第十三讲 电流、电路、电压和电阻
一、两种电荷
1.两种电荷
(1)摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电,摩擦起电的实质是电荷的 .
(2)电荷的种类:自然界中只有 电荷.用丝绸摩擦过的玻璃棒带 ,用毛皮摩擦过的橡胶棒带 .
(3)电荷的特性:同种电荷相互 ,异种电荷相互 .
(4)电荷量:电荷的多少叫做电荷量,也可简称电荷,单位是库仑,简称库,符号是C.
(5)验电器是根据 的原理制成的,它是检验物体 的装置.
【特别提醒】两个物体相互排斥,说明它们一定带同种电荷;两个物体相互吸引,它们不一定带异种电荷,也有可能一个带电,一个不带电.
2.原子及其结构
(1)原子的中心是 ,在原子核周围,有一定数目的 在核外运动.电子是带有最小 电荷的粒子,所带电荷量为1.6×10-19 C.原子核带 电.
(2)在通常情况下,原子核所带的 与核外所有电子所带的 在数量上相等,原子整体不显电性,物体对外也不显电性.
【即时训练】
将a、b、c三个轻质小球悬挂起来,其相互作用情况如图所示,已知a带正电,则c的具体带电情况是 ;用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近a球,二者将相互 (填“吸引”或“排斥”).
3.导体与绝缘体
容易导电的物体叫 ,金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等都是导体.不容易导电的物体叫 ,橡胶、玻璃、塑料等都是绝缘体.绝缘体和导体之间 绝对的界限,在一定条件下绝缘体可以变成导体.
二、电流与电压
1.电流
(1)电流作为物理量可表示电流强弱,通常用字母I表示,其单位是 ,简称安,符号是 ,常用单位还有毫安(mA)和微安(μA),它们的换算关系是1 A= mA= μA.
(2)电流的形成:电荷的定向移动.
(3)电流的方向:正电荷定向移动的方向.在电源外部电流从电源的 流向电源的 .
2.电压
(1)要让一段电路中有电流,它的两端就要有 ,电源的作用就是给用电器两端提供电压.通常用字母U表示电压,它的单位是伏特,简称 ,符号是V,常用单位还有千伏(kV),毫伏(mV).它们的换算关系是1 kV= V= mV.
(2)几种常见的电压值:一节干电池的电压是 V,铅蓄电池的电压是2 V,我国家庭电路的电压是 V.
3.电流表与电压表
电流表 电压表
电路符号
实物图
量程 0~0.6 A 0~3 A 0~3 V 0~15 V
分度值 A A V V
连接 (1)必须和被测的用电器 .(2)必须让电流从 接线柱流进,再从 接线柱流出.(3)必须正确选择电流表的量程.(4)不允许直接连到电源的两极,否则,电流表将被损坏 (1)必须和被测的用电器 .(2)必须让电流从 接线柱流进,再从 接线柱流出.(3)必须正确选择电压表的量程.(4)可直接连到电源两极,但不得超过
读数 (1)明确所选电流(压)表的量程.(2)确定电流(压)表的 .(3)接通电路后,看表针向右总共偏过多少格,就知道电流(压)是多大
注:在只有一个用电器的电路中,用电器两端的电压等于电源电压
4.电路中电表测量对象的判断
电流表测量对象的判断 将电路中的电压表等效为断路,只研究电流表.根据电流方向进行判断,电路中哪个用电器的电流通过电流表,则电流表就测哪个用电器的电流,若有多个用电器的电流通过电流表,则电流表测通过多个用电器的电流 电流表测通过L2的电流电流表测通过L1和L2的总电流
电压表测量对象的判断 将电路中的电流表等效为导线,只研究电压表.顺着连接电压表正、负接线柱的导线来看,看两根导线最终接到哪个元件的两端,则电压表测量的就是该元件两端的电压 电路图 测L2两端电压 测L1两端电压 测电源两端电压
三、电路与电路图
1.电路的构成:电路是由 、 、 、 组成的.
2.电路图
(1)概念:用电路元件符号表示电路连接的图.
(2)几种常用的电路元件及其符号
灯泡 电源 开关 电流表 电压表 滑动变阻器 电阻
(3)电路的三种状态:接通的电路叫 ,用电器可以正常工作;断开的电路叫 ,用电器不能工作;电流不经过用电器,直接从电源正极回到负极叫 ,用电器不能工作.
3.串联和并联
串联 并联
概念 元件依次连接的电路 元件单独连接的电路
特征 电路中只有一条电流路径;各元件互相影响,不能独立工作 电路中的电流路径至少有两条;电路可分为干路和支路;各支路中的元件可以独立工作,互不影响
电路图
开关作用 控制整个电路中的用电器 干路中的开关S1控制整个电路;支路中的开关S2控制该支路
实例 装饰小彩灯、开关和用电器等 家庭中各用电器、教室里的照明灯、路灯等
4.串、并联电路中电流、电压的规律(详见“实验突破”)
【即时训练】
1.如图所示,灯泡L1、L2串联的电路是 ( )
A B C D
2.下列电路图中,电压、电流关系一定正确的是 ( )
A.IA>IB>IC B.UAC=UAB-UBC C.IA=IB+IC D.UAB=UCD+UEF
四、电阻
1.概念:电阻表示 的大小,导体的电阻通常用字母 表示,其国际单位是 ,简称 ,符号是 .较大单位还有 、 ,1 kΩ= Ω,1 MΩ= Ω.
2.影响电阻大小的因素
导体的电阻是导体本身的一种属性,它的大小取决于导体的 、 、 和导体的 ,与通过导体的 、导体两端的 无关.
3.滑动变阻器:滑动变阻器是能够连续改变连入电路中的电阻大小的元件,在电路图中用符号“”表示,它是通过改变接入电路的 来改变接入电路的电阻的大小.
探究串、并联电路中电流、电压的规律
实验 探究串联电路的电流规律 探究并联电路的电流规律 探究串联电路的电压规律 探究并联电路的电压规律
实验电路图
实验操作 用 分别测量A、B、C三处的电流 用 分别测量AB两点、BC两点及AC两点之间的电压 分别测量AB两点、CD两点及电源的电压
多次实验 (1)方法:更换规格 (填“相同“或“不同”)的小灯泡或更换不同电压的电源.(2)目的:
注意事项 (1)连接电路前电表指针不在零刻度线时要 .(2)连接或拆除电路时,开关应 .(3)连接电表时应先 以选择合适量程(开关闭合后迅速断开,观察开关闭合瞬间指针的偏转情况,正确连接电表的接线柱“正进负出”)
实验结论 串联电路中电流处处相等,即I= 并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即I= I1+I2 串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和,即U=U1+U2 并联电路中各支路电压与电源电压相等,即U=U1=U2
常见电表故障分析 (1)指针反偏——电表的正负接线柱接反了(重新连接电表正负接线柱).(2)指针满偏——电表所选量程偏小或者是电路发生了短路(换用电表大量程或检查电路并去除引起电路短路的导线).(3)指针偏转太小——电表所选量程太大(换用电表小量程试触).(4)指针不偏转——可能是短路、断路或电表损坏(检测电路排除故障后先试触,再实验).(5)电表使用前指针偏向零刻度线左侧——电表未调零(调零后再实验)
【母题1】小波在“探究并联电路电流的特点”的实验中,设计并连接了如图甲所示的实物电路.小波准备的器材主要有电源、电流表、开关各一个,小灯泡、导线若干.
甲 乙 丙
◆基础练
(1)连接电路时开关要 ,这样做的目的是 .
(2)图甲中电流表测量的是通过小灯泡 的电流.请在虚线框内画出与实物图对应的电路图.
(3)为了避免电流过大损坏电流表,在不能事先估计电流的情况下,可以先 ,然后迅速 ,观察在开关闭合的瞬间电流表指针的偏转是否在最大测量值之内,这种方法叫做“试触”法.
(4)试触后选择合适的量程,在闭合开关前,看到电流表的指针如图乙所示,说明电流表使用前没有进行 .
(5)调整好器材后闭合开关,小波先测量通过L1的电流,在测量通过L2的电流时,只将与电流表“0.6 A”接线柱相连的a导线改接到“-”接线柱上,其他导线都不动.小波这样操作是错误的,因为 .
(6)他改正后继续实验,第一次实验中,在测量干路电流时,电流表的示数如图丙所示,为 A;接下来他应选用规格 (填“相同”或“不同”)的小灯泡,多次测量各支路及干路的电流,这样操作的目的是 .
(7)小波进行了三次实验并将实验数据记录如下表,从数据可以分析出并联电路中的电流关系为 .
实验次数 I1/A I2/A I/A
1 0.14 0.14
2 0.14 0.24 0.38
3 0.24 0.24 0.44
◆提升练
(8)小波想探究串联电路中电流的规律,于是借了其他组的电流表,同时测量三个位置的电流,设计了图丁的实验方案.
丁
①请你根据图丁电路图将实物图连接完整,注意连线不能交叉(电流表均选小量程);
②小波连好电路后闭合开关,发现三个电流表的示数均相等,则可初步得出结论:串联电路中的电流 .
【母题2】小明和小亮用如图甲所示的电路探究串联电路的电压关系,根据图甲连接了如图乙所示的实物电路.
甲 乙
◆基础练
(1)连好最后一根导线时,电压表指针立刻偏转且灯泡发光,导致此现象的原因是 .
(2)改正后闭合开关一段时间,发现电压表示数为零,灯泡都突然熄灭,若电路中只有一处发生故障,则故障原因可能是 .
(3)排除故障后继续实验,读出电压表的示数后,要测量AC之间的电压,只需改动图乙中的一根导线.请你在图乙中需要改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线.
(4)小明最终测量得到UAB、UBC、UAC两端电压分别为1.5 V、1.5 V、3 V.小明根据该数据初步得出了两个实验结论.
结论1:串联电路两端的电压 各用电器两端电压之和;
结论2:串联电路中各用电器两端电压相等.
小亮指出结论2是错误的,造成结论错误的原因可能是 .
◆提升练
(5)为了进一步验证结论 1的可靠性,接下来小明的操作最合理的是 .
A.将电源两极对调,再次测量AB、BC、AC三处的电压
B.改变开关S的位置,再次测量AB、BC、AC三处的电压
C.将图中两只灯泡的位置对调,再次测量AB、BC、AC三处的电压
D.换用不同规格的灯泡,再次测量AB、BC、AC三处的电压
丙
(6)小亮将原电路中的一个灯泡换为滑动变阻器,设计了如图丙所示的改进电路,改进后的优点是 (写出一点即可).
探究影响电阻大小的因素
1.实验电路图
2.实验器材分析
(1)电流表:测量电路中的电流,间接反映导体电阻的大小.
(2)带鳄鱼夹的导线:便于改变接入电路的合金丝.
3.电路连接时的注意事项:连接电路时开关应 ,电流表电流要“ ”.
4.实验方法归纳
(1)转换法:实验时通过电流表示数的大小来反映电路中电阻的大小,电流表示数越大,表明导体电阻越 .
(2)控制变量法:a.探究导体电阻与导体材料的关系:选取横截面积、长度均相同,但 的导体;
b.探究导体电阻与导体长度的关系:选取同种材料制成的横截面积相同但 的导体;
c.探究导体电阻与导体横截面积的关系:选取同种材料制成的长度相同但 的导体;
d.探究导体电阻与导体温度的关系:对同一个导体进行加热,比较加热前后电流表的示数.
5.实验结论:导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关.当导体材料及温度相同时,导体长度越 ,横截面积越 ,导体的电阻越大.
6.交流与反思
(1)实验中不可以直接用小灯泡代替电流表的原因:电流表可以显示电流的微弱变化,而导体电阻变化较小时,电路中电流变化较小,小灯泡亮度变化不明显.
(2)实验过程常见问题及解决方法:若只有两个相同的导体,要探究电阻与导体横截面积的关系,可以将两个导体并联接入以改变导体的横截面积.
【母题3】在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中,保持电源电压不变,如图所示,在M、N两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如表所示:
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合 0.5 0.5
◆基础练
(1)实验中应通过观察 来比较电阻的大小,这种实验方法叫 .
(2)选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验,可以探究导体电阻大小与 的关系.
(3)选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,可以探究导体电阻大小与 的关系.
(4)为了探究导体电阻大小与导体材料的关系,应选用编号为 的两根电阻丝进行实验.
(5)小明把一根白炽灯的钨丝接入电路,并用酒精灯加热,发现小灯泡的亮度逐渐变暗,得出导体的电阻还可能跟导体的 有关的结论.
◆提升练
(6)一个同学探究电阻与横截面积的关系时将电阻丝D接入电路,读出电流表示数,然后再将电阻丝D对折后接入电路中,发现电流表示数变大.据此,他得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小.他的这种实验方法是 (填“正确”或“错误”)的,理由是 .
(7)有同学认为可以只根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况.老师指出:此实验中这种方法不可取.这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值若是相差不大,那么灯泡亮度的变化 (填“明显”或“不明显”).
(8)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么她利用这根电阻丝和上述电路,能够完成猜想 (填序号)的实验验证.
①导体的电阻与导体的材料有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的长度有关.
电荷及其相互作用(6年5考)
1.(2018昆明3题3分)下列说法中,正确的是 ( )
A.物体所带的电不是正电就是负电
B.带电的物体只会吸引带异种电荷的物体
C.摩擦起电就是创造了电荷
D.电流方向与电子定向移动方向相同
2.(2024省卷12题2分)梳过头发的塑料梳子,会由于摩擦而带电,摩擦起电的本质是 (填“电荷的转移”或“创造了电荷”).将带电的梳子接触验电器的金属小球后金属箔片张开,金属箔片张开的原理是 .
3.(2023省卷9题2分)自然界中只有 种电荷.在晴朗干燥的冬日,用塑料梳子梳干燥头发,头发会随着梳子“飘”起来,是因为摩擦让梳子和头发带上了 (填“同种”或“异种”)电荷.
4.(2023省卷14题第1空1分)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时,金属箔片张开,则金属箔片和橡胶棒带 (填“同种”或“异种”)电荷.
第4题图 第5题图
5.(2018省卷14题2分)如图所示,两个相同的验电器A和B,A带负电,B不带电.验电器A的金属箔张开,是因为 ;用金属棒把A和B连接起来的瞬间,金属棒中的电流方向从 (填“A到B”或“B到A”).
导体和绝缘体(6年2考)
6.(2023省卷11题第2空1分)通常情况下,玻璃杯、塑料瓶、不锈钢勺、陶瓷碗等物品中, 是导体.
7.(2023省卷11题第2空1分)科技改变生活,大多数科技产品需要有半导体芯片的支持才能发展,目前领先全球的是5 nm工艺芯片技术.利用半导体材料可以制作发光二极管,简称LED.电流由正极经过LED流向负极时,LED发光;反之,电流不能从负极流向正极,LED不发光,这说明发光二极管具有 导电性.
电表的使用和读数(6年1考)
8.(2017省卷8题3分)小雅同学在做电学实验时,不小心将电压表和电流表的位置互换了,如图所示.若此时将开关闭合,则 ( )
A.两表都可能被烧坏
B.两表都不会被烧坏
C.电流表不会被烧坏
D.电压表不会被烧坏,电流表可能被烧坏
9.[2023省卷19题(1)问3分]如图,电压表的读数是 V.
第9题图 第10题图
10.[2017省卷19题(1)问3分]如图所示,电流表的示数为 A.第十三讲 电流、电路、电压和电阻
一、两种电荷
1.两种电荷
(1)摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电,摩擦起电的实质是电荷的转移.
(2)电荷的种类:自然界中只有两种电荷.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷.
(3)电荷的特性:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
(4)电荷量:电荷的多少叫做电荷量,也可简称电荷,单位是库仑,简称库,符号是C.
(5)验电器是根据同种电荷互相排斥的原理制成的,它是检验物体是否带电的装置.
【特别提醒】两个物体相互排斥,说明它们一定带同种电荷;两个物体相互吸引,它们不一定带异种电荷,也有可能一个带电,一个不带电.
2.原子及其结构
(1)原子的中心是原子核,在原子核周围,有一定数目的电子在核外运动.电子是带有最小负电荷的粒子,所带电荷量为1.6×10-19 C.原子核带正电.
(2)在通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子所带的负电荷在数量上相等,原子整体不显电性,物体对外也不显电性.
【即时训练】
将a、b、c三个轻质小球悬挂起来,其相互作用情况如图所示,已知a带正电,则c的具体带电情况是带负电或不带电;用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近a球,二者将相互吸引(填“吸引”或“排斥”).
3.导体与绝缘体
容易导电的物体叫导体,金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等都是导体.不容易导电的物体叫绝缘体,橡胶、玻璃、塑料等都是绝缘体.绝缘体和导体之间没有绝对的界限,在一定条件下绝缘体可以变成导体.
二、电流与电压
1.电流
(1)电流作为物理量可表示电流强弱,通常用字母I表示,其单位是安培,简称安,符号是A,常用单位还有毫安(mA)和微安(μA),它们的换算关系是1 A=103mA=106μA.
(2)电流的形成:电荷的定向移动.
(3)电流的方向:正电荷定向移动的方向.在电源外部电流从电源的正极流向电源的负极.
2.电压
(1)要让一段电路中有电流,它的两端就要有电压,电源的作用就是给用电器两端提供电压.通常用字母U表示电压,它的单位是伏特,简称伏,符号是V,常用单位还有千伏(kV),毫伏(mV).它们的换算关系是1 kV=103V=106mV.
(2)几种常见的电压值:一节干电池的电压是1.5V,铅蓄电池的电压是2 V,我国家庭电路的电压是220V.
3.电流表与电压表
电流表 电压表
电路符号
实物图
量程 0~0.6 A 0~3 A 0~3 V 0~15 V
分度值 0.02A 0.1A 0.1V 0.5V
连接 (1)必须和被测的用电器串联.(2)必须让电流从“+”接线柱流进,再从“-”接线柱流出.(3)必须正确选择电流表的量程.(4)不允许直接连到电源的两极,否则,电流表将被损坏 (1)必须和被测的用电器并联.(2)必须让电流从“+”接线柱流进,再从“-”接线柱流出.(3)必须正确选择电压表的量程.(4)可直接连到电源两极,但不得超过量程
读数 (1)明确所选电流(压)表的量程.(2)确定电流(压)表的分度值.(3)接通电路后,看表针向右总共偏过多少格,就知道电流(压)是多大
注:在只有一个用电器的电路中,用电器两端的电压等于电源电压
4.电路中电表测量对象的判断
电流表测量对象的判断 将电路中的电压表等效为断路,只研究电流表.根据电流方向进行判断,电路中哪个用电器的电流通过电流表,则电流表就测哪个用电器的电流,若有多个用电器的电流通过电流表,则电流表测通过多个用电器的电流 电流表测通过L2的电流电流表测通过L1和L2的总电流
电压表测量对象的判断 将电路中的电流表等效为导线,只研究电压表.顺着连接电压表正、负接线柱的导线来看,看两根导线最终接到哪个元件的两端,则电压表测量的就是该元件两端的电压 电路图 测L2两端电压 测L1两端电压 测电源两端电压
三、电路与电路图
1.电路的构成:电路是由电源、用电器、导线、开关组成的.
2.电路图
(1)概念:用电路元件符号表示电路连接的图.
(2)几种常用的电路元件及其符号
灯泡 电源 开关 电流表 电压表 滑动变阻器 电阻
(3)电路的三种状态:接通的电路叫通路,用电器可以正常工作;断开的电路叫断路,用电器不能工作;电流不经过用电器,直接从电源正极回到负极叫短路,用电器不能工作.
3.串联和并联
串联 并联
概念 元件依次连接的电路 元件单独连接的电路
特征 电路中只有一条电流路径;各元件互相影响,不能独立工作 电路中的电流路径至少有两条;电路可分为干路和支路;各支路中的元件可以独立工作,互不影响
电路图
开关作用 控制整个电路中的用电器 干路中的开关S1控制整个电路;支路中的开关S2控制该支路
实例 装饰小彩灯、开关和用电器等 家庭中各用电器、教室里的照明灯、路灯等
4.串、并联电路中电流、电压的规律(详见“实验突破”)
【即时训练】
1.如图所示,灯泡L1、L2串联的电路是 (B)
A B C D
2.下列电路图中,电压、电流关系一定正确的是 (C)
A.IA>IB>IC B.UAC=UAB-UBC C.IA=IB+IC D.UAB=UCD+UEF
四、电阻
1.概念:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小,导体的电阻通常用字母R表示,其国际单位是欧姆,简称欧,符号是Ω.较大单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),1 kΩ=103Ω,1 MΩ=106Ω.
2.影响电阻大小的因素
导体的电阻是导体本身的一种属性,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积和导体的温度,与通过导体的电流、导体两端的电压无关.
3.滑动变阻器:滑动变阻器是能够连续改变连入电路中的电阻大小的元件,在电路图中用符号“”表示,它是通过改变接入电路的电阻丝的长度来改变接入电路的电阻的大小.
探究串、并联电路中电流、电压的规律
实验 探究串联电路的电流规律 探究并联电路的电流规律 探究串联电路的电压规律 探究并联电路的电压规律
实验电路图
实验操作 用电流表分别测量A、B、C三处的电流 用电压表分别测量AB两点、BC两点及AC两点之间的电压 分别测量AB两点、CD两点及电源的电压
多次实验 (1)方法:更换规格不同(填“相同“或“不同”)的小灯泡或更换不同电压的电源.(2)目的:寻找普遍规律
注意事项 (1)连接电路前电表指针不在零刻度线时要调零.(2)连接或拆除电路时,开关应断开.(3)连接电表时应先试触以选择合适量程(开关闭合后迅速断开,观察开关闭合瞬间指针的偏转情况,正确连接电表的接线柱“正进负出”)
实验结论 串联电路中电流处处相等,即I=I1=I2 并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即I= I1+I2 串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和,即U=U1+U2 并联电路中各支路电压与电源电压相等,即U=U1=U2
常见电表故障分析 (1)指针反偏——电表的正负接线柱接反了(重新连接电表正负接线柱).(2)指针满偏——电表所选量程偏小或者是电路发生了短路(换用电表大量程或检查电路并去除引起电路短路的导线).(3)指针偏转太小——电表所选量程太大(换用电表小量程试触).(4)指针不偏转——可能是短路、断路或电表损坏(检测电路排除故障后先试触,再实验).(5)电表使用前指针偏向零刻度线左侧——电表未调零(调零后再实验)
【母题1】小波在“探究并联电路电流的特点”的实验中,设计并连接了如图甲所示的实物电路.小波准备的器材主要有电源、电流表、开关各一个,小灯泡、导线若干.
甲 乙 丙
如图所示:
◆基础练
(1)连接电路时开关要断开,这样做的目的是保护电路.
(2)图甲中电流表测量的是通过小灯泡L1的电流.请在虚线框内画出与实物图对应的电路图.
(3)为了避免电流过大损坏电流表,在不能事先估计电流的情况下,可以先闭合开关,然后迅速断开开关,观察在开关闭合的瞬间电流表指针的偏转是否在最大测量值之内,这种方法叫做“试触”法.
(4)试触后选择合适的量程,在闭合开关前,看到电流表的指针如图乙所示,说明电流表使用前没有进行调零.
(5)调整好器材后闭合开关,小波先测量通过L1的电流,在测量通过L2的电流时,只将与电流表“0.6 A”接线柱相连的a导线改接到“-”接线柱上,其他导线都不动.小波这样操作是错误的,因为此时电流表正负接线柱接反了.
(6)他改正后继续实验,第一次实验中,在测量干路电流时,电流表的示数如图丙所示,为0.28A;接下来他应选用规格不同(填“相同”或“不同”)的小灯泡,多次测量各支路及干路的电流,这样操作的目的是使实验结论更具有普遍性.
(7)小波进行了三次实验并将实验数据记录如下表,从数据可以分析出并联电路中的电流关系为干路电流等于各支路电流之和(或I=I1+I2).
实验次数 I1/A I2/A I/A
1 0.14 0.14
2 0.14 0.24 0.38
3 0.24 0.24 0.44
◆提升练
(8)小波想探究串联电路中电流的规律,于是借了其他组的电流表,同时测量三个位置的电流,设计了图丁的实验方案.
丁
①请你根据图丁电路图将实物图连接完整,注意连线不能交叉(电流表均选小量程);
如图所示:
②小波连好电路后闭合开关,发现三个电流表的示数均相等,则可初步得出结论:串联电路中的电流处处相等.
【母题2】小明和小亮用如图甲所示的电路探究串联电路的电压关系,根据图甲连接了如图乙所示的实物电路.
甲 乙
◆基础练
(1)连好最后一根导线时,电压表指针立刻偏转且灯泡发光,导致此现象的原因是连接电路时开关未断开.
(2)改正后闭合开关一段时间,发现电压表示数为零,灯泡都突然熄灭,若电路中只有一处发生故障,则故障原因可能是灯泡L2灯丝烧断(或开关接触不良).
(3)排除故障后继续实验,读出电压表的示数后,要测量AC之间的电压,只需改动图乙中的一根导线.请你在图乙中需要改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线.
如图所示:
(4)小明最终测量得到UAB、UBC、UAC两端电压分别为1.5 V、1.5 V、3 V.小明根据该数据初步得出了两个实验结论.
结论1:串联电路两端的电压等于各用电器两端电压之和;
结论2:串联电路中各用电器两端电压相等.
小亮指出结论2是错误的,造成结论错误的原因可能是所选的两个小灯泡规格完全相同.
◆提升练
(5)为了进一步验证结论 1的可靠性,接下来小明的操作最合理的是D.
A.将电源两极对调,再次测量AB、BC、AC三处的电压
B.改变开关S的位置,再次测量AB、BC、AC三处的电压
C.将图中两只灯泡的位置对调,再次测量AB、BC、AC三处的电压
D.换用不同规格的灯泡,再次测量AB、BC、AC三处的电压
丙
(6)小亮将原电路中的一个灯泡换为滑动变阻器,设计了如图丙所示的改进电路,改进后的优点是不用反复更换电表和灯泡,实验操作更方便(写出一点即可).
探究影响电阻大小的因素
1.实验电路图
2.实验器材分析
(1)电流表:测量电路中的电流,间接反映导体电阻的大小.
(2)带鳄鱼夹的导线:便于改变接入电路的合金丝.
3.电路连接时的注意事项:连接电路时开关应断开,电流表电流要“正进负出”.
4.实验方法归纳
(1)转换法:实验时通过电流表示数的大小来反映电路中电阻的大小,电流表示数越大,表明导体电阻越小.
(2)控制变量法:a.探究导体电阻与导体材料的关系:选取横截面积、长度均相同,但材料不同的导体;
b.探究导体电阻与导体长度的关系:选取同种材料制成的横截面积相同但长度不同的导体;
c.探究导体电阻与导体横截面积的关系:选取同种材料制成的长度相同但横截面积不同的导体;
d.探究导体电阻与导体温度的关系:对同一个导体进行加热,比较加热前后电流表的示数.
5.实验结论:导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关.当导体材料及温度相同时,导体长度越长,横截面积越小,导体的电阻越大.
6.交流与反思
(1)实验中不可以直接用小灯泡代替电流表的原因:电流表可以显示电流的微弱变化,而导体电阻变化较小时,电路中电流变化较小,小灯泡亮度变化不明显.
(2)实验过程常见问题及解决方法:若只有两个相同的导体,要探究电阻与导体横截面积的关系,可以将两个导体并联接入以改变导体的横截面积.
【母题3】在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中,保持电源电压不变,如图所示,在M、N两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如表所示:
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合 0.5 0.5
◆基础练
(1)实验中应通过观察电流表的示数来比较电阻的大小,这种实验方法叫转换法.
(2)选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验,可以探究导体电阻大小与导体长度的关系.
(3)选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,可以探究导体电阻大小与导体横截面积的关系.
(4)为了探究导体电阻大小与导体材料的关系,应选用编号为A、D的两根电阻丝进行实验.
(5)小明把一根白炽灯的钨丝接入电路,并用酒精灯加热,发现小灯泡的亮度逐渐变暗,得出导体的电阻还可能跟导体的温度有关的结论.
◆提升练
(6)一个同学探究电阻与横截面积的关系时将电阻丝D接入电路,读出电流表示数,然后再将电阻丝D对折后接入电路中,发现电流表示数变大.据此,他得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小.他的这种实验方法是错误(填“正确”或“错误”)的,理由是没有控制导体的长度相同.
(7)有同学认为可以只根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况.老师指出:此实验中这种方法不可取.这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值若是相差不大,那么灯泡亮度的变化不明显(填“明显”或“不明显”).
(8)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么她利用这根电阻丝和上述电路,能够完成猜想②③(填序号)的实验验证.
①导体的电阻与导体的材料有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的长度有关.
电荷及其相互作用(6年5考)
1.(2018昆明3题3分)下列说法中,正确的是 (A)
A.物体所带的电不是正电就是负电
B.带电的物体只会吸引带异种电荷的物体
C.摩擦起电就是创造了电荷
D.电流方向与电子定向移动方向相同
2.(2024省卷12题2分)梳过头发的塑料梳子,会由于摩擦而带电,摩擦起电的本质是电荷的转移(填“电荷的转移”或“创造了电荷”).将带电的梳子接触验电器的金属小球后金属箔片张开,金属箔片张开的原理是同种电荷相互排斥.
3.(2023省卷9题2分)自然界中只有两种电荷.在晴朗干燥的冬日,用塑料梳子梳干燥头发,头发会随着梳子“飘”起来,是因为摩擦让梳子和头发带上了异种(填“同种”或“异种”)电荷.
4.(2023省卷14题第1空1分)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时,金属箔片张开,则金属箔片和橡胶棒带同种(填“同种”或“异种”)电荷.
第4题图 第5题图
5.(2018省卷14题2分)如图所示,两个相同的验电器A和B,A带负电,B不带电.验电器A的金属箔张开,是因为同种电荷相互排斥;用金属棒把A和B连接起来的瞬间,金属棒中的电流方向从B到A(填“A到B”或“B到A”).
导体和绝缘体(6年2考)
6.(2023省卷11题第2空1分)通常情况下,玻璃杯、塑料瓶、不锈钢勺、陶瓷碗等物品中,不锈钢勺是导体.
7.(2023省卷11题第2空1分)科技改变生活,大多数科技产品需要有半导体芯片的支持才能发展,目前领先全球的是5 nm工艺芯片技术.利用半导体材料可以制作发光二极管,简称LED.电流由正极经过LED流向负极时,LED发光;反之,电流不能从负极流向正极,LED不发光,这说明发光二极管具有单向导电性.
电表的使用和读数(6年1考)
8.(2017省卷8题3分)小雅同学在做电学实验时,不小心将电压表和电流表的位置互换了,如图所示.若此时将开关闭合,则 (D)
A.两表都可能被烧坏
B.两表都不会被烧坏
C.电流表不会被烧坏
D.电压表不会被烧坏,电流表可能被烧坏
9.[2023省卷19题(1)问3分]如图,电压表的读数是9.5V.
第9题图 第10题图
10.[2017省卷19题(1)问3分]如图所示,电流表的示数为0.34A.