电路创新设计初中物理(精选8篇)
是指通过一定规则和方法设计出符合使用要求的电路。主要是设计一些生活上比较新颖的电路:例如:探究抢答器电路、病房呼叫电路的设计、简易交通灯电路的设计等
电路图画法一:
1、电势法 (结点法)
(1)把电路中的电势相等的结点标上同样的字母。
(2)把电路中的结点从电源正极出发按电势由高到低排列。
(3)把原电路中的电阻接到相应的结点之间。
(4)把原电路中的电表接入到相应位置。
2、分支法 (切断法)
(1)顺着电流方向逐级分析,如果没有接入电源或电流方向不明可假设电流方向。
(2)每一支路的导体是串联关系。
(3)用切断电路的方法帮助判断,当切断某部分电路,其它电路同时也被断路的与它是串联关系;其它电路是通路的是并联关系。
电路图画法一:
(1)应完整地反映电路的组成,即有电源、用电器、开关和导线:
(2)规范地使用电路元件符号,不能自选符号:
(3)交叉相连的点要画粗黑圆点;
(4)合理地安排电路元件符号的位置,尽可能让这些元件符号均匀地分布在电路中,使电路图清楚美观,并注意元件符号绝不能画在拐角处;
(5)导线要横平竖直,转弯画成直角,电路图一般呈长方形;
产生这种不理想的结果的原因, 很大一部分在于教师没有把电路故障分析进行综合的总结归纳, 只是就题论题, 学生自然形不成知识体系, 结果只能是事倍功半了。
我在多年的教学实践中, 归纳总结了电路故障分析的一些方法, 现以伏安法测小灯泡电功率 (电阻) 电路图 (图1) 为例, 把可能出现的各种故障进行归纳总结, 以供大家参考, 希望能给广大师生一些帮助。
一、引导学生掌握断路和短路所引起的电路现象
1.断路所引起的电路现象:被断路的电路设备中没有电流。
2.短路所引起的电路现象:被短路的电路设备 (不包括电源) 中没有电流。电源被短路, 电源中的电流很大, 电源可能被损坏。
在常规教学中, 各种问题中都是先给出故障现象, 再根据故障现象确定产生这种故障的原因。其实, 我们在教学中应该先给出故障的原因, 再根据故障原因引导学生分析产生的故障现象, 这样反过来教学, 大大降低了学习的难度, 学生容易理解和掌握, 起到了事半功倍的效果。
二、电路故障分类
电路路障可分为三类:断路所引起的电路故障现象, 短路所引起的电路故障现象, 电流表、电压表、滑动变阻器连接不正确所引起的电路故障现象。下面我就依次分析这三类电路故障现象。
1. 断路所引起的电路故障现象
电路中除导线外, 共含有六个电路元件, 即电源、开关、电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器, 每个元件都有可能发生断路。每个元件都有可能发生断路点都有两个, 电源AM两点、开关NK两点、电流表BC两点、电压表DE两点、小灯泡FG两点、滑动变阻器HI两点, 同一元件的两个断路点产生的故障是一样的。对每个断路点发生断路产生的现象逐一分析进行归类总结:
(1) 电源AM两点、开关NK两点、电流表BC两点、滑动变阻器HI两点发生断路:产生的故障现象都是一样的, 会使整个电路中没有电流, 即电流表无示数、电压表无示数、小灯泡不发光。
(2) 电压表DE两点发生断路:只会使电压表中没有电流, 其他部分不受影响, 所以产生的故障现象是电流表有示数、电压表无示数、小灯泡发光。
(3) 小灯泡FG两点发生断路 (包括灯丝断) :此时的电路实际变为图2, 电压表串联在电路中。由于电压表的电阻非常大, 所以电路中只有很微弱的电流, 这么微弱的电流不能使电流表的指针发生偏转, 而电压表的两端与电源两极连接, 电压表直接测量电源电压, 故产生的故障现象是电流表示数几乎为零 (与无示数是不同的概念) , 电压表示数为电源电压, 小灯泡不发光。
小灯泡发生断路, 是断路故障中的重点和难点, 应重点引导。
2. 短路所引起的电路故障现象
主要分析电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器这四个元件分别被短路时的电路故障现象。
(1) 电流表被短路:即用导线连接BC两点, 此时的电路变为图3, 电流不经过电流表, 对其他元件没有影响, 所以产生的故障现象是电流表无示数, 电压表有示数, 小灯泡发光。
(2) 电压表被短路 (小灯泡被短路) :即用导线连接DE两点 (或FG两点) , 由于电压表和小灯泡并联, 所以电压表被短路的同时, 小灯泡也被短路, 此时的电路变为图4或图5, 电流不经过电压表和小灯泡, 所以产生的故障现象是电流表有示数, 电压表无示数, 小灯泡不发光。
电压表被短路和小灯泡被短路, 是短路故障中的重点和难点, 应重点引导。
(3) 滑动变阻器被短路:即用导线连接HI两点, 此时相当于滑动变阻器接两个上接线柱, 滑动变阻器电阻为零, 不起调节作用, 所以产生的故障现象是电流表和电压表的示数偏大, 灯泡很亮 (如图6所示) 。
3. 电流表、电压表、滑动变阻器连接不正确所引起的电路故障现象
(1) 电流表、电压表连接不正确包括正、负接线柱接反, 故障现象是电表指针反转;量程选择过大, 故障现象是电表指针偏转角度小;量程选择过小, 故障现象是电表指针偏转到刻度盘的最右端;电流表和电压表的位置互换, 此时电压表串联在电路中, 故障现象和小灯泡断路相同。
(2) 滑动变阻器连接不正确包括两个接线柱全选上接线柱, 故障现象是滑动变阻器不起调节作用, 且电表示数大, 小灯泡实际功率大, 小灯泡发光太亮;两个接线柱全选下接线柱, 故障现象是滑动变阻器不起调节作用, 且电表示数小, 小灯泡实际功率小, 小灯泡发光太暗。
初中物理,对电源的内阻一般不考虑。这样就可以根据电路动态变化的原因,将问题简单划分为两种:第一种是由于电路中开关状态不同,而使电路中各电学量发生变化,解决此类问题的原则是:动态电路→开关的断开与闭合→电路的连接方式改变→总电阻的变化→总电流(电压)的变化→部分电流(电压)的变化→各电流表(电压表)示数的变化。第二种是因滑动变阻器的滑片移动,使电路中各电学量发生变化,解决此类问题的原则是:动态电路→滑动变阻器滑片的移动→滑动变阻器接入电路的阻值的变化→总电阻的阻值变化→总电流(电压)的变化→部分电流(电压)的变化→各电流表(电压表)示数的变化。
解决动态电路问题,应注意以下几点:
(1)识别电路是串联还是并联。
(2)明确各电表的测量对象及范围。
(3)串联电阻个数增多时总电阻增大(即串联电阻越多,总电阻越大),并联电阻个数增多时,总电阻减小(即并联电阻越多,总电阻越小)。
(4)在电阻的总个数不变的情况下,无论串、并联电路,部分电阻增大,总电阻随之增大。
(5)当电源电压不变时,总电流与总电阻成反比。
(6)分配关系:串联分压成正比(阻值大的电阻两端电压大)、并联分流成反比(流经阻值大的电阻的电流小)。
(7)在并联电路中,各支路上的用电器互不影响,变阻器只影响所在支路电流变化,从而引起干路电流变化。
一、滑动变阻器滑片位置变化引起各物理量变化
1.在串联电路中滑动变阻器滑片位置变化引起各物理量变化
【例1】如图1所示,闭合开关后当滑片P向右移动时,A表,V表(填“变大”、“变小”或“不变”)。
图1解析:首先判断电路类型(简单的方法为:将电流表看成导线,将电压表拆除,成为开路),此时容易看出,这是一个串联电路,串联电路中,电流处处相等,所以A表示数不变。
本电路中当滑片P向右移动时,被跨接在电压表内的电阻随着变大,依据串联分压关系知,V表示数变大。
2.并联电路中滑动变阻器滑片位置变化引起物理量变化
解析:依题意分析可知,图2所示电路为并联电路,并联电路各支路两端电压相等,等于电源电压,故电压表V示数不变。
滑动变阻器滑片P向左移动时,并联电路各支路独立工作,对R1这条支路没有影响,所以电流表A1示数不变。
滑片P左移,接入的R2阻值变小,这条支路的电流变大,干路中电流也随之变大,故A2示数变大。
二、电路开关的闭合或断开引起电路中各电学量的变化
1.串联电路中开关的断开或闭合引起的变化
【例3】如图3所示,将开关K闭合,则A表、V表的示数将如何变化?
图3解析:依题意知在开关K闭合前,R1和R2串联,电路总电阻较大,开关K闭合后,电阻R2被局部短路,电路中的电阻只有R1了,因此电路总电阻变小,电流变大,电流表的示数变大。
在开关K闭合前,两个电阻串联。电压表测量R1两端的电压,开关K闭合后,电阻R2被短路,电压表测量电源两端的电压,因此电压表的示数将变大。
2.并联电路中开关的断开或闭合引起的变化
【例4】如图4所示,当开关K闭合时,电流表的示数将;电压表的示数将(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
图4解析:本题首先要识别电路,现在不难看出这个电路是“并”联电路。电流表只测通过灯泡L的电流,当开关闭合时,电流表的示数从无变到有,故选填“增大”。电压表是测量电源电压,并不受电键控制,所以选填“不变”。
(责任编辑易志毅)endprint
初中物理电路动态分析问题对学生而言,是个难点,在中考中,该类题目出现的几率比较高。如何帮助学生提高分析解答这类题的能力,提高学生的中考成绩,笔者进行了一些粗浅的分析研究。
初中物理,对电源的内阻一般不考虑。这样就可以根据电路动态变化的原因,将问题简单划分为两种:第一种是由于电路中开关状态不同,而使电路中各电学量发生变化,解决此类问题的原则是:动态电路→开关的断开与闭合→电路的连接方式改变→总电阻的变化→总电流(电压)的变化→部分电流(电压)的变化→各电流表(电压表)示数的变化。第二种是因滑动变阻器的滑片移动,使电路中各电学量发生变化,解决此类问题的原则是:动态电路→滑动变阻器滑片的移动→滑动变阻器接入电路的阻值的变化→总电阻的阻值变化→总电流(电压)的变化→部分电流(电压)的变化→各电流表(电压表)示数的变化。
解决动态电路问题,应注意以下几点:
(1)识别电路是串联还是并联。
(2)明确各电表的测量对象及范围。
(3)串联电阻个数增多时总电阻增大(即串联电阻越多,总电阻越大),并联电阻个数增多时,总电阻减小(即并联电阻越多,总电阻越小)。
(4)在电阻的总个数不变的情况下,无论串、并联电路,部分电阻增大,总电阻随之增大。
(5)当电源电压不变时,总电流与总电阻成反比。
(6)分配关系:串联分压成正比(阻值大的电阻两端电压大)、并联分流成反比(流经阻值大的电阻的电流小)。
(7)在并联电路中,各支路上的用电器互不影响,变阻器只影响所在支路电流变化,从而引起干路电流变化。
一、滑动变阻器滑片位置变化引起各物理量变化
1.在串联电路中滑动变阻器滑片位置变化引起各物理量变化
【例1】如图1所示,闭合开关后当滑片P向右移动时,A表,V表(填“变大”、“变小”或“不变”)。
图1解析:首先判断电路类型(简单的方法为:将电流表看成导线,将电压表拆除,成为开路),此时容易看出,这是一个串联电路,串联电路中,电流处处相等,所以A表示数不变。
本电路中当滑片P向右移动时,被跨接在电压表内的电阻随着变大,依据串联分压关系知,V表示数变大。
2.并联电路中滑动变阻器滑片位置变化引起物理量变化
解析:依题意分析可知,图2所示电路为并联电路,并联电路各支路两端电压相等,等于电源电压,故电压表V示数不变。
滑动变阻器滑片P向左移动时,并联电路各支路独立工作,对R1这条支路没有影响,所以电流表A1示数不变。
滑片P左移,接入的R2阻值变小,这条支路的电流变大,干路中电流也随之变大,故A2示数变大。
二、电路开关的闭合或断开引起电路中各电学量的变化
1.串联电路中开关的断开或闭合引起的变化
【例3】如图3所示,将开关K闭合,则A表、V表的示数将如何变化?
图3解析:依题意知在开关K闭合前,R1和R2串联,电路总电阻较大,开关K闭合后,电阻R2被局部短路,电路中的电阻只有R1了,因此电路总电阻变小,电流变大,电流表的示数变大。
在开关K闭合前,两个电阻串联。电压表测量R1两端的电压,开关K闭合后,电阻R2被短路,电压表测量电源两端的电压,因此电压表的示数将变大。
2.并联电路中开关的断开或闭合引起的变化
【例4】如图4所示,当开关K闭合时,电流表的示数将;电压表的示数将(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
图4解析:本题首先要识别电路,现在不难看出这个电路是“并”联电路。电流表只测通过灯泡L的电流,当开关闭合时,电流表的示数从无变到有,故选填“增大”。电压表是测量电源电压,并不受电键控制,所以选填“不变”。
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初中物理电路动态分析问题对学生而言,是个难点,在中考中,该类题目出现的几率比较高。如何帮助学生提高分析解答这类题的能力,提高学生的中考成绩,笔者进行了一些粗浅的分析研究。
初中物理,对电源的内阻一般不考虑。这样就可以根据电路动态变化的原因,将问题简单划分为两种:第一种是由于电路中开关状态不同,而使电路中各电学量发生变化,解决此类问题的原则是:动态电路→开关的断开与闭合→电路的连接方式改变→总电阻的变化→总电流(电压)的变化→部分电流(电压)的变化→各电流表(电压表)示数的变化。第二种是因滑动变阻器的滑片移动,使电路中各电学量发生变化,解决此类问题的原则是:动态电路→滑动变阻器滑片的移动→滑动变阻器接入电路的阻值的变化→总电阻的阻值变化→总电流(电压)的变化→部分电流(电压)的变化→各电流表(电压表)示数的变化。
解决动态电路问题,应注意以下几点:
(1)识别电路是串联还是并联。
(2)明确各电表的测量对象及范围。
(3)串联电阻个数增多时总电阻增大(即串联电阻越多,总电阻越大),并联电阻个数增多时,总电阻减小(即并联电阻越多,总电阻越小)。
(4)在电阻的总个数不变的情况下,无论串、并联电路,部分电阻增大,总电阻随之增大。
(5)当电源电压不变时,总电流与总电阻成反比。
(6)分配关系:串联分压成正比(阻值大的电阻两端电压大)、并联分流成反比(流经阻值大的电阻的电流小)。
(7)在并联电路中,各支路上的用电器互不影响,变阻器只影响所在支路电流变化,从而引起干路电流变化。
一、滑动变阻器滑片位置变化引起各物理量变化
1.在串联电路中滑动变阻器滑片位置变化引起各物理量变化
【例1】如图1所示,闭合开关后当滑片P向右移动时,A表,V表(填“变大”、“变小”或“不变”)。
图1解析:首先判断电路类型(简单的方法为:将电流表看成导线,将电压表拆除,成为开路),此时容易看出,这是一个串联电路,串联电路中,电流处处相等,所以A表示数不变。
本电路中当滑片P向右移动时,被跨接在电压表内的电阻随着变大,依据串联分压关系知,V表示数变大。
2.并联电路中滑动变阻器滑片位置变化引起物理量变化
解析:依题意分析可知,图2所示电路为并联电路,并联电路各支路两端电压相等,等于电源电压,故电压表V示数不变。
滑动变阻器滑片P向左移动时,并联电路各支路独立工作,对R1这条支路没有影响,所以电流表A1示数不变。
滑片P左移,接入的R2阻值变小,这条支路的电流变大,干路中电流也随之变大,故A2示数变大。
二、电路开关的闭合或断开引起电路中各电学量的变化
1.串联电路中开关的断开或闭合引起的变化
【例3】如图3所示,将开关K闭合,则A表、V表的示数将如何变化?
图3解析:依题意知在开关K闭合前,R1和R2串联,电路总电阻较大,开关K闭合后,电阻R2被局部短路,电路中的电阻只有R1了,因此电路总电阻变小,电流变大,电流表的示数变大。
在开关K闭合前,两个电阻串联。电压表测量R1两端的电压,开关K闭合后,电阻R2被短路,电压表测量电源两端的电压,因此电压表的示数将变大。
2.并联电路中开关的断开或闭合引起的变化
【例4】如图4所示,当开关K闭合时,电流表的示数将;电压表的示数将(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
图4解析:本题首先要识别电路,现在不难看出这个电路是“并”联电路。电流表只测通过灯泡L的电流,当开关闭合时,电流表的示数从无变到有,故选填“增大”。电压表是测量电源电压,并不受电键控制,所以选填“不变”。
(l)电流的概念:电荷的定向移动形成电流。用水流和电流做类比:水在水管中沿着一定的方向流动,水管中就有了水流。电荷在电路中沿着一定的方向移动,电路中就有了电流。
(2)电流的方向:电荷有两种,电路中有电流时,发生定向移动的电荷可能是正电荷,也可能是负电荷。还有可能是正负电荷同时向相反方向发生定向移动。规定:正电荷定向移动的方向为电流方向。介绍这个规定是在19世纪初,在物理学家刚刚开始研究电流时,并不清楚在不同的情况下究竟什么电荷在移动时做出的,而在后来的研究中发现,这样的规定并不影响研究电流的有关问题,并且在酸、碱、盐的溶液中就有正电荷的定向移动,因此这个规定一直沿用至今。按照这个规定,在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极。
(3)电流的符号、单位及换算:电流的物理量符号I,电流国际单位安培,符号为A。常用单位有:毫安(mA)、微安(μA)。单位的换算:1A=103mA 1mA=103μA
2.电流测量
测量电流有专门仪表——电流表(出示几种电流表:教学电流表、学生电流表、灵敏电流表)
电流表
(1)测量电流大小的仪表。
(2)常用的电流表是安培表(注意讲解一下安培表在电路中的符号)
观察教学电流表(出示挂图、并展示实物),观察学生电流表(重点)。通过观察桌上的学生电流表,引导学生回答下列问题:① 你怎样知道它是一只电流表?② 它的零刻度线在哪里?③ 它有几个接线柱?怎样使用接线柱?④ 当使用标有“—”“3”两接线柱时,量程是多大?分度值是多大?⑤ 当使用标有“—”“0.6”两接线柱时,量程是多大?分度值是多大?
(3)电流表的示数
② 使用前,先要观察:确认是电流表;零刻度线的位置;量程;分度值。
② 读数时,应由量程确认分度值后,再从指针位置读出结果。
3.电流表的使用规则:
(1)电流表要串联在电路中;
(2)必须使电流从电流表的“+”接线柱进入,从“—”接线柱流出;
(3)被测电流不要超过电流表的量程;(说明后果)不能预先估计被测电流大小时,要先用大量程进行试触。
(4)绝不允许不经过用电器,而把电流表直连接到电源的两极上。
4.测量串、并联电路的电流
结论:串联电路中电流处处相等,并联电路中干路电流等于各个支路电流之和。
五、巩固练习:
电荷 电荷也叫电,是物质的一种属性。
①电荷只有正、负两种。与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷相同的电荷叫正电荷;而与毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷相同的电荷叫负电荷。
②同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
③带电体具有吸引轻小物体的性质
④电荷的多少称为电量。
⑤验电器:用来检验物体是否带电的仪器,是依据同种电荷相互排斥的原理工作的。
2、导体和绝缘体 容易导电的物体叫导体,金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液等都是是常见的导体。不容易导电的物体叫绝缘体,橡胶、塑料、玻璃、陶瓷等是常见的绝缘体。理解:导体和绝缘体的划分并不是绝对的,当条件改变时绝缘体也能变成导体,例如在常温下是很好的绝缘体的玻璃在高温下就变成了导体。又如常态下,气体中可以自由移动的带电微粒(自由电子和正、负离子)极少,因此气体是很好的绝缘体,但在很强的电场力作用下,或者当温度升高到一定程度的时候,由于气体的电离而产生气体放电,这时气体由绝缘体转化为导体。所以,导体和绝缘体没有绝对界限。在条件改变时,绝缘体和导体之间可以相互转化。
3、电路 将用电器、电源、开关用导线连接起来的电流通路
电路的三种状态:处处连通的电路叫通路也叫闭合电路,此时有电流通过;断开的电路叫断路也叫开路,此时电路中没有电流;用导线把电源两极直接连起来的电路叫短路。
4、电路连接方式 串联电路、并联电路是电路连接的基本方式。
理解:识别电路的基本方法是电流法,即当电流通过电路上各元件时不出现分流现象,这几个元件的连接关系是串联,若出现分流现象,则分别在几个分流支路上的元件之间的连接关系是并联。
5、电路图 用符号表示电路连接情况的图形。
十五、电流 电压 电阻 欧姆定律
1、电流的产生:由于电荷的定向移动形成电流。
电流的方向:①正电荷定向移动的方向为电流的方向
理解:在金属导体中形成的电流是带电的自由电子的定向移动,因此金属中的电流方向跟自由电子定向移动的方向相反。而在导电溶液中形成的电流是由带正、负电荷的离子定向移动所形成的,因此导电溶液中的电流方向跟正离子定向移动的方向相同,而跟负离子定向移动的方向相反。
②电路中电流是从电源的正极出发,流经用电器、开关、导线等流回电源的负极的。电流的三效应:热效应、磁效应和化学效应,其中热效应和磁效应必然发生。
2、电流强度:表示电流大小的物理量,简称电流。
①定义:每秒通过导体任一横截面的电荷叫电流强度,简称电流。I=Q/t
②单位:安(A)常用单位有毫安(mA)微安(μA)
它们之间的换算:1A=103 mA=106μA
③测量:电流表
要测量某部分电路中的电流强度,必须把安培表串联在这部分电路里。在把安培表串联到电路里的时候,必须使电流从“+”接线柱流进安培表,并且从“-”接线柱流出来。
在测量前后先估算一下电流强度的大小,然后再将量程合适的安培表接入电路。在闭合电键时,先必须试着触接电键,若安培表的指针急骤摆动并超过满刻度,则必须换用更大量程的安培表。
使用安培表时,绝对不允许经过用电器而将安培表的两个接线柱直接连在电源的两极上,以防过大电流通过安培表将表烧坏。因为安培表的电阻很小,所以千万不能把安培表并联在用电器两端或电源两极上,否则将造成短路烧毁安培表。
读数时,一定要先看清相应的量程及该量程的最小刻度值,再读出指针所示数值。
3、串联电路电流的特点:串联电路中各处的电流相等。I=I1=I
2并联电路电流的特点:并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和I=I1+I24、电压是形成电流的原因,电源是提供电压的装置
5、①电压的单位:伏特,简称伏,符号是V。
常用单位有:兆伏(MV)千伏(KV)毫伏(mV)微伏(μV)
它们之间的换算:1MV=103KV 1KV=103V 1V=103 mV 1mV=103μV
②一些常见电压值:一节干电池 1.5伏 一节铅蓄电池 2伏 人体的安全电压 不高于36伏 照明电路的电压 220伏 动力电路的电压 380伏
③测量:电压表
要测量某部分电路或用电器两端电压时,必须把伏特表跟这部分电路或用电器并联,并且必须把伏特表的“+”接线柱接在电路流入电流的那端。
每个伏特表都有一定的测量范围即量程,使用时必须注意所测的电压不得超出伏特表的量程。如若被测的那部分电路或用电器的电压数值估计的不够准,可在闭合电键时采取试触的方法,如果发现电压表的指针很快地摆动并超出最大量程范围,则必须选用更大量程的电压表才能进行测量。在用伏特表测量电压之前,先要仔细观察所用的伏特表,看看它有几个量程,各是多少,并弄清刻度盘上每一个格的数值。
6、串联电路电压的特点:串联电路的总电压等于各部分电压之和。U=U1+U
2并联电路电压的特点:并联电路各支路两端的电压相等。U=U1=U27、电阻:电阻是导体本身的一种性质,是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量。与导体两端的电压及通过导体的电流都无关。
电阻的单位:欧姆,简称欧,代表符号Ω。
常用单位有:兆欧(MΩ)千欧(KΩ)它们的换算:1MΩ=106Ω 1KΩ=103Ω
8、决定电阻大小的因素:导体的电阻跟它的长度有关,跟横截面积有关,跟组成导体的材料有关,还跟导体的温度有关。
9、滑动变阻器:通过改变接入电路导线长度改变电阻值的仪器。
接法:一上一下 作用:改变电路中的电流
铭牌含义:“100Ω 2A”表示 最大阻值为100Ω 允许通过的最大电流为2A
注意点:滑动变阻器在接入电路时,应把滑片P移到变阻器电阻值最大的位置,从而限制电路中电流的大小,以保护电路。
10、变阻箱:通过改变接入电路定值电阻个数和阻值改变电阻大小的仪器。变阻箱有旋钮式和插入式两种。它们都是由一组阻值不同的电阻线装配而成的。调节变阻箱上的旋钮或拔出铜塞,可以不连续地改变电阻的大小,它可以直接读出电阻的数值。
11、欧姆定律
内容:一段导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。公式:I=U/R12、电阻的串联:串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和。R总=R1+R213、电阻的并联:并联电路的总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和。1/R总=1/R1+1/R214、串联分压,分压与电阻成正比;并联分流,分流与电阻成反比。
【方法介绍】
识别串联电路与并联电路的方法
(1)元件连接法 分析电路中电路元件的连接方法,逐个顺次连接的是串联电路,并列接在两点间的是并联电路。
(2)电流路径法 从电源正极开始,沿电流的方向分析电流的路径,直到电源的负极。如果只有一条回路,则是串联;如果电流路径有若干条分支,则是并联电路。
(3)元件消除法 若去掉电路中的某个元件时,出现开路的话则是串联;若去掉电路中的某个元件后,其他元件仍能正常工作则是并联。
十六、电功 电能 生活用电
1、电功:电流做的功叫电功。电流做功的过程是电能转化为其它形式能的过程。计算式:W=UIt=Pt=I2Rt=UQ(其中W=t=I2Rt只适用于纯电阻电路)
单位:焦耳(J)常用单位千瓦时(KWh)1KWh=3.6×106J
测量:电能表(测家庭电路中用电器消耗电能多少的仪表)
接法:①串联在家庭电路的干路中②“
1、3”进“
2、4”出;“
1、2”火“
3、4”零参数:“220V 10A(20A)”表示该电能表应该在220V的电路中使用;电能表的额定电流为10A,在短时间内电流不能超过20A;电路中用电器的总功率不能超过2200W;“50Hz”表示电能表应在交流电频率为50Hz的电路中使用;“3000R/KWh”表示工作电路每消耗1KWh的电能,电能表的表盘转动3000转。
2、电功率:电功率是电流在单位时间内做的功。等于电流与电压的乘积。电功率的单位是瓦。计算式:P=W/t=UI=I2R(其中P=l2R只适用于纯电阻电路)
3、额定功率与实际功率的区别与联系:额定功率是由用电器本身所决定的,实际功率是由实际电路所决定的。联系:P实=()2P额,可理解为用电器两端的电压变为原来的1/n时,功率就变为原来功率的1/n2。
4、小灯泡的明暗是由灯泡的实际功率决定的。
5、焦耳定律:电流通过导体产生的热量Q跟电流I的平方成正比,跟导体的电阻R成正比,跟通电的时间t成正。计算式:Q=I2Rt=UIt(其中Q=UIt只适用于纯电阻电路)
6、电热器:主要部件是发热体,是由电阻较大、熔点较高的材料制成的。其原理是电流的热效应。
7、家庭电路:由电源线、电能表、开关、保险丝、用电器、插座等元件组成。
①家庭电路的进户线相当于家庭电路的电源,由两根线组成,一根是火线,一根是零线,火线与零线之间有220V的电压。
②开关及保险丝必须与电路的火线相连。开关接在火线上,当拉开开关切断电路时,电路上各部分都脱离了火线,这样人体碰到这些部分就不会触电,检修电路也比较方便。能使整个电路更安全。
③电灯的开关应该接在火线和灯座(或灯头)之间,利用测电笔可以检查开关安装是否正确。拧下灯泡,将开关闭合,把测电笔笔尖分别触灯座两接线柱,其中有一个氖管发光,再将开
关断开,再用测电笔分别触两接线柱,如果两个都不发光,说明开关安装正确;如果仍有一个发光,说明开关接在零线和灯座之间,应予以纠正。
④一般照明电路里使用的保险丝由电阻率比较大而熔点较低的铅锑合金制成。在电路中的电流超过保险丝熔断电流时,保险丝立即熔断,使电路断开,从而保护用电器,避免引起火灾。选用保险丝的原则,应该使用它的额定电流稍大于或等于电路的正常工作电流。
在照明电路中如果用铜丝代替保险丝,当电流超过额定电流时,铜丝不会熔断,起不到保险的作用。
8、触电:一定强度的电流通过人体时所引起的伤害事故。
9、安全用电常识:不接触电压高于36伏的带电体,不靠近高压带电体。明插座的安装应高于地面1.8m,电风扇、洗衣机等家用电器应接地。
【记忆法】
十七、电与磁
1、磁体:物体能够吸铁、钴、镍等物质的性质叫磁性,具有磁性的物体叫磁体。磁体具有吸铁性与指向性
2、磁极:磁体上磁性紧强的地方叫磁极。一个磁体有两个磁极,称为N极、S极或北极、南极。同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。
3、磁场:磁体周围存在磁场,磁场的基本性质是它对放入其中中磁体产生磁力的作用。磁场具有方向性,磁场中某点的磁场方向为小磁针在该点静止时北极所指的方向。
4、磁感线:形象地描述空间磁场情况的曲线叫磁感应线,简称磁感线。磁感应线的疏密表示磁性的强弱,磁感应线的箭头表示磁场的方向。
5、地磁场:地球是一个巨大的磁体,地球周围空间存在的磁场叫地磁场。地磁场的南极在地理北极的附近,地磁场的北极在地理南极的附近。第一个提出磁偏角的是沈括。
6、奥斯特实验:表明电流周围存在磁场,从而发现了电流的磁效应。通电螺旋管的磁场分布与条形磁体相似。磁极的分布可用右手螺旋定则来判断。
电磁铁:由铁芯和线圈两部分组成。是依据通电线圈插入铁芯后磁性增强的原理制成的。其磁性的强弱与有无铁芯、电流的大小、线圈的匝数有关。
7、电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生的现象。感应电流的方向,跟导体运动方向和磁感线的方向有关。是法拉第发现的。
8、发电机:将机械能转化为电能的机器。原理是:电磁感应现象。
9、磁场对通电导体的作用:通电导体在磁场里受到力的作用,受力方向跟导体内电流方向,磁感线的方向有关。
10、直流电动机:将电能转化为机械能的机器。直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力绕轴旋转的原理制成的。线圈能持续转动的原因是①线圈具有惯性,当线圈到达平衡位置时,由于惯性,能越过平衡位置②当线圈越过平衡位置时,换向器能及时改变线圈中的电流方向。
11、直流电:方向不变的电流 交流电:大小和方向都发生周期性改变的电流
我国交流电的频率为50Hz,表示电流每秒发生50个周期性的变化,方向改变100次。
初中物理经典错题100例及分析---电流电路部分
1.用丝绸磨擦过的玻璃去靠近甲、乙两个轻小物体,结果甲被排斥、乙被吸引。由此我们可以判定()
A、甲带正电,乙带负电B、甲带负电,乙带正电
C、甲带负电,乙不带电或带正电 D、甲带正电,乙不带电或带负电
2.从电视机的显像管尾部的热灯丝发射出来的电子,高速撞击在电视机的荧光屏上,使荧光屏发光,则在显像管内()
A.电流方向从荧光屏到灯丝B.电流方几从灯丝到荧光屏
C.显像管内是真空,无法通过电流
D.电视机使用的是交流电,显像管中的电流方向不断变化
3.三个相同的灯泡连接在电路中,亮度一样,则它们的连接关系是()
A.一定并联B一定串联C可能是混联D串联、并联都有可能,不可能是混联
4.教室内有两只日光灯,开关闭合时,两灯同时亮,开关断开时,两灯同时熄灭,则它们的连接关系是()
A 一定串联B 一定并联C可能并联,也可能串联D无法确定
5.某同学学习电路后设想如下:将一条用很细的电线围在一群羊圈上,当羊在羊圈里,电灯亮,电铃不响;当有羊离开羊圈,电铃响,灯还亮.告诉人们有羊跑了.现有电灯、电铃、电源各一个,导线若干,画出该同学设想的电路图本文转自
答案及分析
1.可能错误:选A原因是物体被吸引有两种可能.一是其中一个物体带电,另一物体不带电,二是两物体带异种电荷 正确答案:D
2.A电流方向是正电荷的定向移动方向,负电荷定向移动的反方向3.D
4.可能错误:选A.“受两灯同时亮,开关断开时,两灯同时熄灭”这一条件的影响,而未找到“教室内”这一主要条件.教室内的所有用电器一定是并联正确答案选B
5.这是开关的第二种用法,开关同用电器并联.电路如下图.羊跑出圈,相当于开关断路,电灯和铃串联工作;当羊在圈内时,导线将电铃短路,电铃不响.有关。
10、直流电动机:将电能转化为机械能的机器。直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力绕轴旋转的原理制成的。线圈能持续转动的原因是①线圈具有惯性,当线圈到达平衡位置时,由于惯性,能越过平衡位置②当线圈越过平衡位置时,换向器能及时改变线圈中的电流方向。
11、直流电:方向不变的电流 交流电:大小和方向都发生周期性改变的电流
我国交流电的频率为50Hz,表示电流每秒发生50个周期性的变化,方向改变100次。初中物理经典错题100例及分析---电流电路部分
1.用丝绸磨擦过的玻璃去靠近甲、乙两个轻小物体,结果甲被排斥、乙被吸引。由此我们可以判定()
A、甲带正电,乙带负电B、甲带负电,乙带正电
C、甲带负电,乙不带电或带正电 D、甲带正电,乙不带电或带负电
2.从电视机的显像管尾部的热灯丝发射出来的电子,高速撞击在电视机的荧光屏上,使荧光屏发光,则在显像管内()
A.电流方向从荧光屏到灯丝B.电流方几从灯丝到荧光屏
C.显像管内是真空,无法通过电流
D.电视机使用的是交流电,显像管中的电流方向不断变化
3.三个相同的灯泡连接在电路中,亮度一样,则它们的连接关系是()
A.一定并联B一定串联C可能是混联D串联、并联都有可能,不可能是混联
4.教室内有两只日光灯,开关闭合时,两灯同时亮,开关断开时,两灯同时熄灭,则它们的连接关系是()
A 一定串联B 一定并联C可能并联,也可能串联D无法确定
5.某同学学习电路后设想如下:将一条用很细的电线围在一群羊圈上,当羊在羊圈里,电灯亮,电铃不响;当有羊离开羊圈,电铃响,灯还亮.告诉人们有羊跑了.现有电灯、电铃、电源各一个,导线若干,画出该同学设想的电路图本文转自
答案及分析
1.可能错误:选A原因是物体被吸引有两种可能.一是其中一个物体带电,另一物体不带电,二是两物体带异种电荷 正确答案:D
2.A电流方向是正电荷的定向移动方向,负电荷定向移动的反方向3.D
4.可能错误:选A.“受两灯同时亮,开关断开时,两灯同时熄灭”这一条件的影响,而未找到“教室内”这一主要条件.教室内的所有用电器一定是并联正确答案选B
电路
1、组成:
①电源②用电器③开关④导线
2、三种电路:
①通路:接通的电路。
②开路:断开的电路。
③短路:电源两端或用电器两端直接用导线连接起来。
3、电路图:用规定的符号表示电路连接的图叫做电路图。
4、连接方式:
串联并联
定义把元件逐个顺次连接起来的电路把元件并列的连接起来的电路
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。
电流
1、形成:电荷的定向移动形成电流
2、方向的规定:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。
3、获得持续电流的条件:
电路中有电源电路为通路
4、电流的三种效应。
(1)电流的热效应。(2)电流的磁效应。(3)电流的化学效应。
5、单位:(1)国际单位:A(2)常用单位:mA、μA
(3)换算关系:1A=1000mA1mA=1000μA
6、测量:
(1)仪器:电流表,
(2)方法:
①电流表要串联在电路中;
②电流要从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出,否则指针反偏。
③被测电流不要超过电流表的测量值。
④绝对不允许不经用电器直接把电流表连到电源两极上,原因电流表相当于一根导线。
物理六个重要规律
1.牛顿第一运动定律:又称惯性定律、惰性定律。任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
2.光的反射定律:反射光线与入射光线与法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。可归纳为:“三线共面,两线分居,两角相等”。
3.光的折射定律:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
4.能量守恒定律:一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和。
5.欧姆定律:在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
6.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。
常见的物理属性有什么
一、初中物理电路计算题的解题思路
首先, 认真分析电路, 在做初中电学题时, 最为主要的就是分析电路图, 没有给图的题目按照题中文字信息画图, 用电路图将题中描述的所有信息表现出来, 并且在此基础上, 要学会简化电路图, 在面对一个非常复杂的复合电路时, 主要任务就是要分析电流走向, 然后将一个复杂的图分块, 有助于问题的解决。
其次, 要把题中已知的物理量、要求的物理量和题中隐含的量在分析电路时标记出来, 同时, 把未知量都标在图上, 寻找各种物理量之间的逻辑关系。这种逻辑分析要求的就是各种很基本的电学计算公式, 在寻找逻辑关系时, 要从物理量入手, 先把有可能用到的所有式子列出来, 然后观察哪种情况已知量最多或者其中包含的物理量可以用已知量表示出来, 去试着推导。
二、初中物理电路计算题的解决方法
(一) 单个电路的解决方法
例1:李昕同学到物理实验室做实验, 他先将一只阻值为20Ω的电阻R接入电路中, 如图1所示, 测得通过它的电流是1.2A, 后又在该电路上并联一只电阻为24Ω的小灯泡 (图中未画出) , 电路中的总电流为多大?
分析:本题中主要涉及欧姆定律的应用, 电阻的并联。根据欧姆定律求出电源的电压, 该电路上并联一只电阻为24Ω的小灯泡时, 先根据电阻的并联求出电路中的总电阻, 再根据欧姆定律求出电路中的总电流。
解答:R=20Ω, I=1.2A, 则电源的电压:U=IR=1.2A×20Ω=24V。该电路上并联一只电阻为24Ω的小灯泡时, 电路中的总电阻:, 电路中的总电流:
, 因此, 该电路上并联一只电阻为24Ω的小灯泡时, 电路中的总电流为2.2A。
本题考查了电阻的并联和欧姆定律的应用, 因条件已给出, 难度不大。
(二) 串联电路解决方法
例2:已知电阻R1=10Ω, 电阻R2=20Ω, 将R1和R2串联后接在电压为6V的电源上。求: (1) R1、R2串联的总电阻; (2) 电路中的电流; (3) R1两端的电压; (4) R2的电功率。
以上问题的主要知识点是关于欧姆定律的应用和串联电路的电流规律的运用, 考查电功率的计算。
分析: (1) 求出两电阻串联时电路中的总电阻; (2) 已知总电阻和总电压, 根据欧姆定律求出电路中的电流; (3) 根据串联电路各处的电流相等和欧姆定律求出R1两端的电压; (4) 根据P=I2R求出R2的电功率。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用。
(三) 并联电路解决方法
例3:如图2所示, R1=5Ω、R2=10Ω的两个电阻并联在电路中, 闭合开关, 电流表的示数为1.2A, 求电路中的总电流。
分析:解决此题要掌握并联电路的电流规律, 在并联电路中, 各支路电压是相等的, 通过各支路的电流之和等于干路电流。
解答:支路R1两端的电压U=IR1=1.2A×5Ω=6V, 电阻R2与电阻R1并联, 所以它们两端的电压相等, 故通过R2的电流I=U/R=6V/10Ω=0.6A。
由并联电路中的电流规律可知, 电路中的电流I=I1+I2=1.2A+0.6A=1.8A。
此题考查了串并联电路的电流规律和电压规律, 要结合欧姆定律进行分析求解。
(四) 可变电路解决思路
1. 存在滑动变阻器的电路
例4:如图3所示, R1=5Ω, R2为滑动变阻器, 电源电压保持不变。闭合开关S后, 当滑动变阻器的滑片P移至端点b时, 电流表的示数为0.5A;当滑片P移至变阻器的中点时, 电流表的示数为0.75A。
求: (1) 电源电压; (2) 滑动变阻器的最大阻值。分析:根据两次电流表的示数、定值电阻和滑动变阻器的最大阻值表示出电源电压, 解出结果即可, 电源电压为7.5V, 滑动变阻器的最大阻值为10Ω。
在解决以上问题时, 知道串联电路总电阻与分电阻的关系, 会根据欧姆定律进行计算, 就可以得到答案。
2. 由于开关引起的可变电路
例5:在图4所示的电路中, 当开关S断开时电流表示数为0.3A, 当开关S闭合时电流表示数为0.8A。
求:开关S闭合时通过R2电流。分析:由电路图可知, 当开关S断开时电路为R1的简单电路, 电流表测电路中的电流;当开关S闭合时两电阻并联, 电流表测干路电流。根据并联电路独立工作、互不影响可知, 开关S闭合时通过R1的电流不变。根据并联电路的电流特点求出通过R2电流。
解答:因为开关S闭合时通过R1的电流不变, 即I1=0.3A, 因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 所以开关S闭合时通过R2电流I2=I-I1=0.8A-0.3A=0.5A。
本题考查了并联电路的特点, 根据并联电路独立工作、互不影响的特点, 判断开关S闭合后通过R1的电流不变。
2013年人民教育出版社《物理》九年级全一册第十五章第三节“串联和并联”的实物图和对应的电路图中开关的连接,并没有在位置上严格地一一对应。这种失误表面看起来是小事,但在实际教学中产生的影响还是比较大的,它干扰了课堂教学,不利于提高学生的综合素质。教学工作者须改变唯教材是从的错误思想,排除教学干扰因素,使学生的思维回归到正确的道路上来。
关键词
开关连接 出现失误 排除干扰 思维回归
翻开2013年人民教育出版社《物理》九年级全一册第十五章第三节“串联和并联”的实物图和对应的电路图中开关的连接时,你会大吃一惊,教材中两幅图中开关连接位置竟然是相反的(如图1所示)[1]。结合教学实践,我对教材中开关的连接提出质疑,理由有以下几点。
一、教材没有将实物图和电路图中的元件一一对应连接,对学生的学习产生误导
《课标》对初中学生电路知识的要求是:“会看、会画简单的电路图。会连接简单的串联电路和并联电路。能说出生产、生活中采用简单串联或并联电路的实例”[2]。在实际教学中,为了化难为易,我就让学生按照电流的路径采用“点对点”的方法来连接。所谓“点对点”的方法就是先让学生准确说出实物和电路元件的两个端点名称,然后将对应的端点连接起来。运用这种方法进行连接,学生的正确率达到了惊人的95%。我首先让学生认识开关的两个端点(如图2所示),一个是动触点(能转动的部分),另一个是静触点(不动的部分),连接电路时只要对应,很容易连对的。由电路图连接实物图方法是一样的,先认清连接位置,找到连接点,问题便迎刃而解。反观教材中实物图和对应的电路图中开关的错误连接,让教师怎么向学生解释呢?给教师的教学带来了麻烦,也让学生产生了错误的认识,以为开关的动触点和静触点能随意连接,不会影响实际效果,这实质上对学生的学习产生了误导。
1.随意连接开关,实际效果与设计结果相反
根据图3所示的电路图连接图4的实物图,通过5个学生的展示,有4个同学将S1与S2的导线连成①,只有1个同学将导线连成②。老师引导学生:这两种方案哪个是对的呢?经过小组讨论,交流,同学们认为两种方案都是对的,谁也说服不了谁。学生决定在课堂上进行实验。两组同学分别按①、②两种方案连接成实物电路,然后操作开关,观察实验现象。同学们发现:方案①中当断开S2,闭合S1时,灯L1发光,说明S2这个干路开关不起作用;方案②中只有当S2闭合,S1也闭合时,灯L1才发光,说明S2这个干路开关起了作用。最终全班同学达成共识:①的连接是错误,②的连接是对的。理由很简单,在电路图中S1的静触点连接S2的静触点,方案①中S1的静触点连接S2的动触点,开关的连接位置出错了,实验效果当然不一样,看来,连接小小开关也马虎不得,我们再也不能像教材上一样随便连接开关了。由于教材给学生的思维造成干扰,在课堂上花了许多时间才得以纠正。
2.随意连接开关,不利于电磁继电器的学习
电磁继电器虽然原理简单,但结构复杂,是教学的难点。要学生由实物图画出正确的电路图或设计符合要求的电路图更难。如何突破这个难点?其实很简单。只要我们在正确认识单刀单掷开关的基础上,进一步认识单刀多掷开关的结构,掌握了单刀多掷开关的作用,就掌握了电磁继电器的使用技巧。图5是电磁继电器的结构图,我们可以将衔铁及B看成开关的动触点,A和C是开关的静触点。经过这样简化,电磁继电器工作电路中的A、B、C三个触点可等效成单刀双掷开关,如图6所示。
我们以十堰市一道中考习题为例,来说明如何先设计电路图,后根据电路图连接实物图。图7是用电磁继电器控制电灯的实验装置图。要想控制电路在开关闭合时甲灯亮乙灯不亮,开关断开时乙灯亮甲灯不亮,请用笔画线代表导线将所给器材按要求连接起来。解析思路如下:先看电磁继电器(控制电路略),将工作电路中电磁性电器的三个触点转换成单刀双掷开关,依据题目要求,设计出工作电路的电路图(如图8所示)。然后找出元件的正确位置,利用“点对点”方法很快就能由电路图连接实物图了,如图9所示。学生如果会连接实物图,由实物图画电路图就简单多了,当然也就会画了,通过这样的训练,彻底地突破了教学的难点和学生的易错点。
如果我们在教学中不注意细节,像教材一样随意连接开关的动触点和静触点,要想正确连接电磁继电器的实物图和画出电路图,教学实践中是不可能成功的。
二、教材将实物图和电路图中的元件一一对应连接,有利于学生养成严谨的科学态度
大家都知道工程图纸在施工中的重要作用,只有按图纸施工,工程质量才有保证。如果随意改变一个重要的支撑点的位置,工程使用过程中就会垮塌,结果害人害己,得不偿失。正因如此,所以图纸一旦冻结,为保证工程的质量,是不允许施工人员更改的。电路图其实也是一种图纸,我们要按图施工,采用点对点方法既可有效地完成教学任务,还可使学生的思想回归到正确的道路上来,更能让学生养成严谨的作风、实事求是的科学态度。
综上所述,物理是一门严谨的自然科学,任何一点小小的失误,都有可能出现意想不到的严重后果。这就要求我们必须养成认真的科学态度、严谨务实的工作作风,减少人为的错误,更好地利用科学知识为人类造福。
参考文献
[1]人民教育出版社课程教材研究所,物理教材研究开发中心.义务教育教科书物理九年年全一册[M].北京:人民教育出版社,2013.
[2]中华人民共和国教育部.物理课程标准(实验稿)[S].北京:北京师范大学出版社,2012.
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