第十二讲：机械能和内能docx学案

第十一讲：机械能与内能

一、电路

第一节电路图

组成：电源、用电器、开关、导线

电路            开路（断路）：某处断开电路中没有电流的电路。

状态  通路（闭合电路）：电路中有电流的电路。

短路：不经过用电器，直接用导线把电源两极连接起来——电源短路

      （另外，还有一种短路，叫用电器短路。）

          连接方式：串联电路、并联电路

电流的测量

1. 电流的形成原因：电荷的定向移动。

2．电流方向的规定：正电荷的定向移动方向。

（金属导体中实际移动的是带负电的自由电子，此时电路中的电流方向与电荷的实际移动的方向相反。）

3．电流强度简称电流，用符号I来表示，电流的单位：安培

4．         其使用方法为

（1）、使用前应先检查指针是否指零。用试触法确定量程。

（2）、必须把电流表串联在电路中。

（3）、使电流从标有“+”接线柱流入电流表,从标有“-”的接线柱流出电流表。

（4）、绝对不允许把电流表直接接到电源的两极。

（5）、被测电流的大小不能超过电流表的量程。

一、导体：

容易导电的物质。如：金属、石墨、人体、大地、食盐水。

二、绝缘体：

不容易导电的物质。如：橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木头、油和干燥的空气等。

三、半导体

导电能力介于导体和绝缘体之间的一类物质。半导体材料：硅、锗。

金属导体导电的原因是 ：内部存在大量自由移动的电子。

绝缘体不导电的原因是：内部几乎不存在自由电荷。

四、电阻

1、电阻是导体对电流的阻碍作用。

2、电阻用字母R表示，电阻的单位：欧姆，简称：欧，符号：Ω

3、

第4节 影响导体电阻大小的因素

1．导体电阻与长度的关系－粗细相同、材料相同的导体，越长，电阻越大

2．导体电阻与粗细的关系—长度、材料相同的导体，越粗，电阻越小。

3．导体电阻与材料的关系—长度、粗细相同，但材料不同的导体电阻不同

4．与温度的关系—一般导体的温度越高，电阻越大

一．滑动变阻器

 1．原理：改变电阻线在电路中的长度，从而改变接入电路的电阻。

2．构造：

3、结构示意图：

3．电路符号：

4．使用：上、下各有一个接线柱接入电路中。

5．注意：①通过变阻器电流不能超过其最大值

         ②使用前应将电阻调到最大

         ③用滑动变阻器改变哪个用电器的电流，就跟哪个用电器串联。

一．电压

 1．作用：电压使电路中形成电流

 2．获得：电源是提供电压的装置

 3．符号：U

 4．单位：国际单位：伏特，简称伏，符号V

          常用单位：kV、mV、μV

           换算关系：1kV = 1000V

                      1V = 1000 mV

                     1mV = 1000μV

 5．重要的电压值：

    ① 一节干电池的电压U=1.5V

    ② 家庭电路的电压U=220V

    ③ 对人体的安全电压是U不高于36V

二．电压的测量

1．  测量工具：电压表

 2．电路符号：

3．电压表的示数：  量程    每大格    每小格

                    3V       1V       0.1V

                   15V       5V       0.5V

  4．使用规则：

  ① 电压表要并联在电路中。

  ② “+”、“-”接线柱接法要正确。

  ③ 被测电压不要超过电压表的最大测量值。

  ④ 电压表可以直接连到电源的两极上，测出的是电源的电压。

1．实验：

（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。

2．欧姆定律

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

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

数学表达式：

例题1 如图所示电路，闭合开关后，比较a、b、c、d四处电流的大小，其中正确的是（  ）

A. Ia=Id                                   B. Ia＜Ib                                   C. Ib＞Ic                                   D. Ic=Id

【答案】 A  

【考点】串、并联电路的电流特点   

例题2 某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示，下列分析正确的是（   ）

A. 当导体两端的电压为0时，电阻为0                     B. 该导体的电阻随电压的增大而减小
C. 当导体两端的电压为0时，电流为0                     D. 当导体两端的电压为2伏时，电流为0.6安

【答案】 C  

【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验   

例题3  如图所示，连入电路中的电阻R1、 R2 、R3允许通过的最大电流分别为I1 、I2、I3  ， 且I1＞I2＞I3  ， 则此部分电路中允许通过的最大电流是（  ）

A. I1                                      B. I2                                      C. I3                                       D. I1＋I2＋I3

【答案】 C  

【考点】串、并联电路的电流特点   

例题4  关于电流表和电压表的使用方法，下列说法中正确的是（   ）           

A. 测量电压时，电压表必须与被测电路串联           B. 测量电流时，电流表必须与被测电路串联
C. 不管是电流表还是电压表，连接时必须使电流从“＋”接线柱流出，从“－”接线柱流进          D. 电压表的量程改变后，每小格表示的值仍保持不变

【答案】 B  

【考点】电流的测量及电流表的使用，电压的测量及电压表的使用   

例题5  下列关于金属中电流方向的说法中，正确的是（   ）

A. 自由电子定向移动的方向和电流方向相反           B. 自由电荷定向移动的方向为电流方向
C. 自由电子实际移动的方向为电流方向                  D. 正电荷实际定向移动的方向为电流的方向

【答案】 A  

例题6  如图所示，当开关闭合后，电流表A1的示数为0.5安，则下列说法正确的是（   ）

A. 通过灯L1的电流为0.3安                                      B. 通过灯L1的电流为0.15安
C. 通过灯L2的电流为0.15安                                    D. 电流表A2的示数为0.5安

【答案】 D  

【考点】串、并联电路的电流特点   

变式训练  石墨炸弹是一种用来破坏敌方供电设施的武器，这种炸弹爆炸时不会造成人员伤亡，而是在空中散布大量极细的石墨丝，这些石墨丝是________(选填“导体”或“绝缘体”)，飘落到供电设备上会造成电路________ (选填“断路"或“短路")，从而使供电系统瘫痪。   

【答案】 导体；短路  

【考点】基本电路与电路图，导体和绝缘体   

8.如图所示是电蚊拍和它的电路图，具有灭蚊和照明功能。

（1）开关S1闭合，如果有蚊子粘上灭蚊网，灭蚊网通电起到灭蚊作用；蚊子是________（填“导体”或“绝缘体”）。   

（2）如果要用电蚊拍来照明，应再闭合开关________。   

【答案】 （1）导体
（2）S2  

【考点】电路的动态分析   

浙江新中考 如图是某取暖器的工作电路图。为了安全起见，取暖器一般都要安装一个跌倒开关S，使取暖器倾倒时整个电路断开，则跌倒开关S应安装在________(选填“a”“b”“c”或“d”)处。 

【答案】 a  

【考点】串联电路和并联电路的辨别   

例题7 两电阻R1=3Ω，R2=6Ω，把它们串联接在电源电压为3V的电路两端，总电阻R总=________ Ω，R1两端的电压U1=________ V；当R1与R2并联在原电路两端时，干路电流I总=________ A，R1与R2两端的电压之比U1：U2=________ ，R1与R2的电功之比W1：W2=________ ．

【答案】 9；1；1.5；1：1；2：1  

【考点】欧姆定律及其应用，电功计算公式的应用   

例题8 一种熔胶装置的简化电路如图所示，电源电压12V，R1和R2是两个阻值相等的电子元件，S1、S2和S3是三个联动开关；当S1闭合时，S2和S3同时断开；当S1断开时，S2和S3同时闭合

（1）当S1闭合时，两电子元件________ ；当S1断开时，两电子元件________ ．（填“并联”或“串联”）

（2）S1闭合时电路的总电阻是S1断开时的________ 倍

（3）联动开关在某种工作状态下，该电路在1min内产生的热量为1728J，请通过计算说明联动开关的工作状态，设每个电子元件的电阻为10Ω.

【答案】 （1）串联；并联
（2）4
（3）解:因为Q=，

所以电路电阻为R==5Ω，

已知每个电子元件的电阻为10Ω，所以两个元件并联，属于S1断开、S2S3闭合状态．

答：联动开关S1断开、S2S3闭合状态

【考点】电路的动态分析   

例题9 .认真观察分析如图所示的电路并完成下列问题。 

（1）若使灯泡L1、L2串联，应闭合开关________，断开开关________。   

（2）串联时电流表的示数为0.25A，则通过L1的电流I1和通过L2的电流I2分别是多少?   

（3）若断开开关S1  ， 同时闭合开关S2、S3  ， 此时电流表的示数为I=0.8A，通过L1的电流I1为0.35A，那么通过L2的电流I2是多少?   

【答案】 （1）S1；S2、S3
（2）∵两盏灯泡串联,∴I1=I2=0.25A
（3）∴当闭合开关S2、S3,断开开关S1时,两盏灯是并联的,∴L2的电流:I2=I-I1=0.8A-0.35A=0.45A。  

【考点】串联电路和并联电路的辨别，串、并联电路的电流特点   

  例题10 如图甲所示电路，电源两端电压U不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。闭合开关S，滑动变阻器滑片P从b移到a端的过程中，其电流与电压的关系如图乙所示。求： 

（1）当滑片在b端时，电压表的示数________伏；   

（2）滑动变阻器的最大电阻是多少？   

（3）电阻R1的阻值多大？   

【答案】 （1）由图甲知R1、R2串联， 当滑片在b端时， R2的阻值最大，电路中的电流最小，再由图乙知此时电路中的电流为0.1A，电压表的示数为6V；
（2）由I=得R==60Ω；
答： 滑动变阻器的最大电阻是 60Ω；

（3）当滑片在b端时 ，R1、R2串联，U总=U1+U2=0.1A×R1+6V……①;当滑片在a端时 ，电路中只有R1  ， 由图乙知此时电路中的电流为0.7A，U总=0.7A×R1……②，由①②得R1=10Ω。
答： 电阻R1的阻值 10Ω。
  

【考点】串、并联电路的电压特点，欧姆定律及其应用   

例题11 .某科技兴趣小组制作了一艘小潜水艇。为了测定该潜水艇的下潜深度，他们设计了如图甲所示的电路，其中电源电压 U =12V， R0是阻值为 20Ω的定值电阻，R是一只压敏电阻，其阻值 R 随压力 F 变化的关系如图乙所示。 将一只量程为 0～100mA 的电流表改造成显示深度的深度表。 请回答：

（1）当该潜水艇浮在水面（ 压敏电阻未浸入水中）时，电路中的电流多大？

（2）图甲电路装置处在允许下潜的最大深度时， 压敏电阻 R 的阻值有多大？

（3）电流表能显示装置所处深度的原理是________。

【答案】 （1）当潜水艇浮在水面时，压敏电阻的阻值为R=480Ω

I= = =0.024A=24mA

（2）允许下潜最深即为电流达到量程最大值时，即I=100mA=0.1A

R'=R总-R0=120Ω-20Ω=100Ω

由图乙得：当R′=100Ω时， F′=300N

（3）装置所处的深度越深， 压敏电阻受到的压力越大、阻值就越小，电路中的电流就越大，电流表的示数也越大  

【考点】欧姆定律及其应用