【暑假提升】人教版物理八年级(八升九)暑假预习-第16讲 电流和电路 讲学案
展开第16讲 电流和电路(解析版)
【学习目标】
1.认识电路;
2.知道电流是如何形成的;
3.知道电路的组成部分;
4.了解电路常见元件符号;
5.会画简单电路图;
6.理解通路、断路和短路三种状态。
【基础知识】
知识点一、电流
1.电流的形成
(1)实验探究:让小灯泡亮起来
实验状态 | 开关闭合 | 开关断开 | 没有电池 |
实验电路 | |||
观察现象 | 开关闭合,小灯泡发光 | 开关断开,小灯泡不发光 | 没有电池,小灯泡不发光 |
总结 | (1)要使小灯泡发光,需要用导线将电池、小灯泡、开关连接起来形成闭合电路; (2)要使小灯泡发光,必须有电池 |
(2)电流的形成
1)由上面操作可知,闭合开关,小灯泡持续发光,说明有电荷持续流过小灯泡;
2)导线、小灯泡的灯丝都是金属。金属中有大量的可移动的自由电子。没有电源时,金属内的自由电子的运动杂乱无章;接上电源之后,自由电子就会做定向移动,形成持续的电流;
3)电路中有电流时,发生定向移动的电荷可能是正电荷,也可能是负电荷,还可能是正负电荷同时向反方向发生定向移动。
2.获得持续电流的条件:①电路中有电源;②电路为通路。
3.电流方向
(1)物理学中,把正电荷移动的方向规定为电流的方向。
(2)在电源外部,电流是沿着电源正极→开关→用电器→电源负极的方向流动的。
(3)正负电荷定向移动都可以形成电流,但负电荷定向移动的方向与电流方向相反。
“错误”的电流方向定义
电流方向的定义对于金属导体而言是错误的,因为金属导体内正电荷在原子核内,不能自由移动,能够自由移动的是带负电的电子。造成这个错误的原因是在规定电流方向的时候,人们对物质结构还不是很了解,当时人们错误的认为所有电流都是由正电荷的定向移动形成的。不过方向是认为规定的,即使是错误的,实际上也不影响电流方向的分析判断,以金属导电为例,可以将正电荷作为参照物,则电子的移动方向就与电流方向相反,所以这个规定液已知沿用至今。
知识点二、电路的构成
1.电路
(1)电路就是用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路。
(2)一个简单的电路包括电源、用电器、开关、导线四种基本电路元件。如图所以:
2.电路各元件作用
| 作用 | 能量分析 | 举例 | 注意事项 |
电源 | 提供电能,使电路中有持续的电流 | 将其他形式转化为电能 | 干电池、发电机 | 用电器标有“+”的接线柱与电源正极相连,标有“-”的接线柱与电源负极相连 |
用电器 | 利用电能工作的装置 | 工作时将电能转化为其他形式能 | 点灯、电炉、电视机、电冰箱等 | |
开关 | 用来接通或断开电路,起控制电路通断作用 | — | 家中点灯开关、闸刀开关、声控开关、光控开关 | 开关接入电路时应断开 |
导线 | 将电源、用电器、开关连接起来,形成电流的通路 | 输送电能 | 电脑的电源线、插座的电线、实验室中的各种导线 | 导线要连接到电路元件接线柱上;不能导线将电源正负极直接连接起来 |
特别提醒
蓄电池、充电宝对外供电时,将化学能转化为电能,是电源;在给蓄电池、充电宝充电时,将电能转化为化学能,此时蓄电池和充电宝是用电器。
知识点三、电路图
1.电路图
为了便于研究,人们用图形符号表示电路元件;用符号表示电路元件连接的图叫电路图。
2.常见的电路元件符号
3.电路图与实物图
电路图与实物图是不同的。电路图是用规定的符号表示电路连接情况的图;实物图是用实物元件表示电路连接情况的图。画电路图时,决不能用实物元件充当元件符号。如图。
4.画电路图时的注意事项
(1)电路元件符号用统一规定的符号;
(2)连线时应横平竖直,呈方形;
(3)各元件符号不要画在拐角处,且导线尽量避免交叉;
(4)线路要连接到位,中间不能有断点;
(5)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置一致;
(6)元件做好标注,如L、S等;
(7)同一电路中涉及多个相同元件,加下标进行区别,如S1、S2等;
(8)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。
(9)导线交叉相连时要画实心点,实物图中导线不能交叉,电路图中导线可以交叉,但尽量不要交叉。
知识点四、通路、断路、短路
1.电路的三种状态:通路、断路和短路
电路状态 | 定义 | 特点 |
通路 | 正常接通的电路,即用电器能够工作的电路 | 电路中有持续电流,用电器工作 |
断路 | 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的电路 | (1)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,引发火灾; (2)电源短路时用电器不会被烧坏 |
2.用电器被短接
实验现象 | |
现象分析 | 在实验电路中,小灯泡L1不发光,小灯泡L2发光,说明电路中仍然有电流,但电流没有从小灯泡L1中流过,而是从连接在小灯泡L1两端导线中流过,然后流过小灯泡L2,所以只有小灯泡L2发光 |
归纳总结 | 用电器两端被导线直接连通时,电流将流经外加导线而绕过该用电器,这种情况叫做用电器被短接 |
3.用电器被短接与电源短路的区别与联系
| 用电器被短接 | 电源短路 |
区别 | 用电器被短接时,用电器中无电流通过,被短接的用电器不工作 | 电源短路时,电源、导线中会产生较大的电流,会烧坏导线和电源 |
联系 | (1)某些情况下,用电器被短接时允许的,但电源短路绝对不允许发生; (2)当电路中只有一个用电器时,,如果该用电器被短接,闭合开关,就一定会造成电源短路 |
4.常见断路、短路的原因
电路故障 | 产生原因 | 结果 |
断路 | 开关未闭合,导线断裂、接头松脱等 | 电路中无电流,用电器不工作 |
短路 | 电源短路:导线不经过用电器直接跟电源两极相连 | 轻则烧坏导线和电源,重则引起火灾 |
用电器被短接:当电路中有多个用电器时,部分用电器两端被直接用导线连接 | 被短接的用电器不工作 |
【考点剖析】
考点一:电流的形成
如图所示,两个相同的验电器A和B,A带正电,B不带电,用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,下列说法不正确的是( )。
A.A金属箔张角变小,说明它得到电子;
B.B金属箔张角变大,说明两金属箔带上同种电荷;
C.自由电子从B向A定向移动,形成瞬间电流;
D.正电荷从A向B定向移动,形成瞬间电流
【答案】D。
【解析】AB、由题知,A带正电,B不带电,用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,则B上的一部分电子会通过金属棒转移到A上,A带的正电荷会减少从而张角变小,而B因为失去电子也带上了正电荷,B的两金属箔带上同种电荷使B金属箔张角变大,故AB正确;
CD、用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来时,自由电子会发生定向移动,从B移动到A,形成瞬间电流,故C正确,D错误。故选D。
【点睛】人们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,所以负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。
考点二:判断电路连接正误
例一:某同学按照下面的电路把图中的元件连成电路,他所选择的电路图是图中的( )。
A. B. C. D.
【答案】D。
【解析】用电流法分析可知,电路中的电流有分有合,是并联,靠近正极的开关在干路上,下边的开关控制左侧灯泡,将实物图中元件用相应电学符号代替后,按电路图的要求画成方方正正,且元件不能画在拐角处即可,故选D。故选D。
例二:在如图所示的各电路中,开关闭合后,只有一盏小灯泡能发光的是( )。
A. B.C. D.
【答案】B。
【解析】A.图中没有电源,故灯泡不能工作,故A不符合题意;
B.图中灯泡L1被短路,只有一只灯泡可以工作,故B符合题意;
C.图中闭合开关时,两灯泡均被短路,不发光,故C不符合题意;
D.图中闭合开关时,两灯泡并联,都发光,故D不符合题意。故选B。
【点睛】一个完整的电路应包括电源、开关与用电器,再根据串并联电路判断灯泡的亮与不亮。
考点三:电路图
角度1:根据实物图画电路图
例一:请按照实物电路连接图画出电路图。
【解析】由实物图知,开关、滑动变阻器、灯泡、电流表依次连接在电源两极上,电压表并联在灯泡两端,电路图如图所示:
例二:根据实物图在方框内画出对应的电路图。
【解析】由实物图可知,两灯并联,开关S1控制L2,开关S2为总开关,如图所示:
角度2:根据电路图连接实物图
例一:依照电路图,用笔画线表示导线连接实物图。
【解析】由电路图可知,两灯并联,开关S在干路上控制整个电路,S1在L1支路上,由此连接实物图如下所示:
例二:如图所示,请根据左侧电路图,用铅笔代替导线连接右侧实物图。
【解析】由电源正极出发依次连接开关,灯L2,灯L1,回到电源负极,再将电压表并联在开关与灯L2两端,如下图:
角度3:根据文字描述画电路图
请用笔画线代替导线完成图中串联电路的连接。并用箭头标出闭合开关后导线a中的电流方向。
【解析】两灯串联,电流从电源正极流出,经开关、两灯回到电源负极,导线a中的电流方向如下所示:
考点四:电路三种状态
例一:如图所示的电路,下列判断不正确的是( )。
A.只闭合开关,电路是开路状态;
B.只闭合开关,电路是串联电路;
C.只闭合开关,电路是并联电路;
D.只断开开关,电路是短路状态
【答案】C。
【解析】A.只闭合开关S1时,电路中没有电流流过,电路是断开的,电路处于开路状态,故A正确,不符合题意;
B.只闭合开关S2时,两灯泡顺次连接,有电流流过,两灯泡L1与L2处于串联状态,故B正确,不符合题意;
C.只闭合开关S3时,只有灯L1有电流流过,灯L2 处于开路状态,故C错误,符合题意;
D.只断开开关S3,闭合开关S1、S2时,电源两极直接连在一起,电路处于短路状态,故D正确,不符合题意。故选C。
例二:如图所示,当开关 S 闭合时,两只小灯泡能同时发光的正确电路是( )。
A. B. C. D.
【答案】B。
【详解】A. 当开关S闭合时,一只小灯泡短路,两只小灯泡不能同时发光,故A错误;
B. 当开关S闭合时,两只小灯泡串联,两只小灯泡能同时发光,故B正确;
C.电路中没有电源, 两只小灯泡都不能发光,故C错误;
D. 当开关S闭合时,两只小灯泡都短路,两只小灯泡都不能发光,故D错误。故选B。
【过关检测】
1.下列说法中正确的是( )。
A. 摩擦起电的实质是创造了电荷;
B. 自由电荷移动形成电流;
C. 一根粗细均匀的镍铬合金丝切去一部分后,电阻值会变小;
D. 导体容易导电是因为导体中存在大量自由电子
【答案】C。
【解析】A、摩擦起电的实质是电荷的转移;故A错误,不符合题意;
B、定向移动的电荷才会形成电流,故B错误,不符合题意;
C、一根粗细均匀的镍铬合金丝切去一部分后,电阻值会变小,故C正确,符合题意;
D、导体内部有大量的自由电荷,导体之所以容易导电,靠的就是这些自由电荷,故D错误,不符合题意;故选C。
2.如图所示的四个电路图中,正确的是( )。。
A.B.C.D.
【答案】D。
【解析】A、电路图无开关,故A不正确;
B、开关闭合会直接将电源的两极连通,发生电源短路,故B不正确;
C、电路无电源,用电器均不能工作,故C不正确;
D、有电源,且电灯和开关串联,连接正确,故D正确。
3.如图所示为一种声光警报器的电路图,闭合开关S1和S2后,会出现的现象是( )。
A. 灯不亮,铃响;
B. 灯亮,铃响;
C. 灯不亮,铃不响;
D. 灯亮,铃不响
【答案】D。
【解析】当开关S1和S2都闭合时,电铃被导线短路没有电流通过所以不响,电路中只有灯泡连入,可以发光。故选D。
4.如图所示的四个电路图中,各元器件均完好,各开关都闭合后,仅有一只灯泡能发光的是( )。。
A.B.C.D.
【答案】C。
【解析】A和B、两个电灯并联,当开关闭合时,两灯都亮;
C、各开关都闭合后,由于S1的闭合,灯泡L2被导线短路,灯泡中没有电流通过,所以只有灯泡L1发光;
D、当开关闭合时,两个电灯串联,两灯都能亮;故选C。
5.如图所示,当开关S1、S2断开时,电路处于 状态;当开关S1闭合、S2断开时,电路处于 状态;当开关S1、S2闭合时,电路处于 状态。
【答案】开路,通路,短路。
【解析】当开关S1,S2都断开时,电路中没有电流,电路处于开路状态;
当S1闭合,S2断开时,电路中有电流通过灯泡,处于通路状态;
当开关S1,S2都闭合时,导线直接连接电源的两端,电路处于短路状态。
故答案为:开路,通路,短路。
6.如图所示的电路中,只闭合S1时______灯亮;只闭合S2时______灯亮;同时闭合S1、S2、S3将发生______事故。
【答案】L2;L1、L2;短路。
【解析】只闭合S1时,电流只有一条路径,分别经过L2和开关S1回到电源负极,因此只闭合S1时,只有L2灯亮;
只闭合S2时,电流只有一条路径,分别经过L2、开关S1、和L1回到电源负极,因此只闭合L1、L2 灯亮;
同时闭合S1、S2、S3时,电流从正极流出,通过三个开关直接回到负极,形成电源短路。
故答案为:L2;L1、L2;短路。
7.根据电路图连接实物图,连接导线不能交叉。
【解析】连接电路要从电池正极开始,按顺序依次连接。此题从电源正极开始,依次连接的顺序是开关、L1、L2、电池负极、右侧电池的正极到左侧电池的负极。如图:
8.根据电路图连实物图,连接导线不能交叉。
【解析】连接电路要从电池正极开始,按顺序依次连接。此题连接需要分开,先连接灯泡L2支路,然后再连接灯泡L1。如图:
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