第十五章 電流和電路【知識架構(gòu)+難點(diǎn)點(diǎn)播+拓展提升】 中考物理 核心知識必備

第十五章電流和電路【思維導(dǎo)圖】【必背手冊】★知識點(diǎn)一：兩種電荷：摩擦過的物體有吸引輕小物體的性質(zhì)，我們就說物體帶電。帶電物體（帶電體）的基本性質(zhì)：吸引輕小物體（輕小物體指：碎紙屑、頭發(fā)、通草球、灰塵、輕質(zhì)球等）。2．使物體帶電的方法①摩擦起電：用摩擦的方法使物體帶電叫摩擦起電。原因：不同物質(zhì)原子核束縛電子的本領(lǐng)不同。實(shí)質(zhì)：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體使正負(fù)電荷分開；能的轉(zhuǎn)化：機(jī)械能→電能。②接觸帶電：物體和帶電體接觸后帶了電。如帶電體與驗(yàn)電器金屬球接觸使之帶電。③感應(yīng)帶電：3．兩種電荷：（1）正電荷：用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電；實(shí)質(zhì)：物質(zhì)中的原子失去了電子。（2）負(fù)電荷：用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電；實(shí)質(zhì)：物質(zhì)中的原子得到了多余的電子。4．電荷間的相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。5．驗(yàn)電器：（1）構(gòu)造：金屬球、金屬桿、金屬箔。如圖所示。（2）作用：檢驗(yàn)物體是否帶電和物體帶電多少（帶電多，金屬箔張開角度大）。（3）原理：同種電荷相互排斥。6．電荷量：電荷的多少叫電荷量，簡稱電量；在國際單位制中，電量單位是庫侖，簡稱為庫，符號是C。元電荷（e）：在各種帶電微粒中，電子電量的大小是最小的，人們把最小電荷叫做元電荷；元電荷也是物理學(xué)的基本常數(shù)之一，常用符號e表示。基本電荷e＝1.6021892×10-19庫侖，是一個電子或一個質(zhì)子所帶的電荷量，任何帶電體所帶電荷都是e的整數(shù)倍。7．中和：放在一起的等量異種電荷完全抵消的現(xiàn)象。擴(kuò)展：①如果物體所帶正、負(fù)電量不等，也會發(fā)生中和現(xiàn)象。這時，帶電量多的物體先用部分電荷和帶電量少的物體中和，剩余的電荷可使兩物體帶同種電荷。②中和不是意味著等量正負(fù)電荷被消滅，實(shí)際上電荷總量保持不變，只是等量的正負(fù)電荷使物體整體顯不出電性。www-2-1-cnjy-com【要點(diǎn)詮釋】（1）帶電體能夠吸引輕小物體，這個吸引是相互的，輕小物體也會吸引帶電體。輕小物體是指質(zhì)量和體積都很小的物體如：通草球，輕質(zhì)小球、碎紙屑、泡沫、毛發(fā)、細(xì)小水流等。（2）使物體帶電的方法：①摩擦起電：用摩擦的方法使物體帶電，兩種不同的物體相互摩擦后，各自帶上等量異種電荷的現(xiàn)象。②接觸帶電：用接觸的方法使物體帶電，即：一個不帶電的物體與另一個帶電的物體接觸時，不帶電的物體也帶了同種電荷。接觸帶電實(shí)際上是電荷的轉(zhuǎn)移。（3）摩擦起電的實(shí)質(zhì)，由于不同物體的原子核對于核外電子的束縛能力不同，在相互摩擦中，束縛能力弱的物體失去電子而帶正電，束縛能力強(qiáng)的物體得到電子而帶負(fù)電。摩擦起電的過程是電荷的轉(zhuǎn)移過程，而非創(chuàng)造了電荷。（4）靜電現(xiàn)象的應(yīng)用：靜電除塵、靜電分離、靜電植絨、靜電紡紗、靜電噴漆、靜電復(fù)印等。（5）靜電現(xiàn)象的危害與防護(hù)：①印刷廠中的靜電處理不慎會引起火災(zāi)；應(yīng)保持適當(dāng)?shù)目諝獾臐穸?。②運(yùn)輸汽油的油罐車會因汽油與罐體的摩擦而產(chǎn)生靜電，當(dāng)電荷積累到一定程度時會發(fā)生火花放電，從而引發(fā)安全事故；為此需要在油罐車下面拖一條鐵鏈，使其接地，隨時釋放摩擦產(chǎn)生的靜電荷，以防止電荷的積累和放電。③帶電物體的尖端容易產(chǎn)生放電現(xiàn)象，如雷電是一種發(fā)生在大氣中的大規(guī)模的放電現(xiàn)象，會造成很大的破壞，甚至發(fā)生人、畜的死傷事故；為了避免被雷電直接襲擊，可以在建筑物的頂端安裝避雷針?！镏R點(diǎn)二：原子及其結(jié)構(gòu)1.常見的物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的，原子由原子核和核外電子構(gòu)成。2.原子核位于原子的中心，原子核帶正電，電子帶負(fù)電，電子繞核運(yùn)動，如圖。3.摩擦起電的本質(zhì)：（1）不同物質(zhì)的原子核束縛電子的本領(lǐng)不同；（2）失去電子的物體因?yàn)槿鄙匐娮佣鴰д?；?）得到電子的物體因?yàn)橛辛硕嘤嚯娮佣鴰У攘康呢?fù)電；（4）摩擦起電并不是創(chuàng)造了電荷，而是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，使正、負(fù)電荷分開?！镏R點(diǎn)三：導(dǎo)體和絕緣體1．導(dǎo)體：善于導(dǎo)電的物體。。導(dǎo)電原因：導(dǎo)體中有大量可以自由移動的電荷。說明自由電子定向。2．絕緣體：不能（不善于）導(dǎo)電的物體。常見材料：橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、油等。不善于導(dǎo)電的原因：沒有可以自由移動的電荷。3．“導(dǎo)電”與“帶電”的區(qū)別：導(dǎo)電過程是自由電荷定向移動的過程，導(dǎo)電體是導(dǎo)體；帶電過程是電子得失的過程，能帶電的物體可以是導(dǎo)體，也可以是絕緣體。4．導(dǎo)體和絕緣體之間并沒有絕對的界限，在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化。一定條件下，絕緣體也可變?yōu)閷?dǎo)體。原因是：加熱使絕緣體中的一些電子掙脫原子的束縛變?yōu)樽杂呻姾伞?.半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與半導(dǎo)體之間的物體。常見材料：鍺、硅等?！疽c(diǎn)詮釋】1.善于導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體，不善于導(dǎo)電的物質(zhì)稱為絕緣體。2.導(dǎo)體中存在大量可以自由移動的帶電粒子（金屬導(dǎo)體是自由電子、導(dǎo)電溶液是帶電粒子）。金屬是最常見的一類導(dǎo)體。金屬原子最外層的電子很容易掙脫原子核的束縛，而成為自由電子。金屬中自由電子的濃度很大,約為10每立方厘米，所以金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率通常比其他導(dǎo)體材料的大。金屬導(dǎo)體一般隨溫度降低導(dǎo)電能力增強(qiáng)。在極低溫度下，某些金屬或合金轉(zhuǎn)化為“超導(dǎo)體”。電解質(zhì)的水溶液也是導(dǎo)體，其中的可以自由移動的是正負(fù)離子。電解液在通電過程中伴隨著化學(xué)變化,因此,它常應(yīng)用于電化學(xué)工業(yè)(如電解提純、電鍍等)，并把它稱為"第二類導(dǎo)體"，而把導(dǎo)電過程中不引起化學(xué)變化,也沒有顯著物質(zhì)轉(zhuǎn)移的導(dǎo)體,如金屬，稱為"第一類導(dǎo)體"。3.絕緣體的導(dǎo)電能力很差，或者說不導(dǎo)電。絕緣體的種類很多，有固體，如塑料、橡膠、玻璃、陶瓷、云母、絕緣漆、絕緣紙等；有的液體也是絕緣體，如各種天然礦物油、硅油、三氯聯(lián)苯等；有的氣體，如空氣、氮、二氧化碳、六氟化硫等也屬于絕緣體。絕緣體在某些外界條件(如加熱、加高壓等)影響下,會被“擊穿”，而轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體。在未被擊穿之前,絕緣體也不是絕對不導(dǎo)電的物體。如果在絕緣材料兩端施加電壓，材料中將會出現(xiàn)微弱的電流。4.半導(dǎo)體現(xiàn)今通常把例如鍺(Ge)、硅(Si)等一類導(dǎo)體稱為半導(dǎo)體。這類導(dǎo)體的導(dǎo)電能力介乎金屬與絕緣體之間，且隨溫度的升高而迅速減小。這類材料中存在一定量的自由電子和空穴，后者可看作帶有正電荷的載流子。與金屬或電解液的情況不同，半導(dǎo)體中雜質(zhì)的含量以及外界條件的改變(如光照,或溫度、壓強(qiáng)的改變等),都會使它的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。由于這些特點(diǎn)，半導(dǎo)體在實(shí)際中有著非常廣泛的應(yīng)用。固體物質(zhì)所以能夠區(qū)分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體或絕緣體，可以從能帶理論得到解釋。★知識點(diǎn)四：電流1．形成：電荷的定向移動形成電流。該處電荷是自由電荷。對金屬來講是自由電子定向移動形成電流；對酸、堿、鹽的水溶液來講，正負(fù)離子定向移動形成電流。2．電流方向：把正電荷移動的方向規(guī)定為電流的方向。在電源外部，電流的方向從電源的正極到負(fù)極。電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。3．獲得持續(xù)電流的條件：①電路中有電源、②電路為通路。4.單位：在國際單位制中，電流單位是安培，簡稱安，用符號A表示；電流常用單位還有：毫安（mA）、微安（μA）；換算關(guān)系：1A=1000mA，1mA=1000μA。一些常見的電流值：家用電冰箱的電流約為1A，家用空調(diào)的電流約為5A，計(jì)算器中電流約為100μA，手電筒中的電流約為200mA等。電流的三種效應(yīng)：1）電流的熱效應(yīng)，如白熾燈，電飯鍋等；2）電流的磁效應(yīng)，如電鈴等；3）電流的化學(xué)效應(yīng)，如電解、電鍍等。注：電流看不見、摸不著，我們可以通過各種電流的效應(yīng)來判斷它的存在，這里體現(xiàn)了轉(zhuǎn)換法的科學(xué)思想?！镏R點(diǎn)五：電路1.電路：用導(dǎo)線將電源、用電器、開關(guān)連接起來組成的電流路徑叫電路。如圖（1）是常用手電筒電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，圖（2）是其實(shí)物原理圖和電路圖。常見的電路狀態(tài)有：通路、開路、短路。圖（1）手電筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖（2）手電筒實(shí)物原理圖2．三種電路：①通路：接通的電路；②開路：斷開的電路，也叫斷路；③短路：電源兩端或用電器兩端直接用導(dǎo)線連接起來。特征：電源短路，電路中有很大的電流，可能燒壞電源或燒壞導(dǎo)線的絕緣皮，很容易引起火災(zāi)。3．電路組成：②用電器：用電來工作的設(shè)備。工作時：將電能→其他形式的能。③開關(guān)：控制電路的通斷。④導(dǎo)線：輸送電能。4．電路圖：用規(guī)定的符號表示電路連接的圖叫做電路圖?！镏R點(diǎn)六：串聯(lián)和并聯(lián)1.電路的兩種連接方式（1）串聯(lián)電路：把電路元件逐個順次連接起來的電路；（2）并聯(lián)電路：把電路元件并列連接起來的電路。2.電路圖：用統(tǒng)一規(guī)定的符號表示電路連接情況的圖的叫電路圖。要點(diǎn)詮釋：1.串、并聯(lián)電路的異同電流路徑用電器之間的關(guān)系開關(guān)的位置所起的作用串聯(lián)電路只有一條通路一個用電器內(nèi)部斷路，整條電路變成斷路；一個用電器內(nèi)部短路，另一個用電器也可以工作。開關(guān)的位置不影響所有用電器的工作。并聯(lián)電路通路的條數(shù)與用電器的個數(shù)相同。一個用電器內(nèi)部斷路，另一個用電器也可以工作；一個用電器內(nèi)部短路，電源和用電器都短路。開關(guān)在支路上只控制這條支路上的用電器，不影響其他用電器；開關(guān)在干路上控制所有用電器。干路上和支路上的開關(guān)分別起不同的作用。2.怎樣畫好電路圖（1）應(yīng)完整地反映電路的組成，即要把電源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)都畫在電路之中，不能遺漏某一種電路元件，要特別注意電源的極性及導(dǎo)線交叉時是否相連；（2）規(guī)范地使用電路元件的符號，熟悉課本中電路元件的符號，并在畫電路圖時正確地使用它們；（3）合理地安排電路元件的符號，應(yīng)盡可能讓這些元件符號均勻地分布在電路圖中，使畫成的電路圖清楚美觀；（4）一般應(yīng)從電源正極開始按電流方向畫。3.電路圖的識別及設(shè)計(jì)首先要分清要畫的電路或要求設(shè)計(jì)的電路是串聯(lián)還是并聯(lián)，串聯(lián)和并聯(lián)的識別可以用以下方法：（1）定義法：分析電路中各用電器的連接方式，是首尾相連還是首相連、尾相連；（2）電流法：讓電流從電源的正極流出，電流只有一條路徑通過各用電器回到電源負(fù)極，途中不分流，這個電路一定是串聯(lián)電路；若電流在某處分成幾條支路，且每條支路上只有一個用電器，再在某點(diǎn)處匯成一股電流，則這幾個用電器就是并聯(lián)的；（3）拆除法：因?yàn)樵诖?lián)電路中，各用電器互相影響，并聯(lián)電路中各用電器互不影響。因此在串聯(lián)電路中拆除任何一個用電器，其他的用電器就沒有電流無法工作；在并聯(lián)電路中，拆除任何一個用電器，其他用電器仍有電流可以繼續(xù)工作。所以可以通過拆除一個用電器看其他用電器是否還能正常工作來判斷電路是串聯(lián)還是并聯(lián)；（4）短路法：用導(dǎo)線將某一用電器短路，如果其他用電器仍能工作，這幾個用電器是串聯(lián)；如果其他用電器都不能工作，則這幾個用電器是并聯(lián)的；（5）節(jié)點(diǎn)法：在識別不規(guī)范的電路時，不論導(dǎo)線有多長，只要這兩點(diǎn)間沒有電源、用電器、導(dǎo)線兩端點(diǎn)就可以看成同一點(diǎn)，如果電路中從一個點(diǎn)出發(fā)電流有三條或三條以上的路可走，那么這個點(diǎn)就是節(jié)點(diǎn)，有節(jié)點(diǎn)的電路是并聯(lián)電路，串聯(lián)電路沒有節(jié)點(diǎn)。2、電路設(shè)計(jì)的一般步驟：★知識點(diǎn)七：電流的測量1.定義：用來測量電流大小的儀表叫電流表。常用電流表叫磁式電流表（亦稱磁電式表頭，由于測量的需要不同，電流表可分為安培表、毫安表和微安表。2.特點(diǎn)：其內(nèi)阻很小，可視為零，接入電路中不影響電路中電流大小。3.讀數(shù)時應(yīng)做到“兩看清”即看清接線柱上標(biāo)的量程，看清每大格電流值和每小格電流值。4.使用時規(guī)則：兩要、兩不要。①電流表要串聯(lián)在電路中；②電流要從電流表的正接線柱流入，負(fù)接線柱流出，否則指針反偏。③被測電流不要超過電流表的量程。危害：被測電流超過電流表的最大測量值時，不僅測不出電流值，電流表的指針還會被打彎，甚至表被燒壞。選擇量程：④絕對不要不經(jīng)用電器直接把電流表連到電源兩極上，原因電流表相當(dāng)于一根導(dǎo)線。要點(diǎn)詮釋：1.電流表的正確使用（1）電流必須從紅色接線柱（“+”）流入電流表，從黑色接線柱（“—”）流出電流表；（2）電流表有兩個量程，被測電流不能超過電流表的量程；（3）電流表必須和被測的用電器串聯(lián)；（4）任何時候都不能使電流表直接連到電源的兩極。2.電流表在使用過程中其指針的狀態(tài)所反應(yīng)的問題（1）不偏轉(zhuǎn)：可能電流表所在電路是開路或電流表已壞；（2）反偏：即指針向反方向偏轉(zhuǎn)，說明“+”、“—”接線柱接反了；（3）滿偏：可能是造成短路導(dǎo)致電流過大或者是所選量程太??；（4）偏轉(zhuǎn)太??；所選量程太大，應(yīng)改用小量程。★知識點(diǎn)八：串聯(lián)電路電流的規(guī)律1.提出問題：串聯(lián)電路中各點(diǎn)的電流有什么關(guān)系？2.猜想或假設(shè)：你認(rèn)為串聯(lián)電路中各點(diǎn)電流可能有怎樣的關(guān)系？（要有猜想依據(jù)）（1）不相等，經(jīng)過用電器后，能量不斷地在消耗，所以會減?。唬?）由于串聯(lián)電路的電流只有一條通路，故A、B、C三點(diǎn)的電流大小相同。3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)器材：干電池、開關(guān)、幾個規(guī)格不同的燈泡、電流表、若干導(dǎo)線。（2）電路圖：（3）實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)電路圖連接電路，并進(jìn)行測量。（4）把測量數(shù)據(jù)記錄在表格中。（5）換上另外兩個規(guī)格不同的燈泡，再次測量各點(diǎn)的電流，看看是否還有同樣的關(guān)系。（6）實(shí)驗(yàn)表格：A點(diǎn)的電流IA/AB點(diǎn)的電流IB/AC點(diǎn)的電流IC/A燈泡L1、L2串聯(lián)…（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：串聯(lián)電路的電流規(guī)律IA=IB=IC要點(diǎn)詮釋：1.分析測量結(jié)果可知，在忽略誤差的情況下，無論燈泡的規(guī)格是否一樣，通過它們的電流都是相等的，所以猜想（2）正確。2.實(shí)驗(yàn)的方法是“歸納法”，實(shí)驗(yàn)過程中全部測量完一次后，再更換不同規(guī)格的燈泡再次測量，避免實(shí)驗(yàn)存在偶然性，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性。★知識點(diǎn)九：并聯(lián)電路電流的規(guī)律1.提出問題：并聯(lián)電路中各點(diǎn)的電流有什么關(guān)系？2.猜想或假設(shè)：你認(rèn)為并聯(lián)電路中各點(diǎn)電流可能有怎樣的關(guān)系？（要有猜想依據(jù)）3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)器材：兩節(jié)干電池、開關(guān)、幾個規(guī)格不同的燈泡、電流表、若干導(dǎo)線。（2）電路圖：（3）根據(jù)電路圖連接電