【本讲教育信息】
一、教学内容
第十二章 电流和电路 第一节 电荷 第二节 电流和电路 第三节 串联和并联
二、考点点拨
本节学习的主要内容有:带电体的性质,电荷间的作用规律及带电体的检验,导体和绝缘体,电路的组成及各组成部分的基本作用,电流方向规定的理解,通路、开路、短路的概念,短路的危害,常用的电路元件符号、电路图,串联电路和并联电路,会画串、并联电路图等。
三、跨越障碍
知识点一:
1、摩擦起电现象
探究 |
现象 |
将圆珠笔笔杆与头发摩擦后靠近小纸屑 |
圆珠笔笔杆吸引小纸屑 |
将摩擦过的塑料梳子靠近小纸屑 |
塑料梳子吸引小纸屑 |
用摩擦过的塑料棒靠近细水流 |
水流向塑料棒一方弯曲 |
将文具盒中的文具,如直尺、钢笔、铅笔、三角板等摩擦后靠近小纸屑 |
小纸屑被吸引 |
结论:经摩擦后的物体具有吸引轻小物体的性质,我们称为物体带了电或者说带了电荷。
2、两种电荷及电荷间的相互规律
现象:
|
实验 |
现象 |
总结 |
|
两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近 |
相互排斥 |
用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电一定是相同的 |
|
两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近 |
相互排斥 |
用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电一定是相同的 |
|
用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近 |
相互吸引 |
相同的电荷会相互排斥,而用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近时相互吸引,说明它们带的电荷不同 |
结论:①自然界只存在两种电荷:正电荷和负电荷
②同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
【典型例题】
例1、有三个通草球,如图A带正电,A、B相斥,B、C吸引,则B、C带什么电?
解析:B带正电,C带负电或不带电。很显然B带正电,但在分析C时,如不仔细读题,应误认为其带负电,仔细看题,告诉我们为“通草球”,并没说是否带电,所以C的带电情况为“带负电”或“不带电”。
例2、如图所示,将一束扯成线状的塑料捆扎绳,用清洁干燥的手自上而下地捋,塑料绳就会向四周散开,而且捋的次数越多,下端散开得越大,这是为什么?
答案:手与塑料绳摩擦,因为塑料绳为绝缘体,这样塑料绳就带了同种电荷,而由电荷间的相互作用规律,同种电荷相互排斥可知,塑料绳之间要相互排斥,所以越捋越乱。本题主要考查学生四个知识点:(1)摩擦起电;(2)塑料绳为绝缘体;(3)同种物质带相同电荷;(4)同种电荷相互排斥。
知识点小结:
检验带电体的方法有三种
(1)物体能否吸引轻小物体
(2)电荷间相互作用的规律
(3)用验电器检验
3、实验室里常用验电器来检验物体是否带电。从验电器张角的大小,可以判断所带电荷的多少。电荷的多少叫做电荷量。电荷量简称为电荷,电荷的单位是库仑,简称库,符号为C。人们把最小的电荷量叫做元电荷。
通常情况下,原子核内的正电荷跟核外电子所带的负电荷的总量相等,整个原子不显电性。由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同,当两个物体相互摩擦的时候,哪个物体的原子核束缚电子的本领弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上,失去电子的物体因缺少电子而带正电,得到电子的物体因为有多余的电子而带等量的负电,在转移的过程中,电荷的总量是保持不变的。在转移过程中只能转移带负电荷的电子。
思考一下:同种物质构成的两个物体相互摩擦是不可能带电的,这是为什么呢?
解析:摩擦起电是因为两种不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同,使电荷发生了转移,从而使两物体带电的。而同种物质组成的两个物体中的原子核束缚电子的本领是相同的,相互摩擦时就不会出现电子的得失,因此不可能带电。所以,当丝绸跟玻璃棒摩擦时,玻璃棒带正电荷,是因为玻璃棒失去了电子;而丝绸带负电荷,是因为丝绸得到了电子。
4、导体和绝缘体
导体善于导电是因为导体里有大量的自由电荷,绝缘体不善于导电是因为绝缘体几乎没有自由电荷。导体和绝缘体并没有绝对的界限,在某些特定的条件下导体和绝缘体可以转换。
例3、下列几组物体在常温下属于导体的是:
A. 铅笔芯、铁丝、人体 B. 海水、油、水银
C. 塑料尺、硬币、大地 D. 炭棒、陶瓷、玻璃
例4、以美国为首的北约部队,曾使用石墨炸弹轰炸某地区,炸弹在空中爆炸产生大量的石墨絮状物降落,造成该地区大片地区停电,石墨炸弹使供电系统遭到破坏的原因是什么?
解析:该题是电学与战争武器相结合的题目。首先要明确石墨炸弹的原理,石墨炸弹与普通炸弹不一样,普通炸弹是靠碎片爆炸造成杀伤的,石墨炸弹爆炸后形成石墨絮状物,挂在各种带电设备上,造成电路短路,从而造成用电设备损坏。所以原因就是石墨絮状物使电路短路。
知识点二:电流和电路
1、电流——电荷的定向移动形成电流。把正电荷移动的方向规定为电流的方向。
如图所示,A、B是两个完全相同的金属球,都放在绝缘支架上. A带大量负电荷,B带大量正电荷,用铜导线C连接两球,则
A. 电子从B流向A,电流方向从A到B
B. 电子从A流向B,电流方向从B到A
C. 正电荷从B流向A,电流方向从A到B
D. 正电荷从A流向B,电流方向从B到A
解析:B
金属球A带负电荷,则说明A有多余的电子;金属球B带正电荷,说明B缺少电子。用铜导线C连接AB的瞬间,A球中的部分多余电子应通过C向B做定向移动而形成电流,因此导线C中的瞬间电流是由自由电子做定向移动而形成的,即电子由A流向B。自由电子带负电,按规定其定向移动形成电流的方向应与导线中自由电子定向移动方向相反,所以电流的方向应是由B到A。
电流的形成:
(1)可能是由正电荷定向移动形成的。
(2)可能是由负电荷定向移动形成的。
(3)可能是由正负电荷同时向相反方向移动形成的。
例、如图所示为电视机的显像管工作电路,试判断其电流方向。
答案:电视机显像管的电流方向是从荧光屏到电子枪。此题在分析中,因搞不清楚导电的粒子为哪种粒子,带什么电,引起做题失误。所以解此题关键为判断带电粒子是什么物质。我们首先看到,此题无电源,不能按电源决定电流方向判断,而稍加细致分析可知,荧光屏发光是由于电子在电场中高速运动撞击而发光,所以在导电过程中是由电子从电子枪出发,射到荧光屏上的,而电子带负电,电流方向与负电荷运动方向相反,便可得出电流方向是从荧光屏到电子枪。
2、电路中形成持续电流的条件
如图,如果能使小灯泡发光,只有把开关闭合。开关打开,小灯泡是不会发光的。而把开关闭合,把干电池拿掉,灯泡也不会发光。
结论:电路中形成电流的条件有两个:
(1)有电源。(2)闭合的电路。
3、电路:把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流的路径。
画电路图时应注意:
(1)电路元件的符号要用统一规定的符号,不能自造符号。
(2)要注意所画符号与实物的对应性。
(3)合理安排电路元件符号,使之均匀分布在电路中,具有对称性,特别注意元件的符号一定不能画在电路的拐角处。
(4)电路图最好呈长方形,有棱有角,导线要横平竖直,力求把电路图画得简洁、美观、大小比例适中。
知识点三:串联和并联
1、串联电路
把电路元件顺次连接起来的电路叫串联电路。电流只有一条路径,无干路、支路之分,通过一个用电器的电流一定也通过另一个用电器,各用电器相互影响,开关控制所有用电器。
2、并联电路
把电路元件并列连接起来的电路叫并联电路。电流有两条或两条以上路径,有干路支路之分,干路电流在分支处分两个或两个以上的支路,每个支路中都有电流通过,即每条支路都与电源形成一个通路。干路开关控制整个电路,支路开关只能控制本支路。
3、串联电路和并联电路的识别方法:
(1)若电路中各元件是逐个首尾顺次连接,即从电源的正极出发,根据电流流向的路径,一个元件连一个元件回到电源的负极,则此电路是串联电路,否则,此电路是并联电路。
如图甲所示只有一条电流路径,即为串联,如图乙所示,电流在a处分为了两条路径,I1经过R1,I2经过R2后在b处又汇合,所以此电路为并联电路。
甲
乙
(2)串联电路中去掉一个元件,电路中所有用电器都会停止工作;在并联电路中,去掉一个用电器,其他用电器仍能正常工作。
例:如图甲S闭合后,R1与R2怎样工作?
解析:此题实际是考查学生对串并联电路的分析,对于2个元件的分析,我们常用去元件法,当把R2去掉时,如图乙所示R1正常工作,将R1去掉时,如图丙所示R2正常工作,说明R1与R2的工作状态互不影响,所以R1与R2为并联。
【典型例题】
例1:判断图中灯L1、L2、L3的连接方式
例2:下列与实物图一致的电路图是( )
解析:C
例3、下列四个电路图中与右边实物图相对应的是
解析:C
例4、保密室有两道门,只有当两道门都关上时(关上一道门相当于闭合一个开关),值班室内的指示灯才会发光,表明门都关上了. 下图中符合要求的电路是
解析:A
例5、如图所示电路中,电源电压适当,要使电铃和电灯同时有电流通过,以下做法中正确的是( )
A. 断开S1,闭合S2、S3 B.
断开S3,闭合S1、S2
C. 闭合S1,断开S2、S3
D.
闭合S2,断开S1、S3
答案:D
例6、如图是理发用电吹风机的电路,其中电热丝通电会发热,电动机通电会送风,选择开关S同时与哪两个点接触时,电吹风机送出的是热风?
A. 1和2 B.
2和
答案:B
解析:此题的关键在于判断开关的移动方式,由图可知此题是双刀开关,并且是两刀一块移动,当S接4、5时,电路断开,没接通;当S接3、4时,只有电动机接入电路,是冷风;当S接2、3时,电热丝与电动机电源同时接通,为并联,是热风;当S接1、2时,只有电热丝工作,这样是会放热,但热不能从吹风筒内散出,这样会烧坏电热丝,所以答案为B。
4、电路的三种状态
电路的状态 |
定义 |
特点 |
通路 |
处处连通的电路 |
电路中有电流,用电器工作 |
开路(断路) |
在某处断开的电路 |
电路中无电流,用电器不工作 |
短路 |
不经过用电器而直接跟电源的两极相连的电路 |
用电器不工作,电路中有很大的电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘层,引起火灾 |
例7、如图所示电路中,当开关S1、S2均闭合后,则
A. L1、L2都能发光 B. L1、L2都不能发光
C. Ll能发光,L2不能发光 D. Ll不能发光,L2能发光
解析:B
例8、如图所示,开关S闭合时,可能发生的现象是( )
A. L1发光、L2不发光
B.
L1被烧坏
C. L2被烧坏
D. 电池被烧坏
答案:D
例9、如图所示的电路,闭合开关S1和S2后,下列分析正确的是
A. 小灯泡亮、电铃响 B. 小灯泡亮、电铃不响
C. 小灯泡不亮、电铃响 D. 小灯泡不亮、电铃不响
解析:C
说明:短路是导线不经过用电器直接跟电源两极相连的电路。局部短路是将一根导线直接与用电器的两端并联,若电路中还有其他用电器,不会造成电源短路,这种电路为局部短路。局部短路时,被短路的用电器中几乎无电流通过,这个用电器将不再起作用,也不会被损坏,电路中其他用电器工作时电流会增大。
例10、如图所示,若开关S闭合后,灯L1、L2均不亮,小华同学利用一根导线去查找电路故障,当她将导线连接在灯L1两端时,两灯均不亮,将导线连接在灯L2两端时,灯L1亮而灯L2不亮。由此可以判断( )
A. 灯L1短路 B.
灯L2短路 C. 灯L1断路 D.
灯L2断路
解析:本题利用一根导线对电路故障进行判断。开关S闭合后,灯L1、L2均不亮,可以初步判定电路中某处开路;导线接在灯L1两端时,两灯均不亮,进一步判断该电路是由于某处开路所致;将导线连接在灯L2两端时,灯L1亮而灯L2不亮,此时电路为通路,除L2外电路各部分都有电流经过,说明除灯L2外,电路的其他地方是完好的,因此判定灯L2处断路。选D。
例11、用一个电源(电压足够大),一个电铃,一个小灯泡,两个开关和若干导线组成电路。只闭合一个开关时铃响灯不亮,只闭合另一个开关时灯亮铃不响,则开关都打开时可能出现的情况是( )
A. 铃响灯也亮
B. 铃响灯不亮
C. 铃不响灯亮
D. 铃不响灯也不亮
答案:A、D
解析:A的电路图如甲,D的电路图如乙。
四、小结
本节课主要复习了:
1、物体相互吸引时,对带电性质的判断。对摩擦起电实质的理解、导体和绝缘体的记忆和区分。
2、电流的方向、电路的组成、电路元件符号及电路图。
3、对串、并联电路的判断等。注意电路中的短路及局部短路。
五、下一讲预习导学案:
第十二章 电流和电路 第四节 电流的强弱 第五节 探究串、并联电路中的电流规律
1. 电流是表示_____________的物理量,用符号_____________表示,国际单位是_____________,用符号___________表示。
2. 一只普通家用白炽灯正常发光时的电流约为( )
A. 200A B. 20A C. 0.2A D. 20mA
3. 电流表与用电器__________联,并且让电流从___________柱流入,从___________柱流出。
4.6A=_________mA=__________μA;120μA=___________mA=___________A。
5. 如图所示,左边电流表表盘上每小格表示___________A,读数为____________A;右边电流表表盘上每小格表示_____________A,读数为_____________A。
6. 在下图中,用电流表测量并联电路中通过灯L1的电流,以下四个图中,哪一个是正确的?( )
7、本节课运用科学探究的学习方法,探究活动的主要环节分别为( )、( )、设计实验、进行实验、(
)、评估、交流。
【模拟试题】
一、选择题
1、用细绳悬挂三个轻质通草球,其中任意两个靠近都相互吸引,根据这个现象,可以肯定三个小球:( )
A. 均带电
B. 只有一个带电
C. 只有一个不带电,另两个带同种电荷
D. 只有一个不带电,另两个带异种电荷
2、把一个轻质的小球靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们相互吸引,则这个小球
A. 一定不带电 B. 一定带负电 C. 一定带正电 D. 可能不带电
3、如下图中,灯L1和L2是串联的是______,并联的是_______
4、下列四组物质中,都属于绝缘材料的是( )
A. 水银、玻璃、油 B. 玻璃、石墨、纯净水
C. 塑料、橡胶、陶瓷 D. 干木柴、陶瓷、海水
5、关于导体和绝缘体,下列说法正确的是( )
A. 导体中有多余的自由电子,而绝缘体中没有多余的自由电子
B. 导体对电荷的移动没有阻碍作用,绝缘体对电荷的移动有阻碍作用
C. 木头始终是良好的绝缘体
D. 绝缘体在一定条件下可以转化为导体
6、电路中的电流既看不见,也摸不着,但是它的许多特点和水流、车流类似,人们在研究电流的特点时,多用水流来相比,这种科学思维方法可以叫做( )
A. 控制变量法
B.
归纳法
C. 类比法
D.
以上说法都不正确
7、电路中能产生持续电流的条件是( )
A. 电路中有用电器 B.
电路中有电源
C. 电路中有开关 D.
电路中有电源,并且电路是闭合的
8、如图所示的实物电路图中,可以使小灯泡发光的正确电路是( )
9、如图所示,开关S闭合时,可能发生的现象是( )
A. L1发光,L2不发光 B. 电池被烧坏
C. L1的灯丝被烧坏 D. L2的灯丝被烧坏
二、填空题
1、当把用电器接在电池的正、负两极时,电流沿着电池____________极到____________,再回到电池____________极的方向流动。如图所示,当开关合上时,电流方向是从__________点经过__________点再到_________点。
2、善于导电的物体叫做____________;不善于导电的物体叫做____________。金属中由于有____________,所以能够导电。食盐水溶液能导电的原因是________________________。
3、一个简单电路由____________、____________、____________、____________四部分组成。只有开关____________时,电路中才有电流。在用导线连接用电器时,开关要处于____________状态。
4、判断下列图中L1与L2的连接方式。
5、如图,要使灯L1与L2串联,应该闭合开关S3,断开开关_____;若要使灯L1与L2并联,应闭合开关_____,断开开关S3;绝对不允许将开关______同时闭合。
三、作图题
1、请仔细观察家中常用的手电筒,在方框内画出它的电路图。
2、在以下方框中,不改变各符号的位置,用笔画线代替导线把这些器材按以下要求连成电路,作图时,导线不能交叉。
(1)左框中的两个灯泡串联,用一个开关控制两个灯泡。
(2)右框中的两个灯泡并联,用一个开关控制两个灯泡。
3、根据如图的实物接线图,做以下题目。
(1)两个小灯泡是______联。
(2)标出通过小灯泡的电流方向。
(3)画出电路图。
【试题答案】
一、选择题
1、D
2、D
3、甲;乙,丙;
4、C
5、选D。解析:导体容易导电,是因为导体内有能够自由移动的电荷,绝缘体不容易导电是因为绝缘体中的电荷几乎都被束缚在原子或分子的范围内,不能到处移动;通常情况下,一切导体对电荷的定向移动都有阻碍作用;导体和绝缘体并不是绝对的,良好的绝缘体也可能变成导体。
6、此种方法叫作类比法,选C
7、解析:只需记住电路中持续产生电流的条件和电源的作用。应选D。
8、选C。从图中可以看出,A的电源没连接,在B中当开关闭合后,相当于直接把电源的正负极连在了一起,C正确。
9、选B。解析:因为当开关S闭合时,电源的正负极被直接连在了一起。
二、填空题
1、正,用电器,负,A,C,B
2、导体,绝缘体,自由电子,有自由移动的带电粒子
3、电源、用电器、开关、导线,闭合,断开
4、串联 并联 并联 串联
5、S1、S2;S1、S2;S1、S2、S3
三、作图题
1、
2、
(1)
(2)
3、
(1)并
(2)
(3)