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电

电流和电路:电荷的马拉松

Electric Current · 串并联与电流表
从这一章起进入电学,初中物理另一个大头。摩擦过的塑料尺吸碎纸、手电筒一亮一灭——电荷定向移动就形成电流。先认识电路四件套、会认串并联、会用电流表,后面欧姆定律才有得玩。
①
电荷

摩擦起电 定向移动

②
电路四件

电源开关用电器导线

③
串并联

首尾一条 vs 并列

④
电流表

串联 正进负出

开场场景:冬天脱毛衣噼里啪啦冒小火花,那是摩擦起电。电荷本来乱跑,一旦被导线逼着沿一个方向走,就是电流。电池就是那个'逼'电荷走的泵。

卡必背公式 / 记忆口诀
摩擦起电:电子转移;正电荷与负电荷;同种相斥、异种相吸
电流方向:正电荷定向移动方向(金属中实际是电子反方向跑)
电流 I 单位安培 A,1 A=10³ mA
串联:一条路首尾相接;并联:并列分支,干路支路
口诀:电流表串联、正进负出、不直接接电源两极

义是什么:电荷的定向移动

大白话:物质由原子组成,电子带负电。摩擦时电子从一个物体跑到另一个:丢电子带正电、得电子带负电。电荷的定向移动形成电流。规定正电荷定向移动方向为电流方向——在电源外部,电流从正极流出经用电器回负极。

电路四件套:电源(供电,把化学能变电能)、用电器(耗电)、开关(控制通断)、导线(输送)。通路是正常接通;断路是某处断开;短路是导线不经过用电器直接连电源两极——电流极大、会烧电源,绝对禁止。

路怎么想到:串并联怎么分

串联:元件首尾依次相连,电流只有一条路。一处断开全灭(圣诞老串灯一个坏全不亮)。并联:元件并列接在两点间,电流有多条支路;各支路互不影响(家里电灯开关各管各)。

电流表测电流:必须串联在被测电路里;电流从正接线柱进、负接线柱出;先试大量程;绝对不允许不经过用电器直接接电源两极(短路烧表)。

例题:认电路

例1:家里电灯和电视机是串联还是并联?
审题:各开各的、互不影响。
并联。关掉电视,电灯照常亮。
例2:电流表用 0~0.6 A 量程,指针指 0.32 A,读数?
审题:0~0.6 A 量程每大格 0.2 A、每小格 0.02 A。
0.32 A。
例3:串联电路中一处电流 0.2 A,另一处多大?
审题:串联电流处处相等。
0.2 A(串联一条路,电流处处相同)。

生活中的物理

生活:楼道声光控灯

声控开关和光控开关串联:必须两个条件同时满足灯才亮。

电工:插座与灯

墙上插座和顶灯是并联,各走各支路,互不干扰。

展往哪儿长

初中:电路 → 电压电阻 → 欧姆定律 → 电功率。高中:电路电动势、内阻、基尔霍夫定律。现代:集成电路里几十亿个晶体管并联串联合成芯片。

防坑警示

电流表要串联不是并联!并联相当于把用电器短路。电流方向规定为正电荷移动方向,跟金属里电子实际方向相反。短路是事故不是'捷径'。并联电路干路电流=各支路电流之和。

练习

基础:电流单位?

查看解答安培 A。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。

进阶:节日小彩灯一个烧了全不亮,它们是串是并?

查看解答互相影响、一条路,是串联。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。

奥数:三个灯并联,干路电流 0.9 A,三个灯相同,每个灯电流多大?

查看解答并联支路均分:0.9÷3=0.3 A。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。

证教材级补充:导体和绝缘体

导体:容易导电(金属、人体、大地、酸碱盐溶液)——里面有大量自由电荷。绝缘体:不容易导电(橡胶、玻璃、塑料、陶瓷)——电荷被束缚住。两者没有绝对界限,条件改变可转化(玻璃加热到红炽也导电)。

金属导电靠自由电子(带负电);酸碱盐溶液导电靠正负离子。半导体(硅、锗)导电能力介于之间,是芯片材料。超导体电阻为零,用于磁悬浮和核磁共振。电路图要用统一符号:长竖线=电源正极,短竖线=负极,圆圈叉=灯泡。

例题:电线外面为什么包塑料?塑料是绝缘体,防止漏电和短路,保护人身安全。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。
例题:摩擦起电的实质是创造了电荷吗?不是,只是电子从一个物体转移到另一个,电荷总量守恒。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。
记
小结卡

① 电荷定向移动形成电流;方向规定为正电荷移动方向。

② 电路四件套;串联一条路、并联多支路。

③ 电流表串联、正进负出、不直接接电源。

费曼学习法:讲给别人听
合上书本,假装对面坐着一个初二的小孩,把这三件事说清楚——说不清楚的地方,就是你没真懂。
  1. 用自己的话讲:本章核心是「电流和电路:电荷的马拉松」,合上书用自己的话讲一遍,不许照抄。
  2. 举个反例 / 什么时候最容易错:"为什么开关要接在火线上?"——断开开关后,灯头那一段就不带电,换灯泡时即使手碰到也不触电。如果开关接零线,灯灭了灯头仍与火线相连,一碰就麻。
  3. 哪里还卡壳(标记你的薄弱点):哪一句你要翻书才说得顺?那个地方就是你的薄弱点,拿笔圈出来。