15.2 电流和电路（考点解读）（解析版）

152 电流和电路（考点解读）（解析版） 1、电流的形成 （1）电流形成的概念：电荷的定向移动形成电流(任何电荷的定向移动都会形成电流)； （2）电流形成的原因：①电流是电荷的定向移动形成的； 在导体中，大量的自由电荷通 常 情况下做无规则运动，此时不会形成电流，只有当这些自由电荷发生了定向移动才能形成 电 流； ②形成电流的电荷有：正电荷、负电荷，酸、碱、盐的水溶液中是正、负离子，金属 导体中是自由电子，球面显示器中电子枪的电子流等。 （3）注意：电荷必须定向移动才能形成电流，而电荷有两种，正电荷和负电荷；正电荷 定 向移动可以形成电流，负电荷定向移动可以形成电流，还可以是正、负电荷同时向相反方 向 定向移动形成电流。 2、电流的方向 （1）电流的方向：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向； （2）对电流方向的理解： ①正、负电荷的定向移动都可形成电流； 按照规定，负电荷的定向移动方向与电流的方向相反，如金属导线中的电流，主要是由自 由电子（可以移动的电子称为自由电子）的定向移动形成的，由于电子带负电，所以金属 导线中电流方向与自由电子定向移动的方向相反； ②在电源的外部，电流的方向是从电源正极出发，经用电器回到电源负极； ③在电源的内部，电流的方向是从电源负极流向正极。 ※注意判断电流方向时，要明确以下三点： （1）发生定向移动的是什么电荷； （2）此电荷从哪个物体转移到哪个物体上； （3）如果定向移动的电荷是正电荷，则电流方向与该电荷移动的方向相同；如果定向移 动的电荷是负电荷，则电流方向与该电荷移动的方向相反。 3、电流的大小 （1）定义：物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流，每秒内通过导体 横截面的电荷量越多，电流就越大（强）； （2）公式：电流用符号“”表示，若“Q”表示电荷量，“t”表示时间，则 ，公式 中三个量的单位分别为安（）、库（）、秒（s）； （3）方向：电路中的电流总是沿着电源正极→用电器→电源负极→电源正极的方向流动。 4、电源及其能量转化 （1）电源：提供电能的装置，将其他形式的能转化为电能。 ①干电池：干电池是日常生活中使用最多的直流电源，从手电筒、电动玩具、照相机、计 算器到家用电器的遥控器，都需用干电池为它们提供电能。 ②蓄电池：蓄电池也是电池中的一种，它的作用是把有限的电能储存起来，便于在合适的 地方使用，如应用于汽车、摩托车、通讯等。 （3）能的转化：蓄电池在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能。 5、有持续电流的条件 （1）只有电荷的定向移动才能形成电流；正电荷定向移动能形成电流，负电荷定向移动 也能形成电流；形成电流的条件：一是有自由电荷，二是有外加电压； （2）电路中有持续电流的条件是：电路中有电源；电路必须闭合。 6、电路的组成 （1）电路的组成：电路由电源、用电器、开关、导线四部分组成，缺少或不完整都会影 响电路的正常工作； （2）电路各部分的作用 电源：提供电能的装置，它保证电路中有持续电流，工作时将其他形式的能转化为电能； 用电器：用电来工作的设备，工作时将电能转化为其他形式的能； 开关：用来接通或断开电路，起控制电路的作用， 导线：导线将电源、用电器、开关连接起来，形成让电荷移动的通路。 （3）电源：提供电能的装置，将其他形式的能转化为电能； ①干电池：干电池是日常生活中使用最多的直流电源，从手电筒、电动玩具、照相机、计 算器到家用电器的遥控器，都需用干电池为它们提供电能； ②蓄电池：蓄电池也是电池中的一种，它的作用是把有限的电能储存起来，便于在合适的 地方使用，如应用于汽车、摩托车、通讯等； 能的转化：蓄电池在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能。 7、电路图及元件符号 （1）电路图：用规定的符号表示电路连接情况的图叫做电路图； （2）几种常见的元件符号如下： 8、电路的三种状态 （1）通路：正常连接的电路，即用电器能够工作的电路； 通路特征：电路中有电流，用电器正常工作； （2）断路（开路）：断开的电路； 断路特征：电路中无电流，用电器不工作．原因有开关没闭合，接线处松动，导线断了， 用电器损坏等； （3）短路：不经过用电器而直接跟电源的两极相连的电路； 短路特征：用电器不工作，电路有很大电流，会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘皮，引起火 灾。 【考点1 电流的形成与方向】 【典例1-1】（2023•抚远市三模）两个相同的验电器和B，带正电，B 不带电。如图所示， 用带绝缘柄的金属棒把、B 连接起来，下列说法正确的是（ ） ．带正电是因为创造了电荷 B．金属棒中有持续电流从流向B ．金属棒中自由电子从流向B D．金属棒中瞬间电流方向从流向B 【答】D 【分析】（1）摩擦起电的实质是电荷（电子）的转移； （2）电荷的定向移动形成电流，金属导体中是自由电子的定向移动形成电流； （3）规定正电荷定向移动的方向是电流的方向，自由电子的定向移动方向与电流方向 相反。 【解答】解：、带正电是因为失去了电子，故错误； B、、D、用带绝缘柄的金属棒把、B 连接起来后，金属棒中自由电子的定向移动形成 瞬间电流，且电子从B 移动到，所以电流方向由到B，故B、错误，D 正确。 故选：D。 【典例1-2】（2022 秋•金安区校级期中）研究表明，在金属导体组成的电路中，电流是由 带负电的自由电子定向移动形成的。在如图的电路中，s 闭合后小灯泡发光时，电路中 自由电子按 逆时针 （填“逆时针”“顺时针”）方向移动形成电流。 【答】见试题解答内容 【分析】在电源的外部，电流的方向是从电源正极出发，经用电器回到电源负极；正电 荷移动的方向是电流的方向；自由电子的定向移动方向与电流方向相反。 【解答】解： 在电源的外部，电流的方向是从电源正极流向负极，则图中电流方向为顺时针方向； 在金属导体中自由电子定向移动形成电流，自由电子带负电，电流方向和自由电子定向 移动的方向相反，所以电路中自由电子按逆时针方向移动形成电流。 故答为：逆时针。 【变式1-1】（2022 秋•宁津县月考）关于电流的形成原因，下列说法正确的是（ ） ．自由电子，正、负离子运动就形成电流 B．正、负电荷定向移动都形成电流 ．电荷移动的方向就是电流方向 D．电流总是从电源正极流向负极 【答】B 【分析】正电荷定向移动能形成电流，负电荷定向移动能形成电流，正负电荷向相反的 方向移动也能形成电流。规定正电荷定向移动的方向是电流的方向，负电荷定向移动的 方向和电流方向相反。 【解答】解：、电荷的定向移动才能形成电流，故错误； B、电荷包括正电荷和负电荷，正负电荷的定向移动都能形成电流，故B 正确； 、规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流方向相反， 故错误； D、电源外部电流的方向总是从电流正极流向负极，内部是电流的方向总是从电流负极 流向正极，故D 错误。 故选：B。 【变式1-2】（2022 秋•龙港区期末）如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电验电器 的金属球，验电器的金属箔片会张开，在这一实验过程中，下列说法正确的是（ ） ．电子从橡胶棒转移到了验电器金属球上 B．橡胶棒能带上电荷，说明橡胶棒是导体 ．瞬间的电流方向是从橡胶棒到验电器金属箔 D．验电器的两金属箔片因带不同电荷相互排斥而张开 【答】 【分析】（1）用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷； （2）绝缘体能够带电； （3）正电荷定向移动的方向规定为电流的方向； （4）用电器的原理是同种电荷相互排斥。 【解答】解：、橡胶棒带负电，接触瞬间电子从橡胶棒转移到了验电器金属球上，故正 确； B、橡胶棒是绝缘体，能够带电，故B 错误； 、瞬间的电流方向是从验电器金属箔到橡胶棒，故错误； D、验电器的两金属箔片因带同种电荷相互排斥而张开，故D 错误。 故选：。 【变式1-3】（2023•新乡三模）油罐车运输过程中汽油与油罐摩擦，产生静电现象，油罐 失去电子带 正 电荷，极易引起汽油燃烧爆炸。油罐车通常加装铁链与大地接触以 中和油罐所带电荷，如图所示。该过程铁链中电流的方向是从 油罐到大地 （选填 “大地到油罐”或“油罐到大地”）。 【答】正；油罐到大地。 【分析】摩擦起电的实质是电子的转移；失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负 电；电流的方向与正电荷定向移动的方向相同。 【解答】解：电子带负电，摩擦时油罐失去电子带正电；该过程铁链中电流的方向是从 油罐到大地。 故答为：正；油罐到大地。 【考点2 电路的三种状态】 【典例2-1】（2023•南开区三模）在如图所示的电路中，当开关S 闭合时；灯L1、L2均不 亮。某同学用一根导线去查找电路的故障。他将导线先并联接在灯L1两端时发现灯L2 亮，灯L1 不亮，然后将导线并联接在灯L2 两端时发现两灯均不亮。由此可以判断（ ） ．灯L1断路 B．灯L1短路 ．灯L2断路 D．灯L2短路 【答】 【分析】由图可知两灯的连接方式，根据接入导线后灯泡的亮暗判断电路故障。 【解答】解：闭合开关时两灯均不亮，说明电路中某处断路，或是两灯均短路； 用导线先并联在L1两端时，发现L2亮，灯L1不亮，说明电路通路，两灯泡不可能短路， L2不可能断路； 同时因导线与灯L2并联，两灯均不亮，说明灯L1不可能短路，故只能为灯L1发生了断 路。 故选：。 【典例2-2】（2022 秋•同江市期末）如图所示电路，要组成串联电路需要闭合的开关是 S2 ，开关 S 2 和 S 3 不能同时闭合，否则会造成短路。 【答】S2；S2和S3。 【分析】根据串联、短路的概念分析后连接。把几个用电器首尾相接，连入电路就是串 联。把几个用电器首首相接，尾尾相接，再连入电路，就是并联，电源短路是指电源两 极不经过用电器直接连通的电路。 【解答】解：（1）若闭合开关S2时，则电流从电源正极出发后先后依次经过两盏灯泡， 所以它们是串联的； （3）同时闭合开关S2、S3时，导线直接连在了电源的两端，所以会造成短路。 故答为：S2；S2和S3。 【变式2-1】（2023 春•渑池县月考）在探究串联电路特点实验中，粗心的小明同学连接了 如图所示电路。若闭合开关，一定会发生的现象是（各元件以及电路连接均完好）（ ） ．电源短路 B．灯泡L1不发光 ．灯泡L2不发光 D．电流表烧坏 【答】B 【分析】结合电路的连接，根据电流流向法判断电流的流向，从而判断电路中出现的现 象。 【解答】解：由图可知，电流表并联在灯泡L1两端，当开关闭合时，相当于灯泡L1被 短路，电流从电源正极经灯泡L2、电流表、开关直接流回电源的负极，故出现的现象是： 灯泡L2发光，灯泡L1不发光，电流表和电源都不会被烧坏，故B 正确。 故选：B。 【变式2-2】（2023•锦江区校级模拟）小乐连接了如图所示的电路，下列判断正确的是（ ） ．闭合S1和S2，L1亮，L2不亮 B．闭合S1和S2，L1和L2都不亮 ．只闭合S1，L1亮，L2不亮 D．只闭合S2，L1不亮，L2亮 【答】B 【分析】串联是指用电器依次连接的电路。 并联是指用电器并排连接的电路。 短路是指电流没有经过用电器而将电源两极直接连通的电路。 有电流通过的灯泡会发光，没有电流通过的灯泡不发光。 【解答】解：B、根据电路图可知，闭合S1、S2时，电路短路，灯泡L1、L2都不亮，故 错误、B 正确； 、根据电路图可知，只闭合S1，断开S2时，两灯泡并联，因此L1、L2都亮，故错误； D、根据电路图可知，只闭合S2时，电路断路，因此L1、L2都不亮，故D 错误。 故选：B。 【变式2-3】（2023•东台市开学）如图所示，小明利用两个相同规格的灯泡探究做“并联 电路特点“的实验。闭合所有开关，发现L1 不亮，L2 发光，经检查发现导线以及导线 与接线柱接触完好，则L1不发光的原因可能是 L 1 断路或 S 1 断路 。为了准确判断故 障的原因，在不添加器材且不拆除导线的情形下，操作是 将 L 1 和 L 2 互换 。 【答】L1断路或S1断路；将L1和L2互换。 【分析】（1）由图可知，灯L1与L2并联，根据并联关系分析故障原因； （2）将灯L2换到灯L1的位置，只要能看到灯L2发光，就说明灯L2自身没有问题。 【解答】解：（1）由图可知，灯L1与L2并联，发现L1不亮，L2发光，不可能是L1短 路，如果L1短路，L2也会被短路，不能发光，所以L1不发光的原因可能是L1断路或S1 断路； （2）为了准确判断故障的原因，在不添加器材且不拆除导线的情形下，操作是将L1和 L2 互换，将灯L1 与灯L2 互换位置后，若灯L1 发光灯L2 不发光，则说明干路及原灯L2 所在支路、开关S1没有问题，问题在灯L2自身，若灯L1不发光灯L2发光，则说明干路 及灯L2自身没有问题，是开关S1断路，因灯L1自身也没有问题。 故答为：L1断路或S1断路；将L1和L2互换。 【考点3 电源及其能量转化】 【典例3-1】（2022 秋•石景山区期末）如图所示，把4 对铜片、锌片分别平行插入脐橙中， 用导线把铜片、锌片和发光二极管连接起来，可以观察到发光二极管发光。在这个电路 中，能将化学能转化为电能的装置是（ ） ．插有铜片和锌片的脐橙 B．导线 ．发光二极管 D．鳄鱼夹 【答】 【分析】电池是将化学能转化为电能的装置，水果中有化学能，可转化为电能，再通过 二极管转化为光能。 【解答】解：要使发光二极管发光，电路中必须要有电源，插有铜片和锌片的脐橙能使 二极管发光，说明在这个的电路中插有铜片和锌片的脐橙能提供电压，所以插有铜片和 锌片的脐橙相当于电源；是能将化学能转化为电能的装置。 故选：。 【典例3-2】（2022 秋•合江县期末）电动车使用前要先对车上的蓄电池充电，这时是电能 转化为 化学 能。骑车时，蓄电池的该种能量转化为 电 能提供给电动机，电动 机又将其转化为 机械 能。 【答】化学；电；机械。 【分析】要解答本题需掌握：对蓄电池充电，以及蓄电池放电的能量的转化，电动机能 量的转化。 【解答】解：电动车使用前要先对车上的蓄电池充电，电能转化为化学能；骑车时，蓄 电池的化学能转化为电能对电动机供电，电动机对车提供动力，电能转化为机械能。 故答为：化学；电；机械。 【变式3-1】（2022•碧江区 校级一模）当今时代是人类能源变革的重要时代，国家十四五 规划要大力推进新能源汽车的发展。新能源汽车中最重要的一种就是电动汽车……下列 关于电动汽车的说法不正确的是（ ） ．电动汽车行驶时电能转化为机械能 B．电动汽车充电的过程要将电能转化为机械能 ．电动汽车行驶起来很安静，能有效减小城市的噪声污染 D．电动汽车需要安装大量电池，会一定程度增大对路面的压强 【答】B 【分析】（1）电动汽车在行驶过程中将电能转化为机械能； （2）电动汽车充电时电能转化为化学能； （3）电动车声音较小，噪声污染小； （4）压强与压力的大小和受力面积的大小有关。 【解答】解：．电动汽车在行驶过程中主要将电能转化为机械能，故正确； B．电动汽车充电时电能转化为化学能，故B 错误； ．电动车比燃油车噪声小，噪声污染小，故正确； D．电动车安装大量电池，增加了对地面的压力，在受力面积不变的情况下，会一定程 度增大对路面的压强，故D 正确。 故选：B。 【变式3-2】（2023•宝山区模拟）移动电源充电宝可解决手机电量不足的问题，如图充电 宝正在给手机充电，此时的充电宝相当于 电源 （选填“用电器”或“电源”）， 此过程中充电宝将 化学 能转化为电能。 【答】电源；化学。 【分析】充电宝类似于材上的蓄电池，可以通过充电将电能转化为化学能，也可以向外 供电，将化学能转化为电能。 【解答】解： 给充电宝充电时，充电宝消耗电能转化为化学能，相当于简单电路中的用电器；充电宝 给手机充电时，充电宝提供电能，此时充电宝相当于简单电路中的电源，是化学能转化 为电能。 故答为：电源；化学。 【考点4 电路的组成】 【典例4-1】（2023•承德模拟）下列电路图符合电路组成的是（ ） ． B． ． D． 【答】 【分析】一个正确的电路由电源、导线、开关、用电器组成，而且连接过程中不能出现 短路。 【解答】解：、选项中缺少用电器，故错误； B、选项中电源短路，故B 错误； 、选项具备完整且符合电路要求，故正确； D、选项缺少电源，故D 错误； 故选：。 【典例4-2】（2022 秋•河东区期末）冰箱作为家居必备家电，已经成为使用频次最高的家 电之一。放进冷藏室的蔬菜温度降低，内能减小，这是通过 热传递 方式改变了它 的内能；从冷冻室取出的冻肉上的白霜消失的过程需要 吸收 （选填“吸收”或 “放出”）热量；打开冰箱门时照明灯就被点亮，这说明在冰箱照明电路中，冰箱门相 当于基本电路中的 开关 。 【答】热传递；吸收；开关。 【分析】（1）改变物体内能有两种方式：做功和热传递；热传递过程是能量的转移， 而做功过程是能量的转化； （2）物质由固态变成气态的过程叫升华，升华吸热； （3）电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能 的导线四部分组成，缺少或不完整都会影响电路的正常工作。 【解答】解：放进冷藏室的蔬菜温度降低，内能减小，通过热传递的方式改变物体的内 能； 从冷冻室取出的冻肉上的白霜消失是物质由固态变成气态的过程，属于升华现象，该过 程需要吸热； 打开冰箱门时照明灯就被点亮，说明冰箱门控制灯的亮灭，相当于电路中的开关。 故答为：热传递；吸收；开关。 【变式4-1】（2022 秋•天桥区期末）共享单车的车筐底部覆盖着太阳能发电板，如图所示， 它是通过太阳光给里面的蓄电池充电，从而为定位系统和通信模块供电。在太阳能发电 板给蓄电池充电的电路中，蓄电池相当于电路中的（ ） ．用电器 B．电源 ．导线 D．开关 【答】 【分析】电路的组成：电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的 开关和输送电能的导线四部分组成，缺少或不完整都会影响电路的正常工作。 【解答】解：在太阳能发电板给蓄电池充电的电路中，太阳能发电板相当于电源，而蓄 电池相当于用电器。用电器是用电来工作的设备，工作时将电能转化为其他形式的能。 故选：。 【变式4-2】（2022 秋•济南期末）（多选）电路与水路有许多相似之处，关于电路和水路， 下列说法正确的是（ ） ．电源提供电压与水泵维持水压相似 B．电路中的开关与水路中水轮机相似 ．灯泡反映电流与水泵反映水流相似 D．电路中的电流与水路中的水流相似 【答】D 【分析】在电路中，电源是提供能量的装置，开关是起控制作用的装置，用电器是消耗 能量的装置，导线的作用是连接电路，传输电能。 【解答】解：、电源相当于水泵的作用，水泵提供了水压，电源提供了电压，故正确； B、电路中的开关与水路中阀门相似，起到了控制作用，故B 错误； 、灯泡反映电