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第五章 电流强度

 
1.电流强度(简称电流)

    电流通过小灯泡,小灯泡会发光,这是电流产生的效应.用一节干电池给小灯泡供电,小灯泡发光较暗;把两节干电池串联起来给小灯泡供电,其发光较亮.两次电流通过小灯泡产生的效应不同,说明电流有强弱之分.许多事实都说明,电流越大,电流产生的效应就越大.

    怎样精确地描述电流的强弱呢?

    我们知道,电流是导体中自由电荷的定向移动形成的. 那么,在一定的时间内,通过导体横截面的电荷越多即电量越多,电流就越大.物理学中,用电流强度表示电流的强弱.并把“1秒钟内通过导体横截面的电量”叫做电流强度.用Q表示电量,用t表示时间,用I表示电流强度,则 .

    如果在1秒钟内通过导体横截面的电量为1库,导体中的电流就是1安培,简称1安.

    2.电流表及其使用

    测量电流强度用电流表.学过高中电磁学的有关知识后,同学们就会了解电流表的工作原理.由于电流表是比较精密的测量仪表,使用不当,电流表就将烧坏.

    正确使用电流表的方法是:

    (1)要测量某一部分电路中的电流时,必须把电流表串联在这部分电路中.当通过这一部分电路的电流全部通过电流表时,电流表的示数就是这一部分电路中的电流值.

    (2)连接电流表时,必须使电流从电流表的正接线柱流入,从电流表的负接线柱流出. 正、负接线柱接反了,有电流通过电流表时,电流表的指针向相反的方向偏转,有可能烧坏电流表.

    (3)要选好电流表的量程.选量程的原则是:

    ①被测电流不要超过电流表的量程.否则,不但不能测出电流的大小,还会把电流表烧坏.

    ②使用多量程电流表测量电流时,只要被测电流在小量程范围内,就应使用小量程测电流.这是由于在小量程里,一个小格代表的电流值小,所以测量结果更准确.

    ③在不能预先估计被测电流大小的情况下,要先拿电路的一个线头迅速试触电流表最大量程的接线柱.看看指针的偏转是否在量程之内.如果超出量程,就要改用更大量程的电流表.

    (4)绝对不允许不经过用电器而把电流表直接接在电源的两极上. 否则,电流表将很快烧坏.

    3.串联电路和并联电路电流的关系

    电路元件连接成串联电路时,通过电路各处、各元件的电流相等,这是串联电路电流的关系,也是串联电路的最大特点.

    电路元件连接成并联电路时,电路有干路和支路,各个支路中的电流一般不相等,而干路中的电流等于各支路中的电流之和,这是并联电路电流的关系.

 

例题分析

    例1 下列说法正确的是(  )

    A、电路中的电流强度越大,说明通过导体横截面积的电量越多

    B、在相同时间内,通过导体横截面积的电量越多,导体中的电流强度越大

    C、通电时间越短,电流强度越大

    D、导体中通过一定量的电量,所用的时间越长,电流强度就越小

    策略  此例考查学生对电流强度概念的理解,由I=Q/t可知,判定电流强度的大小必须同时考虑电量的多少和所用时间的长短。

    解答 A中没有考虑时间,C中没有考虑通过电量的多少,A、C错,而B、D中则全面考虑了电量和时间这两个因素,故选项B、D正确。

    总结 1.易错分析:分析此类问题往往考虑不全面,要么忽视了电量的多少,要么忽视了时间的长短。

    2.同类变式:

    电流强度的大小为(  )

    A、通过导线电量的多少

    B、通过导线某横截面的多少

    C、1秒钟内通过导线电量的多少

    D、1秒钟内通过导体某个横截面的电量的多少

    答案:D

    例2 如图1所示是___表,示数是___安,此表的最小刻度是___,如将与“0.6”接线柱连接的导线换在“3”这个接线柱上,指针所示的是___安.rjwl07_3.gif (4964 bytes)

 

 

 

 

    策略   一般的仪表上都标有一定的符号以示区别,由于表盘上标有大写字母A,所以可以肯定是安培表,读数时,首先要搞清楚各量程每大格每小格的示数为多少,然后进行读数。

    解答  因表盘上标有A字样,故此表为电流表。此时选用量程是0~0.6A,读值为I=0.28A,最小刻度为0.02A。如将导线改接,则所选量程为0~3A,指针所示读值应为I=1.40A。

    总结 1.易错分析:没弄清是使用哪一个量程、各量程每大格每小格的示数为多少。

    2.同类变式:

    如图2(甲)所示的电表流,某同学在实验中的读数是0.42安,请你帮他接好接线柱和标出指针所示的位置。rjwl07_4.gif (8658 bytes)

   

 

 

 

答案:如图2乙所示。

    例3 现有三节干电池、一只开关、导线若干、两只小灯泡、两只电流表,如图3所示。要求:两只小灯泡并联,两只电流表接入电路中,只要将开关闭合后,就能测出干路中和通过L1的电流,请把实物按要求连成电路(干路中的电流大约是0.6安倍)

rjwl07_5.gif (10105 bytes)

    策略   在连接实物电路之前,应首先根据题意设计好电路图,再按电路图连接实物图。

    解答  按题中要求设计的电路图如图4所示,标出电流表的“+”、“-”接线柱,在连接实物电路时,仍然按照第四章中介绍的并联电路的连接方法,只是在连接电路的过程中,要注意电流表正确使用的四条规则:rjc3wl07_2.gif (925 bytes)应与灯L1串联在一个支路上,rjc3wl07_1.gif (932 bytes)应串联在干路上;认电流从“+”进、从“-”出;由于干路上的电流大约是0.6A,所以rjc3wl07_1.gif (932 bytes)应选用0~3A的量程;而支路上的电流一定小于0.6A,故rjc3wl07_2.gif (925 bytes)应选用0-0.6A的量程。依上分析,连成的实物图如图5所示。rjwl07_6.gif (5669 bytes)

 

 

 

 

    总结 1.易错分析:此题学生连接电路时容易将两只电流表都接在干路上,或者将两只电流表各接在一个支路里,这样后者虽然可以得出干路电流值,但是通过并联电路的电流特点得出的,不是通过电流表直接读出的。

    2.同类变式:

    在图6所示的电路中,若测量通过灯泡L1的电流,应把电流表串联在电路中的(   )rjwl07_7.gif (4587 bytes)

 

 

 

 

    A、a处    B、b处    C、c处     D、d处

    答案:B

 

练习

1.下面关于电流的说法正确的是( )

A.电流就是电子的流动

B.导体中的自由电荷多,它产生的电流大

C.电流的大小,用电流强度表示

D.粗导线中的电流比细导线中的电流大

2.2分钟通过导体横截面的电量是12库仑,则通过导体中的电流强度是( )

A. 6安 B. 24安 C. 1440安 D. 0.1安

3. 10个小灯泡串联在某一电路中,已知通过第一个灯的电流是100毫安,则通过最后一个灯的电流是( )

A. 0.1安 B. 0.1毫安 C. 10毫安 D.1000毫安

4.如图1,开关S闭合后,下列几种说法正确的是( )

 

 

 

 

A.L1和L2会同时亮

B.L1先亮,因为电流是从电池正极流出来

C.L2先亮,因为金属导电靠自由电子,自由电子定向移动的方向跟电流方向相反

D.无法判断

5.如图2所示,当开关S闭合时,电流表示数是0.9安,当开关S断开时,电流表示数是0.5安,则( )

 

 

 

A.开关S闭合时,通过L1的电流为0.5A

B. 开关S闭合时,通过L1的电流为0.4A

C.通过L2的电流为0.4A

D.通过L2的电流为0.9A

6.如图3 三个规格完全相同的小灯泡接在同一电路中,电流表A1A2A3的示数分别为I1 、I2 、I3,则( )

A. I1=I2=I3 B. I1>I2>I3

C. I1=I2+I3 D. I1>I2=I3

7.两盏灯L1和L2接在同一电路中,已知10秒内有1库的电量通过灯L1, 10分钟内有180库的电量通过灯L2, 则通过灯L1的电流是_______安,通过灯L2的电流是_______安,这两个灯一定不是________联的.

8.电流表是测量________的专用仪表.使用时应将电流表________在电路中,让电流从电流表的______接线柱流入,从_____接线柱流出.被测电流不得超过电流表的_______.绝对不允许不经过_______而将电流表直接连到电源的两极上.

9.图4所示的两个电流表的刻度盘,甲图选用“+”和“3”两个接线柱,乙图选用“+”和“0.6”两个接线柱,那么它们的读数分别为I=______, I=______.

tb8.gif (5949 bytes)

10.两根导线的横截面积之比为4:1,通过它们的电流强度之比为1:1,那么在相同时间内通过两根导线横截面的电量之比为______.

11.用一个蓄电池给用电器供电,电流为5安,可持续供电150秒;若电流为200毫安,可持续供电______分钟.

12.图5所示的电路有无错误,如有请指正.

tb7.gif (2588 bytes)                                

答案

1.C 2.D 3.A 4.A 5.B 6.BC 7. 0.1,0.3,串

8.电流大小,串联,正,负,量程,用电器 9. 1.2安,0.14安

10. 1:1 11. 62.5 12.当开关闭合时,电流表的两个接线柱就直接接在电源的两极上,因而这个电路是错误的

 

 
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