内容正文:
一、初识家用电器和电路
目录
【学习目标】 1
【思维导图】 2
【知识梳理】 2
知识点1:电路的组成 2
知识点2:电路的三种状态 4
知识点3:电路图 6
【方法技巧】 8
方法技巧1 电路三种状态的判定 8
【巩固训练】 9
【学习目标】
1.能说出常见家用电器的能量转化。
2.知道电路的基本组成,明确各部分的作用。
3.能区分电路的三种状态(通路、断路、断路)。
重点:
1.掌握电路的四个基本组成部分及各自功能,能识别简单电路中的各元件。
2.能判断电路处于什么状态。
难点:
1.理解 “电源是提供电能的装置”,区分电源(如电池)和用电器(如灯泡)的能量转化差异。
2.分析 “缺少某一电路元件时电路的状态”(如缺少电源无电流,缺少开关无法控制通断)。
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:电路的组成
1、电路的组成:电路由电源、用电器、开关、导线四部分组成,缺少或不完整都会影响电路的正常工作。
2、电路各部分的作用
(1)电源:提供电能的装置,它保证电路中有持续电流,工作时将其他形式的能转化为电能。
(2)用电器:用电来工作的设备,工作时将电能转化为其他形式的能。
(3)开关:用来接通或断开电路,起控制电路的作用。
(4)导线:导线将电源、用电器、开关连接起来,形成让电荷移动的通路。
知道电路是由电源、开关、导线和用电器组成的,知道各元件在电路中的作用是解题的关键。
3、电源的分类
(1)干电池:干电池是日常生活中使用最多的直流电源,从手电筒、电动玩具、照相机、计算器到家用电器的遥控器,都需用干电池为它们提供电能。
(2)蓄电池:蓄电池也是电池中的一种,它的作用是把有限的电能储存起来,便于在合适的地方使用,如应用于汽车、摩托车、通讯等。
(3)电源中能的转化:蓄电池在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。
【典例1】2024年11月16日2时32分,天舟八号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口。如图所示,空间站上硕大的太阳能电池板在空间站电路中的作用相当于( )
A.导线 B.用电器 C.电源 D.开关
【典例2】如图所示是一个正面中间有“光敏元件”的小灯,它对光比较敏感,当周围环境较暗时,使小灯发光;当周围环境较亮时,使小灯不发光。这个“光敏元件”相当于电路组成部分中的 。
【变式1】国庆假期,小雨和家人外出旅游。他们入住宾馆后,他将房卡插入槽中后,房间内的电灯、电视、空调等用电器才能工作,结合所学知识你认为房卡的作用相当于房间电路的( )
A.总开关 B.电源 C.用电器 D.导线
【变式2】如图所示为人们所喜爱的电动自行车,它具有轻便、节能、环保等特点,只要将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,电动自行车就通电了。车钥匙的作用相当于电路中的 ,给电动车充电时,蓄电池相当于电路中的 ,它将电能转化为 能。
【变式3】如图所示,这是人们利用充电桩给电动汽车充电时的情景,此时电动汽车上的锂离子电池相当于电路中的 (选填“用电器”或“电源”);充电过程中,将 能转化为化学能。散热器采用水作为冷却剂,因为水的 较大。
知识点2:电路的三种状态
1、电路的三种状态:通路、断路和短路
电路状态
定义
特点
通路
正常接通的电路,即用电器能够工作的电路
电路中有持续电流,用电器工作
断路
某处被切断的电路
电路中无电流,用电器不工作
短路
直接用导线将电源的正负极连接起来的电路
(1)用电器不工作,电路中有很大的电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘层,引发火灾;
(2)电源短路时用电器不会被烧坏
2、用电器被短接与电源短路的区别与联系
用电器被短接
电源短路
区别
用电器被短接时,用电器中无电流通过,被短接的用电器不工作
电源短路时,电源、导线中会产生较大的电流,会烧坏导线和电源
联系
(1)某些情况下,用电器被短接时允许的,但电源短路绝对不允许发生;
(2)当电路中只有一个用电器时,,如果该用电器被短接,闭合开关,就一定会造成电源短路
3、常见断路、短路的原因
电路故障
产生原因
结果
断路
开关未闭合,导线断裂、接头松脱等
电路中无电流,用电器不工作
短路
电源短路:导线不经过用电器直接跟电源两极相连
轻则烧坏导线和电源,重则引起火灾
断路的判定
(1)电源短路,导线将电源的正、负极连接起来,发生短路.电路中的电流很大,极有可能将电源也烧坏,电源短路是一种有危害的连接方式,在电路的连接中是不允许出现的。
(2)局部短路,也叫短接,如图所示,开关闭合,灯泡L1被短路,不亮,灯泡L2亮.局部短路没有危害,只是被短路的用电器不能工作。
【例3】按如图所示连接好电路后,闭合开关,发现不亮,能发光。若只有一处发生故障,则可能是
A.灯座短路 B.导线a断路 C.导线b断路 D.导线c断路
【例4】物理学成果在军事上有广泛的应用,有一种被称为石墨炸弹在战时被用来破坏敌方的供电设施,不会造成人员伤亡,这些石墨丝是导体,飘落在供电设备上造成 (选“断路”或“短路”)从而使供电系统瘫痪。
【变式1】如图所示的电路图中,下列说法正确的是( )
A.断开S1、S2,闭合S3,则电路是断路 B.断开 S3、 S2,闭合S1,则L1L2串联
C.断开S1、 S3,闭合S2,则 L1L2并联 D.闭合S1、 S3,断开S2,则L1L2串联
【变式2】如图所示的电路中L1和L2为规格不同的两个灯泡。若要灯泡L1和L2接入电路且通过两灯泡电流不相等,应闭合开关 。若只闭合开关S2和S3,电路中两灯泡不会发光,原因是电路中发生了 。
【变式3】四个电路中,属于通路的是 ,属于断路的是 ,属于短路的是 。(填序号)
知识点3:电路图
1、电路图:为了便于研究,人们用图形符号表示电路元件;用符号表示电路元件连接的图叫电路图。
2、常见的电路元件符号
3、电路图与实物图:电路图与实物图是不同的。电路图是用规定的符号表示电路连接情况的图;实物图是用实物元件表示电路连接情况的图。
4、画电路图时的注意事项
(1)电路元件符号用统一规定的符号。
(2)连线时应横平竖直,呈方形。
(3)各元件符号不要画在拐角处,且导线尽量避免交叉。
(4)线路要连接到位,中间不能有断点。
(5)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置一致。
(6)元件做好标注,如L、S等。
(7)同一电路中涉及多个相同元件,加下标进行区别,如S1、S2等。
(8)画电路图时,一般从电源的正极开始,沿电流的方向依次画出元件符号,并用导线连接起来。
(9)导线交叉相连时要画实心点,实物图中导线不能交叉,电路图中导线可以交叉,但尽量不要交叉。
电路中缺少元件以及短路错误是常考查的错误原因。
【典例5】下图中四个电路图中,与右边实物图对应的是( )
A. B.
C. D.
【典例6】根据图甲所示的实物连接图,在图乙的虚线框内画出对应的电路图。
【变式1】仔细观察图所示的实物图,图中的电路图与实物图一致的是( )
A. B.
C. D.
【变式2】作图题:根据如图所示的实物图,在虚线框内画出对应的电路图并标明灯及开关的符号。
【变式3】如图所示,根据实物图在虚线框中画出电路图。
【方法技巧】
方法技巧1 电路三种状态的判定
1、先明确三种状态的核心定义
(1)通路:电路闭合,电流能从电源正极→用电器→负极,用电器正常工作(如灯亮、电机转)。
(2)断路(开路):电路某处断开(如开关未闭、导线断、灯泡灯丝断),电流无法流通,用电器不工作。
(3)短路:电流不经过用电器,直接从电源正极→导线→负极(电源短路,危险!);或电流绕过某个用电器(局部短路,该用电器不工作)。
2、分状态快速判定技巧
(1)判定通路:看两点:①开关闭合、导线/元件无断开;②用电器正常工作,满足则为通路。
(2)判定断路:用电器不工作,且电路无 “电源短路” 迹象(如电源不发烫);常见位置:开关未合、导线接头松脱、灯泡灯丝断、电表接线柱接触不良。
(3)判定短路
电源短路(危险):①用电器全不工作;②电源迅速发烫(甚至烧坏),电流直接走 “导线捷径”。
局部短路:①某一个用电器不工作(如灯不亮);②其他用电器正常工作(如另一个灯亮),电流绕过了不工作的用电器。
(1)断路≠无电流:断路是 “完全没电流”,短路是 “电流没走用电器”,别混淆。
(2)电源短路要警惕:一旦发现电源发烫、用电器全不工作,立即断电,避免损坏电源。
【巩固训练】
1.下列有关电流表和电压表的说法,错误的是( )
A.电流表与被测电路串联,电压表与被测电路并联
B.使用前均需要检查指针是否对准零刻度线
C.使用两种电表时,均要注意选择量程
D.电路断开后,电路中没有电流了,因此电源电压也没有了
2.下列说法正确的是( )
A.电流只能是由正电荷的定向移动形成
B.很多宾馆采用房卡插卡取电,房卡相当于电路中的开关
C.若两个灯泡的电流相等,则说明两个灯泡串联
D.验电器的两片金属箔张开,是因为带了异种电荷而相互排斥
3.如图所示,小明用三合一充电器给三部手机同时充电,下列说法错误的是( )
A.三部手机是并联连接的
B.充电时,手机电池相当于用电器
C.充电时,手机电池将化学能转化为电能
D.手机的芯片主要是由半导体材料制成的
4.如图所示,闭合开关后,以下说法正确的是( )
A.两盏灯都亮 B.只有L2亮 C.只有L1亮 D.两盏灯都不亮
5.下列电路中,连接正确的是( )
A.B. C. D.
6.利用如图所示的电路“探究串联电路电压的特点”,闭合开关,灯泡、都不发光,电压表无示数。该电路发生的故障可能为( )
A.短路 B.断路 C.短路 D.断路
7.某同学按如图的电路图连接电路,当闭合开关后发现,只有一盏灯亮,电流表A有示数,电压表V无示数,则电路故障可能是( )
A.短路 B.短路 C.断路 D.断路
8.如图所示的电路,全部器材完好并连接牢固,当开关都闭合时,可能发生的现象是( )
A.的灯丝烧断 B.的灯丝烧断
C.和的灯丝都烧断 D.和都不亮,电源短路并容易烧坏
9.在卧室的中央安装一盏吊灯,要求在卧室门口及床头各安装一个开关,使这两个开关都舶独立的控制这盏灯,最佳的电路图是( )(图中均用电池符号表示照明电路电源)
A. B.
C. D.
10.如图所示,闭合开关后,用导线将灯泡两端连接起来,该灯泡会熄灭,此时叫灯泡被 ,此时灯泡 (选填“损坏”或“不损坏”)。
11.近年来新能源汽车越来越普及,给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于 (选填“用电器"或“电源”);只要将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,车钥匙实质相当于一个 (选填“开关”或“导线”);我国照明电路的电压为 V。
12.如图是一种声光报警器的电路图,当开关 闭合时,灯亮同时铃响,此时通过灯的电流 (选填“大于”、“等于”或“小于”)通过电铃的电流。当开关 闭合时,灯亮但铃不响。
13.在如图所示的电路中,有三个开关、、,如果仅将开关闭合,、断开,则灯、 联;如果将开关、闭合,断开,则灯、 联。如果将开关、、都闭合,电路处于 状态。
14.如图所示,电路中的LED发光时,电流从电池的 (选填“左”或“右”)边流出,电子从LED较 (选填“长”或“短”)的引脚流入,若将电路中的干电池正负极对调,LED的发光情况是 (选填“发光”或“不发光”)。
15.物理酷玩社的同学们为模拟让汽车的转向灯按需发光,将电灯、开关等连接如图。当闭合,断开时,灯泡 发光;当闭合时,灯泡 发光。(选填“”或“”或“和”或“都不”)
16.请你根据如图所示的实物图,在实线框中画出对应的电路图。
17.根据电路图连接实物图。(电流表接大量程)
18.请根据实物图,在方框内画出它的电路图。
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一、初识家用电器和电路
目录
【学习目标】 1
【思维导图】 2
【知识梳理】 2
知识点1:电路的组成 2
知识点2:电路的三种状态 4
知识点3:电路图 7
【方法技巧】 12
方法技巧1 电路三种状态的判定 12
【巩固训练】 13
【学习目标】
1.能说出常见家用电器的能量转化。
2.知道电路的基本组成,明确各部分的作用。
3.能区分电路的三种状态(通路、断路、断路)。
重点:
1.掌握电路的四个基本组成部分及各自功能,能识别简单电路中的各元件。
2.能判断电路处于什么状态。
难点:
1.理解 “电源是提供电能的装置”,区分电源(如电池)和用电器(如灯泡)的能量转化差异。
2.分析 “缺少某一电路元件时电路的状态”(如缺少电源无电流,缺少开关无法控制通断)。
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:电路的组成
1、电路的组成:电路由电源、用电器、开关、导线四部分组成,缺少或不完整都会影响电路的正常工作。
2、电路各部分的作用
(1)电源:提供电能的装置,它保证电路中有持续电流,工作时将其他形式的能转化为电能。
(2)用电器:用电来工作的设备,工作时将电能转化为其他形式的能。
(3)开关:用来接通或断开电路,起控制电路的作用。
(4)导线:导线将电源、用电器、开关连接起来,形成让电荷移动的通路。
知道电路是由电源、开关、导线和用电器组成的,知道各元件在电路中的作用是解题的关键。
3、电源的分类
(1)干电池:干电池是日常生活中使用最多的直流电源,从手电筒、电动玩具、照相机、计算器到家用电器的遥控器,都需用干电池为它们提供电能。
(2)蓄电池:蓄电池也是电池中的一种,它的作用是把有限的电能储存起来,便于在合适的地方使用,如应用于汽车、摩托车、通讯等。
(3)电源中能的转化:蓄电池在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。
【典例1】2024年11月16日2时32分,天舟八号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口。如图所示,空间站上硕大的太阳能电池板在空间站电路中的作用相当于( )
A.导线 B.用电器 C.电源 D.开关
【答案】C
【详解】太阳能电池板在空间站电路中提供电能,以供利用,相当于电源,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【典例2】如图所示是一个正面中间有“光敏元件”的小灯,它对光比较敏感,当周围环境较暗时,使小灯发光;当周围环境较亮时,使小灯不发光。这个“光敏元件”相当于电路组成部分中的 。
【答案】开关
【详解】依题意得,“光敏元件”控制小夜灯的亮暗,说明它相当于开关。
【变式1】国庆假期,小雨和家人外出旅游。他们入住宾馆后,他将房卡插入槽中后,房间内的电灯、电视、空调等用电器才能工作,结合所学知识你认为房卡的作用相当于房间电路的( )
A.总开关 B.电源 C.用电器 D.导线
【答案】A
【详解】房卡可以控制房间内电路的通断,它的作用相当于房间电路的总开关,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式2】如图所示为人们所喜爱的电动自行车,它具有轻便、节能、环保等特点,只要将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,电动自行车就通电了。车钥匙的作用相当于电路中的 ,给电动车充电时,蓄电池相当于电路中的 ,它将电能转化为 能。
【答案】 开关 用电器 化学
【详解】[1]由题意知,只要将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,电路处于通路状态,所以这车钥匙实质相当于一个开关。
[2][3]给电动车充电时,蓄电池消耗电能,转化为化学能储存起来,蓄电池相当于简单电路中的用电器。
【变式3】如图所示,这是人们利用充电桩给电动汽车充电时的情景,此时电动汽车上的锂离子电池相当于电路中的 (选填“用电器”或“电源”);充电过程中,将 能转化为化学能。散热器采用水作为冷却剂,因为水的 较大。
【答案】 用电器 电 比热容
【详解】[1]电动车在充电过程中,消耗电能,获得化学能并储存起来,所以此时锂电池相当于用电器。
[2]充电过程中,消耗电能,产生化学能,此过程是将电能转化为化学能。
[3]汽车发动机工作过程中,不可避免地产生很多热量,这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作;与其它液体比较,水的比热容较大,在质量和升高的温度相同时,由公式Q=cmΔt知,水吸收的热量多,冷却效果较好。
知识点2:电路的三种状态
1、电路的三种状态:通路、断路和短路
电路状态
定义
特点
通路
正常接通的电路,即用电器能够工作的电路
电路中有持续电流,用电器工作
断路
某处被切断的电路
电路中无电流,用电器不工作
短路
直接用导线将电源的正负极连接起来的电路
(1)用电器不工作,电路中有很大的电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘层,引发火灾;
(2)电源短路时用电器不会被烧坏
2、用电器被短接与电源短路的区别与联系
用电器被短接
电源短路
区别
用电器被短接时,用电器中无电流通过,被短接的用电器不工作
电源短路时,电源、导线中会产生较大的电流,会烧坏导线和电源
联系
(1)某些情况下,用电器被短接时允许的,但电源短路绝对不允许发生;
(2)当电路中只有一个用电器时,,如果该用电器被短接,闭合开关,就一定会造成电源短路
3、常见断路、短路的原因
电路故障
产生原因
结果
断路
开关未闭合,导线断裂、接头松脱等
电路中无电流,用电器不工作
短路
电源短路:导线不经过用电器直接跟电源两极相连
轻则烧坏导线和电源,重则引起火灾
断路的判定
(1)电源短路,导线将电源的正、负极连接起来,发生短路.电路中的电流很大,极有可能将电源也烧坏,电源短路是一种有危害的连接方式,在电路的连接中是不允许出现的。
(2)局部短路,也叫短接,如图所示,开关闭合,灯泡L1被短路,不亮,灯泡L2亮.局部短路没有危害,只是被短路的用电器不能工作。
【例3】按如图所示连接好电路后,闭合开关,发现不亮,能发光。若只有一处发生故障,则可能是( )
A.灯座短路 B.导线a断路
C.导线b断路 D.导线c断路
【答案】C
【详解】由实物图可知,两灯泡并联。并联电路中各支路互不影响。
A.若L1灯座短路,电流从电源正极不经过用电器流向负极,会形成电源短路,烧坏电源,电路不能正常工作,故A不符合题意;
B.若导线a断路,则整个电路断路,用电器均不能工作,故B不符合题意;
C.若导线b断路,则L1支路断路,L1不发光,L2正常发光,故C符合题意;
D.若导线c断路,则L2支路断路,L2不发光,L1正常发光,故D不符合题意。
故选C。
【例4】物理学成果在军事上有广泛的应用,有一种被称为石墨炸弹在战时被用来破坏敌方的供电设施,不会造成人员伤亡,这些石墨丝是导体,飘落在供电设备上造成 (选“断路”或“短路”)从而使供电系统瘫痪。
【答案】短路
【详解】石墨属于导体,当石墨飘落在供电设备上会造成其短路使电路中电流过大,从而使供电系统瘫痪。
【变式1】如图所示的电路图中,下列说法正确的是( )
A.断开S1、S2,闭合S3,则电路是断路 B.断开 S3、 S2,闭合S1,则L1L2串联
C.断开S1、 S3,闭合S2,则 L1L2并联 D.闭合S1、 S3,断开S2,则L1L2串联
【答案】A
【详解】A.分析电路图可知,断开S1、S2,闭合S3,整个电路断开,故A正确;
B.断开 S3、 S2,闭合S1,电路为只有的简单电路,故B错误;
C.断开S1、 S3,闭合S2,则L1L2串联,故C错误;
D.闭合S1、 S3,断开S2,则 L1L2并联,故D错误。
故选A。
【变式2】如图所示的电路中L1和L2为规格不同的两个灯泡。若要灯泡L1和L2接入电路且通过两灯泡电流不相等,应闭合开关 。若只闭合开关S2和S3,电路中两灯泡不会发光,原因是电路中发生了 。
【答案】 S1和S3 短路
【详解】[1]若要灯泡L1和L2接入电路且通过两灯泡电流不相等,可知两灯泡要并联,则需要闭合开关S1和S3。
[2]只闭合开关S2和S3时,电流不经过灯泡,从电源正极经过导线直接流回负极,会造成电源短路。
【变式3】四个电路中,属于通路的是 ,属于断路的是 ,属于短路的是 。(填序号)
【答案】 C A BD
【详解】[1][2][3]A图中开关断开,电路中没有电流,电路是断路;B图中开关是闭合的,电流从电源正极流出,通过开关直接流回电源负极,属于电源短路,D图中导线和灯泡并联,灯泡被短路;C图中开关是闭合的,电流从电源正极流出,通过开关、灯泡再回到电源负极,是通路。
知识点3:电路图
1、电路图:为了便于研究,人们用图形符号表示电路元件;用符号表示电路元件连接的图叫电路图。
2、常见的电路元件符号
3、电路图与实物图:电路图与实物图是不同的。电路图是用规定的符号表示电路连接情况的图;实物图是用实物元件表示电路连接情况的图。
4、画电路图时的注意事项
(1)电路元件符号用统一规定的符号。
(2)连线时应横平竖直,呈方形。
(3)各元件符号不要画在拐角处,且导线尽量避免交叉。
(4)线路要连接到位,中间不能有断点。
(5)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置一致。
(6)元件做好标注,如L、S等。
(7)同一电路中涉及多个相同元件,加下标进行区别,如S1、S2等。
(8)画电路图时,一般从电源的正极开始,沿电流的方向依次画出元件符号,并用导线连接起来。
(9)导线交叉相连时要画实心点,实物图中导线不能交叉,电路图中导线可以交叉,但尽量不要交叉。
电路中缺少元件以及短路错误是常考查的错误原因。
【典例5】下图中四个电路图中,与右边实物图对应的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由实物图可知,电流从电源的正极出发,分别流经两个灯泡,然后会合后经开关回到电源负极,所以两灯并联;开关接干路控制整个电路,靠近电源负极;电路图与实物图要一一对应,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【典例6】根据图甲所示的实物连接图,在图乙的虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【详解】通过观察实物图,根据电流走向,电流从电源正极出来,在灯泡L1的右端分叉,一条电流经过灯泡L1,另一条电流经过S2,由S2控制灯泡L2,汇合后经过S1,S1在干路上,最后回到电源负极。如图所示:
【变式1】仔细观察图所示的实物图,图中的电路图与实物图一致的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由实物图知,两个灯泡串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表测灯L1两端的电压。
A.图A中,两灯并联,故A不符合题意;
B.图B中,两灯串联,电压表测灯L1的电压,故B符合题意;
C.图C中,两灯串联,电压表测灯L2两端的电压,故C不符合题意;
D.图D中,两灯串联,电压表测电源两端的电压,故D不符合题意。
故选B。
【变式2】作图题:根据如图所示的实物图,在虚线框内画出对应的电路图并标明灯及开关的符号。
【答案】
【详解】由实物电路图可知,两灯L1、L2并联,开关S1控制灯泡L1,开关S2控制灯泡L2。从电源正极开始分路,一路经过灯泡L1、开关S1;另一路经过灯泡L2、开关S2,然后共同回到电源负极,对应画出的电路图如图所示:
【变式3】如图所示,根据实物图在虚线框中画出电路图。
【答案】
【详解】由实物图可知,当两个开关都闭合后,电流从电源正极流出,经过开关S1分为两条支路,一条支路经过灯泡L1,另一条支路经过开关S2和灯泡L2,然后汇合,一起回到电源负极。电路图绘制如下:先画出电源符号,开关S1,引出两条支路,一条支路画灯泡L1,另一条支路画开关S2和灯泡L2,两条支路汇合后,连接到电源负极。如图所示。
【方法技巧】
方法技巧1 电路三种状态的判定
1、先明确三种状态的核心定义
(1)通路:电路闭合,电流能从电源正极→用电器→负极,用电器正常工作(如灯亮、电机转)。
(2)断路(开路):电路某处断开(如开关未闭、导线断、灯泡灯丝断),电流无法流通,用电器不工作。
(3)短路:电流不经过用电器,直接从电源正极→导线→负极(电源短路,危险!);或电流绕过某个用电器(局部短路,该用电器不工作)。
2、分状态快速判定技巧
(1)判定通路:看两点:①开关闭合、导线/元件无断开;②用电器正常工作,满足则为通路。
(2)判定断路:用电器不工作,且电路无 “电源短路” 迹象(如电源不发烫);常见位置:开关未合、导线接头松脱、灯泡灯丝断、电表接线柱接触不良。
(3)判定短路
电源短路(危险):①用电器全不工作;②电源迅速发烫(甚至烧坏),电流直接走 “导线捷径”。
局部短路:①某一个用电器不工作(如灯不亮);②其他用电器正常工作(如另一个灯亮),电流绕过了不工作的用电器。
(1)断路≠无电流:断路是 “完全没电流”,短路是 “电流没走用电器”,别混淆。
(2)电源短路要警惕:一旦发现电源发烫、用电器全不工作,立即断电,避免损坏电源。
【巩固训练】
1.下列有关电流表和电压表的说法,错误的是( )
A.电流表与被测电路串联,电压表与被测电路并联
B.使用前均需要检查指针是否对准零刻度线
C.使用两种电表时,均要注意选择量程
D.电路断开后,电路中没有电流了,因此电源电压也没有了
【答案】D
【详解】A.根据电流表和电压表的使用,电流表与被测用电器串联;电压表与被测用电器并联,故A正确,不符合题意;
B.使用前均要检查指针是否对准零刻度线,否则要进行调零,故B正确,不符合题意;
C.所测电流或电压不要超过量程,在不超过量程的情况下,应选择小一些的量程,故C正确,不符合题意;
D.电路有持续电流必须满足两个条件,一是要有电源,二是电路必须是闭合回路,则电路断开后,电路中没有电流了,但电源还是有电压的,故D错误,符合题意。
故选D。
2.下列说法正确的是( )
A.电流只能是由正电荷的定向移动形成
B.很多宾馆采用房卡插卡取电,房卡相当于电路中的开关
C.若两个灯泡的电流相等,则说明两个灯泡串联
D.验电器的两片金属箔张开,是因为带了异种电荷而相互排斥
【答案】B
【详解】A.电流是电荷的定向移动形成的,正负电荷的定向移动都会形成电流,故A错误;
B.房卡控制房间电路的通断,相当于电路中的开关,故B正确;
C.如果两个灯泡的规格相同时,它们并联,通过两灯的电流也是相同的,故C错误;
D.验电器的两片金属箔张开,是因为带了同种电荷相互排斥而张开的,故D错误。
故选B。
3.如图所示,小明用三合一充电器给三部手机同时充电,下列说法错误的是( )
A.三部手机是并联连接的
B.充电时,手机电池相当于用电器
C.充电时,手机电池将化学能转化为电能
D.手机的芯片主要是由半导体材料制成的
【答案】C
【详解】A.三部手机充电互不影响,是并联连接的,故A正确,不符合题意;
B.充电时,手机电池要消耗电能,相当于用电器,故B正确,不符合题意;
C.充电时,手机电池将电能转化为化学能储存起来,故C错误,符合题意;
D.半导体具有特殊的电学性质,手机的芯片主要是由半导体材料制成的,故D正确,不符合题意。
故选C。
4.如图所示,闭合开关后,以下说法正确的是( )
A.两盏灯都亮 B.只有L2亮 C.只有L1亮 D.两盏灯都不亮
【答案】C
【详解】由电路图可知,开关闭合前,两灯泡串联,开关闭合后,灯L2被短路,因此只有L1亮。
故选C。
5.下列电路中,连接正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】一个完整的电路是由电源、用电器、导线以及开关等组成。
A.图中缺少电源,连接不正确,故A错误;
B.所示电路图符合正确电路的要求,因此连接正确,故B正确;
C.图中一根导线直接接在电源的两端,使得电源短路,连接错误,故C错误;
D.图中没有用电器,且开关闭合时会造成电源短路,故D错误。
故选B。
6.利用如图所示的电路“探究串联电路电压的特点”,闭合开关,灯泡、都不发光,电压表无示数。该电路发生的故障可能为( )
A.短路 B.断路 C.短路 D.断路
【答案】B
【详解】电路为串联电路,电压表测量两端电压。
AC.短路或短路,电路仍为通路,未短路的灯泡可以发光,故AC不符合题意;
B.断路,整个电路处于断路状态,灯泡都不发光,电压表没有示数,故B符合题意;
D.断路,电压串联进电路,电压表阻值很大,由可知,电路中电流很小,所以不能发光,此时电压表相当于测量电源电压,所以电压表有示数,故D不符合题意。
故选B。
7.某同学按如图的电路图连接电路,当闭合开关后发现,只有一盏灯亮,电流表A有示数,电压表V无示数,则电路故障可能是( )
A.短路 B.短路 C.断路 D.断路
【答案】B
【详解】当闭合开关后发现,只有一盏灯亮,电流表A有示数,说明电路发生短路,电压表无示数,说明电压表测量导线电压,因此是灯泡L1短路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8.如图所示的电路,全部器材完好并连接牢固,当开关都闭合时,可能发生的现象是( )
A.的灯丝烧断
B.的灯丝烧断
C.和的灯丝都烧断
D.和都不亮,电源短路并容易烧坏
【答案】D
【详解】A.当开关都闭合时,灯泡L1被开关S1短路,没有电流经过灯泡L1,故L1不会被烧坏,故A不符合题意;
BC.当开关都闭合时,灯泡L1被开关S1短路,L2也被导线短路,造成了电源短路,没有电流经过灯泡L2,故BC不符合题意;
D.当开关都闭合时,造成了电源短路,两个灯泡都不亮,电路中的电流比较大,容易烧坏电源,故D符合题意。
故选D。
9.在卧室的中央安装一盏吊灯,要求在卧室门口及床头各安装一个开关,使这两个开关都舶独立的控制这盏灯,最佳的电路图是( )(图中均用电池符号表示照明电路电源)
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.S1和S2均为单刀双掷开关,由图知,S1与1连接时,灯泡不发光,S1与2连接时电路为通路,灯泡发光, S2与1'连接时灯泡发光,S2与2'连接时灯泡不发光,任意一个开关都可以开灯、关灯, 较四个选项的线路图可知,A用的导线不是最少的,故A不符合题意;
B.S1和S2均为单刀双掷开关,由图知,S1与1连接时,灯泡不发光,S1与2连接时灯泡发光; S2与1'连接时灯泡发光,S2与2'连接时灯泡不发光;任意一个开关都可以开灯、关灯,比较四个选项的线路图可知,B用的导线不是最少的,故B不符合题意;
C.S1和S2均为单刀双掷开关,由图知,S1与1连接时,灯泡发光,S1与2连接时灯泡不发光,S2与1'连接时灯泡不发光,S2与2'连接时灯泡发光;任意一个开关都可以开灯、关灯,比较四个选项的线路图可知,C用的导线最少,故C符合题意;
D.S1和S2均为单刀双掷开关,由图知,S1与1连接时,灯泡发光,S1与2连接时灯泡仍然发光,此时不能让灯泡熄灭; S2与1'连接时灯泡发光,S2与2'连接时灯泡仍然发光,此时不能让灯泡熄灭,所以任意一个开关不可以单独开灯、关灯,比较四个选项的线路图可知,D用的导线不是最少的,故D不符合题意。
故选C。
10.如图所示,闭合开关后,用导线将灯泡两端连接起来,该灯泡会熄灭,此时叫灯泡被 ,此时灯泡 (选填“损坏”或“不损坏”)。
【答案】 短路 不损坏
【详解】[1][2]由图可知,闭合开关后,灯泡与二极管串联,用导线将灯泡两端连接起来,此时灯泡被短路,该灯泡会熄灭;此时没有电流通过灯泡,则灯泡不损坏。
11.近年来新能源汽车越来越普及,给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于 (选填“用电器"或“电源”);只要将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,车钥匙实质相当于一个 (选填“开关”或“导线”);我国照明电路的电压为 V。
【答案】 用电器 开关 220
【详解】[1]给电动车充电时,蓄电池消耗电能,转化为化学能储存起来,蓄电池相当于简单电路中的用电器。
[2]由题意知,只要将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,电路处于通路状态,所以这车钥匙实质相当于一个开关。
[3]根据常识知道,对人体安全电压是不高于36V;照明电路的电压为220V。
12.如图是一种声光报警器的电路图,当开关 闭合时,灯亮同时铃响,此时通过灯的电流 (选填“大于”、“等于”或“小于”)通过电铃的电流。当开关 闭合时,灯亮但铃不响。
【答案】 等于 和
【详解】[1][2][3]由图可知,当开关S1闭合时,灯泡和电铃串联,灯亮同时电铃响,根据串联电路电流特点可知,此时通过灯的电流等于通过电铃的电流;当开关和都闭合时,电铃被短路,不响,灯泡接通发光。
13.在如图所示的电路中,有三个开关、、,如果仅将开关闭合,、断开,则灯、 联;如果将开关、闭合,断开,则灯、 联。如果将开关、、都闭合,电路处于 状态。
【答案】 串 并 短路
【详解】[1][2][3]如果仅将开关闭合,、断开,则、_依次连接,为串联;如果将开关、闭合,断开,则两灯的两端分别连接在一起,然后与电源相连,故灯、并联。如果将开关、、都闭合,则将导线直接连接在电源两端,电路处于短路状态。
14.如图所示,电路中的LED发光时,电流从电池的 (选填“左”或“右”)边流出,电子从LED较 (选填“长”或“短”)的引脚流入,若将电路中的干电池正负极对调,LED的发光情况是 (选填“发光”或“不发光”)。
【答案】 右 短 不发光
【详解】[1]电流从电池的正极出发,经过开关、LED回到负极,该电池的右端为正极,电流从电池的右端流出。
[2]电路中电流的方向是从电池的正极出发,经过开关、LED回到负极,电流从二极管的长脚流入,短脚流出,回到电池的负极;物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,电子定向移动的方向与电流的方向相反,故电子从二极管的短脚流入,长脚流出。
[3]LED灯具有单向导电性,只能从正极(长脚)流入,从负极流出(短脚),若将电路中的干电池正负极对调,电路中的电流方向发生了变化,LED处于断路状态,LED不发光。
15.物理酷玩社的同学们为模拟让汽车的转向灯按需发光,将电灯、开关等连接如图。当闭合,断开时,灯泡 发光;当闭合时,灯泡 发光。(选填“”或“”或“和”或“都不”)
【答案】 都不
【详解】[1][2]分析电路可知,当闭合,断开时,只有灯泡接入电路,灯泡发光;当闭合时,电源被短路,灯泡都不发光。
16.请你根据如图所示的实物图,在实线框中画出对应的电路图。
【答案】
【详解】由实物电路图可知,电流从电源正极出发,依次通过灯泡L1、电流表、灯泡L2、开关回到负极,所以电路为L1、L2的串联电路,电压表与L1并联,故电路图如图所示:
17.根据电路图连接实物图。(电流表接大量程)
【答案】
【详解】根据电路图,两个小灯泡是并联,电流表测的是干路电流,一个开关在干路上,一个在小灯泡支路上。又由题干得知,电流表接大量程,所以正极接在“3”接线柱。现在根据实物图,规范连接各个电路元件,如图所示:
18.请根据实物图,在方框内画出它的电路图。
【答案】
【详解】电流从电池的正极出发后分流,一条支路经过开关S1、灯泡L1,另外一条支路经过灯泡L2、开关S2回到负极,故电路图如图所示:
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