内容正文:
暑季研思・九年级全一册物理暑期培优专项讲义
15.2电流和电路 知识归纳与题型总结
考点01 电流
1、电流形成:电荷的定向移动形成电流(任何电荷的定向移动都会形成电流)。对金属来讲是自由电子定向移动形成电流;对酸、碱、盐的水溶液来讲,正负离子定向移动形成电流。
2、电流的方向:把正电荷定向移动的方向规定为电流方向。(而负电荷定向移动的方向和正电荷移动的方向相反,即与电流方向相反)。
3、获得持续电流的条件:①电路中有电源、②电路为通路。
考向01 电路中获得持续电流的条件
【例1】(多选)下列说法正确的是( )
A.电荷的定向移动形成电流
B.正电荷定向移动方向为电流方向
C.负电荷不能移动形成电流
D.电路中有电源就一定有电流
【答案】AB
【详解】A.根据电流的定义,电荷的定向移动就会形成电流,故A正确;
B.物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流方向,故B正确;
C.金属导体中,带负电的自由电子定向移动形成电流,负电荷定向移动也可以形成电流,故C错误;
D.电路中有电源没有闭合回路不能产生电流,故D错误。
故选AB。
考向02 电流方向的规定
【例2】关于电现象,下列说法正确的是( )
A.玻璃棒与丝绸摩擦带正电,是由于玻璃棒失去电子
B.电流的方向总是由电源的正极流向负极
C.摩擦起电的实质是创造等量的异种电荷
D.验电器的原理是同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
【答案】A
【详解】A.玻璃棒与丝绸摩擦时,玻璃棒对核外电子的束缚能力较弱,会失去电子,从而带正电,故A正确;
B.在电源外部,电流的方向是由电源正极流向负极,但在电源内部,电流方向是由负极流向正极,并非总是由正极流向负极,故B错误;
C.摩擦起电的实质是电荷的转移,并不是创造电荷,故C错误;
D.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,并未用到异种电荷相互吸引的原理,故D错误。
故选A。
考向03 判断闭合电路中的电流方向
【例3】关于电流下列说法正确的是( )
A.只有正电荷的定向移动形成电流
B.图乙中连接两验电器的金属杆中电流的方向是从B到A
C.图甲开关中的电流方向是从A到B
D.负电荷定向移动的方向与电流方向相同
【答案】B
【详解】A.电流可以由正电荷、负电荷或正负电荷同时定向移动形成。故A错误;
B.根据图乙,A验电器带负电,电子从A向B移动,因此电流方向是从B到A。故B正确;
C.在电源外部,电流方向是从电源正极出发,经过用电器回到电源负极,因此图甲中开关的电流方向是从B到A。故C错误;
D.负电荷定向移动的方向与电流方向相反。故D错误。
故选B。
考向04 利用发光二极管判断电流的方向
【例4】人接触汽车有时会被“电”一下,这是因为汽车行驶时与空气摩擦带电。手拿如图所示的静电消除器接触汽车,消除器中的发光二极管发光,若瞬间电流方向是由消除器流向汽车,则汽车带的是______电荷,发光二极管是由______(选填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料制成的。
【答案】 负 半导体
【详解】正电荷定向移动的方向为电流方向,电流方向与自由电子的定向移动方向相反,已知电流方向是由消除器流向汽车,说明电子从汽车流向消除器,因此汽车带多余的负电荷;发光二极管是典型的半导体材料制成的元件。
【对点1】关于电流,下列说法正确的是( )
A.电流是由电荷的无规则运动形成的
B.电流的方向与正电荷定向移动的方向相同
C.只要电路中有电源,电路中就一定有电流
D.物理学中规定,负电荷定向移动的方向为电流的方向
【答案】B
【详解】A.电流是由电荷的定向移动形成的,电荷的无规则运动不会形成电流,故A错误;
B.物理学中规定,电流的方向与正电荷定向移动的方向相同,故B正确;
C.电路中有电源,且电路必须是闭合回路时,电路中才会有电流,仅有电源但电路断开时没有电流,故C错误;
D.物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,故D错误。
故选B。
【对点2】用丝绸摩擦的玻璃棒因_________(选填“得到”或“失去”)电子而带_________电,此时将该玻璃棒与不带电的验电器的金属球接触,会产生__________________(选填“从玻璃棒到验电器”或“从验电器到玻璃棒”)的瞬时电流。
【答案】 失去 正 从玻璃棒到验电器
【详解】不同物质原子核束缚电子的能力不同,丝绸对电子的束缚能力强于玻璃棒,摩擦时玻璃棒会失去电子;
物体失去电子后,原子核所带正电荷数大于核外电子所带负电荷数,因此带正电;
带正电的玻璃棒接触验电器时,验电器的电子会向玻璃棒转移;电流方向规定为正电荷定向移动的方向,与负电荷(电子)定向移动方向相反,因此瞬时电流方向是从玻璃棒到验电器。
【对点3】关于电路,下列说法正确的是( )
A.只要电路闭合,就会有电流通过
B.电源是提供电能的装置
C.用电器是将电能转化为化学能的装置
D.电路中电流的方向是从负极指向正极
【答案】B
【详解】A.电路形成持续电流需要两个条件:①电路中有电源;②电路是闭合通路,故A错误;
B.电源可以将其他形式的能转化为电能,是电路中提供电能的装置,故B正确;
C.用电器工作时是将电能转化为其他形式的能,故C错误;
D.在电源外部的电路中,电流方向是从电源正极流向负极,故D错误。
故选B。
【对点4】在干燥的冬季,手触摸金属门把手,有时有触电麻的感觉,这是因为摩擦起电使人体带一定量电荷,当手触摸门把手时产生放电现象。有一种静电消除器,如图甲,其内部电路可简化为图乙,R是高值电阻,假设手握住A点,用B点接触门把手,产生放电现象,红色二极管瞬间发光,则手带______电荷。(填“正”或“负”),红灯和绿灯______(选填“能”或“不能”)同时亮。
【答案】 负 不能
【详解】[1]手握住A点,用B点接触门把手,产生放电现象,红色二极管瞬间发光,说明电流方向是从B流向A,电子定向移动方向从A到B,则手带负电荷。
[2]二极管是由半导体材料制成的,具有单向导电性,红、绿两灯正负极反接,因此红灯和绿灯不能同时亮。
考点02 电路
1、电路的定义:用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路。
2、电源:提供电能的装置;其他形式的能转化为电能;如:干电池是把化学能转化为电能;发电机则由机械能转化为电能;太阳能电池是把太阳能(光能)转化为电能。
3、用电器:消耗电能的装置;电能转化为其他形式的能。
4、开关:控制电路通断。
5、导线:连接电路,输送电能。
考向01 电源的概念及作用
【例1】物理学中规定,___________定向移动的方向为电流方向。按照这个规定,在电源的外部,电流从电源的___________极出发,经过导线和用电器回到___________极。
【答案】 正电荷 正 负
【详解】物理学中人为规定正电荷定向移动的方向为电流方向,这是电流方向的基本定义,属于需要识记的物理概念;
在电源外部,电流遵循从正极流出的规律,因此此处填写“正”;
电流经过导线和用电器后,会回到电源的负极以形成完整回路,因此此处填写“负”。
考向02 电源的种类及能量转化
【例2】假设2026年宁德时代发布“钠新Ⅱ”钠离子电池,可在-40℃~70℃稳定工作,用于大型储能。关于钠电池,下列说法正确的是( )
A.充电时电能转化为化学能
B.放电时电池相当于电路中的用电器
C.电解液是绝缘体
D.电解液有较高的凝固点,适合极寒地区
【答案】A
【详解】A.电池充电的过程,是将电能转化为化学能储存在电池内部,故A正确;
B.放电时电池向外提供电能,相当于电路中的电源,不是消耗电能的用电器,故B错误;
C.电池工作时需要电解液传导电荷,因此电解液是导体,不是绝缘体,故C错误;
D.该电池可在−40℃的极寒环境稳定工作,说明低温下电解液不会凝固,因此电解液具有较低的凝固点,故D错误。
故选A。
考向03 水果电池的测试及能量转化
【例3】小明学习了一些电学知识后,动手做了以下实验。下列相关原理说法正确的是( )
A.甲图:摩擦后的气球能够吸引细水流,是带电体吸引轻小物体
B.乙图:摩擦后的吸管带电是创造了电荷
C.丙图:验电器金属箔张开是因为异种电荷相互吸引
D.丁图:水果作为电源将电能转化为化学能
【答案】A
【详解】A.带电体具有吸引轻小物体性质。甲图:摩擦后的气球带电,能够吸引细水流,故A正确;
B.乙图:摩擦后的吸管带电并不是创造了电荷,而是电荷发生了转移,故B错误;
C.丙图:验电器金属箔张开是同种电荷相互排斥,故C错误;
D.丁图:水果作为电源将化学能转化为电能,故D错误;
故选A。
考向04 电路的组成部分及其作用
【例4】用手指触碰智能手机的触摸屏时,屏幕亮起,触摸屏相当于电路中的( )
A.电源 B.开关 C.用电器 D.导线
【答案】B
【详解】电路各组成部分的作用:电源提供电能,开关控制电路通断,用电器消耗电能工作,导线连通电路输送电能。 本题中,触碰触摸屏时屏幕才亮起,说明触摸屏可以控制电路的通断,因此它相当于电路中的开关,故ACD错误,B正确。
故选B。
考向05 常见的电路元件及其所对应的符号
【例5】如图所示是暖风机的自动保护装置,当暖风机倾斜或倾倒时,金属小球就会滚向一侧使电路断开。由此判断它在电路中的元件符号是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由图知,当暖风机没有倾斜时,其能够正常工作,说明电路是通路状态;当暖风机发生倾斜或倾倒时,小球就会滚向一侧使电路断开,此时暖风机不能工作,处于断路状态,所以该保护装置在电路中的作用相当于开关,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
考向06 辨析电路图连接的正确与否
【例6】在“湘超”足球联赛中,为了加强安检,进入观赛场地需实行刷脸和刷票双重验证,只有两次验证都通过,系统才会启动电机打开闸门。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据题意,只有两次验证都通过(两个开关都闭合),电机才启动开门,说明两个开关需要同时闭合才能接通电路,因此两个开关应为串联,共同控制电机。
故选A。
考向07 根据实物图画电路图
【例7】请根据所示实物图,在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【详解】电流从电源正极出发,经开关S1、电流表A1后分成两条支路:一条经A2、L2,另一条经L1、开关S2,最后两条支路汇合后回到电源负极。电路图如下图所示:
考向08 对照电路图连接实物
【例8】请你根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接起来。
【答案】
【详解】电路图显示两灯泡并联,开关S1 位于干路控制整个电路,开关S2 位于支路仅控制灯泡。连接实物时,可先连接电源正极 电源负极,再将与串联后的支路并联在两端。据此作图。
【对点1】如图所示为某公园安装的“智能脚蹬车”,这种车配备了太阳能电池板,可实现太阳能和脚蹬车共同发电。配备的蓄电池存储电能,并将电能用于为“智能脚蹬车”的各种功能供电,下列说法正确的是( )
A.蓄电池充电时相当于电源
B.太阳能电池板不能将光能直接转化为电能
C.光能和电能可以相互转化,所以能量转化没有方向性
D.太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变,释放出巨大的核能
【答案】D
【详解】A.蓄电池充电时消耗电能,相当于用电器,故A错误;
B.太阳能电池板能将光能直接转化为电能供用电器使用,故B错误;
C.光能和电能可以相互转化,但能量转化具有方向性,例如热量不会自发地从低温物体传递到高温物体,故C错误;
D.太阳内部氢原子核在超高温下发生不可控的聚变,释放出巨大的核能,故D正确。
故选D。
【对点2】如图所示,把两种不同的金属片插入柠檬中,可制成“水果电池”。当把一个二极管接入电路时,发现二极管发出了微弱的光,此时柠檬相当于电路中的________(选填“电源”或“用电器”),其作用是将________转化为电能。
【答案】 电源 化学能
【详解】把一个二极管接入电路时,发现二极管发出了微弱的光,此时柠檬提供电能,相当于电路中的电源,其作用是将化学能转化为电能。
【对点3】课外小组同学们将铜片和锌片插入苹果或橙子中,就制成了一个水果电池。在用橙子做电池时,先用手掌把橙子压在桌面上滚几下,然后把铜片、锌片插入其中,将水果电池与发光二极管(LED)连接成如图所示电路,LED发光。铜片相当于电池的_____(选填“正”或“负”极;导线ab中的自由电子定向移动方向是_____(选填“从a到b”或“从b到a”)。
【答案】 正 从b到a
【详解】[1]铜片与发光二极管(LED)较长的脚(正极)相连,由于发光二极管具有单向导电性,LED发光,所以铜片相当于水果电池的正极。
[2]电路中,电流的方向是从铜片(正极)经LED流向锌片(负极),也就是从a到b;而自由电子带负电,其定向移动方向与电流方向相反,所以导线ab中的自由电子定向移动方向是从b到a。
【对点4】智能手机是目前普遍使用的通信工具。如图所示,给手机充电时,手机电池相当于电路中的__________;手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区相当于手机电路中的__________。
【答案】 用电器 开关
【详解】给手机充电时,手机电池消耗电能,相当于电路中的用电器。
手指触碰感应区,识别正确指纹后手机开锁,感应区可以控制电路的通断,相当于手机电路中的开关。
【对点5】在下面表格中,画出指定电学元件的符号。
电动机
开关
灯泡
【答案】
电动机
开关
灯泡
【详解】
画电路图时需要统一元件符号,其中电动机的符号为,开关的符号为,灯泡的符号为。
【对点6】在开启某款密码柜时,只有当密码正确且机械钥匙插入钥匙孔并旋转时,连接柜门的电动机才工作打开柜门。若将密码视为,密码正确时闭合;将机械钥匙视为,旋转钥匙时闭合。在以下四个电路图中,符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据题意,只有两个开关、同时闭合时,电动机才工作,说明两个开关需要都闭合才能接通电动机,两个开关需串联,共同控制电动机。
A.A图中、并联,闭合任意一个开关,电动机即可工作,不需要两个开关同时闭合,故A不符合题意;
B.B图中与电动机并联,闭合、断开时电动机就可工作,且、都闭合时会发生电源短路,故B不符合题意;
C.C图中、串联,只有两个开关同时闭合时,电路才形成通路,电动机才能工作,故C符合题意;
D.D图中闭合时会发生电源短路,故D不符合题意。
故选C。
【对点7】根据如图所示的实物图,在虚线框中画出对应的电路图。
【答案】
【详解】由实物图可知,两灯并联,开关S3在干路上,灯L2、开关S2在一条支路,开关S1、灯L1在一条支路,据此作图。
【对点8】按要求完成下列作图;
(1)如图甲AO是一条入射光线,请根据反射定律作出反射光线OB。
(2)画出小球摆动到如图乙所示位置时,受到拉力的示意图。
(3)根据如图丙所示的电路图,补全与之对应的实物图。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据光的反射定律,反射角等于入射角,先过入射点O作垂直于平面镜的法线,测量入射角(入射光线AO与法线的夹角),在法线另一侧画出反射光线OB,使反射角等于入射角,据此作图。
(2)拉力的作用点在小球与绳子的连接点,拉力方向沿绳子指向悬挂点(即绳子收缩的方向)。画一条带箭头的线段,箭头指向悬挂点,标注,据此作图。
(3)由电路图可知,与并联,控制,控制整个电路。连接实物图:从电源正极出发,连接后分成两条支路:一条支路连接,直接回到电源负极;另一条支路连接、 ,再回到电源负极,据此作图。
考点03 导体和绝缘体
1、导体:容易导电的物体叫导体。如:金属,人体,大地,酸、碱、盐的水溶液等。
2、绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体。如:橡胶,玻璃,陶瓷,塑料,油,纯水等。
3、 导体和绝缘体的主要区别是:导体内有大量自由移动的电荷,而绝缘体内几乎没有自由移动的电荷,但导体和绝缘体是没有绝对的界限,在一定条件下可以互相转化。
4、金属导电靠的是自由电子,它移动的方向与金属导体中的电流方向相反;酸碱盐水溶液导电是靠自由离子。
考向01 导体的概念
【例1】快餐配送时经常使用到保温箱,下列是保温箱材料必须具备的特点的是( )
A.导电性好 B.隔热性好 C.密度大 D.弹性好
【答案】B
【详解】A.保温箱的核心需求是减少热量传递,导电性好的材料易通过热传导传递热量,不利于保温,故A不符合题意;
B.隔热性好的材料能有效阻碍箱内外的热量交换,可维持箱内食物的温度,符合保温箱的功能要求,故B符合题意;
C.密度大的材料质量偏大,不利于配送,且密度大小与保温性能无直接关联,故C不符合题意;
D.弹性好属于材料的力学特性,与保温箱的保温功能没有关系,故D不符合题意。
故选B。
考向02 生活中常见的导体
【例2】如图是物理实验中常用的小灯泡,连接金属螺纹和尖端锡块之间的绝缘体可能是( )
A.铁 B.玻璃 C.石墨 D.铜
【答案】B
【详解】小灯泡中,金属螺纹和尖端锡块之间需要绝缘体隔开,防止短路。常见小灯泡的绝缘材料是玻璃,故选B。
考向03 导体导电的实质
【例3】寒冷的冬天,刚烙好的煎饼放在铁板上比放在木板上凉得更快。这主要是利用了铁具有( )。
A.较小的密度 B.良好的导热性 C.良好的导电性 D.较高的硬度
【答案】B
【详解】A.密度是物质单位体积的质量,和降温快慢无关,故A不符合题意;
B.铁的导热性能远强于木头,能迅速将热量传导开,从而维持接触面与煎饼的较大温差,所以煎饼放在铁板上凉得更快,故B符合题意;
C.导电性是物质导电的性质,和热量传递降温无关,故C不符合题意;
D.硬度描述物质的软硬程度,和该现象无关,故D不符合题意。
故选B。
考向04 绝缘体的概念
【例4】下列关于物理知识的说法正确的是( )
A.绝缘体既不能导电也不能带电
B.运动的汽车速度越大惯性越大
C.丝绸摩擦过的玻璃棒失去电子带负电
D.粽香四溢表明分子在做无规则热运动
【答案】D
【详解】A.绝缘体不容易导电,但可以带电,例如丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,故A错误;
B.惯性大小只与物体的质量有关,与速度无关,汽车速度大时惯性不变,故B错误;
C.丝绸摩擦过的玻璃棒因失去电子而带正电,不是带负电,故C错误;
D.“粽香四溢”是扩散现象,表明分子在永不停息地做无规则热运动,故D正确。
故选D。
考向05 生活中常见的绝缘体
【例5】为了防止静电危险,加油站的工作人员提油枪加油前,必须用手触摸“静电释放器”清除身体上的静电,如图所示。则制作“静电释放器”的材料可能是以下的( )
A.铜 B.陶瓷 C.塑料 D.橡胶
【答案】A
【详解】静电释放器需要将人体积累的静电导走,因此制作材料必须是导体。铜是金属,属于导体,符合要求;陶瓷、塑料、橡胶都属于绝缘体,无法导电导走静电,故选A。
考向06 导体与绝缘体的区别与联系
【例6】我国自行研制的C919客机已投入商业运营。飞机飞行时,因与空气摩擦失去电子而带________(填“正”或“负”)电,为了使其在着陆时将静电释放掉,飞机的轮胎常用________(填“导电”或“绝缘”)材料制成。
【答案】
正
导电
【详解】因为电子带负电,所以飞机与空气摩擦失去电子后带正电;飞机积累静电后,着陆时需要将静电释放导走,导电材料可以导电,能把静电传递到地面,因此飞机轮胎需要用导电材料制作。
【对点1】如图,用静电拖把拖地时就能把碎屑吸走,下列说法正确的是( )
A.拖把上的除尘纸与地板摩擦时创造了电荷
B.地面上的碎屑和拖把上的除尘纸相互吸引
C.这种拖把在潮湿地面上使用除尘效果更好
D.这种拖把适合用导电性好的金属材料制作
【答案】B
【详解】A.摩擦起电的本质是电荷的转移,不是创造电荷,电荷不能凭空产生,故A错误;
B.静电拖把和地板摩擦后带静电,带电体可以吸引轻小物体,因此碎屑会和带电的除尘纸相互吸引,故B正确;
C.潮湿地面的水是导体,拖把上的电荷容易被导走,难以积累静电,除尘效果会变差,故C错误;
D.若用导电性好的金属制作拖把,静电会被快速导走,无法积累电荷吸附碎屑,因此不适合用导电好的金属材料,故D错误。
故选B。
【对点2】如图,小华从滑梯滑下,滑梯对她的支持力________(做功/不做功),跟小华一起玩的小伙伴发现小华头发很蓬松,这是因为头发带上了________电荷(同种/异种),想要消除头发上的静电,需要接触________(导体/绝缘体),从而能将电荷导走。
【答案】 不做功 同种 导体
【详解】滑梯对小华的支持力方向垂直于滑梯表面向上,小华运动的方向与支持力方向垂直,小华在支持力的方向上没有移动距离,根据做功的两个必要因素可知,支持力对小华不做功。
小华从滑梯滑下时,头发与滑梯摩擦起电,由于头发带上了同种电荷,同种电荷相互排斥,所以头发很蓬松。
导体容易导电,绝缘体不容易导电,想要消除头发上的静电,从而能将电荷导走,需要接触导体。
【对点3】完成“探究物质的导电性”实验后,同学们认识到导体和绝缘体都是重要的电工材料,下列说法正确的是( )
A.一般条件下,金属、人体、铅笔芯、大地、陶瓷都是导体
B.实验时,用手直接接触待测物体,不会影响实验结果且安全
C.金属导体容易导电,是因为导体中有大量能够移动的自由电子
D.实验中所用导线均被橡胶包裹,因为橡胶是导体,能防止短路
【答案】C
【详解】A.一般情况下,金属、人体、铅笔芯、大地容易导电,属于导体;陶瓷不容易导电,属于绝缘体,故A错误;
B.人体是导体,实验时,用手直接接触待测物体,可能会引入人体的电阻,影响实验结果,而且存在安全隐患,故B错误;
C.金属导体中有大量能够移动的自由电子,这些自由电子在电源的作用下会定向移动形成电流,所以,金属导体容易导电,故C正确;
D.实验中所用导线均被橡胶包裹,橡胶不容易导电,是绝缘体,故D错误。
故选C。
【对点4】如图甲所示,在透明塑料板下放了一张爱心的图案,用丝绸裹住手指,照着图案用力摩擦塑料板后,均匀撒上木屑,竖起塑料板轻敲,板上就留下了一颗由木屑组成的爱心,如图乙所示,这个过程模拟了静电复印。下列说法正确的是( )
A.木屑留在塑料板上是由于带电体吸引轻小物体
B.摩擦过程中创造了电荷
C.摩擦后的塑料板和丝绸带上了同种电荷
D.塑料板是绝缘体,绝缘体任何情况都不可能导电
【答案】A
【详解】A.用丝绸摩擦塑料板后,塑料板会带上电荷,而木屑属于轻小物体,带电体具有吸引轻小物体的性质,所以木屑会被吸附在塑料板上,故A正确;
B.摩擦起电的本质是电荷的转移,而不是创造电荷。故B错误;
C.根据摩擦起电的规律,相互摩擦的两个物体会带上异种电荷,故C错误;
D.绝缘体不是绝对不导电,只是其内部自由电荷很少,不容易导电。在特定条件下(比如高温、高压),绝缘体也可以导电,故D错误。
故选A。
【对点5】跨学科实践课上,小华制作了一个“导体检测机器人”,如图所示。若有导体连入、,灯就能发光。下列物品连入、,灯能发光的是( )
A.玻璃棒 B.铅笔芯 C.橡皮 D.干木棒
【答案】B
【详解】A.玻璃棒是绝缘体,灯不能发光,故A不符合题意;
B.铅笔芯是导体,灯能发光,故B符合题意;
C.橡皮是绝缘体,灯不能发光,故C不符合题意;
D.干木棒是绝缘体,灯不能发光,故D不符合题意。
故选B。
【对点6】下列各组物质中,全部属于导体的是( )
A.橡胶、玻璃、金属 B.陶瓷、空气、铜丝
C.人体、大地、食盐水溶液 D.铅笔芯、汽油、塑料
【答案】C
【详解】A.金属是导体,但橡胶、玻璃不容易导电,是绝缘体,故A不符合题意;
B.铜丝是导体,但陶瓷、空气不容易导电,是绝缘体,故B不符合题意;
C.人体、大地、食盐水溶液都导电,均属于导体 ,故C符合题意;
D.铅笔芯(石墨)是导体,但汽油、塑料是绝缘体,故D不符合题意。
故选 C。
考点04 电路的三种状态
1、通路:接通的电路叫通路;有电流通过导线和用电器,用电器可以工作。
2、开路:断开的电路叫开路(也叫断路);没有电流通过导线和用电器,用电器不能工作。
3、短路:直接把导线接在电源两极(或用电器两端)上的电路叫短路。有很大电流通过导线,但没有电流通过用电器,用电器不能工作。
【探究归纳】电流是电荷的定向移动,其方向规定为正电荷定向移动的方向;电路由电源、用电器、开关和导线组成,有通路、断路、短路三种状态,串联电路中电流处处相等,并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
考向01 通路的连接情况及电路特点
【例1】如图是一种防倾斜报警电路原理图,通过电铃、灯泡提示被检测装置的倾斜情况(电铃和灯泡的工作电流相同)。图中为重力开关,金属棒a可绕悬挂点O自由转动。报警电路固定在某一物体上。当物体处于竖直方向时,a在导线A、B中间,下列关于该电路说法正确的是( )
A.当物体处于竖直方向时,灯泡、都亮,电铃不响
B.当物体处于竖直方向时,灯泡、都不亮,电铃响
C.当物体向左偏离竖直方向时,灯泡亮、电铃不响
D.当物体向右偏离竖直方向时,灯泡亮、电铃响
【答案】D
【详解】AB.当物体处于竖直方向时,金属棒在导线、中间,此时金属棒与导线、都不接触。这就导致灯泡、所在支路都处于断路状态,所以灯泡、都不亮,同时,由于电铃也处于断路状态,电铃也不响,故AB错误;
C.当物体向左偏离竖直方向时,金属棒会与导线接触,此时灯泡所在支路接通,灯泡亮,并且金属棒与导线接触后,电铃也接入电路,电铃响,故C错误;
D.当物体向右偏离竖直方向时,金属棒会与导线接触。此时灯泡所在支路接通,灯泡亮,同时金属棒与导线接触后,电铃也接入电路,电铃响,故D正确。
故选D。
考向02 断路的连接情况及电路特点
【例2】如图所示,电路元件及导线连接均完好。当开关S1、S2都闭合后,下列分析正确的是( )
A.两灯都亮 B.电源短路 C.只有灯L1亮 D.只有灯L2亮
【答案】D
【详解】分析开关都闭合后的电流路径,电流从电源正极流出,经过开关后,由于开关闭合,的导线并联在两端,因此被短路,电流不经过;随后电流经过回到电源负极,因此只有灯亮,故D符合题意。
故选D。
考向03 短路的连接情况及短路的危害
【例3】将一节电池正、负极与一种特制的“钢丝棉”连接后,瞬间出现了电火花,燃起了火焰,如图所示。此现象的发生是因为“钢丝棉”是___________,导致电源发生___________,电流过大,产生___________过大,温度达到“钢丝棉”着火点,使其燃烧。
【答案】 导体 短路 热量
【详解】“钢丝棉”能够让电流通过,连接电池正、负极后形成通路,说明它容易导电,可知“钢丝棉”是导体。
当“钢丝棉”直接连接电池正、负极时,相当于不经过用电器,直接用导线将电源两极连接起来,这种情况在电路中属于短路。短路时会产生大量热量,从而导致“钢丝棉”温度升高,达到着火点后燃烧起来。
【对点1】反恐小组的拆弹专家在排除恐怖分子设置在飞机上的爆炸装置(如图所示),为使爆炸装置停止工作,不能采取的措施是( )
A.短路定时开关 B.剪断b线
C.剪断a线 D.拆除电源
【答案】B
【详解】由图可知,此时起爆器被定时开关和导线b短路,没有电流通过起爆器,所以起爆器不工作;
A.如果短路定时开关,没有电流通过起爆器,所以起爆器不工作,故A不符合题意;
B.如果剪断线b,则指示灯与起爆器串联,起爆器工作,故B符合题意;
C.如果剪断线a,整个电路处于断路状态,爆炸装置不工作,故C不符合题意;
D.如果拆除电源,则没有电流通过起爆器,所以起爆器不工作,故D不符合题意。
故选B。
【对点2】小黄利用电压为3V的电源、开关、导线、灯泡、滑动变阻器元件制作调光台灯,电路图如图所示。调试时发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,灯泡都不亮。为寻找原因,小黄画了如图所示的思维导图,假设电路中只有一处故障,请将小黄的分析过程补充完整。
①________________ ②________________
【答案】 灯泡短路 灯泡断路
【详解】[1]串联电流表后,电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮,则可能是小灯泡短路。
[2]若电流表无示数,说明电路发生断路,将电压表并联在小灯泡两端,电压表的示数为,说明电压表测电源电压,则可能是灯泡发生断路。
【对点3】如图为一款可充电应急灯,当人手同时触及底部金属触点和螺纹,灯就会发光。其内部有一电池,螺纹与靠近电池负极一侧相连,金属触点与靠近电池正极一侧相连,以下说法正确的是( )
A.人体是绝缘体
B.电流方向为从螺纹经人手到金属触点
C.给这盏灯充电时,其电池相当于用电器
D.使用前灯不发光,是因为内部电路短路
【答案】C
【详解】A.人手同时接触两个端点后灯能发光,说明人体可以导电,人体是导体,故A错误;
B.金属触点接电池正极,螺纹接电池负极,在外部电路中电流从正极流向负极,因此电流方向为从金属触点经人手到螺纹,故B错误;
C.给电池充电时,电池消耗电能,将电能转化为化学能储存起来,此时电池相当于用电器,故C正确;
D.使用前灯不发光,是因为人手没有同时接触两个端点,电路是断路状态,不是短路,故D错误。
故选C。
一、选择题
1.很多共享电瓶车启动时,需要先用手机扫描解锁,使开关S1闭合,然后带上安全头盔,电瓶车内部开关S2闭合,才可启动。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】开关S1与S2闭合,电瓶车才启动,两开关串联共同控制电路,故A符合题意,故BCD不符合题意。
故选A。
2.有关我国新一代国产大飞机下列说法正确的是( )
A.飞机轮胎凹凸的花纹是减小接触面粗糙程度增大摩擦力
B.为减轻飞机自重,应选用密度小的材料
C.高空机舱密闭增压,海拔越高大气压强越大
D.内部线路使用塑料外皮,主要利用了塑料的导电性好
【答案】B
【详解】A.飞机轮胎凹凸的花纹是在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力,故A错误;
B.飞机的体积一定,根据公式 可知,体积相同时,材料密度越小,飞机总质量越小、自重越轻,因此减轻自重需要选用密度小的材料,故B正确;
C.大气压强随海拔升高而减小,海拔越高大气压强越小,因此高空需要给密闭机舱增压,故C错误;
D.塑料是绝缘体,内部线路用塑料外皮,是利用塑料绝缘性好的特点,防止漏电,故D错误。
故选B。
3.下列有关物理量的估测,符合生活实际的是( )
A.学生课桌的高度大约为75dm B.人们感觉舒适的环境温度约为40℃
C.中学生受到的重力约为500N D.考场内照明灯的电流约为20A
【答案】C
【详解】A.学生课桌的高度大约为75cm(即7.5dm),,远高于实际课桌高度,故A不符合题意;
B.人们感觉舒适的环境温度约为22℃-26℃,40℃属于高温环境,会让人感到燥热,故B不符合题意;
C.中学生的质量约为50kg,取,则,故C符合题意;
D.考场内照明灯的电流约为0.2A,故D不符合题意。
故选 C。
4.冬季气候干燥,人们在穿着毛衣后接触金属物件时常会被“电”一下。有经验的人通常会先触碰墙壁再去接触金属,以此来有效避免被“电”。下列说法正确的是( )
A.人被“电”一下是因为人体与衣服摩擦创造了电荷
B.人体与衣服摩擦,它们带上了同种电荷
C.若人体带负电,说明摩擦过程中人体得到了电子
D.若人体带负电,当人体触碰墙壁时,电流由人体流向墙壁
【答案】C
【详解】A.摩擦起电的实质是电荷的转移,并非创造电荷,故A错误;
B.人体与衣服摩擦时,电子发生转移,二者会带上异种电荷,故B错误;
C.电子带负电,若人体带负电,说明摩擦过程中人体得到了电子,故C正确;
D.电流的方向规定为正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动方向相反。人体带负电时,触碰墙壁,负电荷从人体流向墙壁,因此电流由墙壁流向人体,故D错误。
故选C。
5.下列关于电学知识说法正确的是( )
A.带电体接触验电器的金属小球后验电器中的金属箔片张开一定角度,是因为它们带有异种电荷相互排斥
B.毛皮摩擦橡胶棒带电的过程,电流的方向是橡胶棒到毛皮
C.通过摩擦使物体带上电,本质是创造了新的电荷
D.铅笔芯和包裹在外边的干燥木皮都是绝缘体
【答案】B
【详解】A.验电器金属箔张开的原理是同种电荷相互排斥,不是异种电荷,故A错误;
B.毛皮摩擦橡胶棒时,电子(负电荷)从毛皮转移到橡胶棒;物理学规定电流方向为正电荷定向移动方向,因此电流方向为橡胶棒到毛皮,故B正确;
C.摩擦起电的本质是电子的转移,电荷不能凭空创造,故C错误;
D.铅笔芯主要成分是石墨,属于导体,干燥木皮是绝缘体,故D错误。
故选B。
6.如图,在盐水中插入一根铜片和一根锌片,就做成了一个盐水电池,将多节这样的电池串联成电池组。为判别电池组的正负极,在A、B两极间分别接入下列元件:①小灯泡②电压表③电流表④发光二极管,能达到目的的是( )
A.②③ B.②④ C.②③④ D.①②③
【答案】C
【详解】在盐水电池的两极A、B间接入小灯泡,灯泡会发光,但灯泡的发光情况与电流方向无关,所以无法根据灯泡的发光情况判定电流的方向;电流表、电压表都有正负接线柱,电流应从正接线柱流入、负接线柱流出,根据电流表、电压表指针的偏转情况可以判定电流的方向,从而判定出电源的正负极;二极管有单向导电性,电流只能从长脚流入,短脚流出,根据二极管的发光情况(即发光或不发光)可以判定电流的方向,从而判定出电源的正负极。 由此可知,能达到目的的有②③④。
故选C。
7.维修电子设备时,为防止静电损坏电子设备,工程师要佩戴如图的静电手环,它由松紧腕带、活动按扣、弹簧PU线及鳄鱼夹组成。使用时,将鳄鱼夹连接地线,即可在0.1秒内安全除去人体静电。静电手环的松紧腕带可能由以下哪种材料制成( )
A.棉麻 B.银纱 C.硅胶 D.塑料
【答案】B
【详解】静电手环的作用是将人体产生的静电安全地导走,防止静电损坏电子设备。要实现这一点,松紧腕带必须能够导电,也就是需要由导体材料制成,这样才能让人体的静电通过手环、导线、鳄鱼夹流向大地。
A.棉麻是绝缘体,无法导电,不能将静电导走。故A不符合题意;
B.银是金属,属于导体,银纱可以导电,能将人体静电导走,故B符合题意;
C.硅胶是绝缘体,不导电,无法导走静电。故C不符合题意;
D.塑料是绝缘体,不导电,无法导走静电。故D不符合题意。
故选B。
8.如图是利用海水盐差发电装置,甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域,分别加入海水和纯水。其中带正电的钠离子只能通过甲渗透膜,在容器左侧区域聚集;带负电的氯离子只能通过乙渗透膜,在容器右侧区域聚集,容器就变成了电源。把小灯泡接入电路,闭合开关,小灯泡可发光,下列说法正确的是( )
A.该发电装置左边是该电源的负极
B.通过小灯泡的电流方向是从b到a
C.在容器内部的电流方向是向右的
D.外部金属导线中的电流是因为自由电子发生定向移动形成
【答案】D
【详解】A.由题意可知,带正电的钠离子聚集在容器左侧,正电荷聚集端为电源的正极,因此该发电装置左边是电源的正极,故A错误;
B.电源外部的电流方向为:从电源正极出发,经过用电器回到电源负极,因此通过小灯泡的电流方向是从到,故B错误;
C.电源内部的电流方向为从电源负极流向电源正极,因此容器内部的电流方向向左,故C错误;
D.金属导电依靠自由电子,外部金属导线中的电流是自由电子发生定向移动形成的,故D正确。
故选D。
9.如图所示为小明连接的电路,他检查导线连接无误后,闭合开关S,发现两灯泡均不发光,于是他用一根导线分别连接到ab、bc、cd和ac两点,灯泡、均不发光,再用导线连接到bd两点时,灯泡发光,不发光,由此判定电路故障的原因可能是( )
A.S断路 B.与S均断路
C.断路 D.与S均断路
【答案】D
【详解】闭合开关S后两灯泡均不发光,这表明电路存在断路情况(因为若为短路,至少有一个灯泡会发光)。用导线连接到bd两点时,灯泡发光,不发光,可知或S断路,bd以外均为通路;用导线连接到cd两点时,灯泡、均不发光,可知S为断路;用导线连接到ac两点时,灯泡、均不发光,可知也为断路。由上可知与S均断路,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
10.如图所示的电路中,当开关闭合时,灯L1、L2均不亮,为了查找电路的故障,某同学用一根完好的导线,一端固定在电源的正极,另一端依次接触A、B、C、D四个接线柱,发现只有与D接触时小灯泡L2才发光,若电路只有一处断路,位置可能是( )
A.导线① B.导线② C.灯泡L1 D.开关
【答案】C
【详解】用一根完好的导线一端固定在电源正极,另一端依次接触A、B、C时,小灯泡都不发光,这表明从电源负极到C之间存在断路;而当导线接触D时小灯泡发光,说明从电源负极到D之间是通路,故断路的位置在C、D之间,可能是灯泡断路。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
二、填空题
11.加油站内的工作人员进行加油操作之前,要先用手触摸一下静电释放器,如图所示。若人体带的是负电,则用手触摸静电释放器时的电流方向为______(填“从释放器流向大地”或“从大地流向释放器”)。加油站附近也可以闻到明显的汽油味,这是由于汽油分子在______。
【答案】 从大地流向释放器 不停地做无规则运动
【详解】物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,电流方向与负电荷(电子)定向移动的方向相反。人体带负电时,人体多余的电子会从人体经静电释放器流向大地,即电子的定向移动方向是从释放器流向大地,因此电流方向与电子定向移动方向相反,为从大地流向释放器;加油站附近能闻到汽油味是扩散现象,这是因为汽油分子在不停地做无规则运动,扩散到空气中,因此可以闻到汽油味。
12.给电动车充电时,电动车的电瓶相当于__________(填“电源”或“用电器”);有甲、乙、丙三个轻质小球,甲和乙、乙和丙、丙和甲之间都是相互吸引的,如果甲小球与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时相互排斥,则乙、丙两小球中必有一个带__________(填“正电荷”或“负电荷”),而另一个__________(填“带正电荷”“带负电荷”或“不带电”)。
【答案】
用电器
负电荷
不带电
【详解】给电动车充电时,电瓶消耗电能并将其转化为化学能储存,在电路中消耗电能的装置为用电器,因此电瓶相当于用电器。
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,根据同种电荷相互排斥,可判断甲带正电;依据电荷间相互作用规律(同种电荷排斥、异种电荷吸引)和带电体性质(带电体可吸引不带电轻质小球),甲带正电且吸引乙,说明乙有两种可能:带负电或不带电。若乙带负电,乙吸引丙且丙与带正电的甲吸引,则丙不能带正电(否则与甲排斥),故丙不带电;若乙不带电,乙吸引丙说明丙带电,且丙需吸引带正电的甲,因此丙带负电。综上,乙、丙两小球中必有一个带负电荷,另一个不带电。
13.动画电影《哪吒》系列,在全球范围内掀起了一股中华文化热潮。影片中破“天元鼎”时,水蒸气的内能转化为“鼎盖”的机械能,相当于热机中的______冲程。“天雷滚滚我好怕怕,劈得我浑身掉渣渣”,这里的“天雷”是云层所累积的大量静电引发的“强放电”现象。若云层带的是负电,天雷劈下的电流方向是从______(选填“哪吒流向云层”或“云层流向哪吒”)
【答案】 做功 哪吒流向云层
【详解】热机的做功冲程是将内能转化为机械能,影片中破“天元鼎”时,水蒸气的内能转化为鼎盖的机械能,与做功冲程的能量转化一致;物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,电流方向与负电荷定向移动的方向相反,云层带负电,放电时负电荷从云层向哪吒移动,所以电流方向是从哪吒流向云层。
三、作图题
14.发光二极管简称LED,具有单向导电性。如图所示,在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片浸入盐水中,制成一个“盐水电池”。将铜片和锌片分别与LED两极相连,观察到LED发光,请用“+”或“-”在铜片下方的括号内表示出“盐水电池”此端的极性,用“→”或“←”在锌片与LED连接的导线上方括号内表示出该线路中的电流方向。
【答案】
【详解】当电流由正极经过LED流向负极时,LED发光,说明铜片为电源正极,在电源外部,电流从电源的正极出发,回到负极,据此标出电流方向。
15.(1)如图甲所示,请画出静止在斜面上的物体对斜面的压力的示意图。
(2)如图乙所示,请根据实物电路在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)物体对斜面的压力F受力物体是斜面,所以受力点应画在斜面上,压力F的方向垂直于斜面。
(2)根据实物图分析,灯泡L1与灯泡L2并联,开关S1为支路开关,控制灯泡L1,开关S为干路开关,电流表在干路上,测干路电流,电压表与灯泡L1并联,测灯泡L1的电压。
16.
(1)请根据图甲中的反射光线画出入射光线和折射光线的大致方向;
(2)小明设计了一款高铁安全锤取用报警电路。该电路由电源、电铃、保护电阻R、开关S和组成,闭合开关S,当未取用安全锤时,相当于开关闭合,电铃不响;当取下安全锤时,相当于开关断开,电铃响。请根据以上要求,将图乙电路补充完整。(电铃用表示)
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)反射光线与入射光线关于法线对称;光从空气斜射入水中,折射角小于入射角。据此作图。
(2)根据题意可知,闭合开关S,当安全锤未取用时,相当于开关S1闭合,电铃不响,说明电铃不响被短路了,当取下安全锤时,相当于开关S1断开,电铃响,说明开关S是总开关,R串联在电路中,保护电路。据此作图。
四、实验题
17.用两种不同材料的导体连接如图所示的闭合电路,将电路中两导体的连接点A放入冰水混合物中,连接点B用酒精灯加热。当连接点A、B温度差为100℃时,电路中的电流为1mA;当连接点A、B温度差为300℃时,电路中的电流为3mA。请根据以上的实验现象,提出一个可探究的科学问题:__________。
【答案】
闭合电路中产生的电流大小与两个连接点的温度差有什么关系
【详解】本实验中,其他条件保持不变,只改变两个连接点的温度差,观测到电路中的电流大小随之发生改变,自变量为两连接点的温度差,因变量为电路中的电流,因此提出上述可探究的科学问题。
18.【项目提出】在项目化学习中,实践小组将铜丝端放在冰水混合物中,用酒精喷灯加热铜丝端,观察到小灯珠发光(如图)。于是小组成员想利用此装置探究通过发光小灯珠的电流大小与哪些因素有关。
温度差/℃
直流电流表指针偏转的角度
10
最小
30
较大
80
最大
【项目分析】小组成员认为铜丝中的电流是由于温度差产生的,温度差越大电流就会越大,为此实践小组决定先探究电流大小与温度的关系。
【项目实施】为了更直观观察电流变化,将小灯珠拆下,换成直流电流表接入电路,将酒精喷灯换成不同温度热水,用温度计每隔一段时间测出热水的温度,将获取的实验数据记录在表格中。
(1)实验过程中,老师强调要注意安全,避免酒精喷灯加热温度过高,高于铜丝的______,导致危险现象产生。
(2)铜丝右侧处于热水中,若其他条件不变,只将烧杯中的冰水混合物换成沸水,正确连接电路后,则电路中的电流会______(选填“变大”或“变小”)。
【展示交流】
(3)若你是该小组的成员,你认为该项目研究的结果可应用在哪些方面:______。(合理即可)
【答案】(1)熔点
(2)变小
(3)利用温度差制成发电机
【详解】(1)铜是金属,有固定的熔点。若加热温度超过铜的熔点,铜丝会熔化,引发危险,因此实验中需避免温度高于铜丝的熔点。
(2)根据实验数据,电路中的电流大小与两端的温度差正相关:温度差越大,电流越大。铜丝右侧处于80°C热水中,若其他条件不变,只将烧杯中的冰水混合物换成沸水,温度差大幅减小,因此电路中的电流会变小。
(3)该实验利用了温差发电的原理:两种不同金属组成闭合回路,两端存在温度差时会产生电流。利用工业废热、太阳能等温差发电,实现能源回收。
19.电工小组在铺设供电线路时所遇到的问题:在一根已固定好的硬、直塑料管内穿有三根颜色及规格均相同、彼此绝缘的电线,因此无法从伸出塑料管外电线的颜色、粗细等来辨别哪两个端点属于同一根电线的首和尾。
现用如图所示的方框表示不透明的硬、直塑料管(它的两端相距十几米),其中a、b、c表示三根电线伸出塑料管左端外的3个端点,e、f、g表示三根电线伸出塑料管右端外的3个端点。为了辨别e、f、g这3个端点中的哪一个与端点a属于同一根导线的首和尾,现请你根据限定选用的器材及有关注意事项,设计一种电学测试方法。限选器材:供电电压合适的低压电源1只,小灯泡1只,约0.5米长的导线4~5根。注意事项:测试过程中不能移动或损坏已固定好的塑料管,也不能把导线从管内抽出来。请你在图中作出电路连接情况,说明测试要点及辨别方法。
【答案】按图连接有关器材:
如图中所示:①将塑料管一端选择b、c中的两个端点利用导线相连;②电源和灯泡电路中的P、S端任意接在e和f、e和g、f和g的两端,若P、S接在们它任意两个端点时,小灯泡发光,则剩余的一个端点与a属于同一根导线。
【详解】略
20.某校物理环保兴趣小组的同学们非常关注当地的环保问题。他们查阅有关资料了解到:如果生活和工业污水直接排入河流,会使水中的正负离子增多,所以水的导电性可以反映水的污染程度。他们取来了河流的水样和自来水进行导电性能的对比,请你帮他们完成实验。
实验器材:电源、开关、导线、定值电阻、两个金属电极、两个相同的烧杯、电子秤、______;
实验步骤:______;
实验结论:______。
【答案】 电流表 见解析 见解析
【详解】[1]实验中需要用电流表测量电流,故所缺的实验器材为电流表。
[2]实验步骤:①用电子秤称取等质量的自来水和河流水,分别装入两个相同的烧杯中;
②将电源、开关、导线、定值电阻、电流表、两个金属电极串联组成电路;
③将两个金属电极放入装有自来水的烧杯,保证电极放入水中的深度相同,闭合开关,记录电流表的示数;
④将两个金属电极取出擦干后,放入装有河流水的烧杯,保证电极放入水中的深度与步骤③相同,闭合开关,记录电流表的示数;
⑤再多做几次实验。
[3]实验结论:①若,则河流水的导电性能比自来水差;
②若,则自来水的导电性能比河流水差;
③若,则河流水和自来水的导电性能差不多。
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$暑季研思・九年级全一册物理暑期培优专项讲义
15.2电流和电路 知识归纳与题型总结
考点01 电流
1、电流形成:电荷的定向移动形成电流(任何电荷的定向移动都会形成电流)。对金属来讲是自由电子定向移动形成电流;对酸、碱、盐的水溶液来讲,正负离子定向移动形成电流。
2、电流的方向:把正电荷定向移动的方向规定为电流方向。(而负电荷定向移动的方向和正电荷移动的方向相反,即与电流方向相反)。
3、获得持续电流的条件:①电路中有电源、②电路为通路。
考向01 电路中获得持续电流的条件
【例1】(多选)下列说法正确的是( )
A.电荷的定向移动形成电流
B.正电荷定向移动方向为电流方向
C.负电荷不能移动形成电流
D.电路中有电源就一定有电流
考向02 电流方向的规定
【例2】关于电现象,下列说法正确的是( )
A.玻璃棒与丝绸摩擦带正电,是由于玻璃棒失去电子
B.电流的方向总是由电源的正极流向负极
C.摩擦起电的实质是创造等量的异种电荷
D.验电器的原理是同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
考向03 判断闭合电路中的电流方向
【例3】关于电流下列说法正确的是( )
A.只有正电荷的定向移动形成电流
B.图乙中连接两验电器的金属杆中电流的方向是从B到A
C.图甲开关中的电流方向是从A到B
D.负电荷定向移动的方向与电流方向相同
考向04 利用发光二极管判断电流的方向
【例4】人接触汽车有时会被“电”一下,这是因为汽车行驶时与空气摩擦带电。手拿如图所示的静电消除器接触汽车,消除器中的发光二极管发光,若瞬间电流方向是由消除器流向汽车,则汽车带的是______电荷,发光二极管是由______(选填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料制成的。
【对点1】关于电流,下列说法正确的是( )
A.电流是由电荷的无规则运动形成的
B.电流的方向与正电荷定向移动的方向相同
C.只要电路中有电源,电路中就一定有电流
D.物理学中规定,负电荷定向移动的方向为电流的方向
【对点2】用丝绸摩擦的玻璃棒因_________(选填“得到”或“失去”)电子而带_________电,此时将该玻璃棒与不带电的验电器的金属球接触,会产生__________________(选填“从玻璃棒到验电器”或“从验电器到玻璃棒”)的瞬时电流。
【对点3】关于电路,下列说法正确的是( )
A.只要电路闭合,就会有电流通过
B.电源是提供电能的装置
C.用电器是将电能转化为化学能的装置
D.电路中电流的方向是从负极指向正极
【对点4】在干燥的冬季,手触摸金属门把手,有时有触电麻的感觉,这是因为摩擦起电使人体带一定量电荷,当手触摸门把手时产生放电现象。有一种静电消除器,如图甲,其内部电路可简化为图乙,R是高值电阻,假设手握住A点,用B点接触门把手,产生放电现象,红色二极管瞬间发光,则手带______电荷。(填“正”或“负”),红灯和绿灯______(选填“能”或“不能”)同时亮。
考点02 电路
1、电路的定义:用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路。
2、电源:提供电能的装置;其他形式的能转化为电能;如:干电池是把化学能转化为电能;发电机则由机械能转化为电能;太阳能电池是把太阳能(光能)转化为电能。
3、用电器:消耗电能的装置;电能转化为其他形式的能。
4、开关:控制电路通断。
5、导线:连接电路,输送电能。
考向01 电源的概念及作用
【例1】物理学中规定,___________定向移动的方向为电流方向。按照这个规定,在电源的外部,电流从电源的___________极出发,经过导线和用电器回到___________极。
考向02 电源的种类及能量转化
【例2】假设2026年宁德时代发布“钠新Ⅱ”钠离子电池,可在-40℃~70℃稳定工作,用于大型储能。关于钠电池,下列说法正确的是( )
A.充电时电能转化为化学能
B.放电时电池相当于电路中的用电器
C.电解液是绝缘体
D.电解液有较高的凝固点,适合极寒地区
考向03 水果电池的测试及能量转化
【例3】小明学习了一些电学知识后,动手做了以下实验。下列相关原理说法正确的是( )
A.甲图:摩擦后的气球能够吸引细水流,是带电体吸引轻小物体
B.乙图:摩擦后的吸管带电是创造了电荷
C.丙图:验电器金属箔张开是因为异种电荷相互吸引
D.丁图:水果作为电源将电能转化为化学能
考向04 电路的组成部分及其作用
【例4】用手指触碰智能手机的触摸屏时,屏幕亮起,触摸屏相当于电路中的( )
A.电源 B.开关 C.用电器 D.导线
考向05 常见的电路元件及其所对应的符号
【例5】如图所示是暖风机的自动保护装置,当暖风机倾斜或倾倒时,金属小球就会滚向一侧使电路断开。由此判断它在电路中的元件符号是( )
A. B. C. D.
考向06 辨析电路图连接的正确与否
【例6】在“湘超”足球联赛中,为了加强安检,进入观赛场地需实行刷脸和刷票双重验证,只有两次验证都通过,系统才会启动电机打开闸门。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
考向07 根据实物图画电路图
【例7】请根据所示实物图,在虚线框内画出对应的电路图。
考向08 对照电路图连接实物
【例8】请你根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接起来。
【对点1】如图所示为某公园安装的“智能脚蹬车”,这种车配备了太阳能电池板,可实现太阳能和脚蹬车共同发电。配备的蓄电池存储电能,并将电能用于为“智能脚蹬车”的各种功能供电,下列说法正确的是( )
A.蓄电池充电时相当于电源
B.太阳能电池板不能将光能直接转化为电能
C.光能和电能可以相互转化,所以能量转化没有方向性
D.太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变,释放出巨大的核能
【对点2】如图所示,把两种不同的金属片插入柠檬中,可制成“水果电池”。当把一个二极管接入电路时,发现二极管发出了微弱的光,此时柠檬相当于电路中的________(选填“电源”或“用电器”),其作用是将________转化为电能。
【对点3】课外小组同学们将铜片和锌片插入苹果或橙子中,就制成了一个水果电池。在用橙子做电池时,先用手掌把橙子压在桌面上滚几下,然后把铜片、锌片插入其中,将水果电池与发光二极管(LED)连接成如图所示电路,LED发光。铜片相当于电池的_____(选填“正”或“负”极;导线ab中的自由电子定向移动方向是_____(选填“从a到b”或“从b到a”)。
【对点4】智能手机是目前普遍使用的通信工具。如图所示,给手机充电时,手机电池相当于电路中的__________;手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区相当于手机电路中的__________。
【对点5】在下面表格中,画出指定电学元件的符号。
电动机
开关
灯泡
【对点6】在开启某款密码柜时,只有当密码正确且机械钥匙插入钥匙孔并旋转时,连接柜门的电动机才工作打开柜门。若将密码视为,密码正确时闭合;将机械钥匙视为,旋转钥匙时闭合。在以下四个电路图中,符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【对点7】根据如图所示的实物图,在虚线框中画出对应的电路图。
【对点8】按要求完成下列作图;
(1)如图甲AO是一条入射光线,请根据反射定律作出反射光线OB。
(2)画出小球摆动到如图乙所示位置时,受到拉力的示意图。
(3)根据如图丙所示的电路图,补全与之对应的实物图。
考点03 导体和绝缘体
1、导体:容易导电的物体叫导体。如:金属,人体,大地,酸、碱、盐的水溶液等。
2、绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体。如:橡胶,玻璃,陶瓷,塑料,油,纯水等。
3、 导体和绝缘体的主要区别是:导体内有大量自由移动的电荷,而绝缘体内几乎没有自由移动的电荷,但导体和绝缘体是没有绝对的界限,在一定条件下可以互相转化。
4、金属导电靠的是自由电子,它移动的方向与金属导体中的电流方向相反;酸碱盐水溶液导电是靠自由离子。
考向01 导体的概念
【例1】快餐配送时经常使用到保温箱,下列是保温箱材料必须具备的特点的是( )
A.导电性好 B.隔热性好 C.密度大 D.弹性好
考向02 生活中常见的导体
【例2】如图是物理实验中常用的小灯泡,连接金属螺纹和尖端锡块之间的绝缘体可能是( )
A.铁 B.玻璃 C.石墨 D.铜
考向03 导体导电的实质
【例3】寒冷的冬天,刚烙好的煎饼放在铁板上比放在木板上凉得更快。这主要是利用了铁具有( )。
A.较小的密度 B.良好的导热性 C.良好的导电性 D.较高的硬度
考向04 绝缘体的概念
【例4】下列关于物理知识的说法正确的是( )
A.绝缘体既不能导电也不能带电
B.运动的汽车速度越大惯性越大
C.丝绸摩擦过的玻璃棒失去电子带负电
D.粽香四溢表明分子在做无规则热运动
考向05 生活中常见的绝缘体
【例5】为了防止静电危险,加油站的工作人员提油枪加油前,必须用手触摸“静电释放器”清除身体上的静电,如图所示。则制作“静电释放器”的材料可能是以下的( )
A.铜 B.陶瓷 C.塑料 D.橡胶
考向06 导体与绝缘体的区别与联系
【例6】我国自行研制的C919客机已投入商业运营。飞机飞行时,因与空气摩擦失去电子而带________(填“正”或“负”)电,为了使其在着陆时将静电释放掉,飞机的轮胎常用________(填“导电”或“绝缘”)材料制成。
【对点1】如图,用静电拖把拖地时就能把碎屑吸走,下列说法正确的是( )
A.拖把上的除尘纸与地板摩擦时创造了电荷
B.地面上的碎屑和拖把上的除尘纸相互吸引
C.这种拖把在潮湿地面上使用除尘效果更好
D.这种拖把适合用导电性好的金属材料制作
【对点2】如图,小华从滑梯滑下,滑梯对她的支持力________(做功/不做功),跟小华一起玩的小伙伴发现小华头发很蓬松,这是因为头发带上了________电荷(同种/异种),想要消除头发上的静电,需要接触________(导体/绝缘体),从而能将电荷导走。
【对点3】完成“探究物质的导电性”实验后,同学们认识到导体和绝缘体都是重要的电工材料,下列说法正确的是( )
A.一般条件下,金属、人体、铅笔芯、大地、陶瓷都是导体
B.实验时,用手直接接触待测物体,不会影响实验结果且安全
C.金属导体容易导电,是因为导体中有大量能够移动的自由电子
D.实验中所用导线均被橡胶包裹,因为橡胶是导体,能防止短路
【对点4】如图甲所示,在透明塑料板下放了一张爱心的图案,用丝绸裹住手指,照着图案用力摩擦塑料板后,均匀撒上木屑,竖起塑料板轻敲,板上就留下了一颗由木屑组成的爱心,如图乙所示,这个过程模拟了静电复印。下列说法正确的是( )
A.木屑留在塑料板上是由于带电体吸引轻小物体
B.摩擦过程中创造了电荷
C.摩擦后的塑料板和丝绸带上了同种电荷
D.塑料板是绝缘体,绝缘体任何情况都不可能导电
【对点5】跨学科实践课上,小华制作了一个“导体检测机器人”,如图所示。若有导体连入、,灯就能发光。下列物品连入、,灯能发光的是( )
A.玻璃棒 B.铅笔芯 C.橡皮 D.干木棒
【对点6】下列各组物质中,全部属于导体的是( )
A.橡胶、玻璃、金属 B.陶瓷、空气、铜丝
C.人体、大地、食盐水溶液 D.铅笔芯、汽油、塑料
考点04 电路的三种状态
1、通路:接通的电路叫通路;有电流通过导线和用电器,用电器可以工作。
2、开路:断开的电路叫开路(也叫断路);没有电流通过导线和用电器,用电器不能工作。
3、短路:直接把导线接在电源两极(或用电器两端)上的电路叫短路。有很大电流通过导线,但没有电流通过用电器,用电器不能工作。
【探究归纳】电流是电荷的定向移动,其方向规定为正电荷定向移动的方向;电路由电源、用电器、开关和导线组成,有通路、断路、短路三种状态,串联电路中电流处处相等,并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
考向01 通路的连接情况及电路特点
【例1】如图是一种防倾斜报警电路原理图,通过电铃、灯泡提示被检测装置的倾斜情况(电铃和灯泡的工作电流相同)。图中为重力开关,金属棒a可绕悬挂点O自由转动。报警电路固定在某一物体上。当物体处于竖直方向时,a在导线A、B中间,下列关于该电路说法正确的是( )
A.当物体处于竖直方向时,灯泡、都亮,电铃不响
B.当物体处于竖直方向时,灯泡、都不亮,电铃响
C.当物体向左偏离竖直方向时,灯泡亮、电铃不响
D.当物体向右偏离竖直方向时,灯泡亮、电铃响
考向02 断路的连接情况及电路特点
【例2】如图所示,电路元件及导线连接均完好。当开关S1、S2都闭合后,下列分析正确的是( )
A.两灯都亮 B.电源短路 C.只有灯L1亮 D.只有灯L2亮
考向03 短路的连接情况及短路的危害
【例3】将一节电池正、负极与一种特制的“钢丝棉”连接后,瞬间出现了电火花,燃起了火焰,如图所示。此现象的发生是因为“钢丝棉”是___________,导致电源发生___________,电流过大,产生___________过大,温度达到“钢丝棉”着火点,使其燃烧。
【对点1】反恐小组的拆弹专家在排除恐怖分子设置在飞机上的爆炸装置(如图所示),为使爆炸装置停止工作,不能采取的措施是( )
A.短路定时开关 B.剪断b线
C.剪断a线 D.拆除电源
【对点2】小黄利用电压为3V的电源、开关、导线、灯泡、滑动变阻器元件制作调光台灯,电路图如图所示。调试时发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,灯泡都不亮。为寻找原因,小黄画了如图所示的思维导图,假设电路中只有一处故障,请将小黄的分析过程补充完整。
①________________ ②________________
【对点3】如图为一款可充电应急灯,当人手同时触及底部金属触点和螺纹,灯就会发光。其内部有一电池,螺纹与靠近电池负极一侧相连,金属触点与靠近电池正极一侧相连,以下说法正确的是( )
A.人体是绝缘体
B.电流方向为从螺纹经人手到金属触点
C.给这盏灯充电时,其电池相当于用电器
D.使用前灯不发光,是因为内部电路短路
一、选择题
1.很多共享电瓶车启动时,需要先用手机扫描解锁,使开关S1闭合,然后带上安全头盔,电瓶车内部开关S2闭合,才可启动。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
2.有关我国新一代国产大飞机下列说法正确的是( )
A.飞机轮胎凹凸的花纹是减小接触面粗糙程度增大摩擦力
B.为减轻飞机自重,应选用密度小的材料
C.高空机舱密闭增压,海拔越高大气压强越大
D.内部线路使用塑料外皮,主要利用了塑料的导电性好
3.下列有关物理量的估测,符合生活实际的是( )
A.学生课桌的高度大约为75dm B.人们感觉舒适的环境温度约为40℃
C.中学生受到的重力约为500N D.考场内照明灯的电流约为20A
4.冬季气候干燥,人们在穿着毛衣后接触金属物件时常会被“电”一下。有经验的人通常会先触碰墙壁再去接触金属,以此来有效避免被“电”。下列说法正确的是( )
A.人被“电”一下是因为人体与衣服摩擦创造了电荷
B.人体与衣服摩擦,它们带上了同种电荷
C.若人体带负电,说明摩擦过程中人体得到了电子
D.若人体带负电,当人体触碰墙壁时,电流由人体流向墙壁
5.下列关于电学知识说法正确的是( )
A.带电体接触验电器的金属小球后验电器中的金属箔片张开一定角度,是因为它们带有异种电荷相互排斥
B.毛皮摩擦橡胶棒带电的过程,电流的方向是橡胶棒到毛皮
C.通过摩擦使物体带上电,本质是创造了新的电荷
D.铅笔芯和包裹在外边的干燥木皮都是绝缘体
6.如图,在盐水中插入一根铜片和一根锌片,就做成了一个盐水电池,将多节这样的电池串联成电池组。为判别电池组的正负极,在A、B两极间分别接入下列元件:①小灯泡②电压表③电流表④发光二极管,能达到目的的是( )
A.②③ B.②④ C.②③④ D.①②③
7.维修电子设备时,为防止静电损坏电子设备,工程师要佩戴如图的静电手环,它由松紧腕带、活动按扣、弹簧PU线及鳄鱼夹组成。使用时,将鳄鱼夹连接地线,即可在0.1秒内安全除去人体静电。静电手环的松紧腕带可能由以下哪种材料制成( )
A.棉麻 B.银纱 C.硅胶 D.塑料
8.如图是利用海水盐差发电装置,甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域,分别加入海水和纯水。其中带正电的钠离子只能通过甲渗透膜,在容器左侧区域聚集;带负电的氯离子只能通过乙渗透膜,在容器右侧区域聚集,容器就变成了电源。把小灯泡接入电路,闭合开关,小灯泡可发光,下列说法正确的是( )
A.该发电装置左边是该电源的负极
B.通过小灯泡的电流方向是从b到a
C.在容器内部的电流方向是向右的
D.外部金属导线中的电流是因为自由电子发生定向移动形成
9.如图所示为小明连接的电路,他检查导线连接无误后,闭合开关S,发现两灯泡均不发光,于是他用一根导线分别连接到ab、bc、cd和ac两点,灯泡、均不发光,再用导线连接到bd两点时,灯泡发光,不发光,由此判定电路故障的原因可能是( )
A.S断路 B.与S均断路
C.断路 D.与S均断路
10.如图所示的电路中,当开关闭合时,灯L1、L2均不亮,为了查找电路的故障,某同学用一根完好的导线,一端固定在电源的正极,另一端依次接触A、B、C、D四个接线柱,发现只有与D接触时小灯泡L2才发光,若电路只有一处断路,位置可能是( )
A.导线① B.导线② C.灯泡L1 D.开关
二、填空题
11.加油站内的工作人员进行加油操作之前,要先用手触摸一下静电释放器,如图所示。若人体带的是负电,则用手触摸静电释放器时的电流方向为______(填“从释放器流向大地”或“从大地流向释放器”)。加油站附近也可以闻到明显的汽油味,这是由于汽油分子在______。
12.给电动车充电时,电动车的电瓶相当于__________(填“电源”或“用电器”);有甲、乙、丙三个轻质小球,甲和乙、乙和丙、丙和甲之间都是相互吸引的,如果甲小球与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时相互排斥,则乙、丙两小球中必有一个带__________(填“正电荷”或“负电荷”),而另一个__________(填“带正电荷”“带负电荷”或“不带电”)。
13.动画电影《哪吒》系列,在全球范围内掀起了一股中华文化热潮。影片中破“天元鼎”时,水蒸气的内能转化为“鼎盖”的机械能,相当于热机中的______冲程。“天雷滚滚我好怕怕,劈得我浑身掉渣渣”,这里的“天雷”是云层所累积的大量静电引发的“强放电”现象。若云层带的是负电,天雷劈下的电流方向是从______(选填“哪吒流向云层”或“云层流向哪吒”)
三、作图题
14.发光二极管简称LED,具有单向导电性。如图所示,在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片浸入盐水中,制成一个“盐水电池”。将铜片和锌片分别与LED两极相连,观察到LED发光,请用“+”或“-”在铜片下方的括号内表示出“盐水电池”此端的极性,用“→”或“←”在锌片与LED连接的导线上方括号内表示出该线路中的电流方向。
15.(1)如图甲所示,请画出静止在斜面上的物体对斜面的压力的示意图。
(2)如图乙所示,请根据实物电路在虚线框内画出对应的电路图。
16.
(1)请根据图甲中的反射光线画出入射光线和折射光线的大致方向;
(2)小明设计了一款高铁安全锤取用报警电路。该电路由电源、电铃、保护电阻R、开关S和组成,闭合开关S,当未取用安全锤时,相当于开关闭合,电铃不响;当取下安全锤时,相当于开关断开,电铃响。请根据以上要求,将图乙电路补充完整。(电铃用表示)
四、实验题
17.用两种不同材料的导体连接如图所示的闭合电路,将电路中两导体的连接点A放入冰水混合物中,连接点B用酒精灯加热。当连接点A、B温度差为100℃时,电路中的电流为1mA;当连接点A、B温度差为300℃时,电路中的电流为3mA。请根据以上的实验现象,提出一个可探究的科学问题:__________。
18.【项目提出】在项目化学习中,实践小组将铜丝端放在冰水混合物中,用酒精喷灯加热铜丝端,观察到小灯珠发光(如图)。于是小组成员想利用此装置探究通过发光小灯珠的电流大小与哪些因素有关。
温度差/℃
直流电流表指针偏转的角度
10
最小
30
较大
80
最大
【项目分析】小组成员认为铜丝中的电流是由于温度差产生的,温度差越大电流就会越大,为此实践小组决定先探究电流大小与温度的关系。
【项目实施】为了更直观观察电流变化,将小灯珠拆下,换成直流电流表接入电路,将酒精喷灯换成不同温度热水,用温度计每隔一段时间测出热水的温度,将获取的实验数据记录在表格中。
(1)实验过程中,老师强调要注意安全,避免酒精喷灯加热温度过高,高于铜丝的______,导致危险现象产生。
(2)铜丝右侧处于热水中,若其他条件不变,只将烧杯中的冰水混合物换成沸水,正确连接电路后,则电路中的电流会______(选填“变大”或“变小”)。
【展示交流】
(3)若你是该小组的成员,你认为该项目研究的结果可应用在哪些方面:______。(合理即可)
19.电工小组在铺设供电线路时所遇到的问题:在一根已固定好的硬、直塑料管内穿有三根颜色及规格均相同、彼此绝缘的电线,因此无法从伸出塑料管外电线的颜色、粗细等来辨别哪两个端点属于同一根电线的首和尾。
现用如图所示的方框表示不透明的硬、直塑料管(它的两端相距十几米),其中a、b、c表示三根电线伸出塑料管左端外的3个端点,e、f、g表示三根电线伸出塑料管右端外的3个端点。为了辨别e、f、g这3个端点中的哪一个与端点a属于同一根导线的首和尾,现请你根据限定选用的器材及有关注意事项,设计一种电学测试方法。限选器材:供电电压合适的低压电源1只,小灯泡1只,约0.5米长的导线4~5根。注意事项:测试过程中不能移动或损坏已固定好的塑料管,也不能把导线从管内抽出来。请你在图中作出电路连接情况,说明测试要点及辨别方法。
20.某校物理环保兴趣小组的同学们非常关注当地的环保问题。他们查阅有关资料了解到:如果生活和工业污水直接排入河流,会使水中的正负离子增多,所以水的导电性可以反映水的污染程度。他们取来了河流的水样和自来水进行导电性能的对比,请你帮他们完成实验。
实验器材:电源、开关、导线、定值电阻、两个金属电极、两个相同的烧杯、电子秤、______;
实验步骤:______;
实验结论:______。
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