第十三章 电路初探
(一)知识要点和要求:
1. 自然界中有两种电荷
2. 电流(I)
(1)形成:导体中的电荷定向移动形成电流。
(2)方向:规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
金属导体中,电荷实际运动方向:
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(3)单位:国:安培(A)
常:毫安(mA) 微安()
换算关系:1安培(A)=103毫安(mA)=106微安()
(4)测量仪表:电流表;电路符号:
①认识电流表。
②电流表使用规则。
(5)串联电路中的电流关系,各处电流相同。
并联电路中的电流关系,干路电流等于各支路电流之和。
3. 电压(U)
(1)电压是使电荷定向移动形成电流的原因。
(2)电源是提供电压的装置。
(3)电压的单位:
国:伏特(V)
常:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(V)
换算关系:
1千伏(kV)=103伏特(V)=106毫伏(mV)=109微伏(V)
(4)测量仪表:电压表。电路符号:
①认识电压表。
②电压表的使用规则。
(5)串联电路中的电压关系:串联电路两端的电压等于各用电器两端的电压之和。
并联电路中的电压关系:并联电路两端的电压等于各支路两端的电压。
要求:
①知道电流、电压的概念,知道电流、电压的单位及其换算。
②正确使用电流表、电压表。
③会测串联电路、并联电路的电流、电压,会总结电流、电压规律。
【典型例题】
例1. 在下图中,要用电流表测小灯泡中的电流,估计小灯泡中的电流是0.3安左右,则接线柱a应接电流表的_________接线柱,接线柱b应接电流表的_________接线柱。
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分析与解:我们用的电流表有两个量 ( http: / / www.21cnjy.com )程,分别为0~0.6安和0~3安。现在被测电流是0.3安,比两个量程的最大值都小,所以都可用。但用0~0.6安量程比用0~3安量程要好些。由于0~0.6安量程的最小刻度值要小,所以测量结果比用0~3安量程精确些。电流表应串联在a、b间,电路中电流方向是电源正极——a接线柱——电流表“+”接线柱——电流表“-”接线柱——电灯——电源负极。所以接线柱a接电流表的正接线柱,b接电流表的0.6A接线柱。
例2. 某同学用电流表测小灯泡工作时通 ( http: / / www.21cnjy.com )过的电流,正确顺次连接元件后,闭合开关,发现指针摆动很小,其发生的这种现象的原因是____________。
分析:在测电流前应先估计被测电流的 ( http: / / www.21cnjy.com )大小,然后根据合适的量程接入电流表,如果估计不出来,可从最大量程试起。如果指针摆动适中,说明所选量程合适;如果指针摆动很大,超过了最大刻度值,说明所选量程太小,应换一个大些的量程;如果指针摆动很小,甚至都不到一个最小格,说明所选量程太大,应换一个小些的量程。
答案:选用的量程太大。
例3. 如图所示的电路,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( )
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A. 0.5A B. 0.1A C. 1.1A D. 1.7A
分析:这是一道难度较大的习题,要求答题者既要理解并联电路中电流的关系,又要明确正确读取电流表示数的方法。解题思路是:
(1)认清各电流表测量的是哪部分电路中的电流,明确哪个电流表的示数应该较大。
(2)根据甲、乙两图中指针的偏转情况确认两表所选的量程,并读出各表的示数。
(3)根据并联电路中电流的关系求出电流表A2的示数。
要读出电流表的示数,就必须知道电流表所选用的量程。图甲和图乙中的两个电流表都没有给出所选用的量程,这就要求我们判断它们应该选用的量程。因为上图所示的电路是一个并联电路。因此测干路电流的电流表A的示数应该大于测通过L1的电流的电流表A1的示数。所以图乙中的示数应该大于图甲中的示数,从图中发现图乙中表的指针偏转小于图甲中表指针的偏转,因此可以断定电流表A所选的量程为0~3A。而电流表A1所选的量程应该为0~0.6A。根据所选量程,我们可以读出干路的电流即A表的示数为1.5A。通过L1中的电流即A1表的示数为0.4A,则电流表A2的示数即通过L2的电流为。
例4. 如图所示的实验电路,请你回答下列问题:
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①图中电流表的连接有什么错误?
②如果要测量通过电灯L2的电流,只允许变动图中某一根导线中的一个端点的接线位置,应如何变动?
③在②变动的基础上,如果要测量通过电源的电流,也只允许变动一根导线的一个端点的接线位置,应如何变动?
分析:测量电流时,应把电流表串联在要测的电路中,并使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。用电流表测哪段电路中的电流,就应串联在哪段电路中,或者说测通过哪个用电器中的电流,就跟这个用电器串联。
答案:①从图中看出电流表跟电灯L1串联,测电灯L1的电流,但电流表的“+”和“-”接线柱接反了。
②如果要测通过电灯L2的电流,应使电流表跟电灯L2串联。那么把导线a接电流表“+”接线柱的一端改到电流表的“-”接线柱。
③如果要测通过电源 ( http: / / www.21cnjy.com )的电流,实际上是测干路中的电流,应将电流表接到干路中或与电源串联。在②的基础上将导线c接电流表“-”接线柱的一端改接到“+”接线柱上。
例5. 如图所示的电路中,估计电灯 ( http: / / www.21cnjy.com )L2两端的电压为2.5伏,为了测电灯L2两端的电压,则应该在接线柱__________和__________之间接一根导线,接线柱__________接电压表的__________接线柱,接线柱__________接电压表的__________接线柱。
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分析与解:我们用的电压表有两个量程,分别为0~3伏和0~15伏。现在所测的电压为2.5伏,比两个量程的最大值都小,所以都可利用。但0~3伏量程的最小刻度值是0.1伏;0~15伏量程的最小刻度值是0.5伏,所以用0~3伏量的测量结果要精确些。所以电压表应用“+”接线柱和“3”接线柱。由于电压表应并联在电灯L2的两端,所以应使b接线柱接电压表的“+”接线柱,使c接线柱接电压表的“3”接线柱。为了使电路成为通路,还应在a接线柱和b接线柱之间接一根导线。
答案:
例6. 如图所示,闭合开关后, ( http: / / www.21cnjy.com )电灯正常工作,现在用电流表测通过电灯的电流,用电压表测电灯两端的电压,则表a是_____________________表,表b是_____________表。
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分析与解:由电流表的使用规 ( http: / / www.21cnjy.com )则知,电流表应和电灯串联,从图中看出表a是串联在电路中,所以表a是电流表。由电压表的使用规则知,电压表应并联在电灯的两端,从图中看出表b并联在电灯的两端,所以表b是电压表。
另外,在前面的重点讲析第4点中谈到可以把电流表看做一根导线,把电压表看做一处开路。现在我们用此“看做”来做一下此题:
在图中把表a看做电流表,则此处是一根 ( http: / / www.21cnjy.com )导线,对电灯的工作不影响,所以表a是电流表;如果把a看做电压表,则此处是开路,则电灯中无电流通过,不能工作,所以表a不是电压表。
在图中把表b看做电 ( http: / / www.21cnjy.com )流表,则此处是一根导线,对电灯造成短路,甚至造成电源短路,所以表b不是电流表;如果把表b看做电压表,则此处是开路,对电灯的工作不影响,所以表b是电压表。
答案:电流表、电压表
例7. 某同学连接某电路如图所示:
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①图中电压表的连接有什么错误?
②现要测量电灯L2两端的电压,只允许变动图中一根导线的一个端点的接线位置,应如何改动?
③在②中已改动的基础上,如果要测两电灯的总电压,且只允许再变动一根导线上的一个端点的接线位置,应如何改动?
分析:看实物图有时感觉混乱,所以有时候常常是根据实物图画出电路图,然后再根据电路图去分析错误。为此先画出图乙所示的电路图。
答:①在电路中应使电流从电压表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,可以看出图中电压表的两个接线柱接反了。
②要测电灯L2两 ( http: / / www.21cnjy.com )端的电压,应将电压表并联在电灯L2的两端,同时注意电压表的“+”、“-”接线柱。从图中看出,将导线a跟电灯L1连接的一端,改接到电灯L2右边的接线上就可以了。
③要测两电灯的总电压,就把电压表并联在两电灯串联后的两端,即把b导线连电灯L2的一端,改接到电灯L1的左边接线柱就可以了。
【模拟试题】(答题时间:60分钟)
一、填空题
1. 电流是表示_____________的物理量,用符号_____________表示,单位____________。
2 计算器中的电流很小,大约是100,也就是_____________A。雷电是一种常见的自然现象,发生雷电时的电流高达,相当于_____________mA。
3. 实验室里通常用_____________来测量电路中的电流。测量时,电流表必须和被测的用电器_____________联在电路里,使电流从它的_____________流进,从_____________流出,并选择合适的_____________,绝对不允许不经过_____________而直接将它连接在电源的两极上。
4. 读出图中电流表的示数:当导线 ( http: / / www.21cnjy.com )都接“-”和“0.6”两接线柱时,A图所示为_____________A,B图所示为_____________A;当导线接“-”和“3”两接线柱时,A图所示为_____________A,B图所示为_____________A。
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5. 如图所示,只闭合S1和S ( http: / / www.21cnjy.com )2时,灯L2_____________,电流表测通过_____________电流;要使L1和L2串联,正确的做法是_____________;要使两灯并联,正确的做法是_____________,这时电流表测_____________电流。
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6. (1)如图所示的电路图中,将一只电流表分别接在a、b、c三点处,将每次测得电流分别记作,结果是_____________,得出的结论是_____________。
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(2)如图所示的电路图中,将一只电流表分别接在a、b、c三点处,依次测得电流分别记作,结果是_____________。得出的结论是_____________。
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7. 如图所示电路中,当开关S1闭合,S2断开时,电流表A的示数为0.24A,则通过灯泡L1的电流是_____________A,通过L2的电流是_____________A。当S1、S2两开关都闭合时,电流表的示数为0.56A,则此时通过灯泡L1的电流为_____________A,通过灯泡L2的电流为_____________A。
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8. 电源在工作时不断使正极聚集__ ( http: / / www.21cnjy.com )___________电荷,负极聚集_____________电荷,从而使连接正、负极间的导体两端产生_____________。电压是使电路中形成_____________。电源是__________的装置,电压的国际单位是__________。此外还有常用单位__________和__________、__________。
9. 要测量某部分电路两端的电压 ( http: / / www.21cnjy.com ),必须把电压表跟这部分电路_____________联连接。必须让电流从_____________接线柱流入电压表。每一只电压表都有一定的量程,测量电压时,被测电压值_____________。在不能预先估计被测电压值大小的情况,可以用_____________法来判断被测电压值是否超过电压表的量程。
10. 如图所示的测量电路中,电压表的读数为3V,电压表的读数为4V,电压表的读数是___________V。
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11. 如图所示,三盏灯泡串联在10V的电路中。已知电压表测的L1、L2两端电压是7V,电压表测的L2、L3两端的电压是8V,则L1、L2、L3的两端的电压依次是__________V、__________V、__________V。
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二. 选择题
12. 关于电流的方向,下列说法中正确的是( )
A. 自由电荷定向移动的方向就是电流的方向
B. 负电荷定向移动的方向跟电流的方向相反
C. 自由电子运动的方向,就是电流的方向
D. 正电荷运动的方向就是电流的方向
13. 一位同学在使用电流表测电流时,发现指针向左边没有刻度的一方偏转,出现这一现象的原因是( )
A. 电流表的量程选错了
B. 电路中的电流过小
C. 电流表的正、负接线柱接反了
D. 电流表被短路了
14. 如图所示中能正确测出电灯L1的电流的是( )
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15. 如图所示中的示数为0.3A,灯L1与L2完全相同,则( )
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A. 的示数为0.3A
B. 的示数为0.6A
C. 的示数为0.3A
D. 的示数为0.6A
16. 如图所示,开关S闭合后两灯都发光,电压表测出的电压有以下几种说法,其中正确的是( )
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A. 灯L1两端的电压
B. 灯L2两端的电压
C. 灯L1、L2两端的总电压
D. 电源电压
17. 电路中获得持续电流的充分必要条件是( )
A. 导体中有较多的自由电子
B. 用导线将用电器与电源连成通路
C. 在电路两端加一个电压
D. 电路中有电流
18. 关于电压表的使用,下列说法中正确的是( )
A. 尽管选择的量程不同,测量结果都同样精确
B. 电压表可以与被测电路串联
C. 被测电压可以超过电压表的最大量程
D. 电压表可以直接测量电源电压
19. 我们国家规定的家庭电路电压,安全电压和1节干电池电压的值分别是( )
A. 220V,不高于36V,1.5V
B. 380V,不高于36V,3V
C. 220V,不高于18V,1.5V
D. 110V,不高于24V,2V
20. 如图所示电路中,甲、乙是两只电表。闭合开关S后,两灯泡都能发光,则下列说法正确的是( )
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A. 甲是电流表,乙是电压表
B. 甲是电压表,乙是电流表
C. 甲、乙都是电流表
D. 甲、乙都是电压表
21. 如图所示中正确地用电压表测L1两端电压的是( )
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22. 如图所示电路中,当开关S闭合后,发现电压表读数为零,下列猜测肯定错误的是( )
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A. 灯L1断路 B. 灯L2短路
C. 灯L2断路 D. 电压表内部断路
三、作图题
23. 如图所示,现有两节干电池, ( http: / / www.21cnjy.com )两只小灯泡,一只开关和若干根导线,电流表和电压表各一支。要求两节干电池串联,两只灯泡串联,开关闭合,电压表能测出L1两端电压,电流表能测出电路中电流,请把实物按要求连成电路(电路中的电流大约0.4A)
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24. 在如下图中改动一根导线让电流表测通过L1的电流;
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25. 阅读下面短文,回答问题。
二极管又叫晶体二极管、 ( http: / / www.21cnjy.com )半导体二极管。它是由半导体材料制成的,它有两根引线,一根叫正极、一根叫负极,如图甲所示。在电学中的符号如图乙所示。
二极管的导电性很特殊,它只允许电流从它的正极流向负极,不允许由负极流向正极。
问题:现有一蓄电池,正负极不清,给你一个二极管、小灯泡、开关、导线等,请你利用上述器材判断出电池的正负极,简述判断方法。
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【试题答案】
一、填空题:
1. 电流强弱 I 安培
2.
3. 电流表 串 正接线柱 负接线柱 量程 用电器
4. 0.5 0.1 2.5 0.5
5. 不亮 灯L1 只闭合S2 只断S1 并联的总
6. (1)三处电流相同 串联电路中各处电流相同
(2) 并联电路中干路电流等于各支路电流之和
7. 0.24 0.24 0.56 0
8. 正 负 电压 电流的原因 提供电压 伏特 千伏 毫伏 微伏
9. 并 正 不能超过量程 试触
10. 7
11.2 5 3
二、选择题:
12. D 13. C 14. C 15. C
16. CD 17. C 18. D 19. A
20. A 21. C 22. B
三、作图题:
23.
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24.
( http: / / www.21cnjy.com )
25. 解答:如下图,二极管与灯构 ( http: / / www.21cnjy.com )成串联电路,A、B两端接电源的两极,若灯泡发光与二极管正极相连处为电源正极,若灯泡不发光,则B端所接电池的极为负极。
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