第十五章 电与电路 拔尖整合-2025-2026学年上学期物理沪科版九年级全一册

第十五章　电与电路 第十五章整合拔尖 考点一 静电现象的分析与判断 典例1　(2024·重庆A卷)用相同织物分别摩擦两个相同气球, 用其中一个气球靠近碎纸屑,发现碎纸屑被吸引起来,如图所 示,说明摩擦可以使气球带上　　 　;然后将两个气球靠近, 发现它们会相互　　　　｡　 电 排斥 (典例1图) 解析:用相同织物分别摩擦两个相同气球,会发生摩擦起电现象,使两气球带上相同的电荷,带电体能够吸引轻小物体,所以用其中一个气球靠近碎纸屑,发现碎纸屑被吸引起来;两个气球因带同种电荷相互排斥｡ [跟踪训练] 1. (2024·镇江)小华做了一个趣味实验:取两根相同的塑料吸管,分别用细线系住吸管一端,再将两吸管另一端同时在自己的头发上摩擦几下,悬挂后靠近｡她观察到的现象是 (　　) B 典例2　(2023·锦州)试卷在印刷厂“诞生”时,由于　　 　　现象会使印刷机积累大量电荷,为避免出现火花放电,工人会将机器接地｡当自由电子从机器流向大地时,电流方向是　　　 　(选填“从机器到大地”或“从大地到机器”)｡ 摩擦起电(或静电) 从大地到机器 解析:试卷在印刷厂“诞生”时,试卷和印刷机相互摩擦会起静电,使印刷机积累大量电荷,为避免出现火花放电,工人会将机器接地｡当自由电子从机器流向大地时,由于电子带负电荷,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,电流方向是从大地到机器｡ [跟踪训练] 2. 跨学科实践·工程实践 在一些工作区域,如加油站､面粉厂,都要用到静电消除器来防止静电带来的危险｡如图是一个刚工作完的工人,他的身体得到了电子,导致自身带　　　　电,当他接触静电消除器时,形成的瞬间电流方向是从　　 　　(选填“工人到消除器”或“消除器到工人”)｡ 负 消除器到工人 (第2题) 解析:电子带负电,工人的身体得到了电子,因此工人自身带负电｡由于工人的身体得到了电子,当他接触静电消除器时,电子的移动方向是从工人到消除器,而电流的方向是正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动方向相反,因此形成的瞬间电流方向是从消除器到工人｡ 考点二 电路连接方式的分析与判断 典例3　★如图所示的电路中,要使灯泡L1和L2组成并联电路,应该 (　　) A. 只闭合S3 B. 同时闭合S1和S3,断开S2 C. 同时闭合S1和S2,断开S3 D. 只闭合S2 (典例3图) B 解析:只闭合S3,电源外部电流的流向是电源的正极→L2→S3→电源的负极,L1开路,电路中只有L2工作;同时闭合S1和S3,断开S2,电源外部电流的流向是电源的正极 S3→电源的负极,L1与L2并联;同时闭合S1和S2,断开S3,发生电源短路;只闭合S2,电源外部电流的流向是电源的正极→L2→L1→S2→电源的负极,L1与L2串联｡ 电流法在识别电路连接方式中的运用 电流法是识别电路连接方式最常用的方法｡在识别因开关断开､闭合引起电路连接方式变化时,可先按要求断开､闭合开关,再据电流流向来识别电路连接方式｡若电路中的电流没有分支,则电路为串联电路;若电路中的电流流到某点后分为几条支路,则电路为并联电路｡ [跟踪训练] 3. 如图所示电路中,下列关于灯泡L1､L2､L3连接方式的说法中不正确的是 (　　) A. S1､S2都断开,L1､L3串联 B. S1､S2都闭合,L2､L3并联 C. S1闭合,S2断开,L1､L3串联 D. S1断开,S2闭合,L1､L2､L3都能发光 (第3题) C 解析:S1､S2断开时,电流从电源正极出发,经过灯泡L3､L1回到电源负极,灯泡L1､L3串联,A正确｡S1､S2闭合,电流从电源正极出发,一支经灯泡L3,另一支经开关S2､灯泡L2,然后共同经S1回到电源负极,L2､L3并联,B正确;S1闭合,S2断开,灯泡L2断路,灯泡L1短路,只有灯泡L3工作,C错误｡S1断开,S2闭合,灯泡L2､L3并联,然后与L1串联,则L1､L2､L3都能发光,D正确｡故选C｡ 考点三 电路的设计 典例4　(2024·重庆B卷)家用电动窗帘的电路主要由电源指示灯L和电动机M组成｡先闭合开关S1,电源指示灯L亮;再闭合开关S2,电动机M工作拉动窗帘｡当S1断开时,电动机M不能工作｡下列电路中符合要求的是 (　　) B 解析:由题意:先闭合开关S1,电源指示灯L亮;再闭合开关S2,电动机M工作拉动窗帘;当S1断开时,电动机M不能工作｡可知,L与M并联,S1在干路上,控制整个电路,S2与电动机在同一支路,控制电动机,故ACD不符合题意,B符合题意｡故选B｡ [跟踪训练] 4. 新情境·科技民生 (2024·泸州)如图所示为某科技创新大赛上 展示的一件手臂骨骼模型,小明打算对该作品进行改进,加装电 动机带动轮子转动,使骨骼模型动起来,并加装指示灯｡电路设计 要求为只闭合开关S1,仅指示灯亮;再闭合开关S2,指示灯亮,电动机 转动;断开开关S1,指示灯熄灭,电动机 停止转动｡满足该设计要求的电路是 (　　) (第4题) B 解析:图A中,只闭合开关S1,电动机和指示灯串联,它们都工作,故A不符合题意;图B中,只闭合开关S1,电路为指示灯的简单电路,指示灯亮,再闭合开关S2,指示灯和电动机并联,它们都工作,断开开关S1,指示灯熄灭,电动机停止转动,故B符合题意;图C中,只闭合开关S1,电路为指示灯的简单电路,指示灯亮,再闭合开关S2,指示灯和电动机并联,它们都工作,断开开关S1,指示灯熄灭,但电动机仍转动,故C不符合题意;图D中,只闭合开关S1,电路为指示灯的简单电路,指示灯亮,再闭合开关S2,电源被短路,指示灯和电动机都不工作,故D不符合题意｡ 考点四 电路故障的分析与判断 典例5　如图所示的电路,闭合开关S,灯泡L不亮且电流表和电压表均无示数,用电压表检测电路,当电压表分别接a､b两点和b､d两点时,电压表均无示数,接c､d两点时电压表有示数,则可判定 (　　) A. 滑动变阻器短路 B. 灯泡L短路 C. 开关S开路 D. 电流表开路 C (典例5图) 解析:如图所示的电路,若无故障,则闭合开关S后, ､L与R串联, 与L并联｡现闭合开关S后,灯泡L不亮且电流表和电压表均无示数,表明电路中某处开路｡电压是由电源正､负两极提供的,将电压表接c､d两点时电压表有示数,表明b→R→a→L→ →d这一段电路是通路,d→S→c这一段电路中某处开路,可能是开关S开路;当开关S开路时,将电压表分别接a､b两点和b､d两点时,电压表均无示数,符合题意,故选C｡ [跟踪训练] 5. (2023·盐城)在如图所示的电路中,闭合开关,灯泡都不发光｡为了寻找灯泡不亮的原因,将一根完好的导线一端固定在电源正极,另一端依次接触a､b､c､d四个接线柱,发现只有与d接线柱接触时灯泡L1才发光｡若电路中只有一处开路,位置可能是 (　　) A. 导线① B. 开关 C. 导线② D. 灯泡L2 (第5题) D 解析:根据实物图可知,两个灯泡串联接入电路中,当开关闭合时,灯L1､L2均不亮,这说明电路出现了开路故障;用一根完好的导线,一端固定在电源的正极,另一端依次接触a､b､c､d四个接线柱,发现只有与d接线柱接触时小灯泡L1才发光,这说明接触a､b､c时,电路仍然是断开的,接触d时电路是闭合的,所以开路出现在cd之间,即灯泡L2开路｡故选D｡ 考点五 并联电路中电流和电压特点的运用 典例6　如图所示,电源电压为3V,开关闭合后,电流表A的示数为0.3A,电流表A1的示数为0.2A,灯泡L1､L2的连接方式是　　　　联,灯泡L1两端的电压为　　　　V,通过灯泡L2的电流为　　　　A｡　 并 3 0.1 解析:由电路图可知,灯泡L1､L2并联;根据并联电路电压特点可知,L1和L2两端的电压都等于电源电压3V;由电路图可知,电流表A1测通过灯泡L1的电流,电流表A测干路电流,根据并联电路电流特点可知,通过灯泡L2的电流I2=I-I1=0.3A-0.2A=0.1A｡ [跟踪训练] 6. (2023·鄂州)如图所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.3A,下列说法正确的是 (　　) A. L1与L2串联 B. 开关S只控制L1 C. 流过L1､L2的电流分别是0.3A､0.2A D. 流过L1､L2的电流分别是0.5A､0.3A C 解析:由图可知,电流从电源正极流出后,有两条路径,一条经过电流表A1､小灯泡L1､电流表A､开关S回到电源负极,一条经过小灯泡L2､电流表A､开关S回到电源负极,故可知L1与L2并联,开关S控制干路,电流表A1测流过L1的电流,电流表A测干路电流,故AB错误;由题意可知,干路电流I=0.5A,流过L1的电流I1=0.3A,故由并联电路的电流规律可得,流过L2的电流I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A,故C正确,D错误｡ 1 2 3 4 5 6 7 1. 如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支撑使它们彼此接 触｡把带正电荷的物体C置于A附近,贴在A､B下部的金属箔都张开,下列说法正确的是 (　　) A. 此时A带正电,B带负电 B. 此时A､B都带负电 C. 移去C,A､B下部的金属箔都闭合 D. 先把A和B分开,然后移去C,贴在A､B下部的金 属箔都闭合 C (第1题) 解析:将带正电荷的物体C置于A附近时,由于静电感应,A左端带上负电,B右端带上正电,故A､B错误;移去C后,电荷进行中和,A､B恢复电中性状态, A､B下部的金属箔均闭合,故C正确;先把A､B分开,则A带负电,B带正电,移去C后,电荷不能再进行中和,故A､B下部的金属箔仍然张开,故D错误｡ 1 2 3 4 5 6 7 2. (2024·陕西)如图,电源电压不变｡闭合开关L1和S2,小灯泡S1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. 若断开开关S2,电流表示数会变小 C. 若小灯泡L1比L2亮,原因是小灯泡L1两端的 电压比L2两端的电压大 D. 若只闭合开关S2,电路中只有小灯泡L2发光 B 1 2 3 4 5 6 7 解析:开关S1､S2闭合后,小灯泡L1和L2并联,电流表测量干路电流,故A错误;若断开开关S2,小灯泡L2所在的支路断路,通过L2的电流为零,电流表示数会变小,故B正确;小灯泡L1和L2并联,并联电路各支路两端电压都相等,都等于电源电压,所以小灯泡L1和L2两端的电压相等,故C错误;开关S1控制整个电路,开关S2控制小灯泡L2所在的支路,所以只闭合开关S2时电路断路,两灯泡均不发光,故D错误｡ 1 2 3 4 5 6 7 3. (2023·常德)如图所示的电路,闭合开关后两灯泡均不发光且电流表､电压表示数均为零｡现将两灯泡位置互换后再次闭合开关,电流表示数仍为零,电压表指针明显偏转｡根据以上信息判断该电路故障可能为 (　　) A. L1开路､L2开路 B. L1开路､L2通路 C. L1通路､L2开路 D. L1短路､L2开路 B 1 2 3 4 5 6 7 解析:由题图可知两只灯泡串联,电压表测量L2两端的电压;闭合开关,两只灯泡都不亮,电流表无示数,说明电路中有开路故障;电压表无示数,说明电压表两接线柱到电源的正､负极之间有开路,即可能是灯L1开路,也可能是L1､L2同时开路;将电灯L1､L2的位置对调,闭合开关,电流表无示数,说明电路中仍然有开路故障;电压表有示数,说明此时电压表两接线柱到电源的正､负极之间是通路,所以灯L2､电流表､开关都是完好的,则故障是灯L1开路｡故ACD不符合题意,B符合题意｡ 1 2 3 4 5 6 7 4. 在如图所示的电路中,闭合开关后,电压表V1､V2､V3的示数分别为U1､U2､U3,电流表A1､A2的示数分别为I1､I2,那么下列关系式正确的是 (　　) A. U2=U1+U3,I1=I2 B. U2=U1=U3,I1=I2 C. U1+U2=U3,I1<I2 D. U2=U1+U3,I1>I2 A 1 2 3 4 5 6 7 解析:本题电路较为复杂,做题时可采用“先摘除后复原”的方法来判定电压表在电路中的作用｡去掉三个电压表,可以看出两个灯泡是串联关系｡先复原电压表V1,可以看出它与L2并联;再复原V3,可以看出它与L1并联;再复原V2,可以看出它并联在电源两端｡因为串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,所以U2=U1+U3,又因为串联电路中电流处处相等,所以I1=I2｡故选A｡ 1 2 3 4 5 6 7 5. 如图所示,当S1闭合,S2和S3都断开时,电流表A1的示数为1A,电流表A2和A3的示数各为　　　　､　　　　;当S2和S3闭合､S1断开时,电流表A3和A2的示数分别为4.5A和1.5A,电流表A1的示数为　　　　;若将S1和S3同时闭合会发生　　　 　现象｡ 1A 0A 3A 电源短路 1 2 3 4 5 6 7 解析:根据电路图可知,当S1闭合､S2和S3都断开时,灯L1､L2和电流表A1､A2串联,串联电路中电流处处相等,故电流表A1和A2的示数相等,都为1A,电流表A3处于断路状态,因此示数为0A｡当S2和S3闭合､S1断开时,两灯并联,电流表A3测干路电流,电流表A1､A2分别测两支路电流,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A1的示数I1=I3-I2=4.5A-1.5A=3A｡当S1和S3同时闭合时,电流从电源正极出发,直接经过S1､S3回到电源负极,会发生电源短路现象｡ 1 2 3 4 5 6 7 6. 如图所示的电路中,电源电压不变,当开关S1､S2､S3都断开时,V2的示数为12V;当开关S1､S3闭合,S2断开时,V1的示数为10V,V2的示数为8V,则此时L1､L2､L3三盏灯两端的电压之比为　　　　｡若将两个电压表V1､V2分别换成两个电流表A1､A2,则当开关S1､S3闭合,S2断开时,则此时L1､L2､L3三盏灯两端的电压之比为　　　　｡ 1∶2∶3 1∶1∶1 (第6题) 1 2 3 4 5 6 7 解析:当开关S1､S2､S3都断开时,电路处于断路,电压表V2串联在电路中,测电源电压,其示数为12V,故电源电压为12V｡当开关S1､S3闭合,S2断开时, L1､L2､L3三盏灯串联,电压表V1测量L2､L3的总电压,示数为10V;电压表V2测量L1､L3的总电压,示数为8V,故可得U1+U2+U3=12V,U2+U3=10V,U1+U3= 8V,解得U1=2V,U2=4V,U3=6V,则U1∶U2∶U3=1∶2∶3｡将两个电压表V1､V2分别换成两个电流表A1､A2,则当开关S1､S3闭合,S2断开时,L1､L2､L3三盏灯并联在电源两端,因此三盏灯两端的电压相等,则U1'∶U2'∶U3'= 1∶1∶1｡ 1 2 3 4 5 6 7 7. 一辆卡车驾驶室内的灯泡,由左､右两道门上的开关S1､S2和车内司机右上方的开关S3共同控制｡S1和S2分别由左､右两道门的开､关来控制:门打开后,S1和S2闭合;门关上后,S1和S2断开｡S3是一个单刀三掷开关,根据需要可将其置于三个不同位置｡在一个电路中,要求在三个开关的共同控制下,分别具有如下三个功能: (1) 无论门开还是关,灯都不亮｡ (2) 打开两道门中的任意一道或两道都打开时,灯都亮,两道门都关上时,灯不亮｡ (3) 无论门开还是关,灯都亮｡ 1 2 3 4 5 6 7 请在如图所示的虚线框内设计出符合上述要求的电路｡ 如图所示 解析:由题意知,S1和S2分别为支路开关,S3为总开关,即S3在干路中;当S3置于1时,无论门开还是关,灯都不亮;当S3置于2时,打开两道门中的任意一道或两道时,灯都亮,两道门都关闭时,灯不亮;当S3置于3时,无论门开还是关,灯都亮｡ 1 2 3 4 5 6 7 $$