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2024-2025学年九年级上册物理考点解读与训练
13.3 电流和电流表的使用
1、电流的形成
(1)电流形成的概念:电荷的定向移动形成电流(任何电荷的定向移动都会形成电流);
(2)电流形成的原因:
①电流是电荷的定向移动形成的; 在导体中,大量的自由电荷通常情况下做无规则运动,此时不会形成电流,只有当这些自由电荷发生了定向移动才能形成电流;
②形成电流的电荷有:正电荷、负电荷,酸、碱、盐的水溶液中是正、负离子,金属导体中是自由电子,球面显示器中电子枪的电子流等。
※注意:电荷必须定向移动才能形成电流,而电荷有两种,正电荷和负电荷;正电荷定向移动可以形成电流,负电荷定向移动可以形成电流,还可以是正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流。
2、电流的方向
(1)电流的方向:正电荷定向移动的方向规定为电流的方向;
(2)对电流方向的理解:
①正、负电荷的定向移动都可形成电流;按照规定,负电荷的定向移动方向与电流的方向相反,如金属导线中的电流,主要是由自由电子(可以移动的电子称为自由电子)的定向移动形成的,由于电子带负电,所以金属导线中电流方向与自由电子定向移动的方向相反;
②在电源的外部,电流的方向是从电源正极出发,经用电器回到电源负极;③在电源的内部,电流的方向是从电源负极流向正极。
※注意判断电流方向时,要明确以下三点:
(1)发生定向移动的是什么电荷;
(2)此电荷从哪个物体转移到哪个物体上;
(3)如果定向移动的电荷是正电荷,则电流方向与该电荷移动的方向相同;如果定向移动的电荷是负电荷,则电流方向与该电荷移动的方向相反。
3、电流的大小
(1)定义:物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流,每秒内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大(强);
(2)公式:电流用符号“I”表示,若“Q”表示电荷量,“t”表示时间,则,公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s);
(3)方向:电路中的电流总是沿着电源正极→用电器→电源负极→电源正极的方向流动。
4、电流的测量
(1)电流表:用来测量电流大小的仪表叫电流表。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)电流表种类
①直入式:直接串联在一次电路中,这种适用于直流电路和小电流交流电路中;
②和电流互感器配合使用:这种是把电流互感器串接在一次回路,通过一定的变比感应出一次电流,这种适用于大电流交流回路及高压回路;
(3)万用表
万用表测试电流,比较麻烦,不仅要把电路断开把表针串在回路中,而且万用表的量程有限,适用于直流回路和小电流交流回路;
(4)钳型表
这种表比较实用,不需要断开电路,直接可以卡在线路上测量电流.但这种不适合高压线路。
5、电流的符号和单位
(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)单位: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=1000mA,1mA=1000μA。
(3)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。
※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100μA,手电筒中的电流约为200mA等。
6、 电流表的使用规则
使用规则 | 违反使用规则的后果 |
要使电流表串联在被测电路中 | 如果跟被测电路并联会造成短路,轻则会使被测电路中的用电器不工作,重则烧坏电流表和电源,此时电流表示数不等于通过用电器的电流 |
要让电流从电流表“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出 | 如果“+”“一”接线柱接反,则电流表的指针反向偏转,不仅测不出电路,指针还会被打弯,损坏电流表 |
被测电流不能超过电流表的量程 | 如果被测电流超过电流表的量程,则指针偏转的角度过大,指针会被打弯,甚至会烧坏电流表 |
绝对不能把电流表不经过其他用电器直接接在电源的两极上 | 电流表可以看做一根导线,若把电流表直接连接到电源的两极上,会造成短路,烧坏电流表,甚至有可能烧坏电源 |
7、 电流表的读数方法
(1)确定量程,看清选用的是哪个量程,从而知道电流表可以测量的最大电流是0.6A还是3A;
(2)确定分度值,根据所使用的量程,看清每一大格表示的电流值,认清每一大格又分成多少小格,确定每一小格表示的电流值是多少,如果使用0-0.6A量程,则每一小格是0.02A,如果使用0-3A量程,则每一小格是0.1A;
(3)接通电流后,当指针稳定后(不再左右摆动时)读数,看清指针一共转过多少小格,用每一小格代表的电流值乘以格数即是被测的电流,即I=分度值×小格数。
8、串联电路的电流规律
(1)从理论上分析,经过电路中各个部分的电荷,不会消失,也不会凭空增加,所以单位时间内经过串联电路各处的电荷一样多,也就是说串联电路中电流处处相等,表达式为I1=I2=…In。
(2)无论串联电路中的用电器规格是否相同,只要串联,通过电路的电流处处相等;
※注意:串联电路中电流相等不要理解为电流是不变的,一个用电器的电流改变,流过其他用电器的电流也改变,但两者相等。
9、并联电路的电流规律:
电流和水流相似,我们以水流为例,从干渠里流出来的水分支后,由于每一条支路上的水流都是从干渠里流出来的,所以每一条支路上的水流都比干渠中的水流少,同理,在并联电路中,每一条支路中的电流都比干路中的电流小,所以并联电路有分流的特点,也就是说在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,表达式为:I=I1+I2+…In。
10、串联电路中电流的特点
(1)实验目的:探究串联电路中电流有什么特点;
(2)实验猜想:a、串联电路中各点电流可能不相等,电流通过用电器后,能量不断地在消耗,所以会减小;b、串联电路中各点电流可能相等,由于串联电路的电流只有一条通路。
(3)实验器材:干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线;
(4)实验步骤:
步骤①根据电路图连接电路,并进行测量;
步骤②把测量数据记录在表格中;
步骤③换上另外两个规格不同的灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系;
步骤④整理实验器材。
(5)实验结论:串联电路的电流大小处处相等:IA=IB=IC。
11、并联电路中电流的特点
(1)实验目的:探究并联电路中电流有什么特点;
(2)实验猜想:由于串联干路的电流只有一条通路,故支路的电流大小之和可能等于干路的电流大小。
(3)实验器材:干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线;
(4)实验步骤:步骤①根据电路图连接电路,并进行测量;步骤②把测量数据记录在表格中;步骤③换上另外两个规格不同的灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系;步骤④整理实验器材。
(5)并联电路中,干路的电流大小等于各支路电路电流之和:I=I1+I2。
【考点1 电流的形成、大小、方向】
【典例1-1】关于电流的形成,下列的说法中正确的是( )
A.电荷只要运动就会形成电流
B.只有正电荷的定向移动才形成电流
C.只有负电荷的定向移动才形成电流
D.正电荷或负电荷作定向移动,都可以形成电流
【典例1-2】两个相同的验电器A和B,A带正电,B不带电,用金属棒把A、B连接起来的瞬间如图,则( )
A.A中正电荷通过金属棒一部分流向B,电流方向由A到B
B.A中正电荷通过金属棒全部流向B,电流方向由B到A
C.B中负电荷通过金属棒一部分流向A,电流方向由A到B
D.B中负电荷通过金属棒全部流向A,电流方向由A到B
【典例1-3】电流是电荷 ______________形成的,如图所示,闪电时,电流的方向是 ______________(填写“由云层到避雷针”或“由避雷针到云层”)。
【变式1-1】关于电流下列说法中正确的是( )
A.只要导体中有自由电荷就能形成电流 B.电路中有了电源就能形成电流
C.正、负电荷定向移动都可以形成电流 D.只有正电荷定向移动才能形成电流
【变式1-2】生活处处有物理,下列数据最接近生活实际的是( )
A.正常人脉搏每分钟跳动约为20次
B.漂浮在水面的中学生所受水的浮力大约是500N
C.人的步行速度约为10m/s
D.家用空调正常工作时的电流大约是10mA
【变式1-3】小华观察到智能手机电池上标有的最大充电电流为780mA,合 _______A。给智能手机充电时,手机与家中电视机的连接方式是 _______(选填“串联”或“并联”)。
【考点2 电流表的使用、连接与读数】
【典例2-1】如图所示,某次实验连接的电路,下列说法不正确的是( )
A.开关S2是干路开关,控制整个电路
B.灯L1和L2是并联的
C.只闭合开关S2时,电流表测量的是L1中的电流
D.同时闭合S1,S2,电流表测量的是干路电流
【典例2-2】如图所示,若要将两灯变为并联电路,则应该闭合开关_______,此时电流表测的是 的电流(选填“L1”、“L2”或“L1和L2”)。
【变式2-1】两位同学在做“用电流表测量电流”的分组实验中,闭合开关前,他们的电流表指针均指在零刻度处。当闭合开关试触时,发现电表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况。分析在电流表的使用上分别存在的问题是( )
A.甲表+、﹣接线柱接反了,乙表短路了
B.甲表选接的量程小了,乙表+、﹣接线柱接反了
C.甲表+、﹣接线柱接反了,乙表选接的量程小了
D.甲表断路了,乙表短路了
【变式2-2】如图所示是电学实验中常见测量仪器,其示数是( )
A.1.7A B.0.34A C.1.7V D.0.34V
【变式2-3】如图所示,要使电流表能测L1中的电流,需闭合开关_______;要使L1、L2并联,需闭合开关 _______;不能同时闭合开关 _______,否则会电源短路。
【考点3 串、并联电路的电流规律】
【典例3-1】如图所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,恰好使两灯泡L1、L2都能正常发光,则两个灯泡一定具有相同的( )
A.额定电流 B.额定电压 C.额定功率 D.实际功率
【典例3-2】如图电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,两电表都有示数,下列判断正确的是( )
A.电流表A1只测量灯L2的电流 B.电流表A1的示数比A2的大
C.断开开关S2两表示数不同 D.灯L1被短路时,L2正常发光
【典例3-3】如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球时,验电器金属杆里的电流方向是 _______(选填“从上向下”或“从下向上”)。将两个不同规格的小灯泡串联在电路中,闭合开关后,通过较亮灯泡的电流 _______(选填“大于”、“等于”或“小于”)通过较暗灯泡的电流。
【变式3-1】关于电路,下列说法错误的是( )
A.电荷定向移动形成电流
B.用电器工作时将电能转化为其他形式的能
C.物理学中,把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向
D.把两个小灯泡串联接入电路中,更亮的那一个通过的电流大
…………
参考答案
【考点1 电流的形成、大小、方向】
【典例1-1】D
【分析】电荷的定向移动形成电流。
【解答】解:无论正电荷还是负电荷,只要发生定向移动,就能形成电流。
故选:D。
【典例1-2】C
【分析】(1)电流方向与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向运动方向相反;
(2)验电器使用时金属箔带上同种电荷,同种电荷相互排斥从而验证物体是否带电的。
【解答】解:A带正电,B不带电,用金属棒把A、B连接起来的瞬间,B上的部分电子(即负电荷)会沿着金属棒运动到A,从而使B与A带上等量的正电荷,而电流的方向与电子定向移动的方向相反,故电流是从A流向B,故C符合题意;
故选:C。
…………
不错
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