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第十五章 电流和电路
复习与总结
课时学习目标
1. 认识摩擦起电现象,通过实验探究两种电荷及电荷间的相互作用规律,了解验电器的工作原理,知道常见的导体和绝缘体。
2. 会画简单的电路图,会识别、连接串联电路和并联电路,理解串、并联电路的基本特点。
3.初步认识电流,会使用电流表测量电流。通过实验探究,得到并理解串、并联电路的电流规律。
知识点梳理
知识点一:两种电荷
1.摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电。
(1)带电的物体(带电体)能够吸引轻小物体。
(2)摩擦起电的实质:电荷(电子)的转移。电子从原子核束缚电子能力弱的物体转移到原子核束缚电子能力强的物体上。失去电子的物体带正电,得到电子的物体带等量的负电。摩擦起电并不是创造了电荷。
(3)两种电荷:自然界只存在两种电荷。与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷为正电荷,与毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷为负电荷。
(4)电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(5)验电器:利用同种电荷相互排斥的原理制成的用来检验物体是否带电的仪器。
知识点梳理
知识点一:两种电荷
2.原子结构
原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成,电子在原子核的吸引力作用下绕原子核高速运动。
知识点二:比热容
知识点二:电流和电路
1.电流
(1)电荷的定向移动形成电流。
(2)电流的方向:正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向和电流方向相反。
(3)金属导体中的电流是带负电的电子定向移动形成的,金属导体中的电流方向和电子定向移动的方向相反。
(4)当电池、导线、用电器组成的电路闭合时,在电池外部,电流的方向是从电池正极经过用电器流向负极。
(5) 利用发光二极管的单向导电性可以检验电路中是否有电流和电流的方向。
知识点梳理
知识点二:比热容
知识点二:电流和电路
2.导体和绝缘体
(1)导体:容易导电的物体。
金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等都是常见的导体。
(2)导体容易导电的原因是内部存在大量能够自由移动的电荷。金属导体中的自由电荷是带负电的核外电子。酸碱盐水溶液中的自由电荷是带正电的正离子和带负电的负离子。
知识点梳理
知识点二:比热容
知识点二:电流和电路
2.导体和绝缘体
(2)绝缘体:不容易导电的物体。
橡胶、玻璃、塑料、油、陶瓷等都是常见的绝缘体。
绝缘体不容易导电的原因是内部的电荷都被束缚在原子范围内,几乎没有能够自由移动的电荷。
知识点梳理
(3)导体与绝缘体之间没有绝对的界限, 当条件改变(高电压、高温、潮湿等)时,绝缘体也可以变成导体。
知识点二:比热容
知识点二:电流和电路
3.电路
(1)电路的构成:一个最基本的电路由电源、用电器、开关、导线等元件组成。
电源是提供电能的装置,工作时把其它形式能转化为电能。
用电器是消耗电能的装置。工作时把电能转化为其它形式能。
开关用来控制电路的通断。
导线用来连接电路,输送电能。
知识点梳理
知识点二:比热容
知识点二:电流和电路
3.电路
(2)电路的三种状态
通路:处处连通的电路。用电器中有电流通过,能够工作。
断路:断开的电路。用电器中没有电流通过,不能工作。
电源短路:电源的正、负极直接连接,电源中电流很大,会被烧坏。绝对不允许把电源的正、负极直接连接。
用电器被短路:用电器两端被导线直接连接,用电器中没有电流通过,不工作,不会被损(烧)坏。
知识点梳理
(3)电路图:用电路元器件符号表示电路连接的图。
电路图是对实际电路的有效抽象。
电路 电路图 电流路径 工作特点 开关控制作用
串联 电路
并联 电路
各用电器互不影响,能够独立工作。
开关控制整个电路,与所处位置无关。
各用电器相互影响,不能单独工作。
干路开关控制整个电路,支路开关控制所在支路的用电器。
电流路径只有一条,一处断开则电路断开,无电流通过。
电流路径有两条或两条以上,每条支路都可通过干路形成电流通路。
知识点三:串联电路和并联电路
知识点梳理
知识点梳理
知识点四:电流及其测量
1.电流
(1)电流 I:表示电流强弱的物理量。
(2)电流的单位有安培(A)、毫安(mA),微安(μA)。
1A=103mA =106 μA
(3)常见的用电器正常工作电流:手机中的电流约50mA~100mA;家庭节能灯中的电流约0.1A;家用电冰箱的电流约 ;家用空调器的电流约 ;;;电动车充电电流约10~400A;笔记本电脑中的电流3.5~5.3A.
知识点梳理
知识点四:电流及其测量
2.电流的测量
(1)电流用电流表测量。
(2)电流表的符号:
(3)电流表的使用
①使用前进行调零(使指针指在零刻度线处);
②将电流表和被测电流的用电器串联;
③让电流从正(标识“+”号)接线柱流入,从负接线柱流出;
④正确选择电流表的量程;
为避免电流过大损坏电流表,在不能事先估算电流的情况下,要先闭合开关然后迅速断开(叫作“试触”),看看在开关闭合的瞬间指针的偏转是否在最大测量值之内。
⑤不允许把电流表直接连接到电源的两极上!否则会损坏(烧坏)电源与电流表。
A
知识点梳理
知识点四:电流及其测量
3.电流表的读数
(1)根据电流表接入电路的接线柱,明确电流表使用的量程。
(2)根据电流表使用的量程,确定对应的分度值。
(3)根据电流表指针位置读出电流表的示数。
使用的量程为0~0.6 A
对应的分度值为0.02A
指针指示的电流值为0.32A
使用的量程为0~3 A
对应的分度值为0.1A
指针指示的电流值为1.4A
知识点梳理
知识点五:串、并联电路的电流规律
1.探究串联电路中各处电流的关系
①设计实验电路:用两个小灯泡组成串联电路;
②根据电路图连接电路;
③用电流表分别测量电路中A、B、C三处电流,将测量数据记录在表格中;
④换上另外两个规格不同的小灯泡,再次实验。
换用不同的灯泡进行实验,是为了避免特殊性;进行多次测量是为了避免结论的偶然性,使得出的结论具有普遍性。
S
L2
A
B
C
L1
实验注意事项
①连接电路时,开关应断开。
②电流表串联在被测电流的电路中。
③必须先用电流表的大量程(0-3A量程)进行试触,通过试触确定使用的量程。
④读数时要认清使用的量程和对应的分度值;视线与刻度盘垂直正对刻度线,读数完毕,断开开关。
⑤换用不同规格的灯泡再做几次实验(进行多次测量)。
S
L2
A
B
C
L1
知识点梳理
知识点五:串、并联电路的电流规律
知识点梳理
知识点五:串、并联电路的电流规律
2.串联电路的电流规律
串联电路中的电流处处相等.
用公式表达为 IA=IB=IC
S
L2
A
B
C
L1
知识点梳理
知识点五:串、并联电路的电流规律
L1
L2
L1
C
B
A
3.探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
①设计实验电路:用两个小灯泡组成并联电路;
②根据电路图连接电路;
③用电流表分别测量电路中A、B、C三处电流,将测量数据记录在表格中;
④换上另外两个规格不同的小灯泡,再次实验。
知识点梳理
知识点五:串、并联电路的电流规律
4.并联电路的电流规律
并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和 。
用公式表达为 IA=IB+IC
L1
L2
L1
C
B
A
概念辨析
【例题1】(2025年甘肃中考题)有A、B、C三个轻质小球,A、B靠近时相互排斥,B、C靠近时相互吸引。上述现象是它们可能带有电荷导致的,其中___________小球可能不带电;毛皮摩擦过的橡胶棒会带上电荷,橡胶棒是___________(选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”)。
【解析】同种电荷相互排斥,A、B靠近时相互排斥,说明A、B带同种电荷;B、C靠近时相互吸引,因为异种电荷相互吸引,带电体具有吸引轻小物体的性质,B是带电体,所以C可能带与B不同种的电荷,也可能不带电。
毛皮摩擦过的橡胶棒会带上电荷,是由于橡胶棒不容易导电,摩擦所带的电荷不会通过人体传到别的物体上,所以橡胶棒是绝缘体。
C
绝缘体
概念辨析
【例题2】(2025年安徽中考题)如图所示,M、N为两个相同的验电器,M带正电,N带负电,M的金属箔张开的角度大于N的金属箔张开的角度。若用一带绝缘柄的金属棒把M和N的金属球连接起来,则【 】
A. 电子从M转移到N B. 金属棒中始终有电流
C. 产生的电流方向从N流向M
D. M的金属箔张开的角度减小
【解析】M带正电,N带负电,M的金属箔张开的角度大于N的金属箔张开的角度,说明M所带电荷数大于N所带电荷数。用一带绝缘柄的金属棒把M和N的金属球连接起来,连接的瞬间,电子从N向M移动,N带的负电荷减少,金属箔的张角减小,M带的正电荷减少,金属箔的张角减小,当两个验电器所带电荷平衡后,电子将不再定向移动,即金属棒中不再有电流;而电流方向与自由电子定向移动的方向相反,所以金属棒中的瞬间电流方向是从M向N.
D
概念辨析
【例题3】(双选题)如图所示,下列说法正确的是【 】
A.闭合S2,断开S1、S3,灯L1、L2串联
B.闭合S1、S3,断开S2,灯L1、L2串联
C.闭合S2、S3,断开S1,只有灯L1亮
D.闭合S1、S2,断开S3,只有灯L1亮
【解析】由电路图可知:
A.闭合S2,断开S1、S3,L1、L2逐个顺次连接,灯L1、L2串联;
B.闭合S1、S3,断开S2,灯L1、L2首并列连接,灯L1、L2并联;
C.闭合S2、S3,断开S1,只有灯L1通电工作,灯L2被短路不工作,灯L1亮,灯L2不亮;
D.闭合S1、S2,断开S3,只有灯L2通电工作,灯L1被短路不工作,灯L2亮,灯L1不亮。
AC
概念辨析
【例题4】小明按如图连接好电路,闭合开关后发现,甲、乙两灯泡不亮,然后他拿来一根导线直接连在甲灯泡两端,此时甲、乙灯泡仍不亮,于是他取下这根导线,直接连在乙灯泡两端,此时发现甲灯亮了起来,根据以上现象可以推断出下列哪个结论是正确的【 】
A.甲灯泡断路
B.乙灯泡断路
C.甲、乙灯泡都断路
D.电源坏了
【解析】图示电路中,闭合开关后,甲、乙两灯泡不亮,说明电路处于断路状态;用一根导线直接连在甲灯泡两端,此时甲、乙两灯泡仍不亮,说明甲灯泡之外的电路处于断路状态;用一根导线直接连在乙灯泡两端,此时甲灯泡亮了起来,说明此时电路处于通路状态,电源正常对电路供电,没有损坏;所以,断路故障发生在乙灯泡上,即乙灯泡断路。
B
概念辨析
【例题5】(2025年福建中考题)小闽为康养中心的老人设计服务信号电路图,灯亮表示提醒卫生服务,电铃响表示呼叫医疗服务。下图中不符合要求的是【 】
A B C D
【解析】图A、B、D所示电路中,开关S1和S2都闭合时,灯和电铃并联,两个支路都有一个开关控制所在支路的通断,符合设计要求;
图C所示电路中,开关S1和S2都闭合时,灯和电铃并联,开关S2在干路上,控制整个电路,干路开关断开时整个电路都不工作,不能使电铃和灯分别独立工作;只闭合开关S2电铃工作,灯不工作;只闭合开关S1电铃和灯都不工作;两开关都闭合电铃和灯同时工作,不符合设计要求。
C
概念辨析
【例题6】如图所示的电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,两电表都有示数.下列判断正确的是【 】
A.电流表A1只测量灯L2的电流
B.电流表A2的示数比A1的示数大
C.灯L1被短路时,L2正常发光
D.仅断开S1,只有一个表有示数
【解析】由图可知,L1、L2并列连接,为并联;开关S2在干路上,控制整个电路,开关S1与L1在一条支路上控制L1;电流表A1在干路上,测量干路中的电流,电流表A2与L1在一条支路上测量通过L1的电流。
A.电流表A1在干路上,测量干路中的电流;
B.电流表A2测量通过L1的电流,电流表A1测量干路中的电流,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此A2的示数小于A1的示数;
C.灯L1被短路时,L2也被短路,没有电流通过不工作;
D.仅断开S1,灯L1断路,电流表A2测量通过L1的电流,此时无示数,电流表A1测量灯L2中的电流,有示数。
D
【例题1】(2025年长沙中考题)小湘来回晃动晾晒在塑料盘中的米粒后,发现有些米粒会吸附在塑料盘上,且米粒间相互排斥,如图所示。下列说法正确的是【 】
A. 塑料盘是导体
B. 与米粒摩擦后的塑料盘不带电
C. 摩擦过程中创造了电荷
D. 米粒相互排斥是由于带上了同种电荷
【解析】A.塑料盘是绝缘体;
B、C.塑料盘与米粒相互摩擦,由于电子的转移而导致他们带上等量异种电荷。摩擦起电的本质是电子的转移而不是创造了电荷;
D.电荷间相互作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,因此米粒相互排斥是由于米粒都是和塑料盘摩擦,带的是同种电荷,同种电荷互相排斥。
D
知识点强化训练
知识点强化训练
【例题2】(2025年重庆中考题)如图所示,安检机的核心部件内部包含阴极灯丝和阳极靶,灯丝通电加热后释放电子,加速电子流轰击阳极靶产生X射线。计算机利用不同物质对X射线的吸收差异生成彩色图像进行识别。下列说法正确的是【 】
A. 灯丝释放的电子带正电荷
B. 灯丝的原子由原子核和电子构成
C. 灯丝释放的电子是经过摩擦产生的
D. 安检机与B超机都是利用超声波工作
【解析】A.灯丝释放的电子带负电荷,不是带正电荷;
B.原子是由位于中心的原子核和核外电子构成的,所以,灯丝的原子由原子核和电子构成;
C.灯丝释放的电子是由于灯丝通电加热,使原子中的电子获得能量而逸出,不是经过摩擦产生的;
D.安检机是利用X射线工作的,B超机是利用超声波工作的,二者工作原理不同。
B
知识点强化训练
【例题3】如图所示的电路中,当开关S闭合时,灯泡L1、L2组成的电路为并联的是【 】
【解析】A.图A中,开关S闭合,电流从电源正极流出,依次经过两个灯泡流回负极只有一条路径,因此灯泡L1、L2组成的电路是串联电路;
B.图B中开关S闭合时,电流从电源正极流出,分别经过两个灯泡流回负极有两条路径,灯泡L1、L2组成的电路是并联电路;
C.图C中开关S断开时,灯泡L1、L2组成的电路是串联电路;开关S闭合时,灯L2被短路,只有灯泡L1通电发光;
D.图D中开关S闭合时,灯L1被短路,只有灯泡L2通电工作。
B
知识点强化训练
【例题4】(2025年四川凉山州中考题)我国的无人机技术现已处于国际领先水平。物理兴趣小组的同学们把无人机内部电路简化为由S1、S2控制的简单电路,当闭合开关S1时指示灯亮起,再闭合开关S2时电动机启动,无人机起飞。下列选项与上述无人机简易电路相符的是【 】
A B C D
【解析】分析可知,无人机简易电路是指示灯和电动机组成的并联电路,开关S1位于干路控制整个电路,开关S2位于电动机支路只控制电动机。
A.A图所示电路中,开关S1闭合时指示灯亮起,再闭合S2时电动机工作;
B.B图所示电路中,开关S1闭合时电动机和指示灯都不工作,再闭合S2时电动机和指示灯同时工作;
C.C图所示电路中,开关S1闭合时电动机工作,再闭合S2时指示灯亮起;
D.D图所示电路中,开关S1闭合时电动机和指示灯都工作,再闭合S2时会造成电源短路。
A
知识点强化训练
【例题5】下列电路中,闭合开关后,电流表能正确测量出通过灯泡L2电流的是【 】
A B C D
【解析】A.图A中电流表与灯泡L2并联,L2被电流表短路,灯泡L2中没有电流通过。电流表测量的是L1中的电流,不能测量通过灯泡L2的电流;
B.图B中闭合开关后,电路为灯泡L1和L2组成的并联电路,电流表与L1串联在支路中,能直接测量通过灯泡L1的电流;
C.图C中闭合开关后,电路为灯泡L1和L2组成的并联电路,电流表接在干路中,测量的是干路电流,不能测量通过灯泡L2的电流;
D.图D中闭合开关后,电路为灯泡L1和L2组成的串联电路,串联电路中电流处处相等,电流表能正确测量出通过灯泡L2的电流。
D
87.5%
知识点强化训练
【例题6】(2025年吉林长春中考题)在“探究串联电路中各处电流的关系”的实验中:
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物图连接完整,使电流表测量A点的电流。
【解析】(1)由图甲可知电路为灯泡L1和L2组成的串联电路,电流表测量A点的电流,电流表负接线柱接电源负极,两个灯泡串联。
知识点强化训练
【例题6】(2025年吉林长春中考题)在“探究串联电路中各处电流的关系”的实验中:
(2)连接电路时开关应___________。正确连接电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,为_______A,继续测量、两点的电流,填入表格中。
A点的电流IA B点的电流IB C点的电流IC
1 0.30 0.30
2 0.28 0.28 0.28
3 0.22 0.22 0.22
【解析】(2)为了保护电路,连接电路时开关应处于断开状态。
由图丙可知电流表使用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A.
断开
0.30
知识点强化训练
【例题6】(2025年吉林长春中考题)在“探究串联电路中各处电流的关系”的实验中:
(3)换用不同规格的灯泡,再测出两组实验数据,并填在表格中。请指出表格设计的不足之处:_______________________________。
(4)完善表格后,分析实验数据,得出结论:在串联电路中电流处处______。
A点的电流IA B点的电流IB C点的电流IC
1 0.30 0.30
2 0.28 0.28 0.28
3 0.22 0.22 0.22
【解析】(3)表格中电流没有单位,即表格设计的不足之处为:电流的测量值没有单位。
(4)由表格数据可知,串联电路中各点的电流相等,故可得出结论:在串联电路中电流处处相等。
电流的测量值没有单位
相等
知识点强化训练
【例题7】小聪和小明在“探究并联电路中电流的规律”的实验中:
(1)他们按如图甲的电路图连接电路,在图乙的实物图中还差一根导线没有连接,请在图中画出该条导线。
【解析】(1)根据实物图可知,该电路为灯泡L1和L2组成的并联电路,电流表A2与L2串联接在一条支路,电流表A1和L1串联接在另一条支路,电流表A接在并联电路的干路上。按照图甲电路图,将灯泡L1和L2的左端接线柱用导线连接起来即可。
知识点强化训练
【例题7】小聪和小明在“探究并联电路中电流的规律”的实验中:
(2)在实验过程中,L2突然熄灭,L1亮度不变,电路可能出现的故障是L2_____路。
【解析】(2)由电路图可知灯泡L1和L2并联。在实验过程中,L2突然熄灭,L1亮度不变,所以电路可能出现的故障是L2断路。若L2短路时,L1也会同时被短路,不会发光。
断
知识点强化训练
【例题7】小聪和小明在“探究并联电路中电流的规律”的实验中:
(3)排除故障后,用电流表测出通过L1、L2和干路的电流,记录如表,第3次实验时电流表A1的指针指在如图丙的位置,其读数应为_____A;小聪分析实验数据后得出结论:并联电路干路电流等于各支路电流之和,且各支路电流相等。小明认为小聪的结论可能不正确,为了验证这个结论是否正确,他们应该更换规格_________(选填“相同”或“不同”)的灯泡再次实验.
【解析】(3)由图丙可知电流表使用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.24A;为了寻找普遍规律,应该换用不同规格的灯泡进行多次实验;之所以得出并联电路中各支路的电流相等的结论,是因为选用了两个规格相同的小灯泡进行实验,因此得出的该结论不具有普遍性。
A1的示数/A A2的示数/A A的示数/A
1 0.18 0.18 0.36
2 0.2 0.2 0.4
3
0.24
不同
知识点强化训练
【例题7】小聪和小明在“探究并联电路中电流的规律”的实验中:
(4)本实验要进行多次实验的目的是__________________。
【解析】(4)实验要进行多次实验的目的是为了寻找普遍规律,使得出的实验结论具有普遍性。
A1的示数/A A2的示数/A A的示数/A
1 0.18 0.18 0.36
2 0.2 0.2 0.4
3
寻找普遍规律
复习与提高: 1、2、3、4、5、6、7、8、9题
课后作业