第08讲 电流与电路-【暑假衔接】新九年级物理暑假精品课讲义(人教版)
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第08讲 电流与电路
掌握电流的形成原因和电路的组成部分;
掌握四种基本电路;
掌握电路的故障判断;
了解常见电路元件的基本符号;
掌握画电路图的方法。
一、电流
1.电流的形成
实验探究:让小灯泡亮起来
定义:某段时间内通过横截面电荷量与所用时间的比值,即为电流。
表达式:(其中Q表示电荷量,即电荷所带电量的多少,单位:库伦,简称库,符号C;t表示时间,单位:秒(s))
形成原因:电荷的定向移动形成电流。(金属导体中发生定向移动的是自由电子)
电流方向
【特别提示】
(1)在理解电流的形成时,要知道,电荷包括正电荷和负电荷。也就是说,正电荷的定向移动,能形成电流。负电荷的定向移动也能形成电流。“定向”是指电荷必须沿一定的方向移动才能形成电流,如果电荷的移动是杂乱无章地向各个方向移动,此时,电荷虽在移动,但是却不能形成电流。
(2)正、负电荷的定向移动都可以形成电流。按照电流方向的定义,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。在金属导体中主要是自由电子(负电荷)的定向移动形成电流,因此金属导体中电流的方向和自由电子定向移动的方向相反。
(3)在酸、碱、盐的水溶液中存在大量可自由移动的正、负离子,在酸、碱、盐的水溶液中正、负离子的的定向移动形成电流。
二、电路的组成
1.电路
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.电路各元件作用
【特别提示】
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。
三、通路、断路、短路
1.电路的三种状态:通路、断路和短路
2.常见断路、短路的原因
四、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。
考点一:电流
角度1:概念理解
例1.
(多选)下列说法中正确的是( )
A.电荷的定向移动形成电流
B.用电器中有电流通过,用电器所在电路一定接了电源而且电路是闭合的
C.导体中都有大量的自由电子,因此导体容易导电
D.金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向相同
【答案】AB
【详解】A.电荷的定向移动形成电流,正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,故A正确;
B.形成电流的两个条件:一是电路中要有电源;二是电路是闭合回路。所以,用电器中有电流通过,用电器所在电路一定接了电源而且电路是闭合的,故B正确;
C.金属导体中有大量的自由电子,因此金属导体容易导电,但酸碱盐水溶液导电靠的是离子,故C错误;
D.正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,电子带负电荷,金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向相反,故D错误。
故选AB。
角度2:形成持续电流的条件
例2.
相同的验电器A和B,A带正电,B不带电,金属棒把A、B连接起来如图所示,则( )
A.A中正电荷通过棒流向B,B带正电荷
B.B中负电荷通过棒流向A,B带正电荷
C.棒中有持续电流从A流向B,使B张角增大
D.棒中有持续电流从A流向B,使A张角减小
【答案】B
【详解】AB.A带正电,B不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来,瞬间B上的负电荷(自由电子)会转移到A上, B由于缺少电子而带正电荷,故A不符合题意,B符合题意;
CD.形成持续电流的条件:一是有电源,二是电路是通路,上述实验中,不会形成持续电流,故CD不符合题意。
故选B。
考点二:电路的组成
角度1:基本电路
例3.
手电筒内部结构如图所示,电源为两节新的干电池。下列说法正确的是( )
A.按键相当于一个用电器
B.弹簧的作用仅是为了压紧电池
C.灯泡发光时,电源将化学能转化为电能
D.灯泡发光时,灯泡将电能全部转化为光能
【答案】C
【详解】A.手电筒的按键相当于开关,控制电路通、断,故A错误;
B.手电筒底部的金属弹簧是导体,在这里是导线,故B错误;
C.灯泡发光时,消耗电能,是把化学能转化为电能,故C正确;
D.灯泡发光时,将电能转化为光能和部分内能,不是将电能全部转化为光能,故D错误。
故选C。
角度2:故障判断
例4.
将灯泡L1和L2接入如图所示电路,闭合开关。下列说法不正确的是( )
A.灯泡L1先亮,灯泡L2后亮
B.通过灯泡L1的电流方向是由A向B
C.用一根导线直接接在B、C两个接线柱上,灯泡L2不发光
D.不可以用导线直接连接A、C两个接线柱,会烧毁电源
【答案】A
【详解】A.闭合开关后,整个电路各处同时产生电路,所以两灯同时发光,故A错误,符合题意;
B.电源的外部,电流通过外部电路,从电源的正极流向负极。图中电流从电源的正极出发,通过导线先流过开关,再流入灯泡L1的的A接线柱,之后从B接线柱流出,故B正确,不符合题意;
C.用一根导线直接接在B、C两个接线柱上,灯泡L2会被短路,则灯泡L2不发光,故C正确,不符合题意;
D.直接用导线接连接A、C两个接线柱,电源会被短路,则可能会烧毁电源,故D正确,不符合题意。
故选A。
考点二:电路图
角度1:根据实物图画电路图
例5.
画出下例实物图的电路图:
【答案】
【详解】根据电流流向判定,灯L1、L2并联,S2在干路上,控制整个电路,开关S1在L2的支路上,作图如下
例6.
根据图的实物电路图,在虚线框内画出与它对应的电路图。
【答案】
【详解】根据实物图可知,存在两条电流路径,灯泡L1、L2并联,开关S3在干路上,S2控制灯泡L2,S1控制灯泡L1,如图所示:
角度2:根据电路图连接实物图
例7.
根据电路图连实物图;
【答案】
【详解】由电路图可知,两灯串联,开关在干路上,电铃与灯L2并联,按电路图连接实物图时,导线不要交叉,如图所示:
例8.
根据电路图,连结实物图。
【答案】
【详解】电路图中,两灯并联,开关S1与灯L1串联,开关S2与灯L2串联,S控制整个电路,根据电路图连接实物图,如图所示
角度3:电路辨析
例9.
实物图中有一根导线的连接方式是错误的,请把这根导线找出来,在上面打一个“”,然后再重新连一根导线。
【答案】
【详解】由电路图知,两灯并联,开关在干路上控制整个电路,实物图中被短路了,改接电路如图
1.(2022·湖北武汉·统考中考真题)下列电路图中,与实物电路对应的是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】由实物图可知,开关S1在干路中,控制整个电路,两灯泡并联,S2控制L2,则A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(2022·湖北·统考中考真题)取两个相同的验电器甲和乙,如图,使甲带负电荷,乙不带电,下列分析错误的是( )
A.甲验电器带负电是因为它得到了电子
B.甲验电器的金属箔片张开是由于同种电荷相互排斥
C.用橡胶棒连接两金属球,金属箔片的张角都会发生改变
D.用金属棒连接两金属球的瞬间,棒中电流方向由乙到甲
【答案】C
【详解】A.摩擦起电是电荷发生了转移,而不是创造了电荷,甲验电器带负电是因为它得到了电子,故A正确,不符合题意;
B.验电器的制作原理是同种电荷相互排斥,所以验电器可以检验物体是否带电,故 B正确;不符合题意;
C.用橡胶棒连接两金属球,由于橡胶棒是绝缘体, 甲验电器的负电荷不能转移到乙验电器,因此两个验电器金属箔片的张角都不会发生改变,故C错误,符合题意;
D.用金属棒连接两金属球的瞬间,由于A带负电,B不带电,则A验电器的电子通过金属棒转移到B验电器,由于自由电子的定向移动方向与电流方向相反,所以金属棒中所形成的电流方向由乙到甲,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.(2022·四川成都·统考中考真题)实验小组的同学连接了四个电路(如图)来探究开关的控制作用,下列判断正确的是( )
A.甲电路中,开关S只控制L1B.乙电路中,闭合开关S,两灯都亮
C.丙电路中,闭合开关S,L1亮,L2不亮D.丁电路中,断开开关S,L1不亮,L2亮
【答案】D
【详解】A.由图可知,此时两灯串联,故开关S可以同时控制L1和L2,故A错误;
B.由图可知,闭合开关后,灯泡L1将被短路,不会发光,故B错误;
C.由图可知,闭合开关后,电流从电源的正极直接流回电源的负极,两灯均被短路,均不亮,故C错误;
D.由图可知,断开开关S后,此时只有L2接入电路,故L1不亮,L2亮,故D正确。
故选D。
4.(2022·四川自贡·统考中考真题)小谢在做实验时,先连成如图所示的电路,闭合开关并观察灯泡亮暗情况后,再闭合开关,小谢看到的现象是( )
A.两只灯泡一直都不亮B.两只灯泡一直亮
C.两只灯泡开始都亮,后来不亮D.两只灯泡开始都亮,后来不亮
【答案】D
【详解】由电路图可知,闭合开关S1后,L1、L2串联,都发光;再闭合开关S2,S2与其相连的导线将灯泡L1短路,L1熄灭,L2仍然发光。
故选D。
5.(2022·辽宁鞍山·统考中考真题)一根与丝绸摩擦过的玻璃棒带了电,这是_______现象。如图所示,用此玻璃棒接触原来不带电的验电器金属球,验电器的金属箔张开,这一瞬间电流方向是_______(选填“从A到B”或“从B到A”),金属箔带了_______(选填“正”或“负”)电。
【答案】 摩擦起电 从A到B 正
【详解】[1]通过摩擦的方法使物体带电,叫摩擦起电,用绸子摩擦过的玻璃棒带了电,这是摩擦起电现象。
[2]与丝绸摩擦过的玻璃棒失去电子带上了正电,它接触验电器时,验电器带负电的电子由B传到A再传到玻璃棒,因为电流方向是正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动方向相反,所以电流方向就是由A到B。
[3]金属箔由于失去电子而带上了正电。
6.(2022·辽宁沈阳·统考中考真题)如图所示,完全相同的、两金属片浸入盐水的深度相同,、分别是、表面上两点,则、两点盐水的压强_____(选填“大于”、“小于”或“等于”);闭合开关后,小灯泡发光,通过灯泡灯丝的自由电子定向移动的方向是从______(选填“到”或“到”)。
【答案】 大于 d到c
【详解】[1]a与b两点分别位于盐水的不同的位置,a点的深度更深,根据液体压强的计算公式可得,当液体密度相同时,深度越深,压强越大,所以。
[2]闭合开关后,小灯泡发光,电流从电池的正极流出,流入负极,所以电流的流向是从c到d,而自由电子定向移动的方向与电流相反,所以灯泡灯丝的自由电子定向移动的方向是从d到c。
7.(2022·广东深圳·统考中考真题)如图是某实物连接电路,请根据实物图在方框内画出对应的电路图。
【答案】
【详解】实物图中电源、开关和电动机串联,所以电路图与实物图对应,作串联电路图,如下图所示:
8.(2021·四川凉山·统考中考真题)某保密室有三道门,关上一道门相当于闭合一个开关。只要有一道门没有关上红色和绿色的指示灯都会发光。当三道门都关上时,红灯会熄灭,只有绿灯会发光。请设计出符合要求的电路图画在虚线的方框内,并根据所设计的电路图在图中用笔画线将实物连接成符合要求的电路。(要求:连线不能交叉,线头接在接线柱上。)______、______
【答案】
【详解】只要有一道门没有关上红色和绿色的指示灯都会发光。当三道门都关上时,红灯会熄灭,只有绿灯会发光,即两灯串联,开关闭合时将红灯短路,如图所示:
将电路图接成实物图,如图所示:
1.如图所示,开关S闭合时,可能发生的现象是( )
A.电池被烧坏B.L2被烧坏
C.L1被烧坏D.L1不发光、L2发光
【答案】A
【详解】由图知,开关断开时,两盏灯并联;当开关S闭合时,电流不经过两灯,而直接从最右面的导线流回电源负极,会发生电源短路,电池会被烧坏;由于电流不经过两灯,则两灯泡均不发光、且灯丝不会烧断,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.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
【详解】A.由实物图可知,电流从电源的正极出发,经过总开关后,分别流经两个灯泡,经过一个灯泡后,直接回到负极,经过另一个灯泡后,再经过开关,回到负极,两灯并联,一只开关在支路上控制灯泡,另一只开关在干路上,在A中,两只灯泡串联,故A错误;
B.在B中,开关闭合后,一只灯泡被短路,故B错误。
C.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,故C正确;
D.在D中,两只灯泡并联,两只开关都在干路上,故D错误。
故选C。
3.在如下几个电路图中,闭合开关后,能使两灯泡都正常发光的图是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【详解】A.由图可知,两灯泡串联,闭合电路后,灯泡L1、L2均被短路,两灯泡均不发光,故A不符合题意;
B.由图可知,闭合电路后,电路中没有电源,就不会有电流流过灯泡,所以两灯泡均不发光,故B不符合题意;
C.由图可知,两灯泡串联,闭合电路后,灯泡L1被短路不会发光,L2可发光,故C不符合题意;
D.由图可知,两灯泡并联,闭合电路后,电路形成通路,两灯泡均正常发光,故D符合题意。
故选D。
4.如图示数,两个相同的验电器,A带正电,B不带电,用金属棒把它们连接起来后,下列说法正确的是( )
A.B中负电荷通过棒流向A,B带正电荷
B.A中正电荷通过棒流向B,B带正电荷
C.金属棒中持续电流方向是从A流向B
D.金属棒中瞬时电流方向是从B流向A
【答案】A
【详解】AB.A带正电,B不带电,用金属棒把A、B连接起来后,A缺少电子,B的电子传递给A,B因缺少电子带正电,故A正确,B错误;
CD.AB中负电荷移动方向是从B到A,因为规定正电荷定向移动方向是电流方向,所以棒中瞬间电流方向从A到B,故CD错误。
故选A。
5.画电路图时,常用规定符号代替电路元件,试画出以下常见的电路元件的相应符号:
(1)电池__________________;
(2)电流表 __________________;
(3)灯泡 __________________;
(4)电阻 __________________;
(5)电动机 __________________;
(6)电铃 __________________。
【答案】
【详解】(1)[1]电池
(2)[2] 电流表
(3)[3]灯泡
(4)[4]电阻
(5)[5]电动机
(6)[6]电铃
6.如图所示,在虚线框内画出实物电路的电路图。
【答案】
【详解】由实物图知,灯泡、开关和电源组成了一个简单电路,电路图如图
7.如图。根据电路图把实物图连接完整。
【答案】
【详解】根据电流流向法,电流从电源正极出发依次经过两个灯泡回到电源负极,如下图所示
8.按照图甲中的电路图,把图乙中的电路元件连接成实物电路。
( )
【答案】
【详解】两灯串联,开关控制两灯,根据电路图连接实物图,如下所示:
9.根据如图所示的电路图,请将实物图乙连接起来。
【答案】
【分析】
【详解】从电源的正极开始,依次串联开关S、灯泡回到电源的负极即可,如下图所示:
10.请根据图所示的实物连接图,在虚线框内画出与它对应的电路图。
【答案】
【详解】由实物图连线可知,电流从电源正极流出,经开关后分为两支路,一路经过回到电源负极,一路经过回到电源负极,故这是一个并联电路,电路图如图所示:
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
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
电路的状态
定义
电路(实物图)
特点
通路
正常接通的电路
电路中有电流用电器能够工作
开路
在某处被切断的电路
电路中无电流通过,用电器不工作
短 路
电源短路
不经过用电器,
直接用导线将电源的正、负极连接起来的电路
电路中会有很大的电流,可能 把电源烧坏,甚至引起火灾
用电
器短
路
虽然电路是接通的,但用电器两端被导线直接连通,这种情况叫做该用电器短路
灯泡L,因被短路而不发光,电流流经外加导线而绕过了灯泡L,灯泡L能发光
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
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