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第十三章 電路初探
知識(shí)梳理
1.電路的組成
電路就是用導(dǎo)線把電源、用電器、開關(guān)等元件連接起來組成的電流路徑.
A.電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,電源的作用是持續(xù)提供電壓.
常見的電源有直流電源和交流電源,最常用的直流電源是電池,當(dāng)直流電源對(duì)用電器供電時(shí),電源外部的電流從電源的正極通過用電器流向負(fù)極,電源內(nèi)部的電流從電源的負(fù)極流向正極,電源內(nèi)、外部的電流形成閉合回路.
干電池、蓄電池供電時(shí)——化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
光電池供電時(shí)——光能轉(zhuǎn)化為電能
發(fā)電機(jī)供電時(shí)
2、——機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
B.用電器的作用是利用電能進(jìn)行工作,工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.
電飯煲、電水壺工作時(shí)——電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
白熾燈工作時(shí)——電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能
電動(dòng)機(jī)、電風(fēng)扇工作時(shí)——電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能
收音機(jī)工作時(shí)——電能轉(zhuǎn)化為聲能和內(nèi)能
電視機(jī)工作時(shí)——電能轉(zhuǎn)化為光能、聲能和內(nèi)能
C.導(dǎo)線的作用是輸送電能(傳輸電流).
D.開關(guān)的作用是控制電流的通、斷.
2.電路圖
用電路元件符號(hào)表示電路元件實(shí)物連接的圖,叫做電路圖.
3.電路的狀態(tài)
A.通路:處處相通的電路叫做通路.
B.開路(斷
3、路):在某處斷開的電路叫做開路(斷路).
C.短路(全短路、部分短路):
導(dǎo)線不經(jīng)過用電器直接跟電源兩極連接的電路,叫做全短路.發(fā)生全短路時(shí),電路中的元件會(huì)被燒壞,這是不允許的.
電路中有多個(gè)用電器時(shí),把其中一個(gè)或部分用電器的兩端用一根導(dǎo)線直接接通,這時(shí)該用電器不工作,這種情況叫做部分短路.部分短路是允許的,有時(shí)還是必要的.
4.電路的連接方式
A.串聯(lián)
把用電器逐個(gè)順次連接起來的電路,叫做串聯(lián)電路.
在串聯(lián)電路中,電流只有惟一的一條通路,開關(guān)控制所有的用電器.
B.并聯(lián)
把用電器并列地接在電路中某兩點(diǎn)之間的連接方式
4、叫做并聯(lián).該兩點(diǎn)叫做電路的分支點(diǎn),從電源兩極到兩個(gè)分支點(diǎn)之間的那部分電路叫做干路,兩個(gè)分支點(diǎn)之間的各條電路叫做支路.
在并聯(lián)電路中,每條支路和干路都可構(gòu)成電流的通路,干路中的開關(guān)控制所有的用電器,支路中的開關(guān)只控制該支路中的用電器.
C.混聯(lián)
既有串聯(lián)又有并聯(lián)的電路,叫做混聯(lián)電路.
不論多么復(fù)雜的電路,都是由簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路組成的.
5.電流和電流表的使用
A.電流
i.物理意義
電流是表示電流強(qiáng)弱的物理量.電流用字母I表示.
ii.定義
每秒通過導(dǎo)體任一橫截面的電荷量,叫做電流.
5、 1ii.定義式和決定式:
說明:該公式適用于任何通電導(dǎo)體,應(yīng)用時(shí)要注意式中的三個(gè)量必須對(duì)應(yīng)著同一段時(shí)間內(nèi)的同一段導(dǎo)體,若導(dǎo)體中有正、負(fù)自由電荷同時(shí)向相反方向作定向移動(dòng),則Q=Q正+Q負(fù).
iv.單位
在國(guó)際單位制中,電流的基本單位是安培,簡(jiǎn)稱安,符號(hào)為A.1 A=1 C/s.
此外,還有毫安(mA)、微安(μA).
1 A=103 mA l mA=103 μA
B.電流表
在實(shí)驗(yàn)室里,常用電流表來測(cè)量電流,電流表的電路元件符號(hào)是
在使用時(shí)應(yīng)先用大量程進(jìn)行試觸
6、,如電流表示數(shù)在小量程范圍內(nèi),再改用小量程,這樣讀數(shù)更為準(zhǔn)確;在使用時(shí)必須把電流表串聯(lián)在電路中,使電流從“+”接線柱流進(jìn),從“一”接線柱流出;絕不允許把電流表直接連接到電源的兩極.
C串、并聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)
i.在串聯(lián)電路中,電流處處相等.
ii.在并聯(lián)電路中,干路中的電流等于各支路中的電流之和.
6.電壓和電壓表的使用
A.電壓
i.作用
電源的作用是維持正、負(fù)極間有一定的電壓,電壓是使導(dǎo)體中的自由電荷定向移動(dòng)形成電流的原因.電壓用字母U表示.
電路中要獲得持續(xù)電流的充要條件是:①要有電源;②電路為通路.
i
7、i.單位
在國(guó)際單位制中,電壓的基本單位是伏特,簡(jiǎn)稱伏,符號(hào)為V.
此外,還有兆伏(Mv)、千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV).
1 MV=103 kV 1 kV=103 V 1 V=103 mV 1 mV=103μV
B.電壓表
在實(shí)驗(yàn)室里,常用電壓表來測(cè)量電壓,電壓表的電路元件符號(hào)是
在使用時(shí)應(yīng)先用大量程進(jìn)行試觸,如電壓表的示數(shù)在小量程范圍內(nèi),再改用小量程,這樣讀數(shù)更為準(zhǔn)確,在使用時(shí)必須把電壓表并聯(lián)在電路中,使電流從“+”接線柱流進(jìn),從“一"接線柱流出.
C.電流表與電壓表之比較
i
8、.相同點(diǎn)
在無(wú)法估計(jì)待測(cè)量的情況下,都要先用大量程進(jìn)行試觸;在選定電表后使用時(shí)都要選擇適當(dāng)?shù)牧砍?,都是讓電流從表的?”接線柱流進(jìn),從表的“一”接線柱流出.
Ii.不同點(diǎn)
在使用時(shí),電流表應(yīng)與待測(cè)電路串聯(lián),電壓表應(yīng)與待測(cè)電路并聯(lián);電流表不能直接接到電源兩極上,電壓表可以直接接到電源兩極上.在簡(jiǎn)化電路時(shí),由于電流表的內(nèi)阻很小可將它看作短路,由于電壓表的內(nèi)阻很大可將它看作斷路.
D.串聯(lián)電池組的電壓等于各個(gè)電池的電壓之和.
E串、并聯(lián)電路中電壓的特點(diǎn)
i.串聯(lián)電路兩端
9、的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和.
ii.并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等.
典例剖析
1. (錦州中考)關(guān)于生活的一些電路連接,下列判斷正確的是 ( )
A.節(jié)日的夜晚,裝扮天安門城樓的彩燈是串聯(lián)的
B.道路兩旁的路燈,晚上同時(shí)亮,早上同時(shí)滅,它們是串聯(lián)的
C.一般家庭的衛(wèi)生聞都要安裝照明燈和換氣扇,使用時(shí)互不影響,它們是并聯(lián)的
D.樓道中的電燈是由聲控開關(guān)和光控開關(guān)共同控制的,只有在天暗并且有聲音時(shí)才能亮,所以
10、聲控開關(guān)、光控開關(guān)及燈是串聯(lián)的
2. (蘭州中考)如圖所示電路中,電壓表Vl、V2、V3的示數(shù)分別為U1、U2、U3,電流表Al、A2的示數(shù)分別為I1、I2,那么下列關(guān)系式正確的是( )
3. (鳥魯木齊中考)如圖所示電路,開關(guān)閉合時(shí),電壓表Vl的讀數(shù)是4 V,電壓表V2的讀數(shù)是6 V,電流表A的讀數(shù)是0.2A.如果把電壓表Vl換成電流表Al,電壓表V2換成電流表A2,電流表A換成電壓表V,則電壓表的讀數(shù)是 ( )
A. 2 V B. 4 V C. 6 V D.10 V
例5圖
4. (上海初賽)在如圖所示的電路中,閉合電
11、鍵后,發(fā)現(xiàn)燈L1、L2都不發(fā)光,電流表無(wú)示數(shù).為了找出發(fā)生故障的原因,現(xiàn)用電壓表進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)b、c之間的電壓為零,a、b間的電壓和a、c間的電壓都為3伏,則電路故障可能是 ( )
A. Ll斷路 B. L1短路 C. L2斷路 D.L2短路
5. 在圖中,S為雙刀雙擲開關(guān),A、B為兩個(gè)相同的小燈泡,則下列說法中正確的是 ( )
A. S接于l、2時(shí),A、B兩燈串聯(lián) B. S接于l、2時(shí),A、B兩燈并聯(lián)
C. S接于3、4時(shí),A、B兩燈串聯(lián) D.S接于3、4時(shí),A、B兩燈并聯(lián)
6. (北京東城
12、區(qū)中考、河南預(yù)賽)某同學(xué)連成如圖所示電路,電池組的電壓為6 V,兩個(gè)小燈泡的額定電壓都是6 V,開關(guān)S閉合,燈Ll亮,L2不亮,電壓表和電流表都有示數(shù).由此可以做出判斷;燈L2處可能是_____(填“斷路”或“短路”).在原電路的基礎(chǔ)上,只改動(dòng)一處,就可以判斷燈L2是否真的損壞.請(qǐng)簡(jiǎn)述你采用的方法______________,并做出判斷:_______________.
7. (南京中考)請(qǐng)根據(jù)如圖甲所示的電路,用筆畫線作導(dǎo)線,將圖乙中的實(shí)物連接起來使之完整.
8. (蘭州中考)某控制電路的一個(gè)封閉部件上,有三個(gè)接線柱A、B、C和電燈、電鈴各一只,如圖甲
13、所示.①用導(dǎo)線連接A、C時(shí),燈亮鈴不響;②連接A、B時(shí),鈴響燈不亮;③連接B、C時(shí),燈不亮鈴也不響.請(qǐng)你根據(jù)上述情況畫出這個(gè)部件的電路圖.
9. (北京海淀區(qū)中考)小劉有一個(gè)電路盒面板[如圖(1)所示].上面有紅、綠燈各一只,兩個(gè)開關(guān),一個(gè)電壓表.
在不打開盒子的情況下,他與其他同學(xué)一起探究盒內(nèi)的電路結(jié)構(gòu).為此,他們做了如下實(shí)驗(yàn):
開關(guān)情況
閉合sl,斷開S2
閉合S2,斷開Sl
閉合sl和S2
燈的發(fā)光情況
紅燈Ll
亮
不亮
亮
綠燈L2
亮
不亮
不亮
電壓表示數(shù)
有一定示數(shù)Ul
沒有示數(shù)
有一定示數(shù)U2
(U2>U1)
請(qǐng)你依據(jù)他們
14、的實(shí)驗(yàn)情況,畫出盒內(nèi)電路的電路圖.
10. 如圖甲所示,甲圖盒內(nèi)有導(dǎo)線和三個(gè)電池組成的電池組,A、B、C、D是四個(gè)接線柱,用電壓表測(cè)任意兩點(diǎn)間的電壓,測(cè)得結(jié)果如下:UAC=0,UBD=UAB=1.5 V,UAD=UCD=3 V,試判斷,盒內(nèi)電池的連接方法.
11. 如圖甲所示,當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)擲于CD時(shí),電燈Ll與L2串聯(lián),擲于EF時(shí),Ll與L2并聯(lián),請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫線代替導(dǎo)線連線完成滿足上述要求的電路圖.
12. (雞西中考)雞西市某初中的同學(xué)在探究“并聯(lián)電路中干路電流與支路電流有什么關(guān)系"時(shí),某同學(xué)選了兩個(gè)“2.5 V 0.3 A”的小燈泡,
15、按如圖所示的電路做了兩次實(shí)驗(yàn),記錄的數(shù)據(jù)如表一所示.
表一
A點(diǎn)的電流
lA/A
B點(diǎn)的電流
IB/A
C點(diǎn)的電流
IC/A
第一次測(cè)量
0.28
0.28
0.56
第二次測(cè)量
0.26
0.26
0.52
他們?cè)谶M(jìn)行分析和論證時(shí),小麗認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)應(yīng)有如下結(jié)論:①并聯(lián)電路中各支路電流相等;②并聯(lián)電路中干路與支路電流的關(guān)系為I干=nI支;小紅看了小麗的結(jié)論后,換用不同的小燈泡又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),測(cè)得數(shù)據(jù)如表二所示.
表二
A點(diǎn)的電流
lA/A
B點(diǎn)的電流
lB/A
16、
C點(diǎn)的電流
lC/A
第一次測(cè)量
0.22
0.26
0.48
第二次測(cè)量
0.18
0.22
0.40
(1)分析表二數(shù)據(jù),如果你是組內(nèi)成員,你將如何評(píng)價(jià)小麗的觀點(diǎn)?
(2)回憶你在初中階段實(shí)驗(yàn)探究的經(jīng)歷,并結(jié)合本次實(shí)驗(yàn)對(duì)你的啟發(fā),談?wù)勗谖锢韺?shí)驗(yàn)探究中應(yīng)該注意什么?
13.如圖甲所示,四個(gè)用電器Rl、R2、R3和R4串聯(lián)在電路中,當(dāng)電路中有一個(gè)或幾個(gè)用電器發(fā)生斷路后,其他用電器均不能正常工作,試分兩種情況討論如何用一只電壓表找到發(fā)生斷路的那個(gè)用電器.
(1)電路中只有一處斷路.
(2)電路中有兩處或兩處以上發(fā)生斷路.