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电
第五章 电流和电路
一、电荷
1、物体有了吸引轻小物体的性质,我们就说物体带了电,或者说带了电荷;
用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电;
2、两种电荷:
用绸子摩擦的玻璃棒带的电荷叫正电荷;把用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷;
3、基本性质:
同中电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
4、验电器
用途:
用来检验物体是否带电;原理:
利用同种电荷相互排斥;
5、电荷量(电荷):
电荷的多少叫电荷量、简称电荷;电荷的单位:
库仑(C)简称库;
6、元电荷:
原子是由位于中心的带正电的原子核和核外带负电的电子组成;
把最小的电荷叫元电荷(一个电子所带电荷)用e表示;e=1.60×10-19;
在通常情况下,原子核所带正电荷与核外电子总共所带负电荷在数量上相等,整个原子呈中性;
7、摩擦起电
原因:
不同物体的原子核束缚电子的本领不同;
摩擦起电的实质:
摩擦起电并不是创生了电,而是电子从一个物体转移到了另一个物体,失去电子的带正电。
得到电子的带负电;
8、导体和绝缘体
善于导电的物体叫导体;如:
金属、人体、大地、酸碱盐溶液;
不善于导电的物体叫绝缘体,如:
橡胶、玻璃、塑料等;
金属导体靠自由电子导电,酸碱盐溶液靠正负离子导电;
导体和绝缘体在一定条件下可以相互转换;导体和绝缘体的主要区别是:
导体内有大量自由移动的电荷,而绝缘体内几乎没有自由移动的电荷,但导体和绝缘体是没有绝对的界限,在一定条件下可以互相转化。
二、电流
1、电荷的定向移动形成电流;
2、能够供电的装置叫电源。
干电池的碳棒为正极,锌筒为负极;
3、规定:
正电荷定向移动的方向为电流的方向(负电荷定向移动方向和电流方向相反)
4、在电源外部,电流的方向从电源的正极流向负极;
5、电路:
用导线将电源、开关、用电器连接起来就组成了电路;
电源:
提供持续电流,把其它形式的能转化成电能;
用电器:
消耗电能,把电能转化成其它形式的能(电灯、电风扇等)
导线:
输送电能的;开关:
控制电路的通断;
6:
、电路的工作状态
通路:
处处连同的电路;开路:
某处断开的电路;
短路:
用导线直接将电源的正负极连同;
7:
电路图及元件符号:
电路图:
用符号表示电路连接的图叫电路图。
画电路图的注意事项:
导线横平竖直,不能用曲线,做到有棱有角,开关一般断开,元件的位置安排要适当,分布要均匀,元件不要画在拐角处,整个电路最好呈长方形.
三:
串联和并联
1:
串联:
把元件逐个顺次连接起来,叫串联。
(用电器相互影响,电路中任意一处断开,电路中都没有电流通过,开关的控制作用与位置无关)
2:
并联:
把元件并列地连接起来,叫并联。
(并联电路中电流有多条路径,有干路和支路之分,各个支路是互不影响的,干路开关控制整个电路,支路开关控制本支路的用电器)
常根据电流的流向判断串、并联:
从电源的正极开始,沿电流方向走一圈,回到负极,则为串联,若出现分支则为并联;
3:
、电路的连接方法
(1)线路简其捷、不能出现交叉;
(2)、连出的实物图中各元件的顺序一定要与电路图保持一致;(3)、一般从电源的正极起,顺着电流方向,依次连接,直至回到电源的负极;(4)、并联电路连接中,先串后并,先支路后干路,连接时找准分支点和汇合点。
(5)、在连接电路前应将开关断开;
四、电流的强弱
1、电流:
表示电流强弱的物理量,符号I
2、单位:
安培,符号A,还有毫安(mA)、微安(µA)1A=1000mA 1mA=1000µA
3、电流强度(I)等于1秒内通过导体横截面的电荷量;I=Q/t
4、电流的测量:
电流表;
电流表的结构:
接线柱、量程、示数、分度值
电流表的使用
(1)先要三“看清”:
看清量程、指针是否指在临刻度线上,正负接线柱,被测电流不要超过电流表的量程;
(2)电流表必须和用电器串联;(相当于一根导线)
(3)接线柱的接法要正确,使电流从“+”接线柱入,从“-”接线柱出;否则指针反偏。
(4)绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上造成短路。
实验室中常用的电流表有两个量程:
①0~0.6安,每小格表示的电流值是0.02安;②0~3安,每小格表示的电流值是0.1安。
(5)选择合适的量程(如不知道量程,应该选较大的量程,并进行试触。
)
注:
试触法:
先把电路的一线头和电流表的一接线柱固定,再用电路的另一线头迅速试触电流表的另一接线柱,若指针摆动很小(读数不准),需换小量程,若超出量程(电流表会烧坏),则需换更大的量程。
5、电流表的读数
(1)明确所选量程
(2)明确分度值(每一小格表示的电流值)
(3)根据表针向右偏过的格数读出电流值
第六,七章欧姆定律
一:
电压
1. 电压(U):
电压是使电路中形成电流的原因,电源是提供电压的装置。
2. 电压的单位是:
国际单位是:
伏特(V);常用单位是:
千伏(KV)、毫伏(mV)、微伏(µV)。
1千伏=103伏=106毫伏=109微伏。
3. 测量电压的仪表是:
电压表,它的使用规则是:
①电压表要并联在电路中;
②接线柱的接法要正确,使电流从“+”接线柱入,从“-”接线柱出;否则指针反偏。
③被测电压不要超过电压表的量程;
注:
电压表可以接在电源两端,此时它所测的电压为电源电压。
4. 实验室中常用的电压表有两个量程:
①0~3伏,每小格表示的电压值是0.1伏;
②0~15伏,每小格表示的电压值是0.5伏。
5. 熟记的电压值:
①1节干电池的电压1.5伏;②1节铅蓄电池电压是2伏;③家庭照明电压为220伏;④安全电压是:
不高于36伏;⑤工业电压380伏。
二:
串并联电路中电流,电压,电阻的规律
串联电路
并联电路
电流规律
各处电流都相等
I=I1=I2
总电流等于各支路电流之和
I=I1+I2
电压规律
总电压等于各部分电压之和
U=U1+U2
各支路两端电压都相等
U=U1=U2
电阻规律
总电阻等于各部分电阻之和
R=R1+R2
总电阻的倒数等于各部分电阻倒数之和1/R=1/R1+1/R2
总结:
串联:
等流、分压、阻和;并联:
等压、分流、阻倒和。
三:
电阻
1. 电阻(R):
表示导体对电流阻碍作用的大小。
电阻是导体本身的一种属性,不随两端电压的改变而改变,也不随通过它的电流的改变而改变
2. 电阻的符号:
R;
电阻的单位:
国际单位:
欧姆(Ω);
常用的单位有:
兆欧(MΩ)、千欧(KΩ)。
1兆欧=103千欧; 1千欧=103欧。
3. 决定电阻大小的因素:
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的:
材料、长度、横截面积和温度。
(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
四. 变阻器:
(滑动变阻器和变阻箱)
1:
滑动变阻器:
① 原理:
改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的大小。
② 作用:
通过改变接入电路中的电阻的大小而来改变电路中的电流的大小和部分电路两端的电压,同时起到保护电路的作用.
③ 铭牌:
如一个滑动变阻器标有“50Ω2A”表示的意义是:
最大阻值是50Ω,允许通过的最大电流是2A。
④ 正确使用:
A应串联在电路中使用;B接线要“一上一下”;C通电前应把阻值调至最大的地方。
(2)变阻箱:
是能够表示出电阻值的变阻器。
2:
符号
示意图:
五:
欧姆定律
1. 欧姆定律:
导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
2. 公式:
(I=U/R)
式中单位:
I→安(A);U→伏(V);R→欧(Ω)。
1安=1伏/欧。
3. 公式的理解:
①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中;②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量;③计算时单位要统一。
4. 欧姆定律的应用:
① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大。
(R=U/I)
② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小。
(I=U/R)
③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大。
(U=IR)
5. 电阻的串联有以下几个特点:
(指R1,R2串联)
①电流:
I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等)
②电压:
U=U1+U2(总电压等于各处电压之和)
① 电阻:
R=R1+R2(总电阻等于各电阻之和)如果n个阻值相同的电阻串联,则有R总=nR
② 分压作用:
=;计算U1、U2,
③ 比例关系:
电流:
I1∶I2=1∶1
(Q是热量)
6. 电阻的并联有以下几个特点:
(指R1,R2并联)
①电流:
I=I1+I2(干路电流等于各支路电流之和)
②电压:
U=U1=U2(干路电压等于各支路电压)
③电阻:
(总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和)或。
如果n个阻值相同的电阻并联,则有R总=R
④分流作用:
;
⑤比例关系:
电压:
U1∶U2=1∶1
(Q是热量)
六:
测量小灯泡的电阻
方法:
伏安法; 实验原理:
R=U/I
需要测量的物理量有:
通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压
测量这些物理量的电表有:
电流表,电压表,
实验电路图:
实验器材:
电流表,电压表,滑动变阻器,导线,开关,电源,小灯泡;
实验过程
(1)按电路图连接好电路,注意根据小灯泡的额定电压和额定电流选取适当的量程.
(2)检查电路连接无误后,调节滑动变阻器的滑片,使连入的阻值最大,从而使它处于使电路中电流最小的位置;(3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压,记录下两表的示数;(4):
调节滑动变阻器使电压表的示数从额定电压开始逐渐降低,把测量的数据记录下来,(5):
根据数据算出每次的电阻值,再求出三组电阻值的平均数.
七:
欧姆定律和安全用电
电压越高越危险.
第八章、电功率
一:
电能
1:
电能:
发电厂发电的过程是把其它形式的能转化为电能的过程.
用电器工作的过程是把电能转化成其它形式能的过程
电能的单位:
国际单位:
焦耳。
常用单位有:
度(千瓦时),1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。
2:
测量电能的工具:
电能表(电度表)
3:
电能表上的一些参数:
220V是说这个电能表应该在220V的电路中使用;10(20)A:
是说这个电能表的标定电流为10A,在短时间应用时电流允许大些,但不能超过20安;50Hz是说这个电能表在50Hz的交流电路中使用;600R/Kw·h是说接在这个电能表上,每消耗1Kw·h的电能,电能表上的转盘转动600转;
4:
电能表的读数:
用月底的数字减去月初的数字,末位数字代表的是十分位,即是小数点后一位。
5:
消耗了多少电能,我们说电流做了多少焦耳的功。
电功计算公式:
W=Pt=UIt=I2Rt=U2/Rt
.利用W=UIt计算电功时注意:
①式中的W、U、I和t是在同一段电路;②计算时单位要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量。
注意:
1Kw·h=3.6×106J
二:
电功率
1:
电功率的符号P:
定义:
电流在单位时间内做的功。
单位有:
瓦特(W);常用单位有:
千瓦(KW)
2:
计算电功率公式:
P=W/t=UI(式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)
利用 P=W/t计算时单位要统一,①如果W用焦、t用秒,则P的单位是瓦;②如果W用千瓦时、t用小时,则P的单位是千瓦。
3:
.计算电功率还可用公式:
P=UI=I2R和P=UI=U2/R
三.测量小灯泡的电功率
方法:
伏安法; 原理:
P=UI
需要测量的物理量有:
通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压
测量这些物理量的电表有:
电流表,电压表,
实验电路图:
实验器材:
电流表,电压表,滑动变阻器,导线,开关,电源,小灯泡;
实验步骤:
(1)按电路图连接好电路,注意根据小灯泡的额定电压和额定电流选取适当的量程,开关处于断开状态.
(2)检查电路连接无误后,调节滑动变阻器的滑片,使连入的阻值最大,从而使它处于使电路中电流最小的位置;(3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压,记录下两表的示数;(4):
调节滑动变阻器使电压表的示数略高于或略低于小灯泡的额定电压把测量的数据记录下来,(5):
代入公式P=UI计算出小灯泡的实际功率。
额定电压(U0):
用电器正常工作的电压。
额定功率(P0):
用电器在额定电压下的功率。
实际电压(U):
实际加在用电器两端的电压。
实际功率(P):
用电器在实际电压下的功率。
当U>U0时,则P>P0;灯很亮,易烧坏。
当U 当U=U0时,则P=P0;正常发光。 (同一个电阻或灯炮,接在不同的电压下使用,则有;如: 当实际电压是额定电压的一半时,则实际功率就是额定功率的1/4。 例“220V100W”是表示额定电压是220伏,额定功率是100瓦的灯泡如果接在110伏的电路中,则实际功率是25瓦。 ) 四.焦耳定律: 1: 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟 通电时间成正比。 2: .焦耳定律公式: Q=I2Rt(式中单位Q→焦;I→安(A);R→欧(Ω);t→秒。 ) 3.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热),则有W=Q,可用电功公式来计算Q。 (如电热器,电阻就是这样的。 ) 五: 生活用电 1. 家庭电路由: 进户线→电能表→总开关→保险盒→用电器。 2. 两根进户线是火线和零线,它们之间的电压是220伏,可用测电笔来判别。 如果测电笔中氖管发光,则所测的是火线,不发光的是零线。 3. 所有家用电器和插座都是并联的。 而开关则要与它所控制的用电器串联。 4. 保险丝: 是用电阻率大,熔点低的铅锑合金制成。 它的作用是当电路中有过大的电流时,保险产生较多的热量,使它的温度达到熔点,从而熔断,自动切断电路,起到保险的作用。 5. 引起电路中电流过大的原因有两个: 一是电路发生短路;二是用电器总功率过大。 6. 安全用电的原则是: ①不接触低压带电体;②不靠近高压带电体。 7. 在安装电路时,要把电能表接在干路上,保险丝应接在火线上(一根已足够);控制开关也要装在火线上,螺丝口灯座的螺旋套要接在零线上。 (08云南3分)3.生活中下列用电的做法,正确的是 A.用粗铜线代替保险丝 B.开关串联在零线上 C.使用测电笔时手指不接触笔尖金属部位 D.使用洗衣机不接地 (08云南3分)4.如图1所示电路,电源电压为12V,闭合开关S后,通过R2的电流为0.2A。 R1与R2的连接关系和R2的阻值是 A.串联,40ΩB.串联,60Ω 图1 C.并联,40ΩD.并联,60Ω (08云南每空1分)9.电炉是利用电流的 进行工作的; (08云南每空1分)14.在做“练习使用电压表”实验时,小华把电压表接成了如图3所示的电路,小灯泡的规格为“1.2V1.5W”,电池的电压为1.5V。 闭合开关S后,小灯泡 (填“发光”或“不发光”)电压表的示数为 V。 图3 (08云南每空1分)16.某科技公司应用电磁感应原理发明并生产了一种“无电池手电筒”。 手电简每摇lmin可照明约10min,灯泡的功率约为1.2W。 手电筒是把 能转化为电能,每摇lmin手电筒获得的电能约为 J。 (08云南)19.如图6所示装置是小明测量额定电压为2.5V的小灯泡功率的实物图。 (1)请把实物图连线补充完整。 (2)实验中小明发现无论怎样移动变阻器滑片,电压表指针偏转角度始终较小,原因可能是 (填字母)。 A.电池较旧,电压不足B.电流表短路C.滑动变阻器短路 (3)小明正确测得如下几组数据: 电压/V 1.5 2.0 2.5 电流/A 0.34 0.40 0.48 由表中数据可知,小灯泡的额定功率为 W。 小林认为应利用三组数据计算取功率的平均值会更准确。 请你评价小林的说法: 。 (08云南)21.(6分)小明在台灯下做作业时,发现书本在不同位置被照亮的程度不同。 他猜想: 书本的照亮程度可能与灯泡的功率有关。 (1)请你帮助小明补充一个猜想: 书本的照亮程度可能还与 有关。 (2)小明探究书本的照亮程度与灯泡功率有关的猜想时,要改变 ,其它因素应 ,观察 。 (3)小明取下灯罩后,发现在同一位置的书本变暗了,可得结论: 。 请你另举一个在生活中应用此结论的实例: 。 (08云南)25.(8分)有一种“压力测量仪”,其测量部分的原理如图8甲所示,由压敏电阻R(电阻值随所受压力变化而变化)、数字式仪表P(电阻可忽略不计)、滑动变阻器、电池等组成电路。 压敏电阻R在一定范围内的电阻与所受压力的关系如下表所示,R0为滑动变阻器用作仪表P的调零。 台板部分的质量忽略不计,电源电压为12V。 压力F/N 0 250 500 750 1000 压敏电阻值R/Ω 300 270 240 210 180 (1)在图8乙坐标中作出压敏电阻的电阻值与压力的关系图线。 (2)由图线求压敏电阻为200Ω时,所受的压力是多大? (3)台板上无物体,仪表P示数为零时R0为100Ω,电路中的电流是多大? 由于某种测量需要,在台板上放置一块重250N的垫板,调整R0使仪表P示数为零,求此时调零电阻R0消耗的功率。 (09云南3分)2.使用家用电器时应该注意的是 A.有金属外壳的用电器一定要接地线 B.每个用电器都必须串联在电路中 C.用电器额定功率不能太小以免造成电路中电流过大 D.用电器额定电压必须大于220V (09云南3分) 8.图2所示是一种家庭用高效电膜式电暖炉的电路图,图中电暖炉选择开关S处于断开状态,电暖炉有左、右两个阻值为100Ω的发热电阻,调节开关S可使它们分别发热,也可使它们同时发热。 当开关S与“2”、“3”两个触点接触时,两个发热电阻的连接关系及干路中的电流大小是 A.串联4.4AB.并联4.4A C.并联2.2AD.串联2.2A (09云南每空1分)11.小明发现家中的白炽灯用久后变暗了,其原因之一是钨丝受热发生升华后又发生______,在灯泡内壁形成一层很薄的膜,影响光线透出。 冬天,汽车玻璃的内壁上会有一层小水珠,这是由于水蒸气遇冷后发生_________形成的。 (09云南每空1分)12.如图3所示,闭合开关后灯泡L发光,当滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动时,电流表的示数_________、(填“变大”或“变小”),灯泡的亮度_________。 (填“变亮”或“变暗”)。 (假设灯丝电阻不变) (09云南每空1分)15,工厂中,车床照明灯采用36V的安全电压供电,工作时灯丝的电阻约为60Ω,此时通过灯丝的电流是____A,照明灯工作时的功率为____W。 不工作时,灯丝的电阻____60Ω(填“大于”、“小于”或“等于”)。 (09云南)19.(6分)小明同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时,连接了如图8(a)的电路。 ⑴连接电路时,小明应让开关处于___状态,滑动变阻器的滑片置于__端(填“A”或“B”)。 ⑵图(b)中,正负接线柱接反的是____表,量程选择错误明显的是______表。 ⑶小灯泡正常发光时电压表示数是2.5V,电流表示数如图8(b)所示,此时通过小灯泡的电流是_____A,则小灯泡的功率是_______W。 (09云南)21.(6分)铅笔芯的主要成分是石墨。 软硬程度不同的铅笔其用途是不同的,通常作画用6B软铅笔、制图用6H硬铅笔、写字用软硬适中的HB铅笔。 学习电学后,小明知道铅笔芯是导体,他猜想铅笔芯的电阻大小可能与软硬程度、长度和横截面积有关。 为了探究铅笔芯的电阻与软硬程度的关系,他设计了如图9所示的探究实验电路。 ⑴实验时,选用6B、6H和HB三种不同铅笔芯,应保证它们的____和___相同。 ⑵实验中电阻的大小可由______大小来反映,电流表示数越大,电阻越_____。 ⑶小红认为还应在电路中连接一个电压表与铅笔芯并联,你认为对吗? 答: ___,理由是___________________________________。 (09云南)25.(8分)小明设计了一个风力测定仪,如图11所示,O是转动轴,OC是轻质金属杆,AB是一段圆弧电阻,金属杆下面连接着受风板D,P点是金属杆与圆弧电阻的接触点,OC可在AB上滑动。 无风时,OC是竖直的,风越强,OC杆偏转的角度越大,闭合开关后,由电流表示数可以粗略确定风力的大小。 电源电压为6V。 ⑴说出电路中电流大小与风力大小的关系。 ⑵较小的风力使电流表指针有较大的偏转,则风力测定仪灵敏度高。 列举两条提高风力测定仪灵敏度的措施。 ⑶把电流表换成一个“2.5V1W”的小灯泡,某风力下小灯泡正常发光2min,求圆弧电阻在这段时间内消耗的电能。 (10昭通3分)3.当发现有人触电,其中正确的做法是() A.立即去找电工B.立即切断也源 C.立即直接用手把人拉开D.立即直接用手把电线拉开 (10昭通3分)8.两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示,现将甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端,下列分折正确的是() A.乙消耗的电功率为0.9W B.甲消耗的电功率为0.45W C.甲中的电流小于乙中的电流 D.甲的电阻值大于乙的电阻值 (10昭通每空1分)12.在铜、橡胶、碳棒和硬币中,通常属于绝缘体的是. (10云南每空1分)16.一个标有“6V3W”字样的小灯泡,正常工作时灯泡的电阻是Ω,通过小灯泡的电流是A.当小灯泡两墙的电压为3V时.它的实际功率是w.(设灯丝电阻不变) (10昭通6分)20.在“测量小灯泡的额定功率”的实验中,所用小灯泡上标有“3.8V”字样. (1)请在图中用笔画线代替导线,把电路连接完整. (2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器的端,若闭合开关后,发现电压表的指针快速打到左边无刻度处,这是由于电压表. (3)下表是在实验中测出的三组数据据,由表中数据可知,小灯泡的额定功率为W. (4)若在实验中小灯泡的灯丝突然烧断了,则电压表的示数(选填“变大”、“变小”或“不变”). (5)小红跟据测得的三组数据求出各次电阻,发现小灯泡三次的电阻值井不相同,这是因为小灯泡的电阻与有关。 (10昭通6分)24.某学校科技小组设计了一台“电子秤”,实际上是压力测量仪,用它来称量物体的重量,其结构原理如图所示,P为金属滑片固定在安放托盘的轻弹簧上,并能随轻弹簧一起自由滑动,当托盘中不放物体时,P位于R的最上端,已知R0=10Ω,R的最大阻值为50Ω,电源电压为6V不变,问: (1)图中的重量表应该用什么电表改装? (2)当开关S闭合,不称量物体的时候,通电1min电阻R消耗的电能是多少? (3)当称量物体重量达到最大值时,电路中的电流是多少? (10昭通6分) 25.如下表及图所示,是某电热饮水机说明书的一些数据和电路原理图,该饮水机有加热和保
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