第十二讲 电路初探
考点梳理
知识精讲
电路初探
两种电荷
验电器
导体、绝缘体、半导体
电路
电路的构成
电路图
电路的三种状态
串联和并联
电流和
电流表
电流
电流的测量—电流表
串、并联电路中电流的规律
电压和电压表
电路初探
电阻
变阻器
两种
电荷
摩擦起电:用①_____的方法使物体带电.
两种
电荷
②______:用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷.
③______:用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷.
相互作用:同种电荷相互④_____,异种电
荷相互⑤_____.
电荷量
定义:物体所带电荷的多少.
单位:⑥_____,简称⑦___,符号⑧___.
摩擦
正电荷
负电荷
排斥
吸引
库仑 库 C
验电器
作用:检验物体是否带电.
原理:用带电体接触验电器的金属球,就有
一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上,
这两金属箔带同种电荷,由于互相排斥而张
开.
导体:容易导电的物体,如金属、人体、大地、石墨、
食盐水等.
绝缘体:不容易导电的物体,如橡胶、玻璃、塑料、
陶瓷等.
半导体:导电性能介于⑨____和⑩______之间的物体,
如硅.
超导现象:某些物质在很低的温度时,电阻变成了零
的现象,如铝在-271.76 ℃以下,电阻就变成了0.其应
用如发电厂发电、输送电能、制造电子元件等.
导体 绝缘体
电路的
构成
电源:能够持续 ____的装置.
用电器:消耗电能的装置.如电灯、电动机、蜂
鸣器等.
开关:控制电路 ____的装置.
电路:电源、用电器,再加上导线、开关,组
成的电流的路径.
供电
通断
11
12
几种常用的元件及其符号:
灯泡 电池 开关 电流表 电压表
滑动变
阻器
电阻
_____ ______ _______
电路图:用符号表示电路连接的图.
13 14 15
电路的三
种状态
通路:人们把正常接通的电路,即用电器能够
工作的电路,叫做通路.
断路:电路中如果某处被切断,电路中就不会
有电流流过,这种情况叫做断路.
短路:直接用导线将电源的正、负极连接起来,
这种情况叫做短路.
连接方
式 串联 并联
定义 用电器 ________连接的电路 用电器 ____连接的电路
特征
电路中只有 ____电流路径,各
元件互相影响,不能独立工作
电路中的电流路径至少有两条,分为干
路和支路,各支路中的元件可以独立工作
,互不影响
逐个顺次
并列
一条
16
17
18
开关
作用 ____控制所有用电器
____中的开关控制整个
电路;支路中的开关控制该
支路
电路
图
实例
装饰用小彩灯、开关和
用电器等
家庭中各用电器、教室里
的照明灯、路灯等
开关
干路
19
20
电流
定义:电荷的 ________形成电流.
方向:把 ___电荷定向移动的方向规定为电流
的方向.
电流是表示 ________的物理量;通常用字母I
表示,它的单位是安培,简称安,符号是 __.
其他常用电流单位:毫安(mA)、微安(μA).
单位换算:1 mA= ___A,1μA= ___A.
定向移动
正
电流强弱
A
10-3 10-6
21
22
23
24
25 26
(1) 作用:测量电路中的电流.
(2) 符号: _______.
(3)当接入标有“0.6”的接线柱时,
量程为0~0.6 A,分度值为 ____A.
当接入标有“3”的接线柱时,量程
为0~3 A,分度值为 ___A.
27
28
29
0.02
0.1
(4)使用方法:a.必须将电流表和被测用电
器 ___联;b.必须让电流从红色(或标有
数字“0.6”、“3”)接线柱流进,再从黑
色(或标有“-”号)接线柱流出;c.必须正
确选择电流表的量程;d.不允许把电流表
直接连接到电源两极.
(5)读数:a.明确所选电流表的 ____;b.
确定电流表的分度值;c.根据电流表指针偏
过总的小格数,读出电流值.
串
量程
30
31
串、并联电路
中电流的规律
串联电路:各处电流均 ____.
并联电路: ____中的电流等于 ______
中电流之和.
相等
干路 各支路
32
33 34
电压和
电压表
电压
电压的测量——电压表
串、并联电路中电压的规律
电压
通常用字母U表示,单位是伏特,简称伏,
符号 ___.
其他电压常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV).
单位换算:1 kV= ___V= ___mV,1 mV=
___V.
常考举例:一节干电池的电压是 ___V,蓄
电池电压 __V,人体的安全电压不高于
__ V,我国家庭电路中的电压是 ___V.
V
103 106
10-3
1.5
2
36 220
35
36 37 38
39
40 41
42
(1)作用:测量电路中的 ____.
(2)符号: ______.
(3)当接入标有“3”的接线柱时,量程为
0~3 V,分度值为 ___V.当接入标有
“15”的接线柱时,量程为0~15 V,分度
值为 ___V.
电压43
44
45
46
0.1
0.5
(4)使用方法:a.将电压表和被测用电器
___联;b.必须让电流从红色(或标有数
字“3”、“15”)接线柱流进,再从黑色
(或标有“-”号)接线柱流出;c.必须正
确选择电压表的量程.
(5)读数:a.明确所选电压表的 ____;b.
确定电压表的分度值;c.根据电压表指针
偏过总的小格数,读出电压值.
47
并
量程48
串、并联电路
中电压的规律
串联电路:各用电器电压之和 ____
电源两端电压.
并联电路:各支路用电器两端的电压
____电源两端电压.
等于
等于
49
50
电阻
定义:表示导体对电流 ____作用的大小,
用R表示.
单位: ____,符号是 ___,常用单位:千
欧(kΩ)、兆欧(MΩ).
单位换算:1 kΩ= ___Ω,1 MΩ= ___Ω.
影响因素:导体的电阻大小与导体的 ____、
____和 ________等因素有关.
阻碍
欧姆 Ω
103 106
材料
长度 横截面积
51
52 53
54 55
56
57 58
变
阻
器
定义:能改变接入电路中电阻大小的元件.
原理:利用改变 ___________________来改变电阻.
使用前先观察 ____,选择合适的变阻器
滑动变
阻器
使用:采用“一上一下”的连接方式,闭合
开关前,滑片滑到阻值 ______.
作用: ________;
________,从而改变电流和部分电路两
端的电压.
接入电路电阻丝的长度
铭牌
59
60
最大处
保护电路
改变电阻
61
62
63
一
重难点突破
串、并联电路的识别及其特点
例 1 如图所示的电路,电源电压为6 V,试回
答下列问题:
例1题图
(1)当S3闭合,S1、S2断开时,两灯泡___联,此时
电流表 的示数为0.1 A,电压表的示数为4 V,则
通过小灯泡L1的电流为____A,通过小灯泡L2的电
流为___A,小灯泡L2两端的电压为___V.
(2)当S3断开,S1、S2闭合时,两灯泡___联,此时
通过电流表 的示数为0.45 A,通过电流表 的示
数为0.3 A,则通过小灯泡L1的电流为____A,小灯
泡L2两端的电压为___V.
串
2
0.1
0.1
6
并
0.15
例 2 如图所示,电源电压为6 V,闭合开关后,
电流表 示数为0.5 A,电流表 示数为0.2 A.试
回答下列问题:
例2题图
(1)两电阻R1、R2的连接方式是___联;
(2)电压表 测量________________两端的电压;
(3)电路中的总电流为___A,通过R1的电流为___A,
通过R2的电流为____A;
(4)电压表的示数为___V,R1两端的电压为___V.
R2(或R1或电源)
并
0.2
0.5 0.3
6 6
除根据串、并联电路的定义来识别串、并联电
路外,还可以用以下方法来识别:
电流
法(
最常
用的
方法
)
①电路中只有一条电流路径,途中不分流——
串联(如图甲)
②电路中电流从正极流出在某一点分流(如
图乙中a点),经过用电器后又在某一点会合
(如图乙中b点),回到负极——并联(如图
乙)
方 法 指 导
方 法 指 导
电流
法(
最常
用的
方法
) 甲 乙
方 法 指 导
拆除
法
去掉任意一个用电器,若另一个用电器不工
作,则这两个用电器串联(如图甲);若另一
个用电器不受影响仍然正常工作,则这两个
用电器为并联(如图乙)
方 法 指 导
拆除
法
方 法 指 导
节点
法
在识别电路时,不论导线有多长,只要其间无
电源、用电器等,则导线可以视作一个点,连
接的两个点都相同则为并联,有一个点不
同则为串联(如图甲,灯泡L1连接在节点1和2
上,灯泡L2连接在节点2和3上,所以灯泡L1、
L2串联;如图乙,灯泡L1、L2、L3有共同的
节点1和节点2,所以灯泡L1、L2、L3并联)
方 法 指 导
节点
法
乙甲
注:在识别电路时,如果电路中有电压表或者电流表,
可把电压表看作断路,把电流表看作导线,简化电路,
然后再使用上述三种方法进行分析.
二 电路作图
连接实物图类型一
例3 如图所示,电源为两节新干电池,用笔画线代替
导线,将图中元件连接成电路.
要求:电压表测量灯泡两端的电压,当滑动变阻器的
滑片向左移动时,灯泡变亮.
例3题答图
如答图所示
例3题图
例4 根据图中电路图请在实物图中用笔画线代替导
线,完成相应实物电路的连接.
例4题图
例4题答图
如答图所示
备 考 指 导
(1)连接方法:
(2)滑动变阻器连接方法:
滑动变阻器遵循“一上一下”原则,连接时要注意
题意要求滑动变阻器滑片向哪边移动引起电阻的相
应变化;
备 考 指 导
(3)电压表量程的选择:
如果电源为干电池(或电源电压已知),可以根
据干电池的节数判断出电路的总电压(一节干电
池的电压为1.5 V),再根据电压的测量要求确定
电压表的合适量程;
备 考 指 导
(4)注意事项:
①连接的实物图中各元件的顺序应与电路图保持
一致;
②一般从电源正极(或负极)开始连接,沿电流
流向,终止于电源负极(或正极);
③连线应简洁、明确、到位、不得交叉,导线的
端点必须接在各元件的接线柱上.
例5 在虚线框中画出如图所示实物电路连接的
电路图.
类型二 根据实物图画电路图
例5题图
如答图所示
例5题答图
备 考 指 导
①连接方法:
a. 识别实物图,确定其连接方式;
b. 在草稿纸上画出电路图的草图:一般从电源正
极开始,遇到什么画什么,并标上电路元件符号,
当遇到分流点时,先画其中一条支路,再画另一
条支路,会合之后再画到电源负极,也可以以相
反的次序连接;
备 考 指 导
c. 最后将草图进行整理,注意电路图最好画成长
方形,横平竖直,符合规范,除滑动变阻器外,
其他元件符号不要画在拐角处.
②注意事项:
a. 使用统一的符号;
b. 尽量避免交叉;
c. 连线要横平竖直,尽量使电路图整洁美观;
d. 交叉相通处要画结点.
例6 为节省电能,楼道中的照明灯只有同时满足
“黑暗和有人路过楼道”时,才会自动亮.为满足用
户要求,小强设计出了楼道照明灯的“智能控制电
路”,控制电路由“光控开关”和“声控开关”组
成,在下图中完成电路的连接.
类型三 电路设计作图
例6题图
如答图所示
例6题答图
备 考 指 导
设计电路的具体步骤如下:
①通过用电器间的工作状态是“相互影响”还是“互不影
响”,确定用电器之间是串联还是并联关系;
②按照开关与被控制的用电器是串联的原则,确定开关的位
置;
③如果开关的使用与常理相反,则说明开关与被控制的用电
器并联;
④确定其他用电器之间的串、并联关系,进而画出电路图.
三 电路故障分析
例7 如图所示的电路,闭合开关S,灯L1不发光,灯
L2发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路故
障是( )
A. L1被短接
B. L1断路
C. L2被短接
D. L2断路 例7题图
B
方 法 指 导
解答此类试题的步骤:首先根据电流表有无示
数判断电路故障类型,然后根据电压表有无示
数或示数的变化情况判断故障具体位置.
实验
实验突破 基础小实验
命题点 电荷间的相互作用
1. 如图所示,用丝绸摩擦两根玻璃
棒,手持一根玻璃棒,靠近另外一
根被吊起的玻璃棒,观察到的现象
是________________,这说明了
____________.
两根玻璃棒远离
同种电荷相斥
2. 验电器是用来_______________
___的仪器,是根据____________
_____的原理制成的.
命题点 验电器
检验物体是否带
同种电荷相互电
排斥
3. 如图所示,电流表的量程是
______A.读数是____A.
命题点 电流表的读数
0~0.6 0.28
4. 如图所示,电压表的量程是
_____V.读数是____V.
命题点 电压表的读数
0~3 2.3
5. 如图所示,通过比较电
路接在铜丝及镍铬合金丝
上时灯泡的明暗程度来判
断电阻大小与____的关系.
命题点 探究影响导体电
阻大小的因素
材料
材料重点实验
实验一 探究串、并联电路的电流规律
命题点:
1. 连接电路时的注意事项(开关断开)
2. 电流表的使用和读数
3. 电流表指针偏转问题分析
4. 电路故障分析
5. 换用不同规格的灯泡多次测量的目的(保证实验
规律的普遍性和正确性)
6. 实验设计的完善
7. 表格数据分析
8. 实验评价
9. 实验方案改进
实验结论:
串联电路中的电流处处相等;并联电路中干路
中的电流等于各支路中的电流之和.
例1 在探究并联电路中干路电流与各支路电流的关
系时,一班各组同学从甲、乙、丙、丁四种规格的
灯中,选取两个并联起来接在相同电源上,组成如
图甲所示的电路,然后把一个电流表分别接入电路
中A、B、C处测量电流,并记录数据.
例1题图
(1)小李同学将电流表接在A处,闭合开关,电流
表示数如图乙所示.为了测量结果准确,她应该断
开开关,___________,重新进行实验.
(2)小张同学测量时,闭合开关,发现指针向
“0” 刻度的左侧偏转.则电流表连接存在的错误是
________________.
(3)老师收集到几个组的数据如下表:
改接小量程
正负接线柱接反了
组别 L1规格 L2规格 IA/A IB/A IC/A
1 甲 甲 0.12 0.12 0.23
2 乙 丙 0.15 0.20 0.35
3 甲 丁 0.12 0.14 0.26
4 甲 丁 0.16 0.18 0.30
对于测量数据的相关分析,以下说法中正确的两个
是_____.
A. 第1组的数据没有测量误差
B. 分析多组数据是为了减小误差
C. 选用不同规格的灯进行实验,可使结论更具普遍
性
D. 第4组数据的偏差可能是电流表未调零引起的
CD
【解析】(1)图中电流表选用的是0~3 A的大量程,
分度值为0.1 A,指针的偏转幅度很小,其示数为
0.1 A,在另一量程0~0.6 A 的量程范围之内,所以
为了提高测量的准确性,应选择0~0.6 A的小量程
进行测量;(2)当电流表的正负接线柱接反时,
指针会反向偏转;
(3)任何数据的测量都存在测量误差,误差不可
避免,A错误;分析多组数据是为了使结论更具普
遍性,B错误;在探究并联电路中干路电流与支路
电流的关系时,换用不同的小灯泡进行测量,可
使结论更具普遍性,C正确;在第4组数据中,干
路中的电流与各支路电流之和存在较大的偏差,
有可能是电流表在测量前没有调零所致,D正确.
故选CD.
补 充 设 问
(1)小李刚接好最后一根导线,电流表的指针就发
生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘记
________.
(2)小李先将电流表接在L1所在的支路,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:___________
_____.
断开开关
L1或电流表
断路
补 充 设 问
(3)结合你用一个电流表做实验时的体会,提出
一条对本实验的改进意见:
_________________________________________
_______.
同时使用三个电流表分别测量通过两灯和干路
的电流
实验二 探究串、并联电路的电压规律
命题点:
1. 连接电路过程中,开关要断开(保护电路)
2. 电压表的使用和读数
3. 电压表问题分析
4. 电路故障分析
5. 改变电源电压或换用不同的灯泡多次实验的目
的(保证实验规律的普遍性和正确性)
6. 实验设计的完善
7. 实验操作评价
8. 表格数据分析
9. 实验方案改进
实验结论:
串联电路中电源两端电压等于各用电器两端
电压之和;并联电路中电源两端电压与各支路用
电器两端的电压相等.
例 2 在今年的实验操作考试中,吴丽同学抽到
“探究串联电路电压的规律”的实验,其实验过
程如下:
例2题图
(1)她在检查实验器材时发现电压表的指针位置
如图甲所示,接下来她要对电压表进行的操作
是_____.
(2)问题解决后,开始按图乙连接好电路,用开
关试触时发现电压表的指针又偏转到图甲的位
置,则电压表产生此现象的原因是__________
_______________.
调零
电压表的正
负接线柱接反了
(3)改正错误后,她用电压表分别测量L1两端的电
压UAB、L2两端的电压UBC 和L1、L2两端的总电压
UAC,更换不同灯泡,再做两次实验,将三次测出
的电压填入下表 .
实验次数 UAB UBC UAC
第一次 0.8 2.2 3
第二次 1.0 2.0 3
第三次 1.2 1.8 3
请你根据她的实验过程和有关数据回答下列问题:
①上面设计的表格中存在不足之处是
_______________.
②分析表格中的数据,得出的实验结论是
_____________________________________________
_____.
物理量没有单位
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压
之和
③在许多实验中都需要进行多次测量:有的是为了
找到普遍规律,避免偶然性;有的是为了求平均值
以减小误差.下列实验中多次测量的目的与本实验
相同的是___(填字母).
A. 测量物体的长度
B. 伏安法测电阻
C. 探究重力大小与质量的关系
C
【解析】(1)由图知,电压表指针没有指在零刻度
线上,使用电压表前应对电压表进行调零,使指针
指在零刻度线上;(2)根据题意可知,电压表的指
针发生了反向偏转,说明电压表的正负接线柱接反
了;(3)①分析表格内容可知,表中测量的物理量
没有单位,因此该表格的不足之处:物理量没有单
位;②AB两点间的电压为L1两端的电压,BC两点间
的电压为L2两端的电压,AC两点间的电压为电路两
端的总电压.由表中的数据可以看出:
第一次实验:UAC=UAB+UBC=0.8 V+2.2 V=3 V;
第二次实验:UAC=UAB+UBC=1.0 V+2.0 V=3 V;
第三次实验:UAC=UAB+UBC=1.2 V+1.8 V=3 V;
因此可以得出: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UAC=UAB+UBC;③研究
“串联电路电压的规律”,多次实验的目的是总结
规律,避免因次数太少造成结论的偶然性或片面性.
测量物体的长度,采用多次测量的目的是:取平均
值,减小测量误差;伏安法测电阻,采用多次测量
的目的是:取平均值,减小测量误差;探究重力大
小与质量的关系,多次测量的目的是:总结规律,
防止结论的偶然性.故选C.
补 充 设 问
(1)实验时,在题图乙中的A、B两点接上电压表,
闭合开关,发现两灯都不亮,而电压表示数等于
电源电压,则电路故障是小灯泡________.
(2)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2
应该选择_______(选填“相同”或“不相同”)的
小灯泡.
L1断路
不相同
实验三 探究影响导体电阻
大小的因素
命题点:
1. 转换法的应用[在电压不变的情况下,通过
比较导体中电流的大小(电流表示数或灯泡的亮
度)来判断导体电阻的大小]
2. 实验中比较电阻大小用电流表而不用灯泡的
原因(电流表可以显示微弱的电流变化)
3. 控制变量法的应用
①探究导体电阻与导体材料的关系(选取横截
面积、长度均相同的不同种材料制成的导体)
②探究导体电阻与导体长度的关系(选取同种
材料制成的横截面积相同、长度不同的导体)
③探究导体电阻与导体横截面积的关系(选取
同种材料制成的长度相同、横截面积不同的导
体)
4. 温度对电阻大小的影响
实验结论:
导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截
面积和温度有关;当其他量不变时,导体电阻
与其长度成正比,与横截面积成反比.温度越高
电阻越大,不同的材料有不同的电阻.
例 3 在探究决定电阻大小的因素时,研究小组中
甲、乙、丙三位同学作出如下猜想:
例3题图
甲:导体的电阻与导体的长度有关.
乙:导体的电阻与导体的材料有关.
丙:导体的电阻与导体的横截面积有关.
实验室备有几种电阻丝,参数如下表.
如图所示,是为完成探究连接的实验
电路.
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金丝 1.0 0.2
b 镍铬合金丝 1.0 0.1
c 镍铬合金丝 0.5 0.1
d 锰铜合金丝 0.5 0.1
(1)实验中应通过比较_____的大小,来比较电阻丝
电阻的大小,达到验证猜想的目的.
(2)若要验证乙同学的猜想,则应该选用_____(填
编号)两根电阻丝进行对比实验.
(3)选用b、c两根电阻丝进行对比实验,是为了验
证___同学的猜想.
电流
c、d
甲
【解析】(1)分析电路图可知,电流表测量的是电
路中的电流,根据欧姆定律可知在电源电压不变的
情况下,电路中的电阻越大,电路中的电流越小,因此
可以通过比较电路中的电流大小来反映电阻的大
小;(2)要验证猜想乙,需要控制导体的长度和横
截面积相同,使导体的材料不同,所以要选用c、d两
根电阻丝进行对比实验;
(3)b、c两根电阻丝的材料相同(镍铬合金
丝)、横截面积相同(s=0.1 mm2);而长度不同
(b的长度1.0 m,c的长度0.5 m),因此是验证电阻
大小与长度的关系,所以验证的是甲同学的猜想.