15.2《电流和电路》作业设计-2026-2027学年人教版物理九年级
2026-09-04
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精品
摘要:
该初中物理《电流和电路》作业设计方案针对九年级学生认知特点,结合实验操作与理论巩固,采用分层设计。基础题夯实电流形成、电路组成等核心概念,易错点专项突破短路识别等难点,综合题如电路图互画提升应用能力,匹配不同学生学习需求。
通过实验作业如连接电路观察灯泡亮灭培养科学探究能力,规范绘制电路图强化科学思维中的模型建构,生活应用题如手机充电电路分析体现科学态度与责任。评价注重实验记录与规范操作,助力学生形成物理观念,提升解决实际问题能力。
内容正文:
学科网(北京)股份有限公司
15.2《电流和电路》作业设计-2026-2027学年人教版物理九年级
目标维度
简化核心教学目标
对应实验作业落地要求
知识与技能
1.知道电流的形成原因和电流方向的规定,区分正、负电荷定向移动与电流方向的关系;
2.认识电路的基本组成部分(电源、用电器、开关、导线),明确各元件的作用;
3.熟记电路三种状态:通路、断路、短路,掌握三种电路状态的特点与区别;
4.掌握常用电路元件符号,能规范绘制简单的实物对应的电路图。
1.通过连接简单电路实验,观察灯泡亮灭现象,理解电流形成的条件;
2.识别实验电路中各元件名称及功能,能准确标注电路组成部分;
3.动手操作并区分通路、断路、短路三种状态,记录不同状态电路现象;
4.对照实物电路,规范画出对应电路图,做到符号标准、走线规范。
过程与方法
1.通过亲手连接简单电路,亲历电路搭建的物理探究过程;
2.学会根据实验现象判断电路工作状态,提升现象观察与逻辑判断能力;
3.掌握从实物电路到电路图的转化方法,建立电学模型思维;
4.初步养成规范实验、排查简单电路故障的实操思维。
1.按照实验步骤规范完成电路连接,独立完成实验现象记录;
2.针对灯泡不亮等故障现象,自主排查断路、接线松动等常见问题;
3.对比实物电路与电路图,总结画图易错点,规范作图习惯;
4.通过多次实操,归纳电路正常工作的必备条件。
情感态度与价值观
1.通过电路实操实验,感受电学实验的严谨性与趣味性,持续激发电学学习兴趣;
2.培养规范操作、安全实验的意识,养成严谨求实的科学态度;
3.结合生活用电、家用电器电路,体会物理知识在生活中的实用价值。
1.严格遵守电学实验安全规范,规范操作器材,如实记录实验现象;
2.小组合作搭建电路时,分工协作、互帮互助,提升团队探究能力;
3.课后观察家中简单用电器电路结构,感知生活中的电路原理。
重难点目标
重点:电流的形成与电流方向、电路的基本组成、三种电路状态、简单电路图绘制;
难点:电流方向的理解、短路的识别与危害、实物电路与电路图的相互转化。
1.通过实验通电、断电操作,扎实掌握通路、断路特点,重点识别短路现象及危害;2.结合电荷移动规律,理解并熟记电流方向规定,突破概念难点;
3.反复实操练习,熟练完成实物转电路图,规避作图不规范、元件符号错误等问题。
知识梳理
一、导体与绝缘体
1.导体(易导电):金属、人体、大地、石墨、酸碱盐溶液(自由电荷多)
2.绝缘体(不易导电):橡胶、玻璃、塑料、陶瓷、油(几乎无自由电荷)
3.导体绝缘体无绝对界限,条件改变可转化。
二、电路组成与三种状态
电路四元件
电源(供电)、用电器(耗电)、开关(控通断)、导线(导电)
电路三种状态
通路
处处连通,用电器正常工作、有电流
断路(开路)
某处断开,无电流,用电器不工作
短路
电源短路
导线直接连电源两极→电流极大、烧坏电源,绝对禁止
用电器短路
导线并联在用电器两端→该用电器不工作,其余可通路
三、电流(符号I)
1.电流形成:电荷定向移动;规定:正电荷定向移动方向为电流方向
2.电路电流方向:电源正极→用电器→电源负极
题型速练
一、电流基础概念(共5小题)
1.电流
(1)电流:在物理学中,电荷的___________形成电流。
(2)电流的方向:把___________定向移动的方向规定为电流的方向。
(3)电路中的电流方向:在电源外部,___________从电源的正极经用电器回到电源负极。
2.金属导电的原因:在金属中,部分电子可以脱离原子核的束缚而自由移动,这种电子叫作___________。金属之所以能导电,靠的就是__________。平时金属内自由电子运动的方向杂乱无章,但是接上电池之后,它们就会做__________。
3.下列说法中正确的是( )
A.只要正电荷或负电荷定向移动就能形成电流
B.电路中只要有电源,电路中一定有电流
C.导体容易导电,是因为导体中有大量的自由电子
D.绝缘体不容易导电是因为绝缘体内没有电荷
4.下列关于电路的说法中,正确的是( )
A.电路中只要有电流,就一定有电源
B.电源是把电能转化为其他形式能的装置
C.用电器使用时是把其他形式的能转化为电能
D.电路中只要有电源,就一定有电流
5.如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置。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,甲渗透膜只能让海水中带正电的钠离子通过,乙渗透膜只能让海水中带负电的氯离子通过,此时容器就变成了一个电源,把小灯泡接入电路,闭合开关,小灯泡发光。则下列说法正确的是( )
A.通过小灯泡的电流方向是从a到b
B.该发电装置左边是电源的负极
C.该发电装置内部,只有负电荷在发生定向移动
D.该发电装置不做任何改变,可以一直工作下去
二、电流方向(共6小题)
1. A、B两个金属球,A带负电,B不带电。如图所示,若用一根导线连接A、B两球,则连接的瞬间,导线中的电荷定向移动的方向是______,瞬时电流的方向是______。(均选填“从A到B”或“从B到A”)
2.某电动汽车使用固态电池供电,如图为其简化的电路示意图。电池供电时,实现化学能转化为______能,图中电流经过用电器的方向是______(选填“向左”或“向右”)的。给电池充电时,电池相当于简单电路中的______。
3.活动实践课上王老师拿出一个电池盒,让同学们利用如图所示电路和发光二极管来判断其正负极,若导线c接头与二极管b极连接,导线d接头与二极管a极连接,闭合开关时小灯泡发光则可判断导线c接头与电源______相连接,此时发光二极管中自由电子移动的方向为______(选填“a到b”或“b到a”)。
4.如图所示是加油机上的静电释放器,当带有正电荷的人体接触静电释放器时,将会有__________(填“正电荷”或“电子”)发生转移,转移的方向是__________(填“人体到释放器”或“释放器到人体”),人体和释放器间的电流方向和电荷转移的方向是__________(填“相同”或“相反”)的。
5.从电视机显像管尾部的热灯丝发射出来的电子高速撞击在电视机荧光屏上,使荧光屏发光,则在显像管内( )
A.电流方向从灯丝到荧光屏 B.电流方向从荧光屏到灯丝
C.没有电流 D.电流方向不断改变
6.如图所示,小李用带负电的橡胶棒去接触不带电的验电器A的金属球,再用带有绝缘柄的金属棒把A和不带电的验电器B连接起来的瞬间,下列说法正确的是( )
A.A的张角不变,B的张角变大 B.电流的方向是从A流到B
C.正电荷将通过金属棒从B流到A D.自由电子将通过金属棒从A流到B
三、导体与绝缘体(共5小题)
1.导体与绝缘体
(1)容易导电的物体叫做___________,例如:金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等。
(2)不容易导电的物体叫做___________,例如:橡胶、玻璃、塑料等。
(3)金属容易导电的原因:金属内部有大量的___________。
2.石墨烯轮胎能将汽车外壳上产生的静电传导到地面,这是利用石墨烯的( )
A.高透光性 B.导电性 C.散热性 D.柔韧性
3.如图所示是某同学制作的一个导电性检测器(已检查无误)。在MN间分别接入细铜丝、细铁丝、铅笔芯、橡皮,闭合开关,观察小灯泡的亮度和电流表的示数。接入后闭合开关,电流表和小灯泡均无反应的是( )
A.细铜丝 B.细铁丝 C.铅笔芯 D.橡皮
4.下列四组物体中,通常情况下都属于导体的一组是( )
A.陶瓷、干木头、塑料
B.汽油、人体、大地
C.石墨、金属刀片、铁块
D.石墨、橡胶、碱盐溶液
5.关于导体和绝缘体,下列说法正确的是( )
A.绝缘体就是不能导电的物体
B.通常物体呈电中性,是因为物体中无电荷
C.绝缘体不容易导电,是因为其中没有电子
D.金属容易导电是因为金属中有大量可以自由移动的电子
四、电路组成与元件作用(共4小题)
1.电路构成
①电源:在这个电路里,电池是电路的电源,它供给电路______ 。在电源的作用下,电荷产生定向移动便形成持续______;
②用电器:______电能,将______能转化为其他形式的能;
③导线:输送电能;
④开关:控制电路的______。
2.发光二极管(LED)的长脚是___________,短脚是___________,发光二极管具有单向导电性。当电流从正极流入时,发光二极管___________,反之不发光。
3.如图所示的是某学校使用的门禁系统,进校时可以通过刷学生卡或人脸识别进行身份验证,验证成功后门禁通道将打开。学生卡识别系统和人脸识别系统都相当于电路中的__________(选填“开关”“电源”或“用电器”)。
4.导体内部大量的自由电荷,在电源的驱动下____移动形成电流。对电流的形成过程,人们通常用图(a)所示水流的形成过程来类比。水泵相当于____,水轮机相当于____,闭合开关相当于____(选填“打开”或“关闭”)闸门。
五、通路、断路、短路(共5小题)
1.通路 断路 短路
(1)正常___________的电路,即用电器能够工作的电路叫作通路。
(2)电路中如果某处被切断,电路中就___________电流通过,这种情况叫作断路。
(3)短路
①电源短路:直接用导线将___________连接起来,这种情况下电源被短路,电路中会有很大的电流,可能把电源烧坏。
②用电器短路:如果电路是接通的,但___________被导线直接连通,这种情况下该用电器被短路,不能工作。
2.如图,甲乙所示的电路,属于通路的是______,属于断路的是______;丙丁所示的电路,属于电源短路的是______,属于用电器短路的是______。
3.如图所示,当开关S1、S2断开时,电路处于________状态;当开关S1闭合、S2断开时,电路处于_______状态;当开关S1、S2都闭合时,电路处于________状态。
4.下列说法正确的是( )
A.处处连通的电路叫作通路 B.断路又叫闭合电路
C.短路又叫开路 D.发生断路时,会烧毁电源,甚至引起火灾
5.在如下所示的四个电路图中,开关闭合后,能使小灯泡和都发光的是( )
A B C D
六、电路在生活中的应用(共6小题)(易错★★)
1.如图所示是电吹风的简化电路,A是吹风机(电动机),B是电热丝。
(1)闭合S1和S2时,吹风机和电热丝的连接方式是______;
(2)当闭合S1和S2时,______工作(选填“A”、“B”或“A和B”),吹出的是______(选填“热”或“冷”)风。
2.小点在使用手机的过程中学习了一些电路知识。指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式,如图甲所示,手指轻轻触碰感应区,则感应区相当于手机电路中的___________;图乙中A手机可以开启无线反向充电给B手机充电,A手机作为___________给B手机进行无线充电时,B手机相当于电路中的___________。
3.如图所示为一种监测倾斜报警装置的简易电路图,该装置的传感器用玻璃外壳密封,内部装有电极和可自由滚动的小球。当装置向特定方向倾斜一定角度时,电铃便会报警,下列说法正确的是( )
A.传感器在该电路中相当于用电器 B.小球的材质可能是橡胶
C.装置向右倾斜一定角度时,电铃报警 D.电铃报警时,电路中电流的方向为顺时针
4.如图是自制静电消除器,若人体带有静电,手拿该装置接触到其它物体时,静电消除器内部的锡纸球会运动,从而消除静电。该过程中,静电消除器相当于电路中的( )
A.电源 B.用电器 C.导线 D.开关
5.小林乘车时研究了车窗的升降控制系统,发现除主驾驶的车窗外,其他车窗既可以用车门上的升降按钮控制,也可以用主驾驶对应的升降按钮控制。以副驾驶车窗为例,、分别表示副驾驶车窗升降按钮和主驾驶对应的升降按钮,车窗的升降由电动机控制。下列电路设计符合要求的是( )
A B C D
6.汽车转向灯电路要求:左转弯时,只能出现前后左转向灯亮;右转弯时,只能出现前后右转向灯亮.小明设计了如下四种电路,其中最合理的是( )
A B C D
七、电路图与实物图互画辨析(共4小题)(难★★★)
1.电路图
(1)电路图:我们常用规定的______表示电路中的元件,把这些符号用代表导线的线段连接起来,就可以表示由实物组成的电路。
(2)电路中常见元件的符号
实物
符号
实物
符号
实物
符号
______
______
______
______
______
2.根据如图所示的电路,请在虚线框内画出对应的电路图。
3.请根据实物图在虚线框内画出对应的电路图。
4.请按图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连起来。
八、电流和电路综合应用(共6小题)
1.如图是导线内的电荷分布示意图:表示带正电的原子核,表示带负电的自由电子;关于导线中(电流方向从左向右)电荷的运动情况,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,两种电荷都不运动
B.闭合开关后,两种电荷都向左定向移动
C.闭合开关后,向右定向移动,向左定向移动
D.闭合开关后,不做定向移动,向左定向移动
2.如图,一只水果电池点亮了发光二极管,则下列说法正确的是( )
A.发光二极管将光能转换为电能
B.导线是金属导体,形成电流靠的是自由电子
C.导线中的电流方向和电子定向移动的方向相同
D.将发光二极管正负极接线对调,二极管不会发光,导线中仍有电流
3.避雷针能让建筑物避免雷击,当云层电荷较多时,避雷针与云层之间的空气被击穿,使带电云层通过空气与避雷针、导线和大地相连形成通路,此时空气是______体;若云层带正电,则电流的方向是______(选填“从云层到大地”或“从大地到云层”)。
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”)
5.小满暑假坐火车去北京,在火车上发现车厢后面有两个厕所,只有当两个厕所的门都关上时,车厢指示灯才会发光,指示牌才会显示“厕所有人”字样,提醒旅客两个厕所都有人.请你把图中的各元件符号连接成符合上述设计要求的电路图.
6.小明逛夜市时,发现一种不消耗电能、遇水就亮的灯泡。小明认为这与物理课上所学知识矛盾,于是买了一个灯泡回家测试。
(1)小明猜想灯泡遇水就亮的原因是:灯泡内部装有提供能量的_________(填电路元件的名称),灯泡遇水形成__________(选填“通路”“短路”或“断路”);
(2)小明观察到灯泡底部结构由三部分组成,如图甲所示,为金属,b为塑料。如图乙,将灯泡缓慢浸入水中,观察灯泡发光情况,收集到证据如表:
水面对应的位置
a
b
c
灯泡的发光情况
不发光
不发光
发光
(3)小明将灯泡取出并擦干,不放入水中,如何再次让灯泡发光?_________。
一、单项选择题
1.智能手表就像一个小型的智能终端,集多种功能于一身。下列智能手表的各部件中,属于导体的是( )
A.橡胶表带 B.玻璃表盘 C.金属表壳 D.电子芯片
2.如图所示,小明在“探究串联电路电流规律”实验中,闭合开关后,两只灯泡均不亮,他用一个电流表去检测电路故障。当电流表接A、B两点时两只灯泡均不亮;当电流表接B、C两点时,有一只灯泡亮了,且电流表有示数;当电流表接C、D两点时,两只灯泡也均不亮。产生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡被短路 B.灯泡开路
C.灯泡被短路 D.灯泡开路
3.下列关于电路的说法正确的是( )
A.只要电路闭合,电路中就有电流
B.电路的基本组成是电源、用电器、开关和导线
C.连接电路时一定要从电源的正极出发,逐个顺次连接元件
D.在电源外部,电流沿着“电源负极→用电器→电源正极”的方向流动
4.如图所示,在一根横跨长江两岸的硬塑料管内穿有三根完全相同的电线,为了辨别哪两个线头为同一根电线的两端,连接A和B,将测通器的m连接在D上,当n连接E时小灯泡不发光,n连接F时小灯泡仍不发光。由此可以确定为同一导线的两端是( )
A.AE B.BF C.CD D.CF
5.某组同学在做“探究小灯泡发光”实验,如图是灯泡的结构示意图,下图中能让小灯泡发光的是( )
A B C D
6.塑料外壳的手电筒的构造如图所示,手电筒内装了两节干电池。关于手电筒的电路,下列说法正确的是( )
A.灯泡发光时,电能转化为化学能
B.干电池为电源,按键为电路导线
C.金属弹簧为导体,不属于电路的一部分
D.灯泡发光时,灯丝中的电流是自由电子定向移动形成的
7.我国高铁技术处于世界先进水平,如图所示是为高铁提供电能的“弓网系统”,它是由高压线和与之接触的受电弓组成。则受电弓与高压线接触面的材料一般应选用( )
A.塑料 B.橡胶 C.陶瓷 D.石墨
二、填空题
8.飞机上的着地轮一般都装有如图所示的搭地线:
(1)搭地线的作用是及时把飞机在飞行过程中与空气发生________而带上的________转移给大地,以免造成危险。
(2)有些飞机不装搭地线,而是采用了一种特殊的橡胶轮胎,这种特殊橡胶一定是________(选填“导体”或“绝缘体”)。
(3)飞机客舱内有标明安全带是否系好的信号灯,若乘客未系安全带,信号灯亮起;若乘客系好安全带,信号灯熄灭。安全带的作用相当于电路元件中的________。
9.如图所示为人们常用的电动自行车,它具有轻便、节能、环保等特点。给电动车充电时,电瓶相当于_____(选填“电源”或“用电器”),电瓶放电时,电瓶将化学能转化为_____。
10.发光二极管是一种电子元件, 简称LED,是由________材料制成的。如图甲所示,当开关闭合后,二极管不发光。当只把电池反接再闭合开关,二极管发光(如图乙所示),说明图甲中的电路处于________(选填“短路”或“断路”)状态,图乙中发光二极管的正极接在________(选填“A”或“B”)接线柱上。
11.如甲所示,一个充电宝正在给手机的电池充电,手机的电池相当于______(电源/用电器);如图乙所示为图宾馆房间的取电房卡,将房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用,房卡的作用相当于电路元件中的______;如图丙所示,当开关S1、S2都闭合时,电路处于______状态。
12.如图甲所示的风光互补路灯,给国家的节能减排提供了一个很好的解决方案。图乙是其工作原理示意图。在充电过程中,蓄电池相当于___________(选填“电源”或“用电器”)。放电过程中,蓄电池将___________转化为___________(填能量形式)。
三、作图题
13.如图所示,请在虚线框中分别填入小灯泡和开关的符号,并补充必要的导线,使其成为一个完整的正常电路。
14.如图所示,闭合,只有小灯泡发光;闭合,只有电铃响。小明发现,在该电路中,只要更改一根导线的连接,就可实现只闭合时,小灯泡和电铃均不工作;只闭合时,小灯泡可发光;若要小灯泡和电铃同时工作,则需要将两个开关同时闭合。请在图中将需要更改的导线用“×”标出,并画出更改后的导线。
四、综合题
15. “中国国家反恐小组”的拆弹专家要立即拆除恐怖分子设置的定时爆炸装置。如图所示,分别为该定时炸弹的实物图和引爆电路工作原理电路图。请你帮助专家结合所学的知识进行分析排爆。
(1)定时器(钟表)应该安装在__________(选填“a”或“b”)导线上。在定时阶段,该导线是__________(选填“通”或“开”)路,因此起爆器被__________,电流__________(选填“能”或“不能”)通过引爆器,因此在定时阶段起爆器不会爆炸引爆炸弹;
(2)当定时器(钟表)定时结束时b导线被__________(填“接通”或“切断”),此时电流__________(选填“能”或“不能”通过起爆器),因此在定时结束的瞬间起爆器立即爆炸;
(3)综上所述,定时器(钟表)在定时阶段相当于一个__________(选填“闭合”或“断开”)的开关。为使该定时爆炸装置停止工作,应立即剪断导线__________(选填“a”或“b”)
1.枣阳博物馆收藏了许多珍贵文物。如图甲展示的是一种具有报警功能的文物展示台,若其内部电路结构如图乙所示。开关S处于闭合状态时,文物放置在金属片B上,弹簧处于压缩状态,金属片B与A、C接触;当文物被搬离展示台时( )
A.灯泡不亮,电铃不响 B.灯泡亮,电铃响
C.灯泡和电铃都短路 D.灯泡断路,电铃短路
2.如图所示的运油车正在卸油,快速流出的油和油罐由于___________ 现象会积累过多电荷,为防止发生事故,将一条“绳子”把运油车与静电消除器相连,“绳子”芯应是导体,若多余的电子经静电消除器上的接地线流向大地,则接地线中的电流方向___________ (填“向上”或“向下”)。
3.如图所示的电路中,有一根导线接错而使小灯泡被短路,请把这根导线找出来,在上面打一个“×”,并根据实物图在虚线框内画出相应的电路图。
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15.2《电流和电路》作业设计-2026-2027学年人教版物理九年级
目标维度
简化核心教学目标
对应实验作业落地要求
知识与技能
1.知道电流的形成原因和电流方向的规定,区分正、负电荷定向移动与电流方向的关系;
2.认识电路的基本组成部分(电源、用电器、开关、导线),明确各元件的作用;
3.熟记电路三种状态:通路、断路、短路,掌握三种电路状态的特点与区别;
4.掌握常用电路元件符号,能规范绘制简单的实物对应的电路图。
1.通过连接简单电路实验,观察灯泡亮灭现象,理解电流形成的条件;
2.识别实验电路中各元件名称及功能,能准确标注电路组成部分;
3.动手操作并区分通路、断路、短路三种状态,记录不同状态电路现象;
4.对照实物电路,规范画出对应电路图,做到符号标准、走线规范。
过程与方法
1.通过亲手连接简单电路,亲历电路搭建的物理探究过程;
2.学会根据实验现象判断电路工作状态,提升现象观察与逻辑判断能力;
3.掌握从实物电路到电路图的转化方法,建立电学模型思维;
4.初步养成规范实验、排查简单电路故障的实操思维。
1.按照实验步骤规范完成电路连接,独立完成实验现象记录;
2.针对灯泡不亮等故障现象,自主排查断路、接线松动等常见问题;
3.对比实物电路与电路图,总结画图易错点,规范作图习惯;
4.通过多次实操,归纳电路正常工作的必备条件。
情感态度与价值观
1.通过电路实操实验,感受电学实验的严谨性与趣味性,持续激发电学学习兴趣;
2.培养规范操作、安全实验的意识,养成严谨求实的科学态度;
3.结合生活用电、家用电器电路,体会物理知识在生活中的实用价值。
1.严格遵守电学实验安全规范,规范操作器材,如实记录实验现象;
2.小组合作搭建电路时,分工协作、互帮互助,提升团队探究能力;
3.课后观察家中简单用电器电路结构,感知生活中的电路原理。
重难点目标
重点:电流的形成与电流方向、电路的基本组成、三种电路状态、简单电路图绘制;
难点:电流方向的理解、短路的识别与危害、实物电路与电路图的相互转化。
1.通过实验通电、断电操作,扎实掌握通路、断路特点,重点识别短路现象及危害;2.结合电荷移动规律,理解并熟记电流方向规定,突破概念难点;
3.反复实操练习,熟练完成实物转电路图,规避作图不规范、元件符号错误等问题。
知识梳理
一、导体与绝缘体
1.导体(易导电):金属、人体、大地、石墨、酸碱盐溶液(自由电荷多)
2.绝缘体(不易导电):橡胶、玻璃、塑料、陶瓷、油(几乎无自由电荷)
3.导体绝缘体无绝对界限,条件改变可转化。
二、电路组成与三种状态
电路四元件
电源(供电)、用电器(耗电)、开关(控通断)、导线(导电)
电路三种状态
通路
处处连通,用电器正常工作、有电流
断路(开路)
某处断开,无电流,用电器不工作
短路
电源短路
导线直接连电源两极→电流极大、烧坏电源,绝对禁止
用电器短路
导线并联在用电器两端→该用电器不工作,其余可通路
三、电流(符号I)
1.电流形成:电荷定向移动;规定:正电荷定向移动方向为电流方向
2.电路电流方向:电源正极→用电器→电源负极
题型速练
一、电流基础概念(共5小题)
1.电流
(1)电流:在物理学中,电荷的___________形成电流。
(2)电流的方向:把___________定向移动的方向规定为电流的方向。
(3)电路中的电流方向:在电源外部,___________从电源的正极经用电器回到电源负极。
【答案】(1)定向移动
(2)正电荷
(3)电流
【详解】(1)根据电流的形成可知,在物理学中,电荷的定向移动会形成电流。
(2)在物理学中,我们规定正电荷的定向移动方向为电流的方向。
(3)根据电路中电流的方向可知,在电源外部,电流从电源的正极经用电器后流向电源的负极。
2.金属导电的原因:在金属中,部分电子可以脱离原子核的束缚而自由移动,这种电子叫作___________。金属之所以能导电,靠的就是__________。平时金属内自由电子运动的方向杂乱无章,但是接上电池之后,它们就会做__________。
【答案】 自由电子 自由电子 定向移动
【详解】[1][2]金属原子由原子核和核外电子组成,其中部分电子,特别是最外层电子,受原子核束缚较弱,可以脱离原子核的束缚而在金属中自由移动。这种电子叫作自由电子。金属之所以能导电,靠的就是自由电子。
[3]金属导电是通过自由电子的定向移动实现的,接上电池后,自由电子发生定向移动,从而形成电流。
3.下列说法中正确的是( )
A.只要正电荷或负电荷定向移动就能形成电流
B.电路中只要有电源,电路中一定有电流
C.导体容易导电,是因为导体中有大量的自由电子
D.绝缘体不容易导电是因为绝缘体内没有电荷
【答案】A
【详解】A.电荷的定向移动形成电流,电荷包括正电荷和负电荷,故A正确;
B.电路中要形成持续电流,则电路两端需要有电压,并且电路必须为通路,因此电路两端有电源,电路不一定有电流,故B错误;
C.导体容易导电,是因为导体中有大量自由移动的电荷;金属导电,是因为导体中有大量的自由电子,溶液导电是因为溶液中有大量离子,故C错误;
D.绝缘体不容易导电,是因为绝缘体内几乎没有能够自由移动的电荷,故D错误。
故选A。
4.下列关于电路的说法中,正确的是( )
A.电路中只要有电流,就一定有电源
B.电源是把电能转化为其他形式能的装置
C.用电器使用时是把其他形式的能转化为电能
D.电路中只要有电源,就一定有电流
【答案】A
【详解】AD.电路中有电源,还必须是通路状态,才会有电流,电路中只要有电流,就一定有电源。仅有电源,若电路断路,是没有电流的,故A正确,D错误;
B.电源是把其他形式的能转化为电能的装置,比如干电池将化学能转化为电能,而不是把电能转化为其他形式的能,故B错误;
C.用电器使用时是把电能转化为其他形式的能,像电灯把电能转化为光能和内能,并非把其他形式的能转化为电能,故C错误。
故选A。
5.如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置。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,甲渗透膜只能让海水中带正电的钠离子通过,乙渗透膜只能让海水中带负电的氯离子通过,此时容器就变成了一个电源,把小灯泡接入电路,闭合开关,小灯泡发光。则下列说法正确的是( )
A.通过小灯泡的电流方向是从a到b
B.该发电装置左边是电源的负极
C.该发电装置内部,只有负电荷在发生定向移动
D.该发电装置不做任何改变,可以一直工作下去
【答案】A
【详解】AB.钠离子(正电荷)向左移动,氯离子(负电荷)向右移动,电源左端聚集正电荷,右端聚集负电荷,电源左端是正极,右端是负极,电源外部电流从正极流向负极,所以通过小灯泡的电流方向是从a到b,故A正确,B错误;
C.该装置内部,正电荷(钠离子)、负电荷(氯离子)都发生定向移动,故C错误;
D.随着电荷移动,两边正负电荷会逐渐减少,最终无法形成电流,不能一直工作下去,故D错误。
故选A。
二、电流方向(共6小题)
1. A、B两个金属球,A带负电,B不带电。如图所示,若用一根导线连接A、B两球,则连接的瞬间,导线中的电荷定向移动的方向是______,瞬时电流的方向是______。(均选填“从A到B”或“从B到A”)
【答案】 从A到B 从B到A
【详解】[1]金属导体中能自由移动的是负电荷,所以用一根导线连接A、B两球,则连接的瞬间,导线中的电荷从A到B定向移动。
[2]物理学中规定电流的方向是正电荷定向移动的方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,所以瞬时电流的方向是从B到A。
2.某电动汽车使用固态电池供电,如图为其简化的电路示意图。电池供电时,实现化学能转化为______能,图中电流经过用电器的方向是______(选填“向左”或“向右”)的。给电池充电时,电池相当于简单电路中的______。
【答案】 电 向右 用电器
【详解】[1]电池供电时,消耗化学能,产生电能,将化学能转化为电能。
[2]图中电流经过用电器的方向是向右的,因为在电源外部,电流方向从电源的正极流向负极。
[3]给电池充电时,电池消耗电能,相当于简单电路中的用电器。
3.活动实践课上王老师拿出一个电池盒,让同学们利用如图所示电路和发光二极管来判断其正负极,若导线c接头与二极管b极连接,导线d接头与二极管a极连接,闭合开关时小灯泡发光则可判断导线c接头与电源______相连接,此时发光二极管中自由电子移动的方向为______(选填“a到b”或“b到a”)。
【答案】 正极 a到b
【详解】[1][2]发光二极管具有单向导电性,电流只能从发光二极管的正极流入负极流出,b极是发光二极管的正极。若导线c接头与二极管b极连接,导线d接头与二极管a极连接,闭合开关时小灯泡发光则可判断电流方向是b到a,导线c接头与电源正极相连接,自由电子定向移动的方向与电流方向相反,所以发光二极管中自由电子移动的方向为a到b。
4.如图所示是加油机上的静电释放器,当带有正电荷的人体接触静电释放器时,将会有__________(填“正电荷”或“电子”)发生转移,转移的方向是__________(填“人体到释放器”或“释放器到人体”),人体和释放器间的电流方向和电荷转移的方向是__________(填“相同”或“相反”)的。
【答案】 电子 释放器到人体 相反
【详解】[1][2][3]静电释放器金属球和大地之间相连的应是导体,人体带正电,释放器中的电子会流向人体,与人体的正电荷中和;电流的方向是正电荷移动的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反,故电流的方向是从人体到释放器。
5.从电视机显像管尾部的热灯丝发射出来的电子高速撞击在电视机荧光屏上,使荧光屏发光,则在显像管内( )
A.电流方向从灯丝到荧光屏 B.电流方向从荧光屏到灯丝
C.没有电流 D.电流方向不断改变
【答案】B
【详解】从显像管尾部的热灯丝发射出来的电子,高速撞击在电视机荧光屏上,使荧屏发光,电子定向的方向是从热灯丝到荧光屏,电子的定向移动方向与电流的方向相反,故在显像管中电流的方向是从屏幕指向灯丝的.故B项符合题意、ACD项不符合题意;
6.如图所示,小李用带负电的橡胶棒去接触不带电的验电器A的金属球,再用带有绝缘柄的金属棒把A和不带电的验电器B连接起来的瞬间,下列说法正确的是( )
A.A的张角不变,B的张角变大 B.电流的方向是从A流到B
C.正电荷将通过金属棒从B流到A D.自由电子将通过金属棒从A流到B
【答案】D
【详解】A.带负电的橡胶棒接触验电器A后,A的金属箔因带负电相互排斥而张开;用金属棒连接A和B时,A上的部分自由电子会转移到B,A带的负电荷减少,张角变小,B带负电,张角变大,故A错误;
B.电流的方向与自由电子定向移动的方向相反,自由电子从A流到B,则电流方向是从B流到A,故B错误;
C.金属导体中能够自由移动的是电子,正电荷不能自由移动,不会从B流到A,故C错误;
D.A带负电,B不带电,连接瞬间A上的自由电子会通过金属棒向不带电的B移动,使B带上负电,故D正确。
故选D。
三、导体与绝缘体(共5小题)
1.导体与绝缘体
(1)容易导电的物体叫做___________,例如:金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等。
(2)不容易导电的物体叫做___________,例如:橡胶、玻璃、塑料等。
(3)金属容易导电的原因:金属内部有大量的___________。
【答案】(1)导体
(2)绝缘体
(3)自由电子
【详解】(1)容易导电的物体叫导体,导体容易导电的原因是存在大量的自由电荷。
(2)不容易导电的物体叫绝缘体,绝缘体中不存在大量的自由电荷。
(3)金属导体容易导电的原因是金属导体内存在大量的自由电子,自由电子定向移动可以形成电流。
2.石墨烯轮胎能将汽车外壳上产生的静电传导到地面,这是利用石墨烯的( )
A.高透光性 B.导电性 C.散热性 D.柔韧性
【答案】B
【详解】石墨烯轮胎能将汽车外壳上产生的静电传导到地面,正是利用了石墨烯的导电性,使静电能够通过轮胎传导至地面,从而避免静电在车体上积聚,提高汽车的安全性。高透光性、散热性和柔韧性虽然也是石墨烯的特性,但在将汽车外壳静电传导到地面这一过程中,未发挥作用。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.如图所示是某同学制作的一个导电性检测器(已检查无误)。在MN间分别接入细铜丝、细铁丝、铅笔芯、橡皮,闭合开关,观察小灯泡的亮度和电流表的示数。接入后闭合开关,电流表和小灯泡均无反应的是( )
A.细铜丝 B.细铁丝 C.铅笔芯 D.橡皮
【答案】D
【详解】细铜丝、细铁丝、铅笔芯、橡皮中,细铜丝、细铁丝、铅笔芯容易导电,是导体;橡皮不容易导电,是绝缘体。在MN间分别接入细铜丝、细铁丝、铅笔芯、橡皮,闭合开关,因为细铜丝、细铁丝、铅笔芯容易导电,是导体,所以小灯泡发光,电流表有示数;因为橡皮是绝缘体,所以接入后电流表和小灯泡均无反应。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.下列四组物体中,通常情况下都属于导体的一组是( )
A.陶瓷、干木头、塑料
B.汽油、人体、大地
C.石墨、金属刀片、铁块
D.石墨、橡胶、碱盐溶液
【答案】C
【详解】A.陶瓷、干木头、塑料均不易导电,属于绝缘体,故A不符合题意;
B.汽油不易导电,属于绝缘体;人体和大地属于导体,故B不符合题意;
C.石墨、金属刀片、铁块均易导电,属于导体,故C符合题意;
D.石墨和碱盐溶液属于导体,但橡胶不易导电,属于绝缘体,故D不符合题意。
故选C。
5.关于导体和绝缘体,下列说法正确的是( )
A.绝缘体就是不能导电的物体
B.通常物体呈电中性,是因为物体中无电荷
C.绝缘体不容易导电,是因为其中没有电子
D.金属容易导电是因为金属中有大量可以自由移动的电子
【答案】D
【详解】A.绝缘体在一定条件下可变成导体,如将玻璃加热到红炽状态时玻璃由绝缘体变成导体,故A错误;
B.物体呈中性,这是由于物体内的正电荷和负电荷的数量相等,不缺少也不多余电子,所以呈中性,故B错误;
C.绝缘体不容易导电,是因为在绝缘体中几乎没有可自由移动的电荷,故C错误;
D.金属容易导电,是因为金属内部有大量的自由电子,自由电子定向移动时形成电流,故D正确。
故选D。
四、电路组成与元件作用(共4小题)
1.电路构成
①电源:在这个电路里,电池是电路的电源,它供给电路______ 。在电源的作用下,电荷产生定向移动便形成持续______;
②用电器:______电能,将______能转化为其他形式的能;
③导线:输送电能;
④开关:控制电路的______。
【答案】 电能 电流 消耗 电 通断
【详解】[1][2][3][4][5]电路由电源、用电器、导线、开关组成,电源是为电路提供电能的装置,在电源作用下,电荷产生定向移动,电荷的定向移动形成持续电流。用电器是消耗电能的装置,可以将电能转化为其它形式的能,开关闭合电路连通,开关断开,电路断开,开关在电路中控制电路的通断,导线将电源、开关、用电器连接起来,用来输送电能。
2.发光二极管(LED)的长脚是___________,短脚是___________,发光二极管具有单向导电性。当电流从正极流入时,发光二极管___________,反之不发光。
【答案】 正极 负极 发光
【详解】[1][2][3]利用半导体材料可以制成发光二极管,简称LED,电流由长脚,即正极经过LED流向短脚,即负极时,LED发光,为通路;反之,电流从负极流向正极,LED不发光,相当于断路,这说明发光二极管具有单向导电性。
3.如图所示的是某学校使用的门禁系统,进校时可以通过刷学生卡或人脸识别进行身份验证,验证成功后门禁通道将打开。学生卡识别系统和人脸识别系统都相当于电路中的__________(选填“开关”“电源”或“用电器”)。
【答案】开关
【详解】识别成功,门禁通道将打开,验证失败,门禁通道将关闭,学生卡识别系统和人脸识别系统都相当于电路中的开关,控制电路的通断。
4.导体内部大量的自由电荷,在电源的驱动下____移动形成电流。对电流的形成过程,人们通常用图(a)所示水流的形成过程来类比。水泵相当于____,水轮机相当于____,闭合开关相当于____(选填“打开”或“关闭”)闸门。
【答案】 定向 电源 用电器 打开
【解析】【小题1】[1]电流是电荷的定向移动形成的。在金属导体中,是自由电子在电源的作用下发生定向移动。
[2]水泵的作用是将水从低处抽到高处,形成水位差(压力差),使水能持续流动。类比到电路中,电源(如电池)的作用是提供电压,把正电荷从负极移到正极,维持电势差,从而驱动电荷定向移动。
[3]水轮机利用水流的能量转动,对外做功(如发电或带动机械)。类比到电路中,小灯泡(或其他用电器)消耗电能,转化为光能、热能等。
[4]在图(a)中,闸门控制水流是否流通。当闸门关闭时,水流断开;当闸门打开时,水流通过。在图(b)中,开关控制电路通断,开关断开,电路不通,无电流,开关闭合时,电路接通,电路中有电流,所以关闭电路中的开关相当于打开闸门。
五、通路、断路、短路(共5小题)
1.通路 断路 短路
(1)正常___________的电路,即用电器能够工作的电路叫作通路。
(2)电路中如果某处被切断,电路中就___________电流通过,这种情况叫作断路。
(3)短路
①电源短路:直接用导线将___________连接起来,这种情况下电源被短路,电路中会有很大的电流,可能把电源烧坏。
②用电器短路:如果电路是接通的,但___________被导线直接连通,这种情况下该用电器被短路,不能工作。
【答案】(1)接通
(2)不会有
(3) 电源的正、负极 用电器两端
【详解】(1)电路的三种状态包括:正常接通的电路,即用电器能够工作的电路叫做通路。
(2)电路中如果某处被切断,电路中就不会有电流流过,这种情况叫做断路,有时也叫开路。
(3)[1]直接用导线将电源的正、负极连接起来,这种情况叫做电源短路。
[2]如果电路是接通的,但用电器两端被导线直接连通,这种情况叫做该用电器被短接,哪一个用电器短路,哪一个用电器就没有电流通过。
2.如图,甲乙所示的电路,属于通路的是______,属于断路的是______;丙丁所示的电路,属于电源短路的是______,属于用电器短路的是______。
【答案】 乙 甲 丁 丙
【详解】[1][2]如图,甲乙所示的电路中,甲开关断开,属于断路,乙开关闭合,属于通路。
[3][4]丙丁所示的电路,丙中左侧灯泡两端被导线直接相连,属于用电器短路,丁中,电源两端被导线直接相连,属于电源短路。
3.如图所示,当开关S1、S2断开时,电路处于________状态;当开关S1闭合、S2断开时,电路处于_______状态;当开关S1、S2都闭合时,电路处于________状态。
【答案】 开路/断路 通路 短路
【详解】[1][2][3]如图所示电路中,S1、S2都断开时,电流无法形成通路,故电路处于断路状态;当S1闭合,S2断开时,电流经开关和灯泡回到电源负极,故电路处于通路状态;当开关S1和S2都闭合时,会将电源两极直接通过导线连起来,电路处于短路状态。
4.下列说法正确的是( )
A.处处连通的电路叫作通路 B.断路又叫闭合电路
C.短路又叫开路 D.发生断路时,会烧毁电源,甚至引起火灾
【答案】A
【详解】A.处处连通的电路形成闭合回路,电流可以正常通过,称为通路,故A正确;
B.断路是电路某处断开,电流无法流通的状态,而闭合电路是通路的别称,故B错误;
C.短路是电流不经过用电器直接形成回路,而开路是断路的别称,二者不同,故C错误;
D.断路时电路无电流,不会烧毁电源或引发火灾;短路时电流过大才会导致此类问题,故D错误。
故选A。
5.在如下所示的四个电路图中,开关闭合后,能使小灯泡和都发光的是( )
A B C D
【答案】D
【详解】A.图中开关不闭合时,两灯泡都有电流流过,两灯泡都亮,开关闭合后,电源短路,电流不流经两灯泡,两灯泡都不亮,故A不符合题意;
B.图中没有电源,两灯泡都没有电流流过,是错误电路,故B不符合题意;
C.图中开关闭合后,被短路,没有电流流过,不发光,有电流流过,只有发光,故C不符合题意;
D.图中开关闭合后,和都连入电路, L1 和 L2 并联,和都有电流流过,和都发光,故D符合题意。
故选D。
六、电路在生活中的应用(共6小题)(易错★★)
1.如图所示是电吹风的简化电路,A是吹风机(电动机),B是电热丝。
(1)闭合S1和S2时,吹风机和电热丝的连接方式是______;
(2)当闭合S1和S2时,______工作(选填“A”、“B”或“A和B”),吹出的是______(选填“热”或“冷”)风。
【答案】 并联 A和B 热
【详解】[1]由电路图可知,当闭合S1和S2时,电动机与电热丝单独形成了通路,是并联接入电路,电吹风吹出热风。
[2][3]当闭合开关S1和S2后,吹风机A与电阻B并联后连接在电源上,电流分两路分别经过吹风机A与电阻B,它们都工作,则电吹风吹出的是热风。
2.小点在使用手机的过程中学习了一些电路知识。指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式,如图甲所示,手指轻轻触碰感应区,则感应区相当于手机电路中的___________;图乙中A手机可以开启无线反向充电给B手机充电,A手机作为___________给B手机进行无线充电时,B手机相当于电路中的___________。
【答案】 开关 电源 用电器
【详解】[1]手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,感应区对手机起控制作用,相当于手机电路中的开关。
[2][3]提供电能的装置叫电源,开启无线反向充电后,A手机给B手机提供电能,进行无线充电,此时A手机相当于电源,B手机消耗电能,相当于用电器。
3.如图所示为一种监测倾斜报警装置的简易电路图,该装置的传感器用玻璃外壳密封,内部装有电极和可自由滚动的小球。当装置向特定方向倾斜一定角度时,电铃便会报警,下列说法正确的是( )
A.传感器在该电路中相当于用电器 B.小球的材质可能是橡胶
C.装置向右倾斜一定角度时,电铃报警 D.电铃报警时,电路中电流的方向为顺时针
【答案】C
【详解】A.在倾斜监测报警装置的电路中,传感器起到使电路接通或断开的作用,相当于电路中的开关,故A错误;
B.橡胶为绝缘体;如果小球的材质可能是橡胶,那么橡胶小球将无法接通电路,故B错误;
C.装置向右倾斜一定角度时,传感器内的小球会与电极接触,将电路导通,此时电路变为通路,电铃报警,故C正确;
D.当电铃响起时,电路中的电流从电源正极出发,最后回到电源负极,电流方向为逆时针方向,故D错误。
故选C。
4.如图是自制静电消除器,若人体带有静电,手拿该装置接触到其它物体时,静电消除器内部的锡纸球会运动,从而消除静电。该过程中,静电消除器相当于电路中的( )
A.电源 B.用电器 C.导线 D.开关
【答案】C
【详解】自制静电消除器在这一过程中相当于电路中的导线,只提供电流路径,把电荷传输到内部,使锡纸球运动起来,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5.小林乘车时研究了车窗的升降控制系统,发现除主驾驶的车窗外,其他车窗既可以用车门上的升降按钮控制,也可以用主驾驶对应的升降按钮控制。以副驾驶车窗为例,、分别表示副驾驶车窗升降按钮和主驾驶对应的升降按钮,车窗的升降由电动机控制。下列电路设计符合要求的是( )
A B C D
【答案】C
【详解】A.由图可知,开关S1和电动机串联后再和开关S2并联,闭合开关S1将电源短路,故A不符合题意;
B.由图可知,开关S2和电动机并联后再和开关S1串联,只闭合开关S2,电动机不工作,故B不符合题意;
C.由图可知,两个开关并联后再和电动机串联,只闭合开关S1,电动机工作,只闭合开关S2,电动机工作,故C符合题意;
D.由图可知,两个开关和电动机串联,两个都闭合时,电动机才能工作,故D不符合题意。
故选C。
6.汽车转向灯电路要求:左转弯时,只能出现前后左转向灯亮;右转弯时,只能出现前后右转向灯亮.小明设计了如下四种电路,其中最合理的是( )
A B C D
【答案】B
【详解】汽车的每一侧各有两个转向灯,一共有4个灯泡;由生活经验可知,左侧、右侧的两个灯泡在工作时互不影响(即:同一侧的一个灯泡损坏时,另一灯泡仍然会发光),所以同一侧的两个灯泡的连接方式是并联的,由于在操作过程中,不能出现左、右转向灯同时亮的情况,所以电路中只能由一个单刀双掷开关进行控制,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
七、电路图与实物图互画辨析(共4小题)(难★★★)
1.电路图
(1)电路图:我们常用规定的______表示电路中的元件,把这些符号用代表导线的线段连接起来,就可以表示由实物组成的电路。
(2)电路中常见元件的符号
实物
符号
实物
符号
实物
符号
______
______
______
______
______
【答案】(1)符号
(2)
【详解】(1)我们常用规定的电学符号表示电路中的元件,把这些符号用代表导线的线段连接起来,就可以表示由实物组成的电路,即为电路图。
(2)
[1]灯泡的符号用表示。
[2]电源的符号用表示。
[3]开关的符号用表示。
[4]电动机的符号用表示。
[5]交叉连接的导线的符号用表示。
2.根据如图所示的电路,请在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【详解】电流从正极流出,经开关S、灯泡L1、L2回到电源负极,两灯泡串联。如图所示:
3.请根据实物图在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【详解】由实物图知,灯泡L与电铃并联,开关S1在干路上,开关S2在电铃的支路上;根据实物图,从电源正极直到电源负极按顺序将各个元件接入电路中,注意元件分布均匀,电路图的拐角不放元件,如图所示:
4.请按图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连起来。
【答案】
【详解】由图甲得,L1、L2并联,开关S在干路上。根据图甲,从电源正极直到电源负极,按顺序连线,如图所示:
八、电流和电路综合应用(共6小题)
1.如图是导线内的电荷分布示意图:表示带正电的原子核,表示带负电的自由电子;关于导线中(电流方向从左向右)电荷的运动情况,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,两种电荷都不运动
B.闭合开关后,两种电荷都向左定向移动
C.闭合开关后,向右定向移动,向左定向移动
D.闭合开关后,不做定向移动,向左定向移动
【答案】D
【详解】A.闭合开关前,导线中的原子核在自己的位置上振动,自由电子在做永不停息的无规则热运动,故A错误;
BCD.闭合开关后,电路中有电流,方向从左向右,在金属导体中,可以自由移动的带负电的自由电子,带正电的原子核不做定向移动,由于电子的定向移动方向与电流方向相反,所以带负电的自由电子在电压的作用向左做定向移动形成电流,故BC错误,D正确。
故选D。
2.如图,一只水果电池点亮了发光二极管,则下列说法正确的是( )
A.发光二极管将光能转换为电能
B.导线是金属导体,形成电流靠的是自由电子
C.导线中的电流方向和电子定向移动的方向相同
D.将发光二极管正负极接线对调,二极管不会发光,导线中仍有电流
【答案】B
【详解】A.发光二极管将电能转换为光能,故A错误;
B.规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,金属导体中是自由电子定向移动,故B正确;
C.物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向,而电子带负电,所以导线中自由电子定向移动的方向与电流方向相反,故C错误;
D.二极管具有单向导电性,如果改变流入发光二极管中的电流方向,二极管不发光,导线中没有电流,故D错误。故选B。
3.避雷针能让建筑物避免雷击,当云层电荷较多时,避雷针与云层之间的空气被击穿,使带电云层通过空气与避雷针、导线和大地相连形成通路,此时空气是______体;若云层带正电,则电流的方向是______(选填“从云层到大地”或“从大地到云层”)。
【答案】 导 从云层到大地
【详解】[1]空气被击穿后,使带电云层通过空气与避雷针、导线和大地相连形成通路,此时空气能够导电,是导体。
[2]若云层带正电,正电荷从云层流向大地,电流的方向是正电荷定向移动的方向,因此电流的方向是从云层到大地。
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”)
【答案】负
【详解】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,说明红灯左侧与负极接通,则手带负电荷。
5.小满暑假坐火车去北京,在火车上发现车厢后面有两个厕所,只有当两个厕所的门都关上时,车厢指示灯才会发光,指示牌才会显示“厕所有人”字样,提醒旅客两个厕所都有人.请你把图中的各元件符号连接成符合上述设计要求的电路图.
【答案】
【详解】厕所的门关上时开关闭合,两个开关都闭合时指示灯才会亮,因此应把两个开关串联接入电路.如图:
6.小明逛夜市时,发现一种不消耗电能、遇水就亮的灯泡。小明认为这与物理课上所学知识矛盾,于是买了一个灯泡回家测试。
(1)小明猜想灯泡遇水就亮的原因是:灯泡内部装有提供能量的_________(填电路元件的名称),灯泡遇水形成__________(选填“通路”“短路”或“断路”);
(2)小明观察到灯泡底部结构由三部分组成,如图甲所示,为金属,b为塑料。如图乙,将灯泡缓慢浸入水中,观察灯泡发光情况,收集到证据如表:
水面对应的位置
a
b
c
灯泡的发光情况
不发光
不发光
发光
(3)小明将灯泡取出并擦干,不放入水中,如何再次让灯泡发光?_________。
【答案】 电源 通路 再用一根导线同时接触灯泡底部a和c两部分,灯泡发光
【详解】[1][2]形成电流需要具备两个条件:电路两端有电压、电路是通路。因此灯泡遇水就亮的原因是:灯泡内部装有提供能量的电源,灯泡遇水形成通路。
[3]由题目可知为金属,是导体,b为塑料,是绝缘体,根据表格记录可知水面对应位置到达灯泡发光,因此用一根导线同时接触灯泡底部a和c两部分,形成通路,电路中有电流,灯泡发光。
一、单项选择题
1.智能手表就像一个小型的智能终端,集多种功能于一身。下列智能手表的各部件中,属于导体的是( )
A.橡胶表带 B.玻璃表盘 C.金属表壳 D.电子芯片
【答案】C
【详解】A.橡胶表带不容易导电,属于绝缘体,故A不符合题意;
B.玻璃表盘不容易导电,属于绝缘体,故B不符合题意;
C.金属表壳容易导电,属于导体,故C符合题意;
D.电子芯片是用半导体材料制成的,导电能力介于导体与绝缘体之间,故D不符合题意。
故选C。
2.如图所示,小明在“探究串联电路电流规律”实验中,闭合开关后,两只灯泡均不亮,他用一个电流表去检测电路故障。当电流表接A、B两点时两只灯泡均不亮;当电流表接B、C两点时,有一只灯泡亮了,且电流表有示数;当电流表接C、D两点时,两只灯泡也均不亮。产生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡被短路 B.灯泡开路
C.灯泡被短路 D.灯泡开路
【答案】D
【详解】A.灯泡L1与L2串联,若电路故障原因是灯泡被短路,则闭合开关后,现象应是灯泡L2发光,这与题中“两只灯泡均不亮”的情况不一致,故A不符合题意;
B.灯泡L1与L2串联,若电路故障原因是灯泡开路,则闭合开关后,会出现两只灯泡都不亮的情况,但当电流表接A、B两点时,现象应当是灯泡L2发光,而不是两只灯泡均不亮,故B不符合题意;
C.灯泡L1与L2串联,若电路故障原因是灯泡被短路,则闭合开关后,现象应是灯泡L1发光,这与题中“两只灯泡均不亮”的情况不一致,故C不符合题意;
D.灯泡L1与L2串联,若电路故障原因是灯泡开路,则闭合开关后,会出现两只灯泡都不亮的情况,当电流表接A、B两点时两只灯泡均不亮;当电流表接B、C两点时,灯泡L1亮了,且电流表有示数;当电流表接C、D两点时,因为灯泡处开路两只灯泡也均不亮。故D符合题意。
故选D。
3.下列关于电路的说法正确的是( )
A.只要电路闭合,电路中就有电流
B.电路的基本组成是电源、用电器、开关和导线
C.连接电路时一定要从电源的正极出发,逐个顺次连接元件
D.在电源外部,电流沿着“电源负极→用电器→电源正极”的方向流动
【答案】B
【详解】A.电路闭合,且有电源,电路中才有电流,故A错误;
B.一般的电路是由电源、用电器、开关和导线组成的,故B正确;
C.连接电路时按一定的顺序连接即可,可以从电源的正极出发,逐个顺次连接元件,故C错误;
D.根据物理学中对电流方向的规定,在电源外部,电流沿着“电源正极→用电器→电源负极”的方向流动,故D错误。
故选B。
4.如图所示,在一根横跨长江两岸的硬塑料管内穿有三根完全相同的电线,为了辨别哪两个线头为同一根电线的两端,连接A和B,将测通器的m连接在D上,当n连接E时小灯泡不发光,n连接F时小灯泡仍不发光。由此可以确定为同一导线的两端是( )
A.AE B.BF C.CD D.CF
【答案】C
【详解】连接A和B,将测通器的m连接在D上,当n连接E时小灯泡不发光,说明ABDE不连通,说明不能形成一根导线;将n连接F时小灯泡仍不发光,说明ABDF不连通,也不能形成一根导线,所以CD为一根导线,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5.某组同学在做“探究小灯泡发光”实验,如图是灯泡的结构示意图,下图中能让小灯泡发光的是( )
A B C D
【答案】C
【详解】由图可知,灯丝的一端与金属螺纹壳相连,另一端与金属触头相连。若使灯泡发光时,则需要电流通过灯丝,故将电源正负极分别与金属螺纹壳和金属触头相连,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.塑料外壳的手电筒的构造如图所示,手电筒内装了两节干电池。关于手电筒的电路,下列说法正确的是( )
A.灯泡发光时,电能转化为化学能
B.干电池为电源,按键为电路导线
C.金属弹簧为导体,不属于电路的一部分
D.灯泡发光时,灯丝中的电流是自由电子定向移动形成的
【答案】D
【详解】A.灯泡发光时,消耗电能,电能转化为光能与热能,故A错误;
B.干电池是电源,为小灯泡提供电能,手电筒的按键相当于开关,控制电路通断,故B错误;
C.手电筒底部的金属弹簧是导体,连接导线和电源的负极,属于电路的一部分,故C错误;
D.金属导体中的自由电荷是自由电子,自由电子带负电,所以通过灯丝的电流是自由电子定向移动形成的,故D正确。
故选D。
7.我国高铁技术处于世界先进水平,如图所示是为高铁提供电能的“弓网系统”,它是由高压线和与之接触的受电弓组成。则受电弓与高压线接触面的材料一般应选用( )
A.塑料 B.橡胶 C.陶瓷 D.石墨
【答案】D
【详解】受电弓是高铁从高压线取得电能的电气设备,因此受电弓与高压线接触面上的材料导电性能要好,橡胶、陶瓷和塑料是绝缘体,石墨是导体,所以受电弓与高压线接触面上的材料选用较为合适的是石墨,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
二、填空题
8.飞机上的着地轮一般都装有如图所示的搭地线:
(1)搭地线的作用是及时把飞机在飞行过程中与空气发生________而带上的________转移给大地,以免造成危险。
(2)有些飞机不装搭地线,而是采用了一种特殊的橡胶轮胎,这种特殊橡胶一定是________(选填“导体”或“绝缘体”)。
(3)飞机客舱内有标明安全带是否系好的信号灯,若乘客未系安全带,信号灯亮起;若乘客系好安全带,信号灯熄灭。安全带的作用相当于电路元件中的________。
【答案】(1) 摩擦 电荷
(2)导体
(3)开关
【详解】(1)[1][2]飞机在飞行过程中与空气发生摩擦,飞机会带上电荷,如果这些电荷不能及时导走,可能会导致飞机出现安全隐患,所以搭地线可以将电荷转移到大地,以免造成危险。
(2)当飞机采用特殊橡胶轮胎时,不需要搭地线也能导走电荷,因为导体容易导电,能让飞机上的电荷通过轮胎传导到大地;而绝缘体不容易导电,无法实现电荷的转移,所以这种特殊橡胶必须是导体,才能让电荷顺 利导入大地,避免危险。
(3)乘客未系安全带,信号灯亮,乘客系好安全带,信号灯熄灭,说明安全带能控制电路的通断,故安全带的作用相当于电路元件中的开关。
9.如图所示为人们常用的电动自行车,它具有轻便、节能、环保等特点。给电动车充电时,电瓶相当于_____(选填“电源”或“用电器”),电瓶放电时,电瓶将化学能转化为_____。
【答案】 用电器 电能
【详解】[1]给电动车充电时,消耗电能,将电能转化为化学能,故电瓶相当于用电器。
[2]电动车放电时,电瓶将化学能转化为电能,提供电能,相当于电源。
10.发光二极管是一种电子元件, 简称LED,是由________材料制成的。如图甲所示,当开关闭合后,二极管不发光。当只把电池反接再闭合开关,二极管发光(如图乙所示),说明图甲中的电路处于________(选填“短路”或“断路”)状态,图乙中发光二极管的正极接在________(选填“A”或“B”)接线柱上。
【答案】 半导体 断路 B
【详解】[1]发光二极管是一种电子元件,简称LED,是由半导体材料制成的,在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。
[2]如图甲所示,当开关闭合后,二极管不发光,根据二极管单向导通特性可知,此时电路处于断路状态。
[3]图乙中发光二极管发光,说明电流从发光二极管的正极流入,由图乙可知发光二极管B接线柱与电源正极相连,故发光二极管的正极接在B接线柱上。
11.如甲所示,一个充电宝正在给手机的电池充电,手机的电池相当于______(电源/用电器);如图乙所示为图宾馆房间的取电房卡,将房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用,房卡的作用相当于电路元件中的______;如图丙所示,当开关S1、S2都闭合时,电路处于______状态。
【答案】 用电器 开关 短路
【详解】[1]如图甲所示,充电宝给手机电池充电的过程中,手机电池消耗电能,充电宝提供电能,所以手机电池相当于用电器,充电宝相当于电源。
[2]如图乙所示房卡可以控制用电器的工作,不插入插槽中,所有房间内的用电器都不工作,所以房卡相当家庭电路的开关。
[3]如图丙所示,当S1、S2同时闭合时,会将电源两极直接通过导线连起来,电路处于短路状态。
12.如图甲所示的风光互补路灯,给国家的节能减排提供了一个很好的解决方案。图乙是其工作原理示意图。在充电过程中,蓄电池相当于___________(选填“电源”或“用电器”)。放电过程中,蓄电池将___________转化为___________(填能量形式)。
【答案】 用电器 化学能 电能
【详解】[1]充电过程中,蓄电池要消耗电能,所以蓄电池相当于用电器。
[2][3]放电过程中,蓄电池将储存的化学能转化为电能供路灯使用。
三、作图题
13.如图所示,请在虚线框中分别填入小灯泡和开关的符号,并补充必要的导线,使其成为一个完整的正常电路。
【答案】
【详解】电路为并联电路,上面一个支路只有一个用电器,所以连接的是灯泡,若连接的是开关,会引起电源短路;下面方框连接的是开关,控制下面支路中的灯泡,如图所示
14.如图所示,闭合,只有小灯泡发光;闭合,只有电铃响。小明发现,在该电路中,只要更改一根导线的连接,就可实现只闭合时,小灯泡和电铃均不工作;只闭合时,小灯泡可发光;若要小灯泡和电铃同时工作,则需要将两个开关同时闭合。请在图中将需要更改的导线用“×”标出,并画出更改后的导线。
【答案】
【详解】要实现只闭合时,小灯泡和电铃均不工作;只闭合时,小灯泡可发光;若要小灯泡和电铃同时工作,则需要将两个开关同时闭合,则应将小灯泡和电铃并联,开关位于干路,位于电铃所在支路,如图所示:
四、综合题
15. “中国国家反恐小组”的拆弹专家要立即拆除恐怖分子设置的定时爆炸装置。如图所示,分别为该定时炸弹的实物图和引爆电路工作原理电路图。请你帮助专家结合所学的知识进行分析排爆。
(1)定时器(钟表)应该安装在__________(选填“a”或“b”)导线上。在定时阶段,该导线是__________(选填“通”或“开”)路,因此起爆器被__________,电流__________(选填“能”或“不能”)通过引爆器,因此在定时阶段起爆器不会爆炸引爆炸弹;
(2)当定时器(钟表)定时结束时b导线被__________(填“接通”或“切断”),此时电流__________(选填“能”或“不能”通过起爆器),因此在定时结束的瞬间起爆器立即爆炸;
(3)综上所述,定时器(钟表)在定时阶段相当于一个__________(选填“闭合”或“断开”)的开关。为使该定时爆炸装置停止工作,应立即剪断导线__________(选填“a”或“b”)
【答案】 b. 通 短路 不能 切断 能 闭合 a
【详解】(1)[1][2][3][4]根据电路图可知,装置在拆除前,起爆器被短路,所以不工作,起爆器上没有电流通过,因此定时器(钟表)应该安装在b导线上;在定时阶段,该导线是通路,因此起爆被短路,电流不能通过引爆器,因此在定时阶段起爆器不会爆炸引爆炸弹。
(2)[5][6]根据电路图可知,当定时器(钟表)定时结束时,b导线被切断,此时电流能通过起爆器,因此在定时结束的瞬间起爆器立即爆炸。
(3)[7][8]在定时阶段,定时器相当于一个闭合的开关,为使爆炸装置停止工作,应剪断线a,这样电路就会因没法形成闭合回路而处于断路状态。
1.枣阳博物馆收藏了许多珍贵文物。如图甲展示的是一种具有报警功能的文物展示台,若其内部电路结构如图乙所示。开关S处于闭合状态时,文物放置在金属片B上,弹簧处于压缩状态,金属片B与A、C接触;当文物被搬离展示台时( )
A.灯泡不亮,电铃不响 B.灯泡亮,电铃响
C.灯泡和电铃都短路 D.灯泡断路,电铃短路
【答案】B
【详解】由图可知,金属片B相当于开关,当文物在展示台上时,ABC接通,电铃被短路,电铃不响,灯泡亮;当文物被搬离展示台时,金属片B在弹力作用下与AC分开,灯泡和电铃串联,电路的右半部分为通路,此时灯泡亮,电铃响,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.如图所示的运油车正在卸油,快速流出的油和油罐由于___________ 现象会积累过多电荷,为防止发生事故,将一条“绳子”把运油车与静电消除器相连,“绳子”芯应是导体,若多余的电子经静电消除器上的接地线流向大地,则接地线中的电流方向___________ (填“向上”或“向下”)。
【答案】 摩擦 向上
【详解】[1]运油车卸油时,快速流出的油和油罐由于不断摩擦,会使油和油罐带上等量异种电荷。
[2]电子带负电,定向移动方向与电流方向相反。已知多余的电子经静电消除器上的接地线流向大地,所以此时的电流方向是向上的,也就是从大地流向静电消除器。
3.如图所示的电路中,有一根导线接错而使小灯泡被短路,请把这根导线找出来,在上面打一个“×”,并根据实物图在虚线框内画出相应的电路图。
【答案】
【详解】题图中开关闭合后,电流从电源正极开始通过开关直接回到电源负极,电源短路了,同时小灯泡也被短路。去掉开关与电源负极相连的导线,再闭合开关电流从正极经开关、小灯泡回到负极,电源和小灯泡都没有短路。画电路图时,从电源正极出发,依次画出各电路元件,回到电源负极即可,如图所示:
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