专题14：电荷及电路设计-【好题汇编】5年（2020-2024）中考1年模拟物理真题分类汇编（山西专用）

专题14 电荷及电路设计 内容概览： 考点01：考察摩擦起电现象及其实质，电流的定义理解和电流方向的辨别，串、并联电路的识别。 考点02：考察根据要求进行电路设计。 考点01：考察摩擦起电现象及其实质，电流的定义理解和电流方向的辨别，串、并联电路的识别。 摩擦起电的实质：电荷的转移。 电流：电荷的定向移动。 电流方向：正电荷定向移动的方向；直流电路中，电源外部，从正极到负极。 1．（2024·山西·中考真题）小明从电动玩具上拆下一块电池。为了确定该电池的正负极，他设计了以下四种方案，其中可行的是（　　） A． B． C． D． 2．（2021·山西·中考真题）小伟妈妈做饭时，不小心把胡椒粉洒在粗粒盐上。小伟急中生智，拿塑料小勺在毛料布上摩擦了几下，然后把小勺靠近胡椒粉，胡椒粉立刻被吸到勺子上，成功将胡椒粉和粗粒盐分开。下列说法正确的是（　　） A．塑料小勺能吸引胡椒粉是因为它带了电 B．若塑料小勺带负电是因为它失去了电子 C．塑料小勺带电是通过摩擦的方法创造了电荷 D．塑料小勺摩擦毛料布带了电，说明小勺是导体 3．（2019·山西·中考真题）小亮将两只相同的气球在自己的头发上摩擦后，就可以让一只气球在另一只气球上方“跳舞”（如右图）．对该现象解释正确的是 A．摩擦的方法创造了电荷使两气球带了电 B．摩擦的方法使气球分子发生转移而带电 C．两气球因带了异种电荷而互相排斥 D．这种现象与验电器的工作原理相同 4．（2018·山西·中考真题）在空气干燥的冬天，化纤衣服表面很容易吸附灰尘．其主要原因是(      ) A．冬天气温低 B．冬天灰尘多 C．化纤衣服创造了电荷 D．化纤衣服摩擦带了电 考点02：考察探究水的沸腾时温度变化的规律实验。 5．（2015·山西·中考真题）电动自行车两刹车手柄中各有一只开关S1和S2．在行驶中用任意一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作．如图电路符合要求的是（ ） A． B． C． D． 6．（2011·山西·中考真题）请在图中的两个虚线框内，选填 “电源”和 “开关”的符号，并满足当开关都闭合时两灯组成并联电路． 7．（2024·山西·中考真题）在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器，如图所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻（）、一个电动机（）和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W，且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题： （1）在虚线框内画出烘干器内部电路图； （2）使用时发现温度过高，存在安全隐患，想要把发热电阻的功率减小到原来的一半，需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。 8．（2022·山西·中考真题）善于动手动脑的小明研究了汽车座椅加热原理后，计划自制具有加热和保温两挡功能且方便携带的加热坐垫送给爷爷。他在网上购买了电压为5V的电源，两个阻值为2.5Ω的加热电阻片，若干导线和开关。 （1）请你帮助小明设计电路，并画在虚线框内； （2）求自制加热坐垫的加热和保温功率。 9．（2020·山西·中考真题）在这次新冠肺炎抗疫战中，中医药为诊疗发挥了积极作用，成为抗疫“中国方法”的重要组成部分。小明对家里的电中药壶进行观察，并用水替代中药进行了相关研究。收集和记录数据如下表。请你结合他的调查研究，完成下列问题。 观察对象 观察记录 研究记录 电中药壶 成分：紫砂 电源： 容积： 档位：高温 低温 ①水的质量，水的初温 ②用高温档加热，水的末温 ③壶内加热体由两个相同的发热电阻组成 ④ (1)请在虚线框内画出电中药壶内部的电路图； (2)求电中药壶内部一个发热电阻的阻值； (3)求高温加热时，电中药壶的加热效率。 10．（2017·山西·中考真题）通过阅读，小明知道了1791年意大利物理学家伏特发明了最早的电池--伏打电池，在老师的帮助下，小明自制了一个如图所示的伏打电池，但是不能确定哪个金属片是正极，请你帮他设计实验并进行判断。 （1）写出你选用的实验仪器： ； （2）简述操作方法、实验现象和结论： 。 电荷及电路设计 综合练习 11．（2024·山西阳泉·一模）如图所示，小红将A端带负电的橡胶棒放在绝缘支架上，使其可以自由转动，再将与头发摩擦过的梳子靠近橡胶棒A端，发现A端会远离梳子。下列判断正确的是（    ） A．与头发摩擦时，梳子失去电子 B．橡胶棒A端和梳子带异种电荷 C．此现象与验电器工作原理不同 D．梳子的原子核对核外电子的束缚能力比头发强 12．（2024·山西吕梁·模拟预测）如图，用一个与毛巾摩擦后的气球靠近放在水中的纸船，纸船会跟着气球游动。下列关于这一现象分析正确的是（    ） A．气球与毛巾摩擦创造了电荷 B．纸船与摩擦后的气球带有同种电荷 C．纸船跟着气球游动，是因为异种电荷相互吸引 D．若气球带负电，说明摩擦时毛巾失去了电子 13．（2024·山西·一模）现在许多小区都配备了智能快递柜，居民既可通过手机扫码（相当于闭合），也可通过输入密码（相当于闭合）使装置（柜门）启动，打开柜门完成取件。下列电路设计满足以上要求的是（    ） A． B． C． D． 14．（2024·山西太原·模拟预测）“智能穿戴”已经成为当下小科技创新的主流派，如图所示，今年一款“发热围脖”成为网红产品。其原理很简单：内置两个柔性发热电阻，当开关闭合时，工作，为低温状态；再闭合，、同时工作，为高温状态；若断开，围脖停止发热。以下简化模拟电路设计正确的是（　　） A． B． C． D． 15．（2024·山西·模拟预测）如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，验电器的两个金属箔张开一定的角度，此过程中形成瞬间电流的方向是 （选填“从橡胶棒到金属箔”或“从金属箔到橡胶棒”），你判断的依据是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！5 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题14 电荷及电路设计 内容概览： 考点01：考察摩擦起电现象及其实质，电流的定义理解和电流方向的辨别，串、并联电路的识别。 考点02：考察根据要求进行电路设计。 考点01：考察摩擦起电现象及其实质，电流的定义理解和电流方向的辨别，串、并联电路的识别。 摩擦起电的实质：电荷的转移。 电流：电荷的定向移动。 电流方向：正电荷定向移动的方向；直流电路中，电源外部，从正极到负极。 1．（2024·山西·中考真题）小明从电动玩具上拆下一块电池。为了确定该电池的正负极，他设计了以下四种方案，其中可行的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【知识点】电磁铁的构成、原理与优点、按照要求设计连接串联电路、电源的概念及作用、判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 【详解】A．测电笔是来辨别家庭电路中的火线和零线的，由于测电笔内部高阻的特点，无法辨别电池正负极，故A不符合题意； B．灯泡的亮或灭，可以判断电路中是否有电流，而不能判断电路中电流的方向，也就不能判断电源的正负极，故B不符合题意； C．通电螺线管的极性与电流方向有关，由此也可判断出电源的正负极，故C符合题意； D．通电线圈周围存在磁场，通过吸引铁屑的多少只可以证明磁性的强弱，无法判断电源的正负极，故D不符合题意。 故选C。 2．（2021·山西·中考真题）小伟妈妈做饭时，不小心把胡椒粉洒在粗粒盐上。小伟急中生智，拿塑料小勺在毛料布上摩擦了几下，然后把小勺靠近胡椒粉，胡椒粉立刻被吸到勺子上，成功将胡椒粉和粗粒盐分开。下列说法正确的是（　　） A．塑料小勺能吸引胡椒粉是因为它带了电 B．若塑料小勺带负电是因为它失去了电子 C．塑料小勺带电是通过摩擦的方法创造了电荷 D．塑料小勺摩擦毛料布带了电，说明小勺是导体 【答案】A 【知识点】生活中常见的导体、带电体可以吸引轻小物体、摩擦起电现象 【详解】A．塑料勺经过摩擦带了电，带电体吸引胡椒粉这样的轻小物体，故A正确； B．若塑料勺带负电是因为它得到电子，故B错误； C．塑料小勺带电是通过摩擦的方法使电荷发生了转移，不是创造了电荷，故C错误； D．摩擦起电不能说明物体是导体，塑料小勺是绝缘体，故D错误。 故选A。 3．（2019·山西·中考真题）小亮将两只相同的气球在自己的头发上摩擦后，就可以让一只气球在另一只气球上方“跳舞”（如右图）．对该现象解释正确的是 A．摩擦的方法创造了电荷使两气球带了电 B．摩擦的方法使气球分子发生转移而带电 C．两气球因带了异种电荷而互相排斥 D．这种现象与验电器的工作原理相同 【答案】D 【知识点】摩擦起电现象、两种电荷的相互作用规律 【详解】AB．摩擦的方法使头发与气球里的电子发生转移，从而使头发与气球带异种电荷；不是创造了电荷，也不是分子发生转移，故AB错误； CD．两只相同的气球在头发上摩擦后，头发与气球因为相互摩擦而带异种电荷；两只相同的气球带的是同种电荷，由于同种电荷相互排斥，所以这种现象与验电器的工作原理相同，故C错误；D正确。 4．（2018·山西·中考真题）在空气干燥的冬天，化纤衣服表面很容易吸附灰尘．其主要原因是(      ) A．冬天气温低 B．冬天灰尘多 C．化纤衣服创造了电荷 D．化纤衣服摩擦带了电 【答案】D 【知识点】带电体可以吸引轻小物体、摩擦起电现象 【详解】分析：两种不同的物体相互摩擦，由于原子核束缚电子的能力不同，会发生电子的转移，这就是摩擦起电，带电体能够吸引轻小物体． 解答：化纤布料做成的衣服穿在身上，化纤布料和皮肤摩擦，容易带电，带电的化纤布料会吸引轻小的灰尘． 故答案为D 【点睛】该题考查了摩擦起电以及带电体可以吸引不带电的轻小物体． 考点02：考察探究水的沸腾时温度变化的规律实验。 5．（2015·山西·中考真题）电动自行车两刹车手柄中各有一只开关S1和S2．在行驶中用任意一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作．如图电路符合要求的是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【知识点】按照要求设计连接串联电路 【详解】由题意可知，开关S1和S2串联接在电路中，共同控制电动机的工作，故A符合题意，BCD不符合题意．故选A． 6．（2011·山西·中考真题）请在图中的两个虚线框内，选填 “电源”和 “开关”的符号，并满足当开关都闭合时两灯组成并联电路． 【答案】如图所示 【知识点】连接串联电路和并联电路、辨析电学原件是电压表还是电流表 【分析】开关跟用电器之间属于串联使用，要使开关都闭合时两灯组成并联电路，把开关和电灯看作一个整体后，它们的首跟首相连，尾跟尾相连． 【详解】由图可知,把图中的开关和与其串联的电灯看作一个整体后,另一个电灯和下面的虚线框跟它并列连接(即两灯并联)，所以下面的虚线框为开关，上面的虚线框为电源，如下图所示： 7．（2024·山西·中考真题）在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器，如图所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻（）、一个电动机（）和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W，且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题： （1）在虚线框内画出烘干器内部电路图； （2）使用时发现温度过高，存在安全隐患，想要把发热电阻的功率减小到原来的一半，需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。 【答案】（1）（2）220Ω 【知识点】按照要求设计连接并联电路、电功率的计算式P=UI及推导式的应用 【详解】解：（1）由题意知，内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路，且发热电阻不能单独工作出现“干烧”现象，因此发热电阻与电动机并联，一个开关在干路控制整个电路，另一个开关与发热电阻串联，控制发热电阻，如图所示： （2）将发热电阻的功率减小到原来的一半，则更换后发热功率为220W，根据可知，此时发热电阻的阻值为 答：（1）烘干器内部电路图，如图所示： （2）需要购买一个220Ω电阻替换原发热电阻。 8．（2022·山西·中考真题）善于动手动脑的小明研究了汽车座椅加热原理后，计划自制具有加热和保温两挡功能且方便携带的加热坐垫送给爷爷。他在网上购买了电压为5V的电源，两个阻值为2.5Ω的加热电阻片，若干导线和开关。 （1）请你帮助小明设计电路，并画在虚线框内； （2）求自制加热坐垫的加热和保温功率。 【答案】（1）；（2）10W，5W 【知识点】开关控制的多状态电路的功率计算、电功率的计算式P=UI及推导式的应用、按照要求设计连接并联电路 【详解】解法一： 解：（1）两个电阻可以串联，两个电阻全部接入时为保温挡，只要一个电阻接入电路时为加热挡，用开关控制两个挡位，电路图如图 （2）当开关S、S1都闭合，电路中只有一个电阻R工作，处于加热挡由，得，加热坐垫的加热功率 当开关S闭合、S1断开，电路中两个电阻R串联工作，处于保温挡，加热坐垫的保温功率 答：（1）电路图如图 （2）自制加热坐垫的加热功率为10W，保温功率5W。 解法二： （1）两个电阻可以并联，两个电阻都接入电路为加热档，一个电阻接入时为保温档，开关控制两个档位，如图 （2）当开关S闭合，S1断开，电路中只有电阻R工作，处于保温挡加热坐垫的保温功率 当开关S、S1都闭合，电路中两个电阻R并联工作，处于加热挡加热坐垫的加热功率： 答： （1）电路如图 （2）自制加热坐垫的加热功率为20W，保温功率为10W。 9．（2020·山西·中考真题）在这次新冠肺炎抗疫战中，中医药为诊疗发挥了积极作用，成为抗疫“中国方法”的重要组成部分。小明对家里的电中药壶进行观察，并用水替代中药进行了相关研究。收集和记录数据如下表。请你结合他的调查研究，完成下列问题。 观察对象 观察记录 研究记录 电中药壶 成分：紫砂 电源： 容积： 档位：高温 低温 ①水的质量，水的初温 ②用高温档加热，水的末温 ③壶内加热体由两个相同的发热电阻组成 ④ (1)请在虚线框内画出电中药壶内部的电路图； (2)求电中药壶内部一个发热电阻的阻值； (3)求高温加热时，电中药壶的加热效率。 【答案】(1) ；(2)；(3) 【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、电功率的计算式P=UI及推导式的应用、电功率的定义式P=W/t的应用、按照要求设计连接并联电路 【详解】根据并联电阻小于其中任一电阻，根据 故两电阻并联时（两开关都闭合），功率大，为高温档；只闭合时，只有电阻连入电路中，为低温档，如下所示： 高温档时，两电阻并联，由公式 得 由等值电阻的并联规律得 所以 ； (3)用高温档加热，将水加热到，水吸收的热量 。 用高温档加热消耗的电能 高温加热时，电中药壶的加热效率 。 （其它方法合理即可）。 答：(1)如上所示； (2)求电中药壶内部发热电阻的阻值为； (3)高温加热时电中药壶的加热效率为。 （其它方法合理即可）。 10．（2017·山西·中考真题）通过阅读，小明知道了1791年意大利物理学家伏特发明了最早的电池--伏打电池，在老师的帮助下，小明自制了一个如图所示的伏打电池，但是不能确定哪个金属片是正极，请你帮他设计实验并进行判断。 （1）写出你选用的实验仪器： ； （2）简述操作方法、实验现象和结论： 。 【答案】 电压表和导线 见解析 【知识点】控制变量法、利用发光二极管判断电流的方向 【分析】由电流表、电压表和二极管的连接方法知，电流必须从正接线柱流入，从负接线柱流出，故可把电压表、电流表或发光二极管接在水果电池两极，观察指针的偏转方向或发光二极管是否发光，从而确定出电池的正负极； 【详解】(1)[1]选用的器材：电压表和导线。 (2)[2]探究的方法：将电压表的正接线柱与铜片相连，再把与锌片相连的导线与电压表的负接线柱进行试触，若电压表指针正向偏转，说明与电压表正接线柱连接的铜片是水果电池的正极；若电压表反向偏转，锌片是电池的正极。 电荷及电路设计 综合练习 11．（2024·山西阳泉·一模）如图所示，小红将A端带负电的橡胶棒放在绝缘支架上，使其可以自由转动，再将与头发摩擦过的梳子靠近橡胶棒A端，发现A端会远离梳子。下列判断正确的是（    ） A．与头发摩擦时，梳子失去电子 B．橡胶棒A端和梳子带异种电荷 C．此现象与验电器工作原理不同 D．梳子的原子核对核外电子的束缚能力比头发强 【答案】D 【知识点】两种电荷的相互作用规律、原子结构与摩擦起电的实质、验电器的构造和原理 【详解】BC．同种电荷相互排斥，将与头发摩擦过的梳子靠近橡胶棒A端，发现A端会远离梳子，说明橡胶棒A端和梳子带同种电荷，验电器是利用同种电荷相互排斥的原理来工作的，所以，此现象与验电器工作原理相同，故BC错误； AD．橡胶棒带负电，橡胶棒A端和梳子带同种电荷，所以，与头发摩擦时，梳子得到电子而带负电，说明梳子的原子核对核外电子的束缚能力比头发强，故A错误，D正确。 故选D。 12．（2024·山西吕梁·模拟预测）如图，用一个与毛巾摩擦后的气球靠近放在水中的纸船，纸船会跟着气球游动。下列关于这一现象分析正确的是（    ） A．气球与毛巾摩擦创造了电荷 B．纸船与摩擦后的气球带有同种电荷 C．纸船跟着气球游动，是因为异种电荷相互吸引 D．若气球带负电，说明摩擦时毛巾失去了电子 【答案】D 【知识点】带电体可以吸引轻小物体、原子结构与摩擦起电的实质 【详解】A．气球与毛巾摩擦不是创造了电荷，只是电荷发生了转移，故A错误； B．纸船可能不带电，摩擦后的气球带有电荷，带电体有吸引轻小物体的性质，所以纸船会跟着气球游动，故B错误； C．纸船跟着气球游动，是因为带电体有吸引轻小物体的性质，故C错误； D．若气球带负电，说明摩擦时气球得到了电子，毛巾失去了电子而带正电，故D正确。 故选D。 13．（2024·山西·一模）现在许多小区都配备了智能快递柜，居民既可通过手机扫码（相当于闭合），也可通过输入密码（相当于闭合）使装置（柜门）启动，打开柜门完成取件。下列电路设计满足以上要求的是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【知识点】按照要求设计连接并联电路 【详解】 由题意知，智能快递柜既可通过手机扫码（相当于S1闭合），也可通过输入密码（相当于S2闭合）使装置启动，说明两开关可以独立工作、互不影响，即两开关并联后共同控制装置；故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 14．（2024·山西太原·模拟预测）“智能穿戴”已经成为当下小科技创新的主流派，如图所示，今年一款“发热围脖”成为网红产品。其原理很简单：内置两个柔性发热电阻，当开关闭合时，工作，为低温状态；再闭合，、同时工作，为高温状态；若断开，围脖停止发热。以下简化模拟电路设计正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【知识点】按照要求设计连接并联电路 【详解】A．由图可知，闭合开关S1时，电阻R1、R2串联，为低温状态；再闭合S2，电阻R2被短路，只有R1单独工作，为高温状态；若再断开S1，电路处于开路状态，围脖停止发热。虽然也可以设计成高低两档，但与题中要求所述不符，故A错误； B．由图可知，闭合开关S1时，电路中只有电阻R1，为低温状态；再闭合S2，电阻R1、R2并联，总电阻变小，为高温状态；若再断开S1，电路处于开路状态，围脖停止发热，故B正确； C．由图可知，闭合开关S1时，电路中只有电阻R1，为低温状态；再闭合S2，电阻R1、R2并联，总电阻变小，为高温状态；若再断开S1，电阻R2还处于通路状态，围脖不会停止工作，故C错误； D．由图可知，闭合开关S1时，电路处于开路状态，故D错误。 故选B。 15．（2024·山西·模拟预测）如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，验电器的两个金属箔张开一定的角度，此过程中形成瞬间电流的方向是 （选填“从橡胶棒到金属箔”或“从金属箔到橡胶棒”），你判断的依据是 。 【答案】 从金属箔到橡胶棒 负电荷定向移动的方向与电流方向相反/正电荷定向移动的方向为电流方向 【知识点】摩擦起电现象、验电器的构造和原理、电流方向的规定 【详解】[1][2]与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，橡胶棒接触金属箔时，电子从橡胶棒转移到金属箔上，产生瞬间电流，电流方向与电子移动方向相反，所以电流从金属箔流向橡胶棒。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$