电流表A1的示数与电流表A2的示数的差值________(“A.不变”“B.变大”或“C.变小”)。
【答案】(1)
(2)B.变大
【详解】(1)只闭合时,两个灯泡串联,电压表测量电源电压,所以电压表示数;只闭合时,两个灯泡串联,电压表测量灯泡两端的电压,所以电压表示数;根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可知,、同时闭合时,灯泡短路,电路为灯泡的简单电路,电压表测量电源电压,所以电压表示数,综上可知
(2)如图所示,先闭合开关S,只有接入电路,两个电流表均测通过的电流。再闭合,两灯泡并联,电流表测干路电流,电流表测通过的电流,则电流表示数不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此电流表示数变大。所以电流表的示数与电流表的示数的差值变大。
二、计算题
3.如图(甲)所示:
(1)如果只闭合,此时电流表示数0.2A,通过的电流是多少A?
(2)若只闭合、,电流表的示数为0.5A,的示数为如图乙所示,则通过的电流是多少A?
(3)若只闭合、,此时电流表示数0.3A,电流表示数0.2A,则通过、的电流分别是多少A?
【答案】(1)0A
(2)0.24A
(3)0.1A;0.2A
【详解】(1)只闭合,电路为L2的简单电路,L1开路,故此时通过的电流是0A。
(2)只闭合、,L1、L2并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量L2电流。由图乙得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.26A,通过的电流为
(3)只闭合、,L1、L2并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量L2电流,则干路电流为0.3A,L2电流为0.2A,通过的电流为
4.如图所示电路中,闭合开关S后,电表A、、的示数分别为0.2A、3V、1V。求:
(1)灯、灯中的电流;
(2)灯、灯两端的电压。
【答案】(1);
(2);
【详解】(1)由电路图可知,灯、串联,电流表A测量电路中的电流,电压表测量电源电压,电压表测量灯的电压,所以,此时,由得:灯、中的电流;
(2)由已知可得,灯的电压:,由得,灯的电压:
5.如图甲所示的电路中,是两只相同的电压表。当闭合开关S后,灯泡和都发光,这时两只电压表的指针偏转角度相同,均如图乙所示。
(1)求灯泡和两端的电压;
(2)若将灯泡和改接为如图丙所示的电路,闭合开关S后,灯泡和都正常发光,此时电流表的示数为1.5A,电流表的示数为1.2A,求此时通过灯泡的电流。
【答案】(1)1.2V;4.8V
(2)0.3A
【详解】(1)由图甲可知,与串联,电压表测电源总电压,电压表测两端电压。串联电路总电压等于各部分电压之和,因此的示数大于的示数。 两只电压表规格相同、指针偏转角度相同,说明两表量程不同:选量程(分度值0.5V),选0∼3V量程(分度值0.1V)。
根据图乙,总电压U=6V,两端电压 ,则两端电压
(2)由图丙可知,与并联,电流表测支路电流,测干路总电流。已知干路电流,电流,因此通过的电流
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