专题03 第13章 探究简单电路【考点清单】-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲(沪粤版)
2024-12-10
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2份
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58页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪粤版(2012)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第十三章 探究简单电路 |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | 电流和电路,电压和电阻 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.73 MB |
| 发布时间 | 2024-12-10 |
| 更新时间 | 2024-12-10 |
| 作者 | 物理怪老师课堂 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2024-12-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49237598.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题03 第13章 探究简单电路
清单01 电荷和电流
一、静电和电荷
1.观察用丝绸摩擦玻璃棒和用毛皮摩擦橡胶棒来吸引轻小物体的实验现象(如图)。
(1)一些物体被摩擦后,能够________________。人们把这种现象称为物体带了电,或者称带上了电荷。用________的方式使物体带电,叫做________________。
(2)自然界中,只有________、________两种电荷,用丝绸摩擦过的________所带的电荷叫做________;用毛皮摩擦过的________所带的电荷叫做________。
2.小明同学用与丝绸摩擦过的玻璃棒和与毛皮摩擦过的橡胶棒做了如图所示的三个实验,这三个实验说明(1)________________________、________________________。
3.闪电是带________电荷的云层间或带电云层和大地间的一种瞬间发生的大规模放电现象。
4.物体带电时,它的尖端容易发生放电现象,这种现象叫做________________。[来源:Z
5.验电器的用途和原理:(1)用途:检验物体________________。(2)原理:________________。
二、电流
1.电流通常用字母________表示。电流的单位是________,简称________,符号是________。常用比较小的电流单位是________和________。
1A=________mA 1mA=________μA
2.电路中电流的大小用________测量,它在电路中的符号是________。
3.观察电流表的结构:
(1)当用“________”和“0.6”两个接线柱时,其量程为“_______________”,每一小格表示________A;
(2)当用“________”和“3”两个接线柱时,其量程为“________________”,每一小格表示________A。
4.在用电流表测电流的实验中:
(1)连接电路时,开关应________,电流表应先用________量程试触;
(2)若某同学连接的电路如图甲所示,则电流表测的是灯L2的电流。合上开关后,如果电流表的示数如图乙所示,则通过该灯的电流是________A。
清单02 电路和电压
一、电路的组成和连接方式
1.如图最简单的电路由四部分组成,分别是:
(1)像电池能持续提供电能的装置叫________;
(2)像灯泡消耗电能的装置叫________;
(3)控制电流通断的装置叫________;
(4)用________把电源、用电器、开关连接起来,就组成了电路。
2.如图,有甲、乙、丙三个电路,其中________图是通路,________图是开路,________图是短路。
3.我们常说的开灯是指开关________(选填“闭合”或“断开”),使电路接通;电流通过用电器的电路叫________。
4.电源的符号是________,灯泡的符号是________,开关的符号是________。
5.把电路元件________________连接的电路叫串联电路。
6.把电路元件________连接的电路叫并联电路。[来源:
二、电压
1.电流看不见、摸不着,为了说明电流的形成条件,我们可以用水流来________。经研究发现:________是形成电流的原因,电源是提供________的装置。
2.常见的电压表有________个接线柱,________个量程;当用“________”和“3”两个接线柱时,其量程为“________”,每一小格表示________V;当用“-”和“15”两个接线柱时,其量程为“________”,每一小格表示“________”。
清单03 串、并联电路电流和电压的规律
一、串、并联电路电流特点
1.探究串联电路电流的特点[来源:学。科。网Z。X。X。K]
猜想:靠近电源正极的电流IC和靠近电源负极的电流IA的大小关系,IC________IA。
实验1:测量如图A、C两处电流值,记录数据IA,IC,发现IA________IC。[来源:学科网ZXXK]
实验2:换用不同规格的两个灯泡,重复上述实验,I′C________I′A。
大量实验表明:串联电路中各处的电流________。公式:________________。
2.探究并联电路电流的特点:
(1)取两节干电池、两个规格不同的灯泡、一个开关、若干导线,按照右边电路图连接好电路。
(2)把电流表接在A点处,经检查无误后,闭合开关,记下电流表的示数IA。
(3)把电流表先后改接在电路中的B处和C处,分别测出两处的电流为IB、IC。
分析比较IA、IB、IC三者大小,发现:________________;大量实验表明:________________________________。
二、串、并联电路电压特点
1.如图甲所示是小丽根据电路图乙,使用相同规格的灯泡设计的“探究串联电路中电压规律”的实验电路。
思考:
问题1:下面是小丽设计的数据记录表并记录出实验数据,请你指出实验数据记录表的不妥之处。
所测量
UAB
UBC
UAC
UDE
实验数据
2V
2V[
4V
4V
答:________________。
问题2:在评估过程中,小刚认为小丽的实验过程太特殊,实验结论不具有普遍性。你觉得小丽的实验结论可能是什么?实验结论是否具有普遍性?
答:________________________________________。
问题3:串联电路的总电压________串联电路中各部分电路两端的电压之和。
2.如图所示是小丽同学进行实验探究“并联电路中电压的规律”时连接的实物电路图,实验数据记录表如下。[
数据记录表:
第一轮实验
实验次数
电源电压U/V
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
1
3
3
3
2
3
3
3
3
3
3
3
第一轮实验
实验次数
电源电压U/V
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
1
3
3
3
2
3
3
3
3
3
3
3
思考:
问题1:三个实物图中的电压表测量的对象分别是:
甲:________________;乙:________________;丙:________________。
问题2:若小灯泡L1、L2的型号相同,则小灯泡L3、L4的型号应该________(选填“相同”或“不相同”);这样设计的目的是:________________________________________。
问题3:分析数据,你可获得的信息是:________________________________________。
实验一 练习使用电流表和电压表
小明在“练习使用电流表和电压表”的实验中:
(1)连接电路时,开关应处于断开状态,电流表应先用大量程试触;
(2)小明连接的实验电路如图甲所示。闭合开关S,电流表指针不偏转,发现上述问题后,他在原图上只改动一根导线就解决了问题,请你在图甲中画出改动后的电路(要求:在需要改动的导线上画“×”,并用笔画出改动后的连线,导线不许交叉);
(3)接着,小明又添加一只电压表,按照图乙连接好电路,闭合开关后,发现L₁、L₂均不发光,电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能是L₂断路;
(4)排除故障后,小明在测量了灯L₂两端的电压后,断开开关,然后将导线DF的D端松开,接到A接线柱上,测量灯L₁两端的电压,这一做法是否可行不可行,理由是电压表正负接线柱接反。
实验二 探究串、并联电路电流的特点
在“探究串、并联电路电流的特点”的实验中
(一)串联电路
(1)小明把两个灯泡,串联起来(如图甲所示),闭合开关发现:发现指针偏向如图乙所示的位置,其原因是电流表正、负接线柱接反。线路连接正确后,再次闭合开关,此时,灯较亮,灯较暗。你认为通过灯中的电流等于通过灯中电流;
(2)当把电流表接入电路中点时,闭合开关后发现和均不发光,电流表无示数。为了找出故障原因,小明用电压表进行检测,发现间电压为,间电压为,间电压为0.则电路故障可能是A;
A.断路 B.短路 C.断路 D.短路
(3)排除故障,继续实验,测得通过、、各点的电流的数值,为了验证结论的普遍性,下一步他的操作是换用不同规格的灯泡多次测量;
(二)并联电路
(4)小明继续探究并联电路中干路的电流与各支路电流之间的关系,他用三个完全相同的电流表设计了如丙所示的电路。闭合开关后,电流表A、A2的示数如图丁所示,则:灯中的电流为0.54;
(5)小明记录了三组测得的实验数据如下表,分析数据可得:在并联电路中,I=I1+I2(写出I1、I2和I关系式)
实验序号
I1/A
I2/A
I/A
1
0.18
0.28
0.46
2
0.20
0.16
0.36
3
0.20
0.32
0.52
(6)在某次操作中,小明闭合开关后,发现电流表、的指针都能偏转且偏转角度相同,他仔细检查电流表都完好,试分析造成此现象的原因可能是什么?说出两例两个电流表的量程不一样;灯L1的灯丝断了。
实验三 探究并联电路电压的特点
为了验证串并联电路电压的特点,小明设计了如图所示的电路。
(1)如图1测量串联电路电压规律,要测量L1两端的电压,电压表的正接线柱应该与a点相连,电压表的负接线柱应该与b点相连。
(2)闭合开关S,发现电压表的指针偏转如图2所示,这时他应该断开开关,更换0~15V的量程。
(3)串联电路中各灯泡两端的电压与电源电压的关系是(文字叙述)串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和。
(4)如图3探究并联电路的电压规律,若将电压表连接在E、F两点间,电压表测量的是电源的电压。
(5)并联电路中各灯泡两端的电压与电源电压的关系是(文字叙述)并联电路中电源电压与各支路用电器两端的电压相等。
【练习1】(23-24九年级上·河北石家庄·期末)装有橡胶车轮的小车在毛皮地毯上摩擦带了电,则橡胶车轮带 电;带电的车轮容易吸附粉尘颗粒,是因为带电体具有 的性质,该过程 (选填“能”或“不能”)说明分子间存在引力;地毯中编有细小钢丝,属于静电的 (选填“利用”或“防止”)。
【练习2】(23-24九年级上·江苏无锡·期末)小明制作的水果电池工作时将化学能转化为 能对外供电。用电压表测得该水果电池电压如图所示,其大小为 V。由图示可知,铜片A是该水果电池的 (选填“正”或“负”)极。小明继续用铝片C代替铜片A,接入电路,发现电压表指针偏至“0”刻度线左侧。据此你能提出的猜想是 。
【练习3】(23-24九年级上·江西抚州·期末)开关S控制小灯泡L1、L2;电流表测其中一个灯泡的电流,当拆掉L1时,电流表依旧有示数且示数不变。根据要求设计电路图,并完成实物图。
【练习4】(23-24九年级上·河南信阳·期末)小明在探究“并联电路中电流的规律”的实验中,将电流表(下排标数不清晰,中间接线柱标有“0.6”)接在A、B、C三处时,电流表的示数分别如图甲、乙、丙,则:
(1)IA= A;IB= A;IC= A;
(2)在连接电路之前, 应该处于断开状态。
【练习5】(23-24九年级上·江西抚州·期末)天气越来越冷,小明终于等到了供暖,抱着热热的暖气片他陷入了沉思,为什么暖气片里要装水呢?百思不得其解之际他便脱衣准备上床睡觉,正在他脱去衣服之时听到噼里啪啦的声音并在毛衣上看到了星星点点的亮光,像极了满天繁星,他很是诧异,这又是怎么一回事呢?请你帮助小明解开他的这两个疑惑。
【练习6】(22-23九年级上·河北保定·期末)(1)L1和L2是不同规格的两只灯泡,将它们串联接入如图甲所示的电路中,请你画线将实物图补充完整 。闭合S,两只灯泡均发光,则它们的 。(选填序号:①电流一定相等 ②两端电压一定相等 ③发光亮度一定相同)
(2)L1和L2是不同规格的两只灯泡,将它们并联接入如图乙所示的电路中,请你画线将实物图补充完整 。闭合S,两只灯泡均发光,则它们的 。(选填序号:①电流一定相等 ②两端电压一定相等 ③消耗的电功率一定相同)
【练习7】(22-23九年级上·广东广州·期末)如图连接两灯,请在方框内画出对应的电路图。 闭合开关后,发现两个灯均不发光。将电压表并联在L1两端,闭合开关,电压表指针明显偏转;将电压表并联在L2两端时,闭合开关,电压表无示数,则两灯不发光的原因可能是 。
一、单选题
1.小朱同学洗完头,再用吹风将头发吹干。在此过程中,现象及解释合理的是( )
A.用吹风吹头发,水液化为水蒸气。
B.梳头的时候,头发变得越发蓬松,是因为头发带的同种电荷相互排斥。
C.若梳子在摩擦过程中带上负电,则梳子失去了电子。
D.电吹风的里面的电阻丝和电动机是串联的,可以独立控制。
2.如图所示是晓晓同学在探究串联电路的电压特点时的电路图,闭合开关,两个小灯泡均不亮,电压表示数为;她断开开关排除故障(只有1处)后,重新连接好电路,两个小灯泡均发光,电压表示数为。下列说法中正确的是( )
A.电路故障可能是小灯泡短路
B.电路故障可能是小灯泡断路
C.两个小灯泡均发光时,小灯泡两端的电压为
D.两个小灯泡均发光时,小灯泡两端的电压为
3.科创实践小组的同学们从网上购买了实验需要的蓄电池,但是购买回来后不确定电池上标注的正负极是否正确,于是他们设计了四种检测电池极性的方案。下列方案中最安全可行的是( )
A. B.
C. D.
4.下列展示的四幅图,对其中所涉及的物理知识,说法正确的是( )
A.甲图杂技表演,演员从高空下落时速度不断增大,机械能也随之增加
B.乙图摆锁在摆动过程中总是打不着人的鼻子是因为它在运动过程中机械能守恒
C.丙图二者摩擦时,玻璃棒的原子核束缚电子的本领比丝绸的原子核束缚电子的本领强
D.丁图用水流的形成过程来认识电流的形成运用了类比法
5.如图所示是用电热水壶烧水时的情境,有关描述不正确的是( )
A.烧水过程中,电能转化为内能
B.壶中水的温度越高,水分子运动越剧烈
C.烧开一壶2kg自来水,水吸收的热量约为6×10⁷J
D.电热水壶正常工作时的电压约为220V
6.小明买了一只如图(甲)所示的玩具猴子,其内部电路如图(乙)所示。猴子的香蕉原本是压放在B处,压住弹簧片和AC相连。拿走猴子手中的香蕉,则B会在弹簧的作用下弹起,如图(乙)所示。则接通电源后,小明拿走了猴子的香蕉,猴子可能会( )
A.默默凝视着你,且毫无反应
B.悄无声息地站起来从小明手中抢回自己的香蕉
C.安静地坐着且双眼不停地闪烁灯光
D.大吵大闹起来,发出内置的电铃响声
二、多选题
7.关于如图所示的几个电学实验,下列说法错误的是( )
A.图甲中将气球在头发上摩擦后,头发会飘起来,这种现象叫做摩擦起电,其实质是电荷的转移
B.图乙中用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近轻质小球,小球被吸引,说明小球一定带负电
C.图丙中用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒对电子的束缚能力弱而带负电
D.图丁中的验电器A带正电,B不带电,用带绝缘柄的金属棒接触两验电器金属球时,金属棒中的电流从B流向A
8.图甲是一种电蚊拍,具有照明和灭蚊的功能,其简化后的电路图如图乙所示。关于该电蚊拍的说法正确的是( )
A.灯和灭蚊网是串联的 B.灯和灭蚊网是并联的
C.只闭合开关,照明灯发光 D.只闭合开关,启动灭蚊功能
9.如图所示,当用毛皮摩擦过的橡胶棒甲去靠近不带电的金属导体乙时,乙的a端会带正电、b端会带负电。则下列说法正确的是( )
A.导体乙的a端带正电是因为正电荷从b端移动到a端
B.导体乙的b端带负电是因为负电荷从a端移动到b端
C.发生此现象的原因是异种电荷相互排斥造成的
D.若将导体乙换成橡胶棒不会有此现象发生
三、填空题
10.如图是一种“有轨滑草”的游乐项目,当人坐在小车上从高处加速下滑时,动能 (变大/变小/不变)。为了防止同一轨道上有两辆小车发生追尾,小明设计了一个自动控制电路。在轨道上端入口处安装一扇门,电动机通电时会打开门让一辆小车滑下,并立即关闭门。金属小车在轨道上时会连接轨道的两边,相当于开关闭合,金属小车离开轨道后相当于断开。另有一个光控开关,当有小车到达门前时会闭合。下列四幅电路图合理的是 。
A.B.C.D.
11.如图是使用一根三合一充电线同时给三部手机充电的情景。
(1)手机芯片的核心部件主要是利用 (填“导体”“半导体”“超导体”或“绝缘体”)在导电性能上的特殊性来工作的;
(2)给手机充电时,手机的电池相当于 (填“电源”或“用电器”);
(3)充电线的一端接在标有“5V 2A”字样的充电头接口上,表示该接口在工作时能稳定输出5V的电压和2A的电流。正在充电的三台手机是 (填“串联”或“并联”)的,拔掉两部手机,剩下的那一部正在充电的手机获得的电压 (填“变高”“不变”或“变低”)、电流 (填“变大”“不变”或“变小”)。
12.2024年4月25日,2024山东省文旅产业高质量发展大会在临沂开幕。同日,水韵琅琊·点靓沂河亮相央视,吸引着海内外广大游客光“临”,体验临沂之“美”。在重现诸葛亮借东风的场景时,舞台的烟雾效果是因干冰(固态二氧化碳) (填物态变化名称),使水蒸气遇冷液化所致。游客陆续登船的过程中,夜风吹来,游客感到阵阵凉意是因为 ;岸边高楼上展现山水人文画卷的各彩灯之间是 联的。
13.2024年5月21日,于都胜利大桥顺利通车,至此红军、长征、集结、渡江、胜利五座大桥横跨于都河。细心的金凤同学发现同一座桥上的路灯,一到傍晚同时点亮,一到天亮同时熄灭,它们之间是 联的,每盏路灯两端的电压约为 V(与家庭电路相同)。
14.(1)如图,将两个相同的验电器AB(其中A带正电,B不带电)用金属杆连接起来,A的张角会变 ,这是因为有电子 代选填“从A流向B”或“从B流向A”)。
(2)如图所示,闭合开关后,能发光的灯泡有 只,若在电路中,只增加一根导线,使电路变成并联电路,则这根导线应该接在 两点之间。
四、作图题
15.按要求作图。
(1)如图所示电路,在图中的“○”里填上适当的电压表或电流表符号,使开关S闭合后,灯泡L1和灯泡L2都能发光。
(2)根据图中的实物电路,在虚线框内画出其对应的电路图。
(3)请根据要求用笔代替导线连接实物电路。要求:L1和L2并联,开关控制L1和L2。
五、实验题
16.社团活动中,科创学习小组的同学们从实验室借来了2节干电池、小灯泡、电流表、电压表等实验器材自主探究串、并联电路的规律。
(1)如图甲所示是小组同学连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整;(要求:电流表测量通过小灯泡的电流)
(2)连接好电路后,小晋闭合开关,电流表的示数如图乙所示,通过小灯泡的电流为 A。小晋又分别测量了小灯泡和干路的电流,小晋发现各支路的电流相等,为了得出普遍规律,下一步操作是 ;
(3)实验结束后,他们找来电压表,按照如图丙所示的电路图连接电路探究串联电路的电压规律,以下是小梦同学的设想:
①用电压表测出小灯泡两端的电压;②在测量小灯泡两端的电压时,电压表所接的点B不动,只断开点A,并改接到点C上;③再用电压表测出间的电压。小梦的设想是 (选填“可行”或“不可行”)的,原因是 ;
(4)根据第(3)小题,请你帮助他们设计一个记录实验数据的表格。
17. (1)如图所示,物理课上同学们将一根橡胶棒与一块毛皮快速摩擦,将摩擦后的橡胶棒靠近纸屑,纸屑会被吸引,这是因为橡胶棒 (选填“失去”或“得到”)电子而带 (选填“负”或“正”)电荷,说明 (选填“毛皮”或“橡胶棒”)的原子核束缚电子的能力更强;
(2)在探究串联电路的电流规律时,小敏同学连成了如图所示的电路;
①在连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;
②实验中,选择三个小灯泡的规格应该 (选填“相同”或“不同”)。检查电路无误后,闭合开关,三灯L1、L2、L3均发光,接着她把电流表分别 (选填“串”或“并”)联在a、b、c、d处,并记录实验数据,通过分析数据得出结论。
18.在电路图中用“”表示LED灯,和小灯泡按图甲的电路图连接在电路中,闭合电路后,两灯均发光,电流表和的示数如图乙、丙:
(1)的电流大小为 A;干路电流I为 A;
(2)请在图丁中画出图甲对应的实物图;
(3)闭合电路后,两灯均发光,若此时仅把电源的正负极对调,如图戊,则会出现的现象有______。(选填下列选项的字母)
A.LED灯熄灭 B.小灯泡熄灭
C.电流表指针反偏 D.电流表指针反偏
六、计算题
19.小明家里有一款台灯,当闭合控制灯泡的开关时,台灯会发光,同时这款台灯有内置音响,可以播放部分音乐。该台灯的等效电路如图所示。若该款台灯需要用到4节干电池串联作为电源,且每节干电池电压为,则:
(1)请说明音响和灯泡的连接方式。
(2)该款台灯的电源电压多大?
(3)同时闭合开关S1、S2,灯泡和音响都正常工作,则灯泡正常工作的电压是多大?
(4)同时闭合开关S1、S2,该电路中的干路电流为0.6 A,通过灯泡的电流为0.4 A,则通过音响的电流是多大?
20.如图甲所示,电源电压保持12V不变,开关全部闭合,通过灯泡L的电流为0.2A,不考虑小灯泡灯丝电阻变化,求:
(1)图甲中,当所有开关闭合时,2min内通过灯泡L的电荷量是多少C?
(2)图甲中,仅闭合开关S,示数为7V,则两端电压为多少V?
(3)将图甲中电压表和分别更换为电流表和(如图乙所示),仅闭合开关S,若和示数分别为0.8A和0.5A,则流过的电流为多少A?
七、科普阅读题
21.请阅读《航天动力电池》并回答问题。
航天动力电池
近期,我国载人航天飞船神舟十八号迎来重大升级,其动力电池由原来的镍镉蓄电池更新为锂离子电池,极大地提升了飞船的载荷运输能力,为空间站运营提供更加稳定高效的在轨支持。
锂离子电池主要由含锂化合物的正极材料、电解质、聚合物隔膜、负极材料和外壳组成。充电时,锂离子在外加电压的作用下从正极材料脱离,经过电解质嵌入负极材料,完成了电能向化学能的转化,如图甲所示。放电过程则与之相反,电池内部的化学反应使锂离子从负极材料上脱离,同时电池的正负极产生电压,将化学能转化为电能。电解质中的锂离子会通过隔膜回到正极材料上,而电子无法通过隔膜,只能在电压的作用下经外电路做定向移动回到正极,从而形成电流,如图乙所示。
锂离子电池相较于镍铬蓄电池,具有能量密度高、循环使用次数多、无污染等很多优势。所谓能量密度,可以用电池单位体积内储存的电能来表示。由于神舟飞船的整体空间有限,其动力电池的体积也有严格的要求。因此能量密度大的动力电池能够为神舟飞船提供更多的电能,满足航天员的各种需求。
未来,科学家们会继续改良电池内部的电解质,为进一步提高电池的安全性和能量密度而努力,这将助力我国航天事业的发展更上一层楼。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)神舟十八号的动力电池由原来的镍铬蓄电池更新为锂离子电池,这样做的好处是 ;
(2)在锂离子电池充电过程中,实现了电能向 的转化;
(3)锂离子电池在放电过程中,电池外部的电流方向为 (选填“从正极到负极”或“从负极到正极”);
(4)下表是两种电池的参数,通过表格数据对比可知,电池A的能量密度 电池B的能量密度(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
电池型号
储存电能/W·h
体积/cm3
A
1000
5000
B
3600
12000
22.阅读短文,回答问题:
卡门涡街现象
2020年5月5日,虎门大桥的桥体异常振动引发了大家的关注,专家认为这是由卡门涡街现象引起的。如图甲所示,在一定条件下,流体流过阻碍物时,会在阻碍物上下两侧先后交替产生有规则的反向旋涡①、②、③、④……,这一现象叫卡门涡街现象。产生旋涡的一侧流速快,另一侧流速慢,交替形成大小不同的压力,使阻碍物产生有规律的振动,即涡振。涡振频率f与阻碍物的特征宽度d和流体流速v有关,其关系(k为常数)据分析,桥体异常振动是由于桥面上安装了1.4m高的防撞板后,在特定风环境条件下产生了振幅较大的涡振现象。
工业上常用的流量计也是利用卡门涡街现象制成的。在管道中放入装有电子设备的阻碍物,当流体通过时,装有电子设备的阻碍物发生涡振,输出与涡振频率相同的电压信号,通过频率公式得到流速大小,最终输出流体的流量,流量为单位时间内流体通过管道横截面的体积。
(1)下列过程不可能产生卡门涡街现象的是 ;
A.河水流过礁石 B.空气通过树木 C.篮球撞击篮板 D.云层飘过山峰
(2)流体流过阻碍物,当上侧产生涡旋时,阻碍物 侧受到压力大;
(3)安装防撞板后,使得相同风速下桥体的涡振频率 (增大/减小);
(4)某水管的横截面积为S,阻碍物的特征宽度为d,水流通过阻碍物时输出的电压信号如图乙所示。如不考阻碍物对流速的影响,则管道中水的流量Q和t0之间的关系图像为 。
A. B. C. D.
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专题03 第13章 探究简单电路
清单01 电荷和电流
一、静电和电荷
1.观察用丝绸摩擦玻璃棒和用毛皮摩擦橡胶棒来吸引轻小物体的实验现象(如图)。
(1)一些物体被摩擦后,能够吸引轻小物体。人们把这种现象称为物体带了电,或者称带上了电荷。用摩擦的方式使物体带电,叫做摩擦起电。
(2)自然界中,只有正、负两种电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷;用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。
2.小明同学用与丝绸摩擦过的玻璃棒和与毛皮摩擦过的橡胶棒做了如图所示的三个实验,这三个实验说明(1)同种电荷互相排斥、异种电荷互相吸引。
3.闪电是带异种电荷的云层间或带电云层和大地间的一种瞬间发生的大规模放电现象。
4.物体带电时,它的尖端容易发生放电现象,这种现象叫做尖端放电。[来源:Z
5.验电器的用途和原理:(1)用途:检验物体是否带电。(2)原理:同种电荷互相排斥。
二、电流
1.电流通常用字母I表示。电流的单位是安培,简称安,符号是A。常用比较小的电流单位是mA和μA。
1A=103mA 1mA=103μA
2.电路中电流的大小用电流表测量,它在电路中的符号是Ⓐ。
3.观察电流表的结构:
(1)当用“-”和“0.6”两个接线柱时,其量程为“0~0.6A”,每一小格表示0.02A;[来源:Zxxk.Com]
(2)当用“-”和“3”两个接线柱时,其量程为“0~3A”,每一小格表示0.1A。
4.在用电流表测电流的实验中:
(1)连接电路时,开关应断开,电流表应先用0~3A量程试触;
(2)若某同学连接的电路如图甲所示,则电流表测的是灯L2的电流。合上开关后,如果电流表的示数如图乙所示,则通过该灯的电流是0.46A。
清单02 电路和电压
一、电路的组成和连接方式
1.如图最简单的电路由四部分组成,分别是:
(1)像电池能持续提供电能的装置叫电源;
(2)像灯泡消耗电能的装置叫用电器;
(3)控制电流通断的装置叫开关;
(4)用导线把电源、用电器、开关连接起来,就组成了电路。
2.如图,有甲、乙、丙三个电路,其中甲图是通路,乙图是开路,丙图是短路。
3.我们常说的开灯是指开关闭合(选填“闭合”或“断开”),使电路接通;电流通过用电器的电路叫通路。
4.电源的符号是,灯泡的符号是,开关的符号是。
5.把电路元件首尾依次连接的电路叫串联电路。
6.把电路元件并列连接的电路叫并联电路。[来源:
二、电压
1.电流看不见、摸不着,为了说明电流的形成条件,我们可以用水流来类比。经研究发现:电压是形成电流的原因,电源是提供电压的装置。
2.常见的电压表有3个接线柱,2个量程;当用“-”和“3”两个接线柱时,其量程为“0~3V”,每一小格表示0.1V;当用“-”和“15”两个接线柱时,其量程为“0~15V”,每一小格表示“0.5V”。
清单03 串、并联电路电流和电压的规律
一、串、并联电路电流特点
1.探究串联电路电流的特点[来源:学。科。网Z。X。X。K]
猜想:靠近电源正极的电流IC和靠近电源负极的电流IA的大小关系,IC=IA。
实验1:测量如图A、C两处电流值,记录数据IA,IC,发现IA=IC。[来源:学科网ZXXK]
实验2:换用不同规格的两个灯泡,重复上述实验,I′C=I′A。
大量实验表明:串联电路中各处的电流相等。公式:IA=IB=IC。
2.探究并联电路电流的特点:
(1)取两节干电池、两个规格不同的灯泡、一个开关、若干导线,按照右边电路图连接好电路。
(2)把电流表接在A点处,经检查无误后,闭合开关,记下电流表的示数IA。
(3)把电流表先后改接在电路中的B处和C处,分别测出两处的电流为IB、IC。
分析比较IA、IB、IC三者大小,发现:IA=IB+IC;大量实验表明:并联电路中干路中的电流等于各支路中电流之和。
二、串、并联电路电压特点
1.如图甲所示是小丽根据电路图乙,使用相同规格的灯泡设计的“探究串联电路中电压规律”的实验电路。
思考:
问题1:下面是小丽设计的数据记录表并记录出实验数据,请你指出实验数据记录表的不妥之处。
所测量
UAB
UBC
UAC
UDE
实验数据
2V
2V[
4V
4V
答:不应设计UDE。
问题2:在评估过程中,小刚认为小丽的实验过程太特殊,实验结论不具有普遍性。你觉得小丽的实验结论可能是什么?实验结论是否具有普遍性?
答:UAC=UAB+UBC且UAB=UBC,实验结论不具有普遍性。
问题3:串联电路的总电压等于串联电路中各部分电路两端的电压之和。
2.如图所示是小丽同学进行实验探究“并联电路中电压的规律”时连接的实物电路图,实验数据记录表如下。[
数据记录表:
第一轮实验
实验次数
电源电压U/V
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
1
3
3
3
2
3
3
3
3
3
3
3
第一轮实验
实验次数
电源电压U/V
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
1
3
3
3
2
3
3
3
3
3
3
3
思考:
问题1:三个实物图中的电压表测量的对象分别是:
甲:电源电压;乙:L1两端电压;丙:L2两端电压。
问题2:若小灯泡L1、L2的型号相同,则小灯泡L3、L4的型号应该不相同(选填“相同”或“不相同”);这样设计的目的是:使测量数据具有普遍意义。
问题3:分析数据,你可获得的信息是:并联电路中,各支路用电器两端的电压相等。
实验一 练习使用电流表和电压表
小明在“练习使用电流表和电压表”的实验中:
(1)连接电路时,开关应处于断开状态,电流表应先用大量程试触;
(2)小明连接的实验电路如图甲所示。闭合开关S,电流表指针不偏转,发现上述问题后,他在原图上只改动一根导线就解决了问题,请你在图甲中画出改动后的电路(要求:在需要改动的导线上画“×”,并用笔画出改动后的连线,导线不许交叉);
(3)接着,小明又添加一只电压表,按照图乙连接好电路,闭合开关后,发现L₁、L₂均不发光,电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能是L₂断路;
(4)排除故障后,小明在测量了灯L₂两端的电压后,断开开关,然后将导线DF的D端松开,接到A接线柱上,测量灯L₁两端的电压,这一做法是否可行不可行,理由是电压表正负接线柱接反。
实验二 探究串、并联电路电流的特点
在“探究串、并联电路电流的特点”的实验中
(一)串联电路
(1)小明把两个灯泡,串联起来(如图甲所示),闭合开关发现:发现指针偏向如图乙所示的位置,其原因是电流表正、负接线柱接反。线路连接正确后,再次闭合开关,此时,灯较亮,灯较暗。你认为通过灯中的电流等于通过灯中电流;
(2)当把电流表接入电路中点时,闭合开关后发现和均不发光,电流表无示数。为了找出故障原因,小明用电压表进行检测,发现间电压为,间电压为,间电压为0.则电路故障可能是A;
A.断路 B.短路 C.断路 D.短路
(3)排除故障,继续实验,测得通过、、各点的电流的数值,为了验证结论的普遍性,下一步他的操作是换用不同规格的灯泡多次测量;
(二)并联电路
(4)小明继续探究并联电路中干路的电流与各支路电流之间的关系,他用三个完全相同的电流表设计了如丙所示的电路。闭合开关后,电流表A、A2的示数如图丁所示,则:灯中的电流为0.54;
(5)小明记录了三组测得的实验数据如下表,分析数据可得:在并联电路中,I=I1+I2(写出I1、I2和I关系式)
实验序号
I1/A
I2/A
I/A
1
0.18
0.28
0.46
2
0.20
0.16
0.36
3
0.20
0.32
0.52
(6)在某次操作中,小明闭合开关后,发现电流表、的指针都能偏转且偏转角度相同,他仔细检查电流表都完好,试分析造成此现象的原因可能是什么?说出两例两个电流表的量程不一样;灯L1的灯丝断了。
实验三 探究并联电路电压的特点
为了验证串并联电路电压的特点,小明设计了如图所示的电路。
(1)如图1测量串联电路电压规律,要测量L1两端的电压,电压表的正接线柱应该与a点相连,电压表的负接线柱应该与b点相连。
(2)闭合开关S,发现电压表的指针偏转如图2所示,这时他应该断开开关,更换0~15V的量程。
(3)串联电路中各灯泡两端的电压与电源电压的关系是(文字叙述)串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和。
(4)如图3探究并联电路的电压规律,若将电压表连接在E、F两点间,电压表测量的是电源的电压。
(5)并联电路中各灯泡两端的电压与电源电压的关系是(文字叙述)并联电路中电源电压与各支路用电器两端的电压相等。
【练习1】(23-24九年级上·河北石家庄·期末)装有橡胶车轮的小车在毛皮地毯上摩擦带了电,则橡胶车轮带 电;带电的车轮容易吸附粉尘颗粒,是因为带电体具有 的性质,该过程 (选填“能”或“不能”)说明分子间存在引力;地毯中编有细小钢丝,属于静电的 (选填“利用”或“防止”)。
【答案】 负 吸引轻小物体 不能 防止
【解析】[1]因为用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,所以橡胶车轮和毛皮地毯摩擦,橡胶车轮带负电。
[2][3]橡胶车轮摩擦后带电,带电体有吸引轻小物体的性质,带电的车轮容易吸附粉尘颗粒,不能说明分子间存在引力。
[4]地毯中编织了一些细小的钢丝,把摩擦而产生的静电导走,属于防止静电危害。
【练习2】(23-24九年级上·江苏无锡·期末)小明制作的水果电池工作时将化学能转化为 能对外供电。用电压表测得该水果电池电压如图所示,其大小为 V。由图示可知,铜片A是该水果电池的 (选填“正”或“负”)极。小明继续用铝片C代替铜片A,接入电路,发现电压表指针偏至“0”刻度线左侧。据此你能提出的猜想是 。
【答案】 电 1.5 正 水果电池的正负极和金属电极的材料有关
【解析】[1]小明制作的水果电池工作时提供电能,是将化学能转化为电能对外供电。
[2]用电压表测得该水果电池电压如图所示,量程是0~3V,分度值为0.1V,其大小为1.5V。
[3]由图示可知,铜片A与电压表正接线柱相连,且正向偏转,说明铜片是该水果电池的正极。小明继续用铝片C代替铜片A,接入电路,发现电压表指针偏至“0”刻度线左侧,说明电极材料改变了,使得电池的正负极改变,据此能提出的猜想是水果电池的正负极与极板材料是否有关。
【练习3】(23-24九年级上·江西抚州·期末)开关S控制小灯泡L1、L2;电流表测其中一个灯泡的电流,当拆掉L1时,电流表依旧有示数且示数不变。根据要求设计电路图,并完成实物图。
【答案】
【解析】根据题意知道,当拆掉L1时,电流表依旧有示数且示数不变,说明电流表与L2串联,在同一支路上,与L1并联;开关S控制小灯泡L1、L2,说明开关S在干路上,故电路图和实物图如下图
【练习4】(23-24九年级上·河南信阳·期末)小明在探究“并联电路中电流的规律”的实验中,将电流表(下排标数不清晰,中间接线柱标有“0.6”)接在A、B、C三处时,电流表的示数分别如图甲、乙、丙,则:
(1)IA= A;IB= A;IC= A;
(2)在连接电路之前, 应该处于断开状态。
【答案】(1)0.5 0.3 0.8 (2)开关
【解析】(1)[1][2]甲、乙两图中所选量程的分度值为0.02A,甲的读数为0.5A,乙的读数为0.3A。
[3]丙图中所选量为为0.1A,读数为0.8A。
(2)为了保证电路安全,在连接电路之前开关应该处于断开状态。
【练习5】(23-24九年级上·江西抚州·期末)天气越来越冷,小明终于等到了供暖,抱着热热的暖气片他陷入了沉思,为什么暖气片里要装水呢?百思不得其解之际他便脱衣准备上床睡觉,正在他脱去衣服之时听到噼里啪啦的声音并在毛衣上看到了星星点点的亮光,像极了满天繁星,他很是诧异,这又是怎么一回事呢?请你帮助小明解开他的这两个疑惑。
【答案】见解析
【解析】因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以冬天暖气片里要装水。脱毛衣时出现的噼里啪啦现象一般是由于静电而造成的,因为冬天天气比较干燥,静电荷离子不能得到及时释放就会大量聚集在衣物表面,另外由于秋冬季节穿的衣服比较厚重,衣物之间摩擦也非常容易产生静电离子。而脱毛衣的时候衣服间摩擦会加重,因此就会出现噼里啪啦的静电情况,甚至还会出现有火星的情况。
【练习6】(22-23九年级上·河北保定·期末)(1)L1和L2是不同规格的两只灯泡,将它们串联接入如图甲所示的电路中,请你画线将实物图补充完整 。闭合S,两只灯泡均发光,则它们的 。(选填序号:①电流一定相等 ②两端电压一定相等 ③发光亮度一定相同)
(2)L1和L2是不同规格的两只灯泡,将它们并联接入如图乙所示的电路中,请你画线将实物图补充完整 。闭合S,两只灯泡均发光,则它们的 。(选填序号:①电流一定相等 ②两端电压一定相等 ③消耗的电功率一定相同)
【答案】 ① ②
【解析】(1)[1]将它们串联接入如图甲所示的电路中,将开关右端接线柱与灯泡L1右端接线柱相连,如图所示:
[2]因为L1和L2是不同规格的两只灯泡,所以两端电压不一定相等,发光亮度不一定相同,而串联电路中电流处处相等,所以它们的电流一定相等,故选①。
(2)[3]将它们并联接入如图乙所示的电路中,将两灯泡右端接线柱相连,将开关S右端接线柱与灯泡L1左端接线柱相连,如图所示:
[4]并联电路中各支路电压都相等,故闭合S,两只灯泡均发光,它们两端的电压一定相等,因为是不同规格的两只灯泡,电阻不同,由可知,电流不相等,由可知,消耗的电功率不相同,故选②。
【练习7】(22-23九年级上·广东广州·期末)如图连接两灯,请在方框内画出对应的电路图。 闭合开关后,发现两个灯均不发光。将电压表并联在L1两端,闭合开关,电压表指针明显偏转;将电压表并联在L2两端时,闭合开关,电压表无示数,则两灯不发光的原因可能是 。
【答案】 灯泡L1断路
【解析】[1]由图可知,灯泡L1和灯泡L2串联,开关控制整个电路,如图所示:
[2]闭合开关后,发现两个灯均不发光,可能电路中出现断路,将电压表并联在L1两端,闭合开关,电压表指针明显偏转,说明灯泡L2和开关处没有断路,将电压表并联在L2两端时,闭合开关,电压表无示数,可能灯泡L1断路。
一、单选题
1.小朱同学洗完头,再用吹风将头发吹干。在此过程中,现象及解释合理的是( )
A.用吹风吹头发,水液化为水蒸气。
B.梳头的时候,头发变得越发蓬松,是因为头发带的同种电荷相互排斥。
C.若梳子在摩擦过程中带上负电,则梳子失去了电子。
D.电吹风的里面的电阻丝和电动机是串联的,可以独立控制。
【答案】B
【解析】A.用吹风吹头发,可以加快水的蒸发,水汽化为水蒸气,故A不符合题意;
B.梳头的时候,梳子和头发相互摩擦,使头发带同种电荷,头发变得越发蓬松,是因为头发带的同种电荷相互排斥,故B符合题意;
C.若梳子在摩擦过程中带上负电,则梳子得到了电子,故C不符合题意;
D.电吹风的里面的电阻丝和电动机是并联的,所以可以独立控制,故D不符合题意。
故选B。
2.如图所示是晓晓同学在探究串联电路的电压特点时的电路图,闭合开关,两个小灯泡均不亮,电压表示数为;她断开开关排除故障(只有1处)后,重新连接好电路,两个小灯泡均发光,电压表示数为。下列说法中正确的是( )
A.电路故障可能是小灯泡短路
B.电路故障可能是小灯泡断路
C.两个小灯泡均发光时,小灯泡两端的电压为
D.两个小灯泡均发光时,小灯泡两端的电压为
【答案】D
【解析】A.当灯泡L1短路时,第一次闭合开关,由于电压表与L1并联,电压表没有示数,但灯泡L2能够发光,故A错误;
B.当灯泡L2断路时,第一次闭合开关,电路处于断路状态,L1和L2均不发光,且电压表不会有示数,故B错误;
CD.根据题意,当闭合开关,两个小灯泡均不亮,电压表示数为,可知此时电路故障为灯L1断路,此时电压表测量电源电压,所以电源电压为3V;两个小灯泡均发光时,由图可知两个灯泡串联,电压表测量灯L1两端电压,电压表示数为,灯L1两端电压为1V,则小灯泡两端的电压为
故C错误,D正确。
故选D。
3.科创实践小组的同学们从网上购买了实验需要的蓄电池,但是购买回来后不确定电池上标注的正负极是否正确,于是他们设计了四种检测电池极性的方案。下列方案中最安全可行的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.电流表有明确的正负接线柱之分,可以辨别电源的正负极,但电流表直接和电源相连容易烧毁电源和电流表不安全,故A不符合题意;
B.电压表有明确的正负接线柱之分,可以辨别电源的正负极,且电压表串联接入电路,此时电路相当于断路,不会损坏用电器,故B符合题意;
C.灯泡没有明确的正负接线柱之分,因此无法辨别电源的正负极,故C不符合题意;
D.电流表有明确的正负接线柱之分,可以辨别电源的正负极,但电路中无开关,电路不安全,故D不符合题意。
故选B。
4.下列展示的四幅图,对其中所涉及的物理知识,说法正确的是( )
A.甲图杂技表演,演员从高空下落时速度不断增大,机械能也随之增加
B.乙图摆锁在摆动过程中总是打不着人的鼻子是因为它在运动过程中机械能守恒
C.丙图二者摩擦时,玻璃棒的原子核束缚电子的本领比丝绸的原子核束缚电子的本领强
D.丁图用水流的形成过程来认识电流的形成运用了类比法
【答案】D
【解析】A.重力势能减小的量大于动能增加的量,因为存在空气阻力消耗机械能转化为内能,机械能减少。故A错误,不符合题意;
B.由于空气阻力的存在,摆锁在摆动过程中会有一部分机械能转化为内能,因此机械能总量是在减小的,机械能不守恒,所以摆锁总是打不着人的鼻子。故B错误,不符合题意;
C.在玻璃棒和丝绸摩擦的过程中,丝绸的原子核束缚电子的本领比玻璃棒的强,因此玻璃棒会失去电子带上正电,而丝绸则会得到电子带上负电。故C错误,不符合题意;
D.用水流的形成过程来类比电流的形成过程就是一种典型的类比法应用。故D正确,符合题意。
故选D。
5.如图所示是用电热水壶烧水时的情境,有关描述不正确的是( )
A.烧水过程中,电能转化为内能
B.壶中水的温度越高,水分子运动越剧烈
C.烧开一壶2kg自来水,水吸收的热量约为6×10⁷J
D.电热水壶正常工作时的电压约为220V
【答案】C
【解析】A.电热水壶烧水过程中消耗电能,将电能转化为内能,故A正确,不符合题意;
B.分子运动的快慢与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,故B正确,不符合题意;
C.由于不知道水是否在标准气压下,因此无法确定升高的温度,热量无法求出,故C错误,符合题意;
D.家庭电路中电压是220V,各用电器是并联的,因此电热水壶正常工作时的电压约为220V,故D正确,不符合题意。
故选C。
6.小明买了一只如图(甲)所示的玩具猴子,其内部电路如图(乙)所示。猴子的香蕉原本是压放在B处,压住弹簧片和AC相连。拿走猴子手中的香蕉,则B会在弹簧的作用下弹起,如图(乙)所示。则接通电源后,小明拿走了猴子的香蕉,猴子可能会( )
A.默默凝视着你,且毫无反应
B.悄无声息地站起来从小明手中抢回自己的香蕉
C.安静地坐着且双眼不停地闪烁灯光
D.大吵大闹起来,发出内置的电铃响声
【答案】D
【解析】如图乙图所示,接通电源后,香蕉不被拿走,电铃被短路;若小明拿走了猴子的香蕉,B会在弹簧的作用下弹起,电路中的电铃与灯泡串,发出内置的电铃响声,猴子可能会大吵大闹起来,综上分析知,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
二、多选题
7.关于如图所示的几个电学实验,下列说法错误的是( )
A.图甲中将气球在头发上摩擦后,头发会飘起来,这种现象叫做摩擦起电,其实质是电荷的转移
B.图乙中用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近轻质小球,小球被吸引,说明小球一定带负电
C.图丙中用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒对电子的束缚能力弱而带负电
D.图丁中的验电器A带正电,B不带电,用带绝缘柄的金属棒接触两验电器金属球时,金属棒中的电流从B流向A
【答案】BCD
【解析】A.将气球在头发上摩擦后,头发、气球分别带等量的异种电荷,因为异种电荷相互吸引,所以小女孩的头发会飘起来,故A正确,不符合题意;
B.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,带电体可以吸引轻小物体,玻璃棒靠近轻质小球,小球被吸引,说明小球可能带负电,也可能不带电,故B错误,符合题意;
C.用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒对电子的束缚能力强,得到电子而带负电,故C错误,符合题意;
D.验电器A带正电,B不带电,用带绝缘柄的金属棒接触两验电器金属球时,B的自由电子向A定向移动,电流方向与负电荷定向移动方向相反,故金属棒中的电流从A流向B,故D错误,符合题意。
故选BCD。
8.图甲是一种电蚊拍,具有照明和灭蚊的功能,其简化后的电路图如图乙所示。关于该电蚊拍的说法正确的是( )
A.灯和灭蚊网是串联的 B.灯和灭蚊网是并联的
C.只闭合开关,照明灯发光 D.只闭合开关,启动灭蚊功能
【答案】BC
【解析】AB.由图乙可知,当开关都闭合时,电流的路径有两条,灯和灭蚊网是并联的,故A错误,B正确;
C.只闭合开关S1,电路中只有照明灯接入电路,所以照明灯发光,故C正确;
D.只闭合开关S2时,通过灭蚊网没有电流,灭蚊网不能灭蚊,故D错误。
故选BC。
9.如图所示,当用毛皮摩擦过的橡胶棒甲去靠近不带电的金属导体乙时,乙的a端会带正电、b端会带负电。则下列说法正确的是( )
A.导体乙的a端带正电是因为正电荷从b端移动到a端
B.导体乙的b端带负电是因为负电荷从a端移动到b端
C.发生此现象的原因是异种电荷相互排斥造成的
D.若将导体乙换成橡胶棒不会有此现象发生
【答案】BD
【解析】AB.用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,去靠近不带电的金属导体乙时,同种电荷相互排斥,负电荷从a端移动到b端,导体乙的a端缺少电子,带正电,b端有多余的电子,带负电,故A错误,B正确;
C.发生此现象的原因是同种电荷相互排斥造成的,故C错误;
D.若将导体乙换成橡胶棒,橡胶棒是绝缘体,缺少自由电子,不会发生此现象,故D正确。
故选BD。
三、填空题
10.如图是一种“有轨滑草”的游乐项目,当人坐在小车上从高处加速下滑时,动能 (变大/变小/不变)。为了防止同一轨道上有两辆小车发生追尾,小明设计了一个自动控制电路。在轨道上端入口处安装一扇门,电动机通电时会打开门让一辆小车滑下,并立即关闭门。金属小车在轨道上时会连接轨道的两边,相当于开关闭合,金属小车离开轨道后相当于断开。另有一个光控开关,当有小车到达门前时会闭合。下列四幅电路图合理的是 。
A.B.C.D.
【答案】 变大 B
【解析】[1]当人坐在小车上从高处加速下滑时,质量不变,速度变大,所以动能变大。
[2]由题意可知,两开关并联,分别控制打开门的电动机,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11.如图是使用一根三合一充电线同时给三部手机充电的情景。
(1)手机芯片的核心部件主要是利用 (填“导体”“半导体”“超导体”或“绝缘体”)在导电性能上的特殊性来工作的;
(2)给手机充电时,手机的电池相当于 (填“电源”或“用电器”);
(3)充电线的一端接在标有“5V 2A”字样的充电头接口上,表示该接口在工作时能稳定输出5V的电压和2A的电流。正在充电的三台手机是 (填“串联”或“并联”)的,拔掉两部手机,剩下的那一部正在充电的手机获得的电压 (填“变高”“不变”或“变低”)、电流 (填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1)半导体 (2)用电器 (3)并联 不变 不变
【解析】(1)芯片的核心部件主要是利用半导体在导电性能上的特殊性来工作的,半导体的导电性能在导体和绝缘体之间。
(2)给手机充电时,手机的电池消耗电能,相当于用电器。
(3)[1]三部手机充电过程中互不影响,故三部手机的连接方式为并联。
[2][3]由于三部手机时并联连接,互不影响,根据并联电路电压电流规律可知,拔掉其中最上面那一部手机,通过最下面那一部手机的电压、电流均不变。
12.2024年4月25日,2024山东省文旅产业高质量发展大会在临沂开幕。同日,水韵琅琊·点靓沂河亮相央视,吸引着海内外广大游客光“临”,体验临沂之“美”。在重现诸葛亮借东风的场景时,舞台的烟雾效果是因干冰(固态二氧化碳) (填物态变化名称),使水蒸气遇冷液化所致。游客陆续登船的过程中,夜风吹来,游客感到阵阵凉意是因为 ;岸边高楼上展现山水人文画卷的各彩灯之间是 联的。
【答案】 升华 汗液蒸发吸收热量 并
【解析】[1]干冰(固态二氧化碳)在常温下升华为二氧化碳气体,升华吸热,使周围的温度下降,使水蒸气遇冷液化成小水珠,使舞台有烟雾效果。
[2]夜风吹来,加快了汗液蒸发,蒸发吸热,所以游客感到凉意。
[3]岸边高楼上展现山水人文画卷的各彩灯之间互不影响,是并联的。
13.2024年5月21日,于都胜利大桥顺利通车,至此红军、长征、集结、渡江、胜利五座大桥横跨于都河。细心的金凤同学发现同一座桥上的路灯,一到傍晚同时点亮,一到天亮同时熄灭,它们之间是 联的,每盏路灯两端的电压约为 V(与家庭电路相同)。
【答案】 并 220
【解析】[1]路灯同时发光同时熄灭,不能判断是串联还是并联,其中一盏灯因故障而熄灭,但其它路灯依然发光,由此可以断定路灯的连接方式是并联。
[2]家庭电路电压为220V,则每盏路灯两端的电压约为220V。
14.(1)如图,将两个相同的验电器AB(其中A带正电,B不带电)用金属杆连接起来,A的张角会变 ,这是因为有电子 代选填“从A流向B”或“从B流向A”)。
(2)如图所示,闭合开关后,能发光的灯泡有 只,若在电路中,只增加一根导线,使电路变成并联电路,则这根导线应该接在 两点之间。
【答案】(1)小 从B流向A (2) 1 AD
【解析】(1)[1][2]A带正电,少电子,用金属杆连接起来,电子会从B流向A,A得到电子,正负电荷一部分抵消,总带电量减少,张角会变小。
(2)[1]闭合开关,由图可知,闭合开关后,电流从点直接流到点,使得右侧和之间的两盏灯被短路,也就是灯泡L2、L3被短路。所以只有灯泡L1中有电流通过,发光的灯泡只是有L1一只。
[2] 分析图可知,灯AG的G端、灯CD的C端、灯EF的F端即C、G、F是连接在一起的,如果将三盏灯的另一端A、D、E连接起来,则三盏灯就并列地连接在一起,即并联;所以可以将A和D或E连接在一起。如图所示
四、作图题
15.按要求作图。
(1)如图所示电路,在图中的“○”里填上适当的电压表或电流表符号,使开关S闭合后,灯泡L1和灯泡L2都能发光。
(2)根据图中的实物电路,在虚线框内画出其对应的电路图。
(3)请根据要求用笔代替导线连接实物电路。要求:L1和L2并联,开关控制L1和L2。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)电流从电池的正极出发,经过灯泡L1、灯泡L2、经过电流表、开关、回到负极,故中间的圈需要填电压表,故如图所示:
(2)如图所示,电流从电池的正极出发,经过灯泡L1、灯泡L2、开关回到负极,两个灯泡串联,故如图所示:
(3)L1和L2并联,开关控制L1和L2,说明开关控制整个电路,如图所示,电流从正极出发,经过开关后分流,分别经过两个灯泡后回到负极,故如图所示:
五、实验题
16.社团活动中,科创学习小组的同学们从实验室借来了2节干电池、小灯泡、电流表、电压表等实验器材自主探究串、并联电路的规律。
(1)如图甲所示是小组同学连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整;(要求:电流表测量通过小灯泡的电流)
(2)连接好电路后,小晋闭合开关,电流表的示数如图乙所示,通过小灯泡的电流为 A。小晋又分别测量了小灯泡和干路的电流,小晋发现各支路的电流相等,为了得出普遍规律,下一步操作是 ;
(3)实验结束后,他们找来电压表,按照如图丙所示的电路图连接电路探究串联电路的电压规律,以下是小梦同学的设想:
①用电压表测出小灯泡两端的电压;②在测量小灯泡两端的电压时,电压表所接的点B不动,只断开点A,并改接到点C上;③再用电压表测出间的电压。小梦的设想是 (选填“可行”或“不可行”)的,原因是 ;
(4)根据第(3)小题,请你帮助他们设计一个记录实验数据的表格。
【答案】(1) (2)0.24 换用不同规格的小灯泡,重复实验,多次测量 (3)不可行 见解析
(4)
实验序号
小灯泡两端的电压
小灯泡两端的电压
电路的总电压
1
2
3
【解析】(1)根据题意,电路是并联电路,电流表测量通过小灯泡的电流,即与小灯泡在同一条支路上,灯泡L1在另一条支路上,连接的实物图如下图所示:
(2)[1]乙图中电流表的量程是0-0.6A,分度值是0.02A,读数为0.24A。
[2]各支路的电流相等是由于实验中选用了规格相同的灯泡,为了得到普遍规律应换用不同规格的灯泡进行多次实验。
(3)[1][2]电压表所接的点B不动,只断开点A,并改接到点C上,导致电压表的正负接线柱接反,会出现电压表的指针向左偏转,因此小梦的设想不可行。
(4)实验中需要分别记录两个灯泡的电压和电源电压,且要进行多次实验,设计的表格数据如下表所示:
实验序号
小灯泡L1两端的电压U1/ V
小灯泡L2 两端的电压U2/V
电路的总电压U/ V
1
2
3
17. (1)如图所示,物理课上同学们将一根橡胶棒与一块毛皮快速摩擦,将摩擦后的橡胶棒靠近纸屑,纸屑会被吸引,这是因为橡胶棒 (选填“失去”或“得到”)电子而带 (选填“负”或“正”)电荷,说明 (选填“毛皮”或“橡胶棒”)的原子核束缚电子的能力更强;
(2)在探究串联电路的电流规律时,小敏同学连成了如图所示的电路;
①在连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;
②实验中,选择三个小灯泡的规格应该 (选填“相同”或“不同”)。检查电路无误后,闭合开关,三灯L1、L2、L3均发光,接着她把电流表分别 (选填“串”或“并”)联在a、b、c、d处,并记录实验数据,通过分析数据得出结论。
【答案】(1)得到 负 橡胶棒 (2)断开 不同 串
【解析】(1)[1][2][3]橡胶棒与毛皮摩擦时,由于橡胶棒的原子核束缚电子的能力更强,所以得到电子,从而带负电,可以吸引轻小物体,如纸屑。
(2)[1]连接电路时,为保护电路,应断开开关。
[2]为了使结论更具普遍性,实验中应选择三个规格不同的小灯泡。
[3]电流表应与被测对象串联,所以应将电流表串联在a、b、c、d处测量这四处的电流。
18.在电路图中用“”表示LED灯,和小灯泡按图甲的电路图连接在电路中,闭合电路后,两灯均发光,电流表和的示数如图乙、丙:
(1)的电流大小为 A;干路电流I为 A;
(2)请在图丁中画出图甲对应的实物图;
(3)闭合电路后,两灯均发光,若此时仅把电源的正负极对调,如图戊,则会出现的现象有______。(选填下列选项的字母)
A.LED灯熄灭 B.小灯泡熄灭
C.电流表指针反偏 D.电流表指针反偏
【答案】(1) 0.1 0.6 (2) (3)AD
【解析】(1)[1][2]由图甲可知,L1和L2并联,电流表A1测通过L1的电流,示数如图乙所示,由图乙可知电流表接小量程,分度值为0.02A,故通过L1的电流I1的大小为0.1A;电流表A2测通过L2的电流,示数如图丙所示,由图丙可知电流表接小量程,分度值为0.02A,故通过L2的电流I2的大小为0.5A,根据并联电路电流规律可知,干路电流为
(2)根据“先串后并”的原则,先将灯L1和电流表A1串联,再将灯L2和电流表A2串联,最后将它们并联在电源两端,如图所示:
(3)AC.闭合电路后,两灯均发光,仅把电源的正负极对调,电路中电流相反,由于LED灯(发光二极管)具有单向导电性,所以LED灯L1熄灭,此支路无电流,电流表A1无示数,故A正确、C错误;
BD.由于并联电路中各支路间互不影响,所以L2支路仍有电流,故L2发光,但由于电源的正负极对调,电流方向相反,所以A2指针反偏,故B错误,D正确。
故选AD。
六、计算题
19.小明家里有一款台灯,当闭合控制灯泡的开关时,台灯会发光,同时这款台灯有内置音响,可以播放部分音乐。该台灯的等效电路如图所示。若该款台灯需要用到4节干电池串联作为电源,且每节干电池电压为,则:
(1)请说明音响和灯泡的连接方式。
(2)该款台灯的电源电压多大?
(3)同时闭合开关S1、S2,灯泡和音响都正常工作,则灯泡正常工作的电压是多大?
(4)同时闭合开关S1、S2,该电路中的干路电流为0.6 A,通过灯泡的电流为0.4 A,则通过音响的电流是多大?
【答案】(1)并联 (2)6V (3)6V (4)0.2A
【解析】(1)由图可知,开关S1控制电铃,S2控制灯泡,灯泡和电铃工作时互不影响,音响和灯泡为并联。
(2)该款台灯的电源电压为
(3)同时闭合开关S1、S2,灯泡和音响都正常工作,音响和灯泡为并联,两端的电压都为6V,则灯泡正常工作的电压为6V。
(4)通过音响的电流
20.如图甲所示,电源电压保持12V不变,开关全部闭合,通过灯泡L的电流为0.2A,不考虑小灯泡灯丝电阻变化,求:
(1)图甲中,当所有开关闭合时,2min内通过灯泡L的电荷量是多少C?
(2)图甲中,仅闭合开关S,示数为7V,则两端电压为多少V?
(3)将图甲中电压表和分别更换为电流表和(如图乙所示),仅闭合开关S,若和示数分别为0.8A和0.5A,则流过的电流为多少A?
【答案】(1)24C (2)5V (3)0.5A
【解析】(1)图甲中,当所有开关闭合时,电路为灯泡的简单电路,此时灯泡的电流为0.2A,则2min内通过灯泡L的电荷量为
(2)图甲中,仅闭合开关S,电路为R1、R2和灯泡L串联,电压表V1测R1和灯泡两端电压,根据串联电路中电压规律可得,R2两端电压为
(3)如图乙所示,仅闭合开关S,电路为R1、R2和灯泡L三个用电器并联,此时,灯泡的电流仍为0.2A,电流表A1测量R1和R2的总电流,电流表A2测量R1和L的总电流,A1的示数为0.8A,A2的示数为0.5A,则流经R1的电流为
则流经R2的电流为
七、科普阅读题
21.请阅读《航天动力电池》并回答问题。
航天动力电池
近期,我国载人航天飞船神舟十八号迎来重大升级,其动力电池由原来的镍镉蓄电池更新为锂离子电池,极大地提升了飞船的载荷运输能力,为空间站运营提供更加稳定高效的在轨支持。
锂离子电池主要由含锂化合物的正极材料、电解质、聚合物隔膜、负极材料和外壳组成。充电时,锂离子在外加电压的作用下从正极材料脱离,经过电解质嵌入负极材料,完成了电能向化学能的转化,如图甲所示。放电过程则与之相反,电池内部的化学反应使锂离子从负极材料上脱离,同时电池的正负极产生电压,将化学能转化为电能。电解质中的锂离子会通过隔膜回到正极材料上,而电子无法通过隔膜,只能在电压的作用下经外电路做定向移动回到正极,从而形成电流,如图乙所示。
锂离子电池相较于镍铬蓄电池,具有能量密度高、循环使用次数多、无污染等很多优势。所谓能量密度,可以用电池单位体积内储存的电能来表示。由于神舟飞船的整体空间有限,其动力电池的体积也有严格的要求。因此能量密度大的动力电池能够为神舟飞船提供更多的电能,满足航天员的各种需求。
未来,科学家们会继续改良电池内部的电解质,为进一步提高电池的安全性和能量密度而努力,这将助力我国航天事业的发展更上一层楼。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)神舟十八号的动力电池由原来的镍铬蓄电池更新为锂离子电池,这样做的好处是 ;
(2)在锂离子电池充电过程中,实现了电能向 的转化;
(3)锂离子电池在放电过程中,电池外部的电流方向为 (选填“从正极到负极”或“从负极到正极”);
(4)下表是两种电池的参数,通过表格数据对比可知,电池A的能量密度 电池B的能量密度(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
电池型号
储存电能/W·h
体积/cm3
A
1000
5000
B
3600
12000
【答案】 提升了飞船的载荷运输能力 化学能 从正极到负极 小于
【解析】(1)[1]由题意可知,动力电池由原来的镍镉蓄电池更新为锂离子电池,这样做的好处是极大地提升了飞船的载荷运输能力,为空间站运营提供更加稳定高效的在轨支持。
(2)[2]由题意可知,锂离子电池主要由含锂化合物的正极材料、电解质、聚合物隔膜、负极材料和外壳组成。充电时,锂离子在外加电压的作用下从正极材料脱离,经过电解质嵌入负极材料,将电能转化为化学能,完成了电能向化学能的转化。
(3)[3]锂离子电池在放电过程中,锂离子电池为电源,电池外部的电流方向为从正极到负极。
(4)[4]能量密度,可以用电池单位体积内储存的电能来表示,通过表格数据对比可知,电池A的能量密度为
电池B的能量密度为
则电池A的能量密度小于电池B的能量密度。
22.阅读短文,回答问题:
卡门涡街现象
2020年5月5日,虎门大桥的桥体异常振动引发了大家的关注,专家认为这是由卡门涡街现象引起的。如图甲所示,在一定条件下,流体流过阻碍物时,会在阻碍物上下两侧先后交替产生有规则的反向旋涡①、②、③、④……,这一现象叫卡门涡街现象。产生旋涡的一侧流速快,另一侧流速慢,交替形成大小不同的压力,使阻碍物产生有规律的振动,即涡振。涡振频率f与阻碍物的特征宽度d和流体流速v有关,其关系(k为常数)据分析,桥体异常振动是由于桥面上安装了1.4m高的防撞板后,在特定风环境条件下产生了振幅较大的涡振现象。
工业上常用的流量计也是利用卡门涡街现象制成的。在管道中放入装有电子设备的阻碍物,当流体通过时,装有电子设备的阻碍物发生涡振,输出与涡振频率相同的电压信号,通过频率公式得到流速大小,最终输出流体的流量,流量为单位时间内流体通过管道横截面的体积。
(1)下列过程不可能产生卡门涡街现象的是 ;
A.河水流过礁石 B.空气通过树木 C.篮球撞击篮板 D.云层飘过山峰
(2)流体流过阻碍物,当上侧产生涡旋时,阻碍物 侧受到压力大;
(3)安装防撞板后,使得相同风速下桥体的涡振频率 (增大/减小);
(4)某水管的横截面积为S,阻碍物的特征宽度为d,水流通过阻碍物时输出的电压信号如图乙所示。如不考阻碍物对流速的影响,则管道中水的流量Q和t0之间的关系图像为 。
A. B. C. D.
【答案】 C 下 减小 B
【解析】(1)[1]卡门涡街现象是在一定条件下,流体流过阻碍物时,会在阻碍物上下两侧先后交替产生有规则的反向旋涡。水、空气和云层都属于流体,能产生卡门涡街现象,篮球不属于流体,不能产生卡门涡街现象,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(2)[2]由题意知,流体流过阻碍物,当上侧产生涡旋时,上侧流速快,压强小,受到压力小,下侧流速慢,压强大,受到压力大。
(3)[3]涡振频率f与阻碍物的特征宽度d和流体流速v的关系是(k为常数),安装防撞板后,增大了桥体的特征宽度d,相同风速v时,涡振频率f减小。
(4)[4]根据图乙可知:图中出现了电压3个循环图像,则每个循环的时间为,即周期为,周期和频率互为倒数,则频率,假设管道的横截面积为S,因为(k为常数),所以流量为单位时间内流体通过管道横截面的体积,管道内流过的距离h=vt
水柱的体积
V=Sh=Svt
管道中水的流量Q为
由此可以看出流量Q与时间t0成反比例函数关系,B图像正确。
故选B。
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