第五章电流和电路.docx
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第五章电流和电路
课标要求:
考点分析:
第一节电荷
知识精讲:
一、电荷:
物体有了吸引轻小物体的性质就说物体带了“电”或带了“电荷”。
摩擦起电:
用摩擦的方法使物体带电。
二、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
三、自然界中只有两种电荷
用绸子摩擦过的玻璃棒上带的电荷,叫正电荷
用毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷,叫负电荷
四、摩擦起电的原因:
摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开。
五、验电器
实验室里常用验电器来检验物体是否带电。
原理:
同种电荷互相排斥
电荷量:
电荷的多少.用Q表示
单位:
库仑,简称库,符号是C.
人们把最小电荷叫做元电荷。
常用符号e表示。
e=1.6×10-19C
六.电荷的中和:
放在一起的等量异种电荷相互抵消的现象.
七、导体和绝缘体
善于导电的物体叫导体
不善于导电的物体叫绝缘体
注意:
①绝缘体不导电,但可以带电;
②绝缘体和导体没有绝对的界限,当条件改变时,就可以导电。
例题解析:
例1:
一个物体接触带负电的验电器的金属球时,发现验电器的金属箔片先合拢,后又缓慢张开一定的角度,由此可以判断该物体()
A.不带电B.带正电
C.带负电D.可能带电,也可能不带电
思路导航:
验电器本身带负电,当把一个物体接触接触球时,金属箔片先合拢有两种可能:
(1)该物体带正电;
(2)该物体不带电.后又慢慢张开一定的角度就说明该物体带正电.如果该物体不带电,电荷发生转移,由验电器转移到该物体,只能是金属箔片张角变小但不可能合拢,所以该物体带正电.
答案:
B
例2:
为什么用摩擦的方法可以使拿在手中的玻璃棒和橡胶棒带电,却不能使拿在手中的金属棒带电?
怎样才能使拿在手中的金属棒带电?
思路导航:
本题考查导体和绝缘体的区别,摩擦起电及其原因,解题关键是明确用摩擦的方法可使不同物体带上等量异种电荷.拿在手中的玻璃棒和橡胶棒经摩擦后都可能带电,原因是它们都是好的绝缘体,经摩擦产生的电荷不易传导走,所以带电,而金属和手都是好的导体,摩擦后产生的电荷很容易经金属棒和手传走,所以无法带上电.
答案:
略
例3:
用与丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近由细线吊着的轻质小球时,产生了互相吸引的现象,则该小球()
A.一定带正电B.一定带负电
C.可能带正电,也可能不带电甘落后D.可能带负正电,也可能不带电
思路导航:
带电物体与带电物体(或不带电物体)之间的相互作用,具有多种可能性,“带电物体吸引轻小物体”现象中的轻小物体可能带异种电荷,也可能不带电,它是不确定的.
答案:
D
错解分析:
过关训练:
一、基础练习:
1.自然界中存在的电荷种类有种.
2.能检测物体是否带电的仪器是.
3.有A、B、C三个带电小球,如果A带正电,C吸引B,B排斥A,那么B带电,C带电.(选填“正”、“负”)
4.通常情况下,下列几组材料中都是导体的是()
A.铜、纯水B.稀硫酸、石墨
C.大地、塑料D.铝、陶瓷
5.电视机荧光屏上经常粘有灰尘,这是因为电视机工作时,屏幕上带而具有了的性质.
二、能力训练
6.用丝绸摩擦玻璃棒,毛皮摩擦橡胶棒,则毛皮与丝绸靠近后会出现现象.
7.以下说法中正确的是()
A.只有固体与固体之间相互摩擦才会摩擦起电
B.把甲物体和乙物体摩擦,结果甲带负电乙带正电,由此可以判定它们的原子核束缚电子的本领一定是甲的强
C.分别用丝线吊起两个小球,互相帮助靠近时互吸引,则它们一定带有异种电荷
D.用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一个用细线吊起的塑料小球,小球被推开,则小球一定带负电
8.在金属导体中能够自由移动的电荷是.
9.一个物体没有带电是因为()
A.物体内部没有电荷
B.物体内部没有电子荷
C.物体内部原子核带的正电荷总数与核外电子所带负电荷的总数相等
D.原子核所带的正电荷与一个电子所带负电相等
10.下列现象中,不是利用物体绝缘性能的是()
A.电线的芯线用金属来做B.电线的外皮用塑料或橡胶来做
C.电工工作时戴橡胶手套D.高压电器的开关通常要浸在油里
三、应用与创新
11.你做过“火花放电”实验吗?
请列举一个与“火花放电”原理相同的现象.
第二节电流和电路
知识精讲:
1、电流的形成和方向:
电荷的定向移动形成了电流。
2、产生持续电流的条件:
㈠电路中有电源
㈡电路必须闭合
3、电流的方向:
电荷的定向移动
正电荷移动或负电荷移动或正、负电荷同时移动
正电荷定向移动的方向规定为电流的方向
电流沿着“电源正极用电器电源负极”
电子沿着“电源负极用电器电源正极”
4、二极管的特点:
单向导电性
5、电路
(1)定义:
把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流的路径叫电路。
(2)电路的基本组成部分:
①、电源:
能够提供电能的装置。
②、用电器:
是消耗电能的设备。
③、开关:
控制电流的通断。
④、导线:
连接电路的作用。
6、电路图
(1)定义:
用统一规定的元件符号表示电路连接情况的图。
(2)画电路图要求:
①电路图一般要画成长方形,电路元件分布均匀,
②电路图要横平竖直,
③电路图中各元件符号要正确,不能画在拐角处。
7、电路的三种状态:
通路、断路、短路
例题解析:
例1:
在图5-2-1所示电路图中,正确的是( )
思路导航:
电源、用电器、开关、电线是组成电路的四大基本要素,缺一不可,在连接电路时绝不能出现短路现象,即不能用导线直接连在电源两端,这时电流很大,会烧坏电源,甚至出现火灾.图A中开关闭合后,电源将被短路,图B中没有电源,两灯不可能发光,故A、B、D均不正确.
答案:
C
例2:
以下关于电流的说法中正确的是( )
A.电荷的运动形成电流
B.电荷的定向移动形成电流
C.只有正电荷的定向移动才能形成电流
D.只有自由电子的定向移动才能形成电流
思路导航:
解题时应记住只要电荷定向移动就能形成电流,这里的电荷定向移动应理解为可以是正电荷的定向移动,也可以是负电荷的定向移动,还可以是正、负电荷同时的定向移动.
答案:
B
例题3:
某同学做实验需要一个电源,但是已有的一个电源上的正负极模糊不清,请你用所学的物理知识设计一个实验方法,帮助该同学找出电源的正负极.
(1)实验中你需要哪些实验器具;
(2)说出你的实验方法或过程;
(3)画出相关的实验电路图.
思路导航:
可利用二极管的特性即单向导电性来判断.
答案:
(1)实验器具:
电源、灯泡、二极管、开关各一个,电线若干.
(2)实验方法:
将上述器材顺次连接,组成电路,闭合开关,若灯泡发光,则与二极管的正极相连的电源的一端为电源的正极;若灯泡不发光,则与二极管负极相连的电源的一端为电源的正极.
(3)电路图如图5-2-2所示
错解分析:
过关训练:
一、基础练习:
1.关于电流的方向的说法中正确的是()
A.带电微粒的运动方向就是电流的方向
B.金属中自由电子移动的方向就是电流的方向
C.负电荷定向移动的方向与规定的电流方向相反
D.科学上规定正电荷运动的方向就是电流的方向
2.电路中能产生持续电流的条件是()
A.电路中有用电器B.电路中有电源
C.电路中有开关D.电路中有电源,还要形成通路
3.闭合手电筒的开关,小灯泡发光,则电路中电流方向是从电源的极流出经小灯泡回到电源的极.
4.电路是由__________、_________、_________、_________组成的.电路图是用_________代表实物画出来的电路.
5.电流通过半导体二极管时只能从它的一端流向另一端,不能_________流动,电流流过时能发光的二极管叫_________,可用来做指示灯.
6.在使用电源时,不允许将电源的_________直接用导线连接起来,否则将出现事故.
二、能力训练
7.避雷针工作时,尖端不断向空中释放电子,那么避雷针中的电流方向是()
A、从尖端流向地面B、从地面流向尖端
C、没有电流D、是任意的,没有规定
8.干电池的锌筒是_________极,碳棒是_________极
9.如图5-2-4所示,在小灯泡和开关之间连着金属夹A和B,当开关闭合后,在金属夹A和B之间分别接入铅笔芯和木尺.小灯泡发光时接入的是_________,这是因为它是__________;接入_________时,小灯泡不发光,因为它是_________.
10.关于电源和电流,下列说法中正确的是()
A.电流是由大量电荷的无规则运动形成的
B.电源外部,电流是从电源的正极流向负极
C.在电路中只要有电源,就一定会有电流
D.电流的方向总是从电源的正极流向负极
11.电路中的电流既看不见,也摸不着,但是它的许多特点和水流、车流类似,人们在研究电流特点时,多用水流来相比,这种科学思维方法可以叫做()
A.控制变量法B.模型法C.类比法D.归纳法
12.连接电路时要避免发生短路,是因为()
A.短路时电源正常工作,但用电器不能正常工作
B.短路时电源中有很大的电流通过,容易被烧坏
C.短路时用电器中有很大的电流通过,容易被烧坏
D.短路时电源中没有电流通过
13.下面几种说法中正确的是()
A.电路中有电源就一定会产生电流B.电路是通路就一定会有电流
C.电路中有电流,电路中一定就有电源D.电路中电灯发光,电路不一定是通路
14.如图5-2-5所示的各电路图,当S1和S2都闭合时,两个灯泡都能发光的是()
三.应用与创新
15.我们平时在“开灯”时,实际上是将开关,“关灯”时,实际上是将开关.
16.从显像管尾部的热灯丝发射出来的电子,高速撞击在电视机荧光屏上,使荧光屏发光,则在显像管内()
A.电流方向从荧光屏到灯丝B.电流方向从灯丝到荧光屏
C.显像管内是真空,没有电流D.显像管内电流的方向不断改变
17.如图5-2-6所示,开关S闭合后电流方向如图中箭头所示,请在图中方框内填出电池和电灯的符号.
18.将图5-2-7中给出的元件用导线按要求连接起来,标出电流流动的方向.
(1)用开关控制灯泡
(2)用开关控制电动机和发光二极管.
19.王刚同学想检查一根旧导线是否折断,他手中只有一节电池、一个小灯泡和一段好的导线,请你帮他想想办法.(画出电路图)
20.在图5-2-8所示的电路中,开关闭合后两灯均不亮,某同学用一根导线去查找电路的故障.他的方法及看到的现象是:
将导线跨接在L1两端,L2不亮;将导钱跨接在L2两端,L1发.根据以上实验现象,我们就可以判定()
A.L1短路B.L1断路C.L2短路D.L2断路
第三节串联和并联
知识精讲:
3、连接方式:
串联
并联
定义
把元件逐个顺次连接起来的电路
把元件并列的连接起来的电路
特征
电路中只有一条电流路径,一处段开所有用电器都停止工作。
电路中的电流路径至少有两条,各支路中的元件独立工作,互不影响。
开关
作用
控制整个电路
干路中的开关控制整个电路。
支路中的开关控制该支路。
电路图
实例
装饰小彩灯、开关和用电器
家庭中各用电器、各路灯
串联电路的特点
1)电流只有一条路径,通过一个元件的电流同时也通过另一个.
2)电路中只需要一个开关,且开关的位置对电路没有影响.
串联电路知识结构方框图
连接特点:
依次逐个相连,无分支
工作特点:
各用电器工作有关联,一个用电器断路,其它用电器均停止工作。
开关控制特点:
一个开关控制所有用电器,且与位置无关。
并联电路的特点
1)电流有两条(或多条)路径.
2)各元件可以独立工作.
3)干路的开关控制整个干路,支路的开关只控制本支路.
并联电路知识结构方框图
连接特点:
各用电器各自连接在电路两点之间。
工作特点:
各用电器工作有无联,一个用电器断路,不影响其它用电器工作。
开关控制特点:
干路上开关控制所有用电器,支路开关控制所在支路用电器。
例题解析:
例1:
根据如图5-3-1所示电路,回答下列问题:
(1)S1闭合、S2断开时,电流经过的电灯是
(2)S1断开、S2闭合时,电流经过的电灯是
(3)S1、S2都断开时,电流经过的电灯是 ,它们的连接方式为 。
(4)S1、S2都闭合时,电流经过的电灯是 ,它们的连接方式为 。
思路导航:
(1)当S1闭合、S2断开时,L1和L2串联再与S1并联连接,电流从电源正极流出,从a点经过S1直接到c点,再经过L3回到电源负极,没有电流经过L1和L2,即L1和L2被S1短路。
(2)当S1断开、S2闭合时,L2和L3串联再与S2并联连接,电流从电源正极流出,经过L1由b点S2直接到d点,再回到电源负极,没有电流经过L2和L3,即L2和L3被S2短路。
(3)当S1、S2都断开时电流由电源正极流出,依次经过L1、L2与L3回到电源负极,L1与L2及L3是串联连接。
(4)当S1、S2都闭合时电流由电源正极流出,在a点分为两路,一路经过L1、S2到达d点后回到电源负极;另一路经过S1到达c点后又分为两路其中一路向左经过L2到达b点,再经过S2到达d点回到电源负极;其中的另一路从c点向右经过L3到达d点回到电源负极,因此三个灯都有电流通过,没有发生电灯被短路的现象,而且L1、L2、及L3分别位于三条支路,互相独立,互不影响,所以它们之间并联连接。
答案:
(1)L3
(2)L1(3)L1、L2与L3串联(4)L1、L2与L3,并联
例2:
如图5-3-3所示的电路中,
(1)若要L1、L2串联,则须闭合开关__________,断开开关__________;
(2)若要使L1和L2并联,则须闭合_________,断开______;(3)若同时闭合S1和S2,此时电路则__________.
思路导航:
若要L1和L2串联,须让通过L1的电流也都通过L2,所以须闭合S2,断开S1、S3;若要L1和L2并联,则应让电流在通过L1前分流,一支过L1,另一支过L2,然后再汇合在一起,接回电源负极,所以须闭合S1、S3,断开S2;若同时闭合S1和S2,电源的正负极就直接用导线连接起来了,此时电路发生短路,是不允许的。
答案:
(1)S2,S1、S3
(2)S1、S3,S2(3)S1S2
错解分析:
过关训练:
一、基础练习
1.电路和电路是最基本的电路.家里电灯、电视机、洗衣机等用电器是以方式连接的.
2.马路两旁路灯,其中一盏灯坏了不亮,其他路灯亮,说明马路上所有路灯是联的.节目里许多的彩灯连在一起,其中一盏坏了,则全部不亮,说明这些彩灯是联的.
3.图5-3-4中甲图中两灯是联,乙图中两灯是联.
4.用一只开关同时控制两盏灯的亮与灭,则这两盏灯()
A.只能串联B.只能并联
C.可以串联,也可以并联D、无法判断
5.有一只开关、一只电动机、一个小电灯和一个电池组,在下边的方框中画出开关控制电动机和电灯的两个不同的电路.
6.按要求组成电路图,元件位置不要移动:
(1)图5-3-5甲要求:
只闭合开关S1时,电灯发光,电铃不发声;只闭合开关S2时,电灯发光,同时电铃发声.
(2)图5-3-6乙要求:
L1、L2并联;开关S控制两盏灯,S1控制L1.
二、能力训练
7.如图5-3-6所示电路中,A、B、C、D是四个连接线,开关是闭合的.
①用导线将A、B连接,再将C、D连接,则灯L1和L2是联.
②用导线将A、D连接,则灯L1和L2是联.
8.如图5-3-7所示电路中,当S1、S3断开时,S2闭合时,L1与L2是联;若同时闭合S1、S2、S3则会造成电路.
9.小明用干电池自制了一盏台灯图,当他合上开关时,灯反而熄灭,隔一会儿再断开开关时,灯亮了,但比以前更暗,试画出小明所连接台灯的电路图.
10.如图5-3-8所示,若只需灯L1发光,则用导线连接接线柱;若连接,A、D接线柱,则灯L1、L2联;若使L1、L2并联,则接线柱A与B连接,接线柱C与连接.
11.如图5-3-9所示,当开关S闭合时,可能发生的现象是()
A.灯L1发光,灯L2不发光;B.电池被烧坏;
C.灯L1灯丝烧断D.导线被烧坏
12.如图5-3-10所示,灯L1与L2并联,则在A.B处的电路元件分别是()
A.电源和开关、电流表B.电源和开关、电能压表
C.电流表、电源和开关D.电能表、电源和开关
13.如图5-3-11所示为一封闭的控制盒,a、b、c为三个接线柱,M、N分别是电灯和电铃,现用导线连接a、b时,灯亮铃不响;用导线连接b、c时,铃响灯不亮;用导线连接a、c时,灯不亮铃不响.试在右边的方框内画出此电路图.
三、应用与创新
14.某次知识竞赛只有两个小组参加决赛,现请你设计一个抢答题的电路.要求不论哪一个组按开关电铃都能发出声音,而且指示灯会告诉主持人是哪组按的开关.用电路图表示你的最简单的设计.
15.给你下列器材:
一个低压电池组、一只小灯泡、一只开关、一只电铃和若干细导线,请你设计一个自动放养奶牛的装置图.要求:
用细导线将牛群围住,合上开关后,当牛在圈内吃草时,小屋内灯亮铃不响;当有牛碰断了圈住的细导线逃到圈外时,电铃便会响起来,放牛的人能及时发现.
16、阅读下面短文,回答下列问题
马亮和胡伟两位同学,平时都是大大咧咧的,考试时,总是因为粗枝大叶而扣了分。
今天他们上物理课,在实验室做电路连接的实验。
马亮和平时一样,拿起导线就连接,凭脑子里的电路图的印象,一根导线一根导线地接下去,眼看就剩最后一个接线柱了。
这时,突然听到旁边实验桌的胡伟同学连声说:
“不好了!
不好了!
”马亮转身看去,只见胡伟的桌子上正微微冒烟,胡伟在手忙脚乱地拆卸导线,滚烫的导线散发出一股烧焦的塑胶味道。
原来,粗心而又自信的胡伟在接线时使电源发生了短路,短路电流发出的热量正在不断地使导线外层塑胶渐渐熔化,胡伟已经乱了手脚,紧张得居然分不清怎样旋转才能把接线柱上的导线卸下来。
还是物理老师眼明手快,抢过来一伸手就把原来闭合的开关给断开了,紧张的气氛才慢慢放松下来。
物理老师要大家仔细检查所连接的电路,马亮对照电路图进行检查并顺便看看胡伟桌上的连线,不禁大吃一惊,自己的连线竟然和胡伟是一样的,所幸运的是自己桌上的开关在接线时是处于断开状态的。
此时马亮心中感慨不已。
1.对这个资料中的故事,你有什么评论?
2.如果要你提出在进行电路实验时就注意的事项,根据以上这个故事,这些注意事项是什么?
17、观察与思考:
电冰箱内有照明灯,控制它的开关在打开冰箱门时闭合,使灯发光;当冰箱门关闭时,此开关处于断开状态,灯不发光。
不妨我们把这种开关叫“门控开关”,用“—门控开关—”表示。
电冰箱背面有一个电动压缩机,当冰箱内温度升高到一定程度便启动,而内部温度降到一定程度就会停止工作。
因而我们可认为压缩机是由一个温控开关(用“—温控开关—”表示)自动控制的。
1、观察电冰箱的照明灯和压缩机的工作情况,看看它们工作时是相互影响还是相互独立的?
想一想它们是串联还是并联?
2、用笔画线代替导线,试着将图5-3-12中的元件连成电路。
第四节电流的强弱
知识精讲:
一、电流的大小用“电流”来表示,字母表示是“I”,
单位是“安培”简称“安”,符号是“A”;比安小的有毫安(mA)、微安(μA)
换算关系:
二、测量电流的仪表——电流表
1、如何正确使用电流表?
①电流必须从红色接线柱(标有“+”号)流进去,从黑色接线柱(标有“-”号)流出来;
②选择量程;如何确定电流大小?
-----试触
③电流表必须与被测电路串联;
④任何情况下都不能使电流表直接接到电源两极。
2、电流表的读数方法
①明确电流表可以测量的最大电流,即量程
②确定电流表一个小格代表多大的电流,即分度值
③接通电路后,看看表针向右总共偏过多少小格
容易损坏电流表的情况:
⑴电流表被反接
⑵被测电流超过表的量程
⑶将电流表直接接在电源两极上
可能造成读数不准确的情况
⑴表针未调零
⑵量程选的太大
3、电流的热效应
任何导体中有电流通过的时候都要发热,这种现象叫做电流的热效应,导体中通过的电流越大,热效应越明显,开始研究电流时,就是利用电流的热效应来判断电流大小的。
例题解析:
例1:
某电流表有0~3A和0~0.6A两个量程,某同学使用了大量程却误用了小量程来读数,他读得的数值为0.2A,那么通过被测电路的电流应为A.
思路导航:
由条件可知表盘的大量程是小量程示数的5倍,根据大小量程的关系,可由一个量程的读数算出对应情况下另一量程的读数.
答案:
1A
例2:
如图5-4-1所示,a、b、c、d为电路中的四个接线点,若用电流表测量通过小灯泡的电流,则电流表的M、N接线柱与电路中的各接线点的连接关系为()
A.M接a,N接bB.M接c,N接d
C.M接b,N接aD.M接d,N接c
思路导航:
电流表测量通过小灯泡的电流要求电流必须和电灯串联,所以电流表必须接在c、d之间.而且电流表的正、负接线柱不能接反了,必须使电流从正接线柱流入电流表,从负接线柱流出,所以M接c,N接d.
答案:
B
例题:
根据你对电流强弱和电流表的认识,回答下列问题:
(1).电流看不见,摸不着,怎样才能知道它的大小呢?
人们发现,电流通过导体时会产生各种效应,我们可以根据产生的效应的大小来判断电流的大小.例如,电流通过灯泡时,灯丝会变热而发光,这是电流的热效应,同一个灯泡发光由暗变亮时,表明灯泡中的电流在逐渐变大,这种研究电流的方法在物理学上称为.
(2).为了准确知道电流的大小,可以把电流表与被测用电器串联来进行测量.请连接图5-4-3中的电路,使小灯泡能够发光且电流表能够测出通过灯泡的电流(估计为0.1~0.3A).
思路导航:
(1)用看得见的宏观现象来研究看不见的微观物理问题的方法,称为“转换法”
(2)因为通过灯泡的电流估计为小于0.6A,所以电流表应选用0.1~0.6A量程.为了避免电流表的“+”、“-”接线柱接错,在连接电路时通常可以在图上标明电流方向.
答案:
(1)转换法
(2)如图5-4-4
错解分析:
过关训练:
一、基础练习
1.电流强度是表示的物理量,通常用字母表示,它的单位是,简称,符号.
2.计算器中电源的电流约为100μA=mA=A,收音机电源电流约为50mA=A=μA.
3.某仪器的符号为
,它的名称为,是测量的仪器.
4.使用电流时必须注意以下几条,其中有一条是错误的,这一条是()
A.电流表要串联在待测电路中
B.连接接线柱时,必须使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出
C.被测电流不得超过电流表的量程
D.绝对不允许把电流表直接接在电源的两极上
5.物理课本第100页图5-4-4中,电流表甲的的分度值为A,它的示数为A;丙的分度值为A,它的示数为A.
6.如图5-4-5所示,当开关S闭合,下列判断正确的是()
A.电流表无示数B.电灯发光
C.电灯被烧坏D.电源有可能烧坏
7.被测电路中的电流估计是0.5A,现有量程为0~0.6A和0~3A的电流表,则电流表应选用的量程为()
A.只能用0~0.
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- 第五 电流 电路