九年级物理上册（北师大版）同步导学案：第11章第4节 电流

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四、电流
基础知识 基础技能
1．电流的形成和方向
(1)电流的形成
把小灯泡与干电池连接起来，小灯泡就持续发光；如果把导线断开，小灯泡就熄灭了。
小灯泡持续发光，表示持续有电流通过小灯泡 ( http: / / www.21cnjy.com )的灯丝。导线、灯泡的灯丝都是由金属制成的，金属中有大量的自由电荷(也称为自由电子)，平时它们的运动方向杂乱无章，在接上电源之后，电荷就定向移动(沿着一定的方向移动)，形成了电流。【出处：21教育名师】
如图所示，就像水在水管中沿着一定方向流动，水管中就有了水流。在电路中，导体中的电荷向一定方向移动，就会形成电流，如图所示。21*cnjy*com
　
电流是由电荷的定向移动形成的。
释疑点 何为“定向移动”
这里的“定向移动”是指电荷向一定的方向移动，不能简单地说成电荷“移动”，因为电荷无规则的移动不会形成电流。
(2)电流的方向
在19世纪初，物理学家刚刚开始研究电流时， ( http: / / www.21cnjy.com )并不清楚在不同的情况下究竟是什么电荷在移动，当时就规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。这一规定一直沿用至今。
电流的方向是人为规定的，根据这一规定我们可以知道以下三点：
(1)电流的方向与正电荷定向移动的方向相同；
(2)电流的方向与负电荷定向移动的方向相反；
(3)电流从电源的正极流出，经过用电器，流回电源的负极。
也可用下图表示：
【例1】 关于电流的形成和方向，下列说法错误的是(　　)
A．只有正电荷定向移动，才能形成电流
B．负电荷定向移动的方向与电流的方向相反
C．正电荷定向移动的方向规定为电流的方向
D．电流从电源的正极流出，经用电器，流回电源的负极
解析：自然界有两种电荷：正电荷和负电荷，无 ( http: / / www.21cnjy.com )论是正电荷还是负电荷定向移动，都会形成电流，选项A的说法是错误的。人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，按照这个规定，电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，而且电流从电源的正极流出，经用电器，流回电源的负极，选项B、C、D的说法都是正确的。
答案：A
析规律 电荷与电流方向
形成电流的自由电荷既可以是正电荷，也可以是负电荷，但电流的方向是人为规定的，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
2．电流的大小及单位
水管中的水流有大有小，在相 ( http: / / www.21cnjy.com )同的时间内，从水管中流出的水越多，水流就越大。导体中的电流也有大小，但是电流看不见，摸不着，怎样才能知道它的大小呢？
电流是看不着的，又不能随便去触摸，否则 ( http: / / www.21cnjy.com )会发生危险，我们可以用通过电路中的电灯是否发光来判断电流的存在；电流的大小我们可以通过电流产生的效应来认识。同一个小灯泡较亮的时候，通过的电流较大。www-2-1-cnjy-com
析规律 转化法
以上这种研究问题的方法叫转换法，在今后的学习中还会经常用到。
(1)电流就是表示电流的强弱的物理量，通常用字母I表示。
(2)电流的单位是安培，简称安，符号是A。常用的还有毫安(mA)和微安(μA)。
电流单位换算关系是：
1 A＝103 mA,1 mA＝103μA。
(3)电路中通过不同用电器的电流不同，下面是常见用电器正常工作时的电流值。
用电器 电流I/A
电子手表 (1.5～2)×10－6
MP3 (50～100)×10－3
100 W灯泡 0.45
700 W电饭煲 3.2
1 100 W取暖器 4.5
3 000 W空调 13.6
【例2】 在如图所示的四位科学家中，以其名字命名电流单位的是(　　)
解析：电流的单位是安培，故C项正确。
答案：C
3．电流表
(1)电流表的用途及表示符号
测量电路中电流的大小。在电路图中，电流表的符号是。
(2)认识电流表
如图所示是实验用电流表，它的零刻度线一般在表盘的左侧。
①两个量程：一个是0～0.6 A，该量程中的分度值是0.02 A；另一个是0～3 A，该量程中的分度值是0.1 A。21世纪教育网版权所有
②三个接线柱：标着“0.6”“3” ( http: / / www.21cnjy.com )的两个红色接线柱为“＋”接线柱，标着“－”的黑色接线柱是“－”接线柱，两个量程共用一个负接线柱，用导线将“0.6”和“－”两个接线柱接入电路，表示选择了0～0.6 A这个量程。用导线将“3”和“－”两个接线柱接入电路。表示选择0～3 A这个量程。【版权所有：21教育】
释疑点 特殊电流表
有的电流表共用“＋”接线柱，标有“0.6”和“3”柱表示负接线柱，但量程不变，仍为0～0.6 A和0～3 A的两个量程。21教育名师原创作品
(3)电流表的使用
电流表的内部构造比较精密，使用不当，很容易烧坏电流表，因此，我们要学会正确使用电流表的规则：
①电流表要串联在电路中。要测量某一部分电路中的电流，必须把电流表串联在这部分电路中。
②“＋”“－”接线柱的接法要正确。连接电流表时，必须使电流从“＋”接线柱流进电流表，从“－”接线柱流出。
③要选择合适的量程。被测电流不要超过电流表的量程。被测电流超过电流表的量程时，不仅测不出电流值，电流表的指针还会被打弯，甚至烧坏电流表。
④绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。否则，电流表将被烧坏。
在不能预先估计被测电流大小的情况下，怎样选择电流表的量程？
在不能预先估计被测电流大小的情况下 ( http: / / www.21cnjy.com )，要先拿电路的一个线头迅速试触　电流表的接线柱，看看指针的偏转是否在量程之内。如果超出量程，就要改用更大量程的电流表。
【例3】 某同学在用电流表测电流时，闭合开关后，发现指针出现如图所示的现象，则出现这种现象的原因是(　　)21cnjy.com
A．电流表量程选错了
B．电路中的电流太小
C．电流表的正负接线柱接反了
D．电流表直接与电源两极相接
解析：由题图可知，电流表的指针反向偏转了，这 ( http: / / www.21cnjy.com )说明电流表的正、负接线柱接反了。如果量程选错了，指针要么偏过最大值，要么只偏转很小的角度，故A不对；如果电路中的电流太小，则指针右偏的角度自然就很小，但它不会左偏，所以B也不对；如果电流表直接接在电源两极上，则指针会偏到最大刻度以外，而不会左偏，所以D也不对。
答案： C
4．电流表的读数
(1)认清量程
看清选用的是哪个量程，从而知道满偏时所表示的电流值。例如，选“0.6”“－”两个接线柱时，指针满偏的电流是0.6 A，而不是3 A。【来源：21·世纪·教育·网】
(2)认清分度值
根据所使用的量程，看清每一 ( http: / / www.21cnjy.com )大格表示的电流值，认清每一大格又分成多少小格，确定每一小格表示的电流值是多少。如果使用的是“0～0.6 A”的量程，则每一小格是0.02 A；如果使用的是“0～3 A”的量程，则每一小格是0.1 A。
(3)读数
接通电路当指针稳定后读数 ( http: / / www.21cnjy.com )。读数时，视线与表盘垂直，看清指针转过多少小格，用每一小格代表的电流值乘以格数即是被测的电流。如图甲所示，电流表选用0～0.6 A量程，每小格表示0.02 A，指针共偏过14个小格，读数就是0.28 A；如图乙所示，电流表选用0～3 A量程，每个小格表示0.1 A。指针共偏过22个小格，所以读数是2.2 A。
甲　　　　　　 　　乙
【例4】 学校实验室里常用的电流表有_ ( http: / / www.21cnjy.com )_________个接线柱，__________个量程。如果使用的是“－”和“0.6”两个接线柱时，刻度盘上每大格表示__________A，每小格表示______A；如果使用的是“－”和“3”两个接线柱时，刻度盘上每大格表示______A，每小格表示________A。如图所示，若使用“－”和“0.6”两个接线柱，其示数为________A；若使用“－”和“3”两个接线柱，其示数为______A。
解析：实验室用电流表是我们常用的电流表 ( http: / / www.21cnjy.com )，对表盘上的点滴知识都要做到心中有数。图中，若使用“－”和“0.6”两个接线柱，其示数应为0.2 A＋5×0.2 A＝0.3 A；若使用“－”和“3”两个接线柱，其示数为1 A＋5×0.1 A＝1.5 A。
答案：三　两　0.2　0.02　1　0.1　0.3 1．5
基础方法 基本能力
5．探究串联电路中电流的特点
(1)提出问题
串联电路中电流具有什么特点？
(2)猜想与假设
猜想1：如图所示，由于串联电路的电流只有一条路径，可能像水渠中的水流一样，1、2、3三处的电流大小相同。
猜想2：在如图所示的电路中，从电流的流向看，电流每经过一个用电器，电流就会减少一些。1点的电流可能最大，2点的电流小一些，3点的电流最小。
(3)设计实验
先使用相同规格的两只小灯泡，连接好实物电路，用电流表分别测出1、2、3三点的电流，进行比较。然后换两个不同规格的小灯泡再次测量。
(4)进行实验
①先使用两个相同规格的小灯泡(比如 ( http: / / www.21cnjy.com )两个额定电压为2.5 V的灯泡)，从电源正极(或负极)起按电路图将元件逐个连接起来。连接电路时，开关应断开。电流表应串联在电路中1点。
②连接好电路后，先用开关试触，观察电流表的指针偏转情况，确认连接无误后，再闭合开关，观察电流表示数，记录数据在下面的表格中。
③把电流表改接在2、3两处，分别测得两处的电流，并记录数据在表格中。
④换用两个不同规格的小灯泡(一个额定电压为2.5 V，一个额定电压为3.8 V的灯泡)，再次测量，记录数据在表格中。
⑤断开开关，切断电源，整理好仪器。
(5)分析与论证：
实验记录表格：
次数 I1/A I2/A I3/A
1 0.24 0.24 0.24
2 0.18 0.18 0.18
由表格数据可以看出，两次测量，无论电流表在什么位置，电流的大小都是
【例5－1】 在“探究串联电路中的电流关 ( http: / / www.21cnjy.com )系”实验中，某同学用电流表分别测出图中a、b、c三处的电流大小，为了进一步探究a、b、c三处的电流大小有什么关系，他下一步的操作应该是(　　)
A．将电源两极对调，再次测量a、b、c三处的电流
B．改变开关S的位置，再次测量a、b、c三处的电流
C．将图中两只灯泡位置对调，再次测量a、b、c三处的电流
D．换用不同规格的灯泡，再次测量a、b、c三处的电流
解析：“探究串联电路中的电流关系”是 ( http: / / www.21cnjy.com )一个探究性实验，这需要测量多组数据，进行分析、归纳，为使所测数据有普遍性，避免偶然性，应换用不同规格的小灯泡进行测量，故正确的选项为D。
答案：D
【例5－2】 小芳和同组的三位同学一起做“探究串联电路中的电流关系”的实验，以下是他们部分实验过程：
(1)提出问题，他们的猜想可能是__________。
(2)设计电路图，并按下图连接好电路。 ( http: / / www.21cnjy.com )他们发现，闭合开关后，在导线、开关及各接头处接触都良好的情况下，两灯却不亮。于是，他们做了几次检测，发现将电流表的正、负接线柱分别接在B、D两点时，无论开关闭合还是断开，电流表都有读数，且小灯泡L1发光，则他们判断电路的故障一定是__________。
(3)他们排除故障后测得的数据记录如下：
实验次数 A点电流/A B点电流/A C点电流/A
1 0.24 0.24 0.24
2 1.20 1.20 1.20
上表中第1次测量的数据是小蕾记 ( http: / / www.21cnjy.com )录的，第2次测量的数据是小丹记录的，其中有一组数据是错误的，对照图可知，错误的是第__________次数据。21教育网
(4)修改数据后，大家经过分析、讨论，得出结论：串联电路中，各点的电流__________。
解析：(1)他们的猜想可能是：电路中各点的电流都相等；或是电路中各点的电流都不相等。
(2)闭合开关后，在导线、开关及各接头 ( http: / / www.21cnjy.com )处接触都良好的情况下，两灯却不亮，说明可能L1或L2断路。进一步检测，发现将电流表的两接线柱分别接在B、D两点时，无论开关闭合还是断开，电流表都有读数，且小灯泡L1发光，则说明www.21-cn-jy.com
一样的。也就是说，在串联电路中各处的电流相等，用公式表示为I1＝I2＝I3。
释疑点 实验中的注意事项
①连接电路时，开关应断开；②注意正确使用电 ( http: / / www.21cnjy.com )流表的几条规则，例如电流表要串联在被测电路中等；③实验前设计好实验数据记录表格，这也是研究定量实验时必须要做的准备工作。,一定是L2断路。
(3)小丹记录数据时，看错量程了，他记录的数据是错误的。
(4)分析数据可得出结论：串联电路中，各处的电流是相等的。
答案： (1)电路中各点的电流都相等
(2)L2断路　(3)2
(4)处处相等
6.探究并联电路中电流的特点
(1)提出问题
并联电路中干路电流和支路电流有什么关系？
(2)猜想与假设
猜想1：如图所示，由于并联电路的电流有多条路径，可能像河流中的水流一样，干路的电流大，支路的电流小，干路电流等于各支路电流之和。
猜想2：三处的电流相等。
猜想3：3点电流最大，1、2两点电流相等。
(3)设计实验
先使用相同规格的两只小灯泡，连接好实物电路，用电流表分别测出1、2、3三点的电流，进行比较。然后换两只不同规格的小灯泡再次测量。　　21*cnjy*com
(4)进行实验
①先使用两只相同规格的小灯泡(比如两只额定电压为2.5 V的灯泡)，按电路图连接电路。连接电路时，开关应断开。电流表应串联在电路中1点。【来源：21cnj*y.co*m】
②连接好电路后，先用开关试触，观察电流表的指针偏转情况，确认连接无误后，再闭合开关，观察电流表示数，记录数据在下面的表格中。
③把电流表改接在2、3两处，分别测得两处的电流，并记录数据在表格中。
④换用两只不同规格的小灯泡(一个额定电压为2.5 V的灯泡，一个额定电压为3.8 V的灯泡)，再次测量，记录数据。
⑤断开开关，切断电源，整理好仪器。
(5)分析与论证：
实验记录表格：
次数 I1/A I2/A I3/A
1 0.42 0.42 0.84
2 0.42 0.60 1.02
由表格数据可以看出，两次测量 ( http: / / www.21cnjy.com )，3点的电流大于1、2两点的电流，且3点电流的大小等于1、2两点的电流之和，而1、2两点的电流不一定相等。当灯泡规格不同时，电流大小不同。也就是说，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，用公式表示为I＝I1＋I2。
【例6－1】 某同学将电流表分别接入下 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示电路的A、C两点时，电流表的示数分别为IA＝0.64 A，IC＝0.38 A，则通过灯L1的电流为________A，通过灯L2的电流为______A。
解析：并联电路中干路电流等于各支路电流 ( http: / / www.21cnjy.com )之和，即IA＝IB＋IC。通过灯L2的电流就是电流表的示数IC＝0.38 A，通过灯L1的电流IB＝IA－IC＝0.64 A－0.38 A＝0.26 A。
答案： 0.26　0.38
【例6－2】 小明等3人实验小组用如图所示的电路来探究并联电路中电流的关系，其实验过程如下：
(1)把电流表分别接入到电路中的A、B、C处，将第一次测出的电流填入下表：
A处的电流IA B处的电流IB C处的电流IC
第一次测量 0.10 0.12 0.22
第二次测量 0.20 0.24 0.44
第三次测量 0.25 0.30 0.55
(2)为了防止个别偶然因素的影响，他们采用了以下两种方法之一来重复实验，完成了第二次和第三次测量。
方法一：改变电源电压
方法二：更换其中一条支路中的灯泡(规格)，请你根据他们的实验步骤和有关数据回答下列问题。
①在拆接电路时，开关必须__________。
②上面设计的表格中存在的不足之处是__________。
③表格补充完整后，通过对上面数据的分析可知：实验的结论是：并联电路中干路的电流等于__________。2·1·c·n·j·y
解析：在拆接电路时，开关都必须断开，这样 ( http: / / www.21cnjy.com )可以有效地防止因短路而损坏用电器或电源，记录实验数据时必须同时记录该物理量的单位。根据三次实验数据可以得出的结论，并联电路电流的关系是：并联电路中干路的电流等于各支路上电流之和。2-1-c-n-j-y
答案： ①断开　②缺少电流的单位　③各支路上电流之和
思维拓展 创新引用
7．电路故障分析
在研究串、并联电路中的电流关系时，连接好实物 ( http: / / www.21cnjy.com )图以后，闭合开关却发现灯泡不亮或电流表无示数等情况，这是由于电路中出现故障所致。电路中出现故障的原因只有两种情况：一是断路；二是短路。21·世纪*教育网
(1)在串联电路中，如果一个用电器不能工作了，其他的用电器都不能工作，则说明电路为断路；
若一个用电器不能工作了，而其他用电器仍能工作，则说明该用电器被短路了。
(2)在并联电路中，当一个支路出现断路时，不会影响其他支路上的用电器工作；
当一个支路的两端被短路时，其他支路同时也被短路。
(3)在串、并联电路中出现断路的原因有：
①灯座接触不良，电池之间接触不良，接线柱与导线之间接触不良等。
②灯泡的灯丝断了等。
(4)出现短路的原因：
①电路连接错误，直接用导线将元件的两端连接了；
②连接过程中不小心而使元件两端接线柱上的导线接触；
③各元件内部损坏而发生短路。
【例7】 在“用电流表测电流”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)针对上述现象，该电路存在的问题是__________。
(3)请在原图上只改动一根导线，使两只电流表分别测出各支路的电流。(要求：在需改动的导线上画“×”，用笔将改动后的导线画出，导线不许交叉)21·cn·jy·com
解析：由于电流表相当于导线，闭合开关 ( http: / / www.21cnjy.com )，灯泡L1和电流表A2被短路，故只L1不发光，L2发光。只需要改动连接L1和L2的一根导线，就能使两只电流表分别测出各支路的电流。
答案：(1)L1不发光，L2发光　(2)灯L1和电流表A2被短路
(3)如图所示。
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