第十五章 電流和電路

張虎崗

一、知識(shí)點(diǎn)例析

（一）摩擦起電

用摩擦的方法使物體帶電，叫做摩擦起電；自然界只有兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷。被絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶的電荷叫正電荷；被毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶的電荷叫負(fù)電荷；實(shí)驗(yàn)室里常用驗(yàn)電器檢驗(yàn)物體是否帶電，它是根據(jù)同種電荷相互排斥的原理制成的。

圖151例1.（2015·泰州）將塑料繩的一端扎緊，盡可能將其撕成更多的細(xì)絲，用干燥的手從上向下捋幾下，觀察到如圖151所示的現(xiàn)象。這是因?yàn)樗芰辖z帶了

（填“同種”或“異種”）電荷，這種使塑料絲帶電的方法稱(chēng)為

，塑料絲帶電的實(shí)質(zhì)是

在物體間轉(zhuǎn)移。

解析：手捋塑料絲，兩者發(fā)生摩擦，塑料絲會(huì)帶上電荷，這種通過(guò)摩擦使物體帶電的方法叫做摩擦起電。如圖151所示，塑料絲分開(kāi)，是因?yàn)樗鼈兘?jīng)過(guò)摩擦后帶上了同種電荷，因同種電荷相互排斥而分開(kāi)。摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子在發(fā)生摩擦的兩物體間轉(zhuǎn)移，失去電子的物體帶上了正電荷，得到電子的物體帶上了負(fù)電荷。

答案：同種 摩擦起電 電子

點(diǎn)評(píng)：摩擦起電并不是創(chuàng)造了電，而是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，使正、負(fù)電荷分開(kāi)。

（二）電荷間的相互作用

自然界只有正、負(fù)兩種電荷。電荷間的相互作用是：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。

例2.（2015·樂(lè)山）有甲、乙、丙三個(gè)帶電體，甲物體排斥乙物體，乙物體吸引丙物體。如果丙物體帶正電，則（ ）

A.甲物體帶正電、乙物體帶負(fù)電

B.甲、乙兩物體均帶正電

C.甲物體帶負(fù)電、乙物體帶正電

D.甲、乙兩物體均帶負(fù)電

解析：已知甲、乙、丙都是帶電體，且丙物體帶正電，乙與丙相互吸引，異種電荷相互吸引，所以乙?guī)ж?fù)電荷；甲與乙相互排斥，同種電荷相互排斥，所以甲帶負(fù)電荷。

答案：D

點(diǎn)評(píng)：若兩個(gè)輕小物體相互排斥，則它們一定帶同種電荷；若兩個(gè)輕小物體相互吸引，則它們可能帶異種電荷，也可能一個(gè)帶電，一個(gè)不帶電。

（三）根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)電路

串聯(lián)與并聯(lián)是最簡(jiǎn)單的兩種電路，任何復(fù)雜電路都是由這兩種電路組合而成的。用電器連成一串后再接入電路，這種連接方式叫串聯(lián)。在串聯(lián)電路中，各用電器是逐個(gè)順次連接起來(lái)的，一個(gè)用電器不工作其他用電器也無(wú)法工作。開(kāi)關(guān)能控制所有用電器。用電器的兩端分別連在一起，然后再接入電路中，這種連接方式叫并聯(lián)。在并聯(lián)電路中，各用電器是并列接在電路兩點(diǎn)間的，任意一個(gè)用電器是否工作不影響其他用電器的工作。干路上的開(kāi)關(guān)控制所有用電器，支路上的開(kāi)關(guān)控制所在支路上的用電器。

例3.（2015·長(zhǎng)沙）樓道里，夜間只是偶爾有人經(jīng)過(guò)，電燈總是亮著會(huì)浪費(fèi)電能。小明和小剛利用“光控開(kāi)關(guān)”（天黑時(shí)自動(dòng)閉合；天亮?xí)r自動(dòng)斷開(kāi)）和“聲控開(kāi)關(guān)”（當(dāng)有人走動(dòng)發(fā)出聲音時(shí)，自動(dòng)閉合，無(wú)人走動(dòng)沒(méi)有聲音時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)）設(shè)計(jì)了如圖152所示的電路，使樓道照明變得“智能化”，下列符合這種“智能”要求的電路圖是（ ）

圖152解析：由設(shè)計(jì)要求可知，樓道里的燈在白天或晚上樓道沒(méi)有人走動(dòng)時(shí)，當(dāng)“聲控開(kāi)關(guān)”與“光控開(kāi)關(guān)”都閉合時(shí)，電燈發(fā)光；若有一個(gè)斷開(kāi)，電燈不發(fā)光，所以?xún)蓚€(gè)開(kāi)關(guān)串聯(lián)在一起，再與電燈串聯(lián)。

答案：D

點(diǎn)評(píng)：在設(shè)計(jì)電路時(shí)，不僅可以將幾個(gè)用電器串聯(lián)或并聯(lián)，也可以將幾個(gè)開(kāi)關(guān)串聯(lián)或并聯(lián)。若幾個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合時(shí)，用電器工作；任意一個(gè)斷開(kāi)，用電器停止工作，這些開(kāi)關(guān)應(yīng)串聯(lián)在一起，再與用電器串聯(lián)。若幾個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)斷開(kāi)后，用電器停止工作，只斷開(kāi)其中一個(gè)，用電器仍工作，這些開(kāi)關(guān)應(yīng)并聯(lián)在一起，再與用電器串聯(lián)。

（四）電流表的連接與讀數(shù)

電流（I）是表示電流強(qiáng)弱的物理量，單位是A；電流大小可用電流表測(cè)量。學(xué)生用電流表表盤(pán)上有兩種刻度，有0～0.6A和0～3A兩個(gè)量程，分度值分別為0.02A和0.1A。電流表應(yīng)與被測(cè)電路串聯(lián)，電流要從“+”接線柱流入，“-”接線柱流出。

例4.（2015·成都）如圖153，甲所示的電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電流表測(cè)量的是通過(guò)

（填“電源”“L1”或“L2”）的電流，電流表的指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，電流表的示數(shù)為

A。

圖153解析：由圖甲可知，燈L1、L2并聯(lián)，電流表與L2串聯(lián)，所以電流表測(cè)量的是通過(guò)L2的電流；由圖乙可知，電流表所選量程為0～0.6A，每大格表示0.2A，每小格表示0.02A，則此時(shí)它的示數(shù)為0.28A。

答案：L2 0.28

點(diǎn)評(píng)：電流表與所測(cè)電路串聯(lián)，接線時(shí)要正進(jìn)負(fù)出，所測(cè)電流不能超過(guò)電流表所選的量程。在讀取電流表示數(shù)時(shí)，要先觀察所選量程，然后再觀察指針指示的刻度。

（五）探究串、并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在串聯(lián)電路中各處電流都相等，并聯(lián)電路中干路的電流等于各支路電流之和。

圖154例5.（2015·泰州）如圖154是小明“探究并聯(lián)電路電流特點(diǎn)”的電路圖。實(shí)驗(yàn)中，他將一只電流表分別接在A、B、C三處，測(cè)得的數(shù)據(jù)如圖154所示。完成此實(shí)驗(yàn)至少需要

根導(dǎo)線；小明由此得出：并聯(lián)電路中干路電流

；請(qǐng)指出小明就此得出結(jié)論的不科學(xué)之處：

，你認(rèn)為可做出的改進(jìn)措施是

。

解析：由154可知，連接此電路需要5根導(dǎo)線，如果再串聯(lián)接入電流表，還需要一根導(dǎo)線，所以完成此實(shí)驗(yàn)至少需要6根導(dǎo)線；IA是干路中電流，IB、IC分別是L1、L2支路中電流，由圖中IA、IB、IC的數(shù)值可知，IA=IB+IC，這說(shuō)明在并聯(lián)電路中，干路電流等于各支路電流之和；在探究并聯(lián)電路電流特點(diǎn)時(shí)，為了得出普遍規(guī)律，應(yīng)多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)只進(jìn)行了一次，由此得出的結(jié)論可能具有偶然性；為了避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有偶然性，應(yīng)選用不同規(guī)格的燈泡多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

答案：6 各支路電流之和 沒(méi)有進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，尋找普遍規(guī)律 改變燈泡規(guī)格

點(diǎn)評(píng)：在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常需要多次測(cè)量。在不同實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)量的目的也不盡相同。有時(shí)多次測(cè)量是為了減小誤差，如使用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度；有時(shí)多次測(cè)量是為了尋找普遍規(guī)律，如探究串、并聯(lián)電路電流特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)中多次改變燈泡的規(guī)格。

二、習(xí)題演練

（一）課后鞏固

1.（2014·莆田）金屬導(dǎo)體之所以具有良好的導(dǎo)電性，是因?yàn)榻饘賹?dǎo)體中存在大量的（ ）

A.原子 B.自由電子

C.質(zhì)子D.中子

圖1552.（2015·聊城）如圖155所示，用被毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒接觸驗(yàn)電器的金屬球，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的兩片金屬箔張開(kāi)，以下說(shuō)法正確的是（ ）

A.金屬球帶負(fù)電，金屬箔帶正電

B.金屬球與金屬箔都帶正電

C.兩片金屬箔都帶負(fù)電，由于互相排斥而張開(kāi)

D.兩片金屬箔都帶正電，由于互相排斥而張開(kāi)

3.（2015·湖州）甲和乙兩個(gè)泡沫塑料小球用絕緣細(xì)線懸掛，甲帶正電，乙不帶電。會(huì)出現(xiàn)的情形是圖156中的（ ）

圖1564.（2015·泰州）某學(xué)校地下車(chē)庫(kù)有南北兩個(gè)進(jìn)出口，每個(gè)進(jìn)出口處裝有感應(yīng)開(kāi)關(guān)。當(dāng)有車(chē)輛從任何一個(gè)進(jìn)出口經(jīng)過(guò)時(shí)，開(kāi)關(guān)自動(dòng)閉合一段時(shí)間，值班室內(nèi)的指示燈會(huì)亮，提醒門(mén)衛(wèi)有車(chē)輛通過(guò)，以便監(jiān)視進(jìn)出口安全。圖157所示的電路圖中，符合要求的是（ ）

圖157

圖1585.（2014·桂林）如圖158所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)S后，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.L1、L2兩燈泡串聯(lián)

B.通過(guò)L1燈的電流大于L2燈的電流

C.L1、L2兩燈泡并聯(lián)

D.若L1燈絲燒斷，L2燈仍能正常發(fā)光

圖1596.（2014·懷化）如圖159所示電路，閉合開(kāi)關(guān)后，比較a、b、c、d四處電流的大小，其中正確的是（ ）

A.Ia=Id B.Ia

C.Ib>IcD.Ic=Id

圖15107.（2015·湖州）連接如圖1510所示電路，研究串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表甲和乙的示數(shù)分別為0.18A和0.16A，造成兩個(gè)電流表示數(shù)不同的原因可能是（ ）

A.電流表的緣故

B.燈泡L1和L2的電阻不同

C.導(dǎo)線有電阻

D.燈泡L1和L2在電路中的位置

圖15118.（2014·內(nèi)江）摩擦起電并不是創(chuàng)造了電荷，只是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體使正負(fù)電荷

，如圖1511所示，小女孩用橡膠棒去摩擦動(dòng)物的皮毛后，橡膠棒帶上了

電。

圖15129.（2014·株洲）圖1512所示的是實(shí)驗(yàn)室常用的一種電流表，其零刻度不在表盤(pán)的最左端。當(dāng)導(dǎo)線a、b分別與標(biāo)有“-”和“3”的接線柱相連時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)情況如圖1512所示。此時(shí)，電流是從導(dǎo)線

（填“a”或“b”）流入電流表，其示數(shù)是

A。為了增大指針的偏轉(zhuǎn)角度從而減小讀數(shù)誤差，應(yīng)將導(dǎo)線a與標(biāo)有“

”的接線柱相連，b與標(biāo)有“

”的接線柱相連。

10.（2014·濟(jì)南）自動(dòng)售票公交車(chē)后門(mén)兩側(cè)的扶手上各裝有一個(gè)紅色按鈕，如圖1513甲所示。想要下車(chē)的乘客只要按下其中任何一個(gè)按鈕，裝在車(chē)內(nèi)的電鈴就會(huì)響起，以提醒司機(jī)停車(chē)并打開(kāi)車(chē)門(mén)。請(qǐng)你再圖1513乙的虛線框內(nèi)畫(huà)出這個(gè)電路的電路圖。

圖1513（二）能力提升

圖15141.（2015·廣州）把餐巾紙摩擦過(guò)的塑料吸管放在支架上，吸管能在水平面自由轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖1514所示，手持帶負(fù)電的橡膠棒，靠近吸管A端，A端會(huì)遠(yuǎn)離橡膠棒。實(shí)驗(yàn)中（ ）

A.吸管不帶電

B.吸管帶正電

C.摩擦?xí)r，吸管得到電子

D.與吸管摩擦的餐巾紙一直不帶電

2.（2014·武漢）如圖1515所示，取兩個(gè)相同的驗(yàn)電器A和B，使A帶負(fù)電，B不帶電，用帶有絕緣手柄的金屬棒把A和B連接起來(lái)。下列說(shuō)法正確的是（ ）

圖1515A.B中正電荷通過(guò)金屬棒流向A，A金屬箔的張角減小

B.A中的自由電子通過(guò)金屬棒流向B，B金屬箔的張角增大

C.A中負(fù)電荷通過(guò)金屬棒流向B，B中正電荷通過(guò)金屬棒流向A

D.金屬棒中瞬間電流的方向從A流向B，B金屬箔的張角增大

3.（2015·廣安）小明利用如圖1516所示的電路檢驗(yàn)并聯(lián)電路干路電流是否等于各支路電流之和，其中有一根導(dǎo)線接錯(cuò)了，接錯(cuò)的是（ ）

圖1516A.導(dǎo)線1 B.導(dǎo)線2

C.導(dǎo)線3 D.導(dǎo)線4

4.（2015·重慶A卷）現(xiàn)代社會(huì)倡導(dǎo)文明出行，某班同學(xué)對(duì)十字路口人行橫道的紅、綠交通信號(hào)燈進(jìn)行了觀察，畫(huà)出了如圖1517所示的控制人行紅、綠燈的電路圖，你認(rèn)為可行的是（ ）

圖1517 5.（2015·臺(tái)州）如圖1518所示電路，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（ ）

圖1518A.斷開(kāi)S，通過(guò)L1的電流比L2大

B.斷開(kāi)S，通過(guò)L1與L2的電流一樣大

C.閉合S，L1和L2都會(huì)亮

D.閉合S，L2會(huì)更亮

6.（2015·成都）教室里的各盞照明燈之間是

聯(lián)的，當(dāng)教室里多開(kāi)一盞照明燈時(shí)，干路上的電流大小將

（填“變大”“不變”或“變小”）。

7.（2014·揚(yáng)州）用塑料梳子梳干燥頭發(fā)時(shí)，頭發(fā)常會(huì)隨梳子“飄”起來(lái)，越梳越蓬松，這是

現(xiàn)象。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，簡(jiǎn)易的方法是

。

圖15198.（2014·聊城）盛夏，鄭能同學(xué)要把礦泉水放在冰箱冷藏室中冷涼，激發(fā)了他對(duì)冰箱的研究興趣。打開(kāi)冰箱冷藏室的門(mén)，里面的燈就亮了，此時(shí)制冷壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)并沒(méi)有工作，那么壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)靠什么控制呢？他查了資料，知道是靠溫控開(kāi)關(guān)控制的，于是他畫(huà)出了電冰箱的部分電路如圖1519所示。圖中L是電冰箱內(nèi)的照明燈，M是壓縮機(jī)用的電動(dòng)機(jī)。開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，L與M的連接方式是

聯(lián)的。S1、S2中屬于溫控開(kāi)關(guān)的是

。

9.（2014·永州）如圖1520甲是電吹風(fēng)的電路圖，乙圖是電路元件實(shí)物圖，選擇開(kāi)關(guān)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，可分別置于OAB、OBC、OCD三個(gè)位置，使電吹風(fēng)分別處于“熱風(fēng)擋”、“冷風(fēng)擋”、“停止”三個(gè)狀態(tài)。請(qǐng)根據(jù)甲圖的電路圖將圖1520乙的實(shí)物電路圖補(bǔ)畫(huà)完整。

圖1520習(xí)題演練參考答案

（一）課后鞏固

1.B

2.C

解析：被毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電，當(dāng)它與驗(yàn)電接觸后，驗(yàn)電器的金屬球、金屬箔也都會(huì)帶上負(fù)電，兩片金屬箔會(huì)因?yàn)閹N電荷而互相排斥。

3.B

解析：帶電體能吸引輕小物體，所以帶正電的甲與不帶電的乙相互靠近時(shí)會(huì)相互吸引，如B圖所示。

4.B

解析：由題意可知，任意一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，指示燈都會(huì)發(fā)光，所以?xún)蓚€(gè)開(kāi)關(guān)并聯(lián)后，再與指示燈串聯(lián)。

5.A

解析：由圖示可知，L1、L2串聯(lián)，故A選項(xiàng)說(shuō)法正確，C選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；串聯(lián)電路中電流處處相等，故通過(guò)兩燈電流相等，B選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；串聯(lián)電路中有一個(gè)用電器損壞，其他用電器也不能工作，故D選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。

6.A

解析：兩燈泡并聯(lián)，a、d都位于干路，所以Ia=Id，故A選項(xiàng)說(shuō)法正確，B選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；并聯(lián)電路中各支路電流不一定相等，故C選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；c位于支路，所以Ic

7.A

解析：串聯(lián)電路中電流處處相等，所以?xún)蓚€(gè)電流表應(yīng)該相等。此時(shí)兩電流表示數(shù)不相等，說(shuō)明至少有一個(gè)電流表發(fā)生了故障。

8.分開(kāi) 負(fù)

9.a 0.4 0.6 -

解析：由圖示可知，此時(shí)電流表指針偏向了0刻度線的左側(cè)，說(shuō)明是正負(fù)接線柱接反了，電流從導(dǎo)線a流入電流表；此時(shí)電流表選擇的是0～3A量程，對(duì)應(yīng)的分度值為0.1A，所以此時(shí)的示數(shù)是0.4A；為測(cè)量正確并且讀數(shù)誤差較小，需要改變進(jìn)入電流表的電流方向，改接小量程，所以需要將導(dǎo)線a與標(biāo)有“0.6”的接線柱相連，b與標(biāo)有“-”的接線柱相連。

10.如圖所示

解析：只要按下任何一個(gè)按鈕，電鈴就會(huì)響起，說(shuō)明這兩個(gè)開(kāi)關(guān)互不影響，并聯(lián)后再與電鈴串聯(lián)。

（二）能力提升

1.C

解析：同種電荷相互排斥，用餐巾紙摩擦過(guò)的塑料吸管被能帶負(fù)電橡膠棒推開(kāi)，說(shuō)明吸管帶負(fù)電；由此可知，吸管與餐巾紙摩擦?xí)r得到電子，而餐巾紙因失去電子而帶上正電。

2.B

解析：物理學(xué)規(guī)定，正電荷定向移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较?，則電流方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)方向相反。當(dāng)帶負(fù)電的A與不帶電的B連接起來(lái)時(shí)，自由電子由A流向B，則此時(shí)電流方向由B流向A，但實(shí)際上正電荷并不能流動(dòng)。A金屬箔因所帶電荷變少而張角減小，B金屬箔因帶上電荷而張角增大。綜上所述，可知只有B選項(xiàng)說(shuō)法正確。

3.C

解析：在測(cè)量并聯(lián)電路電流特點(diǎn)時(shí)，兩條支路和干路應(yīng)各放一只。由題圖可知，此時(shí)L2支路沒(méi)有電流表，而L1支路有兩只電流表，所以應(yīng)將L1支路中的一只電流表移到L2支路，將導(dǎo)線3的左端與導(dǎo)線1的下端接在一起即可，由此接錯(cuò)的是導(dǎo)線3。

4.B

解析：紅、綠燈互不影響，因此它們是并聯(lián)在一起的，并各由一個(gè)開(kāi)關(guān)控制。

5.B

解析：斷開(kāi)S，L1和L2串聯(lián)，通過(guò)L1、L2的電流相等，故A選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤，B選項(xiàng)說(shuō)法正確；閉合S，L2短路，不發(fā)光，此時(shí)電路中只有L1發(fā)光，故C、D選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。

6.并 變大

解析：教室里各盞燈中任意一盞發(fā)生故障，其他燈仍能正常發(fā)光，所以這些燈是并聯(lián)的；多開(kāi)一盞燈會(huì)增加一條支路，會(huì)使干路中電流變大。

7.摩擦起電 梳頭前把梳子弄濕

8.并 S1

解析：L與M可以獨(dú)立工作，互不影響，故它們是并聯(lián)的；因?yàn)闇乜亻_(kāi)關(guān)控制M，開(kāi)關(guān)S1的M支路上，所以S1是溫控開(kāi)關(guān)。

9.如圖所示