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科学上规定每个元件都要用一个特定的符号来表示。
2、电路图:
用元件符号代替实物表示电路的图就是电路图。
3、串联电路和并联电路。
(1)串联电路:
电路元件依次逐个首尾相连的电路,叫串联电路。
特点:
当闭合电路时,电流只有一条通路,通过一个用电器的电流也通过其他的用电器,一个断开,全部停止工作。
(2)并联电路:
电路元件并列接在电路的两个端点之间,叫并联电路。
当闭合电路时,电流有多条通路。
注:
并联电路有干路和支路之分。
电源与分支点的电路叫干路,干路上的开关控制整个电路,叫总开关。
分支点间的电路叫支路,支路上的开关控制所在的这条支路。
各条支路的工作是相互独立的。
⑶识别串联电路和并联电路的常用方法:
①电流法。
②拆除法。
四、电流的形成和方向
1、电流的形成:
导体中电荷的定向移动形成了电流。
形成电流的电荷可以是正电荷定向移动形成的,也可以是负电荷定向移动形成的,或正、负电荷同时向相反方向定向移动也能形成电流。
2、电流的方向:
科学上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
闭合电路中,在电源外部电流的方向是电流从电源的正极出发,回到电源的负极。
电源内部则是从负极到正极。
负电荷的定向移动方向与电流的方向相反。
五、电流的单位
电流用字母I表示。
在国际单位中,电流的单位是安培,简称安,符号是A。
常用的电流单位还是毫安(mA)和微安(卩A),其换算关系如下:
1A=1000mA
1mA=1000卩A
六、电流的测量
1、电流表的用途和符号。
电流表是测量电流大小的仪表,符号是:
2、电流表的读数。
每只电流表都有一定的测量范围——量程。
在读数前应先弄清两点:
一是弄清选用的量程;
二是要弄清楚每一大格分成几个小格,以及它们各自表示的电流值。
(1)学校实验室常用的电流表有三个接线柱,两个量程,量程为3A时,刻度盘上每一大格表示1A,每一小格表示0.1A;
量程为0.6A时,每一大格为0.2A,每一小格表示0.02Ao
(2)电流表的读数方法是:
一看量程;
二看分度值;
三根据指针位置读数。
3、电流表的使用
(1)电流表要串联在电路中。
要测量通过某部分电路的电流,必须将电流表与该部分电路串联,让通过待测电路的电流全部通过电流表。
(2)“+”、“-”接线柱的接法要正确。
连接电流表时,要注意电流的方向,应使电流从电流表的“+”接线柱流进,从“-”接线柱流出,并且注意将开关处在断开的位置。
(3)要使被测电流不超电流表的量程。
被测电流超过电流表的量程时,不仅测不出电流值,电流表的指针还会被打弯,甚至烧坏电流表。
常采用的方法有两种:
一是根据电源和用电器的有关数据估计电流的大小;
二是“试触”,即将电路的一个线头与电流表的“0”接线柱连接好,拿电路的另一线头迅速试触电流表的另一个接线柱。
对于不用量程的电流表来说,要从大量程开始试触,若指针超过最大量程,则应换电表;
若指针未超过最大量程且偏转角度较小时,就要接较小量程的接线柱。
4、对串联、并联电路中电流的理解:
(1)串联电路各处的电流相等。
即I=I1=I2
(2)并联电路中干路中的电流等于各支路中的电流之和。
即I总=li+l2
七、物质的导电性
(1)导体和绝缘体
1、导体:
容易导电的物质。
金属、石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液都是导体。
导体能够导电的原因是导体内部有大量可以自由移动的电荷。
2、绝缘体:
不容易导电的物质。
橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等都是绝缘体。
绝缘体不容易导电的原因是绝缘体的内部几乎没有可以自由移动的电荷,电荷几乎都束缚在原子的范围之内。
3、导体和绝缘体没有绝对的界限。
导体和绝缘体不是绝对的,有些绝缘体在条件改变时可以导电,从而转变为导体。
(1)玻璃在常温下是绝缘体,玻璃的温度升高时,它的导电能力会逐渐增强,从而变成导体。
(2)纯净的水是绝缘体,而含有杂质的水是导体。
(3)干燥的空气是绝缘体,而夏天打雷闪电时两块云层之间的空气就不再是绝缘体,而是导体了。
(二)半导体
半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一类物质。
常见的半导体材料是硅和锗,半导体主要应用于电子工业,如制造电脑、电视机、收音机等。
人们常说的“硅谷”就是指电子产品基地。
(三)电阻的概念和单位
1、概念:
电阻是导体对电流的阻碍作用,导体对电流的阻碍作用越强,电阻就越大。
绝缘体就是电阻非常大,而导电能力非常弱的物质。
2、符号:
电阻用字母R表示。
3、单位:
在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号Q。
比欧大的单位有千欧(kQ)、兆欧(MQ),它们之间的换算关系如下:
1兆欧(MQ)=103千欧(kQ)=106欧(Q)。
八、影响导体电阻大小的因素
(一)探究导体电阻与什么因素有关研究思路:
导体电阻的大小与多个因素有关,因此必须采用控制变量法进行研究。
1、研究导体的电阻与长度的关系。
由控制变量法可知,必须先控制材料和粗细这两个变量,然后改变长度来研究电阻的变化情况。
实验结果:
材料、粗细相同的导体,长度越长,电阻越大。
2、研究导体的电阻与粗细的关系。
由控制变量法可知,必须先控制材料和长度这两个自变量,然后改变横截面积来研究电阻的变化情况。
材料、长度相同的导体,导体越细,电阻越大。
3、研究导体的电阻与材料的关系。
由控制变量法可知,必须先控制粗细和长度这两个自变量,然后改用不同材料的导体来研究电阻的变化情况。
粗细、长度相同的导体,材料不同,导体电阻的大小可能不同。
4、研究导体的电阻与温度的关系:
导体电阻的大小与温度有关(一般地,金属导体的电阻随温度的升高而增大)。
经研究还发现:
某些材料的温度降低到一定程度时,电阻会突然消失,这就是超导现象。
(二)各种材料的电阻
1、其他条件相同,不同材料的电阻值(电阻率)是不同的,在同样的条件下,银、铜的电阻很小,电木、橡胶的电阻很大。
一般常用铜来做导线,电木、橡胶来做
绝缘体。
2、人体电阻的平均值电阻值较大
*注:
如果用L表示导体的长度,S表示导体的横截面积,P表示导体的电阻率,则金属导体的电阻大小可以表示为:
R=PL/S。
结论:
导体的电阻是导体本身的一种性质。
影响导体电阻大小的因素有材料、长度、粗细、温度。
在中学阶段,如不加说明,一般忽略导体电阻随温度发生的变化。
九、变阻器的使用
(一)滑动变阻器
1、原理:
滑动变阻器中的线圈是用电阻率较大的合金线制成的。
滑动变阻器的原理是靠改变合金线的有效长度来改变电阻的大小。
2、滑动变阻器在电路中所起的作用是:
调节滑片的位置,可以改变连入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和部分电路两端的电压,有时还起保护电路的作用。
(二)滑动变阻器的使用
1、滑动变阻器串联接入电路中的正确接法是“一上一下”,如右图所示,有
效长度为电阻丝BP段。
2、要了解所使用的滑动变阻器的阻值范围和允许通过的最大电流。
如某个变阻器的铭牌上标有“20Q1A”的字样,表示的意思是这个滑动变阻器的最大阻值为20Q,允许通过的最大电流为1A,如果使用时,通过滑动变阻器的电流超过1A,滑动变阻器可能被烧坏。
3、在连接电路时,为了保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。
十、电压的测量
(一)电压
1、电压的作用:
电源两端有电压是导体中存在电流的必要性。
2、电源的作用:
使电源正极聚集正电荷,负极聚集负电荷,正、负极之间存在电压,使自由电荷发生定向移动,形成电流。
所以电源是为电路提供电压的装置。
3、电路中得到持续电流的条件:
(1)有电源,存在电压;
(2)电路是闭合电路。
(二)电压的单位
1、电压用字母U来表示。
在国际单位制中,电压的单位是伏特,简称伏,符号为V。
其他单位还有千伏(kV)、毫伏(mV)和微伏(卩V)0换算关系式:
1千伏(kV)=1000伏(V),1伏(V)=1000毫伏(mV),1毫伏(mV)=1000微伏(卩V)。
2、常见的电压值
(1)一节普通干电池:
1.5V;
(2)一节蓄电池:
2V;
(3)对人体的安全电压:
不高于36V;
(4)家庭照明电路电压:
220V。
(3)电压的测量
1、电压表的用途和符号:
电压表是测量电压大小的仪表,符号是:
2、电压表的读数:
每只电压表都有一定的测量范围——量程。
在读数前,应先弄清两点:
一是弄清选用哪个量程;
二是弄清楚每一大格分成几个小格,以及它们各自表示的物理量。
(1)学校实验室常用的电压表有三个接线柱,两个量程,量程为15伏,刻度盘上的每一个大格表示5伏,每一小格表示0.5伏;
量程为3伏时,每一大格表示1伏,每一小格表示0.1伏。
若选用不同的量程,当指针的位置相同时,读数正好
为5倍关系。
一看量程;
二看分度值;
在记录数值时,要注意所使用的电压单位及取几位数值,数值的最后一位是估读的,数值的倒数第二位是准确的。
3、电压表的使用。
用电压表测量电压的大小时,要掌握如下四条规则:
(1)电压表和被测电路并联。
要测量通过某部分电路的电压,必须将电压表与该部分电路并联。
电压表的电阻很大,一般情况下几乎可以看作是绝缘体,通过电压表的电流很小,几乎可以忽略不计。
(2)“+”“-”接线柱的接法要正确。
连接电压表时,要注意电流的方向,应使电流从电压表的“+”接线柱流进,从“-”接线柱流出。
(3)要使被测电压不超过电压表的量程。
要根据实际情况选择适当的量程。
被测量电路的电压超过电压表的量程时,不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯,甚至烧坏电压表。
选用量程的方法与电流表一样,测量时必须正确选择量程。
(4)允许将电流表直接连在电源两极上测电源的电压。
这一条与电流表的使用是
决然不同的,当把电压表接在电源的两极上时,电压表所测的是电源电压。
(一)研究电流与电压的关系
1、实验:
如图所示,保持电阻不变,研究电流和电压的关系。
(1)电流表测量通过电阻R的电流,电压表测量电阻R
两端的电压;
(2)滑动变阻器R/的作用:
改变电阻R两端的电压(闭合
开关前,滑动变阻器的滑片应移到电阻最大的位置)2、该实验保持电阻R不变,改变电阻R/两端的电压,研究电流与电阻R两端的电压之间的关系。
3、结论:
导体的电阻不变,通过导体的电流和它两端的电压成正比,即电压与电流的比值相等。
(二)研究电流与电阻的关系
如图所示,保持电圧不变,研究电流和电阻的关系。
⑴电流表测量通过电阻R的电流,电压表测量电阻R两端的电压;
保持电阻R两端的电压不变
⑶更换不同的电阻做实验。
2、该实验保持电阻R两端的电压不变,改变电阻R两端的电压,研究电流与这段导体的电阻之间的关系。
导体两端的电压不变时,通过导体的电流和它的电阻成反比,即电流与电阻的乘积相等。
(3)欧姆定律
1、由电流与电压、电阻的关系可以得出欧姆定律的内容是:
导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
2、欧姆定律的数学表达式:
l=U/R
3、应用欧姆定律时的注意事项。
(1)应用此公式时要注意统一单位,式中U的单位为V,R的单位为Q,I的单
位为A。
(2)应用此公式时要注意“同段性”。
(3)应用此公式时要注意“同时性”。
(4)I=U/R和R=U/I的区别:
欧姆定律的表达式匸U/R表示导体中的电流与导
体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
而R=U/I是由欧姆定律的表达式
I=U/R变形得到的,它表示某导体的电阻在数值上等于这段导体两端的电压与通过电流的比值,这个比值只是由导体本身的结构决定的,不能理解为R与U成正比,与I成反比,这就是该式的物理意义与数学意义的不同之处。
4、欧姆定律的应用
测量一个定值电阻的阻值:
伏安法测电阻,如图所示,用
电压表测出电阻R两端的电压,用电流表测出通过电阻
R的电流,然后计算出电阻的值。
滑动变阻器R/的作用:
可以读出多组数据,然后算出平
均值。
十二、串、并联电路的特点
(一)串联电路的特点把Li、L2两只灯连接成图示的电路图。
闭合开关,灯Li、L2
同时发光,拿掉其中一只灯,发生的现象是另一只灯不发光。
原因是:
串联电路中只有一条通路,电路上的灯相互影响。
1、电流的特点:
电流表分别测出1、2、3处的电流大小。
可以得出Il、I2、I3的关系是:
Il=l2=l3
特点:
串联电路中的电流处处相等。
2电压的特点:
用电压表分别测1与2间、2与3间和1与3间的电压,即灯L1两端,L2两端,灯L1、L2两端的电压U1、U2、U总。
可以得出U1、U2、U总的关系是:
U^=U1+U2。
串联电路中总电压等于各灯两端的电压之和。
3、电阻的特点。
从上面的两个基本特点,应用欧姆定律可导出电阻串联时,总电阻的计算公式:
R总=Ri+R2。
即串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和。
把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,所以几个导体串联后的总电阻比任何一个串联导体的电阻都大。
(二)并联电路的特点:
把两只电灯Li、L2连接成图示的电路图。
闭合开关S、Si、S2,灯Li、L2亮,拿掉一只灯,另一只灯继续亮。
表明并联电路中,各支路上的电灯相互不影响。
1、电流的特点。
闭合开关S、Si、S2,用电流表分别测出灯
Li、灯L2两条支路和干路上的电流,可以得出li、“、I总
的关系是:
I总=Ii+l2。
并联电路中干路上的总电流等于各条支路的电流之和。
2、电圧的特点。
闭合开关S、Si、S2,用电压表分别测出灯Li、灯L2和两灯的总电压,可以得出Ui、U2、U总的关系是:
Ui=U2=U总。
并联电路中两端的总电压等于各支路两端的电压。
3、电阻的特点。
电阻并联时,总电阻的计算公式:
i/R总=i/R什i/R2可转化为
R总=RiR2/(Ri+R2)o
并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。
把几个导体并联起来,相当于增加了导体的横截面积,所以几个导体并联后总电
阻比任何一个并联导体的电阻都小2、小彩灯的连接方法见图丙,看上去是串联,但当某一只小彩灯烧毁时,其他灯仍发光,只是变暗。
(三)节日小彩灯的连接方法:
节日用的小彩灯(又称“满天星”
一串小彩灯就有约五十只灯泡。
i、小彩灯的内部结构如图甲、乙所示。
可知:
每个灯除了有灯丝Ri夕卜,还有一个电阻R2并联在灯丝间,且R2》Ri。
灯发光时,电流几乎都通过Ri,灯正常发光。
当灯丝被烧毁后,电流全部通过R2,R2上的电压将大大增加,使其他灯的电压减少,亮度变暗。
)灯泡数量很多,
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