初中物理竞赛教程基础篇第24讲 电流 电压.docx
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初中物理竞赛教程基础篇第24讲电流电压
第 24 讲 电流电压
24.1学习提要
24.1. 1 电流
电荷的定向移动形成电流。
物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
在金属导体
中可以移动的是自由电子,电流方向的规定与自由电子实际移动的方向相反。
1、电荷量
物体所带电荷的多少叫电荷量,用符号 Q 表示,在国际单位制中的单位是库仑,简称库(C)。
2、电流
每秒钟内通过导体横截面的电荷量,叫做电流,符号为 I,数学表达式为 I
Q
t
。
在国际单位制中,电流的单位是安培,简称安(A)。
1A 表示 1s 内通过导体横截面的电荷量
为 1 C,即 1A=1C/s。
电流的常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)等。
1A = 103mA,1mA = 103μA。
3、电流表
(1)作用:
电流表用来测电流的大小,如图 24-1 所示。
在电路图中,它的符号是
。
(2)量程:
电流表一般有三个接线柱,一负两正(或一正两负) 分别对应 0〜0.6A 和 0〜
3A 两个量程。
0〜0.6A 量程的最小分度值为 0.02A,0〜3A 量程的最小分度值为 0.1A。
电流
表的表盘如图 24 - 2 所示。
图 24-1图 24-2
(3)使用规则:
①必须把电流表串联在被测电路中。
②电流必须从电流表的正接线柱流入,
负接线柱流出。
③被测电路中的电流不能超过电流表的量程。
④使用电流表时,不将两接线柱直
1
接接在电源两极上。
24.1.2 电压
1、电压
电压在电路中的作用是使电荷定向移动形成电流,符号为 U。
电压是由电源提供的,而电源
是将其他形式的能转换为电能的装置。
在国际单位制中,电压的单位为伏特,简称伏( ),电压
的常用单位有千伏(kV)和毫伏(mV)等。
1kV=103V,1V=103mV。
我国家庭电路电压为 220 V;—节干电池的电压为 1.5V;—节蓄电池电压为 2V。
2、电压表
(1)作用:
电压表是电压的测量仪器,如图 24-3 所示。
在电路图中,它的符号是
。
图 24-3图 24-4
(2)量程:
电压表有三个接线柱,一负两正(或一正两负)分别对应 0〜3V 和 0〜15 两个
量程。
0〜3V 量程的最小分度值为 0.1V,0〜15V 量程的最小分度值为 0.5V。
电压表的表盘如图
24-4 所示。
(3)使用规则:
①使用电压表时,必须把电压表并联在被测电路两端。
②电压表的正接线
柱接在靠近电源正极的一端,负接线柱接在靠近电压负极的一端(相当于电流从正接线往流入,
负接线柱流出)。
③被测电路两端的电压不能超过电压表的量程。
24.2 难点释疑
电压表和电流表在使用方法上的相同处和不同处
如表 24-1 所示,电压表和电流表在使用方法上的相同处和不同处。
表 24-1
2
电流表
串联在被测电路中
电压表
并联在被测电路的两端
不同处
不能直接连在电源两极
可以直接连在电源两极而测出电源电压
相同处
使用前必须调零
使用时为使测量精确度高并且不超出量程,必须先大后小来选择合量程
接人电路时必须使电流从“+”接线柱流进,“一”接线柱流出
读数时必须根据使用的量程,确定刻度盘上的每一大格和每一小格所表示物理量的
值,然后读出指针所指相应物理量的值
24.3 例题解析
24.3.1 电表的读数
例 1 如图 24 - 5 所示,电压表示数为V。
若使用 015V 量程,指针仍在如图位置,
则电压表示数为V。
图 24-5
【点拨】电压表有两个量程,如图 24-5 所示,使用 0〜3V 量程时,刻度盘上每一大格表示
1V,每一小格表示 0.1V,此时指针指在两大格加两小格上,因此读数应该为(2V + 0.1 ×2V)。
若使用 0〜15 V 量程而指针位置不变,由于这时刻度盘上每一大格表示 5 V,每一小格表示 0.5V,
指针指在两大格加两小格的位置上,因此读数应该为(10V+0.5×2V)。
【答案】2.2,11。
3
【反思】对电流表、电压表进行读数时,首先要确认所使用的量程,然后根据该量程的分度
值进行正确读数。
24. 3. 2 电表的连接
例 2 如图 24 - 6 所示,灯 L1、L2 串联,某同学先用电压表测 L1 两端的电压,再测灯 L2 两端
电压时,只将电压表接 A 的一端改接 C,这种接法是否正确?
为什么?
图 24-6
【点拨】电压表有正、负接线柱,正接线柱必须和电流流进的一端并接,负接线柱应和电流
流出的一端并接。
【答案】不正确。
因为电压表“ ”接线柱应与电流流进的一端相接,所以A 接线柱是“+”,
如把 A 的一端改接 C,而 C 点是电流流出的一端,则电压表的正负接线柱接错。
24.3.3 在电路图中填电表的问题
例 3 如使图 24-7(a)中的灯 L1、L2 串联,三个“〇”中应分别填如电流表还是电压表?
如要
使图(a)中的 L1、L2 并联,三个“〇”中应分别填人电流表还是电压表?
(a)(b)(c)
图 24-7
【点拨】电流表应和被测电路串联,在电路中相当于一根导线。
电压表应和被测电路并联,
在电路中相当于断开的电键。
4
【解析】:
要使 L1、L2 串联连接,则通过L1、L2 的电流只有一条通路,又根据电流表应串 联
在被测用电器的电路中,所以电流表和 L1、L2 组成一个串联电路,在图(a)中的②填入电流表,
则电流从电源的正极流出,流过 L1、电流表和 L2 回到电源的负极,满足 L1、L2 串联的要求,①
和③是并联在 L1 和 L2 两端,所以必须填上电压表,如图(b)所示。
要使 L1、L2 并联,则通过 L1、L2 的电流有独立通路且不相干,根据电流表必须与待测灯 串
联,电压表须与待测灯并联,所以,①是电流表,电流从电源正极流出,通过电流表再通过回到
电源负极形成独立通路;③是电流表,电流也从电源正极流出,通过 L2 再通过电流表回到电源
负极形成独立通路;②连接在电源两端。
所以应该填电压表,如图(c)所示。
【答案】:
如图 24 - 7(b)所示;如图 24 - 7(c)所示。
【反思】:
在解题中要注意串联电路电流只有一条通路,而并联电路中各并联用电器的电流
是互不相干的。
27.4 强化训练
A 卷
1、在 5 min 钟内通过导体横截面的电荷量为 600 C,则电流为__________A。
若通过导体的电流
为 100 mA,通电时间为 5 s,在这段时间内通过导体横截面的电荷量为________C。
2、0. 2 A=_______C/s;
3A=_______µA;
6×102µA=________A
250mA=________A
50mV=_______V=_______ µV=_______ kV。
3、如图 24-8 所示,当使用 0〜3 A 量程时,刻度盘上每一小格表示_____________A,此时电流
表示数为_________A;当使用 0〜0. 6 A 量程时,刻度盘上每一小格表示_________,此时电流表
示数为__________A。
5
4、如图 24-9 所示的表盘,示数的数值用________作单位,所选择的量程为________,此时指针
的示数为________。
改用另一量程,若指针位置不变,那么示数为_________。
图 24-8图 24-9图 24-10
5、如图 24-10 所示,电压表的示数为_____________。
6、下列关于电流的理解,正确的是()
A、电路中的电流越大,则通过导体横截面的电荷量越多
B、在相同时间内,通过导体横截面的电荷量越多,则导体中电流越大
C、通电时间越长,导体中电流越大
D、通过导体电荷量越多,通电时间越长,则导体中的电流越大
7、一个普通家用灯泡正常发光时的电流大约为
( )
A、2mA
B、20mA
C、200mA D、2000mA
8、在用电流表测电流的实验中,为了测量并联电路中通过灯泡 M 的电流,可采用的电路是图
24-11 中的()
图 24-11
9、某同学使用电流表时,根据电路中的待测电流,应选用 00.6A 的量程,但误将“ + ”和“3”
两接线柱接人电路,这样做可能导致
A、指针摆的角度大了
C、指针摆的角度小了
( )
B、指针不动
D、指针摆的角度小了,示数不准确
6
10、一部录音机要求电源电压为 9 V,如杲用千电池作电源,则需要将
( )
A、6 节干电池并联
C、3 节干电池并联
B、6 节干电祂串联
D、3 节干电池串联
11、有人说,电流表和电压表都不允许直接连到电源两极上,你认为
A、他说得对B、电流表可以,电压表不可以
( )
C、电流表不可以,电压表可以
D、电流表可以,电压表也可以
12、在选择电压表的量程时,正确的是
( )
A、尽可能选择大一些的量程
B、先试接大量程,如被测电压不超过小的量程时,改接小量程
C、尽管选用的量程不同,但对测量结果毫无影响
D、为使测量结果更精确,量程选的越小越好
13、如图 24-12 所示,电压表测 L2 两端的电压,其中正确的是()
ABCD
图 24-12
14、在图 24-13 所示的电路中,闭合电键后,电压表测量的是
( )
A、灯 L1 两端的电压
C、电源的电压
B、灯 L2 两端的电压
D、灯 L1 和 L2 的总电压
图 24-13图 24-14
15、在图 24-14 所示的电路中,电源电压不变,电键闭合,电压表的示数将
7
( )
A、不变B、为零C、变大D、以上均有可能
16、在图 24-15 所示的电路中,心 6 表示电表,试在图中根据电路的要求,标出哪个是电流表,
哪个是电压表,并标出正负接线柱,使两灯都能发光()
(a)(b)(c)
图 24-15
17、根据图 24 - 16(a)所示的电路图,把图 24 - 16(b)中所提供的相应实验器材连接成实物电路。
(a)(b)
图 24 - 16
18、在图 25 - 17 所示的电路中,用电压表测量灯泡 L2 两端电压的实物电路图,请按电路的连接
情况在方框内画出对应的电路图。
图 25 - 17
19、在图 24 - 18 所示电路的圆圈中,填上适当的电表符号,使两灯能正常工作。
8
图 24-18
B 卷
1、在图 24-19 所示的电路中,若要测量灯 L 两端的电压,则电压表应该连接在和两
点之间,且电压表的正接线柱应该靠近点(选填“a”“b”或“c”)。
图 24-19
2、在图 24 - 20 所示的电路中,灯 L1 和 L2 是联连接,电压表 V1 测两端的电
压,电压表 V2 测两端的电压。
图 24-20
3、在图 24 - 21 所示的电路中,灯 L1 和 L2 是联连接,电流表 A1 测通过灯的电流;
电流表 A2 测通过灯的电流。
图 24-21
4、若通过某导体的电流为 0. 3 A,则 10 s 内通过该导体横截面的电荷量为C。
若 20 s 内通
过该导体横截面的电荷量为 40 C,则通过该导体的电流为A。
9
5、—只有 0〜0.6 A 和 0〜3 A 两个量程的电流表,实验时用的是 0〜0.6 A 量程,但读数时错误地
从 0〜3 A 量程的刻度盘上读出电流为 1.4 A,则实际测得的电流值为 ()
A、0.28 A
B、0. 14 A C、1. 4 A D、2. 8 A
6、通过灯 L1、L2 的电荷量之比为 4:
3,通电时间之比为 2:
5,则通过灯 L1、L2 的电流之比为
()
A、15 :
8B、8 :
15C、10 :
3D、3:
10
7、下列说法中正确的是()
A、电路断开后,电路中的电流为零
B、电路两端只要有电压,电路中就一定有电流
C、电压表有一定的量程,使用时选择的量程越大越好
D、电路两端只要有电源,电路中就一定有电流
8、在图 24 -22 中,电表 a 和 b 的接法都正确,由图可知()
A、电表 a 和 b 都是电流表B、电表 a 和 b 都是电压表
C、电表 a 是电压表,电表 b 是电流表D、电表 a 是电流表 b 是电压表
图 24-22
9、如图 24 - 23 所示,对于 a、b、c 表示的电表,说法正确的是()
A、a、b 是电压表,c 是电流表B、a、b 是电流表,c 是电压表
10
C、a 是电压表,b、c 是电流表D、a 是电流表,b、c 是电压表
图 24-23
10、在图 24-24 所示电路的“〇”内填上适当的电表符号,使之成为正确的电路。
图 24-24
11、在图 24-25 所示电路的“〇”内填上适当的电表符号,使之成为正确的电路。
图 24-25
12、在图 24 - 26 所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线补上。
要求:
闭合电键S 后,
灯 L1 和 L2 都能发光,且电流表测量通过灯 L2 的电流。
11
图 24-26
13、如图 24 - 27 所示的实验器材如何连接才能使灯 L1 和 L2 并联在电路中,并能用电流表测灯
L1 的电流,用电压表测灯 L2 两端的电压?
(1)在图(a)中完成实物连接(注意:
元件位置不能变动,连线不耍交叉)。
(2)如果灯 L2 两端电压为 6 V,在图(b)所示的表盘中画出所选的盘程和指针所指位置。
图 24-27
14、根据图 24 - 28 所示的实物电路,在方框内画出相应的电路图,并在电路图上标明电流流动的
方向。
图 24-28
15、在图 24 - 29 所示的电路中,电阻 R1 和 R2 并联,现在用电压表和电流表测量通过 R1 和 R2 的
电流及 R1 两端的电压,在“〇”内填上电流表和电压表。
12
图 24-29
16、根据图 24 - 30(a)所示的电路,在图(b)中完成相应的实物连接。
图 24-30
17、在某种溶液中,分开放 A、B 两极板,通电后在 2 s 内有 0. 8 C 的正离子到达溶液中的 A 板,
同时有 0. 8 C 的负离子到达 B 板,则该溶液中的电流为多少?
作业参考答案与解析
A 卷
1、【答案】2,0.5
13
【解析】略
2、【答案】0.2, 60, 3×106, 0.25, 0.05, 5×104, 5×10-5
【解析】略
3、【答案】0.1, 1.2, 0.02, 0.24
【解析】略
4、【答案】V, 0~15V, 12.5V, 2.5V
【解析】略
5、【答案】2.5V
【解析】略
6、【答案】B
【解析】略
7、【答案】C
【解析】略
8、【答案】B
【解析】略
9、【答案】C
【解析】略
10、【答案】B
【解析】略
11、【答案】C
【解析】略
12、【答案】B
【解析】略
14
13、【答案】D
【解析】略
14、【答案】A
【解析】略
15、【答案】B
【解析】略
16、【答案】略
【解析】略
17、【答案】略
【解析】略
18、【答案】略
【解析】略
19、【答案】略
【解析】略
B 卷
1、【答案】a,b,a
【解析】略
2、【答案】串, 电源, 灯 L2
【解析】略
3、【答案】并, L2, L1 和 L2
【解析】略
4、【答案】3, 2
【解析】略
15
5、【答案】A
【解析】略
6、【答案】C
【解析】略
7、【答案】A
【解析】略
8、【答案】D
【解析】略
9、【答案】C
【解析】略
10、【答案】略
【解析】略
11、【答案】略
【解析】略
12、【答案】略
【解析】略
13、【答案】略
【解析】略
14、【答案】略
【解析】略
15、【答案】略
【解析】略
16、【答案】略
16
【解析】略
17、【答案】0.3
【解析】略
17
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