电路、导体、绝缘体及电流、电压、电阻
一、复习目标
1.了解电路的组成,知道开关在电路中的作用;理解电路连接的两种基本方式. 2.知道电路的三种状态及短路的危害。
3.知道导体和绝缘体的区别,了解条件改变时,绝缘体也可变成导体。了解常 见的导体与绝缘体。
4.了解电源,理解电流的形成,知道电流方向的规定,了解电量的概念及单位, 理解电流的概念,知道电流的单位。了解电流表,知道正确使用电流表的注意事 项,会用电流表测电流。
5.了解电压的初步概念与电压的单位。了解电压表,知道正确使用电压表的注 意事项,会用电压表测电压。
6.了解电阻的概念、符号和单位,理解决定导体电阻大小的因素,了解滑动变 阻器及其使用方法,能分析滑片移动时电路中的电流与电压的变化情况。 二、复习要点 1.电路:
①电路的组成:把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流路径。应当强调开关对电路的控制作用。
②电路的基本连接方法:串联电路和并联电路。 ③电路状态分为通路、开路和短路。短路指直接把同一导线接在电源的正负极上;短路时电路中会出现很大的电流,其破坏作用一般是将电源烧坏。
④提示:第一,要求会画各种电路元件规定的符号。画电路图的基本要求:导线是直线,弯折处一般成直角;各元件连接紧密,分布合理,无断离;导线交叉连接处要注意打上黑圆点。第二,按照电路图连接实物图时要求:把导线的两端接在相应的元件的接线柱上,避免导线交叉;认真检查,电路图和实物图表示电路的连接情况要一致,连实物时,可采用“先干路后支路法”或“先通一路后补充法”均可。
⑤电路两种基本连接方式:串联电路和并联电路; ⑥提示:串联和关联的判别方法 A:电流法
从电源的正极出发,沿着电流的方向,研究电流通过所有各用电器的路径,一直到达电源的负极为止,也就是说,如果电流依次通过了所有的用电器,那么这个电路中的各用电器是串联的;如果电流在某点出现了分叉,表明这个电路上有干路又有支路,电流由分叉点分成几股分别通过各支路用电器后,在另一点汇合,最后回到电源负极,且干路上没有用电器,每个支路上只有一个用电器的情况下,电路中各用电器是并联的。 B:断路法
串联的几个元件中任意一元件发生断路其它元件就没有电流通过,整个电路处于断路状态;并联的几个元件中其中任意一个元件发生断路,只是本支路元件中没有电流通过,而其他元件仍有电流通过,整个电路并没有全部处于断路状态。 2.导体和绝缘体: (1).两种电荷:
①自然界存在两种基本电荷:正电荷负电荷。电荷间的相互作用规律:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。检验物体是否带电可以利用带电体的性质(吸引 轻小物体),电荷间的相互作用(同电相斥)及验电器。
②定义:容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。
③提示:导体容易导电是因为导体中有大量的自由电荷。金属靠自由电子导电,酸、碱、盐水溶液靠正、负离子导电。绝缘体不容易导电是因为绝缘体内几乎没有自由电荷。常见的导体有金属、大地、人体、碳(石墨)以及酸、碱、盐的水溶 液等。常见的绝缘体有橡胶、玻璃、陶瓷、塑料等。 ④常见的电源有干电池、蓄电池等化学电池及发电机。 3.电流强度 电压 电阻 1)电流强度:
①定义:1秒钟内通过导体横截面的电量。
②单位:安培。1A=1C/s。其它单位有毫安和微安。 ③大小:
④测量仪器:电流表。实验室里常用的电流表有两个量程:3A和0.6A,最小刻度分别是0.1A和0.02A。用电流表测电流时,要把电流表串联在被测电路中,必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱线出。被测电流不要超过电流表的量程。绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。 ⑤实验及结论:串联电路中I=I1=I2;并联电路中,I=I1+I2。 2)电压:
①定义:电压使电路中形成了电流。
②单位:伏特。其它单位有千伏、毫伏和微伏。
③常见电压值:1节干电池电压1.5伏,家庭电路电压220伏,安全电压为不高于36伏。
④测量仪器:电压表。实验室里常用的电压表有两个量程:15伏和3伏。它们的最小刻度分别是0.5伏和0.1伏。使用电压表时必须把电压表并联在被测电路两端,必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。被测电压不要超过电压表量程,电压表可以直接接到电源的两极上,测出电源的电压值。⑤实验 及结论:串联电路中U=U1+U2,并联电路中U=U1=U2。 3)电阻:
①定义:导体对电流的阻碍作用。
②单位:欧姆。1Ω=1V/1A。其它单位有千欧和兆欧。
③大小:电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的长度、横截面积和 材料。
④电阻的测量:伏──安法测电阻。
⑤滑动变阻器的原理是利用改变电阻线在电路中的长度来改变电阻,从而改变电 流。使用滑动变阻器时要注意阻值范围及最大电流两个重要参数。使用前应将滑 片调到电阻最大的位置。有四个接线柱的滑动变阻器,在金属棒的两端和电阻线 圈两端各选取一个接线柱接在电路中,即“一上一下”连接,才能起到改变电路电阻大小的作用。 例题精讲
例1.如图电路:开关 闭合,开关 打开,电路为串联电路;开关 闭合,开关 打开,电路为并联电路;当开关都闭合时,电路发生 现象;当开关都 时,电路发生断路现象。
答:S、S1和S3;S和S1、S2;短路;打开。
分析:电路的连接方式可分为串联和并联两种,状态可分为通路、短路和断路,通路指路上有电流流过,是一个闭合回路,断路时电路中无电流,而当导线直接接在电源两端时,电路会短路并因电流过大损坏电源。有时某个用电器也会发生 短路现象。 教后记:学生对于电路的掌握不是很理想,关键是在于学生不懂得如何看电路图,
因而解起题目来就蒋困难,要让学生学会怎样看电路图。
欧姆定律
一、复习目标
1.理解欧姆定律的内容及其数学表达式,掌握欧姆定律的应用。
2.理解伏安法测电阻的实验原理及实验电路,会记录实验数据并对数据进行处理。
二、复习要点 A.欧姆定律 教学结构
本章重点内容及对重点内容的理解: 1.理解电流跟电压、电阻的关系:
电流强度与导体两端的电压、导体的电阻有关。要正确理解它们之间的关系,做好实验是关键。要在实验中注意研究方法:第一次是保持电阻不变,调节滑动变阻器的滑片时,使电阻R两端的电压取不同的值,同时分别读出通过R的电流,并进行比较I2/I1与U2/U1,I3/I1与U3/U1的倍数关系,总结出实验结论:在电阻...不变的情况下,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。第二次是在保持电压......
不变的条件下,改变电阻R接入电路的电阻值,调节滑片P,使得它们两端的电压不变,分别读出相对应的电流。并进行比较I2/I1与R1/R2,I3/I1与R1/R3的倍数关系,总结出实验结论。在电压不变的情况下,导体的电流跟导体的电阻成反比。 2.关于欧姆定律的使用:
(1)欧姆定律的使用是有条件的,欧姆定律只适用于纯电阻电路。在电路中的用电器若接入的是定阻电阻,可变电阻,电灯或电热器,可视为纯电阻电路。如果在电路中接有电动机、电镀或电解装置,充电装置等,电路就不是纯电阻电路,欧姆定律不适用的。
(2)应用欧姆定律解题时要注意:物理量U、I、R必须是同一时刻及同一段电路的数据;计算时,要使用国际单位,U用伏,I用安,R用欧,如果给定的单位是其它单位,必须换算后再进行计算。
(3)解题要求:画出电路简图,在图中标明已知量的符号及数据,标出被求量的符号。
(4)解题方法:①分步分析法:由被求量一步一步反推公式,直至公式中都是已知量为止。②方程法:由题中找出等式方程,解方程求解。
3.欧姆定律的公式和它的推导式的物理意义:
(1)I=U/R是欧姆定律的表达式,公式的数学意义和物理意义是相同的,导体中的电流强度与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
(2)R=U/I是电阻R的测量式。我们可以用电压表测出电阻的两端的电压,用电流表测出通过电阻的电流,然后用U/I比值表示出电阻的大小。但不能说电阻大小和电压成正比和通过的电流成反比。因为针对同一段导体来说,它的长度、材料、横截面积及温度不变,其阻值是不变的。导体电阻与导体两端电压大小及 电流大小均无关。
(3)U=I·R是电路电压的计算式,不能从式中得出导体两端的电压大小与导体的电阻成正比,与通过导体的电流大小成正比。因为从根本上电路两端电压是由 电源来决定的。
4.伏安法测电阻实验注意事项:
(1)连接电路时,开关应处于“断开”状态,为保护电路,滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处,电路连接并检查完毕,开关“试触”观察电路正确后再接通。 (2)连接电流表和电压表时,要根据题意提示或简单计算判断后,选取择合适 的量程,以减小实验误差。
(3)初中阶段由于要求不高采用电流表内接法和外接法都可以。如图2
电流表内接法 电流表外接法
(4)多次测量,取平均值,可减少误差。计算方法如下:
例题精讲
例1如图所示,电源电压12V保持不变,滑动变阻器变化范围是0-30欧, (1)若电压表示数为2.5V,电流表示数为0.5A,变阻器接入电路的阻值为多少? (2)若选电压表的量程为0-3V,电流表的量程为0-0.6A,则变阻器连入电路中的阻值至少为多少?(图见《无敌中考》第18页第1题)
分析与解:解题前先应弄清电路的连接方式,明确各量之间的对应性及相互关系,然后再运用欧姆定律及其变形公式进行解答。在研究变阻器的取值范围时,首先应考虑电路所要满足的条件是什么?显然此题的关键条件是电压表和电流表的量程。
(1)U’=U-UR=12V-2.5V=9.5V 则有 R’=U’/I’=9.5V/0.5V=19Ω
(2)电压表测R的电压,按题意有0≤UR≤3V 而UR+U’=12V 所以9V≤U’≤12V
按题意I=U/R+R’ ≤0.6A 即R+R’ ≥12V/0.6A R+R’ ≥20Ω 又因为R=UR/IR=2.5V/0.5V=5Ω 所以R’ ≥20Ω-5Ω=15Ω 本题还有其他方法可解。
教后记:对于妪姆定律的计算关键还是在于能看懂电路图,并且能画出其等效电
路图,然后才用公式去计算,而学生对公式基本上都知道,就是稍复杂 一点的电路图不会看,因而造成不能进行计算。
简单的磁现象和电流的磁场
一、复习目标
1.了解磁性、磁体、磁极和磁化,了解磁极的相互作用规律,了解磁体周围存 在着磁场,了解磁感应线,能根据磁感线方向判定磁铁的南北极
2.了解直线电流和通电螺线管周围存在磁场,知道它们磁感应线的分布。了解 影响电磁铁磁性强弱的因素。 二、复习要点
1.能吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。磁体上磁性强的部分叫做磁极。磁体的中间部分磁性最弱。每个磁体有两个磁极,指南的叫做南极,指北的叫北极, 当一块磁体分割为几部分时,每一部分仍有南、北两个磁极。
2.磁极之间存在相互作用,其规律是同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。 磁极之间能发生相互作用,是因为磁体周围存在磁场,磁场有强弱,且有方向,为了描述磁场的性质,人们引入了磁感线的概念,用铁屑实验可模拟显示磁感线。必须明确,磁感线不是实际存在的。但磁感线的密与疏可反映该点磁场的大小,磁感线在磁体外部从N极出发回到S极,在磁体内部从S极到N极,磁感线是闭合的连续曲线,磁感线上任一点切线方向表示了该点的磁场的方向,与该点小磁针北极所指方向一致。特别要注意磁感线是人们添的“辅助线”,实际磁场中是没有的。同时地球也是磁体,由指南针北极指北方可知地球这个大磁体的南极 在北方,但地磁南北极与地理南北极并不重合,这里有一个偏角叫磁偏角。 3.电流的磁场是奥斯特发现的。通电直导线与通电螺线管周围都存在磁场,通电直导线周围的磁场,分布在导线周围的空间,其磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆,在电流一定时,越靠近导线磁场越强,磁感线越密。磁场方向与电流方向有关。通电螺线管的磁场分布与条形磁铁相似,也有两个磁极,与永磁体不同的是:螺线管磁场强弱会随电流方向改变现改变,电流到零,磁场也消失。其磁感线的方向与电流方向导线的绕法有关。其磁性的强弱与电流的大小、线圈的 匝数和有无铁芯有关。
4.电磁铁:电磁铁是根据螺线管磁场强弱可控制原理制成的,通常在螺线管内插入铁心,作用是使磁性增强,电磁铁在工农业生产上应用很广,如电磁选矿机、 电磁起重机、电动机等。实际上电磁继电器也是电磁铁在电路中的应用。 例题精讲
例1.在一个圆纸盒里藏放着一条形磁铁,在盒子周围放置一些小磁针(小磁针涂黑端为N极),这些小磁针静止时的指向如下图所示,则图乙中能正确反映盒中条形磁铁放置情况的是
分析与解:解本题要了解条形磁铁周围磁感线的分布:磁感线从N极出发加到S极,用平面图表示时,以过N、S两极的中心线为轴,呈轴对称分布;再根据同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引,只有C放置,才可能有图甲中小磁针的指向。解题方法是:第一步找甲图中的对称轴;第二步看小磁针的N、S极指向; 第三步在选项中选正确的图。
例2.(1)块相互排斥,哪个具有磁性?若甲的左端为S极,则右端为 极,请画出两者间的磁场分布。并指出周围小磁针的N极。若把甲磁体在钢条上朝同一 方向磨擦,钢条会被 。
答:两者都具有磁性;甲的右端为N极;磁场分布如图;磁化。
(2)画出条形、蹄形、两极为N、S靠近时、两极为S、S靠近时的各种磁感线分布图。并标出方向和说明小磁针在磁场中静止时N极所指方向。(学生分组板书) (3)下列关于磁场和磁感线的说法错误的是( )
A、磁感线上任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致 B、磁感线是形象地表示磁场大小和方向的曲线
C、磁场是真实存在的,而磁感线是假想出来的一条曲线 D、磁感线能在磁体周围空间相交
分析:上几题都是关于磁体的一些基本知识。磁体的磁性两端最强,分别为N和S极,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;磁体周围存在着磁场,磁场会对放入其中的磁体产生磁力的作用,任何一点磁场方向与放入该点的小磁针的北极 所指的方向一致;磁感线是为了形象的描述磁场而虚设的曲线。