九年级物理知识要点复习:
第十五章《电流和电路》
1、知道电流和电路;
2、知道串联和并联;
3、知道串、并联电路的电流的规律;
知识点一、两种电荷1.物体带电:摩擦过的物体有吸引轻小物体的性质,我们就说物体带电。带电物体(带电体)的基本性质:吸引轻小物体(轻小物体指:碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等)。
2.使物体带电的方法
①摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。原因:不同物质原子核束缚电子的本领不同。
实质:电荷从一个物体转移到另一个物体使正负电荷分开;能的转化:机械能→电能。
②接触带电:物体和带电体接触后带了电。如带电体与验电器金属球接触使之带电。
③感应带电:由于带电体的作用,使带电体附近的物体带电。
3.两种电荷:(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电;实质:物质中的原子失去了电子。
(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电;实质:物质中的原子得到了多余的电子。
4.电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
5.验电器:(1)构造:金属球、金属杆、金属箔。如图所示。
(2)作用:检验物体是否带电和物体带电多少(带电多,金属箔张开角度大)。
(3)原理:同种电荷相互排斥。
6.电荷量:电荷的多少叫电荷量,简称电量;在国际单位制中,电量单位是库仑,简称为库,符号是C。
元电荷(e):在各种带电微粒中,电子电量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷;元电荷也是物理学的基本常数之一,常用符号e表示。基本电荷e=1.×10-19库仑,是一个电子或一个质子所带的电荷量,任何带电体所带电荷都是e的整数倍。
7.中和:放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象。
扩展:①如果物体所带正、负电量不等,也会发生中和现象。这时,带电量多的物体先用部分电荷和带电量少的物体中和,剩余的电荷可使两物体带同种电荷。②中和不是意味着等量正负电荷被消灭,实际上电荷总量保持不变,只是等量的正负电荷使物体整体显不出电性。
8.导体:善于导电的物体。常见材料:金属、石墨(铅笔芯)、人体、大地、酸碱盐溶液、含杂质的水。
导电原因:导体中有大量可以自由移动的电荷。
说明:金属导体中电流是自由电子定向移动形成的,酸、碱、盐溶液中的电流是正、负离子都参与定向运动。
9.绝缘体:不能(不善于)导电的物体。常见材料:橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。
不善于导电的原因:没有可以自由移动的电荷。
10.“导电”与“带电”的区别:导电过程是自由电荷定向移动的过程,导电体是导体;带电过程是电子得失的过程,能带电的物体可以是导体,也可以是绝缘体。
11.导体和绝缘体之间并没有绝对的界限,在一定条件下可相互转化。一定条件下,绝缘体也可变为导体。
原因是:加热使绝缘体中的一些电子挣脱原子的束缚变为自由电荷。
12.半导体:导电能力介于导体与半导体之间的物体。常见材料:锗、硅等。
被甲材料摩擦过的乙棒与被毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥,则乙棒带______电荷(选填“正”或“负”),是因为乙棒在摩擦过程中______电子(选填“得到”或“失去”)。
负;得到。
(1)自然界只存在两种电荷,正电荷和负电荷,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。(2)不同物质组成的物体,原子核夺得电子的本领不同,相互摩擦时,一个物体夺得电子,因多余电子带负电,另一个物体因缺少电子带正电。本题考查了对电荷间的相互作用规律和摩擦起电的理解,属于基础题。
解:橡胶棒和毛皮摩擦过程中,橡胶棒得到电子带负电荷,毛皮失去电子带正电荷;乙棒与橡胶棒相互排斥,说明乙棒带负电,是因为乙棒在摩擦过程中得到电子造成的。
故答案为:负;得到。
知识点二、电流和电路
1.形成:电荷的定向移动形成电流。
该处电荷是自由电荷。对金属来讲是自由电子定向移动形成电流;对酸、碱、盐的水溶液来讲,正负离子定向移动形成电流。
2.电流方向:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。在电源外部,电流的方向从电源的正极到负极。
电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。
3.获得持续电流的条件:①电路中有电源、②电路为通路。
4.电流的强弱
(1)电流:单位时间内通过导体横截面积的电荷量叫电流,用符号I表示。
(2)物理意义:表示电流强弱的物理量。
(3)公式:
(4)单位:在国际单位制中,电流单位是安培,简称安,用符号A表示;电流常用单位还有:毫安(mA)、微安(μA);换算关系:1A=mA,1mA=μA。
一些常见的电流值:家用电冰箱的电流约为1A,家用空调的电流约为5A,计算器中电流约为μA,手电筒中的电流约为mA等。
(5)电流的三种效应:1)电流的热效应,如白炽灯,电饭锅等;2)电流的磁效应,如电铃等;3)电流的化学效应,如电解、电镀等。
注:电流看不见、摸不着,我们可以通过各种电流的效应来判断它的存在,这里体现了转换法的科学思想。
5.定义:用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路。如图(1)是常用手电筒电路内部结构图,图(2)是其实物原理图和电路图。
常见的电路状态有:通路、开路、短路。
6.三种电路:①通路:接通的电路;②开路:断开的电路,也叫断路;③短路:电源两端或用电器两端直接用导线连接起来。特征:电源短路,电路中有很大的电流,可能烧坏电源或烧坏导线的绝缘皮,很容易引起火灾。
7.电路组成:
②用电器:用电来工作的设备。工作时:将电能→其他形式的能。
③开关:控制电路的通断。
④导线:输送电能。
8.电路图:用规定的符号表示电路连接的图叫做电路图。
图中的四个电路图中,与实物图对应的是()。
电路理解分析。
由实物图可知,电流从电源的正极出发,分别流经两个灯泡,经过一个灯泡后,直接回到负极,经过另一个灯泡后,再经过开关,回到负极,两灯并联,开关控制一只灯泡,对各选项逐一分析。在A中,两只灯泡串联,不合题意;在B中,两只灯泡并联,开关控制一只灯泡,符合题意;在C中,两只灯泡并联,开关控制两只灯泡,不合题意;在D中,开关闭合后,一只灯泡被短路,不合题意。
故选B。
知识点三、串联电路和并联电路
1.串联电路
把元件逐个顺次连接起来的电路叫串联;电路中只有一条电流路径,一处段开所有用电器都停止工作。如图(1)是两个灯泡串联的电路。
图(1)串联
图(2)并联
2.并联电路
把元件并列的连接起来的电路;电路中的电流路径至少有两条,各支路中的元件独立工作,互不影响。如:家庭中所有用电器的连接都是并联。图(2)是两个灯泡并联的电路。
3.识别电路串、并联的常用方法
⑴电流分析法:在识别电路时,电流:电源正极→各用电器→电源负极,若途中不分流用电器串联;若电流在某一处分流,每条支路只有一个用电器,这些用电器并联;若每条支路不只一个用电器,这时电路有串有并,叫混联电路。
⑵断开法:去掉任意一个用电器,若另一个用电器也不工作,则这两个用电器串联;若另一个用电器不受影响仍然工作则这两个用电器为并联。
⑶节点法:在识别电路时,不论导线有多长,只要其间没有用电器或电源,则导线的两端点都可看成同一点,从而找出各用电器的共同点。
⑷观察结构法:将用电器接线柱编号,电流流入端为“首”电流流出端为“尾”,观察各用电器,若“首→尾→首→尾”连接为串联;若“首、首”,“尾、尾”相连,为并联。
⑸经验法:对实际看不到连接的电路,如路灯、家庭电路,可根据他们的某些特征判断连接情况。
许多家庭的卫生间都安装有照明灯和换气扇。使用时,有时需要各自独立工作,有时需要它们同时工作。如图所示的电路中,你认为符合上述要求的是()。
电路分析。
分析题意要求电灯与风扇相互不影响,能独立工作,故应使电灯与风扇并联,且要“各自独立工作”说明各自的支路有一个开关控制,干路上没有开关。故选D。
知识点四、电流的测量
1.电流的强弱
(1)电流:单位时间内通过导体横截面积的电荷量叫电流,用符号I表示。
(2)物理意义:表示电流强弱的物理量。
(3)公式:
(4)单位:在国际单位制中,电流单位是安培,简称安,用符号A表示;电流常用单位还有:毫安(mA)、微安(μA);换算关系:1A=mA,1mA=μA。
一些常见的电流值:家用电冰箱的电流约为1A,家用空调(厨房电器)的电流约为5A,家用电风扇、日光灯电流约为0.4A,计算器中电流约为μA,手电筒中的电流约为mA等。
(5)电流的三种效应:1)电流的热效应,如白炽灯,电饭锅等;2)电流的磁效应,如电铃等;3)电流的化学效应,如电解、电镀等。
注:电流看不见、摸不着,我们可以通过各种电流的效应来判断它的存在,这里体现了转换法的科学思想。
2.电流测量
1)测量仪器:电流表。
①定义:用来测量电流大小的仪表叫电流表。常用电流表叫磁式电流表(亦称磁电式表头,由于测量的需要不同,电流表可分为安培表、毫安表和微安表。
②特点:其内阻很小,可视为零,接入电路中不影响电路中电流大小。
2)测量方法:
(一)读数时应做到“两看清”即看清接线柱上标的量程,看清每大格电流值和每小格电流值。
(二)使用时规则:两要、两不要。①电流表要串联在电路中;②电流要从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出,否则指针反偏。
③被测电流不要超过电流表的量程。危害:被测电流超过电流表的最大测量值时,不仅测不出电流值,电流表的指针还会被打弯,甚至表被烧坏。
选择量程:实验室用电流表有两个量程,0~0.6A和0~3A。测量时,先选大量程,用开关试触,若被测电流在0.6A~3A可测量,若被测电流小于0.6A,则换用小的量程,若被测电流大于3A则换用更大量程的电流表。
④绝对不要不经用电器直接把电流表连到电源两极上,原因电流表相当于一根导线。
某同学用铅笔芯(主要成分是碳)自制简易爱迪生灯泡。他将直径0.5毫米的铅笔芯两端接上导线,放入盛有少量澄清石灰水的广口瓶中(如图甲),连接12伏电源和电流表,闭合开关,铅笔芯发出黄光并渐渐变亮,稍后渐渐变暗。断开电路,发现澄清石灰水变浑浊,铅笔芯明显变细。继续通电,铅笔芯烧断掉落。
(1)某时刻,电流表的示数如图乙所示,为安。
(2)请在答题纸图丙中画出该实验的电路图。
(3)瓶中的石灰水可起到作用。
(4)实验中,铅笔芯亮度渐渐变暗的原因是。
电流表的读数、电路图的画法。
(1)根据电流表的量程和分度值读出电流;(2)根据实验目的画出电路图;(3)二氧化碳可以使澄清的石灰水变浑浊以及吸收热量;(4)根据影响电阻的小的因素:长度、材料、横截面积分析出电阻的变化;根据P=分析出灯泡变暗的原因。
解:(1)电流表的量程为0﹣3A,分度值为0.1A,示数为1.5A。
(2)电路中需要用电流的大小反映出电阻的大小,故需要电流表,电路如下图所示:
(3)铅笔芯在燃烧过程中可以产生二氧化碳和大量的热,瓶中的石灰水可以检验实验中产生的二氧化碳气体,也能防止炽热的铅笔芯掉落使瓶底破裂。
(4)铅笔芯在燃烧过程中变细,横截面积变小,电阻变大,由于电源电压不变,根据P=可得,铅笔芯的实际功率变小,所以变暗。
故答案为:(1)1.5;(2)见上图;(3)瓶中的石灰水可以检验实验中产生的二氧化碳气体,也能防止炽热的铅笔芯掉落使瓶底破裂;(4)铅笔芯在燃烧过程中变细,横截面积变小,电阻变大,由于电源电压不变,根据P=可得,铅笔芯的实际功率变小,所以变暗。
知识点五、串联电路和并联电路中电流的规律
1.串联电路的电流规律:串联电路中各处电流都相等;公式:I=I1=I2(用电器越多,亮度越低)。
2.并联电路的电流规律:并联电路中总电流等于各支路中电流之和;公式:I=I1+I2(用电器越多,干路电流越大)。
1.毛皮和橡胶棒摩擦后,橡胶棒带负电,是由于()。
A.橡胶棒的一些电子转移到毛皮上;
B.毛皮的一些电子转移到橡胶棒上
C.橡胶棒的一些原子核转移到毛皮上;
D.毛皮的一些原子核转移到橡胶棒上
摩擦起电、两种电荷。
根据课本中有关负电荷的定义可知,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
其带负电的过程是这样的,由于橡胶棒的原子核对核外电子的束缚能力强,毛皮的弱。在两者摩擦的过程中,橡胶棒的电子,橡胶棒由于有了多余的带负电的电子,而带负电荷;毛皮在此过程中由于失去了电子,而带等量的正电荷。
故选B。
2.下列各组物质中,通常情况下都属于绝缘体的是()。
A.人体、大地、塑料;
B.金属、油、橡胶;
C.玻璃、空气、陶瓷;
D.大地、金属、盐水
导体与绝缘体。
A、空气属于绝缘体,金属、大地属于导体;
B、人体属于导体,纯水、塑料属于绝缘体;
C、胶木、橡胶、玻璃属于绝缘体;
D、盐水属于导体,干木棒、陶瓷属于绝缘体。故选C。
3.在连接电路的过程中,下列说法中正确的是()。
A.开关应该闭合;
B.开关必须断开;
C.必须从电源的正极开始,依次接好各电路元件;
D.必须从电源的负极开始,依次接好各电路元件
电路连接。
连接电路时,要断开开关;既可以从电源正极开始连接,也可以从电源负极开始连接;根据连接电路图的注意事项分析答题。
解答:CD、连接电路时,既可以从电源正极开始依次连接好电路元件,也可以从电源负极开始依次连接好电路元件,故CD错误。
AB、为保证电路安全,连接电路过程中,开关必须断开,故A错误,B正确。
故选B。
4.家用电冰箱的用电部分主要是电动压缩机和照明灯泡。其中,电动压缩机M受温控开关S1的控制,照明灯泡L受门控开关S2的控制,要求它们既能单独工作又能同时工作。图中是几个同学画出的家用电冰箱的电路图,其中符合要求的是()。
电路分析。
由题意知,电动压缩机M与温控开关S1串联,照明灯泡L与门控开关S2串联,灯和压缩机能独立工作说明两者是并联。
由题意知,灯和压缩机是并联关系,且各自的支路有一个开关控制,干路上没有开关。
故选B。
5.如图所示,开关S闭合时,电流表测量的是()。
A.L1中的电流;B.L2中的电流;
C.干路中的电流;D.以上说法都不对
电流测量。
由电路图可知L1与L2并联,电流表串联在L2的支路中,所以测量L2的电流。故选B。
6.如图所示,闭合开关S后,灯泡L1亮,电流表有示数,但灯泡L2不亮。原因可能是()。
A.灯泡L2的灯丝断了或灯泡L2与灯座未接通;
B.电流表被烧坏、烧断了;
C.电流表的两个接线柱间被短路;
D.灯泡L2的两个接线柱间被短路
电路故障分析。
A如果灯泡L2的灯丝断了或灯泡L2与灯座未接通,整个电路断路,L1不亮,电流表无示数.此选项不符合题意;
B如果电流表被烧坏、烧断了,整个电路断路,L1、L2不亮,电流表无示数.此选项不符合题意;
C如果电流表的两个接线柱间被短路,电流表无示数;灯泡都发光.此选项不符合题意;
D如果灯L2的两个接线柱间被短路,L2不亮,L1发光,电流表测量通过L1的电流有示数.此选项符合题意。
故选D。
7.电扇使用一段时间后,扇叶很容易粘上灰尘,这是因为扇叶转动过程中带上了,具有的性质,所以灰尘被吸在扇叶上。
物体带电。
掌握摩擦起电的原因,带电体能够吸引轻小物体。不同物质组成的物体,相互摩擦带异种的电荷,摩擦带电的物体具有吸引轻小物体的性质。
解答:扇叶和空气摩擦,扇叶和空气带有异种电荷,扇叶带电后吸引轻小的灰尘,所以灰尘被吸在扇叶上。
故答案为:电荷;吸引轻小物体。
8.A、B、C、D是四个带电小球,将它们用细线吊起后静止时的情形如下图所示。已知B球带正电,则A球带电,C球带电,D球带电。
电荷间相互作用。
已知B球带正电,由图可知:A排斥B,说明B与A带同种电荷,即A带正电;
B吸引C,说明B与C带异种电荷,即C带负电;
C排斥D,说明C与D带同种电荷,即D带负电。
故答案为:正、负、负。
9.将一个带电体接触带正电的验电器时,若:
(1)金属箔张角变大,说明带电体是带电荷;
(2)金属箔张角变为零,说明带电体是带电荷;
(3)金属箔闭合后又张开,说明带电体是带电荷,且所带电荷量比验电器所带电荷量(选填“多”或“少”)。
验电器使用、电荷间相互作用。
带正电的验电器的两片金属箔都带正电荷,金属箔带同种电荷排斥而张开。
(1)当带正电的物体接触带正电的验电器时,使两片金属箔带更多的正电,同种电荷相互排斥,张角更大。
(2)当带少量负电的物体接触带正电的验电器时,验电器的部分正电荷和物体的负电荷发生中和现象,使两片金属箔带的正电荷减少,张角减小。
(3)当很多带负电的物体接触带正电的验电器时,带电体上的部分负电荷和验电器的正电荷发生中和现象,使两片金属箔带的正电荷减少为0,带负电荷的物体的负电荷又转移到验电器上,使验电器的两片金属箔带负电荷,同种电荷相互排斥而张开.张角又增大。
故答案为:正;负;负;多。
10.电路中提供电能的是,消耗电能的是,输送电能的是,控制电能输送的是。
电路组成。
电路中各元件的作用:电源的作用是提供电能;
用电器的作用是消耗电能,将电能转化成其他形式的能;
导线是连接各元件,输送电能;
开关的作用是控制电路通断,控制输送电能的。
故答案为:电源;用电器;导线;开关。
11.城市中的路灯是联的;家庭中的用电器大多是联的;圣诞树上使用的“满天星”小彩灯有些是串联和并联而成的。
电路的连接。
(1)路灯和家用电器都可以独立工作,互不影响,所以是并联的连接方式.(2)每只小彩灯的工作电压很小,所以只能将多个小彩灯串联起来接在家庭电路中使用,这是依据串联分压的特点。
解答:(1)城市中的路灯和家庭中的用电器,都可以单独工作,并且互不影响,因此城市中的路灯和家庭中的用电器是并联的;
(2)串联电路的总电压等于各用电器电压之和.由于小彩灯的工作电压很小,所以只能将它们串联接在家庭电路中。
故答案为:并;并;串。
12.某同学用电流表测量电流时,发现电流表指针反偏,这是因为;另一位同学发现电流表指针偏转到右边没有刻度的地方,这是因为。
电流测量、电流表使用。
电流表是用来测量电流的仪表.用电流表测电流时,若发现针往左侧偏,这是因为正负接线柱接反;
如果指针偏转右侧没有刻度的地方,这是因为被测电流超过量程。
故答案为:电流表的正负接线柱接反了;被测电流超过了电流表的量程。
13.如图所示,要使灯L1和灯L2串联在电路中,应闭合的开关是;要使灯L1和灯L2并联在电路中,应闭合的开关是;开关不能同时闭合,否则会发生短路。
电路分析。
要使灯L1、L2串联,则应将两灯首尾相连接到电源两端,则由图可知只能闭合S2,断开S1和S3。
要使L1、L2并联,则需让电流从电源流出分别流入两灯中再汇合共同流入电源负极,则需要闭合S1和S3,断开S2。
当同时闭合开关S2和S3时,电流不经过任何用电器直接从电源正极流入电源负极,形成电源短路。
故答案为:S2;S1和S3;S2和S3。
14.如图所示,两间独立病房里各装一个开关,方便病人呼叫医护人员。在护士值班室有红灯、绿灯和电铃各一只,病人闭合开关S1,电铃响且灯L1亮;另一病人闭合开关S2,电铃响且灯L2亮。请用笔画线代替导线,连好电路。
电路设计。
电路图的设计要结合串并联电路的特点进行分析,且按要求放置开关;连接完电路图后,要根据题意进行检查。
根据题意可知,按下开关S1,L1灯亮,说明S1、L1串联;按下S2,L2灯亮,说明S2、L2串联;L1、L2可以独自工作,所以它们是并联的,并且各有一个开关控制。
解答:两灯泡并联,开关S1控制灯泡L1;开关S2控制灯泡L2;如下图所示:
15.小丽同学进行“探究并联电路的电流规律”实验,所用的电路如图1所示,她打算用电流表分别在A、B、C三处测出电流.请帮她完成如下几项工作:
(1)小丽把电流表接入A点,当闭合开关时,发现电流指针如图2所示,出现这故障的原因是______。
(2)连接正确后,测出三点的电流并记录数据.请将电流表的读数(如图3)写入表格。数据记录:
数据记录
测量处
A
B
C
电流/A
0.52
______
______
(3)分析上表的数据,就得出实验结论是否科学,其原因是什么?______。
并联电路电流规律实验。
(1)电流表向左端没有刻度的方向偏转,说明正负接线柱接反了;
(2)由图3可知,左图中电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,B点的电流为0.32A;由图中电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,C点的电流为0.24A。
(3)实验时,只测一组实验数据具有偶然性,不能说明普遍规律,应多次测量。
故答案为:(1)电流表的正负接线柱接反了;(2)0.32;0.24;(3)不科学,仅凭一次实验数据得出结论具有偶然性。
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