内容正文:
第1节 电荷与电流
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 摩擦起电 电荷间的相互作用 1
一、摩擦起电 1
二、电荷间的相互作用 2
题型2 电流 3
题型3 电路与电路图 5
题型4 电流表与电流的测量 7
一、电流表 电流的测量 7
二、串并联电路电流特点 8
【能力培优练】 10
【链接中考】 16
【重难题型讲解】
题型1 摩擦起电 电荷间的相互作用
一、摩擦起电
1、摩擦过的物体能吸引轻小物体,我们就说物体带了电,或者说带了电荷。摩擦过的物体能吸引轻小物体的现象叫做摩擦起电。
2、摩擦起电的电不流动,称为静电。静电可以应用在静电复印、静电喷漆、静电除尘,以及激光打印等设备上。
3、自然界只有两种电荷:被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷+,被毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷-。
4、摩擦起电的实质:不是创造了电,而是电子发生了转移。可以用此定律解释丝绸摩擦的玻璃棒和毛皮摩擦的橡胶棒为什么带上等量的异种电荷。
二、电荷间的相互作用
1、同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。一个带电,另一个不带电的两个小球会吸引。
如何检验一个物体是否带电?验电器是一种检测物体是否带电的仪器,其典型构造如图所示。当被检验物体接触验电器顶端的导体时,自身所带的电荷会传到玻璃钟罩内的箔片上。由于同种电荷相互排斥,两张箔片将自动分开成一定角度。根据两箔片张开角度的大小可以比较物体带电量多少
【典例1-1】(2024秋•嵊州市期末)如图是加油站里常见的“静电释放器”。司机或工人提着油枪加油前,必须用手触摸金属球以清除身体上的静电。下列说法中正确的是( )
A.人体带的电荷是人体与衣服摩擦过程中创造出来的
B.“除电”时,人体通过金属球与大地连通
C.若人体带有负电,则“除电”时,电流方向是从金属球流向大地
D.金属球是导体,只能导电,不能带电
跟踪训练1(2025•萧山区一模)“金陵金箔”是国家级非物质文化遗产。如图所示,通过手持羽毛扫过纸垫,再将羽毛靠近工作台上的金箔,即可吸起金箔,推理羽毛吸住金箔的原因可能是( )
A.羽毛与纸垫摩擦,生成异种电荷
B.羽毛与纸垫摩擦,带上同种电荷
C.羽毛与金箔带同种电荷,相互吸引
D.羽毛带电,吸引不带电的金箔
跟踪训练2(2025•温州二模)将橡胶棒或玻璃棒靠近不同的塑料吸管,发生偏转如箭头,能证明吸管一定带负电的是( )
A. B.
C. D.
题型2 电流
1、电荷的定向移动称为电流。规定正电荷移动的方向为电流方向。从电源的正极流向负极(金属导体中实际移动的是带负电的自由电子,此时电路中的电流方向与电荷的实际移动的方向相反)。
2、电流强度(简称电流)用字母I表示,单位:安培,简称安,符号为A,更小的单位有毫安mA和微安μA,1A=103mA=106μA
【典例2-1】(2024秋•嵊州市期末)把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成如图所示的闭合电路,当AB两端存在温度差时,电路中就会有电流通过,这种电路叫热电偶。实验表明,热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关,且接点A和B间的温度差越大,电流越大。
(1)如果只将图中铁丝换成铜丝,电路中将 (选填“有”或“没有”)电流。
(2)如果只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,稳定后,通过电路铜丝中的电流将 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)请写出热电偶电路的一种应用: 。
跟踪训练1(2024秋•苍南县校级期末)有一种静电喷涂枪,其工作原理如图所示,通电后,它可以使喷出的涂料微粒带上电荷,当涂料喷出后,会形成分散的雾状。当雾状涂料被均匀喷涂在带正电的金属球工件上时,与大地相连的金属支架中会形成瞬时电流,以下说法不正确的是( )
A.金属支架中瞬时电流的方向是向下的
B.静电喷涂枪喷出的涂料微粒带负电荷
C.喷出后的涂料会越来越分散是因为同种电荷相互排斥
D.雾状涂料被均匀喷涂在金属球工件上是因为异种电荷相互吸引
跟踪训练2(2023秋•拱墅区校级月考)如图所示,验电器M不带电、N带负电,用带有绝缘柄的金属棒将它们的金属球连接起来,发现验电器M的金属箔片张开,下列说法正确的是( )
A.M带上了正电
B.N的金属箔片张角变大
C.金属棒中电流的方向由M向N
D.用手触摸金属棒,M、N的金属箔片张角不变
题型3 电路与电路图
1、能提供电能的装置叫做电源。
2、电荷的定向移动形成电流。
3、把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。电路闭合时,在电源外部,电流方向是从电源正极经过用电器流向负极。有一种半导体二极管,电流只能从它的一端流向另一端,不能反方向流动。
4、把电源、用电器、开关用导线连接起来的电流路径叫做电路。
5、电路状态:
①当开关闭合时,电路中会产生电流,这样的电路叫通路,也叫闭合电路。
②当开关断开,或电路中某一处断开时,电路中就不再有电流,这样的电路叫做开路,也叫断路。
③不经过用电器,而直接用导线把电源两极连接起来,叫做电源短路 (电路中电流过大会损坏电源,严重时会造成火灾)。
6、用元件符号代替实物表示电路的图称为电路图(画时注意:分布均匀、位置合理、导线横平竖直呈矩形)。
7、画出下列电路元件符号。
电池
电池组
灯泡
开关
导线
导线交叉不相连
导线交叉相连
8、画电路图的方法:
(1)从电源正极出发,最后回到负极;
(2)碰到支点时候选择任意一条支路先回到负极,做好支点的标记,之后从该支点的另一条路回到负极。
9、画电路图需注意的问题:
(1)要画得横平竖直;
(2)用规定的符号;
(3)元件分布要均匀;
(4)元件不要画在拐角处;
(5)连接处注意打“点”。
【典例3-1】(2021•温州二模)高铁轨道中的螺丝会因振动而松动。小明设计了检测螺丝松动的报警方案。其主要的科学原理是:螺丝(螺丝在电路图中用虚线框表示,其电阻忽略不计)连接在电路中,当螺丝松动时,它会与其连接的导线分离而断开,此时电灯L亮起,及时提醒工人修理。下列符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
跟踪训练1(2024春•宁海县期中)请你用笔画线代替导线,将如图所示元件连接成完整电路。要求:两灯并联,开关S1控制电灯L1,S2作为总开关。
跟踪训练2根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接起来。
题型4 电流表与电流的测量
一、电流表 电流的测量
1、电流表的符号:
使用方法:
①正确选择量程。使用前应先检查指针是否指在零刻线处;用试触法确定量程。
②必须把电流表串联在电路中。
③使电流从电流表“+”接线柱流进,从“-”接线柱流出。
④绝对不允许不经过用电器把电流表直接接到电源两极,否则,电流表会因通过的电流太大而烧毁。
2、试触法:在不能预先估计被测电流大小的情况下,应先拿电路的另一个线头迅速试触电流表最大量程的接线柱,如果指针偏转太小,再使用较小的量程。
二、串并联电路电流特点
1.串联电路的电流规律
①探究串联电路中电流的规律:在串联电路中用电流表分别测出A、B、C三点处的电流IA、IB、IC.。发现由IA =IB =IC,初步得出串联电路中各处电流相等.
②串联电路中电流处处相等的原因:因为电流是电荷的定向移动形成的,电流的大小与单位时间内通过导体某横截面的电荷量有关.在电流稳定流动时,单位时间流进某段导体的电荷多少一定等于同样时间流出这段导体的电荷的多少.这样才不会使电荷在某处中断或堆积,才会保持电流持续稳定的流动,所以串联电路中电流处处相等.
2.并联电路的电流规律
探究并联电路中电流的规律:在并联电路中用电流表分别测出A、B、C三点处的电流IA、IB、IC.发现IA=IB+IC,可知并联电路中干路电流等于各支路中的电流之和.
【典例4-1】(2024•仙居县二模)某同学学习了电流测量后,连接了以下电路,其中电流表测量通过小灯泡L2的电流的是( )
A. B.
C. D.
跟踪训练1(2024秋•诸暨市校级期中)如图是用电流表测量电流的实物连接图。
(1)电流表测量的是通过灯泡 的电流(填“L1”或“L2”);
(2)如果电流表示数如图所示,则测出的电流是 ;
(3)如果要用电流表测干路电流,且只允许移动其中一根导线,应将导线 (填“a”、“b”或“c”)的右端接在电流表的负接线柱上。
跟踪训练2(2024秋•浙江期末)小金为了探究电路的特点,连接了如图所示的电路。当闭合开关S时,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.3A。下列判断正确的是( )
A.连接电路时须断开开关S
B.开关S只控制灯泡L1
C.灯L1被断路时灯L2也不工作
D.通过灯泡L2的电流为0.3A
【能力培优练】
1. (2025春•鄞州区期末)如图所示是一个装有静电除尘纸的拖把,拖地时除尘纸与地板摩擦后带了负电,可以轻松地将附近的灰尘和头发清扫干净。下列有关静电除尘纸的说法正确的是( )
A.除尘纸和地面摩擦创造了电荷
B.摩擦后,除尘纸与地板带的是同种电荷
C.摩擦后,除尘纸得到电子,从而带负电
D.除尘纸吸附灰尘利用了同种电荷相互排斥的原理
2. (2025•鹿城区校级三模)如图所示是一款网红灯泡,它可以实现平时放置时不亮,当手同时触碰其尾部侧壁和端点时,灯泡会发光,此时人手相当于电路元件中的( )
A.电源 B.用电器 C.导线 D.电阻
3. (2025春•余姚市期中)智能家居系统中包含各种电路。关于电路,下列说法正确的是( )
A.只有电路闭合时,电路中才有电流
B.电源是提供电压的装置,电压是形成电流的原因
C.用电器是将其他形式的能转化为电能的装置
D.一个完整的电路由电源、用电器和导线组成
4. (2024秋•金华期末)甲、乙两个轻质小球用绝缘细线悬挂,相互作用情况如图所示,关于甲、乙小球的带电情况,下列说法正确的是( )
A.甲带正电荷、乙带负电荷
B.甲带负电荷、乙带正电荷
C.甲、乙可能均带正电荷
D.甲、乙可能均不带电
5. (2025春•镇海区校级期中)如图所示为静电除尘装置的原理图。当含尘空气经过离子发生器时,空气分子被电离为正离子和电子,正离子使尘粒带正电奔向积尘盘的负极,最终被吸附到积尘盘上。下列说法正确的是( )
A.尘粒被吸附到积尘盘负极是因为异种电荷相互吸引
B.空气被电离是因为创造了电荷,使粉尘带上了电荷
C.取轻小纸片靠近积尘盘被吸引,则该小纸片一定带正电
D.取轻小纸片靠近积尘盘被排斥,则该小纸片有可能不带电
6. (2025•萧山区二模)某同学在创作比赛中设想:利用灯泡中的两根灯丝以及外接电路中的3个开关控制电路,如图所示。L1的阻值小于L2,且通过灯丝的电流越大,灯泡越亮。则要使灯泡最亮应( )
A.闭合开关S1、S2,断开开关S3
B.闭合开关S1、S3,断开开关S2
C.闭合开关S1、S2、S3
D.闭合开关S2、S3,断开开关S1
7. (2025•鹿城区二模)小明设计了如图1所示的电路图来验证“并联电路的电流特点”。实验器材包括:1.5伏恒压电源、定值电阻(5欧、15欧、20欧、25欧)、电流表、开关和导线若干。实验中,小明将电流表分别接入电路中的1、2、3三处测量电流,R1阻值不变,改变R2阻值,重复实验并记录数据如表。
组别
R1/欧
R2/欧
I1/安
I2/安
I3/安
①
15
5
0.10
0.27
0.35
②
15
15
0.10
0.10
0.19
③
15
20
0.10
0.07
0.17
④
15
25
0.10
0.06
0.16
(1)根据图1电路连接实物时,开关应 。
(2)实验中要使电流表测量通过R1的电流,用笔画线代替导线将图2电路连接完整。
(3)表格中满足“干路电流等于各支路电流之和”的实验组别有 。
(4)小明查阅资料发现:由于电流表存在内阻,只有当所用电阻远大于电流表内阻时,所测数据才有利于得出并联电路电流特点。若其他器材不变,将电路中的定值电阻换用规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡来验证“并联电路的电流特点”,判断其是否可行,并说明理由:
。
8. (2024秋•浙江月考)甲、乙、丙三个轻质小球相互作用的情况如图所示,下列判断正确的是( )
A.如果甲带正电,乙一定带负电
B.如果甲带正电,丙一定带正电
C.如果甲带负电,乙可能不带电
D.如果甲带负电,丙可能不带电
9. (2024秋•兰溪市校级期中)如图是科学老师做的“静电章鱼”实验,他分别用毛皮摩擦一根塑料管和塑料丝,然后将摩擦后的塑料丝向上抛起,迅速将塑料管放在其底下形成了静电章鱼。关于上述过程,以下说法不正确的是( )
A.塑料丝悬浮在空中时,它受到的浮力与重力大小相等
B.通常情况下塑料管是绝缘体
C.塑料丝带电是因为摩擦使电荷发生了转移
D.本实验的原理是同种电荷相互排斥
10. (2024•宁波模拟)铁路接触网遭异物侵扰的新闻多次上热搜,铁路部门有明确规定在线路图两侧各500米范围内不得升放风筝,若导电性能好的金属丝风筝线散落在高铁接触网线上,会造成短路而使动车组失去动力,下列电路能解释上述现象的是( )
A. B.
C. D.
11. (2023秋•上城区期末)小周把两个小灯泡和电表连成了如图所示的电路,开关S和S1闭合,则下列相关说法正确的是( )
A.若灯泡L1突然熄灭,L2正常发光,则S1短路
B.若灯泡L2突然熄灭,L1正常发光,则L2短路
C.若断开开关S1,可发现电流表乙示数变小
D.若断开开关S1,可发现两电流表示数相同
12. (2024秋•浙江月考)我国交通管理规定,“红灯停、绿灯行、黄灯预备”。小科路根据规定设计了一个模拟十字路口的交通灯的电图,如图所示。请认真分析并回答下面的问题:
(1)单刀多掷开关接通位置“2”时,南北方向的 灯亮。
(2)单刀多掷开关接通位置“1”时,允许 方向的车辆通行。
13. (2023秋•衢江区期末)实验课,小科拿到了如图甲所示的暗箱电路盒,在盒外只能看到两只灯泡和一只开关(导线的连接情况隐藏在箱内)。他通过操作发现:闭合开关时,两只灯泡都发光;断开开关,两只灯泡又都熄灭。请回答:
(1)该暗箱电路盒内除了导线外,一定还有的电学元件是 。
(2)该暗箱的电路图可能是图乙中 。(填字母)
(3)小科认为不借助其他实验器材,就可以判断出电路的连接方式。于是他 ,判断出该电路盒两只灯泡是串联的。(写出具体的操作和出现的现象)
【链接中考】
14. (2024•浙江)用导线将开关、灵敏电流计和材质不同的钥匙甲、乙相连,将两钥匙插入橙子中(如图)。闭合开关,灵敏电流计指针发生偏转。下列推测一定正确的是( )
A.闭合开关后,橙子内有电流通过
B.钥匙甲的导电能力比钥匙乙的强
C.通过钥匙甲的电流比通过钥匙乙的大
D.闭合开关后,橙子内只发生物理变化
15. (2023•浙江)测量时需要准确读数,图中电流表的示数是( )
A.0.22A B.1.20A C.0.24A D.1.40A
16. (2022•台州)某次实验时,电表的接线和指针的位置如图所示,其示数为( )
A.2.50伏 B.12.5伏 C.2.50安 D.12.5安
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第1节 电荷与电流
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【重难题型讲解】 1
题型1 摩擦起电 电荷间的相互作用 1
一、摩擦起电 1
二、电荷间的相互作用 1
题型2 电流 4
题型3 电路与电路图 7
题型4 电流表与电流的测量 10
一、电流表 电流的测量 10
二、串并联电路电流特点 11
【能力培优练】 14
【链接中考】 23
【重难题型讲解】
题型1 摩擦起电 电荷间的相互作用
一、摩擦起电
1、摩擦过的物体能吸引轻小物体,我们就说物体带了电,或者说带了电荷。摩擦过的物体能吸引轻小物体的现象叫做摩擦起电。
2、摩擦起电的电不流动,称为静电。静电可以应用在静电复印、静电喷漆、静电除尘,以及激光打印等设备上。
3、自然界只有两种电荷:被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷+,被毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷-。
4、摩擦起电的实质:不是创造了电,而是电子发生了转移。可以用此定律解释丝绸摩擦的玻璃棒和毛皮摩擦的橡胶棒为什么带上等量的异种电荷。
二、电荷间的相互作用
1、同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。一个带电,另一个不带电的两个小球会吸引。
如何检验一个物体是否带电?验电器是一种检测物体是否带电的仪器,其典型构造如图所示。当被检验物体接触验电器顶端的导体时,自身所带的电荷会传到玻璃钟罩内的箔片上。由于同种电荷相互排斥,两张箔片将自动分开成一定角度。根据两箔片张开角度的大小可以比较物体带电量多少
【典例1-1】(2024秋•嵊州市期末)如图是加油站里常见的“静电释放器”。司机或工人提着油枪加油前,必须用手触摸金属球以清除身体上的静电。下列说法中正确的是( )
A.人体带的电荷是人体与衣服摩擦过程中创造出来的
B.“除电”时,人体通过金属球与大地连通
C.若人体带有负电,则“除电”时,电流方向是从金属球流向大地
D.金属球是导体,只能导电,不能带电
【解答】解:A.人的身体与衣物摩擦带点,是由于电荷发生了转移,而不是创造了电荷,故A错误;
B.“除电”时,人体通过金属球与大地连通,人体、金属球、大地均属于导体,故B正确;
C.电流方向是正电荷定向移动的方向,如果人体带负电,静电释放器中的电流方向是从大地到 金属球再到人体,故C错误;
D.金属球属于导体,能导电也能带电,故D错误。
故选:B。
跟踪训练1(2025•萧山区一模)“金陵金箔”是国家级非物质文化遗产。如图所示,通过手持羽毛扫过纸垫,再将羽毛靠近工作台上的金箔,即可吸起金箔,推理羽毛吸住金箔的原因可能是( )
A.羽毛与纸垫摩擦,生成异种电荷
B.羽毛与纸垫摩擦,带上同种电荷
C.羽毛与金箔带同种电荷,相互吸引
D.羽毛带电,吸引不带电的金箔
【解答】解:A.羽毛与纸垫摩擦,不是生成异种电荷,而是电荷发生转移,使羽毛和纸垫带上异种电荷,故A错误;
B.羽毛与纸垫摩擦应带上异种电荷,而不是同种电荷,故B错误;
C.若羽毛与金箔带同种电荷,同种电荷相互排斥,不会相互吸引,故C错误;
D.羽毛与纸垫摩擦后带电,金箔不带电,带电的羽毛能够吸引不带电的轻小物体(金箔),故D正确。
故选:D。
跟踪训练2(2025•温州二模)将橡胶棒或玻璃棒靠近不同的塑料吸管,发生偏转如箭头,能证明吸管一定带负电的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、用带负电的橡胶棒与塑料吸管相互排斥,说明塑料吸管一定带负电,故A正确;
B、带正电的玻璃棒与塑料吸管相互排斥,说明塑料吸管一定带正电,故B错误;
C、用带负电的橡胶棒与塑料吸管相吸引,因异种电荷相互吸引,塑料吸管可能带正电,因带电体吸引轻小不带电体,塑料吸管可能不带电,故C错误;
D、带正电的玻璃棒与塑料吸管相吸引,因异种电荷相互吸引,塑料吸管可能带负电,因带电体吸引轻小不带电体,塑料吸管可能不带电,故D错误。
故选:A。
题型2 电流
1、电荷的定向移动称为电流。规定正电荷移动的方向为电流方向。从电源的正极流向负极(金属导体中实际移动的是带负电的自由电子,此时电路中的电流方向与电荷的实际移动的方向相反)。
2、电流强度(简称电流)用字母I表示,单位:安培,简称安,符号为A,更小的单位有毫安mA和微安μA,1A=103mA=106μA
【典例2-1】(2024秋•嵊州市期末)把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成如图所示的闭合电路,当AB两端存在温度差时,电路中就会有电流通过,这种电路叫热电偶。实验表明,热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关,且接点A和B间的温度差越大,电流越大。
(1)如果只将图中铁丝换成铜丝,电路中将 (选填“有”或“没有”)电流。
(2)如果只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,稳定后,通过电路铜丝中的电流将 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)请写出热电偶电路的一种应用: 。
【解答】解:(1)如图所示,其他条件不变,只将铁丝换成铜丝,电路中将无电流。由材料可知,热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;若将铁丝换成铜丝,则与其他导线的材料相同,电路中无电流。
(2)由材料可知,热电偶电路中电流的大小跟接点A和B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大;若将A处杯中的冰水混合物换为沸水,则AB两端存在温度差会减小,电路电流会变小。
(3)因为热电偶电路中电流的大小跟接点A和B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大,所以可以利用电信号来反映温度,即可以利用这种性质可以把热电偶做成温度计(温差发电等)。
故答案为:(1)没有;(2)变小;(3)制成温度计(温差发电等)。
跟踪训练1(2024秋•苍南县校级期末)有一种静电喷涂枪,其工作原理如图所示,通电后,它可以使喷出的涂料微粒带上电荷,当涂料喷出后,会形成分散的雾状。当雾状涂料被均匀喷涂在带正电的金属球工件上时,与大地相连的金属支架中会形成瞬时电流,以下说法不正确的是( )
A.金属支架中瞬时电流的方向是向下的
B.静电喷涂枪喷出的涂料微粒带负电荷
C.喷出后的涂料会越来越分散是因为同种电荷相互排斥
D.雾状涂料被均匀喷涂在金属球工件上是因为异种电荷相互吸引
【解答】解:A.金属球工件上带正电荷,当带负电荷的雾状涂料被均匀喷涂在金属球上时,负电荷由金属球进入大地,则与大地相连的金属支架中会形成瞬时电流,由于电流发向与负电荷移动方向相反,所以电流方向向上,故A错误,符合题意。
BD.金属球工件上带正电荷,由于异种电荷相互吸引,雾状涂料均匀喷涂在带正电的金属球工件上,即雾状涂料与带正电的金属球相互吸引,所以静电喷涂枪喷出的涂料微粒带负电荷,故BD正确,不符合题意;
C.由于同种电荷相互排斥,静电喷涂枪喷出的涂料微粒都带负电荷,所以喷出后的涂料带同种电荷相互排斥,故雾状涂料被均匀喷涂在金属球工件上,故C正确,不符合题意;
故选:A。
跟踪训练2(2023秋•拱墅区校级月考)如图所示,验电器M不带电、N带负电,用带有绝缘柄的金属棒将它们的金属球连接起来,发现验电器M的金属箔片张开,下列说法正确的是( )
A.M带上了正电
B.N的金属箔片张角变大
C.金属棒中电流的方向由M向N
D.用手触摸金属棒,M、N的金属箔片张角不变
【解答】解:A、M、N的金属球通过金属棒连接后,带负电的N的电荷经金属棒流向M,使M带上负电荷,故A错误;
B、利用电荷守恒定律可知,M、N上的总电荷量不变,因为M由不带电到带电,使N的电荷量减少,则金属箔片的张角变小,故B错误;
C、在金属棒中,负电荷由N流向M,等效为正电荷由M流向N,所以金属棒中电流的方向是由M流向N,故C正确;
D、用手触摸金属棒,使负电荷通过人体流向大地,则M、N上的总电荷量减少,箔片的张角都变小,故D错误。
故选:C。
题型3 电路与电路图
1、能提供电能的装置叫做电源。
2、电荷的定向移动形成电流。
3、把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。电路闭合时,在电源外部,电流方向是从电源正极经过用电器流向负极。有一种半导体二极管,电流只能从它的一端流向另一端,不能反方向流动。
4、把电源、用电器、开关用导线连接起来的电流路径叫做电路。
5、电路状态:
①当开关闭合时,电路中会产生电流,这样的电路叫通路,也叫闭合电路。
②当开关断开,或电路中某一处断开时,电路中就不再有电流,这样的电路叫做开路,也叫断路。
③不经过用电器,而直接用导线把电源两极连接起来,叫做电源短路 (电路中电流过大会损坏电源,严重时会造成火灾)。
6、用元件符号代替实物表示电路的图称为电路图(画时注意:分布均匀、位置合理、导线横平竖直呈矩形)。
7、画出下列电路元件符号。
电池
电池组
灯泡
开关
导线
导线交叉不相连
导线交叉相连
8、画电路图的方法:
(1)从电源正极出发,最后回到负极;
(2)碰到支点时候选择任意一条支路先回到负极,做好支点的标记,之后从该支点的另一条路回到负极。
9、画电路图需注意的问题:
(1)要画得横平竖直;
(2)用规定的符号;
(3)元件分布要均匀;
(4)元件不要画在拐角处;
(5)连接处注意打“点”。
【典例3-1】(2021•温州二模)高铁轨道中的螺丝会因振动而松动。小明设计了检测螺丝松动的报警方案。其主要的科学原理是:螺丝(螺丝在电路图中用虚线框表示,其电阻忽略不计)连接在电路中,当螺丝松动时,它会与其连接的导线分离而断开,此时电灯L亮起,及时提醒工人修理。下列符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题知,螺丝在电路图中用虚线框表示,其电阻忽略不计(相当于一根导线),且当螺丝松动时,它会与其连接的导线分离而断开,电灯L亮。
A、由图知,闭合开关,灯亮,当螺丝松动时,电路断路,灯泡熄灭,不符合题意;
B、由图知,闭合开关,电路短路,会烧坏电源,不符合题意;
C、由图知,闭合开关,螺丝松动时,R与L串联,灯泡亮,螺丝未松动时,R被短路,L仍发光,不符合题意;
D、由图知,闭合开关,螺丝未松动时,L被短路,灯泡不亮,螺丝松动时,L与R串联,灯泡亮,符合题意。
故选:D。
跟踪训练1(2024春•宁海县期中)请你用笔画线代替导线,将如图所示元件连接成完整电路。要求:两灯并联,开关S1控制电灯L1,S2作为总开关。
【解答】解:两灯并联,开关S1控制电灯L1,开关S1只与电灯L1串联;S2作为总开关,S2接在干路上,如下所示:
跟踪训练2根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接起来。
【解答】解:甲电路中,两灯并联,S控制整个电路,根据电路图连接实物图,如下所示:
题型4 电流表与电流的测量
一、电流表 电流的测量
1、电流表的符号:
使用方法:
①正确选择量程。使用前应先检查指针是否指在零刻线处;用试触法确定量程。
②必须把电流表串联在电路中。
③使电流从电流表“+”接线柱流进,从“-”接线柱流出。
④绝对不允许不经过用电器把电流表直接接到电源两极,否则,电流表会因通过的电流太大而烧毁。
2、试触法:在不能预先估计被测电流大小的情况下,应先拿电路的另一个线头迅速试触电流表最大量程的接线柱,如果指针偏转太小,再使用较小的量程。
二、串并联电路电流特点
1.串联电路的电流规律
①探究串联电路中电流的规律:在串联电路中用电流表分别测出A、B、C三点处的电流IA、IB、IC.。发现由IA =IB =IC,初步得出串联电路中各处电流相等.
②串联电路中电流处处相等的原因:因为电流是电荷的定向移动形成的,电流的大小与单位时间内通过导体某横截面的电荷量有关.在电流稳定流动时,单位时间流进某段导体的电荷多少一定等于同样时间流出这段导体的电荷的多少.这样才不会使电荷在某处中断或堆积,才会保持电流持续稳定的流动,所以串联电路中电流处处相等.
2.并联电路的电流规律
探究并联电路中电流的规律:在并联电路中用电流表分别测出A、B、C三点处的电流IA、IB、IC.发现IA=IB+IC,可知并联电路中干路电流等于各支路中的电流之和.
【典例4-1】(2024•仙居县二模)某同学学习了电流测量后,连接了以下电路,其中电流表测量通过小灯泡L2的电流的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A.闭合开关,两灯并联,电流表串联在干路上,正负接线柱连接正确,是测干路的电流,故A不符合题意;
B.闭合开关,电流可以不经用电器直接由正极回到负极,两灯短路,电流表可能被损坏,故B不符合题意;
C.闭合开关,电流从正极出发,分别经L1或电流表、L2回到负极,两灯并联,电流表测L2电流,故C符合题意;
D.闭合开关,电流从正极出发,分别经L2或电流表、L1回到负极,两灯并联,电流表测L1电流,故D不符合题意。
故选:C。
跟踪训练1(2024秋•诸暨市校级期中)如图是用电流表测量电流的实物连接图。
(1)电流表测量的是通过灯泡 的电流(填“L1”或“L2”);
(2)如果电流表示数如图所示,则测出的电流是 ;
(3)如果要用电流表测干路电流,且只允许移动其中一根导线,应将导线 (填“a”、“b”或“c”)的右端接在电流表的负接线柱上。
【解答】解:(1)由电路图可知,电流表与L1灯串联,测灯L1的电流。
(2)由图2所示电流表可知,其量程是0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.36A。
(3)如果要用电流表测干路电流,电流表应串联接在干路中,由电路图可知,只需将导线b的右端接在电流表的负接线柱上即可。
故答案为:(1)L1;(2)0.36A;(3)b。
跟踪训练2(2024秋•浙江期末)小金为了探究电路的特点,连接了如图所示的电路。当闭合开关S时,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.3A。下列判断正确的是( )
A.连接电路时须断开开关S
B.开关S只控制灯泡L1
C.灯L1被断路时灯L2也不工作
D.通过灯泡L2的电流为0.3A
【解答】解:A、为了保护电路,连接电路过程中,须断开开关S,故A正确;
B、由图可知两灯并联,开关S和电流表A在干路上,所以开关S控制两盏灯,故B错误;
C、并联电路各支路间互不影响,灯L1被断路时灯L2可以继续工作,故C错误;
D、由图可知,两灯并联,电流表A测两灯的总电流,电流表A1测通过L1电流,当闭合开关S时,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.3A,由并联电路的电流特点可知,通过灯泡L2的电流为I2=I﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A,故D错误。
故选:A。
【能力培优练】
1. (2025春•鄞州区期末)如图所示是一个装有静电除尘纸的拖把,拖地时除尘纸与地板摩擦后带了负电,可以轻松地将附近的灰尘和头发清扫干净。下列有关静电除尘纸的说法正确的是( )
A.除尘纸和地面摩擦创造了电荷
B.摩擦后,除尘纸与地板带的是同种电荷
C.摩擦后,除尘纸得到电子,从而带负电
D.除尘纸吸附灰尘利用了同种电荷相互排斥的原理
【解答】解:A、摩擦起电是电荷发生了转移,并不是创造了电荷,故A错误;
B、摩擦后,除尘纸与地板带的是异种电荷,故B错误;
C、扫地时除尘纸与地板摩擦后带了负电,除尘纸得到了电子,故C正确;
D、除尘纸吸附灰尘利用了带电体有了吸引轻小物体的性质,故D错误;
故选:C。
2. (2025•鹿城区校级三模)如图所示是一款网红灯泡,它可以实现平时放置时不亮,当手同时触碰其尾部侧壁和端点时,灯泡会发光,此时人手相当于电路元件中的( )
A.电源 B.用电器 C.导线 D.电阻
【解答】解:当手同时触碰网红灯泡的尾部侧壁和端点时,灯泡发光,说明此时人手使电路形成了通路,让电流能够从电源出发,经过灯泡等元件形成回路,人手起到了连接电路元件、导通电流的作用,相当于电路中的导线。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
3. (2025春•余姚市期中)智能家居系统中包含各种电路。关于电路,下列说法正确的是( )
A.只有电路闭合时,电路中才有电流
B.电源是提供电压的装置,电压是形成电流的原因
C.用电器是将其他形式的能转化为电能的装置
D.一个完整的电路由电源、用电器和导线组成
【解答】解:A、电路中产生电流的条件有两个:一是要有电源,二是电路是通路,故A错误;
B、电源是将其它形式的能转化为电能,它在电路中是提供电能的,电压是形成电流的原因,故B正确;
C、用电器是消耗电能的装置,它工作时将电能转化为其它形式的能,故C错误。
D、一个完整的电路由电源、用电器、开关和导线组成,故D错误。
故选:B。
4. (2024秋•金华期末)甲、乙两个轻质小球用绝缘细线悬挂,相互作用情况如图所示,关于甲、乙小球的带电情况,下列说法正确的是( )
A.甲带正电荷、乙带负电荷
B.甲带负电荷、乙带正电荷
C.甲、乙可能均带正电荷
D.甲、乙可能均不带电
【解答】解:根据图示可知,甲、乙两小球相互排斥,因此甲、乙都带电,并带有同种电荷。
故选:C。
5. (2025春•镇海区校级期中)如图所示为静电除尘装置的原理图。当含尘空气经过离子发生器时,空气分子被电离为正离子和电子,正离子使尘粒带正电奔向积尘盘的负极,最终被吸附到积尘盘上。下列说法正确的是( )
A.尘粒被吸附到积尘盘负极是因为异种电荷相互吸引
B.空气被电离是因为创造了电荷,使粉尘带上了电荷
C.取轻小纸片靠近积尘盘被吸引,则该小纸片一定带正电
D.取轻小纸片靠近积尘盘被排斥,则该小纸片有可能不带电
【解答】解:A.根据电荷相互作用的规律,正离子使尘粒带正电奔向积尘盘的负极,尘粒被吸附到积尘盘负极是因为异种电荷相互吸引,故A正确,符合题意;
B.空气被电离是正负电荷分离,使粉尘带上了电荷,不是创造了电荷。故B错误,不符合题意;
C.带电体有吸引轻小物体的特性,积尘盘带负电,取轻小纸片靠近积尘盘被吸引,则该小纸片可能不带电,故C错误,不符合题意;
D.根据电荷相互作用的规律,同种电荷相互排斥,取轻小纸片靠近带负电的积尘盘被排斥,则该小纸片一定带负电,故D错误,不符合题意。
故选:A。
6. (2025•萧山区二模)某同学在创作比赛中设想:利用灯泡中的两根灯丝以及外接电路中的3个开关控制电路,如图所示。L1的阻值小于L2,且通过灯丝的电流越大,灯泡越亮。则要使灯泡最亮应( )
A.闭合开关S1、S2,断开开关S3
B.闭合开关S1、S3,断开开关S2
C.闭合开关S1、S2、S3
D.闭合开关S2、S3,断开开关S1
【解答】解:当闭合开关S1、S2时,只有L1工作;
当闭合开关S1、S3时,只有L2工作;
闭合开关S2、S3,电路为断路,两灯都不工作;
当开关S1、S2、S3都闭合时,L1、L2同时工作;
根据并联电路的电阻特点可知,并联电路的总电阻小于任一分电阻,而且根据题意可知,L1的电阻小于L2的电阻,所以,当开关都闭合时,L1、L2同时工作,此时电路中的总电阻最小,根据欧姆定律可知,电路中的总电流最大,灯泡最亮。
故选:C。
7. (2025•鹿城区二模)小明设计了如图1所示的电路图来验证“并联电路的电流特点”。实验器材包括:1.5伏恒压电源、定值电阻(5欧、15欧、20欧、25欧)、电流表、开关和导线若干。实验中,小明将电流表分别接入电路中的1、2、3三处测量电流,R1阻值不变,改变R2阻值,重复实验并记录数据如表。
组别
R1/欧
R2/欧
I1/安
I2/安
I3/安
①
15
5
0.10
0.27
0.35
②
15
15
0.10
0.10
0.19
③
15
20
0.10
0.07
0.17
④
15
25
0.10
0.06
0.16
(1)根据图1电路连接实物时,开关应 。
(2)实验中要使电流表测量通过R1的电流,用笔画线代替导线将图2电路连接完整。
(3)表格中满足“干路电流等于各支路电流之和”的实验组别有 。
(4)小明查阅资料发现:由于电流表存在内阻,只有当所用电阻远大于电流表内阻时,所测数据才有利于得出并联电路电流特点。若其他器材不变,将电路中的定值电阻换用规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡来验证“并联电路的电流特点”,判断其是否可行,并说明理由:
。
【解答】解:(1)根据图1电路连接实物时,为保护电路,开关应断开。
(2)两电阻并联,实验中要使电流表测量通过R1的电流,由表数据可知,电流表选用小量程与R1串联,如下所示:
或
(3)由表中数据有
0.17A=0.10A+0.07A
0.16A=0.10A+0.06A
表格中满足“干路电流等于各支路电流之和”的实验组别有③④。
(4)由欧姆定律,规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡的电阻为
R
根据表中数据知,满足“干路电流等于各支路电流之和”的实验组别有③④,可知电阻的阻值越大,越有利于得出并联电路电流特点,电阻阻值至少大于15Ω,而小灯泡的电阻值约为8.3Ω,小于15Ω,不可行。
8. (2024秋•浙江月考)甲、乙、丙三个轻质小球相互作用的情况如图所示,下列判断正确的是( )
A.如果甲带正电,乙一定带负电
B.如果甲带正电,丙一定带正电
C.如果甲带负电,乙可能不带电
D.如果甲带负电,丙可能不带电
【解答】解:根据图示可知,乙、丙相互排斥,说明乙、丙一定带同种电荷;甲、乙相互吸引,说明甲、乙带异种电荷;
AB、根据上述分析可知,如果甲带正电,乙一定带负电,则丙一定也带负电,故A正确、B错误;
CD、根据上述分析可知,如果甲带负电,乙一定带正电,且丙也一定带正电,故CD错误。
故选:A。
9. (2024秋•兰溪市校级期中)如图是科学老师做的“静电章鱼”实验,他分别用毛皮摩擦一根塑料管和塑料丝,然后将摩擦后的塑料丝向上抛起,迅速将塑料管放在其底下形成了静电章鱼。关于上述过程,以下说法不正确的是( )
A.塑料丝悬浮在空中时,它受到的浮力与重力大小相等
B.通常情况下塑料管是绝缘体
C.塑料丝带电是因为摩擦使电荷发生了转移
D.本实验的原理是同种电荷相互排斥
【解答】解:A、塑料丝悬浮在空中时,它受到的斥力与重力大小相等,故A错误;
B、通常情况下塑料管是绝缘体,故B正确;
C、由于摩擦,电荷(电子)发生转移,塑料丝带上了电,故C正确;
D、塑料丝能够张开,是因为塑料丝带同种电荷相互排斥,故D正确。
故选:A。
10. (2024•宁波模拟)铁路接触网遭异物侵扰的新闻多次上热搜,铁路部门有明确规定在线路图两侧各500米范围内不得升放风筝,若导电性能好的金属丝风筝线散落在高铁接触网线上,会造成短路而使动车组失去动力,下列电路能解释上述现象的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:家庭电路中,火线与零线直接连接或火线与大地直接连接,会造成短路。D图中风筝线导致火线与地面连接,造成短路。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
11. (2023秋•上城区期末)小周把两个小灯泡和电表连成了如图所示的电路,开关S和S1闭合,则下列相关说法正确的是( )
A.若灯泡L1突然熄灭,L2正常发光,则S1短路
B.若灯泡L2突然熄灭,L1正常发光,则L2短路
C.若断开开关S1,可发现电流表乙示数变小
D.若断开开关S1,可发现两电流表示数相同
【解答】解:根据电路图知,两个灯泡串并联,开关S在干路,S1在L1支路,电流表甲在干路,乙在L2支路;
A.若灯泡L1突然熄灭,L2正常发光,说明L1支路断路,不可能是则S1短路,故A错误;
B.若灯泡L2突然熄灭,L1正常发光,如果L2短路,电源短路,其他用电器不能工作,故B错误;
C.若断开开关S1,L1熄灭,而L2不受影响,可发现电流表乙示数不变,故C错误;
D.若断开开关S1,L1熄灭,该支路没有电流,两个电流表都测量L2的电流,可发现两电流表示数相同,故D正确。
故选:D。
12. (2024秋•浙江月考)我国交通管理规定,“红灯停、绿灯行、黄灯预备”。小科路根据规定设计了一个模拟十字路口的交通灯的电图,如图所示。请认真分析并回答下面的问题:
(1)单刀多掷开关接通位置“2”时,南北方向的 灯亮。
(2)单刀多掷开关接通位置“1”时,允许 方向的车辆通行。
【解答】解:(1)当单刀多掷开关接通位置“2”时,南北东西方向的黄灯发光。
(2)由图知道,当单刀多掷开关接通位置“1”时,东西方向的两盏红灯和南北方向的两盏绿灯并联,东西方向的两盏红灯和南北方向的两盏绿灯有电流通过,此时南北绿灯发光、东西红灯发光,允许南北方向的车辆通行。
故答案为:(1)黄;(2)南北。
13. (2023秋•衢江区期末)实验课,小科拿到了如图甲所示的暗箱电路盒,在盒外只能看到两只灯泡和一只开关(导线的连接情况隐藏在箱内)。他通过操作发现:闭合开关时,两只灯泡都发光;断开开关,两只灯泡又都熄灭。请回答:
(1)该暗箱电路盒内除了导线外,一定还有的电学元件是 。
(2)该暗箱的电路图可能是图乙中 。(填字母)
(3)小科认为不借助其他实验器材,就可以判断出电路的连接方式。于是他 ,判断出该电路盒两只灯泡是串联的。(写出具体的操作和出现的现象)
【解答】解:(1)形成持续电流的条件:一是有电源;二是闭合回路;所以箱内除了导线,一定还有的电路元件是电源;电源在电路中的作用是提供电压;
(2)由题知,闭合开关,两灯泡都亮;断开开关,两灯泡又都熄灭;则两灯泡可能串联,也可能是并联(并联时开关在干路上),则ABE符合题意;
(3)不借助其他实验器材,可以将其中一只灯泡取下,如果另一个发光,说明两灯泡是并联的,如果另一个不发光,说明两灯泡是串联的。
故答案为:(1)电源;(2)ABE;(3)取下一只灯泡,如果另一个发光,说明两灯泡是并联的,如果另一个不发光。
【链接中考】
14. (2024•浙江)用导线将开关、灵敏电流计和材质不同的钥匙甲、乙相连,将两钥匙插入橙子中(如图)。闭合开关,灵敏电流计指针发生偏转。下列推测一定正确的是( )
A.闭合开关后,橙子内有电流通过
B.钥匙甲的导电能力比钥匙乙的强
C.通过钥匙甲的电流比通过钥匙乙的大
D.闭合开关后,橙子内只发生物理变化
【解答】解:A、闭合开关后,橙子内有电流通过,故A正确;
B、不能判断钥匙甲的导电能力比钥匙乙的强,故B错误;
C、通过钥匙甲的电流和通过钥匙乙的相同,故C错误;
D、闭合开关后,橙子内发生化学变化,将化学能转化为电能,故D错误。
故选:A。
15. (2023•浙江)测量时需要准确读数,图中电流表的示数是( )
A.0.22A B.1.20A C.0.24A D.1.40A
【解答】解:电流表接0~0.6A量程,故分度值为0.02A,指针指在0.2A后两格,故读数为0.24A。
故选:C。
16. (2022•台州)某次实验时,电表的接线和指针的位置如图所示,其示数为( )
A.2.50伏 B.12.5伏 C.2.50安 D.12.5安
【解答】解:由图可知,电表表盘标有“V”,所以是电压表;该电压表选择的量程为0~3V,分度值为0.1V,其示数为2.50V。
故选:A。
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