九年级物理全册 第十三章电路初探课件 （新版）苏科版

第十三章电路初探 1 电路的组成 如图所示 a是电源 能持续 的装置 把其他形式的能转化为 b是用电器 利用 进行工作的装置 工作时将 转化为其他形式的能 c是开关 控制电路的 d是导线 连接 和 形成电流的路径 供电 电能 电能 电能 通和断 电源 用电器 开关 2 电流的方向 在电源外部 电流由电源的 极通过用电器流向 极 正 负 3 电路 1 定义 用 把 用电器 等元件连接起来组成的电流路径 2 三种状态 导线 电源 开关 通路 断路 短路 4 电路图 1 定义 用 表示电路连接的图 2 电路元件符号 电路元件符号 逐个顺次 并列 一条 两条或两条以上 相互影响 单独 整个 无关 整个 所在 1 电流 1 物理意义 表示 的物理量 2 单位及换算 1a ma a 电流大小 103 106 2 电流表 如图所示 1 认识 一般是双量程 分别是 对应的分度值分别是 图中电流表所选的量程是 其示数为 0 0 6a 0 3a 0 02a 0 1a 0 3a 2 5a 2 使用方法 检 使用前先检查指针是否 如有偏差 应调整 将指针调至 连 必须把电流表 在电路中 使电流从 接线柱流入 从 接线柱流出 忌 绝不允许把电流表直接连接到 选 被测电流的大小不能超过电流表的 一般先试触 如示数在小量程范围内 再选用 指零 调零 螺丝 零位 串联 电源的两极 量程 大量程 小量程 3 电流特点 1 在串联电路中 电流 2 在并联电路中 干路中的电流等于 处处相等 各支路中的电流之和 1 电压 1 作用 使电路中形成 2 单位及换算 1kv v mv 3 常见电压值 一节干电池的电压是 一节蓄电池的电压是 家庭电路的电压是 电流 103 106 1 5v 2v 220v 2 电压表 如图所示 1 认识 一般是双量程 分别是 对应的分度值分别是 图中电压表所选的量程是 其示数为 0 3v 0 15v 0 1v 0 5v 0 3v 2 3v 2 使用方法 检 使用前先检查指针是否 如有偏差 应调整 将指针调至 连 电压表必须 在待测电路两端 使电流从 流入 从 流出 选 被测电压不能超过电压表的 一般先试触 如示数在小量程范围内 再选用 指零 调零螺丝 零位 并联 接 线柱 接线柱 量程 大量程 小量程 3 电压特点 1 在串联电路中 电路两端的总电压等于 2 在并联电路中 电路两端的总电压和各支路两端的电压 4 串联电池组电压 串联电池组电压等于串联的每节电池的电压 各部分电路两端的 电压之和 相等 之和 1 图甲中两灯泡组成电路 图乙中两灯泡组成电路 2 图甲中由三节干电池供电 点c直接与电源的正极相连 则电源提供的电压为v 电路接通后 电流方向由到 选填 a 或 c 3 图甲中 iaibic 图乙中 iaibic 4 图甲中 uu1u2 图乙中 uu1u2 参考答案 1 串联并联 2 4 5ca 3 4 1 定义法 用电器逐个顺次连接的是串联 用电器并列连接的是并联 2 路径法 从电源的正极出发 沿电流的路径一直追寻到电源的负极 途中不分流 始终是一条路径 即为串联 电流在某处分支 然后又在另一处汇合的是并联 3 开路法 通过观察电路中用电器是否相互影响来判断 假设其中的一个用电器断开 看另一个用电器是否还能工作 若仍能工作 则为并联 否则为串联 4 节点法 在识别不规则电路时 不论导线有多长 只要其间无电源 用电器等 则导线可以视为一个点 若用电器连接在同一个点上 则为并联 否则为串联 易错警示 若通过两个用电器的电流不相等 则这两个用电器一定是并联 若通过两个用电器的电流相等 则这两个用电器可能串联 也可能是并联 典例1 2012 眉山中考 对如图所示电路的分析 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 思路导引 解答本题可以采用逐项分析排除法 精讲精析 选c 由题图可知 当断开s1 s2 闭合s3时 只有一条电流路径 r1与r2为串联 当断开s3 闭合s1 s2时 有两条电流路径 r1与r2为并联 同时闭合s1 s3 导线将电源的正 负极直接连在一起 出现短路现象 故a b d说法正确 当断开s1 闭合s2 s3时 r2被短路 故c选项说法错误 方法技巧 对于含有多个电表的电路 为了便于判断各用电器的连接方式 可将电表做 理想化 处理 1 电压表的电阻非常大 所以电压表所在的电路可看作断路 去掉电压表把电路断开即可 2 电流表的电阻非常小 所以可把电流表看作一根导线 去掉电流表将电路用导线连接即可 变式训练 2013 重庆中考 在如图所示的电路中 当开关s闭合后 a 若a表是电流表 b表是电压表 则电阻r1 r2并联b 若a表是电流表 b表是电压表 则电阻r1 r2串联c 若a表是电压表 b表是电流表 则电阻r1 r2并联d 若a表是电压表 b表是电流表 则电阻r1 r2串联 解析 选a 本题考查串 并联电路的判断 可采用 理想化去表法 即去掉电压表把电路断开 去掉电流表将电路用导线连接 处理后 a和b c和d各选项对应的电路如图 易知 闭合开关后 a和b的等效电路中r1 r2并联 c和d的等效电路中r1被短路 只有r2接在电源两端 故选a 1 互画的思路 2 画电路图的要求 1 要用统一规定的元件符号 2 连接线要画成横平竖直 3 电路元件分布要匀称 4 导线交叉连通处一定要画 5 除滑动变阻器外 其他电路元件不能画在拐角处 易错警示 1 为避免错连 漏连元件 要按照一定的顺序进行 例如 从电源正极出发 连接各个元件 回到电源的负极 2 电路图与实物电路中开关的状态 断开或闭合 要保持一致 3 在电路图中要标出相应的字母 典例2 2012 兰州中考 根据如图甲所示的电路图 在图乙中用笔画线代替导线连接实物电路 思路导引 解答本题可按以下思路进行 精讲精析 本题考查根据电路图连接实物电路 由电路图可知 电路中有两个支路 一个是灯泡所在的电路 另一个是定值电阻和滑动变阻器所在的电路 电源正极为电流的分流点 开关的右端接线柱为合流点 从电源的正极出发 分别连接两个支路 汇合到开关 最后回到电源的负极 答案 如图所示 2011 荆门中考 根据如图所示的电路 请在虚线框中画出这个电路的电路图 解析 本题考查画实物电路的电路图 可按电流的方向画电路图 先画电源 从正极出发 接电流表 电流表后分成两路 一路是开关s 断开 灯l1串联 另一路是灯l2 然后两路汇合 回到电源的负极 答案 如图所示 1 用若干个开关控制同一个用电器 1 如果不管哪个开关闭合 用电器都能工作 那么这些开关一定是并联的 并且用电器在它们的干路上 2 如果所有开关同时闭合 用电器才工作 则这些开关与用电器串联 2 开关的短路用法 要求当开关闭合时 一灯发光 开关断开时两灯都发光 就要把这两盏灯串联 把开关与其中一灯并联 使其闭合时造成这盏灯短路 达到只有一盏灯发光的目的 易错警示 电路设计完成后 应注意检查设计的电路是否存在错误 1 闭合开关后 不能造成电源短路 2 电路不能总是通电 应有开关控制整个电路的通断 典例3 2012 杭州中考 某档案馆的保密室进出门有下列要求 甲 乙两资料员必须同时用各自的钥匙 s甲 s乙分别表示甲 乙两资料员的钥匙 使灯亮才能进入保密室 而馆长只要用自己的钥匙 s馆长表示馆长的钥匙 使灯亮就可以进入保密室 下列电路中符合上述要求的是 思路导引 解答本题可按以下思路进行 精讲精析 选c 本题考查学生对电路串 并联在生活中的实际应用能力 甲 乙两资料员必须同时用各自的钥匙使灯亮才能进入保密室 说明s甲和s乙串联后连入电路 而馆长只要用自己的钥匙使灯亮就可以进入保密室 说明s馆长直接连入电路 方法归纳 电路设计题目的思维方法 变式训练 2013 泰州中考 有一种 浴霸 具有照明 吹风和加热三个功能 其中照明灯和吹风机 用表示 均可以单独控制 电热丝 用表示 只有在吹风机启动后才可以工作 如图所示电路图中 符合上述要求的是 解析 选b 本题考查简单的电路 因为照明灯和吹风机可以单独工作 因此它们间是并联的 又因为只有当吹风机启动后 电热丝才能工作 因此吹风机与电热丝之间是并联的 且它们的小干路上有一开关 控制其工作 故选b 1 开路的判断 1 如果电路中用电器不工作 通常是灯不亮 且电路中无电流 则电路断路 2 具体到哪一部分断路 有两种判断方式 把电压表分别和各处并联 若有示数且比较大 常表述为等于电源电压 则电压表两接线柱之间的电路断路 电源除外 把电流表 或导线 分别与各部分并联 若其他部分能正常工作 则与电流表 或导线 并联的部分断开了 适用于多个用电器的串联电路 2 短路的判断 1 电源短路 用导线直接将电源的两极连接在一起 使电流从电源正极出来不经用电器而回到负极 表现为 用电器不工作 电压表无示数 电流表可能有超过量程的示数 电源和导线过热 有可能烧坏电源 这种情况是不允许的 2 局部短路 电路中有电流 串联电路中一部分用电器不能正常工作 其他部分用电器能正常工作 则不能正常工作的部分短路 可用电压表判断哪个用电器短路 把电压表分别和各部分并联 导线部分的电压为零表示导线正常 若某一用电器两端的电压为零 则此用电器短路 易错警示 常见的电路故障是断路和短路 其他故障还有 1 连接滑动变阻器时 同时选择金属棒两端的接线柱或同时选择电阻线圈两端的接线柱 2 电流表和电压表的正 负接线柱接反 3 电流表和电压表的量程选择不当 典例4 2011 无锡中考 在如图所示的电路中 闭合开关s 灯l不亮 电压表有示数 已知电路中各处均接触良好 1 请写出发生上述现象的三个可能原因 2 为进一步确定原因 小华同学将一个电流表正确串联在该电路中 闭合开关s 观察电流表的示数情况 电流表有示数 说明上述现象产生的原因是 写出一个可能原因 若电流表无示数 说明上述现象产生的原因是 3 小明同学准备用一根导线并联在电阻r两端 根据灯泡能否发光进一步确定原因 此操作方案是否可行 请说明理由 思路导引 认真分析现象产生的原因是解答本题的关键 精讲精析 本题考查的是简单电路的故障分析 1 根据题图 闭合开关s 灯l不亮 电压表有示数 原因可能有三种 电阻r断路 造成电压表串联在电路中 电路中电流非常小 不足以使灯泡发光 灯l短路 没有电流通过灯泡 灯泡两端的电压远小于其额定电压 使灯泡的实际功率非常小 灯泡不能发光 2 如果在电路中串联一个电流表 若电流表有示数 说明此时电路是通路 电流较大 电路中有一定值电阻 故障是灯l短路 若电流表无示数 说明电路中无电流或电流非常小 故障是电阻r断路 造成电压表串联在电路中 3 在电阻r两端并联一根导线是不行的 因为灯泡短路时 这样做会将电源的正负极直接连接在一起 造成电源短路 答案 1 电阻r断路灯l短路灯泡两端的电压远小于其额定电压 2 灯l短路电阻r断路 3 不可行 可能会造成电源短路 1 实验器材 如图所示 电源 开关 两个规格 的小灯泡 导线等 测量工具是 不同 电压表 2 实验设计 1 按甲图连接电路 用电压表分别测出电路中a b之间 c d之间 a d之间的电压uab ucd uad 分析比较得出结论 2 按乙图连接电路 用电压表分别测出电路中a b之间 c d之间 a d之间的电压uab ucd uad 分析比较得出结论 3 实验结论 1 串联电路两端的总电压等于 即uad uab ucd 2 并联电路两端的总电压与各支路两端的电压 即uad uab ucd 各部分电路两端的电压之和 相等 4 问题探究 1 实验中只做一次实验 凭一组实验数据得出结论可以吗 提示 不可以 仅凭一组实验数据得出结论具有偶然性 是不可靠的 2 探究串联电路时 发现两灯泡两端的电压相等 原因是什么 提示 使用了两个规格相同的灯泡 3 若电压表的指针偏转到最右端无刻度的地方 原因是什么 提示 电压表所用量程太小 易错警示 在做电学实验时应注意以下问题 1 在连接电路时 开关一定断开 2 电流表 电压表的 接线柱不能接反 3 电流表 电压表的量程要选择合适 为了使读数精确 能用小量程的一定不选用大量程 可用 试触法 选择合适的电流表 电压表量程 4 连好电路后 先用开关试触 观察电表的指针偏转情况 确认无误后 方可进行实验 典例 2013 湛江中考 小明同学对串联电路电压规律进行了探究 猜想与假设 串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和 设计与进行实验 1 按图所示的电路图连接电路 2 闭合开关 排除故障 用电压表测出l1两端的电压 3 在测l2两端的电压时 小明为了节省时间 采用以下方法 电压表所接的b接点不动 只断开a接点 并改接到c接点上 4 测出ac间的电压 得出结论 交流与评估 1 在拆接电路时 开关必须 2 闭合开关 发现电压表示数为零 则小灯泡的故障可能是或 3 小明用上面的方法能否测出l2两端的电压 为什么 4 方法改进后 测出ab bc ac间的电压记录在下面表格中 小明分析实验数据得出结论 串联电路总电压等于各用电器两端电压之和 此实验在设计方案上存在的不足之处是 改进方法 解析 本题考查探究串联电路的电压关系 1 电学实验的常识是拆接电路时 开关是断开的 2 电压表示数为零的原因有两个 一个是电压表被短路 另一个是电压表两接线柱到电源两极的电路存在断路 所以小灯泡的故障可能是l1短路或l2断路 3 只断开a接点 改接到c接点上 电压表正负接线柱接颠倒了 指针会倒转 不能测量电路两端的电压 4 总结规律性的实验 不能一次实验得出规律 这样得出的规律具有偶然性 应改变条件多次实验得出规律 答案 1 断开 2 l1短路l2断路 3 不能测l2两端电压时 正负接线柱接颠倒了 4 一次实验得出的结论具有偶然性改变小灯泡的规格和电源电压 多次实验 然后比较数据 得出结论 延伸探究 结合典例探究以下问题 1 小刚用电压表测量l1两端的电压时 直接选用0 3v的量程 小明说这样不行 规范的操作方法应该是 2 小刚测量l2两端的电压时 两灯突然熄灭 电压表示数变为0 他用电压表检测l1两端的电压 示数为电源电压 由此判断出l1处的故障是 l2是短路还是正常的 李瑞在原电路中又添加了一个电学器材 就检验出了结果 她的方法可能是 解析 1 采用 试触法 选择电压表的量程 先用大量程试触 如果指针偏转角度较小 再选用小量程 2 电压表示数为电源电压 说明电压表串联在电路中 故可判断l1断路 要判断l2是短路还是正常 可用小灯泡或定值电阻或滑动变阻器与l1并联 或替换l1 如果l2发光 则l2正常 若l2不发光 则l2短路 答案 1 先选用0 15v量程试触 如果示数小于3v 再改用0 3v量程测量 2 断路用小灯泡或定值电阻或滑动变阻器与l1并联 或替换l1 如果l2发光 则l2正常 若l2不发光 则l2短路 1 实验器材 电源 开关 两个规格 的小灯泡 导线等 测量工具是 不同 电流表 2 实验设计 1 按甲图连接电路 用电流表分别测出电路中a b c三处的电流ia ib ic 分析比较得出结论 2 按乙图连接电路 用电流表分别测出电路中a b c三处的电流ia ib ic 分析比较得出结论 3 实验结论 1 串联电路中 各处的电流 即ia ib ic 2 并联电路中 干路电流等于 即ia ib ic 相等 各支路电流之和 4 问题探究 1 为了使实验结论具有普遍性 实验中应采取哪些措施 提示 选用不同规格的灯泡进行多次实验 测量多组数据 2 探究并联电路的电流关系时 发现通过两支路的电流相等 原因是什么 提示 选用的两个灯泡规格 或电阻 相同 3 若开始实验 开关闭合时 电流表的指针反向偏转 原因是什么 提示 电流表的 接线柱接反了 典例 2011 贵阳中考 为了验证并联电路的电流特点 小薇设计了如图1所示的电路进行实验 1 在连接电路时 开关应处于状态 2 小薇先将电流表接在l1所在的支路上 闭合开关后 观察到灯l2发光 但灯l1不发光 电流表的示数为零 电路可能存在的故障是 3 排除故障后 她测出了l1 l2支路和干路上的电流分别为i1 i2和i 电流表示数如图2中甲 乙 丙所示 可读出i1 0 5a i2 a i a 根据测量结果 在误差允许范围内你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是 写出关系式即可 4 为了验证结论的普遍性 小薇采用了更换不同规格的灯泡继续实验的方法进行验证 你还可以采用的方法是 解析 本题考查探究 并联电路中的电流关系 的过程 1 做电学实验的过程中 连接电路时 为保护电路 开关必须断开 电路连接完成 检查无误后 再闭合开关进行实验 2 灯l1不发光 电流表的示数为零 表明此支路是断开的 故障原因是l1断路或电流表断路 3 乙图中电流表选择的是0 0 6a量程 分度值为0 02a 示数为0 52a 丙图中电流表选择的是0 3a量程 分度值为0 1a 示数为1a 在误差允许范围内 可得i i1 i2 4 为得到普遍性结论 应改变电路中的电流大小 方法有两个 一是更换不同规格的灯泡 二是可改变电源电压 答案 1 断开 2 l1断路或电流表断路 3 0 521i i1 i2 4 用改变电源电压继续实验的方法进行验证 延伸探究 结合典例思考以下问题 1 闭合开关后 小明发现两灯都亮 由于连线较乱 一时无法确定电路是串联还是并联 请你帮他想出一种简单可行的判断方法 2 实验中某同学发现两个并联的小灯泡中 一个正常发光 一个发光较暗 造成其中一个小灯泡发光较暗的原因是 a 灯泡两端的电压小b 灯泡的灯丝断了c 灯丝的电阻大d 小灯泡靠近负极 解析 1 串联电路中各用电器不能单独工作 而并联电路中能够单独工作 拧下其中的一个灯泡 观察另一灯泡的工作情况 即可判断出两灯泡的连接方式 2 灯泡的亮暗取决于它消耗的电功率大小 因为并联电路各支路两端的电压都相等 根据p 小灯泡发光较暗的原因是它的电阻大 答案 1 拧下其中的一个灯泡 另一灯泡若不发光 则两灯串联 若另一灯泡仍发光 则两灯并联 2 c 1 在手电筒电路中 提供电能的是 a 电池b 灯泡c 导线d 开关 解析 选a 本题考查电路各组成部分的作用 电路中电源是提供电能的装置 电池是电源的一种 用电器是消耗电能的装置 导线起到连接的作用 形成电流的路径 开关控制电路的通断 故选a 2 图示电路中 开关能够同时控制两盏灯 且两灯发光情况互不影响的电路是 解析 选d 本题考查电路的连接方式和开关的控制作用 由两灯发光互不影响可知两灯应并联 开关能够同时控制两盏灯 可知开关应在干路中 只有d项符合要求 3 如图所示 a b c d为电路中的四个接线点 若用电流表测量通过小灯泡的电流 则电流表的m n接线柱与电路中各接线点的连接关系为 a m接a n接bb m接c n接dc m接b n接ad m接d n接c 解析 选b 本题考查电流表的正确连接方法 解答本题应注意两点 电流表要串联在电路中 应使电流从 接线柱流入 从 接线柱流出 4 如图所示 在 探究串联电路中电压的关系 时 小雨同学用电压表测出ab bc ac两端的电压分别为uab 3v ubc 3v uac 6v 在表格中记录数据后 下一步应该做的是 a 整理器材 分析数据 得出结论b 对换l1和l2的位置 再测出一组电压值c 改变电源电压 再测出几组电压值d 换用不同规格的小灯泡 再测出几组电压值 解析 选d 本题考查对实验过程的评估 通过一组实验数据得出的结论具有偶然性 甚至是错误的 为使结论具有普遍性和说服力 应换用不同规格的小灯泡再多测几组电压值 然后进行分析归纳 5 如图所示电路 此时是处于状态 当闭合开关时 小灯泡发光 此时电路是处于状态 如果开关闭合后用导线将a b连起来 此时电路是处于状态 解析 本题考查对电路的三种状态的理解 图中开关断开 此时电路属于断路 当开关闭合时 电路连通 小灯泡发光 此时电路属于通路 如果开关闭合后用导线将a b连起来 则是没有经过用电器而直接用导线将电源两极连接起来 此时电路属于短路 答案 断路通路短路 6 现在许多宾馆都利用房卡取电 如图所示 只有把房卡插入槽中 房间内的用电器才能使用 房卡的作用相当于家庭电路中的 房间里各用电器之间是联的 解析 本题考查电路元件的识别和电路连接方式的判断 只有把房卡插入槽中 房间内的用电器才能使用 说明房卡相当于此房间电路中的总开关 在电路中 各用电器能单独工作 互不影响 它们是并联的 答案 开关并 7 如图所示 电流表的示数为1 6a 电流表的示数为0 9a 则l1中的电流是a l2中的电流是a 解析 本题考查电路的识别和并联电路的电流关系 电路中两灯并联 电流表测总电流 电流表测l2的电流 所以通过l1的电流为1 6a 0 9a 0 7a 答案 0 70 9 8 根据如图所示的实物电路 在虚线框内画出对应的电路图 解析 本题考查电路图的画法 分析实物图 开关s 电流表 灯l组成串联电路 电压表并联在灯l两端 测l两端的电压 将各元件转换成相应的符号 画出电路图 答案 9 在探究 串联电路电压的关系 实验中 1 要用电压表测灯l2两端的电压 连接电路如图甲所示 图中只有一根导线连错了 请你在连错的导线上画 并用笔画线表示导线将电路连接正确 2 改正电路后 闭合开关 如图乙所示 电压表的示数为v 若电源电压为3v 则灯l1两端的电压是v 解析 本题考查电路的连接及串联电路的电压规律 1 题图甲中连接错误的是两灯连成了并联电路 且把电压表与灯l1串联了 应改正错误 按照题目要求进行连接 即先把l1与l2串联起来 然后再把电压表与灯l2并联 根据这一思路 就可以把灯l2左端的接线柱与开关右端的接线柱相连的导线画 然后再看应补画哪根导线合适 2 电路连接正确后 电压表的示数为1 2v 电源电压为3v 则灯l1两端的电压u1 u u2 3v 1 2v 1 8v 答案 1 如图所示 2 1 21 8 1 2013 邵阳中考 下列电路元件的连接图中 正确的是 解析 选b 本题综合考查电路 电流表和电压表的连接 选项a中开关闭合后发生短路 错误 c选项中电压表的正负接线柱接反了 错误 d选项中 开关闭合后 电流表直接接在电源两端 错误 故选b 2 2013 北京中考 小云家卫生间安装了换气扇和照明灯 换气扇和照明灯的电路连接如图所示 下列说法中正确的是 a 换气扇和照明灯不能同时工作b 换气扇和照明灯只能同时工作c 换气扇和照明灯工作时 通过它们的电流一定相等d 换气扇和照明灯工作时 它们两端的电压一定相等 解析 选d 本题考查电路连接方式的判断和电流 电压的特点 换气扇和照明灯的连接方式属于并联 两开关各属于支路开关 可以独立工作 由于用电器规格不同 因此通过它们的电流不一定相等 但两端电压一定相等 3 2012 广安中考 在如图甲所示的电路中 当闭合开关后 两个电流表的指针偏转均为图乙所示 则灯泡l1和l2的电流分别为 a 1 2a0 22ab 0 98a0 22ac 0 96a0 24ad 0 24a1 2a 解析 选c 本题考查电路的连接方式 电流表的读数及并联电路的电流关系 由题图甲可知 灯泡l1 l2并联 电流表测量干路电流 测量灯泡l2所在支路的电流 故电流表的示数大于的示数 由题图乙可知 按大 小两个量程的读数分别为1 2a 0 24a 所以通过l2的电流为0