11. 如图15 -4 -9所示的三个电路图中,关于电流表的连接都有错误,请你分别指出三种接法的错误之处。

图15 -4 -9
图A接法的错误是；
图B接法的错误是；
图C接法的错误是。

电流表正、负接线柱接反了 电流表直接接在电源上,造成短路 电流表与灯泡并联,造成短路

【分析】
要解决本题，需牢记电流表的正确使用规则：①电流表应串联在电路中；②电流需从电流表的正接线柱流入、负接线柱流出；③电流表不能直接接在电源两端，也不能并联在用电器两端。接下来结合三个电路图，逐一对照规则找出接线错误。
【解析】
1. 图A：电流从电源正极流出，经灯泡后接入电流表的负接线柱，再从电流表的正接线柱流出回到电源负极，违反了“电流从正接线柱流入、负接线柱流出”的规则，因此错误是电流表正、负接线柱接反了。
2. 图B：电流表直接连接在电源的正、负极两端，未经过任何用电器，会造成电源短路，因此错误是电流表直接接在电源上，造成短路。
3. 图C：电流表与灯泡并联在电路中，电流表相当于导线，会直接短路灯泡，电流不经过灯泡，因此错误是电流表与灯泡并联，造成短路。
【答案】
电流表正、负接线柱接反了；电流表直接接在电源上，造成短路；电流表与灯泡并联，造成短路
【知识点】
电流表的使用、电路短路
【点评】
本题考查电流表的正确连接方法，需熟练掌握电流表的使用规则，逐一分析电路连接情况即可找出错误，属于基础题型，侧重对电流表使用规则的应用考查。
【难度系数】
0.5

12. 小明要完成测量某只小灯泡发光时通过灯丝中的电流的实验。
(1)请你在虚线框内画出帮他设计的电路图,并将如图15-4-10所示的实物连接起来。

(2)在完全不了解电路中电流时,应选择电流表的测量范围为(选填“0~0.6 A”或“0~3 A”),在闭合开关时一定采用的方式,观察指针偏转情况后再闭合开关。
(3)要测量小灯泡中的电流,必须把电流表跟小灯泡联。如果使用电流表的测量范围为0~0.6 A,测量时指针恰好指在第15小格处,则此时电流表的示数是。

(1)如图答15 - 4 - 2所示。

(2)0~3 A 试触 (3)串 0.3 A

【分析】本题考查测量小灯泡电流的实验操作，解题思路如下：
1. 第(1)问：测量小灯泡电流时，电流表需与小灯泡串联，电流从电流表正接线柱流入、负接线柱流出，据此画出电路图并连接实物电路；
2. 第(2)问：不了解电路电流大小时，为避免电流表超量程损坏，应先选大量程，闭合开关时采用试触法判断电流大小；
3. 第(3)问：电流表使用规则是串联在被测电路中；0~0.6A量程的电流表分度值为0.02A，根据指针位置计算示数。
【解析】
(1) 电路图：将电源、电流表、开关、小灯泡依次串联，电流表符号为A，电流从正接线柱接入、负接线柱接入；实物连接：电源正极接电流表正接线柱，电流表负接线柱接小灯泡一端，小灯泡另一端接开关一端，开关另一端接电源负极，确保串联且电流方向正确。
(2) 当不了解电路中电流大小时，为防止电流过大损坏电流表，应选择电流表的大量程0~3A；闭合开关时需采用试触的方式，即快速闭合再断开开关，观察指针偏转情况，确定合适量程后再闭合开关。
(3) 测量电流时，电流表必须与被测用电器串联；电流表0~0.6A量程的分度值为0.02A，指针指在第15小格处，示数为15×0.02A=0.3A。
【答案】(1) 如图答15 - 4 - 2所示；(2) 0~3 A；试触；(3) 串；0.3 A
【知识点】电流表的使用、电流表读数、串联电路
【点评】本题是电学基础实验题，考查电流表的正确使用方法和读数，属于电学入门核心知识点，难度较低，适合巩固基础操作。
【难度系数】0.3

1. 如图15-4-11所示，电流表$\mathrm{A}_1$测量的是的电流，$\mathrm{A}_2$测量的是的电流，$\mathrm{A}_3$测量的是的电流。


图15-4-11
图15-4-12

干路 L₂和L₃ L₃

【分析】要判断电流表测量的电流，需依据电流表的使用规则：电流表与被测电路串联，即电流表和哪部分电路在同一条路径中，就测量该部分的电流。先明确电路结构：L₁、L₂、L₃为并联电路，再逐个分析电流表的串联位置，即可确定测量对象。
【解析】观察电路可知，三个灯泡并联：电流表A₁在所有支路汇合前的干路位置，所有电流都经过A₁，因此A₁测量干路的电流；电流表A₂与L₂、L₃串联在同一条支路，所以A₂测量L₂和L₃的总电流；电流表A₃仅与L₃串联，因此A₃测量L₃的电流。
【答案】干路 L₂和L₃ L₃
【知识点】并联电路电流规律；电流表的使用
【点评】本题是电流表测量对象判断的基础题，核心是掌握电流表“串联在被测电路中”的规则，通过分析电路连接方式就能得出结论，难度较低。
【难度系数】0.7

2. 物理学上把单位时间通过导体横截面积的电荷量叫电流。若用字母Q表示电荷量，用字母t表示通电时间，则电流的定义式为。如图15-4-12所示，若导体内单位体积的电子个数为n，每个电子所带电荷量为e，电子在导体中流动速度为v，导体直径为d，请推导导体中电流I=。

$I=\frac{Q}{t}$ $\frac{n π e v d^2}{4}$

【分析】首先，电流的定义是单位时间内通过导体横截面积的电荷量，直接根据题目给出的定义即可写出电流的定义式；推导电流时，需先计算单位时间内通过导体横截面积的电子总电荷量：先根据电子流动速度算出单位时间内电子移动的长度，再结合导体横截面积得到单位时间内通过横截面积的导体体积，进而求出该体积内的电子总数，最后乘以每个电子的电荷量，即可得到单位时间内通过的总电荷量，也就是电流。
【解析】1. 根据电流的定义：单位时间通过导体横截面积的电荷量，用Q表示电荷量，t表示通电时间，因此电流的定义式为 $ I = \frac{Q}{t} $。
2. 推导电流I：设时间为t，电子流动速度为v，则t时间内电子移动的长度 $ L = vt $；导体横截面积 $ S = π (\frac{d}{2})^2 = \frac{π d^2}{4} $；t时间内通过导体横截面积的导体体积 $ V = S · L = \frac{π d^2}{4} · vt $；该体积内的电子总数 $ N = nV = n · \frac{π d^2}{4} · vt $；总电荷量 $ Q = Ne = n · \frac{π d^2}{4} · vt · e $；根据电流定义 $ I = \frac{Q}{t} $，代入Q得 $ I = \frac{n · \frac{π d^2}{4} · vt · e}{t} = \frac{n π e v d^2}{4} $。
【答案】$ I=\frac{Q}{t} $；$ \frac{n π e v d^2}{4} $
【知识点】电流的定义式、电流的微观推导
【点评】本题考查电流的基本定义及微观推导，属于物理基础概念的应用，推导过程需结合体积、电荷量等物理量的关系，逻辑清晰，难度适中。
【难度系数】0.5