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中考总复习物理（安徽）11第十一讲电路 电流 电压 电阻课件
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这是一份中考总复习物理（安徽）11第十一讲电路 电流 电压 电阻课件，共60页。PPT课件主要包含了目录安徽·中考，两种电荷，考点1，同种电荷相互排斥，失分警示，带电体，金属箔，电流和电压，考点2，定向移动等内容，欢迎下载使用。
考点 1 两种电荷考点 2 电流和电压考点 3 电路考点 4 串联电路和并联电路考点 5 电阻考点 5 电流表和电压表
命题角度 1 考查静电现象中电荷的移动命题角度 2 电路识别和电流、电压规律命题角度 3 画电路图和连实物图命题角度 4 电路设计命题角度5 电路故障分析实验 1 探究串、并联电路中电流、电压的规律实验 2 探究影响导体电阻大小的因素
1.两种电荷及相互作用(1)两种电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为 电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为 电荷. (2)带电体的性质:带电体具有 轻小物体的性质. (3)电荷间的相互作用规律:同种电荷相互 ,异种电荷相互 . (4)电荷量:电荷的多少叫作电荷量,用符号Q表示.单位是库仑,简称库,符号是C.2.摩擦起电(1)定义:用摩擦的方法使物体带电,叫作摩擦起电.
(2)实质:自由电子发生了 . (3)原理:不同物质的原子核束缚电子的本领不同;两个物体摩擦时,原子核束缚电子本领强的物质得到电子,带 电,原子核束缚电子本领弱的物质失去电子,带等量的 电. 3.验电器(1)作用:验电器是用来检验物体是否带电的仪器.(2)主要结构:金属球、金属杆、2片金属箔(如图).(3)工作原理: .
4.静电感应(1)当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷会趋向或远离带电体,使导体两端带上异种电荷,这种现象叫作静电感应.(如图)(2)利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电.
1.当带正电的带电体接触不带电的验电器的金属球时,金属箔上的一些自由电子通过金属杆、金属球转移到带电体上,带电体得到电子,电荷量减小,但仍带正电;金属球和金属箔失去电子,带正电,两片金属箔因带有同种电荷而相互排斥.当带负电的带电体接触不带电的验电器的金属球时, 上的一些自由电子通过金属球、金属杆转移到 上,带电体 电子,所带电荷量 ,但仍带负电;金属球和金属箔 电子,带 电,两片金属箔相互 .
2.判断以下命题的正误.(1)摩擦起电的过程就是产生正负电荷的过程. ( )(2)摩擦起电时,带正电的物体得到了正电荷. ( )(3)两个轻质小球靠近时互相吸引,则它们一定带异种电荷. ( )(4)原子对外不显电性,是因为原子中没有电荷. ( )(5)用带电体接触不带电的验电器的金属球,带电体带的电荷越多,金属箔张角越大. ( )(6)用物体接触带正电的验电器的金属球,金属箔张角变小,则物体一定带负电. ( )
1.电流(1)形成:电荷的 形成电流. (2)方向ⅰ.将 定向移动的方向规定为电流的方向;则 定向移动的方向与电流方向相反. ⅱ.电路中的电流方向:在电源外部,电流从电源的 极流出,经过导线、用电器等流回到电源的 极. (3)电流的强弱——电流(符号为 )
ⅰ.大小:电流等于一定时间内通过导体任一横截面的电荷量与时间的比值.公式:I=Q/t.ⅱ.电流的单位: ,简称 ,符号为 .1 A= mA= μA. ⅲ.电流的估计:家庭节能灯中的电流约0.1 A,家用电冰箱的电流约1 A,家用空调器的电流约5 A,雷电电流可达2×105 A.
2.电压(1)物理意义:电压是电路中形成电流的原因.(2)符号: . (3)单位: ,简称 ,符号为 .1 kV= V,1 V= mV. (4)常用电压值:一节新干电池的电压为 V,一节铅蓄电池的电压为_____V,我国家庭电路电压为 V,我国动力电路电压为380 V,一般情况下人体的安全电压不高于36 V.
1.电路的组成:电路是由电源、用电器、导线和开关组成的电流的路径.(1)电源:能够提供 的装置,工作时将其他形式的能转化成电能.如干电池、蓄电池将 能转化成电能,发电机将 能转化成电能等. (2)用电器:消耗电能的装置,工作时将电能转化为其他形式的能.如电热丝将电能转化为 能,电动机将电能转化成 能等. (3)开关:控制电路通断的装置.有些电路中可以没有开关.(4)导线:用来连接各个元件的导体.
2.电路图(1)常用的元件符号
(2)画电路图的要求:ⅰ.使用规定的元件符号;ⅱ.连线要横平竖直,电路图大体呈矩形;ⅲ.除滑动变阻器以外,元件不要画在拐角处;ⅳ.电路图中各元件的顺序和接入方式要与实际电路一致;ⅴ.一般从电源正极开始,沿着电流的流向依次连接,直到电源负极.3.电路的三种状态(1)通路:正常连通的电路叫作通路;此时电路中有电流通过,用电器能够工作.(2)断路:某处被切断的电路叫作断路或开路;此时电路中没有电流,用电器不能工作.
(3)短路:ⅰ.直接用导线将电源的两极连接,称为短路;此时电流不经过用电器,导线中的电流很大,容易烧坏电源.ⅱ.在电路中,用一根导线直接连接用电器的两端,该用电器被短路;此时该用电器中没有电流,不能工作.4.连接电路的注意事项ⅰ.连接电路时,开关要保持 ; ⅱ.一般不允许将电源的两极用导线直接连接起来.
1.材料的导电性(1)导体: 导电的物体,如大部分金属、人体、大地、石墨、盐水等. (2)绝缘体: 导电的物体,如橡胶、玻璃、塑料、煤油等. (3)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物体,如硅、锗等.温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性有很大影响.(4)超导现象:某些物质在很低的温度时,电阻会变成零.能发生超导现象的材料叫超导材料.2.电阻(1)物理意义:表示导体对电流 作用的大小.
(2)符号: . (3)单位: ,简称 ,符号是 .1 MΩ= Ω,1 kΩ= Ω. 3.影响电阻大小的因素:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 、 和 有关,还与 有关;与电流、电压等没有直接的关系. ⅰ.忽略温度的影响,材料和横截面积相同的导体,长度越 ,电阻越大; ⅱ.忽略温度的影响,材料和长度相同的导体,横截面积越大,电阻越 ; ⅲ.金属导体的电阻一般随温度的升高而 .
4.滑动变阻器(1)原理:通过改变接入电路中的电阻丝的 来改变电阻. (2)铭牌参数:某滑动变阻器标有“50 Ω 2 A”,表示的意义是最大阻值是50 Ω,允许通过的最大电流是2 A.
(3)作用:通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流、电压;保护电路.(4)使用方法ⅰ.一般串联在电路中,接入“一上一下”两个接线柱(“限流式”接法),此时滑片与接入的下接线柱之间的电阻丝被接入电路;ⅱ.通电前应把阻值调至 ,即将滑片移到远离接入的下接线柱的一端.
实物图 示意图
5.电阻箱(如图)(1)特点:能调节电阻大小,并且能够显示电阻阻值;但电阻值不连续.(2)读数方法:各旋钮的读数×倍数,再求和.
1.串、并联电路中的电阻关系(1)把导体串联起来,相当于增加了导体的长度,总电阻变大.串联电路的总电阻等于各电阻之和,R=R1+R2.(2)把导体并联起来,相当于增加了导体的横截面积,总电阻变小.并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和, ,即 .
2.滑动变阻器的“分压式”接法:如图所示,被控制的元件L与滑动变阻器的部分电阻并联,再与滑动变阻器的另一部分串联.“分压式”接法的优点是对被控制元件的调节作用比较强,电压、电流的调节范围比较大,尤其是可以使被控制元件两端的电压从零开始连续变化,这是“限流式”接法做不到的;但“分压式”接法的电路效率一般较低.
判断以下命题的正误.1.电流可能是由正电荷定向移动形成的. ( )2.人体的安全电压是36 V. ( )3.蓄电池充电时,在电路中相当于电源,将其他形式的能转化成电能. ( )4.通过两个用电器的电流相等,则这两个用电器一定串联. ( )5.两个用电器两端电压相等,则这两个用电器一定并联. ( )6.一个开关能控制整个电路,则这个电路一定是串联电路. ( )7.导体两端的电压越大,导体的电阻越大. ( )8.导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化. ( )
考查静电现象中电荷的移动
例1 [2020淮南东部地区二模]如图是某种物质的原子结构的模型,图中处于中心的是原子核,周围绕它运动的是核外电子,整个原子对外不显电性.如果这种物质因与另一种物质相互摩擦而带上了负电,则它 (选填“得到”或“失去”)了电子. 【思路分析】 “摩擦”不“生产”电荷,“摩擦”只是电子的搬运工.电子发生转移后,物体内部的正、负电荷数量不相等,失去电子的带正电,得到电子的带负电.
例2 [2020合肥蜀山区模拟]如图所示,有两个相同的验电器A和B,A带负电,B带正电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来,则金属棒中的电流方向是 .(选填“由A向B”或“由B向A”)
例3 [2020四川达州]用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触原来带电的验电器的金属球,发现验电器的金属箔片张角变大,则验电器原来带 电;金属箔片张角变大的瞬间,验电器金属杆里的电流方向是 (选填“从金属箔片到金属球”或“从金属球到金属箔片”).
电路识别和电流、电压规律
例4 [2019重庆B]下列对如图所示电路的判断,正确的是 ( )A.只闭合开关S1时,灯泡L1、L3并联B.只闭合开关S2时,灯泡L2、L3并联C.只闭合开关S2、S3时,灯泡L2、L3串联D.闭合所有开关时,灯泡L1、L2并联,L3短路
例5 如图甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,电压表示数为2.5 V,两个完全相同的电流表的指针偏转情况均如图乙所示,则通过灯泡L1的电流是 A,电源电压是 V.
例6 某一部件外壳上三个电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3,三个电流表A1、A2、A3的示数分别为I1、I2、I3,它的内部结构如图所示,以下对各数据的分析正确的是 ( ) A.U1=U2=U3 B.I1=I2+I3 C.U1+U2=U3 D.以上都不正确
电路连接方式的判断 准确判断电路的连接方式是处理电路问题的基础,下面是一些常用的电路分析技巧.(以图甲电路为例)“去表”法:如图乙,将电压表看作断路,将电压表所在的支路“拆去”;将电流表看作一条导线,从而达到简化电路的目的.待判断完电路的连接方式后,再判断电表的测量对象.
电流流向法:如图丙,从电源正极开始,沿着连通的导线依次用箭头标出电流的路径,最后回到电源负极.若电流只有一条路径,则各元件串联;若有一部分电路中电流的路径不止一条,则该部分中各支路并联.
节点变形法:标出所有三条或更多导线交汇的点,通过导线、开关、电流表等零电阻元件连接的相邻交点看作同一个节点,如图丁中,点1和点2看作一个节点,点3和点4看作一个节点,将电路变形成如图戊所示的电路.拆除法:拆去某个元件后,若其他元件都不能通电,则该元件与其他元件串联;若其他元件仍正常工作,则该元件与其他元件并联.
类型1 根据实物图画电路图例7 根据实物图在方框中画出其电路图.
类型2 连接实物图例8 根据图甲所示的电路图连接完成图乙中的实物电路,要求滑动变阻器的滑片左移时滑动变阻器连入电路的电阻减小. 甲 乙
例9 请用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.要求:开关S1只控制灯泡L1的亮灭,开关S2只控制灯泡L2的亮灭;滑动变阻器的滑片向左移时,灯泡L1亮度不变,灯泡L2变亮.
根据电路图连接实物图1.分析电路图,判断各元件之间是串联还是并联.2.从电源正极出发,用笔画线代替导线将所有元件按照电路图中的顺序和接入方法依次连接起来,导线不能交叉.3.电流表的连接:与被测部分串联,注意“正进负出”和量程选择.4.电压表的连接:与被测部分并联,注意“正接正、负接负”和量程选择.5.滑动变阻器的连接:一般接入“一上一下”两个接线柱,与被控制部分串联,没有特殊要求时,接入的下接线柱应与电路图完全一致;若要求滑片向某端移动时电阻变小,则将该端的下接线柱接入电路.
类型3 实物图改正例10 [2020吉林长春模拟]小阳用三个电流表和两个小灯泡做实验,检验并联电路干路电流是否等于各支路电流之和,其连接的电路如图所示.他连接的电路中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“✕”,并用笔画线代替导线,将电路修改正确.
类型3 实物图改正例11 如图是某品牌榨汁机,为保障安全,该榨汁机设置了电源开关S和安全开关S1.当杯体放在主机上时,S1自动闭合,此时再闭合S,电动机才能启动,开始榨汁.下列电路图符合上述要求的是 ( )
【思路分析】 解决这类试题,可以根据题述情景直接判断电路的连接方式,也可以依次检验选项中的电路,判断哪一个电路符合题述情景.
例12 公交车后门左、右扶杆上各装有一个按钮开关(用S1、S2表示),当乘客按下任意一个开关时,电铃响起,提醒司机有乘客要下车;待车停稳后,司机按下控制电动机的开关S,后门打开,乘客即可下车.下列四个电路设计符合要求的是( ) A B C D
例13 有一种电动烤地瓜机,将地瓜放在托盘上,盖上锅盖相当于闭合开关S1,托盘旋转;再将温控开关S2闭合,开始加热;若只闭合开关S2,则不能加热.下列电路图中 是托盘的电动机,R是加热电阻,对其内部电路设计合理的是 ( ) A B C D
例14 如图所示,闭合开关S后,对下列可能的电路故障现象分析正确的是 ( )
A.若电流表无示数、电压表有示数,则R1短路B.若电流表无示数、电压表无示数,则R2断路C.若电流表有示数、电压表有示数,则R1断路D.若电流表有示数、电压表无示数,则R2短路
例15 小明用如图所示的电路研究并联电路电流的规律,当闭合开关S试触时,发现三只小灯泡均发光,电流表的指针正向偏转并超过最大刻度.产生这种现象的原因可能是 ( )
A.某只小灯泡发生断路B.电流表使用的量程太小C.某只小灯泡发生短路D.电流表的接线柱接反了
电路故障分析1.串联电路中短路和断路故障的现象
2.并联电路中短路和断路故障的现象
3.电流表和电压表正负接线柱接反、量程选得过大或过小、自身短路或断路,滑动变阻器接入了两个上接线柱或两个下接线柱也是常考的电路故障.4.利用导线判断断路位置的方法:存在断路时电路中没有电流;将导线接在某两点间(试触)时,如果电路中有了电流,说明断路的位置在该两点间(不含电源的一侧).
1.如图所示的电路中,各元件都完好,但闭合开关S1、S2后,只有灯泡L2发光,则故障原因可能是 ( )A.干路部分电线断了B.L1被短路了C.S1被短路了D.L1与灯座接触不良
2.[2020四川广元]如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,灯泡L发光,电流表有示数,电压表的示数几乎为零,则下列判断中正确的是 ( )A.电阻R断路B.电阻R短路C.灯泡L断路D.灯泡L短路
3.在图示电路中,开关闭合后,无论怎样移动滑片,小灯泡都不亮,电流表示数为零,电压表有示数且不变.图中除标有序号的四根导线外其他元件正常,则出现断路的导线一定是 ( )A.① B.② C.③ D.④
4.[2009安徽,15]小红在做“用滑动变阻器改变电流”实验时,连好如图所示的电路,将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处,闭合开关S,发现小灯泡L不亮.接下来,以下做法最合理的是 ( )
A.观察电流表的示数是否为零,判断电路是否断路B.断开开关S,更换额定功率更大的灯泡重新实验C.断开开关S,增加电池的个数重新实验D.断开开关S,拆掉导线重新连接电路
探究串、并联电路中电流、电压的规律
例16 小安和小徽一起做“探究并联电路中电流的规律”实验.(1)图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选填“A”“B”或“C”)处的电流. (2)请在图乙中移动一根导线,测量另外一处的电流(在移动的导线上画“✕”并用笔画线代替导线连接正确的电路).移动后电流表测量的是 (选填“A”“B”或“C”)处的电流.
(3)测出A、B、C三处的电流如表所示,由此得出初步结论: (只写表达式). 小徽指出,为了得出更普遍的规律,应当进行多次实验.操作方法是:_______________________________________.
规格的灯泡再次进行实验
(4)小徽换用两只相同规格的灯泡进行实验,部分实验数据如下.小徽在测量C处的电流时进行了“试触”,发现电流表指针超出了满偏刻度,则她应该 ;她根据实验数据得出“并联电路各支路电流相等”的结论,她的错误是 .
(5)小安利用原有的实验器材,添加一个开关,又设计了一个电路.利用这个电路,不用更换电流表的位置,就可直接测出A、B、C三处的电流,同样可得出三处电流的关系.请在虚线框中画出电路图.
(6)小徽利用原有的实验器材连接了如图丙所示的电路,探究串联电路中电流的规律. 丙 丁①小徽在连接电路时,刚接好最后一根导线,小灯泡就亮了,小徽操作中存在的问题是 . ②电流表在A处时,小徽闭合开关,观察到电流表示数IA如图丁所示,为_____A.
连接电路时没有断开开关
③小徽觉得电流值过小,会导致测量误差较大,她可以对实验器材进行的改进是____________________________________________________________(写出一条即可). ④改进后,小徽将电流表先后接在A、B、C处,比较实验数据,发现____________ (只写表达式),初步得出了“串联电路中电流处处相等”的结论. ⑤小徽在实验中发现两只灯泡的亮度不相同,原因是____________________________________________.
增大电源电压(或减小灯泡的电阻,或改用量程更小的电流表等)
两只灯泡的实际功率不同
例17 “探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示.(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡. (2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该 .
将电压表换用0~3 V量程
(3)测出L1两端的电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改装在B、C之间;小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可.小聪的办法是否正确? .为什么? .
改接后电压表的正负接线柱接反了
(4)测量完成后,同学们进行小组交流讨论,如表所示选录了四个小组的数据,你认为这些数据是否合理? .第2、3实验小组的数据中串联总电压不等于两灯泡两端电压之和的原因是 .
(5)某小组在测量L2两端的电压时,发现电压表示数变为0,则电路故障可能是灯 ________断路或灯 短路;如果同时观察到有一只灯亮,则说明故障是 .
1.画电路图或根据实物图连接电路图(参看方法).2.连接电路的注意事项(参看考点).3.电流表、电压表的使用及读数(参看考点).4.电路断路或短路的故障分析(参看方法).5.电表指针异常偏转的原因:①闭合开关前指针不指零,说明电表需要调零;②指针偏转幅度过小,说明量程选择偏大;③指针偏转超出最大刻度,说明量程选择偏小;④指针反向偏转,说明正负接线柱接反.
6.换用不同规格的灯泡多次测量的目的:保证实验结论的普遍性.7.实验数据:记录电路中不同位置的电流或各灯泡及电源两端的电压.8.实验数据分析.9.实验评价和改进.实验结论:串联电路中电流处处相等,并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和;串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和,并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等.
1.对灯泡亮度的分析:灯泡的亮度与实际功率有关.2.在电路(干路)中串联接入滑动变阻器①好处:可用于改变两灯泡两端的总电压,进行多次实验;保护电路.②注意事项:滑动变阻器“一上一下”串联接入电路,闭合开关前要将滑片移动到最大阻值处等.
探究影响导体电阻大小的因素
例18 王禹在复习“探究导体的电阻与哪些因素有关”实验时,产生了一些疑惑:实验中为什么选择不常见的镍铬合金丝作为被研究的导体,而不选用常见的铜丝?难道选用铜丝会不利于探究?带着这些思考,王禹决定进行实验验证.部分实验装置如图甲,导体a、b为直径分别为0.5 mm和0.7 mm的铜丝,导体c、d为直径分别为0.5 mm和0.7 mm的镍铬合金丝.
(1)为了更好地反映电阻的变化,王禹可以在电路中接入 ,且与被研究导体串联. (2)连接电路时,开关必须处于 状态. (3)实验中,选择一根带鳄鱼夹的导线,主要是为了方便改变 . (4)分别用铜丝、镍铬合金丝进行实验,记录实验结果于下表,对比实验记录,发现用 作为研究导体,实验现象不明显.不明显之处是:______________________________________.
(5)通过实验,王禹解开了心中的疑惑,并进一步理解了滑动变阻器的原理.如在图乙所示的电路中,将电阻R和滑动变阻器接入电路,闭合开关,若滑动变阻器的滑片向上端移动,电流表的示数会 (选填“变大”“变小”或“不变”);电阻R在电路中起到 的作用.
(6)通过5、6、7三次实验,可以探究导体的电阻大小与 的关系;通过 两次实验,可以探究导体的电阻大小与横截面积的关系;根据表格中的数据还可以得出导体电阻大小还与 有关,对比的两组数据的实验条件应满足 相同、 不同. (7)根据实验数据可以得出:其他条件相同时,导体越长,导体的电阻越 ;其他条件相同时,导体的横截面积越大,导体的电阻越 . (8)王禹找来一盏酒精灯,想探究金属丝的电阻与温度的关系,他应进行的操作是 .
闭合开关,用酒精灯对金属丝加热,观察电流表示数或灯泡亮度如何变化
1.连接电路的注意事项(参看考点).2.小灯泡的作用:①通过小灯泡的亮度变化反映金属丝电阻大小的变化;②保护电路.3.接入电流表的好处:对电阻变化的判断更加准确、客观.4.电流表的使用及读数(参看考点).5.控制变量法的应用:需要控制的变量有导体长度、导体横截面积、导体材料和温度;在探究其中一个变量对电阻的影响时,要控制其他变量相同,如在探究导体长度对电阻的影响时,要选择温度相同、同种材料制成的长度不同、横截面积相同的金属丝.
6.实验数据的分析①判断某几个实验步骤探究的问题:对比几个实验步骤中的实验条件,哪个因素变化了,探究的就是该因素对电阻的影响.②判断探究某个因素对电阻的影响时应选择的实验步骤:选择实验条件中只有该因素不同、其他因素都相同的实验步骤.7.多次测量的目的:使实验结论具有普遍性.实验结论:在一定温度下,导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关.同种材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大;同种材料、长度相同的导体,横截面积越大,电阻越小;不同材料、长度和横截面积相同的导体,电阻一般不相等.
1.只有一根金属丝时如何探究:将不同长度的金属丝接入电路,探究电阻与导体长度的关系;将金属丝对折后接入电路,与将一半长度接入电路时对比,探究电阻与导体横截面积的关系;无法探究导体电阻与材料的关系.2.探究温度对导体电阻的影响①方法:闭合开关,对金属丝加热,观察小灯泡亮度或电流表示数如何变化.②现象与结论:小灯泡变暗、电流表示数变小,说明金属丝的电阻随温度升高而变大.
考点 1 两种电荷考点 2 电流和电压考点 3 电路考点 4 串联电路和并联电路考点 5 电阻考点 5 电流表和电压表
命题角度 1 考查静电现象中电荷的移动命题角度 2 电路识别和电流、电压规律命题角度 3 画电路图和连实物图命题角度 4 电路设计命题角度5 电路故障分析实验 1 探究串、并联电路中电流、电压的规律实验 2 探究影响导体电阻大小的因素
1.两种电荷及相互作用(1)两种电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为 电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为 电荷. (2)带电体的性质:带电体具有 轻小物体的性质. (3)电荷间的相互作用规律:同种电荷相互 ,异种电荷相互 . (4)电荷量:电荷的多少叫作电荷量,用符号Q表示.单位是库仑,简称库,符号是C.2.摩擦起电(1)定义:用摩擦的方法使物体带电,叫作摩擦起电.
(2)实质:自由电子发生了 . (3)原理:不同物质的原子核束缚电子的本领不同;两个物体摩擦时,原子核束缚电子本领强的物质得到电子,带 电,原子核束缚电子本领弱的物质失去电子,带等量的 电. 3.验电器(1)作用:验电器是用来检验物体是否带电的仪器.(2)主要结构:金属球、金属杆、2片金属箔(如图).(3)工作原理: .
4.静电感应(1)当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷会趋向或远离带电体,使导体两端带上异种电荷,这种现象叫作静电感应.(如图)(2)利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电.
1.当带正电的带电体接触不带电的验电器的金属球时,金属箔上的一些自由电子通过金属杆、金属球转移到带电体上,带电体得到电子,电荷量减小,但仍带正电;金属球和金属箔失去电子,带正电,两片金属箔因带有同种电荷而相互排斥.当带负电的带电体接触不带电的验电器的金属球时, 上的一些自由电子通过金属球、金属杆转移到 上,带电体 电子,所带电荷量 ,但仍带负电;金属球和金属箔 电子,带 电,两片金属箔相互 .
2.判断以下命题的正误.(1)摩擦起电的过程就是产生正负电荷的过程. ( )(2)摩擦起电时,带正电的物体得到了正电荷. ( )(3)两个轻质小球靠近时互相吸引,则它们一定带异种电荷. ( )(4)原子对外不显电性,是因为原子中没有电荷. ( )(5)用带电体接触不带电的验电器的金属球,带电体带的电荷越多,金属箔张角越大. ( )(6)用物体接触带正电的验电器的金属球,金属箔张角变小,则物体一定带负电. ( )
1.电流(1)形成:电荷的 形成电流. (2)方向ⅰ.将 定向移动的方向规定为电流的方向;则 定向移动的方向与电流方向相反. ⅱ.电路中的电流方向:在电源外部,电流从电源的 极流出,经过导线、用电器等流回到电源的 极. (3)电流的强弱——电流(符号为 )
ⅰ.大小:电流等于一定时间内通过导体任一横截面的电荷量与时间的比值.公式:I=Q/t.ⅱ.电流的单位: ,简称 ,符号为 .1 A= mA= μA. ⅲ.电流的估计:家庭节能灯中的电流约0.1 A,家用电冰箱的电流约1 A,家用空调器的电流约5 A,雷电电流可达2×105 A.
2.电压(1)物理意义:电压是电路中形成电流的原因.(2)符号: . (3)单位: ,简称 ,符号为 .1 kV= V,1 V= mV. (4)常用电压值:一节新干电池的电压为 V,一节铅蓄电池的电压为_____V,我国家庭电路电压为 V,我国动力电路电压为380 V,一般情况下人体的安全电压不高于36 V.
1.电路的组成:电路是由电源、用电器、导线和开关组成的电流的路径.(1)电源:能够提供 的装置,工作时将其他形式的能转化成电能.如干电池、蓄电池将 能转化成电能,发电机将 能转化成电能等. (2)用电器:消耗电能的装置,工作时将电能转化为其他形式的能.如电热丝将电能转化为 能,电动机将电能转化成 能等. (3)开关:控制电路通断的装置.有些电路中可以没有开关.(4)导线:用来连接各个元件的导体.
2.电路图(1)常用的元件符号
(2)画电路图的要求:ⅰ.使用规定的元件符号;ⅱ.连线要横平竖直,电路图大体呈矩形;ⅲ.除滑动变阻器以外,元件不要画在拐角处;ⅳ.电路图中各元件的顺序和接入方式要与实际电路一致;ⅴ.一般从电源正极开始,沿着电流的流向依次连接,直到电源负极.3.电路的三种状态(1)通路:正常连通的电路叫作通路;此时电路中有电流通过,用电器能够工作.(2)断路:某处被切断的电路叫作断路或开路;此时电路中没有电流,用电器不能工作.
(3)短路:ⅰ.直接用导线将电源的两极连接,称为短路;此时电流不经过用电器,导线中的电流很大,容易烧坏电源.ⅱ.在电路中,用一根导线直接连接用电器的两端,该用电器被短路;此时该用电器中没有电流,不能工作.4.连接电路的注意事项ⅰ.连接电路时,开关要保持 ; ⅱ.一般不允许将电源的两极用导线直接连接起来.
1.材料的导电性(1)导体: 导电的物体,如大部分金属、人体、大地、石墨、盐水等. (2)绝缘体: 导电的物体,如橡胶、玻璃、塑料、煤油等. (3)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物体,如硅、锗等.温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性有很大影响.(4)超导现象:某些物质在很低的温度时,电阻会变成零.能发生超导现象的材料叫超导材料.2.电阻(1)物理意义:表示导体对电流 作用的大小.
(2)符号: . (3)单位: ,简称 ,符号是 .1 MΩ= Ω,1 kΩ= Ω. 3.影响电阻大小的因素:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 、 和 有关,还与 有关;与电流、电压等没有直接的关系. ⅰ.忽略温度的影响,材料和横截面积相同的导体,长度越 ,电阻越大; ⅱ.忽略温度的影响,材料和长度相同的导体,横截面积越大,电阻越 ; ⅲ.金属导体的电阻一般随温度的升高而 .
4.滑动变阻器(1)原理:通过改变接入电路中的电阻丝的 来改变电阻. (2)铭牌参数:某滑动变阻器标有“50 Ω 2 A”,表示的意义是最大阻值是50 Ω,允许通过的最大电流是2 A.
(3)作用:通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流、电压;保护电路.(4)使用方法ⅰ.一般串联在电路中,接入“一上一下”两个接线柱(“限流式”接法),此时滑片与接入的下接线柱之间的电阻丝被接入电路;ⅱ.通电前应把阻值调至 ,即将滑片移到远离接入的下接线柱的一端.
实物图 示意图
5.电阻箱(如图)(1)特点:能调节电阻大小,并且能够显示电阻阻值;但电阻值不连续.(2)读数方法:各旋钮的读数×倍数,再求和.
1.串、并联电路中的电阻关系(1)把导体串联起来,相当于增加了导体的长度,总电阻变大.串联电路的总电阻等于各电阻之和,R=R1+R2.(2)把导体并联起来,相当于增加了导体的横截面积,总电阻变小.并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和, ,即 .
2.滑动变阻器的“分压式”接法:如图所示,被控制的元件L与滑动变阻器的部分电阻并联,再与滑动变阻器的另一部分串联.“分压式”接法的优点是对被控制元件的调节作用比较强,电压、电流的调节范围比较大,尤其是可以使被控制元件两端的电压从零开始连续变化,这是“限流式”接法做不到的;但“分压式”接法的电路效率一般较低.
判断以下命题的正误.1.电流可能是由正电荷定向移动形成的. ( )2.人体的安全电压是36 V. ( )3.蓄电池充电时,在电路中相当于电源,将其他形式的能转化成电能. ( )4.通过两个用电器的电流相等,则这两个用电器一定串联. ( )5.两个用电器两端电压相等,则这两个用电器一定并联. ( )6.一个开关能控制整个电路,则这个电路一定是串联电路. ( )7.导体两端的电压越大,导体的电阻越大. ( )8.导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化. ( )
考查静电现象中电荷的移动
例1 [2020淮南东部地区二模]如图是某种物质的原子结构的模型,图中处于中心的是原子核,周围绕它运动的是核外电子,整个原子对外不显电性.如果这种物质因与另一种物质相互摩擦而带上了负电,则它 (选填“得到”或“失去”)了电子. 【思路分析】 “摩擦”不“生产”电荷,“摩擦”只是电子的搬运工.电子发生转移后,物体内部的正、负电荷数量不相等,失去电子的带正电,得到电子的带负电.
例2 [2020合肥蜀山区模拟]如图所示,有两个相同的验电器A和B,A带负电,B带正电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来,则金属棒中的电流方向是 .(选填“由A向B”或“由B向A”)
例3 [2020四川达州]用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触原来带电的验电器的金属球,发现验电器的金属箔片张角变大,则验电器原来带 电;金属箔片张角变大的瞬间,验电器金属杆里的电流方向是 (选填“从金属箔片到金属球”或“从金属球到金属箔片”).
电路识别和电流、电压规律
例4 [2019重庆B]下列对如图所示电路的判断,正确的是 ( )A.只闭合开关S1时,灯泡L1、L3并联B.只闭合开关S2时,灯泡L2、L3并联C.只闭合开关S2、S3时,灯泡L2、L3串联D.闭合所有开关时,灯泡L1、L2并联,L3短路
例5 如图甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,电压表示数为2.5 V,两个完全相同的电流表的指针偏转情况均如图乙所示,则通过灯泡L1的电流是 A,电源电压是 V.
例6 某一部件外壳上三个电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3,三个电流表A1、A2、A3的示数分别为I1、I2、I3,它的内部结构如图所示,以下对各数据的分析正确的是 ( ) A.U1=U2=U3 B.I1=I2+I3 C.U1+U2=U3 D.以上都不正确
电路连接方式的判断 准确判断电路的连接方式是处理电路问题的基础,下面是一些常用的电路分析技巧.(以图甲电路为例)“去表”法:如图乙,将电压表看作断路,将电压表所在的支路“拆去”;将电流表看作一条导线,从而达到简化电路的目的.待判断完电路的连接方式后,再判断电表的测量对象.
电流流向法:如图丙,从电源正极开始,沿着连通的导线依次用箭头标出电流的路径,最后回到电源负极.若电流只有一条路径,则各元件串联;若有一部分电路中电流的路径不止一条,则该部分中各支路并联.
节点变形法:标出所有三条或更多导线交汇的点,通过导线、开关、电流表等零电阻元件连接的相邻交点看作同一个节点,如图丁中,点1和点2看作一个节点,点3和点4看作一个节点,将电路变形成如图戊所示的电路.拆除法:拆去某个元件后,若其他元件都不能通电,则该元件与其他元件串联;若其他元件仍正常工作,则该元件与其他元件并联.
类型1 根据实物图画电路图例7 根据实物图在方框中画出其电路图.
类型2 连接实物图例8 根据图甲所示的电路图连接完成图乙中的实物电路,要求滑动变阻器的滑片左移时滑动变阻器连入电路的电阻减小. 甲 乙
例9 请用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.要求:开关S1只控制灯泡L1的亮灭,开关S2只控制灯泡L2的亮灭;滑动变阻器的滑片向左移时,灯泡L1亮度不变,灯泡L2变亮.
根据电路图连接实物图1.分析电路图,判断各元件之间是串联还是并联.2.从电源正极出发,用笔画线代替导线将所有元件按照电路图中的顺序和接入方法依次连接起来,导线不能交叉.3.电流表的连接:与被测部分串联,注意“正进负出”和量程选择.4.电压表的连接:与被测部分并联,注意“正接正、负接负”和量程选择.5.滑动变阻器的连接:一般接入“一上一下”两个接线柱,与被控制部分串联,没有特殊要求时,接入的下接线柱应与电路图完全一致;若要求滑片向某端移动时电阻变小,则将该端的下接线柱接入电路.
类型3 实物图改正例10 [2020吉林长春模拟]小阳用三个电流表和两个小灯泡做实验,检验并联电路干路电流是否等于各支路电流之和,其连接的电路如图所示.他连接的电路中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“✕”,并用笔画线代替导线,将电路修改正确.
类型3 实物图改正例11 如图是某品牌榨汁机,为保障安全,该榨汁机设置了电源开关S和安全开关S1.当杯体放在主机上时,S1自动闭合,此时再闭合S,电动机才能启动,开始榨汁.下列电路图符合上述要求的是 ( )
【思路分析】 解决这类试题,可以根据题述情景直接判断电路的连接方式,也可以依次检验选项中的电路,判断哪一个电路符合题述情景.
例12 公交车后门左、右扶杆上各装有一个按钮开关(用S1、S2表示),当乘客按下任意一个开关时,电铃响起,提醒司机有乘客要下车;待车停稳后,司机按下控制电动机的开关S,后门打开,乘客即可下车.下列四个电路设计符合要求的是( ) A B C D
例13 有一种电动烤地瓜机,将地瓜放在托盘上,盖上锅盖相当于闭合开关S1,托盘旋转;再将温控开关S2闭合,开始加热;若只闭合开关S2,则不能加热.下列电路图中 是托盘的电动机,R是加热电阻,对其内部电路设计合理的是 ( ) A B C D
例14 如图所示,闭合开关S后,对下列可能的电路故障现象分析正确的是 ( )
A.若电流表无示数、电压表有示数,则R1短路B.若电流表无示数、电压表无示数,则R2断路C.若电流表有示数、电压表有示数,则R1断路D.若电流表有示数、电压表无示数,则R2短路
例15 小明用如图所示的电路研究并联电路电流的规律,当闭合开关S试触时,发现三只小灯泡均发光,电流表的指针正向偏转并超过最大刻度.产生这种现象的原因可能是 ( )
A.某只小灯泡发生断路B.电流表使用的量程太小C.某只小灯泡发生短路D.电流表的接线柱接反了
电路故障分析1.串联电路中短路和断路故障的现象
2.并联电路中短路和断路故障的现象
3.电流表和电压表正负接线柱接反、量程选得过大或过小、自身短路或断路,滑动变阻器接入了两个上接线柱或两个下接线柱也是常考的电路故障.4.利用导线判断断路位置的方法:存在断路时电路中没有电流;将导线接在某两点间(试触)时,如果电路中有了电流,说明断路的位置在该两点间(不含电源的一侧).
1.如图所示的电路中,各元件都完好,但闭合开关S1、S2后,只有灯泡L2发光,则故障原因可能是 ( )A.干路部分电线断了B.L1被短路了C.S1被短路了D.L1与灯座接触不良
2.[2020四川广元]如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,灯泡L发光,电流表有示数,电压表的示数几乎为零,则下列判断中正确的是 ( )A.电阻R断路B.电阻R短路C.灯泡L断路D.灯泡L短路
3.在图示电路中,开关闭合后,无论怎样移动滑片,小灯泡都不亮,电流表示数为零,电压表有示数且不变.图中除标有序号的四根导线外其他元件正常,则出现断路的导线一定是 ( )A.① B.② C.③ D.④
4.[2009安徽,15]小红在做“用滑动变阻器改变电流”实验时,连好如图所示的电路,将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处,闭合开关S,发现小灯泡L不亮.接下来,以下做法最合理的是 ( )
A.观察电流表的示数是否为零,判断电路是否断路B.断开开关S,更换额定功率更大的灯泡重新实验C.断开开关S,增加电池的个数重新实验D.断开开关S,拆掉导线重新连接电路
探究串、并联电路中电流、电压的规律
例16 小安和小徽一起做“探究并联电路中电流的规律”实验.(1)图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选填“A”“B”或“C”)处的电流. (2)请在图乙中移动一根导线,测量另外一处的电流(在移动的导线上画“✕”并用笔画线代替导线连接正确的电路).移动后电流表测量的是 (选填“A”“B”或“C”)处的电流.
(3)测出A、B、C三处的电流如表所示,由此得出初步结论: (只写表达式). 小徽指出,为了得出更普遍的规律,应当进行多次实验.操作方法是:_______________________________________.
规格的灯泡再次进行实验
(4)小徽换用两只相同规格的灯泡进行实验,部分实验数据如下.小徽在测量C处的电流时进行了“试触”,发现电流表指针超出了满偏刻度,则她应该 ;她根据实验数据得出“并联电路各支路电流相等”的结论,她的错误是 .
(5)小安利用原有的实验器材,添加一个开关,又设计了一个电路.利用这个电路,不用更换电流表的位置,就可直接测出A、B、C三处的电流,同样可得出三处电流的关系.请在虚线框中画出电路图.
(6)小徽利用原有的实验器材连接了如图丙所示的电路,探究串联电路中电流的规律. 丙 丁①小徽在连接电路时,刚接好最后一根导线,小灯泡就亮了,小徽操作中存在的问题是 . ②电流表在A处时,小徽闭合开关,观察到电流表示数IA如图丁所示,为_____A.
连接电路时没有断开开关
③小徽觉得电流值过小,会导致测量误差较大,她可以对实验器材进行的改进是____________________________________________________________(写出一条即可). ④改进后,小徽将电流表先后接在A、B、C处,比较实验数据,发现____________ (只写表达式),初步得出了“串联电路中电流处处相等”的结论. ⑤小徽在实验中发现两只灯泡的亮度不相同,原因是____________________________________________.
增大电源电压(或减小灯泡的电阻,或改用量程更小的电流表等)
两只灯泡的实际功率不同
例17 “探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示.(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡. (2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该 .
将电压表换用0~3 V量程
(3)测出L1两端的电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改装在B、C之间;小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可.小聪的办法是否正确? .为什么? .
改接后电压表的正负接线柱接反了
(4)测量完成后,同学们进行小组交流讨论,如表所示选录了四个小组的数据,你认为这些数据是否合理? .第2、3实验小组的数据中串联总电压不等于两灯泡两端电压之和的原因是 .
(5)某小组在测量L2两端的电压时,发现电压表示数变为0,则电路故障可能是灯 ________断路或灯 短路;如果同时观察到有一只灯亮,则说明故障是 .
1.画电路图或根据实物图连接电路图(参看方法).2.连接电路的注意事项(参看考点).3.电流表、电压表的使用及读数(参看考点).4.电路断路或短路的故障分析(参看方法).5.电表指针异常偏转的原因:①闭合开关前指针不指零,说明电表需要调零;②指针偏转幅度过小,说明量程选择偏大;③指针偏转超出最大刻度,说明量程选择偏小;④指针反向偏转,说明正负接线柱接反.
6.换用不同规格的灯泡多次测量的目的:保证实验结论的普遍性.7.实验数据:记录电路中不同位置的电流或各灯泡及电源两端的电压.8.实验数据分析.9.实验评价和改进.实验结论:串联电路中电流处处相等,并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和;串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和,并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等.
1.对灯泡亮度的分析:灯泡的亮度与实际功率有关.2.在电路(干路)中串联接入滑动变阻器①好处:可用于改变两灯泡两端的总电压,进行多次实验;保护电路.②注意事项:滑动变阻器“一上一下”串联接入电路,闭合开关前要将滑片移动到最大阻值处等.
探究影响导体电阻大小的因素
例18 王禹在复习“探究导体的电阻与哪些因素有关”实验时,产生了一些疑惑:实验中为什么选择不常见的镍铬合金丝作为被研究的导体,而不选用常见的铜丝?难道选用铜丝会不利于探究?带着这些思考,王禹决定进行实验验证.部分实验装置如图甲,导体a、b为直径分别为0.5 mm和0.7 mm的铜丝,导体c、d为直径分别为0.5 mm和0.7 mm的镍铬合金丝.
(1)为了更好地反映电阻的变化,王禹可以在电路中接入 ,且与被研究导体串联. (2)连接电路时,开关必须处于 状态. (3)实验中,选择一根带鳄鱼夹的导线,主要是为了方便改变 . (4)分别用铜丝、镍铬合金丝进行实验,记录实验结果于下表,对比实验记录,发现用 作为研究导体,实验现象不明显.不明显之处是:______________________________________.
(5)通过实验,王禹解开了心中的疑惑,并进一步理解了滑动变阻器的原理.如在图乙所示的电路中,将电阻R和滑动变阻器接入电路,闭合开关,若滑动变阻器的滑片向上端移动,电流表的示数会 (选填“变大”“变小”或“不变”);电阻R在电路中起到 的作用.
(6)通过5、6、7三次实验,可以探究导体的电阻大小与 的关系;通过 两次实验,可以探究导体的电阻大小与横截面积的关系;根据表格中的数据还可以得出导体电阻大小还与 有关,对比的两组数据的实验条件应满足 相同、 不同. (7)根据实验数据可以得出:其他条件相同时,导体越长,导体的电阻越 ;其他条件相同时,导体的横截面积越大,导体的电阻越 . (8)王禹找来一盏酒精灯,想探究金属丝的电阻与温度的关系,他应进行的操作是 .
闭合开关,用酒精灯对金属丝加热,观察电流表示数或灯泡亮度如何变化
1.连接电路的注意事项(参看考点).2.小灯泡的作用:①通过小灯泡的亮度变化反映金属丝电阻大小的变化;②保护电路.3.接入电流表的好处:对电阻变化的判断更加准确、客观.4.电流表的使用及读数(参看考点).5.控制变量法的应用:需要控制的变量有导体长度、导体横截面积、导体材料和温度;在探究其中一个变量对电阻的影响时,要控制其他变量相同,如在探究导体长度对电阻的影响时,要选择温度相同、同种材料制成的长度不同、横截面积相同的金属丝.
6.实验数据的分析①判断某几个实验步骤探究的问题:对比几个实验步骤中的实验条件,哪个因素变化了,探究的就是该因素对电阻的影响.②判断探究某个因素对电阻的影响时应选择的实验步骤:选择实验条件中只有该因素不同、其他因素都相同的实验步骤.7.多次测量的目的:使实验结论具有普遍性.实验结论:在一定温度下,导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关.同种材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大;同种材料、长度相同的导体,横截面积越大,电阻越小;不同材料、长度和横截面积相同的导体,电阻一般不相等.
1.只有一根金属丝时如何探究:将不同长度的金属丝接入电路,探究电阻与导体长度的关系;将金属丝对折后接入电路,与将一半长度接入电路时对比,探究电阻与导体横截面积的关系;无法探究导体电阻与材料的关系.2.探究温度对导体电阻的影响①方法:闭合开关,对金属丝加热,观察小灯泡亮度或电流表示数如何变化.②现象与结论:小灯泡变暗、电流表示数变小,说明金属丝的电阻随温度升高而变大.
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