内容正文:
专题14 电路 电流 电压 电阻
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 4
03·考点通关·靶向突破 6
考点1 电现象 6
教材·知识夯基
1.摩擦起电
2.两种电荷
3.验电器
4.导体和绝缘体
中考·考法聚焦
考法1 摩擦起电的实质分析
考法2 电荷间的相互作用规律
考法3 验电器的结构和原理
考法4 判断物体的电性
考点2 电路 9
教材·知识夯基
1.电路的组成
2.电路的三种状态
3.电路图
4.电路的两种连接方式——串联和并联
中考·考法聚焦
考法1 电路的组成部分及其作用
考法2 根据实际情况做电路选择
考法3 电路的状态判断
考法4 根据实物图绘制电路图
考点3 电流 14
教材·知识夯基
1.电流
2.测量电流的仪器——电流表
3.两种电路中的电流规律
中考·考法聚焦
考法1 电流的成因
考法2 电流的方向
考法3 探究电路中的电流特点
考点4 电压 17
教材·知识夯基
1.电压
2.测量电压的仪器——电压表
3.两种电路中的电压规律
中考·考法聚焦
考法1 常见物理量的估测
考法2 判断电压表的测量对象
考法3 利用电表检查电路故障
考点5 电阻 24
教材·知识夯基
1.电阻
2.影响电阻大小的因素
3.滑动变阻器与电阻箱
4.半导体和超导现象
中考·考法聚焦
考法1 电阻的影响因素
考法2 滑动变阻器的接线柱选择
考法3 电阻箱读数
考法4 实验探究——电阻的影响因素
04·素养拓展·思维进阶 25
拓展01 电流的微观定义——电荷的定向移动
拓展02 二极管——具有“单行道”属性的电子元件
05·优题精选·练能提分 28
考点
考查形式
考查内容
考法分析
电现象
☑选择题
☑填空题
摩擦起电(带电体吸引轻小物体)、两种电荷(正/负电荷)、电荷间相互作用(同种相斥,异种相吸)、验电器原理(同种电荷互相排斥)、摩擦起电实质(电子转移)、导体与绝缘体(常见的导体和绝缘体)
1. 摩擦起电现象判断:结合生活实例(头发随气球飘起、静电章鱼实验)判断是否发生了摩擦起电现象。
2. 电荷间相互作用:高频考点。已知带电体之间的吸引/排斥情况,推断物体带电种类(注意:相互吸引可能带异种电荷,也可能一个带电一个不带电)。
3. 验电器使用与分析: 验电器的原理(同种电荷相斥)、验电器张角变化反映电荷量多少。
4. 摩擦起电实质:摩擦起电是电子的转移,不是创造了电荷;得到电子带负电,失去电子带正电。
5. 导体与绝缘体辨析: 判断常见材料(金属、人体、大地、酸碱盐溶液;橡胶、玻璃、塑料、陶瓷)属于导体还是绝缘体。
电路
☑选择题
☑填空题
☑作图题
电路的组成(电源、用电器、开关、导线)、电路的三种状态(通路/开路/短路)、电路图与实物图的转换、串联和并联的特点与识别、串并联电路设计
1.串并联识别与判断: 高频考点。根据用电器的工作特点(是否相互影响、开关位置的作用)判断连接方式。
2.电路状态分析: 识别电源短路(电流不经过用电器直接接电源两极)和局部短路,分析短路造成的后果。
3.电路图与实物图互画:常出现在作图题中,要求根据实物图画出电路图,或根据电路图连接实物图(注意连接的顺序和对应关系)。
4. 电路设计: 生活应用高频考点。根据实际需求(如“声光控灯”“人脸识别+密码开门”等多条件控制)选择符合要求的电路。
电流
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电流的形成(电荷定向移动)、电流方向(正电荷定向移动方向)、电流的单位、电流的测量、串并联电路电流规律(串联处处相等,并联I=I1+I2)
1. 电流方向判断: 在电源外部,电流从正极流向负极;金属导线中自由电子定向移动方向与电流方向相反。
2. 电流表使用与读数: 基础实验考点。考查电流表的使用规则(串联、正进负出、选择合适的量程、不能直接接电源)、量程的选择与读数(分度值0.02A/0.1A)。
3. 电流表连接判断:判断电流表测量的是哪部分电路的电流(分析电流路径)。
4. 探究串并联电路电流规律: 实验高频考点。考查实验操作(连接电路时开关断开、电流表调零)、数据分析(寻找普遍规律需换用不同规格灯泡多次实验)、电路故障分析。
电压
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电压的作用(使自由电荷定向移动形成电流)、电压的单位(伏特V,以及kV、mV换算)、常见电压值、电压表的使用规则、串并联电路电压规律(串联U=U1+U2,并联各支路电压相等)
1. 常见电压值估测:结合生活实际判断常见电压值(一节干电池、家庭电路、人体安全电压)。
2. 电压表使用与读数: 考查电压表的使用规则(并联、正进负出、选择合适的量程、可以直接接电源两极测电源电压)、量程的选择与读数(分度值0.1V/0.5V)。
3. 电压表测量对象判断: 判断电压表测量的是哪部分电路两端的电压(看电压表与谁并联)。
4. 探究串并联电路电压规律: 实验高频考点。考查实验操作(电压表连接)、数据分析(寻找普遍规律需多次实验)、电路故障分析(电压表有示数/无示数对应的故障类型)。
电阻
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电阻的定义(导体对电流的阻碍作用)、单位、影响电阻大小的因素(材料、长度、横截面积、温度)、半导体与超导现象、滑动变阻器的原理与使用(通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻)
1. 影响电阻大小的因素: 基础考点。结合情境判断电阻的变化(如导线对折后电阻变小、均匀拉长后电阻变大)。
2. 滑动变阻器的连接与作用: 高频考点。考查“一上一下”的接法、滑片移动时电阻的变化(滑片远离下接线柱,电阻变大)、闭合开关前滑片要移到阻值最大处(保护电路)。
3. 半导体与超导: 结合科技应用(LED灯、芯片)判断半导体材料的特点(导电性介于导体和绝缘体之间),超导体的应用(零电阻,不能用于电热器)。
4. 实验探究(影响电阻大小的因素): 考查控制变量法(探究长度因素时控制材料和横截面积相同)、转换法(通过电流表示数或灯泡亮度反映电阻大小)。
命题新趋势
1、科技与生活情境深度融合: 试题将广泛联系生活实际(如静电除尘、油罐车拖地铁链、新能源汽车电路)和科技前沿(芯片半导体材料、超导研究),考查学生在真实情境中应用电学知识的能力。
2、实验探究与科学方法并重: 对串并联电路电流、电压规律的考查,从记忆结论转向实验方案设计(如何寻找普遍规律)、数据分析及电路故障分析。对电阻影响因素的实验,重点关注控制变量法和转换法的灵活应用。
3、电路识别与设计综合化: 结合“声光控灯”“人脸识别门禁”等实际需求进行电路设计,考查学生对串并联电路本质的理解和创造性思维。
命题预测
电荷间相互作用是基础:结合轻质小球吸引/排斥现象判断带电情况,是选择题的稳定考点。
电路连接方式判断是核心:根据用电器的工作特点判断串并联,或识别短路状态,预计将继续保持高频考查。
电流表、电压表的使用与读数:在实验题第一问或选择题中出现,是基本得分点,但要注意量程选择和正负接线柱的判断。
串并联电路电流、电压规律的实验探究:依然是实验探究题的热点,重点关注数据分析(寻找普遍规律需要多次实验)和简单的电路故障分析。
滑动变阻器的连接与动态分析:结合滑片移动判断电阻变化,为后续学习欧姆定律打下基础,是选择题和填空题的必考内容。
考点1 电现象
【课标要求】通过实验,了解摩擦起电现象;知道两种电荷及其相互作用;了解验电器的原理。
1. 摩擦起电
(1)定义:用摩擦的方法使物体带电的现象,叫作摩擦起电。
(2)实质:摩擦起电并不是创造了电荷,而是电子发生了转移。
摩擦起电的微观解释:物质由原子构成,而原子由带正电的原子核和带负电的电子组成。通常情况下,原子呈电中性。不同物质的原子核束缚电子的本领不同,在相互摩擦的过程中,电子从束缚能力弱的物体转移到束缚能力强的物体,失去电子的物体带上正电荷,得到电子的物体带上负电荷。
2. 两种电荷
(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
(3)电荷间的相互作用规律:
① 同种电荷相互排斥。
② 异种电荷相互吸引。
注意:两个物体相互吸引时,也有可能是只有一个物体带电,因为带电体具有吸引轻小物体的性质。
3. 验电器
(1)构造:金属球、金属杆、金属箔。
(2)原理:同种电荷相互排斥。
(3)作用:检验物体是否带电。
① 金属箔张开角度越大,说明带电荷量越多。
② 不能直接判断带何种电荷(需要先已知电荷去接触判断)。
4. 导体和绝缘体
(1)导体:
① 定义:容易导电的物体。
② 常见导体:金属、人体、大地、石墨、酸碱盐溶液。
③ 导电原因:有大量自由移动的电荷(金属中是自由电子,溶液中是离子)。
(2)绝缘体:
① 定义:不容易导电的物体。
② 常见绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、陶瓷、干燥的木头、空气。
③ 绝缘原因:电荷被束缚,几乎没有自由移动的电荷。
(3)导体与绝缘体之间没有绝对界限:条件改变时(如潮湿、高温),绝缘体可能变成导体。
【特别提醒】
1.摩擦起电的两个物体带等量异种电荷:因为电子从一个物体转移到另一个物体,得失电子数相等。
2.验电器金属箔张开一定带同种电荷:金属箔本身是导体且相互连通,最终两个金属箔张开时所带电性必然相同。
3. 判断物体是否带电的方法:
①看能否吸引轻小物体。
②用验电器检验。
1.【摩擦起电的实质分析】(2025·四川宜宾·中考真题)用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器金属球,发现验电器的两片金属箔张开,此时验电器得到电子带______电,在接触瞬间电流的方向是______(填“A”或“B”)。
A.从橡胶棒流向验电器 B.从验电器流向橡胶棒
考查知识
摩擦起电、验电器工作原理、电流方向的规定。
命题解读
命题意图:过毛皮摩擦橡胶棒接触验电器的经典实验,考查学生对摩擦起电中电荷转移方向、验电器带电情况的判断,以及对电流方向(正电荷定向移动方向)的理解。
解题思路:毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒得到电子带负电;接触验电器时电子从橡胶棒流向验电器,电流方向与电子移动方向相反,故从验电器流向橡胶棒。
【答案】 负 B
【详解】[1][2]用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,此橡胶棒与验电器接触,此时验电器得到电子带负电,金属箔由于带上同种电荷相互排斥而张开;带负电的橡胶棒与验电器的金属球接触,橡胶棒上多余的电子向验电器移动,正电荷定向移动的方向为电流方向,所以瞬间电流的方向是从验电器到橡胶棒。
2.【电荷间的相互作用规律】(2025·四川广安·中考真题)甲、乙、丙三个轻质带电小球用绝缘细线悬挂,甲带正电,他们之间的相互作用如图所示,乙带电情况是带______(选填“正电”或“负电”),乙和丙带______(选填“同种”或“异种”)电荷。
考查知识
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)。
命题解读
命题意图:通过三个带电小球的相互作用图,考查学生根据排斥和吸引现象推断电荷种类的逻辑推理能力。
解题思路:乙丙排斥→带同种电荷;甲乙吸引→甲带正电,则乙带负电,丙也带负电。
【答案】 负电 同种
【详解】[1][2]甲、乙、丙三个轻质带电小球用绝缘细线悬挂,图中乙、丙相互排斥,由于同种电荷相互排斥,说明乙、丙一定带同种电荷;甲、乙相互吸引,甲带正电,由于乙一定带电荷,根据异种电荷相互吸引可知,乙一定带负电。
3.【验电器的结构和原理】(2024·四川巴中·中考真题)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
考查知识
摩擦起电的实质、验电器工作原理、电荷间相互作用。
命题解读
命题意图:通过丝绸摩擦玻璃棒接触验电器的情境,考查学生对摩擦起电本质(电子转移,不是创造电荷)、玻璃棒带正电的原因(失去电子),以及验电器工作原理的理解。
解题思路:玻璃棒与丝绸摩擦时玻璃棒失去电子带正电;接触验电器时,验电器电子转移到玻璃棒,金属箔因带同种电荷而张开。
【答案】D
【详解】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。
4.【判断物体的电性】(2025·四川内江·二模)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。如果乙球带负电,则甲球( )
A.带正电 B.带负电
C.不带电 D.以上说法都正确
考查知识
电荷间的相互作用规律。
命题解读
命题意图:通过两小球相互排斥的现象,考查学生对同种电荷相互排斥的理解,以及根据已知电荷推断未知电荷的能力。
解题思路:排斥说明两球带同种电荷,乙带负电,则甲也带负电。
【答案】B
【详解】甲、乙相互排斥,故甲球和乙球必然带电,且带同种电荷;如果乙球带负电,则甲球带负电。
故选B。
考点2 电路
【课标要求】会读、会画简单的电路图;能连接简单的串联电路和并联电路;能说出生活生产中采用简单串联或并联电路的实例。
1. 电路的组成
一个完整的电路至少需要包含四个部分。
(1)电源:提供电能的装置(如干电池、蓄电池、发电机)。
(2)用电器:消耗电能的装置(如灯泡、电动机、电铃)。
(3)开关:控制电路通断的装置。
(4)导线:连接电路,输送电能的元件。
2.电路的三种状态
(1)通路:处处连通的电路,用电器正常工作。
(2)开路(断路):某处断开的电路,用电器不能工作。
(3)短路:
① 电源短路:导线直接连接电源两极,电流很大,会烧坏电源。
② 用电器短路(局部短路):一根导线接在用电器两端,该用电器被短接而不工作。
3.电路图
(1)定义:用规定的符号表示电路连接的图叫作电路图。
(2)常用元件符号:
(3)画电路图的要求:
① 元件分布均匀,不画在拐角处。
② 导线横平竖直,拐角处画成直角。
③ 连接处要点圆点(表示相连)。
4.电路的两种连接方式——串联和并联
(1)串联电路
定义:电路元件逐个顺次连接的方式。
特点:
① 电流只有一条路径,无分支。
② 各用电器相互影响:一个断开,所有用电器都不工作。
③ 开关控制整个电路,与位置无关。
实例:节日小彩灯、装饰灯串。
(2)并联电路
定义:电路元件并列连接的方式。
特点:
① 电流有多条路径,有分支点。
② 各用电器互不影响:一个断开,其他支路仍工作。
③ 干路开关控制整个电路,支路开关只控制所在支路。
实例:家庭电路中各用电器、路灯。
(3)串联与并联的识别方法
方法
串联
并联
路径法
只有一条电流路径
有两条或以上电流路径
拆除法
拆掉一个用电器,其他不工作
拆掉一个用电器,其他仍工作
节点法
无分支点
有分支点
【特别提醒】
1.电源短路的危害:电源短路时,电路中电流极大,会烧毁电源甚至引发火灾。
2.串并联电路中的开关作用:串联电路只有一条路径,开关控制所有用电器,并联电路中,支路开关只控制本支路,干路开关控制所有支路。
3.电路图和实物图要相对应:画电路图时,实物图与电路图要对应,从电源正极出发,沿电流方向依次连接。
4.判断电路连接方式的技巧:观察电流是否有分支,观察用电器是否相互影响,观察开关的控制作用。
1.【电路的组成部分及其作用】(2024·四川成都·中考真题)如图所示,纸盒外有两只小灯泡和一个开关,闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都不亮。下列判断正确的是( )
A.盒内一定有两节电池 B.盒内一定有电源供电
C.两只灯泡一定是串联关系 D.两只灯泡一定是并联关系
考查知识
电路的基本组成、串并联电路的判断。
命题解读
命题意图:通过纸盒外部的现象(开关控制两灯同时亮灭),考查学生对电路基本组成(必须有电源)的理解,以及开关在干路时无论串并联均可控制两灯的认识。
解题思路:灯能亮必须有电源;开关同时控制两灯,可能是串联,也可能是并联且开关在干路。
【答案】B
【详解】AB.灯可以发光,则电路中一定由提供电能的电源,但电源的种类不能确定,故A错误,B正确;
CD.由一个电源、两个小灯泡、一个开关和若干导线组成的电路可能是串联电路,开关控制整个电路,开关断开两灯都不亮,也可能是并联电路,当开关接在干路上,也可以控制两盏灯同时亮同时灭,故CD错误。
故选B。
2.【根据实际情况做电路选择】(2025·四川自贡·中考真题)某电动自行车上有加速按钮。按下按钮时,电动机M转速增大,车速增加。能满足此要求的电路是( )
A. B.
C. D.
考查知识
电路设计(通过开关改变电动机转速)。
命题解读
命题意图:通过电动自行车加速按钮的设计,考查学生能否根据“按下按钮时转速增大”的要求,设计出通过短路电阻来改变电动机两端电压的电路。
解题思路:按下按钮时,需要增大电动机两端电压,可通过短路与电动机串联的电阻来实现。
【答案】B
【详解】A.由图可知,按下按钮时,电动机被短路,电动机不工作,车速为零,故A不符合题意;
B.由图可知,按钮开关断开,电阻和电动机串联,按下按钮时,电阻被短路,只有电动机的简单电路,电动机两端的电压增大,转速增大,车速增加,故B符合题意;
C.由图可知,电动机和电阻并联,按钮开关控制电阻,由并联电路的特点可知,按下按钮时,电动机的转速不变,故C不符合题意;
D.由图可知,两个开关断开,电动机和一个电阻并联再和另一个电阻串联,两个开关闭合,电动机被短路,电动机不工作,故D不符合题意。
故选B。
3.【电路的状态判断】(2024·四川自贡·中考真题)在图所示的电路图中,闭合开关S1、S3,断开开关S2,则小灯泡L1、L2是______(选填“串”或“并”)联;若同时闭合开关S1、S2、S3,则会造成电路______。
考查知识
电路的连接方式判断、短路故障。
命题解读
命题意图:通过开关的不同闭合方式,考查学生对串并联电路的识别能力,以及同时闭合所有开关会导致电源短路的认识。
解题思路:闭合S1、S3,断开S2时,电流有两条路径,两灯并联;同时闭合S1、S2、S3时,电源正负极直接相连,造成短路。
【答案】 并 短路
【详解】[1]由图可知,当闭合开关S1、S3,断开开关S2,电流分成两条支路分别通过两个灯泡,则小灯泡L1、L2是并联的。
[2]若同时闭合开关S1、S2、S3,电流从电源正极不经过用电器直接回到负极,会造成电路短路,烧毁电源。
4.【根据实物图绘制电路图】(2025·四川自贡·中考真题)根据下方“测量小灯泡的电功率”实验的实物图,在虚线框内完善电路图。
考查知识
根据实物图画电路图。
命题解读
命题意图:通过测量小灯泡电功率的实物图,考查学生能否正确识别电路连接方式(串并联、电表位置),并规范画出电路图。
解题思路:识别实物图中各元件的连接关系,电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联,滑动变阻器一上一下串联在电路中。
【答案】
【详解】由实物电路图可知,开关、灯泡、电流表和滑动变阻器串联,电压表与灯泡并联,据此在虚线框内完善电路图,如下图所示:
考点3 电流
【课标要求】理解电流的概念;知道电流的单位;会使用电流表测电流;探究串联电路和并联电路的电流规律。
1.电流
(1)电流的物理意义:表示电流强弱的物理量。
(2)定义:每秒通过导体任一横截面的电荷量。
(3)公式:
I表示电流,单位安培(A),Q表示电荷量,单位库伦(C),t表示时间,单位秒(s)
(4)电流的单位
国际单位:安培(A),常用单位:毫安(mA),微安(μA)
单位换算:1A=103mA,1A=106μA
(5)电流的方向:
(1)规定:正电荷定向移动的方向为电流方向,与负电荷定向移动的方向相反。
(2)实际:金属导体中,只有自由电子可以定向移动,自由电子定向移动的方向与电流方向相反。
(3)电路中的方向:电流是一个闭合的回路,在电源外部,电流从电源正极流向负极,但在电源内部,电流从负极流向正极。
2.测量电流的仪器——电流表
(1)作用:测量电路中的电流。
(2)符号:Ⓐ
(3)使用方法(“三要一不”):
① 要串联:电流表必须与被测用电器串联。
② 要正进负出:电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
③ 要选择合适的量程:先永大量程试触,再选大量程或小量程。
④ 不能直接接在电源两极:否则会短路。
(4)读数方法:
① 看清量程:0~0.6A(分度值0.02A)或0~3A(分度值0.1A)。
② 看清指针位置。
③ 读出示数。
3.两种电路中的电流规律
串联电路中的电流规律:
(1)内容:串联电路中,电流处处相等。
(2)公式:I=I1=I2=I3
并联电路的电流规律
(1)内容:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
(2)公式:I=I1+I2+I3
【特别提醒】
1. 电流表在电路中相当于导线:在电路分析中,可把电流表视为导线电流表。
2. 量程选择方法:在不知道电流大小时,先试触大量程,防止损坏电表,小量程够用的情况下选用小量程,因为小量程的分度值更小,读数更精确。
3. 普通电流表大小量程的比值关系:普通电流表的大量程是小量程的5倍,考试时经常应用这个规律。
1.【电流的成因】(2024·四川自贡·中考真题)下列关于电的说法中正确的是( )
A.摩擦起电的实质是创造了电荷 B.电荷的移动形成电流
C.同种电荷相互排斥 D.负电荷定向移动的方向就是电流的方向
考查知识
摩擦起电实质、电流的形成条件、电荷间相互作用、电流方向的规定。
命题解读
命题意图:通过四个选项全面考查学生对电学基本概念的掌握情况,纠正常见错误认识。
解题思路:摩擦起电是电子转移,不是创造电荷;电荷定向移动形成电流;同种电荷相互排斥;电流方向规定为正电荷定向移动方向,与负电荷移动方向相反。
【答案】C
【详解】A.摩擦起电的实质是电子的转移,不是创造了电荷,故A错误;
B.电荷的定向移动形成电流,故B错误;
C.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故C正确;
D.把正电荷定向移动的方向规定为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,故D错误。
故选C。
2.【电流的方向】(2024·四川绵阳·模拟预测)如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒a去接触不带电的验电器的金属球b,金属球b也带上电。下列说法正确的是( )
A.摩擦时丝绸上的正电荷转移到玻璃棒a上
B.丝绸的原子核束缚电子的本领比玻璃棒弱
C.玻璃棒a上的一些电子转移到金属球b上,瞬间电流方向:b→a
D.金属球b上的一些电子转移到玻璃棒a上,瞬间电流方向:a→b
考查知识
摩擦起电的实质、验电器工作原理、电流方向的判断。
命题解读
命题意图:通过玻璃棒接触验电器的情境,考查学生对摩擦起电中电子转移方向、原子核束缚电子本领强弱,以及接触瞬间电流方向的综合分析能力。
解题思路:玻璃棒与丝绸摩擦时玻璃棒失去电子,说明玻璃棒原子核束缚电子本领弱;接触验电器时,电子从验电器流向玻璃棒,电流方向与电子移动方向相反,故从玻璃棒流向验电器。
【答案】D
【详解】A.不同的物体摩擦时,是电子发生转移,用丝绸摩擦的玻璃棒带正电,是玻璃棒失去电子,而丝绸得到电子,丝绸上的电子转移到玻璃棒上,故A错误;
B.用丝绸摩擦的玻璃棒带正电,丝绸带负电,这说明丝绸的原子核束缚电子的本领比玻璃棒强,故B错误;
CD.用丝绸摩擦过的玻璃棒a去接触不带电的验电器的金属球b时,金属球b上的一部分电子会转移到a上,因为电流方向与负电荷定向移动的方向相反,所以瞬时电流的方向是a→b,故C错误,D正确。
故选 D。
3.【探究电路中的电流特点】(2025·四川甘孜州·中考真题))小强同学做“探究并联电路电流的特点”实验的电路如图所示,请你帮助他完善下列实验操作。
(1)电流表应与待测的那部分电路___________(选填“串联”或“并联”);
(2)在测量A处的电流时,发现电流表的指针反向偏转,他应该立即___________(选填“断开开关”或“更换电流表”)。然后改变连线方式,使电流从电流表的___________接线柱流入(选填“正”或“负”);
(3)测出A、B、C三处电流大小后,他应该___________(选填“改变开关的位置”或“更换规格不同的灯泡”),多次实验得出结论。
考查知识
探究并联电路电流特点的实验操作(电流表使用、实验注意事项、多次实验的目的)。
命题解读
命题意图:通过实验操作步骤的填空,考查学生对电流表使用方法、实验操作规范,以及如何使实验结论具有普遍性的理解。
解题思路:电流表要串联;指针反向偏转时应立即断开开关,调整正负接线柱;多次实验应更换不同规格灯泡,避免偶然性。
【答案】(1)串联
(2) 断开开关 正
(3)更换规格不同的灯泡
【详解】(1)由于电流表电阻非常小,可以忽略不计,相当于一根导线,所以要与被测对象串联,故电流表要与待测的那部分电路串联。
(2)[1][2]有电流通过电流表,电流表指针反向偏转,是因为正负接线柱接反,为保护电路,应立即断开开关。然后改变连线方式,让电流从电流表的正接线柱流入,保证指针正向偏转。
(3)为使实验结论具有普遍性,避免偶然性,测出一组数据后,应更换规格不同的灯泡,多次实验。
考点4 电压
【课标要求】理解电压的概念;知道电压的单位;会使用电压表测电压;探究串联电路和并联电路的电压规律。
1.电压
(1)电压的作用:电压是使电路中形成电流的原因,电路中,电压由电源提供。
(2)电压的单位:
国际单位:伏特,简称伏(V),常用单位:千伏(kV),毫伏(mV)
换算方法:1V=10-3kV 1V=103mV
(3)一些常考的电压的值
一节干电池:1.5 V
家庭电路电压:220 V
人体安全电压:不高于36 V
2. 测量电压的仪器——电压表
(1)作用:测量电路两端电压。
(2)符号:Ⓥ
(3)使用方法:
① 要并联:电压表必须与被测用电器并联。
② 要正进负出:电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
③ 要选择合适的量程:先试触,再选大量程或小量程。
④ 可以直接接在电源两极:此时测量电源电压。
(4)读数方法:
① 看清量程:0~3V(分度值0.1V)或0~15V(分度值0.5V)。
② 看清指针位置。
③ 读出示数。
3. 两种电路中的电压规律
串联电路中的电压规律:
(1)内容:串联电路中,电源电压等于各用电器电压之和。
(2)公式:U=U1+U2+U3
并联电路的电压规律
(1)内容:并联电路中,各支路两端的电压相等。
(2)公式:U=U1=U2=U3
【特别提醒】
1.电压表相当于开路:在电路分析中,可把电压表视为断路,实质原因是电压表电阻很大,流过电压表的电流极小,一般情况下忽略不计。
2. 电压是形成电流的原因:电路中有电流时必有电压,但有电压不一定有电流(还需通路)。
3. 串并联电压规律与电流规律正好相反:串联电流相等,总电压等于其他之和,并联电压相等,总电流等于其他之和。
4. 普通电压表大小量程的比值关系:与电流表相同,普通电压表的大小量程也相差5倍,在考试中经常出现。
1.【常见物理量的估测】(2025·四川宜宾·二模)下列说法中符合实际情况的是( )
A.中学生的身高约180dm B.成人步行的速度约为5m/s
C.人体安全电压是36V D.一个篮球的质量约为600g
考查知识
常见物理量的估测(长度、速度、电压、质量)。
命题解读
命题意图:通过生活常见物理量的估测,考查学生对基本物理量大小的感性认识,培养物理量感。
解题思路:有用功等于物重乘以高度;总功等于有用功加额外功;功率等于总功除以时间;机械效率等于有用功除以总功;增大物重可提高机械效率。
【答案】D
【详解】A.中学生中个子高的身高可能为180cm=18dm,故A不符合题意;
B.成人步行的速度约为1.1m/s,故B不符合题意;
C.人体安全电压为不高于36V,故C不符合题意;
D.一个足球的质量大概一斤,约为600g,故D符合题意。
故选D。
2.【判断电压表的测量对象】(2025·四川南充·一模)如图甲所示,电路中电源电压保持不变,为定值电阻,闭合开关S后,电压表的示数如图乙所示,则两端的电压和电源电压分别是( )
A. B. C. D.
考查知识
串联电路电压特点、电压表读数。
命题解读
命题意图:通过电压表示数图像,考查学生能否根据串联电路电压关系判断电压表量程,并正确读数。
解题思路:串联电路中总电压大于部分电压,因此测总电压的电压表用大量程,测部分电压的电压表用小量程;分别读数后根据串联电压关系计算另一电压。
【答案】B
【详解】电路中与串联,电压表测电源两端电压,测两端电压。串联电路中总电压大于部分电压,因此用大量程,示数为7.5V(电源电压);用小量程,示数为1.5V(两端电压)。两端电压:,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.【利用电表检查电路故障】(2025·四川达州·模拟预测)如图所示,闭合开关S,两灯泡均发光,两电表均有示数。过一会儿,其中某个灯泡突然熄灭,电压表示数为零,电流表有示数,则故障原因是( )
A.L1短路 B.L1开路 C.L2短路 D.L2开路
考查知识
电路故障分析(短路故障)。
命题解读
命题意图:通过灯泡熄灭、电表示数变化的现象,考查学生根据电流表有示数(排除断路)、电压表示数为零判断短路位置的能力。
解题思路:电流表有示数说明电路未断路;电压表示数为零,说明与电压表并联的用电器短路(L2短路)。
【答案】C
【详解】电路中两个灯泡串联,电流表测量串联电路的电流,电压表测量L2两端的电压。过一会儿,某个灯泡熄灭,电压表示数为0,电流表有示数。电流表有示数,说明电路中没有断路,电路故障一定是短路。结合电压表示数为0的现象,短路的位置应该在与电压表相并联的位置,在电压表的两个接线柱之间,所以短路的应该是灯泡L2。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
考点5 电阻
【课标要求】理解电阻的概念;知道电阻的单位;探究影响电阻大小的因素;了解滑动变阻器的原理和使用。
1.电阻
(1)电压的物理意义:表示导体对电流阻碍作用的大小,用符号R表示。
(2)电阻的单位:
国际单位:欧姆,简称欧(Ω),常用单位:千欧(MΩ),兆欧(MΩ)
单位换算:1MΩ=106Ω 1kΩ=103Ω
(3)导体和绝缘体的实质区别:
导体和绝缘体的区别实质就是电阻大小不同,导体电阻较小,导电能力强,而绝缘体电阻很大,导电能力弱。
2. 影响电阻大小的因素
(1)材料:不同材料的导体电阻不同。
(2)长度:在材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大。
(3)横截面积:在材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小。
(4)温度:对大多数金属导体,温度越高,电阻越大;对某些材料(如碳、半导体),温度越高,电阻越小。
注意:通过欧姆定律变形,电阻在数值上等于电压与电流之比,但电阻本身与电流和电压无关。
(5)探究影响电阻大小因素的实验方法:
实验方法:控制变量法。
① 探究材料的影响:控制长度、横截面积相同,改变材料。
② 探究长度的影响:控制材料、横截面积相同,改变长度。
③ 探究横截面积的影响:控制材料、长度相同,改变横截面积。
④ 探究温度的影响:对同一导体,改变温度。
转换法:通过电流大小或灯泡亮度来间接反应电阻的大小
3. 滑动变阻器与电阻箱
滑动变阻器
(1)原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。
(2)构造:瓷筒、电阻丝线圈、滑片、金属杆、接线柱。
(3)接线方法:
① 采用一上一下的接法。
② 不能同时接上面两个接线柱(相当于导线,电阻为0)。
③ 不能同时接下面两个接线柱(相当于定值电阻,起不到变阻作用)。
(5)作用:
① 改变电路中的电流。
② 调节用电器两端的电压。
③ 保护电路。
(6)使用注意事项:
① 闭合开关前,滑片应移到阻值最大处(保护电路)。
② 通过滑动变阻器的电流不能超过其允许的最大电流。
电阻箱
(1)特点:能够读出接入电阻的准确值。
(2)分类:旋钮式电阻箱、插孔式电阻箱。
(3)与滑动变阻器的比较:
滑动变阻器
电阻箱
能否读数
不能读出准确值
能读出准确值
调节方式
连续调节
跳跃式调节
用途
改变电流、电压
需要准确电阻时使用
4. 半导体和超导现象
(1)半导体:
① 导电能力介于导体和绝缘体之间。
② 常见材料:硅、锗、砷化镓。
③ 应用:二极管、三极管、集成电路、太阳能电池。
(2)超导现象:
① 定义:某些材料在温度降到足够低时,电阻变为零的现象。
② 超导材料应用前景:远距离输电(无损耗)、制作强磁场、磁悬浮列车。
【特别提醒】
1.电阻是导体本身的一种性质:与导体两端的电压和通过导体的电流无关,由导体的材料,长度,横截面积和温度决定(很多时候忽略温度的影响,要根据题上条件做实际判断)。
2. 滑动变阻器的工作原理:滑动变阻器是通过移动滑片来改变接入电路中的电阻丝的长度来实现电阻改变的,解题时先勾画电流路径,看滑动变阻器的哪一段接入电路,移动滑片后,看接入电路部分是变长还是变短,从而判断电阻的变化。
1.【电阻的影响因素】(2025·四川眉山·中考真题)甲、乙两根完全相同的电阻丝,将甲电阻丝剪去一半,电阻变为;将乙电阻丝从中间对折,电阻变为。然后将和串联到电路中,则通过的电流___________(选填“大于”“等于”或“小于”)通过的电流I2,两端电压与两端电压之比___________。
考查知识
电阻变化规律(长度、横截面积对电阻的影响)、串联电路电流电压特点。
命题解读
命题意图:通过电阻丝剪短和对折改变电阻,考查学生计算变化后电阻值的能力,以及串联电路中电流相等、电压与电阻成正比的应用。
解题思路:剪去一半电阻减半;对折后长度减半、横截面积加倍,电阻变为原来的1/4;串联电流相等,电压之比等于电阻之比。
【答案】 等于 2∶1
【详解】[1]根据串联电路的电流特点:串联电路中各处的电流都相等。因为R1和R2串联到电路中,所以通过R1的电流I1等于通过R2的电流I2,即I1=I2。
[2]设甲、乙两根完全相同的电阻丝的电阻为R,将甲电阻丝剪去一半,其长度变为原来的,材料和横截面积不变,此时电阻。将乙电阻丝从中间对折,其长度变为原来的,横截面积变为原来的2倍,材料不变。此时电阻
根据欧姆定律可得
2.【滑动变阻器的接线柱选择】(2025·四川成都·中考真题)小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
考查知识
滑动变阻器的连接方式及其对电路的影响。
命题解读
命题意图:通过滑动变阻器改变灯泡亮度的电路设计,考查学生能否根据“滑片向左滑动灯泡变暗”的要求,正确选择滑动变阻器的接线方式。
解题思路:灯泡变暗说明电流减小,总电阻增大,滑动变阻器阻值应增大,因此滑片向左滑动时应远离下接线柱,下接线柱接右边。
【答案】B
【详解】根据题目信息,接入的滑动变阻器与小灯泡构成串联,要求滑片向左滑动灯泡变暗,即总电流变小,总电阻变大,根据串联电阻规律,滑动变阻器阻值要增大,说明向左滑动远离下接线柱,下接线柱接右边,且要“一上一下”连接,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.【电阻箱读数】(2025·四川达州·中考真题)一节新干电池电压约为______V,如图所示电阻箱阻值读数为______Ω。
考查知识
常见电源电压、电阻箱的读数。
命题解读
命题意图:通过填空形式考查学生对常见电压值的记忆,以及电阻箱的正确读数方法。
解题思路:一节新干电池电压为1.5V;电阻箱读数等于各旋盘对应数字乘以倍率后相加。
【答案】 1.5 2096
【详解】[1]不同电源的电压不同,一节新干电池电压约为1.5V。
[2]由图可知,此变阻箱接入电路的电阻为2×1000Ω+0×100Ω+9×10Ω+6×1Ω=2096Ω。
4.【实验探究——电阻的影响因素】(2025·四川南充·一模)如图甲是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据如下表。
实验组
电阻丝
材料
长度
直径
电流
1
a
康铜丝
57.20
0.50
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图乙所示,其示数为__________A;
(2)为研究导体电阻大小与长度的关系,可选择实验组__________进行对比;
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关;
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图丙所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象:__________;
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造__________(写出一种),以减少能量损耗。
考查知识
探究影响电阻大小的因素(控制变量法)、超导现象、超导材料的应用。
命题解读
命题意图:通过探究实验考查学生对控制变量法的应用,同时结合图像分析金属电阻随温度变化的规律,并了解超导材料的应用。
解题思路:(1)电流表读数注意量程和分度值。
(2)研究长度影响需控制材料和横截面积相同,选择3和4两组数据。
(3)①从图像可知,电阻随温度降低先减小,在某一临界温度时突变为0,即超导现象;②超导材料电阻为零,可用于制作输电线、电动机线圈等以减少能量损耗。
【答案】(1)0.32A
(2)3和4
(3) 该金属电阻随温度降低先减小,当温度降低到一定值时,电阻突然变为0 输电线(或电动机线圈等)
【详解】(1)图乙中电流表选用小量程(0~0.6A),分度值为0.02A,指针指向0.32A,故示数为0.32A。
(2)研究电阻与长度的关系时,需控制材料、横截面积相同,长度不同。实验组3(电阻丝c)和4(电阻丝d)的材料均为镍铬丝、直径(横截面积)相同,长度不同,符合控制变量要求。
(3)[1]图丙显示,温度降低过程中,电阻先缓慢减小,在某一低温下突然降为0,这是超导现象(电阻为0)。
[2]常温下电阻为0的材料是超导体,用其制造输电线可避免电流的热损耗,提高输电效率。
一、电流的微观定义——电荷的定向移动
我们通常把电流简单地理解为“电荷的流动”。但从更精确的物理定义来看,电流是有量化标准的。
1. 电流的定义式——单位时间的电荷量
电流的大小不是凭空产生的,它取决于单位时间内通过导体横截面的电荷量。
公式: ,其中Q表示电荷量,单位库伦(C)
1安培的电流:如果在1秒内,通过导体某横截面的电荷量是1库仑,那么导体中的电流就是1安培。
1库仑有多大?一个电子所带的电荷量为1.6×10−19库仑。所以,1库仑相当于6.25×1018个电子所带电荷量的总和。
2. 电流方向的“特殊规定”
这是一个容易混淆的知识点:
规定:在物理学中,我们规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
现实:在金属导体中,实际能移动的电荷是自由电子(带负电),它们移动的方向与规定的电流方向相反。
理解要点:就像我们规定“向北”为正方向,即使一辆车实际在向南开,我们也可以说它的速度是“负的向北”。电流方向的规定也是如此,它建立了一个统一的参考系,不影响后续的所有计算。
【机械效率的综合应用】请阅读《酒精测试仪》并回答题。
执勤交警利用呼气式酒精测试仪来确定驾驶人的血液酒精浓度,我国目前主要应用的类型有半导体型和燃料电池型呼气酒精测试仪。
半导体型酒精测试仪利用仪器中气敏材料的电阻率随空气中酒精蒸气浓度的增加而减小的特性进行测量。当接触的气体中其敏感的气体浓度增加,它对外呈现的电阻值就降低。使用简单的电路即可将电阻值的变化转换为与该气体浓度相对应的电信号输出。
燃料电池型酒精测试仪主要基于电化学原理。如图所示,燃料电池有两个铂(Pt)电极,中间夹着多孔酸电解质材料。当司机呼出的气体流过燃料电池的一侧(如图中为左侧)时,铂(Pt)会氧化气体中的全部酒精,产生醋酸、质子和电子。产生的电子从该铂(Pt)电极流过导线,通过微处理器(测量电流)、液晶显示屏和另一端的铂(Pt)电极,形成电流。质子通过电极间的质子交换膜,与氧和另一侧的电子结合形成水。在此过程中,被氧化的酒精越多,微处理器显示的电流值就越大。根据以上材料,回答下列问题:
(1)无论是燃料电池型呼气酒精测试仪,还是半导体型酒精测试仪,都是将酒精浓度转换为______信号(选填“电”,“声”,“光”)进行间接测量的。其中基于燃料电池型呼气酒精测试仪的检测原理可知,被测试者呼出的酒精含量越高,该电学量的值越______;(选填“大”或“小”)
(2)如图所示,左侧铂(Pt)电极相当于电源的______极;(选填“正”或“负”)
(3)针对如图所示的原理,在酒精被氧化产生电子后,电子沿外电路形成电流的过程中,小明构建了如图所示的模型。若已知导体的横截面积为S,单位体积内的自由电子数为n,自由电子定向移动的平均速度为v,一个电子的电荷量为e。则在t时间内通过导体横截面的总电荷量的表达式为______。(用题目中的字母表示)。
【答案】(1) 电 大
(2)负
(3)
【详解】(1)[1]由材料可知,酒精测试仪有半导体型和燃料电池型呼气酒精测试仪,都是将酒精浓度转换为电信号,通过间接进行测量。
[2]由材料可知,被氧化的酒精越多,微处理器显示的电流值就越大,由燃料电池型呼气酒精测试仪的检测原理可知,被测试者呼出的酒精含量越高,该电学量的值越大。
(2)由材料可知,产生的电子从该铂(Pt)电极流过导线,通过微处理器(测量电流)、液晶显示屏和另一端的铂(Pt)电极,形成电流,电流的方向与电子定向移动的方向相反,所以电流的方向是从一端的铂(Pt)电极经过液晶显示屏、微处理器、导线到达左侧铂(Pt)电极,左侧铂(Pt)电极相当于电源的负极。
(3)在t时间内电荷移动的距离l=vt,已知单位体积内的自由电子数为n,则在t时间内通过导体某一横截面的电荷数N=nvtS,在t时间内通过导体某一横截面的总电荷量为
二、二极管——具有“单行道”属性的电子元件
电阻相当于电流的“减速带”,那么二极管就是电流的“智能闸门”或“单行道”。
1. 什么是二极管?
二极管是一种由半导体材料(如硅、锗)制成的电子元件。它最核心的特性是单向导电性。
由两个引脚:正极(阳极)、负极(阴极)
2. 二极管的三种工作状态
(1)正向偏置(导通状态)
连接方式:将二极管的正极接电源正极,负极通过用电器接电源负极。
现象:二极管相当于一根导线(实际上有很小的电阻),电路中有电流,用电器工作。
(2)反向偏置(截止状态)
连接方式:将二极管的正极接电源负极,负极接电源正极。
现象:二极管相当于断开的开关(电阻极大,近似无穷大),电路中几乎没有电流,用电器不工作。
(3)击穿状态(损坏状态)
现象:如果加在二极管两端的反向电压过大,二极管会被击穿,失去单向导电性,变成普通导体甚至烧毁。
【机械效率的综合应用】新材料越来越多地进入我们的学习、工作和生活,并正在改变我们的生活方式,提高我们的生活质量,促进社会的进步和发展。目前,各种新材料层出不穷,这里主要研究纳米材料、半导体材料和超导体材料。
(1)某芯片的制造工艺达到7nm,7nm=________m,“芯片”所用的主要材料是半导体,利用该材料制成的二极管具有________导电性。
(2)5G通信与折叠屏手机领域都运用了石墨烯等纳米材料。石墨烯在室温下传递电子的速度比一般导体都大,说明它的________好;另外,利用石墨烯制作成的电子元件很容易散热,这说明它的导热性________(选填“好”或“不好”)。
(3)我们在超导材料方面的研究也取得了一定的突破。当温度降到一定程度下,铜氧化物超导材料的电阻会突然接近于________,电流几乎通行无阻。该材料可适用于________等领域。
【答案】(1) 7×10-9 单向
(2) 导电性 好
(3) 零(或0) 输电(或远程输电)
【详解】(1)[1]已知,所以。
[2]半导体材料具有单向导电性,所以利用该材料制成的二极管也具有单向导电性。
(2)[1]导电性反映物质传导电流的本领,电子的定向移动形成电流,因此电子传递速度快说明材料的导电性好。
[2]利用石墨烯制作成的电子元件很容易散热,这说明它可以将热很快地传导出去,即导热性能好。
(3)[1][2]当温度降到一定程度下,通过铜氧化物超导材料的电流几乎通行无阻,说明铜氧化物超导材料对电流几乎没有阻碍作用,即铜氧化物超导材料的电阻会突然接近于零(或0);该材料可适用于输电(或远程输电)等领域,可减小电能的损耗。
1.(2025·四川攀枝花·中考真题)下列材料中,不宜用来制作用电器绝缘层的是( )
A.玻璃 B.塑料 C.石墨 D.橡胶
【答案】C
【详解】根据对物体导电性的认识,玻璃、塑料、橡胶都是不容易导电的绝缘体,石墨是容易导电的导体,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.(2025·四川攀枝花·中考真题)小李同学在使用电吹风时发现,电吹风工作时要么吹冷风,要么吹热风,不会出现电热丝发热而不吹风的情况。下列四幅电路图中M为电动机,其中最符合电吹风特性的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.电动机和电热丝串联,S1闭合,电热丝和电动机同时工作,再闭合S2,电动机被短路,仅电热丝工作,会出现电热丝发热而不吹风的情况,故A不符合题意;
B.电动机和电热丝并联,S1控制整个电路,S2控制电动机,S1闭合,S2断开,只有电热丝工作,而电动机不工作,会出现电热丝发热而不吹风的情况,故B不符合题意;
C.电动机和电热丝并联,S1控制整个电路,S2控制电热丝;S1闭合,S2断开,只有电动机工作,电热丝不工作;S1闭合,S2闭合,电动机和电热丝同时工作;S1断开,电动机和电热丝都不工作,满足电吹风工作时要么吹冷风,要么吹热风,不会出现电热丝发热而不吹风的情况,故C符合题意;
D.电热丝和电动机并联,S1控制电热丝,S2控制电动机,两个电路互不影响,S1闭合,S2断开,只有电热丝工作,而电动机不工作,会出现电热丝发热而不吹风的情况,故D不符合题意。
故选C。
3.(2025·四川眉山·中考真题)如图所示电路中,电源电压恒为。闭合开关,电路正常工作,电压表的示数为。一段时间后,电压表的示数由变为,电流表示数增大。若电路中仅有一处故障,且只发生在上,则电路的故障是( )
A.断路 B.断路 C.短路 D.短路
【答案】C
【详解】AB.电路正常工作,和串联,电流表测串联电路的电流,电压表测两端电压,一段时间后,电流表示数增大,说明电路中不可能发生断路,故A不符合题意,B不符合题意;
CD.电压表的示数由变为,电压表示数变大,说明短路,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
4.(2024·四川内江·中考真题)长短粗细都相同的铜导线和镍铬合金线,电阻分别为R1和R2,且R1<R2,将它们串联在电路中,通过的电流分别为I1和I2;将它们并联在电路中,R1、R2两端的电压分别为U1和U2。则下列判断正确的是( )
A.I1=I2 B.I1>I2 C.U1>U2 D.U1<U2
【答案】A
【详解】AB.将电阻R1和R2串联在电路中,通过的电流分别为I1和I2,因为串联电路的电流处处相等,所以
I1=I2
故A正确,B错误;
CD.将R1和R2并联在电路中,R1、R2两端的电压分别为U1和U2,由并联电路电压规律知道
故CD错误。
故选A。
5.(2024·四川达州·中考真题)如图所示电路,闭合开关后,整个电路正常工作。其中一盏灯突然熄灭,两只电表示数均变大,则该电路可能发生的故障为( )
A.短路 B.短路 C.开路 D.开路
【答案】A
【详解】由图可知,两灯串联,电压表测L2两端电压,电流表测串联电路电流;
A.如果L1短路,则串联电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,则电流表示数变大。由于L1短路,电路中只有L2,L2两端电压等于电源电压,电压表示数变大。此时灯泡L2发光。则A符合题意;
B.如果L2短路,电路中电流变大,电流表的示数变大,由于电压表测L2两端电压,则电压表的示数为0,即电压表的示数变小,故B不符合题意;
C.如果L1开路,两个电表与电源不通,则两个电表的示数都变为0,即示数都变小。故C不符合题意;
D.如果L2开路,电路断路,电流表的示数变小。此时电压表串联在电路中测电源电压,则电压表的示数变大。故D不符合题意。
故选A。
6.(2024·四川内江·中考真题)我国家用电冰箱,正常工作时的电压为_____V;电冰箱内的压缩机和灯都能够独立工作,互不影响,则压缩机和灯之间的连接方式是_____(选填“串联”或“并联”)。
【答案】 220 并联
【详解】[1]我国家庭电路的电压为220V,故我国家用电冰箱正常工作时的电压为220V。
[2]电冰箱内的压缩机和灯都能够独立工作,互不影响,则压缩机和灯是并联关系。
7.(2025·四川·中考真题)常温下,玻璃棒属于___________(选填“导体”或“绝缘体”),用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒因失去电子而带___________(选填“正电”或“负电”)。
【答案】 绝缘体 正电
【详解】[1]常温下,玻璃棒不容易导电,属于绝缘体。
[2]用丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒的原子核束缚电子的本领弱,会失去电子,从而带正电。
8.(2025·四川泸州·中考真题)在家庭实验室,小中给弟弟表演“舞动的纸屑”系列“魔术”。他用音响设备播放《黄河大合唱》,看到静置于扬声器上的纸屑“随歌起舞”,这说明声音是由物体______产生的;他用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近纸屑,看到纸屑飞向玻璃棒,这是因为玻璃棒带了______而“隔空吸纸”;如图所示,他左手握住软管下端,靠近纸屑,右手握住软管上方,用力甩动,软管内空气流速增大,压强变______,纸屑被吸入管内,从上端飞出,好似“天女散花”。
【答案】 振动 电荷 小
【详解】[1]音响设备播放《黄河大合唱》发出声音,看到静置于扬声器上的纸屑“随歌起舞”,说明发声的物体在振动,即声音是由物体的振动产生的。
[2]用丝绸摩擦过的玻璃棒,玻璃棒带有电荷,而带电体具有吸引轻小物体的性质,因此看到纸屑飞向玻璃棒。
[3]由于软管内空气流速增大,压强变小,管内压强小于外界压强,纸屑被吸入管内,从上端飞出,好似“天女散花”
9.(2025·四川成都·中考真题)小丽为班级科学晚会制作了一款以串联方式连接的彩灯,如图所示。接通电路后,她观察到灯泡亮度不同,根据所学知识判断出通过每个灯泡的电流大小______。根据简单电路的组成要素,该电路还缺少的一个电路元件是______。
【答案】 相等 开关
【详解】[1]串联电路电流处处相等,小丽为班级科学晚会制作了一款以串联方式连接的彩灯,则通过每个灯泡的电流大小相等。
[2]简单电路由电源、开关、导线、用电器组成,由图可知该电路缺少开关。
10.(2024·四川成都·中考真题)在“探究并联电路中的电流特点”实验中,图甲是某小组同学设计的电路图。
(1)图乙是该小组连接的电路,闭合开关S,电流表测通过__________的电流;
(2)该小组同学换用不同规格的小灯泡进行实验,用电流表多次测A、B、C三点电流,记录实验数据如下表。
实验次数
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.30
0.22
0.50
2
0.22
0.28
0.50
3
0.24
0.22
0.46
4
0.28
0.30
0.28
分析表中数据,以下说法不合理的是__________;
A.四次实验中电流表选用量程为0~0.6A
B.表中的数据均在误差范围内
C.此实验还可测量更多组数据
D.通过多次实验,可避免偶然性
(3)小成同学测量通过灯泡L1电流时,L1正常发光,L2忽亮忽灭,他接下来的操作应该是__________。(写出一条即可)
【答案】 L2 B 将灯泡L2拧一拧
【详解】(1)[1]由图乙可知,两灯泡并联,电流表在L2所在支路,因此测量的是通过L2电流。
(2)[2]A.由表中数据可知,分度值为0.02A,因此电流表选用的是0~0.6A量程,故A不符合题意;
B.由第4次实验数据可知,IC处的电流不在误差范围内,故B符合题意;
CD.本实验中多次测量可以避免偶然性,寻找普遍性规律,因此实验还可测量更多组数据,故CD不符合题意。
故选B。
(3)[3]由题意可知,L2忽亮忽灭,说明L2接触不良,因此可以将灯泡L2拧一拧。
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专题14 电路 电流 电压 电阻
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 4
03·考点通关·靶向突破 6
考点1 电现象 6
教材·知识夯基
1.摩擦起电
2.两种电荷
3.验电器
4.导体和绝缘体
中考·考法聚焦
考法1 摩擦起电的实质分析
考法2 电荷间的相互作用规律
考法3 验电器的结构和原理
考法4 判断物体的电性
考点2 电路 9
教材·知识夯基
1.电路的组成
2.电路的三种状态
3.电路图
4.电路的两种连接方式——串联和并联
中考·考法聚焦
考法1 电路的组成部分及其作用
考法2 根据实际情况做电路选择
考法3 电路的状态判断
考法4 根据实物图绘制电路图
考点3 电流 12
教材·知识夯基
1.电流
2.测量电流的仪器——电流表
3.两种电路中的电流规律
中考·考法聚焦
考法1 电流的成因
考法2 电流的方向
考法3 探究电路中的电流特点
考点4 电压 15
教材·知识夯基
1.电压
2.测量电压的仪器——电压表
3.两种电路中的电压规律
中考·考法聚焦
考法1 常见物理量的估测
考法2 判断电压表的测量对象
考法3 利用电表检查电路故障
考点5 电阻 17
教材·知识夯基
1.电阻
2.影响电阻大小的因素
3.滑动变阻器与电阻箱
4.半导体和超导现象
中考·考法聚焦
考法1 电阻的影响因素
考法2 滑动变阻器的接线柱选择
考法3 电阻箱读数
考法4 实验探究——电阻的影响因素
04·素养拓展·思维进阶 22
拓展01 电流的微观定义——电荷的定向移动
拓展02 二极管——具有“单行道”属性的电子元件
05·优题精选·练能提分 24
考点
考查形式
考查内容
考法分析
电现象
☑选择题
☑填空题
摩擦起电(带电体吸引轻小物体)、两种电荷(正/负电荷)、电荷间相互作用(同种相斥,异种相吸)、验电器原理(同种电荷互相排斥)、摩擦起电实质(电子转移)、导体与绝缘体(常见的导体和绝缘体)
1. 摩擦起电现象判断:结合生活实例(头发随气球飘起、静电章鱼实验)判断是否发生了摩擦起电现象。
2. 电荷间相互作用:高频考点。已知带电体之间的吸引/排斥情况,推断物体带电种类(注意:相互吸引可能带异种电荷,也可能一个带电一个不带电)。
3. 验电器使用与分析: 验电器的原理(同种电荷相斥)、验电器张角变化反映电荷量多少。
4. 摩擦起电实质:摩擦起电是电子的转移,不是创造了电荷;得到电子带负电,失去电子带正电。
5. 导体与绝缘体辨析: 判断常见材料(金属、人体、大地、酸碱盐溶液;橡胶、玻璃、塑料、陶瓷)属于导体还是绝缘体。
电路
☑选择题
☑填空题
☑作图题
电路的组成(电源、用电器、开关、导线)、电路的三种状态(通路/开路/短路)、电路图与实物图的转换、串联和并联的特点与识别、串并联电路设计
1.串并联识别与判断: 高频考点。根据用电器的工作特点(是否相互影响、开关位置的作用)判断连接方式。
2.电路状态分析: 识别电源短路(电流不经过用电器直接接电源两极)和局部短路,分析短路造成的后果。
3.电路图与实物图互画:常出现在作图题中,要求根据实物图画出电路图,或根据电路图连接实物图(注意连接的顺序和对应关系)。
4. 电路设计: 生活应用高频考点。根据实际需求(如“声光控灯”“人脸识别+密码开门”等多条件控制)选择符合要求的电路。
电流
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电流的形成(电荷定向移动)、电流方向(正电荷定向移动方向)、电流的单位、电流的测量、串并联电路电流规律(串联处处相等,并联I=I1+I2)
1. 电流方向判断: 在电源外部,电流从正极流向负极;金属导线中自由电子定向移动方向与电流方向相反。
2. 电流表使用与读数: 基础实验考点。考查电流表的使用规则(串联、正进负出、选择合适的量程、不能直接接电源)、量程的选择与读数(分度值0.02A/0.1A)。
3. 电流表连接判断:判断电流表测量的是哪部分电路的电流(分析电流路径)。
4. 探究串并联电路电流规律: 实验高频考点。考查实验操作(连接电路时开关断开、电流表调零)、数据分析(寻找普遍规律需换用不同规格灯泡多次实验)、电路故障分析。
电压
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电压的作用(使自由电荷定向移动形成电流)、电压的单位(伏特V,以及kV、mV换算)、常见电压值、电压表的使用规则、串并联电路电压规律(串联U=U1+U2,并联各支路电压相等)
1. 常见电压值估测:结合生活实际判断常见电压值(一节干电池、家庭电路、人体安全电压)。
2. 电压表使用与读数: 考查电压表的使用规则(并联、正进负出、选择合适的量程、可以直接接电源两极测电源电压)、量程的选择与读数(分度值0.1V/0.5V)。
3. 电压表测量对象判断: 判断电压表测量的是哪部分电路两端的电压(看电压表与谁并联)。
4. 探究串并联电路电压规律: 实验高频考点。考查实验操作(电压表连接)、数据分析(寻找普遍规律需多次实验)、电路故障分析(电压表有示数/无示数对应的故障类型)。
电阻
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电阻的定义(导体对电流的阻碍作用)、单位、影响电阻大小的因素(材料、长度、横截面积、温度)、半导体与超导现象、滑动变阻器的原理与使用(通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻)
1. 影响电阻大小的因素: 基础考点。结合情境判断电阻的变化(如导线对折后电阻变小、均匀拉长后电阻变大)。
2. 滑动变阻器的连接与作用: 高频考点。考查“一上一下”的接法、滑片移动时电阻的变化(滑片远离下接线柱,电阻变大)、闭合开关前滑片要移到阻值最大处(保护电路)。
3. 半导体与超导: 结合科技应用(LED灯、芯片)判断半导体材料的特点(导电性介于导体和绝缘体之间),超导体的应用(零电阻,不能用于电热器)。
4. 实验探究(影响电阻大小的因素): 考查控制变量法(探究长度因素时控制材料和横截面积相同)、转换法(通过电流表示数或灯泡亮度反映电阻大小)。
命题新趋势
1、科技与生活情境深度融合: 试题将广泛联系生活实际(如静电除尘、油罐车拖地铁链、新能源汽车电路)和科技前沿(芯片半导体材料、超导研究),考查学生在真实情境中应用电学知识的能力。
2、实验探究与科学方法并重: 对串并联电路电流、电压规律的考查,从记忆结论转向实验方案设计(如何寻找普遍规律)、数据分析及电路故障分析。对电阻影响因素的实验,重点关注控制变量法和转换法的灵活应用。
3、电路识别与设计综合化: 结合“声光控灯”“人脸识别门禁”等实际需求进行电路设计,考查学生对串并联电路本质的理解和创造性思维。
命题预测
电荷间相互作用是基础:结合轻质小球吸引/排斥现象判断带电情况,是选择题的稳定考点。
电路连接方式判断是核心:根据用电器的工作特点判断串并联,或识别短路状态,预计将继续保持高频考查。
电流表、电压表的使用与读数:在实验题第一问或选择题中出现,是基本得分点,但要注意量程选择和正负接线柱的判断。
串并联电路电流、电压规律的实验探究:依然是实验探究题的热点,重点关注数据分析(寻找普遍规律需要多次实验)和简单的电路故障分析。
滑动变阻器的连接与动态分析:结合滑片移动判断电阻变化,为后续学习欧姆定律打下基础,是选择题和填空题的必考内容。
考点1 电现象
【课标要求】通过实验,了解摩擦起电现象;知道两种电荷及其相互作用;了解验电器的原理。
1. 摩擦起电
(1)定义:用摩擦的方法使物体带电的现象,叫作摩擦起电。
(2)实质:摩擦起电并不是创造了电荷,而是电子发生了转移。
摩擦起电的微观解释:物质由原子构成,而原子由带正电的原子核和带负电的电子组成。通常情况下,原子呈电中性。不同物质的原子核束缚电子的本领不同,在相互摩擦的过程中,电子从束缚能力弱的物体转移到束缚能力强的物体,失去电子的物体带上正电荷,得到电子的物体带上负电荷。
2. 两种电荷
(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
(3)电荷间的相互作用规律:
① 同种电荷相互排斥。
② 异种电荷相互吸引。
注意:两个物体相互吸引时,也有可能是只有一个物体带电,因为带电体具有吸引轻小物体的性质。
3. 验电器
(1)构造:金属球、金属杆、金属箔。
(2)原理:同种电荷相互排斥。
(3)作用:检验物体是否带电。
① 金属箔张开角度越大,说明带电荷量越多。
② 不能直接判断带何种电荷(需要先已知电荷去接触判断)。
4. 导体和绝缘体
(1)导体:
① 定义:容易导电的物体。
② 常见导体:金属、人体、大地、石墨、酸碱盐溶液。
③ 导电原因:有大量自由移动的电荷(金属中是自由电子,溶液中是离子)。
(2)绝缘体:
① 定义:不容易导电的物体。
② 常见绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、陶瓷、干燥的木头、空气。
③ 绝缘原因:电荷被束缚,几乎没有自由移动的电荷。
(3)导体与绝缘体之间没有绝对界限:条件改变时(如潮湿、高温),绝缘体可能变成导体。
【特别提醒】
1.摩擦起电的两个物体带等量异种电荷:因为电子从一个物体转移到另一个物体,得失电子数相等。
2.验电器金属箔张开一定带同种电荷:金属箔本身是导体且相互连通,最终两个金属箔张开时所带电性必然相同。
3. 判断物体是否带电的方法:
①看能否吸引轻小物体。
②用验电器检验。
1.【摩擦起电的实质分析】(2025·四川宜宾·中考真题)用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器金属球,发现验电器的两片金属箔张开,此时验电器得到电子带______电,在接触瞬间电流的方向是______(填“A”或“B”)。
A.从橡胶棒流向验电器 B.从验电器流向橡胶棒
考查知识
摩擦起电、验电器工作原理、电流方向的规定。
命题解读
命题意图:过毛皮摩擦橡胶棒接触验电器的经典实验,考查学生对摩擦起电中电荷转移方向、验电器带电情况的判断,以及对电流方向(正电荷定向移动方向)的理解。
解题思路:毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒得到电子带负电;接触验电器时电子从橡胶棒流向验电器,电流方向与电子移动方向相反,故从验电器流向橡胶棒。
2.【电荷间的相互作用规律】(2025·四川广安·中考真题)甲、乙、丙三个轻质带电小球用绝缘细线悬挂,甲带正电,他们之间的相互作用如图所示,乙带电情况是带______(选填“正电”或“负电”),乙和丙带______(选填“同种”或“异种”)电荷。
考查知识
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)。
命题解读
命题意图:通过三个带电小球的相互作用图,考查学生根据排斥和吸引现象推断电荷种类的逻辑推理能力。
解题思路:乙丙排斥→带同种电荷;甲乙吸引→甲带正电,则乙带负电,丙也带负电。
3.【验电器的结构和原理】(2024·四川巴中·中考真题)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
考查知识
摩擦起电的实质、验电器工作原理、电荷间相互作用。
命题解读
命题意图:通过丝绸摩擦玻璃棒接触验电器的情境,考查学生对摩擦起电本质(电子转移,不是创造电荷)、玻璃棒带正电的原因(失去电子),以及验电器工作原理的理解。
解题思路:玻璃棒与丝绸摩擦时玻璃棒失去电子带正电;接触验电器时,验电器电子转移到玻璃棒,金属箔因带同种电荷而张开。
4.【判断物体的电性】(2025·四川内江·二模)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。如果乙球带负电,则甲球( )
A.带正电 B.带负电
C.不带电 D.以上说法都正确
考查知识
电荷间的相互作用规律。
命题解读
命题意图:通过两小球相互排斥的现象,考查学生对同种电荷相互排斥的理解,以及根据已知电荷推断未知电荷的能力。
解题思路:排斥说明两球带同种电荷,乙带负电,则甲也带负电。
考点2 电路
【课标要求】会读、会画简单的电路图;能连接简单的串联电路和并联电路;能说出生活生产中采用简单串联或并联电路的实例。
1. 电路的组成
一个完整的电路至少需要包含四个部分。
(1)电源:提供电能的装置(如干电池、蓄电池、发电机)。
(2)用电器:消耗电能的装置(如灯泡、电动机、电铃)。
(3)开关:控制电路通断的装置。
(4)导线:连接电路,输送电能的元件。
2.电路的三种状态
(1)通路:处处连通的电路,用电器正常工作。
(2)开路(断路):某处断开的电路,用电器不能工作。
(3)短路:
① 电源短路:导线直接连接电源两极,电流很大,会烧坏电源。
② 用电器短路(局部短路):一根导线接在用电器两端,该用电器被短接而不工作。
3.电路图
(1)定义:用规定的符号表示电路连接的图叫作电路图。
(2)常用元件符号:
(3)画电路图的要求:
① 元件分布均匀,不画在拐角处。
② 导线横平竖直,拐角处画成直角。
③ 连接处要点圆点(表示相连)。
4.电路的两种连接方式——串联和并联
(1)串联电路
定义:电路元件逐个顺次连接的方式。
特点:
① 电流只有一条路径,无分支。
② 各用电器相互影响:一个断开,所有用电器都不工作。
③ 开关控制整个电路,与位置无关。
实例:节日小彩灯、装饰灯串。
(2)并联电路
定义:电路元件并列连接的方式。
特点:
① 电流有多条路径,有分支点。
② 各用电器互不影响:一个断开,其他支路仍工作。
③ 干路开关控制整个电路,支路开关只控制所在支路。
实例:家庭电路中各用电器、路灯。
(3)串联与并联的识别方法
方法
串联
并联
路径法
只有一条电流路径
有两条或以上电流路径
拆除法
拆掉一个用电器,其他不工作
拆掉一个用电器,其他仍工作
节点法
无分支点
有分支点
【特别提醒】
1.电源短路的危害:电源短路时,电路中电流极大,会烧毁电源甚至引发火灾。
2.串并联电路中的开关作用:串联电路只有一条路径,开关控制所有用电器,并联电路中,支路开关只控制本支路,干路开关控制所有支路。
3.电路图和实物图要相对应:画电路图时,实物图与电路图要对应,从电源正极出发,沿电流方向依次连接。
4.判断电路连接方式的技巧:观察电流是否有分支,观察用电器是否相互影响,观察开关的控制作用。
1.【电路的组成部分及其作用】(2024·四川成都·中考真题)如图所示,纸盒外有两只小灯泡和一个开关,闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都不亮。下列判断正确的是( )
A.盒内一定有两节电池 B.盒内一定有电源供电
C.两只灯泡一定是串联关系 D.两只灯泡一定是并联关系
考查知识
电路的基本组成、串并联电路的判断。
命题解读
命题意图:通过纸盒外部的现象(开关控制两灯同时亮灭),考查学生对电路基本组成(必须有电源)的理解,以及开关在干路时无论串并联均可控制两灯的认识。
解题思路:灯能亮必须有电源;开关同时控制两灯,可能是串联,也可能是并联且开关在干路。
2.【根据实际情况做电路选择】(2025·四川自贡·中考真题)某电动自行车上有加速按钮。按下按钮时,电动机M转速增大,车速增加。能满足此要求的电路是( )
A. B.
C. D.
考查知识
电路设计(通过开关改变电动机转速)。
命题解读
命题意图:通过电动自行车加速按钮的设计,考查学生能否根据“按下按钮时转速增大”的要求,设计出通过短路电阻来改变电动机两端电压的电路。
解题思路:按下按钮时,需要增大电动机两端电压,可通过短路与电动机串联的电阻来实现。
3.【电路的状态判断】(2024·四川自贡·中考真题)在图所示的电路图中,闭合开关S1、S3,断开开关S2,则小灯泡L1、L2是______(选填“串”或“并”)联;若同时闭合开关S1、S2、S3,则会造成电路______。
考查知识
电路的连接方式判断、短路故障。
命题解读
命题意图:通过开关的不同闭合方式,考查学生对串并联电路的识别能力,以及同时闭合所有开关会导致电源短路的认识。
解题思路:闭合S1、S3,断开S2时,电流有两条路径,两灯并联;同时闭合S1、S2、S3时,电源正负极直接相连,造成短路。
4.【根据实物图绘制电路图】(2025·四川自贡·中考真题)根据下方“测量小灯泡的电功率”实验的实物图,在虚线框内完善电路图。
考查知识
根据实物图画电路图。
命题解读
命题意图:通过测量小灯泡电功率的实物图,考查学生能否正确识别电路连接方式(串并联、电表位置),并规范画出电路图。
解题思路:识别实物图中各元件的连接关系,电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联,滑动变阻器一上一下串联在电路中。
考点3 电流
【课标要求】理解电流的概念;知道电流的单位;会使用电流表测电流;探究串联电路和并联电路的电流规律。
1.电流
(1)电流的物理意义:表示电流强弱的物理量。
(2)定义:每秒通过导体任一横截面的电荷量。
(3)公式:
I表示电流,单位安培(A),Q表示电荷量,单位库伦(C),t表示时间,单位秒(s)
(4)电流的单位
国际单位:安培(A),常用单位:毫安(mA),微安(μA)
单位换算:1A=103mA,1A=106μA
(5)电流的方向:
(1)规定:正电荷定向移动的方向为电流方向,与负电荷定向移动的方向相反。
(2)实际:金属导体中,只有自由电子可以定向移动,自由电子定向移动的方向与电流方向相反。
(3)电路中的方向:电流是一个闭合的回路,在电源外部,电流从电源正极流向负极,但在电源内部,电流从负极流向正极。
2.测量电流的仪器——电流表
(1)作用:测量电路中的电流。
(2)符号:Ⓐ
(3)使用方法(“三要一不”):
① 要串联:电流表必须与被测用电器串联。
② 要正进负出:电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
③ 要选择合适的量程:先永大量程试触,再选大量程或小量程。
④ 不能直接接在电源两极:否则会短路。
(4)读数方法:
① 看清量程:0~0.6A(分度值0.02A)或0~3A(分度值0.1A)。
② 看清指针位置。
③ 读出示数。
3.两种电路中的电流规律
串联电路中的电流规律:
(1)内容:串联电路中,电流处处相等。
(2)公式:I=I1=I2=I3
并联电路的电流规律
(1)内容:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
(2)公式:I=I1+I2+I3
【特别提醒】
1. 电流表在电路中相当于导线:在电路分析中,可把电流表视为导线电流表。
2. 量程选择方法:在不知道电流大小时,先试触大量程,防止损坏电表,小量程够用的情况下选用小量程,因为小量程的分度值更小,读数更精确。
3. 普通电流表大小量程的比值关系:普通电流表的大量程是小量程的5倍,考试时经常应用这个规律。
1.【电流的成因】(2024·四川自贡·中考真题)下列关于电的说法中正确的是( )
A.摩擦起电的实质是创造了电荷 B.电荷的移动形成电流
C.同种电荷相互排斥 D.负电荷定向移动的方向就是电流的方向
考查知识
摩擦起电实质、电流的形成条件、电荷间相互作用、电流方向的规定。
命题解读
命题意图:通过四个选项全面考查学生对电学基本概念的掌握情况,纠正常见错误认识。
解题思路:摩擦起电是电子转移,不是创造电荷;电荷定向移动形成电流;同种电荷相互排斥;电流方向规定为正电荷定向移动方向,与负电荷移动方向相反。
2.【电流的方向】(2024·四川绵阳·模拟预测)如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒a去接触不带电的验电器的金属球b,金属球b也带上电。下列说法正确的是( )
A.摩擦时丝绸上的正电荷转移到玻璃棒a上
B.丝绸的原子核束缚电子的本领比玻璃棒弱
C.玻璃棒a上的一些电子转移到金属球b上,瞬间电流方向:b→a
D.金属球b上的一些电子转移到玻璃棒a上,瞬间电流方向:a→b
考查知识
摩擦起电的实质、验电器工作原理、电流方向的判断。
命题解读
命题意图:通过玻璃棒接触验电器的情境,考查学生对摩擦起电中电子转移方向、原子核束缚电子本领强弱,以及接触瞬间电流方向的综合分析能力。
解题思路:玻璃棒与丝绸摩擦时玻璃棒失去电子,说明玻璃棒原子核束缚电子本领弱;接触验电器时,电子从验电器流向玻璃棒,电流方向与电子移动方向相反,故从玻璃棒流向验电器。
3.【探究电路中的电流特点】(2025·四川甘孜州·中考真题))小强同学做“探究并联电路电流的特点”实验的电路如图所示,请你帮助他完善下列实验操作。
(1)电流表应与待测的那部分电路___________(选填“串联”或“并联”);
(2)在测量A处的电流时,发现电流表的指针反向偏转,他应该立即___________(选填“断开开关”或“更换电流表”)。然后改变连线方式,使电流从电流表的___________接线柱流入(选填“正”或“负”);
(3)测出A、B、C三处电流大小后,他应该___________(选填“改变开关的位置”或“更换规格不同的灯泡”),多次实验得出结论。
考查知识
探究并联电路电流特点的实验操作(电流表使用、实验注意事项、多次实验的目的)。
命题解读
命题意图:通过实验操作步骤的填空,考查学生对电流表使用方法、实验操作规范,以及如何使实验结论具有普遍性的理解。
解题思路:电流表要串联;指针反向偏转时应立即断开开关,调整正负接线柱;多次实验应更换不同规格灯泡,避免偶然性。
考点4 电压
【课标要求】理解电压的概念;知道电压的单位;会使用电压表测电压;探究串联电路和并联电路的电压规律。
1.电压
(1)电压的作用:电压是使电路中形成电流的原因,电路中,电压由电源提供。
(2)电压的单位:
国际单位:伏特,简称伏(V),常用单位:千伏(kV),毫伏(mV)
换算方法:1V=10-3kV 1V=103mV
(3)一些常考的电压的值
一节干电池:1.5 V
家庭电路电压:220 V
人体安全电压:不高于36 V
2. 测量电压的仪器——电压表
(1)作用:测量电路两端电压。
(2)符号:Ⓥ
(3)使用方法:
① 要并联:电压表必须与被测用电器并联。
② 要正进负出:电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
③ 要选择合适的量程:先试触,再选大量程或小量程。
④ 可以直接接在电源两极:此时测量电源电压。
(4)读数方法:
① 看清量程:0~3V(分度值0.1V)或0~15V(分度值0.5V)。
② 看清指针位置。
③ 读出示数。
3. 两种电路中的电压规律
串联电路中的电压规律:
(1)内容:串联电路中,电源电压等于各用电器电压之和。
(2)公式:U=U1+U2+U3
并联电路的电压规律
(1)内容:并联电路中,各支路两端的电压相等。
(2)公式:U=U1=U2=U3
【特别提醒】
1.电压表相当于开路:在电路分析中,可把电压表视为断路,实质原因是电压表电阻很大,流过电压表的电流极小,一般情况下忽略不计。
2. 电压是形成电流的原因:电路中有电流时必有电压,但有电压不一定有电流(还需通路)。
3. 串并联电压规律与电流规律正好相反:串联电流相等,总电压等于其他之和,并联电压相等,总电流等于其他之和。
4. 普通电压表大小量程的比值关系:与电流表相同,普通电压表的大小量程也相差5倍,在考试中经常出现。
1.【常见物理量的估测】(2025·四川宜宾·二模)下列说法中符合实际情况的是( )
A.中学生的身高约180dm B.成人步行的速度约为5m/s
C.人体安全电压是36V D.一个篮球的质量约为600g
考查知识
常见物理量的估测(长度、速度、电压、质量)。
命题解读
命题意图:通过生活常见物理量的估测,考查学生对基本物理量大小的感性认识,培养物理量感。
解题思路:有用功等于物重乘以高度;总功等于有用功加额外功;功率等于总功除以时间;机械效率等于有用功除以总功;增大物重可提高机械效率。
2.【判断电压表的测量对象】(2025·四川南充·一模)如图甲所示,电路中电源电压保持不变,为定值电阻,闭合开关S后,电压表的示数如图乙所示,则两端的电压和电源电压分别是( )
A. B. C. D.
考查知识
串联电路电压特点、电压表读数。
命题解读
命题意图:通过电压表示数图像,考查学生能否根据串联电路电压关系判断电压表量程,并正确读数。
解题思路:串联电路中总电压大于部分电压,因此测总电压的电压表用大量程,测部分电压的电压表用小量程;分别读数后根据串联电压关系计算另一电压。
3.【利用电表检查电路故障】(2025·四川达州·模拟预测)如图所示,闭合开关S,两灯泡均发光,两电表均有示数。过一会儿,其中某个灯泡突然熄灭,电压表示数为零,电流表有示数,则故障原因是( )
A.L1短路 B.L1开路 C.L2短路 D.L2开路
考查知识
电路故障分析(短路故障)。
命题解读
命题意图:通过灯泡熄灭、电表示数变化的现象,考查学生根据电流表有示数(排除断路)、电压表示数为零判断短路位置的能力。
解题思路:电流表有示数说明电路未断路;电压表示数为零,说明与电压表并联的用电器短路(L2短路)。
考点5 电阻
【课标要求】理解电阻的概念;知道电阻的单位;探究影响电阻大小的因素;了解滑动变阻器的原理和使用。
1.电阻
(1)电压的物理意义:表示导体对电流阻碍作用的大小,用符号R表示。
(2)电阻的单位:
国际单位:欧姆,简称欧(Ω),常用单位:千欧(MΩ),兆欧(MΩ)
单位换算:1MΩ=106Ω 1kΩ=103Ω
(3)导体和绝缘体的实质区别:
导体和绝缘体的区别实质就是电阻大小不同,导体电阻较小,导电能力强,而绝缘体电阻很大,导电能力弱。
2. 影响电阻大小的因素
(1)材料:不同材料的导体电阻不同。
(2)长度:在材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大。
(3)横截面积:在材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小。
(4)温度:对大多数金属导体,温度越高,电阻越大;对某些材料(如碳、半导体),温度越高,电阻越小。
注意:通过欧姆定律变形,电阻在数值上等于电压与电流之比,但电阻本身与电流和电压无关。
(5)探究影响电阻大小因素的实验方法:
实验方法:控制变量法。
① 探究材料的影响:控制长度、横截面积相同,改变材料。
② 探究长度的影响:控制材料、横截面积相同,改变长度。
③ 探究横截面积的影响:控制材料、长度相同,改变横截面积。
④ 探究温度的影响:对同一导体,改变温度。
转换法:通过电流大小或灯泡亮度来间接反应电阻的大小
3. 滑动变阻器与电阻箱
滑动变阻器
(1)原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。
(2)构造:瓷筒、电阻丝线圈、滑片、金属杆、接线柱。
(3)接线方法:
① 采用一上一下的接法。
② 不能同时接上面两个接线柱(相当于导线,电阻为0)。
③ 不能同时接下面两个接线柱(相当于定值电阻,起不到变阻作用)。
(5)作用:
① 改变电路中的电流。
② 调节用电器两端的电压。
③ 保护电路。
(6)使用注意事项:
① 闭合开关前,滑片应移到阻值最大处(保护电路)。
② 通过滑动变阻器的电流不能超过其允许的最大电流。
电阻箱
(1)特点:能够读出接入电阻的准确值。
(2)分类:旋钮式电阻箱、插孔式电阻箱。
(3)与滑动变阻器的比较:
滑动变阻器
电阻箱
能否读数
不能读出准确值
能读出准确值
调节方式
连续调节
跳跃式调节
用途
改变电流、电压
需要准确电阻时使用
4. 半导体和超导现象
(1)半导体:
① 导电能力介于导体和绝缘体之间。
② 常见材料:硅、锗、砷化镓。
③ 应用:二极管、三极管、集成电路、太阳能电池。
(2)超导现象:
① 定义:某些材料在温度降到足够低时,电阻变为零的现象。
② 超导材料应用前景:远距离输电(无损耗)、制作强磁场、磁悬浮列车。
【特别提醒】
1.电阻是导体本身的一种性质:与导体两端的电压和通过导体的电流无关,由导体的材料,长度,横截面积和温度决定(很多时候忽略温度的影响,要根据题上条件做实际判断)。
2. 滑动变阻器的工作原理:滑动变阻器是通过移动滑片来改变接入电路中的电阻丝的长度来实现电阻改变的,解题时先勾画电流路径,看滑动变阻器的哪一段接入电路,移动滑片后,看接入电路部分是变长还是变短,从而判断电阻的变化。
1.【电阻的影响因素】(2025·四川眉山·中考真题)甲、乙两根完全相同的电阻丝,将甲电阻丝剪去一半,电阻变为;将乙电阻丝从中间对折,电阻变为。然后将和串联到电路中,则通过的电流___________(选填“大于”“等于”或“小于”)通过的电流I2,两端电压与两端电压之比___________。
考查知识
电阻变化规律(长度、横截面积对电阻的影响)、串联电路电流电压特点。
命题解读
命题意图:通过电阻丝剪短和对折改变电阻,考查学生计算变化后电阻值的能力,以及串联电路中电流相等、电压与电阻成正比的应用。
解题思路:剪去一半电阻减半;对折后长度减半、横截面积加倍,电阻变为原来的1/4;串联电流相等,电压之比等于电阻之比。
2.【滑动变阻器的接线柱选择】(2025·四川成都·中考真题)小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
考查知识
滑动变阻器的连接方式及其对电路的影响。
命题解读
命题意图:通过滑动变阻器改变灯泡亮度的电路设计,考查学生能否根据“滑片向左滑动灯泡变暗”的要求,正确选择滑动变阻器的接线方式。
解题思路:灯泡变暗说明电流减小,总电阻增大,滑动变阻器阻值应增大,因此滑片向左滑动时应远离下接线柱,下接线柱接右边。
3.【电阻箱读数】(2025·四川达州·中考真题)一节新干电池电压约为______V,如图所示电阻箱阻值读数为______Ω。
考查知识
常见电源电压、电阻箱的读数。
命题解读
命题意图:通过填空形式考查学生对常见电压值的记忆,以及电阻箱的正确读数方法。
解题思路:一节新干电池电压为1.5V;电阻箱读数等于各旋盘对应数字乘以倍率后相加。
4.【实验探究——电阻的影响因素】(2025·四川南充·一模)如图甲是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据如下表。
实验组
电阻丝
材料
长度
直径
电流
1
a
康铜丝
57.20
0.50
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图乙所示,其示数为__________A;
(2)为研究导体电阻大小与长度的关系,可选择实验组__________进行对比;
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关;
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图丙所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象:__________;
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造__________(写出一种),以减少能量损耗。
考查知识
探究影响电阻大小的因素(控制变量法)、超导现象、超导材料的应用。
命题解读
命题意图:通过探究实验考查学生对控制变量法的应用,同时结合图像分析金属电阻随温度变化的规律,并了解超导材料的应用。
解题思路:(1)电流表读数注意量程和分度值。
(2)研究长度影响需控制材料和横截面积相同,选择3和4两组数据。
(3)①从图像可知,电阻随温度降低先减小,在某一临界温度时突变为0,即超导现象;②超导材料电阻为零,可用于制作输电线、电动机线圈等以减少能量损耗。
一、电流的微观定义——电荷的定向移动
我们通常把电流简单地理解为“电荷的流动”。但从更精确的物理定义来看,电流是有量化标准的。
1. 电流的定义式——单位时间的电荷量
电流的大小不是凭空产生的,它取决于单位时间内通过导体横截面的电荷量。
公式: ,其中Q表示电荷量,单位库伦(C)
1安培的电流:如果在1秒内,通过导体某横截面的电荷量是1库仑,那么导体中的电流就是1安培。
1库仑有多大?一个电子所带的电荷量为1.6×10−19库仑。所以,1库仑相当于6.25×1018个电子所带电荷量的总和。
2. 电流方向的“特殊规定”
这是一个容易混淆的知识点:
规定:在物理学中,我们规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
现实:在金属导体中,实际能移动的电荷是自由电子(带负电),它们移动的方向与规定的电流方向相反。
理解要点:就像我们规定“向北”为正方向,即使一辆车实际在向南开,我们也可以说它的速度是“负的向北”。电流方向的规定也是如此,它建立了一个统一的参考系,不影响后续的所有计算。
【机械效率的综合应用】请阅读《酒精测试仪》并回答题。
执勤交警利用呼气式酒精测试仪来确定驾驶人的血液酒精浓度,我国目前主要应用的类型有半导体型和燃料电池型呼气酒精测试仪。
半导体型酒精测试仪利用仪器中气敏材料的电阻率随空气中酒精蒸气浓度的增加而减小的特性进行测量。当接触的气体中其敏感的气体浓度增加,它对外呈现的电阻值就降低。使用简单的电路即可将电阻值的变化转换为与该气体浓度相对应的电信号输出。
燃料电池型酒精测试仪主要基于电化学原理。如图所示,燃料电池有两个铂(Pt)电极,中间夹着多孔酸电解质材料。当司机呼出的气体流过燃料电池的一侧(如图中为左侧)时,铂(Pt)会氧化气体中的全部酒精,产生醋酸、质子和电子。产生的电子从该铂(Pt)电极流过导线,通过微处理器(测量电流)、液晶显示屏和另一端的铂(Pt)电极,形成电流。质子通过电极间的质子交换膜,与氧和另一侧的电子结合形成水。在此过程中,被氧化的酒精越多,微处理器显示的电流值就越大。根据以上材料,回答下列问题:
(1)无论是燃料电池型呼气酒精测试仪,还是半导体型酒精测试仪,都是将酒精浓度转换为______信号(选填“电”,“声”,“光”)进行间接测量的。其中基于燃料电池型呼气酒精测试仪的检测原理可知,被测试者呼出的酒精含量越高,该电学量的值越______;(选填“大”或“小”)
(2)如图所示,左侧铂(Pt)电极相当于电源的______极;(选填“正”或“负”)
(3)针对如图所示的原理,在酒精被氧化产生电子后,电子沿外电路形成电流的过程中,小明构建了如图所示的模型。若已知导体的横截面积为S,单位体积内的自由电子数为n,自由电子定向移动的平均速度为v,一个电子的电荷量为e。则在t时间内通过导体横截面的总电荷量的表达式为______。(用题目中的字母表示)。
二、二极管——具有“单行道”属性的电子元件
电阻相当于电流的“减速带”,那么二极管就是电流的“智能闸门”或“单行道”。
1. 什么是二极管?
二极管是一种由半导体材料(如硅、锗)制成的电子元件。它最核心的特性是单向导电性。
由两个引脚:正极(阳极)、负极(阴极)
2. 二极管的三种工作状态
(1)正向偏置(导通状态)
连接方式:将二极管的正极接电源正极,负极通过用电器接电源负极。
现象:二极管相当于一根导线(实际上有很小的电阻),电路中有电流,用电器工作。
(2)反向偏置(截止状态)
连接方式:将二极管的正极接电源负极,负极接电源正极。
现象:二极管相当于断开的开关(电阻极大,近似无穷大),电路中几乎没有电流,用电器不工作。
(3)击穿状态(损坏状态)
现象:如果加在二极管两端的反向电压过大,二极管会被击穿,失去单向导电性,变成普通导体甚至烧毁。
【机械效率的综合应用】新材料越来越多地进入我们的学习、工作和生活,并正在改变我们的生活方式,提高我们的生活质量,促进社会的进步和发展。目前,各种新材料层出不穷,这里主要研究纳米材料、半导体材料和超导体材料。
(1)某芯片的制造工艺达到7nm,7nm=________m,“芯片”所用的主要材料是半导体,利用该材料制成的二极管具有________导电性。
(2)5G通信与折叠屏手机领域都运用了石墨烯等纳米材料。石墨烯在室温下传递电子的速度比一般导体都大,说明它的________好;另外,利用石墨烯制作成的电子元件很容易散热,这说明它的导热性________(选填“好”或“不好”)。
(3)我们在超导材料方面的研究也取得了一定的突破。当温度降到一定程度下,铜氧化物超导材料的电阻会突然接近于________,电流几乎通行无阻。该材料可适用于________等领域。
1.(2025·四川攀枝花·中考真题)下列材料中,不宜用来制作用电器绝缘层的是( )
A.玻璃 B.塑料 C.石墨 D.橡胶
2.(2025·四川攀枝花·中考真题)小李同学在使用电吹风时发现,电吹风工作时要么吹冷风,要么吹热风,不会出现电热丝发热而不吹风的情况。下列四幅电路图中M为电动机,其中最符合电吹风特性的电路是( )
A. B.
C. D.
3.(2025·四川眉山·中考真题)如图所示电路中,电源电压恒为。闭合开关,电路正常工作,电压表的示数为。一段时间后,电压表的示数由变为,电流表示数增大。若电路中仅有一处故障,且只发生在上,则电路的故障是( )
A.断路 B.断路 C.短路 D.短路
4.(2024·四川内江·中考真题)长短粗细都相同的铜导线和镍铬合金线,电阻分别为R1和R2,且R1<R2,将它们串联在电路中,通过的电流分别为I1和I2;将它们并联在电路中,R1、R2两端的电压分别为U1和U2。则下列判断正确的是( )
A.I1=I2 B.I1>I2 C.U1>U2 D.U1<U2
5.(2024·四川达州·中考真题)如图所示电路,闭合开关后,整个电路正常工作。其中一盏灯突然熄灭,两只电表示数均变大,则该电路可能发生的故障为( )
A.短路 B.短路 C.开路 D.开路
6.(2024·四川内江·中考真题)我国家用电冰箱,正常工作时的电压为_____V;电冰箱内的压缩机和灯都能够独立工作,互不影响,则压缩机和灯之间的连接方式是_____(选填“串联”或“并联”)。
7.(2025·四川·中考真题)常温下,玻璃棒属于___________(选填“导体”或“绝缘体”),用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒因失去电子而带___________(选填“正电”或“负电”)。
8.(2025·四川泸州·中考真题)在家庭实验室,小中给弟弟表演“舞动的纸屑”系列“魔术”。他用音响设备播放《黄河大合唱》,看到静置于扬声器上的纸屑“随歌起舞”,这说明声音是由物体______产生的;他用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近纸屑,看到纸屑飞向玻璃棒,这是因为玻璃棒带了______而“隔空吸纸”;如图所示,他左手握住软管下端,靠近纸屑,右手握住软管上方,用力甩动,软管内空气流速增大,压强变______,纸屑被吸入管内,从上端飞出,好似“天女散花”。
9.(2025·四川成都·中考真题)小丽为班级科学晚会制作了一款以串联方式连接的彩灯,如图所示。接通电路后,她观察到灯泡亮度不同,根据所学知识判断出通过每个灯泡的电流大小______。根据简单电路的组成要素,该电路还缺少的一个电路元件是______。
10.(2024·四川成都·中考真题)在“探究并联电路中的电流特点”实验中,图甲是某小组同学设计的电路图。
(1)图乙是该小组连接的电路,闭合开关S,电流表测通过__________的电流;
(2)该小组同学换用不同规格的小灯泡进行实验,用电流表多次测A、B、C三点电流,记录实验数据如下表。
实验次数
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.30
0.22
0.50
2
0.22
0.28
0.50
3
0.24
0.22
0.46
4
0.28
0.30
0.28
分析表中数据,以下说法不合理的是__________;
A.四次实验中电流表选用量程为0~0.6A
B.表中的数据均在误差范围内
C.此实验还可测量更多组数据
D.通过多次实验,可避免偶然性
(3)小成同学测量通过灯泡L1电流时,L1正常发光,L2忽亮忽灭,他接下来的操作应该是__________。(写出一条即可)
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