第十五章 电流和电路 单元培优-2025-2026学年人教版(2024)物理九年级上册
2025-09-07
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内容正文:
第15章 电流和电路
一.选择题(共7小题)
1.家里的电风扇使用一段时间后,常与空气摩擦的扇叶会带有电荷,很容易吸附灰尘。下列现象中的“吸”与扇叶吸灰尘的原理相同的是( )
A.在大巴车行驶时打开车窗,窗帘被“吸”出窗外
B.干燥的手搓开的新塑料袋很容易“吸”在身上
C.两个表面光滑的铝块被紧压后“吸”在一起
D.吃冰棍时,冰棍“吸”住了舌头
2.如图所示,将一根针插在绝缘底座上,把折成V字形的不带电铝箔条水平架在针的顶端。现用塑料棒靠近铝箔条的一端时,发现铝箔条偏转、则塑料棒( )
A.一定带电 B.一定不带电
C.一定带正电 D.一定带负电
3.立定跳远是安徽中考体育选考项目之一。某项目化小组的同学设计了一种装置来监测脚尖过线犯规的现象。开关S1在常态下是断开的,当考生踏上测试垫时,开关S1闭合;开关S2为红外感应开关,在常态下是闭合的,当装置感应到脚尖过线时,红外感应开关S2断开,电铃发出声音提醒裁判该考生犯规。下列电路图中,符合上述监测工作要求的是( )
A. B.
C. D.
4.车辆在转向前,司机会拨动转向横杆(转向横杆相当于一只按键),同侧前、后两个转向灯会同时闪亮、同时熄灭,若其中一只灯损坏了,另一只灯仍会闪亮。且不能出现拨动转向横杆、左、右转向灯同时闪亮的情况。下列关于转向灯电路设计最合理的是( )
A. B.
C. D.
5.小明按图示连接电路来“探究串联电路中的电流”,L1、L2是两个规格不同的灯泡,A1、A2是两个规格相同的电流表。连接完成后立刻闭合开关,发现灯泡L1亮,灯泡L2不亮,两个电流表都有示数,但两表的示数不相等。下列说法中正确的是( )
A.闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到A端
B.灯泡L1亮,L2不亮的原因可能是通过灯泡L2的电流小于通过灯泡L1的电流,灯泡L2的实际功率小
C.两电流表的示数不相等的原因可能是闭合开关前没有对电流表进行机械调零
D.图中滑动变阻器的作用是改变电路中的电流,多次测量取平均值,减小误差
6.新冠病毒疫情防控期间,为了严格控制区分外来车辆出入小区,很多小区装备了门禁系统,内部车辆可以被自动识别横杆启动,外部车辆需要门卫人员按动按钮才能将门打开。若将门禁系统看做一个自动开关,按钮看做一个手动开关,内部电路最接近下图中的( )
A. B.
C. D.
7.跨学科实践活动中,学习小组为某居民小区设计“图书自动借阅机”,通过刷卡(相当于闭合开关S1)或人脸识别(相当于闭合开关S2)都可以使电动机工作,完成借阅服务;当天黑时,光控开关S3闭合还可以提供照明。下列电路符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
二.多选题(共6小题)
(多选)8.关于生活中的一些电路连接,下列判断错误的是( )
A.教室里的吊灯一个开关同时控制三盏灯的亮灭,则这三盏灯是串联的
B.道路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,它们是串联的
C.一般家庭的卫生间都要安装照明灯和换气扇,使用时互不影响,它们是并联的
D.楼道中的声控灯只在天暗并且有声音时才能亮,因此声控开关、光控开关及灯是并联的
(多选)9.下列说法中正确的是( )
A.负电荷定向移动能形成电流
B.规定正电荷定向移动的方向为电流方向
C.验电器的原理是同种电荷相互排斥,异种电荷互相吸引
D.只要电路中有电源,电路中就一定有电流
(多选)10.如图所示,把一根中间有小孔(没穿)的轻质饮料吸管放在转动轴上,吸管能在水平面内自由转动,用餐巾纸摩擦吸管使其带电,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管的一端,两者相互吸引。则( )
A.吸管带负电
B.吸管与玻璃棒带同种电荷
C.餐巾纸与吸管摩擦时,吸管得到电子
D.餐巾纸与吸管摩擦时,吸管上的部分正电荷转移到餐巾纸上
(多选)11.如图所示的实物电路中当开关闭合时,甲电流表的示数为0.5A,乙电流表的示数为0.2A。则下列判断正确的是( )
A.灯L1和灯L2是并联的 B.电流表乙测量的是干路电流
C.通过灯L1的电流为0.3A D.通过灯L2的电流为0.3A
(多选)12.如图,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A的金属球,验电器B不带电,现在用一个带塑料手柄的金属杆接触A、B验电器的金属球。下列有关现象描述正确的是( )
A.与丝绸摩擦过的玻璃棒接触后,验电器A带负电
B.验电器A金属箔张开的原因是由于它们带同种电荷相互排斥
C.在金属杆接触A、B验电器金属球的瞬间,有自由电子从A验电器移动到B验电器
D.在金属杆接触A、B验电器金属球的瞬间,金属杆中有瞬间电流从A到B
(多选)13.如图是闪电产生的电流通过避雷针的示意图,已知云层带正电,则下列说法正确的是( )
A.制作避雷针的材料为绝缘体
B.产生电流时,电子从大地转移到避雷针
C.云层带正电是因为云层得到了电子
D.图中的电流方向是从云层到避雷针
三.填空题(共6小题)
14.如图1是小明和小强做“探究并联电路的电流规律”的实验时未连好的电路,现要求灯L1和灯L2并联,且电流表测灯L2中的电流。
(1)请你用笔画线表示导线,帮他们完成电路连接,以符合要求。
(2)按要求正确连接好电路,闭合开关,电流表的示数如图2甲所示,则灯L2中电流为 A。
(3)在这个电路中,用电流表测干路中的电流时,电流表的示数如图2乙所示,则干路电流为 A,那么灯L1中的电流为 A。
(4)王华和李强两位同学准备了四、五个小灯泡和其他一些合适的电路元件,其中两只小灯泡L1和L2的规格完全相同。他们按如图所示电路进行了“探究并联电路中干路的电流跟支路的电流的关系”的实验。探究过程如下:①用两节干电池串联作为电源,连接如图3所示的电路,分别把电路中的A、B、C各点断开,把同一只电流表接入,测量流过各点的电流,并记录在表格内;
②用三节干电池串联作为电源,重复上述实验操作。实验记录如下表:
实验次数
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
C点的电流IC/A
第一次测量
0.20
0.20
0.40
第二次测量
0.28
0.28
0.56
他们根据实验数据分析归纳出结论:并联电路中干路的电流等于各支路的电流之和,并且各支路的电流相等。
(一)请你帮他们分析一下他们的“探究结论”是否有问题?其中正确的部分是 ,错误的部分是 。
(二)试分析他们在探究过程中可能是什么原因造成了他们探究过程的缺陷?请你提出改进的建议: 。
15.在“探究串联电路的电流特点”实验中,同学们把两个不同规格的小灯泡连接在如图所示的电路中,闭合开关后,发现两灯均发光,但L1较暗,L2较亮。这是为什么呢?他们提出的猜想是由于L2靠近电源正极,所以流过L2的电流比流过L1的电流大。为了验证猜想是否正确,采取的实验方法是 。最后得出串联电路电流的特点是 。
16.如图甲所示的是小刚同学设计的利用电流表“探究并联电路中电流的规律”的实验电路图,用图乙电流表分别出图甲中A、B、C三处的电流,数据填入表中。将L2换成L3,再一次,并记录数据。
A点的IA
B点的IB
C点的IC
第一次
0.48A
0.24A
0.24A
第二次
0.24A
0.20A
(1)根据以上电流表的示数,将第二次实验A点的电流大小填入以上表格中。
(2)并联电路中电流的规律是 。
(3)并联电路各支路中的电流 (选填“不一定”或“一定”)相等。
(4)并联电路干路中的电流 (选填“小于”、“等于”或“大于”)支路中的电流。
17.如图所示;在干燥的头发上多次梳过的塑料梳子,能吸引一些碎纸屑,这是因为带电体可以 轻小物体,这种现象叫做 现象。经检验梳过头发的塑料梳子带负电,说明在摩擦过程中,塑料梳子 (选填“失去”或“得到”)电子。
18.如图所示,将带负电的验电器A和不带电的验电器B的金属球用一根带有绝缘柄的直杆相连时,发现验电器B的金属箔片张开。此时验电器AB带 电荷(选填“同种”或“异种”)在直杆连接的瞬间,电流的方向 (选填“从A到B”或“从B到A”)。
19.冬天,小明双手搓几下后手变暖和,这是通过 改变手的内能。此外,他发现羽绒服上吸附了很多头发。说明摩擦羽绒服使其带 从而 轻小的头发。
四.作图题(共3小题)
20.按照图1所示的电路图,将图2中各元件连接起来。【用笔画线表示导线,导线不许交叉】
21.在图中,要求L1、L2串联,用电流表测量电路中的电流(约为0.4A),电压表测量灯泡L1两端的电压,开关控制整个电路,将符合要求的电路图画在虚线框内,并用笔画线表示导线将图中各个元件连接起来。
22.根据如图所示的实物电路图,请你在方框内画出对应的电路图。
五.实验探究题(共2小题)
23.如图甲所示的电路,S闭合后电流表A1与A2的指针位置均如图乙所示,则电流表A1使用的量程是 ,读数是 A,电流表A2使用的量程是 ,读数是 A,通过灯L2的电流是 A。
24.在探究水果电池的活动中,同学们的积极性很高。
(1)“水果电池”被称为最天然也最没有污染的电池。如图甲是小明同学把两种不同的金属片插入柠檬制成的“水果电池”可以使低压驱动二极管发光。也可以选用电流表或电压表替换二极管,接上后指针会偏转。“水果电池”实现的是化学能转化为 能。
(2)如何确定“水果电池”的正负极呢?小明在老师的指导下用电压表测量“水果电池”的电压,如图乙所示,把电压表“+”、“﹣”接线柱分别与柠檬上的A、B接线柱相连,电压表指针正向偏转,则金属片B是“水果电池”的 极。
(3)小明将乙图中柠檬挤软,出汁更多,再次测量该“水果电池”的电压,发现电压表指针偏转更大,请你由此提出一个可探究的科学问题: 。
六.计算题(共4小题)
25.在如图所示电路中,通过L1的电流为0.3A,通过L2的电流为0.4A,通过L3的电流为0.5A,则通过电流表A2、A3示数I2、I3分别是多大?
26.如图所示电路中,闭合开关S后,灯L1、L2、L3正常发光,电流表A1、A2、A3的示数分别为1A、0.7A、0.5A,求通过灯L1、L2和L3的电流分别是多少?
27.如图所示,闭合开关后,已知电流表A1、A2、A的示数分别为0.4A、0.6A、0.75A,则通过L1、L2、L3的电流分别是多少?请列式计算。
28.画出下列情况如图的等效电路图(提示:用铅笔、直尺作图)
(1)只闭合开关S2
(2)闭合开关S1和S3
(3)闭合S2和S3
(4)闭合S1和S2
七.综合能力题(共2小题)
29.(1)学习了电学知识,我们知道家庭中各种用电器,如电风扇、电视、冰箱、洗衣机等都是并联的,请说出如何用并联电路特点解释用电器之间的连接方式。
(2)家里电风扇用久了,风扇的扇叶上粘了很多灰尘,请用学过的静电知识解释这一现象。
30.并联电路(如图所示)中的干路电流与各支路电流的关系。(1)在电路图中标出干路与支路;
(2)同一条闭合回路上的电流处处相等,分析电路图中的两条闭合回路,猜测干路电流与各支路电流的关系可能是 。
第15章 电流和电路
参考答案与试题解析
一.选择题(共7小题)
1.家里的电风扇使用一段时间后,常与空气摩擦的扇叶会带有电荷,很容易吸附灰尘。下列现象中的“吸”与扇叶吸灰尘的原理相同的是( )
A.在大巴车行驶时打开车窗,窗帘被“吸”出窗外
B.干燥的手搓开的新塑料袋很容易“吸”在身上
C.两个表面光滑的铝块被紧压后“吸”在一起
D.吃冰棍时,冰棍“吸”住了舌头
【答案】B
【分析】(1)流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。
(2)干燥的手搓开的新塑料袋很容易“吸”在身上,是因为手搓开塑料袋时,塑料袋由于摩擦带上了电荷,带电体具有吸引轻小物体的性质。
(3)分子间有相互作用的引力。
(4)物质从液态变成固态的变化过程叫作凝固。
【解答】解:电风扇扇叶与空气摩擦带电,能吸附灰尘,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质。
A.大巴车行驶时打开车窗,窗帘被“吸”出窗外,是因为车外空气流速大压强小,车内空气流速小压强大,产生压强差,利用的是流体压强与流速的关系,故A不符合题意;
B.干燥的手搓开的新塑料袋很容易“吸”在身上,是因为手搓开塑料袋时,塑料袋由于摩擦带上了电荷,带电体具有吸引轻小物体的性质,所以会吸在身上,故B符合题意;
C.两个表面光滑的铝块被紧压后“吸”在一起,是因为分子间有相互作用的引力,故C不符合题意;
D.吃冰棍时,冰棍“吸”住了舌头,是因为舌头上的水遇冷结冰,发生了凝固现象,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查凝固现象及分子间的作用力,带电体的性质及流体压强与流速的关系。
2.如图所示,将一根针插在绝缘底座上,把折成V字形的不带电铝箔条水平架在针的顶端。现用塑料棒靠近铝箔条的一端时,发现铝箔条偏转、则塑料棒( )
A.一定带电 B.一定不带电
C.一定带正电 D.一定带负电
【答案】A
【分析】带电体具有吸引轻小物体的性质,据此分析。
【解答】解:带电体具有吸引轻小物体的性质,塑料棒靠近铝箔条的一端时,发现铝箔条偏转,说明塑料棒一定带电,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查带电体性质,难度适中。
3.立定跳远是安徽中考体育选考项目之一。某项目化小组的同学设计了一种装置来监测脚尖过线犯规的现象。开关S1在常态下是断开的,当考生踏上测试垫时,开关S1闭合;开关S2为红外感应开关,在常态下是闭合的,当装置感应到脚尖过线时,红外感应开关S2断开,电铃发出声音提醒裁判该考生犯规。下列电路图中,符合上述监测工作要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题意分析两个开关的连接方式、定值电阻和电铃的连接方式,然后选出正确的电路图。
【解答】解:当有同学踏上测试垫时,开关S1、S2同时闭合,此时电路处于正常工作状态,不过电铃不会发声,由此可知,电铃处于短路状态;当红外感应到脚尖过线,红外感应开关S2断开,电铃发出声音提醒考生犯规,这说明开关S2与电铃是并联在电路中的,为了保护电路,电铃应该与R串联接入电路中,开关S1串联接入电路中,由此可知,开关S2组成的电路把电铃短路了,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了电路图的设计,关键是根据题意得出两个开关的位置是解题的关键。
4.车辆在转向前,司机会拨动转向横杆(转向横杆相当于一只按键),同侧前、后两个转向灯会同时闪亮、同时熄灭,若其中一只灯损坏了,另一只灯仍会闪亮。且不能出现拨动转向横杆、左、右转向灯同时闪亮的情况。下列关于转向灯电路设计最合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】串并联电路的特点:串联电路,电流只有一条通路,开关控制整个电路。并联电路电流有多条通路,各支路互不影响。
【解答】解:汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭,但转向灯可以单独工作,所以它们是并联的;横杆可以控制左侧两个转向灯,也可以控制右侧两个转向灯,所以横杆是一个单刀双掷开关,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查串并联电路的设计,是一道综合题。
5.小明按图示连接电路来“探究串联电路中的电流”,L1、L2是两个规格不同的灯泡,A1、A2是两个规格相同的电流表。连接完成后立刻闭合开关,发现灯泡L1亮,灯泡L2不亮,两个电流表都有示数,但两表的示数不相等。下列说法中正确的是( )
A.闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到A端
B.灯泡L1亮,L2不亮的原因可能是通过灯泡L2的电流小于通过灯泡L1的电流,灯泡L2的实际功率小
C.两电流表的示数不相等的原因可能是闭合开关前没有对电流表进行机械调零
D.图中滑动变阻器的作用是改变电路中的电流,多次测量取平均值,减小误差
【答案】C
【分析】(1)为了保护电路,闭合开关前,变阻器应移至阻值最大处;
(2)灯泡的亮度与实际功率有关;
(3)根据串联电路中电流规律可知,电流是处处相等分析;
(4)“探究串联电路中的电流”的实验过程中,调节变阻器改变电路中的电流,进行多次实验的目的是为了得到普遍规律。
【解答】解:A.为了保护电路,闭合开关前,变阻器应移至阻值最大处,图中下方接A,需要放B端,故A错误;
B.灯泡的亮暗程度由其实际电功率来决定,因为电路中有电流,因此不亮的灯泡可能是其实际电功率过小,因此不亮,故B错误;
C.图中电路是串联的,根据串联电路中电流是处处相等的,即电流表的示数应相同,若两表示数不相同,可能是有个电流表在使用前未调零;故C正确,
D.“探究串联电路中的电流”的实验过程中,调节变阻器改变电路中的电流,进行多次实验的目的是为了得到普遍规律,而不是为了减小实验误差,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查电路连接方式与串联电路的特点和电功率分析,属于中档题。
6.新冠病毒疫情防控期间,为了严格控制区分外来车辆出入小区,很多小区装备了门禁系统,内部车辆可以被自动识别横杆启动,外部车辆需要门卫人员按动按钮才能将门打开。若将门禁系统看做一个自动开关,按钮看做一个手动开关,内部电路最接近下图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意确定两开关的连接方式;开关控制电动机时,应与电动机串联。
【解答】解:小区内部车辆门禁系统可以自动识别将门打开,外部车辆需要门卫人员按动按钮才能将门打开,若将门禁系统看做一个自动开关,按钮看做一个手动开关,则两个开关单独都能打开大门,即两开关并联后再与电动机串联,只有B正确。
故选:B。
【点评】本题结合生活实际考查了根据要求设计电路图,关键是确定两开关的连接方式.
7.跨学科实践活动中,学习小组为某居民小区设计“图书自动借阅机”,通过刷卡(相当于闭合开关S1)或人脸识别(相当于闭合开关S2)都可以使电动机工作,完成借阅服务;当天黑时,光控开关S3闭合还可以提供照明。下列电路符合设计要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】根据题意可知,购买时既可以通过刷卡支付(相当于闭合“开关S1”),也可以通过人脸识别(相当于闭合“开关S2”)来获取学习文具,这说明两个开关是并联的,然后与电动机串联;光线较暗时“光控开关S3“会自动闭合,接通灯泡提供照明,这说明灯泡可以独立工作,与电动机是并联的。
【解答】解:根据题意可知,购买时既可以通过刷卡支付(相当于闭合“开关S1”),也可以通过人脸识别(相当于闭合“开关S2”)来获取学习文具,这说明两个开关是并联的,然后与电动机串联;
光线较暗时“光控开关S3“会自动闭合,接通灯泡提供照明,这说明灯泡可以独立工作,与电动机是并联的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查电路设计,难度适中。
二.多选题(共6小题)
(多选)8.关于生活中的一些电路连接,下列判断错误的是( )
A.教室里的吊灯一个开关同时控制三盏灯的亮灭,则这三盏灯是串联的
B.道路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,它们是串联的
C.一般家庭的卫生间都要安装照明灯和换气扇,使用时互不影响,它们是并联的
D.楼道中的声控灯只在天暗并且有声音时才能亮,因此声控开关、光控开关及灯是并联的
【答案】ABD
【分析】串联电路中电流只有一条路径,各用电器之间相互影响;并联电路中电流有多条流通路径,各个用电器之间互不影响,独立工作。
【解答】解:A、教室里的吊灯一个开关同时控制三盏灯的亮灭,但是它们可以独立工作,互不影响,这三盏灯是并联的,故A错误;
B、道路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,但是它们可以独立工作,互不影响,这三盏灯是并联的,故B错误;
C、一般家庭的卫生间都要安装照明灯和换气扇,使用时互不影响,说明它们接在不同的支路中,因此它们是并联的,故C正确;
D、楼道中的声控灯只在天暗并且有声音时才能亮,说明声控开关、光控开关两开关同时闭合才能使电路闭合,因此声控开关、光控开关及灯是串联的,故D错误。
故选:ABD。
【点评】本题考查了串联和并联的概念与辨析,属于基础题。
(多选)9.下列说法中正确的是( )
A.负电荷定向移动能形成电流
B.规定正电荷定向移动的方向为电流方向
C.验电器的原理是同种电荷相互排斥,异种电荷互相吸引
D.只要电路中有电源,电路中就一定有电流
【答案】AB
【分析】(1)电荷的定向移动形成电流;
(2)物理学中对电流方向的规定是正电荷定向移动的方向;
(3)验电器是检验物体是否带电的仪器,其制作原理是:同种电荷相互排斥;
(4)电路中产生持续电流的条件:有电源、电路闭合。
【解答】解:A.电荷的定向移动形成电流,导体中的负电荷定向移动能形成电流,故A正确;
B.物理学中对电流方向的规定是正电荷定向移动的方向,故B正确;
C.验电器的原理是同种电荷相互排斥,故C错误;
D.电路中有电源,但如果不是闭合电路,电路中不会有电流,故D错误。
故选:AB。
【点评】本题考查电流的形成、电流的方向等,属于中档题。
(多选)10.如图所示,把一根中间有小孔(没穿)的轻质饮料吸管放在转动轴上,吸管能在水平面内自由转动,用餐巾纸摩擦吸管使其带电,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管的一端,两者相互吸引。则( )
A.吸管带负电
B.吸管与玻璃棒带同种电荷
C.餐巾纸与吸管摩擦时,吸管得到电子
D.餐巾纸与吸管摩擦时,吸管上的部分正电荷转移到餐巾纸上
【答案】AC
【分析】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;物体失去电子带正电。
【解答】解:AB.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管的一端,两者相互吸引,由异种电荷相互吸引可知,吸管与玻璃棒带异种电荷,所以吸管带负电,故A正确、B错误;
CD.餐巾纸与吸管摩擦时,餐巾纸失去电子带正电,吸管得到电子带负电,故C正确、D错误。
故选:AC。
【点评】知道带摩擦起电的实质是解答本题的关键。
(多选)11.如图所示的实物电路中当开关闭合时,甲电流表的示数为0.5A,乙电流表的示数为0.2A。则下列判断正确的是( )
A.灯L1和灯L2是并联的
B.电流表乙测量的是干路电流
C.通过灯L1的电流为0.3A
D.通过灯L2的电流为0.3A
【答案】AC
【分析】由电路图可知,当开关闭合后,两灯泡并联,电流表乙测L2支路的电流,电流表甲测干路电流。根据并联电路的电流特点得出通过灯L1的电流的大小。
【解答】解:AB、由图可知,灯L1和灯L2并联,电流表甲在干路中测量干路中电流,电流表乙测量灯L2的电流,故A正确,B错误;
CD、电流表甲测量干路中电流,电流表乙测量灯L2的电流,甲电流表的示数为0.5A,乙电流表的示数为0.2A,则通过灯L2的电流为0.2A,通过灯L1的电流I1=I﹣I2=0.5A﹣0.2A=0.3A,故C正确,D错误。
故选:AC。
【点评】本题考查了并联电路电流特点的应用,难度不大。
(多选)12.如图,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A的金属球,验电器B不带电,现在用一个带塑料手柄的金属杆接触A、B验电器的金属球。下列有关现象描述正确的是( )
A.与丝绸摩擦过的玻璃棒接触后,验电器A带负电
B.验电器A金属箔张开的原因是由于它们带同种电荷相互排斥
C.在金属杆接触A、B验电器金属球的瞬间,有自由电子从A验电器移动到B验电器
D.在金属杆接触A、B验电器金属球的瞬间,金属杆中有瞬间电流从A到B
【答案】BD
【分析】(1)验电器的工作原理是:同种电荷相斥;
(2)在摩擦起电或接触带电过程中,物体失去电子而带正电,得到电子而带负电;
(3)正电荷定向移动的方向是电流的方向;自由电子的定向移动方向与电流方向相反。
【解答】解:A、丝绸摩擦过的玻璃带正电,与丝绸摩擦过的玻璃棒接触后,验电器A上失去了电子,所以A带正电,故A错误;
B、验电器A金属箔张开的原因是由于它们带同种电荷相互排斥,故B正确;
C、A带正电,B不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来,自由电子由B向A移动,故C错误;
D、自由电子的定向移动方向与电流方向相反,所以瞬间电流的方向从A流向B,故D正确;
故选:BD。
【点评】本题考查了电流的方向、电荷间的相互作用规律,属于基础题。
(多选)13.如图是闪电产生的电流通过避雷针的示意图,已知云层带正电,则下列说法正确的是( )
A.制作避雷针的材料为绝缘体
B.产生电流时,电子从大地转移到避雷针
C.云层带正电是因为云层得到了电子
D.图中的电流方向是从云层到避雷针
【答案】BD
【分析】(1)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;
(2)云层放电时,是自由电子发生转移;
(3)规定正电荷定向移动的方向为电流方向,与自由电子定向移动的方向相反;
(4)物体得到电子,带负电;物体失去电子,带正电。
【解答】解:A、制作避雷针的材料应该容易导电,为导体,故A错误;
BCD、闪电是云层的放电现象,云层在运动过程中与空气摩擦失去电子,云层带正电,避雷针工作时尖端放电,负电荷从大地经过避雷针到达云层,因此电流的方向是从云层流向避雷针,故BD正确,C错误。
故选:BD。
【点评】本题以避雷针考查电学的相关知识,属于基础知识的考查,比较简单。
三.填空题(共6小题)
14.如图1是小明和小强做“探究并联电路的电流规律”的实验时未连好的电路,现要求灯L1和灯L2并联,且电流表测灯L2中的电流。
(1)请你用笔画线表示导线,帮他们完成电路连接,以符合要求。
(2)按要求正确连接好电路,闭合开关,电流表的示数如图2甲所示,则灯L2中电流为 0.36 A。
(3)在这个电路中,用电流表测干路中的电流时,电流表的示数如图2乙所示,则干路电流为 0.8 A,那么灯L1中的电流为 0.44 A。
(4)王华和李强两位同学准备了四、五个小灯泡和其他一些合适的电路元件,其中两只小灯泡L1和L2的规格完全相同。他们按如图所示电路进行了“探究并联电路中干路的电流跟支路的电流的关系”的实验。探究过程如下:①用两节干电池串联作为电源,连接如图3所示的电路,分别把电路中的A、B、C各点断开,把同一只电流表接入,测量流过各点的电流,并记录在表格内;
②用三节干电池串联作为电源,重复上述实验操作。实验记录如下表:
实验次数
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
C点的电流IC/A
第一次测量
0.20
0.20
0.40
第二次测量
0.28
0.28
0.56
他们根据实验数据分析归纳出结论:并联电路中干路的电流等于各支路的电流之和,并且各支路的电流相等。
(一)请你帮他们分析一下他们的“探究结论”是否有问题?其中正确的部分是 并联电路中干路的电流等于各支路的电流之和 ,错误的部分是 各支路的电流相等 。
(二)试分析他们在探究过程中可能是什么原因造成了他们探究过程的缺陷?请你提出改进的建议: 他们在探究过程是选用两只相同规格灯泡进行实验造成的;
应再选用两只不同规格的灯泡再进行一次实验 。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)电流表测灯L2中的电流,电流表应与灯L2串联,先把电流表应与灯L2串联,然后与L1并联即可完成电路连接。
(2)由图2所示电流表确定电流表量程与分度值,读出电流表示数。
(3)由图3所示电流表确定电流表量程与分度值,读出电流表示数,然后由并联电路特点求出通过L1的电流。
(4)根据学过并联电路中干路和支路电流关系以及电压关系:并联电路中干路的电流等于各支路电流之和来解答。
掌握并联电路电压的关系:在并联电路中,各支路两端的电压相等;
由于各支路中电阻不一定相等,所以电流不一定相等。
【解答】解:(1)电流表测灯L2中的电流,电流表应与灯L2串联,
两灯泡并联,电流表应与灯L2串联,电路图如图所示;
(2)由图2所示电流表可知,电流表量程是0~0.6A,
分度值是0.02A,电流表示数是0.36A,灯L2中电流为0.36A;
(3)由图3所示电流表可知,电流表量程是0~3A,分度值是0.1A,
电流表示数是0.8A,灯L1中的电流I1=I﹣I2=0.8A﹣0.36A=0.44A;
(4)由并联电路电流和电压特点判断他们的实验结论,第一句正确,第二句错误。
并联电路中,各支路两端的电压相等,由欧姆定律可知,若电阻不相等,则电流不一定相等,实验数据中电流相等是由于两只灯泡的规格相同造成的,所以应再选用两只不同规格的灯泡进行实验。
应再选用两只不同规格的灯泡再进行一次实验。
故答案为:(1)电路图如图所示;(2)0.36;(3)0.8;0.44。
(4)(一)并联电路中干路的电流等于各支路的电流之和;各支路的电流相等;
(二)他们在探究过程是选用两只相同规格灯泡进行实验造成的;应再选用两只不同规格的灯泡再进行一次实验。
【点评】本题考查了连接实物电路图、电表读数、并联电路特点的应用;对电表读数时,要先确定电表量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与电表刻度线垂直。此题重点注意是由于灯泡规格相同所以得到各支路电流相等的答案,是学生容易出错的地方。
15.在“探究串联电路的电流特点”实验中,同学们把两个不同规格的小灯泡连接在如图所示的电路中,闭合开关后,发现两灯均发光,但L1较暗,L2较亮。这是为什么呢?他们提出的猜想是由于L2靠近电源正极,所以流过L2的电流比流过L1的电流大。为了验证猜想是否正确,采取的实验方法是 用电流表分别测出不同位置的电流大小进行比较,然后将L1和L2的位置互换,观察亮度情况 。最后得出串联电路电流的特点是 串联电路中电流处处相等 。
【答案】用电流表分别测出不同位置的电流大小进行比较,然后将L1和L2的位置互换,观察亮度情况;串联电路中电流处处相等。
【分析】本题考查探究串联电路中电流规律的实验设计能力,并要求记住串联电路的电流规律是电流处处相等,灯泡的亮度取决于实际功率,而不只是电流的大小。
【解答】解:L2比L1亮,是由于L2的实际功率大的原因,而不是离正极近,为排除认为离正极近电流就大,也就亮的猜想,应把两灯泡调换一下位置再观察,或用电流表分别测出各点的电流再比较,串联电路中电流是处处相等的。
故答案为:用电流表分别测出不同位置的电流大小进行比较,然后将L1和L2的位置互换,观察亮度情况;串联电路中电流处处相等。
【点评】(1)串联电路中电流处处相等,不要认为离正极近电流就大;
(2)灯泡的亮度取决于实际功率,实际功率大就亮,实际功率小就暗。
16.如图甲所示的是小刚同学设计的利用电流表“探究并联电路中电流的规律”的实验电路图,用图乙电流表分别出图甲中A、B、C三处的电流,数据填入表中。将L2换成L3,再一次,并记录数据。
A点的IA
B点的IB
C点的IC
第一次
0.48A
0.24A
0.24A
第二次
0.44
0.24A
0.20A
(1)根据以上电流表的示数,将第二次实验A点的电流大小填入以上表格中。
(2)并联电路中电流的规律是 并联电路中,干路电流等于所有支路电流和 。
(3)并联电路各支路中的电流 不一定 (选填“不一定”或“一定”)相等。
(4)并联电路干路中的电流 大于 (选填“小于”、“等于”或“大于”)支路中的电流。
【答案】见试题解答内容
【分析】对数据分析处理,从实验数据中找出共同的特点,就是结论;然后通过比较并联电路各支路中的电流、干路中的电流和支路中的电流的大小关系即可得出结论。
【解答】解:(1)A点的电流为IA=IB+IC=0.24A+0.20A=0.44A
(2)数据都具有共同的特点:B点、C点是支路电流,它们两点的电流之和等于A点的干路电流。所以可以得出结论:并联电路干路中的电流等于各支路电流之和;
(3)分析第一次实验数据,可以发现B处电流与C处电流相等;第二次实验数据,发现B处电流与C处电流不相等。所以可以得出:各支路中的电流不一定相等。
(4)由表格数据可知两次实验中A点的电流比B点或C点电流都大,所以并联电路干路中的电流大于支路中的电流。
故答案为:(1)0.44(2)并联电路中,干路电流等于所有支路电流和;(3)不一定;(4)大于。
【点评】解决此类问题的关键是会根据表格分析实验数据,理解并联电路的电流特点,会使用电流表测量电路中的电流,能够根据数据分析归纳实验结论。提高学生根据数据得出结论的能力。
17.如图所示;在干燥的头发上多次梳过的塑料梳子,能吸引一些碎纸屑,这是因为带电体可以 吸引 轻小物体,这种现象叫做 摩擦起电 现象。经检验梳过头发的塑料梳子带负电,说明在摩擦过程中,塑料梳子 得到 (选填“失去”或“得到”)电子。
【答案】吸引;摩擦起电;得到。
【分析】(1)带电体有了吸引轻小物体的性质,用摩擦的方法使物体带电,这种方法叫摩擦起电;
(2)摩擦起电中,得到电子的物体带负电。
【解答】解:在干燥的头发上多次梳过的塑料梳子,能吸引一些碎纸屑,这种现象叫做摩擦起电;经检验梳过头发的塑料梳子带负电,说明在摩擦过程中,塑料梳子得到电子,带负电。
故答案为:吸引;摩擦起电;得到。
【点评】本题考查了摩擦起电,属于基础题。
18.如图所示,将带负电的验电器A和不带电的验电器B的金属球用一根带有绝缘柄的直杆相连时,发现验电器B的金属箔片张开。此时验电器AB带 同种 电荷(选填“同种”或“异种”)在直杆连接的瞬间,电流的方向 从B到A (选填“从A到B”或“从B到A”)。
【答案】同种;从B到A。
【分析】电荷的定向移动形成电流。物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流方向。正电荷移动的方向与负电荷运动方向相反。
【解答】解:将带负电的验电器A和不带电的验电器B的金属球用一根带有绝缘柄的直杆相连时,电子从A转移到B,B得到电子而带负电。电子定向移动,形成电流。电流的方向与电子的运动方向相反,从B到A。
故答案为:同种;从B到A。
【点评】本题考查了电流的形成原因与电流的方向。电学的基础知识,简单易答。
19.冬天,小明双手搓几下后手变暖和,这是通过 做功 改变手的内能。此外,他发现羽绒服上吸附了很多头发。说明摩擦羽绒服使其带 电 从而 吸引 轻小的头发。
【答案】做功;电;吸引。
【分析】改变物体内能的方法:做功和热传递;摩擦可以使物体带电,带电体具有吸引轻小物体的性质。
【解答】小明双手搓几下后手变暖和,此时将机械能转化为内能,这是通过做功改变手的内能。
因此发现羽绒服上吸附了很多头发,说明摩擦羽绒服使其带电从而吸引轻小的头发。
故答案为:做功;电;吸引。
【点评】本题考查了改变物体内能的方法、静电的理解属于基础题。
四.作图题(共3小题)
20.按照图1所示的电路图,将图2中各元件连接起来。【用笔画线表示导线,导线不许交叉】
【答案】见试题解答内容
【分析】从电路图可知,灯泡与电铃并联,一开关控制干路;另一开关控制电铃。由此连接实物。
【解答】解:
从电源正极开始连接,经一开关后分支,一支经灯泡直接回到负极;另一支经电铃、另一开关回到负极,如图:
。
【点评】本题考查根据电路图连接实物图,难点是明白电路中各个用电器的连接情况,连接实物图是整个初中物理的难点,也是中考必考内容。
21.在图中,要求L1、L2串联,用电流表测量电路中的电流(约为0.4A),电压表测量灯泡L1两端的电压,开关控制整个电路,将符合要求的电路图画在虚线框内,并用笔画线表示导线将图中各个元件连接起来。
【答案】见试题解答内容
【分析】已知L1、L2串联,用电流表测量电路中的电流说明电流表串联在电路中,电压表测量灯泡L1两端的电压说明电压表与L1并联,然后与电源和开关组成电路,据此画出电路图和连接实物图。
【解答】解:L1、L2串联,电流表串联在电路中,电压表与L1并联,然后与电源和开关组成电路,电路图如下图所示:
连接实物图时,可以根据电流流向法,即从电源的正极出发依次串联开关、电流表、L2、L1回到电源的负极,然后把电压表并联在L1两端,如下图所示:
【点评】本题考查了正确设计电路和连接电路图的能力:先要判断电路的连接形式,再从电源的一极开始连起,先串后并,且在连接时开关的状态是断开的。
22.根据如图所示的实物电路图,请你在方框内画出对应的电路图。
【答案】见试题解答内容
【分析】由实物图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表并联在滑动变阻器两端两端,根据电流流向法从电源的正极依次画出电路元件即可。
【解答】解:电流从电源正极出发,经开关、滑动变阻器、电流表、定值电阻回负极,电压表并联在滑动变阻器接入电路部分的两端,如图所示:
【点评】本题考查根据实物图画电路图,关键是分析实物图中电路的连接,本题的难点是分析出定值电阻和滑动变阻器的连接情况。
五.实验探究题(共2小题)
23.如图甲所示的电路,S闭合后电流表A1与A2的指针位置均如图乙所示,则电流表A1使用的量程是 0~3A ,读数是 1.7 A,电流表A2使用的量程是 0~0.6A ,读数是 0.34 A,通过灯L2的电流是 1.36 A。
【答案】见试题解答内容
【分析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L1支路的电流,根据并联电路的电流特点和电流表指针的位置确定两电流表的量程并根据分度值读出示数,根据并联电路的电流特点求出通过灯L2的电流。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L1支路的电流。
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即干路电流大于任意支路电流,且两表指针偏转的位置相同,
所以,电流表A1的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数I=1.7A,
电流表A2的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数I1=0.34A,
则通过灯L2的电流:
I2=I﹣I1=1.7A﹣0.34A=1.36A。
故答案为:0~3A;1.7;0~0.6A;0.34;1.36。
【点评】本题考查了电流表的读数和并联电路的电流特点,关键是根据并联电路的特点和指针的位置确定量程。
24.在探究水果电池的活动中,同学们的积极性很高。
(1)“水果电池”被称为最天然也最没有污染的电池。如图甲是小明同学把两种不同的金属片插入柠檬制成的“水果电池”可以使低压驱动二极管发光。也可以选用电流表或电压表替换二极管,接上后指针会偏转。“水果电池”实现的是化学能转化为 电 能。
(2)如何确定“水果电池”的正负极呢?小明在老师的指导下用电压表测量“水果电池”的电压,如图乙所示,把电压表“+”、“﹣”接线柱分别与柠檬上的A、B接线柱相连,电压表指针正向偏转,则金属片B是“水果电池”的 负 极。
(3)小明将乙图中柠檬挤软,出汁更多,再次测量该“水果电池”的电压,发现电压表指针偏转更大,请你由此提出一个可探究的科学问题: “水果电池”电压的大小与水果的软硬程度是否有关 。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)电池在工作时,消耗化学能,产生电能,故据此能判断能量的转化过程;
(2)据电流表或电压表的正确使用可知,由于它们都有正负接线柱,故我们可以根据所连的接线柱来判断电池的正负极;
(3)影响水果电池电压大小的因素很多,有水果自身的原因,如水果的种类、水果的大小和成熟程度;还有外界的原因,如插入水果的两电极间距和插入的深度等因素。
【解答】解:
(1)水果电池在工作时,消耗化学能,产生电能,故是将化学能转化为电能的过程;
(2)由电流表或电压表的连接方法知,电流必须林正接线柱流入,从负接线柱流出,故此时与电压表正接线柱相连的是电源的正极,与电压表负接线柱相连的是电源的负极,故金属片B是水果电池的负极;
(3)小明将乙图中柠檬挤软,再次测量该“水果电池”的电压,发现电压表指针偏转更大,所以探究的问题为:水果电池的电压的大小与水果的软硬程度是否有关?
故答案为:(1)电;(2)负;(3)“水果电池”电压的大小与水果的软硬程度是否有关?
【点评】本题考查了水果电池的正负极的确定因素,是一道实验探究题,难度一般。
六.计算题(共4小题)
25.在如图所示电路中,通过L1的电流为0.3A,通过L2的电流为0.4A,通过L3的电流为0.5A,则通过电流表A2、A3示数I2、I3分别是多大?
【答案】通过电流表A2、A3的示数I2、I3分别是0.9A、0.7A
【分析】由电路图可知,三个灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过灯L2、L3的电流,电流表A3测通过灯L1、L2的电流,由并联电路特点可以分析答题。
【解答】解:
由图可知,三灯的连接方式为并联,电流表A1测的是干路电流,
电流表A2测的是L2与L3中的电流之和,
由并联电路的电流特点可知:I2=IL2+IL3=0.4A+0.5A=0.9A;
电流表A3测的是L1与L2中的电流之和,
I3=IL1+IL2=0.3A+0.4A=0.7A。
答:通过电流表A2、A3的示数I2、I3分别是0.9A、0.7A。
【点评】本题考查了并联电路特点的应用,分析清楚电路图,应用并联电路特点即可正确解题。
26.如图所示电路中,闭合开关S后,灯L1、L2、L3正常发光,电流表A1、A2、A3的示数分别为1A、0.7A、0.5A,求通过灯L1、L2和L3的电流分别是多少?
【答案】见试题解答内容
【分析】由电路图可知,三个灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测流过灯L2与L3的电流,电流表A3测流过灯L3的电流;根据电流表示数及并联电路特点求出通过各灯的电流。
【解答】解:由电路图可知,三个灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测流过灯L2与L3的电流,电流表A3测流过灯L3的电流;
根据并联电路电流规律可知:
通过灯L3的电流 I3=IA3=0.5A,
通过灯L2的电流I2=IA2﹣IA3=0.7A﹣0.5A=0.2A,
通过灯L1的电流I1=IA1﹣IA2=1A﹣0.7A=0.3A。
答:通过L1、L2、L3的电流分别为0.3A、0.2A、0.5A。
【点评】本题考查了并联电路电流的计算,分析清楚电路结构、熟练应用并联电路的电流规律是正确解题的关键。
27.如图所示,闭合开关后,已知电流表A1、A2、A的示数分别为0.4A、0.6A、0.75A,则通过L1、L2、L3的电流分别是多少?请列式计算。
【答案】通过灯泡L1、L2和L3的电流分别是0.35A、0.25A、0.15A。
【分析】由电路图可知,三灯泡并联,电流表A测干路电流,电流表A1测L2和L3支路的电流之和,电流表A2测L1和L2支路的电流之和,根据并联电路的电流特点结合电流表的示数进行解答。
【解答】解:由电路图可知,三灯泡并联,电流表A测干路电流,电流表A1测L2和L3支路的电流之和,电流表A2测L1和L2支路的电流之和;
根据并联电路电流规律可知:
I1+I2+I3=0.75A﹣﹣﹣﹣①
I2+I3=0.4A﹣﹣﹣﹣②
I1+I2=0.6A﹣﹣﹣﹣③
由①②可得,I1=0.35A;
由①③可得,I3=0.15A;
故I2=0.4A﹣0.15A=0.25A。
答:通过灯泡L1、L2和L3的电流分别是0.35A、0.25A、0.15A。
【点评】本题考查了并联电路电流的计算,分析清楚电路结构、熟练应用并联电路电流规律是正确解题的关键。
28.画出下列情况如图的等效电路图(提示:用铅笔、直尺作图)
(1)只闭合开关S2
(2)闭合开关S1和S3
(3)闭合S2和S3
(4)闭合S1和S2
【答案】见解析。
【分析】闭合的开关相当于导线,断开的开关造成用电器断路;
用导线将用电器两端直接连接造成用电器短路,用电器不能工作;
用电器首尾相连组成串联电路,用电器并列连接在电源两端组成并联电路。
据此根据画电路图的基本要求画出等效电路图。
【解答】解:由图知:
(1)只闭合开关S2,电流从电源正极出发,依次经过电动机M和小灯泡L回到负极,所以电动机M与小灯泡L串联。等效电路图如下;
(2)闭合开关S1和S3,分别经过电动机M和小灯泡L回到负极,所以电动机M与小灯泡L并联。等效电路图如下;
(3)闭合S2和S3,小灯泡L被短路,电流从正极出发经电动机M回到负极。等效电路图如下;
(4)闭合S1和S2,电动机M被短路,短路从正极出发经小灯泡L回到负极。等效电路图如下。
故答案为:
(1);
(2);
(3);
(4)。
【点评】本题考查根据实物图画出不同条件下的电路图,关键是明确各元件的连接方式、仪表的测量对象以及开关的位置。
七.综合能力题(共2小题)
29.(1)学习了电学知识,我们知道家庭中各种用电器,如电风扇、电视、冰箱、洗衣机等都是并联的,请说出如何用并联电路特点解释用电器之间的连接方式。
(2)家里电风扇用久了,风扇的扇叶上粘了很多灰尘,请用学过的静电知识解释这一现象。
【答案】(1)我国家用电器的额定电压多是220V,并联时,用电器可以在额定电压下正常工作;另一个原因是,并联电路各支路可以独立工作,一个用电器出现断路故障,不影响其它支路的工作。
(2)因为电扇工作时,转动的扇叶与空气摩擦带上电荷,而带电体具有吸引轻小物体的性质,所以扇叶上很容易粘灰尘。
【分析】(1)家庭电路中,各用电器之间互不影响,是并联的;
(2)电风扇工作时,扇叶和空气摩擦后,能吸引轻小的灰尘,这是摩擦起电现象。
【解答】答:(1)我国家用电器的额定电压多是220V,并联时,用电器可以在额定电压下正常工作;另一个原因是,并联电路各支路可以独立工作,一个用电器出现断路故障,不影响其它支路的工作。
(2)因为电扇工作时,转动的扇叶与空气摩擦带上电荷,而带电体具有吸引轻小物体的性质,所以扇叶上很容易粘灰尘。
【点评】本题主要考查了家庭电路中的基本连接方式和摩擦起电现象,属电学常识题,应熟知。
30.并联电路(如图所示)中的干路电流与各支路电流的关系。(1)在电路图中标出干路与支路;
(2)同一条闭合回路上的电流处处相等,分析电路图中的两条闭合回路,猜测干路电流与各支路电流的关系可能是 并联电路中,干路电流等于各支路电流之和 。
【答案】(1);(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
【分析】(1)并联电路中用电器共用的部分叫干路,单独使用的部分叫支路;
(2)电流从电源正极流出,分成两条支路,经支路用电器后又汇合,据此猜测干路和支路电流关系。
【解答】解:(1)根据干路和支路的定义,用粗线表示干路,细线表示支路,如图所示:
;
(2)在电源外部,电流从电源正极流出,分成两条支路,分别通过灯泡L1和L2后汇合,回到电源负极。
据此可猜测干路电流等于各支路电流之和。
故答案为:(1)见上图;(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
【点评】本题考查对并联电路的认识以及实验探究中猜想,属于一道基础题。
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