第十五章 电流和电路 复习讲义--2026-2027学年人教版物理九年级全一册
2026-07-12
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 复习与提高 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 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 | 17.95 MB |
| 发布时间 | 2026-07-12 |
| 更新时间 | 2026-07-12 |
| 作者 | 景源数理知识驿站 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58774064.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
暑季研思・九年级全一册物理暑期培优专项讲义
第十五章 电流和电路 知识归纳与题型总结
题型01 两种电荷
一、摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电。能的转化:机械能→电能。
1、实质:摩擦起电并不是创造了新电荷,而是发生了电子转移,失去电子的物体因缺少电子而带正电,得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电。
2、甲乙两不同的物体互相摩擦,若甲物体带了正电,则乙物体一定带负电,且电量相等。
二、两种电荷:正电荷和负电荷。
1、被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷;实质:物质中的原子失去了电子。
2、被毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷;实质:物质中的原子得到了多余的电子。
3、同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
4、中和:等量的异种电荷放在一起互相抵消的现象叫做中和。(中和后物体不带电)
三、验电器
1、构造:金属球、金属杆、金属箔。
2、作用:检验物体是否带电和物体带电多少(带电多,金属箔张开角度大)。
3、原理:同种电荷相互排斥。
4、检验物体是否带电
方法一:看它能否吸引轻小物体,如能则带电。
方法二:利用验电器,用物体接触验电器的金属球,如果金属箔张开则带电。
四、静电的防止和利用
1、物体带电:物体有了能够吸引轻小物体的性质,我们就说物体带了电。
2、静电:即相对静止不动的电荷,通常指因不同物体之间相互摩擦而产生的在物体表面所带的正负电荷。
3、静电产生的原因:根据原子物理理论,电中性时物质处于电平衡状态。由于不同物质原子的接触产生电子的得失,使物质失去电平衡,产生静电现象。
4、静电造成的危害
(1)高压静电放电造成电击,危及人身安全。
(2)在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。
(3)电子工业:吸附灰尘,造成集成电路和半导体元件的污染,大大降低成品率。
(4)胶片和塑料工业:使胶片或薄膜收卷不齐;胶片、CD塑盘沾染灰尘,影响品质。
(5)造纸印刷工业:纸张收卷不齐,套印不准,吸污严重,甚至纸张黏结,影响生产。
(6)纺织工业:造成绒丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。
5、静电的防范:(1)保持空气湿度;(2)使用避雷针;(3)良好接地。
【探究归纳】两种电荷指正电荷(用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷)和负电荷(用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷),其相互作用规律为:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,电荷的多少叫电荷量,单位是库仑。
【典例1-1】如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时,验电器的金属箔张开是由于__________相互排斥;再用丝绸摩擦过的玻璃棒接触该验电器的金属球,验电器的金属箔张开的角度会先__________。
【典例1-2】将塑料绳的一端扎紧,尽可能将其撕成更多的细丝,用干燥的手顺着塑料丝捋几下,可以看到塑料绳的细丝纷纷散开如图所示,这是由于( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互吸引 D.异种电荷相互排斥
【典例1-3】如图,老师表演“气球悬浮术”时,先用毛皮反复摩擦两个气球,随后两气球自动分开,这是因为摩擦使气球带______(选填“同种”或“异种”)电荷而相互排斥,摩擦起电的实质是______的转移;接着老师用带电的气球靠近碎纸片,纸片被吸起,说明带电体对纸屑有_______的作用。
题型02 电流和电路
一、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。
二、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。
三、导体与绝缘体
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。
四、电路有三种状态
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。
【典例2-1】(多选)如图所示,取两个相同的验电器A和B,使A带负电,B不带电,可以看到A的金属箔张开,B的金属箔完全闭合,用带有绝缘柄的金属棒MN把A和B的金属球连接起来。下列说法正确的是( )
A.连接前,A的金属箔张开是由于同种电荷相互排斥
B.连接后,B的金属箔会张开
C.连接后,A中的电荷全部移动到B
D.连接后,金属棒中会形成由M到N的电流
【典例2-2】如图所示,由电池、灯泡、开关和导线组成的简单电路中,为电路提供电能的装置是( )
A.电池 B.灯泡 C.开关 D.导线
【典例2-3】如图所示,电工钳的手柄把套通常是橡胶的,主要是利用橡胶的( )
A.弹性 B.绝缘性 C.磁性 D.导热性
考点03 串联电路和并联电路
一、串联
1、串联的定义:把电路元件逐个顺次连接起来的电路,叫串联。
2、串联的特点:电路中任意一处断开,电路中都没有电流通过,用电器之间互相影响,开关可以控制所以用电器的电流,并且位置的改变不影响它对用电器的控制。
二、并联:
1、并联的定义:把电路元件并列地连接起来的电路,叫并联。
2、并联的特点:并联电路中各个支路互不影响,干路开关可以控制所以用电器的电流,支路开关只能控制它所对应的支路用电器电流。
三、串、并联电路的辨别
1、根据电路图判断:电流只有一条路径的则是串联电路;有两条或两条以上路径的则是并联电路。
2、根据电流关系判断
(1)如果通过两个用电器的电流不相等,这两个用电器一定是并联的。
(2)如果通过两个用电器的电流相等,则可能是串联,也可能是并联。
(3)若是不同的用电器则是串联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
3、根据电压关系判断
(1)如果通过两个用电器的电压不相等,这两个用电器一定是串联的。
(2)如果通过两个用电器的电压相等,则可能是串联,也可能是并联。
(3)若是不同的用电器则是并联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
4、根据用电器的工作情况判断:用电器只能同时工作的是串联电路,可以独立工作的是并联电路。
【归纳总结】串联电路中用电器逐个顺次连接,电流只有一条路径,各用电器相互影响,开关控制整个电路;并联电路中用电器并列连接在两点间,电流有多条路径,各用电器互不影响,干路开关控整体,支路开关控本条支路。
【典例3-1】如图所示,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:灯泡L与电阻R0串联,开关S1与灯泡L并联,开关S控制整个电路。
【典例3-2】通路、短路、开路是电路的三种状态。下图所示的电路中,闭合开关后,有灯泡被短路的是( )
A. B.
C. D.
【典例3-3】电脑CPU工作时会不断发热,为了保证CPU不被烧坏,当温度上升到某一值时,外接电风扇(用M表示)工作辅助降温。下列符合设计要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
考点04 电流的测量
一、电流的符号和单位
1、电流:单位时间内通过导体横截面积的电荷量叫电流,用符号I表示。
2、单位:电流单位是安培,简称安,用符号A表示;电流常用单位还有:毫安(mA)、微安(μA);换算关系:1A=1000mA,1mA=1000μA。
3、电流的三种效应:1)电流的热效应,如白炽灯,电饭锅等;2)电流的磁效应,如电铃等;3)电流的化学效应,如电解、电镀等。
二、电流表
1、电流表:用来测量电流大小的仪表叫电流表。特点:其内阻很小,可视为零,接入电路中不影响电路中电流大小。
2、电流表的使用:电流表必须和被测用电器串联;电流必须从正接线柱流入,负接线柱流出;选择合适的量程(0~0.6A; 0~3A),被测电流不要超过电流表的量程;不允许把电流表直接连接在电源的两极上。
3、实验室中常用的电流表有两个量程
(1)0~0.6安,每小格表示的电流值是0.02安。
(2)0~3安,每小格表示的电流值是0.1安。
【归纳总结】测量电流用电流表,需与被测用电器串联,电流从正接线柱流入、负接线柱流出;要选择合适量程(不能超量程,小电流选小量程更精确),禁止直接接电源两极,读数时看量程对应的分度值再读指针示数。
【典例4-1】下列估测最接近实际情况的是( )
A.一块新橡皮的质量约为600g
B.一支未用过的2B铅笔的长度约为
C.一盏教室内的日光灯正常工作时的电流约为
D.一名中学生脉搏跳动60次所用的时间约为
【典例4-2】小明学习物理知识后积极进行课后实践活动,想利用常见的测量仪器测量一小物块的重力,下列测量工具选择合适的是( )
A. B. C.D.
【典例4-3】对日常生活中相关数据的估测,符合实际的是( )
A.一名中学生体重约为500N
B.家庭常用节能灯的额定电流约为2A
C.中学生步行的速度约为
D.人体感觉舒适的环境温度约为37℃
考点05 串、并联电路中电流的规律
一、探究串联电路中的电流特点实验
1、实验目的:探究串联电路中电流有什么特点。
2、实验猜想:a、串联电路中各点电流可能不相等,电流通过用电器后,能量不断地在消耗,所以会减小;b、串联电路中各点电流可能相等,由于串联电路的电流只有一条通路。
3、实验器材:干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线。
4、实验步骤:
步骤①根据电路图连接电路,并进行测量。
步骤②把测量数据记录在表格中。
步骤③换上另外两个规格不同的灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
步骤④整理实验器材。
(5)实验结论:串联电路的电流大小处处相等:IA=IB=IC。
二、探究并联电路中的电流特点实验
1、实验目的:探究并联电路中电流有什么特点。
2、实验猜想:由于串联干路的电流只有一条通路,故支路的电流大小之和可能等于干路的电流大小。
3、实验器材:干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线。
4、实验步骤:
步骤①根据电路图连接电路,并进行测量。
步骤②把测量数据记录在表格中。
步骤③换上另外两个规格不同的灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
步骤④整理实验器材。
5、并联电路中,干路的电流大小等于各支路电路电流之和:I=I1+I2。
【归纳总结】串联电路中,电流处处相等,即流经各用电器的电流大小相同,与用电器规格无关;并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路电流大小取决于支路用电器的电阻等因素,互不影响。
【典例5-1】如图所示电路,闭合开关后,电流表测量的是( )
A.灯泡的电流 B.灯泡的电流
C.灯泡和灯泡的总电流 D.电源的短路电流
【典例5-2】小易用如图所示的电路探究并联电路中的电流规律。
(1)图甲是小易设计的电路图,图乙是他根据图甲连接的实物电路,此时图乙中电路测量的是 _____ (选填“A”“B”或“C”)处的电流。
(2)闭合开关,发现L1亮,而L2不亮。小易认为故障原因是L2短路,你认为他的判断是 _______ (选填“正确”或“错误”)的。
(3)小易将图乙电路中右侧的a导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“﹣”接线柱上,其他都不动。他这样连接的目的是想测通过 _______ (选填“干路”“L1”或“L2”)的电流,请评价其可行性并说明理由:____________________ 。
(4)纠正错误后,小易测出A、B、C三处的电流值,由此得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。这个实验在设计方案上存在的不足之处是____________________。
【典例5-3】小况同学在“探究并联电路中电流的特点”时,连接了如图的电路图,进行以下操作:
(1)与选用规格________的灯泡,实验所得结论才会更具有普遍性。
(2)闭合开关后,观察到两个电流表的示数相等均为0.2A,电路的故障可能是________。
(3)若闭合开关后,的读数为0.2A,的读数为0.48A,由这组数据________(选填“能”或“不能”)得到流过灯泡的电流等于0.24A。
(4)若将灯泡改为电动机进行实验________(选填“会”“不会”或“可能会”)影响实验结论。
一、选择题
1.饮料自动售卖机,可以通过扫码付款(闭合开关)购买,也可以投币(闭合开关)使得电动机工作,售卖机吐出瓶装饮料,同时指示灯发光。且指示灯损坏的时候,售卖机依然可以继续吐出饮料。下列电路的设计可以满足要求的是( )
A. B.
C. D.
2.小凯同学在学习物质结构后,以氧气为例进行了知识梳理。如图所示,下列说法正确的是( )
A.a不显电性 B.b带负电
C.c是原子核 D.b的质量小于c
3.有一种具有报警功能的文物展示台。若其结构如图所示,将文物放在金属片B上,弹簧被压缩,与金属片、相连通,闭合开关后( )
A.灯亮铃响 B.灯不亮铃响
C.灯亮铃不响 D.灯不亮铃不响
4.下列选项为在金属钥匙上镀铜的电镀装置示意图,图中直流电源正、负极的标示和电镀液中铜离子的移动方向,何者正确( )
A. B.
C. D.
5.厨房是烹饪美食的场所,厨房里涉及许多物理知识。下列说法不正确的是( )
A.冰箱冷冻室里的冰冻食材也具有内能
B.用纸巾摩擦的吸管可以“吸”起胡椒粉说明吸管带了电荷
C.将木柴架空一些,火能燃烧得更旺,但不能增大木柴的热值
D.烧水时,水蒸气顶起壶盖的能量转化情况与内燃机的压缩冲程能量转化情况相同
6.有一种有趣的实验叫做“莱顿瓶千人震”:使用静电感应起电机(如韦氏起电机)对“莱顿瓶”进行充电。待充电完成后,让参与者手拉手形成一个闭合回路。最后让队伍一端的参与者接触莱顿瓶的外壁金属涂层(负极),另一端的参与者接触莱顿瓶顶端的放电杆(正极)。放电瞬间,所有参与者都会感到一次明确的电击。关于“莱顿瓶”的实验,下列说法中不正确的是( )
A.对“莱顿瓶“进行充电的过程中创造了电荷
B.“莱顿瓶”的正极和负极之间的结构是绝缘的,才会在正极和负极上分别累积大量的电荷
C.两端参与者接触“莱顿瓶”的放电瞬间,电流方向从正极流向负极
D.为了让实验更容易成功,应该尽量在干燥的环境中进行
7.某实验小组用太阳能板、可充电电池、单刀双掷开关S和电动机(用符号M表示)设计电路,要求:电池给电动机供电时,电动机工作;太阳能板给电池充电时,电动机不工作。符合要求的是( )
A. B.
C. D.
8.某款电热水壶,当水烧开沸腾时,蒸汽开关断开,主加热盘停止工作;当水温降低至某一温度时,温控开关自动接通,只有副加热盘开始工作,实现保温;当出现干烧导致温度过高时,开关自动断开,、均不工作。下列电路中,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
9.在如图所示的电路中,闭合开关S后,小灯泡L1、L2都不发光。用导线检测电路故障,把导线接在小灯泡L1的两端,小灯泡L1、L2都不发光;把导线接在小灯泡L2的两端,小灯泡L1发光,则故障原因可能是( )
A.L1断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L2短路
10.小王对一个电学暗箱进行了实验探究。如图所示,A、B是小灯泡的接线柱,C、D是小灯泡的接线柱,E、F是小灯泡的接线柱。实验操作及对应的现象如下表所示。下列分析正确的是( )
实验操作
实验现象
闭合开关
三个小灯泡均发光
观察亮度
最亮、、亮度相同
取下其中任意一个小灯泡
剩余两个小灯泡不能发光
A.通过三个小灯泡的电流相等 B.暗箱中的三个小灯泡并联
C.通过的电流最大 D.暗箱中的三个小灯泡规格均不同
二、实验题
11.
(1)如图甲所示,物体A的长度为__________;
(2)如图乙所示,电流表的读数为__________;
(3)如图丙所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,在此过程中,验电器金属杆中电流的方向为__________(选填“由A到B”或“由B到A”)。
12.请完成下列填空。
(1)将天平放在水平桌面上,游码处于标尺左端的零刻度线处,指针位置如图-1所示,为使横梁水平平衡,应将平衡螺母向________调节,直至指针对准分度盘中央刻度线。
(2)如图-2,用带电的橡胶棒接触验电器的金属球后,两金属箔片张开,是由于两金属箔片带上了________(选填“同种”或“异种”)电荷。
(3)如图-3,用弹簧测力计沿竖直方向匀速向上拉动绳子的一端,使钩码缓缓上升,弹簧测力计的示数为________N;增加钩码数量,重复上述操作,该动滑轮的机械效率将________。
13.医用口罩的核心过滤层是熔喷布,它经过驻极处理,上面带有大量电荷,能吸附微小颗粒提升过滤效果。小明家有一些生产日期不同的口罩,他想知道熔喷布上电荷的多少是否发生变化,为此他设计实验进行探究。
实验思路:
(1)取品牌、规格等完全相同,只距生产日期时长不同的口罩,裁剪出形状、大小相同的熔喷布,让其吸附轻小塑料泡沫颗粒。通过观察________________________________________,判断吸附能力的强弱,进而推断口罩熔喷布上电荷的多少。
实验过程:
如图所示,把熔喷布固定在铁架台上,将平铺了足量泡沫颗粒的玻璃板,慢慢靠近至熔喷布下方1 cm的位置,静置6 s,观察熔喷布表面吸附颗粒的情况。换用距生产日期时长不同的熔喷布重复上述实验,记录实验现象如下表。
距生产日期时长
吸附颗粒情况
吸附等级
短期
较多
☆☆☆☆☆
中期
少量
☆☆☆
长期
极少
☆
实验结论:
(2)品牌、规格等完全相同的口罩,距生产日期时长越长,其熔喷布的吸附能力越__________,熔喷布上的电荷会__________(选填“增加”“减少”或“不变”)。
实验拓展:
(3)口罩放在浴室里或放在低温干燥环境储存,会影响熔喷布上电荷的多少吗?请对此提出一个可探究的科学问题:____________________________________________?
14.电阻、和以不同的方式先后组成如图(a)(b)所示的电路。电源电压相同且保持不变,已知三个电阻中仅有一个电阻存在故障。闭合开关、,电流表、的示数均不为0。
(1)电路中的故障可能是_________(写出所有可能)。
(2)为了进一步确定故障,现有以下方案:
方案①:在图(a)中,将电阻替换为;
方案②:在图(b)中,将电阻替换为。
你将采用哪一方案,请说明理由,并解释不能采用另一方案的原因。
15.在物理兴趣小组活动中,小明将两个小灯泡接入电路,如图甲所示。他闭合开关,观察到小灯泡比发光更暗。他回想课堂上老师说:在电池外部,电流的方向是从电池的正极经过用电器流向负极。由此他提出:电路中小灯泡更靠近电池正极,所以流过的电流比流过的电流更大,所以小灯泡发光更亮。同组的小亮对此观点提出了质疑。于是他们向老师借来了电流表,进行了如下实验。
(1)连接电路时,开关应处于________状态;
(2)将电流表连接在图乙中a点,发现灯发光,不发光,电流表的示数如图丙所示,则电流表示数为________A,出现以上故障原因可能是________;
(3)排除故障,用电流表分别测出a、b、c三处的电流记录如下表。
电流表的位置
a
b
c
电流I/A
0.2
0.2
0.2
(4)分析表中数据,可初步判定小明的观点是________(选填“正确”或“错误”)的;
(5)根据表中数据,小亮总结得出:在串联电路中,电流处处相等。请你对小亮得出结论的过程进行评估:________。
三、计算题
16.油电混动汽车是指同时装备有两种动力源(热动力源和电动力源)的汽车,越来越受到大众的青睐。当需要高速行驶或蓄电池电量过低时,内燃机就会启动,此时内燃机给蓄电池充电,蓄电池向电机输送能量驱动汽车前进。在某次测试中内燃机不断给蓄电池充电,且汽车以60km/h的速度水平匀速直线行驶了50min。
(1)内燃机带动发电机给蓄电池充电时,蓄电池相当于________(选填“电源”或“用电器”)。
(2)在该次测试中,所用燃料的热值为4.6×107J/kg,消耗4kg燃料,这些燃料完全燃烧释放的热量是多少?
(3)若在该次测试中,汽车所受阻力恒为1000N,则汽车牵引力做的功是多少?
(4)若该油电混动汽车内燃机的效率为40%,该次测试中,蓄电池的电能增加多少?(忽略蓄电池发热和蓄电池驱动电机时造成的热损失)
17.如图甲所示的电路,当开关S闭合后,两灯都发光.这时两个电流表A1、A2指针所指的位置都如图乙所示。求:
(1)电流表A₁、A₂使用的量程分别是多少?读出通过灯L₁和L₂的电流I₁和I₂分别是多少?
(2)若在工作过程中,灯L₁突然熄灭,灯L₂仍然发光,则故障可能是什么?此时电流表A₁和A₂的示数分别如何变化?
18.如图所示,两灯泡 在暗盒内的连接方式未知,电源电压为6V。开关闭合后两灯均正常发光,电流表读数为0.9A,若把 取下,发现 仍然正常发光,此时电流表读数变为0.3A。请根据情境完成以下问题:
(1)判断 和 是并联还是串联,并说明理由。
(2)求L1正常发光时的电流。
(3)求L2正常发光时的电流。
19.如图所示的电路中,开关S闭合后,电流表的指针偏转了表盘(有刻度部分的)的,电流表的指针偏转了表盘的,所用的电流表均有0~0.6A与0~3A两个测量范围,则通过灯泡和的电流分别是多大?
20.如图所示的电路中,当只闭合开关S1时,电流表A示数为0.26A;当只闭合开关S2和S3时,电流表A示数为0.44A; 当只闭合开关S3时,电流表A示数为0.24A,试完成下列问题:
(1)当只闭合开关S1时,灯泡L1和L2___________(填“串联”或“并联”);此时通过灯泡的L1的电流是___________A;
(2)当只闭合开关S2和S3时,通过灯L1的电流是___________A、L2的电流是___________A。
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第十五章 电流和电路 知识归纳与题型总结
题型01 两种电荷
一、摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电。能的转化:机械能→电能。
1、实质:摩擦起电并不是创造了新电荷,而是发生了电子转移,失去电子的物体因缺少电子而带正电,得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电。
2、甲乙两不同的物体互相摩擦,若甲物体带了正电,则乙物体一定带负电,且电量相等。
二、两种电荷:正电荷和负电荷。
1、被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷;实质:物质中的原子失去了电子。
2、被毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷;实质:物质中的原子得到了多余的电子。
3、同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
4、中和:等量的异种电荷放在一起互相抵消的现象叫做中和。(中和后物体不带电)
三、验电器
1、构造:金属球、金属杆、金属箔。
2、作用:检验物体是否带电和物体带电多少(带电多,金属箔张开角度大)。
3、原理:同种电荷相互排斥。
4、检验物体是否带电
方法一:看它能否吸引轻小物体,如能则带电。
方法二:利用验电器,用物体接触验电器的金属球,如果金属箔张开则带电。
四、静电的防止和利用
1、物体带电:物体有了能够吸引轻小物体的性质,我们就说物体带了电。
2、静电:即相对静止不动的电荷,通常指因不同物体之间相互摩擦而产生的在物体表面所带的正负电荷。
3、静电产生的原因:根据原子物理理论,电中性时物质处于电平衡状态。由于不同物质原子的接触产生电子的得失,使物质失去电平衡,产生静电现象。
4、静电造成的危害
(1)高压静电放电造成电击,危及人身安全。
(2)在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。
(3)电子工业:吸附灰尘,造成集成电路和半导体元件的污染,大大降低成品率。
(4)胶片和塑料工业:使胶片或薄膜收卷不齐;胶片、CD塑盘沾染灰尘,影响品质。
(5)造纸印刷工业:纸张收卷不齐,套印不准,吸污严重,甚至纸张黏结,影响生产。
(6)纺织工业:造成绒丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。
5、静电的防范:(1)保持空气湿度;(2)使用避雷针;(3)良好接地。
【探究归纳】两种电荷指正电荷(用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷)和负电荷(用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷),其相互作用规律为:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,电荷的多少叫电荷量,单位是库仑。
【典例1-1】如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时,验电器的金属箔张开是由于__________相互排斥;再用丝绸摩擦过的玻璃棒接触该验电器的金属球,验电器的金属箔张开的角度会先__________。
【答案】 同种电荷 减小
【详解】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故用它去接触验电器的金属球时,验电器也带上负电,即验电器的金属球和两个金属箔片上都带上了负电,由于同种电荷相互排斥,故其两个金属箔片会张开。
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,若接触验电器金属球,正负电荷相互中和,所以金属箔张开的角度会变小。
【典例1-2】将塑料绳的一端扎紧,尽可能将其撕成更多的细丝,用干燥的手顺着塑料丝捋几下,可以看到塑料绳的细丝纷纷散开如图所示,这是由于( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互吸引 D.异种电荷相互排斥
【答案】A
【详解】塑料细丝与手摩擦,摩擦起电,不同的塑料细丝带上同种电荷,同种电荷相互排斥而导致细丝纷纷散开,故选A。
【典例1-3】如图,老师表演“气球悬浮术”时,先用毛皮反复摩擦两个气球,随后两气球自动分开,这是因为摩擦使气球带______(选填“同种”或“异种”)电荷而相互排斥,摩擦起电的实质是______的转移;接着老师用带电的气球靠近碎纸片,纸片被吸起,说明带电体对纸屑有_______的作用。
【答案】 同种 电荷 吸引
【详解】同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,两气球自动分开相互排斥,说明带同种电荷。
摩擦起电不是创造了电荷,实质是电荷在不同物体间发生了转移。
带电体具有吸引轻小物体的性质,因此带电气球能吸起碎纸片,说明带电体对纸屑有吸引作用。
题型02 电流和电路
一、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。
二、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。
三、导体与绝缘体
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。
四、电路有三种状态
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。
【典例2-1】(多选)如图所示,取两个相同的验电器A和B,使A带负电,B不带电,可以看到A的金属箔张开,B的金属箔完全闭合,用带有绝缘柄的金属棒MN把A和B的金属球连接起来。下列说法正确的是( )
A.连接前,A的金属箔张开是由于同种电荷相互排斥
B.连接后,B的金属箔会张开
C.连接后,A中的电荷全部移动到B
D.连接后,金属棒中会形成由M到N的电流
【答案】AB
【详解】A.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,连接前A的金属箔张开,是因为金属箔带同种电荷相互排斥,故A正确;
B.连接后,A带负电,多余的电子会从A转移到原本不带电的B,B的金属箔带上同种负电荷,因相互排斥所以会张开,故B正确;
C.连接后,只有部分负电荷从A转移到B,最终A、B会带等量的负电荷,A中电荷不会全部移动到B,故C错误;
D.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方向相反。本题中负电荷的移动方向是从M(A端)到N(B端),因此金属棒中电流方向为N指向M,不是M到N,故D错误。
故选AB。
【典例2-2】如图所示,由电池、灯泡、开关和导线组成的简单电路中,为电路提供电能的装置是( )
A.电池 B.灯泡 C.开关 D.导线
【答案】A
【详解】A.电池属于电源,作用是为电路提供电能,故A符合题意;
B.灯泡是用电器,作用是消耗电能,将电能转化为光能,故B不符合题意;
C.开关的作用是控制电路的通断,故C不符合题意;
D.导线的作用是连接电路元件,输送电能,故D不符合题意。
故选A。
【典例2-3】如图所示,电工钳的手柄把套通常是橡胶的,主要是利用橡胶的( )
A.弹性 B.绝缘性 C.磁性 D.导热性
【答案】B
【详解】如图所示,电工用钳的手柄把套通常是橡胶材质的,塑料不容易导电,可以防止触电,因此塑料是绝缘体。
故选 B。
考点03 串联电路和并联电路
一、串联
1、串联的定义:把电路元件逐个顺次连接起来的电路,叫串联。
2、串联的特点:电路中任意一处断开,电路中都没有电流通过,用电器之间互相影响,开关可以控制所以用电器的电流,并且位置的改变不影响它对用电器的控制。
二、并联:
1、并联的定义:把电路元件并列地连接起来的电路,叫并联。
2、并联的特点:并联电路中各个支路互不影响,干路开关可以控制所以用电器的电流,支路开关只能控制它所对应的支路用电器电流。
三、串、并联电路的辨别
1、根据电路图判断:电流只有一条路径的则是串联电路;有两条或两条以上路径的则是并联电路。
2、根据电流关系判断
(1)如果通过两个用电器的电流不相等,这两个用电器一定是并联的。
(2)如果通过两个用电器的电流相等,则可能是串联,也可能是并联。
(3)若是不同的用电器则是串联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
3、根据电压关系判断
(1)如果通过两个用电器的电压不相等,这两个用电器一定是串联的。
(2)如果通过两个用电器的电压相等,则可能是串联,也可能是并联。
(3)若是不同的用电器则是并联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
4、根据用电器的工作情况判断:用电器只能同时工作的是串联电路,可以独立工作的是并联电路。
【归纳总结】串联电路中用电器逐个顺次连接,电流只有一条路径,各用电器相互影响,开关控制整个电路;并联电路中用电器并列连接在两点间,电流有多条路径,各用电器互不影响,干路开关控整体,支路开关控本条支路。
【典例3-1】如图所示,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:灯泡L与电阻R0串联,开关S1与灯泡L并联,开关S控制整个电路。
【答案】
【详解】根据题意可知,将开关的右接线柱连接到灯泡的右接线柱,使灯泡L和开关S1并联;再将灯泡的右接线柱连接到定值电阻的右接线柱,使灯泡L与电阻R0串联,完成连接,据此作图。
【典例3-2】通路、短路、开路是电路的三种状态。下图所示的电路中,闭合开关后,有灯泡被短路的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.根据图示可知,该图为两个灯泡串联,闭合开关后没有灯泡被短路,故A不符合题意;
B.开关闭合,两灯并联,没有被短路,故B不符合题意;
C.开关闭合,下方灯泡被短路,故C符合题意;
D.两灯泡并联,开关在支路,只控制一个灯泡,没有被短路,故D不符合题意。
故选C。
【典例3-3】电脑CPU工作时会不断发热,为了保证CPU不被烧坏,当温度上升到某一值时,外接电风扇(用M表示)工作辅助降温。下列符合设计要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由题意得,CPU开机后持续工作,温度升高到设定值时,电风扇才启动降温,因此CPU和风扇应为并联关系;CPU始终工作,温控开关仅控制风扇,满足温度升高后才启动风扇的要求,则一个开关与电风扇串联,另一个开关在干路上控制整个电路。
故选B。
考点04 电流的测量
一、电流的符号和单位
1、电流:单位时间内通过导体横截面积的电荷量叫电流,用符号I表示。
2、单位:电流单位是安培,简称安,用符号A表示;电流常用单位还有:毫安(mA)、微安(μA);换算关系:1A=1000mA,1mA=1000μA。
3、电流的三种效应:1)电流的热效应,如白炽灯,电饭锅等;2)电流的磁效应,如电铃等;3)电流的化学效应,如电解、电镀等。
二、电流表
1、电流表:用来测量电流大小的仪表叫电流表。特点:其内阻很小,可视为零,接入电路中不影响电路中电流大小。
2、电流表的使用:电流表必须和被测用电器串联;电流必须从正接线柱流入,负接线柱流出;选择合适的量程(0~0.6A; 0~3A),被测电流不要超过电流表的量程;不允许把电流表直接连接在电源的两极上。
3、实验室中常用的电流表有两个量程
(1)0~0.6安,每小格表示的电流值是0.02安。
(2)0~3安,每小格表示的电流值是0.1安。
【归纳总结】测量电流用电流表,需与被测用电器串联,电流从正接线柱流入、负接线柱流出;要选择合适量程(不能超量程,小电流选小量程更精确),禁止直接接电源两极,读数时看量程对应的分度值再读指针示数。
【典例4-1】下列估测最接近实际情况的是( )
A.一块新橡皮的质量约为600g
B.一支未用过的2B铅笔的长度约为
C.一盏教室内的日光灯正常工作时的电流约为
D.一名中学生脉搏跳动60次所用的时间约为
【答案】B
【详解】A.一块新橡皮的质量通常较小,600g相当于一瓶矿泉水的质量,一块新橡皮的质量约为6g,故A不符合题意;
B.一支未用过的2B铅笔的长度与手掌张开的长度相近,而手掌张开的长度大约为18cm,所以一支未用过的2B铅笔的长度约为18cm是符合实际情况的,故B符合题意;
C.教室日光灯的功率一般在40W左右,根据公式,则正常工作时的电流
远小于2A,故C不符合题意;
D.正常情况下,一名中学生脉搏跳动一次的时间约为1s,那么脉搏跳动60次所用的时间约为60s,即1min,而不是10min,故D不符合题意。
故选B。
【典例4-2】小明学习物理知识后积极进行课后实践活动,想利用常见的测量仪器测量一小物块的重力,下列测量工具选择合适的是( )
A. B. C.D.
【答案】A
【详解】A.该工具是弹簧测力计,是测量力的工具,重力属于力,且小物块的重力一般在该弹簧测力计0~5N的量程内,可以测量小物块重力,故A正确;
B.该工具是红外测温枪,作用是测量温度,无法测量重力,故B错误;
C.该工具是刻度尺,作用是测量长度,无法测量重力,故C错误;
D.该工具是电流表,作用是测量电路中的电流,无法测量重力,故D错误。
故选A。
【典例4-3】对日常生活中相关数据的估测,符合实际的是( )
A.一名中学生体重约为500N
B.家庭常用节能灯的额定电流约为2A
C.中学生步行的速度约为
D.人体感觉舒适的环境温度约为37℃
【答案】A
【详解】A.中学生的质量约为50kg,其受到的重力约为,故A符合题意;
B. 家庭常用节能灯正常工作时的电流约为0.1A,故B不符合题意;
C. 中学生正常步行的速度约为,故C不符合题意;
D. 人体正常体温在37℃左右,感觉舒适的环境温度在23℃左右,故D不符合题意。
故选A。
考点05 串、并联电路中电流的规律
一、探究串联电路中的电流特点实验
1、实验目的:探究串联电路中电流有什么特点。
2、实验猜想:a、串联电路中各点电流可能不相等,电流通过用电器后,能量不断地在消耗,所以会减小;b、串联电路中各点电流可能相等,由于串联电路的电流只有一条通路。
3、实验器材:干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线。
4、实验步骤:
步骤①根据电路图连接电路,并进行测量。
步骤②把测量数据记录在表格中。
步骤③换上另外两个规格不同的灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
步骤④整理实验器材。
(5)实验结论:串联电路的电流大小处处相等:IA=IB=IC。
二、探究并联电路中的电流特点实验
1、实验目的:探究并联电路中电流有什么特点。
2、实验猜想:由于串联干路的电流只有一条通路,故支路的电流大小之和可能等于干路的电流大小。
3、实验器材:干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线。
4、实验步骤:
步骤①根据电路图连接电路,并进行测量。
步骤②把测量数据记录在表格中。
步骤③换上另外两个规格不同的灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
步骤④整理实验器材。
5、并联电路中,干路的电流大小等于各支路电路电流之和:I=I1+I2。
【归纳总结】串联电路中,电流处处相等,即流经各用电器的电流大小相同,与用电器规格无关;并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路电流大小取决于支路用电器的电阻等因素,互不影响。
【典例5-1】如图所示电路,闭合开关后,电流表测量的是( )
A.灯泡的电流 B.灯泡的电流
C.灯泡和灯泡的总电流 D.电源的短路电流
【答案】A
【详解】ABC.由电路图可知,灯泡L1和L2并列连接在电源两端,所以灯泡L1和L2是并联的。电流表与灯泡L1串联,测量的是通过灯泡L1的电流,故A符合题意,BC不符合题意;
D.电路是正常的并联电路,没有发生电源短路,不存在测量电源短路电流,故D不符合题意。
故选A。
【典例5-2】小易用如图所示的电路探究并联电路中的电流规律。
(1)图甲是小易设计的电路图,图乙是他根据图甲连接的实物电路,此时图乙中电路测量的是 _____ (选填“A”“B”或“C”)处的电流。
(2)闭合开关,发现L1亮,而L2不亮。小易认为故障原因是L2短路,你认为他的判断是 _______ (选填“正确”或“错误”)的。
(3)小易将图乙电路中右侧的a导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“﹣”接线柱上,其他都不动。他这样连接的目的是想测通过 _______ (选填“干路”“L1”或“L2”)的电流,请评价其可行性并说明理由:____________________ 。
(4)纠正错误后,小易测出A、B、C三处的电流值,由此得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。这个实验在设计方案上存在的不足之处是____________________。
【答案】(1)A
(2)错误
(3) L2 不可行,因为这样电流表的正负接线柱接反了
(4)用相同规格的灯泡且进行一次实验得出的结论具有偶然性
【详解】(1)图乙中电流表与串联,测量的是A处的电流。
(2)若短路,会造成电源短路,也不会发光。现在亮、不亮,故障是断路,所以小易的判断是错误的。
(3)[1]把a导线从电流表“0.6”接线柱改接到“-”接线柱,电流表会与串联,目的是测通过的电流;
[2]不可行,因为电流表的正负接线柱接反了,闭合开关后指针会反向偏转,无法正常测量。
(4)实验得出“各支路电流相等”的结论,是因为选用了规格相同的灯泡,且只进行了一次实验,实验次数太少,结论具有偶然性,不具有普遍性。
【典例5-3】小况同学在“探究并联电路中电流的特点”时,连接了如图的电路图,进行以下操作:
(1)与选用规格________的灯泡,实验所得结论才会更具有普遍性。
(2)闭合开关后,观察到两个电流表的示数相等均为0.2A,电路的故障可能是________。
(3)若闭合开关后,的读数为0.2A,的读数为0.48A,由这组数据________(选填“能”或“不能”)得到流过灯泡的电流等于0.24A。
(4)若将灯泡改为电动机进行实验________(选填“会”“不会”或“可能会”)影响实验结论。
【答案】(1)不同
(2)断路
(3)不能
(4)不会
【详解】(1)探究实验中,为了避免偶然性,使实验结论更具有普遍性,应选用规格不同的灯泡进行实验。
(2)正常并联电路中,干路电流等于两支路电流之和,干路电流一定大于支路电流。现在两块电流表示数相等,说明只有一条支路通路,另一支路没有电流,本题中测支路电流、测干路电流,因此故障为断路。
(3)测电流,读数为0.2A,则电流就是0.2A;测干路电流,读数为0.48A,则电流为,因此不能得到电流为0.24A的结论。
(4)并联电路“干路电流等于各支路电流之和”的特点,和用电器种类无关,因此将灯泡换为电动机,不会影响实验结论。
一、选择题
1.饮料自动售卖机,可以通过扫码付款(闭合开关)购买,也可以投币(闭合开关)使得电动机工作,售卖机吐出瓶装饮料,同时指示灯发光。且指示灯损坏的时候,售卖机依然可以继续吐出饮料。下列电路的设计可以满足要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题意可知,正常工作时,指示灯和电动机同时工作;指示灯损坏的时候,电动机还能继续工作,即指示灯和电动机工作时互不影响,它们是并联的;闭合开关或任意一个时,都能接通电路,说明两个开关能独立工作,互不影响,则两个并联后再接在干路中,故A符合要求,BCD不符合要求。
故选A。
2.小凯同学在学习物质结构后,以氧气为例进行了知识梳理。如图所示,下列说法正确的是( )
A.a不显电性 B.b带负电
C.c是原子核 D.b的质量小于c
【答案】A
【详解】A.a是原子,原子内正电荷总数等于负电荷总数,整体不显电性,故A正确;
B.b是原子核,原子核带正电,故B错误;
C.c是核外电子,不是原子核,故C错误;
D.原子的质量几乎全部集中在原子核上,电子质量远小于原子核,因此b原子核的质量大于c电子,故D错误。
故选A。
3.有一种具有报警功能的文物展示台。若其结构如图所示,将文物放在金属片B上,弹簧被压缩,与金属片、相连通,闭合开关后( )
A.灯亮铃响 B.灯不亮铃响
C.灯亮铃不响 D.灯不亮铃不响
【答案】C
【详解】金属是导体,当文物放在B上,B连通A和C后,A-B-C相当于一根导线,并联在电铃两端,将电铃短路,电流不会通过电铃,因此电铃不响。
此时电流会经A-B-C导线后流过灯泡,回到电源负极,灯泡有电流通过,因此灯泡发光。
综上,闭合开关后灯亮铃不响,故选C。
4.下列选项为在金属钥匙上镀铜的电镀装置示意图,图中直流电源正、负极的标示和电镀液中铜离子的移动方向,何者正确( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据电镀原理,在金属钥匙上镀铜时,待镀的金属钥匙作阴极,需要连接直流电源的负极;镀层金属铜片作阳极,需要连接直流电源的正极;电解池中,带正电的阳离子会向阴极移动,因此铜离子向作为阴极的金属钥匙移动。
A.铜片接电源正极符合要求,但离子向阳极铜片移动,不符合电解池离子移动规律,故A错误;
B.铜片接电源正极、钥匙接电源负极,铜离子向阴极钥匙移动,完全符合镀铜的电镀要求,故B正确;
C.铜片接电源负极、钥匙接电源正极,不符合“镀层金属作阳极接正极、待镀件作阴极接负极”的要求,故C错误;
D.同C,电源连接错误,铜片为镀层金属应接电源正极,故D错误。
故选B。
5.厨房是烹饪美食的场所,厨房里涉及许多物理知识。下列说法不正确的是( )
A.冰箱冷冻室里的冰冻食材也具有内能
B.用纸巾摩擦的吸管可以“吸”起胡椒粉说明吸管带了电荷
C.将木柴架空一些,火能燃烧得更旺,但不能增大木柴的热值
D.烧水时,水蒸气顶起壶盖的能量转化情况与内燃机的压缩冲程能量转化情况相同
【答案】D
【详解】A.一切物体在任何温度下都具有内能,因此冷冻室的冰冻食材也有内能,故A正确,不符合题意;
B.带电体可以吸引轻小物体,摩擦后的吸管能吸起胡椒粉,说明吸管摩擦后带了电荷,故B正确,不符合题意;
C.热值是燃料本身的特性,只和燃料种类有关,和燃烧充分程度无关;架空木柴只是增大了木柴与空气的接触面积,让燃烧更旺,不会改变木柴的热值,故C正确,不符合题意;
D.水蒸气顶起壶盖,能量转化是内能转化为机械能;内燃机压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能,二者能量转化不同,故D错误,符合题意。
故选 D。
6.有一种有趣的实验叫做“莱顿瓶千人震”:使用静电感应起电机(如韦氏起电机)对“莱顿瓶”进行充电。待充电完成后,让参与者手拉手形成一个闭合回路。最后让队伍一端的参与者接触莱顿瓶的外壁金属涂层(负极),另一端的参与者接触莱顿瓶顶端的放电杆(正极)。放电瞬间,所有参与者都会感到一次明确的电击。关于“莱顿瓶”的实验,下列说法中不正确的是( )
A.对“莱顿瓶“进行充电的过程中创造了电荷
B.“莱顿瓶”的正极和负极之间的结构是绝缘的,才会在正极和负极上分别累积大量的电荷
C.两端参与者接触“莱顿瓶”的放电瞬间,电流方向从正极流向负极
D.为了让实验更容易成功,应该尽量在干燥的环境中进行
【答案】A
【详解】A、电荷不能被创造,只能发生转移,对“莱顿瓶“进行充电的过程中没有创造电荷,故A错误;
B、若“莱顿瓶”正负极之间是导体结构,两极的正负电荷会直接中和,无法累积大量电荷,只有中间是绝缘结构才能储存电荷,故B正确;
C、两端参与者接触“莱顿瓶”的放电瞬间,“莱顿瓶”相当于电源,电流方向从电源正极流向负极,故C正确;
D、为了让实验更容易成功,应该尽量在干燥的环境中进行,干燥环境不易通过空气中含有杂质的水蒸气导电,“莱顿瓶”可以储存更多电荷,实验更容易成功,故D正确。
本题选择不正确的,故选A。
7.某实验小组用太阳能板、可充电电池、单刀双掷开关S和电动机(用符号M表示)设计电路,要求:电池给电动机供电时,电动机工作;太阳能板给电池充电时,电动机不工作。符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.当开关S接a时,太阳能板直接给电动机供电,不是电池给电动机供电;不符合要求,故A不符合题意;
B.当开关S接a时,电池给电动机供电,电动机正常工作;当S接b时,太阳能板给电池充电,电动机所在支路断开,电动机不工作,完全符合题目要求,故B符合题意;
CD.无论开关接a还是接b,电动机始终接入电路工作,太阳能板不能给电池充电,不符合要求,故CD不符合题意;
故选B。
8.某款电热水壶,当水烧开沸腾时,蒸汽开关断开,主加热盘停止工作;当水温降低至某一温度时,温控开关自动接通,只有副加热盘开始工作,实现保温;当出现干烧导致温度过高时,开关自动断开,、均不工作。下列电路中,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据题干描述可知,与互不干扰,可以独立工作,因此、并联,S1只控制,因此S1与串联,在同一支路,同理与串联,在同一支路,开关S控制两个加热盘,所以开关S在干路上。故选B。
9.在如图所示的电路中,闭合开关S后,小灯泡L1、L2都不发光。用导线检测电路故障,把导线接在小灯泡L1的两端,小灯泡L1、L2都不发光;把导线接在小灯泡L2的两端,小灯泡L1发光,则故障原因可能是( )
A.L1断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L2短路
【答案】C
【详解】由图可知,与串联,闭合开关S后两灯都不发光,说明电路存在断路或多处短路故障。
A.若断路,当导线接在两端时,电路会被接通,不发光,会发光,故A不符合题意;
B.若短路,原电路是通路,有电流通过,闭合开关后会发光,故B不符合题意;
C.若断路,闭合开关后两灯都不发光;导线接在两端时,仍然断路,电路无电流,两灯都不发光,导线接在两端时,断路的被导线接通,电路形成通路,有电流通过因此发光,故C符合题意;
D.若短路,原电路是通路,闭合开关后有电流通过,会发光,故D不符合题意。
故选C。
10.小王对一个电学暗箱进行了实验探究。如图所示,A、B是小灯泡的接线柱,C、D是小灯泡的接线柱,E、F是小灯泡的接线柱。实验操作及对应的现象如下表所示。下列分析正确的是( )
实验操作
实验现象
闭合开关
三个小灯泡均发光
观察亮度
最亮、、亮度相同
取下其中任意一个小灯泡
剩余两个小灯泡不能发光
A.通过三个小灯泡的电流相等 B.暗箱中的三个小灯泡并联
C.通过的电流最大 D.暗箱中的三个小灯泡规格均不同
【答案】A
【详解】AC.取下其中任意一个小灯泡,剩余两个小灯泡不能发光,可知三个灯泡不能独立工作,互相影响,则三个小灯泡是串联关系,在串联电路中,电流处处相等,通过任意一个小灯泡的电流都相等,故A正确,C错误。
B.由题意知,取下其中任意一个小灯泡,剩余两个小灯泡不能发光,说明三个小灯泡之间相互影响,是串联关系,而不是并联,故B错误;
D.串联电路中电流相同,若规格相同则亮度应相同。最亮,、亮度相同,说明与规格相同,并非三个小灯泡规格均不同,故D错误。
故选A。
二、实验题
11.
(1)如图甲所示,物体A的长度为__________;
(2)如图乙所示,电流表的读数为__________;
(3)如图丙所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,在此过程中,验电器金属杆中电流的方向为__________(选填“由A到B”或“由B到A”)。
【答案】(1)2.80
(2)0.4
(3)由B到A
【详解】(1)由图可知,刻度尺的分度值为0.1cm,物体的左端与1.00cm对齐,右端与3.80cm对齐,物体A的长度为
(2)由图可知,电流表的量程为,分度值为0.02A,电流表的指针与0.4A对齐,则电流表的读数为0.4A。
(3)用毛皮摩擦过的橡皮棒带负电,橡胶棒接触验电器A球,电子从A(金属球)流向B(金属箔),电流方向与自由电子定向移动方向相反,因此电流方向为由B到A。
12.请完成下列填空。
(1)将天平放在水平桌面上,游码处于标尺左端的零刻度线处,指针位置如图-1所示,为使横梁水平平衡,应将平衡螺母向________调节,直至指针对准分度盘中央刻度线。
(2)如图-2,用带电的橡胶棒接触验电器的金属球后,两金属箔片张开,是由于两金属箔片带上了________(选填“同种”或“异种”)电荷。
(3)如图-3,用弹簧测力计沿竖直方向匀速向上拉动绳子的一端,使钩码缓缓上升,弹簧测力计的示数为________N;增加钩码数量,重复上述操作,该动滑轮的机械效率将________。
【答案】(1)右
(2)同种
(3) 1.5 变大
【详解】(1)如图-1所示,指针偏向分度盘的左侧,说明天平的左盘较重,则需要将平衡螺母向右调节,直到指针指向分度盘的中央。
(2)当带电的橡胶棒接触验电器的金属球时,电荷会从橡胶棒传导到金属球,通过传导到两片金属箔上,使得两片金属箔带上同种性质的电荷,由于同种电荷之间存在斥力,所以两片金属箔会相互排斥而张开。
(3)由图-3弹簧测力计的分度值为0.1 N ,读数为。
动滑轮的机械效率 ,其中,有用功是提升钩码所做的功,额外功主要是克服动滑轮自身重力和摩擦力所做的功。当增加钩码数量时,有用功增大,而额外功基本保持不变。因此,有用功在总功中所占的比例增大,则该动滑轮的机械效率将变大。
13.医用口罩的核心过滤层是熔喷布,它经过驻极处理,上面带有大量电荷,能吸附微小颗粒提升过滤效果。小明家有一些生产日期不同的口罩,他想知道熔喷布上电荷的多少是否发生变化,为此他设计实验进行探究。
实验思路:
(1)取品牌、规格等完全相同,只距生产日期时长不同的口罩,裁剪出形状、大小相同的熔喷布,让其吸附轻小塑料泡沫颗粒。通过观察________________________________________,判断吸附能力的强弱,进而推断口罩熔喷布上电荷的多少。
实验过程:
如图所示,把熔喷布固定在铁架台上,将平铺了足量泡沫颗粒的玻璃板,慢慢靠近至熔喷布下方1 cm的位置,静置6 s,观察熔喷布表面吸附颗粒的情况。换用距生产日期时长不同的熔喷布重复上述实验,记录实验现象如下表。
距生产日期时长
吸附颗粒情况
吸附等级
短期
较多
☆☆☆☆☆
中期
少量
☆☆☆
长期
极少
☆
实验结论:
(2)品牌、规格等完全相同的口罩,距生产日期时长越长,其熔喷布的吸附能力越__________,熔喷布上的电荷会__________(选填“增加”“减少”或“不变”)。
实验拓展:
(3)口罩放在浴室里或放在低温干燥环境储存,会影响熔喷布上电荷的多少吗?请对此提出一个可探究的科学问题:____________________________________________?
【答案】(1)熔喷布吸附塑料泡沫颗粒的多少
(2) 弱 减少
(3)熔喷布上电荷的多少与储存环境的湿度有什么关系
【详解】(1)本题利用转换法,根据带电体可以吸引轻小物体的性质,电荷越多吸附能力越强,因此通过观察吸附的塑料泡沫颗粒的多少,就能判断吸附能力、推断电荷多少。
(2)从表格数据可得,生产日期距离现在时间越长,熔喷布吸附的泡沫颗粒越少,说明吸附能力越弱,对应熔喷布上的电荷越少。
(3)题目中浴室是高湿度环境,低温干燥环境是低湿度环境,因此围绕环境湿度对电荷的影响提出可探究的科学问题即可,如:熔喷布上电荷的多少与储存环境的湿度有什么关系。
14.电阻、和以不同的方式先后组成如图(a)(b)所示的电路。电源电压相同且保持不变,已知三个电阻中仅有一个电阻存在故障。闭合开关、,电流表、的示数均不为0。
(1)电路中的故障可能是_________(写出所有可能)。
(2)为了进一步确定故障,现有以下方案:
方案①:在图(a)中,将电阻替换为;
方案②:在图(b)中,将电阻替换为。
你将采用哪一方案,请说明理由,并解释不能采用另一方案的原因。
【答案】(1)短路,断路
(2)采用方案①的理由:若电流表示数为0,则断路;若电流表示数大于0,则短路,若短路,采用方案②会导致电源短路。
【详解】(1)三个电阻中仅有一个电阻存在故障,闭合开关、,电流表、的示数均不为0,说明a、b两个电路图都是通路,a是串联电路,在保证电流表有示数且存在一个电阻故障会有两种可能,一种是短路,正常,当短路时,b电路闭合开关后,会发生短路,可能会烧坏电流表,故这种情况不合理;另一种是短路,正常,此时无论是a电路还是b电路,均满足题意,故这种情况合理;b是并联电路,在保证电流表有示数且存在一个电阻故障会有两种可能,断路或断路,其中断路会使a电路图中电流表示数为0,不符合题意;当断路时,都能满足闭合开关后,电流表都有示数,因此断路合理,综上所述,电路中可能的故障有短路和断路。
(2)略。
15.在物理兴趣小组活动中,小明将两个小灯泡接入电路,如图甲所示。他闭合开关,观察到小灯泡比发光更暗。他回想课堂上老师说:在电池外部,电流的方向是从电池的正极经过用电器流向负极。由此他提出:电路中小灯泡更靠近电池正极,所以流过的电流比流过的电流更大,所以小灯泡发光更亮。同组的小亮对此观点提出了质疑。于是他们向老师借来了电流表,进行了如下实验。
(1)连接电路时,开关应处于________状态;
(2)将电流表连接在图乙中a点,发现灯发光,不发光,电流表的示数如图丙所示,则电流表示数为________A,出现以上故障原因可能是________;
(3)排除故障,用电流表分别测出a、b、c三处的电流记录如下表。
电流表的位置
a
b
c
电流I/A
0.2
0.2
0.2
(4)分析表中数据,可初步判定小明的观点是________(选填“正确”或“错误”)的;
(5)根据表中数据,小亮总结得出:在串联电路中,电流处处相等。请你对小亮得出结论的过程进行评估:________。
【答案】 断开 0.32 短路 错误 只进行一次实验,结论具有偶然性;应更换不同规格的灯泡、电源,多次实验得出普遍规律
【详解】[1]连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
[2]由图丙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表示数为0.32A。
[3]将电流表连接在图乙中a点,发现灯发光,不发光,这表明电路为通路,所以出现以上故障原因可能是短路。
[4]分析表中数据,a、b、c三处电流相等,这说明流过和的电流一样大,所以可初步判定小明的观点是错误的。
[5]只进行一次实验,得出的结论具有偶然性。为了得到普遍规律,应更换不同规格的灯泡、电源,多次实验。
三、计算题
16.油电混动汽车是指同时装备有两种动力源(热动力源和电动力源)的汽车,越来越受到大众的青睐。当需要高速行驶或蓄电池电量过低时,内燃机就会启动,此时内燃机给蓄电池充电,蓄电池向电机输送能量驱动汽车前进。在某次测试中内燃机不断给蓄电池充电,且汽车以60km/h的速度水平匀速直线行驶了50min。
(1)内燃机带动发电机给蓄电池充电时,蓄电池相当于________(选填“电源”或“用电器”)。
(2)在该次测试中,所用燃料的热值为4.6×107J/kg,消耗4kg燃料,这些燃料完全燃烧释放的热量是多少?
(3)若在该次测试中,汽车所受阻力恒为1000N,则汽车牵引力做的功是多少?
(4)若该油电混动汽车内燃机的效率为40%,该次测试中,蓄电池的电能增加多少?(忽略蓄电池发热和蓄电池驱动电机时造成的热损失)
【答案】(1)
用电器
(2)
(3)
(4)
【分析】先根据电路元件的能量转化特点判断充电时蓄电池为用电器,再根据计算出燃料完全燃烧释放的热量,结合二力平衡与功的公式算出汽车牵引力做的功,最后通过热机效率公式求出内燃机有用总能量,减去牵引力做功得到蓄电池增加的电能。
【详解】(1)当内燃机带动发电机给蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,因此相当于用电器。
(2)燃料完全燃烧释放的热量为
(3)汽车做水平匀速直线运动,牵引力与阻力是一对平衡力,故牵引力
汽车行驶的路程为
则汽车牵引力做的功为
(4)内燃机做的有用功为
忽略热损失,蓄电池增加的电能等于内燃机有用功减去牵引力做的功
17.如图甲所示的电路,当开关S闭合后,两灯都发光.这时两个电流表A1、A2指针所指的位置都如图乙所示。求:
(1)电流表A₁、A₂使用的量程分别是多少?读出通过灯L₁和L₂的电流I₁和I₂分别是多少?
(2)若在工作过程中,灯L₁突然熄灭,灯L₂仍然发光,则故障可能是什么?此时电流表A₁和A₂的示数分别如何变化?
【答案】(1)电流表A1、A2使用的量程分别为0~0.6A和0~3A,通过灯L1和L2的电流分别为0.3A和1.2A。
(2)若在工作过程中,灯L1突然熄灭,灯L2仍然发光,故障可能是L1断路,此时A1示数变为0,A2的示数变小。
【详解】(1)由图甲可知,小灯泡L1、L2并联,电流表A1测通过L1的电流,电流表A2测通过干路电流,由并联电路的电流规律可知,电流表A2示数应大于A1的示数,而两个电流表指针指在同一位置,所以电流表A1的量程为0~0.6A,示数为0.3A,即通过L1的电流;电流表A2的量程为0~3A,示数为1.5A,则通过L2的电流
(2)在并联电路中,若L1突然熄灭,则L1可能断路或短路;若L1短路,则整个电路短路,L2也不会发光,且会烧坏电源,因此故障可能是L1断路,此时只有L2接入电路中,电流表A1示数变为0,A2测通过L2的电流,示数变小为1.2A。
18.如图所示,两灯泡 在暗盒内的连接方式未知,电源电压为6V。开关闭合后两灯均正常发光,电流表读数为0.9A,若把 取下,发现 仍然正常发光,此时电流表读数变为0.3A。请根据情境完成以下问题:
(1)判断 和 是并联还是串联,并说明理由。
(2)求L1正常发光时的电流。
(3)求L2正常发光时的电流。
【答案】(1)L1和L2并联,因为将L2取下,L1仍正常工作,即L1和L2单独工作、互不影响
(2)0.3A
(3)0.6A
【详解】(1)根据题意,当取下灯泡L2后,灯泡L1仍然能正常发光,这表明L1和L2的连接方式是并联。因为在并联电路中,各个支路上的用电器可以独立工作,互不影响;而在串联电路中,取下一个灯泡,整个电路会断路,另一个灯泡也不会发光。
(2)当取下L2后,电路中只有L1工作,此时电流表测量的是通过L1的电流。因为L1仍然正常发光,所以L1正常发光时的电流。
(3)当两灯并联且均正常发光时,电流表在干路上,测量的是干路总电流。根据题意可知,干路总电流,通过L1的电流 ,则L2正常发光时的电流为
19.如图所示的电路中,开关S闭合后,电流表的指针偏转了表盘(有刻度部分的)的,电流表的指针偏转了表盘的,所用的电流表均有0~0.6A与0~3A两个测量范围,则通过灯泡和的电流分别是多大?
【答案】;
【详解】由电路图可知,两灯泡并联,电流表测干路电流,电流表测支路的电流。因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且电流表的指针偏转角度小于电流表的指针偏转角度,所以电流表的量程为,分度值为,干路电流;电流表的量程为,分度值为,通过的电流。根据并联电路电流规律,可得通过的电流。
20.如图所示的电路中,当只闭合开关S1时,电流表A示数为0.26A;当只闭合开关S2和S3时,电流表A示数为0.44A; 当只闭合开关S3时,电流表A示数为0.24A,试完成下列问题:
(1)当只闭合开关S1时,灯泡L1和L2___________(填“串联”或“并联”);此时通过灯泡的L1的电流是___________A;
(2)当只闭合开关S2和S3时,通过灯L1的电流是___________A、L2的电流是___________A。
【答案】(1) 串联 0.26
(2) 0.2 0.24
【详解】(1)[1][2]由图可知,只闭合开关时,电流从电源正极出发,依次流过电流表A、灯泡和灯泡、开关,然后回到电源负极。由于电流只有一条路径,所以两灯串联,在串联电路中,各处的电流是相等的。电流表测量的是电路中的电流,示数为0.26A,因此通过灯泡的电流也是0.26A。
(2)由图可知,当只闭合开关时,电路中只有灯泡,此时电流表示数为0.24A,即
当只闭合开关和时,灯泡和灯泡并联,电流表串联在干路上,测干路电流,此时示数为0.44A,即
由于并联电路中各支路用电器互不影响所以通过灯泡的电流不变,仍为,所以通过灯泡的电流
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