初中物理电流和电路讲义

1 第五章电荷和电路第五章电荷和电路 考点及命题趋势考点及命题趋势 1 电学部分是初中物理相对独立的一部分 在中考中的占分比例仅次于力部分 综观历年中考 试题 本章考点主要分布在 电流的概念及方向 能区分导体和绝缘体 区分串 并联电路并 据要求设计电路 串 并联电路的电流特点 电流表的使用 2 题型几乎都有涉及 以选择题 填空题 实验题和计算题为主 其中电学实验每年必考 知识点概要知识点概要 5 15 1 电荷电荷 一 电荷电荷 1 1 带了电 荷 摩擦过的物体有了吸引物体的轻小物体的性质 我们就说物体带了电 带电体的 基本性质 吸引轻小物体 轻小物体指 碎纸屑 头发 通草球 灰尘 轻质球等 2 2 使物体带电的方法 摩擦起电 定义 用摩擦的方法使物体带电 原因 不同物质原子核束缚电子的本领不同 实质 电荷从一个物体转移到另一个物体使正负电荷分开 能的转化 机械能 电能 接触带电 物体和带电体接触带了电 如带电体与验电器金属球接触使之带电 感应带电 由于带电体的作用 使带电体附近的物体带电 3 3 两种电荷 正电荷 规定 用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电 实质 实质 物质中的原子失去了电子 负电荷 规定 毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电 实质 实质 物质中的原子得到了多余的电子 4 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 5 验电器 构造 金属球 金属杆 金属箔 作用 检验物体是否带电 还能检验物体带电多少 原理 同种电荷相互排斥 6 6 电荷量 定义 电荷的多少叫电荷量 简称电量 单位 库仑 C 元电荷 e 练习练习 多少个电子所带电量是 1 C 7 7 中和 放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象 扩展 如果物体所带正 负电量不等 也会发生中和现象 这时 带电量多的物体先用部分电荷和 带电量少的物体中和 剩余的电荷可使两物体带同种电荷 中和不是意味着等量正负电荷被消灭 实际上电荷总量保持不变 只是等量的正负电荷使物 体整体显不出电性 二 导体和绝缘体二 导体和绝缘体 1 1 导体 定义 善于导电的物体 常见材料 金属 不要忘了水银 石墨 铅笔芯 人体 大地 酸碱盐溶液 含杂质的水 导电原因 导电原因 导体中有大量的可自由移动的电荷 2 说明 金属导体中电流是 自由电子定向 移动形成的 酸 碱 盐溶液中的电流是正负离子都参与定向 运动 正离子也称阳离子 负离子也称阴离子 2 2 绝缘体 定义 不善于导电的物体 常见材料 橡胶 玻璃 陶瓷 塑料 油等 不善于导电的原因 不善于导电的原因 几乎没有自由移动的电荷 3 3 导电 与 带电 的区别 导电过程是自由电荷定向移动的过程 导电体是导体 带电过程是电子得失的过程 能带电的 物体可以是导体 也可以是绝缘体 4 4 导体和绝缘体之间并没有绝对的界限 在一定条件下可相互转化 一定条件下 绝缘体也可 变为导体 如 干木头 湿木头 玻璃 红炽的玻璃 空气 电场中的空气 原因是 加热使绝缘体中的一些电子挣脱原子的束缚变为自由电荷 5 5 半导体 定义 导电能力介于导体与半导体之间的物体 常见材料 锗 硅等 5 25 2 电流和电路电流和电路 一 电流一 电流 1 1 形成 电荷的定向移动形成电流 注 该处电荷是自由电荷 对金属来讲是自由电子定向移动形成电流 对酸 碱 盐的水溶液 来讲 正负离子定向移动形成电流 2 2 方向的规定 把正电荷移动的方向规定为电流的方向 注 在电源外部 电流的方向从电源的正极到负极 电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 3 3 获得持续电流的条件 电路中有电源 电路为通路 二 电路二 电路 1 1 定义 用导线将电源 用电器 开关连接起来组成的电流路径叫电路 常见的电路有通路 开路 短路 2 2 三种电路 通路 接通的电路 开路 断开的电路 也叫短路 短路 定义 电源两端或用电器两端直接用导线连接起来 特征 电源短路 电路中有很大的电流 可能烧坏电源或烧坏导线的绝缘皮 很容易引起火灾 3 3 组成 3 用电器 定义 用电来工作的设备 工作时 将电能 其他形式的能 开关 控制电路的通断 导线 输送电能 4 4 电路图 用规定的符号表示电路连接的图叫做电路图 5 35 3 串联和并联串联和并联 1 1 连接方式 串联并联 定义把元件逐个顺次连接起来的电路把元件并列的连接起来的电路 特征 电路中只有一条电流路径 一处 段开所有用电器都停止工作 电路中的电流路径至少有两条 各支路中的元件独立工作 互不 影响 开关 作用 控制整个电路干路中的开关控制整个电路 支 路中的开关控制该支路 电路图 实例 装饰小彩灯 开关和用电器家庭中各用电器 各路灯 红绿 灯 2 2 识别电路串 并联的常用方法 选择合适的方法熟练掌握 电流分析法 电流分析法 在识别电路时 电流 电源正极 各用电器 电源负极 若途中不分流用电器 串联 若电流在某一处分流 每条支路只有一个用电器 这些用电器并联 若每条支路不只一个用 电器 这时电路有串有并 叫混联电路 路有串有并 叫混联电路 断开法 断开法 去掉任意一个用电器 若另一个用电器也不工作 则这两个用电器串联 若另一个 用电器不受影响仍然工作则这两个用电器为并联 节点法 节点法 在识别电路时 不论导线有多长 只要其间没有用电器或电源 则导线的两端点都 可看成同一点 从而找出各用电器的共同点 观察结构法 观察结构法 将用电器接线柱编号 电流流入端为 首 电流流出端为 尾 观察各用电 器 若 首 尾 首 尾 连接为串联 若 首 首 尾 尾 相连 为并联 经验法 经验法 对实际看不到连接的电路 如路灯 家庭电路 可根据他们的某些特征判断连接情 况 5 45 4 电流的强弱电流的强弱 1 1 定义 单位时间内通过导体横截面积的电荷量叫电流 用符号I表示 2 2 物理意义 表示电流强弱的物理量 3 3 公式 I Q t 4 4 单位 国际单位 安培 简称安 用符号 A 表示 如果在 1S 内通过导体横截面积的电量是 1C 那么导体中的电流就是 1A 即 1A 1C S 常用单位 mA A 换算关系 1A 1000mA1mA 1000 A 一些常见的电流直 家用电冰箱的电流约为 1A 家用空调的电流约为 5A 计算器中电流约为 100 A 手电筒中的电流约为 200 mA 4 5 5 电流的三种效应 1 电流的热效应 如白炽灯 电饭锅等 2 电流的磁效应 如电铃等 3 电流的化学效应 如电解 电镀等 注 电流看不见 摸不着 我们可以通过各种电流的效应来判断它的存在 这里体现了转换法 的科学思想 物理学中 对于一些看不见 摸不着的物质或物理问题我们往往要抛开事物本身 通过观察和 研究它们在自然界中表现出来的外显特性 现象或产生的效应等 去认识事物的方法 在物理学上 称作这种方法叫转换法 6 6 测量 1 仪器 电流表 定义 用来测量电流大小的仪表叫电流表 常用电流表叫磁式电流表 亦称磁电式表头 由 于测量的需要不同 电流表可分为安培表 毫安表和微安表 特点 其内阻很小 可视为零 接入电路中不影响电路中电流大小 2 方法 读数时应做到 两看清 即看清接线柱上标的量程 看清每大格电流值和每小格电流值 使用时规则 两要 两不 电流表要串联在电路中 电流要从电流表的正接线柱流入 负接线柱流出 否则指针反偏 被测电流不要超过电流表的最大测量值 危害 被测电流超过电流表的最大测量值时 不仅测不出电流值 电流表的指针还会被打弯 甚至表被烧坏 选择量程 实验室用电流表有两个量程 0 0 6A 和 0 3A 测量时 先选大量程 用开关试触 若被测电流在0 6A 3A 可测量 若被测电流小于0 6A 则换用小的量程 若被测电流大于3A 则换 用更大量程的电流表 绝对不允许不经用电器直接把电流表连到电源两极上 原因电流表相当于一根导线 5 55 5 探究串 并联电路的电流规律探究串 并联电路的电流规律 串联电路中电流特点 电路中各处电流都相等 表达式为 I I1 I2 In 并联电路中电流特点 在并联电路中 干路中的电流等于各支路电流之和 表达式为 I I1 I2 In 本章习题精选本章习题精选 电荷电荷 1 物理老师在讲授 摩擦起电 一节时 请同学们用塑料直尺在头发上摩擦几下后试试能否吸引碎纸 片 结果塑料直尺能够吸引碎纸片 如果以橡胶棒与毛皮摩擦作类比 这个现象说明 A 摩擦时 同时发生了正 负电荷的转移 头发带负电 塑料直尺带正电 B 摩擦时 同时发生了正 负电荷的转移 头发带正电 塑料直尺带负电 C 摩擦时 只发生了正电荷的转移 使塑料直尺带了正电 D 摩擦时 头发上的电子向塑料尺转移 使塑料尺带了负电 2 用塑料梳子在干燥的头发上梳几下 梳子上会带电 经检验梳子带的是负电荷 下列说法中正确 的是 A 梳子得到了一些电子 B 梳子失去了一些电子 C 梳子失去了一些原子核 C 摩擦创造了电荷 5 3 用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器上端的金属球 验电器下端的金属箔会张开一定的角度 对这 一现象正确解释是 A 橡胶棒上的质子转移到金属箔上B 两片金属箔都带上正电荷相互排斥而张开 C 验电器上的电子转移到橡胶棒上D 两片金属箔都带上负电荷相互排斥而张开 4 下列现象中 不属于摩擦起电的是 A 用头发摩擦过的钢笔杆能够将碎纸屑吸引起来 B 磁铁能把钢针吸引起来 C 用干燥的毛刷刷毛料衣服时 毛刷上吸附着许多细微脏物 D 在干燥的天气中脱毛衣时 听到轻微的 噼啪 声 甚至在夜晚能看见火花 5 下列说法正确的是 A 验电器既能检验物体是否带电 也能测出物体的带电量 B 电流的方向就是电子定向移动的方向 C 绝缘体不容易导电是因为绝缘体内没有电子 D 雷电是自然界中发生的放电现象 6 如图为通电电路中一段导线内的电荷分布示意图 表示带正电的原子核 表示带负电的自由 电子 关于导线中电荷的定向移动方向 正确的是 A 两种电荷都向左定向移动 B 两种电荷都向右定向移动 C 不做定向移动 向左定向移动 D 不做定向移动 向右定向移动 7 有两个用丝线悬吊的通草球 其中一个带电 另一个不带电 将两球靠近时 不可能发生的现象 是 A 两球互相排斥B 两球互相吸引 C 带电的靠近不带电D 不带电的靠近带电的 8 有A B C三个带电小球 如果小球A带正电 小球C吸引小球B 小球B排斥小球A 那么小球B带 电 小球C带 电 填 正 或 负 9 当两个物体发生静电吸引时 两物体的带电情况课能是 也可能是 当两个物体发生静电排斥时 其带电情况一定是 10 经常使用的电风扇 扇叶表面往往会带有一些灰尘 其原因是 11 下列各组物质 在通常情况下全部属于绝缘体的一组是 A 金属 食盐水 橡胶 塑料刻度尺 B 塑料棒 石灰水 铅笔芯 玻璃 C 陶瓷 油 干木棒 橡皮 D 硫酸铜溶液 水银 氢氧化钠溶液 金属小刀片 如图所示的是一种按钮开关的构造截面图 图中 C 是按钮 D 是外壳 A B 各有接红柱与电路相 连 其中 A A B C 是导体 D 是绝缘体 B A B D 是导体 C 是绝缘体 C A B 是导体 C D 是绝缘体 D C D 是导体 A B 是绝缘体 小刚拆开了家庭电路中常用的白炽灯泡和灯头 如图所示 则以下灯泡和灯头上的各部件中全部 属于绝缘体的 A 灯头后盖 螺旋 B 玻璃泡 锡块 C 螺旋 金属片 D 灯头后盖 玻璃泡 12 关于导体和绝缘体 下列说法正确的是 6 A 石墨是导体 橡胶是绝缘体 B 人体是导体 大地是绝缘体 C 金属都是导体 非金属都是绝缘体 D 固体都是导体 液体都是绝缘体 13 下列关于物质分类合理的是 A 油 干木棒 陶瓷是绝缘体 B 铅笔芯 橡胶 铁是导体 C 铁 锗 硅是半导体 D 蜂蜡 食盐 水银是非晶体 14 关于导体和绝缘体的下列说法中 正确的是 A 导体能够导电是因为导体内有大量的电荷存在 B 绝缘体不容易导电 是因为绝缘体内没有电荷存在 C 导体在任何情况下都可以导电 绝缘体在任何情况下都不会导电 D 有些绝缘体在一定的条件下可能变成导体 15 下列物质中不属于半导体的是 A 氯化钠 B 砷化镓 C 二氧化硅 D 镍铬合金 电路电路 1 关于电路的知识 下列说法中不正确的是 A 为使两灯同时亮 同时灭 两灯一定要串联 B 金属中的电流方向跟自由电子定向移动的方向相反 C 在电路中 电源是把其他形式的能转化为电能的装置 D 一般的电路是由电源 用电器 开关和导线组成的 E 电源是提供电能的装置 F 只有电路闭合时 电路中才有电流 G 电流沿着 正极 用电器 负极 的方向流动 H 用电器是将其他形式的能转化为电能的装置 I 电路中有电源 就一定有电流 J 电路中有电流 就一定有电源 2 家庭电路里的电视机 电冰箱 电灯等用电器的连接方式是 联 开关和被控制的用电器是 联 为了防止因漏而出现的触电事故 家用洗衣机的外壳一定要 3 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 4 在下图所示的各电路中 两个灯泡属于并联的是 5 如图的四个电路中与右边实物图对应的是 6 在如图所示的电路中 开关 S 能同时控制电灯和电铃的正确电路是 7 A B C D 7 每当节日的夜晚 许多高大的建筑物都要用成千只灯泡装点起来 点亮的灯泡映出建筑物的轮廓 显得美丽 壮观 这些灯泡是 A 并联 B 串联 C 可能是串联 也可能是并联 D 无法判断 8 教室里有 4 盏电灯 去掉其中任意一盏灯泡 另外三盏电灯都能继续发光 则这 4 盏灯 A 一定是串联 B 一定是并联 C 可能是串联 也可能是并联 D 无法判断 9 如图所示的电路中 当 S1 S2都闭合时 则 A L1 L2 串联 B L1 L2并联 C 灯 L1被短路 D 灯 L2短路 10 如图所示电路中 电源电压适当 要使电铃和电灯同时有电流通过 以 下做法中正确的是 A 断开 Sl 闭合 S2 S3 B 断开 S3 闭合 S1 S2 C 闭合 Sl 断开 S2 S3 D 闭合 S2 断开 S1 S3 11 小轿车上都装有一个用来提醒司机是否关好车门的指示灯 四个车门中只要有一个门没关好 相 当于一个开关断开 该指示灯就会发光 图 2 所示的模似电路图符合要求的是 12 甲 乙两个办公室为了互相传呼方便 在两个办公室各装了一个电铃 要使两个办公室的任 何一方按开关都能使对方的电铃发声 正确的电路图是 图6 中的虚线表示房间的墙壁 13 一般家庭的卫生间都要安装照明灯和换气扇 使用时 有时需要各自独立工作 有时需要它们 同时工作 评价以下的电路中 你认为符合上述要求的是 14 如图 9 所示 闭合开关 S 时 小电灯 L1 L2都不亮 用一段导线的两端接触a b两点时 两灯 8 都不亮 接触b c两点时 两灯也不亮 接触c d两点时 两灯都亮 对此 下列判断中正确的 是 A 灯L1 断路 B 灯L2断路 C 开关S断路 D 灯L2短路 15 在如上图右所示的电路中 电源电压恒定 电阻R1 R2 当闭合开关时 若发现两个电流示数相 等 且均在正常值范围内 则出现的故障是 A R1短路 B R1开路 C R2短路 D R2开路 16 某同学在进行实验时 按照如图 11 连接好电路 当 S1 S2均闭合时 却发现仅有 L2发光 产 生这一故障的原因是 图 11 A 电源两极跟电路接触不好 B 连接 S2的导线头松脱 C 连接 L1的导线头松脱 D 连接 L2的导线头松脱 电流电流 1 物理学上把 电荷定向移动的方向规定为电流的方向 若 30s 内通过灯丝横截面的电荷量 为 15C 则灯丝中的电流是 A 2 日光灯工作电流约为 0 15A 合为 mA 电流表使用前要先检查指针是否指在 位置 3 用电流表测电流时 某同学接入电路的是 0 0 6A 的量程 却在 0 3A 的量程中读成 2 4A 则实 际测得的电流应是 A 4 小明同学在利用电流表测电流时 发现指针偏转到右边最大位置 小刚同学在做此实验时 发现 指针向左边偏转 则小明出现这现象的原因是 小刚出现象这现象的原因 是 5 如果通过手电筒小灯泡的电流强度是 0 3 安培 则 1 分钟里通过小灯泡的电量是 库仑 6 如图所示的导线 AB 处导线的直径小于 BC 处导线的直径 那么通过 AB 处和 BC 处电流强度的 关系I1 I2 填大于 小于或等于 B A C 7 10 秒内通过某种导体横截面的电量为 10 库仑 该导体中的电流强度为 安培 8 一个学生使用电流表的时候 本应使用 和 3 两个接线柱 但误将 和 0 6 两 个接线柱接入电路 而电流还是从 0 6 接线柱流进 从 接线柱流出 这样做的结果是 A 电流表的指针转过的角度变小了 B 电流表的指针不动 9 C 电流表的指针转过的角度变大了 电流表可能损坏 D 电流表的指针反向转动 9 小明在家中调查家用电器的电流时发现他家的电饭锅煮饭时的电流为 4 2 他手上带的 电子表工作时的电流约为 2 A 则电饭锅煮饭时的电流大约是电子表工作时电流的 倍 10 电镀某一零件要消耗 840C 的电量 如果通电电流是 2A 电镀这个零件需要 min 11 在一次闪电中 两云团之间的放电时间为 0 001S 中和的电量为 16C 那么在此次闪电过程中 共有约 个电子转移 放电时的电流约为 12 甲 乙两盏灯通过的电流分别为 0 4A 0 2A 这表示 A 甲灯丝的横截面积是乙灯丝的 2 倍 B 通过甲灯丝的电量是乙灯丝的 2 倍 C 通电时间相等时 通过甲灯丝横截面积的电量是乙灯丝的 2 倍 D 以上说法都不对 13 在食盐溶液中 1min 通过某截面定向向右的正电荷为 180C 定向向左的负电荷为 240C 则电 路中的电流为 A 3A B 4A C 1A D 7A 14 对公式 I 理解正确的是 Q t A 导体通电时间越长电流越小 B 在 1s 内通过导体任意一个横截面的电荷量越大 导体中的电流越大 C 通过导体横截面的电荷量越大 导体中的电流越大 D 导体的横截面越大 导体中的电流越大 15 常见的家用电器 关于它们正常工作时的电流 下列说法中合理的是 A 电风扇约 2A B 电冰箱约 1A C 电视机约 2A D 台灯约 1A 16 如图所示电路 闭合开关后 比较 a b c d 四处电流的大小 其中不正确的是 A Ia Id B Ia Id C Ia Ib D Id Ic 17 如图 a 所示 当开关 S 闭合时 两只电流表的示数分别由 b c 两图读得 则电灯 L1中 的电流是 A 0 8A B 0 16A C 0 52A D 1 28A 18 如图 2 所示电路中 电源电压保持不变 当闭合开差 S 后 两灯均能发光 过了一会儿 L1 灯 熄灭 但 L2 仍在发光 经检查 L1 灯丝被烧断了 对前后二种不同情况下电路中电流表示数的判断 正确的是 A A1 表示数减小 A2 表示数不变 B A1 A2 表示数均不变 C A1 表示数减小 A2 表示数增大 D A1 A2 表示数均增大 19 如图 13 示 开关 S 闭合 S1断开时 电流表 A1的示数为 0 2A 电流表 A 的示数为 0 3A 则 10 A 电饭锅 B 电子计算器 C 微波炉 D 电熨斗 通过灯 L2的电流为 A 若开关 S1闭合 则电流表 可能会烧坏 20 如图 14 在甲图中 当开关 S 闭合时 电流表 A1的示数为 0 6A 电流表 A2的示数为 0 4A 则灯 L1中通过的电流为 A L2通过的电流为 A 在乙图中 当开关 S 闭合时 通过灯 L1 L2 L3的电流分别是 0 25 A 0 4 A 0 5A 则电流表 A 的示数为 A 21 电镀 在金属物品上镀一层防锈的金属 是利用电流的 效应 电磁起重机是利用电流的 效应 22 如图所示 用电器正常工作时电流最小的是 知识应用题知识应用题 1 小明参观了科技馆后 一组静电实验给他留下了深刻的印象 回来后他把实验情