内容正文:
15.2 电流和电路
知识题型预览
利用高压锅煮饭,水开后,限压阀会挑起并转动。思考:这这一个过程中,为什么限压阀会跳起并转动,这里面包含哪些物理知识呢?
学新知 习教材
知识点1:电流
1. 形成原因:电荷的定向移动形成电流。
特别提示: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;正负电荷同时定向移动也可以形成电流,如酸碱盐中的水溶液。
2. 电流方向
(1)电流的方向:正电荷的定向移动方向为电流方向。
(2)金属中的电流方向:与自由电子移动方向相反。
(3)电源外部的电流方向:从电源正极出发,经用电器流向电源负极。
知识点2:电路的构造
1.电路
电路就是用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路。
各种电池
2. 组成电路各元件的作用
作用
举例
电源
持续提供电能,将其他形式的能转化为电能
干电池、发电机
用电器
消耗电能的装置,将电能转化为其他形式的能
电灯、电炉、电视机、电冰箱等
开关
控制电路通断作用
闸刀开关、声控开关、光控开关
导线
连接各元件的导体,形成电流的通道
金属导线
(1)蓄电池、充电宝对外供电时,将化学能转化为电能,是电源;在给蓄电池、充电宝充电时,将电能转化为化学能,此时蓄电池和充电宝是用电器。
(2)在连接电源与用电器时一定要注意观察用电器和电源极性的标识,做到用电器标有“+”的位置与电源正极相连,标有“-”的位置与电源负极相连。
(3)开关接入电路前应是断开的。
知识点3:电路图
1. 电路图
用规定的符号表示电路元件连接的图叫电路图。电路图是对实际电路的有效抽象。
2. 常见的电路元件符号
3. 电路图与实物图
电路图与实物图是不同的。电路图是用规定的符号表示电路连接情况的图;实物图是用实物元件表示电路连接情况的图。画电路图时,决不能用实物元件充当元件符号。如图。
4. 画电路图时的注意事项
(1)电路元件符号用统一规定的符号;
(2)连线时应横平竖直,呈方形;
(3)各元件符号不要画在拐角处,且导线尽量避免交叉;
(4)线路要连接到位,中间不能有断点;
(5)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置一致;
(6)元件做好标注,如L、S等;
(7)同一电路中涉及多个相同元件,加下标进行区别,如S1、S2等;
(8)画电路图时,一般从电源的正极开始,沿电流的方向依次画出元件符号,并用导线连接起来。
(9)导线交叉相连时要画实心点,实物图中导线不能交叉,电路图中导线可以交叉,但尽量不要交叉。
知识点4:电路的三种状态
1.电路的三种状态:通路、断路和短路
通路
断路(或开路)
电源短路
用电器短路
电路图
定义
处处接通的电路
某处断开的电路
用导线直接将电源正负极连接起来
电路是连通的,但用电器两端被导线连接起来
特点
电路中有电流流过,用电器能够工作
电路中无电流流过,用电器不能工作
电流过大,烧坏电源
电流直接流过导线,被短路的用电器不工作
2. 理解
(1)形成持续电流的条件:一是有电源;二是闭合回路
(2)断路的种类:开关断开或者导线、灯丝等断开造成用电器不能工作的电路都叫断路,也称开路。
(3)禁止电源短路的原因:电源短路时电路中有很大的电流,可能烧坏电源,这是绝对不允许发生的。
经典例题 举一反三
题型1:了解电荷的定向移动
【典例1】(23-24九年级上·河北保定·期末)如图所示的两个相同的验电器,其中A带正电、B不带电。用带有绝缘柄的不带电金属棒把A和B连接起来。下列说法错误的是( )
A.连接的一瞬间,金属杆中电流方向是从A流向B
B.连接的一瞬间,正电荷从A流向B
C.连接的一瞬间,自由电子从B流向A
D.连接前,A的金属箔张开是因为同种电荷相互排斥
【变式1-1】(23-24九年级上·北京朝阳·期末)如图所示,电池、导线、小灯泡和开关组成闭合回路,小灯泡正常工作。针对此情景,下列说法正确的是( )
A.电池将电能转化为内能,为小灯泡提供能量
B.小灯泡中的自由电子由B 向 A 定向移动
C.小灯泡工作时持续消耗电流
D.电流的方向从电源正极经小灯泡流向电源负极
【变式1-2】(23-24九年级上·安徽宿州·期末)如图甲所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器A的金属球使验电器A带上电荷,验电器B不带电。现用一根带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B的两金属球连接起来的瞬间(如图乙所示),则金属棒中电子瞬间的定向流动方向是 (选填“向左”或“向右”)。
题型2:电流的方向规定
【典例2】(23-24九年级上·陕西宝鸡·期末)如图所示,某课外兴趣小组做水果电池实验,发光二极管可以发光。已知发光二极管的左边引脚是正极,则这个水果电池中,铜片相当于电源的 极。在这个水果电池的外部,电子从 (后两空选填“铜”或“锌”)片流向 片。
【变式2-1】(23-24九年级上·广东珠海·期末)飞机飞行时与空气摩擦后会带上负电,这是由于飞机 (选填“得到”或“失去”)电子,如图是着地轮安装的搭地线,飞机着陆时可以把电荷及时转移走,此时瞬间电流的方向是 (选填“着地轮流向大地”或“大地流向着地轮”);有些飞机不装搭地线,采用特殊的橡胶轮胎,也达到同样的效果,这种橡胶一定是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
【变式2-2】(23-24九年级上·山东聊城·期末)干燥的秋冬季节,人们在接触汽车门把手时经常会被“电到”,原来化纤服装、毛纺织品很容易因摩擦带有负电荷,这时这种材料的衣服 电子(选填“得到”或“失去”)。如图所示,小明家的车库旁安装了人体静电释放器,当手接触静电消除球时,手上所带的负电荷就会通过导体流向大地,此时产生的瞬间电流方向是 (选填“从人体流向大地”或“从大地流向人体”)。
题型3:电路的组成部分及其作用
【典例3】(2024·山东济南·模拟预测)有趣的物理课堂上,同学连接了如图所示的水果电路使二极管发光。水果的作用相当于电路中的( )
A.用电器 B.电源 C.开关 D.导线
【变式3-1】(23-24九年级上·湖南衡阳·阶段练习)红外线电暖器中有一个自动断电的安全装置,如图所示,当红外线电暖器倾倒时,它 电路;直立时,它 电路。(填“断开”或“闭合”)
【变式3-2】(23-24九年级上·福建泉州·期中)如图甲所示,充电宝给手机充电过程中,充电宝相当于 。指纹识别解锁是目前较为流行的智能手机解锁方式,如图乙所示,手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区相当于手机电路中的 。(均选填“电源”、“开关”或“用电器”)
题型4:断路电路的链接情况及电路特点
【典例4】(23-24九年级上·江苏宿迁·期中)如图所示,闭合开关后,小灯泡、都不亮,现用一根导线检查故障原因。当导线的两端接触A、B两点时,两小灯泡都不亮;接触B、C两点时,两小灯泡也不亮;接触C、D两点时,小灯泡亮,不亮。由此,下列判断中可能的是( )
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路 C.开关S断路 D.小灯泡断路
【变式4-1】(23-24九年级上·山东泰安·期末)如图所示电路,闭合开关后,两灯均不发光。为检测电路故障,小华进行以下操作:将一根导线接到L1两端时,发现灯L1不亮、L2亮;将这根导线接到L2两端时,发现两灯均不亮。根据以上信息判断该电路故障可能是( )
A.灯L1被短接(短路) B.灯L2被短接(短路)
C.灯L1断路 D.灯L2断路
【变式4-2】(2024·天津河北·一模)如图所示,闭合开关S,两灯都不亮,当用一根导线分别连接 a、b点,c、d 接线柱时,两灯都不亮;连接e、f接线柱时,只有一只灯泡发光。则电路故障可能是( )
A.灯泡 L1短路 B.灯泡 L2断路
C.灯泡 L2短路 D.开关 S断路
题型5:短路电路的连接情况及电路特点
【典例5】(23-24九年级上·江苏淮安·阶段练习)如图所示,闭合开关S时,灯L1和L2都不亮,用一段导线的两端接触a,b两点时,两灯均不亮;接触b,c两点时,两灯均不亮;接触c,d两点时,两灯都亮,故障原因可能是( )
A.开关接触不良 B.灯L1断路 C.灯L2断路 D.灯L2短路
【变式5-1】(24-25九年级上·全国·课前预习)如图所示,当开关S1闭合、S2断开时,电路处于 状态,当开关S1、S2都闭合时,电路处于 状态。
【变式5-2】(23-24九年级上·河北保定·期末)如图所示是一个定时炸弹的引爆装置,S是定时开关,设定的起爆时间一到,定时开关S会自动断开。为使起爆器停止工作,拆弹专家应在 (选填“a”或“b”)处剪断导线。拆除炸弹前起爆器中 电流通过,指示灯L中 电流通过(以上两空均选填“有”或“没有”)。
题型6:根据实物图画电路图
【典例6】(2024·广东清远·二模)在图中,请在方框内画出电路实物图对应的电路图。
【变式6-1】(23-24九年级上·陕西西安·期末)如图所示,请根据实物连接图,在虚线框内画出对应的电路图。
【变式6-2】(23-24九年级上·广东茂名·阶段练习)如图所示,根据实物连接图,在虚线框内画出相应的电路图。
题型7:根据电路图连接实物图
【典例7】(23-24九年级上·陕西西安·期末)根据如图所示的电路图,请用笔画线代替导线,将实物图连接起来。
【变式7-1】(23-24九年级上·黑龙江绥化·期末)用笔画线表示导线,按照图甲所示的电路图,将图乙中各元件连接起来。
【变式7-2】(22-23九年级上·内蒙古赤峰·期末)请根据图甲电路图,用笔画线代替导线(导线不能交叉),连接好图乙实物图。
巩固提高
一、单选题
1.(2024·安徽蚌埠·三模)如图所示,用丝绸摩擦过的干燥玻璃棒a去接触原来不带电的验电器的金属球b时,金属球b也带上了电荷。下列说法正确的是( )
A.a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向b→a
B.a上的一些正电荷转移到b上,瞬时电流方向a→b
C.b上的一些电子转移到a上,瞬时电流方向a→b
D.b上的一些正电荷转移到a上,瞬时电流方向b→a
2.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示,某同学将一张细条状铝箔纸的两端分别压在干电池的正、负极,发现铝箔纸发热并燃烧,关于该实验的分析正确的是( )
A.实验时干电池的正极与正极相连 B.用干燥的普通纸代替铝箔纸也能燃烧
C.实验中铝箔纸没有发生能量的转化 D.该实验能说明短路带来的危害
3.(22-23九年级上·陕西咸阳·阶段练习)如图所示,手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动解锁相当于电路中的( )
A. B. C. D.
4.(23-24九年级上·江苏南通·期末)如图所示,连接好电路闭合开关后,发现L1不亮,L2能发光,则电路中的故障可能是( )
A.L1灯座短路 B.L2灯丝断了 C.导线2断路 D.导线3断路
5.(23-24九年级上·山西大同·期末)可充电扫地机器人是一种能对地面进行自动吸尘的智能家用电器,如图所示。下列关于扫地机器人的说法,正确的是( )
A.充电时,它的电池相当于电源 B.扫地时,它的电池相当于用电器
C.充电时,它的电池将内能转化为电能 D.扫地时,它的电池将化学能转化为电能
6.(23-24九年级上·甘肃张掖·期中)小明同学用两个规格相同的灯泡按照图所示的电路进行实验探究。当开关闭合时只有一个灯发光,电压表示数为零,且电路只有一处故障( )
A.L1灯短路 B.L1灯断路 C.L2灯短路 D.L2灯断路
7.(23-24九年级上·四川达州·期末)下面电路图中,闭合开关后,灯泡都能正常发光的是( )
A. B.
C. D.
8.(23-24九年级上·四川成都·期中)如图所示的电路是一种声光报警电路的示意图,当开关和同时闭合时,会出现的现象是( )
A.灯不亮,铃响 B.灯亮,铃响
C.灯亮,铃不响 D.灯不亮,铃不响
9.(23-24九年级上·天津西青·期末)如图所示,电路元件及导线连接均完好,当开关S1、S2闭合后,下列分析正确的是( )
A.两灯都亮 B.只有灯L1亮 C.只有灯L2亮 D.两灯都不亮
二、填空题
10.(2024·广东深圳·中考真题)用航标灯发出的光来让海上的船只看清方位说明光能传递 , 是正极,是 能转换为电能。
11.(2024·河南信阳·三模)如图所示,脱毛衣时,与毛衣摩擦过的头发会“粘”在脸上。若头发带负电荷,那么在摩擦的过程中头发会 (选填“失去”或“得到”)电子。与脸接触的瞬间电流方向从 (选填“头发到脸”或“脸到头发”)。
12.(23-24九年级上·安徽合肥·期末)如图所示,闭合开关后,通过小灯泡的电流方向是B→A,小灯泡中形成电流的自由电子定向移动的方向是 (填:“A→B”“B→A”“C→D”或“D→C”)。
13.(23-24九年级上·四川遂宁·期末)恐怖分子在公共场所安装了定时炸弹,其引爆装置如图所示,当起爆器中有电流通过时就会引起爆炸。请你结合所学知识帮助拆弹专家分析,起爆前定时开关是 (选填“闭合”或“断开”)的;设定起爆时间一到,定时开关会自动由一种状态切换成另一种状态而发生爆炸,为使引爆装置停止工作,拆弹专家应在图中 (选填“a”或“b”)处剪断导线。
14.(23-24九年级上·云南昆明·期末)如图所示在一根横跨河流两岸的硬塑料管内穿有三根完全相同的电线,为了辨别哪两个线头为同一限导线的两端,可以如下方法测试:用两个颜色不同的小灯泡接入电路,分别用导线连接D、E、F,通过观察现象,就可判断出所有导线的首尾。连接D、E,全不亮,说明 ;连接D、F绿灯亮,说明C、D为一根导线;连接E、F 。
三、作图题
15.(24-25九年级上·全国·假期作业)根据电路图,连接相应的实物图。
16.(2024九年级上·北京西城·竞赛)如下图所示,按实物图在框中画出电路图。
17.(23-24九年级上·河南许昌·期中)在方框内画出图示实物电路的电路图。
18.根据电路图连接实物图。
19.根据如图所示的电路图,用笔画线代替导线,连接实物电路。(要求导线不能交叉)
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15.2 电流和电路
知识题型预览
利用高压锅煮饭,水开后,限压阀会挑起并转动。思考:这这一个过程中,为什么限压阀会跳起并转动,这里面包含哪些物理知识呢?
学新知 习教材
知识点1:电流
1. 形成原因:电荷的定向移动形成电流。
特别提示: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;正负电荷同时定向移动也可以形成电流,如酸碱盐中的水溶液。
2. 电流方向
(1)电流的方向:正电荷的定向移动方向为电流方向。
(2)金属中的电流方向:与自由电子移动方向相反。
(3)电源外部的电流方向:从电源正极出发,经用电器流向电源负极。
知识点2:电路的构造
1.电路
电路就是用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路。
各种电池
2. 组成电路各元件的作用
作用
举例
电源
持续提供电能,将其他形式的能转化为电能
干电池、发电机
用电器
消耗电能的装置,将电能转化为其他形式的能
电灯、电炉、电视机、电冰箱等
开关
控制电路通断作用
闸刀开关、声控开关、光控开关
导线
连接各元件的导体,形成电流的通道
金属导线
(1)蓄电池、充电宝对外供电时,将化学能转化为电能,是电源;在给蓄电池、充电宝充电时,将电能转化为化学能,此时蓄电池和充电宝是用电器。
(2)在连接电源与用电器时一定要注意观察用电器和电源极性的标识,做到用电器标有“+”的位置与电源正极相连,标有“-”的位置与电源负极相连。
(3)开关接入电路前应是断开的。
知识点3:电路图
1. 电路图
用规定的符号表示电路元件连接的图叫电路图。电路图是对实际电路的有效抽象。
2. 常见的电路元件符号
3. 电路图与实物图
电路图与实物图是不同的。电路图是用规定的符号表示电路连接情况的图;实物图是用实物元件表示电路连接情况的图。画电路图时,决不能用实物元件充当元件符号。如图。
4. 画电路图时的注意事项
(1)电路元件符号用统一规定的符号;
(2)连线时应横平竖直,呈方形;
(3)各元件符号不要画在拐角处,且导线尽量避免交叉;
(4)线路要连接到位,中间不能有断点;
(5)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置一致;
(6)元件做好标注,如L、S等;
(7)同一电路中涉及多个相同元件,加下标进行区别,如S1、S2等;
(8)画电路图时,一般从电源的正极开始,沿电流的方向依次画出元件符号,并用导线连接起来。
(9)导线交叉相连时要画实心点,实物图中导线不能交叉,电路图中导线可以交叉,但尽量不要交叉。
知识点4:电路的三种状态
1.电路的三种状态:通路、断路和短路
通路
断路(或开路)
电源短路
用电器短路
电路图
定义
处处接通的电路
某处断开的电路
用导线直接将电源正负极连接起来
电路是连通的,但用电器两端被导线连接起来
特点
电路中有电流流过,用电器能够工作
电路中无电流流过,用电器不能工作
电流过大,烧坏电源
电流直接流过导线,被短路的用电器不工作
2. 理解
(1)形成持续电流的条件:一是有电源;二是闭合回路
(2)断路的种类:开关断开或者导线、灯丝等断开造成用电器不能工作的电路都叫断路,也称开路。
(3)禁止电源短路的原因:电源短路时电路中有很大的电流,可能烧坏电源,这是绝对不允许发生的。
经典例题 举一反三
题型1:了解电荷的定向移动
【典例1】(23-24九年级上·河北保定·期末)如图所示的两个相同的验电器,其中A带正电、B不带电。用带有绝缘柄的不带电金属棒把A和B连接起来。下列说法错误的是( )
A.连接的一瞬间,金属杆中电流方向是从A流向B
B.连接的一瞬间,正电荷从A流向B
C.连接的一瞬间,自由电子从B流向A
D.连接前,A的金属箔张开是因为同种电荷相互排斥
【答案】B
【详解】ABC.A带正电说明A缺少电子,金属是靠带负电的自由电子导电的,所以,金属棒连接的一瞬间,电子由B流向A;因为规定正电荷定向移动方向为电流的方向,电子定向移动方向与电流方向相反,所以此时电流方向为由A到B,故B错误,符合题意,AC正确,不符合题意;
D.连接前,A的金属箔带着同种正电荷,同种电荷互相排斥,所以金属箔张开,故D正确,不符合题意。
故选B。
【变式1-1】(23-24九年级上·北京朝阳·期末)如图所示,电池、导线、小灯泡和开关组成闭合回路,小灯泡正常工作。针对此情景,下列说法正确的是( )
A.电池将电能转化为内能,为小灯泡提供能量
B.小灯泡中的自由电子由B 向 A 定向移动
C.小灯泡工作时持续消耗电流
D.电流的方向从电源正极经小灯泡流向电源负极
【答案】D
【详解】A.电池是提供电能的装置,将化学能转化为电能,为小灯泡提供能量,故A错误;
BD.电流的方向为正电荷定向移动的方向,是从电源正极经小灯泡流向电源负极,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,电子带负电,则小灯泡中的自由电子由A 向 B定向移动,故B错误,D正确;
C.用电器是消耗电能的装置,小灯泡工作时持续消耗电能,故C错误。
故选D。
【变式1-2】(23-24九年级上·安徽宿州·期末)如图甲所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器A的金属球使验电器A带上电荷,验电器B不带电。现用一根带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B的两金属球连接起来的瞬间(如图乙所示),则金属棒中电子瞬间的定向流动方向是 (选填“向左”或“向右”)。
【答案】向右
【详解】被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷,用橡胶棒与图甲中的验电器A接触,则验电器A带负电荷,图甲中的验电器B不带电,现用带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间,电子由A转移到B,则金属棒中电子瞬间向右流动。
题型2:电流的方向规定
【典例2】(23-24九年级上·陕西宝鸡·期末)如图所示,某课外兴趣小组做水果电池实验,发光二极管可以发光。已知发光二极管的左边引脚是正极,则这个水果电池中,铜片相当于电源的 极。在这个水果电池的外部,电子从 (后两空选填“铜”或“锌”)片流向 片。
【答案】 正 锌 铜
【详解】[1]铜片与发光二极管的正极相连,二极管发光,说明与二极管左端连接的铜片相当于电源的正极,锌片相当于电源的负极。
[2][3]在电源的外部,电流总是从电源的正极流向电源的负极,而电子带负电,其定向移动方向与电流方向相反,所以电子从锌片流向铜片。
【变式2-1】(23-24九年级上·广东珠海·期末)飞机飞行时与空气摩擦后会带上负电,这是由于飞机 (选填“得到”或“失去”)电子,如图是着地轮安装的搭地线,飞机着陆时可以把电荷及时转移走,此时瞬间电流的方向是 (选填“着地轮流向大地”或“大地流向着地轮”);有些飞机不装搭地线,采用特殊的橡胶轮胎,也达到同样的效果,这种橡胶一定是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
【答案】 得到 大地流向着地轮 导体
【详解】[1] 摩擦起电的实质是电子的转移,得到电子带负电,失去电子带正电。飞机飞行时与空气摩擦后会带上负电,这是由于飞机得到电子。
[2] 飞机着陆时多余的负电荷会从着地轮流向大地,电流的方向为正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反,所以瞬间电流的方向是大地流向着地轮。
[3] 不装搭地线,而是采用了一种特殊的橡胶轮胎,这种橡胶一定是导体,能把由于摩擦而产生的电荷转移到大地以保证安全。
【变式2-2】(23-24九年级上·山东聊城·期末)干燥的秋冬季节,人们在接触汽车门把手时经常会被“电到”,原来化纤服装、毛纺织品很容易因摩擦带有负电荷,这时这种材料的衣服 电子(选填“得到”或“失去”)。如图所示,小明家的车库旁安装了人体静电释放器,当手接触静电消除球时,手上所带的负电荷就会通过导体流向大地,此时产生的瞬间电流方向是 (选填“从人体流向大地”或“从大地流向人体”)。
【答案】 得到 从大地流向人体
【详解】[1]束缚电子本领强的物体,在摩擦过程中得到了电子带负电荷。
[2]人体带负电荷,负电荷从人体流向大地,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,则电流方向是从大地流向人体。
题型3:电路的组成部分及其作用
【典例3】(2024·山东济南·模拟预测)有趣的物理课堂上,同学连接了如图所示的水果电路使二极管发光。水果的作用相当于电路中的( )
A.用电器 B.电源 C.开关 D.导线
【答案】B
【详解】水果为电路提供了电能,水果的作用相当于电路中的电源,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式3-1】(23-24九年级上·湖南衡阳·阶段练习)红外线电暖器中有一个自动断电的安全装置,如图所示,当红外线电暖器倾倒时,它 电路;直立时,它 电路。(填“断开”或“闭合”)
【答案】 断开 闭合
【详解】[1][2]当红外线电暖器倾倒时,铜球处断开,两根导线有一根绝缘棒连接,绝缘棒不善于导电,电路处于断开状态,电路是断路;直立时,铜球处连通,电路处处连通,电路处于闭合状态,所以这个安全装置相当于电路中的开关。
【变式3-2】(23-24九年级上·福建泉州·期中)如图甲所示,充电宝给手机充电过程中,充电宝相当于 。指纹识别解锁是目前较为流行的智能手机解锁方式,如图乙所示,手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区相当于手机电路中的 。(均选填“电源”、“开关”或“用电器”)
【答案】 电源 开关
【详解】[1]充电宝给手机充电过程中,充电宝提供电能,在电路中相当于电源。
[2]手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,说明感应区对电路起到控制作用,在电路中相当于开关。
题型4:断路电路的链接情况及电路特点
【典例4】(23-24九年级上·江苏宿迁·期中)如图所示,闭合开关后,小灯泡、都不亮,现用一根导线检查故障原因。当导线的两端接触A、B两点时,两小灯泡都不亮;接触B、C两点时,两小灯泡也不亮;接触C、D两点时,小灯泡亮,不亮。由此,下列判断中可能的是( )
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路 C.开关S断路 D.小灯泡断路
【答案】D
【详解】闭合开关后,小灯泡、都不亮,电路只有一处故障,则故障可能是断路,当导线的两端接触A、B两点时,两小灯泡都不亮,说明小灯泡没有断路;接触B、C两点时,两小灯泡也不亮,说明B、C两点间没有断路;接触C、D两点时,小灯泡亮,不亮,说明小灯泡断路,故电路故障为小灯泡断路,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式4-1】(23-24九年级上·山东泰安·期末)如图所示电路,闭合开关后,两灯均不发光。为检测电路故障,小华进行以下操作:将一根导线接到L1两端时,发现灯L1不亮、L2亮;将这根导线接到L2两端时,发现两灯均不亮。根据以上信息判断该电路故障可能是( )
A.灯L1被短接(短路) B.灯L2被短接(短路)
C.灯L1断路 D.灯L2断路
【答案】C
【详解】由图可知;两灯泡串联,闭合开关S后,两灯均不发光,可能是灯灯L1、L2断路;将一根导线接到灯L1两端时,发现灯灯L1不亮、L2亮,说明L2完好;将这根导线接到L2两端时,发现两灯均不亮,这说明L1断路,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式4-2】(2024·天津河北·一模)如图所示,闭合开关S,两灯都不亮,当用一根导线分别连接 a、b点,c、d 接线柱时,两灯都不亮;连接e、f接线柱时,只有一只灯泡发光。则电路故障可能是( )
A.灯泡 L1短路 B.灯泡 L2断路
C.灯泡 L2短路 D.开关 S断路
【答案】B
【详解】由电路图可知,两灯泡串联,闭合开关S,两灯均不亮,说明电路中某处断路,或两灯均短路。用一段导线的两端连接a、b点,c、d接线柱时,两灯都不亮,说明此时电路仍是断路。当导线连接e、f接线柱时,只有一只灯泡发光,此时导线代替了灯L2,L2一定不发光,所以此时一定是灯泡L1发光,则L1灯丝完好,此时电路处于通路状态,说明开关也没有问题,由此说明该电路的故障是由于灯泡L2断路造成的。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
题型5:短路电路的连接情况及电路特点
【典例5】(23-24九年级上·江苏淮安·阶段练习)如图所示,闭合开关S时,灯L1和L2都不亮,用一段导线的两端接触a,b两点时,两灯均不亮;接触b,c两点时,两灯均不亮;接触c,d两点时,两灯都亮,故障原因可能是( )
A.开关接触不良 B.灯L1断路 C.灯L2断路 D.灯L2短路
【答案】A
【详解】在用导线接触a、b两点时,两灯均不亮,说明电路中无电流,电路断路;用导线接触b、c两点时 (灯L2的两端),两灯均不亮,说明电路中无电流,电路断路;用导线接触c、d 两点时,两灯都亮,则说明电路中灯L1、L2 均未断路和短路,开关S处发生断路,可能是开关S接触不良。
故选A。
【变式5-1】(24-25九年级上·全国·课前预习)如图所示,当开关S1闭合、S2断开时,电路处于 状态,当开关S1、S2都闭合时,电路处于 状态。
【答案】 通路 短路
【详解】[1]当开关S1闭合、S2断开时,电流从电源正极流出,经过小灯泡、开关S1,回到电源负极,形成一闭合回路,故电路处于通路状态。
[2]当开关S1、S2都闭合时,导线直接连接电源的两端,故电路处于短路状态。
【变式5-2】(23-24九年级上·河北保定·期末)如图所示是一个定时炸弹的引爆装置,S是定时开关,设定的起爆时间一到,定时开关S会自动断开。为使起爆器停止工作,拆弹专家应在 (选填“a”或“b”)处剪断导线。拆除炸弹前起爆器中 电流通过,指示灯L中 电流通过(以上两空均选填“有”或“没有”)。
【答案】 a 没有 有
【详解】[1][2]由题意和电路图可知,起爆前定时开关S是闭合的,此时起爆器被导线b短路,没有电流通过起爆器,所以起爆器不工作,当设定起爆时间一到,定时开关S会自动断开,此时起爆器中有电流通过,引爆炸弹,因此为了使引爆装置停止工作,应将起爆器、灯泡与电源构成的串联电路断开,即应剪断a处的导线,此时电路处于断路状态,没有电流通过,爆炸装置不工作。
[3]拆除前,电路处于通路状态,故指示灯有电流通过。
题型6:根据实物图画电路图
【典例6】(2024·广东清远·二模)在图中,请在方框内画出电路实物图对应的电路图。
【答案】
【详解】由实物图可知,两灯并联,开关S1控制L1,开关S2在干路中,控制整个电路,由此画出电路图如图所示:
【变式6-1】(23-24九年级上·陕西西安·期末)如图所示,请根据实物连接图,在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【详解】由实物图知,两灯并联,S1在干路上,S2在L2支路上,电路图如图所示
【变式6-2】(23-24九年级上·广东茂名·阶段练习)如图所示,根据实物连接图,在虚线框内画出相应的电路图。
【答案】
【详解】根据实物图,由电源正极出发,一路经过灯泡L1、开关S1、开关S回到电源负极,另一路经过灯泡L2、开关S再回到电源负极,电路图如下:
题型7:根据电路图连接实物图
【典例7】(23-24九年级上·陕西西安·期末)根据如图所示的电路图,请用笔画线代替导线,将实物图连接起来。
【答案】如图所示
【详解】由图可知,电灯1和电灯3串联连在电源上,电灯2和开关2串联连在电源上,开关1在干路上,故如图所示
【变式7-1】(23-24九年级上·黑龙江绥化·期末)用笔画线表示导线,按照图甲所示的电路图,将图乙中各元件连接起来。
【答案】
【详解】由电路图可知,电流从正极出发经过开关S1后,分为两个支路,一条支路是经灯泡直接回到负极,另一条经过开关S2到电铃,然后回到负极,如图所示:
【变式7-2】(22-23九年级上·内蒙古赤峰·期末)请根据图甲电路图,用笔画线代替导线(导线不能交叉),连接好图乙实物图。
【答案】
【详解】由电路图知,两灯并联,开关S1在L1支路上,S2在干路上,实物连接如图所示:
巩固提高
一、单选题
1.(2024·安徽蚌埠·三模)如图所示,用丝绸摩擦过的干燥玻璃棒a去接触原来不带电的验电器的金属球b时,金属球b也带上了电荷。下列说法正确的是( )
A.a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向b→a
B.a上的一些正电荷转移到b上,瞬时电流方向a→b
C.b上的一些电子转移到a上,瞬时电流方向a→b
D.b上的一些正电荷转移到a上,瞬时电流方向b→a
【答案】C
【详解】丝绸摩擦过的干燥玻璃棒带正电荷,用带正电荷玻璃棒a去接触原来不带电的验电器的金属球b时,金属球b也带上了正电荷;由于质子带正电荷,在原子核内,不会发生转移,核外电子带负电荷,会发生转移,所以b上的一些电子转移到a上;由于电流的方向与负电荷的移动方向相反,所以瞬时电流方向a→b,故C正确,ABD错误。
故选C。
2.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示,某同学将一张细条状铝箔纸的两端分别压在干电池的正、负极,发现铝箔纸发热并燃烧,关于该实验的分析正确的是( )
A.实验时干电池的正极与正极相连 B.用干燥的普通纸代替铝箔纸也能燃烧
C.实验中铝箔纸没有发生能量的转化 D.该实验能说明短路带来的危害
【答案】D
【详解】A.电源短路是指电源两极不经过用电器直接连通的电路,当电源短路时,电路中的电流很大,可能会烧坏电源.根据题意知道,将一张细条状铝箔纸的两端分别压在干电池的正负极,即干电池的正极与负极通过铝箔纸连接在一起,故A错误;
B.普通纸是绝缘体,所以此实验普通纸代替铝箔纸不能燃烧,故B错误;
C.实验中铝箔纸发生了能量的转化,首先是电能转化为内能,燃烧后化学能又转化为内能,故C错误;
D.该实验中,铝箔纸接在干电池两端,有电路通过,而铝箔纸的电阻极小,电源被短路,通过铝箔纸的电流过大,产生的热量多,铝箔纸会燃烧,则说明短路可能引发火灾,损坏电路,故D正确。
故选D。
3.(22-23九年级上·陕西咸阳·阶段练习)如图所示,手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动解锁相当于电路中的( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动解锁,感应区的作用相当于电路中的开关,故B符合题意。
故选B。
4.(23-24九年级上·江苏南通·期末)如图所示,连接好电路闭合开关后,发现L1不亮,L2能发光,则电路中的故障可能是( )
A.L1灯座短路 B.L2灯丝断了 C.导线2断路 D.导线3断路
【答案】D
【详解】A.若L1灯座短路,电流从电源正极不经过灯泡流向负极,会形成电源短路,烧坏电源,电路不能正常工作,不符合题意,故A错误;
B.若L2的灯丝断开了,则L2不发光,不符合题意,故B错误;
C.若导线2断路,则整个电路开路,灯泡均不发光,不符合题意,故C错误;
D.若导线3断路,L1不发光,L2能发光,符合题意,故D正确。
故选D。
5.(23-24九年级上·山西大同·期末)可充电扫地机器人是一种能对地面进行自动吸尘的智能家用电器,如图所示。下列关于扫地机器人的说法,正确的是( )
A.充电时,它的电池相当于电源 B.扫地时,它的电池相当于用电器
C.充电时,它的电池将内能转化为电能 D.扫地时,它的电池将化学能转化为电能
【答案】D
【详解】A.充电时,它的电池消耗电能,相当于用电器,故A错误;
B.扫地时,它的电池向外输出电能,相当于电源,故B错误;
C.充电时,它的电池将电能转化为化学能,故C错误;
D.扫地时,它的电池相当于电源,将化学能转化为电能,故D正确。
故选D。
6.(23-24九年级上·甘肃张掖·期中)小明同学用两个规格相同的灯泡按照图所示的电路进行实验探究。当开关闭合时只有一个灯发光,电压表示数为零,且电路只有一处故障( )
A.L1灯短路 B.L1灯断路 C.L2灯短路 D.L2灯断路
【答案】C
【详解】根据电路图可知,两灯泡串联,电压表测L2两端电压;当开关闭合时只有一个灯发光,说明电路发生了短路,如果发生断路两个灯都不亮;电压表示数为零,说明与电压表并联部分短路,即L2灯短路。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.(23-24九年级上·四川达州·期末)下面电路图中,闭合开关后,灯泡都能正常发光的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.闭合开关后,右侧的灯泡被短路,不会发光,故A不符合题意;
B.闭合开关后,灯被短路,引起电源短路,故B不符合题意;
C.闭合开关,两灯并联,两灯都为通路,都能发光,故C符合题意;
D.图中电路短路,闭合开关,不能使灯泡都发光,故D不符合题意。
故选C。
8.(23-24九年级上·四川成都·期中)如图所示的电路是一种声光报警电路的示意图,当开关和同时闭合时,会出现的现象是( )
A.灯不亮,铃响 B.灯亮,铃响
C.灯亮,铃不响 D.灯不亮,铃不响
【答案】A
【详解】开关S1和S2都闭合时,电路发生局部短路,即灯泡短路,电流不再通过灯泡;故灯泡不亮,但电铃仍工作。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.(23-24九年级上·天津西青·期末)如图所示,电路元件及导线连接均完好,当开关S1、S2闭合后,下列分析正确的是( )
A.两灯都亮 B.只有灯L1亮 C.只有灯L2亮 D.两灯都不亮
【答案】B
【详解】如图,当开关S1、S2闭合后,L2被短路,故L1亮,L2不亮,故B正确,ACD错误。
故选B。
二、填空题
10.(2024·广东深圳·中考真题)用航标灯发出的光来让海上的船只看清方位说明光能传递 , 是正极,是 能转换为电能。
【答案】 信息 碳 化学
【详解】[1]光在同种均匀介质中沿直线传播,航标灯发出的光沿直线传播,海上的船只看清方位,说明光能传递信息。
[2][3]电源的外部电流从电源的正极出发回到负极,由图中电流方向可知碳是正极,电池将化学能转化为电能。
11.(2024·河南信阳·三模)如图所示,脱毛衣时,与毛衣摩擦过的头发会“粘”在脸上。若头发带负电荷,那么在摩擦的过程中头发会 (选填“失去”或“得到”)电子。与脸接触的瞬间电流方向从 (选填“头发到脸”或“脸到头发”)。
【答案】 得到 脸到头发
【解析】【小题1】[1]摩擦起电不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体。头发带负电荷,是因为在摩擦过程中,头发得到电子而带负电。
[2]物理学中规定正电荷定向移动方向为电流方向,若头发带负电荷,电流方向与负电荷定向移动方向相反,故与脸接触时的瞬间电流方向从脸到头发。
12.(23-24九年级上·安徽合肥·期末)如图所示,闭合开关后,通过小灯泡的电流方向是B→A,小灯泡中形成电流的自由电子定向移动的方向是 (填:“A→B”“B→A”“C→D”或“D→C”)。
【答案】A→B
【详解】物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流方向,自由电子带负电,通过小灯泡的电流方向是B→A,小灯泡中形成电流的自由电子定向移动的方向是A→B 。
13.(23-24九年级上·四川遂宁·期末)恐怖分子在公共场所安装了定时炸弹,其引爆装置如图所示,当起爆器中有电流通过时就会引起爆炸。请你结合所学知识帮助拆弹专家分析,起爆前定时开关是 (选填“闭合”或“断开”)的;设定起爆时间一到,定时开关会自动由一种状态切换成另一种状态而发生爆炸,为使引爆装置停止工作,拆弹专家应在图中 (选填“a”或“b”)处剪断导线。
【答案】 闭合 a
【详解】[1]由题图可知,只有当定时开关S处于闭合状态时,让起爆器短路,才没有电流通过,所以起爆前定时开关S是闭合的。
[2]如果剪断导线a处,电路处于断路状态,爆炸装置不工作;如果剪断导线b处,炸弹立即爆炸。
【点睛】
14.(23-24九年级上·云南昆明·期末)如图所示在一根横跨河流两岸的硬塑料管内穿有三根完全相同的电线,为了辨别哪两个线头为同一限导线的两端,可以如下方法测试:用两个颜色不同的小灯泡接入电路,分别用导线连接D、E、F,通过观察现象,就可判断出所有导线的首尾。连接D、E,全不亮,说明 ;连接D、F绿灯亮,说明C、D为一根导线;连接E、F 。
【答案】 B、F为一根导线 红灯亮,说明A、E为一根导线
【详解】[1]连接D、E,全不亮,说明D、E没有与B相连形成通路,所以B与F为一根导线。
[2]因为B与F为一根导线,C、D为一根导线,所以A、E为一根导线,连接E、F,E、F与A、B连通形成通路,红灯亮。
三、作图题
15.(24-25九年级上·全国·假期作业)根据电路图,连接相应的实物图。
【答案】
【详解】根据电路图可知,两个灯泡串联,按电流流向将电源正极、L1、L2到开关、电源负极逐一顺次连接起来,实物图如下所示:
16.(2024九年级上·北京西城·竞赛)如下图所示,按实物图在框中画出电路图。
【答案】
【详解】由实物图知道,两灯并联,一个开关S1在干路上,另一开关S2在上面灯泡L1的支路上,由此画出电路图如下图
17.(23-24九年级上·河南许昌·期中)在方框内画出图示实物电路的电路图。
【答案】
【详解】图中两灯泡并联,开关S1控制灯泡L1,开关S2控制干路,电路图如下图
18.根据电路图连接实物图。
【答案】
【详解】电路中,两灯泡并联,开关S1与灯L2串联,只控制这个灯;S2控制整个电路,根据电路图连接实物图,如下图所示:
19.根据如图所示的电路图,用笔画线代替导线,连接实物电路。(要求导线不能交叉)
【答案】
【详解】由电路图可知,两灯泡并联,开关S2位于干路,开关S1位于L2支路,从电源的正极出发,依次经L2、S1、S2回到电源的负极,然后把L1并联在L2和S1两端,如下图所示:
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