1、第十五章电流和电路目标与要求1.了解:摩擦起电;电荷基本概念;电路的基本组成。2.会:根据电路图画实物图;根据实物图画电路图;连接电流表和测量电路电流;根据实际需要分析判断串并联电路。3.理解:电流的形成及电流概念;电路的三种状态。4.掌握:串并联电路电流规律。知识点回顾知识点一:电荷1物体带电:摩擦过的物体有吸引轻小物体的性质,我们就说物体带电。带电物体(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使物体带电的方法摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。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;
2、能的转化:机械能电能。接触带电:物体和带电体接触后带了电。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。3两种电荷:(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电;实质:物质中的原子失去了电子。(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电;实质:物质中的原子得到了多余的电子。4电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。5验电器:(1)构造:金属球、金属杆、金属箔。如图所示。(2)作用:检验物体是否带电和物体带电多少(带电多,金属箔张开角度大)。(3)原理:同种电荷相互排斥。6电荷量:电荷的多少叫电荷量,简称电量;在国际单位制中,电量单位是库仑,简
3、称为库,符号是C。元电荷(e): 在各种带电微粒中,电子电量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷;元电荷也是物理学的基本常数之一,常用符号e表示。基本电荷e1.602189210-19库仑,是一个电子或一个质子所带的电荷量,任何带电体所带电荷都是e的整数倍。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。www-2-1-cnjy-com8导体:善于导电的物体。
4、常见材料:金属、石墨(铅笔芯)、人体、大地、酸碱盐溶液、含杂质的水。导电原因:导体中有大量可以自由移动的电荷。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。9绝缘体:不能(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:没有可以自由移动的电荷。10“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。11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。原因是:加热使绝缘体中的一些电子挣脱原
5、子的束缚变为自由电荷。12.半导体:导电能力介于导体与半导体之间的物体。常见材料:锗、硅等。知识点二:电流和电路1形成:电荷的定向移动形成电流。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电流方向:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。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获得持续电流的条件:电路中有电源、电路为通路。4.电流的强弱(1)电流: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)物理意义:表示电流强弱的物理量。(3)单位:在国际单位制中,电流单位是安培,简称
6、安,用符号A表示;电流常用单位还有:毫安(mA)、微安(A);换算关系:1A=1000mA,1mA=1000A。一些常见的电流值: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100A,手电筒中的电流约为200mA等。(4)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。5.电路: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。如图(1)是常用手电筒电路内部结构图,图(2)是其实物原理图和电路图。常见的电
7、路状态有:通路、开路、短路。图(1)手电筒内部结构图图(2)手电筒实物原理图6三种电路:通路:接通的电路;开路:断开的电路,也叫断路;短路: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。7电路组成:用电器: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。8电路图:用规定的符号表示电路连接的图叫做电路图。知识点三:电流测量1.测量仪器: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
8、内阻很小,可视为零,接入电路中不影响电路中电流大小。2.测量方法:(一)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。(二)使用时规则:两要、两不要。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量程。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,006A和03A。测量时,先选大量程,用开关试触,若被测电流在0.6A3A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。绝对不要不经
9、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。知识点四:串并联电路电流规律1.串联电路的电流规律:串联电路中各处电流都相等;公式:I=I1=I2(用电器越多,亮度越低)。2.并联电路的电流规律:并联电路中总电流等于各支路中电流之和;公式: I=I1+I2(用电器越多,干路电流越大)。考点与考向考向:电荷产生、电荷性质、电荷间相互作用考点一:电荷备考:熟悉正负电荷的产生和电荷间的相互作用,练习判断电荷性质的方法。考向:电流的形成、电流方向、电路的概念、电路组成和电路图、串并联电路电流规律电流和电路考点二:电流和电路概念备考:熟悉电流和电路基本概念,了解电路组成和电路图,会连接和分析
10、常用电路,熟悉串并联电路电流规律考向:电流表连接、电流表测量与读数考点三:电流测量备考:熟悉电流表的使用方法,会连接电流表;知道电流表的两个量程;会进行读数选择题:常考热点主要集中在两种电荷分析、导体与绝缘体判断、电路连接的判断、串并联电路电流关系等。常考题型填空题:常考热点集中在两种电荷分析、导体与绝缘体判断、电路连接的判断、串并联电路电流关系等。作图题:主要考查方向有:补充电路、完善电路和连接电路。典例与范例考点一:电荷典例一:(2020长沙)干燥的天气里,用塑料梳子梳头,头发会随着梳子飘起来,而且会变得蓬松,下列说法正确的是()。A塑料是导体;B梳子梳头后,梳子带电而头发不带电;C梳子与
11、头发摩擦的过程中创造了电荷;D梳头发变得蓬松是因为带上同种电荷而互相排斥【答案】D。【解析】A、塑料不容易导电是绝缘体,故A错误;BCD、用塑料梳子梳头发时,塑料梳子与头发相互摩擦,发生了电荷的转移,从而使梳子和头发分别带上异种电荷而互相吸引,所以随着梳子飘起来;头发带上同种电荷而互相排斥,所以头发越梳越蓬松,故BC错误、D正确。故选:D。典例二:(2020营口)用塑料梳子梳理干燥的头发后,梳子能够吸起碎纸屑,这是因为带电体能_;若塑料的原子核束缚电子的本领强于头发,用该梳子接触不带电的验电器金属球,两金属箔片由于带上同种电荷互相_而张开;接触的瞬间,电流方向_(选填序号即可:“从梳子到金属球
12、”或“从金属球到梳子”)。【答案】(1)吸引轻小物体;(2)排斥;(3)。【解析】用塑料梳子梳理干燥的头发后,使梳子带上电,梳子能够吸起碎纸屑,说明带电体能吸引轻小物体。同种电荷相排斥。用该梳子接触不带电的验电器金属球,两金属箔片由于带上同种电荷互相排斥而张开。塑料的原子核束缚电子的本领强于头发,用该梳子梳头发,梳子带上负电,该梳子接触不带电的验电器金属球,接触的瞬间,使金属球带上负电,电子从梳子流向金属球。电流的方向与电子定向移动方向相反,所以电流的方向从金属球到梳子。考点二:电流和电路典例三:(2020广安)下图是物理老师在课堂上演示的两个实验示意图图甲中,老师用毛皮摩擦过的橡胶棒a接触验
13、电器的金属小球b时,同学们发现验电器的金属箔片张开了在这一过程中,电流的方向是从_(选填“a到b”或“b到a”)图乙中,是一个通电螺线管,请判断通电螺线管的左端是_极【答案】(1)b到a;(2)S。【解析】正电荷定向移动的方向为电流方向,而毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,与验电器的金属小球接触时,负电荷由橡胶棒a转移到金属小球b,所以电流方向为b到a。电流方向由螺旋管的左端流入右端流出,由右手螺旋定则可知,通电螺线管的左端是S极。典例四:(2020长沙)小英回家时发现有两个开关可以控制小区的门,闭合任何一个开关,电动机都会工作,把门打开,下列电路图符合上述要求的是()。【答案】B。【解析】根据题意
14、可知,闭合任何一个开关,电动机都会工作,把门打开,这表明两个开关互不影响,是并联的,故B正确、ACD错误。故选:B。考点三:串并联电路典例五:(2020遂宁)电动自行车两制车手柄中各有一只开关S1、S2在行驶中用任意一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作。下列电路设计符合要求的是()。A BC D【答案】C。【解析】由题知,任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,说明两开关相互影响、不能独立工作,所以两开关应串联接在电路中,比较可知C符合题意,ABD不符合题意。故选:C。典例六:(2020东莞)小聪观察家里的冰箱,发现冰箱的灯在开冰箱门时亮,关冰箱门时灭;冰箱
15、的压缩机则在需要制冷时才工作。关于冰箱里的灯和压缩机的连接方式,下列判断正确的是()。A一定是串联; B一定是并联;C有时是串联,有时是并联;D不能判断是串联还是并联【答案】B。【解析】由于照明用的灯和冰箱的压缩机互相不影响,所以它们之间是并联的关系;故选:B。考点四:电流测量典例七:(2020江西)小莹同学测量电流时,连接好电路,闭合开关,发现电表指针向右偏转至如下图丙所示位置,原因是_;断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏至如下图丁所示位置,接下来的操作是:断开开关_继续进行实验【答案】电流表接线柱连接错误,电流“负进正出”;换接小量程。【解析】由图丙可知,闭合开关,电流表的指针偏
16、向零刻度线的左侧,说明电流“负进正出”,接线柱连接错误。断开开关,纠正错误后,再闭合开关,由图丁可知,电流表的指针偏转较小,说明电流表选择较大量程,应该断开开关,换接小量程。考点五:串并联电路电流规律典例八:(2020恩施)在探究电路的实验中,用铜导线按如图甲连接好元件,闭合开关后,两表示数如图。(1)在连接两电流表的导线中,实际电荷定向移动方向是_ (选填“向左”、“向右”或“无规则运动”);(2)在使用电流表前发现其指针偏向0刻线左侧,应调节表盘下面的_,使指针归0;(3)通过L1、L2的电流分别是_A、_A。【答案】(1)向左(2)调零螺丝(3)076(4)0.24。【解析】(1)在连接
17、两电流表的导线中,电流方向是由左往右的,而导线中实际上定向移动的是自由电子,所以其方向是由右向左的。(2)使用电流表前,若其指针偏向0刻度线的左侧,应调节表盘下面的调零螺丝,使指针归零。(3)由电路图知,电路中灯L1、L2并联,电流表A1测干路的电流,A2测灯L2这一支路的电流,即图乙是A1的示数,图丙是A2的示数,所以电路总电流I=1A,通过灯L2的电流I2=0.24A,据并联电路的电流特点得,通过灯L1的电流:I1=I-I2=1A-0.24A=0.76A。跟踪训练一、选择题1(2019深圳市龙岗区中考一模试)两个悬挂着的通草球,相互作用情况如图所示,那么A球一定()。A带正电荷;B带负电荷
18、;C不带电;D带与B球相同的电荷【答案】D。【解析】由于AB两个通草球相互排斥,根据电荷间的作用规律可知,两个通草球一定带同种电荷。综上分析故选D。2.(2019随州市中考模拟)两个相同的验电器A和B,使A带正电,B不带电,用一根带有绝缘柄的金属棒把A、B连接起来,如图所示,瞬间()。A. 有原子从A向B移动; B. 有电子从A向B移动;C. 有原子核从B向A移动;D. 有电子从B向A移动【答案】D。【解析】金属导体中能自由移动的是自由电子,A带正电说明A缺少电子,所以带有绝缘柄的金属棒把A、B连接起来后,将有电子从B向A移动。所以ABC错误,D正确。故选D。3(2019深圳市龙岗区中考一模)
19、如图所示四个电路图中与实物图相对应正确的是()。A B C D【答案】C。【解析】A、在A中,两只灯泡串联,不合题意。在B中,开关闭合后,一只灯泡被短路,不合题意。在C中,两只灯泡并联,一只开关在支路上控制灯泡,另一只开关在干路上,符合题意。在D中,两只灯泡并联,两只开关都在干路上,不合题意。故选C。4(2019长沙市雨花区中考一模)小云观察到他家里的电冰箱冷藏室里有一盏照明灯和小风扇,他看到:当冰箱门打开时,照明灯亮而风扇停转,当冰箱门关闭时,照明灯熄而风扇转,为此他设计了四个电路图,其中L为灯泡,M为风扇,S为单刀双掷开关,设计合理的是()。ABCD【答案】D。【解析】根据题意可知,电动机
20、和照明灯工作时互不影响,因此照明灯和电动机并联;A、根据电路图可知,当开关S拨到上方右侧触点时,照明灯和电动机都不工作;不符合题意;B、根据电路图可知,当开关S拨到下方触点时,照明灯工作,电动机不工作;当开关S拨到右侧触点时,照明灯和电动机串联,不符合题意;C、根据电路图可知,当开关S拨到左侧触点时,照明灯和电动机都不工作;当开关S拨到下方触点时,电动机和照明灯都不工作;不符合题意;D、根据电路图可知,当开关S拨到右侧触点时,照明灯工作,电动机不工作;当开关S拨到下方触点时,电动机工作,照明灯不工作,符合题意。故选D。5(2019深圳市龙岗区中考一模)下列四种物质中,通常情况下属于导体的是()
21、。A玻璃B煤油C橡胶D人体【答案】D。【解析】A、玻璃是很好的绝缘体;故A错误;B、各种油都不易导电;煤油属于绝缘体,故B错误;C、橡胶是很好的绝缘体;常用作电线的外绝缘皮;故C错误;D、人体能导电,属于导体;故D正确;故选D。6(2018恩施)以下有关电的相关说法正确的是()。A绝缘体中没有电荷;B导体两端有电压,就一定能形成稳定电流;C金属导体中靠自由电子定向移动形成电流;D半导体的导电性与环境变化无关【答案】C。【解析】A、导体容易导电是因为导体内有大量的自由电荷,绝缘体不容易导电,是因为绝缘体内几乎没有能够自由移动的电荷,故A错误;B、电路两端有电压,不一定会有电流,电路必须是闭合电路
22、才行,故B错误;C、因为金属导体中有大量的自由电子,因此金属导体中的电流是自由电子定向移动形成的,故C正确;D、半导体的阻值随温度、光照和杂质等外界因素的不同而发生变化,故D错误。故选C。二、填空题7.(2018枣庄)科技馆内有一个“静电球”,当人触摸“静电球”时,头发丝便会一根根竖起,形成“怒发冲冠”的景象,如图所示,这是由于头发丝带 (选填“同种”或“异种”)电荷而互相 的结果。【答案】同种;排斥。【解析】解:人体是导体,当人触摸静电球时,人体也带了和静电球同种电荷的电,故人的头发上也会带上与静电球同种电荷的电,据同种电荷相斥可知,头发之间带同种电荷,相互排斥,故头发会蓬松竖起来。故答案为
23、:同种;排斥。8(2018攀枝花)如图所示,将吸管放在铁支架上,吸管可在水平面内自由转动,用餐巾纸摩擦吸管,再用一带负电物体靠近吸管,发现它们互相排斥,说明吸管带 (选填“正”或“负”)电荷,吸管上的电荷没有通过铁支架转移,说明吸管是 (选填“导体”或“绝缘体”)。【答案】负;绝缘体。【解析】用带负电的物体靠近吸管,发现它们互相排斥,说明吸管带负电荷;吸管上的电荷没有通过铁支架转移,说明吸管是绝缘体。故答案为:负;绝缘体。9(2019济南市历城区中考一模)如图,是一个简化的电冰箱电路图,图中电动机和灯泡的连接方式是 (选填“串联”或“并联”),开关S2控制 (填写电路元件名称)。【答案】并联;
24、电动机。【解析】由图可知,开关S1控制照明灯,开关S2控制电动机,电冰箱内的照明灯和压缩机独立工作、互不影响,采取并联连接;故答案为:并联;电动机。三、作图题10(2019深圳市龙岗区中考一模)根据图1实物图,在图2的虚线框内画出电路图。【解析】实物图可知,两灯泡串联,开关S控制整个电路,根据实物图完成电路图即可。电流从正极出发经灯泡L2,灯泡L1,开关S,然后回到电源负极。如图所示:11.(2018深圳)有人发明了“感应照孔门把手”只有在夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的灯才亮,从而方使夜间开锁,它利用感应开关S1(有人摸门把手时,S1闭合;无人摸门把手,S1断开)以及光敏开关S2(天暗时S2闭合,天亮时S2断开)控制电路,达到目的请根据上述描述,完成电路连接。【解析】只有夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的LED灯才亮,否则LED灯不亮,说明感应开关S1、光敏开关S2不能独立工作、即为串联,共同控制LED灯,据此进行解答。由题意可知,感应开关S1、光敏开关S2串联共同控制LED灯,如下图所示: