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第13讲 电学专题（模块1 电流和电路 电压 电阻）
【回归教材】
知识清单
考点1 电流和电压
1.电流
(1)电荷的 形成电流。
(2)方向:把 电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
(3)单位:基本单位是 ,符号为 ,其他常用单位有毫安(mA)、微安(μA)。
(4)单位换算:1 A= mA,1 mA= μA。
2.电压
(1)基本单位是 (符号为 ),其他常用单位有千伏(kV)、毫伏(mV)。
(2)单位换算:1 kV= V= mV。
3.电流表和电压表
元件 电流表 电压表
量程 0~0.6 A 0~3 A 0~3 V 0~15 V
分度值 0.02 A 0.1 A 0.1 V 0.5 V
连接方式 与电路中的用电器① 电阻很小,一般情况下忽略不计,相当于导线,不能与电源两极直接相连 与电路中的用电器② 电阻很大,一般情况下认为无穷大,在电路中相当于断路,可以与电源两极直接相连
使用规律 a.使用前认真观察③ 和④ ,并将指针调到⑤ b.选择合适的⑥ ,不确定量程时应先用大量程试触 c.必须让电流从正接线柱流入,从负接线柱流出 d.读数时,看清所使用的量程和对应的分度值
【答案】1.(1)定向移动
(2)正
(3)安培　A
(4)103　103
2.(1)伏特　V
(2)103　106
3.①串联　②并联　③量程　④分度值　⑤零刻度线处　⑥量程
考点2 电路
1.电路的三种状态
通路 断路 短路
概念 ① 的电路 ② 的电路 ③ 连接电源的两端
特点 电路中有电流通过,用电器能够正常工作 电路中没有电流通过,用电器不能工作 电路有很大的电流,可能把电源烧坏,这是不允许的
电路图
2.串、并联电路
串联电路 并联电路
电路图
连接特点 依次连接 并列连接
电流路径 只有一条路径 有两条或两条以上的路径
开关作用 控制所有用电器 干路开关控制所有用电器,支路开关控制本支路的用电器
工作特点 用电器相互影响 用电器互不影响
【答案】1.①正常接通　②某处断开　③用导线直接
考点3 电阻
1.电阻
(1)定义:表示导体对电流 的大小;导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。用字母R表示。
(2)单位及换算:国际单位是 ,简称 ,符号是 。常用单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。1 kΩ=103 Ω、1 MΩ=106 Ω。
(3)影响电阻大小的因素
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 、 和 等因素有关。
(4)导体、绝缘体、半导体、超导体
定义 举例
导体 ① 的物体 金属、人体、大地、石墨、食盐溶液
绝缘体 ② 的物体 橡胶、玻璃、塑料、陶瓷
半导体 导电性能介于③ 和④ 之间的物体 锗、硅、砷化镓
超导体 温度下降到一定值时,电阻变为零的导体 用于制作输电线或电子元件
2.滑动变阻器
(1)原理:通过改变 的电阻丝的 来改变电阻。
(2)参数意义:如滑动变阻器的铭牌上标有“20 Ω　1 A”字样,“20 Ω”表示该滑动变阻器可接入电路的最大阻值为20 Ω;“1 A”表示该滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A。
(3)滑动变阻器的使用: 在电路中,两接线头要接“ ”两接线柱。若同时接“两上”则相当于导线,若同时接“两下”则相当于 ,在这两种情况下滑动变阻器均不能起到变阻的作用。接线时将滑片滑到阻值 ,同时通过滑动变阻器的电流不能超过允许通过的最大电流值。
(4)作用:一是改变电路中的电流;二是改变部分电路两端的电压;三是保护电路。
【答案】1.(1)阻碍作用
(2)欧姆　欧　Ω
(3)材料　长度　横截面积
(4)①容易导电　②不容易导电　③导体　④绝缘体
2.(1)接入电路　长度
(3)串联　一上一下　定值电阻　最大处
考点4 串、并联电路中电流、电压的规律
串联电路 并联电路
电流 各处的电流① ,I=I1=I2 干路电流等于② 之和,I=I1+I2
电压 电路两端的总电压等于③　　　　　　,U=U1+U2 各支路两端电压④ ,U=U1=U2
【答案】①相等　②各支路电流　③各部分电路两端的电压之和　④相等
【实验探究】
围绕课标——课标重点实验
实验导航
实验一:探究影响导体电阻大小的因素
实验 器材 导体(不同规格、不同材料)、电源、开关、导线、电流表
实验 原理 导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积和温度
实 验 设 计 电 路
过 程 (1)探究电阻与导体横截面积的关系 控制材料和长度不变,只改变横截面积,比较电流表示数的大小 (2)探究电阻与导体长度的关系 控制材料和横截面积不变,只改变长度,比较电流表示数的大小 (3)探究电阻与导体材料的关系 控制长度和横截面积不变,只改变材料,比较电流表示数的大小
注意 事项 注意实验中控制变量法的应用,导体的电阻还和导体的温度有关,因此实验中应控制导体的温度不变
实验 结论 导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料有关
实验母题串考点
母题 探究“影响导体电阻大小因素”的实验。
猜想与假设
(1)实验猜想:
①导体的电阻与导体的 有关;
②导体的电阻与导体的 有关;
③导体的电阻与导体的 有关。
设计实验与制订计划
(2)本实验用到的实验方法: 、 。
(3)实验中应通过观察 来比较电阻的大小,这种实验方法叫作 。
进行实验与收集证据
(4)实验中使用的电阻丝的规格如下表所示。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
　Ⅰ.选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验,可以验证猜想 。
Ⅱ.选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,可以验证猜想 。
Ⅲ.为了验证猜想③,应选用编号为 的两根电阻丝进行实验。
分析论证
(5)有同学认为:可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的阻值变化情况。老师指出:此实验中这种方法不可取。这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化 (选填“明显”或“不明显”)。
(6)实验中用其中一个规格的材料进行实验时,发现刚闭合开关时电流表的示数与过一段时间后电流表的示数有明显的不同,说明电阻的大小还受 的影响。
拓展设问
(7)在最近几年,我国许多城乡地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就减小了输电线的电阻,从而可以 (选填“增大”或“减小”)输电线上的电能损失。
【答案】(1)长度　横截面积　材料
(2)控制变量法　转换法
(3)电流表示数　转换法
(4)①　②　A、D
(5)不明显
(6)温度
拓展设问　(7)减小
实验导航
实验二:探究串、并联电路中电流的特点
串联电路 并联电路
实验器材 电源、开关、多个规格不同的灯泡、导线、电流表等
实验 过程 电路图
步骤 使用规格不同的灯泡,分别测量出每组A、B、C三点的电流
注意事项 (1)在连接电路时,开关一定要断开 (2)电流表的“+”“-”接线柱不能接反 (3)电流表要选择合适的量程 (4)连接好电路后,先用开关试触,观察电流表指针的偏转情况,确认无误后,方可进行实验
实验结论 电流处处相等,=IB=IC 干路电流等于支路电流之和,IC=IA+IB
实验母题串考点
母题 探究“串、并联电路中电流的规律”实验。
一、探究“串联电路中电流的规律”实验。
设计实验与制订计划
(1)连接电路时,开关应该 。
(2)实验中应该选择规格 的小灯泡进行实验。
分析论证
(3)从实验过程和实验记录中可以看出,每次实验中A、B、C三点的电流均 。
(4)实验结论: 。
(5)实验中更换不同规格的小灯泡进行多次实验,目的是 。
评估
(6)如果两个以上用电器进行串联,电流规律是否发生变化: 。
拓展设问
(7)如果只更换不同的电源,进行多次实验,结论 (选填“可靠”或“不可靠”)。
二、探究“并联电路中电流的规律”实验。
设计实验与制订计划
(1)连接电路时,开关应该 。
进行实验与收集证据
(2)某同学做完实验后得到了下表的实验数据,由此得出实验结论,你认为这样做是否合理: 。理由是 。
次数 A点的电流IA B点的电流IB C点的电流IC
1 0.15 A 0.6 A 0.75 A
分析论证
(3)从实验过程和实验记录中可以看出,每次实验中A、B两点的电流不一定相等,但电流之和一定等于C点的电流。
(4)实验结论: 。
评估
(5)如果两个以上用电器进行并联,电流规律是否发生变化: 。
拓展设问
　　(6)根据实验数据得出实验结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。由此可知若只更换不同的电源,进行多次实验,结论 (选填“可靠”或“不可靠”)。
【答案】一、(1)断开
(2)不同
(3)相等
(4)串联电路中的电流处处相等
(5)排除实验的偶然性,使实验结论更具普遍性
(6)否
拓展设问　(7)不可靠
二、(1)断开
(2)不合理　实验次数太少,实验结论不具有普遍性
(4)并联电路干路中的电流等于各支路电流之和
(5)否
拓展设问　(6)不可靠
实验导航
实验三:探究串、并联电路中电压的特点
类型 串联电路 并联电路
实验器材 电源、开关、多个规格不同的灯泡、导线、电流表等
实验 过程 电路图
步骤 使用规格不同的灯泡,分别测量出每组灯泡两端的电压以及它们的总电压
注意事项 (1)实验中为得到普遍规律,要使用多个不同规格的灯泡进行测量 (2)在连接电路时,开关一定要断开 (3)电压表的“+”“-”接线柱不能接反 (4)电压表要选择合适的量程
实验结论 电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和,U总=U1+U2 各支路两端电压相等,U总=U1=U2
实验母题串考点
母题 探究“串、并联电路中电压的规律”实验。
一、探究“串联电路中电压的规律”实验。
设计实验与制订计划
(1)实验中应该选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡。
进行实验与收集证据
(2)实验过程中为了节省时间,测量完灯泡L1两端电压后,利用原来的电路图,只将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点,保持电压表接B点不动,你认为这种接法是 (选填“正确”或“不正确”)的,你判断的依据是 。
(3)实验记录数据表格如下:
实验组号 A、C间电压 U/V A、B间电压 U1/V B、C间电压 U2/V
第一组 3.0 1.0 2.0
第二组 3.0 1.5 1.5
第三组 3.0 2.4 0.6
分析论证
(4)从实验过程和实验记录中可以看出,两灯泡的规格相同时, 。
(5)当两灯泡的规格不相同时, ,但都满足 。
(6)实验结论: 。
评估
(7)如果两个以上用电器进行串联,电压规律是否发生变化: 。
拓展设问
(8)如果只更换不同的电源,进行多次实验,结论 (选填“可靠”或“不可靠”)。
二、探究“并联电路中电压的规律”实验。
进行实验与收集证据
(1)实验记录数据表格如下:
实验组号 E、F间电压 U/V A、B间电压 U1/V C、D间电压 U2/V
第一组 3.0 3.0 3.0
第二组 1.5 1.4 1.4
第三组 2.9 2.9 2.9
分析论证
(2)并联电路中各支路两端电压 ,等于总电压(电源电压),与灯泡的规格 关系。
(3)实验结论: 。
评估
(4)如果两个以上用电器进行并联,电压规律是否发生变化: 。
拓展设问
　　(5)实验完成后,对本次实验过程进行评估时,小悦同学认为:根据实验电路图分析可以知道,电路中A、C、E三点在电路中是等效的,B、D、F三点在电路中也是等效的,所以只需要测量E、F两点间的电压就行了。小鹏同学认为:必须要将AB、CD、EF三支路的电压都测量出来才行。
你认为 同学的观点正确。
【答案】一、(1)不同
(2)不正确　这样接会导致电压表正、负接线柱接反
(4)U1=U2
(5)U1≠U2　U1+U2=U
(6)串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2
(7)否
拓展设问　(8)不可靠
二、(2)相等　没有
(3)并联电路中的总电压等于各支路两端的电压,各支路电压相等,即U=U1=U2
(4)否
拓展设问　(5)小鹏
【真题精粹】
考向1 静电现象(6年2考)
1.(2020·江西节选)亲爱的同学,了解电荷后,认识了电流,电使人们生活丰富多彩,一些电学基本仪器或工具能更好地帮助我们了解电的世界,请你回答以下问题:
(1)验电器的主要作用是什么
2.(2019·江西)如图所示,甲、乙是两个轻小的物体,它们见面时相互吸引。由图中对话可以判断:甲物体可能带 或 。
【答案】1.(1)验电器的主要作用是检验物体是否带电。
2.负电　不带电
【解析】甲、乙是两个轻小的物体,它们见面时相互吸引,且由题图知乙物体带正电,因异种电荷相互吸引,带电体有吸引轻小物体的性质,所以甲物体可能带负电或不带电。
考向2 简单电路及其应用(6年2考)
3.(2018·江西)简单电路是由电源、用电器、开关和导线组成的。给充电宝充电时,充电宝相当于简单电路中的 ;充电宝给手机充电时,充电宝相当于简单电路中的 。
4.(2018·江西)公路上,路灯的连接方式是 联;回到家中,按下开关,电灯亮了,开关与电灯的连接方式是 联。
【答案】3.用电器　电源
4.并　串
考向3 电压(6年3考)
5.(2022·江西)图为物理实验室常用的1号干电池。以下对与该电池相关的物理量估测最符合实际的是 ( )
A.高度约10 mm B.重约5 N
C.电压约1.5 V D.密度约1 g/cm3
6.(2018·江西)快乐学习,轻松考试,请你写出:一节新干电池的电压为 V,我国家庭电路的电压为 V。
【答案】5.C
6.1.5　220
考向4 导体电阻的影响因素(6年2考)
7.(2018·江西)如图所示,卡通动物的对话,形象地描述了导体的电阻大小与导体的材料、 和 有关。
【答案】7.横截面积　长度
考向5 电流表的原理及其使用(6年3考)
8.(2021·江西节选)如图所示,这是一个测量 大小的仪表,它的分度值是 。
9.(2020·江西节选)亲爱的同学,了解电荷后,认识了电流,电使人们生活丰富多彩,一些电学基本仪器或工具能更好地帮助我们了解电的世界,请你回答以下问题:
(2)测电流时,电表应与被测用电器如何连接,其依据是什么
10.(2020·江西节选)请你应用所学的物理知识解答下列问题:
小莹同学测量电流时,连接好电路,闭合开关,发现电表指针向右偏转至如图甲所示位置,原因是 ;断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏至如图乙所示位置,接下来的操作是:断开开关, 继续进行实验。
甲　　　　　　　　　 　　乙
【答案】8.电流　0.5 mA
【解析】图中的字母“mA”表示的是电流的单位,所以可判断这是用来测量电流的仪表;从仪表的表盘上看,每2 mA分了四小格,则每小格代表0.5 mA。
9.(2)测电流时,电流表应与被测用电器串联,依据是串联电路中电流处处相等。
10.电表使用前未校零　换接小量程
【解析】从图中可看出指针向右偏转后还是指在了零刻度线的左端,说明之前没调零;纠正错误后,指针偏转比较小,说明了所选量程比较大,应换小量程使用。
考向6 串、并联电路中电流、电压的规律(6年5考)
11.(2023·江西)分别标有“3.8 V　0.3 A”和“2.5 V　0.3 A”字样的小灯泡同时接入同一电路中,两灯均正常发光,此时两灯是 联,这是因为两灯的 。
12.(2022·江西)如图所示,电源电压不变。当开关S1断开时,电压表的示数 ,电流表的示数 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】11.串　额定电流相同
【解析】两灯均正常发光,说明两灯都在额定电压下工作,由并联电路的电压特点可知,两灯泡同时接入同一电路中,两灯均正常发光,不是并联;由串联电路的电流的规律可知,将它们串联接入同一电路中,若甲灯正常发光,说明通过甲灯的电流为0.3 A,根据串联电路电流的规律可知,通过乙灯的电流也为0.3 A,故此时两灯串联。
12.不变　变小
【解析】由电路图知,开关S和S1均闭合时,两个小灯泡并联,电压表测量电源电压,电流表测量干路中的电流,此时电流表示数表示通过两灯的电流之和;当开关S1断开时,灯L1所在支路断开,电路为灯L2的简单电路,此时电流表测量电路中的电流,电压表测量电源电压。因为电源电压不变,所以电压表的示数不变;因为并联电路中各支路互不影响,所以通过灯L2的电流不变,此时电流表示数表示灯L2的电流,所以开关S1断开时,电流表示数变小。
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