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第十五章 电流和电路
一、两种电荷
1.摩擦起电
(1)定义:用摩擦的方法使物体带电。
(3)实质:不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体。
2.两种电荷
(1)正电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
(2)负电荷:毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
(3)相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3.验电器
(1)原理:同种电荷相互排斥。
(2)作用:检验物体是否带电。
(3)使用:观察验电器箔片的张角。
4.原子
(1)构成:由原子核和核外电子组成。
(2)带电情况:原子核带正电,核外电子带负电。
5.导体和绝缘体
(1)导体:容易导电的物体。举例:金属、大地、人体、石墨、酸碱盐的水溶液等。
(2)绝缘体:不容易导电的物体。举例:橡胶、玻璃、陶瓷、塑料等。
(3)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物体。举例:硅、锗是重要的半导体材料。
二、电路
1.电路的组成
(1)电源:提供电能的装置,将其他形式的能转化为电能。
(2)用电器:消耗电能的装置,将电能转化为其他形式的能。
(3)开关:控制电路的通断。
(4)导线:将电源、用电器、开关连接起来,形成电流的通路。
2.三种电路:通路、断路和短路
3.串联电路和并联电路
三、电流
1.形成
电荷的定向移动形成电流。
2.方向
把正电荷定向移动的方向规定为电流方向。
3.电流
表示电流强弱的物理量。
4.单位
安培(A)。常见单位:毫安(mA)、微安(μA)
1 μA=10-6 A 1 mA=10-3 A
5.电流表
(1)量程:①0~0.6 A,每小格表示的电流是0.02 A;②0~3 A,每小格表示的电流是0.1 A。?
(2)读数:①明确量程;②确定分度值;③接通电路后看指针向右偏过了多少格,用格数乘以分度值即为读数。
(3)使用方法。①二要:一要将电流表串联在电路中;二要使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。②二不:被测电流的大小不要超过电流表的量程;绝对不允许不经过用电器而把电流表直接接到电源的两极上。
6.串、并联电路的电流规律
(1)串联电路中电流处处相等,即I=I1=I2。
(2)并联电路中干路的电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2。
1.如图所示,把一根塑料绳的一端扎紧,从另一端撕开许多细丝,用干燥的手从上向下捋几下,发现细丝张开了。下列分析正确的是( )
A.细丝张开的原因是带了异种电荷互相吸引
B.细丝张开的原因与验电器的工作原理相同
C.细丝带了电是通过摩擦的方法创造了电荷
D.细丝带上了电的实质是分子在物体间的转移
答案:B
解析:用干燥的手从上向下在塑料绳上捋几下,手与塑料绳反复摩擦,使塑料绳带上了同种电荷,因为同种电荷相互排斥,故细丝会张开,验电器就是利用同种电荷相互排斥的原理,故A错误,B正确;细丝带了电是电荷的转移,而不是创造了电荷,故C、D错误。
2.小青把以下物品分成两类:①铅笔芯、铜线、盐水;②塑料尺、橡皮擦、油。他分成两类后的物品分别属于( )
A.固体和液体 B.导体和绝缘体
C.金属和非金属 D.晶体和非晶体
答案:B
解析:从题目中的分类来看,铅笔芯、铜线、盐水都容易导电,属于导体,而塑料尺、橡皮擦、油都不容易导电,属于绝缘体。
3.如图所示的电路中,闭合开关S1和S2,则( )
A.灯泡L1亮,L2不亮
B.灯泡L2亮,L1不亮
C.灯泡L1、L2都不亮
D.灯泡L1、L2都亮
答案:B
解析:由题图可知,闭合S1和S2,开关S2将灯泡L1短接,电路中只有灯泡L2,所以灯泡L1不亮,L2亮,故选项B正确。
4.如图所示的电路,当开关S闭合后,电流表测量的是通过 (选填“电源”“L1”或“L2”)的电流,电流表的指针偏转如图所示,电流表的示数为 A。?
答案:L2 0.28
解析:由题图可知,灯泡L1和L2并联,电流表测的是通过L2的电流;电流表所选用的量程为0~0.6 A,其示数为0.28 A。
1.如何判断物体的带电情况
根据电荷间相互作用规律判断物体的带电情况的关键是正确理解电荷间的相互作用规律。
【例1】三个悬挂着的轻质带电小球,相互作用情况如图所示,那么甲、乙、丙的带电情况是( )
A.甲、乙球带异种电荷
B.乙、丙球带同种电荷
C.如果甲球带正电荷,则丙球带负电荷
D.如果甲球带正电荷,则丙球带正电荷
解析:三个悬挂着的轻质小球均带电,由题图可知,甲、乙相互排斥,乙、丙相互吸引,因同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引,所以,甲、乙带同种电荷,乙、丙带异种电荷,故A、B错误;如果甲球带正电荷,则乙球带正电荷,丙球带负电荷,故C正确、D错误。
答案:C
甲、乙、丙三个轻质小球,甲球排斥乙球,乙球吸引丙球,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两球一定带异种电荷
B.甲、乙两球一定带同种电荷
C.乙、丙两球一定带异种电荷
D.乙、丙两球一定带同种电荷
答案:B
解析:甲球排斥乙球,甲、乙两球一定都带同种电荷,乙球吸引丙球,丙球有两种可能,带有与甲、乙两球不同种的电荷,或者不带电,故选项B正确,选项A、C、D错误。
2.识别串联电路和并联电路
串联和并联是电路的两种基本连接方式,是分析电路结构的基础。正确识别串、并联电路,是学好电学的基础。
【例2】 在如图所示的电路图中,要使灯泡L1和L2组成串联电路,应该( )
A.只闭合S3 B.只闭合S2
C.同时闭合S1和S2 D.同时闭合S1和S3
解析:当只闭合S3时,电路中只有灯泡L2中有电流通过,故选项A错误;当只闭合S2时,电流流向为电源正极→灯泡L2→灯泡L1→开关S2→电源负极,这时电流依次流过灯泡L2和L1,所以灯泡L1和L2组成串联电路,故选项B正确;同时闭合S1和S2,则电源两端直接用导线连接起来,造成电源短路,这是绝对不允许的,故选项C错误;同时闭合S1和S3,这时电流分别流过灯泡L1和L2,所以灯泡L1和L2组成并联电路,故选项D错误。
答案:B
如图所示的四个电路图中,各开关都闭合后,灯泡L1与L2串联的是( )
答案:D
解析:A、B两图中流过两灯的电流不同,属于并联电路;C图中当开关S1闭合时,L2将被短路,电路中只有L1接入电路;D图中电流只有一条路径,且各元件顺次连接,属于串联电路。
3.巧用假设法判断电路故障问题
所谓假设法,就是假设电路某个地方有故障,判断会发生什么情况,再与题目中所给的条件相比较进行判断。
下表为几种常见的电路故障分析。
【例3】 某实验小组用两个相同的小灯泡连接了如图所示的串联电路,当开关闭合后发现,甲、乙两灯都不亮,为了找到故障原因,小张用一根导线来检查。当导线与A、B两点连接时,甲灯不亮乙灯亮;当导线与B、C两点连接时,两灯都不亮。由此推测故障是( )
A.A、B两点间存在短路
B.A、B两点间存在断路
C.B、C两点间存在短路
D.B、C两点间存在断路
解析:闭合开关时两灯均不亮,说明电路中某处断路,或是两灯均短路;用导线先并联在A、B两端时,发现甲不亮,乙亮,说明电路通路,两灯泡不可能短路,乙不可能断路;因导线并联在B、C两端时,灯均不亮,说明甲不可能短路,只能为A、B间发生了断路(开路)。
答案:B
第十五章 电流和电路
考点回顾
1.(2018·四川自贡中考)如图所示,用带电棒接触原来不带电的验电器的金属球,发现验电器的金属箔张开,下列判断正确的是( )
A.带电棒一定带负电
B.带电棒一定带正电
C.两片金属箔一定带同种电荷
D.两片金属箔一定带异种电荷
2.(2018·湖南长沙中考)家庭厨房抽油烟机主要是由排气扇和照明灯泡组成,它们既能同时工作,又能分别独立工作。小明设计了抽油烟机的简化电路图,其中合理的是( )
3.(2018·湖南常德中考)现有A、B、C三个轻质小球,已知A带负电,A和B互相吸引, B和C互相排斥,则B (选填“带正电”“带负电”或“不带电”),A和C互相 。?
4.(2018·四川眉山中考)根据下面左侧电路实物图,在下面右侧方框内画出对应的电路图。
5.(2018·四川成都中考)在连接串联电路实验中,实验电路如图所示。
(1)在连接电路时,开关应该处于 状态。?
(2)连接好电路后闭合开关S,小慧发现L1、L2两只灯泡都不亮。她用手按一下灯泡L1,L1、L2仍然都不亮;按一下灯泡L2,两灯都亮;松开手两灯又不亮。则故障可能是 (选填“L1灯丝断了”“L2灯丝断了”“L1短路”或“L2与灯座接触不良”)。?
(3)排除故障后,闭合开关两灯同时亮,断开开关两灯同时灭;将开关S换接到L1和L2之间、L1和电池负极之间,观察到同样的现象。这样操作的目的是探究 。?
实战练习
1.下列常见的物体通常情况下都属于绝缘体的一组是( )
A.汽油和盐水 B.黄铜和石墨
C.人体和大地 D.塑料和陶瓷
2.
将带正电的玻璃棒靠近泡沫球,出现如图所示情形。若改用带负电的橡胶棒靠近这个泡沫球,下列推理正确的是( )
A.若相互吸引,则泡沫球带正电
B.若相互吸引,则泡沫球不带电
C.若相互排斥,则泡沫球带正电
D.若相互排斥,则泡沫球不带电
3.如图所示,取两个相同的验电器A和B,使A带负电,B不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来。下列说法正确的是( )
A.B中的正电荷通过金属棒流向A,A的金属箔张角减小
B.A中的自由电子通过金属棒流向B,B的金属箔张角增大
C.A中的负电荷通过金属棒流向B,B中的正电荷通过金属棒流向A
D.金属棒中瞬间电流的方向从A流向B,B的金属箔张角增大
4.在如图所示的电路中,正确的说法是( )
A.闭合S1,断开S2,L1发光,L2不发光
B.闭合S1、S2,L1、L2都发光
C.S1、S2都断开,L1、L2都不发光
D.闭合S2,断开S1,L1、L2都发光
5.现代社会倡导文明出行,某班同学对十字路口人行横道的红、绿交通信号灯进行了观察,画出了如图所示的控制人行红、绿灯的电路图,你认为可行的是( )
6.对如图所示电路的分析,下列说法错误的是( )
A.当断开S1、S2,闭合S3时,R1与R2为串联
B.当断开S3,闭合S1、S2时,R1与R2为并联
C.当断开S1,闭合S2、S3时,R1与R2为串联
D.只要同时闭合S1、S3,就会出现短路现象
7.如图所示电流表的读数为( )
A.0.46 A B.0.52 A
C.2.46 A D.2.6 A
8.
如图所示,在探究串联电路的电流关系时,小明用电流表分别测出a、b、c三处的电流为Ia=0.2 A、Ib=0.2 A、Ic=0.2 A。记录数据后,他下一步应该做的是( )
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
D.换用电流表的另一量程,再测出一组电流值
9.某同学利用图示电路研究并联电路电流的规律。闭合开关S再迅速断开,发现接通电路的短时间内,两只小灯泡均发光,电流表的指针正向偏转超过最大刻度。产生这种现象的原因可能是( )
A.小灯泡L1发生短路 B.小灯泡L2发生短路
C.电流表使用的量程小了 D.电流表的接线柱接反了
答10.用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒由于失去电子而带 电。如图所示,用这个玻璃棒靠近悬挂的气球,气球被推开,则气球带 电。?
11.下图为某宾馆的房卡。只有把房卡插入槽中,房间内的灯和插座才能有电。房卡的作用相当于一个 (填电路元件)接在干路上;房间里有电灯、电视等用电器,它们是 联的。?
12.右图是一种LED手电筒,它用两节干电池作电源,由5只LED并联组成,每只LED的额定电流为15 mA,则这种LED手电筒正常工作时的总电流为 mA。?
13.为节省电能,楼道中的照明灯只有同时满足“天黑和有人路过楼道”时,才会自动亮。为满足用户要求,小强设计出了楼道照明灯的“智能控制电路”,控制电路由“光控开关”和“声控开关”组成,完成下面电路的连接。
14.示教板上面安装两个完全相同的灯泡,都能发光。在不看示教板背面电路连接,不用其他任何仪器的情况下,判断它们是串联还是并联。
方法 现象 结论
串联
并联
参考答案
答案C
答案D
答案带正电 吸引
答案如图所示
答案(1)断开 (2)L2与灯座接触不良 (3)串联电路中开关的作用
答案D
解析汽油、塑料、陶瓷不容易导电,是绝缘体;盐水、黄铜、石墨、人体、大地都容易导电,是导体,故选项D正确。
答案B
解析带电体能够吸引轻小物体,异种电荷相互吸引,带正电的玻璃棒靠近泡沫球相互吸引,小球有可能不带电或带负电;改用带负电的橡胶棒靠近这个泡沫球,若相互吸引,则小球不带电,选项B正确,选项A错误;若相互排斥,则小球带负电,选项C、D错误。
答案B
解析A带负电,B不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来,A上的部分负电荷会转移到B上,因此验电器B的金属箔由于带负电会张开;电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,因此电流方向是由B到A。故应选B。
答案D
解析闭合S1会造成电源短路,这是不允许的,不管S2有无闭合,L1、L2都不发光,故A、B错误;S1、S2都断开,则L1灯跟电源构成通路,L1灯亮,L2灯不亮,故C错误;闭合S2,断开S1,灯L1、L2并联,L1、L2都发光,故D正确。
答案B
解析两开关均闭合时红绿交通信号灯同时发光,只闭合一个开关均不发光,故A不正确;只闭合开关S1时红灯亮,只闭合开关S2时绿灯亮,两灯独立工作,互不影响,故B正确;两开关都闭合时会造成电源短路且两灯泡不发光,任何一个开关断开时红绿交通信号灯同时发光,故C不正确;当只闭合开关S2时,两灯泡都发光,只闭合S1时绿灯亮,故D不正确。
答案C
解析当断开S1、S2,闭合S3时,R1与R2为顺次连接,是串联,故选项A正确;当断开S3,闭合S1、S2时,R1与R2为并列连接,是并联,故选项B正确;当断开S1,闭合S2、S3时,R2被短路,电路为R1的基本电路,故选项C错误;只要同时闭合S1、S3,电流从正极流出通过S1、S3直接流入电源负极,形成电源短路,故选项D正确。
答案B
解析电流表的量程选用0~0.6A,分度值为0.02A,此时电流表示数为0.52A,选项B正确。
答案C
解析测出了一组实验数据,一次测量具有偶然性,不能得出普遍规律,为了得出普遍规律,应换用不同规格的灯泡进行多次实验,测出多组实验数据,然后分析实验数据,从而得出实验结论,故选项C正确,选项A、B、D错误。
案C
解析两只小灯泡均发光,说明不可能发生短路,而电流表的指针正向偏转超过最大刻度,说明电流表的量程选小了。
答案正 正
解析用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒由于失去电子而带正电。因为同种电荷相互排斥,而玻璃棒靠近悬挂的气球,气球被推开,则气球与玻璃棒带同种电荷,都带正电。
答案开关 并
解析当房卡插入槽中,房间内的灯和插座才能有电,说明房卡的作用相当于开关接在干路上;房间里的电灯、电视等用电器是并联的。
答案75
解析并联电路中的总电流等于各支路电流之和,故这种LED手电筒正常工作时的总电流为5×15mA=75mA。
答案设计电路如下:
解析晚上,天黑光控开关闭合,有人走动发出声音,声控开关闭合,灯亮,说明两个开关不能独立工作,即两个开关串联,再和灯泡串联。
答案
方法 现象 结论
拧下一只灯泡 另一只灯泡灭 串联
另一只灯泡仍亮 并联
解析判断两灯是串联还是并联,就要根据串联和并联的特点来判断。在串联电路中,各用电器之间互相影响,电路中某处断路,其他所有用电器不能正常工作;在并联电路中,各用电器之间互不影响,某个用电器断路,不影响其他用电器。
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