第十三章 简单电路(专项训练)物理沪粤版2024九年级上册
2025-10-30
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪粤版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第十三章 简单电路 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电流和电路,电压和电阻 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.58 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-07-22 |
| 作者 | 物理怪怪怪 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-07-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53143162.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第十三章 简单电路
一、两种电荷与静电现象
1.核心知识点:涵盖摩擦起电原理、两种电荷特性(正电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒;负电荷:毛皮摩擦过的橡胶棒)、电荷间作用规律(同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引)、验电器工作原理(基于同种电荷排斥)以及静电现象本质(电子转移)。其中,摩擦起电本质是不同物质对电子束缚能力差异,束缚能力强的物质得到电子带负电,反之失去电子带正电;验电器金属箔片张开角度越大,表明物体所带电荷量越多。
2.题型建模:
(1)物体带电情况判断
解题思路:①明确已知带电体的电荷性质(如丝绸摩擦的玻璃棒带正电);②综合运用 “同种排斥、异种吸引” 规则,同时考虑 “带电体吸引轻小物体” 特性进行分析。特别要注意,当两个轻小物体相互吸引时,除了异种电荷相互吸引,还可能其中一个物体不带电。
示例:当丝绸摩擦过的玻璃棒靠近轻质小球,若出现吸引现象,则小球可能带负电,也可能不带电;若产生排斥现象,小球必定带正电。例如,在实验室中,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近悬挂的泡沫小球,小球被吸引,此时用验电器检测小球,若验电器金属箔片不张开,说明小球不带电;若张开,则小球带负电。
(2)静电现象解释
解题思路:从摩擦起电的电子转移本质出发,分析物体得失电子后的带电状态,结合电荷相互作用或放电现象展开解释。对于复杂静电现象,可分步拆解分析,如先判断哪些物体因摩擦带电,再分析带电物体间的相互作用。
示例:冬季脱毛衣时伴随的 “噼啪” 声与火花,是由于毛衣和内衣摩擦导致电子转移而带电,电荷积累到一定程度后发生火花放电。类似的,油罐车在行驶过程中,油与罐体摩擦会产生静电,为防止静电引发爆炸,油罐车尾部通常会拖一条铁链,将静电导入大地;印刷厂里,纸张在印刷过程中因摩擦带电,容易吸附在一起,影响印刷质量,工作人员会安装静电消除器,中和纸张上的静电。
二、电路的组成与连接方式
1.核心知识点:包含电路四大基本组成部分(电源、用电器、开关、导线),通路、开路、短路三种电路状态(需注意短路会烧坏电源和导线的危害),以及串联(用电器逐个顺次连接,相互影响)和并联(用电器并列连接,独立工作,分干路与支路)两种连接方式。其中,电源是将其他形式的能转化为电能的装置,用电器则是将电能转化为其他形式能;通路时电路中有持续电流,开路也叫断路,电路中无电流;电源短路是指电流不经过用电器直接从电源正极回到负极,会造成严重后果,而用电器短路是指电流绕过某个用电器,该用电器不工作。
2.题型建模:
(1)串并联电路判断
解题思路:①电流路径法:仅有一条电流路径为串联,存在多条路径(含分支点)则为并联;②用电器影响法:若一个用电器不工作,其他也无法工作为串联,反之则是并联。此外,还可通过拆除法判断,拆除一个用电器,若其他用电器仍能工作则为并联,否则为串联。
示例:家庭电路中各用电器能独立工作,属于并联;节日小彩灯逐个依次连接,属于串联。像教室里的日光灯,每一盏灯都能单独控制开关,互不影响,是典型的并联电路;而老式的圣诞树上的小彩灯,一个损坏,其余都不亮,说明它们是串联的。
(2)电路故障分析(开路、短路)
解题思路:①开路:电路某处断开,用电器停止工作,电流表无示数;②短路:电流绕过用电器,电源可能因过载发热,被短路的用电器无法工作。在分析故障时,可结合电压表的示数情况判断,开路时,若电压表与电源两极相连,有示数,若与故障用电器并联,无示数;短路时,被短路的用电器两端电压为 0 ,电压表无示数。
示例:灯泡不亮且电流表无示数,可能是导线断裂、开关未闭合等开路情况;若电源发热,大概率发生了电源短路。例如,在一个由灯泡、开关、电源和电流表组成的简单电路中,闭合开关后灯泡不亮,电流表无示数,用电压表测量电源两端有电压,测量灯泡两端无电压,可判断是灯泡处开路;若灯泡不亮,电流表有较大示数,电源发热,可能是灯泡被短路。
三、电流与电压的测量
1.核心知识点:涉及电流表(串联接入电路,遵循 “+” 进 “-” 出原则,量程 0~0.6A、0~3A)、电压表(并联接入电路,同样 “+” 进 “-” 出,量程 0~3V、0~15V)的正确使用方法,以及读数方法(先确定量程,再明确分度值)。使用电流表时,若量程选择过大,读数误差大,若量程选择过小,可能损坏电流表;使用电压表时,量程选择要根据被测电路电压大小预估,若无法预估,可先用大量程试触。
2.题型建模:
(1)仪器使用正误判断
解题思路:①电流表:检查是否串联接入、正负接线柱是否接反、有无直接连接电源两极;②电压表:确认是否并联、正负接线柱是否正确、量程是否匹配。同时,还要注意电流表和电压表的表盘是否调零,指针是否灵活。
示例:电流表并联会造成短路,导致电流表和电源损坏;电压表串联时,用电器不工作,此时电压表测量的是电源电压。比如,在连接电路时,若将电流表与灯泡并联,闭合开关后,电流表会因电流过大而损坏,同时灯泡不亮;若将电压表串联在电路中,电路相当于开路,灯泡不亮,电压表显示电源电压。
(2)读数计算
解题思路:①确定所选量程→②明确对应分度值(如 0~0.6A 量程每小格 0.02A,0~3V 量程每小格 0.1V)→③根据指针位置准确读数。读数时,视线要与表盘垂直,避免因视角问题产生误差。
示例:电流表选用 0~3A 量程,指针指向 1.5A 刻度处,读数即为 1.5A;电压表选用 0~15V 量程,指针在 7.5V 刻度处,读数为 7.5V。若电流表选用 0~0.6A 量程,指针指在第 25 个小格处,其读数为 0.02A×25 = 0.5A;电压表选用 0~3V 量程,指针在 23 个小格处,读数为 0.1V×23 = 2.3V。
四、串并联电路中电流与电压的特点
1.核心知识点:串联电路:电流处处相等(I=I1=I2),总电压等于各部分电压之和(U=U1+U2);
并联电路:干路电流等于各支路电流之和(I=I1+I2),各支路电压相等(U=U1=U2)。这些规律可通过实验探究得出,串联电路中各用电器分压与电阻成正比,并联电路中各支路分流与电阻成反比。
2.题型建模:
(1)定量计算
解题思路:①判断电路连接方式;②明确已知电流、电压对应的电路部分;③将数据代入串并联电路公式进行计算。在复杂电路计算中,可先简化电路,分析各用电器的连接关系,再逐步计算。
示例:如图所示,L1、L2是完全相同的两个小灯泡,电压表V1的示数是6V,电压表V2的示数是7V,求:
(1)三个小灯泡的连接方式是怎样的?
(2)V1、V2分别测的是什么电压?
(3)电源电压。
【答案】(1)串联;(2)V1测量的是L1与L2串联后的总电压,V2测量的是L2与L3串联后的总电压;(3)10V
【解析】解:(1)由电路图知,三个小灯泡的连接方式是串联。
(2)V1测量的是L1与L2串联后的总电压;V2测量的是L2与L3串联后的总电压。
(3)据串联电路的电压特点知UV1=UL1+UL2=6V UL1=UL2
所以L1、L2两端的电压都为UL1=UL2=3V
同理有UV2=UL2+UL3=7V UL2=3V
所以L2两端的电压UL3=4V
电源电压为U=UL1+UL2+UL3=3V+3V+4V=10V
(2)实验探究题
解题思路:①实验设计需采用多次测量方法(更换不同规格灯泡),避免实验偶然性;②对实验数据进行分析,对比串联、并联电路中各点电流、电压关系,从而得出结论。实验过程中要注意控制变量,如探究串联电路电压特点时,保持电路连接方式不变,只更换灯泡规格;探究并联电路电流特点时,保持电源不变,改变支路用电器。
示例:探究串联电路电压特点时,需分别测量各用电器两端电压及总电压,并换用不同规格灯泡重复实验,最终归纳出 “总电压等于各部分电压之和” 的结论。具体实验步骤为:先按电路图连接串联电路,闭合开关,用电压表分别测量灯泡L1两端电压U1、灯泡L2两端电压U2和电源两端电压U,记录数据;然后更换不同规格的灯泡,重复上述测量步骤,多测几组数据;最后分析数据,发现每次实验中U=U1+U2,从而得出结论。探究并联电路电流特点时,按电路图连接并联电路,用电流表分别测量干路电流I和各支路电流I1、I2,同样通过多次更换灯泡规格进行实验,得出I=I1+I2的结论。
一、单选题
1.小明在研究并联电路的电流规律时,根据如图所示电路图连接好电路,并闭合开关S和S1。电源电压不变,当他再闭合开关S2时,电流表示数变化正确的是( )
A.电流表A1的示数变大
B.电流表A的示数变小
C.电流表A与电流表A2的示数差值不变
D.电流表A与电流表A1的示数差值不变
2.如图所示,已知电流表A的示数为2A,电流表的示数为1A,电流表的示数为1.4A,则下列说法不正确的是( )
A.流过灯泡的电流是1A B.通过灯泡 的电流为 0.6A
C.通过干路的电流都为2A D.三个灯泡是并联的
3.将两只灯泡、接在如图所示的电路中,闭合开关S后,下列说法中正确的是( )
A.若断路,则发光,不发光 B.电流表测量通过和的总电流
C.若断路,则有示数 D.的示数不可能为的两倍
4.如图所示实物电路中,下列分析都正确的是( )
①只闭合开关S1时,三个小灯泡串联,Al测L1的电流
②只闭合开关S1、S3时,L1和L2被短接,A1和A2的电流大小相等
③只闭合开关S1、S2时,L3被短接,A3测L1和L2的电流之和
④三个开关都闭合时,A2的示数是0.5A,A3的示数是0.4A,则通过L3和L1的电流之差是0.1A
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
5.如图所示电路,闭合开关、,小灯泡和均发光,两电表都有示数。下列判断正确的是( )
A.电流表只测量灯的电流
B.电流表的示数比的大
C.灯被短路时,也不发光
D.仅断开两个表都没示数
二、填空题
6.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 。
7.如图甲所示的电路,闭合开关S1、S2,电压表V1、V2的示数如图乙所示。则L1两端的电压是 V;断开开关S2,电压表V1将会 (选填“变为0”、“等于电源电压”或“超量程”)。
8.如图甲所示,当开关S由接点1转到接点2时,电压表示数变化如图乙所示,则灯泡L1两端的电压是 V,电源电压是 V。
9.如图所示的电路中,电源电压保持不变,不考虑温度对灯丝电阻的影响,整个过程电路均无故障、所有电表均为实验室学生电表。当闭合开关S1,断开S2、S3时,电压表V1的示数为4V,电压表V2、V3的指针偏转的程度相同。当闭合开关S1、S2、S3时,电流表A1、A2、A3的示数均不相同,断开所有开关,若将电路中其中某两个灯泡的位置互换后,再同时闭合三个开关,发现与之前相比,电流表A1、A2、A3的示数都没有发生改变,则电源电压为 V,将电压表V2更换为电流表A4,当闭合开关S1,断开S2、S3时,电压表V1的示数为2.4V,则此时电压表V3的示数为 V。
10.生活中处处有物理,如图,吊扇静止时吊杆对其拉力为F1,吊扇转动时吊杆对其拉力为F2,则F1 (填“大于”“小于”或“等于”)F2.课后,在一次打扫除中,小胡同学发现吊扇上方均匀落满了灰尘,这是由于重力的方向总是 的原因造成的,再仔细观察发现吊扇下方也有灰尘但不是均匀的,她猜测可能是吊扇转动时与空气 ,由于带电物体可以 的原因,使吊扇下方也有灰尘。
三、实验题
11.如表是几位科学家研究摩擦起电得出的物体带电次序,表格中任何两种物体相互摩擦时,次序在前的带正电,次序在后的带负电。
来自西尔斯资料
石棉
玻璃
云母
羊毛
毛皮
铅
绢
纸
木棉
蜡
来自蒙科马利资料
羊毛
尼龙
粘胶丝
木棉
酸碱盐
炳烯树脂
聚乙烯醇
﹣﹣﹣﹣
﹣﹣﹣﹣
﹣﹣﹣﹣
(1)物理学中把与丝绸摩擦过的 带的电荷叫正电荷,把与毛皮摩擦过的 带的电荷叫负电荷;
(2)由表中可知玻璃与石棉摩擦后,玻璃带 电;
(3)羊毛对电子的束缚能力要比纸 ;(选填“强”或“弱”)
(4)由表中 判断毛皮和尼龙摩擦后两者带电情况;(选填“能”或“不能”)
(5)A、B、C、D是四个带电小球,将它们用细线吊起来后静止时的情况如图所示,已知B球带负电,则A球带 电,C球带 电,D球带 电。
12.Ⅰ、小明用两节干电池做“探究串联电路的电压关系”实验,设计实验电路图如图甲所示。
(1)根据电路图,小明进行电路连接,当他连接好最后一根导线时两灯立即发光,小明在实验操作过程中出现的错误是 。
(2)小明用电压表正确测量灯两端的电压后,保持电压表的B连接点不动,只将A连接点改接到C连接点上,来测量灯两端的电压。他这样操作 (选填“能”或“不能”)测出灯两端的电压。
(3)为了使探究得出的结论具有普遍意义,灯、应该选择规格 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡或者 。
(4)小明记录的几组数据如下表,分析表中数据得出结论: 。
实验次数
两端的电压/V
两端的电压/V
串联总电压/V
①
1.4
1.4
2.8
②
1.2
1.6
2.8
③
1.1
1.7
2.8
(5)评估过程中,小明提出本次实验连接电压表时,可以不进行大量程试触。你认为可行吗?请说明理由。 。
Ⅱ、小明所在的兴趣小组的其他同学想继续探究并联电路中电流的规律。
(6)图乙是他们设计的电路图,实验时需要测量D、E、F三处的电流,图丙是他们某次测量时连接的实物电路,此时电流表测量的是 (选填“D”“E”或“F”)处的电流。
(7)要测量通过的电流,只需将图丙中导线 (选填“a”或“b”)的一端移动到电流表的负接线柱上。重新连接好电路后,闭合开关,电流表的示数如图丁所示,则通过的电流为 A。
13.在“探究串联电路电压的特点”实验中,电路如图所示。
(1)实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)小明保持电压表的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,测量L2两端电压,他能否测出L2两端电压? ,理由是 ;
(3)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和,请对小明的做法进行评价: ,改进方法是 。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
四、计算题
14.如图所示的电路中,电源电压不变,当开关闭合,断开时,的示数为的示数为;当开关均闭合时,的示数为的示数为。求:
(1)电源的电压为多少?
(2)开关闭合,断开时,两端的电压各为多少?
(3)开关均闭合时,两端的电压各为多少?
15.电源电压为20V,当开关S闭合后,电压表V2、V3示数分别为12V,15V。求:
(1)L1、L2、L3两端的电压分别是多大?
(2)将电压表V2、V3分别换成电流表A2、A3:闭合开关后,电流表A1、A2、A3的示数分别为1.5A、0.8A、1A,通过L1、L2、L3的电流分别是多大?
五、综合题
16.如图甲所示,是用电流表测量电流的实物连接图,请按要求回答:
(1)在方框乙中画出与甲对应的电路图;
(2)在连接电路过程中,开关应该 ,为了选定电流表的量程,在无法估算待测电流大小的情况下,应该先用电流表的 量程试触一下;
(3)如果电流表的示数如图丙所示,则电流表测出的电流是 。
17.
(1)将某单向导电的LED(导通状态如图甲)接入图中乙,LED灯和小灯泡都能发光,电流表指针向右偏转,请判断电源的M端为 极,电流表P接线柱为 接线柱(两空均选填“正”,“负”)。
(2)光控开关在天黑时自动闭合,声控开关在有声音时自动闭合。请用笔画线代替导线,将图中的器材连接成只有在夜晚且有人经过发声时,灯泡才会发光的电路。
六、科普阅读题
18.阅读短文,回答问题。
便携式电源——充电宝
充电宝(如图甲所示)即行动电源、行动充电器,是一种个人可随身携带、自身能储备电能、主要为手持式移动设备(例如智能手机、笔记本电脑)充电的便携充电器,特别应用在没有外部电源供应的场合。
(1)如图甲所示,充电宝给手机充电的过程中,手机电池相当于 (选填“电源”或“用电器”);
(2)指纹识别解锁是目前较为流行的智能手机解锁方式,如图乙所示,手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区相当于手机电路中的 ;
(3)如图丙所示,充电宝充电线的三个插头为三部不同类型的手机充电,三部手机同时充电时的连接方式是 ,若拔掉其中一部手机,则通过充电宝的总电流将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19.阅读短文,并回答问题。
第四代电光源——LED光源
如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯,它的主要部分是高亮度白色发光二极管,这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点。LED灯能直接把电能转换成光能,是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源,是极具发展前途的新光源。图乙是LED的元件实物及符号。
由于二极管具有单向导电性,使用时必须将它的正极与电源正极相连,二极管才能处于导通状态,否则处于截止状态。利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性:把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路,闭合开关S,LED即处于导通状态,调节变阻器滑片,改变LED两端的电压和电路中电流,记录多组电压、电流数据,可以得到电压表与电流表示数关系,如图丁所示。
(1)LED灯主要由 (选填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料制成;它之所以节能,被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯 (选“高”或“低”);
(2)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED灯正常发光;断开开关S,改变电源的正负极后再闭合开关S,将观察到LED灯 ;此时电压表的示数为 V,电流表的示数为 A;
(3)某个家庭原来全部用白炽灯来照明,平均每月照明用电,现全部改用LED灯,相同情况下可节能约70%。已知每“消耗1度电”相当于排入1.1kg的二氧化碳,则改用LED灯后,这个家庭平均每月能减排二氧化碳约 kg。
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第十三章 简单电路
一、两种电荷与静电现象
1.核心知识点:涵盖摩擦起电原理、两种电荷特性(正电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒;负电荷:毛皮摩擦过的橡胶棒)、电荷间作用规律(同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引)、验电器工作原理(基于同种电荷排斥)以及静电现象本质(电子转移)。其中,摩擦起电本质是不同物质对电子束缚能力差异,束缚能力强的物质得到电子带负电,反之失去电子带正电;验电器金属箔片张开角度越大,表明物体所带电荷量越多。
2.题型建模:
(1)物体带电情况判断
解题思路:①明确已知带电体的电荷性质(如丝绸摩擦的玻璃棒带正电);②综合运用 “同种排斥、异种吸引” 规则,同时考虑 “带电体吸引轻小物体” 特性进行分析。特别要注意,当两个轻小物体相互吸引时,除了异种电荷相互吸引,还可能其中一个物体不带电。
示例:当丝绸摩擦过的玻璃棒靠近轻质小球,若出现吸引现象,则小球可能带负电,也可能不带电;若产生排斥现象,小球必定带正电。例如,在实验室中,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近悬挂的泡沫小球,小球被吸引,此时用验电器检测小球,若验电器金属箔片不张开,说明小球不带电;若张开,则小球带负电。
(2)静电现象解释
解题思路:从摩擦起电的电子转移本质出发,分析物体得失电子后的带电状态,结合电荷相互作用或放电现象展开解释。对于复杂静电现象,可分步拆解分析,如先判断哪些物体因摩擦带电,再分析带电物体间的相互作用。
示例:冬季脱毛衣时伴随的 “噼啪” 声与火花,是由于毛衣和内衣摩擦导致电子转移而带电,电荷积累到一定程度后发生火花放电。类似的,油罐车在行驶过程中,油与罐体摩擦会产生静电,为防止静电引发爆炸,油罐车尾部通常会拖一条铁链,将静电导入大地;印刷厂里,纸张在印刷过程中因摩擦带电,容易吸附在一起,影响印刷质量,工作人员会安装静电消除器,中和纸张上的静电。
二、电路的组成与连接方式
1.核心知识点:包含电路四大基本组成部分(电源、用电器、开关、导线),通路、开路、短路三种电路状态(需注意短路会烧坏电源和导线的危害),以及串联(用电器逐个顺次连接,相互影响)和并联(用电器并列连接,独立工作,分干路与支路)两种连接方式。其中,电源是将其他形式的能转化为电能的装置,用电器则是将电能转化为其他形式能;通路时电路中有持续电流,开路也叫断路,电路中无电流;电源短路是指电流不经过用电器直接从电源正极回到负极,会造成严重后果,而用电器短路是指电流绕过某个用电器,该用电器不工作。
2.题型建模:
(1)串并联电路判断
解题思路:①电流路径法:仅有一条电流路径为串联,存在多条路径(含分支点)则为并联;②用电器影响法:若一个用电器不工作,其他也无法工作为串联,反之则是并联。此外,还可通过拆除法判断,拆除一个用电器,若其他用电器仍能工作则为并联,否则为串联。
示例:家庭电路中各用电器能独立工作,属于并联;节日小彩灯逐个依次连接,属于串联。像教室里的日光灯,每一盏灯都能单独控制开关,互不影响,是典型的并联电路;而老式的圣诞树上的小彩灯,一个损坏,其余都不亮,说明它们是串联的。
(2)电路故障分析(开路、短路)
解题思路:①开路:电路某处断开,用电器停止工作,电流表无示数;②短路:电流绕过用电器,电源可能因过载发热,被短路的用电器无法工作。在分析故障时,可结合电压表的示数情况判断,开路时,若电压表与电源两极相连,有示数,若与故障用电器并联,无示数;短路时,被短路的用电器两端电压为 0 ,电压表无示数。
示例:灯泡不亮且电流表无示数,可能是导线断裂、开关未闭合等开路情况;若电源发热,大概率发生了电源短路。例如,在一个由灯泡、开关、电源和电流表组成的简单电路中,闭合开关后灯泡不亮,电流表无示数,用电压表测量电源两端有电压,测量灯泡两端无电压,可判断是灯泡处开路;若灯泡不亮,电流表有较大示数,电源发热,可能是灯泡被短路。
三、电流与电压的测量
1.核心知识点:涉及电流表(串联接入电路,遵循 “+” 进 “-” 出原则,量程 0~0.6A、0~3A)、电压表(并联接入电路,同样 “+” 进 “-” 出,量程 0~3V、0~15V)的正确使用方法,以及读数方法(先确定量程,再明确分度值)。使用电流表时,若量程选择过大,读数误差大,若量程选择过小,可能损坏电流表;使用电压表时,量程选择要根据被测电路电压大小预估,若无法预估,可先用大量程试触。
2.题型建模:
(1)仪器使用正误判断
解题思路:①电流表:检查是否串联接入、正负接线柱是否接反、有无直接连接电源两极;②电压表:确认是否并联、正负接线柱是否正确、量程是否匹配。同时,还要注意电流表和电压表的表盘是否调零,指针是否灵活。
示例:电流表并联会造成短路,导致电流表和电源损坏;电压表串联时,用电器不工作,此时电压表测量的是电源电压。比如,在连接电路时,若将电流表与灯泡并联,闭合开关后,电流表会因电流过大而损坏,同时灯泡不亮;若将电压表串联在电路中,电路相当于开路,灯泡不亮,电压表显示电源电压。
(2)读数计算
解题思路:①确定所选量程→②明确对应分度值(如 0~0.6A 量程每小格 0.02A,0~3V 量程每小格 0.1V)→③根据指针位置准确读数。读数时,视线要与表盘垂直,避免因视角问题产生误差。
示例:电流表选用 0~3A 量程,指针指向 1.5A 刻度处,读数即为 1.5A;电压表选用 0~15V 量程,指针在 7.5V 刻度处,读数为 7.5V。若电流表选用 0~0.6A 量程,指针指在第 25 个小格处,其读数为 0.02A×25 = 0.5A;电压表选用 0~3V 量程,指针在 23 个小格处,读数为 0.1V×23 = 2.3V。
四、串并联电路中电流与电压的特点
1.核心知识点:串联电路:电流处处相等(I=I1=I2),总电压等于各部分电压之和(U=U1+U2);
并联电路:干路电流等于各支路电流之和(I=I1+I2),各支路电压相等(U=U1=U2)。这些规律可通过实验探究得出,串联电路中各用电器分压与电阻成正比,并联电路中各支路分流与电阻成反比。
2.题型建模:
(1)定量计算
解题思路:①判断电路连接方式;②明确已知电流、电压对应的电路部分;③将数据代入串并联电路公式进行计算。在复杂电路计算中,可先简化电路,分析各用电器的连接关系,再逐步计算。
示例:如图所示,L1、L2是完全相同的两个小灯泡,电压表V1的示数是6V,电压表V2的示数是7V,求:
(1)三个小灯泡的连接方式是怎样的?
(2)V1、V2分别测的是什么电压?
(3)电源电压。
【答案】(1)串联;(2)V1测量的是L1与L2串联后的总电压,V2测量的是L2与L3串联后的总电压;(3)10V
【解析】解:(1)由电路图知,三个小灯泡的连接方式是串联。
(2)V1测量的是L1与L2串联后的总电压;V2测量的是L2与L3串联后的总电压。
(3)据串联电路的电压特点知UV1=UL1+UL2=6V UL1=UL2
所以L1、L2两端的电压都为UL1=UL2=3V
同理有UV2=UL2+UL3=7V UL2=3V
所以L2两端的电压UL3=4V
电源电压为U=UL1+UL2+UL3=3V+3V+4V=10V
(2)实验探究题
解题思路:①实验设计需采用多次测量方法(更换不同规格灯泡),避免实验偶然性;②对实验数据进行分析,对比串联、并联电路中各点电流、电压关系,从而得出结论。实验过程中要注意控制变量,如探究串联电路电压特点时,保持电路连接方式不变,只更换灯泡规格;探究并联电路电流特点时,保持电源不变,改变支路用电器。
示例:探究串联电路电压特点时,需分别测量各用电器两端电压及总电压,并换用不同规格灯泡重复实验,最终归纳出 “总电压等于各部分电压之和” 的结论。具体实验步骤为:先按电路图连接串联电路,闭合开关,用电压表分别测量灯泡L1两端电压U1、灯泡L2两端电压U2和电源两端电压U,记录数据;然后更换不同规格的灯泡,重复上述测量步骤,多测几组数据;最后分析数据,发现每次实验中U=U1+U2,从而得出结论。探究并联电路电流特点时,按电路图连接并联电路,用电流表分别测量干路电流I和各支路电流I1、I2,同样通过多次更换灯泡规格进行实验,得出I=I1+I2的结论。
一、单选题
1.小明在研究并联电路的电流规律时,根据如图所示电路图连接好电路,并闭合开关S和S1。电源电压不变,当他再闭合开关S2时,电流表示数变化正确的是( )
A.电流表A1的示数变大
B.电流表A的示数变小
C.电流表A与电流表A2的示数差值不变
D.电流表A与电流表A1的示数差值不变
【答案】C
【解析】A.闭合开关S和S1时,电路为R1的简单电路,电流表A1、A测通过R1的电流;再闭合开关S2时,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测R2支路的电流,电流表A测干路电流。因并联电路中各支路独立工作,所以,闭合开关S2前后,通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,故A错误;
B.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,闭合开关S2后,干路电流变大,故B错误;
C.因为电流表A与电流表A2的示数差值等于R1支路的电流,由于通过R1的电流不变,所以电流表A与电流表A2的示数差值不变,故C正确;
D.因电流表A与电流表A1示数的差值等于R2支路的电流,由于闭合开关S2后,R2支路的电流变大,所以电流表A与电流表A1的示数差值变大,故D错误。
故选C。
2.如图所示,已知电流表A的示数为2A,电流表的示数为1A,电流表的示数为1.4A,则下列说法不正确的是( )
A.流过灯泡的电流是1A B.通过灯泡 的电流为 0.6A
C.通过干路的电流都为2A D.三个灯泡是并联的
【答案】B
【解析】由图得,L1、L2、L3并联,电流表A测量干路电流,电流表A的示数为2A,通过干路的电流都为2A;电流表A1测量L2、L3的总电流,电流表A2测量L1、L2的总电流,通过灯泡 的电流为
流过灯泡的电流是
故ACD正确,不符合题意,B错误,符合题意。
故选B。
3.将两只灯泡、接在如图所示的电路中,闭合开关S后,下列说法中正确的是( )
A.若断路,则发光,不发光 B.电流表测量通过和的总电流
C.若断路,则有示数 D.的示数不可能为的两倍
【答案】B
【解析】由图知,灯泡、并列接在电路中,即两灯并联;电流表和在一条支路上,则电流表A1测量通过的电流;电流表测量干路中的电流,开关S在干路上,则开关S控制整个电路。
AB.电流表测量干路中的电流,即测量通过和的总电流,若 断路,干路断路,整个电路断路,则、不发光;故A错误,B正确;
C.若断路,该支路没有电流,则没有示数,故C错误;
D.灯泡、并联,如果规格相同,通过和的电流相等,此时的示数为的两倍,故D错误。
故选B。
4.如图所示实物电路中,下列分析都正确的是( )
①只闭合开关S1时,三个小灯泡串联,Al测L1的电流
②只闭合开关S1、S3时,L1和L2被短接,A1和A2的电流大小相等
③只闭合开关S1、S2时,L3被短接,A3测L1和L2的电流之和
④三个开关都闭合时,A2的示数是0.5A,A3的示数是0.4A,则通过L3和L1的电流之差是0.1A
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
【答案】B
【解析】题中实物图对应电路图如下所示:
①只闭合开关S1时,三个小灯泡串联,Al测L1的电流,也即电路中电流,故①正确;
②只闭合开关S1、S3时,L1和L2被短接,A1和A2都串联在电路中,通过它们的电流大小相等,故②正确;
③只闭合开关S1、S2时,L2和L3被短接,A3测L1的电流,故③错误;
④三个开关都闭合时,三个灯并联,A2测通过L2、L3的总电流,A3测通过L1、L2的总电流,A2的示数是0.5A,A3的示数是0.4A,则通过L3和L1的电流之差是0.1A,故④正确。
故选B。
5.如图所示电路,闭合开关、,小灯泡和均发光,两电表都有示数。下列判断正确的是( )
A.电流表只测量灯的电流
B.电流表的示数比的大
C.灯被短路时,也不发光
D.仅断开两个表都没示数
【答案】C
【解析】A.由图得,两开关都闭合时,两灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量灯泡L1电流,开关S2控制整个电路,开关S1控制灯泡L1,故A错误;
B.并联电路中,干路电流最大,则电流表的示数小于的示数,故B错误;
C.灯被短路时,也被短路,都不发光,故C正确;
D.仅断开,电路由两灯泡并联变为灯泡L2正常发光,两个表的示数都变小,故D错误。
故选C。
二、填空题
6.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 。
【答案】 电 排斥
【解析】[1][2] 用相同织物分别摩擦两个相同气球,发生摩擦起电现象,气球会变成带电体,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。
7.如图甲所示的电路,闭合开关S1、S2,电压表V1、V2的示数如图乙所示。则L1两端的电压是 V;断开开关S2,电压表V1将会 (选填“变为0”、“等于电源电压”或“超量程”)。
【答案】 3 超量程
【解析】[1]由图甲可知,闭合开关S1、S2,灯泡L1和L2的串联,电压表V2测量的是L1和L2两端的电压,即电源电压,V1测量的是灯泡L2两端的电压。由图乙可知,V1的示数可能为2.5V或12.5V,V2的示数可能为1.1V、5.5V,因为在串联电路中用电器两端电压之和等于总电压,所以电压表V2的示数应当大于V1的示数,故电压表V2的示数应为5.5V,电压表V1的示数应为2.5V,即电源电压为5.5V,灯L2两端的电压为2.5V,则灯泡L1两端的电压为
U1=U-U2=5.5V-2.5V=3V
[2]断开开关S2,电压表V1与灯泡L串联接在电源两端,电压表V1使用的量程小于电源电压5.5V,所以会超量程。
8.如图甲所示,当开关S由接点1转到接点2时,电压表示数变化如图乙所示,则灯泡L1两端的电压是 V,电源电压是 V。
【答案】 2 6
【解析】[1][2]开关S接1时,电路中只有L1,电压表测电源电压或L1两端的电压,故电源电压是6V; 开关S接2时,电压表测的是L1两端的电压,此时L1两端的电压为2V。
9.如图所示的电路中,电源电压保持不变,不考虑温度对灯丝电阻的影响,整个过程电路均无故障、所有电表均为实验室学生电表。当闭合开关S1,断开S2、S3时,电压表V1的示数为4V,电压表V2、V3的指针偏转的程度相同。当闭合开关S1、S2、S3时,电流表A1、A2、A3的示数均不相同,断开所有开关,若将电路中其中某两个灯泡的位置互换后,再同时闭合三个开关,发现与之前相比,电流表A1、A2、A3的示数都没有发生改变,则电源电压为 V,将电压表V2更换为电流表A4,当闭合开关S1,断开S2、S3时,电压表V1的示数为2.4V,则此时电压表V3的示数为 V。
【答案】 12 9.6
【解析】[1]当闭合开关S1,断开S2、S3时,三灯泡串联,如图1
由图可知:V1测量L1、L2两端的总电压,电压表V2测量L2两端的电压,V3测量L2、L3两端的总电压。图1中,三灯泡串联,根据串联电路的电压特点可知:V3的示数大于V2的示数,由于V2、V3的指针偏转的程度相同,则:V2的量程为0~3V,V3的量程为0~15V,并且
UV3=5UV2
由于
UV2=U2,UV3=U2+U3,
所以
U3=UV3-UV2=5UV2-UV2=4UV2=4U2
根据串联电路的分压特点可知
即
R3=4R2
当闭合开关S1、S2、S3时,三灯泡并联,如图2
此时电流表A1测干路电路,电流表A2测L1和L2支路的电流之和,电流表A3测L2和L3支路的电流之和;则A1的示数为
I=I1+I2+I3
A2的示数为
IA2=I1+I2
A3的示数为
IA3=I2+I3
由于电流表A1、A2、A3的示数均不相同;则
IA2≠IA3
即
I1+I2≠I2+I3
所以
I1≠I3
根据欧姆定律可知
R1≠R3
由于若将电路中其中某两个灯泡的位置互换后,电流表A1、A2、A3的示数都没有发生改变;根据并联电路的电流特点可知灯泡的位置互换没有对各支路的电流没有影响,说明位置互换的两个灯泡的规格都相同;由于
R1≠R3,R3=4R2
则位置互换的两个灯泡不能是L1和L3;,也不能是L2和L3;所以,位置互换的两个灯泡是L1、L2,并且规格都相同;则
R1:R2:R3=R2:R2:4R2=1:1:4
图1中:据串联电路的分压特点可知
U1:U2:U3=R1:R2:R3=1:1:4
已知
UV1=U1+U2=4V
则
所以,电源电压
U=U1+U2+U3=2V+2V+8V=12V
[2]将电压表V2更换为电流表A4,当闭合并S1,断开S2、S3时,灯泡L1、L3串联,电压表V1测量灯泡L1两端的电压,电压表V3测量L3两端的电压,如图3
根据串联电路的分压特点可得:电压表V3的示数
U3′=U-U1′=12V-2.4V=9.6V
10.生活中处处有物理,如图,吊扇静止时吊杆对其拉力为F1,吊扇转动时吊杆对其拉力为F2,则F1 (填“大于”“小于”或“等于”)F2.课后,在一次打扫除中,小胡同学发现吊扇上方均匀落满了灰尘,这是由于重力的方向总是 的原因造成的,再仔细观察发现吊扇下方也有灰尘但不是均匀的,她猜测可能是吊扇转动时与空气 ,由于带电物体可以 的原因,使吊扇下方也有灰尘。
【答案】 大于 竖直向下 摩擦起电 吸引轻小物质
【解析】[1]吊扇静止时,吊杆对其的拉力与其本身所受的重力是一对平衡力,即
F1=G
而吊扇转动时,扇叶对下面的空气有作用力,反过来下面的空气对扇叶有向上的作用力,那么吊扇此时受到三个力作用:竖直向下的重力,吊杆对其向上的拉力F2及空气对其向上的作用力,所以
F2<G
则
F1>F2
[2]吊扇上方均匀布满灰尘,是因为灰尘所受的重力方向是竖直向下的,于是会落在吊扇的上表面。
[3][4]吊扇下表面的灰尘是扇叶转动时与空气摩擦起电,而带电的扇叶能吸引轻小的物体,于是把灰尘吸在下表面。
三、实验题
11.如表是几位科学家研究摩擦起电得出的物体带电次序,表格中任何两种物体相互摩擦时,次序在前的带正电,次序在后的带负电。
来自西尔斯资料
石棉
玻璃
云母
羊毛
毛皮
铅
绢
纸
木棉
蜡
来自蒙科马利资料
羊毛
尼龙
粘胶丝
木棉
酸碱盐
炳烯树脂
聚乙烯醇
﹣﹣﹣﹣
﹣﹣﹣﹣
﹣﹣﹣﹣
(1)物理学中把与丝绸摩擦过的 带的电荷叫正电荷,把与毛皮摩擦过的 带的电荷叫负电荷;
(2)由表中可知玻璃与石棉摩擦后,玻璃带 电;
(3)羊毛对电子的束缚能力要比纸 ;(选填“强”或“弱”)
(4)由表中 判断毛皮和尼龙摩擦后两者带电情况;(选填“能”或“不能”)
(5)A、B、C、D是四个带电小球,将它们用细线吊起来后静止时的情况如图所示,已知B球带负电,则A球带 电,C球带 电,D球带 电。
【答案】 玻璃棒 橡胶棒 负 弱 不能 负 正 正
【解析】(1)[1][2]物理学中把与丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷;把与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷。
(2)[3]因为表格中任意两种物质相互摩擦时,次序在前的带正电,次序在后的带负电,所以石棉和玻璃摩擦后,石棉带正电,玻璃带负电。
(3)[4]按照题意,可知所给出的材料中次序越后的其原子核对电子的束缚能力越强。羊毛与纸摩擦后,羊毛带正电,所以羊毛对电子的束缚能力要弱。
(4)[5]由西尔斯资料可知,毛皮对电子的束缚能量比羊毛强,由蒙科马利资料可知,尼龙对电子的束缚能量比羊毛强,故不能判断毛皮和尼龙摩擦后两者带电情况。
(5)[6][7][8]已知B球带负电,由图可知:A排斥B,说明B与A带同种电荷,即A带负电;B吸引C,说明B与C带异种电荷,即C带正电;C排斥D,说明C与D带同种电荷,即D带正电。
12.Ⅰ、小明用两节干电池做“探究串联电路的电压关系”实验,设计实验电路图如图甲所示。
(1)根据电路图,小明进行电路连接,当他连接好最后一根导线时两灯立即发光,小明在实验操作过程中出现的错误是 。
(2)小明用电压表正确测量灯两端的电压后,保持电压表的B连接点不动,只将A连接点改接到C连接点上,来测量灯两端的电压。他这样操作 (选填“能”或“不能”)测出灯两端的电压。
(3)为了使探究得出的结论具有普遍意义,灯、应该选择规格 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡或者 。
(4)小明记录的几组数据如下表,分析表中数据得出结论: 。
实验次数
两端的电压/V
两端的电压/V
串联总电压/V
①
1.4
1.4
2.8
②
1.2
1.6
2.8
③
1.1
1.7
2.8
(5)评估过程中,小明提出本次实验连接电压表时,可以不进行大量程试触。你认为可行吗?请说明理由。 。
Ⅱ、小明所在的兴趣小组的其他同学想继续探究并联电路中电流的规律。
(6)图乙是他们设计的电路图,实验时需要测量D、E、F三处的电流,图丙是他们某次测量时连接的实物电路,此时电流表测量的是 (选填“D”“E”或“F”)处的电流。
(7)要测量通过的电流,只需将图丙中导线 (选填“a”或“b”)的一端移动到电流表的负接线柱上。重新连接好电路后,闭合开关,电流表的示数如图丁所示,则通过的电流为 A。
【答案】(1)连接电路时,开关没有断开
(2)不能
(3) 不相同 改变电源电压进行多次实验
(4)串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和
(5)可行,两节干电池的电压不超过3V
(6)F
(7) a 0.3
【解析】(1)连接好最后一根导线时两灯立即发光,说明开关没有断开,因此错误的地方是连接电路时,开关没有断开。
(2)保持电压表的B连接点不动,只将A连接点改接到C连接点上,会导致电压表正负接线柱接反,无法测出灯两端的电压。
(3)为了测出多组不同的数据,使探究得出的结论具有普遍意义,更具有科学性,灯、应该选择规格不相同的小灯泡或者改变电源电压进行多次实验。
(4)由表格中的数据可知
得出的结论是串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和。
(5)两节干电池的电压不超过3V,为了确保测量的准确性并减小误差,可以不进行大量程试触,使用小量程0~3V。
(6)由丙图可知,电流表接在干路上,所以测的是干路电流,即F处的电流。
(7)[1]要测量灯泡的电流,需要将电流表串联在灯泡所在的支路上,所以可以将图丙中导线a的一端移动到电流表的负接线柱上。
[2]如图丁所示,量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则示数为0.3A,所以通过的电流为0.3A。
13.在“探究串联电路电压的特点”实验中,电路如图所示。
(1)实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)小明保持电压表的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,测量L2两端电压,他能否测出L2两端电压? ,理由是 ;
(3)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和,请对小明的做法进行评价: ,改进方法是 。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
【答案】 不同 不能 电压表的正负接线柱反接了 )一次实验得出结论,结论具有偶然性 更换规格不同的灯泡进行多次实验
【解析】(1)[1]探究串联电路的电压特点,为了寻找普遍性规律,选用不同规格的小灯泡进行多次实验,这样得出的规律更具有说服力。
(2)[2][3]图中电压表测L1两端电压,电流从电压表右端流入,左端流出,若保持电压表的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,这样流入方向与前面相反,即正负接线柱反接了,指针反向偏转,损坏电压表,所以这样不能测L2两端电压。
(3)[4]本实验只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论具有偶然性,不能得出普遍性的规律。
[5]应更换其它规格不同的灯泡进行多次实验。
四、计算题
14.如图所示的电路中,电源电压不变,当开关闭合,断开时,的示数为的示数为;当开关均闭合时,的示数为的示数为。求:
(1)电源的电压为多少?
(2)开关闭合,断开时,两端的电压各为多少?
(3)开关均闭合时,两端的电压各为多少?
【答案】(1)9V;(2)3V,2V,4V;(3)5.4V,3.6V,0V
【分析】
【解析】解:(1)当开关均闭合时,V1测量电源电压,故电源电压
(2)开关闭合,断开时,和串联,测量两端总电压,测量两端总电压,由串联电路电压规律知,两端电压
两端电压
两端电压
(3)开关均闭合时,与串联,被短路,测量两端电压,两端电压
两端电压
两端电压
答:(1)电源的电压为;
(2)开关闭合,断开时,两端的电压为两端的电压为两端的电压为;
(3)开关均闭合时,两端的电压为两端的电压为,L3两端的电压为。
15.电源电压为20V,当开关S闭合后,电压表V2、V3示数分别为12V,15V。求:
(1)L1、L2、L3两端的电压分别是多大?
(2)将电压表V2、V3分别换成电流表A2、A3:闭合开关后,电流表A1、A2、A3的示数分别为1.5A、0.8A、1A,通过L1、L2、L3的电流分别是多大?
【答案】(1)5V;7V;8V
(2)0.7A;0.3A;0.5A
【解析】(1)由电路图可知,闭合开关后,三灯泡串联,V2测L1、L2两端电压之和,V3测L2、L3两端的电压之和,因为串联电路的总电压等于各分电压之和,所以,灯L1两端的电压为
灯L3两端的电压为
灯L2两端的电压为
(2)由电路图可知,将电压表V2、V3分别换成电流表A2、A3,三灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2和L3支路的电流之和,电流表A3测L1和L2支路的电流之和,由并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知,通过L1的电流为
通过L3的电流为
通过L2的电流为
五、综合题
16.如图甲所示,是用电流表测量电流的实物连接图,请按要求回答:
(1)在方框乙中画出与甲对应的电路图;
(2)在连接电路过程中,开关应该 ,为了选定电流表的量程,在无法估算待测电流大小的情况下,应该先用电流表的 量程试触一下;
(3)如果电流表的示数如图丙所示,则电流表测出的电流是 。
【答案】 断开 大 0.7A
【解析】(1)[1]观察此实物电路连接可知,从电源正极出来的电流分为两路,一条支路接L2,另一条支路电流表和灯泡L2串联,开关接在干路上,电路图如下所示:
(2)[2]为保护电路,连接电路时,开关应断开。
[3]在无法估算待测电流大小的情况下,应该先用电流表的大量程试触,若指针偏转角度过小,再换用小量程。
(3)[4]由图甲可知,电流表接“0~3V”的量程,分度值为0.1A,因此读数为0.7A。
17.
(1)将某单向导电的LED(导通状态如图甲)接入图中乙,LED灯和小灯泡都能发光,电流表指针向右偏转,请判断电源的M端为 极,电流表P接线柱为 接线柱(两空均选填“正”,“负”)。
(2)光控开关在天黑时自动闭合,声控开关在有声音时自动闭合。请用笔画线代替导线,将图中的器材连接成只有在夜晚且有人经过发声时,灯泡才会发光的电路。
【答案】(1) 正 正
(2)
【解析】(1)[1][2]LED灯具有单向导电性,接入图中乙,LED灯和小灯泡都能发光,电流表指针向右偏转,如图甲知LED灯长脚为电流流入端,短脚为电流流出端,则图乙中电池左端为正极,即M端为正极;电流表指针右偏,正进负出,根据电流走向,电流表P接线柱为正接线柱。
(2)根据题意可知,只有当“光控开关”、“声控开关”都闭合了灯才能亮,否则灯泡不亮,这说明两开关共同控制电路,即为串联,即用导线将各元件依次连接起来,如下图所示:
六、科普阅读题
18.阅读短文,回答问题。
便携式电源——充电宝
充电宝(如图甲所示)即行动电源、行动充电器,是一种个人可随身携带、自身能储备电能、主要为手持式移动设备(例如智能手机、笔记本电脑)充电的便携充电器,特别应用在没有外部电源供应的场合。
(1)如图甲所示,充电宝给手机充电的过程中,手机电池相当于 (选填“电源”或“用电器”);
(2)指纹识别解锁是目前较为流行的智能手机解锁方式,如图乙所示,手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区相当于手机电路中的 ;
(3)如图丙所示,充电宝充电线的三个插头为三部不同类型的手机充电,三部手机同时充电时的连接方式是 ,若拔掉其中一部手机,则通过充电宝的总电流将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)用电器
(2)开关
(3) 并联 变小
【解析】(1)在给手机电池充电的过程中,电能转化为电池的化学能,则手机电池相当于用电器。
(2)手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区能控制电路中电流的通断,所以感应区相当于电路中的开关,对手机起控制作用。
(3)[1]如果三部手机同时充电,它们互不影响,各个手机能独立充电,所以这三部手机的连接方式是并联的。
[2]由于并联电路中,干路电流等于各支路中电流之和,所以拔掉其中一部手机,即其中一条支路中电流变为零,则通过充电宝的总电流将减小。
19.阅读短文,并回答问题。
第四代电光源——LED光源
如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯,它的主要部分是高亮度白色发光二极管,这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点。LED灯能直接把电能转换成光能,是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源,是极具发展前途的新光源。图乙是LED的元件实物及符号。
由于二极管具有单向导电性,使用时必须将它的正极与电源正极相连,二极管才能处于导通状态,否则处于截止状态。利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性:把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路,闭合开关S,LED即处于导通状态,调节变阻器滑片,改变LED两端的电压和电路中电流,记录多组电压、电流数据,可以得到电压表与电流表示数关系,如图丁所示。
(1)LED灯主要由 (选填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料制成;它之所以节能,被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯 (选“高”或“低”);
(2)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED灯正常发光;断开开关S,改变电源的正负极后再闭合开关S,将观察到LED灯 ;此时电压表的示数为 V,电流表的示数为 A;
(3)某个家庭原来全部用白炽灯来照明,平均每月照明用电,现全部改用LED灯,相同情况下可节能约70%。已知每“消耗1度电”相当于排入1.1kg的二氧化碳,则改用LED灯后,这个家庭平均每月能减排二氧化碳约 kg。
【答案】 半导体 低 不发光 4.5 0 38.5
【解析】(1)[1][2]由材料知道,发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点,所以,LED灯主要由半导体材料制成,LED的发光原理是直接把电能转换成光能,这样因为电热转换损耗的能量较白炽灯低。
(2)[3][4][5]闭合开关S,LED发光;断开S,改变电源的正负极后闭合S,则电源的负极与LED灯的正极相连,因为LED由于具有单向导电性,使用时必须将它的正极与电源正极相连,二极管才能处于导通状态,否则处于截止状态,因此LED不能发光。此时LED灯相当于断路,电压表直接与滑动变阻器串联在电路中,由于电压表内阻很大,几乎分担了电源的全部电压,因此电压表的示数为4.5V。由于电路处于断路状态,因此电流表示数为0。
(3)[6]将白炽灯全部改用LED灯后,每个月节约的电能
可减排二氧化碳的质量
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