浙教版科学2022-2023学年上学期八年级“冲刺重高”讲义(二十三):电流的测量【word,含答案】

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名称 浙教版科学2022-2023学年上学期八年级“冲刺重高”讲义(二十三):电流的测量【word,含答案】
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资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2022-11-15 11:41:50

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文档简介

一、电流强度
(一)定义
导体中电流的大小称为电流强度,简称电流,用字母I表示。
(二)单位
安培,简称安,符号为A。更小的位有毫安( mA)、微安(μA),其换算关系为1安= 103毫安,1毫安= 103微安。
(三)常见用电器的电流值
不同的用电器工作电流是不同的,同一个用电器在不同的工作状态下的电流值也不相同。用电器说明书或铭牌上标注的电流值是指此用电器正常工作时的电流值。
(四)人体与电流
(1)心电图
人体本身大约每秒有一个微弱的脉冲电流传遍心肌,用以触发、控制心跳。这些微电流也会经身体组织传到皮肤。用专门的仪器可以探测到这些电流,将其放大后,可在显示屏上显示,这就是心电图,利用心电图可判断入的心脏是否正常。
(2)测谎仪的工作原理
根据脑电流,可以对入脑的思维或情绪状态进行分析并作出推测或判断。
(3)人体对电流的反应
一般情况下,能引起入感觉的最小电流约为1毫安,当通过入体的电流达到10毫安以上时,人就有生命危险,故用电时要注意安全。
二、电流的测量
(一)认识电流表
作用 电流表是测量电路中电流大小的仪表
实物图
电路图符号
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
(二)电流表的使用规范
(1)使用时按照“不超”“从小”原则选择合适量程。“不超”指被测电流不要超过电流表的量程(允许测量的最大电流),“从小”指在“不超”的前提下尽量使用小量程,比如电流大小只有0.4 安,虽然两个量程都没超,要实行“从小”原则,选择0 ~ 0.6安量程,以使测量结果更准确。在不能预先估计被测电流大小的情况下,应采用“选择最大量程试触”的方法来选择合适量程。
(2)电流表必须和被测的用电器串联,不允许将电流表和用电器并联。
(3)电流表接入电路中时,应使电流从电流表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
(4)绝对不允许不经用电器把电流表直接接到电源两极上,否则会烧坏电流表,也会损坏电源。
(三)电流表的读数
首先明确电流表选用的量程(可由接线柱的连接情况确定)是0-0.6安,还是0-3安。然后根据量程确定电流表的分度值,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。
①判断电流表测的是哪个用电器的电流,首先要明确它与哪个用电器串联。比如在并联电路中,要仔细辨别电流表与哪个用电器串联,与哪个用电器串联就测通过该用电器的电流大小。若电流表接在干路上,则电流表测电路的总电流。
②判断电流表在电路中连接是否正确,要看是否符合电流表的使用规则。一般要做到四项检查:A.电路是否发生短路;B.电流表在电路中是否串联;C.接线柱是否正确;D.选择量程是否合适。
【能力拓展】
正确理解电流表的使用
①与使用其他的测量工具相同,使用电流表前首先要校零(即使指针对准表头刻度盘的零刻度线),同时明确电流表的量程和分度值。
②电流表要串联在被测电路中,因为电流表实质上相当于一根导线,若将电流表并联在被测电路两端,则电流表会使被测电路短路,容易将电流表烧坏,损坏电源。电流要从电流表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。如果正、负接线柱接反,则电流表的指针就会反向偏转,容易造成指针碰弯或损坏电流表。
③被测电流不能超过电流表的量程。电流表的量程是指允许通过电流表的电流值的范围。若能预先估计被测电流大小,根据估计的电流大小,选择合适量程。若不能估计被测电流的大小,可采用最大量程“试触法”选择合适的量程。试触时,闭合开关,用线头快速试触电流表的最大量程的接线柱,观察指针偏转的范围,如果超过大量程,应迅速断开开关,换用更大量程的电流表;如果指针偏转的范围小于大量程而大于小量程,应选用大量程;如果小于小量程,应选用小量程。
三、串、并联电路的电流特点
(一)探究串联电路的电流特点
提出问题:串联电路中,电流有什么样的特点
实验猜想:①A点的电流可能最大,然后依次减小,B点小些,C点最小,即Ia>Ib>Ic ;②由于电流只有一条路径,A、B、C三点的电流应该相等,即Ia=Ib=Ic
设计并进行实验:
(1)电路图如图示。
(2)实验器材:两节干电池(或学生电源)、两只小灯泡、一个开关、电流表、导线若干。
(3)按电路图连接电路,用电流表分别测出A、B、C三点的电流大小,实验数据记录在表格中。
(4)换用不同的灯泡进行实验,将实验数据记录在表格中。
实验结论:分析上表,得出的结论是串联电路中各处的电流相等,即Ia=Ib=Ic
(二)探究并联电路的电流特点
提出问题:并联电路中,电流有什么样的特点
实验猜想:(1)并联电路中,干路电流I大于各支路电流,即Ic>Ib,Ic>Ia
(2)并联电路中,干路电流I等于各支路电流之和,即Ic=Ib+Ic
设计并进行实验:
(1)电路图如图所示。
(2)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、 电流表、导线若干。
(3)连接电路,用电流表分别测出A、B、C三点的电流大小,实验数据记录在表格中。
(4)换用不同规格的小灯泡进行实验,将实验数据记录在表格中。
实验结论:分析上表,得出的结论是并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即Ic=Ib+Ic
【能力拓展】
①连接电路时,开关应断开。
②电流表应串联在被测电路中。
③应从电源正极(或负极)起按电路图将元件逐个首尾顺次连接起来。
④要注意电流表量程的选择,若不能估计被测电流的大小,要采用“试触”的方法来选择合适的量程。首先要用电流表的大量程试触,若发现电流表指针反向偏转,则应对调正、负接线柱;若超过量程,则要更换更大量程的电流表;若偏转角度过小,则应改用小量程。
⑤读数时要客观、准确,视线与刻度线垂直,读数完毕,断开开关,切断电源,整理好仪器。
⑥实验时,要更换规格不同的小灯泡进行多次实验,这样可以避免偶然性,使结论具有普遍性。
例1、学习《电流》一课时,老师常用水的流量和水流来类比电量和电流。理想水渠交叉点上,单位时间内流入的总水量等于流出的总水量,同理,在电路的某连接处,流入的电流总和等于流出的电流总 和。如图是某实验电路的-部分,电流表的示数为0.46A,若通过导线ab电流为0.6A,通过电流表的电流方向从“十”接线柱流向一”接线柱,导线cd的电流大小和方向可能的情况是(  )
A.若导线ab的电流从a→b,则Icd=0.14A,方向:d→c
B.若导线ab的电流从a→b,则Icd=1.06A,方向:c→d
C.若导线ab的电流从b→a,则Icd=1.06A,方向:d→c
D.若导线ab的电流从b→a,则Icd=0.14A,方向:c→d
例2、如图所示电路,闭合开关,电流表测量的是(  )
A.L1的电流 B.L2的电流 C.L3的电流 D.干路的电流
例3、某实验小组想探究并联电路中电流的规律,晓丹同学猜想:并联电路中各支路电流相等。她设计了如图所示的电路,准备测量a、b、c三处的电流,并从实验室取来电流表3只、灯泡2个、开关1个、电池和导线若干进行实验。
(1)画好电路图后,晓丹同学开始连接电路,在连接电路过程中,开关应该是________的。
(2)检查电路连接无误后,她开始实验,读出电流表示数并记录在表格中。
Ib(A) Ic(A) Ia(A)
0.18 0.18 0.36
晓丹同学分析数据后得出结论:并联电路中各支路电流相等。
晓丹得出错误的实验结论,主要原因是________。
(3)请你对接下来的实验提出改进措施(一条即可):________。
(4)晓丹同学在实验过程中还发现:闭合开关时电流表指针迅速偏转较大角度,紧接着指针再偏回一定角度后,示数才稳定下来;同组的小刚同学同时发现,闭合开关瞬间灯泡亮度较大,紧接着变暗一点后,亮度才稳定下来。造成这种现象的原因是________。
例4、下图是研究并联电路中干路电流与各支路电流的关系实验,据图回答下列问题。
(1)如图1所示,用笔画线代替导线,按电路图甲把实物图乙连接起来。(导线不允许交叉)
(2)连完电路后,闭合开关,三个电流表的示数如图2所示,则A1的示数I1是__________安,A2的示数I2是___________安,A3的示数I3是___________安。
(3)由上述三个电流的数值可近似得出电流关系式为___________________。
1.规范使用电流表是必备的实验技能之一。某次实验中电流表指针如下图所示,下列关于接线柱选择和读数的描述正确的是(  )
选项 连接的接线柱 读数
A “-”与“0.6” 0.3A
B “-”与“0.6” 1.5A
C “0.6”与“3” 0.3A
D “0.6”与“3” 1.5A
2.分析复杂电路时,为了将电路简化,通常先把电路中的电流表和电压表进行 理想化处理。正确的处理方式是(  )
A.把电流表看成是一个大电阻 B.把电压表看成是一根导线
C.把电流表看成是断开的 D.把电压表看成是断开的
3.如图所示,电路图、电流表A1与A的示数分别如图甲、乙所示,则电流表A2的示数为( )
A.0.5 A B.0.1 A C.1.1 A D.1.7 A
4.开关S闭合时两灯正常发光,电流表A1、A2示数如图乙所示,设灯丝的电阻不随温度而改变,以下说法中正确的是( )
A. 表A1示数是0.48A,表A2示数1.2A
B. L1、L2是串联
C. 电流表A2测的是L1支路的电流
D. 工作一段时间后L1断路,则电流表A1示数将减小,A2示数将不变
5.在如图所示的电路中,当开关S、S1、S2均闭合时,灯泡的连接方式是_____________,此时电流表测的是_____________的电流。
6.实验室常用的电流表有三个接线柱。当“-”和“0.6”接线柱接入电路时,指针的位置如图甲所示。此时电流表的量程是________A,分度值是________A,图中示数为________A;当“-”和“3”接线柱接入电路时,指针的位置如图乙。此时电流表的量程是________A,分度值是________A,图中示数为________A。
7.在“用电流表测量电流”的实验中,某同学连接的电路如图所示。
(1)闭合开关,观察到灯泡L1和L2的发光情况是________。
(2)该电路存在的问题是________。
(3)请在原电路上只改动一根导线,使两只电流表分别测量干路和支路的电流(要求:在需要改动的导线上画“×”,用笔将改动后的导线画出,导线不交叉)。
1.如图所示,电路图、电流表A1与A的示数分别如图甲、乙所示,则电流表A2的示数为( )
A. 0.5 A B. 0.1 A C. 1.1 A D. 1.7 A
2.在如图所示电路中,用电流表测小灯泡的电流,估计电流大约是0.8 A,那么A、B线头应分别接电流表的( )
A. “3”和“-”接线柱上
B. “0.6”和“-”接线柱上
C. “3”和“0.6”接线柱上
D. “-”和“3”接线柱上
3.如图所示,连入电路中的电阻R1、R2、R3允许通过的最大电流分别为I1、I2、I3 , 且I1>I2>I3 , 则此部分电路中允许通过的最大电流是( )
A. I1 B. I2 C. I3 D. I1+I2+I3
4.为了探究并联电路的电流特点,小明同学设计了如图所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时,开关应处于状态________。
(2)小明同学发现在B处和C处的电流表指针恰好指向同一刻度,则通过L1的电流I1与通过L2的电流I2之比为________
(3)为了保证实验准确,小明同学又找来不同规格的电灯泡来重复实验,还可以采用的方法是________
5.在“探究并联电路中电流的关系”实验中:
(1)电路中小灯泡L1、L2的规格应 (填“相同”或“不相同”)。
(2)小明想测量干路中的电流,连接的电路如图所示,检查电路时发现有一根导线接在错了,请在这根导线上打上“×”,并改正。
支路电流I1/A 支路电流I2/A 干路电流I/A
0.30 0.16 0.46
(3)小明分别测量了灯泡L1、灯泡L2和干路中的电流,把数据记录在表格中,并得出结论:并联电路中,干路中的电流等于 。
答案及解析
例1、D
【解析】【分析】根据电流表的接线情况判断电流方向,根据并联电路I总=I1+I2的规律计算通过cd的电流。
【解答】电流从电流表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,因此从“-”接线柱流出电流的方向是向左的。因为0.6A>0.46A,所以导线ab的电流应该是电流表的电流与导线cd电流的和,即导线ab中电流方向为b→a,导线cd中电流方向为c→d。因为电流表的电流分为两支,所以通过cd的电流为:Icd=Iab-I=0.6A-0.46A=0.14A。
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
例2、A
【解析】开关闭合后,电流从电源正极出,经过开关、灯L3后,在未进入电流表之前分支,一路经过灯泡L2,另一路经过电流表、灯泡L1,然后两路汇合共同流向负极,因此两灯并联连接;电流表测量灯泡L1的电流。
例3、(1)断开
(2)选用了规格相同的(或电阻相同)的灯泡进行实验
(3)换用不同的灯泡进行实验,多次测量获得多组数据
(4)灯丝的电阻随着温度的升高而增大。刚闭合开关时,灯丝的温度较低,电阻较小,电流较大;当灯泡发光后灯丝温度升高,电阻增大,电流减小
【解析】(1)在连接电路时,为了防止电路时通时断,从而烧坏灯泡,所以开关必须断开;
(2)在并联电路中,两个灯泡的电压肯定相等,如果两个灯泡的电阻也相等,根据可知,通过两个灯泡的电流也相等
(3)为了使实验探究得到的数据避免特殊性,具有普遍性,我们应该换用不同的灯泡反复进行实验,从而收集更多的实验数据;
(4)从灯丝的电阻随温度变化的规律分析即可。
【解答】(1)画好电路图后,晓丹同学开始连接电路,在连接电路过程中,开关应该是断开的;
(2)晓丹得出错误的实验结论,主要原因是:选用了规格相同的(或电阻相同)的灯泡进行实验。
(3)接下来的实验提出改进措施:换用不同的灯泡进行实验,多次测量获得多组数据。
(4)造成这种现象的原因是:灯丝的电阻随着温度的升高而增大。刚闭合开关时,灯丝的温度较低,电阻较小,电流较大;当灯泡发光后灯丝温度升高,电阻增大,电流减小。
例4、(1)如答图所示:
(2)0.32;0.58;0.9;(3)I1+I2=I3.
【解析】(1)原电路中,L1、L2并联,A3在干路上,测总电流;A1测通过L1的电流,A2测通过L2的电流,由图2知:A1、A2均选用小量程,A3选用大量程,并注意电流从电流表正接线柱流入,根据电路图连接实物图。(2)A2的示数I2是0.58A,图中A1选用小量程,分度值为0.02A,示数分别为0.32A,而A3选用大量程,分度值为0.1A,示数为0.9A;(3)由上述三个电流的数值知,干路电流等于各支路电流之和,所以,可近似得出电流关系式为I1+I2=I3.
1.A
【解析】【分析】根据电流表的使用方法分析解答。
【解答】根据图片可知,当电流表选择的量程为0~0.6A时,分度值为0.02A,此时读数为0.3A。当选择的量程为0~3A时,分度值为0.1A,此时读数为1.5A,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
2.D
【解析】【分析】根据电流表和电压表的特点分析即可。
【解答】电流表的内阻很小,就相当于一条导线;而电压表的内阻很大,相当于断路,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
3.C
【解析】首先根据甲图比较A1和A的示数大小,然后根据乙图读出两个电流表的示数,最后根据并联电路的电流特点计算即可。
根据甲图可知,灯泡L1和L2并联,电流表A测干路电流,A1测L1的电流,A2测L2的电流。
根据I总=I1+I2可知,电流表A大于A1的示数。
根据乙图可知,当电流表A1的量程为0~0.6A时,分度值为0.02A,示数为0.4A;
当量程为0~3A时,分度值为0.1A,示数为2A;
当电流表A的量程为0~0.6A时,分度值为0.02A,示数为0.3A;
当量程为0~3A时,分度值为0.1A,示数为1.5A;
那么电流表A1的示数为0.4A,A的示数为1.5A。
那么电流表A2的示数:I2=I总-I1=1.5A-0.4A=1.1A。
4. A
【解析】首先根据甲图确定两个灯泡的串并联关系,然后分析两个电流表所测的电流值,并比较它们的大小,接下来根据乙图读出两个表的示数,最后根据串并联电路的电流特点分析计算即可。
【解答】根据甲图可知,电流从正极出发后,在灯泡左边分流,一支经过灯泡L1、电流表A2流回负极;另一支经过电流表A1、灯泡L2和电流表A2 , 流回负极。因为有两条通路,所以两个灯泡并联,故B错误;
两个灯泡的电流都经过电流表A2 , 因此A2测干路电流;电流表A1与灯泡L2串联在同一支路上,只测L2的电流。根据并联电路的电流特点可知,A2的示数大于A1。
根据乙图可知,A1选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.48A;A2选择量程0~3A,分度值0.1A,读数为1.2A,故A正确,C错误;
工作一段时间后L1断路,那么A2就只测灯泡L2电流,因此示数变小;而电流表A1始终测量灯泡L2的电流,保持不变,故D错误。
故选A。
5.L3短路,L1和L2并联 L2
6.0~0.6;0.02;0.48;0~3;0.1;1.2
【解析】根据图片确定电流表选择的量程和分度值,然后根据指针的位置读出示数。
【解答】根据甲图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.48A;
根据乙图可知,电流表选择量程0~3A,分度值为0.1A,示数为1.2A。
7.(1)L1不发光,L2发光
(2)L1被电流表A1短路了;电流表A2的正负接线柱接反了
(3)如答图所示。
【解析】(1)闭合开关后,灯泡L1和电流表A2被短路,只有灯泡L2发光,而L1不发光,如下图所示:
(2)该电路存在的问题是:L1被电流表A1短路了;电流表A2的正负接线柱接反了;
(3)观察图片可知,将电流表A1与A2相连的导线去掉,然后将开关右端的接线柱与电流表A2的“3”接线柱相连即可,如下图所示:
1. C
【解析】首先根据甲图比较A1和A的示数大小,然后根据乙图读出两个电流表的示数,最后根据并联电路的电流特点计算即可。
【解答】根据甲图可知,灯泡L1和L2并联,电流表A测干路电流,A1测L1的电流,A2测L2的电流。
根据I总=I1+I2可知,电流表A大于A1的示数。
根据乙图可知,当电流表A1的量程为0~0.6A时,分度值为0.02A,示数为0.4A;
当量程为0~3A时,分度值为0.1A,示数为2A;
当电流表A的量程为0~0.6A时,分度值为0.02A,示数为0.3A;
当量程为0~3A时,分度值为0.1A,示数为1.5A;
那么电流表A1的示数为0.4A,A的示数为1.5A。
那么电流表A2的示数:I2=I总-I1=1.5A-0.4A=1.1A。
故选C。
2.A
【解析】根据电流表的使用规范分析判断。
【解答】①测量的电流值要小于量程,因为0.6A<0.8A<3A,所以选择0~3A的量程;
②电流从“+”接线柱流入电流表,从“-”接线柱流出电流表,因此应该接“3”和“-”接线柱。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
3. C
【解析】根据串联电路的电流特点分析判断。
【解答】在串联电路中,各处电流都相等;因此,只有电路中的电流不超过三者中的最小电流时,才能保证三个电阻都能工作。根据I1>I2>I3可知,电路中允许通过的最大电流为I3 , 故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
4.(1)断开 (2)4:1
(3)为了验证结论的普遍性,改变电路中的电流,还可以采用的方法是用改变电源的电压继续实验进行验证
【解析】(1)在连接电路时,电路时通时断,很容易烧断灯丝,为了保护用电器,开关必须断开;
(2)根据电流表上同一刻度对应的两个数值之间的关系和并联电路的电流规律计算;
(3)要得到不同的电流,方法主要有:①相同的灯泡电阻相同,改变电源电压;②相同的电源电压,换用不同的灯泡,即改变它们的电阻,据此分析解答。
【解答】(1)在连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)根据图片可知,两个灯泡并联,C为干路,B为支路,那么C处的电流肯定大于B处电流。在同一电流表上,量程分别为0~0.6A和0~3A,那么同一刻度大量程的示数是小量程示数的:3A÷0.6A=5倍,即IC:IB=5:1。因为IC=IA+IB,所以IA:IB=4:1。
(3)为了保证实验准确,小明同学又找来不同规格的电灯泡来重复实验,还可以采用的方法是:为了验证结论的普遍性,改变电路中的电流,还可以采用的方法是用改变电源的电压继续实验进行验证。
5.(1)不相同 (2) (3)各支路电流之和
【解析】(1)如果两个小灯泡的规格相等,那么二者并联时,通过它们的电流相等,分析数据时很容易得到“并联电路中各处电流都相等”的错误结论;
(2)分析电路中存在的故障,然后根据实验的目的对其进行修改即可。
(3)将两个支路的电流相加,然后与干路电流进行比较,从而找到其中的规律即可。
【解答】(1)电路中小灯泡L1、L2的规格应不相同。
(2)根据实验目的可知,两个灯泡并联,开关和电流表都应该在干路上。根据图片可知,电源负极和灯泡L2右端的导线将两个灯泡短路,应该将其从L2右端拆下,改接在L2的左端即可,如下图所示:
(3)根据表格可知,因为0.3A+0.16A=0.46A,所以I=I1+I2,因此得到结论:并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和。
2022-2023学年上学期浙教版科学八年级“冲刺重高”讲义(二十三)
电流的测量