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第十五章电流和电路第1节两种电荷一、两种电荷1.摩擦起电:摩擦过的物体能吸引轻小物体,说明该物体带了电荷.用摩擦的方法使物体带电叫做摩擦起电.使物体带电的方法使物体带电的方法(1)摩擦起电:电荷从一个物体转移到另一个物体.(2)接触带电:不带电的物体和带电体接触带了电.(3)感应带电:由于带电体的作用,使带电体附近的物体带电.2.两种电荷(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做正电荷.正电荷用“+”号表示.(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做负电荷.负电荷用“-”号表示.3.电荷间的相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引注意:两个相互吸引的物体不一定带异种电荷,还可能一个带电,另一个物体不带电..注意:两个相互吸引的物体不一定带异种电荷,还可能一个带电,另一个物体不带电.4.电荷量(1)定义:电荷的多少叫做电荷量.为了方便起见,电荷量也可简称电荷.(2)单位:库伦,简称库,符号是C.5.验电器(1)作用:实验室里常用验电器来检测物体是否带电.(2)工作原理:用带电体接触验电器的金属球,就有一部分电荷转移到验电器的两篇金属箔上,这两篇金属箔带同种电荷,由于相互排斥而张开.检验物体是否带电有三种方法:检验物体是否带电有三种方法:(1)看物体能否吸引轻小物体;(2)利用电荷间的相互作用规律判断;(3)利用验电器检验.示例1:教室内吊扇叶片上经常粘有许多灰尘,这主要是因为()A.空气中灰尘的自然堆积B.风扇叶片有较强的吸附灰尘的能力C.叶片与空气摩擦生热,会吸附灰尘D.叶片与空气摩擦带电,会吸附灰尘解:风扇叶转动时与空气摩擦而使扇叶片带上了电荷,带电体有吸引轻小物体的性质,从而吸引灰尘,故D正确,ABC错误.答案:D示例2:HYPERLINK图是用带电棒接触原来不带电验电器的金属球,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.两片金属箔一定带异种电荷D.两片金属箔一定带同种电荷解析: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,是由于金属箔上带了同种电荷.但由于不能知带电棒所带电荷的性质,所以无法判断金属箔上带的什么电荷.故只有选项D正确.答案:D方法总结:验电器的工作原理是同种电荷相互排斥.在已知带电棒电生的情况下,可判断金属箔上的电性.二、原子及其结构1.物质的构成:物质是由分子、原子构成的.2.原子的结构:原子由原子核和核外电子构成,在原子周围,有一定数目的电子在核外运动.3.原子的电性:在通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子所带的负电荷在数量上相等,原子整体不显电性,物体对外也不显电性.3.电子:电子是带有最小电荷的粒子,所带的电荷量为1.6×10-19C.4.摩擦起电的原因:不同物质的原子核束缚电子的本领不同,当两个物体摩擦时,失去电子的物体因为缺少电子而带正电,得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电.5.摩擦起电的实质:摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开.示例1:关于原子及粒子的带电情况,下列说法中是()A.质子带正电,中子不带电B.质子带负电,中子不带电C.原子带负电,原子核带正电D.电子带负电,中子带正电解析:组成原子的三个基本微粒:电子、中子和质子.电子带负电,中子不带电,质子带正电;原子本身不带电,故A正确,BCD错误.答案:A示例2:用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带了负电荷,这是由于()A.毛皮上的电子转移到橡胶棒上B.橡胶棒上的电子转移到毛皮上C.摩擦过程中创造了负电荷D.毛皮束缚电子的能力比较强解析:用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒的原子核束缚核外电子的本领强而夺得电子,橡胶棒上有多余电子带负电,毛皮的原子核束缚核外电子本领弱而失去电子,毛皮因缺少电子带正电;摩擦起电的实质不是创造了电荷,而是电子的转移,故BCD错误,A正确.答案:A方法总结:不同的物质原子核束缚核外电子的本领有强有弱,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,因多余电子带负电,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子,因缺少电子带正电.摩擦起电的实质不是创造了电,而是电子的转移.三、导体和绝缘体1.导体(1)定义:善于导电的物体叫做导体.(2)导体易导电的原因:导体内部有大量的自由电荷.导体导电的实质:导体容易导电是因为导体内有大量的自由电荷,电荷能从导体的一个地方移到另一个地方;绝缘体不容易导电是因为在绝缘体内电荷几乎都束缚在原子的范围内,不能够自由移动,即缺少自由电荷.金属导电靠的是自由电子,酸碱盐的水溶液导电靠的是正负离子.导体导电的实质:导体容易导电是因为导体内有大量的自由电荷,电荷能从导体的一个地方移到另一个地方;绝缘体不容易导电是因为在绝缘体内电荷几乎都束缚在原子的范围内,不能够自由移动,即缺少自由电荷.金属导电靠的是自由电子,酸碱盐的水溶液导电靠的是正负离子.(3)常见的导体:金属、人体、食盐水溶液、大地、石墨、碳棒、水银等.2.绝缘体(1)定义:不善于导电的物体叫做绝缘体.(2)绝缘体不易导电的原因:绝缘体内部几乎没有自由电荷.(3)常见的绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、陶瓷、纯净的水、干木、空气、油等.示例:关于导体和绝缘体,下列叙述中正确的是()A.导体都是靠正电荷的定向移动来导电的B.绝缘体不易导电是因为绝缘体内没有电荷存在C.酸碱盐的水溶液中就没有自由移动的电荷D.铜导线就是靠自由电子导电解:AD.金属导体是靠自由电子(负电荷)的定向移动来导电的,故A错、D正确;B.绝缘体不易导电,是因为绝缘体内几乎没有可以自由移动的电荷存在,故B错;C.酸碱盐的水溶液中有正负离子,也是能自由移动的电荷,故C错.答案:D第2节电流和电路一、电流1.电流: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规定为电流的方向.如在闭合电路中,在电源外部、电流的方向是从电源正极极经过用电器流向负极的.3.电路中有持续电流的条件:一是电路中必须有电池,二是电路是闭合的.电流形成的原因:电流形成的原因:
(1)电流是电荷的定向移动形成的.
在导体中,大量的自由电荷通常情况下做无规则运动,此时不会形成电流,只有当这些自由电荷发生了定向移动才能形成电流.
(2)形成电流的电荷有:正电荷、负电荷,酸、碱、盐的水溶液中是正、负离子,金属导体中是自由电子,球面显示器中电子枪的电子流等.示例:下列说法正确的是()A.负电荷定向移动不能形成电流B.电路中只要有电源,就一定有电流C.只有正电荷定向移动才能形成电流D.在电源外部,电流的方向是从电源正极经用电器流向负极解析:AC.电荷的定向移动形成电流,不管是正电荷还是负电荷,只要发生定向移动就形成电流;故AC错误;B.电源是提供电压的装置,电路中有电源不一定有电流,电路必须是通路才有电流,故B错误;D.在电源外部,电流的方向是从电源正极经用电器流向负极,故D正确.答案:D二、电路的组成1.电路的组成:电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成,缺少或不完整都会影响电路的正常工作.2.电路各部分的作用(1)电源:提供电能的装置,它保证电路中有持续电流,工作时将其他形式的能转化为电能.(2)用电器:用电来工作的设备,工作时将电能转化为其他形式的能.(3)开关:用来接通或断开电路,起控制电路的作用(4)导线:导线将电源、用电器、开关连接起来,形成让电荷移动的通路.示例:在下列电路元件中,全部为用电器的是()A.电铃、开关、电饭锅B.白炽灯、电动机、电视机C.电源、电线、空调器D.洗衣机、收录机、电池组解析:A.开关起控制作用,不是用电器,故A错;B.日光灯、电动机、电视机工作时都要消耗电能,它们都是用电器,故B正确;C.电线起连接作用,不是用电器,电源是供电装置,故C错;D.电池组是提供电能的装置是电源,电池组不是用电器,故D错.答案:B方法总结:电源是提供电能的装置;用电器是消耗电能的装备;开关控制电路,导线是电流的通道,起连接作用.三、电路图1.电路图:用符号表示电路连接的图,叫做电路图.2.几种常见的元件符号:注意:注意:画电路图应注意:(1)电路元件符号用统一规定的符号;(2)连线横平竖直,呈方形;(3)各元件符号不要画在拐角处;(4)线路中间不能有断点.3.电路图的画法:(1)先画电源,然后沿电流方向依次画出电路元件,元件顺序不颠倒,要和实物图对应.(2)元件位置安排要适当,分布要均匀,元件不要画在拐角处.整个电路图最好呈长方形,有棱有角,导线要横平竖直.示例:根据左边的实物连接图,在右边的虚线框内画出对应的电路图.解题思路:根据电流的流向根据电流的流向,电流从电源正极出发分成两支,一支经过灯泡和开关、另一支经过电阻R,汇合后经开关S回到电源负极.解:如图所示.四、通路断路短路1.通路(1)定义:人们把正常连接的电路,即用电器能够工作的电路叫做通路.(2)特征:电路中有电流,用电器正常工作.2.断路(1)定义:电路中如果某处被切断,电路中就不会有电流流过,这种情况叫做断路(或开路).(2)特征:电路中无电流,用电器不工作.(3)原因:开关没闭合,接线处松动,导线断了,用电器损坏等.3.短路(1)定义:直接用导线将电源的正、负极连接起来,这种情况叫做短路.(2)特征:用电器不工作,电路有很大电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘皮,引起火灾电源被短路,电路中会有很大的电流,可能把电源烧坏,这是不允许的..电源被短路,电路中会有很大的电流,可能把电源烧坏,这是不允许的.知识拓展:如果电路是接通的,但用电器两端被导线直接连通,这种情况叫做该用电器被短接示例:HYPERLINK如图所示的三个电路,下列对其通路、开路、短路判断正确的是()
A.甲开路、乙通路、丙短路 B.甲短路、乙开路、丙通路C.甲通路、乙短路、丙开路 D.甲短路、乙通路、丙开路解析:甲电路中,由于灯泡两端并联了一根导线,直接将电源正负两极相连,则造成电源短路;乙电路中,由于开关断开,则是开路;丙电路中处处连通,则是通路.答案:B第3节串联和并联一、串联和并联1.串联(1)定义:多个用电器依次相连,然后接到电路中,我们就说这些用电器是串联的.(2)特点:电流路径只有一条;用电器之间相互影响;开关在任何位置的作用一样.2.并联(1)定义:多个用电器的两端分别连在一起,然后接到电路中,我们就说这些用电器是并联的.(2)特点:电流路径有两条或两条以上;各支路上用电器之间互不影响;干路上的开关能控制整个电路,支路中的开关只能控制它所在的支路.3.干路和支路:并联电路中两个用电器共用的那部分电路叫干路,单独使用的那部分叫支路.示例1:几个电灯串联,接通电源后,如果其中一个电灯的灯丝断了,电路的其他部分没有发生故障,则其余的电灯将()A.仍然亮B.不亮C.有的亮,有的不亮D.无法判断解析:串联电路中只有一条电流路径,其中一个灯泡灯丝断了,整个电路断路,没有电流通过,故其余的电灯均不亮.答案:B示例2:街道边的路灯总是在傍晚时分同时亮,到凌晨同时灭,你认为路灯的连接是()A.串联B.并联C.部分串联D.可能串联可能并联解析:街上的路灯虽然能同时亮,同时灭,但它们互不影响,能独立工作,即路灯中的某盏灯坏了,其它灯能正常工作,因此各路灯是并联的.答案:B方法总结:串联的各电路元件相互影响,各电路元件不能独立工作;并联的各电路元件互不影响,各电路元件能独立工作.二、连接串联电路和并联电路1.对于串联电路:按电路图,从电源的正极出发,按顺序把电路元件用笔画线代替导线连接起来.2.对于并联电路:根据电路图,找到“分节点”和“合节点”,从电源正极出发,按“哪里分就分,哪里合就合”的方法把电路元件连接起来.注意:实物图中的导线是不允许相交的;导线要连接到电路元件的接线柱上,不能到处乱接示例:HYPERLINK按照图甲的电路图,将图乙图的实物连接起来.
注意:实物图中的导线是不允许相交的;导线要连接到电路元件的接线柱上,不能到处乱接解题思路:由电路图可知,双向开关控制两个灯泡,S接上时亮,S接下时亮.据此连接实物图.解:如下图所示:
三、生活中的电路串联电路和并联电路都是最基本的电路,实际生活中的许多电路都是由最基本的电路组合而成的.示例:学校教室中一个开关可以同时控制三盏灯亮与不亮,这三盏灯的连接方式是()A.并联B.串联C.两灯串联后再与一灯并联D.两灯并联后再与一灯串联解析:据实际情况可知,在家庭电路中,即在教室内的三盏灯虽然由一个开关控制,但当有一盏灯不亮时其它灯还能亮,即各灯之间互不影响,所以三盏灯是并联的.答案:A第4节电流的测量一、电流的强弱1.电流:表示电流强弱的物理量是电流物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流.每秒内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大(强).,通常用字母表示物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流.每秒内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大(强).2.单位:安培,简称安,符号是A.比安培小的单位还有毫安(mA)、微安(μA).1mA=A,1μA=A.3.常见的电流:手电筒中的电流约为200mA;家庭节能灯的电流约为0.1A,家用电冰箱的电流约为1A;家用空调器的电流约为5A.电路中的电流总是沿着电源正极→用电器→电源负极→电源正极的方向流动电路中的电流总是沿着电源正极→用电器→电源负极→电源正极的方向流动示例:下列用电器正常工作时电流约为1A的是()A.教室内的日光灯B.空调C.手机D.冰箱解析:A.教室中的日光灯中的电流一般在0.1A左右,故A不符合题意;B.空调中的电流一般在5A左右,故B不符合题意;C.手机工作的电流一般不超过0.1A,故C不符合题意;D.电冰箱的电流一般在1A左右,故D符合题意.答案:D二、电流的测量1.认识电流表(1)电流表的作用:测量电路中的电流.(2)电流表的符号:(3)电流表的量程:电流表有两个正极接线柱(红色),一个负极接线柱,因此它有两个量程分别是0~0.6A和0~3A.(4)电流表的分度值:电流表接0~0.6A时,分度值是0.02A;电流表接0~3A时,分度值是0.1A.2.电流表的接法:(1)电流表必须和被测的用电器串联;如果如果电流表跟被测电路并联会造成短路,轻则会使被测电路中的用电器不工作,重则烧坏电流表和电源,此时电流表示数不等于通过用电器的电流.(2)电流必须从正接线柱流入,从负接线柱流出;(3)必须正确选择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(叫做“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(叫做“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.(4)不允许把电流表直接连到电源的两极!电流表可以看做一根导线,若把电流表直接连接到电源的两极上,会造成短路,烧坏电流表,甚至有可能烧坏电源电流表可以看做一根导线,若把电流表直接连接到电源的两极上,会造成短路,烧坏电流表,甚至有可能烧坏电源3.电流表的读数:①明确所选电流表的量程;②确定电流表的分度值;③接通电路后,看看表针向右总共偏过了多少个小格,就知道电流是多大.示例1:如图所示,图中两灯规格不同,能测出通过灯L1电流的电路是()A.B.C.D.解析:A.图中电流表与灯串联,但其正负接线柱接反了,故A错误;B.图中电流表与灯串联,且电流正进负出,能正确测出通过灯的电流,故B错误;C.图中电流表接在干路上,且电流正进负出,测量的是干路电流,故C错误.D.图中电路为并联电路,两个电流表分别测出干路和支路电流,相减得出电流,故D正确.答案:D方法总结:电流表应与被测用电器串联,且电流要从正接线柱流入,从负接线柱流出.示例2:HYPERLINK如图所示的电流表选用的量程是_______A,示数为_______A.
解析:由图可知,电流表接的是“-”和“0.6”两个接线柱,则电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.32A.
答案:0~0.60.32方法总结:读取电流表示数时,首先要明确电流表选择的量程和对应的分度值,读数时视线与指针所在刻度线相垂直.第5节串、并联电路中电流的规律一、串联电路的电流规律串联电路的电流规律:串联电路中,各处的电流相等,即.实验探究串联电路中各处电流的关系1.实验器材:电源、电流表、开关、不同规格的小灯泡、导线若干.2.实验电路:3..实验思路:按下面的电路图连接电路,分别测量A、B、C三点的电流,寻找它们之间的关系.4.实验步骤:(1)按上面的电路图连接实物电路,分别测量A、B、C三点的电流并记录数据.(2)换上另外两个规格不同的灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系.5.实验结论:串联电路中,各处电流都相等.6.实验注意事项:(1)在连接电路时,开关一定要断开;(2)电流表的“+”“-”接线柱不能接反电流表常见问题分析:电流表常见问题分析:如果电流表反向偏转,说明电流表正负接线接反;如果正向偏转幅度过小,说明量程选择过大;如果正向偏转过大,到达右边没有刻度处,说明量程选择过小.(3)电流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能选用大量程,可用“试触法”选择合适的电流表量程;(4)连好电路后,先用开关试触,观察电流表的指针偏转情况,确认无误后,方可进行实验.示例:HYPERLINK如图甲是探究串联电路中的电流关系的电路图,开关闭合后电流表的示数如图所示,这种情况下电流表的分度值为_______,所选量程为_______,通过灯泡的电流为_______A,电流表的示数为_______A.由实验可知灯、之间的电流为_______A;结论为:串联电路中电流______________.
解析:由乙图可知,所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A;由指针位置可知,此时示数为0.28A;由图甲可知,两灯泡串联,串联电路中电流处处相等,故通过灯泡的电流为0.28A,电流表的示数为0.28A.灯、之间的电流为0.28A.
答案:0.02A0~0.6A0.280.280.28处处相等二、并联电路中的电流规律并联电路的电流规律:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即.实验探究并联电路中电流的关系1.实验器材:电源、电流表、开关、不同规格的小灯泡、导线若干.2.实验电路:3.实验思路:按下面的电路图连接电路,分别测量A、B、C三点的电流,寻找它们
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