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第四章 电路探秘 知识复习提纲第1节 电路图电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路的通断的开关和输送电能的导线等元件组成的电流路径。1、家庭和工厂用电是发电厂利用发电机通过电网远距离输送过来的。2、电源：像发电机、电池(1.5伏)、蓄电池(2伏)哪样能提供电能的装置叫电源。3、电路：把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流路径。1)电源的作用：维持电路中有持续电流，为电路提供持续的电能。电流从电源的正极出发，回到电源的负极。（正出负进）2)开关的作用:控制电路通、断(控制电流的有无)。开关相当于导线，只能与被控制的用电器串联。开关不是用电器。开关闭合时相当于导线。开关被导线短路时，开关不起作用。连接电路时，开关一定要断开。开关将灯短路时(开关与灯并联)，开关闭合灯不亮，开关断开灯亮。多个开关同时控制同一盏灯，多个开关与灯都是串联。两开关分别与对应的用电器串联后，两路再关联。两电器可独立工作互不影响。串联电路开关控制整个电路所有用电器；并联电路干路开关，控制整个电路所有用电器；支路开关控制该支路电路的用电器，各支路用电器互不影响。3)用电器：小灯泡、电铃等利用电流来工作的设备。用电器的作用：消耗电能。 电灯：电能转化为光能和热能；电饭锅：电能转化为热能；电风扇：电能转化为机械能。4)导线的作用是连接各电路元件，形成通电的路径，为电路(用电器)输送电能。4、持续电流存在的条件：除电路中有电源外，电路还必须是通路，这两个条件缺一不可。5、电路的三种状态：1) 通路：接通的电路。 电路中有电流，用电器正常工作2) 开路(断路)：断开的电路。 电路中没有电流，用电器不工作3)短路：不经过用电器，直接用导线接在电源两极上。电路中电流很大(过大)，可能损坏电源或发生火灾。(不允许)如右图导线A跨接在开关的两个接线柱上会发生开关短路现象，开关不起作用;导线A跨接在灯泡两端的接线柱上又会发生电源短路现象，损坏电源或发生火灾。AB短路AB用电器短路。如右图B灯泡短路不亮，同时A灯泡变亮。注：B灯泡没有电流流过，不会烧坏。电路还有A灯泡工作，电源没有短路，电源不损坏。6、画电路图时要注意：元件分布要均匀；位置安排要适当；元件不画拐角处。导线横竖要平直；图形美观成矩形；矩形棱角要分明。7、串、并联电路：串联电路：把电路元件逐个顺次连接起来的电路。特点：电流从电源的正极流出，依次经过开关、用电器流回负极;电流只有一条路径;开关同时控制所有用电器的通断。l 将一盏灯短路后，该灯不亮，另一盏灯会更亮。识别串联电路的方法：(1)从连接方式(电流的路径)去识别：串联电路中，没有其它支路，整个电路只有一条电流的路径。(2)从电路的通断去识别。断开任意一个用电器，整个电路的电流就被切断，即在串联电路中各用电器彼此互相影响。(3)通过实验识别。只用一个电键就可以控制串联电路的所有用电器。并联电路：把元件的两端分别并列地连接起来接入电路。分支点：并联用电器的连接点干路：从电源两极到两个分支点的那部分电路。支路：两个分支点之间的电路。特点：电流有两条及两条以上支路;断开任一支路，其余支路仍然是通的，各支路互相不影响。L1支路被短路，L2支路也会被短路。手电筒的电路图并联电路的识别方法：(1)从连接方式(电流的路径)去识别：并联电路中有两条及两条以上支路。(2)从电路通断去识别：并联电路中，断开任意一条支路，其余支路仍然是通的。即每条路径都是一个独立的工作电路，各支路用电器彼此互不影响。(3)通过实验观察去识别：电路中的开关不只是一个，其中有一个开关控制整个电路的所有用电器，其余的开关控制各自支路的用电器。8、实例：手电筒的电路图(注意：手电筒电池的正极连接灯泡)打开冰箱门时，灯亮了，压缩机停止了工作，所以电冰箱内的压缩机和灯泡是并联的。马路、教室灯是并联的。小彩灯一般是串联的。第2节 电流的测量1、电流的方向：规定是正电荷定向移动的方向。电源外部(在外电路中)电流的方向：从电源的正极流向电源的负极。2、电流形成原因：导体中电荷的定向移动形成的。金属导体中的电流是由带负电的电子的定向移动产生的，它们从电源的负极经导线流向正极。所以电子(负电荷)定向移动方向与电流方向相反。3、电流强度(符号I)，简称为电流，用来描述电流的强弱。4、电流单位：安培，简称安(A) 更小的单位为毫安(mA)和微安(A)。换算关系：1A103mA，1mA10-3A; 1mA103A，1A 10-3mA;1A= 106A，1A=10-6AA5、电流表：符号： 作用：测量电路中电流的大小。读数规则：使用00.6A量程时，每大格表示0.2A，每小格表示0.02A。使用03A量程时，每大格表示1A，每小格表示0.1A。使用规则：(1)正确选择量程，被测电流不得超过电流表的量程，否则将损坏电流表或打歪指针。在不能预先估计被测电流大小的情况下，先选用较大量程，拿一个线头迅速试触电流表较大量程的一个接线柱，如指针偏转很小，则换较小的量程。(2)电流表相当于一根导线，只能与被测电路(用电器)串联。电流表不是用电器。(3)使电流从电流表的“”极接线柱流进，“”极接线柱流出。(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，否则，电流表会因通过的电流太大而烧毁。联入电路后可能出现的问题：（1）指针不偏转：可能电路有断开的地方。(2)指针偏转过激，超过满刻度又被弹回，说明量程选小了。(3)指针偏转很小，说明量程选大了。(4)指针反向偏转，接线柱接反了。6、串联电路中的电流处处相等。I=I1=I2=并联电路干路中的总电流等于各支路中的电流之和。I=I1+I2+记录一组数据后，换用不同规格的小灯泡，再测出几组电流值 (或改变电源电压的大小，再测出几组电流值)。电路故障分析方法故障类型 短路：电路被短路部分有电流通过（电流表有示数）被短路两点之间没有电压（电压表无示数） 断路：电路断路部分没有电流通过（电流表无示数）断路两点之间有电压（电压表有示数），断路同侧导线两点无电压（电压表无示数）电路故障分析思路 认真审题，判断电路各元件连接方式，明确电流表、电压表测量的元件，各开关控制的元件。 根据故障现象分析有无电流，得出电路是短路还是断路。 根据电表示数变化分析找出故障位置。利用电流表、电压表判断电路故障（1）电流表示数正常而电压表无示数“电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表。故障原因可能是：电压表损坏； 电压表接触不良； 与电压表并联的用电器短路。（2）电压表有示数而电流表无示数“电压表有示数”表明电路中有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表。故障原因可能是：电流表短路； 和电压表并联的用电器断路（3）电流表电压表均无示数“两表均无示数”表明无电流通过两表，除了两表同时短路外，可能是干路断路导致无电流。 利用电导线判断电路故障（主要判断断路故障）电路中无电流或灯泡不发光：将导线接在两点间，如果电路中有电流（或电路中灯泡发光了），说明此两点间有断路。第3节 物质的导电性AS待测物体电流表检测法S待测物体小灯泡检测法什么办法可以显示或说明电路中有电流通过？你能设计一个实验方案吗？1、导体：容易导电的物质。金属、石墨、人体、大地和酸、碱、盐的水溶液都是导体。2、绝缘体：不容易导电的物质（电阻非常大，导电能力非常弱的物质）。橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木头、酒精、油和干燥的空气都是绝缘体。3、导电相对性：有些绝缘体在一定的条件下可以变成导体，导体和绝缘体没有绝对的界线。如蒸馏水（纯净水）不导电，而普通水能够导电（普通的水里含有大量的杂质）。常温下玻璃不导电，而烧红的玻璃能够导电。干木不导电，而湿木导电。低电压下空气不导电，高电压下空气能够导电。4、半导体：导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。常见的半导体：硅、锗、砷化镓。5、原子结构：原子是由带正电的原子核和绕原子核高速运动的带负电的电子所构成。6、金属导电原因:金属内部原子核位置是相对固定的，但有大量能自由移动的电子，它们能从一个地方移动到另一个地方，所以金属能导电。非金属不导电原因：非金属中，几乎没有自由移动的电子（或电荷）。7、电阻：导体对电流的阻碍作用。用来比较各种材料导电能力的强弱，电阻越大，导体对电流的阻碍作用越强。A待测导体电阻符号：R 单位：欧姆，简称欧 单位符号： 其他单位：千欧(K)、兆欧(M) 1兆欧(M)103千欧(K)106欧()第4节 影响导体电阻大小的因素1、提出问题：影响导体电阻大小的因素有哪些？或物质的导电能力跟哪些因素有关？建立假设：可能与材料、长度、粗细、温度有关设计实验方案：(1)电路图(2)方法：用控制变量法。结论1:导体电阻大小与长度有关，导体的材料、粗细（横截面积）都相同时，导体越长，电阻越大; 导体越短，电阻越小。结论2：电阻大小与导体粗细(横截面积)有关，导体的材料、长度都相同时，电阻越细，电阻越大;电阻越粗，电阻越小。导体的电阻跟长度、横截面积的关系可以用人在街上行走作比喻，街道越长，街面越窄，行人受到阻碍的机会越多。同理，导体越长、越细，自由电子定向移动受到碰撞的机会就会越多。结论3：导体电阻大小与材料有关，在同样条件下，不同材料的导体电阻不同。结论4: 导体电阻大小还与温度有关，温度升高，金属导体的电阻会增大；温度降低，金属导体的电阻会减小。2、有些材料的导体温度降到一定的程度时，电阻会突然消失，这就是超导现象。3、如何用实验法验证金属导体的电阻大小与温度有关？设计实验方案：用金属钨丝连成如图所示的电路，闭合开关S，发现灯泡L变亮，并用酒精灯给钨丝加热，发现灯泡变暗。结论：电路中钨丝的电阻随温度的升高而增大4、人的平均电阻：10002000欧。不同的人电阻不同;同一个人在不同情况下的电阻也不同，气温高或人体出汗时，人体电阻小，气温低或人体皮肤干燥时，人体电阻大。5、电阻公式（R电阻，L长度，S横截面积，电阻率）6、银的导电性能最好，陶瓷的绝缘性能最好。在相同条件下，银 、铜、铝的电阻很小，镍铬合金的电阻较大，电木和橡胶的电阻很大。所以一般用电阻很小而又较便宜的铜或铝来做导线。用电阻较大的镍铬合金材料做电炉、电饭锅的电阻丝（不易在高溫下氧化）。用电阻很大的电木和橡胶做绝缘体。#P140选择什么材料的导体（铜线、镍铬合金线）进行实验？为什么？由于不能太长（一般不超过1米），铜的电阻很小不便于宏观研究，所以一般选用电阻率较大的镍铬合金线进行实验。#P140用什么方法可较准确地测量一根金属导线的直径或截面积？采用累积法减小误差。把金属丝在铅笔上紧密地绕一层，测量n=2050圈的长度L，求平均值可算得金属丝的直径d。#P140 如何选择实验用的导线？为什么？选择导线：(1)电阻率较大的同种材料如镍铬合金线。(2)相同长度如50cm (3)粗、细不同的两根导线，分别作试验。用控制变量法，控制其它因素相同，便于比较粗细这一因素的影响。#P141 为了比较两种材料的导电能力，两根金属丝需要相同的长度和粗细，为什么？用控制变量法，控制其它因素相同，便于比较材料这一因素的影响。第5节 变阻器的使用1、电灯亮度、电视音量变化都是由于通过它们的电流大小不同引起的。如电流大，电灯亮。2、电阻的符号：3、滑动变阻器：滑动变阻器靠改变滑片的位置，从而改变接入电路的电阻线的有效长度来改变电阻，达到改变电路中电流的目的4、变阻器的铭牌上标着“50 1.5A”，意义是什么？表示该滑动变阻器的最大电阻是50欧，允许通过的最大的电流值是1.5A。5、滑动变阻器使用规则：(1)每一个变阻器都有规定的最大电阻和允许通过的最大电流，使用时要根据需要进行选择，不能使通过的电流超过最大值，否则会烧坏变阻器。(2)要使变阻器控制电路的电流，变阻器要串联连入电路。(3)接线柱要“一上一下”地选取。不能“上上下下”连接，“上上”连接，电阻最小近似为0且保持不变;“下下”连接，电阻最大且保持不变。(4)通常在使用前应将电阻调到最大，即离下端接线柱最远的位置。6、连入电路的有效长度是从下端接线柱到滑片位置的电阻线长度。接入的下端接线柱为左下端时，滑片向左移，电阻变小；向右移，电阻变大。接左下左移小右移大。 接入的下端接线柱为右下时端，滑片向右移，电阻变小;向左移，电阻变大。接右下右移小，左移大。第6节 电压的测量1电压是电路中产生电流的原因。电压使电路中电荷发生定向移动，使正电荷从正极流向负极，或者使负电荷从负极流向正极，这样在电路中就产生了电流。电路两端没有电压，就没有电流。2电源是提供电压的装置。电源的作用跟抽水机相似，在电路中，电源在工作时不断地使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，保持电路两端有一定(稳定)的电压，使电路中有持续的电流。3电压 符号：U 单位：伏特，简称伏 单位符号：V 常用单位：千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(V)等。单位换算:1kV=1000V, 1V=10-3kV；1V=1000mV, 1mV= 10-3V；1mV=1000V ,1V=10-3mV ； 1V=106V, 1V=10-6V 1千伏=103伏=106毫伏=109微伏V4常见电压值：干电池每个：1.5伏；蓄电池每个：2伏; 对人体的安全电压：不高于36伏；家庭电路的电压：220伏。5电压表:测量电压的大小 电路符号:读数规则：量程：03V；每大格1V；每小格(最小刻度)0.1V 量程：015V；每大格5V；每小格(最小刻度)0.5V使用规则：(1)校正调零。(2)选择正确的量程。事先不能估测出电压大小时，要用大量程迅速试触，电压小于3伏时，选择0-3伏量程。(3) 电压表可看作开路(断路，分析电路时可以拿掉)，电压表只能并联在被测电路的两端，不影响用电器工作。(4)必须使电流从电压表的“+”接线柱流进，从“”接线柱流出。(5)被测电压不要超过电压表的量程。(6)电压表可以直接连到电源的正、负极上，测出的示数是电源的电压。(7)每次检查无误后再闭合开关，每次读数后都应及时断开开关。联入电路后可能出现的问题：（1）指针不偏转：可能电路有断开的地方或电压表被短路。(2)指针偏转过激，超过满刻度又被弹回，说明量程选小了。(3)指针偏转很小，说明量程选大了。(4)指针反向偏转，接线柱接反了。6串联电池组电压U串=nU1，提供大电压。并联电池组电压U并=U1，提供大电流。第7节 电流、电压和电阻的关系1保持电阻不变，改变电压，研究电流与电压之间的关系。2保持电压不变，改变电阻，研究电流与电阻之间的关系。#P152思考：电流表和电压表分别测量什么物理量？滑动变器R起什么作用？如果不用R，有无另外方法改变电阻上的电压呢？答：(1)电流表测量通过导体(电阻R)的电流，电压表测量导体(电阻R)两端的电压。(2)在研究电阻一定，电流与电压的关系时，通过调节变阻器R ，使定值电阻R两端的电压发生改变。在研究电压一定，电流与电阻的关系时，通过调节变阻器R ，使定值电阻R两端的电压保持不变。(3)如果不用R，可以用直接改变电源电压的方法，改变电阻两端的电压。电流(I)电压(V)电压()注意：公式中U、I、R只能是对同一导体而言。3欧姆定律：导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。 适用范围：欧姆定律适用于纯电阻电路，如只接有电阻器、电热器、白炽灯的电路。而不适用于非纯电阻电路，如接有电动机、日光灯的电路。4对公式的理解：(1)当导体的电阻不变时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。（注意：这里导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一导体而言，同时这个结论不能反过来说。因为是导体两端有电压，才使导体中有电流）(2)当导体两端的电压不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比。（注意：电流和电阻也是针对同一导体而言。这个结论也不能反过来说。由于电阻是导体本身的一种性质，只由导体本身的因素决定，而与导体中是否通有电流及电流大小无关）此时滑动变阻器的作用：通过调节变阻器R ，使定值电阻R两端的电压保持不变。(3)当导体中的电流不变时，电压与电阻成正比。(这个结论也不能反过来说)第8节 电路的连接1串联电路的特点开关同时控制所有用电器的通、断。各用电器相互影响，“一灭全灭”。串联电路中的电流处处相等。I=I1=I2=串联电路两端的总电压等于各串联导体两端电压之和。U总=U1+U2+串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和。R总=R1+R2+把几个导体串联起来，相当于增加了导体的长度。串联电路总电阻比任何一个串联导体的电阻都大。 串联电路电流处处相等，所以串联电路中导体两端的电压与电阻成正比，即当电源电压不变时，串联电路中电阻小的分到电压小，电阻大的分到电压大。#P157为什么串联电路各处的电流相等？答：在串联电路中，电流通过的路径只有一条。单位时间内通过导体横截面的电荷数处处相等，即电路中电流处处相等。2并联电路地特点：干路开关控制整个电路上的用电器。支路开关控制该支路上的用电器。各支路上的用电器相互不影响。并联电路干路中的总电流等于各支路中的电流之和。I=I1+I2+并联电路各支路两端的电压相等。U=U1=U2=并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。 1/R总=1/R1+1/R2。把几个导体并联起来，相当于增加了导体的横截面积。几个导体并联后的总电阻比任何一个并联导体的电阻都小。并联电路各支路两端的电压相等。所以IR=I1R1=I2R2=，电阻小的支路电流大，电阻大的支路电流小。#P158为什么并联电路的干路电流等于两个支路的电流之和？答：在并联电路中，一条干路，若分成二条支路，单位时间里通过