2018秋九年级物理全册第十五章电流和电路分析实验电路掌握电流规律同步辅导新版新人教版(1)【经典版】.doc
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识别电路连接方式 一、实物图——观察连接特点两个用电器是否属于串联,关键在于连接两个用电器之间的导线,若两个用电器之间只有一根导线将两者唯一相连,就是逐个顺次首尾相连,是串联;并联的实质是两个用电器“首首相连、尾尾相连”,并列地连在电路两点之间,各自独立跟电源组成电流回路。
例1 如图1所示的电路中,开关闭合后,两个灯泡并联的电路是( )解析 观察实物图可知,A 图中两个灯泡是首尾相连、逐个顺次连接起来的,两灯串联;B 图中一只灯泡被导线短路,无论开关闭合与否,电路中只有一只灯泡亮;C 图中闭合开关后,会造成电源短路,这是绝对不允许的;D 图中开关闭合后,两个灯泡是首首相连、尾尾相连,并列连在电路两点间,是并联电路。
答案 D二、电路图——分析电流路径从电源正极流出的电流经过各用电器回到电源负极,如果途中不分流,电流始终是一条路径,则为串联电路;如果电流在某处分为几条支路,然后电流又在某处汇合,每条支路只有一个用电器,这几个用电器之间就是并联。
例2 如图2所示电路:(1)若要使电灯L 1和____________ ;(2)若要使电灯L 1和L 2连接成并联电路,应闭合开关____________ 。
解析 (1)L 1和L 2要串联,从电源正极出发,让S 3断开只留一条电流路径到L 1,经过L 1后,S 1也要断开,电流只有一条路径流到L 2的上端,经过L 2到其下端,通过闭合S 2回到电源的负极。
(2)L 1和L 2要并联,从电源正极出发,电流至L 1的右端到L 1的左端,通过闭合S 1使电流不经过L 2就直接回到电源的负极。
再从电源正极出发,通过闭合S 3让电流直接到L 2的下端,流过L 2到L 2的上端,再通过闭合S 1,使L 2直接连在电源的负极上,跟L 1互不相干。
答案 (1)S 2 (2)S 1和S 3A B C D 图 1 图 2三、生活中的电路——根据工作特征实际生活中的电路,用电器的连接方式不同,工作特征也不同。
如何判别简单的电路故障电路中的常见故障有两类:断路和短路。
分析故障一般是先根据故障现象分析故障类型,然后再进一步确定故障发生位置。
一、串联电路中的故障故障现象①:在如图1所示的电路中,一个灯泡发光,另一个不发光,电流表有示数。
所示的电路“研究串联电路中电流灯L1C.L2断路解析由“当开关闭合时,灯L1亮,灯L2不亮,电流表有示数”可知电路出现短路故障,且故障出现在不亮的灯L2上。
答案 D故障现象②:两灯均不亮,电流表无示数。
判别方法:若题目告知故障一定出在某个灯泡上,可用一根导线分别并接在每一个灯泡两端,当发现另一个灯泡发光,电流表有示数,则被并接的灯泡断路;若题目没有锁定故障大概位置,可用一个完好的灯泡分别与电路中每一个电路元件或多个元件并联,当发现检验灯泡发光,则被并接的电路部分断路;否则是电路其他部分断路。
例2 如图3所示,电流表量程较大,闭合开关时,发现电流表指针没有偏转,两灯均不亮。
某同学拿一根导线去查找电路故障,他将导线并接在bc、cd、ed两端时,电流表指针没有偏转,两灯均不亮;他将导线并接在ab两端时,电流表指针发生了偏转,灯泡L2发光,由此可知电路故障可能是()A.e点断路 B.L1断路 C.电流表短路 D.L2断路解析用导线并接在bc、cd、ed两端时,电路没有发生变化,这说明故障不在bc、cd、ed段;将导线并接在ab两端时,电流表指针发生了偏转,灯泡L2发光,这说明故障出现在ab段即电路故障可能是由L1断路引起的。
答案 B二、并联电路中的故障4图1图3图2图5教育资源故障现象④:两灯均不亮,电流表无示数。
判别方法:干路某处出现断路,可用导线分别与干路中各电路元件并联的方法确定故障具体位置。
例3 为了验证并联电路的电流特点。
小薇设计了如图5所示的电路进行实验。
小徽先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是:。
掌握技巧 快速解题 一、判断物体是否带电根据电荷间的相互作用规律及带电体的性质,可以推测物体是否带电或带电的种类。
要注意的是,若两个轻小物体相互吸引,则有以下两种情况:①一个带电,一个不带电;②带异种电荷。
若两个轻小物体相互排斥则只有一种情况,带同种电荷。
例1 如图1所示,通草球甲、乙相互排斥,甲、丙相互吸引,如果已知甲带正电,那么乙、丙的带电情况是( )A.乙带负电、丙带正电B.乙带正电、丙带正电C.乙带负电、丙带负电或不带电D.乙带正电、丙带负电或不带电解析 甲带正电,甲、乙相互排斥,则甲、乙一定带同种电荷,即乙一定带正电。
甲与丙相互吸引,而吸引的现象:一是异种电荷相互吸引;二是带电体能够吸引轻小物体。
由于已知甲一定带正电,则丙一是可能和甲带异种电荷,即带负电;二是丙可能不带电。
所以,选项D 正确。
答案 D二、判断电流方向判断电流方向的步骤是:①确定发生定向移动的是什么电荷;②弄清此种电荷是从哪个物体转移到哪个物体;③电流方向与正电荷定向移动方向相同,与负电荷定向移动方向相反。
例2 如图2所示,取两个相同的验电器A 和B ,使A图 1带负电,B不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来。
下列说法正确的是()A.B中正电荷通过金属棒流向A,A金属箔的张角减小B.A中的自由电子通过金属棒流向B,B金属箔的张角增大C.A中负电荷通过金属棒流向B,B中正电荷通过金属棒流向AD.金属棒中瞬间电流的方向从A流向B,B金属箔的张角增大解析验电器A带负电,有多余的带负电的电子,B不带电,用金属棒把A和B连接起来,由于金属导电的电荷是自由电子的定向移动,自由电子由A通过金属棒流向B,电流方向与电子定向移动方向相反,金属棒中瞬间电流的方向从B流向A,故选项B说法正确。
答案 B三、识别导体和绝缘体导体和绝缘体之间没有绝对的界限,容易导电的物体是导体,不容易导电的物体是绝缘体。
依靠经验判断是常用的方法,但不要死记硬背,可联系生活中哪些地方用什么导体来导电,用什么绝缘体来绝缘帮助记忆。
诠释电路的三种状态 电路是用导线将电源、用电器、开关等电路元件连接起来组成的电流可以流过的的路径。
电路的三种状态:通路、断路和短路。
现分别介绍如下:1. 通路:人们把正常接通的电路,即用电器能够工作的电路叫通路。
在图1所示的电路中,只闭合S 1,灯L 1所在的电路为通路;只闭合S 2,灯L 1、L 2串联构成通路;同时闭合S 1、S 3,断开S 2,灯L 1、L 2并联构成通路。
2.断路:电路中如果某处被切断,电路中就不会有电流通过,用电器不能 工作,这种情况叫做断路。
断路产生的原因主要有:(1)开关断开;(2)电路元件损坏;(3)导线断开或导线接头处接触不良。
例如,在图1所示的电路中,开关S 1、S 2均断开,整个电路中就没有电流通过,成为断路。
3.短路:短路有两种:用电器(局部)短路和电源短路。
(1)用电器短路:用导线并接在某用电器的两端,则电路中的电流就会从导线上通过,被短路的用电器因没有电流通过而不能工作,但其他与之串联的用电器是有电流通过的,会继续工作。
例如,图1中若同时闭合开关S 1、S 2,断开开关S 3,灯L 2虽表面上接入了电路,但它被开关S 1局部短路了,并没有电流通过,所以这时只有灯L 1亮,L 2是不亮的。
(2)电源短路:用导线将电源正负极直接连接起来,或在连接实物电路时,形成了 电流从电源正极流出不经过任何用电器回到电源负极的情形,称为电源短路。
图1中若同时闭合开关S 2、S 3就会出现电源短路,电源短路时电路图1中的电流非常大,易烧坏电源。
在日常生活中、做电学实验时一定要避免出现电源短路的情况。
同学们要养成一个习惯,连接电路时,一定要先断开开关,检查无误后,再闭合开关,开始实验。
例1 如图2所示,小灯泡正在发光的是( )图2解析小灯泡要发光,电路必须闭合,且有电流。
A图电路没有闭合,没有电流;B图电路倒是闭合了,可是电路中没有电源;C图所示电路中既有电源,电路也处于闭合状态,所以小灯泡可以发光;D图中虽有电池,但电池没有正确地接入电路,虽然电路闭合了,但电路中也不会有电流通过,所以小灯泡也不会亮。
明确要领 测量电流一、方法例1 要用电流表测灯泡L 1中的电流,如图1所示的四个电路中,正确的是( )解析 用电流表测量电路中的电流,首先观察电流表是否与待测电路串联,再分析“+”“-”接线柱接法是否正确。
A 图电流表接在干路中,测的不是通过L 1的电流;B 图电流从“-”接线柱流入,“+”接线柱流出,这样指针反向偏转,会损坏电流表;D 图电流表和L 1、L 2并联在电路中,也就是电流表直接接在电源的两端,造成短路,易烧杯电流表。
只有C 测量方法正确。
答案 C二、连接例2 如图2所示,某物理兴趣小组的同学在“练习使用电流表”实验中,将线头M 、N 都接到电流表标有“0.6”字样的的接线柱上,此时电流表测量的是_______灯的电流;若要用电流表测干路中总电流,则接线头M 应接到电流表______接线柱,线头N 接电流表______接线柱。
解析 将线头M 、N 都接到电流表标有“0.6”字样的的接线柱时,从电源正极流出的电流在电流表“0.6”接线柱处分支,一支路通过L 2回到负极,另一支路经过电流表、灯L 1后流回负极,电流表与灯L 1串联,测量的是L 1的电流。
电流表串联在干路上测总电流,接线头M 应接到电流表的“3”接线柱,电流经过电流表后分支,因此,线头N 应接电流表的“-”接线柱。
答案 L 1 3 -三、纠错例3 (1)如图3是错误电路,若不加以改正,会出现的危害是_________。
(2)要A B C 图 1 图 2求只改动一根导线,使其成为正常的并联电路,且电流表测量L 2的电流。
解析 (1)分析电路可知,开关闭合后,从正极流出的电流路径是:正极→电流表→开关→负极,电流表直接连接在电源的两极形成短路。
(2)要求只改动一根导线,且电流表测量L 2的电流,这时电流表必须跟L 2串联,也就是说电流表与L 2之间要保证唯一相连,只有断开L 2与开关右端的连线才能保证它们之间连接的唯一性,应将开关右端到L 2左端的连接改为开关右端连接到L 2的右端。
电路转“画” 巧除故障
观察以实物图呈现的故障电路,要求仅动某根导线的一个端点,使电路变成能满足一定要求的正确电路,这类题既要求同学们熟练掌握电路知识,又要求同学们具有较强的观察和分析解决问题的能力。
求解攻略:先根据实物图画出与之相对应的电路图(应标明电表的正负接线柱),再结合题中要求寻找突破口,不断尝试应改动哪根导线的哪一个端点,最终找到完全符合要求的解决方案。
例1 如图1是张华同学在“用电流表测电流”的实验中连接的电路。
(1)闭合开关,你会观察到灯泡L1和L2的发光情况是。
(2)针对上述现象,你认为该电路存在的问题是:。
(3)请你在原图上改动一根导线,使两只电流表分别测干路和支路电流。
要求:在需要改动的导线上画,将改动后的导线画出,导线不能
图
1
图2
1
解析 先根据实物图画出与之相应的电路图如图2所示,由于安培表相对于一根导线,由图易知,电流表A 1将灯泡L 1短路,故灯泡L 2发光,L 1不发光。
题目要求“在原图上改动一根导线,使两只电流表分别测干路和支路电流”,观察电路图易知,可改动导线c ,将A 2的“+”接线柱与开关和灯泡L 2之间的导线相连,如图3所示,根据图3易改画实物图如图4所示。
答案(1)L 2发光,L 1不发光;(2)电流表A 1将灯泡L 1短路;(3)如图4所示。
分析实验电路掌握电流规律
实验电路:
实验器材:三只不同规格的小灯泡、一个开关、两节干电池(或学生电源)、导线若干、一个电流表。
实验步骤:(1)按照上面电路图连接实物图,将规格不同的小灯泡L1、L2接入电路。
用电流表分别测出A、B、C三点的电流,填入实验表格中;(2)换上另外两只规格不同的小灯泡L1、L3(或L2、L3),再次测量A、B、C三点的电流。
注:两个实验的步骤是相同的。
实验结论:串联电路中各处的电流相等,并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
注意事项:(1)连接电路时,开关要断开;
(2)电流表的正、负接线柱不有接反,否则电流表的指针会反向偏转,无法读数,也容易损坏电流表;
(3)该实验换用不同规格的灯泡多次测量的目的是为了避免实验的偶然性和特殊性,使实验得出的结论具有普遍性。
故障分析:(1)探究串联电路中的电流特点时,若闭合开关后,灯泡都不亮,电流表无示数,则有可能是某一灯泡发生了断路;若只有一个灯泡亮,电流表有示数,则不亮的灯泡被短路;
(2)探究并联电路中的电流特点时,若两灯都不亮,且电流表示数很大,则存在短路现象;若两灯之一发光,则不亮的灯泡断路。
延伸类比:(1)串联电路的电流特点:串联电路中电流处处相等。
可用水流作类比,串联电路的电流类似于同一水管的水流,单位时间内流过横截面的流量处处相等;
(2)并联电路的电流特点:电流和水流相似,我们以水流为例,从干渠里流出来的分支,由于每一条支路上的水流都是从干渠流出来的,所以每一条支路上的水流都比干渠里的水流小。
同理,在并联电路中,每一条支路中的电流都比干路中的电流小,所以并联电路有分流的特点。
实验拓展:小明在研究串联电路的电流特点时,发现灯L1比灯L2亮,便作出“通过L1的电流大于通过L2的电流”的假设,由此推理,在图中A、B、C三点的电流I A、I B、I C大小关系为I A>I B>I C,也就是说电路中的电流是越来越小的。
因此,基于以上假设,若在A点串联一个电流表,闭合开关后,电流表示数就不能看作通过L1后的电流。
若通过实验测量后,比较I A、I B、I C发现I A=I B=I C,则说明小明的假设是错误的。
归纳总结:在串联电路中,电流的路径只有一条,因此通过某处的电
流也必须通过另一处,它们的电流是相等的,不能想当然地认为电路中的电流会越来越小。
另外,也不能简单的根据灯泡的亮暗程度判断电流大小,因为灯泡的亮度不仅与电流有关,还与其他因素有关。