内容正文:
专题05 电磁学(一)(原卷版)
两种电荷
1.(2025·山西太原·一模)如图所示,一只小猫正在玩气球,过了一段时间后,下列分析正确的是( )
A.小猫和气球带上了异种电荷 B.小猫通过和气球摩擦创造了电荷
C.小猫和气球摩擦时正电荷发生了转移 D.该现象的原理和验电器的原理相同
2.(2025·福建泉州·模拟预测)如图用塑料梳子反复摩擦头发后,梳子就能把小纸屑吸起来,以下分析正确的是( )
A.摩擦创造了电荷 B.塑料梳子是导体
C.说明同种电荷相互吸引 D.塑料梳子带电后能吸引轻小物体
3.(2025·山东临沂·一模)下列说法正确的是( )
A.在地球上自由转动的小磁针静止时,指向地理北方的那一端是该磁针的北极
B.金属导电时,电子定向移动的方向与电流方向相同
C.毛皮摩擦过的橡胶棒具有吸引铁钴镍的性质
D.摩擦起电的实质是正电荷的转移
4.(2025·江西九江·一模)以下说法正确的是( )
A.静电复印原理是异种电荷相互吸引
B.验电器的原理是同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
C.带正电的物体能吸引轻小物体,则轻小物体一定带负电
D.摩擦起电是物体在相互摩擦过程中产生了电荷
5.(2025·辽宁鞍山·一模)生活中有许多“吸”的现象。将气球与头发摩擦后,相互靠近,发现气球与头发“吸”在一起。现有甲、乙两个轻质小球互相吸引,若丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引甲球,则乙球( )
A.一定不带电 B.一定带负电 C.一定带正电 D.可能带电,可能不带电
6.(2025·广东清远·一模)为了消除人体与衣服摩擦而产生的静电,加油站工作人员提取油枪加油前,手必须触摸静电释放器以确保安全,如图所示。下列说法正确的是( )
A.静电释放器可由玻璃制成
B.身体上的静电是人体与衣服摩擦创造的
C.若人体带负电,则在与衣服摩擦过程得到了电子
D.若人体带负电,则清除静电时,电流方向从人体流向释放器
7.(2025·江苏苏州·一模)如图所示,利用静电喷漆枪给物件上漆,涂料小液滴之间相互排斥,但与物件吸引,下列分析正确的是( )
A.小液滴可能不带电 B.物件一定不带电
C.小液滴一定带同种电荷 D.物件和小液滴一定带异种电荷
8.(2025·福建龙岩·一模)在干燥头发上梳过的塑料梳子靠近细水流时,水流发生偏转如图。下列说法正确的是( )
A.摩擦创造了电荷 B.头发和梳子带上同种电荷
C.梳子和水流带上同种电荷 D.梳子带电后能吸引轻小物体
电流与电路及电路设计
1.(2025·山东潍坊·一模)如图所示为一款电动玩具车,由一个电动机和三个灯泡组合而成,其中灯和电机可以各自独立工作,灯泡互不影响。S为总开关,和分别控制灯和电机。下列设计的电路图中,符合实际的是( )
A. B.
C. D.
2.(2025·辽宁大连·一模)某智能门锁可以通过指纹或密码开锁,无论哪种方式输入正确都能使工作元件启动,打开门锁。指纹识别或密码输入成功相当于开关闭合,下列符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
3.(2025·四川成都·一模)图为某小区电梯的电路图。L为楼层显示屏,M为电梯运行电机,为电梯内控制开关,为电梯外呼梯开关。要求或任意一个闭合时,楼层显示屏L都能亮起,同时电梯运行电机M工作,两个开关都未闭合时,楼层显示屏L和电梯运行电机M都不能工作。下列电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
4.(2025·湖南岳阳·一模)重大考试期间采用人脸识别一体机,可以实现人脸检测、准考证检测、身份证检测自动报警功能:当出现人脸不符时,开关S1闭合,报警器响;准考证检测出现问题时开关 S2闭合,报警器响;身份证检测不符时开关S3闭合,报警器响。如图所示的电路中符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
5.(2025·山东泰安·一模)如图所示为泰安市区的共享电单车,共享电单车可以在手机上进行还车操作,步骤如下:将使用的头盔归还到车筐内,头盔与车筐连接完好(闭合)后,利用手机上点击“一键还车”(闭合),电磁锁启动,还车完成。以下电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
6.(2025·江苏苏州·一模)如图是小明家新买的智能门锁,它可以通过三种方式开锁(电动机M工作),输入密码、(开关)通过指纹(开关)或钥匙开门(开关),其等效电路图为( )
A. B.
C. D.
7.(2025·安徽亳州·一模)小强想设计一个带有指示灯的台灯,要求如下:S1和S2是开关,指示灯和灯泡分别为L1、L2;当只闭合S2时,台灯L1、L2都不发光;当只闭合S1时,指示灯L1发光,再闭合S2时,台灯L2发光。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
8.(2025·四川成都·一模)如图所示,公共充电桩正在给电动汽车的蓄电池充电,这些充电桩之间是 (选填“串联”或“并联”)在一起的;电动汽车在充电过程中,蓄电池相当于电路中的 。
电压及其测量
1.(2025·湖南岳阳·一模)如图所示,开关S闭合后,电流表的示数分别为电压表的示数分别为若的电阻小于的电阻,不考虑灯丝电阻随温度的变化,则下列关系中正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2025·四川成都·一模)学习了电学知识后,爱动手的小李同学连接了如图所示的电路,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.与的连接方式是并联 B.该电压表指针会反向偏转
C.电压表测量电源两端电压 D.若被短路,电压表指针几乎不偏转
3.(2025·山东泰安·一模)某同学在研究串、并联电路电压规律的实验中连接了如图a所示的电路,当闭合开关后,和的指针位置完全一样,如图b所示,则下列说法正确的是( )
A.若电路完好,该电路为并联电路 B.若电路完好,两端的电压为6V
C.若电路有故障,可能是短路 D.若电路有故障,可能是短路
4.(2025·山西临汾·一模)如图所示,小伟将铜片、锌片插入土豆,制成“土豆电池”,闭合开关,二极管发光,电压表指针偏转。以下关于该电路的说法正确的是( )
A.通过电路中的电流方向是从锌片到铜片 B.若发光二极管断路,则电压表仍然有示数
C.铜片是“土豆电池”电源的负极 D.若断开开关,则两金属片之间没有电压
5.(2025·江苏无锡·一模)取一个橙子,把铜片、锌片插入其中,就制成了一个水果电池. 用电压表测量这个电池的电压如图所示。 下列说法正确的是( )
A. 锌片是水果电池的正极
B.该水果电池的电压约为2.5V
C.水果电池是将内能转化为电能
D.两个相同水果电池串联后可提供更高的电压
6.(2025·湖南长沙·一模)如图所示电路,闭合开关后,一灯较亮,一灯较暗,下列说法正确的是( )
A.亮的灯电流大,暗的灯电流小
B.亮的灯离电源正极近,暗的灯离电源正极远
C.电压表示数是L1两端的电压
D.开关由闭合到断开,电压表示数会变大
7.(2025·山东临沂·一模)如图甲所示,要使电阻 和是并联连接,应该闭合的开关是 ;如图乙所示的电路中,电源电压恒为 8V,闭合开关 S,电压表的示数是 3.5V,则电压表测的是 两端的电压,L1两端电压为 V。
导体、电阻与变阻器
1.(2025·河南平顶山·一模)如图所示为中考文具袋中的部分文具,通常情况下属于绝缘体的是( )
A.铅笔芯 B.橡皮
C.圆规 D.钢尺
2.(2025·福建宁德·一模)下列不能用超导体材料制作的是( )
A.输电线 B.电动机线圈 C.电热丝 D.发电机线圈
3.(2025·湖北武汉·一模)某实验小组利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中用到的锰铜丝和镍铬合金丝的横截面积相同。下列说法正确的是( )
A.选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
B.选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
C.选择金属丝②和③可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.实验过程中,若灯泡亮度变化不明显,可将灯泡换成电压表进行实验
4.(2025·湖南株洲·一模)材料科学已成为推动科技进步促进可持续发展的重要支撑。下列说法正确的是
A.图甲:C919机身外壳材料密度较大 B.图乙:集成电路使用了半导体材料
C.图丙:发光二极管使用了超导材料 D.图丁:保险丝的材料电阻小熔点高
5.(2025·四川南充·一模)旋转式变阻器(如图所示)与滑动变阻器相比,外形不同,但原理都是通过改变接入电路的导体的 来改变其接电路的电阻。若图中旋转式变阻器的A、B两接线柱连入电路,则当转轴顺时针旋转时,它连入电路的电阻将变 。
串、并联电路中的电流与电压
1.(2025·湖北武汉·模拟预测)如图所示,在“探究串联电路的电压规律”时,闭合开关,用电压表分别测出、、两端的电压分别为、、,将数据记录在表格中。下列说法错误的是( )
A.为使结论更具有普遍性,可以改变电池的节数,再测出几组电压值
B.为使结论更具有普遍性,可以换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
C.实验时若发现和两端电压相等,且不为0,一定是、之间发生了断路
D.测完,将电压表接在接线柱上的线改接到接线柱上,可测得
2.(多选)(2025·陕西榆林·一模)如图所示,电源电压不变。闭合开关S,小灯泡L1和L2均正常发光,电流表有示数。下列分析正确的是( )
A.小灯泡L1和L2串联 B.电流表A1测量L1的电流
C.若L1灯丝断了,A2的示数不变 D.若L1比L2亮,是因为L1两端的电压比L2两端的电压大
3.(2025·山东青岛·一模)实验操作考试时,一考生连接如图所示电路。闭合开关后灯泡发光,不发光,电压表无示数,排除故障后完成实验。对此,下列描述合理的是( )
A.此时电路中的发生断路,应更换
B.电路中、串联,电压表测量的是两端的电压
C.将导线a的下端移动至开关S的右接线柱,闭合开关S,电压表测量、的总电压
D.将导线b的下端移动至开关S的右接线柱,闭合开关S,电压表测量的电压
4.(2025·山东临沂·一模)当今年轻人的一种焦虑叫做手机电量焦虑,如图是用充电宝同时给三部手机同时充电的情景,则这三部手机是 (选填“串联”或“并联”)的,给充电宝充电时,充电宝相当于 (选填“电源”或“用电器”)。
5.(2025·广西南宁·一模)如图所示的电路,电源电压可以调节。灯泡L1的规格是“2.5V,0.3A”,灯泡L2的规格是“6V,0.15A”,闭合开关使电源电压从零逐渐增加,先正常发光的灯泡是 ,此时通过另一灯泡的电流是 A。
6.(2025·山东聊城·一模)如图所示电路中,若甲、乙都为电压表,闭合开关S1、S2,两灯都能发光,甲电表测量 两端的电压;若甲、乙都为电流表,只闭合开关S1,L1与L2 联,此时乙电表测量的是 的电流。
7.(2025·江苏南京·一模)如图所示的电路中,电源电压不变。只闭合开关,滑片P移动到最左端,电路安全,电流表示数为;再闭合开关,电流表示数为,且,则甲是 表,乙是 表;只闭合开关,滑片P向右移动时,电表甲的示数 。
8.(2025·天津南开·一模)某同学从物理实验室找到两个定值电阻,阻值之比R1∶R2=3∶2,把它们串联在电路中,它们两端的电压之比U1∶U2= ,把它们并联在电路中,它们的实际电功率之比P1∶P2= 。
电路故障问题
1.(2025·北京门头沟·一模)如图所示电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,当在ab两点间接入一个“6V 0.4A”的小灯泡时,恰好正常发光;若换一个“6V 0.5A”的小灯泡,则这个小灯泡(假设灯丝电阻不随温度的变化而改变)( )
A.比正常发光暗些 B.灯丝将会烧断
C.仍能正常发光 D.比正常发光亮些
2.(2025·山东烟台·一模)图示电路,电源电压不变,闭合开关S,移动变阻器滑片,电流表有示数,电压表无示数,若电路只有一处故障,则故障可能是( )
A.变阻器R1短路 B.变阻器 R1断路
C. 电阻R2短路 D.电阻R2断路
3.(2025·安徽马鞍山·一模)如图所示的电路中,开关闭合后,两电表均有示数,如果某时刻电路突然出现故障,发现电压表示数变大,电流表示数变小,则电路故障原因可能是( )
A.R1断路 B.R1短路 C.R2断路 D.R2短路
4.(2025·河南南阳·一模)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电路中各元件工作正常。一段时间后,若其中一个电压表示数变大,则( )
A.灯L2可能断路 B.灯L2可能短路
C.另一个电压表示数变小 D.其中有一盏灯亮度不变
5.(2025·四川泸州·一模)小明在测量小灯泡电功率的实验中,正确连接电路后,闭合开关S,电流表和电压表均无示数。于是小明拆下电压表,利用其查找故障,如图所示,闭合开关S后,示数如下表所示,若电路中只有一处故障,则可能是( )
电压表正接线柱与其他接线柱连接情况
A
B
C
D
E
F
G
H
电压表示数/V
3
3
3
0
0
0
0
0
A.滑动变阻器断路 B.灯泡L短路
C.连接H处和电源负极的导线断路 D.开关S处断路
6.(2025·山东泰安·一模)如图所示,灯L1、L2完全相同,闭合开关S,发现只有一盏灯亮,且一个电表示数正常,另一个电表几乎没有示数。若电路中只有一处故障,则故障可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.灯L1短路 D.灯L2短路
欧姆定律及其简单计算
1.(2025·安徽合肥·一模)在“探究电流与电压的关系”实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I-U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论一样
C.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为2∶1
2.(2025·陕西商洛·一模)如图-1所示是科技小组的同学设计的尾气排放检测电路,尾气浓度大小显示表由电压表改装而成,尾气浓度越大,显示表的示数越大。电源电压保持不变,ab、cd之间分别接入定值电阻或气敏电阻。气敏电阻的阻值与尾气浓度的关系如图-2所示。下列说法正确的是( )
A.气敏电阻的阻值随尾气浓度升高而增大
B.间接定值电阻,间接气敏电阻
C.尾气浓度升高时,电路的总功率变小
D.长时间使用后电源电压降低,显示器显示的尾气浓度的值会偏大
3.(2025·安徽合肥·一模)一位同学设计了一个风力测定仪,如图所示,O是转动轴,OC是金属杆,下面连接着一块受风板,无风时OC是竖直的,风越强,OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻,P点是金属杆与圆弧形电阻接触点,电路中接有一个小灯泡,测风力时,闭合开关S。下列分析正确的是( )
A.若把小灯泡换成电流表,则风越大电流表示数越大
B.若把小灯泡换成电压表,则风越大电压表示数越大
C.在OB两端并联一个电压表,则风越大电压表示数越大
D.若在OB间再接一个电流表,则风越大电流表示数越大
4.(2025·江苏泰州·一模)如图所示电路,闭合开关、,小灯泡和均正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是( )
A.小灯泡和串联 B.电流表测量电路的总电流
C.电压表示数等于电源电压 D.若只断开,小灯泡熄灭,正常发光
5.(2025·陕西西安·一模)如图是小杰同学设计的一个能够测定油箱内油量的装置,其中电源电压恒定不变,R0是定值电阻,油箱容积为50L,油量表是由实验室常用电表改装而成,滑动变阻器R最大阻值为,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定点转动,另一端固定着一个浮标。当滑片在a端时电路中的电流为,滑片在b端时电路中的电流为,此时油箱内无油,下列说法正确的是( )
A.油量表是由电流表改装而成 B.电源电压为4V
C.定值电阻的阻值为 D.当油面上升时,电路的总功率变小
6.(2025·山东临沂·一模)如图所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,闭合开关S,滑动变阻器滑片P置于a端时,电流表示数为0.6A,下列说法正确的是( )
A.电阻的阻值为12Ω
B.滑片P在移动的过程中,电流表的最小示数为0.2A
C.当变阻器滑片P处于a端时,电压表的示数为1V
D.当变阻器滑片P处于b端时,通电1min电阻产生的热量为6J
7.(2025·江西·一模)(多选)如图甲所示,电源两端电压不变,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻。当开关S闭合后,逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值,根据电压表与电流表的示数,绘制的图象如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.电源两端电压为10V B.电路中允许通过的最大电流为0.6A
C.定值电阻R2的电阻值为40Ω D.变阻器R1接入电路的最大阻值为100Ω
8.(2025·天津河西·一模)(多选)如图所示,电源电压保持不变,的阻值分别为10Ω、5Ω。当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.6A,两端的电压为;当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.15A,两端的电压为。下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V B.
C.的阻值为30Ω D.当开关闭合,断开时,电流表的示数为1.8A
9.(2025·湖南岳阳·一模)如图所示,电源电压U恒定,、为两个定值电阻,L为标有“6V,3W”的小灯泡。仅闭合,小灯泡恰好正常发光,此时小灯泡的功率为,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,开关、、均闭合时,的电功率为,电流表示数为1.5A,示数为1A,此时通过的电流为 A; 。
电学作图
1.(2025·江苏常州·一模)小明设计了一个高铁轨道螺栓警报器模型电路,其原理是:金属螺栓连接在电路中,当螺栓松动掉落时,它会与下端的导线分离而断开,此时电灯亮起而发出警报。请用笔画线代替导线,连接以下器材完成电路设计。
2.(2025·贵州铜仁·一模)如图所示,是用“伏安法测定值电阻阻值”实验中连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
3.(2025·河南驻马店·一模)如图甲所示的插排,闭合开关后,指示灯发光,插孔可以正常工作,并且指示灯不亮时,插孔依然可以正常工作;开关断开时,指示灯与插孔都不能正常工作。请在图乙中完成插排中电路的连接。
4.(2025·山东济南·一模)下图是某单位门口闸机系统的实物图,它需要乘客人脸和身份证双重识别都成功后控制闸门的电动机才开始工作,闸门才会打开,人可以正常通过闸机。已知人脸数据识别成功相当于开关闭合,身份证数据识别成功后相当于开关闭合。请在图中完成能实现这一功能的电路图。
5.(2025·四川内江·一模)请将图所示元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。
6.(2025·广西崇左·一模)请根据如图所示的实物图,在虚线框内画出对应的电路图。
7.(2025·河南平顶山·一模)如图甲所示为一个磁悬浮地球仪,其球体内有一条形磁体,下方底座内有一个电磁铁。开关闭合后,地球仪可以悬浮在空中。图乙是其内部结构示意图。开关闭合后,请在图乙中的括号内标出电源的正、负极及电磁铁的N极。
8.(2025·黑龙江大庆·二模)如图所示是一个温度自动控制装置。当周围环境温度低于90℃时只有加热灯工作,当周围环境温度达到90℃时,电铃报警同时加热灯停止加热。请你用笔画线将电路补充完整。
欧姆定律综合计算
1.(2025·重庆·一模)如图的电路中电源电压保持不变,定值电阻,闭合开关S后,电流表A1的示数为,A2的示数为,求:
(1)通过电阻的电流;
(2)电阻消耗的电功率。
2.(2025·河北邯郸·一模)在如图所示的电路中,R1的阻值是30Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
(3)如果把R1和R2串联起来仍然接在原来的电源下,则此时整个电路的电功率是多大。
3.(2025·重庆九龙坡·一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电流表A的示数为0.7A,A1的示数为0.4A,电阻R1的阻值为12Ω。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值大小。
4.(2025·河北邯郸·一模)在如图所示的电路中,的阻值是,闭合开关S,电流表的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻的阻值。
(3)如果把和串联起来仍然接在原来的电源下,则此时整个电路的电功率是多大。
5.(2025·江苏宿迁·一模)如图所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡L标有“6V,3.6W”字样(忽略温度变化对灯丝电阻的影响),滑动变阻器Rx,标有“200Ω,1.25A”字样,定值电阻R0阻值为20Ω,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~15V,求:
(1)小灯泡的电阻。
(2)只闭合开关S、S1,小灯泡恰好正常发光,求电源电压。
(3)只闭合开关S、S2,在保证电路元件安全的前提下,求滑动变阻器接入电路的电阻范围。
6.(2025·江苏连云港·一模)如图甲所示是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪,其简化原理如图乙所示。在测试中,测试的同学向前水平推动测试仪的滑块(相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P,滑块在起始位置时,R1接入的阻值为0),用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R1标有“20Ω 1.5A”字样,定值电阻R2=10Ω,闭合开关S,滑块在金属标尺上每移动1cm,电阻R1阻值变化0.5Ω。求:
(1)当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时,电压表的示数;
(2)在保证电路元件安全的情况下,电路消耗总功率的最小值;
(3)小明同学测试时,电流表的示数为0.4A,则小明同学从最左端推动滑块向右移动的距离是多少。
7.(2025·河北沧州·一模)如图甲所示,电源电压为18V,已知小灯泡L上标有“5V,0.5A”字样,且灯丝电阻不随温度变化,,滑动变阻器R的最大阻值为。
(1)求小灯泡的电阻;
(2)只闭合S、,移动滑动变阻器滑片P,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示;当滑片置于某点a时,电压表示数。求电路中的电流;
(3)已知电压表量程为,电流表量程为。在保证电路安全的情况下,只闭合S、S2时,求电路消耗总功率的变化范围。
8.(2025·四川宜宾·一模)如图所示的电路中,电源电压恒定,灯泡上标有“,”的字样,为定值电阻,滑动变阻器上标有“,”的字样,电流表的量程为“”,电压表的量程为“”,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡正常工作的电流和电阻;
(2)闭合、与时,灯泡正常发光,电流表的示数为,求的阻值;
(3)闭合,断开与时,移动滑片,在确保电路安全的前提下,求电路总功率的变化范围。
9.(2025·江苏宿迁·一模)如图所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡L标有“6V,3.6W”字样(忽略温度变化对灯丝电阻的影响),滑动变阻器Rx,标有“200Ω,1.25A”字样,定值电阻R0阻值为20Ω,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~15V,求:
(1)小灯泡的电阻。
(2)只闭合开关S、S1,小灯泡恰好正常发光,求电源电压。
(3)只闭合开关S、S2,在保证电路元件安全的前提下,求滑动变阻器接入电路的电阻范围。
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题05 电磁学(一)
两种电荷
1.(2025·山西太原·一模)如图所示,一只小猫正在玩气球,过了一段时间后,下列分析正确的是( )
A.小猫和气球带上了异种电荷 B.小猫通过和气球摩擦创造了电荷
C.小猫和气球摩擦时正电荷发生了转移 D.该现象的原理和验电器的原理相同
【答案】A
【详解】A.小猫和气球相互摩擦,会发生电子的转移,从而使小猫和气球带上异种电荷,故A 正确。
B.摩擦起电的实质是电子的转移,而不是创造了电荷,故B 错误。
C.在摩擦起电过程中,发生转移的是电子,电子带负电,正电荷不会发生转移,故C 错误。
D.验电器的原理是同种电荷相互排斥,而小猫和气球相互吸引是因为带上了异种电荷,原理不同,故D 错误。故选A 。
2.(2025·福建泉州·模拟预测)如图用塑料梳子反复摩擦头发后,梳子就能把小纸屑吸起来,以下分析正确的是( )
A.摩擦创造了电荷 B.塑料梳子是导体
C.说明同种电荷相互吸引 D.塑料梳子带电后能吸引轻小物体
【答案】D
【详解】A.摩擦起电的实质不是创造了电,而是电子的转移,故A错误;
B.通常情况下,塑料梳子不容易导电,属于绝缘体,故B错误;
CD.梳子就能把小纸屑吸起来,这是因为带电体具有吸引轻小物体的性质,故C错误,D正确。故选D。
3.(2025·山东临沂·一模)下列说法正确的是( )
A.在地球上自由转动的小磁针静止时,指向地理北方的那一端是该磁针的北极
B.金属导电时,电子定向移动的方向与电流方向相同
C.毛皮摩擦过的橡胶棒具有吸引铁钴镍的性质
D.摩擦起电的实质是正电荷的转移
【答案】A
【详解】A.在地球上自由转动的小磁针静止时,小磁针的北极指向地磁的南极,而地磁的南极对应地理北极附近,故A正确;
B.金属导电时,靠的是自由电子,自由电子带负电荷,电子定向移动的方向与电流方向相反,故B错误;
C.毛皮摩擦过的橡胶棒具有吸引轻小物体的性质,不具有磁性,不吸引铁钴镍,故C错误;
D.摩擦起电的实质是使电子从一个物体转移到另一个物体,故D错误。
故选A。
4.(2025·江西九江·一模)以下说法正确的是( )
A.静电复印原理是异种电荷相互吸引
B.验电器的原理是同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
C.带正电的物体能吸引轻小物体,则轻小物体一定带负电
D.摩擦起电是物体在相互摩擦过程中产生了电荷
【答案】A
【详解】A.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,静电复印也是利用正负电荷之间的相互吸引的原理制成的,故A正确;
B.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,验电器的原理是同种电荷相互排斥,故B错误;
C.带正电的物体能吸引轻小物体,轻小物体可能带负电,也可能不带电,故C错误;
D.摩擦起电的实质是电子的转移,是电子从一个物体转移到另一个物体上,并没有产生电荷,故D错误。
故选A。
5.(2025·辽宁鞍山·一模)生活中有许多“吸”的现象。将气球与头发摩擦后,相互靠近,发现气球与头发“吸”在一起。现有甲、乙两个轻质小球互相吸引,若丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引甲球,则乙球( )
A.一定不带电 B.一定带负电 C.一定带正电 D.可能带电,可能不带电
【答案】C
【详解】与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,现丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引甲球,那么小球有两种可能,一是根据带电物体可以吸引轻质小球的性质,甲球可能不带电,二是根据异种电荷相互吸引的性质,甲球带负电;由题可知,现甲、乙两个轻质小球互相吸引,结合以上分析可知,若甲球带负电,则乙球可能带正电或不带电;若甲球不带电,则乙球一定带电,但是带电种类无法判断,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
6.(2025·广东清远·一模)为了消除人体与衣服摩擦而产生的静电,加油站工作人员提取油枪加油前,手必须触摸静电释放器以确保安全,如图所示。下列说法正确的是( )
A.静电释放器可由玻璃制成
B.身体上的静电是人体与衣服摩擦创造的
C.若人体带负电,则在与衣服摩擦过程得到了电子
D.若人体带负电,则清除静电时,电流方向从人体流向释放器
【答案】C
【详解】A.为了将人体的静电释放掉,则静电释放器应该是导体,而玻璃是绝缘体,故A错误;
B.人身体与衣物摩擦带电,是由于电子发生了转移而使人带上电,而不是创造了电荷,故B错误;
C.若人体带负电,则在与衣服摩擦过程得到了电子,得到电子带负电,故C正确;
D.清除静电时,人体带负电,说明人体有多余的电子,电子由人体向释放器移动,那么电流的方向从静电释放器流向人体,故D错误。故选C。
7.(2025·江苏苏州·一模)如图所示,利用静电喷漆枪给物件上漆,涂料小液滴之间相互排斥,但与物件吸引,下列分析正确的是( )
A.小液滴可能不带电 B.物件一定不带电
C.小液滴一定带同种电荷 D.物件和小液滴一定带异种电荷
【答案】C
【详解】AC.由于小液滴相互排斥,故小液滴一定带同种电荷,故A不符合题意,C符合题意;
BD.涂料小液滴被喷涂的物件吸引,物件有两种可能:①与涂料小液滴带异种电荷,因异种电荷相互吸引;②不带电,带电的小液滴吸附在不带电的物件表面;故BD不符合题意。
故选C。
8.(2025·福建龙岩·一模)在干燥头发上梳过的塑料梳子靠近细水流时,水流发生偏转如图。下列说法正确的是( )
A.摩擦创造了电荷 B.头发和梳子带上同种电荷
C.梳子和水流带上同种电荷 D.梳子带电后能吸引轻小物体
【答案】D
【详解】AB.摩擦起电的实质是电荷的转移,而不是创造电荷。头发和梳子摩擦,一个失去电子带正电,另一个得到电子带负电,梳过的头发和梳子都带电荷,且带异种电荷,故AB错误;
CD.梳子与头发摩擦后带电,带电体具有吸引轻小物体的性质,当靠近水流时,水流被吸引,故C错误,D正确。故选D。
电流与电路及电路设计
1.(2025·山东潍坊·一模)如图所示为一款电动玩具车,由一个电动机和三个灯泡组合而成,其中灯和电机可以各自独立工作,灯泡互不影响。S为总开关,和分别控制灯和电机。下列设计的电路图中,符合实际的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由题意可知,闭合总开关后,电动机和三个灯泡可以各自独立工作,且互不影响,说明四个用电器是并联的,开关S在总的干路中,同时开关S1控制车灯,开关S2控制电动机,则开关S1在车灯并联后的干路上,开关S2与电动机串联,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
2.(2025·辽宁大连·一模)某智能门锁可以通过指纹或密码开锁,无论哪种方式输入正确都能使工作元件启动,打开门锁。指纹识别或密码输入成功相当于开关闭合,下列符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】要求指纹或密码任一方式输入正确都能开锁,说明两个开关S1(指纹)和S2(密码)是并联关系。在并联电路中,只要有一个开关闭合,电路就会接通,使门锁工作元件启动。要求两个开关并联连接,工作元件门锁在干路中,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
3.(2025·四川成都·一模)图为某小区电梯的电路图。L为楼层显示屏,M为电梯运行电机,为电梯内控制开关,为电梯外呼梯开关。要求或任意一个闭合时,楼层显示屏L都能亮起,同时电梯运行电机M工作,两个开关都未闭合时,楼层显示屏L和电梯运行电机M都不能工作。下列电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据题意可知,S1或S2任意一个闭合时,楼层显示屏L都能亮起,同时电梯运行电机M工作,两个开关都未闭合时,楼层显示屏L和电梯运行电机M都不能工作,说明楼层显示屏L和电机M不能独立工作,是串联的,由于S1或S2任意一个闭合时楼层显示屏L和电机M都工作,说明S1和S2并联,然后与楼层显示屏L和电机M串联,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
4.(2025·湖南岳阳·一模)重大考试期间采用人脸识别一体机,可以实现人脸检测、准考证检测、身份证检测自动报警功能:当出现人脸不符时,开关S1闭合,报警器响;准考证检测出现问题时开关 S2闭合,报警器响;身份证检测不符时开关S3闭合,报警器响。如图所示的电路中符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据题意可知,当出现人脸不符时,开关S1闭合,报警器响;准考证检测出现问题时开关S2闭合,报警器响;身份证检测不符时开关S3闭合,报警器响,这说明三个开关互不影响,是并联的,然后与电铃串联接入电路中。
A.由图可知,三个开关和电铃串联,当三个开关都闭合时,电铃才响,故A不符合题意;
B.由图可知,三个开关并联后再和电铃串联,闭合任何一个开关,电铃都能响,故B符合题意;
C.由图可知,开关S1和S2串联再和开关S3并联,电铃在干路中,同时闭合开关S1和S2,或者闭合S3,电铃才响,故C不符合题意;
D.由图可知,开关S2和S3并联,再和开关S1、电铃串联,同时闭合开关S1和S2,或者同时闭合开关S1和S3,电铃才响,故D不符合题意。故选B。
5.(2025·山东泰安·一模)如图所示为泰安市区的共享电单车,共享电单车可以在手机上进行还车操作,步骤如下:将使用的头盔归还到车筐内,头盔与车筐连接完好(闭合)后,利用手机上点击“一键还车”(闭合),电磁锁启动,还车完成。以下电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.图中两个开关、电阻和电磁锁串联在电路中,头盔与车筐连接完好(S1闭合)后,再进行一键还车(S2闭合),电磁锁启动,故A符合题意;
B.图中闭合开关S1,电磁锁启动,再闭合开关S2,电磁锁被短路,不工作,故B不符合题意;
C.图中两个开关并联,再和电磁锁与电阻串联,闭合任何一个开关,电磁锁工作,故C不符合题意;
D.图中闭合开关S1,电磁锁启动,再闭合开关S2,电磁锁被短路,不工作,故D不符合题意。
故选A。
6.(2025·江苏苏州·一模)如图是小明家新买的智能门锁,它可以通过三种方式开锁(电动机M工作),输入密码、(开关)通过指纹(开关)或钥匙开门(开关),其等效电路图为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题知,输入密码(开关)、通过指纹(开关)或钥匙开门(开关),只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合从而使电动机启动工作,所以三个开关互不影响,且都与电动机串联,则三个开关应并联后再与电动机串联在电源上,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
7.(2025·安徽亳州·一模)小强想设计一个带有指示灯的台灯,要求如下:S1和S2是开关,指示灯和灯泡分别为L1、L2;当只闭合S2时,台灯L1、L2都不发光;当只闭合S1时,指示灯L1发光,再闭合S2时,台灯L2发光。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.只闭合S2时,电路断路,L1、L2都不发光;只闭合S1时,L1所在电路接通,指示灯L1发光;再闭合S2时,L2所在支路也接通,台灯L2发光,符合要求,故A符合题意;
B.只闭合S2时,L2发光,不符合 “当只闭合S2时,台灯L1、L2都不发光” 的要求,故B不符合题意;
C.只闭合S2时,L1,L2发光串联,两端都发光,不符合 “当只闭合S2时,台灯L1、L2都不发光” 的要求,故C不符合题意;
D.只闭合S1时,电路断路,L1不发光,不符合 “当只闭合S1时,指示灯L1发光” 的要求,故B不符合题意。故选A。
8.(2025·四川成都·一模)如图所示,公共充电桩正在给电动汽车的蓄电池充电,这些充电桩之间是 (选填“串联”或“并联”)在一起的;电动汽车在充电过程中,蓄电池相当于电路中的 。
【答案】并联 用电器
【详解】[1]在充电桩给电动汽车蓄电池充电过程中,各充电桩可以独立工作,因此它们是并联的。
[2]在给电动汽车蓄电池充电过程中,蓄电池消耗电能,电能转化为蓄电池的化学能,此时蓄电池相当于一个用电器。
电压及其测量
1.(2025·湖南岳阳·一模)如图所示,开关S闭合后,电流表的示数分别为电压表的示数分别为若的电阻小于的电阻,不考虑灯丝电阻随温度的变化,则下列关系中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.据图可知,闭合开关S,电路是灯泡L1、L2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测L1两端电压,电压表V2测L2两端电压,电压表V3测电源电压,根据串联电路中的电流规律可知,电流是处处相等的,两电流表的示数相等,即,故A错误;
BCD.由于的电阻小于的电阻,根据可知,L1两端电压小于L2两端电压,因此;根据串联电路中电压规律可知,故C正确,BD错误。故选C。
2.(2025·四川成都·一模)学习了电学知识后,爱动手的小李同学连接了如图所示的电路,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.与的连接方式是并联 B.该电压表指针会反向偏转
C.电压表测量电源两端电压 D.若被短路,电压表指针几乎不偏转
【答案】D
【详解】A.如图,两电阻是串联的,故A错误;
B.电流从电压表正接线柱流入、负接线柱流出,指针正常偏转,故B错误;
C.电压表并联在R2和电流表的两端,测R2和电流表两端电压,故C错误;
D.若被短路,电压表测电流表两端电压,电流表电阻很小,其两端电压很小,接近于零,电压表指针几乎不偏转,故D正确。故选 D。
3.(2025·山东泰安·一模)某同学在研究串、并联电路电压规律的实验中连接了如图a所示的电路,当闭合开关后,和的指针位置完全一样,如图b所示,则下列说法正确的是( )
A.若电路完好,该电路为并联电路 B.若电路完好,两端的电压为6V
C.若电路有故障,可能是短路 D.若电路有故障,可能是短路
【答案】C
【详解】A.由图可知,当开关S闭合时,电流依次通过R1与R2,所以R1与R2是串联的,故A错误;
B.电压表V1测量电源电压U,电压表V2测量R2两端电压U2,由串联电路的电压特点可知U=U1+U2
两电压表指针位置相同,所以V1使用0~15V量程,分度值为0.5V,读数为6V;电压表V2使用0~3V量程,分度值为0.1V,读数为1.2V,所以R2两端电压为1.2V,故B错误;
C.若电路故障是R1短路,则V1和V2都测量电源电压,则闭合开关后,V1和V2的指针位置会完全一样,故C正确;
D.若电路有故障,R2短路,则电压表V2的示数为0,则闭合开关后,V1和V2的指针位置不会完全一样,故D错误。故选C。
4.(2025·山西临汾·一模)如图所示,小伟将铜片、锌片插入土豆,制成“土豆电池”,闭合开关,二极管发光,电压表指针偏转。以下关于该电路的说法正确的是( )
A.通过电路中的电流方向是从锌片到铜片 B.若发光二极管断路,则电压表仍然有示数
C.铜片是“土豆电池”电源的负极 D.若断开开关,则两金属片之间没有电压
【答案】B
【详解】AC.闭合开关S,二极管发光,电压表指针向右偏转,说明电压表正负接线柱的连接是正确的(即电流“正进负出”);则由图可知,铜片为电源的正极,锌片为电源的负极,通过电路中的电流方向是从铜片到锌片,故AC错误;
B.若发光二极管断路,电压表仍然接到电源的两极上,电压表有示数,故B正确;
D.电源的两端是存在电压的,与外部电路的通断情况无关,若断开开关,则两金属片之间有电压,故D错误。故选B。
5.(2025·江苏无锡·一模)取一个橙子,把铜片、锌片插入其中,就制成了一个水果电池. 用电压表测量这个电池的电压如图所示。 下列说法正确的是( )
A.锌片是水果电池的正极 B.该水果电池的电压约为2.5V
C.水果电池是将内能转化为电能 D.两个相同水果电池串联后可提供更高的电压
【答案】D
【详解】A.电压表使用时,电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连接,因此铜电极为正极,故A错误;
B.由图知电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,水果电池的电压为0.6V,故B错误;
C.水果电池工作时,消耗化学能,产生电能,所以是将化学能转化为电能,故C错误;
D.根据串联电路电压的特点,串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。所以两个相同水果电池串联后,总电压等于两个水果电池电压之和,可提供更高的电压,故D正确。故选D。
6.(2025·湖南长沙·一模)如图所示电路,闭合开关后,一灯较亮,一灯较暗,下列说法正确的是( )
A.亮的灯电流大,暗的灯电流小 B.亮的灯离电源正极近,暗的灯离电源正极远
C.电压表示数是L1两端的电压 D.开关由闭合到断开,电压表示数会变大
【答案】D
【详解】A.开关闭合后,两灯串联,电流相等,故A错误;
B.开关闭合后,两灯串联,电流相等,亮暗与灯泡规格有关,并非亮的灯离电源正极近,暗的灯离电源正极远,故B错误;
C.开关闭合后,两灯串联,电压表测L2两端电压,故C错误;
D.如图所示,开关闭合前,电压表与L1串联接入电路,电压表测电源电压,开关闭合后,两灯串联,电压表测L2两端电压,因此由闭合到断开,电压表示数增大,故D正确。故选D。
7.(2025·山东临沂·一模)如图甲所示,要使电阻 和是并联连接,应该闭合的开关是 ;如图乙所示的电路中,电源电压恒为 8V,闭合开关 S,电压表的示数是 3.5V,则电压表测的是 两端的电压,L1两端电压为 V。
【答案】S1、S3 L2 4.5
【详解】[1]在图甲所示的电路中,当闭合开关和,断开开关时,电流从电源正极出发,分成两条路径,一条路径经过和,另一条路径经过开关和,然后两条路径的电流再汇合回到电源负极,此时电阻和是并联连接。
[2]在图乙所示的电路中,电压表与灯泡并联,根据电压表的使用规则,电压表应与被测用电器并联,所以电压表测的是L2两端的电压。
[3]在串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和,则L1两端电压为。
导体、电阻与变阻器
1.(2025·河南平顶山·一模)如图所示为中考文具袋中的部分文具,通常情况下属于绝缘体的是( )
A.铅笔芯 B.橡皮
C.圆规 D.钢尺
【答案】B
【详解】A.铅笔芯的主要材料是碳,容易导电,是导体,故A不符合题意;
B.橡皮不容易导电,是绝缘体,故B符合题意;
C.通常情况下,圆规的主要材料是金属,金属容易导电,是导体,故C不符合题意;
D.钢尺的材料是金属,容易导电,是导体,故D不符合题意。故选B。
2.(2025·福建宁德·一模)下列不能用超导体材料制作的是( )
A.输电线 B.电动机线圈 C.电热丝 D.发电机线圈
【答案】C
【详解】超导体材料在一定温度的条件下,电阻可以变成0。
A.输电线在输送电能时因为导线有一定的电阻,要有一部分电能转化为内能,如果输电线的电阻变成0,没有电阻就没有能量损耗,所以,可以用超导材料制作输电线,故A不符合题意;
B.电动机工作时,因为线圈存在电阻,会有一部分电能变成内能,电动机会发热,如果线圈没有电阻,线圈就不会发热,不仅没有能量损耗,而且电动机也不会过热而烧坏,所以,可以用超导材料制作电动机线圈,故B不符合题意;
C.电热丝是利用电流的热效应工作的,电热丝产生的热量与电流、电阻、时间都有关系,如果电热丝阻值为0,它就不会发热了,所以不能用超导材料制作电热丝,故C符合题意;
D.发电机工作时,因为线圈有一定的阻值,线圈也会发热,如果线圈没有电阻,它就不会发热,线圈永远不会被烧坏,所以可以用超导材料制作发电机线圈,故D不符合题意。故选C。
3.(2025·湖北武汉·一模)某实验小组利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中用到的锰铜丝和镍铬合金丝的横截面积相同。下列说法正确的是( )
A.选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
B.选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
C.选择金属丝②和③可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.实验过程中,若灯泡亮度变化不明显,可将灯泡换成电压表进行实验
【答案】C
【详解】AB.金属丝①和②的材料、长度均不同,选择金属丝①和②不可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关,也不可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,故AB错误;
C.选择金属丝②和③的材料、横截面积相同,长度不变,可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,故C正确;
D.电流表使用时串联在电路中,电压表使用时与用电器并联。实验中,若灯泡亮度变化不明显,可将灯泡换成电流表进行实验,故D错误。故选C。
4.(2025·湖南株洲·一模)材料科学已成为推动科技进步促进可持续发展的重要支撑。下列说法正确的是
A.图甲:C919机身外壳材料密度较大 B.图乙:集成电路使用了半导体材料
C.图丙:发光二极管使用了超导材料 D.图丁:保险丝的材料电阻小熔点高
【答案】B
【详解】A.C919机身外壳材料密度较小,相同体积时可以减小飞机质量,有利于起飞,故A错误;
B.半导体材料具有特殊的电学性质,集成电路使用了半导体材料,故B正确;
C.发光二极管使用了半导体材料,具有单向导电性,故C错误;
D.保险丝的材料电阻率大,相同条件下电阻大、熔点低,在电流过大时会自动熔断来保护电路,故D错误。
故选 B。
5.(2025·四川南充·一模)旋转式变阻器(如图所示)与滑动变阻器相比,外形不同,但原理都是通过改变接入电路的导体的 来改变其接电路的电阻。若图中旋转式变阻器的A、B两接线柱连入电路,则当转轴顺时针旋转时,它连入电路的电阻将变 。
【答案】 长度 变大
【详解】[1]旋转式变阻器与滑动变阻器的原理都是通过改变接入电路导体的长度来改变其连入电路的电阻。
[2]图中旋转式变阻器的AB两接线柱连入电路,则连入电路的弧形电阻片是PA段,当轴顺时针旋转时,它连入电路的电阻丝的长度变大,故它连入电路的电阻将变大。
串、并联电路中的电流与电压
1.(2025·湖北武汉·模拟预测)如图所示,在“探究串联电路的电压规律”时,闭合开关,用电压表分别测出、、两端的电压分别为、、,将数据记录在表格中。下列说法错误的是( )
A.为使结论更具有普遍性,可以改变电池的节数,再测出几组电压值
B.为使结论更具有普遍性,可以换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
C.实验时若发现和两端电压相等,且不为0,一定是、之间发生了断路
D.测完,将电压表接在接线柱上的线改接到接线柱上,可测得
【答案】C
【详解】AB.为使结论更具有普遍性,应多测几组电压值,可以通过改变电池节数或改变灯泡规格,故A正确,AB不符合题意;
C.实验时若发现AB和AC两端电压相等,且不为0,也可能是L1或L2短路,故C错误,C符合题意;
D.测完UAC,将电压表接在A接线柱上的线改接到B接线柱上,电压表的正负接线柱连接正确,此时电压表与灯L2并联,可测得UBC,故D正确,D不符合题意。故选C。
2.(多选)(2025·陕西榆林·一模)如图所示,电源电压不变。闭合开关S,小灯泡L1和L2均正常发光,电流表有示数。下列分析正确的是( )
A.小灯泡L1和L2串联 B.电流表A1测量L1的电流
C.若L1灯丝断了,A2的示数不变 D.若L1比L2亮,是因为L1两端的电压比L2两端的电压大
【答案】BC
【详解】A.由图可知,闭合开关,两个小灯泡分别在两条支路上,即小灯泡L1和L2并联,故A错误;
B.由图可知,小灯泡L1和L2并联,电流表A1测灯泡L1的电流,电流表A2测灯泡L2的电流,故B正确;
C.若L1灯丝断了,根据并联电路互不影响可知,A2所在的支路电流不变,即示数不变,故C正确;
D.两个小灯并联,并联电路中各支路电压都相等,因此L1和L2两端电压是相等的,故D错误。
故选BC。
3.(2025·山东青岛·一模)实验操作考试时,一考生连接如图所示电路。闭合开关后灯泡发光,不发光,电压表无示数,排除故障后完成实验。对此,下列描述合理的是( )
A.此时电路中的发生断路,应更换
B.电路中、串联,电压表测量的是两端的电压
C.将导线a的下端移动至开关S的右接线柱,闭合开关S,电压表测量、的总电压
D.将导线b的下端移动至开关S的右接线柱,闭合开关S,电压表测量的电压
【答案】BC
【详解】AB.由图可知,该电路为串联电路,电压表测量两端的电压;闭合开关后,灯泡发光,说明电路为通路,不发光,电压表无示数,则故障为短路,故A不符合题意,B符合题意;
C.由题图可知,当把导线a的下端移动至开关S的右接线柱,闭合开关S,电压表并联在和的两端,则电压表测量、的总电压,故C符合题意;
D.由题图可知,将导线b的下端移动至开关S的右接线柱,闭合开关S,会导致电压表正负接线柱接反,不能测量的电压,故D不符合题意。故选BC。
4.(2025·山东临沂·一模)当今年轻人的一种焦虑叫做手机电量焦虑,如图是用充电宝同时给三部手机同时充电的情景,则这三部手机是 (选填“串联”或“并联”)的,给充电宝充电时,充电宝相当于 (选填“电源”或“用电器”)。
【答案】并联 用电器
【详解】[1]当用充电宝同时给三部手机充电时,拔掉其中一部手机,另外两部手机仍能正常充电,说明三部手机之间互不影响,能独立工作,所以这三部手机是并联的。
[2]当给充电宝充电时,充电宝消耗电能,在电路中相当于用电器。
5.(2025·广西南宁·一模)如图所示的电路,电源电压可以调节。灯泡L1的规格是“2.5V,0.3A”,灯泡L2的规格是“6V,0.15A”,闭合开关使电源电压从零逐渐增加,先正常发光的灯泡是 ,此时通过另一灯泡的电流是 A。
【答案】L2 0.15
【详解】[1][2]闭合开关S,两个灯串联在电路中,使电源电压从0V逐渐增加,电路中电阻一定,由可知电路中的电流变大,由于灯L2的额定电流0.15A小于L1的额定电流0.3A,电路中的电流先达到L2的额定电流,灯泡L2先正常发光,此时另一灯泡的电流也是0.15A。
6.(2025·山东聊城·一模)如图所示电路中,若甲、乙都为电压表,闭合开关S1、S2,两灯都能发光,甲电表测量 两端的电压;若甲、乙都为电流表,只闭合开关S1,L1与L2 联,此时乙电表测量的是 的电流。
【答案】L2 并 L2
【详解】[1]由图可知,若甲、乙都为电压表,闭合开关S1、S2,两灯串联,都能发光,甲电表测量L2两端的电压,乙电表测量电源电压。
[2][3]若甲、乙为电流表,只闭合开关S1,L1与L2并联,此时甲电表测量干路电流,乙电表测量是L2的电流。
7.(2025·江苏南京·一模)如图所示的电路中,电源电压不变。只闭合开关,滑片P移动到最左端,电路安全,电流表示数为;再闭合开关,电流表示数为,且,则甲是 表,乙是 表;只闭合开关,滑片P向右移动时,电表甲的示数 。
【答案】电压 电流 变小
【详解】[1][2]只闭合S1,滑片P移动到最左端,滑动变阻器接入电路的电阻为0,该电路为R1、R2串联的电路,电表甲并联在R1、R2两端测量,为电压表,电压表测R1、R2两端的电压,电路安全,电流表示数为;再闭合开关,若乙为电压表,测R2两端的电压,电路中的电流不变,不符合题意;再闭合开关S2,电流表示数为,且;乙为电流表,电阻R1被短路,闭合S1、S2时,电路为R1的简单电路,电流变大。
[3]只闭合开关,该电路为R1、R2、滑动变阻器串联的电路,电压表测R1、R2两端的电压,滑片P向右移动时,电路中的电阻变大,电流减小,由可知,电表甲的示数变小。
8.(2025·天津南开·一模)某同学从物理实验室找到两个定值电阻,阻值之比R1∶R2=3∶2,把它们串联在电路中,它们两端的电压之比U1∶U2= ,把它们并联在电路中,它们的实际电功率之比P1∶P2= 。
【答案】 3∶2 2∶3
【详解】[1]串联电路各处电流都相等,根据欧姆定律可知,把它们串联在电路中,它们两端的电压之比
[2]并联电路中,各支路两端电压相等,把它们并联在电路中,根据欧姆定律可知,通过它们的电流之比为,它们的实际电功率之比
电路故障问题
1.(2025·北京门头沟·一模)如图所示电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,当在ab两点间接入一个“6V 0.4A”的小灯泡时,恰好正常发光;若换一个“6V 0.5A”的小灯泡,则这个小灯泡(假设灯丝电阻不随温度的变化而改变)( )
A.比正常发光暗些 B.灯丝将会烧断
C.仍能正常发光 D.比正常发光亮些
【答案】A
【详解】ACD.由得,“6V 0.4A”的小灯泡的阻值为
“6V 0.5A”的小灯泡的阻值为
当灯泡接入ab间时,灯泡与定值电阻R串联,当在ab两点间接入一个“6V 0.4A”的小灯泡时,恰好正常发光,此时灯泡两端的电压为6V;由串联电路中电阻越小,分到的电压越小得,在ab两点间接入一个“6V 0.5A”的小灯泡时,灯泡的电压小于6V,则此时灯泡的电压小于额定电压,灯泡会比正常发光暗些,故A符合题意,CD不符合题意;
B.灯泡的电压小于额定电压,则灯泡不会被烧断,故B不符合题意。故选A。
2.(2025·山东烟台·一模)图示电路,电源电压不变,闭合开关S,移动变阻器滑片,电流表有示数,电压表无示数,若电路只有一处故障,则故障可能是( )
A.变阻器R1短路 B.变阻器 R1断路
C. 电阻R2短路 D.电阻R2断路
【答案】C
【详解】A.若变阻器R1短路,电路中只有R2,此时电压表测R2两端电压(即电源电压 ),有示数,不符合电压表无示数,故A不符合题意;
B.若变阻器R1断路,整个电路断路,电流表无示数,不符合电流表有示数,故B不符合题意;
C.若电阻R2短路,电压表相当于测导线电压,示数为0,此时电路为R1的简单电路,电流表有示数,故C符合题意
D.若电阻R2断路,电压表串联在电路中,测电源电压,有示数,不符合电压表无示数,故D不符合题意。
故选A。
3.(2025·安徽马鞍山·一模)如图所示的电路中,开关闭合后,两电表均有示数,如果某时刻电路突然出现故障,发现电压表示数变大,电流表示数变小,则电路故障原因可能是( )
A.R1断路 B.R1短路 C.R2断路 D.R2短路
【答案】A
【详解】如图,两电阻串联,电压表测R1两端电压,电流表测电路中电流。
A.若R1断路,电流表示数为0,电压表测电源电压,示数变大,故A符合题意。
B.若R1短路,电压表示数为0,电流表示数变大,故B不符合题意;
C.若R2断路,电流表、电压表示数均为0,故C不符合题意;
D.若R2短路,电流表、电压表示数均变大,故D不符合题意。故选A。
4.(2025·河南南阳·一模)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电路中各元件工作正常。一段时间后,若其中一个电压表示数变大,则( )
A.灯L2可能断路 B.灯L2可能短路
C.另一个电压表示数变小 D.其中有一盏灯亮度不变
【答案】A
【详解】A.若灯L2断路,此时电压表V2串联在电路中,因为电压表内阻很大,相当于测电源电压,其示数会变大,故A正确;
B.若灯L2短路,电压表V2相当于测一段导线的电压,示数会变为0,而不是变大,故B错误;
C.因为电压表V1测电源电压,电源电压不变,所以其示数不会变小,故C错误;
D.若L2断路,两灯都不亮,电压表V1示数不变,电压表V2示数变大;若L2短路,L1会变亮,电压表V1示数不变,电压表V2示为0;若L1断路,两灯都不亮,电压表V1示数不变,电压表V2示数为0;若L1短路,灯L2变亮,电压表V1示数不变,电压表V2示数变大;其中符合一段时间后,若其中一个电压表示数变大的情况是L2断路或L1短路,不存在亮度不变的灯,故D错误。故选A。
5.(2025·四川泸州·一模)小明在测量小灯泡电功率的实验中,正确连接电路后,闭合开关S,电流表和电压表均无示数。于是小明拆下电压表,利用其查找故障,如图所示,闭合开关S后,示数如下表所示,若电路中只有一处故障,则可能是( )
电压表正接线柱与其他接线柱连接情况
A
B
C
D
E
F
G
H
电压表示数/V
3
3
3
0
0
0
0
0
A.滑动变阻器断路 B.灯泡L短路
C.连接H处和电源负极的导线断路 D.开关S处断路
【答案】A
【详解】A.电压表正接线柱分别与A、B、C相连时,电压表示数等于电源电压,说明此时电路为通路,即电源正极至C点没有出现断路,D点及之后电压表示数为零,说明是CD间断了,即滑动变阻器断路,故A符合题意;
B.灯泡L短路电路仍为通路,电流表示数不为零,故B不符合题意;
C.若连接H处和电源负极的导线断路,电压表连接在D点时有示数,故C不符合题意;
D.若开关S处断路,电压表连接在B点时不会有示数,故D不符合题意。故选A。
6.(2025·山东泰安·一模)如图所示,灯L1、L2完全相同,闭合开关S,发现只有一盏灯亮,且一个电表示数正常,另一个电表几乎没有示数。若电路中只有一处故障,则故障可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.灯L1短路 D.灯L2短路
【答案】B
【详解】A.若灯L1断路,此时电路中只有L2接入电路,L2会亮,电压表测电源电压有示数,电流表测电路电流也有示数,不符合 “一个电表几乎没有示数”,故A不符合题意;
B.若灯L2断路,此时电路中只有L1接入电路,L1会亮,电流表测电路电流有示数,电压表与L2并联,由于L2断路,电压表相当于测断路处电压,示数几乎为0,故B符合题意;
C.若灯L1短路,L2也会被短路,两灯都不亮,不符合 “只有一盏灯亮”,故C不符合题意;
D.若灯L2短路,L1也会被短路,两灯都不亮,不符合 “只有一盏灯亮”,故D不符合题意。故选B。
欧姆定律及其简单计算
1.(2025·安徽合肥·一模)在“探究电流与电压的关系”实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I-U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论一样
C.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为2∶1
【答案】B
【详解】A.电阻是导体的属性,与其两端是否施加电压无关,当R1与R2两端的电压为0时,仍有电阻,故A错误;
B.导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论应该是一样的,故B正确;
C.在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,是导体两端的电压大小决定了通过导体的电流大小,电压是由电源提供的,不由电流大小决定,故C错误;
D.根据,电流相同时,电压与电阻成正比。由图可知,电流均为0.3A时,电压为1.5V,电压为3V,、电压之比为,则R1与R2的阻值之比为,故D错误。故选B。
2.(2025·陕西商洛·一模)如图-1所示是科技小组的同学设计的尾气排放检测电路,尾气浓度大小显示表由电压表改装而成,尾气浓度越大,显示表的示数越大。电源电压保持不变,ab、cd之间分别接入定值电阻或气敏电阻。气敏电阻的阻值与尾气浓度的关系如图-2所示。下列说法正确的是( )
A.气敏电阻的阻值随尾气浓度升高而增大
B.间接定值电阻,间接气敏电阻
C.尾气浓度升高时,电路的总功率变小
D.长时间使用后电源电压降低,显示器显示的尾气浓度的值会偏大
【答案】B
【详解】A.由图2知,尾气浓度增加时,气敏电阻的阻值减小,所以气敏电阻的阻值随尾气浓度升高而减小,故A错误;
B.由题意知,尾气浓度大小显示表由电压表改装而成,尾气浓度越大,显示表的示数越大,即电压表示数越大。图1中,定值电阻R和气敏电阻R1串联接入电路,电压表测ab两端的电压,据串联电路的分压特点知,ab间的电压增大,ab间接入电路的阻值也增大,或ab间的电阻不变,cd间的电阻减小,而气敏电阻的阻值随着尾气浓度增大而减小,所以ab间接的是定值电阻,cd间接的是气敏电阻,故B正确;
C.尾气浓度升高时,气敏电阻接入电路的阻值减小,电路的总阻值减小,电路的电流增大,据P=UI知,电路的总功率增大,故C错误;
D.当气敏电阻的阻值与电源电压降低前相同时,电路的总阻值相同,据欧姆定律知,电路的电流减小,则ab间的电压减小,所以显示器显示的尾气浓度值会偏小,故D错误。故选B。
3.(2025·安徽合肥·一模)一位同学设计了一个风力测定仪,如图所示,O是转动轴,OC是金属杆,下面连接着一块受风板,无风时OC是竖直的,风越强,OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻,P点是金属杆与圆弧形电阻接触点,电路中接有一个小灯泡,测风力时,闭合开关S。下列分析正确的是( )
A.若把小灯泡换成电流表,则风越大电流表示数越大
B.若把小灯泡换成电压表,则风越大电压表示数越大
C.在OB两端并联一个电压表,则风越大电压表示数越大
D.若在OB间再接一个电流表,则风越大电流表示数越大
【答案】A
【详解】A.由图可知,该电路为串联电路,若把小灯泡换成电流表,风越大时,AB接入电路中的电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大,电流表示数越大,故A正确;
B.若把小灯泡换成电压表,则电压表串联接入电路中,测量的是电源电压,风越大时,电压表示数保持不变,故B错误;
C.在OB两端并联一个电压表,则电压表测圆弧形电阻AB两端电压,风越大时,AB接入电路中的电阻越小,根据串联电路的分压规律可知,AB分担的电压变小,所以电压表示数越小,故C错误;
D.若在OB间再接一个电流表,由于电流表相当于是导线,使得AB被短路,风速的变化不会引起电流表示数的变化,故D错误。故选A。
4.(2025·江苏泰州·一模)如图所示电路,闭合开关、,小灯泡和均正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是( )
A.小灯泡和串联 B.电流表测量电路的总电流
C.电压表示数等于电源电压 D.若只断开,小灯泡熄灭,正常发光
【答案】C
【详解】A.由图得,电流分别经过灯泡L1、L2,灯泡L1、L2并联,故A错误;
B.电流表与灯泡L2串联,电流表测量灯泡L2的电流,故B错误;
C.电压表并联在灯泡L1的电压,由于并联电路电压特点得,灯泡L1的电压等于电源电压,则电压表示数等于电源电压,故C正确;
D.S2在干路上,控制整个电路,若只断开,两灯都熄灭,故D错误。故选C。
5.(2025·陕西西安·一模)如图是小杰同学设计的一个能够测定油箱内油量的装置,其中电源电压恒定不变,R0是定值电阻,油箱容积为50L,油量表是由实验室常用电表改装而成,滑动变阻器R最大阻值为,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定点转动,另一端固定着一个浮标。当滑片在a端时电路中的电流为,滑片在b端时电路中的电流为,此时油箱内无油,下列说法正确的是( )
A.油量表是由电流表改装而成 B.电源电压为4V
C.定值电阻的阻值为 D.当油面上升时,电路的总功率变小
【答案】A
【详解】A.由图可知,保护电阻、滑动变阻器R串联,电流表应串联在电路中使用,故电表是由电流表改装而成,故A正确;
BC.当P在a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,由欧姆定律可知电源电压U=IaR=0.5A×R0······①
当P在b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电源电压U=Ib(R0+R大)=0.1A×(R0+40Ω)······②
由①②解得R0=10Ω,U=5V,故BC错误;
D.当油面上升时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,根据可知电路的总功率变大,故D错误。
故选A。
6.(2025·山东临沂·一模)如图所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,闭合开关S,滑动变阻器滑片P置于a端时,电流表示数为0.6A,下列说法正确的是( )
A.电阻的阻值为12Ω
B.滑片P在移动的过程中,电流表的最小示数为0.2A
C.当变阻器滑片P处于a端时,电压表的示数为1V
D.当变阻器滑片P处于b端时,通电1min电阻产生的热量为6J
【答案】D
【详解】AC.滑动变阻器滑片置于a端时,其接入电路中电阻为0,此时为只有R1的简单电路,电压表示数为电源电压,即6V;电阻R1的阻值,故AC错误;
BD.滑片处于b端时,为R1与R的最大阻值组成的串联电路,电流最小,此时电流
R11min产生的热量,故B错误,D正确。故选D。
7.(2025·江西·一模)(多选)如图甲所示,电源两端电压不变,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻。当开关S闭合后,逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值,根据电压表与电流表的示数,绘制的图象如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.电源两端电压为10V B.电路中允许通过的最大电流为0.6A
C.定值电阻R2的电阻值为40Ω D.变阻器R1接入电路的最大阻值为100Ω
【答案】BD
【详解】由电路图可知,当滑片位于最左端时,电路为R2的简单电路,此时电路中电阻最小,电流最大,由乙图可知电路的最大电流I最大=0.6A,由可得,电源的电压U=I最大R2=0.6A×R2①
当滑片位于最右端时,滑动变阻器连入电路阻值为其最大阻值,且R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,此时电路中的电流最小,由乙图可知U1=10V,I最小=0.1A,所以变阻器R1接入电路的最大阻值
由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,则电源的电压U=U1+I最小R2=10V+0.1A×R2②
电源两端电压不变,由①②可得0.6A×R2=10V+0.1A×R2
解得R2=20Ω,电源的电压U=0.6A×R2=0.6A×20Ω=12V
故AC错误,BD正确。故选BD。
8.(2025·天津河西·一模)(多选)如图所示,电源电压保持不变,的阻值分别为10Ω、5Ω。当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.6A,两端的电压为;当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.15A,两端的电压为。下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V B.
C.的阻值为30Ω D.当开关闭合,断开时,电流表的示数为1.8A
【答案】ACD
【详解】A.电路图可知,当开关S1、S3闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由可得,电源的电压U=I1R1=0.6A×10Ω=6V
故A正确;
B.当开关S3闭合,S1、S2断开时,R1与R3串联,电流表测电路中的电流,由可得,R1两端的电压U2=I2R1=0.15A×10Ω=1.5V
则U1∶U2=6V∶1.5V=4∶1
故B错误;
C.当开关S3闭合,S1、S2断开时,R1与R3串联,此时电路的总电阻
根据串联电路的电阻规律可得,R3的阻值R3=R-R1=40Ω-10Ω=30Ω,故C正确;
D.当开关S1、S2闭合,S3断开时,R1与R2并联,电流表测干路中的电流。因并联电路中各支路两端的电压相等,且并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表的示数,故D正确。故选ACD。
9.(2025·湖南岳阳·一模)如图所示,电源电压U恒定,、为两个定值电阻,L为标有“6V,3W”的小灯泡。仅闭合,小灯泡恰好正常发光,此时小灯泡的功率为,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,开关、、均闭合时,的电功率为,电流表示数为1.5A,示数为1A,此时通过的电流为 A; 。
【答案】12 0.5 1:2
【详解】[1]仅闭合,小灯泡恰好正常发光,此时小灯泡的功率为,则小灯泡正常发光时的电阻为
此时电路中的电流
电源电压 ①
[2][3]开关、、均闭合时,电阻、并联,灯泡L被短路;电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过R1的电流,的电功率为,电流表示数为1.5A,示数为1A,此时通过的电流为
电源电压 ② ③
联立①②③解得,,
的电功率为,P1与P2的比值。
电学作图
1.(2025·江苏常州·一模)小明设计了一个高铁轨道螺栓警报器模型电路,其原理是:金属螺栓连接在电路中,当螺栓松动掉落时,它会与下端的导线分离而断开,此时电灯亮起而发出警报。请用笔画线代替导线,连接以下器材完成电路设计。
【详解】根据题意可知,螺丝连接在电路中,当螺丝松动时,它会与下端的导线分离而断开,螺丝不接入电路中,即螺丝所在电路发生了断路,此时指示灯会发光,这表明螺丝与灯泡是并联在电路中的,由于螺丝的电阻很小,能把灯泡短路;为了保护电路,防止电源短路,在干路中应该接上一个保护电阻,如下所示:
2.(2025·贵州铜仁·一模)如图所示,是用“伏安法测定值电阻阻值”实验中连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
【详解】“伏安法测定值电阻阻值”实验中,电压表与定值电阻并联,其它部分构成串联,所以电流表负接线柱连接定值电阻右端,电压表负接线柱连接定值电阻左端,如下所示:
3.(2025·河南驻马店·一模)如图甲所示的插排,闭合开关后,指示灯发光,插孔可以正常工作,并且指示灯不亮时,插孔依然可以正常工作;开关断开时,指示灯与插孔都不能正常工作。请在图乙中完成插排中电路的连接。
【详解】为确保安全用电,开关必须接在火线上;三孔插座和指示灯应并联;开关同时控制指示灯和三孔插座,则开关接在干路中。根据三孔插座的接法和并联电路的连接特点作图如下:
4.(2025·山东济南·一模)下图是某单位门口闸机系统的实物图,它需要乘客人脸和身份证双重识别都成功后控制闸门的电动机才开始工作,闸门才会打开,人可以正常通过闸机。已知人脸数据识别成功相当于开关闭合,身份证数据识别成功后相当于开关闭合。请在图中完成能实现这一功能的电路图。
【详解】当开关S1闭合(人脸数据识别成功)、开关S2闭合(身份证数据识别成功)时,电动机M工作,锁打开,则两个开关、电动机串联,开关接在火线上,电路图如图所示:
5.(2025·四川内江·一模)请将图所示元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。
【详解】三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线;灯泡的接法:火线先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接在灯泡的螺旋套上,这样在断开开关时能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。如图所示:
6.(2025·广西崇左·一模)请根据如图所示的实物图,在虚线框内画出对应的电路图。
【详解】分析电路,灯泡L1与灯泡L2并联,电流表A1在灯泡L1这条支路,滑动变阻器在灯泡L2这条支路上,开关和另一个电流表在干路上,故电路图如图所示:
。
7.(2025·河南平顶山·一模)如图甲所示为一个磁悬浮地球仪,其球体内有一条形磁体,下方底座内有一个电磁铁。开关闭合后,地球仪可以悬浮在空中。图乙是其内部结构示意图。开关闭合后,请在图乙中的括号内标出电源的正、负极及电磁铁的N极。
【详解】根据磁极间相互作用规律可知,电磁铁的上端是S极,下端是N极。根据安培定则可判断电流从下端流入,上端流出,所以,电源下端为正极,上端为负极,如图所示:
8.(2025·黑龙江大庆·二模)如图所示是一个温度自动控制装置。当周围环境温度低于90℃时只有加热灯工作,当周围环境温度达到90℃时,电铃报警同时加热灯停止加热。请你用笔画线将电路补充完整。
【详解】依题意可知,工作电路中,灯泡和电铃并联。当温度低于90℃时,左边的控制电路没有接通,电磁铁没有磁性,衔铁被弹簧拉起,中间的动触点和上面的静触点接通,灯接入电路,灯亮电铃不响;当温度达到90℃时,左边的控制电路接通,电磁铁有磁性,电磁铁吸引衔铁,中间的动触点和下面的静触点接通,电铃接入电路,灯不亮电铃响。电磁继电器相当于开关,要接在火线上,作图如下:
欧姆定律综合计算
1.(2025·重庆·一模)如图的电路中电源电压保持不变,定值电阻,闭合开关S后,电流表A1的示数为,A2的示数为,求:
(1)通过电阻的电流;
(2)电阻消耗的电功率。
【答案】(1) (2)
【详解】(1)由电路图可知,与并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测支路的电流;根据并联电路电流的特点可知,通过电阻的电流
(2)定值电阻消耗的电功率
2.(2025·河北邯郸·一模)在如图所示的电路中,R1的阻值是30Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
(3)如果把R1和R2串联起来仍然接在原来的电源下,则此时整个电路的电功率是多大。
【答案】(1)6V (2)20Ω (3)0.72W
【详解】(1)由图可知,两电阻并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量流过R1的电流,由并联电路电源电压等于各用电器两端的电压可知。电源电压为
(2)通过电阻的电流为
电阻的阻值
(3)把R1和R2串联起来仍然接在原来的电源下,则电路中的电流是
此时整个电路的电功率是
3.(2025·重庆九龙坡·一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电流表A的示数为0.7A,A1的示数为0.4A,电阻R1的阻值为12Ω。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值大小。
【答案】(1)4.8V (2)16Ω
【详解】(1)闭合开关,两电阻并联接入电路,电流表A测干路电流,电流表A1测通过R1的电流,并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得电源电压U=I1R1=0.4A×12Ω=4.8V
(2)并联电路干路电流等于各支路电流之和,通过电阻R2的电流I2=I-I1=0.7A-0.4A=0.3A
根据欧姆定律可得电阻R2的阻值
4.(2025·河北邯郸·一模)在如图所示的电路中,的阻值是,闭合开关S,电流表的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻的阻值。
(3)如果把和串联起来仍然接在原来的电源下,则此时整个电路的电功率是多大。
【答案】(1)6V (2) (3)0.72W
【详解】(1)由图可知,两电阻并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量流过R1的电流,由并联电路电源电压等于各支路两端的电压可知。电源电压为
(2)通过电阻的电流为
电阻的阻值
(3)把R1和R2串联起来仍然接在原来的电源下,则电路中的电流是
此时整个电路的电功率是
5.(2025·江苏宿迁·一模)如图所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡L标有“6V,3.6W”字样(忽略温度变化对灯丝电阻的影响),滑动变阻器Rx,标有“200Ω,1.25A”字样,定值电阻R0阻值为20Ω,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~15V,求:
(1)小灯泡的电阻。
(2)只闭合开关S、S1,小灯泡恰好正常发光,求电源电压。
(3)只闭合开关S、S2,在保证电路元件安全的前提下,求滑动变阻器接入电路的电阻范围。
【答案】(1)10Ω (2)18V (3)20Ω~50Ω
【详解】(1)由可得小灯泡的额定电流
由欧姆定律可得小灯泡的电阻
(2)只闭合开关S、S1时,定值电阻R0与小灯泡串联,当小灯泡恰好正常发光时,小灯泡两端的电压,通过小灯泡的电流为,定值电阻R0两端的电压
根据串联电路中电压的规律可得,电源电压
(3)由图可知,只闭合S、S2时,灯L与滑动变阻器Rx串联,电流表测电路中电流,电压表测变阻器Rx两端的电压。滑动变阻器Rx上标有“200Ω 1.25A”的字样,电流表A的量程为0~3A,灯泡的额定电流为0.6A,因串联电路中电流处处相等,则为了保护电路的安全,电路中的最大电流为I最大=I额=0.6A,此时灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,则此时滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器的最小电阻
因为电压表的量程为0~15V,电源电压为18V,则滑动变阻器两端的最大电压,根据串联分压可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,则此时小灯泡两端的实际电压
通过小灯泡的实际电流
通过滑动变阻器的电流
此时滑动变阻器接入电路的最大阻值
故滑动变阻器Rx能接入电路的阻值范围为20Ω~50Ω。
6.(2025·江苏连云港·一模)如图甲所示是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪,其简化原理如图乙所示。在测试中,测试的同学向前水平推动测试仪的滑块(相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P,滑块在起始位置时,R1接入的阻值为0),用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R1标有“20Ω 1.5A”字样,定值电阻R2=10Ω,闭合开关S,滑块在金属标尺上每移动1cm,电阻R1阻值变化0.5Ω。求:
(1)当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时,电压表的示数;
(2)在保证电路元件安全的情况下,电路消耗总功率的最小值;
(3)小明同学测试时,电流表的示数为0.4A,则小明同学从最左端推动滑块向右移动的距离是多少。
【答案】(1)1V (2)1.8W (3)10cm
【详解】(1)由图可知,滑动变阻器与定值电阻R2串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时,电路总电阻R=R1+R2=10Ω+2Ω=12Ω
电路电流
滑动变阻器两端的电压
(2)由P=UI可知,电源电压恒定,电流越小,电路消耗的电功率越小,则滑动变阻器阻值最大时,电路中的电流最小;因为电压表最大示数为3V,定值电阻R2两端电压
则电路中的最小电流
由P=UI可知,电路中的最小电功率Pmin=UImin=6V×0.3A=1.8W
(3)当电流表的示数为0.4A时,电路总电阻
滑动变阻器连入电路的阻值为
由题目知,滑块在金属标尺上每移动1cm,电阻R1阻值变化0.5Ω,则小明同学从最左端推动滑块向右移动的距离是
7.(2025·河北沧州·一模)如图甲所示,电源电压为18V,已知小灯泡L上标有“5V,0.5A”字样,且灯丝电阻不随温度变化,,滑动变阻器R的最大阻值为。
(1)求小灯泡的电阻;
(2)只闭合S、,移动滑动变阻器滑片P,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示;当滑片置于某点a时,电压表示数。求电路中的电流;
(3)已知电压表量程为,电流表量程为。在保证电路安全的情况下,只闭合S、S2时,求电路消耗总功率的变化范围。
【答案】(1) (2) (3)5.4~9W
【详解】(1)由可得,小灯泡的电阻
(2)只闭合S、S1,R0与变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,当电压表示数时,定值电阻两端电压
此时电路中的电流
(3)只闭合S、S2时,L与变阻器R串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中的电流,电流表量程,电路中最大电流
电路消耗的最大功率
电压表量程,当变阻器R两端电压最大为15V时,灯泡分得的电压最小,电路中电流最小,灯泡两端的最小电压
电路中的最小电流
所以电路消耗的最小功率
综上所述,电路消耗总功率的变化范围是。
8.(2025·四川宜宾·一模)如图所示的电路中,电源电压恒定,灯泡上标有“,”的字样,为定值电阻,滑动变阻器上标有“,”的字样,电流表的量程为“”,电压表的量程为“”,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡正常工作的电流和电阻;
(2)闭合、与时,灯泡正常发光,电流表的示数为,求的阻值;
(3)闭合,断开与时,移动滑片,在确保电路安全的前提下,求电路总功率的变化范围。
【答案】(1)0.5A,12 (2)6 (3)
【详解】(1)灯泡正常工作的电流为
灯泡正常工作的电阻为
(2)闭合、与时,灯泡与定值电阻并联,电流表测量干路电流,灯泡正常发光,则灯泡的电流,通过定值电阻的电流为
并联电路中各支路电压相等,则定值电阻的电压为,由欧姆定律得,定值电阻的电阻为
(3)由图可知,闭合,断开与时,与串联,电压表测电压,根据题意,滑动变阻器上标有“”的字样,电流表的量程为,可得电路中的最大电流,电流表测量电路中的电流;此时电压表的示数
故不会损坏电压表,变阻器的值
电路总功率
当滑片向右滑动时,其接入电路的电阻变大,电流变小,根据分压原理,变阻器两端电压即电压表示变大,由于电压表使用的量程为,可得,电路中的电流
变阻器的值
电路总功率
故的阻值范围为,电路总功率变化范围为。
9.(2025·江苏宿迁·一模)如图所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡L标有“6V,3.6W”字样(忽略温度变化对灯丝电阻的影响),滑动变阻器Rx,标有“200Ω,1.25A”字样,定值电阻R0阻值为20Ω,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~15V,求:
(1)小灯泡的电阻。
(2)只闭合开关S、S1,小灯泡恰好正常发光,求电源电压。
(3)只闭合开关S、S2,在保证电路元件安全的前提下,求滑动变阻器接入电路的电阻范围。
【答案】(1)10Ω
(2)18V
(3)20Ω~50Ω
【详解】(1)由可得小灯泡的额定电流
由欧姆定律可得小灯泡的电阻
(2)只闭合开关S、S1时,定值电阻R0与小灯泡串联,当小灯泡恰好正常发光时,小灯泡两端的电压,通过小灯泡的电流为,定值电阻R0两端的电压
根据串联电路中电压的规律可得,电源电压
(3)由图可知,只闭合S、S2时,灯L与滑动变阻器Rx串联,电流表测电路中电流,电压表测变阻器Rx两端的电压。滑动变阻器Rx上标有“200Ω 1.25A”的字样,电流表A的量程为0~3A,灯泡的额定电流为0.6A,因串联电路中电流处处相等,则为了保护电路的安全,电路中的最大电流为I最大=I额=0.6A,此时灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,则此时滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器的最小电阻
因为电压表的量程为0~15V,电源电压为18V,则滑动变阻器两端的最大电压,根据串联分压可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,则此时小灯泡两端的实际电压
通过小灯泡的实际电流
通过滑动变阻器的电流
此时滑动变阻器接入电路的最大阻值
故滑动变阻器Rx能接入电路的阻值范围为20Ω~50Ω。
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$$