第四讲：电路初探、电流、电压

 

（一）知识要点和要求：

　1. 自然界中有两种电荷

　2. 电流（I）

　　（1）形成：导体中的电荷定向移动形成电流。

　　（2）方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。

　　金属导体中，电荷实际运动方向：

　　（3）单位：国：安培（A）

　　　　　　　  常：毫安（mA）　　　　 微安（）

　　换算关系：1安培(A)＝10³毫安（mA）＝10⁶微安（）

　　（4）测量仪表：电流表；电路符号：

　　①认识电流表。

　  ②电流表使用规则。

　　（5）串联电路中的电流关系，各处电流相同。

　　并联电路中的电流关系，干路电流等于各支路电流之和。

 

　3. 电压（U）

　　（1）电压是使电荷定向移动形成电流的原因。

　　（2）电源是提供电压的装置。

　　（3）电压的单位：

　　国：伏特（V）

　　常：千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（V）

　　换算关系：

　　1千伏（kV）=10³伏特（V）＝10⁶毫伏（mV）=10⁹微伏（V）

　　（4）测量仪表：电压表。电路符号：

　　①认识电压表。

　　②电压表的使用规则。

　　（5）串联电路中的电压关系：串联电路两端的电压等于各用电器两端的电压之和。

　　并联电路中的电压关系：并联电路两端的电压等于各支路两端的电压。

　　要求：

　　①知道电流、电压的概念，知道电流、电压的单位及其换算。

　　②正确使用电流表、电压表。

　　③会测串联电路、并联电路的电流、电压，会总结电流、电压规律。

 

【典型例题】

　例1. 在下图中，要用电流表测小灯泡中的电流，估计小灯泡中的电流是0.3安左右，则接线柱a应接电流表的_________接线柱，接线柱b应接电流表的_________接线柱。

　　分析与解：我们用的电流表有两个量程，分别为0～0.6安和0～3安。现在被测电流是0.3安，比两个量程的最大值都小，所以都可用。但用0～0.6安量程比用0～3安量程要好些。由于0～0.6安量程的最小刻度值要小，所以测量结果比用0～3安量程精确些。电流表应串联在a、b间，电路中电流方向是电源正极——a接线柱——电流表“＋”接线柱——电流表“－”接线柱——电灯——电源负极。所以接线柱a接电流表的正接线柱，b接电流表的0.6A接线柱。

 

　例2. 某同学用电流表测小灯泡工作时通过的电流，正确顺次连接元件后，闭合开关，发现指针摆动很小，其发生的这种现象的原因是______________。

　　分析：在测电流前应先估计被测电流的大小，然后根据合适的量程接入电流表，如果估计不出来，可从最大量程试起。如果指针摆动适中，说明所选量程合适；如果指针摆动很大，超过了最大刻度值，说明所选量程太小，应换一个大些的量程；如果指针摆动很小，甚至都不到一个最小格，说明所选量程太大，应换一个小些的量程。

　　答案：选用的量程太大。

 

　例3. 如图所示的电路，电流表A₁与A的示数分别如图甲、乙所示，则电流表A₂的示数为（　　）

　　A. 0.5A　　　　　　　　 B. 0.1A　　　　　　　　 C. 1.1A　　　　　　　　 D. 1.7A

　　分析：这是一道难度较大的习题，要求答题者既要理解并联电路中电流的关系，又要明确正确读取电流表示数的方法。解题思路是：

　　（1）认清各电流表测量的是哪部分电路中的电流，明确哪个电流表的示数应该较大。

　　（2）根据甲、乙两图中指针的偏转情况确认两表所选的量程，并读出各表的示数。

　　（3）根据并联电路中电流的关系求出电流表A₂的示数。

　　要读出电流表的示数，就必须知道电流表所选用的量程。图甲和图乙中的两个电流表都没有给出所选用的量程，这就要求我们判断它们应该选用的量程。因为上图所示的电路是一个并联电路。因此测干路电流的电流表A的示数应该大于测通过L₁的电流的电流表A₁的示数。所以图乙中的示数应该大于图甲中的示数，从图中发现图乙中表的指针偏转小于图甲中表指针的偏转，因此可以断定电流表A所选的量程为0～3A。而电流表A₁所选的量程应该为0～0.6A。根据所选量程，我们可以读出干路的电流即A表的示数为1.5A。通过L₁中的电流即A₁表的示数为0.4A，则电流表A₂的示数即通过L₂的电流为。

 

　例4. 如图所示的实验电路，请你回答下列问题：

　　①图中电流表的连接有什么错误？

　　②如果要测量通过电灯L₂的电流，只允许变动图中某一根导线中的一个端点的接线位置，应如何变动？

　　③在②变动的基础上，如果要测量通过电源的电流，也只允许变动一根导线的一个端点的接线位置，应如何变动？

　　分析：测量电流时，应把电流表串联在要测的电路中，并使电流从“＋”接线柱流入，从“－”接线柱流出。用电流表测哪段电路中的电流，就应串联在哪段电路中，或者说测通过哪个用电器中的电流，就跟这个用电器串联。

　　答案：①从图中看出电流表跟电灯L₁串联，测电灯L₁的电流，但电流表的“＋”和“－”接线柱接反了。

　　②如果要测通过电灯L₂的电流，应使电流表跟电灯L₂串联。那么把导线a接电流表“＋”接线柱的一端改到电流表的“－”接线柱。

　　③如果要测通过电源的电流，实际上是测干路中的电流，应将电流表接到干路中或与电源串联。在②的基础上将导线c接电流表“－”接线柱的一端改接到“＋”接线柱上。

 

　例5. 如图所示的电路中，估计电灯L₂两端的电压为2.5伏，为了测电灯L₂两端的电压，则应该在接线柱__________和__________之间接一根导线，接线柱__________接电压表的__________接线柱，接线柱__________接电压表的__________接线柱。

　　分析与解：我们用的电压表有两个量程，分别为0～3伏和0～15伏。现在所测的电压为2.5伏，比两个量程的最大值都小，所以都可利用。但0～3伏量程的最小刻度值是0.1伏；0～15伏量程的最小刻度值是0.5伏，所以用0～3伏量的测量结果要精确些。所以电压表应用“＋”接线柱和“3”接线柱。由于电压表应并联在电灯L₂的两端，所以应使b接线柱接电压表的“＋”接线柱，使c接线柱接电压表的“3”接线柱。为了使电路成为通路，还应在a接线柱和b接线柱之间接一根导线。

　　答案：

 

　例6. 如图所示，闭合开关后，电灯正常工作，现在用电流表测通过电灯的电流，用电压表测电灯两端的电压，则表a是_____________________表，表b是_____________表。

　　分析与解：由电流表的使用规则知，电流表应和电灯串联，从图中看出表a是串联在电路中，所以表a是电流表。由电压表的使用规则知，电压表应并联在电灯的两端，从图中看出表b并联在电灯的两端，所以表b是电压表。

　　另外，在前面的重点讲析第4点中谈到可以把电流表看做一根导线，把电压表看做一处开路。现在我们用此“看做”来做一下此题：

　　在图中把表a看做电流表，则此处是一根导线，对电灯的工作不影响，所以表a是电流表；如果把a看做电压表，则此处是开路，则电灯中无电流通过，不能工作，所以表a不是电压表。

　　在图中把表b看做电流表，则此处是一根导线，对电灯造成短路，甚至造成电源短路，所以表b不是电流表；如果把表b看做电压表，则此处是开路，对电灯的工作不影响，所以表b是电压表。

　　答案：电流表、电压表

 

　例7. 某同学连接某电路如图所示：

　　①图中电压表的连接有什么错误？

　　②现要测量电灯L₂两端的电压，只允许变动图中一根导线的一个端点的接线位置，应如何改动？

　　③在②中已改动的基础上，如果要测两电灯的总电压，且只允许再变动一根导线上的一个端点的接线位置，应如何改动？

　　分析：看实物图有时感觉混乱，所以有时候常常是根据实物图画出电路图，然后再根据电路图去分析错误。为此先画出图乙所示的电路图。

　　答：①在电路中应使电流从电压表的“＋”接线柱流入，从“－”接线柱流出，可以看出图中电压表的两个接线柱接反了。

　　②要测电灯L₂两端的电压，应将电压表并联在电灯L₂的两端，同时注意电压表的“＋”、“－”接线柱。从图中看出，将导线a跟电灯L₁连接的一端，改接到电灯L₂右边的接线上就可以了。

　　③要测两电灯的总电压，就把电压表并联在两电灯串联后的两端，即把b导线连电灯L₂的一端，改接到电灯L₁的左边接线柱就可以了。

 

【模拟试题】（答题时间：60分钟）

一、填空题

　1. 电流是表示_____________的物理量，用符号_____________表示，单位____________。

　2 计算器中的电流很小，大约是100，也就是_____________A。雷电是一种常见的自然现象，发生雷电时的电流高达，相当于_____________mA。

　3. 实验室里通常用_____________来测量电路中的电流。测量时，电流表必须和被测的用电器_____________联在电路里，使电流从它的_____________流进，从_____________流出，并选择合适的_____________，绝对不允许不经过_____________而直接将它连接在电源的两极上。

　4. 读出图中电流表的示数：当导线都接“－”和“0.6”两接线柱时，A图所示为_____________A，B图所示为_____________A；当导线接“－”和“3”两接线柱时，A图所示为_____________A，B图所示为_____________A。

　5. 如图所示，只闭合S₁和S₂时，灯L₂_____________，电流表测通过_____________电流；要使L₁和L₂串联，正确的做法是_____________；要使两灯并联，正确的做法是_____________，这时电流表测_____________电流。

　6. （1）如图所示的电路图中，将一只电流表分别接在a、b、c三点处，将每次测得电流分别记作，结果是_____________，得出的结论是_____________。

　　（2）如图所示的电路图中，将一只电流表分别接在a、b、c三点处，依次测得电流分别记作，结果是_____________。得出的结论是_____________。

　7. 如图所示电路中，当开关S₁闭合，S₂断开时，电流表A的示数为0.24A，则通过灯泡L₁的电流是_____________A，通过L₂的电流是_____________A。当S₁、S₂两开关都闭合时，电流表的示数为0.56A，则此时通过灯泡L₁的电流为_____________A，通过灯泡L₂的电流为_____________A。

　8. 电源在工作时不断使正极聚集_____________电荷，负极聚集_____________电荷，从而使连接正、负极间的导体两端产生_____________。电压是使电路中形成_____________。电源是__________的装置，电压的国际单位是__________。此外还有常用单位__________和__________、__________。

　9. 要测量某部分电路两端的电压，必须把电压表跟这部分电路_____________联连接。必须让电流从_____________接线柱流入电压表。每一只电压表都有一定的量程，测量电压时，被测电压值_____________。在不能预先估计被测电压值大小的情况，可以用_____________法来判断被测电压值是否超过电压表的量程。

　10. 如图所示的测量电路中，电压表的读数为3V，电压表的读数为4V，电压表的读数是___________V。

　11. 如图所示，三盏灯泡串联在10V的电路中。已知电压表测的L₁、L₂两端电压是7V，电压表测的L₂、L₃两端的电压是8V，则L₁、L₂、L₃的两端的电压依次是__________V、__________V、__________V。

 

二. 选择题

　12. 关于电流的方向，下列说法中正确的是（　　）

　　A. 自由电荷定向移动的方向就是电流的方向

　　B. 负电荷定向移动的方向跟电流的方向相反

　　C. 自由电子运动的方向，就是电流的方向

　　D. 正电荷运动的方向就是电流的方向

　13. 一位同学在使用电流表测电流时，发现指针向左边没有刻度的一方偏转，出现这一现象的原因是（　　）

　　A. 电流表的量程选错了

　　B. 电路中的电流过小

　　C. 电流表的正、负接线柱接反了

　　D. 电流表被短路了

　14. 如图所示中能正确测出电灯L₁的电流的是（　　）

　15. 如图所示中的示数为0.3A，灯L₁与L₂完全相同，则（　　）

　　A. 的示数为0.3A

　　B. 的示数为0.6A

　　C. 的示数为0.3A

　　D. 的示数为0.6A

　16. 如图所示，开关S闭合后两灯都发光，电压表测出的电压有以下几种说法，其中正确的是（　　）

　　A. 灯L₁两端的电压

　　B. 灯L₂两端的电压

　　C. 灯L₁、L₂两端的总电压

　　D. 电源电压

　17. 电路中获得持续电流的充分必要条件是（　　）

　　A. 导体中有较多的自由电子

　　B. 用导线将用电器与电源连成通路

　　C. 在电路两端加一个电压

　　D. 电路中有电流

　18. 关于电压表的使用，下列说法中正确的是（　　）

　　A. 尽管选择的量程不同，测量结果都同样精确

　　B. 电压表可以与被测电路串联

　　C. 被测电压可以超过电压表的最大量程

　　D. 电压表可以直接测量电源电压

　19. 我们国家规定的家庭电路电压，安全电压和1节干电池电压的值分别是（　　）

　  A. 220V，不高于36V，1.5V

　　B. 380V，不高于36V，3V

　　C. 220V，不高于18V，1.5V

　　D. 110V，不高于24V，2V

　20. 如图所示电路中，甲、乙是两只电表。闭合开关S后，两灯泡都能发光，则下列说法正确的是（　　）

　　A. 甲是电流表，乙是电压表

　　B. 甲是电压表，乙是电流表

　　C. 甲、乙都是电流表

　　D. 甲、乙都是电压表

　21. 如图所示中正确地用电压表测L₁两端电压的是（　　）

　22. 如图所示电路中，当开关S闭合后，发现电压表读数为零，下列猜测肯定错误的是（　　）

　　A. 灯L₁断路　　　　　　　　　　　　　　 B. 灯L₂短路

　　C. 灯L₂断路　　　　　　　　　　　　　　 D. 电压表内部断路

 

三、作图题

　23. 如图所示，现有两节干电池，两只小灯泡，一只开关和若干根导线，电流表和电压表各一支。要求两节干电池串联，两只灯泡串联，开关闭合，电压表能测出L₁两端电压，电流表能测出电路中电流，请把实物按要求连成电路（电路中的电流大约0.4A）

　24. 在如下图中改动一根导线让电流表测通过L₁的电流；

　25. 阅读下面短文，回答问题。

　　二极管又叫晶体二极管、半导体二极管。它是由半导体材料制成的，它有两根引线，一根叫正极、一根叫负极，如图甲所示。在电学中的符号如图乙所示。

　　二极管的导电性很特殊，它只允许电流从它的正极流向负极，不允许由负极流向正极。

　　问题：现有一蓄电池，正负极不清，给你一个二极管、小灯泡、开关、导线等，请你利用上述器材判断出电池的正负极，简述判断方法。

【试题答案】

一、填空题：

　1. 电流强弱　I  安培

　2. 　

　3. 电流表　串　正接线柱　负接线柱　量程　用电器

　4. 0.5　0.1  2.5　0.5

　5. 不亮　灯L₁　只闭合S₂　只断S₁　并联的总

　6. （1）三处电流相同　串联电路中各处电流相同

　　（2）　并联电路中干路电流等于各支路电流之和

　7. 0.24　 0.24　　0.56　 0

　8. 正　负　 电压　 电流的原因　提供电压　伏特　千伏　毫伏　微伏

　9. 并　正　不能超过量程　 试触

　10. 7

　11.2　 5　 3

 

二、选择题：

　12. D　　　　　　　　　　　　13. C　　　　　　　　　　14. C　　　　　　　　　　15. C

　16. CD　　　　　　　　　　　　　　17. C　　　　　　　　　　18. D　　　　　　　　　　19. A

　20. A　　　　　　　　　　　　21. C　　　　　　　　　　22. B

 

三、作图题：

　23.

　24.

　25. 解答：如下图，二极管与灯构成串联电路，A、B两端接电源的两极，若灯泡发光与二极管正极相连处为电源正极，若灯泡不发光，则B端所接电池的极为负极。