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- 2021-05-10 发布
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一、电荷
1、带了电(荷):摩擦过的物体有了吸引物体的轻小物体的性质,我们就说物体带了电。
轻小物体指碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等。
定义:用摩擦的方法使物体带电
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
能的转化:机械能-→电能
①摩擦起电
2、使物体带电的方法:
②接触带电:物体和带电体接触带了电。如带电体与验电器金属球接触使之带电。
③感应带电:由于带电体的作用,使带电体附近的物体带电。
3、两种电荷:
正电荷:规定: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
负电荷:规定: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、电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
5、验电器:构造:金属球、金属杆、金属箔
作用:检验物体是否带电。
原理:同种电荷相互排斥的原理。
6、电荷量: 定义:电荷的多少叫电量。
1e=1.6×10-19C
单位:库仑(C)
元电荷 e
7、中和:放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象
扩展:①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。
②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。
二、电流
1、形成:电荷的定向移动形成电流
注: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、方向的规定:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。
注: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
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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。
(物理学中,对于一些看不见、摸不着的物质或物理问题我们往往要抛开事物本身,通过观察和研究它们在自然界中表现出来的外显特性、现象或产生的效应等,去认识事物的方法,在物理学上称作这种方法叫转换法)
5、单位:(1)、国际单位: A (2)、常用单位:mA 、μA
(3)、换算关系:1A=1000mA 1mA=1000μA
6、测量:
(1)、仪器:电流表,符号:
(2)、方法:
㈠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
㈡ 使用时规则:两要、两不
① 电流表要串联在电路中;
② 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。
③被测电流不要超过电流表的最大测量值。
Ⅰ 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。
Ⅱ 选择量程:实验室用电流表有两个量程,0—0.6A 和0—3A。测量时,先选大量程,用开关试触,若被测电流在0.6A—3A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。
④ 绝对不允许不经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。
三、导体和绝缘体:
1、导体:定义:容易导电的物体。
常见材料:金属、石墨、人体、大地、酸 碱 盐溶液
导电原因:导体中有大量的可自由移动的电荷
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
2、绝缘体:定义:不容易导电的物体。
常见材料:橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。
不易导电的原因:几乎没有自由移动的电荷。
3、“导电”与“带电”的区别
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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。
4、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子的束缚变为自由电荷。
四、电路
1、 组成:
分类
①电源
定义:能够提供电流的装置,或把其他形式的能转化为电能的装置。
作用:在电源的内部不断地聚集正电荷负极聚集负电荷。以持续对外供电
化学电池
干电池
蓄电池
充电时,电能—→化学能
供电时,化学能—→电能
光电池
发电机
机械能→电能
光能→电能
②用电器:定义:用电来工作的设备。
工作时:将电能—→其他形式的能。
③开关:控制电路的通断。
④导线:输送电能
2、三种电路:
①通路:接通的电路。
②开路:断开的电路。
③短路:定义: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。
3、电路图:用规定的符号表示电路连接的图叫做电路图。
4、连接方式:
串联
并联
定义
把元件逐个顺次连接起来的电路
把元件并列的连接起来的电路
特征
电路中只有一条电流路径,一处段开所有用电器都停止工作。
电路中的电流路径至少有两条,各支路中的元件独立工作,互不影响。
开关
作用
控制整个电路
干路中的开关控制整个电路。支路中的开关控制该支路。
电路图
实例
装饰小彩灯、开关和用电器
家庭中各用电器、各路灯
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5、识别电路串、并联的常用方法:(选择合适的方法熟练掌握)
①电流分析法:在识别电路时,电流:电源正极→各用电器→电源负极,若途中不分流用电器串联;若电流在某一处分流,每条支路只有一个用电器,这些用电器并联;若每条支路不只一个用电器,这时电路有串有并,叫混联电路
②断开法:去掉任意一个用电器,若另一个用电器也不工作,则这两个用电器串联;若另一个用电器不受影响仍然工作则这两个用电器为并联。
③节点法:在识别电路时,不论导线有多长,只要其间没有用电器或电源,则导线的两端点都可看成同一点,从而找出各用电器的共同点
④观察结构法:将用电器接线柱编号,电流流入端为“首”电流流出端为“尾”,观察各用电器,若“首→尾→首→尾”连接为串联;若“首、首”,“尾、尾”相连,为并联。
⑤经验法:对实际看不到连接的电路,如路灯、家庭电路,可根据他们的某些特征判断连接情况。
例题
(一)识别电路
【例题1】根据图10-1甲、乙两个电路图识别小灯泡是怎样连接的?
图10-1
[来源:学+科+网]
【解析】本题考查的是串并联电路结构的判断。根据串联电路及并联电路特点,我们从甲图上可看出电键闭合后,电流从电源正极流出到a点分成两路,分别经L1和L2后汇合于b再回到电源负极,小灯泡L1和L2分别在两条支路上,所以两盏小灯泡是并联的。
图10-2
图乙的电路不可直接识别,可以在分析电流方向的基础上,画出它的等效电路,再判断电灯的连接方式。图丙是图乙的等效电路,不难看出L1和L2是并联的。答案:甲乙丙都是并联
【例题2】如图10-2所示的电路,下列说法中正确的是 〔 〕
A.S1闭合,S2断开时,L3亮,L1和L2不亮
B.S1断开,S2闭合时,L1亮,L2和L3不亮
C.S1、S2都断开时,L1、L2、L3都亮,是串联
D.S1、S2都闭合时,L1、L2、L3都亮,是并联
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【解析】电路结构的识别是学习电学的重点,也是难点. 当开关闭合或断开时要引起电路结构的变化. 遇到这种情况要在分析电流的流向的基础上画出规范电路图(即等效电路),再判断电路的连接方法. 图10-3
A选项当S1闭合,S2断开时,电流从电源正极流出到达a点,电流分为两条路,一条通过ab导线,另一条通过L1、L2,到b点合为一条路,通过L3回到电源的负极,如图10-3(甲)所示,这时L1、L2被短路,电路中只有L3发光,所以A选项正确.
B选项S1断开,S2闭合时,电流从电源正极流出,通过L1到达c点,电流分为两条路,一条通过L2、L3,另一条通过cd电线,到d点后合为一条路回到电源负级,如图10-3(乙)所示. 这时L2、L3被短路,电路中只有L1发光,所以选项B正确.
C选项S1、S2都断开时,电流通过L1、L2、L3它们都发光,这三盏灯属于串联,如图10-3(丙)所示,所以选项C说法正确.
D选项S1、S2都闭合时,电流从电源正极流出分成三条支路,分别通过L1、L2、L3它们都发光,属于并联,如图10-3(丁)所示,选项D正确. 8 答案:ABCD
可供模拟练习的变形试题有:
1.在“组成串联电路和并联电路”的实验中,小张将两个灯泡和一个开关与电源连成了一个电路,闭合开关后,发现两灯都不亮.经检查,小张发现有一个灯泡与灯座接触不良.小张将这个灯泡安装好后,再次闭合开关,两灯都发光了.由此可以判定,两灯的连接关系为 .
L1
L2
L3
S2
S1
图10-4
2.图10-4所示,当开关S1 、S2都闭合时,电路中 〔 〕
A.三灯并联,且都亮
B.三灯串联,且都亮
C.L1、L2并联后与L3串联,三灯都亮
D.L1、L2并联,L3被短路,只有L1 、 L2亮
3. 有两个电灯、两个开关、一个电池组,请按下列各项要求设计电路:
(1)两灯串联,闭合任一开关,都能使两灯同时发光
(2)两灯并联,闭合任一开关,都能使两灯同时发光
(3)两灯并联,闭合任一开关,都只能使一灯发光
(4)两灯并联,两开关都闭合,两灯都发光,开关S1闭合,S2断开时只有一灯发光,如果S1断开,不论S2处于何种状态,两灯都不发光。
4.给你下列器材:一个低压电池组,一只小灯泡,一只开关,一只电铃和若干细导线。请你设计一自动放养奶牛的装置。要求:用细导线将牛群围住,合上开关后,当牛在圈内吃草时,小屋内灯亮而铃不响;当有牛碰断了圈住的细导线到圈外时,电铃便会响起来,放牛的人能及时发现。
5.画出图10-5中电动机电路和手电筒电路的电路图
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[来源:Z+xx+k.Com]图10-5
图10-6
6. 按图10-6所示的电路图,连接实物图
答案:1.串联 2.D 3.略 4.略 5.略[来源:学科网]
图10-7
(二)电流、电压的变化
【例题3】如图10-7所示,电源两端电压保持不变,当开关闭合,滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表的示数将 ,电压表V1的示数将 ,V2的示数将 .
【解析】滑片向左滑动,电阻R2变小,由I = U /( R1 + R2)(U不变,R1不变,R2变小)可知,电流表的示数I变大;又由U1 = IR1(R1不变,I变大)可知,电压表V1示数变大;再由U = U1 + U2(U不变,U1变大)可知,电压表V2示数变小.
可供模拟练习的变形试题有:
1.如图10-8所示:已知电源电压为10V,电压表的示数为4V。求:①R1两端的电压?②R2两端的电压?
图10-8
图10-8
2.如图10-9所示,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时,电压表V的示数将 ; 电流表A1的示数将 ;电流表A2的示数将 . (选择“变大”、“变小”、“不变”)
3.一只电流表有0~0.6A和0~3A两个量程。实验中使用0~3A量程,但刻度模糊不清从刻度盘0~0.6A量程中读出电流值恰好是0.24A,则实际电流值是________。
4. 用一只完好的电流表测某一电路中的电流,如选用0~0.6A量程,测得的电流为0.18A,如选用0~3A量程测得的电流为0.2A,那么该电路中的电流应为 〔 〕
A.0.2A B.0.18A C.0.19A D.以上答案都对
5.在图10-10中,用电压表能测灯L1两端电压的是 〔 〕
图10-10
[来源:Zxxk.Com]
[来源:学科网]
[来源:学科网ZXX图10-11
6.如图10-11所示的电路中,当闭合开关S后,发现两灯都不亮,电流表指针几乎指在“0”刻度线不动,电压表指针则有明显偏转,该电路中的故障可能是:
A.电流表坏了,或开关S接触不良
B.灯泡L1的灯丝断了,或L1的灯泡与灯座接触不良
C.电流表和两个灯泡都坏了
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D.从a点开始,经过灯泡L2到b点的这段电路中有断路
答案:1.(1)6V (2)4V 2.不变 增大 不变 3. 1.2A 4.B 5.B 6.D
二、欧姆定律及其电学的综合计算
【例题4】在探究“电阻上的电流跟电压的关系”中:
(1)我们首先会提出什么问题?___________________________________;
(2)你或同学们有什么猜想?请说出来:_____________________________;
(3)在设计实验时,需改变电压,你和同学们在实验中是采用什么办法的?(说出所用的器材和方法)
(4)通过分析记录数据,你得出的结论是:____________________________________
【解析】此题考查了实验探究“电阻上的电流跟电压的关系”
(1)如果知道一个电阻值,还知道加在它两端的电压,能不能计算出它的电流呢?或电流与电阻、电压之间有什么定量关系呢?等等。
(2)此问的答案并不惟一,只要猜想合理即可。如:可能是电流、电压、电阻这三个量中的其中两个相乘等于第三个;可能是电流、电压、电阻这三个量中的两个相除等于第三个……
(3)根据实验条件通常有下列三种办法:①电池组:增减电池个数;②学生电源:调节调压旋钮③滑动变阻器:移动滑片。
(4)电流I,电阻R、电压U的关系可用公式表示为I=U/I
可供模拟练习的变形试题有:[来源:学+科+网Z+X+X+K]
1.如图10-12所示的电路中,断开电键S时,电压表示数为6V,电流表示数为0.5A,电源电压为9V,可知电阻R1=____________Ω;合上电键S后电流表的示数为_________A
2.图10-13甲所示的电路中,Rl为滑动变阻器R0,R2均为定值电阻,电源两端电压保持不变.改变滑动变阻器R2的滑片位置,两电压表的示数随电流变化的图线分别画在图10-19乙所示的坐标系中.根据以上条件可知电阻Ro的阻值为____________Ω.
图10-13
图10-12
图10-14
[来源:学_科_网][来源:学*科*网]
[来源:学科网ZXXK]
3.如图10-14所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,当S1、S2都断开,滑片P从b端滑到某一位置C时,滑动变阻器R的电阻减小6Ω,电流表示数变化了0.1A. 灯泡恰好正常工作;保持滑片P的位置不变,闭合S1、S2电流表示数变化了1.5A. [来源:学科网ZXXK]
求:①灯泡的电阻和正常工作的电流;②电源电压; ③当S1、S2都闭合时,调节滑动变阻器的滑片P,电路消耗总功率的最小值.
答案: 1. 6 0.75 2. 2 3.(1) 12Ω 0.5A (2)12V (3)20W
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