资源简介

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第1节 电荷与电流
（2）
电流与电源
浙教版 八年级上 第3章 电路探秘
乐清市柳市镇黄华实验学校
内容要求
《义务教育科学课程标准（2022年版）》
【学业要求】
· 1．知道电荷的定向移动形成电流。
· 2．感知电流的单位「安」和「毫安」，了解常见用电器的工作电流。
· 3．知道人体中存在微弱的电流。
· 4．知道电路的基本组成，并能用导线连接简单电路。
· 5．能用符号规范地画出简单电路图。
· 6．了解串、并联电路的连接方法和电路控制原理。
探究实践活动
实践活动：连接串、并联电路并画电路图；课外调查家中用电器的工作电流。
课时聚焦：怎样获得持续电流？电流方向与大小如何描述？怎样让小灯泡亮起来？怎样把电路画得又简洁又清楚？
导入新课
一道闪电
闪电威力巨大，但持续时间极短，无法为我们持续供电。
家里的电灯
电灯能长时间发光，说明灯中有持续不断的电流流过。
手机与电池
手机、电动剃须刀靠电池供电，电池也是一种电源。
闪电转瞬即逝，而电灯却能常亮——怎样才能获得像水流一样持续不断的电流？
三、电流
电源：提供持续电流的装置
【关键】得到持续电流的两个条件：一是有电源，二是电路必须闭合（通路）。
图3.1-9 不同类型的电源
【需求】生产和生活中需要像河水流淌一样持续不断的电流，而放电现象（如闪电）时间很短。
【电源】像发电机、电池这样能提供电能的装置叫作电源。
【作用】电源能使导体内部的电荷产生定向运动，从而形成持续不断的电流。
【电流】电荷的定向移动形成电流；
要得到持续电流，电路中必须有电源且电路闭合。
三、电流
电流方向的规定：正电荷定向移动的方向
【关键】电流方向是人为规定（正电荷定向移动方向），与金属中电子的实际运动方向相反——分析电路时按规定的电流方向进行。
图3.1-10 闭合电路中的电流方向和电子运动方向
【规定】规定正电荷定向运动的方向为电流方向；
在电源外部，电流从正极流出，经用电器和导线回到负极。
【历史】发现电子以前，人们曾认为电流是正电荷从正极流出经用电器回到负极，这一规定沿用至今。
【事实】金属导体中的电流实际由带负电的电子定向移动形成，
电子从电源负极流出流向正极。
【关系】电子运动的方向与规定的电流方向恰好相反（图3.1-10）。
方法提炼：怎样描述电流的路径
图3.1-10 · 从正极出发，回到负极
【电流路径描述四步】
①找电源正负极
②沿外电路走一圈
【口诀】电流走出正极门，经过电器回负极；电子偏偏反着走，牢记规定不混淆！
③正极出、负极回
④电子方向正好相反
【关键】描述电流路径一律按「规定方向」：电源正极 → 用电器 → 电源负极。
电流的强弱
电流强度 I · 单位安培（A）
【关键】电流用比值定义：单位时间内通过导线某一横截面的电荷越多，电流越大。
物理量 符号 单位 换算关系
电流 I 安 A 1 A = 10 mA
电流 I 毫安 mA 1 mA = 10 μA
【定义】导体中电流的大小称为电流强度，简称电流，用字母 I 表示。
【比值定义】电流是指通过导线某一横截面的电荷的多少与通电时间之比。
【单位】国际单位安培，简称安，符号 A；更小的单位有毫安（mA）和微安（μA）。
常见用电器的工作电流
表3.1-1 · 从数据感知「安」的大小
【关键】表3.1-1 常见用电器的工作电流——空调电流最大，手机待机电流最小，相差数百倍。
用电器 工作电流/A 用电器 工作电流/A
手机（工作/待机） 0.05~0.25 / 0.01~0.15 100英寸超清电视 2.5
20瓦LED灯 0.34 700瓦电饭锅 3.2
笔记本电脑 2~3 1.5匹空调 5.0
【读数】手机工作 0.05~0.25 A、待机 0.01~0.15 A；20 瓦 LED 灯 0.34 A。
【比较】笔记本电脑 2~3 A、100 英寸超清电视 2.5 A、700 瓦电饭锅 3.2 A、1.5 匹空调 5.0 A。
【结论】不同用电器的工作电流不同；同一用电器在不同工作状态下的电流也不相同。
人体中的电流
心电图 · 脑电 · 脑机接口
【关键】人体自身存在微弱电流，可用来诊断疾病；外来电流超过 10 mA 就可能危及生命，必须安全用电。
图3.1-11 心电图检查
【心电】心脏中某种细胞有节律地产生微弱脉冲电流并传遍心肌，触发、控制心跳；经身体组织传到皮肤，放大后即为心电图。
【脑电】对人脑不同刺激会产生不同形式的脑电流，探测放大后可分析思维或情绪状态，据此发明了测谎仪。
【脑机接口】用专用设备识别并解释大脑电波信号，实现大脑与计算机的连接。
【安全】能引起人感觉的最小电流约 1 mA；通过人体的电流达到 10 mA 以上时，就可能危及生命。
思考与讨论：人体电流与安全用电
1 mA 有感觉 · 10 mA 有危险
思考 1 通过人体的电流达到 10 mA 以上就可能危及生命，而手机工作电流约 0.05~0.25 A（50~250 mA）。为什么我们用手触摸正常工作的手机不会有危险？
要点：危险取决于通过人体的电流大小，而它由电压和人体电阻共同决定。手机工作电压很低（几伏），人体电阻较大，通过人体的电流远小于 1 mA；手机内部的电流并不流经人体。
思考 2 为什么家庭电路中要安装漏电保护器和保险丝？
要点：当发生漏电或短路时，电路中电流异常增大。保险丝会在电流过大时熔断切断电路，漏电保护器在漏电流超标时迅速跳闸，从而保护人身和设备安全。
探索活动：让小灯泡亮起来
图3.1-12 · 连接并控制电路
同伴互动 和同伴交流：为什么开关能控制灯泡的亮灭？断开开关后，电路中发生了什么变化？
图3.1-12 电路
1. 将干电池、小灯泡、开关和导线按图3.1-12所示连接。
2. 闭合开关，观察小灯泡是否发光。
3. 断开开关，再观察小灯泡是否发光。
4. 体验开关对电路的控制作用。
5. 图中电源左端为正极，请说出电流的详细路径：
电源正极 → ______ → ______ → 电源负极。
四、电路与电路图
电路的组成 · 通路与开路
【关键】电路的三种状态：通路（有电流）、开路（无电流）、短路（电流过大，危险）。
图3.1-13 开关对电路的控制作用
图3.1-14 电流通过钨丝发热发光
【电路】电源、用电器、开关用导线连接组成的电流路径叫作电路。
【四部分】电源供电、用电器耗电、开关控制、导线输电，四部分缺一不可。
【通路】开关闭合、电路中有电流，叫作通路（闭合电路）。
【开路】开关断开或某处断开，电路中无电流，叫作开路（断路）。
开关闭合时，电流能通过
开关断开时，电流不能通过
探索活动：电池短路有什么后果
图3.1-15 · 注意：只能用一节干电池
同伴互动 和同伴交流：不经过用电器直接把电源两极连起来，为什么很危险？生活中应如何防止短路？
图3.1-15 电池短路
1. 如图3.1-15，用导线将一节干电池的正、负极直接连接起来。
2. 用手摸一下电池和导线，感受是否发热。
3. 立刻断开，思考：为什么电池和导线会发热？
4. 注意：该实验只能用一节干电池，用其他电源有危险！
电源短路
必须谨防的电路故障
【关键】短路＝电流「抄近路」不经过用电器，电阻极小、电流极大，会损坏电源甚至引发火灾。
【定义】不经过用电器，直接用导线将电源两极连接起来，叫作电源短路。
【后果】短路时电路中电流过大，会损坏电源，严重时会引发火灾。
【原理】短路时电路电阻极小，由电源提供的电流极大，导线和电源迅速发热。
【防范】连接电路时开关应断开；接好后检查无误再闭合；绝不允许把导线或电流表直接接在电源两极。
电路元件符号
表3.1-2 · 用符号代替实物
【关键】记住：电池长线为正极、短线为负极；导线相连必须画实心圆点，交叉不相连不画点。
【导线与开关】导线用一条直线表示；开关用断开的折线加一个可动短线表示。
【电池与电池组】电池用一长一短两条平行线表示，长线表示正极、短线表示负极；多节电池组合记作电池组。
【灯泡】灯泡用圆圈内加叉（或加灯丝）表示。
【导线连接】导线交叉不相连处不加圆点；导线间连接处要画一个实心圆点。
电路图
图3.1-16 · 方法与技能：符号的表示
【关键】电路图是用符号抽象表达实物的结果——画得规范，别人才能一眼看懂你的设计。
图3.1-16 电路图
【定义】用元件符号代替实物表示电路的图称为电路图。
【优点】比实物图更简洁、清晰；电视机等复杂电路、芯片上的电路离开电路图就无法表述清楚。
【方法】元件符号是对实物的简化或抽象表达，这种符号抽象方法在科学中会频繁使用。
【规范】符号要画标准、导线要横平竖直、元件分布均匀，交叉相连处标实心圆点。
串联电路与并联电路
图3.1-17 · 图3.1-18
【关键】判断串并联看电流路径：只有一条路径为串联，出现分支并汇合为并联。
图3.1-17 串联电路
图3.1-18 并联电路
【串联】元件依次相连、电流只有一条路径，叫串联。
【并联】元件并列接在两点之间、电流有分支，叫并联。
【分支点】并联用电器的连接点（A 和 B）叫作分支点。
【干路支路】电源两极到分支点的部分叫干路，
两分支点之间的电路叫支路。
思考与讨论：串、并联电路的比较
路径条数 · 用电器是否相互影响
思考 1 比较串联电路和并联电路的差别，并说出串联电路与并联电路各有一条怎样的电流路径。
要点：串联：元件逐个顺次连接，电流只有一条路径，一处断开则整个电路断开；
并联：元件并列接在分支点之间，电流在分支点分开、在另一分支点汇合，各支路互不影响。
思考 2 教室里的日光灯和家里的电灯通常采用哪种连接方式？为什么？
要点：采用并联。因为并联各支路独立工作，一盏灯坏了不影响其他灯，且各灯两端电压相同、都能正常工作；若串联则一灯坏全部熄灭。
教学要点：电路与电路图的规范
教学建议8~10 · 短路 · 元件符号 · 串并联类比
【关键】先分析路径、再画符号、最后核对——三步法让电路图不再出错。
【短路实验】做短路实验时要提醒学生：短路时间尽可能短些，以免损坏电池。
【符号来源】每种元件的符号都从实物抽象而来，符号与实物有本质上的相似性；先认识符号，再画电路图。
【画图三步】先做电流路径分析（从正极出发依次经过元件），再分析分支点与汇合点，最后对照实物图检查核对。
【串并联类比】串联只有一条电流路径；并联有多条路径，可用河流的分支来类比，让学生说出电流流经的「路线」。
课堂小结
课时2 核心知识（电流 · 电路）
1. 电流的形成与方向
· 电荷的定向移动形成电流
· 规定正电荷定向移动方向为电流方向
2. 电流的强弱
· 用 I 表示，单位安 A
· 1 A = 10 mA = 10 μA
3. 电路的组成与状态
· 电源、用电器、开关、导线
· 通路 / 开路 / 短路（短路危险）
4. 电路图与串并联
· 用元件符号画电路图
· 串联一条路径、并联分干路支路
练习与应用
第 1 题 关于电源和持续电流，下列说法正确的是（ ）。
A. 只要电路中有了电荷，就会形成持续电流
B. 电路中必须有电源，且电路闭合，才能有持续电流
C. 电路断开时，电路中仍然有持续电流
D. 用电器可以提供持续电流，不需要电源
答案：B
解析：得到持续电流必须同时满足两个条件：有电源提供电能，且电路是闭合的（通路）。电路断开时电荷无法持续定向移动。
练习与应用
第 2 题 关于电流方向的规定，下列说法正确的是（ ）。
A. 电流方向就是电子定向移动的方向
B. 电流方向规定为正电荷定向移动的方向
C. 金属导体中电流方向与电子移动方向相同
D. 电源外部电流从负极流向正极
答案：B
解析：规定正电荷定向移动的方向为电流方向；金属导体中实际移动的是带负电的电子，其方向与规定的电流方向相反；电源外部电流从正极流向负极。
练习与应用
第 3 题 完成下列单位换算：0.25 A = ____ mA；300 mA = ____ A；2 mA = ____ μA。
换算依据：1 A = 10 mA，1 mA = 10 μA。
答案：250；0.3；2000
解析：大单位化小单位乘进率：0.25 A × 1000 = 250 mA；小单位化大单位除以进率：300 mA ÷ 1000 = 0.3 A；2 mA × 1000 = 2000 μA。
练习与应用
第 4 题 关于电源短路，下列说法正确的是（ ）。
A. 短路时电路中没有电流
B. 短路时用电器能正常工作
C. 短路时电流过大，会损坏电源甚至引发火灾
D. 短路是一种应该提倡的省电接法
答案：C
解析：短路是电流不经过用电器直接回到电源，电路电阻极小、电流极大，会损坏电源并可能引发火灾，必须谨防。
练习与应用
第 5 题 一个完整电路的基本组成不包括下列哪一项（ ）。
A. 电源
B. 用电器
C. 验电器
D. 开关和导线
答案：C
解析：电路由电源、用电器、开关和导线四部分组成；验电器是检验物体是否带电的仪器，不属于电路的基本组成部分。
练习与应用
第 6 题 教室里有多盏日光灯，当其中一盏灯的灯管坏了，其他灯仍然正常发光。这些灯的连接方式是（ ）。
A. 一定是串联 B. 一定是并联
C. 一定是混联 D. 无法判断
答案：B
解析：并联电路中各支路独立工作、互不影响，一盏灯坏掉不影响其他支路；若是串联，一处断开则所有灯都熄灭。

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