简单电路
【知识导航】
一、电路
1、电路:由电源、用电器、导线和开关等元件所组成的电流路径。
2、电路中元件的作用:
(1)电源:电源是提供电能的装置,是维持电路中有持续电流的装置,是将其他形式的能量转化为电能的装置。
(2)用电器:用电流来工作的设备,工作时将电能转化为其他形式的能。
(3)开关:接通或断开电路,控制用电器工作。
(4)导线:连接电源、用电器、开关,让电流形成通路,起传输电能的作用。
3、电路的三种状态:
(1)通路:在电路中当开关闭合时,电路中会有电流的电路叫做通路。
(2)开路:当开关断开,或电路某处断开,电路中不再有电流的电路叫做开路。
(3)短路:不经过用电器,用导线直接连接电源的电路,叫做短路。
(短路有两种情况:用电器部分短路和电源短路)
4、如图1所示,几种元件的符号:
图1 图2
5、如图2所示,短路有两种:一是电源短路,即将电源的正、负极直接用导线相连,这样可能会烧坏电源;
二是局部短路,即将用电器(或电表)的两端用导线直接相连,这样会导致被短路的用电器(或电表)不能工作,但不会烧坏。
二、串并联电路
串联并联
定义把元件逐个顺次连接起来的电路(首—
尾—首—尾)
把元件并列的连接起来的电路(首—
首、尾—尾)
特征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。
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。
开关作用控制整个电路干路中的开关控制整个电路。支路中
的开关控制该支路,控制该支路的用
电器。
电路图
实例装饰小彩灯、开关和用电器家庭中各用电器、各路灯
识别电路串、并联的常用方法:(选择合适的方法熟练掌握)
(1)电流分析法:根据“电源正极→用电器→电源负极”的方法分析电路中的电流,若电流在途中不分流,
则用电器串联;若在某处分流,则用电器并联。
(2)断开法:去掉任一用电器,若另一个用电器也不工作,则用电器串联;若另一个用电器不受影响仍然工
作则用电器并联。
(3)经验法:如路灯、家庭电路中的用电器是并联;电灯与控制它的开关之间是串联;节日小彩灯是串联等。
三、电流(用字母I表示)
1.电流是导体中的电荷的定向移动形成的,物理学规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
2.电流的单位:
(1)国际单位:安培,简称安,符号是A,
(2)常用单位:毫安 (mA)、微安(μA)。
(3)换算关系:1A=103mA=106μA
3.一些电流值:台灯和手电筒中的电流都约0.2A,计算器中的电流约100μA,电冰箱中的电流约1A等。
4.电流用电流表来测量,其使用方法是(两要两不要):
(1)要串联在待测电路中;
(2)要让电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,否则指针反偏;
(3)被测电流不要超出电流表的量程;若超出时,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。
(4)不要不经过用电器直接把电流表接在电源两端。否则造成电源短路,可能会烧毁电源和电流表,原因
是电流表相当于一根导线,电阻很小。
四、电压(用字母U表示)
1.电压的作用:电压使电路中形成了电流,某段电路中有电流必有电压,而有电压时不一定有电流。
2.电压的单位:
(1)国际单位:伏特,简称伏,符号是V,
(2)常用单位:千伏(kV),毫伏(mV),微伏(μV)。
(3)换算关系:1kV=103V,1V=103mV=106μV。
3.一些电压值:1节干电池的电压为1.5V,一个蓄电池的电压为2V,家庭电路的电压为220V,对人体的安全电压不高于36V,手机锂电池的电压为3.6V。
4.电压的测量:电压用电压表测量,其正确使用方法:
(1)必须把电压表和被测电路并联。
(2)必须让电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。否则指针会反偏。
(3)被测电压不得超过电压表的量程。若超出时,不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯,甚至烧
坏电压表。
(4)电压表可以不经过用电器直接把电压表接在电源两端,此时测得的电压是电源两端的电压。不会造成
电源短路,原因是电压表相当于一个很大的电阻。
5.电流表和电压表的异同点:
比较项目电流表电压表
A V
不符号
连接方式串联并联
同点能否直接
连接电源
不能能
量程0.6A 3A 3V 15V 每大格0.2A 1A 1V 5V 每小格0.02A 0.1A 0.1V 0.5V 内阻很小,几乎为零,相当于导线很大,相当于开路
相同点1.表在使用前要调零;
2、读数时先要看量程,再分析分度值;
3、电流从表的正接线柱流入,负接线柱流出;
4、被测量不能超过表的量程。
五、串联和并联电路的特点和规律:
1、串联电路:
(1)电流规律:串联电路中各处电流都相等。表达式:I=I1=I2。
(2)电压规律:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。表达式:U=U1+U2。
2、并联电路:
(1)电流规律:并联电路干路中的总电流等于各支路中电流之和。表达式:I=I1+I2。
(2)电压规律:并联电路中各支路两端的电压都相等。表达式U=U1=U2
【易错点梳理】
(1)识别电路串、并联的常用方法:
①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
②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。
(2)利用电流表、电压表判断电路故障:
①、电流表示数正常而电压表无示数:
“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表,
则故障原因可能是:①电压表损坏;②电压表接触不良;③与电压表并联的用电器短路。
②、电压表有示数而电流表无示数
“电压表有示数”表明电路中有电流通过,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表,则故障原因可能是①电流表短路;②和电压表并联的用电器开路,此时电流表所在电路中串联了大电阻(电压表内阻)使电流太小,电流表无明显示数。
③、电流表电压表均无示数
“两表均无示数”表明无电流通过两表,除了两表同时短路外,最大的可能是主电路断路导致无电流。
【典题精讲】
例1.如图所示的四种电路图,当开关均闭合时有短路现象的是()
【分析】一个正确电路是由电源、开关、导线、用电器四部分组成。短路有电源短路和局部用电器短路两种情况,电源短路因电流过大会损坏电源,是不允许的;局部用电器短路不会烧坏电源和用电器,有时利用用电器短路还能解决实际问题。
细化考点2:辨认串联电路和并联电路,会根据元件的连接方式判断电路连接的正误。
例2.如电路图所示,下列实物连接正确的是()
细化考点3:能根据具体要求绘制简单的电路图(不超过两个用电器)。
例3.根据图甲中所示电路图,将图乙中的实物连接起来。
【分析】按电路图连接电路,一般是按电流流向来连接。从电源正极开始,电源正极→开关S→灯L1→开关S1→负极(如图3中实线所示);找出分支点A,从分支点A→开关S2→灯L2→汇合点B
细化考点4:描述电流的概念,知道电流的单位,识别电流表,能正确使用电流表测量电路中的电流,使用试触法选择合适的量程。
【例4】如图所示,M、N表示一个电流表的两个接线柱,a、b、c、d表示电路中的四个连接点,若想用此电流表测量小灯泡的电流,则以下连接正确的是()
A、M接a,N接b
B、M接d,N接a
C、M接c,N接d
D、M接d,N接c
细化考点5:描述电压的概念,知道电压的单位,能正确识别电路中的电压表和使用电压表测量电路中的电压。【例5】如图所示,电源电压不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向左移动时,
下列说法正确的是()
A、电流表的示数变小
B、电压表的示数不变
C、电压表的示数变小
D、灯泡变暗
图3 图4
【分析】首先要分析电路的连接方式,根据电流表和电压表的特点,电流表在电路中相当于导线,电压表所在的
位置相当于开路(分析时可去掉),可看出,灯泡和滑动变阻器是串联,V 表测电源的电压,A 表测滑动变阻器的电流。
细化考点6:知道决定导体电阻大小的因素,会用滑动变阻器改变电流大小。
【例6】a 、探究导体电阻与长度的关系,控制的不变量有 、 、 。
实验结果: 相同的导体,长度越大,电阻越 。 b 、探究导体电阻与粗细的关系,控制的不变量有 、 、 。 实验结果: 相同的导体,越粗,电阻越 。
C 、探究导体电阻与材料的关系,控制的不变量有 、 、 。 实验结果: 相同的导体,电阻的大小与 有关。
综上可知:导体的电阻与导体的 、 、 有关,相同材料时,导体越长,横截面积越小,导体的电阻就越 。
【基础训练】
1.
某同学使用手电筒时发现小灯泡不亮,在进行检修前,他对造成该现象的直接原因进行了以下几种判断,其中不可能的是( )
A.小灯泡灯丝断了
B.电池两端电压过低
C.小灯泡接触不良
D.开关处出现短路
2. (2015年湖北宜昌)新交通法规定驾驶员不系安全带记3分,罚100元。汽车上设置了“安全带指示灯”,提
醒驾驶员系好安全带。当安全带系好时,相当于闭合开关,指示灯不亮;安全带未系好时,相当于断开开关,指示灯发光。下图中符合上述要求的电路图是( )
A B C D
3. (2015年浙江湖州)连接如图3所示电路,研究串联电路中电流的特点。实验时电流
表甲和乙的示数分别为0.18 A 和0.16 A ,造成两个电流表示数不同,可能是 ( ) A .电流表的缘故 B .灯泡和的电阻不同
C .导线有电阻
D .灯泡和在电路中的位置
4. (2013·山东枣庄)在如图4所示的电路图中,要使灯泡和组成串联电路,应
该( ) A.只闭合
B.只闭合
C.同时闭合和
D.同时闭合和
5. 在图5甲所示的电路中,电流表A 1的示数为1.2 A 。电流表A 2的示数如图乙所示。下列判断正确的是( )
-3
0.6
+
S
L 1
L 2
-
3
0.6A 1
A 2
甲 乙
图5 A.通过L 1的电流为0.7 A B.通过L 1的电流为1.2 A
C.通过L 2的电流为1.2 A
D.通过L 2的电流为2.5 A
6. 用一个电源、一个开关、两个电流表、两个灯泡组成了如图6所示的四个电路,其中电流表A 1能正确测L 1
的电流的是( )
A 1
A 2
L 1L 2
A 1
A 2
L 1
L 2
A 1
A 2
L 1
L 2
A 1
A 2
L 1L 2
A B C D 图6
7.
如图7所示,用电压表测量灯泡两端的电压的电路图,正确的是( )
S
V
S
V
S
V
S
V
A B C
D
图7
8. 如图10所示,电路元件及导线连接均完好,闭合开关, 则( ) A.不能发光,能发光 B.能发光,不能发光 C.都能发光 D.都不能发光
【能力提升】
1.一个验电器带有正电,它的箔片张开某一角度,用另一个有绝缘手柄的导体靠近验电器的金属球,发现验电器的箔片的张角减小,关于导体的带电情况,下面的说法正确的是( )
A. 只可能带负电
B.只可能带正电
C. 可能带负电或不带电
D.可能带正电或不带电
2.在图14所示的电路中,电阻R1、R2值分别为12欧和3欧,甲、乙两处可分别 接入电流表或电压表,则下列说法中正确的是( )。
A 、断开电键S ,甲、乙都接电流表时,甲、乙两个电表示数的比值为2
B 、断开电键S ,甲、乙都接电流表时,甲、乙两个电表示数的比值为1/4
C 、闭合电键S ,甲接电压表,乙接电流表时,甲、乙两个电表示数的比
值为3
D 、闭合电键S ,甲接电压表,乙接电流表时,甲、乙两个电表示数的比值为12
3、在图15所示的电路中,电源电压不变,闭合电键后,电路正常工作,一段时间
后,发现其中一个电压表示数变大,则( )
A、灯L可能变亮
B、灯L可能短路
C、电阻R可能断路
D、电阻R可能短路
4、如图所示的电路中,电阻R1的阻值是5Ω,干路中的电流I是0.5A,电阻R2两端的
电压是2V。求:
(1)通过R1的电流;(2)通过R2的电流;(3)R2的阻值。
5、某同学在“测量小灯泡电阻”的实验中,设计了如图14所示的电路。请你完成下列问题。(1)该实验的原理是(写公式)。
(2)在图14甲中a是表,b是表。
(3)对照电路图,在图14乙中用笔画线代替导线,连接实物图。(2分)
(4)连接电路时,应将开关;闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑在端。
(5)连接完电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片P灯泡都不发光,电流表无示数,电压表的示数为电源电压,这可能是由于造成的。
6.在图中所示电路中,两盏灯的连接方式是_______联。若两盏灯完全相
同。电源电压为9V,闭合开关后,电流表的示数为 0.3A,则经 10s,通
的电量是_____C,电压表的示数为______V。
过电灯L
2
7、如图1所示电路,当滑片P向左滑动时,电表读数的变化是()
A.电压表读数增大,电流表读数增大
B.电压表读数减小,电流表读数增大
C.电压表读数不变,电流表读数不变
D.电压表读数增大,电流表读数不变
强化训练
1. 关于原子,下列说法中正确的是( )
A 、原子由原子核和带负电的电子组成
B 、原子由带正电的质子和带负电的电子组成
C 、原子由带正电的质子和不带电的中子组成
D 、核外电子和原子核相对静止
2. 用与橡胶棒摩擦过的毛皮靠近与丝绸摩擦过的玻璃棒,则毛皮与玻璃棒( )
A 、相互吸引
B 、相互排斥
C 、无相互作用
D 、无法判断 3. 如果两个轻小物体互相吸引,则可能的是( )
A 、它们都带正电
B 、它们都带负电
C 、它们一个带正电,一个带负电
D 、它们都不带电
4. 当开关S 闭合时,两只小灯泡能同时发光的正确电路是( )
5. 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( )
6. 下列用电器正常工作时电流约为0.2A 的左右的的是( )
A 、电子表
B 、电饭煲
C 、台灯
D 、空调
7. 关于电流表和电压表的使用,下面说法中不正确的是( )
A 、使用前,如果它们的指针没有指到表盘的“0”点上,要先调零
B 、读数时,一定要先看清它们所使用的量程和分度值
C 、使用时,电流表要与被测电路串联,而电压表则要与被测电路并联
D 、它们都可以直接与电源两极连接
8. 小轿车上大都装有一个指示灯,用它来提醒司机或乘客车门是否关好。四个车门中只要有一个车门没关
好(相当于一个开关断开),该指示灯就会发光。下图为小明同学设计的模拟电路图,你认为最符合要求的是( )
9. 如图11-1所示,L 1 L 2是灯泡,且两灯均正常发光,“○”处可以连接电流表、电压表测量电路中的电
流、电压,以下说法中正确的是( ) A 、a 为电流表,b 为电压表,c 为电流表 B 、a 为电压表,b 为电压表,c 为电流表 C 、a 为电流表,b 为电流表,c 为电压表 D 、a 为电流表,b 为电流表,c 为电流表
A S 1 S 2 S 4
B S 4
S 3 S 3
S 2
S 1
L
L S 4
S 3
S 2
S 1
L
R
C S 4
S 3
S 2
S 1
L D
A
S 1
S 2
B S 1
S 2
C S 1 S 2
D
S 1
S 2
A
S B
S
C
S D
S
10. 如图11-2所示电路,闭合开关S 后,发现灯L1不亮,L2正常发光。此电路的故障可能是( )
A 、开关S 接触不良
B 、电灯L1灯丝断了
C 、电灯L1短路
D 、电灯L2短路
11. 小张家的卫生间按如图11-3所示的电路安装了照明灯L 和换气扇M ,则下面错误的是( )
A 、能各自独立工作
B 、能同时工作
C 、工作时通过的电流一定相等
D 、工作时两端的电压一定相等 12. 关于街道上路灯的说法中正确的是( )
A 、因为它们都是傍晚亮起,清早熄灭,所以它们是串联的
B 、有时候,某盏路灯坏了,其它的还会亮,所以它们是并联的
C 、只要一个开关就可以控制它们的亮灭
D 、必须每盏灯用一个开关控制
二、作图与简答题(每题6分,共18分)
1. 根据图11-5中的电路图,用笔画线代替导线连接实物电路。
2. 根据11-6中的实物电路,在右边的虚线框中画出电路图。
三、探究与计算题(第1题8分,第2题4分,第3题6分,共18分)
1. 在用电流表研究并联电路中电流关系的实验中,小明测出干路中电流
为0.5A ,通过灯泡L1的电流是0.24A 。现要测量L2中的电流,小磊连接了如右图11-9所示的电路,你认为该电路是否符合要求,请在图中进行改正。(用笔画线作连接导线,在需要拆除的导线上划“×”。)
S 1 S 2
M 220V
S
L 1 L 2
L 1
L 2
c
b
a
图11-1 图11-2 图11-3 S
L 1 L 2
A
A
12
3
0.20.4
0.6
0.63
L 1
L 2
图11-5
S 1
S 2
图11-6
图11-9
2. 如图11-10所示电路中,当S 闭合后,电压表V 1的示数为7V ,V 2的示
数为8V 。若电源电压为12V ,则灯泡L 2两端的电压为多少?
【中考真题】
1.【四川省巴中市2014年中考物理试卷】如图所示的电路图中,要使灯泡L 1和L 2组成并联电路,应该是( ) A . 只闭合S 3
B . 同时闭合S 1和S 3,断开S 2
C . 同时闭合S 1和S 2,断开S 3
D . 只闭合S 2
2.【甘肃省兰州市2014年中考物理试题】在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S 后,向右移动滑片P 。下列说法中正确的是( ) A .电压表的示数变大 B .电压表的示数变小 C .电流表A 的示数变大 D .电流表1A 的示数变小
3.【湖北省武汉市2014年初中毕业生学业考试物理试题】如图所示,取两个相同的验电器A 和B ,使A 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A
4.(2013?日照)用一根与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近一轻质小球,发现两者互相排斥,由此可鉴定( )
L 1 L 2 V 2 V 1
S
L 3
图11-10
P
A 1 R 1
R 2
A
V
A.小球一定带正电B.小球一定带负电
C.小球可能带负电,也可能带正电D.小球一定不带电
5.(2013佛山)与丝绸摩擦的A分别靠近悬挂的轻质带电小球B和C,发现B被排斥,C被吸引,
则带正电;用久的风扇扇叶上布满灰尘主要是由于风扇旋转与空气发生,带电体具有的性质。
6.【江苏省兴化市2014届九年级中考网上阅卷适应性训练】小华利用如图所示的电路来探究电学问题,闭合开关后,关于电路及其变化情况,下列说法错误的是:
A.滑动变阻器滑片向左移动时,灯泡亮度不变
B.滑动变阻器滑片向右移动时,甲、丙两表变大
C.滑动变阻器滑片向左移动时,乙表与甲表示数的比值变大
D.滑动变阻器滑片向左移动时,乙表变大