1第十三章 电路初探.docx
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1第十三章电路初探
至盛教育九年级物理辅导讲义
第十三章电路初探
一、初识家用电器和电路
学习指导
1.电源和用电器。
用电器是利用电流工作的电气元件或设备。
它能把电能转化为其他形式的能。
如电灯、电风扇、电饭煲、电冰箱、电视机、空调器等。
在电路中,提供电能的装置就是电源。
通常使用的电源有直流和交流电源两种,如手电筒里的干电池和汽车上的蓄电池都是直流电源,而家庭电路的电源是交流电源。
直流电源有正、负极,分别用“+”、“—”来表示;而交流电源没有这个区分。
使用直流电源时,一定要注意正、负极。
2.电路和电路图。
把用电器、电源、开关用导线连接起来就组成了电路。
为了形象简便地表示电路,人们用元件符号来表示实物,这样使复杂的问题变得简单。
用电路元件符号表示电路连接情况的图叫电路图。
3.通路、短路和断路。
闭合的电路叫通路,此时电路中处处相通,电路处于正常工作状态。
断开的电路叫断路(开路),此时虽然电路连接,但由于导线断开、接头松脱或开关未闭合等,导致电路不通,此时电路不能正常工作。
短路有两种:
一种是电源短路,即导线不经过用电器直接跟电源两极连接。
这种短路轻则引起电路故障,重则将烧毁电器,甚至引起火灾,是绝不允许出现的电路。
另一种是局部短路,即当电路中有多个用电器时,把其中部分用电器两端直接用导线连接,被短路的部分用电器不工作。
曲型范例
例1.如图13-1所示,当开关S闭合时,灯L1、L2均不亮。
某同学用一根导线去检查电路故障,他将导线接在L1的两端时发现L2亮、L1不亮,然后并接在L2两端时,发现两灯均不亮。
由此可以判断()
A.灯L1断路
B.灯L2断路
C.灯L1短路
D.灯L2短路
精析:
电路处处相通,用电器才能正常工作。
两灯均不亮,则可以初步判断电路处在开路状态。
要知道具体的断开点,则可用不同的方法检测。
当用一根导线与用电器并联时形成局部短路,可以理解为用导线来代替用电器。
则由题中条件可知L1开路。
全解:
本题答案为A。
点评:
学会检查电路故障,在实验操作中判断电路问题所在,是检修电路的基础。
本题中采用的是导线检查法,以后还会用到其他检查方法。
例2.如图13-2所示,要使电路中的灯泡L2发光,必须闭合的开关是()
A.S2
B.S2、S3
C.S1、S3
D.S1、S2、S3
精析:
要使灯泡L2发光,必须至少
把L2两端接到电源上,即使L2与电源连接成通路。
全解:
如果只闭合S2,就可以使L2与电源连接成通路;若再闭合S1、S3,不影响灯泡L2的连接关系。
所以要使灯泡L2发光,必须闭合的开关为S2。
全解:
本题答案为A。
点评:
在认识简单电路时,一要看懂电路中各用电器的连接情况,二要会通过开关的闭和合来控制电路。
思考与练习
一、填空题
1.在电路中,供电的器件是;利用电来工作的器件是;控制电路通断的器件是。
2.干电池的铜帽为极,底部金属为极。
3.如图13-3所示,在做电学实验时,有时要将导线与接线柱连接,硬导线与螺丝按压或接线柱连接,正确的接法是图。
4.几位同学设计了如图的四个电路,请指出它们是否存在什么问题:
A图,B图,C图,D图。
二、选择题
5.下列各项中不属于电源的是()
A.蓄电池B.干电池C.电动机D.发电机
6.某同学用导线把干电池、小灯泡和开关连接成一个电路。
开关闭合后,小灯泡不发光,一会儿电池发热,这个电路的故障可能是()
A.断路B.灯泡短路C.灯泡坏了D.电池坏了
7.如图13-4所示的电路中,有一盏灯和一个电铃,当开关S闭合后()
A.铃响,灯灭
B.铃响,灯也亮
C.铃不响,灯亮
D.铃不响,灯灭
三、作图题
8.下图是小刚同学连接的实物电路,请你在方框内画出其电路图。
第二节电路连接的基本方式
学习指导
1.把用电器首尾相连地接入电路中,这些用电器就是串联的。
如图13-7所示的电路为串联电路。
在串联电路中,电流的路径只有一条。
任何一处开路,整个电路中的用电器都不能正常工作。
所以,开关接在串联电路中的任何地方都可以控制整个电路。
2.把用电器的两端分别连在一起,然后接入到电路中,这些用电器都是并联的。
如图13-8所示的电路为并联电路。
在并联电路中,干路的电流在分支处分成几部分,每部分分别流过各支路中的元件。
每个支路中的用电器可以各独立地工作,互不影响。
各支路的开关控制支路的用电器,干路的开关控制整个电路。
曲型范例
例1.在图13-9所示的电路中,开关S闭合后,属于串联电路的是()
精析:
本题主要考查串联电路的特点。
串联电路的特点是当电路接通时,电路中各个元件头尾逐个顺次连接。
在开关闭合的条件下,A图中L2、L3串联后再与L1并联,B图中L1与L3串联后没有连接成完整电路,D图中L2、L3并联后再与L1串联。
全解:
本题选C。
点评:
判断电路的串联还是并联,我们不能仅看图的连接形式,更重要的是抓住特点来判断。
如串联电路的元件连接是“逐个顺次”,开关断开后各用电器都不能工作;并联电路有支路,各支路间互不影响等。
例2.请按如图13-10甲所示的电路图,用笔画线代替导线连接13-10乙中的实物。
甲
精析:
由于并联电路比串联电路复杂,所以连接时往往容易出错。
在本题中,可先选L1、S1支路与电源、S2形成顺次连接的闭合通路;再将L2作为一个支路,将其两端分别接到L1与S2的两端。
或者先将干路与L2支路顺序连接后,再将S1、L1支路并在L2两端的接线柱上。
全解:
本题有多种正确连接方法。
图丙是其中的一种。
点评:
在连接中要注意:
(1)器件的连接顺序一定要按照电路图的顺序接线,包括电源的正、负极;
(2)所有接线必须接在接线柱上,不可在导线上搭接,如图13-12中的错误接法;(3)要尽量避免画线交叉。
思考与练习
一、填空题
1.一般情况下,马路上的路灯是联的;而圣诞节松树上悬挂的一串小彩灯是联的。
2.如图13-14所示的电路中,若使两灯串联,应只闭合开关;若使两灯并联,应闭合开关。
3.如图13-15所示的电路中,当S1和S2断开、S3闭合时,灯L1、L2组成联电路;当S1和S2闭合、S3断开时,灯L1、L2组成联电路;当S1闭合、S2和S3断开时,灯L1是路,灯L2是路;当S1、S2、S3均闭合时,会造成,这是不允许的。
4.如图13-16所示的电路,开关S闭合后,电路将是(选填“通路”、“断路”或“短路”)。
要使两灯串联,只要拆除导线(选填“a”或“b”)即可。
5.如图13-17所示,如果闭合开关S1与S2、断开S3,则灯L1、L2是联;如果闭合开关S3,断开S1、S2,则灯L1、L2是联。
二、选择题
6.如图13-18所示的电路中,开关能同时控制两盏灯的是()
7.下列说法中错误的是()
A.一个开关能同时控制两盏灯,这两盏电灯可能是并联的
B.街道两旁的路灯同时亮同时熄灭,它们之间一定是串联
C.串联电路中电流的路径只有一条通道
D.并联电路中各支路的电流都要流过干路
8.如图13-19所示的电路图,下列说法中正确的是()
A.L1和L2并联时,开关S2只控制L2
B.L1和L2并联时,开关S2同时控制L1和L2
C.L1和L2串联时,开关S2同时控制L1和L2
D.L1和L2串联时,开关S2只控制L1
三、作图题
9.如图13-20所示,要求用一只开关只控制电灯L1,并且使两盏电灯互不影响。
请在左边方框内设计出适当的电路图,再根据电路图连接实物电路。
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10.居民楼的楼道里,夜间只是偶尔有人经过,电灯一直亮着会浪费电能。
小明想利用光控开关和声控开关设计出一种“聪明”的电路。
晚上,有人走动发出声音,灯亮;白天,不论发出多大声音,电灯也不会亮。
请把图13-21中的器材连接成符合要求的电路(光控开关在天黑时自动闭合,天亮时自动断开;声控开关在有人走动发出声音时就闭合,闭合后经过一两分钟便自动断开)。
第三节电流和电流表的使用
学习指导
1.电流(电流强度)表示电路中电流的强弱,其大小可以用电流表(如图13-22)来测量。
在使用电流表时要注意:
(1)电流必须从表的“+”接线柱流入,从“—”接线柱流出。
如果所测量的电流方向跟表中规定的方向相反,表针就会反向偏转,这样会损坏电流表。
(2)被测电流不能超过电流表的量程。
如果被测电流超过电
流表的量程,会使电流表烧坏。
(3)电流表应和被测的用电器串联。
若电流表和被测用电器
并联,不但无法测出用电器中的电流,而且很容易损坏电流表。
(4)任何情况下都不能将电流表直接连到电源的两极。
若把电流表直接连到电源的两极上,由于电流太大电流表也很容易损坏。
2.电流表的读数方法:
(1)确认选用的量程。
电流表的量程,是指电流表的指针满刻度时所表示的电流值。
(2)确认每一大格和每一小格所表示的电流值。
看电流表的刻度有几大格,根据量程就可知道每大格所表示的电流值;再看每大格中有几小格,就可知道每小格所表示的电流值——分度值。
(3)确认电流表的指针所指的刻度,准确读数。
读数时,看电表的指针偏过了多少小格,这样就能知道电流是多少了。
3.电流表的量程与接线柱相对应。
实验中常用的电流表有三个接线柱,分别标有“0.6”、“3”和“—”。
把标有“3”和“—”接线柱接入电路,使用的是0~3A的量程;把标有“0.6”和“—”接线柱接入电路,使用的是0~0.6A的量程。
4.串联电路中各处的电流相等,如图13-23所示的电路中,Ia=Ib=Ic。
并联电路干路中的电流等于各支路电流之和,如图13-24所示,Ia=Ib+Ic。
曲型范例
例1.如图13-25所示,小灯泡L1、L2、L3的连接方式是,电流表A是测量电路中灯泡的电流。
精析:
按照电流的路径来分析三个灯泡的连接方式。
电流从电源的正极出发分成三条支路,最下边的支路是灯泡L3,中间的支路是灯泡L2,最上边的支路是灯泡L1。
电流表A与L1、L2并联后相串,所以其测量的是L1、L2电流的和。
全解:
并联;L1、L2。
点评:
在分析电路时,连接电流表的线路可看成是一条导线。
例2.如图13-6所示为接在电路图中A、B两处的两个电流表的读数示意图,则图中电灯L1中的电流是。
精析:
从电路图可知道,在A处的电流表是测干路电流,B处的电流表则是测量电灯L2的电流。
A电流表的读数应比B电流表的读数要大。
但是,A电流表指针偏转的角度比B处电流表指针偏转的角度要小。
这是因为A处电流表用的应该是3A的量程,B处电流表用的应该是0.6A的量程。
所以A处电流表的读数是1.7A,B处电流表的读数是0.4A,电灯L1中的电流等于A处电流表读数与B处电流表读数的差。
全解:
电灯L1中的电流是I1=I-I2=1.7A-0.4A=1.3A。
点评:
对电流表进行读数,一定要先明确所使用的量程、其对应的分度值,否则无法进行读数。
其次,要看清电路中的电流表是测量哪部分电路的电流。
活动与探究
1.在如图13-27所示的盒面上,有相同的电灯L1和L2,接线柱A、B、C、D。
盒内装有电池组,另外还有一只与L1、L2相同的电灯L3,L3上接有导线P、Q。
当P、Q两根导线分别①接A、B时,只有L3亮;②接A和C、A和D、C和D时,三只灯均不亮;③接B、C时,L1、L3微亮;④接B、D时,L1、L2和L3均只发微弱的光。
试根据这些现象进行判断和分析,在右边方框内画出盒内的电路图。
思考与练习
一、填空题
1.完成下列单位换算:
(1)2A=mA=μA;
(2)3×106μA=mA=A。
2.使用电流表时,如果选用“—”和“0.6”两个接线柱,则电流表的量程为,分度值为;如果选用“—”和“3”两个接线柱,则电流表的量程为,分度值为。
如图13-28所示,当接“—”和“3”两接线柱时,表盘的读数为。
3.如图13-29所示,开关S闭合后灯L1、L2发光,此时电流表A1的示数为300mA,A2的示数为0.5A,则通过L1的电流为A,通过L2的电流为A。
4.甲、乙两个等长的导体串联后接入电路中,乙导体的横切面积是甲导体的4倍,则甲导体中的电流I甲和乙导体中的电流I乙的关系为。
5.如图13-30所示,如果电流表A1和A2的读数分别为0.6A和0.2A,则流过灯L1与灯L2的电流之比为。
6.如图13-31所示的电路中,开关S闭合后,通
过灯L1、L2的电流之比为2:
3,则L1与L2是
联的,电流表A1与A2的示数之比为。
并
二、作图、选择题
7.普通家用白炽灯的电流接近于()
A.0.02AB.0.2AC.2AD.20A
8.使用电流表测量某电路中的电流强度,选用“0~0.6A”量程,指针所指位置如图13-32所示,则其读数是()
A.0.22A
B.1.2A
C.0.24A
D.1.02A
9.用电流表测量通过灯泡L2的电流,在如图13-33所示的电路中正确的是()
10.如图13-34所示的电路中,已知S闭合后,通过两灯L1、L2的电流分别为0.6A和0.4A,则下列说法中正确的是()
A.A1的示数为0.6A,A2的示数为0.4A
B.A1的示数为0.6A,A2的示数为1A
C.A1的示数为1A,A2的示数为0.4A
D.A1、A2示数都是1A
11.如图13-35所示是用电流表测量通过L2的电流的电路图,请按电路图把图13-36中的实物连接起来(通过L2的电流不超过0.6安)。
第四节电压和电压表的使用
学习指导
1.电压是形成电流的原因,其符号为U;单位是伏特(简称伏),符号是V。
电压的其他单位还有千伏(kV)和毫伏(mV)。
1kV=1000V,1V=1000mV。
2.电压表是测量电压的仪表,如图13-37所示。
使用前应先检查指针是否指零,如有偏差则要用螺丝刀旋转表盘上的调零螺丝,将指针调至零处。
电压表必须并联在待测电路的两端,应使电流从电压表“+”接线柱接入,从标有“-”的接线柱流出。
被测电压的大小不能超过电压表的量程,一般先试用大量程。
使用中如果与表中规定的电流方向相反,表针就会反向偏转,这样会损坏电压表。
被测电压若超过电压表的量程,会使电压表烧坏。
3.电压表的读数方法:
首先确认选用的量程,其次确认每一大格和每一小格所表示的电压值,再次确认电压表的指针所指的刻度,最后读数。
电压表的量程,是指电压表的指针满刻度时所表示的电压值。
看电压表的刻度有几大格,根据量程就可知每大格所表示的电压值;再看每大格中有几小格,就可知道每小格表示的电压值。
读数时,看电表的指针偏过了多少小格,这样就能知道电压是多少了。
如图13-38是实验中常用的电压表刻度表盘。
4.串联电路和并联电路中电压的特点:
⑴串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
⑵在并联电路中,各支路两端的电压相等。
曲型范例
例1.如图13-39所示的电路,当开关S闭合后,电压表V1和V2的示数分别为10V和4V,则灯泡L2两端的电压为。
精析:
本题采用“先摘除后复原”的方法来判定电压表在电
路中的作用。
如图取掉电压表V1和V2,不难识别出灯泡L1和L2
是串联关系。
先复原电压表V1,可以看出其并联在电源两端,即
V1是测量灯泡L1和L2组成串联电路的电压。
再复原电压表V2,
可以看出,V2并联在灯泡L1两端,是测量灯泡L1两端的电压。
全解:
由于两个灯泡是串联关系,且电压表V2是测量灯泡L1两端电压的,所以灯泡L2两端的电压为10V-4V=6V。
点评:
在判断电路中电压表的作用时,经常要用到“先摘除后复原”的方法来判定电压表在电路中的作用,请同学们在解题中使用并体会。
例2.如图13-40所示,电源电压不变,闭合开关S后,灯泡L1、L2都发光,一段时间后,其中一只小灯泡突然熄灭,另一只灯泡仍然发光,而电压表V1的示数为零,V2的示数变大,则产生这一现象的原因是()
A.灯L1断路
B.灯L2断路
C.灯L1短路
D.灯L2短路
精析:
首先判断此电路是L1与L2串联的电路,一只灯泡熄灭,另一只灯泡仍然发光,不可能是断路引起的,再根据V1、V2的示数变化,就可判断出一定是L1短路。
全解:
本题应选C。
点评:
在本题中,首先要弄清电路的连接形式,不要因为电路中的电压表而影响判断。
一般情况下,将电路中的电压表看作断路,再来判断电路的连接形式,显得很方便。
例3.一次,小明同学用有3V和15V两个量程的电压表测电压时,电压表“—”接线柱已经接入电路,在用15V量程试触时,指针位置如图13-41所示,则下一步的实验操作应该是()
A.直接接入c接线柱,然后读数
B.直接接入b接线柱,然后读数
C.断开开关,接入c接线柱,闭合开关后读数
D.断开开关,接入b接线柱,闭合开关后读数
精析:
本题考查电压表量程的选取。
由于试触时
指针摆幅较小,这是选用了电压表较大量程的结果。
若要使测量数据准确,应换用较小量程,且接线时开关应处于断开状态。
全解:
本题应选D。
点评:
在使用电压表的过程中,一要安全,二要使读数误差小。
按照这样的原则就比较容易得出答案。
活动与探究
请将在图13-42中用笔画线代表导线将电路元件连成一个电路。
要求:
L1和L2串联,电压表测灯L2两端的电压,.(要求导线连接不交叉,电压表正、负接线柱连接正确)
思考与练习
一、填空题
1.在国际单位制中,电压的单位是,用字母表示。
2.一个小型电动机工作时,要求电源电压为6V,则应该用节干电池串联成电源。
若使用的电源为蓄电池,则应该是节串联而成。
3.电压表是测量大小的仪表,使用时必须把它与被测电路的两端
联。
使电流从它标有“”或“”的接线柱流入,从标有“”的接线柱流出。
4.如图13-43所示,闭合开关S后,电压表的示数
为2.4V,则灯L2两端的电压为V,电源电压为V。
5.在串联电路中,总电压各部分电路电压
;在并联电路中,各支路两端的电压。
二、选择题
6.以下使用电压表测量电压的几个注意事项中正确的是()
A.必须将电压表串联在被测电路中
B.必须选择适当的量程
C.不得将电压表直接接在任何电源的两极
D.必须使电流从负接线柱流入,从正接线柱流出
7.如图13-44所示,电源电压是3V,闭合开关后灯泡不亮,电流表示数几乎为零,电压表示数接近3V,出现此现象的原因可能是()
A.电流表断路
B.灯座短路
C.开关接触不良
D.a~b段有断路
8.如图13-45所示,电源电压为9V,且保持不变,开关S闭合时,电压表的示数为6V,则()
A.L1两端的电压为3V
B.L1两端的电压为6V
C.L2两端的电压为3V
D.L2两端的电压为9V
9.在如图13-46所示的电路中,闭合开关S后,灯L1、L2均不亮,电压表的示数接近电源电压。
如果电路中只有一处故障,这个故障可能是()
A.L1被短路
B.L2被短路
C.L1断路
D.L2断路
10.如图13-47所示,将开关闭合时,电压表V1和V2的示数分别为10V和4V,则此时L2两端的电压为()
A.4VB.6VC.10VD.14V
11.如图13-48所示的电路中,当开关S闭合后,灯L1、L2都发光,经过一段时间后,两灯突然同时熄灭,而电压表的示数为6V,已知开关S和电路完好。
则产生这一现象的原因可能是()
A.灯L1短路B.灯L2短路C.灯L1断路D.灯L2断路(删去)
三、实验题
11.如图13-49所示的电路中,开关S闭合时,灯泡L1和L2正常发光。
请你在图中的圆圈内填上合适的电表符号。
12.为了测量通过灯泡L的电流和其两端的电压,请完成图13-62所示电路的连接,并在右边虚线框内画出相应的电路图。
本章单元检测
一、填空题
1.完成下列换算:
⑴500μA=mA=A。
⑵11kV=V=mV。
2.在如图13-52所示的电路中,闭合开关后,三只电流表的示数I1、I2、I3之间的系是。
若I1=0.4A,I3=0.6A,则I2=A。
图13-53乙
图13-53甲
3.在如图13-53甲所示的手电筒实物图中,按钮起着的作用,两节干电池组的作用是,小灯泡的作用是,而金属外壳和弹簧起着
的作用,组成串联电路。
请在图13-53乙的虚线框内画出电筒的电路图。
4.如图13-54所示的电路中,若在甲、乙两处分别装入电压表和电流表,当开关闭合后,两灯均能正常发光,则(选填“甲”或“乙”)处的电表是电压表。
5.某同学用电流表测电流,若他试触时发现电流表的指针偏到了右边没有刻度的地方,这可能是因为他选用了电流表的量程,也可能是把电流表的两个接线柱跟
直接相连了。
6.如图13-55所示,若闭合开关S,电路将路(选填“开”、“短”或“通”)。
要使电路中的两灯L1和L2串联,则应拆除导线。
二、选择题
7.下列情况中,不属于并联的是()
A.教室里的各盏照明灯
B.马路上的各盏路灯
C.手电筒中的开关和小灯泡
D.家庭电路中的电冰箱和电视机等
8.关于电流表的使用,下列说法中正确的是()
A.本应使用0.6A的量程,但误用3A的量程,电流表会烧坏
B.当把电流表直接接在电源两极上时,可以测量电源的短路电流
C.在用3A量程试测时,发现指针已超过半偏,应选用0.6A量程进行测量
D.在用3A量程试测时,发现指针只偏转了很小的角度,应选用0.6A量程进行测量
9.如图13-56所示,电压表测量的是()
A.L1两端的电压
B.L2两端的电压
C.电源电压
D.L1和L2两端的电压
10.一只电流表有“0~0.6A”和“0~3A”两个量程,某次实验中用的是“0~0.6A”的量程上的刻度盘,发现指针恰好指在1.5A,则实际测量值为()
A.0.30AB.1.5A
C.0.32AD.0.28A
11.如图13-57所示的四个电路中,不属于串联电路的是()
12.如图13-58所示的电路中,闭合开关S1后,L1和L2正常发光;若再闭合开关S2将会发生的现象是()
A.L1、L2都亮
B.L1、L2都不亮
C.L1亮,L2不亮
D.电路断路
13.如图13-59所示的电路中,用电流表测量电灯L1电流的是()
14.实验室常用的电压表有0~3V和0~15V两个量程。
如图13-60为一次测量用电器两端电压的情况,下列说法中正确的是()
A.若使用的是0~3V量程,测量值是7.5V
B.若使用的是0~3V量程,测量值是1.5V
C.若使用的是0~15V量程,测量值是1.5V
D.若使用的是0~15V量程,测量值是6.5V
15.下列说法中正确的是()
A.家用电器的正常工作电流都是2A
B.家用电器的正常工作电压都是220V
C.两只灯泡两端的电压相等,这两只灯泡一定是并联的
D.绝不允许把电压表的两个接线柱直接接到电源上使用
三、设计与探究题
16.在图13-61中,将电流表和电压表的符号填入图
中“”内,并标出接线柱的“+”和“—”。
17.图13-63
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- 1第十三章 电路初探 第十三 电路 初探