第3章 电路探秘（培优复习课件）科学浙教版八年级上册

第三章 电路探秘 科学八年级上册•浙教版 火箭发射时，向下喷出高速热气流，利用产生的反作用推力而上升，把人造卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等运载到预定的轨道。飞机的飞翔、列车的飞驰、轮船的航行、人的行走，都跟力的作用有关。 自然界中，所有物体的运动都跟力的作用有关。那么，常见的力有哪些? 运动和力之间有着怎样的关系? 电荷与电流 01 物质的导电性 02 电压及其测量 03 第三章 电路探秘 欧姆定律及其应用 04 本章思维导图 第三章 电荷与电流 考点01 电荷与电流 第三章 电路探秘 知识一 摩擦起电 1.生活中的静电现象：干燥的冬季，你会发现有些衣物之间会发生“火花”现象;走路时女孩的头发会“飘起来”;用头发摩擦后的塑料尺会吸引小纸屑;手触碰门的金属把手时会发生“触电”现象。这些都是为什么呢? 2.物体本身不带电：原来，物体内有两种不同的带电粒子，一种是质子，带1个单位的正电荷;另一种是电子，带1个单位的负电荷。通常情况下，物体内带正电的质子的数量与带负电的电子的数量相等，正、负电荷相互抵消，所以物体整体上没有呈现带电性。 3.摩擦起电的实质：物体之间的摩擦会使一个物体上的电子转移到另一个物体上，得到电子的物体就带负电，失去电子的物体就带等量的正电。这种现象称为摩擦起电，这种聚集于物体上的电荷叫作静电。 我们知道，两个带电的物体之间会发生相互作用。那么，这种作用有什么规律呢? 1.两名同学合作，一名同学用丝绸摩擦玻璃棒(使玻璃棒带正电)，另一名同学用毛皮摩擦橡胶棒(使橡胶棒带负电)，再分别用带电的玻璃棒和橡胶棒同时接触悬挂的两个泡沫塑料小球，使棒上的部分电荷转移到塑料小球上，观察两个小球有什么现象发生，并用图示表示。 2.两名同学都用丝绸摩擦玻璃棒，再同时用玻璃棒接触两个泡沫塑料小球，观察两个小球有什么现象发生，并用图示表示。 3.两名同学都用毛皮摩擦橡胶棒，再同时用橡胶棒接触两个泡沫塑料小球，观察两个小球有什么现象发生，并用图示表示。从实验可知:同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 知识二 电荷间的相互作用 如何检验一个物体是否带电?验电器是一种检测物体是否带电的仪器，其典型构造如图3.1-6所示。当被检验物体接触验电器顶端的导体时，自身所带的电荷会转移到玻璃钟罩内的箔片上。由于同种电荷相互排斥，两张箔片将自动分开成一定角度。根据两箔片张开角度的大小可以比较物体带电量的多少。 静电应用 燃烧煤会产生大量的煤灰，直接排放会严重影响大气质量，一般用静电除尘的方法来处理排出的废气。 如图3.1-8所示，在正、负接线柱间接高压直流电，带有粉尘颗粒的气体，通过接有高压直流电的阴极和接地的阳极之间所形成的高压电空间时，会发生电离，形成带负电的离子和带正电的离子。带负电的尘粒由于阴极对它的排斥和阳极对它的吸引而向阳极运动，到达阳极后放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，从而得到净化的气体。生产和生活中，静电还有非常多的应用。利用静电喷漆可提高效率和喷涂质量;利用静电可以将原稿影像进行复印，这就是复印机的原理。 知识二 电荷间的相互作用 1.电流如何持续产生：一道闪电威力巨大，但持续的时间很短。生产和生活中，我们需要有像河中的水流一样持续不断的电流。那么，如何产生持续的电流呢? 2.电源：家庭和工厂用的电是发电厂生产并通过远距离输送而来的。电池可供手机、电动剃须刀等电器使用。像发电机、电池这种能提供电能的装置，叫作电源。电源能使导体内部的电荷产生定向运动，形成持续不断的电流。 3.电流的方向：规定正电荷定向运动的方向为电流方向。在没有发现电子以前，科学家曾经认为电流是带正电荷的粒子从电源的正极流出，经用电器和导线回到电源负极的。现在人们已经知道金属导体中的电流是由带负电的电子的定向移动形成的，电子从电源的负极流出，流向电源的正极。因此，电子运动的方向与我们规定的电流方向恰好相反，如图3.1-10所示。我们已经知道，电子在导线中朝一个方向的运动会形成电流。 知识三 电流 4.导体中电流的大小称为电流强度，简称电流：电流是指通过导线某一横截面的电荷的多少与通电时间之比，用字母I表示。它的单位是安培，简称安，符号为A。更小的电流单位为毫安和微安，符号分别为mA和uA。 知识三 电流 1.电路连接：将干电池、小灯泡、开关和导线按图所示连接。闭合或断开开关，体验如何控制电路。图中，电源的左端为正极，请说出电流的详细路径。 电源正极→___________→___________→电源负极 2.电路：我们把电源、用电器和开关用导线连接起来组成的电流路径叫作电路. 3.通路与断路：实验中，开关闭合时，电路中就会有电流，这样的电路叫作通路，也叫作闭合电路;开关断开，或电路中某一部分断开时，电路中不再有电流，这样的电路叫作开路或断路。 4.短路现象：用导线将一节干电池的正、负极连接起来，用手摸一下电池和导线，是否发热? 如果不经过用电器，直接用导线将电源两极连接起来，叫作电源短路。电源短路时，由于电路中的电流过大，会损坏电源，严重时会引发火灾。因此，必须谨防电源短路! 知识四 电路与电路图 5.为了表述方便，规定了表示每一种电路元件的符号，如表3.1-2所示。 6.符号的表示：仔细观察会发现，一些元件的符号与实物之间有相似之处。实际上，元件符号是对实物的一种简化或抽象的表达方式，这种符号抽象方法在科学上会频繁使用。你会发现，电路图比实物图更简洁、清晰。 知识四 电路与电路图 8.串并联电路 ①串联电路：如图所示，两个用电器首尾顺次连接的方式。开关控制整个电路 ②并联电路：如图所示，两个用电器首首相连，尾尾相连 6.电路图：用元件符号代替实物表示电路的图称为电路图。电视机等家用电器内部的电路非常复杂，现代集成电路(芯片)上的电路就更复杂了，若不用电路图就无法将它们的原理表述清楚。因此，学习电路图的知识十分重要。 知识四 电路与电路图 2.电流表制作原理：从探索活动可知，电路中的电流越大，指南针偏离南北方向的角度越大。这说明磁针的偏转角大小可表示电路中的电流大小。测量电流的仪器电流表就是根据这种电流的磁效应原理设计的。 3.电流表 ①作用：测量电路电流大小的仪器 ②符号： ③电流表的实物与简化图 知识五 电流的测量 ④电流表的量程和分度值：电流表有三个接线柱，“-”表示负接线柱，两个“+”接线柱(注意不是“+”极和“-”极) 使用“0.6”和“-”两个接线柱时，它的量程是0~0.6安，最大可测0.6安的电流，每个大格为0.2安，每个小格为0.02安，即分度值为0.02安; 用“3”和“-”两个接线柱时，量程是0~3安，最大可测3安的电流，每个大格为1安，每个小格为0.1安，即分度值为0.1安。同一刻度线，大量程数值是小量程数值的5倍 知识五 电流的测量 4.电流表的使用： ①使用前先进行机械调零。 ②电流表必须与用电器串联后接入电路中时，应使电流从电流表的“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出，接反了之后会反转打弯指针。 ③使用时不允许把电流表直接接到电源两极上，造成短路会烧坏电流表，也会损坏电源。 ④电流表使用时需要选取合适的量程，量程过大读数不准确，量程过小损坏电流表，可以使用试触法选取 5.电流表的读数： ①观察电流表选取的量程，找到合适的分度值 ②根据量程选取是0-0.6安，还是0-3安。当选用0-0.6安时，每个小格就是0.02安;选用0-3安时，每个小格就是0.1安。量后观察指针偏转的大格数和小格数。 知识五 电流的测量 【例1】本草纲目》记载：“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦，“吸得芥子”是由于琥珀摩擦起电而吸引轻小物体。关于上述现象，下列说法中正确的是（　　） A．摩擦过程中产生了电荷 B．摩擦过程中电荷发生了转移 C．摩擦后只有琥珀带上电荷 D．芥子被吸引时与琥珀带异种电荷 一、 摩擦起电 一、 摩擦起电 【详解】 摩擦起电的本质是电荷的转移，不是创造电荷，电荷总量守恒； A．摩擦过程不会产生新电荷，故A错误； B．摩擦起电是电荷在不同物体间发生转移，故B正确； C．相互摩擦的两个物体都会带上等量异种电荷，因此琥珀摩擦后，和它摩擦的布也会带电，故C错误； D．带电体可以吸引不带电的轻小物体，因此芥子被吸引不代表芥子一定和琥珀带异种电荷，故D错误。 故选B。 【例2】棒靠近它们，具体情况如图所示。下列判断正确的是（     ） A．a一定带负电，b一定带正电 B．a可能不带电，b可能不带电 C．a一定带正电，b一定带负电 D．a可能不带电，b一定带正电 二、 电荷间的相互作用 二、 电荷间的相互作用 【详解】 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。由图可知，玻璃棒吸引a，根据带电体具有吸引轻小物体的性质及异种电荷相互吸引，a可能带负电或不带电；玻璃棒排斥b，根据同种电荷相互排斥，b一定带正电。故ABC错误，D正确。 故选D。 【例3】如图，两个完全相同的验电器A和B，A带负电，B不带电，用带绝缘柄的金属棒把A、B连接起来后，则（     ） A．棒中有瞬间电流从B流向A，使A张角减小 B．A中负电荷通过棒流向B，B带正电荷 C．B中正电荷通过棒流向A，A带正电荷 D．棒中有瞬间电流从A流向B，使B张角增大 三、电流 三、电流 【详解】 A．A带负电，B不带电，用金属棒连接后，A中多余的自由电子通过棒流向B，电流方向与负电荷定向移动方向相反，故棒中瞬间电流从B流向A；A所带电荷量减少，张角减小，故A符合题意； B．A中负电荷通过棒流向B，B得到电子带负电荷，故B不符合题意； C．金属导体中能够自由移动的是自由电子，正电荷不能自由移动，故C不符合题意； D．棒中瞬间电流从B流向A，B得到电子带负电，张角增大，故D不符合题意。 故选A。 【例4】如图所示为某同学连接的实验电路，关于该电路下列说法正确的是（　　） A．当开关S断开时，灯L1、L2并联 B．当开关S闭合时，灯L1发光 C．开关S可以同时控制两个灯泡 D．当开关S闭合时，灯L2发光 四、 电路与电路图 四、 电路与电路图 【详解】 A．当开关S断开时，电流从电源正极出发，经过灯L₁、电流表、灯L₂，再回到电源负极，此时L₁和L₂串联，故A错误； BD．当开关S闭合时，灯L₂和电流表被短路，电流只经过L₁，所以只有L₁发光，L₂不发光，故B正确，D错误； C．开关S闭合时，L₂被短路，无法控制L₂，故C错误。 故选B。 【例5】如图所示，将a和b两段导体串联连入电路中，这两段导体的材料、长度相同，横截面积不同。下列关于这两段导体的说法中正确的是（　　） A．a的电阻较大 B．b的电阻较大 C．通过a的电流较大 D．通过b的电流较大 五、 电流的测量 五、 电流的测量 【详解】 AB．在材料和长度相同时，导体横截面积越小电阻越大，对于a和b是由同种材料制成的长度相同的两段导体，由于a段的横截面积大，b段的横截面积小，故a段的电阻较小，b段的电阻较大，故A错误，B正确； CD．此两段导体串联，根据串联电路电流处处相等可知，这两段导体中的电流是相等的，故CD错误。 故选B。 考点02 物质的导电性 第三章 电路探秘 知识一 物质的导电性 1.导体与绝缘体： ①导体定义：容易导电的物质叫做导体，主要是物体中电荷可以自由移动。常见的导体有各种金属、石墨(碳)、入体、大地、盐类的水溶液等。 ②绝缘体定义：不容易导电的物质叫做绝缘体。电荷不能定向移动，摩擦起电的材料多数使用绝缘体，常见的绝缘体有橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木材、油和干燥的空气等。 ③导体与绝缘体并不是绝对的：有些绝缘体在条件改变时会变成导体，例如：常温下玻璃是绝缘体，当烧到红炽状态时可以导电。导体的表面被氧化或腐蚀后，导电能力下降，甚至不导电，所以电路的关键部位必须采取防腐蚀措施。 ④半导体：导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做半导体。常见的半导体材料是硅和锗，半导体主要应用于电子工业。 知识一 物质的导电性 2.物质导电的原因：有些物质是由分子构成的，分子是由原子构成的，原子又是由原子核和绕核高速运动的电子构成的。电子带负电，原子核带正电。金属内部原子核的位置基本固定，但是存在着大量可自由移动的电子，自由电子可以发生转移，所以能导电。而绝缘体中几乎没有能自由移动的电子，所以不能导电。 3.芯片：芯片是一种集成电路，由大量的晶体管构成，是半导体元件产品的统称。不同的芯片有不同的集成规模，一个指甲盖大小的芯片上可集成几十个到几百亿个不等的半导体元件。 芯片是现代制造业的必备元件，我们使用的所有电器、设备几乎都有芯片。一辆传统的汽车上有多达500~600个芯片，具有自动驾驶功能的汽车上则有1000个以上的芯片。 芯片的设计与制造能力是国家科技实力的重要标志。我国的芯片设计近年来进步很快，但由于起步晚、前期投入相对较少等原因，芯片制造相对落后于发达国家。2010年后，国家在芯片制造领域加大投入，芯片国产化进程进一步加速，相信假以时日，中国的芯片制造业必定会赶超国际先进水平。 1.概念：电阻是用来表示导体对电流的阻碍作用能力强弱。绝缘体的电阻非常大，电流不容易通过；导体的电阻小，电流容易通过。 2.符号：用R表示导体的电阻，在电路图中的符号是“ ”。 3.单位：在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。 比欧姆大的单位还有千欧、兆欧, 1兆欧（MΩ）= 103千欧（KΩ）,1千欧（KΩ）= 103欧(Ω) 知识二 电阻 4.探究导体的电阻与长度的关系 ①实验操作：选择导体的材料和横截面积相同，选用不同长度的导体接入电路，比较电流大小，从而判断电阻大小 ②结论：材料、横截面积相同的导体，长度越长,电阻越大。 4.探究导体的电阻与横截面积的关系 ①实验操作：选择导体的材料和长度相同，选用不同横截面积的导体接入电路，比较电流大小，从而判断电阻大小 ②结论：材料、长度相同的导体，横截面积越大,电阻越小。 5.探究导体的电阻与温度的关系 ①实验操作：选择导体的材料、横截面积和长度相同，将导体接入电路，改变导体的温度，比较电流大小，从而判断电阻大小 ②结论：材料、横截面积、长度都相同的导体，电阻随着温度的变化而变化。 知识二 电阻 6.物质的导电性：密度、比热、导热性等特性一样，导电性也是物质的一种特性，即每一种物质的导电性是不相同的。从表3.2-1中可知，在相同条件下，银、铜、铝的电阻很小，而镍铬合金的电阻较大。因此，人们常用电阻小而价格实惠的铜或铝来制作导线。电木和橡胶的电阻很大，可用作绝缘材料。 8.超导现象：科学研究还表明，导体的电阻与温度有关。例如，金属导体的电阻会随温度的升高而增大。科学家还发现，当某些材料的温度降低到一定程度时，电阻会突然消失，这就是超导现象，如水银在-269°C时，电阻会突然消失。 9.超导现象与超导体：1911年，荷兰物理学家昂内斯(H.K.Onnes)测量低温状态下的水银的电阻时发现，当温度降到一269°C时，水银的电阻完全消失，降为零，由此他发现了超导现象。某一温度下电阻为零的导体称为超导体。超导体不仅电阻为零，还具有“抗磁性”，即磁场无法穿过超导体。如图3.2-5所示，图中To为临界温度。显然，这么低的温度下产生的超导现象、抗磁性现象很难应用于实际生产与生活，因此寻找常温下的超导材料成为各国科学家努力的目标。 知识二 电阻 一.变阻器： 1.电阻变化的影响：在生活、生产和实验中，常常要改变电路中电流的大小，如通过改变电流来控制电动汽车的行车速度，调节收音机的音量，调节台灯的灯泡亮度等。电路中电流大小的改变可以通过改变电阻的大小来实现。 2.变阻器及应用： （1）定义:可以改变电阻值的电阻器。 （2）作用:改变电路中的电流大小。 （3）应用: ①调音台改变音响设备发出声音的品质（改变不同影调的声音成分的响度）； ②改变收音机和电视机等的音量（改变响度）； ③改变电动汽车的行车速度（改变电流大小，从而改变转动速度）。 ④改变台灯亮度（改变电流大小，从而改变灯泡亮度）。 知识三 变阻器 1.工作原理：靠改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻大小。 2.作用：通过调节电阻大小，改变电流大小 3.滑动变阻器的构造：滑动变阻器是由绝缘体瓷筒、线圈、金属棒、滑片、上下接线柱等元件组成。套在瓷筒上的线圈由表面涂了绝缘漆的电阻丝绕成，它的两头分别与两个下接线柱相连，套在金属棒上的滑片可在金属棒上滑动，并与线圈紧密接触，线圈上能接触滑片的地方，绝缘漆已被刮去。 知识三 变阻器 4.滑动变阻器的符号与接线方式： ①上端金属杆阻值不计相当于导线，下端电阻丝相当于电阻 ②以短路的方式进行连接，所以需要一上一下，两个接上端电阻被短路相当于没有电阻，两个接下面无法进行调节阻值大小 ③一上一下的时候注意滑片离下端越远是阻值越大 ④滑动变阻器一般要与被调节用电器串联才能起到调节电流的作用，为了保护电路滑动变阻器初始时要滑至阻值最大处 知识三 变阻器 5.旋钮式变阻器的接线方式与滑动变阻器类似： ①两个焊片连接一个，一个连接滑动端 ②通过改变电阻长度来改变电阻大小 6.敏感电阻：敏感电阻是指电阻值会因温度、光照、压力等环境因素的变化而变化的电阻器。其种类分别有热敏电阻、光敏电阻，气敏电阻、力敏电阻等。 敏感电阻在人们的生产和生活中有着广泛的应用。例如，光敏电阻器在光照下，其电阻值会迅速减小，因此可用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。力敏电阻是一种能将机械力转换为电信号的特殊元件，它的电阻值会随外力的大小改变而改变，常用于各种张力计、转矩计、加速度计及各种压力传感器中。电子秤中就有力敏电阻，它能把压力转换成电信号后显示在显示屏上。 知识三 变阻器 【例1】关于导体、绝缘体、半导体、超导体，下列说法不正确的是（     ） A．绝缘体对电流阻碍作用大，但能够带电 B．容易导电的物体叫导体，如金属、酸碱盐水溶液、橡胶等 C．超导材料适合用来进行远距离输电 D．锗、硅，导电性能介于导体和绝缘体之间 一、 物质的导电能力 一、 物质的导电能力 【详解】 A．绝缘体对电流的阻碍作用极大，几乎不能导电，但可以通过摩擦等方式带电，故A正确； B．金属、酸碱盐水溶液属于导体，但橡胶是绝缘体，不属于导体，故B错误； C．超导材料的电阻为零，输电时不会产生电热损耗电能，适合远距离输电，故C正确； D．锗、硅是常见的半导体材料，导电性能恰好介于导体和绝缘体之间，故D正确。 故选B。 【例2】如图所示，把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路，闭合开关，观察电路中小灯泡的亮度。下列说法不正确的是（     ） A．用灯泡的亮度来推断电路中电阻的大小 B．用到控制变量法来探究材料对电阻的影响 C．直接把电路中的小灯泡换成电流表做实验更准确 D．这是一个串联电路 二、 电阻 二、电阻 【详解】 A．本实验中，电源电压不变，电阻越大，电路电流越小，灯泡越暗，因此可以通过灯泡亮度推断电阻大小，用到了转换法，故A正确； B．实验中两根导线的长度、横截面积都相同，只有材料不同，控制其他变量不变探究材料对电阻的影响，使用了控制变量法，故B正确； C．小灯泡在电路中起到保护电路的作用，如果直接将小灯泡换成电流表，由于接入的导体电阻很小，电流表电阻也很小，会造成电源短路，烧坏电流表或电源，故C错误； D．由图可知，电流只有一条路径，各元件依次连接，这是一个串联电路，故D正确。 本题要求选择不正确，故选C。 【例3】如图所示，A为导线，BM、CN为两根相同的电阻丝，下列说法不正确的是（　　） A．S和A接触，P向右移动灯泡变暗 B．S和B接触，P向右移动灯泡亮度不变 C．S和C接触，P向左移动灯泡变亮 D．S和B接触，P向左移动灯泡亮度不变 三、变阻器 三、变阻器 【详解】 A．由图知，S和A接触，电阻丝MPN接入电路，P向右移动时，MPN的长度增大，则变阻器接入电路的电阻变大，由欧姆定律可知电路中的电流将变小，所以灯泡变暗，故A正确； BD．由图知，S和B接触，电阻丝BPN接入电路，P向右或向左移动时，BPN的长度不变，则变阻器接入电路的电阻不变，由欧姆定律可知电路中的电流不变，所以灯泡亮度不变，故BD正确； C．由图知，S和C接触，电阻丝CPN接入电路，无论P怎样移动，CPN的长度均不变，则变阻器接入电路的电阻不变，由欧姆定律可知电路中的电流不变，所以灯泡亮度不变，故C错误。 故选C。 考点03　电压及其测量 第三章 电路探秘 知识一 电压 1.电压与电流的形成：我们知道，河流中水的流动是因为上、下游之间有高度差而产生压力差。上、下位置之间存在的压力差给水提供了一种“动力”，它“推动”水的流动。同样，在电路中要使电流持续，也需要一种使电流流动的“动力”，这就是电源提供的电压。导体两端的电压可以使导体内的电荷获得向某一方向运动的推动力，使电荷产生定向移动。因此，电压可给电荷提供推动力，形成电流。 2.单位：国际上通常用字母U表示电压,电压的单位是伏特,简称伏,符号是V。电压的单位伏特是为了纪念意大利物理学家伏打而命名的。伏打于1800年制成了世界上第一个电池--伏打电堆。 更大的单位还有千伏(kV )，更小的单位有毫伏(mV)和微伏(μV)。 1千伏=103伏，1伏=103毫伏，1毫伏= 103微伏 知识一 电压 3.类比:类比是一种推理方法，通过比较两个或两类对象在某些属性上的相似性，推断它们在其他属性上也可能有相似性。简单来说，就是通过已知事物的特点，推测类似事物的特点。科学学习中，类比是一种将抽象概念与熟悉事物建立联系的重要思维方式，例如用“水管中的水流由水压驱动”类比“电路中的电流由电压驱动”，从而帮助我们建立电压的概念。科学研究中，类比是一种启发新思路、提出猜想或假设的重要方法。当然，类比所做出的推断，有待实践检验和修正。 知识一 电压 4.电池是将化学能转化成电能的装置：将一块铜片和一块锌片同时插入稀硫酸，就可以组成一个电池，铜片和锌片就是电池的两个电极，如图3.3-3所示。水果中含有果酸，在水果中插入铜片与锌片，就可制成水果电池。几个水果电池连接起来，可使发光二极管发光，如图3.3-4所示。干电池的原理也与此类似，它的轴线上是一根碳棒(为正极)，包围整个电池的锌筒作为电池的负极，中间是二氧化锰、炭黑和氯化铵等的糊状混合剂(因此叫干电池)，如图3.3-5所示。 1.电压表 ①作用：测量电路电压大小的仪器 ②符号： ③电压表的实物与简化图 ④电压表的量程和分度值：电流表有三个接线柱，“-”表示负接线柱，两个“+”接线柱(注意不是“+”极和“-”极)使用“3”和“-”两个接线柱时，它的量程是0~3伏，最大可测3伏的电压，每个大格为1伏，每个小格为0.1伏，即分度值为0.1伏; 用“15”和“-”两个接线柱时，量程是0~15伏，最大可测15伏的电压，每个大格为5伏，每个小格为0.5伏，即分度值为0.5伏。同一刻度线，大量程数值是小量程数值的5倍 知识二 电压的测量 2.电压表的使用： ①使用前先进行机械调零。 ②电压表必须与用电器并联后接入电路中时，应使电压从电压表的“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出，接反了之后会反转打弯指针。 ③使用时可以把电压表直接接到电源两极上，测电源电压。 ④电压表使用时需要选取合适的量程，量程过大读数不准确，量程过小损坏电压表，可以使用试触法选取 3.电压表的读数： ①观察电压表选取的量程，找到合适的分度值 ②根据量程选取是0-3伏，还是0-15伏。当选用0-3伏时，每个小格就是0.1伏;选用0-15伏时，每个小格就是0.5伏。量后观察指针偏转的大格数和小格数。 知识二 电压的测量 1.实验仪器：实验器材:两节干电池(或学生电源)两只不同规格的小灯泡、一个开关、 电压表、导线若干。 2.串联电路电压规律探究 ①按电路图连接电路，用电压表分别测出U1,U2,U三段的电压大小，记录实验数据 ②实验结论:对比实验数据，得出的结论是串联电路中各用电器电压和等于电源电压，即U=U1+U2 3.并联电路电流规律探究 ①按电路图连接电路，用电压表分别测出U1,U2,U三点的电压大小，记录实验数据 ②实验结论:对比实验数据，得出的结论是并联电路中，电压处处相等，即U=U1+U2 知识二 电压的测量 【例1】在学习电学知识时，小明结合图甲和图乙作出以下类比，其中不正确的是（　　） A．开关的作用类似于阀门，可以控制电路通断 B．电源的作用类似于水泵，使电路两端形成电压 C．水压使水管中形成水流；类似地，电压使电路中形成电流 D．电流类似于水流，电源外部电流方向是从电池负极流出经用电器和导线回到正极 一、 电压 一、 电压 【详解】 A．阀门可以控制水的流动，开关类似于阀门，可以控制电路通断，故A正确，A不符合题意； B．水泵使两边水出现水压，电源的作用类似于水泵，使电路两端形成电压，故B正确，B不符合题意； C．水压使水管中水流动形成水流，类似地，电压使电路中电荷定向移动形成电流，故C正确，C不符合题意； D．电流类似于水流，在电源外部，方向从电池正极经用电器到负极，故D错误，D符合题意。 故选D。 【例2】某兴趣小组以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，装置如图所示。当电池工作时，下列说法不正确的是（　　） A．铜片为水果电池的正极 B．电压表的示数为0.4 V C．电流从铜片经导线流向锌片 D．电子从锌片经水果流向铜片 二、 电压的测量 二、 电压的测量 【详解】 A．铜片与电压表的“+3”相连接，电压表正向偏转，铜片为水果电池的正极，故A正确，不符合题意； B．电压表选用0-3v测量范围，分度值为0.1V，示数为0.4V，故B正确，不符合题意； C．在电源外部，电流从电源的正极，经用电器流回负极，因此电流从铜片经导线、电压表流向锌片，故C正确，不符合题意； D．在电源内部，电流从电源负极流到正极，物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向，在水果电池内部，离子在电介质里定向移动导电，而不是电子定向移动导电，故D错误，符合题意。 故选D。 考点04　欧姆定律及其应用 第三章 电路探秘 知识一 电流与电压关系 1.实验仪器：学生电源一个，滑动变阻器一个，电流表一个，电压表一个，10欧，15欧、20欧和30欧的电阻各一个，开关一个，导线若干 2.探究电流与电压的关系： ①实验方法：采取控制变量的方式，控制电阻不变改变电压大小，观察电流变化 ②实验电路图与U-I图像： 知识一 电流与电压关系 ③实验结论：导体的电阻不变时，通过导体的电流和它两端的电压成正比 1.探究电流与电阻的关系： ①实验方法：采取控制变量的方式，控制电压不变改变电阻大小，观察电流变化 ②实验电路图与R-I图像： ③实验结论：导体两端的电压不变时，通过导体的电流和电阻成反比 知识二 电流与电阻的关系 1.欧姆定律：德国物理学家欧姆研究了电流与电压、电阻的关系，得出了如下结论:导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。这就是著名的欧姆定律。如果用U表示导体两端的电压，R表示这段导体的电阻，I表示通过导体的电流，那么欧姆定律可写成: 2.分析实验数据：通过观察和实验获得的数据，需要进行分析处理，以寻找数据之间的关系和规律。数据分析往往需要把获得的数据整理成表格或图像，以利于寻找和发现规律。 知识三 欧姆定律 1.欧姆定律及意义： ①1827年德国物理学家欧姆总结出了欧姆定律,其内容是导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。 ②欧姆定律的表达式:I=U/R 知识四 欧姆定律的应用 2.伏安法测电阻： ①利用如图所示的电路图，读出电压和电流表的示数，用欧姆定律计算电阻 知识四 欧姆定律的应用 3.伏阻法测电阻 原理：利用串联电路电流相等进行计算 知识四 欧姆定律的应用 4.安阻法测电阻 原理：利用并联电路电压相等计算 知识四 欧姆定律的应用 知识五 电路分析与应用 【例1】小科利用图甲所示的电路探究电流与电压的关系，图乙是绘制的电流随电压变化的图像。由此推断，小科在M和N之间接入的是_________（填“定值电阻”或“小灯泡”）。一段时间后，电流表示数变为0，电压表示数增大，则故障原因是__________。 A．MN之间短路　　 B．MN之间断路 C．RP短路　　    D．RP断路 一、电流与电压关系 一、电流与电压的关系 【详解】 [1]由图乙所示I - U图像可知，电流与电压不成正比，这表明电阻是变化的。因为小灯泡的电阻随温度变化而变化，而定值电阻阻值不变，所以小科在M和N之间接入的是小灯泡。 [2]A．若MN之间短路，那么电压表示数为0，电流表示数不为0，故A不符合题意； B．若MN之间断路，此时电路中没有电流，电流表示数为0，而电压表串联在电路中，测电源电压，电压表示数增大，符合题意，故B符合题意； C．若RP短路，电路是通路，电流表有示数，电压表测电源电压，示数增大，故C不符合题意； D．若RP断路，整个电路断路，电流表和电压表都无示数，不符合电压表示数增大的条件，故D不符合题意。 故选B。 【例2】小军采用如图所示的电路，研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”，他分别用5Ω和10Ω的电阻做两次实验，当完成第一次实验后，小军将A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω，闭合开关后，滑动变阻器应该（　　） A．保持变阻器滑片不动 B．将变阻器滑片向右移动 C．将变阻器滑片向左移动 D．更换阻值更大的滑动变阻器 二、电流与电阻的关系 二、电流与电阻的关系 【详解】 由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测电路中的电流；将AB两点间5Ω的电阻更换为10Ω的电阻，根据串联电路分压规律可知，AB间的电压将增大（电压表的示数增大）；为保持AB间的电压不变，要移动滑片使AB间的电压减小，根据串联电路电压规律可知，则应将当滑动变阻器两端电压升高，根据串联电路分压规律可知，则滑动变阻器接入电路的阻值要变大，所以应将变阻器滑片向右移动。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【例3】某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示，下列分析正确的是（ ） A．当导体两端的电压为0时，电阻为0 B．该导体的电阻随电压的增大而减小 C．当导体两端的电压为0时，电流为0 D．当导体两端的电压为2伏时，电流为0.6安 三、欧姆定律 三、欧姆定律 【详解】 A．由图像看出，当导体两端的电压为0时，电流为0，但是电阻不为零，因为电阻是导体本身的一种性质，与材料、长度、横截面积以及温度有关，与电压和电流没有关系，故A错误； B．电阻是导体本身的一种性质，与材料、长度、横截面积以及温度有关，该导体的电阻不随电压的改变而改变，该B错误； C．从图像可知，当导体两端电压为0时，对应的电流也为0，故C正确； D．从图像可知，当导体两端电压为2V时，对应的电流是0.4A，故D错误。 故选C。 【例4】近年来超导材料（一定温度下导体电阻为零）成为全球科学界研究的热点，利用“伏安法”可以简单测量导体电阻是否为零。若导线电阻不可忽略，R为某超导材料，则下列测量方法中最合理的是（　　） 四、欧姆定律的应用 四、欧姆定律的应用 【详解】 AB．因导线电阻不可忽略，根据串联电路电压规律，AB两种测量方式会导致测出的电压值大于R两端的实际电压，且B中无保护电阻，会导致电流过大。故AB不符合题意； CD．电压表直接测量R两端电压，C选项串联了一个定值电阻，可防止电流过大，起到保护电路的作用，故D不符合题意，C符合题意。 故选C。 【例5】如图所示的电路中，电源电压保持不变且元件完好，只闭合S1，两电表均有示数；再将S2闭合，则下列判断正确的是（　　） A．电压表示数与电流表示数的比值变小 B．电压表示数与电流表示数的比值不变 C．若向右移动滑片，电流表的示数将变小 D．若向左移动滑片，电压表的示数将变大 五、电路分析与应用 五、电路分析与应用 【详解】 只闭合S1，R1、R2串联，则电压表V测量的是R1两端的电压，电流表A测电路的电流，此时电压表示数与电流表示数的比值为电阻R1的阻值；再将S2闭合，将滑动变阻器短路，移动滑动变阻器的滑片对电路没有影响，电压表测电源的电压，电流表A测通过电阻R1的电流；则电压表示数与电流表示数的比值为电阻R1的阻值，故电压表示数与电流表示数的比值不变；故B正确，ACD错误。 故选B。 　课堂巩固与总结 第一章 探索自然的科学 1．物理老师用红色塑料捆扎绳做“静电灯笼”实验；将捆扎绳撕成细丝并打结，用毛皮反复摩擦后抛向空中，细丝会分散开来形成灯笼状（如图所示）。能让塑料细丝分散的原理和对应的带电方式是（     ） A．每根塑料丝都带上同种电荷 B．细丝首端带正电、末端带负电 C．相邻塑料细丝带异种电荷 D．只有细丝两端带电，中间不带电 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 A. “静电灯笼”细丝会分散开来形成灯笼状是因为塑料细丝之间带同种电荷相互排斥，故A符合题意； B.细丝会分散开来形成灯笼状是因为塑料细丝之间带同种电荷，故B不符合题意； C.细丝会分散开来形成灯笼状是因为塑料细丝之间带同种电荷相互排斥，故C不符合题意； D.细丝会分散开来形成灯笼状是因为塑料细丝之间带同种电荷相互排斥，所以每根细丝都带同种电荷，故D不符合题意。 故选A。 2．静电除尘是气体除尘方法的一种。如图所示，在正、负接线柱间接高压直流电，气体会在高压电空间中发生电离，形成带负电的气体离子；气体粒子在运动中与粉尘颗粒相撞，会使尘粒带负电最终会沉积下来，从而得到净化的气体。以下相关说法正确的是（　　） A．尘粒被阴极吸引，阳极排斥，沉积于阴极金属线上 B．尘粒被阴极排斥，阳极吸引，沉积于阴极金属线上 C．尘粒被阴极吸引，阳极排斥，沉积于阳极板上 D．尘粒被阴极排斥，阳极吸引，沉积于阳极板上 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 在正、负接线柱间接高压直流电，气体会在高压电空间中发生电离，形成带负电的气体离子；气体粒子在运动中与粉尘颗粒相撞，会使尘粒带负电，根据同种电荷相斥，不同种电荷相吸，尘粒被阴极排斥，阳极吸引，沉积于阳极板上，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．如图是加油站里常见的“静电释放器”，为了消除人体与衣服摩擦而产生的静电，工作人员提取油枪加油前，手必须触摸静电释放器以确保安全。下列说法正确的是（     ） A．静电释放器可由玻璃制成 B．身体上的静电是人体与衣服摩擦创造的 C．若人体带正电，则在与衣服摩擦过程中得到了电子 D．若人体带正电，则清除静电时，电流方向从人体流向释放器 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 A．静电释放器需要将人体的静电导走，必须用导体制成，玻璃是绝缘体，无法传导电荷释放静电。故A错误 ； B．摩擦起电的本质是电荷的转移，并不是创造了电荷，人体静电是电子在人体和衣服间发生转移导致的。故B错误 ； C．若人体带正电，说明摩擦过程中人体失去了带负电的电子，故C错误 ； D．物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的反方向为电流方向。人体带正电时，清除静电的过程是大地的负电荷（电子）从释放器流向人体，电子定向移动方向是释放器→人体，因此电流的方向是人体流向释放器。故D正确； 故选D。 4．根据如图所示的电路图，下列操作中，有可能成功的是（　   ） A．只接通S1，灯亮，电铃响 B．只接通S2，灯亮，电铃响 C．接通S1和S2，电铃响 D．接通S2和S3，灯亮，电铃响 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 A．只接通S1，电流经S1、灯回负极，则灯亮，电铃不响，故A不符合题意； B．只接通S2，电流经电铃、S2、灯回负极，则灯亮，电铃响，故B符合题意； C．接通S1和S2，电铃被短路，电流经S1、灯回负极，则灯亮，电铃不响，故C不符合题意； D．接通S2和S3，灯被短路，电流经电铃、S3回负极，灯不亮，电铃响，故D不符合题意。 故选B。 5．如图是小明在练习测量电流时连接的电路，关于此电路的说法不正确的是（　　） A．闭合开关后，灯泡L1会亮 B．闭合开关后，电流表指针会动 C．撤掉导线b，电流表测量的是电路的总电流 D．撤掉导线c，电流表测量的是小灯泡L1的电流 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 AB．闭合开关后，两灯泡并联，电流表被短路，因此灯泡L1、L2都亮，电流表无示数，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意； C．撤掉导线b，两灯泡并联，电流表在干路，电流表测量的是电路的总电流，故C正确，不符合题意； D．撤掉导线c，两灯泡并联，电流表在灯泡L1所在的支路，电流表测量的是小灯泡L1的电流，故D正确，不符合题意。 故选B。 6．“闪电在水里导电！但敖丙的冰是绝缘体！”是热映电影《哪吒之魔童闹海》中的一句台词。已知自然环境中的水溶解有许多矿物质，则下列推断不正确的是（　　） A．冰的电阻比水大 B．水中自由移动的离子比冰多 C．冰的导电能力比水强 D．电器发生火灾时不能用水扑救 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 A．“闪电在水里导电”，说明水是导体，容易导电，“敖丙的冰是绝缘体”，说明冰不容易导电，所以冰的电阻比水大，故A正确，不符合题意； B．自然环境中的水溶解有许多矿物质，主要靠自由移动的离子导电，因此水中自由移动的离子比冰多，故B正确，不符合题意； C．根据题意，水是导体，冰是绝缘体，可以判断出冰的导电能力比水弱，故C错误，符合题意； D．电器发生火灾时不能用水扑救，否则容易发生触电事故，故D正确，不符合题意。 故选C。 7． 在“设计制作一个调光灯”的实践活动中，小科设计了如图所示的电路，用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中，当夹子B左右移动时，小灯泡的亮度会发生变化。下列分析合理的是（　　） A．将铅笔芯换成塑料吸管，灯泡也能亮起 B．可通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小 C．当夹子B向左移动时，灯泡变暗 D．实验过程中电阻变化的主要因素是横截面积 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 A．将铅笔芯换成塑料吸管，塑料吸管不能导电，灯泡处于断路现象，不能亮，故A不符合题意； B．灯泡与铅笔芯串联，实验时可通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小，灯泡越亮，说明电路的电流越大，此时电路的电阻较小，故B符合题意； C．当夹子B向左移动时，铅笔芯接入电路中的长度变短，电阻变小，电路中电流变大，灯泡变亮，故C不符合题意； D．实验过程中电阻变化的主要因素是改变了铅笔芯接入电路中的长度，改变铅笔芯接入电路中的电阻，实验过程中电阻变化的主要因素是长度，故D不符合题意。 故选B。 8．如图所示是实验室常用的一种滑动变阻器。关于该滑动变阻器的构造，下列说法正确的是（    ） A．金属棒是绝缘体，瓷筒是导体 B．线圈是用电阻率较大的合金线制成 C．滑片与线圈之间是绝缘的 D．制成线圈的合金线所有表面都是绝缘的 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 A．金属棒是导体，瓷筒是绝缘体，故A错误； B．滑动变阻器是一个可变的电阻，故其线圈是用电阻率较大的合金线制成，故B正确； C．滑片与金属棒之间是导电的，否则无法改变电阻，故C错误； D．瓷筒上缠绕的合金线和滑片接触的位置处没有绝缘漆，故D错误。 故选B。 9．现代人的生活已经离不开电了，为了安全用电，我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少。下列有关常见电压值的表述，错误的是（　　） A．产生闪电的电压是104～109 V B．家庭电路的电压是220 V C．手机电池电压是3.7 V D．对人体安全的电压是36 V 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 A．产生闪电的电压是104～109 V，故A正确，不符合题意； B．我国家庭电路的电压是220V，故B正确，不符合题意； C．手机锂电池电压约为3.7V，故C正确，不符合题意； D．对人体安全的电压是不高于36V，故D错误，符合题意。 故选D。 10．小明利用如图所示的电路探究“串联电路的电压规律”，下列说法正确的是（  ） A．连接电路时，开关要闭合，是为了防止短路 B．测量L2的电压时，电压表接b点的导线不动，将接a点的导线接在c点 C．实验中更换不同规格的小灯泡，重复实验，是为了减小实验误差 D．结论：串联电路中，电源两端的电压等于各用电器两端电压之和 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 A．连接电路时，开关应断开，目的是防止电路连接过程中出现短路等故障，损坏电路元件，而不是闭合。故A错误； B．测量L2的电压时，若电压表接b点的导线不动，将接a点的导线接在c点，会导致电压表的正、负接线柱接反，无法正确测量电压。故B错误； C．实验中更换不同规格的小灯泡，重复实验，是为了避免实验的偶然性，得出具有普遍性的结论，而不是减小实验误差，故C错误； D．通过实验探究可以得出：串联电路中，电源两端的电压等于各用电器两端电压之和，这是串联电路的电压规律，故D正确。 故选D。 11．根据下列一组实验数据，可以得到的结论是（   ） A．导体电阻一定时，电压跟电流成正比 B．导体电阻一定时，电流跟电压成正比 C．电压一定时，电阻跟电流成反比 D．电压一定时，电流跟电阻成反比 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 由表中数据可知，导体两端的电压4V保持不变，导体电阻与通过导体的电流乘积是定值，即IR=4V=U，由此可知，在电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 12．如图所示是某青少年科技创新小组自制的肺活量比较装置，通过观察电流表示数的变化即可比较肺活量的大小；R0为滑动变阻器，R1为定值电阻，电压表、电流表为理想电表，电源电压保持不变。现闭合开关S，向装置吹气，隔板向上平移，滑动隔板变阻器R0接入电路的阻值变小，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数不变，电流表A1的示数变小 B．电压表的示数不变，电流表A2的示数变小 C．电压表的示数变小，电流表A1的示数变大 D．电流表A1的示数变大，电流表A2的示数变大 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 分析电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R0并联，电压表测量电源两端的电压，电流表A1测量干路中的电流，电流表A2测量滑动变阻器R0的电流；闭合开关S，向装置吹气，隔板向上平移，滑动变阻器R0接入电路的阻值变小，则通过滑动变阻器R0的电流变大，则电流表A2的示数变大；由于干路中电流等于各支路中电流之和，通过定值电阻R1的电流不变，通过滑动变阻器R0的电流变大，则干路中电流变大，所以电流表A1的示数变大；由于电压表测量电源两端的电压，所以滑动变阻器阻值变化不影响电压表示数，故D正确，ABC错误。 故选D。 13．关于欧姆定律，下列说法中正确的是（　　） A．通过导体的电流跟该导体的电阻成正比，跟该导体两端的电压成反比 B．当通过导体的电流一定时，导体的电阻跟该导体两端的电压成正比 C．当导体两端的电压一定时，导体的电阻跟通过电阻的电流成反比 D．当电阻一定时，通过导体的电流跟它两端的电压成正比 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 AD．当电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，故D正确，A错误； BC．电阻是导体本身的一种性质，与通过它的电流和它两端的电压无关，故BC错误。 故选D。 谢谢观看 $