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- 2021-05-13 发布
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科学中考总复习物理专题:电流、电压、电阻
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电 流
电流强度概念
定义
定义式
单位
测 量
仪器及符号
使用方法
读 数
特 点
串联电路
并联电路
串联于被测电路中
电流“+”入“-”出
选择适当的量程
I = I1 = I2
I = I1 + I2
一、知识结构:
电 阻
定义
单位
决定电阻大小的因素:
材料、长度、横截面积 R = ρl/S
影响电阻大小的因素:温度
分类
定值电阻
可变电阻
滑动变阻器:
作用、原理、使用方法
电阻箱:
原理、使用方法
电 压
概念
作用
单位
测量
仪器及符号
使用方法
并联在被测电路两端
电流“+”入“-”出
选择适当的量程
读法
特点
串联电路 U = U1 + U2
并联电路 U = U1 = U2
二、重难点辨析
(一)、电流
电流通过导体时,导体会发热;导体周围会产生磁场;电流通过电解液时,溶液中会发生化学变化。这些现象称为电流的效应。我们就是通过电流的各种效应来分析、判断导体中电流大小的。
1、电流:电流强度用1秒钟内通过导体横截面的电量多少来表示。
与导体横截面积大小无关。
I1
I2
例:两段横截面积粗细不同的导体接在一起,流过的电流
I1与I2大小关系如何?两段导体中电荷移动速度是否相同?
I1
I2
两段横截面积粗细不同的导体并在一起,流过的电流
I1与I2大小关系如何?(不确定)
2、定义式:I = Q / t
3、单位:1安培 = 1库仑/秒——1安培(1A)的含义:
常用单位有:毫安(mA)、微安(μA)
换算关系:1安培=103毫安 1毫安=103微安
了解常用电器中的电流:普通灯泡——0.1~0.5安培、电视机(电脑)——0.3~0.6安培、家用电冰箱——0.6~1.2安培、电饭锅——4~6安培、空调——4~10安培
4、电流表:测量电流的仪表。
使用方法:选择合适的量程(量程接错的后果?)
电流从“+”接线柱流进,从“-”接线柱流出(接错的后果?)
串联在被测电路中(并联的后果?)
读数方法:接线柱——量程——哪一组刻度——一大格一小格——读数单位
5、串、并联电路中的电流特点
串联电路中电流特点:串联电路中电流处处相等。
I = I1 = I2
并联电路中电流特点:干路中的电流等于各支路中电流之和。
I = I1 + I2
例:有人认为:靠近电源正极处电流最大,而后电流逐渐消耗减小,靠近电源负极处电流最小为0,你认为这种说法对吗?为什么?
电路中产生电流时,导体内部各处的自由电荷都要产生定向移动,由于串联电路中电流通过的路径只有一条,没有分支,所以,串联电路中各处的电流都相等。所以,电流表必须串联在被测电路中。不论电流表连入串联电路中的位置如何,测量的结果都是一样的;也不论串联在一起的电路元件有怎样的区别,通过它们的电流大小都是一样的。
L1
L2
S
例、下列三个电路中,电流表测量哪个灯泡中的电流,它们示数关系如何?
L1
L2
S
L3
L1
S
L2
L3
例、如图所示,要用电流表测量并联电路中L1中的电流,线头M应接在 ,如果要测量干路中的电流,线头M应接在 。(改用单刀双掷开关?)
(二)电压
在金属导体中存在着自由电荷,这些电荷的定向移动形成了电流。
问题:为什么自由电荷会发生定向移动?是什么作用推动自由电荷进行定向运动的?
以水流为例。
问题:死水会不会形成水流?不会。为什么?没有推力,即没有水压。
河水为什么会流动?有水压
水压由于水势的高低形成。同一点没有水压,一样高的两点没有水压。
类比:
电路中推动自由电荷发生定向移动的作用是电压,电压也是两点间的电势差,同一点电压为零。
SO,
1、 电压的作用:是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因。
导体中存在自由移动电荷是能够导电的内因;电解质溶于水或熔化后能导电的内因是:存在自由移动的离子。电解质能够导电是电解质电离的结果,而不是通电的结果。
导体中有电流通过的条件是:有电源和电路是通路。
电源是提供电压的装置。电源就象水泵一样在正极源源不断地形成正电荷,在负极形成负电荷,使电路两端保持一定的电压。
电源中储存的电量是一定的。
例、用一电源给电路供电,当放电电流为0.4安时,可持续放电5小时。若放电电流降为0.2安时,则可持续放电 小时。
2、 单位:伏特(V)
常用有:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)
关系:1千伏=103伏特 1伏特=103毫伏 1毫伏=103微伏
一些常用的电压值:一节干电池——1.5伏特、一节蓄电池——2伏特、家庭电路电压——220伏特、工厂企业动力电压——380伏特、对人体安全电压——不高于36伏特。
3、 电压表:测量导体两端电压的仪器。
使用方法:选择合适的量程(量程接错的后果?)
使电流从“+”接线柱流进,从“-”接线柱流出(接错的后果?)
并联在被测用电器两端(串联的后果?)
读数方法:与电流表一样。
4、测量电池的电压:
干电池串联后,电源电压等于各节电池电压之和。
1、 串、并联电路电压特点(大致可以水势降低来比喻)
串联电路电压特点:串联电路的总电压等于各串联导体两端电压之和。
U = U1 + U2
并联电路电压特点:并联电路中各支路两端电压相等。
U = U1 = U2
L1
S
L2
L3
例、如图所示电路中,开关闭合时,电压表测量哪个灯泡两端的电压?假如电源电压为6伏特,电压表示数为2伏特,则L1两端电压U1= 4伏 ,L2两端电压U2= 2伏 。开关断开时,电压表示数为 6伏 ?
L1
L2
S
例、如图所示电路,电压表测量哪部分电路两端的电压?如果电源电压为12伏特,电压表V1示数为6伏特,电压表V2示数为8伏特,则L1两端电压U1= ,
L2两端电压U2= ,L3两端电压U3= 。
L1
L2
S
例、如图所示,用电压表测量灯泡L2两端电压和通过L2的电流,请在图中圆圈内填上适当的符号,并标上“+”、“-”接线柱。(有没有其他的连接方式?)
L1
L2
S
例、如图所示电路,闭合开关S后,灯L1和L2均正常发光,则甲是 ,它测量 ;乙是 ,它测量 。
S
L2
L1
例、要用电压表测量L1两端电压,线头M应接在 ,若要用电压表测量串联电路的总电压,线头M应接在 。(改用单刀双掷开关?)
(三)、电阻
河道对水流有没有阻碍作用?有,这些阻碍作用与哪些因素有关?
与河道的长度、截面积及材料本身有关。
导体对电流有无阻碍作用?有。如何知道?
绝缘体与导体,金属电线与长途输电线,家里电器多了换粗一点的导线
结论:导体也有电阻。导体的电阻大小与导体的长度、截面积及材料本身有关。
1、电阻:表示导体对电流的阻碍作用大小的物理量。即表示阻碍电流能力大小的物理量。(能力是由导体本身决定的,不会因有无电流通过而变化)
2、单位:欧姆(Ω),常用的还有:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)
它们的关系:1千欧=103欧姆 1兆欧=103千欧
3、决定电阻大小的因素:
材料、长度、横截面积。R = ρl / S(要求学生独立完成,)
① 材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大。R∝l
②当材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。R∝1/S
例、有一个导体电阻为2欧姆,如果把它均匀拉长为原来的2倍后,则它的阻值
为 欧姆;如果把它对折起来使用,则它的阻值为 欧姆。
③当长度、横截面积相同时,电阻大小还与材料有关。
纯金属电阻率较小——制作导线;合金电阻率较大——制作电阻丝、保险丝、电热丝。
注意:导电性能好坏与电阻值大小是两码事。电阻率反映导电性能,银、铜、铝、钨、铁;电阻大小还与长度、横截面积有关。
例、用同种材料制成的两个导体A和B,已知A的长度比B长,当它们并联在电路中,流过它们的电流相等,则A的电阻 B的电阻,A的横截面积 B的横截面积,A 的质量 B的质量。根据以上分析,你认为A导体有什么优点和缺点?(缺点是功效相同而浪费材料,优点是承受电流大,升温慢)
例、下表中甲、乙、丙三根导体是用同种材料制成的,根据表中的数据判断,它们的电阻从大到小排列顺序是 。
导体
长 度(㎡)
横截面积(㎜2)
甲
1
2
乙
0.5
4
丙
0.5
2
例、在做“决定电阻大小的因素”实验时,为了便于研究,而采用控制变量法,即每次需挑选两根合适的导线,测出通过它们的电流强度,然后进行比较,最后得出结论。
(1)为了研究电阻与导体材料有关,应选用的两根导线是 ;
(2)为了研究电阻与导体的长度有关,应选用导线C和导线 ;
(3)为了研究电阻与 的关系,应选用导线A和导线 。
导线代号
A
B
C
D
E
F
G
长度(m)
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
横截面积(mm)
3.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
材 料
锰铜
钨
镍铬
锰铜
钨
锰铜
镍铬
4、 响电阻大小的因素:温度
金属导体的电阻随温度升高而增大;非金属导体、酸碱盐的水溶液、半导体材料的电阻随温度升高而减小。
根据这一特点制成热敏电阻、光敏电阻等,制成——电阻温度计。
例、电灯泡的灯丝通常在开灯的瞬间一闪就烧断,为什么?(10倍以上)
注意:在通常情况下,由于温度变化不大,引起电阻的变化也不大,于是都忽略了温度对电阻的影响。
5、变阻器
(1)、滑动变阻器:
原理——根据改变电阻丝在电路中的长度来改变电阻的原理制成。
作用——改变电路中的电流(控制电压如:测量电阻中进行多次测量、研究电流与电阻关系中及测量额定功率中控制电压)、保护电表及用电器的作用。
使用方法——①注意铭牌(20Ω、2A)的含义,根据需要选择滑动变阻器
②接法:一上一下
③闭合开关前,移动滑片使接入电路的阻值最大
④根据需要移动滑片
(几种接法及分析,按要求连接)
(2)电阻箱
可直接读出电阻值,但不具备连续调节阻值的功能。
滑动变阻器可以连续调节阻值,但不能读出电阻值。
思考:如图1所示为一滑动变阻器,它是由绕在陶瓷管上的电阻丝制成,通过调节滑动端的位置(即电阻丝的长短)来得到相应的电阻。如图2是一表面涂有
一层碳粉的平板玻璃,其上有a、b、c三个接线柱,用多用表测a、b间的电阻
为5。现请你根据滑动变阻器的构造原理,将这一玻璃板上的碳粉层加工成为
一个电阻约几千欧的简易滑动变阻器(不改变碳粉层的厚度),写出必要的操作
步骤,并在图2上示意出来。
图1
图2