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1、.1/10 15 电流与电路 15.1 两种电荷 一、摩擦起电 1、经摩擦过的物体能吸引轻小物体.这是因为摩擦过的物体带了电,或者说带了电荷.注意：这些实验应在干燥的环境中进行,实验时要带上干燥的橡胶手套并用两种不同物质制成的物体做实验.2、摩擦起电的概念：用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电.3、使物体带电的两种方法：1用摩擦的方法使物体带电叫做摩擦起电,这时物体带静电,能吸引轻小物体；2 用接触的方法使物体带电,让一个不带电的物体接触带电的物体,则原来不带电的物体也带上了电.二、两种电荷 1、两种电荷 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.负电荷：用毛皮摩擦过的
2、橡胶棒带的电荷叫做负电荷.负电荷用-号表示.2、电荷间的相互作用规律 同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引.注意：带电体吸引轻小物体与异种电荷间的相互吸引不同.带正电或带负电的物体都能够吸引轻小物体,这是带电体具有的一种性质.带异种电荷的两个物体互相吸引,这是电荷间的相互作用.三、验电器 1、验电器的构造与工作原理 1验电器的构造如图所示 2作用：检验物体是否带电.3原理：同种电荷互相排斥.4使用方法：将被检验的物体与验电器的金属球接触,如果验电器的两片金属箔 X 开一定的角度,则说明物体带电.5 验电器能粗略的比较物体带电的多少.对同一个验电器来说,金属箔 X 开的角度越大,物体带电越多.2/
3、10 6验电器检验物体带电的种类的方法：先让验电器带上某种已知的电荷,使两片金属箔 X 开一个小角度,再用被检验物体接触验电器的金属球,两片金属箔 X 角变大,被检验物体与验电器所带的电荷是同种电荷；金属箔的 X 角先闭合后 X 开,被检验物体与验电器所带的电荷是异种电荷.验电器两片金属箔的 X 角变小,则不能判断被检验物体是否带电以与带什么电荷.规律总结：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利用电荷间相互作用的规律判断；3利用验电器检验.2、电荷量 1定义：电荷的多少叫做电荷量.电荷量通常用符号Q表示.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.一
4、根实验室中常用的玻璃棒或橡胶棒,摩擦后所带的电荷量大约只有 10-7C.四、原子与其结构 1、原子的结构 1原子的结构：常见的物质由分子、原子构成.原子由原子核和核外电子构成,原子核带正电,位于原子中心,比原子小得多；电子带负电,绕原子核运动.如图所示,是氢和氧的原子结构示意图.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.2电子：电子是带有最小负电荷的粒子,所带电荷量为 1.610-19C.2、摩擦起电的原因 摩擦起电不是创造电荷而是电子发生了转移.得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电.3、同种物质摩擦不起电的原因 同种物
5、质组成的两个物体中的原子核束缚电子的本领是相同的,相互摩擦时不会出现电子的得失,所以不会带电.规律总结：正确区分使物体带电的两种方法 1 摩擦起电：用摩擦的方法使不同的物体带电.摩擦起电实质上是电子的得失,相互摩擦的两个物体带异种电荷,而且是等量的.2接触带电：让不带电的物体接触带电体,不带电的物体就会带上与带电体所带电荷一样的电荷.接触带电实质上是电荷的转移.五、导体和绝缘体 1、导体和绝缘体 容易导电的物体叫做导体,如金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等.不容易导电的物体叫做绝缘体,如橡胶、玻璃、塑料、陶瓷等.3/10 2、导体容易导电和绝缘体不容易导电的原因 可见,导体容易导电,是因为导
6、体中有大量的自由电荷；绝缘体不容易导电,是因为绝缘体中几乎没有自由电荷.注意：导体与绝缘体并没有绝对的界限,在一定条件下,绝缘体可以变成导体,如干燥的木棒是绝缘体,而潮湿的木棒就变成了导体.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.绝缘体内并非不含有电荷,而是缺乏能够自由移动的电荷.导体内有大量能够自由移动的电荷.另外要注意一些字眼的区别.例如,电荷与电子.笼统的说导体导电时要用电荷,而说金属导电时可以用电子.易误易混警示 易误点：物体互相吸引时,对带电性质的判断易出错 易误点辨析：由于电荷间的相互作用规
7、律中有异种电荷互相吸引,所以一提到互相吸引,很多同学就认为两者一定带异种电荷,而忽略了带电体也可以吸引不带电的轻小物体.15.2 电流和电路 一、电流 1、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.正、负电荷的定向移动都可以形成电流,根据电流方向的规定,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反,如图所示.如金属导线中的电流是由自由电子定向移动形成的,金属导线中的电流方向就和自由电子定向移动的方向相反.按照这个规定,当电池、导线、小灯泡组成的回路闭合时,在电源外部,电流的方向是沿着电源正极用电器电源负极的方向流动的.二、电路的构成 1、电路的概念：电路就是把电源、
8、用电器、开关用导线连接起来组成的电流可以流过的路径.一个完整的电路包括电源、用电器、开关和导线四种电路元件,缺一不可.如图就是一个最简单的电路.2、电路中各元件的作用 作用 能量分析 举例 注意事项 电源 提供电能的装置,维持电路中有持续的电流 将其他形式的能转化为电能,提供电能 干电池、蓄电池、发电机 在连接电源与用电器时,一定要注意观察用.4/10 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,消耗电能 电灯、电炉、电视机、电铃、电冰箱 电器和电源极性的标识,做 到 用 电 器 标 有+的位置与电源正极相连,标有-的位置与电源负极相连 开关 用来接通或断开电路,控制用电器工作,
9、起控制电路的作用 -拉线开关、拨动开关、闸刀开关、声光控开关 开关接入电路前应是断开的 导线 将电源、用电器、开关连接起来,形成让电荷移动的通路 输送电能 铜芯导线、铝芯导线金属线芯外包一层塑料、橡胶等绝缘材料 不能用导线将电源正、负极直接连接起来 3、电路中产生电流的条件有两个：一是要有电源,二是电路闭合.两个条件缺一不可.三、电路图 1、用符号表示电路连接的图,叫做电路图.2、画电路图时,应注意以下五点.电路元件的符号要用统一规定的符号,不能自造符号.要注意所画符号和实物的对应性,如符号中的开关的状态应注意与实物一致.合理安排电路元件符号,使之均匀分布在电路中,元件符号不能画在电路的拐角处
10、.电路图最好呈长方形,导线要横平竖直,力求把电路图画的整洁美观,大小比例适中.画电路图时,一般从电源的正极开始,沿电流的方向依次画出元件符号,并用导线连接起来.注意不能遗漏元件,元件次序不能颠倒.3、对电路图应做到三会.根据实物图会画电路图.根据电路图会连接实物图.根据文字描述电路的连接和控制情况会画电路图或连接实物图.在实物电路的连接中,则要注意：导线一定要连接到元件的接线柱上；导线不能有交叉.四、通路、断路、短路 1、电路有三种状态：通路、断路和短路,其特点如下表所示.电路的状态 定义 电路实物图 特点 通路 正常接通的电路,即用电器能够工作的电路 电路中有电流,用电器工作.5/10 断路
11、 电路中某处被切断的电路 电路中无电流,用电器不工作 短路 直接用导线将电源的正、负极连接起来 用电器不工作,电路中有很大的电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘层,引起火灾 2、用电器被短接 注意：用电器被短接时,用电器中无电流通过,用电器不工作.3、常见的两种电路故障 电路故障 产生原因 结果 断路 开关未闭合、导线断裂、接头松动等 电路中无电流,用电器不能工作 短路 电源短路-导线不经过用电器直接跟电源两极连接起来 轻则引起电路故障,重则烧坏电源,甚至引起火灾 用电器被短接-当电路中有多个用电器时,把其中部分用电器两端直接用导线连接起来 被短接的部分用电器不能工作 易误易混警示：易误点：对电
12、路状态的分析 电路有三种状态：通路、短路和断路,短路又包括电源短路和用电器被短接.通路时用电器可以工作,而断路时该电路中的用电器不能工作；电源短路时,所有的用电器都不能工作,电源还可能被烧坏；用电器被短接时,该用电器不能工作,但用电器不会损坏.15.3 串联和并联 一、串联和并联 串联电路：用电器首尾依次连接在电路中.并联电路：使在构成并联的电路元件间电流有一条以上的相互独立通路 并联电路中两个小灯泡共用的那部分电路叫干路,单独使用的那部分叫支路.二、连接串联电路和并联电路 在串联电路中,开关可以控制所有用电器,开关位置的改变不影响它对用电器的控制作用.在并联电路中,干路开关控制所有用电器,支
13、路开关只能控制其所在支路的用电器.2、串联电路和并联电路的连接与特点.6/10 串联电路 并联电路 连接特点 用电器首尾相连 用电器并列连接在两点之间 电流路径 电流从电源正极出发,只有一条路径流回到电源负极 干路电流在节点处分别流经各支路,再在另一节点处汇合流回电源负极 开关作用 开关控制整个电路,开关位置对它的控制作用没有影响 干路开关控制整个电路,支路开关只控制它所在的那条支路 用电器间是否相互干扰 各用电器互相干扰,若其中一个断开,其他用电器无法工作 各用电器互不干扰,若其中一个断开,其他用电器可照常工作 3、串、并联电路的识别方法 定义法：若用电器是逐个顺次连接的,则此电路是串联电路
14、；若用电器首首相连,尾尾相接并列的连在电路中的两点间,则此电路是并联电路.拆除法：串联电路中出现一个断点或去掉一个元件,电路中所有的用电器都会停止工作；并联电路中断开支路上的一个用电器的开关或去掉这个用电器,其他支路中的用电器仍能正常工作.节点法：所谓节点法就是在识别不规 X 电路的过程中,不论导线有多长,只要其间没有电源、用电器等,导线两端均可以看成同一个点,从而找出各用电器两端的公共点.对于较复杂的电路用此法判断较为快捷.电流法：所谓电流法就是在识别电路时,让电流从电源正极出发经过各用电器回到电源负极,如果电流始终是一条路径,则这些用电器的连接方式是串联；如果电流在某处分为几条支路,且每条
15、支路上只有一个用电器,电流在电路中有分有合,则这些用电器之间的连接方式就是并联.三、生活中的用电器 电路中的用电器只要能不同时工作,则电路一定时并联的；若用电器能同时工作,则电路可能是串联的,也可能是并联的.易误易混警示：易误点：串、并联电路的判断 串联电路和并联电路是两种最基本的电路.要想正确地识别电路,就要抓住串联电路和并联电路的基本特征,结合题目电路图的特点,正确选用四种常用的电路识别方法定义法、拆除法、节点法、电流法来分析得出结论；对于实际电路连接方式的判断,首先要认真审读题意,对照出现的现象,根据串联电路中用电器互相影响、并联电路中用电器互不影响这一特点,分析得出结论.15.4 电流
16、的测量 一、电流的强弱 1、在物理学中,用电流表来表示电流的强弱,通常用字母 I 表示.注意：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.7/10 科学思想.电流的三种效应与其应用：电流的热效应,如白炽灯、电饭锅等；电流的磁效应,如电铃等；电流的化学效应,如点解、电镀等.2、单位：在国际单位制中,电流的单位是安培,简称安,符号是 A.常用的电流单位还有毫安 mA和微安A.它们的换算关系：1mA=10-3A,1A=10-6A.3、常见的电流 常见用电器的电流 电流的大小 计算器中电源的电流 约 100A 家庭用普通照明灯泡的电流 47cm 彩色电视机的电流
17、约 200mA 70W 家用电风扇的电流 约 320mA 家用电冰箱的电流 约 1A 家用空调器电流 约 5A 500W 家用电熨斗的电流 约 2.3A 雷电电流 可达 2105A 二、电流的测量 1、认识电流表 作用：测量电路中电流的大小 符号：量程：学生实验中常用的电流表有三个接线柱,两个量程0-0.6A,0-3A 当左端标有号的接线柱和中间标有0.6的接线柱连入电路中时,电流表的量成为 0-0.6A,此时电流的大小要按指针所在位置表盘下排的数值读取；当左端标有号的接线柱和右端标有3的接线柱连入电路中时,电流表的量成为 0-3A,此时要按表盘上排的数值读数.2、电流表的使用规则 使用规则
18、违反使用规则造成的后果 必须将电流表和被测的用电器串联 如果误将电流表和被测的用电器并联,电流表指示的就不是流过该用电器的电流,而且很容易损坏电流表,此时被测得用电器不工作 必须让电流从红色或标识+号的接线柱流进,再从黑色或标识号若将电流表的+接线柱接反了,电流表的指针将反向偏转,无法读数,而且也容易损坏电流表.8/10 的接线柱流出 必须正确选择电流表的量程,被测电流不能超过所选量程 如果被测电流超过电流表的最大测量值,就无法读数,而且有可能损坏电流表,这时应改用更大量程的电流表 不允许把电流表直接连到电源的两极 若把电流表直接连到电源的两极上,电流表将被损坏 3、正确理解电流表的使用规则应
19、注意的几个问题 使用电流表前首先要校零使指针对准表头刻度盘的零刻度线,同时明确电流表的量程和分度值.电流表实质上相当于一根导线学习了电阻后就会理解,若将电流表并联在被测电路两端,电流表会把被测电路短路,电路中电流会过大而容易损坏电流表或电源.若能预先估计被测电流的大小,根据估计的电流的大小,选择合适量程的电流表.若不能估计被测电流的大小,可采用大量程试触法选择合适的量程.试触时,将电流表的大量程接入电路,闭合开关,观察电流表指针偏转的X 围,如果超过大量程,应迅速断开开关,换用更大量程的电流表；如果指针偏转的 X 围小于大量程而大于小量程,应选用大量程；如果小于小量程,应选用小量程.在不超过量
20、程的前提下,选用小量程测得的电流值要比选用大量程测得的电流值准确,这是因为小量程的分度值小,精确度高.试触出现的情况与原因：a、指针不动：电路断路；b、指针偏转过大：所选量程小了；c、这阵偏转很小：所选量程大了；d、指针向 0 刻度线左侧偏转：+接线柱接反了.方法技巧：分析电流表的连接时,首先要明确需要测量通过那个用电器或那段电路的电流,而且电流表必须与被测用电器串联,其次是电流表连入电路时,电流是+进出.4、电流表的读数 明确所选电流表的量程.例如,00.6A 或 03A.确定电流表的分度值,即表盘上的一个小格代表电流的大小.例如,电流表的量程是 03A,表盘上从 0 到最右端共有 30 个
21、小格,那么每一个小格就代表 0.1A,即分度值为 0.1A；如果电流表量程是0-0.6A,那么每一个小格就代表 0.02A,即分度值为 0.02A.接通电路后,观察电流表指针总共向右偏过了多少个小格,这样就能知道电路中的电流.方法技巧：电流表读数的口诀：一看接线柱,明确其量程；二看最小格,确定分度值；三看指针处,正视仔细读.注意：当电流表指针指示的位置一定时,用大量程读取的数值是用小量程读取的数值的 5 倍.易误易混警示.9/10 易误点：电流表的连接 易错点解析：电流表的连接应注意：电流表要和被测用电器串联.电流表的正负接线柱接法要正确,要使电流从正接线柱流进电流表,从负接线柱流出电流表,即
22、进出.被测电流不能超过电流表的量程,否则会烧坏电流表,采用选择最大量程试触来判断被测电路中的电流是否超过了电流表的量程.决不允许不经过任何用电器而把电流表直接接在电源的两极上.解决具体问题时,不要顾此失彼,把握并运用以上几点才能保证正确无误.15.5 串、并联电路中电流的规律 一、串联电路的电流规律 1、串联电路中电流处处相等,即 I=I1=I2=In 注意：连接电路时,开关应断开.电流表应串联在被测电路中.应从电源正极或负极起按电路图将元件逐个首尾顺次连接起来.要注意电流表量程的选择,若不能估计被测电流的大小,要采用试触的方法来选择合适的量程.读数时要客观、精确,视线与刻度线垂直,读书完毕,
23、断开开关,切断电源,整理好器材.实验时,要更换不同规格的小灯泡进行多次试验,这样可以避免偶然性,使结论具有普遍性.2、根据电流的形成原因分析串联电路的电流规律 因为电流是电荷的定向移动形成的,电流的大小在数值上等于单位时间内通过导体某横截面的电荷量的多少.在电流稳定流动时,单位时间流进某段导体的电荷量的多少一定等于同样时间流出这段导体的电荷量的多少.这样才不会使电荷在某处中断或堆积,才会保持电流持续稳定的流动.如图所示,粗细不同的两段导体串联,单位时间内通过导体横截面的电荷量相等,所以串联电路中电流处处相等,即 I=I1=I2=In.二、并联电路的电流规律 1、在并联电路中,干路电流等于各支路
24、电流之和,即 I=I1+I2+In.注意：试验中要避免两个并联的小灯泡 L1与 L2的规格相同,应使用规格不同的小灯泡多测量几次,以避免偶然性.分析实验数据可知,并联电路中各支路中的电流不一定相等.当并联的两个小灯泡规格相同时,支路中的电流相等；当并联的两个小灯泡规格不同时,支路中的电流不相等.2、串并联电路的电流规律与水流规律的类比 串联电路 并联电路 水流 如下图所示,乙处的水是由甲处得水流过来的,管中的水不可能消失,也不可能无故增加,所以相同时间内通过甲横截面与乙横截面的水量是相同的 如下图所示,B、C 处的水是从 A 处分流出来的,所以相同时间通过A横截面的水量与通过 B、C 两横截面的水量之和相等.10/10 电流 经过电路中的电荷不可能消失,也不可能无故增加,所以单位时间内通过导体的电荷量处处相等.即Ia=Ib=Ic 与水流相似,b、c 两处电荷是由 a 处流过来的,所以单位时间内通过 a 处的电荷量与通过 b、c 两处的电荷量之和相等.即 Ia=Ib+Ic 易误易混警示 易误点：电流表所测电流的判断 易误点辨析：若电路中有多个用电器,首先要分清这些用电器的连接方式,在运用电流路径法确定电流表串联在哪部分电路中或与哪个用电器串联,则电流表测的就是通过该电路或用电器中的电流,最后根据题目给定的条件并结合串、并联电路的电流规律进行解答.