专题06 电路、电流、电压和电阻(讲练)-【上好课】2025年中考物理二轮复习讲练测(湖南专用)
2025-03-12
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2份
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83页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 电流和电路,电压和电阻 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 30.06 MB |
| 发布时间 | 2025-03-12 |
| 更新时间 | 2025-03-12 |
| 作者 | 学科网初物精品工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-03-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50909493.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
模块三 电学
专题06 电路、电流、电压和电阻
目 录
01考情透视·目标导航 1
02知识导图·思维导航 2
03核心精讲·题型突破 3
考点一 电路 3
【真题研析】 3
►考法01 摩擦起电 3
►考法02 电路与电路设计 4
►考法03 电路故障分析 5
【核心精讲】 7
知识点01 电荷与电路 7
【命题预测】 7
考点二 电流 11
【真题研析】 11
►考法01 电流 电流的测量 11
►考法02 探究串联电路、并联电路中电流的规律 12
【核心精讲】 13
知识点01 电流与电流测量 13
知识点02 串、并联电路中电流的规律 13
【命题预测】 13
考点三 电压 17
【真题研析】 17
►考法01 电压 电压的测量 17
►考法02 探究串联电路、并联电路中电压的特点 18
【核心精讲】 19
知识点01 电压与电压表 19
知识点02 串、并联电路中电压的特点 20
【命题预测】 20
考点四 电阻 24
【真题研析】 24
►考法01 电阻的概念 24
►考法02 探究影响导体电阻大小的因素 25
►考法03 变阻器 26
【核心精讲】 28
知识点01 电阻 28
知识点02 变阻器 28
【命题预测】 28
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01考情透视·目标导航
考点要求
课标要求
命题预测
电路
2.4.1 观察摩擦起电现象,了解静电现象。了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。
3.4.1 知道从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。
3.4.2 知道电压、电流和电阻。
3.4.3 会使用电流表和电压表。
3.4.4 会看、会画简单的电路图。会连接简单的串联电路和并联电路。能说出生产生活中采用简单串联电路或并联电路的实例。
4.2.11探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
《电路、电流、电压、电阻》常以选择题、填空题、实验探究题形式考查。考查命题点有:电路识别与设计,串、并联电路特点,电流及电流表使用,电压及电压表使用,电阻概念及影响因素,变阻器使用等。常结合生活实例、实验情境,以文字、实物图或电路图呈现。其中,电路故障分析、动态电路分析、利用欧姆定律进行计算是常考热点,探究串、并联电路电流和电压规律,电阻的测量以及电流与电压、电阻关系的实验也常出现在实验题中。
电流
电压
电阻
02知识导图·思维导航
03核心精讲·题型突破
考点一 电路
【真题研析】
►考法01 摩擦起电
1.(2024·西藏·中考真题)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近静止在空中的轻质小球时,小球远离橡胶棒。则橡胶棒和小球( )
A.都带正电 B.都带负电
C.橡胶棒带负电,小球带正电 D.橡胶棒带正电,小球带负电
2.(2024·黑龙江牡丹江·中考真题)气球与头发摩擦后能够吸引轻小物体,下列事例与此现象原理相同的是( )
A.验电器带电后两片金属箔张开 B.在干燥的天气里,衣服表面容易吸附灰尘
C.用磁铁靠近铁钉,铁钉被吸引 D.两块磁铁的N、S极靠近时会相互吸引
3.(2024·广东广州·中考真题)如图,带负电的云层靠近建筑物上的避雷针时,向避雷针剧烈放电形成雷电,下列说法正确的是( )
A.云层带负电是由于失去了大量正电荷 B.云层带负电是由于摩擦创造了负电荷
C.放电时电荷从避雷针向云层方向移动 D.放电时电流方向是从避雷针流向云层
4.(2024·山东淄博·中考真题)小明模拟静电复印原理。他先用丝绸快速摩擦整块塑料板(图甲),使塑料板 ,再用手指在塑料板上写了一个“中”字(图乙),然后在塑料板上均匀地撒上一层细小干木屑,将塑料板缓慢竖起,在重力作用下干木屑下落,“中”字就在塑料板上显现出来了(图丙),“中”字能显现出来的原因:一是摩擦过的塑料板能 ,二是 。
5.(2024·山东菏泽·中考真题)电脑屏幕上“粘”了一层灰尘,小明想到了一个除尘办法:用塑料尺在头发上快速摩擦了几下,靠近电脑屏幕,灰尘就被吸下来。这是利用了带电体 的性质;塑料尺是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
►考法02 电路与电路设计
6.(2024·江苏徐州·中考真题)如图所示电路,闭合开关,电路所处的状态是( )
A.通路 B.断路 C.短路 D.无法判断
7.(2023·四川自贡·中考真题)用充电宝给手机充电时,充电宝相当于电路中的( )
A.用电器 B.开关 C.电源 D.导线
8.(2024·辽宁·中考真题)手持小风扇的简化电路如图所示,下列说法正确的是( )
A.开关和电动机是并联的
B.导线通常用半导体材料制成
C.电池的作用是为电动机提供电能
D.通电后电流从电池负极经电动机流向正极
9.(2024·广西·中考真题)下图是水果电池和发光二极管()组成的电路。下列电路图与其对应的是( )
A. B.
C. D.
10.(2024·山东淄博·中考真题)为停车场设计“车位占用”提醒模拟电路,要求车位被占用时,该车位上方只有红色指示灯亮;车位未被占用时,上方只有绿色指示灯亮。下列电路能实现上述要求的是( )
A. B.
C. D.
11.(2024·四川自贡·中考真题)在图所示的电路图中,闭合开关S1、S3,断开开关S2,则小灯泡L1、L2是 (选填“串”或“并”)联;若同时闭合开关S1、S2、S3,则会造成电路 。
►考法03 电路故障分析
12.(2023·四川巴中·中考真题)在探究“小灯泡电功率”的实验中,设计了如图所示的电路图。正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表始终无示数,电压表有示数且接近电源电压,则电路中可能存在的故障是( )
A.灯泡L短路 B.灯泡L断路
C.电阻短路 D.电阻断路
13.(2022·山东泰安·中考真题)如图所示电路中,电源电压恒定。闭合开关,电路正常工作一段时间后,灯泡突然熄灭,电路中只有两个电表有示数。电阻或灯泡仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中( )
①可能灯泡断路 ②可能灯泡短路
③可能电阻断路 ④可能电阻短路
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有②④正确 D.只有①③正确
14.(2021·辽宁铁岭·中考真题)如图所示的电路板,正面只有一个开关和两个灯泡,电源及导线均在电路板背面。闭合开关,看见L1发光,L2不发光,用灯泡L3替换L1,发现L2和L3同时发光,忽略温度对灯丝电阻的影响。下列判断正确的是( )
A.L3和L2是并联的 B.L2不发光的原因是灯丝断了
C.L1的电阻大于L3的电阻 D.L3替换L1后,电路的总功率变小
15.(2023·江苏宿迁·中考真题)学校走廊的吸顶灯不亮了,其内部结构如图甲所示,主要由电源模块和21颗相同的LED灯珠串联组成,电路如图乙所示(灯泡符号 表示LED灯珠,省略号表示未画出的灯珠)。通过查阅资料获得该吸顶灯的信息如下:单个LED灯珠的额定电流为0.3A,额定电压为3.3V。电源模块输出的电压U可在40~90V范围内变化,从而使输出电流恒定为0.3A。
(1)通过检查,发现AB间的LED灯珠发生了 故障,导致所有灯珠都不亮;
(2)用一根导线将AB两点连接起来,接通电源后,该吸顶灯又亮了,这些发光的灯珠 (选填“能”或“不能”)正常发光,此时吸顶灯的功率为 W。
【核心精讲】
知识点01 电荷与电路
知识
概念
电荷与
电路
(1)摩擦起电现象
用摩擦的方法使物体带电叫做 起电。带电的物体能吸引 物体。
(2)两种电荷及相互作用
①两种电荷
正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做 电荷。
负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做 电荷。
②电荷间的相互作用规律:同种电荷互相 ,异种电荷互相 。
(3)导体和绝缘体
(4)电路
①组成: 、 、 和导线四种电路元件。
②电路图。
③通路、断路、短路
通路:正常接通的电路,用电器能工作;断路:某处被断开、无电流通过的电路;短路:短路就是指直接用导线将电源 、 极相连的电路。发生短路时,用电器不工作,电路中有很大的电流,会烧坏电源引起火灾。
(5)串联电路和并联电路。
(6)串、并联电路的设计。
【命题预测】
1.【新素材】古代医书南北朝陶弘景的《名医别录》中有记载:“琥珀,唯以手心摩热者拾芥为真。”这是古人利用静电现象辨别琥珀真假的经典描述,下列不属于静电现象的是( )
A.冬天梳头时,头发会越梳越乱,甚至“怒发冲冠”
B.初春晴朗的天气,手碰到金属门把手时有被电击的感觉
C.工作一段时间后的风扇扇叶表面有灰尘
D.向两张纸中间吹气,两张纸会靠拢
2.用掸子打扫卫生时,掸子与桌面摩擦,能轻松将灰尘和头发等轻小物体吸走。若掸子和桌面摩擦带负电,此过程中( )
A.创造了电荷 B.掸子得到了电子
C.掸子带负电说明它是导体 D.掸子和桌面带同种电荷
3.【跨学科实践】跨学科实践“能量小勇士”兴趣小组设计了一款有“双区双控”功能的水暖电热毯,既能单独控制A区电热丝(RA)工作,又能单独控制B区电热丝(RB)工作,也可实现双区同时工作,下列电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
4.在某教室内安装有多功能显示屏、投影仪、照明灯、空调等用电器,这些用电器既可以单独工作,也可以同时工作,为学生创造了良好的学习环境。关于教室内的电路,下列说法中正确的是( )
A.多功能显示屏与控制它的开关是并联的
B.投影仪与空调可以单独工作,它们是并联的
C.照明灯可以同时亮,同时灭,它们是串联的
D.当插座发生短路时,所有用电器都会被烧坏
5.【新情境】旅游景点在2024年国庆节期间,遂宁市多达22家的A级旅游景区,累计接待游客数量高达114.86万人次。值得一提的是,众多旅游景点在验票方式上进行了全面升级,当游客采用人脸识别且验证通过时,对应的开关S1会自动闭合;若游客选择刷码验证且顺利通过,那么开关S2将会闭合;此外,景区依然保留了人工验票的方式,工作人员能够手动将开关S3闭合,以此确保游客能够顺利进入景区游览观光。以下设计的开门控制电路符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
6.【新情境】科学小实验在学校科技节上,爱动手的小聪同学用橙子做了一个“水果电池”,点亮了发光二极管(LED),赢得了同学们的阵阵掌声。下列说法正确的是( )
A.发光二极管的材料是超导体,为水果电池提供电压
B.橙子内部是导体
C.点亮发光二极管是因为自由电荷在移动
D.想增加发光二极管的亮度,可并联更多的橙子
7.冬天,手因为与衣服摩擦容易带上电荷,因为摩擦的过程中 发生了转移,手指握住一节干电池的正负两极,静电就消失了,因为电池的正负极是 体,把手上多余的自由电荷导入电池内进行中和。
8.【跨学科】化学海洋电池靠海水中的溶解氧与铝反应产生电能,实现利用化学能为航海灯供电,航海灯L、LED指示灯与海洋电池连接如图。
(1)L与LED的连接方式是 联;
(2)若LED灯亮, 端为海洋电池的负极(选填“a”、“b”),此时导线cd中电流方向为 (选填“c到d”、“d到c”);
(3)海洋电池将 能转换成 能。
9.如图,若用导线连接A与B,C与D,则灯 发光。
10.【核心素养】科学思维如图所示,虚线方框示意是一个不透明的盒子,在盒内的a、b、c三个接线柱间安装有红灯、绿灯各一只,这两盏灯显露在盒子的面板上。当只闭合开关S1时,红灯发光;当只闭合开关S2时,红灯和绿灯都发光。请你在虚线方框内画出这两盏灯的连接电路图,并用L红、L绿分别表示红灯、绿灯。
考点二 电流
【真题研析】
►考法01 电流 电流的测量
1.(2024·山东日照·中考真题)如图所示,取两个相同的验电器甲和乙,使甲带负电,乙不带电。下列分析正确的是( )
A.甲验电器带负电是因为它失去了电子
B.甲验电器的金属箔片张开是由于异种电荷相互吸引
C.用金属棒连接两金属球,乙验电器的金属箔片会张开
D.用金属棒连接两金属球的瞬间,棒中的电流方向由甲到乙
2.(2024·江苏宿迁·中考真题)在“探究并联电路电流特点”的活动中,部分电路如图所示,,,电流表有“”和“”两个量程,测量了电阻的电流为。为完成实验探究,做法正确的是( )
A.使用“”量程,只测量的电流
B.使用“”量程,只测量的电流
C.使用“”量程,分别测量支路和干路的电流
D.使用“”量程,分别测量支路和干路的电流
3.(2023·江苏泰州·中考真题)如图甲所示电路,开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙所示,则通过R1的电流为 A,两电阻之比R1∶R2= ;只断开开关S2,电流表A1的示数将 (变大/变小/不变)。
►考法02 探究串联电路、并联电路中电流的规律
4.(2024·吉林长春·中考真题)在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中:
次数
1
0.18
0.24
0.42
2
0.22
0.22
0.44
3
0.20
0.26
0.46
4
0.14
(1)请根据图甲中的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整,使电流表测量流过小灯泡的电流。 连接电路时应 开关;
(2)用电流表分别测量A、B、C三点的电流,更换灯泡多次测量,将实验数据记录在表格中,其中第4次实验中B点的电流如图丙所示,则 ;分析数据可知:并联电路中电流的特点是 ;
(3)在第2次实验中测得A、B两点的电流相等,原因可能是 。
5.(2024·江苏苏州·中考真题)探究串联电路中电流的特点
(1)猜想:由于用电器耗电,电流流过用电器会减小;
(2)按图甲接好电路,闭合开关后发现灯不亮,为了找出原因,将电压表接在A、B两点间,闭合开关发现电压表有示数,说明有可能存在 故障;
(3)排除故障后,用电流表测出A点电流,如图乙所示,则 A,再测出B点电流,得到A、B两点电流相等。更换不同规格的灯泡,重复上述实验,都得到相同结论.由此判断猜想是 的;
(4)为进一步得出两个灯串联时电流的规律,小明按图丙连接电路,测量A、B、C三点的电流,得出;小华认为不需要再测量,在(3)结论的基础上,通过推理也可以得出相同结论,请写出小华的推理过程: 。
【核心精讲】
知识点01 电流与电流测量
知识
概念
理解
电流与电流测量
(1)电流I:表示电流强弱的物理量。
(2)电流的单位
①在国际单位制(SI)中:A。
②常用单位有mA、μA。
1A=103mA=106mμA
(3)电流表的使用:观察0刻度、量程与分度值; 联;电流从“ ”接线柱流入;不允许接在 。
若不知电流的大小,可以用 法合理地选择电流表的量程。
知识点02 串、并联电路中电流的规律
知识
概念
理解
串、并联电路中电流的规律
(1)串联电路的电流规律
串联电路中,各处的电流 。
表达式:
(2)并联电路电流的规律
并联电路中,干路电流等于各支路 。
表达式: 。
电流的规律是通过探究实验得出的。
【命题预测】
1.如图,家庭装修时常用到铜导线,其外面包裹着塑料皮。下列说法正确的是( )
A.用铜做导线是因为它具有良好的导电性
B.塑料皮的主要作用是防止铜导线磨损
C.铜导线的电阻一定比铁导线的电阻小
D.通电时,导线内自由电子定向移动的方向与电流方向相同
2.【新情境】生产实践加油站工作人员因与物体摩擦带负电,需进行静电清除,工作人员只需手摸静电消除杆上端的圆球即可,如图所示。则( )
A.人与物体摩擦起电时创造了负电荷
B.摩擦时人体失去电子
C.静电消除杆上端的圆球可以用橡胶或陶瓷制成
D.清除静电时金属杆中电流方向从下向上
3.【新情境】科学实践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.小更同学利用三个电流表和若干小灯泡做实验,验证并联电路干路电流是否等于各支路电流之和,连接的电路如图所示。下列说法中错误的是( )
A.该实验中应采用多种规格的小灯泡
B.该实验电流表能同时测量三处的电流,比用一个电流表先后测量各处电流时的测量结果更准确
C.闭合开关后,A3表的指针会反向偏转
D.为完成实验,可将导线1接在灯上的线头改接到A2的负接线柱上
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变,各电路元件均完好。小王认为:闭合开关后,电路变为并联电路,因为分流,所以电流表A1示数变小。小金认为:闭合开关后,电路变为并联电路,因为各支路互不影响,故移动滑片不能改变电流表A1的示数。则( )
A.小金和小王都是正确的 B.只有小金是正确的
C.只有小王是正确的 D.小金和小王都是错误的
6.老师在课堂上带来了自制的“小魔盒”,如图甲所示,闭合开关灯泡都亮,断开开关,灯泡都灭。小明激动的说到,这一定是个串联电路,小郭却说,不一定!请问,在不打开纸盒的前提下,你有什么办法确认灯泡是串联还是并联? 。在学完电流表正确使用后,小明同学用电流表测量电路中的电流,电流表示数如图乙所示,他开心的读到1.9A,细心的小郭却认为小明读错了,请你帮小明找找问题所在? 。
7.图为家用插线板,A线接入家庭电路中,B线接手机,C线接电脑,手机和电脑的连接方式是 ;两个用电器在充电过程中,A、B两处电流的大小关系为IA IB。
8.【联系生活】晚上我们在街头看到的“满天星”是由一串串小彩灯组成。如图是一串小彩灯电路示意图,共有60只相同的小彩灯串联组成,若通过灯的电流是0.15A,则电路中总电流是 A。
9.【核心素养】科学探究物理实验课堂,同学们用定值电阻探究“并联电路中的电流规律”,请回答下列问题。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态。
(2)某小组实验时记录的数据如下表,其中支路电流如图所示,其电流值为 A。
支路电流
支路电流
干路电流I/A
0.25
0.57
(3)补充数据后,得出结论:并联电路中, 。
(4)为使结论具有普遍性,可采用的方法: 。(写出一个即可)
10.【核心素养】科学探究探究串、并联电路中电流的特点。
(1)按图甲接好电路,闭合开关后发现灯不亮,为了找出原因,将电压表接在A、B两点间,闭合开关发现电压表有示数;将电压表接在B、C两点间,闭合开关发现电压表无示数,原因可能是 ;(故障只有一处)
(2)如图乙,电流表测量的是灯泡 的电流。请在原图上修改一条导体,在修改的导线上打“×”,重新画一根线代表导线,使电流表测干路的电流;
(3)如图丙所示,在某次实验中两灯均发光,且测得A、B两点的电流相等,原因可能是 。若某次测量时,两灯均发光,B、C两处的电流表(电流表无损坏)指针的位置均如图丁所示,则通过A处的电流为 A。
考点三 电压
【真题研析】
►考法01 电压 电压的测量
1.(2024·山东泰安·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关后,电路中各元件正常工作,两个相同的电流表(均有,两个量程)指针偏转的角度相同。一段时间后电流表指针偏转的角度突然变为原来的,若定值电阻或出现了断路故障,其它元件均完好。针对故障电路的观察分析,下列说法正确的是( )
A.电压表示数为零 B.电流表的示数一定大于的示数
C.一定是电阻出现了断路故障 D.一定是电阻出现了断路故障
2.(2024·山东菏泽·中考真题)如图所示,电源电压恒定。下列说法正确的是( )
A.只闭合,电阻R与灯泡L并联
B.只闭合,电压表测量电阻R两端电压
C.先闭合,再闭合,灯泡L亮度变大
D.先闭合,再闭合,电流表示数变大
3.(2023·内蒙古呼和浩特·中考真题)如图为某实验小组设计的电路,电源电压保持不变。闭合开关后电路正常工作,一段时间后,发现只有一只电表示数变大,经排查,故障只发生在电阻R或灯L上,则以下分析正确的是( )
A.一定是灯L短路 B.可能是灯L断路
C.可能是电阻R短路 D.可能是电阻R断路
4.(2024·江苏淮安·中考真题)如图所示,取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,制成一个水果电池。
(1)用电压表测量电压,该水果电池电压为 V,水果电池是将 能转化为电能;
(2)该水果电池正极是 (填“铁片”或“铜片”);
(3)为获得更高电压,可以将多个水果电池 联。
5.(2023·湖南怀化·中考真题)在图所示电路中,闭合开关后电压表的示数为2.5V,V的示数为4.5V,则电路的电源电压为 V,灯两端电压为 V。
►考法02 探究串联电路、并联电路中电压的特点
6.(2024·山东东营·中考真题)某小组在“探究并联电路中电压的特点”实验中。
(1)如图甲,根据电路图,用笔画线表示导线,将实物连接起来 ;
(2)连接电路时,开关处于 状态;
(3)正确连接好电路后,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,为 V;
(4)测得灯泡L1两端电压后,再测得灯泡L2两端电压和A、B两端电压,记录数据。改变两个小灯泡的规格,重复以上操作,其目的是 ;
(5)评估交流环节,有同学提出:实验中连接完电路,闭合开关,发现电压表指针反向偏转,原因是 。
7.(2024·陕西·中考真题)在“探究串联电路电压的特点”实验中。
实验次数
1
1.6
1.0
2.6
2
1.3
1.3
2.6
3
1.4
1.2
2.6
(1)将电压表接入电路前,观察到指针位置如图1所示,为保证测量结果准确,接下来应进行的操作是 ;
(2)实验电路如图2所示,请用笔画线代替导线将电路连接完整,使电压表测量小灯泡两端的电压;
(3)用电压表分别测出小灯泡L1两端的电压U1,L2两端的电压U2,L1和L2两端的总电压。换用不同规格的小灯泡多次实验,记录实验数据,如表所示。分析数据可知,串联电路两端的总电压与各部分电路两端的电压的关系为 (用本题中给出的字母写出关系式)。换用不同规格的小灯泡多次实验的目的是 。
【核心精讲】
知识点01 电压与电压表
知识
概念
理解
电压与电压表
(1)用类比法理解电压的作用
电压是使自由电荷定向移动形成 的原因;电源是给用电器两端提供 。
(2)电压的单位:V、kV、mV
1kV=103V,1V=103mV
(3)常见的电压值
一节干电池 V;手机电池3.7V;家庭电路 V;对人体安全的电压为不高于36V。
(4)电压表的使用
①使用前进行 。
②电压表与被测用电器 联。
③电压表的“+”接线柱靠近电源的 极,“-”接线柱靠近电源的 极。
(4)被测电压不能超过电压表的 量程。
实验室用电压表有三个接线柱,两个量程:
①使用“-”与“3”接线柱时,量程为0~3V,分度值为0.1V。
②使用“-”与“15”接线柱时,量程为0~15V,分度值为0.5V。
知识点02 串、并联电路中电压的特点
知识
概念
理解
串、并联电路中电压的规律
(1)串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压 。U= 。
(2)并联电路电压的规律
(并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端电压 。U= 。
(1)串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和,即U=1.5Vn;
(2)当把几节相同的新干电池并联时,并联电池组两端的电压等于一节干电池两端的电压 V。
【命题预测】
1.【科学小实验】小田用装满盐水的气球连接在如图的电路中。手拉扯连接气球的导线,使气球变长(盐水与导线充分接触且气球不破裂),下面说法正确的是( )
A.气球内的盐水是绝缘体
B.小灯泡变得更亮
C.无论怎样拉动,电压表的示数都不变
D.若气球破裂,电压表的示数将变大
2.小明同学连接了如图所示的电路,此时如果闭合开关,下列说法正确的是( )
A.电源被烧坏
B.电压表一定损坏
C.电压表示数接近电源电压
D.L1、L2都不亮,电压表无示数
3.小华家的苹果喜获丰收,她利用所学的物理知识制作了一个苹果电池,如图所示。下列说法正确的是( )
A.铜片为苹果电池的正极
B.将电压表移除,苹果电池的电压变小
C.将一只小灯泡接在苹果电池的铁片、铜片上,电流方向为:铁片-小灯泡-铜片
D.将5个这样的苹果电池并联可得到电压为3V的电源
4.下列关于如图所示的电学仪器的使用方法或原理的说法正确的是( )
A.图甲:电流表应并联在电路中使用
B.图乙:电压表可以测量家庭电路的电压
C.图丙:验电器原理是同种电荷相互吸引
D.图丁:滑片向右移接入电路的电阻减小
5.【新素材】实时事件2024年8月25日,以“相聚电池名城 共创绿色未来”为主题的2024新能源电池产业发展大会在山东枣庄举行。来自全国各地高等院校、研发机构和知名企业的代表与会,共议新能源电池产业发展未来,共享产业发展新机遇。如图这种锂电池两端的电压为( )
A. B. C. D.
6.小北同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。实验时,测量完灯泡L1两端电压后,小北将电压表连接A点接线转接至C点,接着测量L2两端电压,闭合开关,出现的现象是 ,引起该故障的原因是 。
7.甲、乙是由同种材料制成的两导体,横截面积关系为S甲>S乙,现将他们并联接入电路,若通过它们的电流关系为I甲<I乙,则它们两端的电压关系为U甲 U乙,它们的电阻大小关系为R甲 R乙,(前两格均选填“>”“=”或“<”),根据上述条件,可判断两导体的长度关系为l甲 大于l乙(选填“一定”“可能”)。
8.小聪将两节新干电池并联后做成并联电池组,其总电压为 V;若他不小心用导线将电池组正负极相连,就会导致电路中发生 而烧坏电源。
9.【核心素养】科学探究小云和小霞一起探究串联电路的电压规律。
实验次序
UBc/V
1
1.5
1.5
3.0
2
1.2
1.2
2.4
3
1.0
1.0
2.0
(1)小云按图甲正确连接好电路后,闭合开关,两灯都不亮,电压表的示数为电源电压,电路中出现断路的可能是 (选填“”或“”)发生了断路;
(2)小霞连接好电路后,闭合开关,电压表的指针指向如图乙的位置,小霞在连线时出现的错误是 ;
小霞改正错误后,先测出了两端的电压,接着她准备测两端的电压,在拆装电压表时,开关应处于 状态;
(3)上表是小霞的实验记录表,请仔细观察,对小霞的实验提出改进意见: 。
10.【核心素养】科学探究如图甲所示的电路,当开关S闭合后,两灯都发光,此时两个电流表、指针偏转角度相同,如图乙所示。请分析完成以下问题。
(1)若电源需要6V的电压,实验室可提供图丙所示的两种电池(个数足量),你应该选用 节 (电池名称)、 (连接方式);(请写出选用的电池名称、数量及连接方式:串联或并联)
(2)在虚线框内画出图甲对应的电路图 ;
(3)求通过的电流 和通过的电流 (写出解析过程)。
考点四 电阻
【真题研析】
►考法01 电阻的概念
1.(2024·广西·中考真题)如图所示的电路元件是( )
A.电阻 B.电池 C.开关 D.灯泡
2.(2023·黑龙江绥化·中考真题)由变形可得,以下理解正确的是( )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.当导体两端的电压为0时,导体的电阻为0
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
3.(2023·内蒙古兴安盟·中考真题)如图所示为电阻R1和R2的I-U图像,由图像可知( )
A. R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B. R1与R2的电阻之比为2∶1
C.将R1与R2串联接入电路,通电后R1与R2两端的电压之比为1∶2
D.将R1与R2并联接入电路,通电后通过R1与R2的电流之比为1∶2
4.(2023·甘肃武威·中考真题)如图所示为发光二极管(简称LED),当电流从较长的引脚流入时,发光二极管和小灯泡都发光;当电流从较短的引脚流入时,发光二极管和小灯泡都不发光,根据上述实验现象判断,两种情况下LED的电阻 (选填“相同”或“不相同”),其额定电压通常都比较小,在家庭电路中需要与其它用电器 (选填“串联”或“并联”)才能正常工作。
►考法02 探究影响导体电阻大小的因素
5.(2023·西藏·中考真题)某学习小组在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,设计了如图所示的实验装置,实验中分别将A、B、C、D四根导体接入电路,四根导体的材料规格如下表所示。
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流表示数/A
A
1.0
0.4
锰铜
1.4
B
0.5
0.4
锰铜
2.7
C
1.0
0.6
锰铜
2.0
D
1.0
0.4
镍铬合金
0.6
(1)请你在图中用一根导线将电流表正确连入电路 ;
(2)为比较A、B、C、D四根导体电阻的大小,可通过观察 来判断;
(3)要探究导体电阻大小与长度的关系,应选用 两根导体进行实验;
(4)将A、C两根导体分别接入电路中进行实验,可得出:当导体的长度和材料相同时,横截面积越大,电阻越 ;
(5)老师想改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小,请你根据该实验结论,帮老师想出一种方法: (写出一种合理方法即可)。
6.(2022·江苏南通·中考真题)小明在学习电阻概念的过程中,经历了以下三个探究活动。
活动一:在如图甲所示电路中的A、B两点间先后接入:铜线、铅笔芯、镍铬合金丝,通电后观察到灯泡的亮度分别为:亮、较亮、较暗;
(1)该实验现象说明: ;
活动二:小明将三个不同的导体分别接入如图乙所示电路中的M、N两点间,分别测出不同导体两端的电压U和通过的电流I,实验结果记录在表1中;
表1
导体
导体a
导体b
导体c
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
电压/V
2
4
6
1
2
3
4
6
8
电流/A
0.2
0.4
0.6
0.2
0.4
0.6
0.2
0.3
0.4
(2)①请用笔画线代替导线把图乙电路连接完整 ,要求当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大;
②分析表1数据,可知,同一导体, ;不同导体, 。可见, 反映了导体本身的一种性质,物理学上把导体的这种性质定义为电阻;
活动三:利用表2中提供的导体,探究影响电阻大小的因素;
表2
导体序号
①
②
③
④
⑤
⑥
材料
镍铬
镍铬
镍铬
镍铬
锰铜
锰铜
长度/m
1
0.8
1
0.5
1
0.8
横截面积/mm2
0.5
0.8
1.8
0.5
0.5
1.2
(3)为了探究导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积的关系,至少需要选择表2中的 (填导体的序号)导体作为研究对象,若仅选择导体③和⑤用来探究导体电阻的大小与横截面积的关系,你觉得是否可行?请作出判断并说出理由: ;
(4)电阻的定义方法,反映了导体阻碍电流的物理性质。物理学上还有一些用这种方法定义的。能反映出物质或物体某种物理性质的物理量,请列举一个: 。
►考法03 变阻器
7.(2023·黑龙江牡丹江·中考真题)如图所示,电源电压不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变大
C.小灯泡变亮 D.滑动变阻器阻值变大
8.(2024·四川自贡·中考真题)如图是滑动变阻器的结构示意图,当滑片P向右移动时,要使连入电路中的电阻变大,应选择的接线柱为( )
A.A和B B.A和D C.B和C D.B和D
9.(2020·广西梧州·中考真题)如图甲是常用的一种可调风速的小风扇,图乙为其用于调风速的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连,转动旋钮,通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变风扇风速,下列分析正确的是( )
A.若将a、c接入电路中,逆时针转动旋钮时,风扇风速加快
B.若将a、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速减弱
C.若将a、b接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速加快
D.若将b、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速加快
10.(2024·吉林·中考真题)某调光台灯简化电路图如图所示,电源电压保持不变。为使台灯变亮,滑片应向 端移动。台灯工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片,台灯一直很亮且亮度不变,电路发生的故障可能是滑动变阻器 。
11.(2021·广西贺州·中考真题)如图所示,电路中一根导线已经与滑动变阻器的B接线柱连接,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,要使滑动变阻器的电阻变小,另一根导线应与滑动变阻器的 (选填“A”、“C”或“D”)接线柱连接,滑动变阻器是通过改变电阻丝的 来改变电阻的大小。
【核心精讲】
知识点01 电阻
知识
概念
理解
电阻
(1)电阻:导体对电流 的大小。
(2)单位:Ω、kΩ、MΩ.
1 kΩ = Ω 1MΩ = kΩ.
(3)电阻是导体本身的一种 ,与电流、电压无关。
2. 影响电阻大小的因素
、 、 和 。
(1)半导体:导电性能介于导体和 体之间,称做半导体。利用半导体材料可以制作二极管、三极管、 电路。
(2)超导现象:某些物质在很低的温度时,电阻就变为 。
知识点02 变阻器
知识
概念
理解
变阻器
(1)滑动变阻器的接法
①按照“ ”的方式接入电路中。
②滑片向靠近下接线柱的方向移动,电阻变 ,可简记为:“近下电阻变小,远下电阻变大”。
(2)电阻箱
调节旋盘就能得到0 ~×××××Ω(通常为9999.9Ω)之间的任意阻值。各旋盘对应的指示点的示数乘以面盘上标出的倍数,加在一起,就是接入电路的阻值。
变阻器在生产和生活中的一些应用实例:亮度可变的台灯、转速可变的电风扇、舞台用到的调音台、汽车油量表、称重仪、测高仪等。
【命题预测】
1.半导体材料在电子产品的制造中有着非常重要的作用。以下说法正确的是( )
A.半导体材料的导电性能低于绝缘体
B.用半导体材料输电可以减少电能损耗
C.用半导体材料制作的发光二极管具有单向导电性
D.用半导体材料制成的发光二极管两根引脚中较长的为负极
2.铅笔芯的型号主要根据石墨和粘土的比例来划分,如“B”型号笔芯,“B”前的数字越大,则石墨含量越高。下列四种铅笔芯串联在电路中,它们长度相同,标注了各自的直径和型号,其中电阻最小的是( )
A.A B.B C.C D.D
3.【数形结合】如图是某实验小组的同学根据实验数据画出的某小灯泡灯丝的I—U关系的图像,由图像可以判断( )
A.灯丝的电阻是 B.灯丝的电流与电压成正比
C.灯丝的电阻与电流成反比 D.当电流为0.2A时,灯丝的电阻小于
4.【新情境】联系生活自然光照不足与青少年近视率激增息息相关,健康光环境已成为当下青少年群体迫切的需求。月影灯具采用高品质LED光源,引领家用照明迈入了一个全新的自然光照明纪元。LED灯的材料主要是( )
A.金属 B.半导体材料 C.橡胶 D.超导材料
5.【核心素养】科学小实验晓雯同学利用闲置物品自制如图甲所示的调光小台灯,图乙是其电路原理图,使用两节新干电池串联作为电源(电源电压为),L是小灯珠,标有“”字样,R是由镍铬合金丝制成的最大阻值为的变阻器,指针P是金属滑片。下列说法正确的是( )
A.变阻器R的工作原理是改变了电阻丝的总长度
B.指针P顺时针调节过程中灯泡变暗
C.指针P逆时针调节过程中变阻器R两端电压变大
D.为了防止灯珠烧坏,调节时变阻器阻值不能小于
6.【模型建构】在“设计制作调光灯”的实践活动中,同学们用相同的铅笔芯、曲别针、导线夹、电源(电压不变)等器材设计了如图所示的四种方案(导线夹、曲别针和铅笔芯均接触良好),当曲别针从铅笔芯的一端滑动到另一端时,小灯泡的亮度变化最大的是( )
A. B.
C. D.
7.如题图甲所示是常见导体导电性能的排序,家庭电路一般选用 作为导线的材料。滑动变阻器电阻丝常用 (选填“铁丝”或“镍铬合金丝”)制作。图乙所示的六根导线,电阻最大的是 (填字母序号)。
8.下图为电动汽车“油门”模拟图.脚往下踩“油门”时,滑片绕O点在电阻圈上逆时针转动,此时接入电路的电阻变 ,电流表的示数变 .
9.水果电池供电时是将 能转化为电能,其电压由电压表直接测量,如图甲可知铜片是 极;乙图中电阻箱的示数是 Ω。
10.【跨学科实践】跨学科实践探究中,将夹子、在铅笔芯上左右移动可以改变小灯泡的亮度,由此可以制作成调光灯,如图所示,闭合开关后,当夹子不动,向右移动,小灯泡将 (选填“变亮”或“变暗”)。
11.【核心素养】科学探究用如图所示实验装置比较镍铬丝与康铜丝电阻的大小,木板上安装有A、B、C、D四根金属丝(其中A、C、D长度相同,C的横截面积是其余金属丝的两倍)。他将选用的金属丝分别接入图中电路进行实验(电源两端电压不变)。请回答下列问题:
实验次数
金属丝
电流
1
镍铬
2
康铜
(1)将导线夹接在镍铬丝两端,由于其电阻大小未知,与电流表 联的小灯泡可以避免电路中的 过大,起到保护电路的作用。闭合开关,把电流表的示数记录在上表中。
(2)接下来,应将导线夹接在 (填写图中字母序号)康铜丝的两端,记录电路中的电流值。
(3)运用转换法,电阻的大小可以通过 的大小判断。根据表中数据可得:当其他条件相同时, 丝电阻较小。
(4)我们已经知道:灯丝温度越高,其电阻越大,这会影响电路中的电流大小;而更换金属丝的阻值发生变化,也会影响电路中的电流大小。则上述实验过程是否会对(3)问的判断结果产生影响? (选填“是”或“否”)。请你结合欧姆定律的知识分析解释: 。
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$$模块三 电学
专题06 电路、电流、电压和电阻
目 录
01考情透视·目标导航 1
02知识导图·思维导航 2
03核心精讲·题型突破 3
考点一 电路 3
【真题研析】 3
►考法01 摩擦起电 3
►考法02 电路与电路设计 5
►考法03 电路故障分析 7
【核心精讲】 9
知识点01 电荷与电路 9
【命题预测】 10
考点二 电流 15
【真题研析】 15
►考法01 电流 电流的测量 15
►考法02 探究串联电路、并联电路中电流的规律 16
【核心精讲】 18
知识点01 电流与电流测量 18
知识点02 串、并联电路中电流的规律 19
【命题预测】 19
考点三 电压 25
【真题研析】 25
►考法01 电压 电压的测量 25
►考法02 探究串联电路、并联电路中电压的特点 27
【核心精讲】 30
知识点01 电压与电压表 30
知识点02 串、并联电路中电压的特点 30
【命题预测】 30
考点四 电阻 36
【真题研析】 36
►考法01 电阻的概念 36
►考法02 探究影响导体电阻大小的因素 37
►考法03 变阻器 40
【核心精讲】 43
知识点01 电阻 43
知识点02 变阻器 43
【命题预测】 43
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01考情透视·目标导航
考点要求
课标要求
命题预测
电路
2.4.1 观察摩擦起电现象,了解静电现象。了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。
3.4.1 知道从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。
3.4.2 知道电压、电流和电阻。
3.4.3 会使用电流表和电压表。
3.4.4 会看、会画简单的电路图。会连接简单的串联电路和并联电路。能说出生产生活中采用简单串联电路或并联电路的实例。
4.2.11探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
《电路、电流、电压、电阻》常以选择题、填空题、实验探究题形式考查。考查命题点有:电路识别与设计,串、并联电路特点,电流及电流表使用,电压及电压表使用,电阻概念及影响因素,变阻器使用等。常结合生活实例、实验情境,以文字、实物图或电路图呈现。其中,电路故障分析、动态电路分析、利用欧姆定律进行计算是常考热点,探究串、并联电路电流和电压规律,电阻的测量以及电流与电压、电阻关系的实验也常出现在实验题中。
电流
电压
电阻
02知识导图·思维导航
03核心精讲·题型突破
考点一 电路
【真题研析】
►考法01 摩擦起电
1.(2024·西藏·中考真题)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近静止在空中的轻质小球时,小球远离橡胶棒。则橡胶棒和小球( )
A.都带正电 B.都带负电
C.橡胶棒带负电,小球带正电 D.橡胶棒带正电,小球带负电
【答案】B
【详解】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,当用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近静止在空中的小球时,小球远离橡胶棒,说明小球和橡胶棒带同种电荷,则小球也带负电,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.(2024·黑龙江牡丹江·中考真题)气球与头发摩擦后能够吸引轻小物体,下列事例与此现象原理相同的是( )
A.验电器带电后两片金属箔张开 B.在干燥的天气里,衣服表面容易吸附灰尘
C.用磁铁靠近铁钉,铁钉被吸引 D.两块磁铁的N、S极靠近时会相互吸引
【答案】B
【详解】气球与头发摩擦后带上电荷,带电体能吸引轻小物体。
A.验电器带电后两片金属箔张开的原理是同种电荷相互排斥,故A不符合题意;
B.在干燥的天气里,衣服表面容易吸附灰尘的原因是因为衣服与身体摩擦带上了电荷,而带电体具有吸引轻小物体的性质,故B符合题意;
C.用磁铁靠近铁钉,铁钉被吸引是因为磁体周围存在磁场,铁钉在磁体周围被磁化,所以能够相互吸引,故C不符合题意;
D.两块磁铁的N、S极靠近时会相互吸引的原理是异名磁极相互吸引,故D不符合题意。
故选B。
3.(2024·广东广州·中考真题)如图,带负电的云层靠近建筑物上的避雷针时,向避雷针剧烈放电形成雷电,下列说法正确的是( )
A.云层带负电是由于失去了大量正电荷 B.云层带负电是由于摩擦创造了负电荷
C.放电时电荷从避雷针向云层方向移动 D.放电时电流方向是从避雷针流向云层
【答案】D
【详解】AB.云层带负电是由于云层与空气摩擦而带电的,在摩擦的过程中云层得到电子而带负电,摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,并没有创造电荷,故AB错误;
CD.物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。放电时,负电荷从云层流向避雷针,电流方向是从避雷针流向云层,故C错误,D正确。
故选D。
4.(2024·山东淄博·中考真题)小明模拟静电复印原理。他先用丝绸快速摩擦整块塑料板(图甲),使塑料板 ,再用手指在塑料板上写了一个“中”字(图乙),然后在塑料板上均匀地撒上一层细小干木屑,将塑料板缓慢竖起,在重力作用下干木屑下落,“中”字就在塑料板上显现出来了(图丙),“中”字能显现出来的原因:一是摩擦过的塑料板能 ,二是 。
【答案】 带电 吸引轻小物体 人体是导体
【详解】[1]他先用丝绸快速摩擦整块塑料板(图甲),电子在丝绸和塑料板之间发生转移,使塑料板带电。
[2]由带电物体具有吸引轻小物体的性质可知,经过摩擦过的塑料板能吸引轻小的物体。
[3]再用手指在塑料板上写了一个“中”字,因为人体是导体,可将电荷导走,这样木屑就能够掉下来。
5.(2024·山东菏泽·中考真题)电脑屏幕上“粘”了一层灰尘,小明想到了一个除尘办法:用塑料尺在头发上快速摩擦了几下,靠近电脑屏幕,灰尘就被吸下来。这是利用了带电体 的性质;塑料尺是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
【答案】 具有吸引轻小物体 绝缘体
【详解】[1] 用塑料尺在头发上快速摩擦了几下后发生摩擦起电现象,塑料尺变成了带电体,而带电体具有吸引轻小物体的性质,所以将塑料尺靠近电脑屏幕,灰尘就被吸下来。
[2] 塑料尺导电性很差,属于绝缘体。
►考法02 电路与电路设计
6.(2024·江苏徐州·中考真题)如图所示电路,闭合开关,电路所处的状态是( )
A.通路 B.断路 C.短路 D.无法判断
【答案】C
【详解】由题图可知,当开关闭合时,相当于一根导线直接接在电源的两端,此时电路短路,电源可能被烧坏。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.(2023·四川自贡·中考真题)用充电宝给手机充电时,充电宝相当于电路中的( )
A.用电器 B.开关 C.电源 D.导线
【答案】C
【详解】充电宝给手机充电时,充电宝提供电能,相当于电路中的电源,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.(2024·辽宁·中考真题)手持小风扇的简化电路如图所示,下列说法正确的是( )
A.开关和电动机是并联的
B.导线通常用半导体材料制成
C.电池的作用是为电动机提供电能
D.通电后电流从电池负极经电动机流向正极
【答案】C
【详解】A.开关要控制电动机的通断,所以开关和电动机是串联的,故A错误;
B.导线一般是用导体材料来制成的,故B错误;
C.电池是电源,电源的作用就是为电动机提供电能的装置,故C正确。
D.通电后,电流从电池的正极经电动机流向电池的负极,故D错误。
故选C。
9.(2024·广西·中考真题)下图是水果电池和发光二极管()组成的电路。下列电路图与其对应的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】水果电池相当于电源,由图可知,电路中电池和发光二极管串联,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
10.(2024·山东淄博·中考真题)为停车场设计“车位占用”提醒模拟电路,要求车位被占用时,该车位上方只有红色指示灯亮;车位未被占用时,上方只有绿色指示灯亮。下列电路能实现上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题意可知,车位被占用时,该车位上方只有红色指示灯亮;车位未被占用时,上方只有绿色指示灯亮,说明红灯和绿灯独立工作,互不影响,是并联的,且每盏灯都有各自的控制开关,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
11.(2024·四川自贡·中考真题)在图所示的电路图中,闭合开关S1、S3,断开开关S2,则小灯泡L1、L2是 (选填“串”或“并”)联;若同时闭合开关S1、S2、S3,则会造成电路 。
【答案】 并 短路
【详解】[1]由图可知,当闭合开关S1、S3,断开开关S2,电流分成两条支路分别通过两个灯泡,则小灯泡L1、L2是并联的。
[2]若同时闭合开关S1、S2、S3,电流从电源正极不经过用电器直接回到负极,会造成电路短路,烧毁电源。
►考法03 电路故障分析
12.(2023·四川巴中·中考真题)在探究“小灯泡电功率”的实验中,设计了如图所示的电路图。正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表始终无示数,电压表有示数且接近电源电压,则电路中可能存在的故障是( )
A.灯泡L短路 B.灯泡L断路
C.电阻短路 D.电阻断路
【答案】B
【详解】A.若灯泡L短路,则电压表并联在导线两端,电压表无示数;电路总电阻会减小,由欧姆定律可知,电路电流会增大,电流表示数会增大,故A不符合题意;
B.若灯泡L断路,电压表串联接入电路,电压表的示数接近电源电压;由于电压表的内阻很大,所以不管怎么调节滑动变阻器,电路电流都极小,电流表无示数,故B符合题意;
C.若电阻短路,则电路总电阻会减小,电路电流会增大,电流表和电压表的示数都会增大,故C不符合题意;
D.若电阻断路,则整个电路都没有电流通过,电流表和电压表均无示数,故D不符合题意。
故选B。
13.(2022·山东泰安·中考真题)如图所示电路中,电源电压恒定。闭合开关,电路正常工作一段时间后,灯泡突然熄灭,电路中只有两个电表有示数。电阻或灯泡仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中( )
①可能灯泡断路 ②可能灯泡短路
③可能电阻断路 ④可能电阻短路
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有②④正确 D.只有①③正确
【答案】A
【详解】由图得,灯泡L与电阻R串联,电流表测量电路电流,电压表V1测量灯泡L的电压,电压表V测量电源电压。若灯泡断路,电路中没有电流,电流表示数为0,电压表V1、V均与电源相连接,因此电压表V1、V均有示数;若灯泡短路,电中只有电阻R工作,电路中有电流,电流表有示数,灯泡两端无电压,即电压表V1示数为0,电压表V仍测量电源电压,仍有示数;若电阻断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表V1被断开,无示数,电压表V仍测量电源电压,仍有示数;若电阻短路,电路中有电流,电流表有示数,电压表V、V1都测量电源电压,都有示数,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
14.(2021·辽宁铁岭·中考真题)如图所示的电路板,正面只有一个开关和两个灯泡,电源及导线均在电路板背面。闭合开关,看见L1发光,L2不发光,用灯泡L3替换L1,发现L2和L3同时发光,忽略温度对灯丝电阻的影响。下列判断正确的是( )
A.L3和L2是并联的 B.L2不发光的原因是灯丝断了
C.L1的电阻大于L3的电阻 D.L3替换L1后,电路的总功率变小
【答案】C
【详解】A.闭合开关,看见L1发光,L2不发光,如果两个灯泡并联,用灯泡L3替换L1,L2仍然不发光,所以L2和L3串联,故A错误;
B.L1和L2串联,L1发光,说明电路是通路,L2不发光是因为它的功率较小,故B错误;
C.L1和L2串联,L1发光,L2不发光,L1的功率较大,串联电路中各处的电流相等,由P=I2R可知L1的电阻较大,L2的电阻较小,用灯泡L3替换L1,L2和L3同时发光,说明通过L2的电流增大,忽略温度对灯丝电阻的影响,由可知电路的总电阻减小,L2的阻值不变,由电阻的串联可知L3的阻值变小,L1的电阻大于L3的电阻,故C正确;
D.L3替换L1后,电路的总电阻减小,由可知电路的总功率变大,故D错误。
故选C。
15.(2023·江苏宿迁·中考真题)学校走廊的吸顶灯不亮了,其内部结构如图甲所示,主要由电源模块和21颗相同的LED灯珠串联组成,电路如图乙所示(灯泡符号 表示LED灯珠,省略号表示未画出的灯珠)。通过查阅资料获得该吸顶灯的信息如下:单个LED灯珠的额定电流为0.3A,额定电压为3.3V。电源模块输出的电压U可在40~90V范围内变化,从而使输出电流恒定为0.3A。
(1)通过检查,发现AB间的LED灯珠发生了 故障,导致所有灯珠都不亮;
(2)用一根导线将AB两点连接起来,接通电源后,该吸顶灯又亮了,这些发光的灯珠 (选填“能”或“不能”)正常发光,此时吸顶灯的功率为 W。
【答案】 断路/开路 能 19.8
【详解】[1]21颗相同的LED灯珠串联组成,所有灯珠将不亮,说明电路中没有电流通过,可能是AB间的LED灯珠发生了断路。
[2]电源模块输出的电压U可在40~90V范围内变化,从而使输出电流恒定为0.3A。所以AB两点一个灯珠坏了,用导线将AB两点连接起来,电源模块会调节输出电压,使得灯珠可以正常发光。
[3]单个LED灯珠的额定电压为3.3V,AB间的LED灯珠被短路后,20个灯珠串联接入电路中, 由串联电路的电压特点可知,电源模块的输出电压:U=20U额=20×3.3V=66V
吸顶灯输出电流恒定为0.3A,故此时吸顶灯的功率为:
P=UI=66V×0.3A=19.8W
【核心精讲】
知识点01 电荷与电路
知识
概念
电荷与
电路
(1)摩擦起电现象
用摩擦的方法使物体带电叫做摩擦起电。带电的物体能吸引轻小物体。
(2)两种电荷及相互作用
①两种电荷
正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做正电荷。
负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做负电荷。
②电荷间的相互作用规律:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
(3)导体和绝缘体
(4)电路
①组成:电源、用电器、开关和导线四种电路元件。
②电路图。
③通路、断路、短路
通路:正常接通的电路,用电器能工作;断路:某处被断开、无电流通过的电路;短路:短路就是指直接用导线将电源正、负极相连的电路。发生短路时,用电器不工作,电路中有很大的电流,会烧坏电源引起火灾。
(5)串联电路和并联电路。
(6)串、并联电路的设计。
【命题预测】
1.【新素材】古代医书南北朝陶弘景的《名医别录》中有记载:“琥珀,唯以手心摩热者拾芥为真。”这是古人利用静电现象辨别琥珀真假的经典描述,下列不属于静电现象的是( )
A.冬天梳头时,头发会越梳越乱,甚至“怒发冲冠”
B.初春晴朗的天气,手碰到金属门把手时有被电击的感觉
C.工作一段时间后的风扇扇叶表面有灰尘
D.向两张纸中间吹气,两张纸会靠拢
【答案】D
【详解】A.冬天梳头时,头发因摩擦带上了同种电荷,同种电荷相互排斥,导致了头发比较蓬松,属于静电现象,故A不符合题意;
B.手碰到金属把手时有被电击的感觉,是由于在走路的过程中人体因摩擦带电,与静电现象有关,故B不符合题意;
C.每天都工作的风扇扇叶表面经常有灰尘,这是因为风扇工作时,扇叶表面有静电而吸附灰尘,属于静电现象,故C不符合题意;
D.当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小。纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流速越大的地方压强越小。不属于静电现象,故D符合题意。
故选D。
2.用掸子打扫卫生时,掸子与桌面摩擦,能轻松将灰尘和头发等轻小物体吸走。若掸子和桌面摩擦带负电,此过程中( )
A.创造了电荷 B.掸子得到了电子
C.掸子带负电说明它是导体 D.掸子和桌面带同种电荷
【答案】B
【详解】A.电荷不能被创造,是掸子与桌面摩擦转移了电荷,故A不符合题意;
BD.掸子与桌面摩擦的过程中,掸子得到电子带负电,桌面失去电子带正电,掸子和桌面带异种电荷,故B符合题意,D不符合题意;
C.掸子与桌面摩擦后电子发生了转移,成为了带电体,不能说明它是导体,故C不符合题意。
故选B。
3.【跨学科实践】跨学科实践“能量小勇士”兴趣小组设计了一款有“双区双控”功能的水暖电热毯,既能单独控制A区电热丝(RA)工作,又能单独控制B区电热丝(RB)工作,也可实现双区同时工作,下列电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据题意可知,既能单独控制A区电热丝(RA)工作,又能单独控制B区电热丝(RB)工作,也可实现双区同时工作,说明两区电热丝工作互不影响,并联接入电路中,各自的电热丝都有一个开关控制,干路中有一个总开关,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.在某教室内安装有多功能显示屏、投影仪、照明灯、空调等用电器,这些用电器既可以单独工作,也可以同时工作,为学生创造了良好的学习环境。关于教室内的电路,下列说法中正确的是( )
A.多功能显示屏与控制它的开关是并联的
B.投影仪与空调可以单独工作,它们是并联的
C.照明灯可以同时亮,同时灭,它们是串联的
D.当插座发生短路时,所有用电器都会被烧坏
【答案】B
【详解】A.开关能控制多功能显示屏,说明开关与显示屏是串联的,故A错误;
B.投影仪与空调可以单独工作,互不影响,它们是并联的,故B正确;
C.照明灯可以同时亮,同时灭,但它们工作时互不影响,它们是并联的,故C错误;
D.当插座发生短路时,用电器中没有电流通过,所有用电器不会被烧坏,故D错误。
故选B。
5.【新情境】旅游景点在2024年国庆节期间,遂宁市多达22家的A级旅游景区,累计接待游客数量高达114.86万人次。值得一提的是,众多旅游景点在验票方式上进行了全面升级,当游客采用人脸识别且验证通过时,对应的开关S1会自动闭合;若游客选择刷码验证且顺利通过,那么开关S2将会闭合;此外,景区依然保留了人工验票的方式,工作人员能够手动将开关S3闭合,以此确保游客能够顺利进入景区游览观光。以下设计的开门控制电路符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题意知,三个开关,任何一个闭合,电路都能接通,使电动机工作,所以三个开关并联后,再与电动机串联,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.【新情境】科学小实验在学校科技节上,爱动手的小聪同学用橙子做了一个“水果电池”,点亮了发光二极管(LED),赢得了同学们的阵阵掌声。下列说法正确的是( )
A.发光二极管的材料是超导体,为水果电池提供电压
B.橙子内部是导体
C.点亮发光二极管是因为自由电荷在移动
D.想增加发光二极管的亮度,可并联更多的橙子
【答案】B
【详解】A.发光二极管是由半导体材料制成的,而不是超导体。故A错误;
B.橙子内部含有果汁,果汁中含有能够自由移动的离子,因此橙子内部是导体。这是水果电池能够工作的基础,因为导体才能传递电流。故B正确;
C.点亮发光二极管是因为有电荷的定向移动形成电流,而不仅仅是自由电荷在移动。如果电荷只是无规则地移动,那么它们不会形成电流,也就无法点亮发光二极管。故C错误;
D.并联橙子不能增加电压,只能增加电流供应,正确的方法是串联更多橙子以增加电压,从而提高亮度。故D错误。
故选D 。
7.冬天,手因为与衣服摩擦容易带上电荷,因为摩擦的过程中 发生了转移,手指握住一节干电池的正负两极,静电就消失了,因为电池的正负极是 体,把手上多余的自由电荷导入电池内进行中和。
【答案】 电子 导
【详解】[1][2]摩擦起电的原因是电子发生了转移;用干电池消除静电的原理是干电池两极聚集了正负电荷,手上多余的自由电荷通过正负极导入电池进行中和。
8.【跨学科】化学海洋电池靠海水中的溶解氧与铝反应产生电能,实现利用化学能为航海灯供电,航海灯L、LED指示灯与海洋电池连接如图。
(1)L与LED的连接方式是 联;
(2)若LED灯亮, 端为海洋电池的负极(选填“a”、“b”),此时导线cd中电流方向为 (选填“c到d”、“d到c”);
(3)海洋电池将 能转换成 能。
【答案】(1)并;(2) b c到d;(3) 化学 电
【详解】(1)用电器只能同时工作的是串联电路,可以独立工作的是并联电路。L与LED独立工作,互不影响,它们的连接方式是并联。
(2)[1][2]在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。若LED灯亮,根据LED灯的极性可判断,b端为海洋电池的负极,此时导线cd中电流方向为c到d,因为在电源外部,电流是从正极流向负极。
(3)海洋电池靠海水中的溶解氧与铝反应产生电能,即海洋电池将化学能转换成电能。
9.如图,若用导线连接A与B,C与D,则灯 发光。
【答案】L1、L2
【详解】如图,若用导线连接A与B,C与D,则L1与L2两端分别连接,再接入电路中,构成了并联电路,故两灯都发光。
10.【核心素养】科学思维如图所示,虚线方框示意是一个不透明的盒子,在盒内的a、b、c三个接线柱间安装有红灯、绿灯各一只,这两盏灯显露在盒子的面板上。当只闭合开关S1时,红灯发光;当只闭合开关S2时,红灯和绿灯都发光。请你在虚线方框内画出这两盏灯的连接电路图,并用L红、L绿分别表示红灯、绿灯。
【答案】
【详解】根据题意可知,当只闭合开关S1时,红灯发光;当只闭合开关S2时,红灯和绿灯都发光,这说明开关S1只控制红灯,开关S2控制红灯和绿灯,如图所示:
考点二 电流
【真题研析】
►考法01 电流 电流的测量
1.(2024·山东日照·中考真题)如图所示,取两个相同的验电器甲和乙,使甲带负电,乙不带电。下列分析正确的是( )
A.甲验电器带负电是因为它失去了电子
B.甲验电器的金属箔片张开是由于异种电荷相互吸引
C.用金属棒连接两金属球,乙验电器的金属箔片会张开
D.用金属棒连接两金属球的瞬间,棒中的电流方向由甲到乙
【答案】C
【详解】A.电子带负电,物体得到电子带负电,失去电子带正电,所以,甲验电器带负电是因为它得到了电子,故A错误;
B.甲验电器的金属箔片张开是由于同种电荷相互排斥,故B错误;
C.用金属棒把甲和乙连接起来,甲验电器金属箔片上的电子转移到B上,所以A的张角将变小,B验电器金属箔片的张角将变大,故C正确;
D.自由电子的定向移动方向与电流方向相反,金属杆和金属球接触的一瞬间,自由电子的移动方向从甲到乙,金属杆中电流方向是从乙到甲,故D错误。
故选C。
2.(2024·江苏宿迁·中考真题)在“探究并联电路电流特点”的活动中,部分电路如图所示,,,电流表有“”和“”两个量程,测量了电阻的电流为。为完成实验探究,做法正确的是( )
A.使用“”量程,只测量的电流
B.使用“”量程,只测量的电流
C.使用“”量程,分别测量支路和干路的电流
D.使用“”量程,分别测量支路和干路的电流
【答案】D
【详解】R1、R2并联,电压相等,由欧姆定律得,R1、R2电压为
R2电流为
干路电流为
则使用“”量程,分别测量支路和干路的电流,故ABC错误,D正确。
故选D。
3.(2023·江苏泰州·中考真题)如图甲所示电路,开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙所示,则通过R1的电流为 A,两电阻之比R1∶R2= ;只断开开关S2,电流表A1的示数将 (变大/变小/不变)。
【答案】 1.44 1∶4 变小
【详解】[1]由图可知,开关S1、S2闭合后,两电阻串联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2所在支路电流;两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙,根据并联电路电流规律可知,电流表A1选用分度值为0.1A的大量程,示数为1.8A,电流表A2选用分度值为0.02A的小量程,示数为0.36A,即通过R2的电流为0.36A。根据并联电路电流规律可得通过R1的电流为
[2]根据欧姆定律已经并联电路支路两端电压相等的规律可知
则
[3]只断开开关S2,此时电路由原来的两电阻并联变为只有R1的简单电路,流表A1只测通过R1的电流,总电阻变大,电压不变,根据欧姆定律可知,通过R1的电流变小,即电流表A1的示数变小。
►考法02 探究串联电路、并联电路中电流的规律
4.(2024·吉林长春·中考真题)在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中:
次数
1
0.18
0.24
0.42
2
0.22
0.22
0.44
3
0.20
0.26
0.46
4
0.14
(1)请根据图甲中的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整,使电流表测量流过小灯泡的电流。 连接电路时应 开关;
(2)用电流表分别测量A、B、C三点的电流,更换灯泡多次测量,将实验数据记录在表格中,其中第4次实验中B点的电流如图丙所示,则 ;分析数据可知:并联电路中电流的特点是 ;
(3)在第2次实验中测得A、B两点的电流相等,原因可能是 。
【答案】(1)见解析;断开;(2)0.28;;(3)选用规格相同的灯泡
【详解】(1)[1]由图甲得,两灯泡并联,开关在干路上,电流表测量流过小灯泡的电流,则电流表与L1串联,如图所示:
[2]为了保护电路,连接电路时应断开开关。
(2)[3]由图丙得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.28A。
[4]分析数据可知:并联电路中电流的特点是干路电流等于各支路电流之和,即
(3)[5]并联电路中各支路的电压相等,在第2次实验中测得A、B两点的电流相等,两灯泡的电阻相等,原因可能是选用的灯泡规格相同。
5.(2024·江苏苏州·中考真题)探究串联电路中电流的特点
(1)猜想:由于用电器耗电,电流流过用电器会减小;
(2)按图甲接好电路,闭合开关后发现灯不亮,为了找出原因,将电压表接在A、B两点间,闭合开关发现电压表有示数,说明有可能存在 故障;
(3)排除故障后,用电流表测出A点电流,如图乙所示,则 A,再测出B点电流,得到A、B两点电流相等。更换不同规格的灯泡,重复上述实验,都得到相同结论.由此判断猜想是 的;
(4)为进一步得出两个灯串联时电流的规律,小明按图丙连接电路,测量A、B、C三点的电流,得出;小华认为不需要再测量,在(3)结论的基础上,通过推理也可以得出相同结论,请写出小华的推理过程: 。
【答案】 L1断路 0.3 错误 因为,,所以
【详解】(2)[1]电压表有示数说明电压表与电源是连通的,灯不亮说明电路断路,即电压表并联的部分断路,即L1断路。
(3)[2]电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,即IA=0.3A。
[3]串联电路中电流处处相等,故猜想:由于用电器耗电,电流流过用电器会减小是错误的。
(4)[4]串联电路中电流处处相等,由(3)结论可知,IA=IB,又因为串联电路中电流处处相等,所以IB=IC,所以
IA=IB=IC
【核心精讲】
知识点01 电流与电流测量
知识
概念
理解
电流与电流测量
(1)电流I:表示电流强弱的物理量。
(2)电流的单位
①在国际单位制(SI)中:A。
②常用单位有mA、μA。
1A=103mA=106mμA
(3)电流表的使用:观察0刻度、量程与分度值;串联;电流从“+”接线柱流入;不允许接在电源两极。
若不知电流的大小,可以用试触法合理地选择电流表的量程。
知识点02 串、并联电路中电流的规律
知识
概念
理解
串、并联电路中电流的规律
(1)串联电路的电流规律
串联电路中,各处的电流相等。
表达式:I=I1=I2=I3=……=In
(2)并联电路电流的规律
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
表达式:I=I1+I2+I3+……+In。
电流的规律是通过探究实验得出的。
【命题预测】
1.如图,家庭装修时常用到铜导线,其外面包裹着塑料皮。下列说法正确的是( )
A.用铜做导线是因为它具有良好的导电性
B.塑料皮的主要作用是防止铜导线磨损
C.铜导线的电阻一定比铁导线的电阻小
D.通电时,导线内自由电子定向移动的方向与电流方向相同
【答案】A
【详解】A.铜导线的作用是导电,用铜做导线是因为它具有导电性能良好,故A正确;
B.塑料皮的主要作用是防止铜导线漏电,故B错误;
C.导线的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,铜导线的电阻不一定比铁导线的电阻小,故C错误;
D.自由电子带负电,通电时,导线内自由电子定向移动的方向与电流方向相反,故D错误。
故选A。
2.【新情境】生产实践加油站工作人员因与物体摩擦带负电,需进行静电清除,工作人员只需手摸静电消除杆上端的圆球即可,如图所示。则( )
A.人与物体摩擦起电时创造了负电荷
B.摩擦时人体失去电子
C.静电消除杆上端的圆球可以用橡胶或陶瓷制成
D.清除静电时金属杆中电流方向从下向上
【答案】D
【详解】A.人身体与衣物摩擦带电,摩擦起电的实质是电荷发生了转移,而不是创造了电荷,故A不符合题意;
B.工作人员因与物体摩擦带负电,人体因为得到了电子而带负电,故B不符合题意;
C.杆上端的圆球是导体,能把人体的负电荷导入大地,而橡胶或陶瓷是绝缘体,不能导电,故C不符合题意;
D.人体带有负电,电子会由人体通过金属杆流向大地,物理学规定:电流的方向为正电荷移动的方向,电流会由大地流向人体,则清除静电时金属杆中电流方向从下向上,故D符合题意。
故选D。
3.【新情境】科学实践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
【详解】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.小更同学利用三个电流表和若干小灯泡做实验,验证并联电路干路电流是否等于各支路电流之和,连接的电路如图所示。下列说法中错误的是( )
A.该实验中应采用多种规格的小灯泡
B.该实验电流表能同时测量三处的电流,比用一个电流表先后测量各处电流时的测量结果更准确
C.闭合开关后,A3表的指针会反向偏转
D.为完成实验,可将导线1接在灯上的线头改接到A2的负接线柱上
【答案】B
【详解】A.为得出普遍性的结论,该实验中应采用多种规格的小灯泡,故A正确,不符合题意;
BC.本实验中,两灯并联,A1测干路的电流,A2和 A3串联,但电流从A3负接线柱流入,闭合开关后, A3表的指针会反向偏转,这是不允许的,且该电路三块电流表不能同时测出三个位置的电流,故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.根据实验目的,A1测干路的电流,A2测L1的电 流,A3测L2的电流,故可将导线1接在灯L2上的线 头改接到A2的负接线柱上,故D正确,不符合题意。
故选B。
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变,各电路元件均完好。小王认为:闭合开关后,电路变为并联电路,因为分流,所以电流表A1示数变小。小金认为:闭合开关后,电路变为并联电路,因为各支路互不影响,故移动滑片不能改变电流表A1的示数。则( )
A.小金和小王都是正确的 B.只有小金是正确的
C.只有小王是正确的 D.小金和小王都是错误的
【答案】D
【详解】开关闭合前,电路中只有定值电阻工作,电流表A1测量通过定值电阻的电流,电流表A2示数为0。闭合开关后,变阻器与定值电阻并联,由于并联电路互不影响,故定值电阻中的电流不变,A2测量变阻器中电流,A1测量干路电流。并联电路中干路电流等于支路电流的和,故开关闭合后A1示数变大。若调节变阻器滑片,该支路中电流发生变化,干路中电流也发生变化,即A1示数是变化的。故两人都是错误的,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.老师在课堂上带来了自制的“小魔盒”,如图甲所示,闭合开关灯泡都亮,断开开关,灯泡都灭。小明激动的说到,这一定是个串联电路,小郭却说,不一定!请问,在不打开纸盒的前提下,你有什么办法确认灯泡是串联还是并联? 。在学完电流表正确使用后,小明同学用电流表测量电路中的电流,电流表示数如图乙所示,他开心的读到1.9A,细心的小郭却认为小明读错了,请你帮小明找找问题所在? 。
【答案】 见解析 电流表选用表小量程,却按大量程读数了
【详解】[1]串联电路中,一个灯不工作,另一个灯也不能工作;并联电路各支路可独立工作、互不影响。拧下其中任一灯泡,观察另一个灯泡是否发光,若不发光,则一定是串联电路,若另一个灯泡仍发光,则一定是并联电路。
[2]乙图中,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.38A,小明读数错误,原因是电流表选用小量程,却按大量程读数了。
7.图为家用插线板,A线接入家庭电路中,B线接手机,C线接电脑,手机和电脑的连接方式是 ;两个用电器在充电过程中,A、B两处电流的大小关系为IA IB。
【答案】 并联 >(大于)
【详解】[1]家庭电路中的用电器是并联的,并联电路各用电器互不影响,例如把手机拔掉不影响电脑的使用,同理,把电脑拔掉,不影响手机的充电。
[2] 电流从A处流入,分别经过手机和电脑,所以A处电流是总电流,B、C处电流是支路电流,总电流大于支路电流,所以IA>IB。
8.【联系生活】晚上我们在街头看到的“满天星”是由一串串小彩灯组成。如图是一串小彩灯电路示意图,共有60只相同的小彩灯串联组成,若通过灯的电流是0.15A,则电路中总电流是 A。
【答案】0.15
【详解】串联电路的电流处处相等,则电路中总电流是0.15A。
9.【核心素养】科学探究物理实验课堂,同学们用定值电阻探究“并联电路中的电流规律”,请回答下列问题。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态。
(2)某小组实验时记录的数据如下表,其中支路电流如图所示,其电流值为 A。
支路电流
支路电流
干路电流I/A
0.25
0.57
(3)补充数据后,得出结论:并联电路中, 。
(4)为使结论具有普遍性,可采用的方法: 。(写出一个即可)
【答案】(1)断开;(2)0.32;(3)干路电流等于各支路电流之和;(4)换用不同规格的灯泡测量多组数据
【详解】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)由图可知,电流表选择的是小量程,分度值为0.02A,此时电流表示数为0.32A。
(3)由实验数据可知干路电流与两条支路电流的关系为
可得初步结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
(4)测出了一组电流立即得出了并联电路的电流规律,实验次数太少,结论有偶然性,应换用不同规格的灯泡测量多组数据。
10.【核心素养】科学探究探究串、并联电路中电流的特点。
(1)按图甲接好电路,闭合开关后发现灯不亮,为了找出原因,将电压表接在A、B两点间,闭合开关发现电压表有示数;将电压表接在B、C两点间,闭合开关发现电压表无示数,原因可能是 ;(故障只有一处)
(2)如图乙,电流表测量的是灯泡 的电流。请在原图上修改一条导体,在修改的导线上打“×”,重新画一根线代表导线,使电流表测干路的电流;
(3)如图丙所示,在某次实验中两灯均发光,且测得A、B两点的电流相等,原因可能是 。若某次测量时,两灯均发光,B、C两处的电流表(电流表无损坏)指针的位置均如图丁所示,则通过A处的电流为 A。
【答案】(1)灯断路了;(2) ;(3)两灯规格相同 1.2
【详解】(1)图甲中,闭合开关后发现灯不亮,可能电路中出现断路,将电压表接在A,B两点间,电压表有示数,说明A、B两点与电源的正负极之间是连通的,将电压表接在B、C两点间,闭合开关发现电压表无示数,说明B、C两点与电源的正负极之间有断路之处,可能A、B间有断路之处,可能灯泡L1断路。
(2)[1]由图乙可知,电流表和灯泡L1在一条支路,电流表测量灯泡L1的电流。
[2]电流表测出干路中的电流,电流表要接在干路上,如图所示:
(3)[1]由图丙可知,灯泡L1和L2并联,A点在灯泡L1的支路中,B点在灯泡L2的支路中,由并联电路电压的规律可知,两个灯泡两端的电压相等,两个灯泡规格相同,由欧姆定律可知通过两个灯泡的电流相等,所以A、B两点的电流相等。
[2]由图丙可知,灯泡L1和L2并联,A点在灯泡L1的支路中,B点在灯泡L2的支路中,C点在干路中,由并联电路电流的规律可知C处的电流表选择大量程,分度值是0.1A,示数是1.5A,B处的电流表选择小量程,分度值是0.02A,示数是0.3A,A处的电流为IA=IC-IB=1.5A-0.3A=1.2A
考点三 电压
【真题研析】
►考法01 电压 电压的测量
1.(2024·山东泰安·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关后,电路中各元件正常工作,两个相同的电流表(均有,两个量程)指针偏转的角度相同。一段时间后电流表指针偏转的角度突然变为原来的,若定值电阻或出现了断路故障,其它元件均完好。针对故障电路的观察分析,下列说法正确的是( )
A.电压表示数为零 B.电流表的示数一定大于的示数
C.一定是电阻出现了断路故障 D.一定是电阻出现了断路故障
【答案】C
【详解】分析电路可知,、并联。电流表测干路电流,电流表测电流,电压表测电源电压。
A.电压表测电源电压,所以电压表示数不为零,故A错误;
BCD.两个相同的电流表(均有,两个量程)指针偏转的角度相同,根据并联电流规律,可知电流表选用大量程,电流表选用小量程,且电流表示数是电流表示数的5倍。一段时间后电流表指针偏转的角度突然变为原来的,则电流表和电流表示数相等,所以故障是电阻出现了断路故障。故C正确,BD错误。
故选C。
2.(2024·山东菏泽·中考真题)如图所示,电源电压恒定。下列说法正确的是( )
A.只闭合,电阻R与灯泡L并联
B.只闭合,电压表测量电阻R两端电压
C.先闭合,再闭合,灯泡L亮度变大
D.先闭合,再闭合,电流表示数变大
【答案】C
【详解】AB.只闭合,电路依次经过电阻R与灯泡L回到负极,电阻R与灯泡L串联,电压表并联在电源两端,测电源电压,故AB错误;
CD.先闭合,电阻R与灯泡L串联,电流表测电路电流,有示数,再闭合,电阻R与电流表被短路,则电流表无示数,所以电流表示数变小,总电阻变小,根据,电路中电流变大,则灯泡L亮度变大,故C正确,D错误。
故选C。
3.(2023·内蒙古呼和浩特·中考真题)如图为某实验小组设计的电路,电源电压保持不变。闭合开关后电路正常工作,一段时间后,发现只有一只电表示数变大,经排查,故障只发生在电阻R或灯L上,则以下分析正确的是( )
A.一定是灯L短路 B.可能是灯L断路
C.可能是电阻R短路 D.可能是电阻R断路
【答案】B
【详解】由图可知,灯泡和电阻R串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流。因为电压表V1测量电源电压,电源电压不变,它的示数不变。
AB.如果灯L短路,电压表V2被短路,电压表V2的示数为零,电路中只有R的简单电路,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,电流表的示数变大;如果灯L断路,电压表V2串联在电路中,电压表V2的示数等于电源电压,它的示数变大,由于电压表的内阻很大,通过电路的电流很小,电流表的示数几乎为零,故B符合题意,A不符合题意;
C.如果电阻R短路,电路中只有L的简单电路,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,电流表的示数变大,电压表V2测量电源电压,电压表V2的示数变大,故C不符合题意;
D.如果电阻R断路,电路断路,电压表V2和电流表的示数为零,电压表V2和电流表的示数都变小,故D不符合题意。
故选B。
4.(2024·江苏淮安·中考真题)如图所示,取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,制成一个水果电池。
(1)用电压表测量电压,该水果电池电压为 V,水果电池是将 能转化为电能;
(2)该水果电池正极是 (填“铁片”或“铜片”);
(3)为获得更高电压,可以将多个水果电池 联。
【答案】(1) 0.6 化学;(2)铜片;(3)串
【详解】(1)[1]由图可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为0.6V,即该水果电池电压为0.6V。
[2]水果电池是利用水果中的化学物质与金属片发生反应而产生电能,故是将化学能转化为电能。
(2)使用电压表时要让电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,故铁片为负极,铜片为正极。
(3)串联电压等于各电池电压之和,故将水果电池串联后可以提供更高的电压。
5.(2023·湖南怀化·中考真题)在图所示电路中,闭合开关后电压表的示数为2.5V,V的示数为4.5V,则电路的电源电压为 V,灯两端电压为 V。
【答案】 4.5 2
【详解】[1]由电路图知,两灯串联,电压表V测电源电压,V1测灯L1两端的电压,V2测灯L2两端的电压,所以电源电压为4.5V。
[2]据串联电路的电压特点得,灯L2两端电压
U2=U-U1=4.5V-2.5V=2V
►考法02 探究串联电路、并联电路中电压的特点
6.(2024·山东东营·中考真题)某小组在“探究并联电路中电压的特点”实验中。
(1)如图甲,根据电路图,用笔画线表示导线,将实物连接起来 ;
(2)连接电路时,开关处于 状态;
(3)正确连接好电路后,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,为 V;
(4)测得灯泡L1两端电压后,再测得灯泡L2两端电压和A、B两端电压,记录数据。改变两个小灯泡的规格,重复以上操作,其目的是 ;
(5)评估交流环节,有同学提出:实验中连接完电路,闭合开关,发现电压表指针反向偏转,原因是 。
【答案】(1);(2)断开;(3)2.8;(4)多次测量,以得到普遍的规律;(5)电压表正、负接线柱接反
【详解】(1)由图甲电路图可知,L1、L2并联,电压表测L1两端电压。可以根据电流路径法连接实物电路,电流从电源正极出发,先分为两条路径,分别经过L1、L2,之后汇合,再经过开关,回到电源负极;最后将电压表并联在L1两端,因电源为2节干电池,电源电压约为3V,所以电压表选择0~3V量程,注意电流从“3”接线柱流入、从“-”接线柱流出。作图如下:
(2)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(3)由图乙可知,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.8V。
(4)探究并联电路中电压的特点,多次实验的目的是多次测量,以得到普遍的规律。
(5)闭合开关,电压表指针反向偏转,说明电流从“-”接线柱流入、从“+”接线柱流出,原因是电压表正、负接线柱接反。
7.(2024·陕西·中考真题)在“探究串联电路电压的特点”实验中。
实验次数
1
1.6
1.0
2.6
2
1.3
1.3
2.6
3
1.4
1.2
2.6
(1)将电压表接入电路前,观察到指针位置如图1所示,为保证测量结果准确,接下来应进行的操作是 ;
(2)实验电路如图2所示,请用笔画线代替导线将电路连接完整,使电压表测量小灯泡两端的电压;
(3)用电压表分别测出小灯泡L1两端的电压U1,L2两端的电压U2,L1和L2两端的总电压。换用不同规格的小灯泡多次实验,记录实验数据,如表所示。分析数据可知,串联电路两端的总电压与各部分电路两端的电压的关系为 (用本题中给出的字母写出关系式)。换用不同规格的小灯泡多次实验的目的是 。
【答案】(1)对电压表进行调零;(2);(3) 寻找普遍规律
【详解】(1)将电压表接入电路前,观察到指针偏向零刻度线的左侧,为保证测量结果准确,接下来应进行的操作是对电压表进行调零。
(2)由实物图可知电源电压是3V,因此电压表量程选择“”,如图所示:
(3)[1]由实验记录表格的数据可知
U1+U2=1.6V+1.0V=2.6V=U
U1'+U2'=1.3V+1.3V=2.6V=U'
U1''+U2''=1.4V+1.2V=2.6V=U''
则
[2]换用不同规格的小灯泡多次实验的目的是寻找普遍规律,避免实验的偶然性。
【核心精讲】
知识点01 电压与电压表
知识
概念
理解
电压与电压表
(1)用类比法理解电压的作用
电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因;电源是给用电器两端提供电压。
(2)电压的单位:V、kV、mV
1kV=103V,1V=103mV
(3)常见的电压值
一节干电池1.5V;手机电池3.7V;家庭电路220V;对人体安全的电压为不高于36V。
(4)电压表的使用
①使用前进行调零。
②电压表与被测用电器并联。
③电压表的“+”接线柱靠近电源的正极,“-”接线柱靠近电源的负极。
(4)被测电压不能超过电压表的最大量程。
实验室用电压表有三个接线柱,两个量程:
①使用“-”与“3”接线柱时,量程为0~3V,分度值为0.1V。
②使用“-”与“15”接线柱时,量程为0~15V,分度值为0.5V。
知识点02 串、并联电路中电压的特点
知识
概念
理解
串、并联电路中电压的规律
(1)串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和。U=U1+U2。
(2)并联电路电压的规律
(并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端电压相等。U=U1=U2。
(1)串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和,即U=1.5Vn;
(2)当把几节相同的新干电池并联时,并联电池组两端的电压等于一节干电池两端的电压1.5 V。
【命题预测】
1.【科学小实验】小田用装满盐水的气球连接在如图的电路中。手拉扯连接气球的导线,使气球变长(盐水与导线充分接触且气球不破裂),下面说法正确的是( )
A.气球内的盐水是绝缘体
B.小灯泡变得更亮
C.无论怎样拉动,电压表的示数都不变
D.若气球破裂,电压表的示数将变大
【答案】D
【详解】A.气球内的盐水容易导电,属于导体,故A错误;
BC.由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量的是盐水气球两端的电压;当用手向相反的方向拉扯连接气球的导线,气球变长变细,即长度增加,横截面积减小,故盐水气球的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,盐水气球的电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,其两端的电压变大,即电压表示数变大,由串联电路的电压规律可知灯泡两端的电压变小,由P=UI可知,灯泡的实际功率变小,亮度变暗,故BC错误;
D.若气球破裂,则电压表测电源电压,因此电压表的示数将变大,故D正确。
故选D。
2.小明同学连接了如图所示的电路,此时如果闭合开关,下列说法正确的是( )
A.电源被烧坏
B.电压表一定损坏
C.电压表示数接近电源电压
D.L1、L2都不亮,电压表无示数
【答案】C
【详解】图示电路为两灯泡与电压表串联,因为电压表的电阻非常大,以至于电路中几乎没有电流通过,故灯泡都不亮,电源与电压表也不会损坏,电压表通过两灯与电源连接,电压表测电源电压,示数接近电源电压,故ABD错误,C正确。
故选C。
3.小华家的苹果喜获丰收,她利用所学的物理知识制作了一个苹果电池,如图所示。下列说法正确的是( )
A.铜片为苹果电池的正极
B.将电压表移除,苹果电池的电压变小
C.将一只小灯泡接在苹果电池的铁片、铜片上,电流方向为:铁片-小灯泡-铜片
D.将5个这样的苹果电池并联可得到电压为3V的电源
【答案】A
【详解】A.由图可知,铜片连接电压表的正接线柱,铁片连接电压表负接线柱,所以铜片是正极,铁片是负极,故A正确;
B.苹果电池的电压取决于苹果自身,与电压表无关,故B错误;
C.电池外部,电流从正极流出,经用电器流回负极,所以将一只小灯泡接在苹果电池的铁片、铜片上,电流方向为:铜片-小灯泡-铁片,故C错误;
D.并联电池组的电压等于一节电池的电压,所以一个苹果电池电压为0.6V,则将5个这样的苹果电池并联可得到电压为0.6V的电源,故D错误。
故选A。
4.下列关于如图所示的电学仪器的使用方法或原理的说法正确的是( )
A.图甲:电流表应并联在电路中使用
B.图乙:电压表可以测量家庭电路的电压
C.图丙:验电器原理是同种电荷相互吸引
D.图丁:滑片向右移接入电路的电阻减小
【答案】D
【详解】A.电流表是用来测量电流强度的仪器,为了确保电流表能够准确测量通过它的电流,需要将电流表串联在电路中,故A错误;
B.家庭电路的电压是220V,图乙中电压表的量程远远小于这个值,而且实验室中的电压表只能测量直流电的电压,家庭电路是交流电,所以不能用电压表测量家庭电路的电压,故B错误;
C.同种电荷相排斥,异种电荷相吸引。验电器的原理是同种电荷相互排斥,当验电器带电时,验电器的两片金属箔会由于带同种电荷而相互排斥,金属箔会张开,故C错误;
D.由图丁可知,滑片向右移,滑动变阻器接入电路中的电阻丝变短,则滑动变阻器接入电路的阻值会减小,故D正确。
故选D。
5.【新素材】实时事件2024年8月25日,以“相聚电池名城 共创绿色未来”为主题的2024新能源电池产业发展大会在山东枣庄举行。来自全国各地高等院校、研发机构和知名企业的代表与会,共议新能源电池产业发展未来,共享产业发展新机遇。如图这种锂电池两端的电压为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】我国家庭用电电压为220V,常见一节干电池的电压为1.5V,一节蓄电池电压为2V,一块锂电池的电压为3.7V,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.小北同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。实验时,测量完灯泡L1两端电压后,小北将电压表连接A点接线转接至C点,接着测量L2两端电压,闭合开关,出现的现象是 ,引起该故障的原因是 。
【答案】 电压表指针反偏 电流从电压表负接线柱流入正接线柱流出
【详解】[1][2]已测出L1两端的电压,与A相连的为电压表正接线柱,与B相连的为电压表的负接线柱,小北将电压表连接A点接线转接至C点,接着测量L2两端电压,闭合开关,出现的现象是电压表指针反偏,引起该故障的原因是电流从电压表负接线柱流入正接线柱流出。
7.甲、乙是由同种材料制成的两导体,横截面积关系为S甲>S乙,现将他们并联接入电路,若通过它们的电流关系为I甲<I乙,则它们两端的电压关系为U甲 U乙,它们的电阻大小关系为R甲 R乙,(前两格均选填“>”“=”或“<”),根据上述条件,可判断两导体的长度关系为l甲 大于l乙(选填“一定”“可能”)。
【答案】 = > 一定
【详解】[1]甲、乙两导体并联在电路中,并联电路各支路两端电压相等,则它们两端的电压关系为。
[2]导体的电阻与导体的材料、横截面积和长度有关,材料相同时,横截面积越小、长度越长,导体的电阻越大,由题可知,通过它们的电流关系为,导体两端电压相等,根据可知。
[3]导体材料相同,横截面积关系为,因为,两导体的长度关系为一定大于。
8.小聪将两节新干电池并联后做成并联电池组,其总电压为 V;若他不小心用导线将电池组正负极相连,就会导致电路中发生 而烧坏电源。
【答案】 1.5 短路
【详解】[1]并联电路总电压等于每一支路电压,几节干电池并联组成的电池组总电压等于一节干电池的电压,一节新干电池的电压是1.5V,两节新干电池并联后做成并联电池组,其总电压为1.5V。
[2]用导线将电池组正负极相连,会发生电源短路,这样电流会很大,会烧坏电源。
9.【核心素养】科学探究小云和小霞一起探究串联电路的电压规律。
实验次序
UBc/V
1
1.5
1.5
3.0
2
1.2
1.2
2.4
3
1.0
1.0
2.0
(1)小云按图甲正确连接好电路后,闭合开关,两灯都不亮,电压表的示数为电源电压,电路中出现断路的可能是 (选填“”或“”)发生了断路;
(2)小霞连接好电路后,闭合开关,电压表的指针指向如图乙的位置,小霞在连线时出现的错误是 ;
小霞改正错误后,先测出了两端的电压,接着她准备测两端的电压,在拆装电压表时,开关应处于 状态;
(3)上表是小霞的实验记录表,请仔细观察,对小霞的实验提出改进意见: 。
【答案】(1)L1;(2) 电压表正负接线柱接反了 断开;(3)换用不同规格的灯泡做实验
【详解】(1)闭合开关两灯都不亮,说明电路中有断路,但电压表有示数,说明有电流从电源一极流经开关、、电压表回到电源另一极,故断路的可能是;
(2)闭合开关后,电压表指针反偏,说明电压表正负接线柱接反了;在拆装电压表时,开关应处于断开状态;
(3)表格中数据显示每一次实验中两灯的电压都相同,说明每一次都选了相同规格的灯泡,所以建议小霞做实验时应选用不同规格的灯泡。
10.【核心素养】科学探究如图甲所示的电路,当开关S闭合后,两灯都发光,此时两个电流表、指针偏转角度相同,如图乙所示。请分析完成以下问题。
(1)若电源需要6V的电压,实验室可提供图丙所示的两种电池(个数足量),你应该选用 节 (电池名称)、 (连接方式);(请写出选用的电池名称、数量及连接方式:串联或并联)
(2)在虚线框内画出图甲对应的电路图 ;
(3)求通过的电流 和通过的电流 (写出解析过程)。
【答案】(1) 4节 干电池 串联;(2);(3) 0.56A 0.14A
【详解】(1)[1][2][3]将电源串联,则总电压会增加,因此两种方案一种是:将4节干电池串联,组装成电源;第二种方案是:将3节铅蓄电池串联组装成电源,都可得到6伏的电源电压。
(2)由实物图可知,电流从电源的正极流出经过电流表A1分两条支路,一条支路有灯泡L1,另一条支路有灯泡L2和电流表A2,两条支路汇合后经过开关S回到电源的负极,电路图如下:
(3)[1][2]据图可知,电流表A1测干路电流,电流表A2测灯泡L2支路电流,根据并联电路中电流规律可知,电流表A1选择大量程读数为0.7A,电流表A2选择小量程读数为0.14A,即灯泡L2的电流是0.14A,则通过的电流为
考点四 电阻
【真题研析】
►考法01 电阻的概念
1.(2024·广西·中考真题)如图所示的电路元件是( )
A.电阻 B.电池 C.开关 D.灯泡
【答案】A
【详解】由图可知,上面有不同颜色的环形条纹,电路元件为电阻。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(2023·黑龙江绥化·中考真题)由变形可得,以下理解正确的是( )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.当导体两端的电压为0时,导体的电阻为0
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
【答案】D
【详解】A.导体的电阻是导体本身的固有属性,电阻大小和其两端的电压大小无关,故A错误;
B.导体的电阻是导体本身的固有属性,电阻大小和通过的电流大小无关,故B错误;
CD.无论导体两端的电压为多少,导体的电阻都不变,电阻的大小只与材料、长度、横截面积、温度有关;故C错误,故D正确。
故选D。
3.(2023·内蒙古兴安盟·中考真题)如图所示为电阻R1和R2的I-U图像,由图像可知( )
A. R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B. R1与R2的电阻之比为2∶1
C.将R1与R2串联接入电路,通电后R1与R2两端的电压之比为1∶2
D.将R1与R2并联接入电路,通电后通过R1与R2的电流之比为1∶2
【答案】C
【详解】A.电阻是导体阻碍电流的一种性质,其大小与导体的材料、长度、横截面积以及导体的温度有关,与导体的两端电压、通过的电流大小无关,所以R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻不为0,故A不符合题意;
BC.将R1与R2串联接入电路,电流相等,由I-U图像得出:当通过两电阻的电流相等时,如当I=0.3A时,R2的两端电压等于R1的两端电压的两倍,为
U2=2U1
即通电后R1与R2两端的电压之比为1∶2,根据可得
R2=2R1
即R1与R2的电阻之比为1∶2,故B不符合题意,C符合题意;
D.将R1与R2并联接入电路,根据并联电路的电压特点可知,两电阻的两端电压相等,根据可得,通电后通过R1与R2的电流之比为它们的电阻的反比,即为2∶1,故D不符合题意。
故选C。
4.(2023·甘肃武威·中考真题)如图所示为发光二极管(简称LED),当电流从较长的引脚流入时,发光二极管和小灯泡都发光;当电流从较短的引脚流入时,发光二极管和小灯泡都不发光,根据上述实验现象判断,两种情况下LED的电阻 (选填“相同”或“不相同”),其额定电压通常都比较小,在家庭电路中需要与其它用电器 (选填“串联”或“并联”)才能正常工作。
【答案】 不相同 串联
【详解】[1]由题意可知,两种情况下流过二极管的电流不同,故可知两种情况下LED的电阻不相同。
[2]家庭电路中电压较大,而LED的额定电压较小,故由串联电路电阻的分压规律可知,LED在家庭电路中要与其他用电器串联才能正常工作。
►考法02 探究影响导体电阻大小的因素
5.(2023·西藏·中考真题)某学习小组在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,设计了如图所示的实验装置,实验中分别将A、B、C、D四根导体接入电路,四根导体的材料规格如下表所示。
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流表示数/A
A
1.0
0.4
锰铜
1.4
B
0.5
0.4
锰铜
2.7
C
1.0
0.6
锰铜
2.0
D
1.0
0.4
镍铬合金
0.6
(1)请你在图中用一根导线将电流表正确连入电路 ;
(2)为比较A、B、C、D四根导体电阻的大小,可通过观察 来判断;
(3)要探究导体电阻大小与长度的关系,应选用 两根导体进行实验;
(4)将A、C两根导体分别接入电路中进行实验,可得出:当导体的长度和材料相同时,横截面积越大,电阻越 ;
(5)老师想改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小,请你根据该实验结论,帮老师想出一种方法: (写出一种合理方法即可)。
【答案】(1);(2)电流表示数大小;(3)A、B;(4)小;(5)见解析
【详解】(1)[1]电流表应串联在电路中使用,且电流应从正接线柱流入,负接线柱流出,故用导线将电流表的负接线柱和电源负极连接,作图如下:
(2)[2]电阻的大小是无法直接观察出来的,可以通过电流表示数的大小来判断,电流表示数越大,导体的电阻小,电流表示数越小,导体的电阻大。
(3)[3]要探究导体电阻大小与长度的关系,应控制导体的材料、横截面积相同,改变电阻的长度,由表格数据可知,故应选用A、B两根导体进行实验。
(4)[4]由A、C两根导线长度、材料相同,横截面积不同,所以将A、C两根导体分别接入电路是探究的是导体电阻大小与横截面积的关系。由表中数据可知,导体C比A的横截面积大,接C导体时比接A导体时电流大,说明导体C比A电阻小,所以可得出的结论是:当导体的长度和材料相同时,横截面积越大,电阻越小。
(5)[5]由(4)可知,当导体的长度和材料相同时,横截面积越大,电阻越小。所以要改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小,可以增大绕制滑动变阻器电阻丝的横截面积。
6.(2022·江苏南通·中考真题)小明在学习电阻概念的过程中,经历了以下三个探究活动。
活动一:在如图甲所示电路中的A、B两点间先后接入:铜线、铅笔芯、镍铬合金丝,通电后观察到灯泡的亮度分别为:亮、较亮、较暗;
(1)该实验现象说明: ;
活动二:小明将三个不同的导体分别接入如图乙所示电路中的M、N两点间,分别测出不同导体两端的电压U和通过的电流I,实验结果记录在表1中;
表1
导体
导体a
导体b
导体c
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
电压/V
2
4
6
1
2
3
4
6
8
电流/A
0.2
0.4
0.6
0.2
0.4
0.6
0.2
0.3
0.4
(2)①请用笔画线代替导线把图乙电路连接完整 ,要求当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大;
②分析表1数据,可知,同一导体, ;不同导体, 。可见, 反映了导体本身的一种性质,物理学上把导体的这种性质定义为电阻;
活动三:利用表2中提供的导体,探究影响电阻大小的因素;
表2
导体序号
①
②
③
④
⑤
⑥
材料
镍铬
镍铬
镍铬
镍铬
锰铜
锰铜
长度/m
1
0.8
1
0.5
1
0.8
横截面积/mm2
0.5
0.8
1.8
0.5
0.5
1.2
(3)为了探究导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积的关系,至少需要选择表2中的 (填导体的序号)导体作为研究对象,若仅选择导体③和⑤用来探究导体电阻的大小与横截面积的关系,你觉得是否可行?请作出判断并说出理由: ;
(4)电阻的定义方法,反映了导体阻碍电流的物理性质。物理学上还有一些用这种方法定义的。能反映出物质或物体某种物理性质的物理量,请列举一个: 。
【答案】(1)导体的电阻与导体的材料有关;(2);电压与电流的比值相同; 电压与电流的比值不相同;电压与电流的比值;(3)①、③、④、⑤;不可行,没有控制导体的材料相同;(4)密度
【详解】(1)[1]实验中的A、B两点间先后接入铜线、铅笔芯、镍铬合金丝,即接入电阻的材料不同,通电后灯泡的亮度不同,说明导体的电阻与导体的材料有关。
(2)①[2]滑片P向左滑,变阻器接入电路的电阻变大,故滑片以右下接线柱连入电路中,如下图所示
②[3][4][5]由表1知导体a电压与电流的比都为10,导体b电压与电流的比都为5,导体c电压与电流的比都为20,故可以得出:同一导体,电压与电流的比值相同;不同导体,电压与电流的比值不相同。由此可见,电压与电流的比值可以反映导体本身的一种性质,在物理学上把导体的这种性质定义为电阻。
(3)[6]为了探究导体电阻的大小与导体的材料的关系,需要控制长度和横截面积相同,改变导体的材料,①、⑤符合题意;为了探究导体电阻的大小与长度的关系,需要控制导体的材料和横截面积相同,改变导体的长度,①、④符合题意;为了探究导体电阻的大小与横截面积的关系,需要控制长度和导体的材料相同,改变导体的横截面积,①、③符合题意;故要探究导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积的关系,至少需要选择表2中的①、③、④、⑤导体作为研究对象。
[7]由表格数据知③和⑤的长度相同,材料不同,横截面积不同,由于没有控制导体的材料相同,根据控制变量法,所以不能选择导体③和⑤用来探究导体电阻的大小与横截面积的关系。
(4)[8]用电压与电流的比值表示电阻,这种方法叫比值定义法,物理学中用某种物质的质量与其体积的比值来表示这种物质的密度。
►考法03 变阻器
7.(2023·黑龙江牡丹江·中考真题)如图所示,电源电压不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变大
C.小灯泡变亮 D.滑动变阻器阻值变大
【答案】C
【详解】BD.由图可知,滑动变阻器和小灯泡串联在电路中,电压表测滑动变阻器两端的电压,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变小,故BD错误;
AC.电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的总电流变大,所以小灯泡变亮,故C正确,A错误。
故选C。
8.(2024·四川自贡·中考真题)如图是滑动变阻器的结构示意图,当滑片P向右移动时,要使连入电路中的电阻变大,应选择的接线柱为( )
A.A和B B.A和D C.B和C D.B和D
【答案】B
【详解】由题意可知,当滑片右移,要使连入电路中的电阻变大,则应使电阻丝的左半部分接入电路中,因此下方的接线柱应接A,上面的接线柱接C或D均可,即可以接A和C或者A和D。
故选B。
9.(2020·广西梧州·中考真题)如图甲是常用的一种可调风速的小风扇,图乙为其用于调风速的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连,转动旋钮,通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变风扇风速,下列分析正确的是( )
A.若将a、c接入电路中,逆时针转动旋钮时,风扇风速加快
B.若将a、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速减弱
C.若将a、b接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速加快
D.若将b、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速加快
【答案】D
【详解】AB.若将a、c接入电路中,等于是把电阻片最大阻值接入,旋转旋钮无法改变其阻值,故无法改变风扇速度,故错误。
C.若将a、b接入电路中,顺时针转动旋钮时,接入的电阻片长度变大,阻值变大,电路中电流变小,风扇风速减慢,故错误。
D.若将b、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,接入的电阻片长度变小,阻值变小,电路中电流变大,风扇风速加快,故正确。
故选D。
10.(2024·吉林·中考真题)某调光台灯简化电路图如图所示,电源电压保持不变。为使台灯变亮,滑片应向 端移动。台灯工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片,台灯一直很亮且亮度不变,电路发生的故障可能是滑动变阻器 。
【答案】 左/A端 短路
【详解】[1]为使台灯变亮,要增大电路中的电流,电源电压不变,由欧姆定律可知应减小电路中的电阻,由图可知滑片往左端(或A端)移动可减小接入电路的阻值。
[2]台灯工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片,台灯一直很亮且亮度不变,说明滑动变阻器不能改变接入阻值大小,故电路发生的故障可能为滑动变阻器短路。
11.(2021·广西贺州·中考真题)如图所示,电路中一根导线已经与滑动变阻器的B接线柱连接,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,要使滑动变阻器的电阻变小,另一根导线应与滑动变阻器的 (选填“A”、“C”或“D”)接线柱连接,滑动变阻器是通过改变电阻丝的 来改变电阻的大小。
【答案】 C 长度
【详解】[1]电路中一根导线已经与滑动变阻器的B接线柱连接,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,要使滑动变阻器的电阻变小,用入电路的电阻为CP段,则另一根导线应与滑动变阻器的C接线柱连接。
[2]滑动变阻器是通过改变电阻丝的长度来改变电阻的大小,接入电路的电阻丝越长,电阻越大。
【核心精讲】
知识点01 电阻
知识
概念
理解
电阻
(1)电阻:导体对电流阻碍作用的大小。
(2)单位:Ω、kΩ、MΩ.
1 kΩ =103 Ω 1MΩ =103kΩ.
(3)电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压无关。
2. 影响电阻大小的因素
导体的长度、横截面积、材料和温度。
(1)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,称做半导体。利用半导体材料可以制作二极管、三极管、集成电路。
(2)超导现象:某些物质在很低的温度时,电阻就变为0。
知识点02 变阻器
知识
概念
理解
变阻器
(1)滑动变阻器的接法
①按照“一上一下”的方式接入电路中。
②滑片向靠近下接线柱的方向移动,电阻变小,可简记为:“近下电阻变小,远下电阻变大”。
(2)电阻箱
调节旋盘就能得到0 ~×××××Ω(通常为9999.9Ω)之间的任意阻值。各旋盘对应的指示点的示数乘以面盘上标出的倍数,加在一起,就是接入电路的阻值。
变阻器在生产和生活中的一些应用实例:亮度可变的台灯、转速可变的电风扇、舞台用到的调音台、汽车油量表、称重仪、测高仪等。
【命题预测】
1.半导体材料在电子产品的制造中有着非常重要的作用。以下说法正确的是( )
A.半导体材料的导电性能低于绝缘体
B.用半导体材料输电可以减少电能损耗
C.用半导体材料制作的发光二极管具有单向导电性
D.用半导体材料制成的发光二极管两根引脚中较长的为负极
【答案】C
【详解】A.半导体材料的导电性能介于导体与绝缘体之间,半导体比导体的导电性差,比绝缘体的导电性强,故A错误;
B.半导体也有电阻,半导体具有单向导电性,超导体电阻为零,电能不会转化为内能,能够减少电能在传输过程中的消耗,故B错误;
C.发光二极管是由半导体材料制成的,可将电能转化为光能,二极管具有单向导电性,故C正确;
D.发光二极管的两根引脚中较长的为正极,较短的为负极,当电流由正极经过发光二极管流向负极时,表明它处于导通状态,故D错误。
故选C。
2.铅笔芯的型号主要根据石墨和粘土的比例来划分,如“B”型号笔芯,“B”前的数字越大,则石墨含量越高。下列四种铅笔芯串联在电路中,它们长度相同,标注了各自的直径和型号,其中电阻最小的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】相同条件下,石墨含量越高,导电性能越强,电阻越小;其他条件相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。依题意得,四种铅笔芯的长度相同,D电阻的石墨含量最高,D电阻的直径最大,由得,D的横截面积最大,则D的电阻最小,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.【数形结合】如图是某实验小组的同学根据实验数据画出的某小灯泡灯丝的I—U关系的图像,由图像可以判断( )
A.灯丝的电阻是 B.灯丝的电流与电压成正比
C.灯丝的电阻与电流成反比 D.当电流为0.2A时,灯丝的电阻小于
【答案】D
【详解】AB.在图像中,小灯泡灯丝的I−U关系的图像不是一条倾斜的直线。说明通过灯丝的电流与电压不成正比。由于灯丝电阻随温度变化而变化,不是一个定值,由图可知,只有通过灯丝的电流为0.3A时,其两端电压为3V,灯丝的电阻才恰好为10Ω。在其它点,电阻值不是10Ω。故AB不符合题意;
C.从图像上我们可以看到,当电流增大时,由于灯丝发热导致温度升高,灯丝的电阻也会增大。所以,灯丝的电阻与电流不成反比。故C不符合题意;
D.当电流为0.3A时灯丝的电阻为10Ω。灯丝电阻随温度的降低而减小,当电流为0.2A时,灯泡变暗,灯丝温度降低,其电阻变小,小于10Ω。故D符合题意。
故选D。
4.【新情境】联系生活自然光照不足与青少年近视率激增息息相关,健康光环境已成为当下青少年群体迫切的需求。月影灯具采用高品质LED光源,引领家用照明迈入了一个全新的自然光照明纪元。LED灯的材料主要是( )
A.金属 B.半导体材料 C.橡胶 D.超导材料
【答案】B
【详解】A.金属材料包括纯金属和合金,故A不符合题意;
B.半导体材料包括硅、锗、砷化镓等,LED灯的材料主要是半导体材料,故B符合题意;
C.橡胶属于有机合成材料,一般情况下属于绝缘体,故C不符合题意;
D.超导材料是指在某一温度下,电阻为零的材料,故D不符合题意。
故选B。
5.【核心素养】科学小实验晓雯同学利用闲置物品自制如图甲所示的调光小台灯,图乙是其电路原理图,使用两节新干电池串联作为电源(电源电压为),L是小灯珠,标有“”字样,R是由镍铬合金丝制成的最大阻值为的变阻器,指针P是金属滑片。下列说法正确的是( )
A.变阻器R的工作原理是改变了电阻丝的总长度
B.指针P顺时针调节过程中灯泡变暗
C.指针P逆时针调节过程中变阻器R两端电压变大
D.为了防止灯珠烧坏,调节时变阻器阻值不能小于
【答案】C
【详解】A.变阻器R的工作原理是改变了电阻丝接入电路中的长度,不是总长度,故A错误;
B.指针P顺时针调节过程中,变阻器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,灯泡变亮,故B错误;
C.由图可知,变阻器与灯泡串联,指针P逆时针调节过程中,变阻器接入电路的电阻变大,电路中电流变小,由可知,灯泡两端电压变小,电源电压保持不变,由串联电路的电压特点可知,变阻器R两端电压变大,故C正确;
D.已知电源电压为3V,小灯泡的规格为“”,为了防止灯珠烧坏,小灯泡两端的最大电压为,变阻器两端的最小电压为
调节时变阻器阻值不能小于
故D错误。
故选C。
6.【模型建构】在“设计制作调光灯”的实践活动中,同学们用相同的铅笔芯、曲别针、导线夹、电源(电压不变)等器材设计了如图所示的四种方案(导线夹、曲别针和铅笔芯均接触良好),当曲别针从铅笔芯的一端滑动到另一端时,小灯泡的亮度变化最大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】设每根铅笔芯的电阻为。A图中,曲别针在铅笔芯左端时,连入电路的阻值为,曲别针在铅笔芯右端时,连入电路的阻值为0,变阻范围是;B图中,两根铅笔芯并联,曲别针在铅笔芯左端时,连入电路的阻值为,曲别针在铅笔芯右端时,连入电路的阻值为0,变阻范围是;C图中,曲别针在铅笔芯左端时,连入电路的阻值为0,曲别针在铅笔芯右端时,连入电路的阻值为,变阻范围是;D图中,当曲别针从铅笔芯的一端滑动到另一端时,连入电路的阻值始终为。所以当曲别针从铅笔芯的一端滑动到另一端时,C图中变阻范围最大,则小灯泡的亮度变化最大。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.如题图甲所示是常见导体导电性能的排序,家庭电路一般选用 作为导线的材料。滑动变阻器电阻丝常用 (选填“铁丝”或“镍铬合金丝”)制作。图乙所示的六根导线,电阻最大的是 (填字母序号)。
【答案】 铜 镍铬合金丝 d
【详解】[1]作为家庭电路导线的材料,要求导电性强,同时价格经济,一般选用铜作为导线的材料。
[2]滑动变阻器的电阻丝应选用电阻率大、导电性弱的镍铬合金制作。
[3]图乙中a、b、c三根导线材料相同,c导线最长同时横截面积最小,电阻最大;c、d、e、f四根导线长度相同、横截面积相同,铁的导电性最弱,电阻最大,所以图乙所示的六根导线,电阻最大的是d。
8.下图为电动汽车“油门”模拟图.脚往下踩“油门”时,滑片绕O点在电阻圈上逆时针转动,此时接入电路的电阻变 ,电流表的示数变 .
【答案】 小 大
【详解】[1][2]如图所示,电阻圈电流从M进,N出,滑片绕O点在电阻圈上逆时针转动,接入电路阻值减小,因此电路电流增大,电流表示数变大。
9.水果电池供电时是将 能转化为电能,其电压由电压表直接测量,如图甲可知铜片是 极;乙图中电阻箱的示数是 Ω。
【答案】 化学 正 7858
【详解】[1]水果电池供电时将储存起来的化学能转化为电能,为电路提供电能。
[2]如图甲,铜片与电压表正接线柱相连,且电压表指针向右偏转,而电压表需要按照正进负出接线,在电源外部,电流从正极流出,流回负极,所以铜片是正极。
[3]如图电阻箱的示数为
R=7×1000Ω+8×100Ω+5×10Ω+8×1Ω=7858Ω
10.【跨学科实践】跨学科实践探究中,将夹子、在铅笔芯上左右移动可以改变小灯泡的亮度,由此可以制作成调光灯,如图所示,闭合开关后,当夹子不动,向右移动,小灯泡将 (选填“变亮”或“变暗”)。
【答案】变暗
【详解】闭合开关后,当夹子不动,向右移动,铅笔芯接入电路中的长度变长,电阻变大,根据可知,电路中的电流变小,小灯泡的亮度将变暗。
11.【核心素养】科学探究用如图所示实验装置比较镍铬丝与康铜丝电阻的大小,木板上安装有A、B、C、D四根金属丝(其中A、C、D长度相同,C的横截面积是其余金属丝的两倍)。他将选用的金属丝分别接入图中电路进行实验(电源两端电压不变)。请回答下列问题:
实验次数
金属丝
电流
1
镍铬
2
康铜
(1)将导线夹接在镍铬丝两端,由于其电阻大小未知,与电流表 联的小灯泡可以避免电路中的 过大,起到保护电路的作用。闭合开关,把电流表的示数记录在上表中。
(2)接下来,应将导线夹接在 (填写图中字母序号)康铜丝的两端,记录电路中的电流值。
(3)运用转换法,电阻的大小可以通过 的大小判断。根据表中数据可得:当其他条件相同时, 丝电阻较小。
(4)我们已经知道:灯丝温度越高,其电阻越大,这会影响电路中的电流大小;而更换金属丝的阻值发生变化,也会影响电路中的电流大小。则上述实验过程是否会对(3)问的判断结果产生影响? (选填“是”或“否”)。请你结合欧姆定律的知识分析解释: 。
【答案】(1) 串 电流;(2)D;(3) 电流表示数 康铜;(4) 否 见解析
【详解】(1)[1][2]在电路中串联接入一个灯泡,可以避免接入电路中的金属丝电阻较小时,电路中的电流过大,损坏电流表,能保护电路。
(2)由表可知,用如图所示实验装置比较镍铬丝与康铜丝电阻的大小,即探究电阻与材料的关系,需要控制导体的长度和横截面积相同,材料不同,应将导线夹接在D康铜丝的两端,记录电路中的电流值。
(3)[1][2]用电流表示数来反映电阻大小,采用了转换法;根据表中数据可得:当其他条件相同时,导线夹接镍铬丝时电流表的示数为0.18A,导线夹接康铜丝时电流表的示数为0.22A,通过康铜丝的电流较大,因此康铜丝的电阻较小。
(4)[1][2]灯丝温度越高,其电阻越大,这会影响电路中的电流大小;而更换金属丝的阻值发生变化,也会影响电路中的电流大小。当更换的金属丝阻值变大时,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路电流变小,此时灯丝温度会稍降低,其电阻变小,使电路电流变大,但灯丝电阻值的变化对电路电流的影响远远小于金属丝电阻值的变化对电路电流的影响,因此上述实验过程不会对(3)问的判断结果产生影响。
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