电流和电路
学习目标：
1．初步认识电流、电路及电路图。
2．知道电源和一些常用电器。
3．从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。
学案导学
知识点一：电流
1.电流的形成
就像水的定向移动能形成水流一样，电荷的定向移动形成电流。这里的电荷包括正电荷和负电荷。有的导体导电是靠正电荷定向移动，负电荷不动；有的导体导电靠负电荷的定向移动，正电荷不动（如金属导体）；有的导体导电靠正负电荷同时向相反的方向移动（如酸碱盐的水溶液）。所以任何一种电荷的定向移动都能形成电流。
2.电流方向
人们规定电流方向时，还并不清楚不同的导体中是哪一种电荷定向移动形成电流，所以规定正电荷定向移动的方向为电流方向。如果在某种导体中，确实是正电荷定向移动形成的电流，则电流方向与正电荷定向移动的方向一致，如果某种导体导电靠的是负电荷定向移动（如金属导体靠的是自由电子，自由电子带负电，属于负电荷），则电流方向与负电荷定向移动的方向相反。
在电源外部，电流是从电源正极出发，经用电器回负极，在内部，是从负极到正极。因为导线是金属导体，金属导电靠的是自由电子的定向移动，而电子带负电，所以在电源外部，自由电子的定向移动方向是从负极经用电器回正极。
【典型例题】下列关于金属中电流方向的说法中，正确的是（ ）
A. 自由电子定向移动的方向和电流方向相反
B. 自由电荷定向移动的方向为电流方向
C. 自由电子实际移动的方向为电流方向
D. 正电荷实际定向移动的方向为电流的方向
【答案】A
【解析】
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电荷的定向移动形成电流，把正电荷的定向移动的方向规定为电流方向。电荷包括正电荷和负电荷，自由电子带负电荷。金属导体中的电流实际上是依靠自由电子的定向移动形成的，不是正电荷实际定向移动形成的。自由电子带负电，电流的方向与负电荷定向移动的方向相反。故选A。
【针对训练】下列说法错误的是（ ）
A．负电荷定向移动可以形成电流
B．物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向
C．在电源外部，电流从电源正极经用电器流向负极
D．金属导体中自由电子定向移动的方向和电流方向相同
【答案】D
【解析】
物理学规定电荷的定向移动形成电流，把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，在金属导体中，能够自由移动的是自由电子；电流的方向就是自由电子定向移动的相反方向，因此A．负电荷定向移动可以形成电流这种说法是对的，不符合题意；B．物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向，也符合物理学的定义，不符合题意；C．在电源外部，电流从电源正极经用电器流向负极，这种说法也符合物理学中电流的定义，不符合题意；D．金属导体中自由电子定向移动的方向和电流方向相反，而不是相同，所以D错误，不符合题意；答案选D。
知识点二：电路的构成
一个完整的电路包括电源、开关、用电器和导线。
电源是提供电能的装置，包括干电池、蓄电池、发电机等，其中干电池工作是把化学能转化成电能，它的碳棒是正极，锌筒是负极；蓄电池在工作时也是把化学能转化成电能，它在充电时相当于用电器，把电能转化成化学能；发电技术把机械能转化成电能的装置。
开关控制电路的通电，开关闭合时相当于导线，它在电路中不消耗电能。
用电器是消耗电能的装置，如电灯，把电能转化成光能；电扇，把电能转化成机械能；电热水器，把电能转化成内能等。
导线是输送电能的装置，没有导线的连接，电能就无法从电源输送到用电器。
【典型例题】指出下列电路图的错误：
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【答案】电路中没有电源
【解析】
一个完整的电路包括电源、开关、导线、用电器，没有电源的电路中不会有电流，不是完整的电路
【针对训练】在下图所示的电路中，正确的是（ ）
【答案】C
【解析】
构成一个完整的电路必须有用电器、电源、开关和导线。A图中没有用电器；B图中电源被短路，这是绝对不允许的；C图中电源、开关、导线、用电器都有，且闭合开关时，电路中有电流通过，所以是正确的；D图中缺少电源。
知识点三：电路图
用符号表示电路连接情况的图叫电路图。
各元件符号中，电源由一长一短两条竖线表示，其中长的竖线代表正极，短的代表负极，如下图。
+ -
二极管也是有正负极的，二极管的符号像一个箭头，按箭头方向为正进负出，是通路，反之为断路，如下图。
+ -
画电路图时要注意：一般把电路图画出长方形，线要横平竖直；电路元件放在长方形的各条边上，不能放在四角。
【典型例题】画出下图中的实物所对应的电路图。
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【答案】
【解析】
电路图是实物连接图的原理依据。电路图与实物连接图的区别主要是元件符号与实物的区别。因此，可以认为，电路图与实物连接图的相互交换，就是元件符号与实物（符号代入法）的相互变换，变换的关键是弄清实物图中的各元件的位置和连接方式，由实物与符号一一对应连接起来。本例中，按以上所述方法，首先将图中各实物元件用元件符号替换，各元件所处位置不变；再将各元件的符号按实物的连接方式连接起来；然后再依据画电路图的要求画出符合要求的规范的电路图 (如下图)。
【针对训练】指出下图的错误，画出正确的电路图：
【答案】
甲图：开关S断开时，灯L1和L2能发光，但开关S闭合时，电源短路，改正的方法是将开关S
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与灯串联。
乙图：电路中缺少电源，不能形成电流，改正的方法是接入电源。改正后正确的电路如下：
【解析】
常见的错误电路一般有三种：（1）短路，短路又有直接短路和闭合电键后造成电源正、负极直接相连的短路。（2）电流不能形成回路。（3）电路中缺少必要的元件。
知识点四：通路 断路 短路
接通的电路叫做通路，此时用电器能够正常工作。如下图所示：
断开的电路叫断路，此时电路中没有电流，用电器不能工作，如下图：
直接用导线把电源的正负极连接起来，这就是短路，电源被短路时，电路中有很大的电流，可能把电源烧毁，这是绝对不允许的。如下图所示，开关闭合时，电源将被短路。
如果用导线把用某个用电器的两端连接起来，这个用电器中将没有电流通过，所以不能工作，这种情况叫用电器被短接。如下图：
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【典型例题】关于电源短路及其危害，下列说法中正确的是（ ）
A．短路就是连接电路用的导线很短
B．短路没有危害，并且节省导线
C．短路就是电路中没有开关
D．短路时，电源会发热而烧坏
【答案】D
【解析】
电源短路就是一条导线直接接在电源两端，这是绝对不允许的，因为这样会使电路中有很大的电流，电源急剧发热从而被烧坏。
【针对训练】如图，若开关闭合后，灯L1、L2均不亮，小华同学用电流表检查电路故障，当她将电流表接在L1两端时，两灯都不亮，将导线连接在灯L2两端时，L1亮而L2不亮．由此可以判断（ ）
A．L1短路 B．灯L2短路
C．灯L1断路 D．灯L2断路
【答案】C
【解析】
由电路图可知，两灯串联，闭合开关时两灯均不亮，说明电路中应有断路存在，或是两灯均短路；
用电流表接在L1两端时，两灯仍不亮说明开关或灯L2可能存在断路；
而用电流表接在L2两端时，L2不亮而L1亮说明电路导通，即L1及开关应是正常的，同时也不可能为两灯同时短路，故只能为L2发生了断路。
今日感悟
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