一周强化

一、一周知识概述

　　这一周我们将学习§5.3电流的强弱，§ 5.4探究串、并联电路中电流的规律，§ 5.5家庭电路，内容较多，且涉及实验探究，我们第一次接触电流表，它的使用规则有哪些，串、并联电路中电流如同自来水管中水流一样，水流大小与什么有关？它和电流有类似的地方吗？我们每天的生活都离不开电，家庭电路有什么特点呢，你触过电吗？想不想知道怎样安全用电呢，有哪些规则？我们现在开始学习吧！

二、重难点知识归纳及讲解

（一）电流表及其使用

1、认识电流表

　　电流表是用来测量电流强度的仪表，表头符号是“A”。实验室常用的电流表有两种：0～0.6A，最小刻度为0.02A；另一种量程为0～3A，最小刻度为0.1A。

2、电流表的使用规则

　　（1）电流表的连接方法：将电流表串联在电路中，即要测量哪个元件中的电流强度，就将电流表与这个元件串联；要测电路中哪一点的电流强度，就将电流串接在这一点。这样连接的原理是：串联电路中电流强度处处相等。例如，图甲中，电流表与电铃是串联的，通过电流表的电流强度与通过电铃的电流相等，电流表的示数就是通过电铃的电流强度，而图乙中，为了测量通过导线上B点的电流强度，将电流表与B点并联就不对了，因为通过B点的电流强度与通过电流表的电流强度不相等，电流表的示数不是通过B点的电流强度，正确的接法是将电流表串入B点。当然，在实际操作时，不必将导线从B点剪断，只要将这段导线的一端拆下，将电流表串入即可。

　　（2）电流表“＋”、“－”接线柱的连接：使电流从“＋”接线柱流入电流表，从“－”接线柱流出电流表。在电流表中，指针的偏转方向与通过电流表电流的方向有着密切的关系，仔细观察电流表的表盘会发现，“0”刻度通常在表盘左端，只有电流表中电流方向正确时，才能使指针向右端偏转。如果将电流表“＋”、“－”接线柱接反，会使通过电流表中的电流方向反过来，指针将向左偏转，不但不能正常读数，还会造成指针碰弯等损坏电流表的事故。

　　（3）电流表量程的选择：待测电流不能超过电流表的量程，且能尽量提高读数的准确度。

　　电流表的量程，表示电流表能够通过的电流强度的最大值，如果通过电流表的电流强度超过的量程，将使电流表烧坏。因此，在用电流表测量电流强度时，先要对待测电流进行估计，并观察电流表的量程是否符合要求。如果对待测电流无法进行估计，则采用试解法来判断：将电流表一端接入，另一端试触，若发现指针偏转角度没有超过量程，则可以使用此量程的电流表；若发现指针偏转角度超过量程，则应换用量程较大的电流表来测量。

　　但是，并不是只要指针偏角小于量程就适合用这个电流表来测量，还有个读数的准确度问题。不同量程的电流表，其准确度也不同，如量程为3A的电流表，对应的最小刻度为0.1A，即准确度为0.1A，量程为0.6A的电流表，对应的最小刻度为0.02A，即准确度为0.02A，显然，0.6A电流表比3A的电流表的准确度更高。例如要用电流表测量—估计为0.4A左右的电流强度，用量程为3A的电流表，当然没有超过量程，用量程为0.6A的电流表，也没有超过其量程，但从准确度来考虑，应选用量程为0.6A的电流表，以减小测量的误差。

　　（4）禁止将电流表不经过其他用电器而直接接到电源两极。因为电流表除了能测出电流强度外，它对电流的作用与导线类似，如果将电流表直接与电源两极相连，就是使电源短路，不但烧坏电源，也会烧坏电流表，学习了“欧姆定律”后，会对此有更深刻的理解。所谓“不经过其他用电器”是指不与其他用电器串联，例如，图中电流表的接法都是错误的。

例1、在下图所示电路图中，为了测量通过灯泡L2中的电流强度，电流表的连接正确的是（　）

解答：

　　要测灯泡L2中的电流强度，首先应将电流表与L2串联，A、B两图中，虽然电流表位置各异，但都是与L2串联的，而C图中电流表L2是并联，D图中电流表串在干路中，没有与L2构成串联，所以C、D图接法都不对。其次，电流表中的电流方向，应从“＋”接线柱进，从“－”接线出，B图接法违背这一条。因此，只有A图接法正确。

思维方式：根据电流表测量目标和电流表的使用规则作出判断。

3、电流表的正确读数

　　要正确读出电流表的示数，应注意以下几点：电流表使用前要调零，即在电流表未通入电流时，看指针是否对齐表盘上的“0”刻度，若有偏差，应调节表盘上的调零旋钮，使指针指“0”刻度；查清电流表的量程和对应的准确度；读取电流表示数时，应待指针稳定后再行读取；记录电流强度值时，正确使用记录数据的方法，表示出示数的准确度和估计位，并正确写出电流强度的单位。

例2、电流表的表盘如图所示。

（1）若使用0.6A的量程，则电流表示数是多少？

（2）若使用3A的量程，则电流表示数是多少？

（3）若用此表测量约为0.3A的电流强度，应将表的哪两个接线柱接入？

解答：

　　（1）若用0.6A量程，最小刻度为0.02A，指针所指为0.49A。

　　（2）若用3A量程，最小刻度为0.1A，指针所指为2.45A。

　　（3）0.3A的电流强度，既未超过3A量程，也未超过0.6A量程，同时考虑准确度，应选用0.6A量程，即将电流表的“－”和“0.6”两接线柱接入待测电路。

思维方式：根据量程明确准确后再行读数。

例3、某同学连接一个实验电路如图所示。

　　（1）图中电流表的连接有什么错误。

　　（2）若要测量通过灯泡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）中已作变动的基础上，如果要测量通过电源的电流，也只允许变动一根导线上的一个端点的接线位置，应如何变动？

解答：

　　（1）从图中可以看出，电流表与灯泡L1串联，即测量通过L1的电流强度，但电流表的＋、－接线柱接反了。

　　（2）要测通过L2的电流，应将电流表与L2串联，应将导线a原接电流表“＋”接线柱一端改接到“－”接线柱。

　　（3）要测通过电源的电流，即测通过L1和L2的总电流，应将电流表与电源串联，可将导线c原接电流表“－”接线柱的一端改接到“＋”接线柱上。

思维方式：根据电流表测电流的使用规则分析

（二）通过实验探索串、并联电路中电流的关系

　　在用电流表测量串、并联电路的电流强度时，目的是要总结出串、并联电路中的电流关系的规律：串联电路中电流强度处处相等；并联电路中总电流等于各支路电流之和。因此，测量的正确性和准确性尤为重要。但是，又不能为了满足上述规律而拼凑数据。如果测量的数据与上述规律相差太远，就说明实验中出现了某些错误，此时应有科学的态度，认真检查原因，纠正了错误再行实验。当然，任何实验都会存在误差，所以，如果测量数据与上述规律有微小偏差，属于正常情况不能苛求没有一点误差。

例4、将两个灯泡L1和L2组成并联电路，两个电流表分别测量通过L1、L2的电流强度，S作为总开关，估计通过L1的电流强度约为0.3A，通过L2的电流强度约为0.8A，请根据要求画出电路图，再用笔迹代替导线按电路图连接如图所示的实物，能否由两电流表的读数得到通过电源的电流大小？

解答：

　　依题意，用一个电流表A1与灯泡L1串联成一条支路，另一个电流表A2与灯泡L2串联成另一支路，两条支路并联，通过开关S接到电源上，电路图如图所示。根据两灯泡的电流强度估计值，测量L1的电流表应选用0.6A量程，测L2的电流表应选用3A量程，并注意到电流表的＋、－接线柱，实物连接如题图所示。根据干路中的电流等于各支路电流之和的关系，两电流表的读数之和即为通过电源的电流大小。

思维方式：先据题设要求设计好电路图，再连接实物。

（三）家庭电路

1、认识家庭电路

　　（1）家庭电路的组成

　　家庭电路由开关、保险盒、电能表、导线、电灯、插座等组成。其中，开关控制电路的通断；保险盒使电流强度超过规定值时自动切断电路，保证用电安全；电能表记录用户消耗电能的多少；电灯将电能转化为热和光；插座为电视机、电冰箱、洗衣机等用电器灵活供电。

　　（2）家庭电路的连接

　　整个家庭电路连接顺序是：进户线→电能表→闸刀开关→保险盒→电灯、电键、插座。电能表用来测量整个家庭电路消耗的电能，应串联在干路的最前面。闸刀开关控制整个电路，应接在进户线干路中。保险盒应串联在电路中，若只接一根保险丝，则应接在火线上。各支路中的电键分别控制各用电器，所以应与被控制的用电器串联。各用电器要互不影响地独立工作，它们应并联使用。插座为能搬动的用电器提供电源，一般直接连在电源上。

例5、如图所示的部分家庭电路中，存在哪些安装上的错误？

解答：

　　电灯C、D分别与控制电键S1、S2串联后，再并联在火线与地线之间，没有接错。插座B并联在火线与地线之间，也没接错，插座A串联在火线中，不插用电器时，在火线上发生断路，使B、D不能工作；插入用电器时，将使B、D不能获得220V电压而不能正常工作，所以插座A接错了。

思维方式：根据每个元件在电路中的作用和连接规律逐个分析。

2、保险丝

　　（1）作用：电路中电流强度超过最大的正常工作电流时，自动熔断，切断电源，保证安全。

　　（2）原理：通过保险丝的电流增大时，根据焦耳定律，产生的热量增多，使保险丝升温，当温度升高到熔点时就会熔断。

　　（3）材料：为了实现保险的目的，保险丝应选择电阻率大、溶点低的材料制作，实际中选用铅锑合金制作保险丝。

　　（4）选择：选择保险丝的原则是：保险丝的额定电流等于或稍大于电路中最大的正常工作电流。如果保险丝的额定电流选择太大，起不到保险作用；若选择太小，太易熔断而不能保持正常工作。

　　（5）连接：保险丝要实现对整个家庭电路的保险，应让电路总电流经过保险丝，因此，保险丝应串入干路中。家庭电路中的输电丝，其中一根与地之间没有电压，叫零线，又叫地线；另一根与地之间有220V电压，叫火线。当保险丝熔断后，应切断火线，否则电路中的火线与地之间仍有220V电压，不安全，因此，保险丝应串接在火线中。

例6、如图所示，A是一根5A的保险丝，B、C都是3A的保险丝，R1=21Ω，R2=18Ω。电键S断开时，通过用电器R1的电流是2.4A，S闭合时，哪根保险丝将熔断？

解答：

　　S断开时，只有R1接在电源上，设电源电压为U，据欧姆定律U=I2R1=2.4×21=50.4(V)

　　S闭合时，R1与R2并联在电源上，对R2应用欧姆定律得通过R2的电流强度

　　

　　据并联电路电流关系，干路中总电流，即通过保险丝A的电流

　　I=I1+I2=2.4+2.8=5.2(A)

　　因为I>5A，I1<3A，I2<3A，所以保险丝A会熔断。

思维方式：计算出通过每根保险丝中的电流与溶断电流比较作出判断。

（四）家庭电路中电流过大的原因和防止

1、家庭电路中电流过大的原因

　　（1）发生短路，电流没有经过用电器而直接接通零线和火线，由于导线电阻很小，使电流很大，很容易烧断保险丝。

　　（2）用电器总功率过大，家庭电路中各用电器是并联的，通过每一个用电器的电流分别为

　　

　　通过干路中的电流为

　　

　　可见，对于一定的电压U，用电器的总功率P越大，干路中的电流就越大，电流过大容易熔断保险丝。

2、家庭电路中电流过大的防止

　　根据家庭电路中电流过大的原因，要防止电流过大，一是防止发生短路；二是要防止用电器总功率过大，在需要增加用电器时，不能盲目，要注意观察和分析电能表以及电路中允许通过的最大电流，先进行估算，增加用电器后电路的电流不能超过最大允许值。

例7、某宿舍的保险丝经常烧断，可能的原因是（　）

　A、保险丝的额定电流太大

　B、保险丝的额定电流太小

　C、宿舍中的某根电线断路

　D、有人经常使用大功率的用电器

解答：

　　保险丝经常烧断，说明通过保险丝的电流超过其额定电流，这可能是保险丝的额定电流太小。某根电线断路，不会增大干路中的电流，只会减小干路中的电流，因此不会引起保险丝熔断，如果经常使用大功率用电器，使电路中总功率过大，会使干路中电流过大而烧断保险丝，综上所述，可能的原因是B、D。

思维方式：将家庭电路中电流过大的原因与各选项对照。

（五）触电

1、触电及其原因

　　由于人体是导体，因此，在人体上加电压时，有电流通过人体，这就是触电，触电的原因是有电流通过人体，人体的安全电压是36V以下，人体的安全电流是30～40mA以下。

2、触电的方式

　　（1）低压触电，有两种方式：一是单线触电，即站在地上的人接触到火线，则有电流由火线经过人体到地，经过形成回路，形成触电。二是双线触电，即站在绝缘体上的人同时接触火线和零线，电流由火线经人体到零线而形成回路，造成触电。

　　（2）高压触电，也有两种方式：一是高压电弧触电，即人体靠近高压带电体到一定距离时，高压带电体和体之间会发生放电现象，在人体中有电流通过；二是高压跨步电压触电，即高压输电线落在地上，地面上与电线断头距离不同的各点存在电压，当人走近断头时，两脚位于离断头远近不同的位置上，使两脚之间有电压，有电流通过人体。

3、触电的急救

　　发生触电时，应首先切断电源，再使用绝缘体挑开电线使触电人脱离电源，再行施救。如果发生电火灾，也应先切断电源再泼水救火。

例8、人体与地之间有良好的绝缘，是否一定能避免触电事故的发生？

解答：

　　人体的触电方式有多种。人体与地之间有良好的绝缘，就不能使电流由火线经人体流向地面，则不会形成单线触电。但如果人的两手分别接触火线与零线，就会电流通过人体而造成双线触电。可见人体与地之间有良好的绝缘，也不一定能避免触电事故的发生。

思维方式：根据触电的方式全面分析。

4、家庭电路的安全用电

　　家庭电路的电压是220V，超过人体安全电压几倍，应注意防止触电事故的发生。家庭电路的触电事故是人体直接或间接跟火线连通导致的，为了有效防止触电事故的发生，应注意：控制开关必须串接在火线上；有金属外壳的家用电器，外壳要接地；防止绝缘层的破损；防止线路潮湿，因为潮湿的绝缘体也会导电。

例9、为什么家庭电路中导线的接头要用绝缘胶布包好，而在实验室里用干电池做实验时，导线的接头是裸露的？

解答：

　　家庭电路火线对地的电压是220V，人体的安全电压在36V以下，如果不用绝缘胶布包好导线接头，人人不慎碰到火线，会造成触电事故。实验室里的干电池电压低，每节的电压是1.5V，用4节串联时电压也就6V，即使人碰到了也不会发生触电事故。

思维方式：据家庭电路电压与干电池电压的区别分析是否可能触电。

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