第十五章 电与电路（复习课件）物理沪科版2024九年级全一册

义务教育教科书 第十五章  电与电路 复习课件 上海科学技术出版社 1. 电现象基础知识 2. 电路作图题 3. 根据串、并联电路的特点分析问题 4. 电路设计问题 5. 分析电路故障问题 6. 探究串、并联电路中电流、电压的特点 单元内容 学习目标 1.了解静电现象，知道电荷间存在相互作用，能用原子核式结构模型解释摩擦起电现象，能了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。 2.知道电路的通路、开路和短路，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；能说出生活中采用简单串联或并联电路的实例。 3.能完成“用电流表测量电流”的实验，会正确选择电流表量程，能将电流表正确接入电路进行测量，能正确读取电流表的示数，能按要求完成实验报告。 学习目标 4. 能完成“用电压表测量电压”的实验，会正确选择电压表的量程，能将电压表正确接入电路进行测量，能正确读取电压表的示数；能按要求完成实验报告。 5. 能完成“探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点”这一实验，能按要求完成实验报告；了解串联电路和并联电路中电流、电压的特点，能运用其解决简单的实际问题。 重点难点 单元重点 1. 认识自然界存在两种电荷，知道电荷间的相互作用规律。 2. 会连接电路、会画简单电路图、辨别通路、断路和短路。 3. 会画串、并联电路图和连接串、并联电路。 4. 电流表、电压表的使用。 5. 通过实验探究出串、并联电路中的电流与电压规律。 单元难点 1. 对电流、电压概念的理解。 2. 根据要求及电路图来连接实物图，或根据要求及实际电路画出电路图。 3. 把电流表、电压表正确地连入电路。 知识图谱 一、电现象基础知识 第十五章  电与电路 一、电现象基础知识 1. 摩擦起电现象 （1）摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电。带电体能吸引轻小物体。 （2）摩擦起电的原因及实质：摩擦起电不是创造了电荷，只是电荷从一个物体转移到另一个物体，使正、负电荷分开。失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电。 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上所带的电荷。 负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷。 （2）电荷间的相互作用规律 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 考点串讲 一、电现象基础知识 3. 电荷量 （1）电荷：电荷的多少叫作电荷量，用字母Q表示。 （2）单位：库仑，简称库，符号是C。一根实验室中常用的玻璃棒，摩擦后所带的电荷量大约只有10-7C。 4. 验电器 （1）验电器的构造及工作原理 ①构造：金属球、金属箔、金属杆、金属罩、 绝缘垫等。 ②原理：同种电荷互相排斥。 考点串讲 一、电现象基础知识 5. 静电感应 （1）概念：当带电的物体与导体（容易导电的物体叫导体，如各种金属材料等）相互靠近时，由于电荷间的相互作用，导体内部的电荷会重新分布。 这种现象称为静电感应。 （2）静电感应时的电荷分布规律： 导体内与带电体电荷性质相反的电荷会被吸引到带电体附近，电荷性质相同的电荷则被排斥到远离带电体的导体的另一端。 静电感应 考点串讲 一、电现象基础知识 （1）电流的形成：电荷的定向移动形成电流。 电路中形成持续电流的条件：①有电源；②电路是连通的。两个条件缺一不可。 （2）电流的方向 把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。 电流的方向 6. 电流 根据电流方向的规定，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。如金属导线中的电流是由自由电子定向移动形成的，金属导线中的电流方向和自由电子定向移动的方向相反。 考点串讲 （3）电流的强弱 ①电流：表示电流强弱的物理量，通常用字母I 表示。 ②电流的单位 在国际单位制中：安培（A）。常用单位有mA、 μA 。 1A=1000mA 1毫安=1000μA 例如，维持电子表液晶显示器的工作，只需几微安的电流。 一、电现象基础知识 考点串讲 一、电现象基础知识 7. 电路 （1）电路：电路就是把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流可以流过的路径。 （2）电路中各元件的作用 ①电源：提供电能的装置叫作电源。 ②用电器：消耗电能的元器件，把电能转化为其他形式的能。 ③开关：用来接通或断开电路，控制用电器工作，起控制电路的作用。 ④导线：用来连接电路，输送电能。 考点串讲 一、电现象基础知识 （1）电压的作用： 电压使自由电荷定向移动形成电流。 （2）电源的作用：是给用电器两端提供电压。 （3）电压的单位 国际单位制：伏特，V。 常用单位：kV、mV 换算关系：1kV＝103V 1V＝103mV 8. 电源和电压 水流的形成 电流的形成 考点串讲 一、电现象基础知识 （1）通路：指处处连通的电路，又叫电路闭合。 （2）开路：指在电路中某处断开的电路，又叫断路。例如：开关断开、某处导线断、灯丝断、导线与接线柱接触不好等。 （3）短路 ①短路：指不经过用电器直接将电源两极用导线连通的电路。 ②短路的两种情况：电源短路和用电器被短路。 9. 电路的三种状态 考点串讲 【解析】 A和B相互排斥，一定带有同种电荷，因为A带正电，所以B带正电；B和C吸引，B带正电，则C带负电或不带电；A和C吸引，A带正电，则C带负电或不带电。故ABD不符合题意；C符合题意。 【例题1】如图是A、B、C三个轻质塑料小球的相互作用情况，若A带正电，则C的带电情况是（　　） A．一定带正电 B．一定带负电 C．可能不带电 D．无法判断 C 故选C。 一、电现象基础知识 典例解析 【解析】A．在摩擦起电的过程中，玻璃棒的原子核束缚电子的能力比丝绸弱，失去电子带正电，故A正确； BC．因为缺少电子而带正电的玻璃棒，接触验电器时，电子通过验电器的金属球转移到玻璃棒上，电子带负电，电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，所以电流的方向是从玻璃棒到金属箔，故BC错误； D．玻璃棒是很好的绝缘体，故D错误。 故选A。 【例题2】如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球时，验电器的金属箔张开。下列说法正确的是（　　） A．丝绸的原子核束缚电子的能力比玻璃棒强 B．玻璃棒接触验电器时电流从金属箔流向玻璃棒 C．玻璃棒接触验电器时电子从玻璃棒转移到金属箔 D．玻璃棒是导体 A 一、电现象基础知识 典例解析 一、电现象基础知识 【例题3】静电在工业和生活中具有很重要的应用，但有时也会带来很多麻烦，下列属于静电防护的是（ ） A． 静电除尘 B． 静电喷漆 C． 静电复印 D． 运输易燃品车辆尾部挂铁链 D 【解析】A．静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用。A不符题意；B．静电喷漆的原理：喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用。B不符题意；C．静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用。C不符题意；D．运输易燃品的车辆尾部挂有一条铁链是为了把产生的静电导走，属于静电的防护。D符合题意。故选D。 A B C D 典例解析 一、电现象基础知识 【解析】AB．由正、负电荷的规定可知用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，这是因为玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒失去电子而带正电，丝绸得到电子而带负电，并不是正电荷在丝绸和玻璃棒之间发生了转移，故AB错误； C．摩擦起电的实质是电荷的转移，在摩擦起电中并没有创造电荷，故C错误； D．验电器金属箔张开，是由于同种电荷相互排斥，故D正确。故选D。 【例题4】用丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器，金属箔张开。下列说法正确的是（ ） A．正电荷从丝绸转移到玻璃棒 B．玻璃棒带正电是因为得到了电子 C．摩擦起电是创造了电荷 D．验电器金属箔张开，是由于同种电荷相互排斥 D 典例解析 【解析】（1）带电小球所受作用力的大小是通过悬挂小球的 丝线与竖直方向的夹角显示出来的，夹角越大，说明受力越大． （2）根据实验现象可以看出，悬挂的小球被排斥，这说明同种电荷相互排斥；同时，根据比较小球到Q的距离，以及偏转的角度可以看出：带电体之间的距离越大，电荷间的相互作用力越小． 【例题5】为研究“电荷间相互作用的规律及相互作用力的大小与哪些因素有关”，小聪将一个带正电的物体Q固定在绝缘支架上，然后将挂在丝线上的带正电的小球分别悬挂在A、B、C处，从而比较带电小球所受作用力的大小. （1）带电小球所受作用力的大小是通过___________ 显示出来的． （2）根据实验现象，结合实验研究的目的，可得出如下两条结论： ① ___________________； ② ___________________． 悬挂小球的丝线与竖直方向的夹角 同种电荷相互排斥 带电体之间的距离越大，电荷间的相互作用力越小 一、电现象基础知识 典例解析 一、电现象基础知识 【例题6】静电喷涂利用了静电现象，其喷涂原理如图所示，被喷涂的工件带正电。工作时，静电喷涂的喷枪接高压电源，雾化后的涂料微粒通过枪口时由于______ 电子（选填“失去”或“得到”）而带______电，又由于__________________而均匀散开。图中带电微粒移动过程中形成的电流方向是______（选填“向左”或“向右”）。喷枪外壳应采用 __________ （选填“导体”或“绝缘体”）材料制成。在喷涂过程中，涂料微粒有可能碰到周围物体， 为了安全，需将周围物体的金 属外壳接______ 。 大地 得到 负 同种电荷互相排斥 向右 绝缘体 典例解析 一、电现象基础知识 【解析】 由题意知，被喷涂的工件带正电，所以雾化后的涂料微粒应该带负电，这样根据异种电荷相互吸引才能使涂料吸附在工件上，因此可判断雾化后的涂料微粒通过枪口时由于得到电子而带负电，又由于各涂料微粒带同种电荷相互排斥而均匀散开；由于规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，因此图中带负电微粒移动的过程中形成的电流方向与其运动方向相反，则电流方向是向右的；为了防止喷枪外壳带电，喷枪外壳应采用绝缘体材料制成，在喷涂过程中，涂料微粒有可能碰到周围物体，为了安全，需将周围物体的金属外壳与大地连接，以保证人的安全。 一、电现象基础知识 【例题7】下列说法中正确的是（　　） A．正电荷的定向移动形成电流 B．用电器中有电流通过，用电器所在电路一定接了电源而且电路是闭合的 C．导体中都有大量的自由电子，因此导体容易导电 D．金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向相同 B 典例解析 一、电现象基础知识 【解析】A．电荷的定向移动形成电流，正、负电荷定向移动均可形成电流，故A错误； B．形成电流的两个条件：一是电路中要有电源；二是电路是闭合回路。所以，用电器中有电流通过，用电器所在电路一定接了电源而且电路是闭合的，故B正确； C．金属导体中有大量的自由电子，因此金属导体容易导电，但酸碱盐水溶液导电靠的是离子，故C错误； D．正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，电子带负电荷，金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向相反，故D错误。 故选B. 典例解析 一、电现象基础知识 【例题8】小红连接了如图所示的电路图进行实验，将灯泡L2两端的接线柱用一根导线相连接，闭合开关S，灯泡L2将_____（选填“发光”或“不发光”）。受小明实验现象启发，为了让两盏灯同时熄灭，小红认为可以不断开开关，而用一根导线同时连接灯泡L1左端和灯泡L2右端的接线柱即可。根据所学知识判断小红_____（选填“能”或“不能”）这样操作，理由是_________。 不能 不发光 见解析 【解析】将灯泡L2两端的接线柱用一根导线相连接， 此时灯泡L2被短路，所以不发光。 若用一根导线同时连接灯泡L1左端和灯泡L2 右端的接线柱，则会造成电源短路，烧坏电源，故不能这样操作。 典例解析 一、电现象基础知识 【例题9】在学习“电压”时，我们引入“水压”进行类比，如图所示，下列说法不正确的是（　　） A．电源提供电压，水泵提供水压 B．电路中的电流与水路中的水流相似 C．灯泡发光时消耗电能，类似水轮机工作时消耗水能 D．有水压就有水流，只要有电压就会有电流   D 典例解析 一、电现象基础知识 【解析】 A．对比两图，电源相当于水泵的作用，水泵提供了水压，电源提供了电压，故A正确，不符合题意； B．水的流动形成水流，电荷的定向移动形成电流，故我们常把电路中的电流类比为水路中的水流，B正确，不符题意； C．对比两图，电流通过电灯时，消耗电能转化为内能和光能，类似水流通过水轮机时，消耗水能转化为涡轮的动能，C正确，不符题意； D．有水压且阀门打开就有水流，有电压且开关闭合就会有电流，故D错误，符合题意。 故选D。 典例解析 一、电现象基础知识 【例题10】如图所示，在烧杯中加入盐水，然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中，这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线和指针偏转，下列说法正确的是（　　） A．盐水电池将电能转化为化学能； B．锌片是盐水电池的正极； C．这个盐水电池的电压是0.4V； D．盐水中，电流的方向是从铜片流向锌片 C 典例解析 一、电现象基础知识 【解析】 A．盐水电池工作时，消耗了化学能， 获得了电能，所以是将化学能转化为电能，故A错误； B．根据图示可知，因为锌片与电压表的负接线柱相连，且电压表指针正向偏转，因此锌片为盐水电池的负极，故B错误；C．电压表选用的是小量程，分度值为0.1V，示数为0.4V，故C正确； D．盐水电池内部的电流方向是由负极到正极，所以盐水中电流的方向是从锌片流向铜片，故D错误。 故选C。 二、电路作图题 第十五章  电与电路 二、电路作图题 涉及本章作图题的主要类型有: 1. 根据要求画电路图或连接实物图； 2. 电路图或实物图的改错； 3. 在电路图中填入电路元件符号，成为正确的电路。 解答这类题时要做到： 1. 画电路图时，任何电路元件都不能放在电路图的拐角处，导线要平直，拐角处为直角，绝对不能出现用曲线代替导线的情况，画出的电路图应是长方形（或正方形）。 2. 根据电路图连接实物图时，一般可顺着电流方向连接，导线要用平滑的曲线代替，且导线不能交叉；连接导线时，导线的两个端点要连接在接线柱上，绝不允许连在另一根导线的中间。 方法技巧 【解析】 由电路图知，两灯并联，开关在干路上，实物图连接如图所示。 【例题1】请根据如图中左边的电路图连接相应实物图。 二、电路作图题 典例解析 【解析】 要使两灯并联，电流的路径要有两条；上面的电表与灯泡L1串联，为电流表；下面的电表串联在干路中，为电流表，如图所示： 【例题2】在图中的〇里填上适当的电表符号，填上后要求电路成为正确的并联电路。 二、电路作图题 典例解析 【解析】原电路中，右边电流表接在干路上，测量干路电流；左边两电流表串联在L1支路，并且电流从左下电流表负接线柱流入、正接线柱流出（电流表指针反向偏转），所以需要将左下电流表改接到L2支路，并且让电流从正接线柱流入、负接线柱流出，修改如图所示。 【例题3】小明用三个电流表和两个小灯泡“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验，其连接的电路如图丙所示。请在电路中接错的一根导线上打“×”，并用笔画线代替导线将正确的连线画出来。 二、电路作图题 典例解析 【例题4】按图甲中的电路图，将图乙中的实物连成电路（电流表选用0~3A量程）。 【解析】由电路图知，两灯泡并联后再与电流表、开关、电源串联组成电路，从电源正极出发，依次串联开关、电流表、灯泡L1回到电源负极，然后把灯泡L2并联在灯泡L1两端，电流表选用0~3A量程，如图所示。 二、电路作图题 典例解析 二、电路作图题 【例题5】请画出如图实物图所对应的电路图。 【解析】由实物图知，两灯并联，开关S1和电流表A在干路上，开关S2在L2支路上，电压表测L1两端电压，由此画出电路图，如图所示. 典例解析 二、电路作图题 【例题6】如图甲所示，已知电源电压为3V，通过灯泡L1、L2 的电流分别为1A和0.5A ，请根据电路图在图乙中用笔画线代替导线连接实物。（电表选择合适的量程，导线不交叉） 【解析】由电路图知，电路为并联电路，电压表测L2两端电压，开关在干路上，电流表测量L2所在支路的电流，由题意知，电流表、电压表选择小量程。如图所示。 典例解析 三、根据串、并联电路的特点分析问题 第十五章  电与电路 三、根据串、并联电路的特点分析问题 串、并联电路的特点及其电路中电流、电压关系的问题是电学中重要的一部分内容，解决此类问题的关键是熟练掌握表中的知识。 项目 串联电路 并联电路 元件连接特点 逐个顺次连接 并列连接 电流路径 只有一条路径 有多条路径 用电器工作特点 相互影响 互不影响 开关作用 控制所有用电器 干路开关控制所有用电器， 支路开关控制本支路用电器 电流特点 各处电流相等，即 I=I1=I2 干路电流等于各支路 电流的总和，即I=I1+I2 电压特点 电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和，即U=U1+U2 各支路两端的电压相等， 即U=U1=U2 方法技巧 三、根据串、并联电路的特点分析问题 【例题1】 电路分析是解决电学问题的第一步，在如图所示的电路图中，说法正确的是（　　） A．同时闭合S1和S3，断开S2，则灯L1和L2组成串联电路； B．同时闭合S2和S3，断开S1，只有灯L2亮； C．同时闭合S1、S2、S3时，则灯L1和L 2组成并联电路； D．只闭合S3，断开S1和S2，灯L1和L2都亮 B 【解析】A．同时闭合S1和S3，断开S2，电流从电源正极流出分两支，一支过S1、L1，另一支过L2，汇合后经开关S3回到电源负极，则L 1和L 2组成并联电路，故A错误； B．同时闭合S2和S3，断开S1，灯泡L1被短路，电路中灯L2亮，故B正确； C．同时闭合S1、S2、S3时，电源被短路，则灯L 1和L 2都不发光，故C错误； D．只闭合S3，断开S1和S2，电路中只有灯泡L2，且L 2亮，故D错误。故选B. 典例解析 【解析】A．闭合开关，两灯发光，则两个灯泡一定都有电流通过，故A正确； B．两灯的规格未知，通过的电流大小也未知，两灯的亮度不一定相同，故B正确； C．由图可知，两灯泡并联，根据并联电路的电压规律可知，两灯泡两端的电压一定相同，故C正确，不符合题意； D．由图可知，两灯泡并联，电流表A2测量干路电流，电流表A1测量L1所在支路的电流，故两电流表示数一定不同，故D错误，符合题意。故选D. 【例题2】如图所示的电路，闭合开关，两灯发光，电流表都有示数，同学们提出如下见解，其中错误的是（ ） A．两灯泡一定都有电流通过 B．两灯泡的亮度不一定相同 C．两灯泡两端的电压一定相同 D．两电流表示数一定相同     D 三、根据串、并联电路的特点分析问题 典例解析 【例题3】如图甲所示的实物电路中，当开关闭合时，两灯泡均发光，且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示。则下列判断正确的是（   ） A．通过灯L1的电流为1.5A B．通过灯L1的电流为0.3A C．通过灯L2的电流为1.2A D．通过灯L2的电流为0.3A     D 三、根据串、并联电路的特点分析问题 典例解析 【解析】由电路知，两灯泡并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测L2支路的电流，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两个电流表的指针在同一个位置，所以，干路电流表A1的量程为0~3A，分度值为0.1A，示数I=1.5A，L2支路电流表A2的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，通过L2中的电流示数I2=0.3A，则灯L1中的电流I1=I—I2=1.5A-0.3A=1.2A 故ABC错误，D正确。故选D. 典例解析 【例题4】如图所示电路，闭合开关S1、S2，小灯泡L1和L2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L1和L2串联 B．电流表测量电路的总电流 C．若只断开S1，小灯泡L1熄灭，L2正常发光 D．若灯L1突然熄灭，是因为电压表发生断路     D 三、根据串、并联电路的特点分析问题 典例解析 【解析】由图可知，灯L1与灯L2并联，开关S2控制 干路，灯L1与开关S1在一条支路，灯L2与电流表 串联在另一条支路中，电压表并联在灯L1的电压； A．由图知，闭合开关S1、S2，灯L1和L2并联，故A错误； B．由图知，电流表与灯L2在一条支路上，所以电流表测量流过灯L2支路的电流，故B错误； C．由图知，灯L1与L2并联，若只断开开关S1，灯L1熄灭，而灯泡L2不受影响，故C正确； D．由图知，若电压表发生断路，灯L1仍正常发光，故D错误。故选C. 三、根据串、并联电路的特点分析问题 【例题5】如图所示的电路中，开关都闭合时A1的示数为1.2A，A2的示数为0.5A。下列判断正确的是（　　） A．灯L1、L2串联 B．电流表A1测灯L1的电流 C．通过灯L2的电流为0.7A D．断开开关S1时，灯L2变亮     C 三、根据串、并联电路的特点分析问题 典例解析 【解析】 AB．由实物图知，电流从电源正极流出，通过A1后分成两支，一支通过L2，另一支通过S1、L1、A2，两支电流汇合后通过S2回到电源负极，即两灯并联，电流表A1测干路电流，A2测L1支路电流，故AB错误； C．并联电路干路电流等于各支路电流之后的特点可知，通过灯L2的电流为I2=I-I1=1.2A-0.5A=0.7A，故C正确； D．并联电路各支路互不影响，当开关S2断开时，L2支路断路，对L1支路不产生影响，所以通过通过L1的电流不变，故D错误。 故选C. 三、根据串、并联电路的特点分析问题 典例解析 【例题6】如图甲所示的电路中，当闭合开关S后，两个电压表指针偏转均如图乙所示，则灯L1和L2两端的电压分别为（　　） A．6V，1.2V B．4.8V，1.2V C．1.2V，6V D．1.2V，4.8V     D 【解析】由图知，电路为串联电路，电压表V1测量电源电压，V2测量L1两端电压，由串联分压特点可知，电源电压大于L1两端电压，两个电压表指针偏转情况相同，说明V1连接的是大量程，示数为6V，V2连接的是小量程，示数为1.2V，即L1两端电压为1.2V，则L2两端的电压为 故选D. 三、根据串、并联电路的特点分析问题 典例解析 【例题7】如图所示的电路，电源电压恒定为3V，闭合开关S后， （1）先闭合开关S1，再闭合开关S2，此时R2两端电压为多少？ （2）先闭合开关S2，测得电流表A2的读数为I2为0.2A，再闭合开关S1，电流表A1的读数I1如图乙所示，此时电流表A的读数I应该为多少？ 三、根据串、并联电路的特点分析问题 典例解析 【解析】 （1）由电路图可知，当开关S闭合后，先闭合开关S1，再闭合开关S2，R1与R2并联，由于并联电路的电压与各支路的电压相等，此时R2两端电压U2=U=3V （2）先闭合开关S2，再闭合开关S1，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测通过R1的电流，电流表A2测通过R2的电流，由图乙可知，通过R1的电流I1=0.3A；电流表A的读数 I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A 答：（1）此时R2两端电压为3V；（2）电流表A的读数I应该为0.5A。 典例解析 四、电路设计问题 第十五章  电与电路 四、电路设计问题 电路的设计就是根据要求设计电路，包括用电器的连接方式、开关的连接方式等，具体设计方法如下: 1. 确定用电器的串、并联。根据设计要求确定用电器是否能单独工作或互不影响，若能，则为并联，若不能，则为串联。并联电路中，开关在干路上时控制所有用电器，开关在支路上时只控制所在支路的用电器。 2. 多个开关控制一个用电器时，确定多个开关之间的串、并联。若任何一个开关闭合，都能使用电器工作，则开关之间是并联的；若开关全部闭合才能使用电器工作，则开关之间是串联的。 3. 通过短路控制用电器的工作。开关与某一个用电器并联，闭合开关时，用电器被短路，不能工作；断开开关时，用电器工作。为了防止电源短路，该设计只适用于串联电路。 方法技巧 解决设计电路问题最高效的方法 四、电路设计问题 方法技巧 【解析】根据题中描述可知，显示时间的元件和发光的灯可以单独工作，它们是并联的，且有一个开关单独控制灯的亮灭而不影响显示时间，所以灯的支路应串联一个光敏开关，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A. 四、电路设计问题 【例题1】有一种“感应数字时钟”。这种时钟在闭合数显开关后屏幕上能显示当前时间，如果光线暗（光敏开关闭合）时还会自动发光。下列电路中符合要求的是（ ） A 典例解析 【解析】依题意可知，任意一个开关闭合均可以使得电动机工作，所以两开关并联后再与电动机串联，如图所示。 四、电路设计问题 【例题2】很多住宅小区装备了区分外来车辆出入的门禁系统，内部车辆可以自动识别并使横杆启动，外部车辆则需要门卫按动按钮才能启动横杆，自动识别系统可等效为一个自动开关，手动按钮是一个手动开关，横杆启动系统看作一个电动机，请利用图中给出的元件符号画出满足要求的电路图。 典例解析 四、电路设计问题 【例题3】现有红、绿两只灯泡、两只开关，一个电池组和若干导线。利用这些材料请为收发室值班人员按要求设计一个电路。并按设计电路将实物连接好。要求：红灯亮时，表示前门来人；绿灯亮时，表示后门来人。（在开关处标明所在的位置） 【解析】由题意知，两个电灯为并联，且各有一个开关控制，前门开关控制红灯，后门开关控制绿灯，如图所示。 典例解析 四、电路设计问题 【例题4】有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机M工作，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（　　） C 【解析】由题知，S1闭合，灯L发光，但电动机不工作；S2闭合，电动机M工作，所以灯和电动机并联，且S1在干路，故ABD不符合题意，C符合题意。 典例解析 四、电路设计问题 【例题5】近年来，我市新增了不少新能源公交车，在公交车后门的两侧扶手上，各装有一个按钮（相当于一个开关），想要下车的乘客只要按下任何一个按钮，装在驾驶台上的指示灯都会发光，提醒司机有乘客需要下车。请在图中设计一个符合要求的电路图（已画出指示灯、两个按钮开关和电源）。 【解析】只要按下任何一个按钮，指示灯都会发光，说明这两个开关互不影响，是并联的，指示灯在干路中，如图所示。 典例解析 五、分析电路故障问题 第十五章  电与电路 五、分析电路故障问题 用导线、灯泡、电压表和电流表判断电路故障是电学中常出现的问题，解决方法是找出判断电路故障的一般规律，然后通过观察比较得出正确答案。 1. 串联电路故障现象 如图所示，根据灯泡、电流表、电压表的工作情况判断电路故障。 （1）小灯一亮一不亮 则不亮的灯发生了短路。此时，电流表的示数变大，被短路小灯两端的电压为0。 （2）两灯都不亮 则电路发生了开路。此时，电流表的示数为0。若电压表的示数为0，则灯L2开路；若电压表的示数为电源电压，则L1开路。 方法技巧 五、分析电路故障问题 2. 并联电路故障现象 如图所示，并联电路只能发生开路。 （1）若只有L1亮。则L2开路，此时，电流表A和A1的示数相等，电压表V的示数为电源电压不变。 （2）若只有L2亮。则L1开路，此时，A1的示数为0，A的示数变小，V表示数为电源电压不变。 （3）L1与L2都不亮。则 ①干路开路。此时，A、A1、V的示数均为0。 ②各支路均开路。此时，V的示数为电源电压不变，A、A1的示数为0。 方法技巧 3. 用电流表判断电路故障 4. 用电压表判断电路故障 电流表无示数 电路有断路的地方； 用电器工作时，电流表内部发生短路 有示数且示数很小 说明电路有接触不良 或电流表量程过大 无示数 与电压表并联的电路短路； 与电压表并联的电路以外的电路断路 有示数且 等于电源电压 说明与电压表并联的电路断路， 电压表的两个接线柱与电源构成通路 五、分析电路故障问题 方法技巧 【解析】由图知道，该电路为串联电路，电压表测量的是L1的电压。 AB．两灯串联，若L1、L2其中任一个开路，另一个都不会亮，故AB不符合题意； C．灯Ll短路，L1不亮、L2亮，电压表无示数，故C符合题意； D．灯L2短路，L2不亮、L1亮，电压表有示数，故D不符合题意。 故选C。 【例题1】如图所示电路，电源电压为3V，当开关S闭合时，却只有一只灯泡发光，且电流表有示数，电压表示数为0V。由此可以判断电路的故障可能是（　　） A．灯泡L1断路 B．灯泡L2断路 C．灯泡L1短路 D．灯泡L2短路     C 五、分析电路故障问题 典例解析 【解析】A．若L1灯座短路，电流从电源正极不经过灯泡流向负极，会形成电源短路，烧坏电源，电路不能正常工作，不符合题意，故A错误； B．若L2的灯丝断开了，则L2不发光，不符合题意，故B错误； C．若导线2断路，则整个电路开路，灯泡均不发光，不符合题意，故C错误； D．若导线3断路，L1不发光，L2能发光，符合题意，故D正确。 故选D。 【例题2】如图所示，连接好电路闭合开关后，发现L1不亮，L2能发光，则电路中的故障可能是（　　） A．L1灯座短路 B．L2灯丝断了 C．导线2断路 D．导线3断路     D 五、分析电路故障问题 典例解析 【例题3】如图所示的电路，闭合开关S后，两灯都不亮，电压表有示数，电流表无示数，则该电路故障可能是（　） A．电流表短路 B．灯泡L1断路 C．灯泡L2短路 D．灯泡L2断路 D　 【解析】由图知，两灯串联，电压表测L2两端电压，电流表测电路中电流。 A．如果电流表短路，电流表无示数，电路是通路，两个灯泡都发光，电压表有示数，故A不符合题意；B．如果灯泡L1断路，电路断路，两个灯泡都不发光，电流表和电压表都没有示数，故B不符合题意；C．如果灯泡L2短路，灯泡L2不发光，灯泡L1发光，电压表被短路，电压表没有示数，电流表有示数，故C不符合题意； D．如果灯泡L2断路，则L2不发光，电压表两端与电源两极连通，电压表有示数，电压表内阻很大，电路的电流很小，电流表示数为零，灯泡L1不发光，D符合题意。 五、分析电路故障问题 典例解析 【例题4】如图所示，闭合开关S后灯泡L1、L2都不亮，电压表无示数，用一导线分别并联在灯L1、L2和开关S两端，发现接到L2两端时L1亮，其故障可能是（ ） A．L1短路 B．S断路 C．L1断路 D．L2断路   D 【解析】 A．如果L1短路，L2会发光，故A不符合题意； B．如果S断路，当用导线接在它的两端时，L1和L2都会发光，故B不符合题意； C．如果L1断路，闭合开关，电压表显示电源电压有示数，故C不符合题意； D．用导线接到L2两端时L1亮，说明开关S和灯泡L1完好，因此电路故障为L2断路，故D符合题意。 故选D。 五、分析电路故障问题 典例解析 【例题5】如图所示，闭合开关S后，灯泡L1和L2都发光，两电表均有示数，由于某个灯泡发生故障，两灯泡都熄灭，电流表示数为零，电压表示数比原来还大，以下对电路和电路故障的分析正确的是（　　） A．灯泡 L1和L2发光时，两灯并联 B．灯泡熄灭是由于灯泡L2短路 C．灯泡熄灭是由于灯泡L1断路 D．灯泡熄灭是由于灯泡L2断路   D 【解析】由图知，开关闭合后，两灯泡串联在电路中，电流表测电路中电流，电压表测灯泡L2两端的电压，根据串联电路的电压特点可知，此时电压表示数要小于电源电压；某个灯泡发生故障，两灯泡都熄灭，电流表示数为零，说明电路出现了断路；电压表示数比原来还大，说明电压表与电源之间是接通的，即测量的是电源电压，所以故障是与电压表并联的灯泡L2断路，故ABC错误，D正确。 五、分析电路故障问题 典例解析 六、探究串、并联电路中电流、电压的特点 第十五章  电与电路 六、探究串、并联电路中电流、电压的特点 1. 电路的连接：连接电路时开关要断开；可以利用“电流流向法”连接电路，从电源正极出发，顺着电流流向将电路连接起来，直到电源负极。 2.电流表、电压表的连接：电流表要串联在电路中，电压表要并联在被测电路两端。注意电表量程的选择及正负接线柱不要接反。在判断电路连接方式时，可将电流表看成导线，将电压表看成开路。 3.电路故障：开路或短路。根据电表的示数情况及用电器的工作情况分析故障原因。 4.实验结论： （1）电流特点：串联电路中各处的电流相等；并联电路中，干路电流等于各支路电流的总和。 （2）电压特点：串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和；并联电路中，各支路两端的电压相等。 方法技巧 （2）该同学用电流表测C点的电流，闭合开关两灯发光，电流表有示数，过了一会儿，发现灯L1突然熄灭，灯L2仍然发光，此时灯L2发光的亮度______（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）； 【例题1】为了探究并联电路中电流的规律，某同学设计了如图甲所示的电路，用电流表分别测量A、B、C三点的电流（不考虑导线的电阻和电流表内阻）。 （1）如图乙所示是甲对应的实物图，开关闭合后，电流表测的是_____（选填“A”、“B”或“C”）点的电流； C 不变 六、探究串、并联电路中电流、电压的特点 典例解析 （3）该同学经过正确实验操作，反复进行了三次实验得到了A、B、C三处的电流值。在这三次实验中以下操作无意义的是______（选填选项符号）。 A．更换不同规格的小灯泡 B．交换小灯泡的位置 C．更换不同电压的电源 B 六、探究串、并联电路中电流、电压的特点 典例解析 【解析】 （1）由乙可知电流表串联在L1所在支路上，测量的是A点的电流。 （2）L1与L2是并联的，L1熄灭，灯L2仍然发光，原因是L1所在支路断路，由于并联电路中各支路用电器互不影响，所以灯L2发光的亮度不变。 （3）为了得出普遍规律，应改变两条支路中的电流进行多次实验，选用规格不同的小灯泡进行实验，改变电源电压都可以达到目的，交换小灯泡的位置不能达到目的。 故选B. 典例解析 【例题2】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； L1​断路 六、探究串、并联电路中电流、电压的特点 典例解析 （3）排除故障后，用电流表测出A点电流，如图乙所示，则IA​= 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IA​=IB​=IC​；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： 。 0.3 因为IA​=IB​，IA​=IC， 所以IA​=IB​=IC​ 错误 六、探究串、并联电路中电流、电压的特点 典例解析 【解析】 （2）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）电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，即IA​=0.3A。 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）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​。 【例题3】小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中，都设计了如图所示的电路。 （1）小明根据图连接好电路，闭合开关，发现此时两灯都不亮（故障在两灯），小明发现所有实验器材用完，为进一步确诊故障位置，可进行的操作是_____________________________； 闭合开关，观察电压表是否有示数 UAB/V UBC/V UAC/V 1.4 1.4 2.8 六、探究串、并联电路中电流、电压的特点 典例解析 （2）小明把实验数据记录在表格中。分析实验数据得出两个结论： ①串联电路中电源两端的电压等于各个用电器两端电压之和； ②串联电路中各电器两端的电压相等； （3）实验结束后小明和小华互相交流，小华指出结论②是错误的，造成结论错误的原因是：_______________。另外，小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是：_______________ 。 只进行了一次实验，其结论具有偶然性 UAB/V UBC/V UAC/V 1.4 1.4 2.8 灯泡规格相同 六、探究串、并联电路中电流、电压的特点 典例解析 【解析】 （1）闭合开关S，L1、L2两只灯泡都不亮，电路故障可能为断路或接触不良；闭合开关，观察电压表是否有示数，如果有示数，故障可能是L1断路，如果没有示数故障可能是L2断路。 （3）由实验数据可知，各部分电路两端电压相等，该结论是错误的，造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验。 由实验数据可知，只测出了一组实验数据，实验次数太少，得出的实验结论具有偶然性和片面性，为得出普遍结论，应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验。 【例题4】某实验小组在进行“串、并联电路中电流规律”的实验。 （1）首先，他们利用如图甲所示器材来进行探究“并联电路的电流规律”实验，请用笔画线代替导线连接电路，要求电流表测通过干路的电流； （2）连接好最后一根导线，小青发现电流表的指针随即偏转如图乙所示，请指出他们在连接过程中存在的错误：① ；② 。 （3）改正错误之后，闭合开关，测出干路和L1、L2支路的电流分别为I、I1和I2，其中I=0.4A，I₁=0.16A，I2读数如图丙所示为 A，根据测量结果，小青得出了并联电路中干路电流和各支路电流的关系为 （用表达式表示）； I=I1+I2 0.24 开关未断开 电流表正、负接线柱接反 六、探究串、并联电路中电流、电压的特点 典例解析 （4）小亮觉得该实验过程存在不足之处，为了使结论更具有普遍性，他们还应该 ； （5）接着，他们又进行了“串联电路的电流规律”实验，按照如图丁所示连接好电路，闭合开关后发现灯泡L1发光，灯泡L2不发光，电流表有示数，他们使用一个电压表来查找灯泡L2不发光的原因， 。 将电压表分别连接在ac、ab、bc两端，观察电压表示数 使用不同规格小灯泡进行多次实验 六、探究串、并联电路中电流、电压的特点 典例解析 【解析】 （1）要求电流表测通过干路的电流，所以电流表接在干路上，连线时需注意开关在干路，电流表的正、负接线柱不要接反。电路如图所示。 （2）连好最后一根导线后灯泡即亮，说明连线时开关没有断开；从电流表的指针偏转情况可知电流表正负接线柱接反。 （3）由图乙可知电流表的分度值为0.02A，示数为0.24A。 根据测量结果可得0.16A+0.24A=0.4A，故可以得出结论I=I1+I2 （4）为使实验结论更具普遍性，应换不同规格小灯泡进行多次实验。 （5）可以用电压表来检测电路中存在的故障，将电压表分别连接在ac、ab、bc两端，观察电压表示数。 典例解析 由此得出结论：并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压 。 【例题5】“探究并联电路中电压的特点”实验，实验电路如图所示： （1）连接电路时开关应处于 状态； （2）要用电压表测量小灯泡L1两端的电压，请用笔画线代替导线将实物电路连接完整； （3）闭合开关，观察到小灯泡L1发光、L2不发光，故障可能是 ； （4）排除故障后，用电压表分别测量小灯泡L1、L2及电源两端的电压，电压表示数均如图乙所示，为 V。更换不同规格的小灯泡多次测量，发现电压表示数均如图乙所示。 灯泡L2断路 断开 3 相等 六、探究串、并联电路中电流、电压的特点 典例解析 【解析】 （1）连接电路时，为保护电路，开关应处于断开状态。 （2）要用电压表测量小灯泡L1两端的电压，电压表和灯泡L1并联，如图所示。   （3）并联电路中各个支路互不影响，闭合开关，观察到小灯泡L1发光、L2不发光，可能灯泡L2断路。 （4）由图乙可知，电压表的量程是0~3V，电压表的示数为3V。 更换不同规格的小灯泡多次测量，电压表的示数是3V，说明并联电路中各支路用电器两端的电压相等，都等于电源电压。 六、探究串、并联电路中电流、电压的特点 七、综合提升训练 第十五章  电与电路 综合提升训练 1. 如图，用绝缘线分别悬吊甲、乙两轻小物体。用不同带电情况的棒丙分别靠近甲、乙，下列能证明甲、乙带异种电荷的现象是（　　）   B   A B C D 【解析】 A．若丙不带电，由图可知丙吸引甲，故甲带正电或负电，若丙带正电，吸引乙，故乙带负电或不带电，故A不符合题意； B．若丙带负电，由于同种电荷相互排斥，所以甲带负电，若丙带正电，丙排斥乙，乙带正电，故B符合题意； C．若丙带正电，丙排斥甲，则甲带正电，丙吸引乙，则乙带负电或不带电，故C不符合题意； D．若丙不带电，丙吸引甲，则甲带正电或负电，若丙带正电，丙排斥乙，则乙带正电，故D不符合题意。故选B。 综合提升训练 【解析】由图甲可知，两灯泡并联，电流表A1测干路电流，A2测L2支路的电流，由于通过灯泡L2的电流为0.4A，电流表A2选0～0.6A量程；通过灯泡Ll的电流为0.5A，根据并联电路电流的规律，干路电流为I=0.5A+0.4A=0.9A 故电流表A1选0～3A量程，根据电路图连接实物图，如图所示： 2. 在图甲中，闭合开关后，通过灯泡L1的电流为0.5A，通过灯泡L2的电流为0.4A，试根据图甲将图乙中的实物用笔画线表示导线连接起来。 综合提升训练 【解析】AB．开关闭合后，电路中有两条并列的电流路径，所以灯L1和L2并联；并联电路两端电压相等，故故A错误，B正确； CD．L1和L2并联，但不知道两灯泡的规格；当两灯泡的规格不相同时，通过灯L1和灯L2的电流一定不相等；当两灯泡的规格相同时，通过灯L1和灯L2的电流一定相等，故CD错误。 3. 如图所示的电路，将开关S闭合，灯L1和灯L2均发光，下列说法中正确的是（　　） A．灯L1和灯L2串联 B．灯L1和灯L2两端的电压一定相等 C．通过灯L1的电流与通过灯L2的电流一定相等 D．通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流   B 故选B。 综合提升训练 【解析】A．如果L1短路，L2会发光，故A不符合题意； B．如果S断路，当用导线接在它的两端时，L1和L2都会发光，故B不符合题意； C．如果L1断路，闭合开关，电压表显示电源电压有示数，故C不符合题意； D．用导线接到L2两端时L1亮，说明开关S和灯泡L1完好，因此电路故障为L2断路，故D符合题意。 4. 如图所示，闭合开关S后灯泡L1、L2都不亮，电压表无示数，用一导线分别并联在灯L1、L2和开关S两端，发现接到L2两端时L1亮，其故障可能是（ ） A．L1短路 B．S断路 C．L1断路 D．L2断路   D 故选D。 综合提升训练 【解析】若S断开，电风扇不工作，则开关S控制整个电路，加装一个红外感应开关S1，当S闭合时，此时当红外感应装置感应到有人时，S1才闭合，电风扇工作，这说明开关S、S1同时控制电风扇，需要都闭合，电风扇才工作，故S、S1应串联再与电动机串联接入电路中，如图所示： 5. 夏天炎热，经常使用电风扇。当人离开时，有时会因为忘记断开风扇开关S而浪费电能。于是小路对电风扇的电路加装了一个红外感应开关S1。加装后，若S断开，电扇不工作；当S闭合时，红外感应开关S1感应到有人时闭合，电风扇工作，有人离开时S1自动断开电风扇不工作。请设计符合实际的电路图。 综合提升训练 6. 根据实际需要设计电路，是学习物理电学的一项基本能力。同学们在学习过程中设计的下列各电路，其中符合实际且电路正确的是（　　） A． 楼道声、光控电路 B． 电冰箱压缩机和照明灯电路 C． 教室内照明电路 D． 冷、热两挡电吹风电路 C 综合提升训练 【解析】A．楼道声、光控灯，白天不亮，晚上有人走动的声音才会发光，故声控和光控开关应与灯泡串联，故A错误； B．电冰箱的门没开的话，压缩机可以工作，但是照明灯不工作，电路图中，开关闭合后，电动机和照明灯会同时工作，故B错误； C．教室内，可以一个开关控制两个灯泡，因各个灯泡工作时互不影响，故各个灯泡是并联关系，故C正确； D．冷、热两挡电吹风，吹冷风时，应是电动机工作，电热丝不工作，电路图中的电路无法实现，故D错误。 7. 如图所示电路，先闭合开关S1、再闭合S2，下列分析正确的是（　） A．只闭合S1时，两灯都亮，且两个电流表均有示数 B．先闭合S1再闭合S2时，A2示数会变大 C．两个开关都闭合时，若L1短路，L2依然能够发光 D．两个开关都闭合时，若L2断路，则两电流表均有示数且示数相等     B 综合提升训练 【解析】 A．根据电路可知，只闭合S1时，电路为L1的简单电路， 电流表A2测量电路中的电流，电流表A1没有接入电路中， 所以A2有示数、A1无示数，故A错误； B．再闭合S2时，两个灯泡并联，电流表A2测量干路中的电流，电流表A1测量通过灯泡L2的电流；根据并联电路的电流规律可知，干路中的电流变大，所以电流表A2示数变大，故B正确； C．两个开关都闭合时，若L1短路，则电源短路，所以L2不能发光，故C错误； D．两个开关都闭合时，若L2断路，则电流表A1断路，无示数；电流表A2测量电路中的电流，有示数，所以两个电流表示数不相等，故D错误。故选B。 综合提升训练 综合提升训练 【解析】（1）如图L1与L2串联，电压表V测量电源电压，V1测量L2两端电压，根据串联电路中电压的规律知，灯L1两端的电压是U1＝U－U2＝6V－4V＝2V （2）根据串联电路中电流的规律知，通过灯L2的电流是0.3A。 答：（1）灯L1两端的电压是2V；（2）通过灯L2的电流是0.3A。 8. 如图所示电路，当开关S闭合时，电压表V的示数为6V，电压表V1的示数为4V，电流表A的示数为0.3A。求： （1）灯L1两端的电压是多少？ （2）通过灯L2的电流是多少？ $$