专题13 电流和电路(培优讲义)(培优讲义)(5考点+1实验+5命题突破+4个难点)(全国通用)2026年中考物理一轮复习高效培优系列
2026-01-22
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2份
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58页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 电流和电路 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.20 MB |
| 发布时间 | 2026-01-22 |
| 更新时间 | 2026-01-22 |
| 作者 | 飞哥物理研究站 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-01-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55995028.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题13 电流和电路
目 录
目标导图
考点深解
考点1 电荷(核心基础) / 考点2 电路的组成与连接(核心重点)
考点3 电流(高频考点) / 考点4 串并联电路的电流规律(核心难点)
考点5 电路故障分析(实际应用)
实验探究
实验1 探究串、并联电路中电流的规律
命题突破
突破1 电荷的理解与判断 / 突破2 电路的识别与连接(核心题型)
突破3 电流表的使用与读数 / 突破4 串并联电路电流计算(核心题型)
突破5 电路故障分析与判断
重难攻坚
难点1 串并联电路的识别与区分 / 难点2 复杂电路的电流路径分析
难点3 电路故障的综合判断 / 难点4 电流表量程选择与误差分析
练测提能
1.主线:电荷的基础认知→电路的组成与连接→电流的核心概念→串并联电路规律→仪器使用→故障分析(从“电的根源”到“电路构建”,再到“规律与实操”);
2.关键线索:电荷的转移形成电流,电路是电流的路径,串并联电路的电流遵循特定规律,电流表是测量电流的核心仪器,电路故障(短路、断路)是中考高频考点,核心围绕“电流的产生、路径、测量与问题排查”展开。
◇考点 1 电荷(核心基础)
1. 电荷的产生与种类
(1)摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电(实质是电荷的转移,不是创造电荷);
(2)电荷种类:正电荷(用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电)、负电荷(用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电);
(3)相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引(中考判断高频)。
2. 验电器(电荷检验仪器)
(1)原理:同种电荷相互排斥;
(2)作用:检验物体是否带电,比较物体带电多少(张角越大,带电越多);
(3)使用:将物体接触验电器金属球,金属箔片张开则物体带电。
3. 电荷的转移与电流的形成
(1)电荷转移:摩擦起电时,电子从一个物体转移到另一个物体(得到电子带负电,失去电子带正电);
(2)电流形成:电荷的定向移动形成电流(正电荷、负电荷定向移动都能形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流方向);
(3)电流方向:电源外部,电流从正极流向负极;电源内部,电流从负极流向正极。
易|错|提|醒
形成电流的条件:电路中形成持续电流需满足两个条件,一是要有电源提供电压(电压是使电荷发生定向移动形成电流的原因),二是电路必须是闭合回路(若电路断开,电荷无法定向移动,电流消失)。
◇考点 2 电路的组成与连接(核心重点)
1. 电路的基本组成
(1)四大要素:① 电源(提供电能,如干电池、发电机);② 用电器(消耗电能,如灯泡、电阻);③ 开关(控制电路通断);④ 导线(输送电能,连接电路元件);
(2)电路状态:① 通路(电路闭合,有电流通过,用电器工作);② 断路(电路断开,无电流通过,用电器不工作);③ 短路(用导线直接连接电源两极,电流过大,易烧坏电源,是危险电路)。
2. 电路的三种状态
通路
断路或开路
短路
电路图
概念
连通的电路,又叫闭合电路
某处断开的电路,又叫开路
局部短路:电路是接通的,用电器被导线直接连通
特点
电路中有电流,用电器能
正常工作
电路中无电流,用电器
工作
灯泡L1短路,无 电流通过灯泡L1,其无法工作,灯泡L2能工作
3. 串联电路与并联电路(中考识别与连接高频)
对比项
串联电路
并联电路
电路图
连接方式
用电器逐个顺次连接,只有一条电流路径
用电器两端分别连接在一起,有两条或多条电流路径
电流路径
唯一路径,各用电器相互影响
多条路径,各支路用电器互不影响(一条支路断开,其他支路仍工作)
开关作用
控制整个电路(位置不同,作用相同)
干路开关控制整个电路,支路开关控制对应支路
实例
节日小彩灯(串联)
家庭电路中的用电器(灯、插座并联)
3. 电路图画法(中考作图高频)
(1)基本要求:① 元件符号规范(电源、灯泡、开关、电流表等符号准确);② 导线画直线,不交叉;③ 开关闭合,电路无短路;
(2)注意事项:① 串联电路:元件顺次连接,电流路径唯一;② 并联电路:各用电器两端分别接在电源两极上,支路清晰。
◇考点 3 电流
1. 电流的定义与单位
(1)定义:表示电流强弱的物理量,用符号表示;
(2)单位:国际主单位安培(A),常用单位毫安(mA)、微安(μA);
(3)换算关系:,;
(4)常见电流值(中考估测高频):① 家用台灯电流约0.1~0.3A;② 手电筒电流约0.2A;③ 家庭电路中空调电流约5~10A。
2. 电流的测量(电流表)
(1)仪器:电流表(符号:A);
(2)使用规则(中考实验操作高频):
① 串联在被测电路中(不可并联,并联会导致短路,烧坏电流表和电源);
② 正接线柱接电源正极方向,负接线柱接电源负极方向(正负接线柱不能接反,否则指针反向偏转);
③ 选择合适量程(量程过大,测量误差大;量程过小,指针超偏损坏仪器);
(3)量程与分度值:
量程
分度值
读数方法
0~0.6A
0.02A
指针偏转格数×0.02A
0~3A
0.1A
指针偏转格数×0.1A
易|错|提|醒
电流表使用时时,首先要明确所选用的量程,然后根据指针所指的位置,数出指针偏转的小格数,再用小格数乘以该量程对应的分度值,即可得到所测量的电流值。在实际测量中,应根据电路中可能出现的最大电流合理选择量程,若无法预估电流大小,可先选用较大量程进行试触,观察指针偏转情况后再确定合适的量程,以确保测量的准确性和保护电流表。
◇考点 4 串并联电路中电流的规律
1. 串联电路电流规律
(1)规律:串联电路中各处的电流都相等();
(2)理解:电流路径唯一,无分支,通过各用电器的电荷多少相同,电流强弱不变;
(3)实例:串联的两个灯泡,通过它们的电流大小相等。
2. 并联电路电流规律
(1)规律:并联电路中干路电流等于各支路电流之和();
(2)理解:电流有分支,干路电流是各支路电流的总和,各支路电流大小与支路电阻有关(电阻越小,电流越大);
(3)实例:家庭电路中,同时打开灯和空调,干路电流等于灯的电流与空调的电流之和。
3. 规律应用注意事项
(1)串联电路:若一个用电器断路,整个电路无电流;若一个用电器短路,其他用电器电流变大;
(2)并联电路:若一条支路断路,其他支路电流不变,干路电流减小;若一条支路短路,整个电路短路,电源易烧坏。
易|错|提|醒
(1)公式适用条件:串并联电路电流规律仅适用于纯电阻电路(如灯泡、电阻等将电能全部转化为内能的电路),对于含电动机等非纯电阻元件的电路,需结合能量转化分析,不能直接套用规律公式。
(2)多支路并联电流计算:当并联电路中有三条及以上支路时,干路电流等于所有支路电流的代数和,计算时需逐一列出各支路电流,避免遗漏某一支路电流导致结果错误。
(3)实际电路动态分析:电路中滑动变阻器滑片移动、开关通断等情况会改变电路结构或电阻大小,应用规律时需先判断电路连接方式是否变化,再结合欧姆定律分析电流变化,不能机械套用静态规律。
(4)电流表测量对象判断:若电流表与用电器串联,则测量该用电器的电流;若与多个用电器串联,则测量串联电路总电流;若在并联电路干路,则测量干路总电流,在支路则测量对应支路电流,判断时需先明确电流路径,避免因电路复杂而误判测量对象。
◇考点 5 电路故障分析(实际应用)
1. 常见故障类型
(1)断路:电路某处断开(如灯丝断了、导线接触不良、开关断开),现象:电路中无电流,用电器不工作,电流表无示数;
(2)短路:用导线直接连接用电器两端或电源两极(如灯泡短路),现象:① 用电器短路:该用电器不工作,其他用电器工作,电流表示数变大;② 电源短路:所有用电器不工作,电流表可能超偏,电源易烧坏。
2. 故障判断方法(中考高频)
(1)观察现象:① 所有用电器不工作,电流表无示数→断路(电源、开关、干路导线断开);② 部分用电器不工作,其他用电器正常→该支路断路或短路;
(2)电流表判断:① 电流表无示数→断路或电流表本身故障;② 电流表超偏→短路;
(3)替换法:用完好的用电器替换可疑用电器,若恢复正常,则原用电器故障。
易|错|提|醒
1. 电压表检测法(针对含电压表的电路):① 将电压表并联在可疑元件两端,若电压表有示数(接近电源电压),说明该元件断路(电压表与电源形成通路);② 若电压表无示数,可能是该元件短路或电路其他部分断路;
2. 导线检测法(仅限简单电路,中考谨慎使用):用导线并联在可疑元件两端,若电路恢复通路(用电器工作、电流表有示数),说明该元件断路(导线将断路部分接通);若电路无变化,则故障在其他位置。
1.我国春节期间有“二十三,糖瓜粘;二十四,扫房子”的习俗。小媛在扫房子时,发现用干绸布擦拭镜子后,镜面上吸附了一些灰尘。对此现象,下列说法正确的是( )
A.干绸布擦拭镜子过程中创造了电荷
B.干绸布若带正电,则镜面一定得到了电子
C.镜面与干绸布摩擦带了等量同种电荷
D.镜面能吸附灰尘是因为异种电荷互相吸引
2.四个轻质小球用绝缘细绳悬挂,相互作用情况如图所示,c球带正电,则下列说法正确的是:( )
A.a球一定带负电,b球一定带正电
B.a球一定带负电,d球可能不带电
C.b球一定带正电,d球可能不带电
D.b球一定带正电,d球一定带负电
3.如图所示的电路,闭合开关后小灯泡和都发光,下列说法正确的是( )
A.若小灯泡比亮一些,是因为通过的电流大于通过的电流
B.用一根导线接在小灯泡两端,熄灭,亮度不变
C.用一根导线接在A、B两点,会损坏电池
D.过了一会,两个灯泡都熄灭了,可能是因为短路
4.如图是新一代代步工具电动独轮车,当电源开关S1闭合时指示灯L亮起,独轮车处于待机状态,再当人站在独轮车上时开关S2自动闭合,电动机M才能启动,开始运动。图所示电路设计符合上述要求的是( )
A. B. C. D.
5.如图所示电路图,闭合开关S1、S2后,两灯均发光,两个电流表(实验室学生用)的指针在同一位置,下列说法正确的是( )
A.两个电流表的示数相等 B.电流表A1测的是通过灯L1的电流
C.灯L1与L2的电阻之比为1:4 D.灯L1与L2两端的电压之比为4:1
6.如图甲所示,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,乙图为电流表指针的位置,如果电流表读数是,则下列说法正确的是( )
A.电流表测灯泡的电流 B.灯泡和为串联
C.通过灯的电流为 D.通过灯泡的电流为的5倍
7.金陵金箔是国家级非物质文化遗产,金箔轻薄柔软,不能用手直接拿取。正确的拿取方式为工匠手持羽毛打扫纸垫,再将羽毛靠近工作台上的金箔,即可吸起金箔。羽毛与纸垫摩擦后,由于失去电子而带 (选填“正电”或“负电”)。羽毛吸住金箔,利用了带电体具有 的性质。如果用带电塑料棒接触验电器金属小球(如下图所示),验电器的金属箔片张开,其工作原理是 。
8.如图所示是加油站里常见的“静电释放器”(与大地相连),司机或工作人员提起油枪加油前,必须用手触摸“静电释放器”来清除身体上的静电。若人体带负电,用手触摸“静电释放器”进行“除电”时,电流的方向是从 (选填“人体到静电释放器”或“静电释放器到人体”)。金属之所以能导电,靠的是 。
9.如图,这是在一次实验时某同学连接的一个电路,当闭合开关后发现两灯泡都不亮,检查发现电路出现了 (断路/短路)。解决方法有二种:一可以去掉 导线,将电路改成了串联电路;二可以去掉FG导线,再连接 导线,将电路改成并联电路。
10.如图所示,长度相同,横截面积不同的同种材料制成的金属棒AB和BC串联在一起。若通过AB的电流为IAB,通过BC的电流为IBC,则IAB IBC,导体AB和BC两端的电压分别为UAB和UBC,则UAB UBC,(以上两空均选填“>”“<”或“=”)。如果AB的电阻是BC的三倍,那么= 。
11.如图所示的电路中,电源电压恒定,定值电阻、的阻值分别为、。只闭合开关S时,电流表示数为1A;若同时闭合开关S、,电流表示数为 A。
◇实验 1 探究串并联电路中电流的规律
提出问题
串联电路中各处的电流有什么关系?并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系?
猜想与假设
猜想1:串联电路中各处的电流相等;猜想2:并联电路中干路电流等于各支路电流之和
设计并
进行实验
1. 串联电路实验:
① 按电路图连接电路(电源、开关、两个不同规格灯泡、电流表);
② 用电流表分别测出A、B、C三点的电流(A在L₁左侧,B在L₁与L₂之间,C在L₂右侧);
③ 更换不同规格灯泡,重复实验2-3次,记录数据。
2. 并联电路实验:
① 按电路图连接电路(电源、开关、两个不同规格灯泡并联、电流表);
② 用电流表分别测出干路电流I、支路L₁电流I₁、支路L₂电流I₂;
③ 更换不同规格灯泡,重复实验2-3次,记录数据。
分析
与论证
1. 串联电路:多次实验数据表明,串联电路中各处电流相等;
2. 并联电路:多次实验数据表明,并联电路干路电流等于各支路电流之和。
交流与评估
1. 实验中选择不同规格灯泡,是为了避免偶然性,得出普遍规律;
2. 连接电路时,开关应断开,电流表需串联且正负接线柱正确;
3. 若串联电路中电流不相等,可能是电流表量程选择不当或电路接触不良;
4. 实验误差主要来自电流表读数和导线电阻,可通过多次测量减小误差。
1. 小明在“探究串、并联电路中电流的规律”实验中:
(1)连接电路时,开关应处于 状态;选择电流表的量程时,在不能估计电流大小的情况下应先试触电流表的较 量程;
(2)小明连接了如图甲所示电路探究串联电路的电流规律。试触开关S,他观察到电流表的指针 (选填“偏转”或“不偏转”),灯泡 会发光;
(3)检查电路后,他在原电路中撤除一根导线就排除了故障。请你在图甲中需要撤除的导线上画“×” ;
(4)排除故障后闭合开关S,电流表的示数如图乙所示为 A;
(5)小明又设计了图丙所示的电路图,继续探究并联电路的电流规律,电源电压满足实验要求。他设计的实验步骤是:①断开开关S1、闭合开关S2,测出通过灯L1的电流I1;②不改变电路的连接,断开开关S2,只闭合开关S1,测出通过灯L2的电流I2;③撤去电流表两端的导线并将电流表串联在干路上测量出总电流I;④换上两个规格不同的灯泡再次测量各点电流;⑤最后比较I和(I1+I2)的大小。请你评估:小明的实验方案是 (选填“可行”或“不可行”)的,理由是 。
◇突破 1 电荷的理解与判断
典例1(2025·江苏淮安·中考真题)用丝绸摩擦有机玻璃棒,用毛皮摩擦橡胶棒,使有机玻璃棒和橡胶棒带电。探究带电体间相互作用的实验现象,如图甲、乙、丙所示。
(1)摩擦起电是将 由一个物体转移到另一个物体。
(2)图甲或图乙中的实验现象表明 。
(3)小明用一根和干抹布摩擦过的塑料吸管靠近悬挂着的有机玻璃棒,出现排斥现象,则可以推测该吸管靠近悬挂着的橡胶棒时,出现 现象。
变式1-1(2025·陕西西安·三模)摩擦起电的实质是不同原子的 对核外电子的束缚能力强弱不同。如图是“静电章鱼”实验,用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管。然后把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面,此时塑料丝可以静止在空中,形状像章鱼。塑料管经毛皮摩擦后带 电;塑料丝呈章鱼状是因为 。
变式1-2(2025·云南西双版纳·一模)甲、乙两个轻质小球,甲球带正电,现将甲球与乙球靠近,它们相互作用的情况如图所示,由此可判断乙球 。给电动汽车充电时,电动汽车的电池相当于简单电路中的 。
◇突破 2 电路的识别与连接
典例2(2025·山东滨州·中考真题)某小区安装了智能门禁系统,居民刷卡(S1闭合)或人脸识别(S2闭合)成功时,指示灯亮、电动机工作,控制门打开,即可安全通过。下列关于该系统的简化电路设计合理的是( )
A. B.
C. D.
变式2-1为了提高旅客的乘车通行效率,某火车站实施“验检合一”,乘客通过检票处“一道闸”,只有当身份信息和人脸信息都符合时(相当于闭合开关),电动机转动,打开闸门,下列电路设计符合上述要求的是( )
A.B. C. D.
变式2-2(2025·安徽淮北·三模)在合肥市某条道路一侧指定的区域内整齐地停着一排共享电动单车。为了引导市民文明安全骑行、规范佩戴电动单车头盔,科技人员研发了三道开关。使用时先用手机扫描二维码解锁(相当于开关闭合),然后才能取下头盔(相当于开关闭合),最后转动右手把手(相当于开关闭合)使共享电动单车开动。下列电路设计中,符合上述要求的是( )
A.B.C. D.
◇突破 3 电流表的使用与读数
典例3(多选)(2025·山东烟台·中考真题)如图所示,闭合开关,两个小灯泡L1和L2均能发光。下列关于该电路的分析正确的是( )
A.若甲为电流表,则两灯一定并联 B.若乙为电流表,则乙测L1的电流
C.若丙为电流表,则丙测L1的电流 D.若甲为电流表,则乙可能为电压表
变式3-1(2025·陕西咸阳·一模)如图所示是一个包含多个开关与电流表的简单电路实物图,电源电压保持不变。下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S1,电流表测量通过L1和L2的电流,L1和L2都发光
B.只闭合开关S2,电流表无示数,L1发光,L2被短路不发光
C.同时闭合开关S1和S2,电流表测量通过L2的电流,L1发光,L2不发光
D.若L1灯丝烧断,同时闭合S1和S2,电流表有示数,L2能发光
变式3-2(2025·陕西咸阳·二模)如图,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。下列分析正确的是( )
A.小灯泡L1和L2并联,且开关S2只控制L2
B.若电压表发生断路,则两灯泡将全部熄灭
C.若只断开S1,小灯泡L1熄灭,L2正常发光
D.若只有小灯泡L1突然熄灭,一定是电流表发生断路
◇突破 4 串并联电路电流的计算
典例4(2025·四川凉山·中考真题)在如图甲所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则电源电压为 V,定值电阻R2的阻值为 Ω。
变式4-1(2025·安徽·模拟预测)如图所示的电路,电源电压恒定,闭合开关,两电流表指针均指在图乙所示的位置,电阻,则电阻 Ω。
变式4-2(2025·江西上饶·模拟预测)如图所示电路,两电流表规格相同,均有和两个量程。闭合开关后,各元件工作正常,两电流表指针偏转角度相同,则电流表与电流表的示数之比为 ,电阻与电阻的阻值之比为 。
◇突破 5 电路故障分析与判断
典例5(2025·山东泰安·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,只有一个电表指针发生偏转。已知电路故障只发生在灯泡L或电阻R上,其它元件均完好。下列对电路故障的分析正确的是( )
A.可能是电阻R断路 B.可能是灯泡L短路
C.一定是电阻R短路 D.一定是灯泡L断路
变式5-1(2025·安徽亳州·模拟预测)如图所示电路,闭合开关S后,整个电路正常工作。突然两盏灯都熄灭,一个电表示数变大,另一个电表示数变小,则该电路可能发生的故障为( )
A.L1断路 B.L2断路 C.L1短路 D.L2短路
变式5-2(2025·江苏镇江·二模)如图电路,闭合开关和均发光,一段时间后两灯突然熄灭;若接1时电压表示数与接2时电压表示数相同,则电路中可能出现的问题是( )
A.短路 B.断路 C.短路 D.断路
◇难点 1 串并联电路的识别与区分
典例6(2025·黑龙江牡丹江·二模)如图所示,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻。若开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表,其示数之比为2:1,则R1、R2电阻之比为 ;若开关S1闭合、S2断开,两表均为电流表,则甲、乙两表的示数之比为 。
变式6-1(2025·安徽淮北·三模)在如图所示的电路中,电源电压恒为3V,开关闭合后,小灯泡、均正常发光,电流表甲的示数为1.1A,电流表乙的示数为0.5A,则小灯泡正常发光时的电阻为 。
变式6-2(2025·山东青岛·二模)小明观察小区“楼道门禁”系统发现:楼道里的照明灯,光线较暗且有声音时才亮(光控开关为S1和声控开关为S2);通过刷脸(相当于开关S3闭合)或输入密码(相当于开关S4闭合)时电动机工作,把门锁打开。给你一个电源、四个开关、一只小灯泡、一个电动机、若干导线,请在方框中画出符合要求的电路图。
◇难点 2 复杂电路的电流路径分析
典例7(2025·天津·模拟预测)如图所示,灯泡、分别标有“2.5V 0.5A”和“3V 0.5A”字样(灯丝电阻不变),,电源电压恒定。
(1)若、、均闭合,刚好正常发光,电流表读数为,求电源电压;
(2)若只闭合,电流表读数为,求。
变式7-1如图电路,电阻R1、R2、R3的阻值分别为R、2R、3R,为二极管(二极管具有单向导电性,只允许电流从其正极向负极通过,不允许电流反方向通过,如同自动开关)。闭合开关S,接入电路的总电阻为 。现将电源正负极对调再接回原位置,则前后两种情况R2消耗的功率之比为 。
变式7-2(2025·四川达州·模拟预测)如图所示,在电路中要使灯L1和L2并联,应闭合开关 。为了防止短路,不能同时闭合开关 。
◇难点 3 电路故障的综合判断
典例8(2025·上海·中考真题)如图所示的电路图,电源电压为且保持不变。现在将M、N端分别与变阻器的a、c端相连,闭合开关,向右移动滑片P时:
(1)若电路无故障,则电压表示数 。
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为零,故障只存在或上;请写出电压表的示数和电流表示数的变化情况以及对应的故障: 。
变式8-1(2025·陕西西安·三模)分析如图所示的实物电路,闭合开关,以下说法错误的是( )
A.电压表测量小灯泡的电压
B.滑片向B端滑动时电压表示数变小,灯泡变暗
C.滑动变阻器和灯泡是并联关系
D.如果电压表示数接近电源电压,电流表示数为零的话,可能是灯丝烧断
变式8-2(2023·湖北武汉·模拟预测)如图所示,是某同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路,所用的电源电压恒为6V,电流表选用0~0.6A量程,滑动变阻器规格为“60Ω,1A”,下表是该同学进行实验时记录的数据。下列说法错误的是( )
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
5
10
15
20
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
A.图中a是电压表,b是电流表
B.如果闭合开关后两表都没有示数,故障可能是电流表断路
C.为使所有电阻都能完成实验,定值电阻两端电压的控制范围为1.5~3V
D.分析表中数据,可初步得出结论:电压一定时,电阻与电流成反比
◇难点 4 电流表量程选择与误差分析
典例9(2025·河南驻马店·三模)如图甲所示电路中,电源电压不变,电阻的阻值为50Ω。闭合开关S,两个电阻均有电流通过,两只电流表指针偏转角度相同,如图乙所示,则电流表的示数为 A,电源电压为 V,此时电阻的电功率为 W。
变式9-1(2025·安徽合肥·模拟预测)如图所示,闭合开关S,两只电流表指针所指的位置相同,已知电阻的阻值为,则电阻的阻值为 。
变式9-2(2025·新疆·三模)在图(a)所示的电路中,电源电压为12V。闭合开关S,电流表A1的示数为0.4A,电流表A的示数如图(b)所示。求:
(1)电阻的阻值;
(2)通过电阻的电流;
(3)整个电路在1min内产生的热量。
1.(2025·湖北·二模)小明同学在进行“探究电流与电压的关系”实验时,连接了如图所示的实物图(电路元件完好)。闭合开关后,下列判断正确的是( )
A.被短接,电流表被烧坏 B.被短接,电压表被烧坏
C.电压表有示数,电流表无示数 D.电压表无示数,电流表有示数
2.科创小组自制了“冰淇淋自动售货机”。该作品可以通过扫码(该开关闭合)或投币(该开关闭合)完成自动出售服务,当光线较暗时,光控开关闭合,还可以提供照明。下列电路设计符合该要求的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025·四川达州·模拟预测)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,两灯中有一灯熄灭,三个电表中有两个电表的示数变小,下列关于电表示数变化及故障分析正确的是( )
A.电流表A1的示数可能不变,灯L1断路
B.电压表V的示数一定不变,灯L2断路
C.电流表A2的示数一定不变,灯L1短路
D.电压表V的示数可能不变,灯L2短路
4.(2025·广东广州·二模)用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触不带电的验电器,的金属箔片张角变大,如图所示。再用棒去同时接触、验电器的金属球,发现的金属箔片张角变小,的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A.A验电器两个金属箔片带异种电荷
B.电子通过C棒从验电器转移到验电器
C.毛皮摩擦橡胶棒的过程中,电子是由橡胶棒转移到毛皮
D.当橡胶棒靠近带负电荷的轻小物体时,会相互吸引
5.(多选)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片由最右端向中点滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表A1示数不变
B.电压表示数变大,电流表A2示数变大
C.电压表示数不变,两个电流表示数的差变大
D.电压表示数不变,电压表与电流表A2示数的比值不变
6.(多选)(2025·湖南长沙·一模)静电复印技术已经逐渐走入人们的生活,如图所示的是利用身边的素材来简单模拟静电复印原理的示意图。用毛皮快速摩擦整张橡胶板,用干燥的手指在橡胶板上写一个“大”字,将橡胶板平放,在上面均匀地撒上一层干木屑,再将橡胶板缓慢竖起,随着橡胶板上干木屑的滑落,一个“大”字就像胶板上显现出来,下列说法中正确的是( )
A.摩擦后橡胶板带上负电
B.通过摩擦创造了电荷
C.因为人体是导体,在橡胶板上写“大”字时能将“大”字部分的电荷导走
D.其他部分的干木屑被吸引是因为同种电荷相互吸引
7.(2025·云南玉溪·一模)如图所示,电源电压保持6V不变,R1=20Ω。只闭合开关S时,电流表的示数为0.2A,则R2= Ω;当断开开关S,闭合S1、S2时,电流表的示数为 A。
8.如图所示,已知R1的阻值是10Ω。当闭合S1、断开S2时,电流表的示数是0.6A;当S1、S2均闭合时,电流表的示数是1A。则电源两端的电压是 V;通过R2的电流是 A;电阻R2阻值是 Ω。
9.如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1=10Ω。只闭合开关S1,电流表A的示数为0.3A;再闭合开关S2,电流表A的示数变化了0.1A。则电源电压为 V;定值电阻R2的阻值为 Ω。闭合开关S1、S2时,通过定值R1、R2的电流之比为 。
10.(2025·广东·二模)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变。当开关S由接a转到接b时,电压表和电流表的示数变化如图乙所示,则电源电压是 V;开关S接到b处时,通过灯的电流是 A,灯两端的电压是 V。
11.(2025·山东济南·三模)传统砂锅炖汤需控制“猛火”与“慢炖”两种模式。小华受此启发,用手动开关S1(总开关)、温控开关S2、防干烧开关S3,加热电阻R1和限流电阻R2(R1、R2阻值不变),设计了电砂锅电路。闭合S1后,电路功能如下表所示。请在答题卡的相应位置画出符合此工作情况的电路图。
温度t/℃
温控开关S2
水量V/L
防干烧开关S3
R1功率P/W
工作模式
<80
闭合
>0.3
闭合
1000
猛火
<80
闭合
≤0.3
断开
1000
猛火
≥80
断开
>0.3
闭合
1000
猛火
≥80
断开
≤0.3
断开
200
慢炖
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专题13 电流和电路
目 录
目标导图
考点深解
考点1 电荷(核心基础) / 考点2 电路的组成与连接(核心重点)
考点3 电流(高频考点) / 考点4 串并联电路的电流规律(核心难点)
考点5 电路故障分析(实际应用)
实验探究
实验1 探究串、并联电路中电流的规律
命题突破
突破1 电荷的理解与判断 / 突破2 电路的识别与连接(核心题型)
突破3 电流表的使用与读数 / 突破4 串并联电路电流计算(核心题型)
突破5 电路故障分析与判断
重难攻坚
难点1 串并联电路的识别与区分 / 难点2 复杂电路的电流路径分析
难点3 电路故障的综合判断 / 难点4 电流表量程选择与误差分析
练测提能
1.主线:电荷的基础认知→电路的组成与连接→电流的核心概念→串并联电路规律→仪器使用→故障分析(从“电的根源”到“电路构建”,再到“规律与实操”);
2.关键线索:电荷的转移形成电流,电路是电流的路径,串并联电路的电流遵循特定规律,电流表是测量电流的核心仪器,电路故障(短路、断路)是中考高频考点,核心围绕“电流的产生、路径、测量与问题排查”展开。
◇考点 1 电荷(核心基础)
1. 电荷的产生与种类
(1)摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电(实质是电荷的转移,不是创造电荷);
(2)电荷种类:正电荷(用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电)、负电荷(用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电);
(3)相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引(中考判断高频)。
2. 验电器(电荷检验仪器)
(1)原理:同种电荷相互排斥;
(2)作用:检验物体是否带电,比较物体带电多少(张角越大,带电越多);
(3)使用:将物体接触验电器金属球,金属箔片张开则物体带电。
3. 电荷的转移与电流的形成
(1)电荷转移:摩擦起电时,电子从一个物体转移到另一个物体(得到电子带负电,失去电子带正电);
(2)电流形成:电荷的定向移动形成电流(正电荷、负电荷定向移动都能形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流方向);
(3)电流方向:电源外部,电流从正极流向负极;电源内部,电流从负极流向正极。
易|错|提|醒
形成电流的条件:电路中形成持续电流需满足两个条件,一是要有电源提供电压(电压是使电荷发生定向移动形成电流的原因),二是电路必须是闭合回路(若电路断开,电荷无法定向移动,电流消失)。
◇考点 2 电路的组成与连接(核心重点)
1. 电路的基本组成
(1)四大要素:① 电源(提供电能,如干电池、发电机);② 用电器(消耗电能,如灯泡、电阻);③ 开关(控制电路通断);④ 导线(输送电能,连接电路元件);
(2)电路状态:① 通路(电路闭合,有电流通过,用电器工作);② 断路(电路断开,无电流通过,用电器不工作);③ 短路(用导线直接连接电源两极,电流过大,易烧坏电源,是危险电路)。
2. 电路的三种状态
通路
断路或开路
短路
电路图
概念
连通的电路,又叫闭合电路
某处断开的电路,又叫开路
局部短路:电路是接通的,用电器被导线直接连通
特点
电路中有电流,用电器能
正常工作
电路中无电流,用电器
工作
灯泡L1短路,无 电流通过灯泡L1,其无法工作,灯泡L2能工作
3. 串联电路与并联电路(中考识别与连接高频)
对比项
串联电路
并联电路
电路图
连接方式
用电器逐个顺次连接,只有一条电流路径
用电器两端分别连接在一起,有两条或多条电流路径
电流路径
唯一路径,各用电器相互影响
多条路径,各支路用电器互不影响(一条支路断开,其他支路仍工作)
开关作用
控制整个电路(位置不同,作用相同)
干路开关控制整个电路,支路开关控制对应支路
实例
节日小彩灯(串联)
家庭电路中的用电器(灯、插座并联)
3. 电路图画法(中考作图高频)
(1)基本要求:① 元件符号规范(电源、灯泡、开关、电流表等符号准确);② 导线画直线,不交叉;③ 开关闭合,电路无短路;
(2)注意事项:① 串联电路:元件顺次连接,电流路径唯一;② 并联电路:各用电器两端分别接在电源两极上,支路清晰。
◇考点 3 电流
1. 电流的定义与单位
(1)定义:表示电流强弱的物理量,用符号表示;
(2)单位:国际主单位安培(A),常用单位毫安(mA)、微安(μA);
(3)换算关系:,;
(4)常见电流值(中考估测高频):① 家用台灯电流约0.1~0.3A;② 手电筒电流约0.2A;③ 家庭电路中空调电流约5~10A。
2. 电流的测量(电流表)
(1)仪器:电流表(符号:A);
(2)使用规则(中考实验操作高频):
① 串联在被测电路中(不可并联,并联会导致短路,烧坏电流表和电源);
② 正接线柱接电源正极方向,负接线柱接电源负极方向(正负接线柱不能接反,否则指针反向偏转);
③ 选择合适量程(量程过大,测量误差大;量程过小,指针超偏损坏仪器);
(3)量程与分度值:
量程
分度值
读数方法
0~0.6A
0.02A
指针偏转格数×0.02A
0~3A
0.1A
指针偏转格数×0.1A
易|错|提|醒
电流表使用时时,首先要明确所选用的量程,然后根据指针所指的位置,数出指针偏转的小格数,再用小格数乘以该量程对应的分度值,即可得到所测量的电流值。在实际测量中,应根据电路中可能出现的最大电流合理选择量程,若无法预估电流大小,可先选用较大量程进行试触,观察指针偏转情况后再确定合适的量程,以确保测量的准确性和保护电流表。
◇考点 4 串并联电路中电流的规律
1. 串联电路电流规律
(1)规律:串联电路中各处的电流都相等();
(2)理解:电流路径唯一,无分支,通过各用电器的电荷多少相同,电流强弱不变;
(3)实例:串联的两个灯泡,通过它们的电流大小相等。
2. 并联电路电流规律
(1)规律:并联电路中干路电流等于各支路电流之和();
(2)理解:电流有分支,干路电流是各支路电流的总和,各支路电流大小与支路电阻有关(电阻越小,电流越大);
(3)实例:家庭电路中,同时打开灯和空调,干路电流等于灯的电流与空调的电流之和。
3. 规律应用注意事项
(1)串联电路:若一个用电器断路,整个电路无电流;若一个用电器短路,其他用电器电流变大;
(2)并联电路:若一条支路断路,其他支路电流不变,干路电流减小;若一条支路短路,整个电路短路,电源易烧坏。
易|错|提|醒
(1)公式适用条件:串并联电路电流规律仅适用于纯电阻电路(如灯泡、电阻等将电能全部转化为内能的电路),对于含电动机等非纯电阻元件的电路,需结合能量转化分析,不能直接套用规律公式。
(2)多支路并联电流计算:当并联电路中有三条及以上支路时,干路电流等于所有支路电流的代数和,计算时需逐一列出各支路电流,避免遗漏某一支路电流导致结果错误。
(3)实际电路动态分析:电路中滑动变阻器滑片移动、开关通断等情况会改变电路结构或电阻大小,应用规律时需先判断电路连接方式是否变化,再结合欧姆定律分析电流变化,不能机械套用静态规律。
(4)电流表测量对象判断:若电流表与用电器串联,则测量该用电器的电流;若与多个用电器串联,则测量串联电路总电流;若在并联电路干路,则测量干路总电流,在支路则测量对应支路电流,判断时需先明确电流路径,避免因电路复杂而误判测量对象。
◇考点 5 电路故障分析(实际应用)
1. 常见故障类型
(1)断路:电路某处断开(如灯丝断了、导线接触不良、开关断开),现象:电路中无电流,用电器不工作,电流表无示数;
(2)短路:用导线直接连接用电器两端或电源两极(如灯泡短路),现象:① 用电器短路:该用电器不工作,其他用电器工作,电流表示数变大;② 电源短路:所有用电器不工作,电流表可能超偏,电源易烧坏。
2. 故障判断方法(中考高频)
(1)观察现象:① 所有用电器不工作,电流表无示数→断路(电源、开关、干路导线断开);② 部分用电器不工作,其他用电器正常→该支路断路或短路;
(2)电流表判断:① 电流表无示数→断路或电流表本身故障;② 电流表超偏→短路;
(3)替换法:用完好的用电器替换可疑用电器,若恢复正常,则原用电器故障。
易|错|提|醒
1. 电压表检测法(针对含电压表的电路):① 将电压表并联在可疑元件两端,若电压表有示数(接近电源电压),说明该元件断路(电压表与电源形成通路);② 若电压表无示数,可能是该元件短路或电路其他部分断路;
2. 导线检测法(仅限简单电路,中考谨慎使用):用导线并联在可疑元件两端,若电路恢复通路(用电器工作、电流表有示数),说明该元件断路(导线将断路部分接通);若电路无变化,则故障在其他位置。
1.我国春节期间有“二十三,糖瓜粘;二十四,扫房子”的习俗。小媛在扫房子时,发现用干绸布擦拭镜子后,镜面上吸附了一些灰尘。对此现象,下列说法正确的是( )
A.干绸布擦拭镜子过程中创造了电荷
B.干绸布若带正电,则镜面一定得到了电子
C.镜面与干绸布摩擦带了等量同种电荷
D.镜面能吸附灰尘是因为异种电荷互相吸引
【答案】B
【详解】A.电荷不能凭空产生也不能凭空消失,干绸布擦拭镜子过程中电子发生了转移,故A错误;
B.电子带负电,干绸布若带正电,则干绸布失去电子,镜面得到了电子而带负电,故B正确;
C.镜面与干绸布摩擦,导致镜面和干绸布得失电子从而带上异种电荷,得失电子的数量相等,因此镜面与干绸布摩擦带了等量异种电荷,故C错误;
D.灰尘属于轻小物体,镜面能吸附灰尘是因为带电体可以吸引轻小物体,故D错误。
故选B。
2.四个轻质小球用绝缘细绳悬挂,相互作用情况如图所示,c球带正电,则下列说法正确的是:( )
A.a球一定带负电,b球一定带正电
B.a球一定带负电,d球可能不带电
C.b球一定带正电,d球可能不带电
D.b球一定带正电,d球一定带负电
【答案】C
【详解】根据题目给出的信息,c球带正电,由于b球与c球相互排斥,根据同种电荷相互排斥的规律,b球一定带正电;a球与b球相互吸引,由于异种电荷相互吸引,同时带电体也可以吸引轻小物体,因此推断出a球可能带负电(与b球形成异种电荷吸引),也可能不带电(被b球这个带电体吸引);d球与c球相互吸引,由于c球已经确定带正电,因此d球可能带负电(与b球形成异种电荷吸引),也可能不带电(被b球这个带电体吸引)。
故选C。
3.如图所示的电路,闭合开关后小灯泡和都发光,下列说法正确的是( )
A.若小灯泡比亮一些,是因为通过的电流大于通过的电流
B.用一根导线接在小灯泡两端,熄灭,亮度不变
C.用一根导线接在A、B两点,会损坏电池
D.过了一会,两个灯泡都熄灭了,可能是因为短路
【答案】C
【详解】A.由图知,两灯泡串联,串联电路中电流处处相等,闭合开关后,通过的电流等于通过的电流,小灯泡比亮一些,是因为的实际功率较大,故A错误;
B.用一根导线接在小灯泡两端,被短路,会熄灭,电路电阻变小,电流变大,实际功率变大,因此变亮,故B错误;
C.闭合开关,若把一根导线接在A、B的两点,电源被短路,会损坏电池,故C正确;
D.开关闭合后,过了一会两灯突然都熄灭,电路断路,不可能是短路,如是短路,则会亮,故D错误。
故选C。
4.如图是新一代代步工具电动独轮车,当电源开关S1闭合时指示灯L亮起,独轮车处于待机状态,再当人站在独轮车上时开关S2自动闭合,电动机M才能启动,开始运动。图所示电路设计符合上述要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.经分析可知,电动机和指示灯并联,且开关S1位于干路,开关S2位于电动机支路。由电路图可知,指示灯和电动机串联,只有两开关均闭合时,指示灯才亮,否则不亮,故A不符合题意;
B.由电路图可知,指示灯和电动机并联,S1控制干路,S2控制电动机,故B符合题意;
C.由电路图可知,指示灯和电动机并联,S2控制指示灯,S1控制电动机,故C不符合题意;
D.由电路图可知,开关S1闭合后,会造成电源短路,故D不符合题意。
故选B。
5.如图所示电路图,闭合开关S1、S2后,两灯均发光,两个电流表(实验室学生用)的指针在同一位置,下列说法正确的是( )
A.两个电流表的示数相等 B.电流表A1测的是通过灯L1的电流
C.灯L1与L2的电阻之比为1:4 D.灯L1与L2两端的电压之比为4:1
【答案】C
【详解】AB.由电路图可知,闭合开关S1和S2后,两灯并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路的电流,由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以A1的示数大于A2的示数,故AB错误;
CD.实验室学生用电流表,有0~3A和0~0.6A两个量程,两个电流表的指针在同一位置,且A1的示数大于A2的示数,所以A1使用的是0~3A量程,A2使用的是0~0.6A量程,则A1的示数是A2示数的5倍,所以通过L1的电流I1是通过L2电流I2的4倍,即,并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等,根据并联分流原理可知,故C正确,D错误。
故选C。
6.如图甲所示,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,乙图为电流表指针的位置,如果电流表读数是,则下列说法正确的是( )
A.电流表测灯泡的电流 B.灯泡和为串联
C.通过灯的电流为 D.通过灯泡的电流为的5倍
【答案】C
【详解】分析电路图甲可得与并联,测的电流(),测干路电流。
A.测的是的电流,不是的,故A错误;
B.电路是并联(、两端分别接电源两极),不是串联,故B错误;
C.测干路电流,指针位置对应量程为0~3A(干路电流大于支路电流0.3A),示数为1.5A。通过的电流
故C正确;
D.,,是的4倍,不是5倍,故D错误。
故选C。
7.金陵金箔是国家级非物质文化遗产,金箔轻薄柔软,不能用手直接拿取。正确的拿取方式为工匠手持羽毛打扫纸垫,再将羽毛靠近工作台上的金箔,即可吸起金箔。羽毛与纸垫摩擦后,由于失去电子而带 (选填“正电”或“负电”)。羽毛吸住金箔,利用了带电体具有 的性质。如果用带电塑料棒接触验电器金属小球(如下图所示),验电器的金属箔片张开,其工作原理是 。
【答案】 正电 吸引轻小物体 同种电荷相互排斥
【详解】[1]电子带负电,羽毛与纸垫摩擦后,失去带负电的电子后会带正电。
[2]金箔轻薄柔软,带电的羽毛可以吸住金箔说明带电体具有可以吸引轻小物体的性质。
[3]当用带电塑料棒接触验电器金属小球时,验电器的金属箔片会带上电荷,由于同种电荷相互排斥导致金属箔片张开。
8.如图所示是加油站里常见的“静电释放器”(与大地相连),司机或工作人员提起油枪加油前,必须用手触摸“静电释放器”来清除身体上的静电。若人体带负电,用手触摸“静电释放器”进行“除电”时,电流的方向是从 (选填“人体到静电释放器”或“静电释放器到人体”)。金属之所以能导电,靠的是 。
【答案】 静电释放器到人体 自由电子
【详解】[1]电流的方向是正电荷定向移动的方向,带有负电荷的人用手接触静电释放器时,电子(负电荷)定向移动的方向是由人体流向静电释放器,则电流方向是从静电释放器到人体。
[2]金属能导电是其内部有大量移动的电荷,即自由电子,因此金属能导电靠的是自由电子。
9.如图,这是在一次实验时某同学连接的一个电路,当闭合开关后发现两灯泡都不亮,检查发现电路出现了 (断路/短路)。解决方法有二种:一可以去掉 导线,将电路改成了串联电路;二可以去掉FG导线,再连接 导线,将电路改成并联电路。
【答案】 短路 AF GE
【详解】[1]闭合开关后两灯泡都不亮,观察电路可知,电流从电源正极流出,经导线直接回到电源负极,造成电源短路,所以电路出现了短路。
[2]要组成串联电路,电流从电源的正极流出依次连接开关、EF间的灯泡、CD间的灯泡,回到电源的负极,此时电流不经过导线AF,说明AF导线多余,去掉即可。
[3]要构成并联电路,电流从电源的正极流出经过开关后,分别连接EF间的灯泡和CD间的灯泡,若电流从F位置分线会出现电源短路,所以在E位置分线满足并联电路,所以需要去掉FG导线,再连接GE导线。
10.如图所示,长度相同,横截面积不同的同种材料制成的金属棒AB和BC串联在一起。若通过AB的电流为IAB,通过BC的电流为IBC,则IAB IBC,导体AB和BC两端的电压分别为UAB和UBC,则UAB UBC,(以上两空均选填“>”“<”或“=”)。如果AB的电阻是BC的三倍,那么= 。
【答案】 = > 3:4
【详解】[1]金属棒AB和BC串联,串联电路中电流处处相等,故IAB=IBC。
[2]同种材料长度相同的金属棒AB的横截面积小于金属棒BC,则AB段的阻值大于BC段的阻值,根据欧姆定律的变形式可知,通过两端的电流相同时,AB段的电压大于BC段的电压,即UAB>UBC。
[3]如果AB的电阻是BC的三倍,若BC的阻值为R,AB的电阻为3R,根据电阻的串联知识可知,AC段的阻值为4R。则根据可知,导体两端的电压,即电流相同时,导体两端的电压和导体的阻值成正比,故
11.如图所示的电路中,电源电压恒定,定值电阻、的阻值分别为、。只闭合开关S时,电流表示数为1A;若同时闭合开关S、,电流表示数为 A。
【答案】1.5
【详解】由电路图可知,只闭合开关S时,电路为只有的简单电路,电流表测通过的电流,由可知,电源电压
同时闭合开关S、时,与并联,
通过的电流
电流表测干路电流
◇实验 1 探究串并联电路中电流的规律
提出问题
串联电路中各处的电流有什么关系?并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系?
猜想与假设
猜想1:串联电路中各处的电流相等;猜想2:并联电路中干路电流等于各支路电流之和
设计并
进行实验
1. 串联电路实验:
① 按电路图连接电路(电源、开关、两个不同规格灯泡、电流表);
② 用电流表分别测出A、B、C三点的电流(A在L₁左侧,B在L₁与L₂之间,C在L₂右侧);
③ 更换不同规格灯泡,重复实验2-3次,记录数据。
2. 并联电路实验:
① 按电路图连接电路(电源、开关、两个不同规格灯泡并联、电流表);
② 用电流表分别测出干路电流I、支路L₁电流I₁、支路L₂电流I₂;
③ 更换不同规格灯泡,重复实验2-3次,记录数据。
分析
与论证
1. 串联电路:多次实验数据表明,串联电路中各处电流相等;
2. 并联电路:多次实验数据表明,并联电路干路电流等于各支路电流之和。
交流与评估
1. 实验中选择不同规格灯泡,是为了避免偶然性,得出普遍规律;
2. 连接电路时,开关应断开,电流表需串联且正负接线柱正确;
3. 若串联电路中电流不相等,可能是电流表量程选择不当或电路接触不良;
4. 实验误差主要来自电流表读数和导线电阻,可通过多次测量减小误差。
1. 小明在“探究串、并联电路中电流的规律”实验中:
(1)连接电路时,开关应处于 状态;选择电流表的量程时,在不能估计电流大小的情况下应先试触电流表的较 量程;
(2)小明连接了如图甲所示电路探究串联电路的电流规律。试触开关S,他观察到电流表的指针 (选填“偏转”或“不偏转”),灯泡 会发光;
(3)检查电路后,他在原电路中撤除一根导线就排除了故障。请你在图甲中需要撤除的导线上画“×” ;
(4)排除故障后闭合开关S,电流表的示数如图乙所示为 A;
(5)小明又设计了图丙所示的电路图,继续探究并联电路的电流规律,电源电压满足实验要求。他设计的实验步骤是:①断开开关S1、闭合开关S2,测出通过灯L1的电流I1;②不改变电路的连接,断开开关S2,只闭合开关S1,测出通过灯L2的电流I2;③撤去电流表两端的导线并将电流表串联在干路上测量出总电流I;④换上两个规格不同的灯泡再次测量各点电流;⑤最后比较I和(I1+I2)的大小。请你评估:小明的实验方案是 (选填“可行”或“不可行”)的,理由是 。
【答案】(1) 断开 大 (2) 不偏转 L2
(3)
(4)0.24
(5) 不可行 测灯L2的电流时电流表的+、-接线柱接反了
【详解】(1)[1]为了保证电路安全,连接电路时,应该使开关处于断开状态。
[2]为了避免电流太大烧坏电流表,选择电流表的量程时,在不能估计电流大小的情况下应先试触电流表的较大量程。
(2)[1][2]闭合开关后,灯泡L1和电流表被短路,所以电流表的指针不偏转,灯泡L2会发光。
(3)将短接灯泡和电流表的导线取下即可排除故障,如图所示:
(4)由图可知,电流表所接量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其读数为0.24A。
(5)[1][2断开开关S1、闭合开关S2时,电流从电流表的正接线柱流入,但是当断开开关S2,只闭合开关S1时,电流会从电流表的负接线柱流入,因此电流表的指针会反偏,无法测出电流大小,故小明的方案不可行。
◇突破 1 电荷的理解与判断
典例1(2025·江苏淮安·中考真题)用丝绸摩擦有机玻璃棒,用毛皮摩擦橡胶棒,使有机玻璃棒和橡胶棒带电。探究带电体间相互作用的实验现象,如图甲、乙、丙所示。
(1)摩擦起电是将 由一个物体转移到另一个物体。
(2)图甲或图乙中的实验现象表明 。
(3)小明用一根和干抹布摩擦过的塑料吸管靠近悬挂着的有机玻璃棒,出现排斥现象,则可以推测该吸管靠近悬挂着的橡胶棒时,出现 现象。
【答案】(1)电子
(2)同种电荷相互排斥
(3)吸引
【详解】(1)摩擦起电的实质是电子的转移,得到电子的一方带负电,失去电子的一方带正电。
(2)用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,从图甲和图乙可以看出,他们都是带了同种电荷而相互排斥,所以可以得出结论:同种电荷相互排斥。
(3)用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,塑料吸管跟它相互排斥,由同种电荷相互排斥知,塑料吸管带正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,因为异种电荷相互吸引,所以当带正电的塑料吸管靠近带负电的橡胶棒时,它们会相互吸引。
变式1-1(2025·陕西西安·三模)摩擦起电的实质是不同原子的 对核外电子的束缚能力强弱不同。如图是“静电章鱼”实验,用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管。然后把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面,此时塑料丝可以静止在空中,形状像章鱼。塑料管经毛皮摩擦后带 电;塑料丝呈章鱼状是因为 。
【答案】 原子核 负 同种电荷相互排斥
【详解】[1]摩擦起电的实质是电子的转移,由于不同物质的原子核对核外电子的束缚能力强弱不同,束缚能力越弱越容易失去电子。
[2][3]由题可知,毛皮比塑料易失去电子,所以用毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,毛皮失去电子带正电,塑料丝和塑料管得到电子带负电;塑料丝因带同种电荷相互排斥呈章鱼状。
变式1-2(2025·云南西双版纳·一模)甲、乙两个轻质小球,甲球带正电,现将甲球与乙球靠近,它们相互作用的情况如图所示,由此可判断乙球 。给电动汽车充电时,电动汽车的电池相当于简单电路中的 。
【答案】 不带电或带负电 用电器
【详解】[1]由图可知,甲乙小球相互吸引,由于异种电荷相互吸引及带电体可以吸引轻小的不带电物体,可以判断乙球带负电或不带电。
[2]电动汽车充电时,电池接收电能并转化为化学能储存,此时消耗电能,相当于简单电路中的用电器。
◇突破 2 电路的识别与连接
典例2(2025·山东滨州·中考真题)某小区安装了智能门禁系统,居民刷卡(S1闭合)或人脸识别(S2闭合)成功时,指示灯亮、电动机工作,控制门打开,即可安全通过。下列关于该系统的简化电路设计合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由题知,刷卡识别、人脸识别,只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合从而使电动机和指示灯启动工作,所以两个开关应并联后再与电动机(灯泡)连接在电源上;灯泡与电动机能独立工作,是并联的;故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
变式2-1为了提高旅客的乘车通行效率,某火车站实施“验检合一”,乘客通过检票处“一道闸”,只有当身份信息和人脸信息都符合时(相当于闭合开关),电动机转动,打开闸门,下列电路设计符合上述要求的是( )
A.B. C. D.
【答案】D
【详解】根据题意可知,只有两个开关都闭合的情况下,电动机才工作,这说明两个开关相互影响,必须串联,所以两个开关要先串联,然后与电动机串联。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
变式2-2(2025·安徽淮北·三模)在合肥市某条道路一侧指定的区域内整齐地停着一排共享电动单车。为了引导市民文明安全骑行、规范佩戴电动单车头盔,科技人员研发了三道开关。使用时先用手机扫描二维码解锁(相当于开关闭合),然后才能取下头盔(相当于开关闭合),最后转动右手把手(相当于开关闭合)使共享电动单车开动。下列电路设计中,符合上述要求的是( )
A.B.C. D.
【答案】A
【详解】根据题意,开关S1、S2、S3需要依次闭合才能让电动机工作,说明三个开关是串联的关系,只有当三个开关都闭合时,电路才会导通,电动机才能工作。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
◇突破 3 电流表的使用与读数
典例3(多选)(2025·山东烟台·中考真题)如图所示,闭合开关,两个小灯泡L1和L2均能发光。下列关于该电路的分析正确的是( )
A.若甲为电流表,则两灯一定并联 B.若乙为电流表,则乙测L1的电流
C.若丙为电流表,则丙测L1的电流 D.若甲为电流表,则乙可能为电压表
【答案】AC
【详解】电流表在电路中相当于导线,应串联在被测电路中,电压表在电路中相当于断路,应并联在被测电路两端,当两个小灯泡均能发光时,电路处于通路状态,故两只小灯泡只有并联与串联两种连接方式:
当小灯泡串联时:
电路中电流只有一条路径经过灯泡L1和L2,故电流流过途径如图所示:
故甲、乙为电压表,丙为电流表,甲测量L1和L2的总电压,乙测量L2两端的电压,丙测量电路电流,也可以认为是测量通过L1或L2的电流。
当小灯泡并联时:
电路中电流有两条路径,分别经过灯泡L1和L2,故电流流过途径如图所示:
故甲、乙为电流表,丙为电压表,甲与L2串联,测量通过L2的电流,乙接在干路上,测量电路总电流,丙接在L2两端,也可以认为是接在电源或L1两端,可以认为是测量L2、 L1或电源两端的电压。
A.当甲为电流表,则两灯一定并联,故A正确;
B.若乙为电流表,乙测干路电流,故B错误;
C.若丙为电流表,两灯一定串联,丙可以测L1的电流,故C正确;
D.若甲为电流表,则乙一定为电流表,故D错误。
故选AC。
变式3-1(2025·陕西咸阳·一模)如图所示是一个包含多个开关与电流表的简单电路实物图,电源电压保持不变。下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S1,电流表测量通过L1和L2的电流,L1和L2都发光
B.只闭合开关S2,电流表无示数,L1发光,L2被短路不发光
C.同时闭合开关S1和S2,电流表测量通过L2的电流,L1发光,L2不发光
D.若L1灯丝烧断,同时闭合S1和S2,电流表有示数,L2能发光
【答案】A
【详解】A.只闭合开关S1,L1和L2串联,两灯都发光,电流表测量电路中的电流,即测量通过L1和L2的电流,故A正确;
B.只闭合开关S2,S1处断开,整个电路断路,灯泡都不亮,电流表无示数,故B错误;
C.同时闭合开关S1和S2,L2被短路,不发光;L1接入电路,发光。电流表测量通过L1的电流,故C错误;
D.若L1灯丝烧断,则整个电路断路,灯泡都不亮,电流表无示数,故D错误。
故选A。
变式3-2(2025·陕西咸阳·二模)如图,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。下列分析正确的是( )
A.小灯泡L1和L2并联,且开关S2只控制L2
B.若电压表发生断路,则两灯泡将全部熄灭
C.若只断开S1,小灯泡L1熄灭,L2正常发光
D.若只有小灯泡L1突然熄灭,一定是电流表发生断路
【答案】C
【详解】AB.由图可知,闭合开关S1、S2,电流一支经S1、L1,另一支经L2、电流表,两支电流汇合后经开关S2回到电源负极,故两灯并联,电流表测量通过L1的电流,S2在干路,控制整个电路,故AB错误;
C.因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,只断开开关S1时,灯L1不能发光,灯L2仍正常发光,故C正确;
D.若只有小灯泡L2突然熄灭,可能是L2发生了断路,或电流表发生断,故D错误。
故选C。
◇突破 4 串并联电路电流的计算
典例4(2025·四川凉山·中考真题)在如图甲所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则电源电压为 V,定值电阻R2的阻值为 Ω。
【答案】 16 80
【详解】[1]据图可知,电路是两电阻并联,电流表A1测R2支路电流,电流表A2测干路电流,闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置,说明电流表A1选用小量程,分度值是0.02A,读数为0.2A;电流表A2选择的是大量程,分度值是0.1A,读数为1A,根据并联电路电流规律可得R1支路电流为
电源电压为
[2]定值电阻R2的阻值为
变式4-1(2025·安徽·模拟预测)如图所示的电路,电源电压恒定,闭合开关,两电流表指针均指在图乙所示的位置,电阻,则电阻 Ω。
【答案】20
【详解】甲图中,两电阻并联,电流表A测干路电流,电流表A1测通过R1的电流,根据并联电路电流的规律,干路电流大于支路电流,故电流表A选用大量程,分度值为0.1A,示数为,电流表A1选用小量程,分度值为0.02A,示数为,通过R2的电流
由可得,电源电压
R1的电阻
变式4-2(2025·江西上饶·模拟预测)如图所示电路,两电流表规格相同,均有和两个量程。闭合开关后,各元件工作正常,两电流表指针偏转角度相同,则电流表与电流表的示数之比为 ,电阻与电阻的阻值之比为 。
【答案】 5:1 1:4
【详解】[1]由图可知,闭合开关后,与并联,电流表测干路中的电流,电流表测通过的电流。两电流表指针偏转角度相同,因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则电流表的示数大于电流表的示数,所以电流表选择的量程为,电流表选择的量程为,则电流表的示数为电流表A2示数的5倍,故电流表与电流表的示数之比为
[2]通过的电流:,根据并联电路的分流关系可得两个电阻阻值之比为:
◇突破 5 电路故障分析与判断
典例5(2025·山东泰安·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,只有一个电表指针发生偏转。已知电路故障只发生在灯泡L或电阻R上,其它元件均完好。下列对电路故障的分析正确的是( )
A.可能是电阻R断路 B.可能是灯泡L短路
C.一定是电阻R短路 D.一定是灯泡L断路
【答案】A
【详解】A.若电阻R断路,整个电路处于断路状态,电流表指针不会发生偏转。此时电压表直接连接在电源两端,能够测量电源电压,因此电压表指针会发生偏转,符合只有一个电表指针偏转的条件,故A正确;
B.若灯泡L短路,电路中只剩下电阻R工作,电流表会显示电路电流,指针发生偏转。同时电压表测量的是电源电压,指针也会偏转,导致两个电表都偏转,不符合题目要求,故B错误;
C.若电阻R短路,电流表会显示电路电流,指针发生偏转。但此时电压表被短路,无法显示读数,指针不偏转。虽然这种情况符合只有一个电表偏转,但故障不一定只是电阻R短路,还有其他可能性,比如电阻R断路也会造成类似现象,因此说一定是电阻R短路并不准确,故C错误;
D.若灯泡L断路,整个电路处于断路状态,电流表没有电流通过,指针不偏转。同时电压表也无法形成闭合回路,指针同样不会偏转,这样两个电表都不偏转,不符合题目条件,故D错误。
故选A。
变式5-1(2025·安徽亳州·模拟预测)如图所示电路,闭合开关S后,整个电路正常工作。突然两盏灯都熄灭,一个电表示数变大,另一个电表示数变小,则该电路可能发生的故障为( )
A.L1断路 B.L2断路 C.L1短路 D.L2短路
【答案】B
【详解】由题图可知,闭合开关S后,、串联,电流表测电路中的电流,电压表测两端电压。
A.若L1断路,由串联电路特点可知,、都熄灭;电流表无示数(变小),电压表无示数(变小),故A不符合题意;
B.若L2断路,则、都熄灭;电流表无示数(变小),电压表有示数(测电源电压,变大),故B符合题意;
C.若L1短路,则熄灭,L2发光;电流表有示数(变大),电压表有示数(测电源电压,变大),故C不符合题意;
D.若L2短路,则熄灭,L1发光;电流表有示数(变大),电压表也被短路,无示数(变小),故D不符合题意。
故选B。
变式5-2(2025·江苏镇江·二模)如图电路,闭合开关和均发光,一段时间后两灯突然熄灭;若接1时电压表示数与接2时电压表示数相同,则电路中可能出现的问题是( )
A.短路 B.断路 C.短路 D.断路
【答案】D
【详解】由电路图可知,闭合开关S1,两灯串联,接1时电压表V测灯两端电压;接2时电压表测电源电压。闭合开关后,小灯泡、均发光;一段时间后,两灯突然同时熄灭,说明电路出现断路现象,两端电压等于电源电压,说明断路,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
◇难点 1 串并联电路的识别与区分
典例6(2025·黑龙江牡丹江·二模)如图所示,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻。若开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表,其示数之比为2:1,则R1、R2电阻之比为 ;若开关S1闭合、S2断开,两表均为电流表,则甲、乙两表的示数之比为 。
【答案】
【详解】[1]若开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表,两电阻串联,电压表甲测量电源电压U,电压表乙测量电阻R2两端的电压U2,即,根据串联分压规律
由于串联电流处处相等,根据公式可知,R1、R2电阻之比
[2]若开关S1闭合、S2断开,两表均为电流表,两电阻并联,电流表乙测量干路电流I,电流表甲测量通过R2的电流,由于并联电路中R1、R2的电压相等,根据公式可知,R1、R2的电流之比
根据并联分流规律,则甲、乙两表的示数之比为
变式6-1(2025·安徽淮北·三模)在如图所示的电路中,电源电压恒为3V,开关闭合后,小灯泡、均正常发光,电流表甲的示数为1.1A,电流表乙的示数为0.5A,则小灯泡正常发光时的电阻为 。
【答案】5
【详解】由图可知,两灯泡并联,并联时各支路电压等于电源电压。电流表甲测干路总电流,电流表乙测L2支路的电流。 L1支路的电流为
L1正常发光时两端的电压为3V,由欧姆定律得其电阻
变式6-2(2025·山东青岛·二模)小明观察小区“楼道门禁”系统发现:楼道里的照明灯,光线较暗且有声音时才亮(光控开关为S1和声控开关为S2);通过刷脸(相当于开关S3闭合)或输入密码(相当于开关S4闭合)时电动机工作,把门锁打开。给你一个电源、四个开关、一只小灯泡、一个电动机、若干导线,请在方框中画出符合要求的电路图。
【答案】
【详解】根据题意可知:光线较暗且有声音时才亮;光线较亮时,无论发出多大声音,电灯也不会亮,说明两个开关不能独立工作,即两个开关串联,再和灯泡串联;电动机和灯泡能够独立工作,是并联,刷脸或输入密码时电动机都能工作,说明两个开关并联后再和电动机串联,电路图设计如下:
◇难点 2 复杂电路的电流路径分析
典例7(2025·天津·模拟预测)如图所示,灯泡、分别标有“2.5V 0.5A”和“3V 0.5A”字样(灯丝电阻不变),,电源电压恒定。
(1)若、、均闭合,刚好正常发光,电流表读数为,求电源电压;
(2)若只闭合,电流表读数为,求。
【答案】(1)3
(2)2∶1
【详解】(1)当开关S、S1、S2均闭合时,分析电路可知,灯泡L1被开关S1短路,灯泡L2与电阻R并联。电流表测量通过电阻R的电流。因为灯泡L2刚好正常发光,所以其两端的电压等于其额定电压
根据并联电路的电压特点,各支路两端的电压相等且等于电源电压,所以电源电压
(2)根据灯泡的铭牌信息计算出灯泡L1的电阻
当开关S、S1、S2均闭合时,电流表测量通过电阻R的电流I1,R两端的电压等于电源电压U=3V,所以
当只闭合开关S时,分析电路可知,灯泡L1与电阻R串联,电流表测量的是串联电路的电流I2。根据串联电路的电阻特点,电路的总电阻
此时电路中的电流I2为
所以,两次电流表示数之比I1∶I2=0.6A∶0.3A=2∶1
变式7-1如图电路,电阻R1、R2、R3的阻值分别为R、2R、3R,为二极管(二极管具有单向导电性,只允许电流从其正极向负极通过,不允许电流反方向通过,如同自动开关)。闭合开关S,接入电路的总电阻为 。现将电源正负极对调再接回原位置,则前后两种情况R2消耗的功率之比为 。
【答案】 5R 9︰25
【详解】[1]因为二极管具有单向导电性,如图,闭合开关,电流从电源正极出发依次经过开、R3、右下二极管、R2、左上二极管回到电源负极,电路为R2和R3串联,总电阻为
电路中的电流为
[2]将电源正负极对调,电流从电源正极出发,依次经过R1、右上二极管、R2、左下二极管和开关回到电源负极,电路为R2和R1串联,总电阻为
电路中的电流为
前后两种情况R2消耗的功率之比为
变式7-2(2025·四川达州·模拟预测)如图所示,在电路中要使灯L1和L2并联,应闭合开关 。为了防止短路,不能同时闭合开关 。
【答案】 S1、S3 S2、S3
【详解】[1]由电路图知道,要使电灯L1和L2并联,两只灯泡需要独立与电源组成通路,所以应闭合开关S1、S3。
[2]当电源短路时,导线直接接在了电源的两端。为了防止电路出现短路,由图知道,不能同时闭合开关S2、S3。
◇难点 3 电路故障的综合判断
典例8(2025·上海·中考真题)如图所示的电路图,电源电压为且保持不变。现在将M、N端分别与变阻器的a、c端相连,闭合开关,向右移动滑片P时:
(1)若电路无故障,则电压表示数 。
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为零,故障只存在或上;请写出电压表的示数和电流表示数的变化情况以及对应的故障: 。
【答案】(1)变小
(2)若电流表不为零,向右移动滑片P,电流表示数变大,电压表为零,变阻器出现了短路现象;若电压表不为零且接近电源电压,电流表为零,变阻器出现了断路现象;若电流表示数不为零,电压表示数接近电源电压,向右移动滑片P,电流表示数变大,此时电阻短路。
【详解】(1)将M、N端分别与变阻器的a、c端相连,即变阻器的有效电阻为PC部分,闭合开关,向右移动滑片P时,变阻器的有效电阻为PC部分变小,即接入电路中的电阻变小。变阻器与定值电阻串联,串联电阻分压,变阻器阻值越大两端的电压也越大,根据上面判断,电压表测量变阻器两端的电压,由于变阻器电阻变小,故变阻器两端的电压也变小。
(2)若移动滑片P时,若电流表示数不为零,电压表示数为零,说明电路是通路电流不为零,但与电压表并联的变阻器出现了短路现象,即电压表被短路示数为零,向右移动滑片P时,电流表示数变大;若电压表示数不为零接近电源电压,电流表示数为零,说明电压表连接到电源两端的电路是通路,但电流表示数为零则是断路现象,故此是与电压表并联的变阻器出现了断路现象;若电流表示数不为零,电压表示数不为零且接近电源电压,此时电阻短路,向右移动滑片P时,电流表示数变大。
变式8-1(2025·陕西西安·三模)分析如图所示的实物电路,闭合开关,以下说法错误的是( )
A.电压表测量小灯泡的电压
B.滑片向B端滑动时电压表示数变小,灯泡变暗
C.滑动变阻器和灯泡是并联关系
D.如果电压表示数接近电源电压,电流表示数为零的话,可能是灯丝烧断
【答案】C
【详解】A.由图可知,闭合开关后,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测小灯泡的电压,电流表测电路中的电流,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,滑片向B端滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电流变小,小灯泡两端的电压也变小,即电压表示数变小,灯泡变暗,故B正确,不符合题意;
C.由以上分析可知,滑动变阻器和灯泡是串联关系,故C错误,符合题意;
D.如果电流表示数为零,说明电路中可能存在断路故障,而电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源两极是接通的,则由图可知可能是灯丝烧断了,或电流表断路,或开关接触不良,故D正确,不符合题意。
故选C。
变式8-2(2023·湖北武汉·模拟预测)如图所示,是某同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路,所用的电源电压恒为6V,电流表选用0~0.6A量程,滑动变阻器规格为“60Ω,1A”,下表是该同学进行实验时记录的数据。下列说法错误的是( )
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
5
10
15
20
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
A.图中a是电压表,b是电流表
B.如果闭合开关后两表都没有示数,故障可能是电流表断路
C.为使所有电阻都能完成实验,定值电阻两端电压的控制范围为1.5~3V
D.分析表中数据,可初步得出结论:电压一定时,电阻与电流成反比
【答案】D
【详解】A.在探究电流与电阻的关系的实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,所以图中a是电压表,b是电流表,故A正确,不符合题意;
B.闭合开关后,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表无示数,说明电压表未与电源接通,即电路故障可能是电流表断路或滑动变阻器断路,故B正确,不符合题意;
C.由题意可知,电流表选用小量程,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,即电路中最大电流为0.6A,当电路中电流最大,定值电阻阻值最小时,定值电阻两端电压最大,故定值电阻两端最大电压为
UV大=I大R定小=0.6A×5Ω=3V
研究电流与电阻的关系,要控制电压表示数不变,滑动变阻器与定值电阻串联,设电压表示数为UV',根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
U滑=U总-UV'=6V-UV'
根据分压原理有
即
①
因电压表示数UV'为定值,由①式知,方程左边为一定值,故右边也为一定值,故当定值电阻取最大时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,由①式得
解得电压表的示数:UV'=1.5V,即为完成实验,电压表的最小电压为1.5V;故为顺利完成4次实验,定值电阻两端的电压需要控制在1.5~3V范围内,故C正确,不符合题意;
D.由表中数据,电流与电阻之积为一定值,故可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比,故D错误,符合题意。
故选D。
◇难点 4 电流表量程选择与误差分析
典例9(2025·河南驻马店·三模)如图甲所示电路中,电源电压不变,电阻的阻值为50Ω。闭合开关S,两个电阻均有电流通过,两只电流表指针偏转角度相同,如图乙所示,则电流表的示数为 A,电源电压为 V,此时电阻的电功率为 W。
【答案】 0.3 15 18
【详解】[1]由图甲可知,与并联,电流表测支路的电流,电流表测干路电流。因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两只电流表指针偏转角度相同,电流表量程为0~3A,分度值为0.1A;电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A;由图乙知,电流表示数,则电流表示数。
[2]在并联电路中,各支路电压等于电源电压,电源电压
[3]通过R2的电流
的电功率
变式9-1(2025·安徽合肥·模拟预测)如图所示,闭合开关S,两只电流表指针所指的位置相同,已知电阻的阻值为,则电阻的阻值为 。
【答案】40
【详解】由图可知,闭合开关S,电阻与并联,电流表测干路电流,电流表测通过的电流;已知两只电流表指针所指的位置相同,由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以电流表选择的量程是,分度值为0.1A,电流表选择的量程是,分度值为0.02A,则干路电流与通过的电流之比为
根据并联电路的电流规律可得,通过、的电流之比为
根据并联电路的分流关系可得、的阻值之比为
即的阻值为
变式9-2(2025·新疆·三模)在图(a)所示的电路中,电源电压为12V。闭合开关S,电流表A1的示数为0.4A,电流表A的示数如图(b)所示。求:
(1)电阻的阻值;
(2)通过电阻的电流;
(3)整个电路在1min内产生的热量。
【答案】(1)30Ω
(2)0.6A
(3)720J
【详解】(1)电阻的阻值
(2)并联电路中,干路电流大于各支路中的电流,故,电流表A选择的是大量程,读数为1A,则,所以通过的电流
(3)整个电路在1min内产生的热量
1.(2025·湖北·二模)小明同学在进行“探究电流与电压的关系”实验时,连接了如图所示的实物图(电路元件完好)。闭合开关后,下列判断正确的是( )
A.被短接,电流表被烧坏 B.被短接,电压表被烧坏
C.电压表有示数,电流表无示数 D.电压表无示数,电流表有示数
【答案】C
【详解】A.分析电路图可知,电流表与定值电阻并联。由于电流表相当于一根导线,所以定值电阻被短路。但是,电压表被串联在电路中,相当于断路,所以电路中的电流会非常小,接近于零,因此电流表不会被烧坏,故A错误;
B.定值电阻被电流表短路。电压表串联在电路中,其示数等于电源电压,电源为三节蓄电池,电压为6V,而电压表测量范围为0~15V,所以电压表不会被烧坏。故B错误;
CD.由以上分析可知,电压表示数接近电源电压,电流表无示数,故C正确,D错误。
故选C。
2.科创小组自制了“冰淇淋自动售货机”。该作品可以通过扫码(该开关闭合)或投币(该开关闭合)完成自动出售服务,当光线较暗时,光控开关闭合,还可以提供照明。下列电路设计符合该要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由题可知,扫码(该开关闭合)或投币(该开关闭合)时电动机都能工作,说明两个开关并联后与电动机串联,当光线较暗时,光控开关闭合,灯泡可以在电动机工作时不工作也可以工作,即工作互不影响,即灯泡与电动机并联,且有单独的开关控制;
A.由图可知,当扫码开关闭合时电动机工作,当投币开关闭合时灯泡工作,故A不符合题意;
B.由图可知,当扫码开关闭合时,由于光控开关在干路未闭合,电路不通,故B符合题意;
C.由图可知,扫码开关与投币开关串联后与电动机,单独闭合一个开关电动机无法工作,故C不符合题意;
D.由图可知,扫码开关与投币开关并联后与电动机串联,单独闭合一个开关电动机都能工作,当光控开关闭合时灯泡工作,不闭合时,不工作,故D符合题意。
故选D。
3.(2025·四川达州·模拟预测)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,两灯中有一灯熄灭,三个电表中有两个电表的示数变小,下列关于电表示数变化及故障分析正确的是( )
A.电流表A1的示数可能不变,灯L1断路
B.电压表V的示数一定不变,灯L2断路
C.电流表A2的示数一定不变,灯L1短路
D.电压表V的示数可能不变,灯L2短路
【答案】B
【详解】A.据图可知,电路是两灯泡并联,电压表测电源电压,电流表A1测干礼电流,电流表A2测灯泡L2支路电流;若L1断路,L2支路不受影响,电流表A2示数不变,电流表A1示数会减小,因为少了L1的电流,并非 “可能不变”,故A错误;
B.若灯L2断路,电压表仍测电源电压,因此电压表的示数不变,故B正确;
C.若L1短路,会造成电源短路,电流表A2示数为0,故C错误;
D.若L2短路,电压表V会被短路,示数变为0,故D错误。
故选B。
4.(2025·广东广州·二模)用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触不带电的验电器,的金属箔片张角变大,如图所示。再用棒去同时接触、验电器的金属球,发现的金属箔片张角变小,的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A.A验电器两个金属箔片带异种电荷
B.电子通过C棒从验电器转移到验电器
C.毛皮摩擦橡胶棒的过程中,电子是由橡胶棒转移到毛皮
D.当橡胶棒靠近带负电荷的轻小物体时,会相互吸引
【答案】B
【详解】A.验电器的金属箔片张开是因为带同种电荷(同种电荷相互排斥),用带负电的橡胶棒接触A后,A的两个金属箔片会带同种负电荷,并非异种电荷,故A错误;
B.用橡胶棒接触后,A带负电,B不带电;用C棒连接A、B时,电子会从带负电的A转移到不带电的B,导致A的电荷量减少,B获得电子带负电,故B正确;
C.毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒的原子核束缚电子能力更强,电子会从毛皮转移到橡胶棒,使橡胶棒带负电,并非从橡胶棒转移到毛皮,故C错误;
D.橡胶棒带负电,带负电的轻小物体与橡胶棒是同种电荷,同种电荷相互排斥,并非吸引,故D错误。
故选B。
5.(多选)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片由最右端向中点滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表A1示数不变
B.电压表示数变大,电流表A2示数变大
C.电压表示数不变,两个电流表示数的差变大
D.电压表示数不变,电压表与电流表A2示数的比值不变
【答案】AC
【详解】ABC.开关闭合后,定值电阻与变阻器并联,电流表A1测量通过定值电阻的电流,电流表A2测量干路中电流。电压表测量并联电路电压,其示数等于电源电压,在整个过程中示数不变。定值电阻所在支路,两端电压不变,电阻不变,故通过定值电阻的电流不变。变阻器滑片由右向中点滑动时,它连入电路的电阻减小,其两端电压不变,则通过变阻器的电流变大。根据并联电路电流特点可知,干路中电流变大。虽然两个电流表的示数均变大,但二者的差等于定值电阻中的电流,是不变的。故AC正确,B错误;
D.电压表示数与电流表A2示数的比,为电流总电压与总电流的比,等于电路总电阻。因为变阻器连入电路的阻值发生了变化,故电路总电阻是变化的。故D错误。
故选AC。
6.(多选)(2025·湖南长沙·一模)静电复印技术已经逐渐走入人们的生活,如图所示的是利用身边的素材来简单模拟静电复印原理的示意图。用毛皮快速摩擦整张橡胶板,用干燥的手指在橡胶板上写一个“大”字,将橡胶板平放,在上面均匀地撒上一层干木屑,再将橡胶板缓慢竖起,随着橡胶板上干木屑的滑落,一个“大”字就像胶板上显现出来,下列说法中正确的是( )
A.摩擦后橡胶板带上负电
B.通过摩擦创造了电荷
C.因为人体是导体,在橡胶板上写“大”字时能将“大”字部分的电荷导走
D.其他部分的干木屑被吸引是因为同种电荷相互吸引
【答案】AC
【详解】A.摩擦后橡胶板得到了电子,带上负电,故A正确;
B.通过摩擦发生了电荷的转移,并不是创造了电荷,故B错误;
C.人体容易导电,是导体,在橡胶板上写“大”字时,因为人体是导体,能将“大”字部分的电荷导走,故C正确;
D.其他部分的干木屑被吸引是因为其它部分的橡胶板带有电荷,带电体具有吸引轻小物体的性质,吸引木屑不会掉落,故D错误。
故选AC。
7.(2025·云南玉溪·一模)如图所示,电源电压保持6V不变,R1=20Ω。只闭合开关S时,电流表的示数为0.2A,则R2= Ω;当断开开关S,闭合S1、S2时,电流表的示数为 A。
【答案】 10 0.9
【详解】[1]只闭合开关S时,两电阻串联,电流表测量电路电流,电流表的示数为0.2A,根据欧姆定律可知总电阻
则
[2]当断开开关S,闭合S1、S2时,两电阻并联,电流表测量干路电流,电流表的示数为
8.如图所示,已知R1的阻值是10Ω。当闭合S1、断开S2时,电流表的示数是0.6A;当S1、S2均闭合时,电流表的示数是1A。则电源两端的电压是 V;通过R2的电流是 A;电阻R2阻值是 Ω。
【答案】 6 0.4 15
【详解】[1]当闭合S1、断开S2时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由得电源两端的电压
U=I1R1=0.6A×10Ω=6V
[2]当S1、S2均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路电流的规律可得通过R2的电流为
I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A
[3]由欧姆定律得电阻R2阻值为
9.如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1=10Ω。只闭合开关S1,电流表A的示数为0.3A;再闭合开关S2,电流表A的示数变化了0.1A。则电源电压为 V;定值电阻R2的阻值为 Ω。闭合开关S1、S2时,通过定值R1、R2的电流之比为 。
【答案】 3 30 3∶1
【详解】[1]只闭合开关S1时,电路中只有R1一个用电器工作,其电压等于电源电压,为
[2]再闭合开关S2后,有电流通过,且与并联。电流表在干路中,测量干路电流,其示数变化了0.1A,根据并联电路的电流规律可以知道,因为并联了后,干路电流增大了,所以,通过的电流为0.1A,有
[3]两个定值电阻中的电流之比为
10.(2025·广东·二模)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变。当开关S由接a转到接b时,电压表和电流表的示数变化如图乙所示,则电源电压是 V;开关S接到b处时,通过灯的电流是 A,灯两端的电压是 V。
【答案】 6 0.2 4
【详解】[1]当开关S接a时,电路为L1的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,由图乙可知,此时电压表示数为6V,所以电源电压U=6V。
[2]当开关S接b时,两灯泡L1、L2串联,电压表测L1两端的电压,电流表测串联电路的电流。由图乙可知,此时电路中的电流I=0.2A。因为串联电路中各处的电流相等,所以通过灯L1的电流I1=I=0.2A
[3]当开关S接b时,电压表测L1两端的电压,由图乙可知U1=2V。根据串联电路中总电压等于各分电压之和,可得灯L2两端的电压U2=U−U1=6V−2V=4V
11.(2025·山东济南·三模)传统砂锅炖汤需控制“猛火”与“慢炖”两种模式。小华受此启发,用手动开关S1(总开关)、温控开关S2、防干烧开关S3,加热电阻R1和限流电阻R2(R1、R2阻值不变),设计了电砂锅电路。闭合S1后,电路功能如下表所示。请在答题卡的相应位置画出符合此工作情况的电路图。
温度t/℃
温控开关S2
水量V/L
防干烧开关S3
R1功率P/W
工作模式
<80
闭合
>0.3
闭合
1000
猛火
<80
闭合
≤0.3
断开
1000
猛火
≥80
断开
>0.3
闭合
1000
猛火
≥80
断开
≤0.3
断开
200
慢炖
【答案】
【详解】电路中只有两个电阻,而R1的功率可以改变,说明电路中的电流改变,则两个电阻必须串联,猛火时,限流电阻R2被短路,当温控开关S2和防干烧开关S3同时断开时,两个电阻串联,处于慢炖状态,而只有温控开关S2断开时,限流电阻仍是短路,故温控开关S2和防干烧开关S3与限流电阻R2并联,手动开关S1(总开关)接干路,如下图所示:
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