内容正文:
15.2 电流和电路(知识解读)
【新教材人教版】
题型归纳
【题型1 电流方向的规定】 2
【题型2 电路中获得持续电流的条件】 4
【题型3 生活中常见的导体与绝缘体】 6
【题型4 导体与绝缘体的区别与联系】 7
【题型5 电源的种类及能量转化】 10
【题型6 电路的组成部分及其作用】 12
【题型7 根据实物图画电路图与对照电路图连接实物】 13
【题型8 通路的连接情况及电路特点】 16
【题型9 断路的电路连接情况及电路特点】 18
【题型10 短路的电路连接情况及短路的危害】 20
【随堂巩固】 22
考点1
电流
1、电流
电流的形成
电荷的定向移动形成了电流
电流的方向
(1)物理学中,把正电荷移动的方向规定为电流的方向
(2)在电源外部,电流是沿着电源正极→开关→用电器→电源负极的方向流动的
(3)正负电荷定向移动都可以形成电流,但负电荷定向移动的方向与电流方向相反
获得持续电流的条件
①电路中有电源;
②电路为通路
特别注意:判断电流方向时,要明确以下三点:(1)发生定向移动的是什么电荷;(2)此电荷从哪个物体转移到哪个物体上;(3)如果定向移动的电荷是正电荷,则电流方向与该电荷移动的方向相同;如果定向移动的电荷是负电荷,则电流方向与该电荷移动的方向相反。
2、电流形成的原因
(1)电流是电荷的定向移动形成的;在导体中,大量的自由电荷通常情况下做无规则运动,此时不会形成电流,只有当这些自由电荷发生了定向移动才能形成电流。
(2)形成电流的电荷有:正电荷、负电荷,酸、碱、盐的水溶液中是正、负离子,金属导体中是自由电子,球面显示器中电子枪的电子流等。
特别注意:电荷必须定向移动才能形成电流,而电荷有两种,正电荷和负电荷;正电荷定向移动可以形成电流,负电荷定向移动可以形成电流,还可以是正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流。
3、电流的大小
(1)定义:物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流,每秒内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大(强);
(2)公式:电流用符号“I”表示,若“Q”表示电荷量,“t”表示时间,则,公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s);
【题型1 】
【例1】如图所示,两只水果提供的电力足以点亮一只发光二极管,此时水果相当于______。若金属导线AB中的自由电荷从B向A定向移动,则该金属导线中的电流方向_______(选填“①:由A到B”或“②:由B到A”)。
【答案】 电源 ①
【详解】电源是提供电能的装置,电路中的水果相当于电源.
若金属导线AB中的自由电荷从B向A定向移动,自由电荷是负电荷,电流的方向与负电荷定向移动方向相反,则该金属导线中的电流方向由A到B,即①。
【变式1-1】如图所示,甲、乙两个验电器,甲不带电,乙与被丝绸摩擦过的玻璃棒接触过,用金属杆将甲、乙连接起来,下列说法正确的是( )
A.电流方向是从乙到甲,正电荷的运动方向是从乙到甲
B.电流方向是从甲到乙,正电荷的运动方向是从乙到甲
C.电流方向是从甲到乙,自由电子运动方向是从甲到乙
D.电流方向是从乙到甲,自由电子运动方向是从甲到乙
【答案】D
【详解】A.乙接触带正电的玻璃棒后带正电,连接甲、乙后自由电子由甲向乙定向移动,金属导体中的正电荷不能定向移动,故A错误;
B.电流方向与自由电子定向移动方向相反,应由乙流向甲,且金属导体中的正电荷不能定向移动,故B错误;
C.自由电子由甲向乙定向移动,但电流方向应由乙流向甲,故C错误;
D.自由电子由甲向乙定向移动,电流方向与自由电子定向移动方向相反,即由乙流向甲,故D正确。
故选D。
【变式1-2】下列关于电流的说法,正确的是( )
A.电荷只要移动就能形成电流
B.电荷只有定向移动才能形成电流
C.电流的方向与电子定向移动的方向相同
D.电路中电流方向一定由电池负极流向正极
【答案】B
【详解】AB.只有定向移动的电荷才会形成电流,故A错误,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,带负电的电子定向移动的方向和电流方向相反,故C错误;
D.在电源外部的电路中,电流是从电池正极流向负极的,只有在电源内部电流才从负极流向正极,故D错误。
故选B。
【变式1-3】我们穿运动鞋的鞋底大多由橡胶制成,它属于___________(选填“A.导体”或“B.绝缘体”)。秋冬季节,身上干燥的羊毛、化纤材质的衣物之间摩擦后,会让人体积累电荷。如图所示,若人体带负电,手指触碰金属门把手时的电流方向是___________(选填“A.从手到门把手”或“B.从门把手到手”)。
【答案】 B B
【详解】橡胶属于绝缘体,故选B。
由电流方向的规定可知,负电荷定向移动方向与电流方向相反;因人体带负电,触碰门把手时负电荷从手定向移动至门把手,故电流方向为从门把手到手,故选B。
【题型2 电路中获得持续电流的条件】
【例2】关于电流,下列说法中正确的是( )
A.只要金属中有自由电荷就能形成电流 B.电路中有了电池就能形成电流
C.正、负电荷定向移动都可以形成电流 D.只有正电荷定向移动才能形成电流
【答案】C
【详解】A.金属中自由电荷发生定向移动才会形成电流,A错误;
B.电路中有了电池,还必须闭合,电路中才会形成电流,B错误;
CD.正、负电荷定向移动都可以形成电流,C正确,D错误。
故选C。
【变式2-1】如图所示的四种情境,说法错误的是( )
A.甲图,闭合开关后发现灯泡能发光,说明铅笔芯是导体
B.乙图,用丝绸摩擦过的两根玻璃棒靠近时,会相互排斥
C.丙图,导线中的电流方向与自由电子的定向移动方向相反
D.丁图,用带有绝缘柄的铜棒把带正电的验电器A和不带电的验电器B连接起来,铜棒上会产生从B到A的持续电流
【答案】D
【详解】A. 灯泡发光说明电路中有电流,铅笔芯能导电,是导体,故A正确;
B. 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,同种电荷相互排斥,故B正确;
C. 规定正电荷定向移动方向为电流方向,自由电子带负电,定向移动方向与电流方向相反,故C正确;
D. A带正电,B不带电,连接后B中自由电子向A移动,电流方向与负电荷定向移动方向相反,即从A到B;且无电源,电荷转移瞬间完成,不能产生持续电流,故D错误。
故选D。
【变式2-2】只有电路_______时,电路中才有电流,在电源外部,电流沿着“_______一用电器一_______”的方向流动。
【答案】 闭合 电源正极 电源负极
【详解】电路产生持续电流的必要条件之一是电路处于闭合状态(通路),只有这样电荷才能定向移动形成电流;
按照物理学中电流方向的规定,则在电源外部,电流从电源正极(+)流出,电流流经用电器后会回到电源负极(-)。
【变式2-3】在如图所示电路中,闭合开关,小灯泡发光,电路中有持续的电流,说明______是形成电流的原因,能推动电荷定向流动;电路中能够提供这种推动作用的元件是______。
【答案】 电压 电源
【详解】[1]电压是推动电荷定向移动、形成电流的原因;
[2]电路中电源的作用就是为电路提供电压,本题图中为电路提供电压的元件是干电池,属于电源。
考点2
导体和绝缘体
1、导体和绝缘体
能量形式
导体
绝缘体
定义
善于导电的物体
不善于导电的物体
特征
容易导电
不容易导电
原因
有大量的自由电荷
只有少量的自由电荷
常见的材料
金属、人体、大地、食盐水溶液、石墨
橡胶、塑料、陶瓷、玻璃、食用油
2、导体容易导电的原因导体内部有大量的能自由移动的电荷.金属中自由移动的电荷是自由电子,酸、碱、盐的水溶液中自由移动的电荷是正、负离子。
特别注意:
(1)导体与绝缘体并没有绝对的界限,在一定条件下,绝缘体可以变成导体,如干燥的木棒是绝缘体,而潮湿的木棒就变成了导体。
(2)导电与带电的区别:导电过程是自由电荷定向移动的过程,导电体是导体;带电过程是电子得失的过程,能带电的物体可以是导体,也可以是绝缘体。
【题型3 与绝缘体】
【例3】图中所示的物品中,通常情况下属于导体的是( )
A.橡胶手套 B.钢制勺子
C.塑料梳子 D.玻璃水杯
【答案】B
【详解】A.橡胶手套是橡胶制品,是绝缘体,故A不符合题意;
B.钢制勺子是金属制品,是导体,故B符合题意;
C.塑料梳子是塑料制品,是绝缘体,故C不符合题意;
D.玻璃通常情况下不容易导电,属于绝缘体,故D不符合题意
故选B。
【变式3-1】下列物质中都是导体的是( )
A.人体、空气、大地、玻璃 B.塑料、金属、干木棒、盐水
C.盐水、陶瓷、食用油、橡胶 D.石墨、人体、金属、盐水
【答案】D
【详解】A.空气、玻璃不容易导电,属于绝缘体,故A不符合题意;
B.塑料、干木棒不容易导电,属于绝缘体,故B不符合题意;
C.陶瓷、食用油、橡胶不容易导电,属于绝缘体,故C不符合题意;
D.石墨、人体、金属、盐水均容易导电,为常见导体,故D符合题意。
故选D。
【变式3-2】现有橡皮、盐水、水银、塑料尺、铅笔芯五种物品,请将它们分类,其中水银和________属于一类,因为都是________(选填“导体”或“绝缘体”)。
【答案】 盐水和铅笔芯 导体
【详解】由常见导体和绝缘体的分类可知,橡皮、塑料尺不容易导电,属于绝缘体;水银、盐水、铅笔芯这三者都容易导电,属于导体,因此水银和盐水、铅笔芯归为一类,都是导体。
【变式3-3】美国攻打伊拉克时,用一种石墨炸弹破坏了该国的供电设施,因为石墨是__________(选填“导体”或“绝缘体”),飘落到供电设备上会造成__________(选填“短路”或“断路”),从而使供电系统瘫痪。
【答案】 导体 短路
【详解】容易导电的物体称为导体,石墨具备良好的导电性能,属于导体。
导电的石墨接触供电设备的电路后,会使电路中原本不应直接连通的部分连通,形成的这种电路故障会让电路电流过大,进而破坏供电设施。
【题型4 】
【例4】关于导体和绝缘体,下列说法正确的是( )
A.不带电的物体叫绝缘体
B.存在大量可以自由移动的电荷的物体叫导体
C.导体中有大量的电子,所以能导电
D.绝缘体就是在任何条件下都不能导电的物体
【答案】B
【详解】A.绝缘体定义为不容易导电的物体,与是否带电无关,故A错误;
B.导体的本质特征是内部存在大量可自由移动的电荷,符合定义,故B正确;
C.绝缘体中也存在电子,导体能导电的原因是存在大量可自由移动的电荷,故C错误;
D.导体和绝缘体没有绝对界限,条件改变时绝缘体可变为导体(如常温玻璃是绝缘体,红炽状态为导体),故D错误。
故选B。
【变式4-1】下面一组都属于绝缘体是( )
A.陶瓷 人体 橡胶 B.塑料 玻璃 陶瓷
C.大地 陶瓷 人体 D.金属 石墨 大地
【答案】B
【详解】陶瓷、橡胶、塑料、玻璃、不容易导电,是绝缘体;金属、石墨、大地、人体容易导电,是导体。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【变式4-2】如图所示,玻璃吸盘车利用硅胶吸盘来搬运玻璃。吸盘能吸附在玻璃上是利用________的作用:硅胶是________(选填“导体”或“绝缘体”),可以在带电作业场景中更安全。
【答案】 大气压强/大气压 绝缘体
【详解】吸盘工作时,会先排出吸盘内部空气,使吸盘内气压远小于外界大气压,外界的大气压就会将吸盘紧紧压在玻璃表面,故利用了大气压的作用。
硅胶是绝缘体, 在带电作业场景中可避免发生触电事故,更安全。
【变式4-3】有些建筑物的顶端有避雷针,避雷针是针状金属物,它是_______(选填“导体”或“绝缘体”)。它可以利用尖端放电,把云层所带的电荷导入大地。若云层带正电,那么尖端放电时,避雷针中自由电子的运动方向是_______(选填“从云层到大地”或“从大地到云层”)。
【答案】 导体 从大地向云层
【详解】[1]导体是指容易导电的物体,绝缘体是指不容易导电的物体。避雷针的作用是把云层所带的电荷导入大地,这就要求避雷针必须能够导电,而针状金属物是容易导电的,所以避雷针是导体。
[2]物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,与自由电子定向移动的方向相反。 已知云层带正电,当发生尖端放电时,电流方向是从云层到大地,因为自由电子带负电,其定向移动方向与电流方向相反,所以避雷针中自由电子的运动方向是从大地到云层。
考点3
电路与电路图
1、电路:电路就是用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路;一个简单的电路包括电源、用电器、开关、导线四种基本电路元件。
2、电路的组成和各部分的作用:电路由电源、用电器、开关、导线四部分组成,缺少或不完整都会影响电路的正常工作。
作用
能量分析
举例
注意事项
电源
提供电能,使电路中有持续的电流
将其他形式转化为电能
干电池、发电机
用电器标有“+”的接线柱与电源正极相连,标有“-”的接线柱与电源负极相连
用电器
利用电能工作的装置
工作时将电能转化为其他形式能
点灯、电炉、电视机、电冰箱等
开关
用来接通或断开电路,起控制电路通断作用
—
家中点灯开关、闸刀开关、声控开关、光控开关
开关接入电路时应断开
导线
将电源、用电器、开关连接起来,形成电流的通路
输送电能
电脑的电源线、插座的电线、实验室中的各种导线
导线要连接到电路元件接线柱上;不能导线将电源正负极直接连接起来
3、电源:提供电能的装置,将其他形式的能转化为电能。
(1)干电池:干电池是日常生活中使用最多的直流电源,从手电筒、电动玩具、照相机、计算器到家用电器的遥控器,都需用干电池为它们提供电能。
(2)蓄电池:蓄电池也是电池中的一种,它的作用是把有限的电能储存起来,便于在合适的地方使用,如应用于汽车、摩托车、通讯等。
能的转化:蓄电池在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。
特别注意:电路中有持续电流的条件
(1)只有电荷的定向移动才能形成电流;正电荷定向移动能形成电流,负电荷定向移动也能形成电流;形成电流的条件:一是有自由电荷,二是有外加电压。
(2)电路中有持续电流的条件是:电路中有电源;电路必须闭合。
4、电路图:为了便于研究,人们用图形符号表示电路元件;用符号表示电路元件连接的图叫电路图。
5、常见的电路元件符号
6、电路图与实物图:电路图与实物图是不同的。电路图是用规定的符号表示电路连接情况的图;实物图是用实物元件表示电路连接情况的图。
7、画电路图时的注意事项
(1)电路元件符号用统一规定的符号。
(2)连线时应横平竖直,呈方形。
(3)各元件符号不要画在拐角处,且导线尽量避免交叉。
(4)线路要连接到位,中间不能有断点。
(5)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置一致。
(6)元件做好标注,如L、S等。
(7)同一电路中涉及多个相同元件,加下标进行区别,如S1、S2等。
(8)画电路图时,一般从电源的正极开始,沿电流的方向依次画出元件符号,并用导线连接起来。
(9)导线交叉相连时要画实心点,实物图中导线不能交叉,电路图中导线可以交叉,但尽量不要交叉。
【题型5 】
【例5】华为手机拥有反向无线充电的技术。将华为手机甲置于手机乙上,就能用手机乙给手机甲充电,此时的甲手机相当于电路中的___________,乙手机的能量转化主要是___________。
【答案】
用电器
化学能转化为电能
【详解】由电路各元件的作用可知,充电时手机甲消耗电能,故相当于电路中的用电器;
因手机乙对外供电时其内部电池放电,故能量转化为化学能转化为电能。
【变式5-1】如图所示电路,闭合开关,小灯泡正常发光,下列分析正确的是( )
A.电流经过灯泡时的方向是从B流向A
B.电路中的电流是由于正电荷移动形成
C.把A、B接线柱用导线连在一起时灯泡会烧坏
D.电池在使用时,将电能转化为化学能
【答案】A
【详解】A.由图可知电源右侧为正极,电流从正极流出经开关从B接线柱流入灯泡,从A接线柱流出回到负极,故电流经过灯泡时的方向是从B流向A,故A正确;
B.灯丝为金属导体,电路中的电流是由于自由电子定向移动形成的,故B错误;
C.把A、B接线柱用导线连在一起时,灯泡被短路,无电流通过灯泡,灯泡不会烧坏,故C错误;
D.电池在使用时,将化学能转化为电能,故D错误。
故选A。
【变式5-2】中国力争在2030年前实现“碳达峰”。为了践行绿色低碳发展,我市推行纯电动汽车(如图)。汽车蓄电池充电过程中( )
A.作为电源在使用 B.主要是机械能转化为电能
C.主要是电能转化为化学能 D.充电桩相当于用电器
【答案】C
【详解】ABC.蓄电池充电过程中,消耗电能转化为化学能存储起来,此时蓄电池相当于用电器,故AB不符合题意,C符合题意;
D.充电桩在充电过程中提供电能,相当于电源,故D不符合题意。
故选C。
【变式5-3】用充电宝给手机充电时,充电宝相当于电路中的 __________ (选填“用电器”或“电源”);给 手机充电的过程,主要是将电能转化为 __________ 能;过一会儿,充电器发烫,这是电流通过__________(选填“做功”或“热传递”)的方式增大了物体的内能。
【答案】 电源 化学 做功
【详解】充电宝给手机充电时,为手机提供电能,电路中提供电能的装置是电源;手机充电过程中,消耗电能,将其转化为电池内部的化学能储存起来; 电流通过充电器时做功,将电能转化为内能,使充电器发烫,这是通过做功的方式增大物体内能。
【题型6 】
【例6】如图为宾馆房间的取电房卡。插入房卡,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______。在房间内用充电宝给手机充电时,充电宝的作用相当于电路元件中的______,过程中发生的能量转化为______。
【答案】 开关 电源 化学能→电能
【详解】因房卡可控制电路的通断,故其作用相当于开关。
因充电宝给手机充电时提供电能,故其作用相当于电源。
充电宝作为电源放电时,将化学能转化为电能。
【变式6-1】如图所示,是2025世界人工智能大会中在“智造车间坊”勤勤恳恳“打工”的人形机器人,该人形机器人采用锂电池供电,给锂电池充电时,锂电池相当于电路中的( )
A.电源 B.用电器 C.开关 D.导线
【答案】B
【详解】给锂电池充电时,锂电池消耗电能转化为化学能,在电路中相当于用电器。
故选B。
【变式6-2】关于电路,下列说法中错误的是( )
A.当给手机电池充电时,手机电池是电源
B.开关控制电路的通、断
C.一个基本电路由电源、用电器、开关、导线组成
D.如果直接用导线将电源两极相连,会造成短路
【答案】A
【详解】A.给手机电池充电时,手机电池是消耗电能、将电能转化为化学能储存起来的装置,相当于用电器,故A错误;
B.开关的核心作用就是控制电路的接通与断开,故B正确;
C.电源是提供电能的设备,用电器是消耗电能的设备,开关是控制电路通断的设备,导线则是连接电源、用电器和开关的必要元件。这些组成部分共同协作,组成一个基本电路,故C正确;
D.电流会直接从导线流出,没有经过用电器,导致电流过大,对电源和导线造成过载和损坏,故D正确。
本题选择说法错误的,故选A。
【变式6-3】2025年12月,新国标电动车进入我们的生活了,如图所示,它具有轻便、节能、环保等特点。车钥匙相当于电路中的________;给电动车充电时,电瓶相当于________(选填“电源”或者“用电器”)。
【答案】 开关 用电器
【详解】由开关的作用可知,车钥匙相当于电路中的开关;因给电动车充电时电瓶消耗电能,故相当于用电器。
【题型7 与】
【例7】根据如图所示的电路,画出电路图。
【答案】
【详解】如图所示,电流从电池的正极出发后直接分流,分别经过两个灯泡后汇合,一起经过开关,回到电池的负极,据此作图。
【变式7-1】盲人的手电筒坏了,小明拆开手电筒,了解到手电筒的内部构造如图所示(弹簧相当于导线),请在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【详解】在手电筒中,按键相当于开关,灯泡相当于用电器,干电池相当于电源,弹簧相当于导线。确定各个电路元件,依次画出对应电路符号,再用导线将元件顺次连接,电路图如图所示:
【变式7-2】如图所示,在虚线框内画出实物电路对应的电路图。
【答案】
【详解】根据电流路径法,电流从电源正极出发,流经灯泡、灯泡、开关S,最后回到电源负极,根据实物图画出电路图,据此作图。
【变式7-3】如图所示,根据电路图,请用笔画线代替导线将实物图连接完整。
【答案】
【详解】由电路图可知,该电路为简单的串联电路,电流从电源正极出发,依次经过开关、小灯泡,最后回到电源负极,如图所示:
考点4
电路的三种状态
1、电路的三种状态:通路、断路和短路
电路状态
定义
特点
通路
正常接通的电路,即用电器能够工作的电路
电路中有持续电流,用电器工作
断路
某处被切断的电路
电路中无电流,用电器不工作
短路
直接用导线将电源的正负极连接起来的电路
(1)用电器不工作,电路中有很大的电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘层,引发火灾;
(2)电源短路时用电器不会被烧坏
2、用电器被短接与电源短路的区别与联系
用电器被短接
电源短路
区别
用电器被短接时,用电器中无电流通过,被短接的用电器不工作
电源短路时,电源、导线中会产生较大的电流,会烧坏导线和电源
联系
(1)某些情况下,用电器被短接时允许的,但电源短路绝对不允许发生;
(2)当电路中只有一个用电器时,,如果该用电器被短接,闭合开关,就一定会造成电源短路
3、常见断路、短路的原因
电路故障
产生原因
结果
断路
开关未闭合,导线断裂、接头松脱等
电路中无电流,用电器不工作
短路
电源短路:导线不经过用电器直接跟电源两极相连
轻则烧坏导线和电源,重则引起火灾
特别注意:
(1)电源短路,导线将电源的正、负极连接起来,发生短路.电路中的电流很大,极有可能将电源也烧坏,电源短路是一种有危害的连接方式,在电路的连接中是不允许出现的。
(2)局部短路,也叫短接,如图所示,开关闭合,灯泡L1被短路,不亮,灯泡L2亮.局部短路没有危害,只是被短路的用电器不能工作。
【题型8 】
【例8】某同学家新房装修时,墙体中穿管的三根相同的电线绞在一起无法区分(如图甲),该同学利用所学电学知识设计了能够区分三根电线的“测量仪”(如图乙)。他先将A、B连在一起时,再将“测量仪”连接在X、Z两端,灯泡发光;然后将B、C连在一起时,再将“测量仪”连在X、Y两端,灯泡发光。则下列说法正确的是( )
A.A和X是同一根电线 B.A和Z是同一根电线
C.B和Y是同一根电线 D.C和Z是同一根电线
【答案】B
【分析】测量仪内部是电源和灯泡串联,只有测量仪的两个外接端通过两根完整的电线形成闭合通路时,灯泡才会发光,说明此时两端连接的四个端点分属两根连通的电线。
【详解】将A、B相连,测量仪接X、Z时灯泡发光,说明A、B与X、Z构成了通路,即A、B对应的两根电线的另一端一定是X和Z,剩下的端点C和Y必然是同一根电线的两端;将B、C相连,测量仪接X、Y时灯泡发光,说明B、C与X、Y构成了通路,即B、C对应的两根电线的另一端一定是X和Y,剩下的端点A和Z必然是同一根电线的两端;结合两个结论推导:已知C和Y是同一根线、A和Z是同一根线,剩下的B和X是同一根线,故B正确,ACD错误。
故选B。
【变式8-1】在初次连接电路时,小组成员分别连接了如下电路。两个小灯泡都能正常工作的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.右侧小灯泡的右接线柱和左侧小灯泡的左接线柱直接用导线相连,导致电源短路,两个灯都无法工作,故A不符合题意;
B.右侧小灯泡只有左接线柱接入电路,灯丝没有接入闭合回路不工作;左侧小灯泡被短路,也不能工作,故B不符合题意;
C.电流从电源正极流出,分别经过两个小灯泡、开关,回到电源负极,形成完整的闭合回路,两个灯泡都能正常工作,故C符合题意;
D.左侧小灯泡被短路,无法正常工作,故D不符合题意。
故选C。
【变式8-2】如图:闭合,断开为______________;、都闭合为______________。(均选填“通路”“断路”或“短路”)
【答案】 通路 短路
【详解】由图可知,闭合、断开时,电路处处连通且接入小灯泡,故为通路。
、都闭合时,导线直接连接电源两极,未经过用电器,故为短路。
【变式8-3】如图是一个定时炸弹的引爆装置,S是定时开关,设定的起爆时间一到,定时开关S会自动断开。为使起爆器不工作,拆弹专家应在___________(选填“a”或“b”)处剪断导线。拆除炸弹前指示灯L___________(选填“发光”或“不发光”)。
【答案】 a 发光
【详解】由题意和电路图知道,起爆前定时开关S是闭合的,此时起爆器被导线b短路,没有电流通过起爆器,所以起爆器不工作,当设定起爆时间一到,定时开关S会自动断开,此时起爆器中有电流通过,引爆炸弹,因此为了使引爆装置停止工作,应将起爆器、灯泡与电源构成的串联电路断开,即应剪断a处的导线,此时电路处于断路状态,爆炸装置不工作。
由电路图知道,拆除前,起爆器被导线b短路,没有电流通过起爆器,但电流会通过灯泡L,因此指示灯L发光。
【题型9 断路的电路连接情况及电路特点】
【例9】如图所示的电路中,开关处于图示状态时,电路处于_________状态;若闭合开关,此时电路中电流的方向是_________(用图中字母表示);如果不小心把、两个接线柱用导线接在一起,则会造成灯泡_________(第一、三两空均填“通路”“断路”或“短路”)。
【答案】 断路 ABCD 短路
【详解】图示状态下开关是断开的,电路没有形成完整的闭合回路,这种状态叫做断路。
由电源外部电流从正极流向负极可知,闭合开关后电流方向为。
如果用导线直接连接灯泡的C、D两个接线柱,电流不会经过灯泡的灯丝,直接通过外接导线绕过灯泡,造成灯泡被短路。
【变式9-1】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,发现两灯均不亮。于是他用一根导线分别连接到ab、bc、cd和ac两点,灯L1、L2均不发光,再用导线连接到bd两点时,灯L1发光,L2不发光。由此判定电路的故障是( )
A.灯L2与开关S均开路 B.灯L2开路
C.灯L1与开关S均开路 D.开关S开路
【答案】A
【详解】闭合开关,两灯均不发光可知电路发生断路,导线连接到bd两点时,灯L1发光,此时开关和灯L2被短路,灯L1正常,断路发生在开关或灯泡L2处;导线连接bc时,开关被短路,灯L1、L2均不发光,导线连接cd时,L2被短路,灯L1、L2均不发光,说明断路故障在开关和灯泡L2处,综上分析可知,A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式9-2】如图所示的电路中,小灯泡、规格相同,闭合开关S后,发现发光,不亮。此电路的故障可能是( )
A.灯短路 B.灯短路 C.灯断路 D.灯断路
【答案】D
【分析】由图可知两灯并联,并联电路中,各用电器工作互不影响。
【详解】AB.若L1或L2短路,会导致电源短路,两灯均不发光,故AB错误;
C.若L1断路,L1无电流通过,不发光,L2支路正常发光,故C错误;
D.若L2断路,L2支路无电流不发光,L1支路正常发光,故D正确。
故选D。
【变式9-3】如图所示,当开关闭合,断开时,电路处于____________状态;当开关断开,闭合时,电路处于____________状态;当开关、都闭合时,电路处于____________状态。(均选填“通路”“断路”或“短路”)
【答案】 通路 断路 短路
【详解】[1][2][3]当开关S1闭合,S2断开,电路中有电流通过灯泡,处于通路状态。当开关S1断开,S2闭合时,电路中没有电流,电路处于断路状态;当开关S1、S2都闭合时,导线直接连接在电源的两端,电路处于短路状态。
【题型10 】
【例10】通常我们所说的开灯是指___________(选填“断开”或“闭合”)开关。如图所示,把导线接在小灯泡两端,闭合开关,你会看到二极管___________(选填“发光”或“不发光”),小灯泡被___________。
【答案】 闭合 发光 短路
【详解】因开灯需使电路处于通路状态,用电器工作,故为闭合开关。
由电路连接可知,导线接在小灯泡两端,闭合开关后,二极管正向接入电路有电流通过,故发光。
小灯泡两端被导线直接连通,电流不经过小灯泡,因此被短路。
【变式10-1】如图所示电路中,开关S可以与1、2、3三个触点接通构成不同的电路,闭合开关,开关S接通不同的触点,下列说法错误的是( )
A.开关S接通触点1时,灯泡不发光
B.开关S接通触点2时,电路开路
C.开关S接通触点3时,灯泡中没有电流流过
D.若开关断开,S接任一触点,电路中两小灯泡均不发光
【答案】B
【详解】A.闭合开关S1, 开关S接通触点1时,被短路,不发光,故A正确,不符合题意;
B.闭合开关S1,开关S接通触点2时,灯泡与串联接入电路,电路为通路,故B错误,符合题意;
C.闭合开关S1,开关S接通触点3时,被短路,可知中无电流,故C正确,不符合题意;
D.若开关S1断开,整个电路断路,S接任一触点,电路中两小灯泡均不发光,故D正确,不符合题意。
故选B。
【变式10-2】如图所示电路,当开关S闭合后只有灯发光,则灯不亮的原因可能是( )
A.灯灯丝断了 B.灯被短路
C.电源接触不良 D.开关接触不良
【答案】B
【详解】由图可知,L1、L2串联,闭合开关S,发现灯L1不发光,灯L2发光,即电路是通路,说明灯L1短路,若灯L1灯丝断了、电源接触不良、开关接触不良,灯L2不发光。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式10-3】在学习电路时,小明连接的电路如图所示,在连接电路过程中开关需要________(选填“闭合”或“断开”),开关闭合后电路发生了________(填“短路”或“断路”或“通路”),要使灯泡能发光,需拆除导线________(选填“①”、“②”、“③”或者“④”)。
【答案】断开 短路 ③
【详解】为防止接线过程中误触导通电路、损坏元件,连接电路时开关必须断开;
由图可知,开关闭合后,电流不经过用电器直接通过导线③、开关、导线④连通电源正负极,故电路发生短路;
要使灯泡发光,需拆除导线③,使电流依次经过灯泡、开关形成通路。
随堂巩固
【随堂巩固】
1.下列物品中,通常情况下属于导体的是( )
A.玻璃杯 B.不锈钢锅 C.塑料勺 D.干木棒
【答案】B
【详解】通常情况下,金属类物质为导体,玻璃、塑料、干燥木棒为绝缘体。
A.玻璃杯为玻璃材质,属于绝缘体,故A不符合题意;
B.不锈钢锅为金属合金,属于导体,故B符合题意;
C.塑料勺为塑料材质,属于绝缘体,故C不符合题意;
D.干木棒为干燥木材,属于绝缘体,故D不符合题意。
故选B。
2.在电影《哪吒2》中,哪吒与能够化身为电的对手战斗时,将周围的水凝结成冰,成功限制了对手的瞬移能力。下列选项中,正确解释“冰不导电”这一现象的是( )
A.冰的温度过低,导致电子无法移动 B.冰的密度比水小,无法形成回路
C.冰是绝缘体,导电能力弱 D.冰的分子停止运动,阻止电荷传递
【答案】C
【详解】A.导体导电依靠自由移动的电荷,温度低不会导致电子无法移动,金属在低温环境下仍可导电,故A不符合题意;
B.密度是物质质量与体积的比值,是物质的固有属性,和导电能力无关联,故B不符合题意;
C.冰属于绝缘体,内部自由移动的电荷极少,导电能力弱,故C符合题意;
D.一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,冰的分子不会停止运动,故D不符合题意。
故选C。
3.将下列物体分别接入如图所示的电路M和N两点之间,闭合开关后,其中电流表有示数的一组是( )
A.糖水、湿毛巾 B.醋、塑料尺
C.食用油、食盐水 D.酱油、铅笔芯
【答案】D
【详解】A.糖水属于绝缘体,接入后电路断路,电流表无示数,故A不符合题意;
B.塑料尺属于绝缘体,接入后电路断路,电流表无示数,故B不符合题意;
C.食用油属于绝缘体,接入后电路断路,电流表无示数,故C不符合题意;
D.酱油和铅笔芯均属于导体,接入后电路导通,电流表有示数,故D符合题意。
故选D。
4.如图所示,甲、乙为两个相同的验电器,甲带正电,乙不带电,若用一带绝缘柄的金属棒把甲和乙的金属球连接起来,则( )
A.甲验电器失去电子 B.金属棒中始终有电流
C.瞬时电流方向从甲流向乙 D.甲的金属箔张开的角度增大
【答案】C
【详解】A.甲带正电说明缺少电子,连接后乙中的自由电子转移到甲,甲得到电子,故A错误;
B.电荷定向移动会形成电流,若电荷转移完毕后,金属棒中将无电流,故B错误;
C.甲和乙的金属球连接起来后,自由电子从乙流向甲,电流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,故瞬时电流方向从甲流向乙,故C正确;
D.甲得到电子,所带正电荷量减少,金属箔张开的角度会减小,故D错误。
故选C。
5.关于导电和带电,下列说法正确的是( )
A.导体容易导电是因为导体内有大量的电子
B.加油站的静电释放器由玻璃或陶瓷制成
C.行驶的汽车很容易和空气摩擦带上负电荷,当人手拉车门时会产生从车到手的电流
D.有的物体不容易导电,但能够带电
【答案】D
【详解】A.导体容易导电是因为导体内有大量可自由移动的电荷,并非所有电子都能自由移动,故A错误;
B.静电释放器需用导体制成,才能将静电导入大地,玻璃、陶瓷是绝缘体无法导走静电,故B错误;
C.物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,与负电荷定向移动方向相反,车带负电,负电荷从车转移到手,因此电流方向为从手到车,故C错误;
D.绝缘体如橡胶、玻璃等,不容易导电,但摩擦后可以得失电子带电,故D正确。
故选D。
6.如图所示,用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时,金属球b也带上负电,则下列说法正确的是( )
A.a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向b→a
B.b上的一些电子转移到a上,瞬时电流方向a→b
C.b上的一些原子核转移到a上,瞬时电流方向b→a
D.a上的一些原子核转移到b上,瞬时电流方向a→b
【答案】A
【详解】带负电的物体a带有多余电子,当接触不带电的验电器的金属球b时,a上的一部分电子转移到b上;电流的方向与电子定向移动的方向相反,因此瞬时电流方向为b→a,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.许多蔬菜、水果都可以做成电池。如图所示的电路中,闭合开关后LED发光。下列说法正确的是( )
A.铜片是电池的负极 B.LED是用半导体材料制成的
C.水果电池供电时将电能转化为化学能 D.导线AB中电流的方向是由B到A
【答案】B
【详解】A.由题可知,闭合开关,发光二极管发光,根据发光二极管具有单向导电性可知,铜片是水果电池的正极,锌片是负极,故A错误;
B.半导体材料的导电性介于导体与绝缘体之间,LED的材料主要是半导体,故B正确;
C.水果电池供电时,消耗化学能,产生电能,将化学能转化为电能,故C错误;
D.在电源外部,电流从正极流向负极,即从铜片流向锌片,导线AB中电流方向是由A到B,故D错误。
故选 B。
8.在“探究串联电路特点”的实验中,小明连接了如图所示的电路。闭合开关后,他发现两个灯泡和均不发光。为了排查故障,他首先用一根导线并联在灯泡两端,观察到仍然不发光;随后他将导线并联在灯泡两端,此时立刻发光。根据以上操作及现象,可以判断电路的故障是( )
A.灯泡的灯丝断了 B.灯泡的灯丝断了
C.开关S接触不良 D.电源没有电了
【答案】B
【详解】由图可知,L1与L2是串联电路,闭合开关S后,L1、L2都不亮,说明电路中有断路故障。导线连接L1两端时两灯仍不发光,这说明故障出现在除L1以外的部分;导线连接 L2 两端时,L1 发光、L2 不发光,说明电路是通路,所以故障是L2断路。电源不可能没有电了,没有电,操作过程灯不会亮。
故选B。
9.如图所示,将一带电体接触带正电的验电器时,若金属箔张角变大,说明带电体是带__________电的;用手接触验电器的金属球后金属箔片闭合,这说明人体是__________(选填“导体”或“绝缘体”)。
【答案】正 导体
【详解】验电器带正电,金属箔张角变大说明其正电荷量增多,故带电体带正电;
手接触金属球后金属箔闭合,说明电荷可通过人体转移,故人体是导体。
10.春节期间葫芦岛爱心公园举办了灯展活动,其中会开花的路灯(如图所示),更增添了节日趣味。当人经过时,路灯能够自动感知人体发出的______________外线,启动电机带动充气装置,向气膜中输入空气。气膜膨胀使“花瓣”绽放,同时点亮花灯,给人带来新奇和美观的体验。
【答案】红
【详解】人体会向外辐射红外线,红外线传感器可以感知人体发出的红外线,从而触发电路,控制路灯启用。
11.如图甲所示,闭合开关后,通过灯L的电流方向是从______;如图乙所示,实心点代表电子,箭头是其运动方向,则该金属导体中的电流方向是从______(均选填“A到B”或“B到A”)。
【答案】
A到B
B到A
【详解】电源外部电流从正极流向负极,故通过灯L的电流方向为A到B;
金属导体中电流方向与自由电子定向移动方向相反,电子定向移动方向为A到B,故该金属导体中的电流方向为B到A。
12.如图所示,当带电体接触验电器的金属球时,若带电体带正电荷,则发生转移的自由电子的转移方向为________(选填“从金属杆转移到金属箔上”、“从金属箔转移到金属杆上”)。
【答案】从金属箔转移到金属杆上
【详解】带电体带正电,缺少电子。当它接触验电器金属球时, 正电荷不能移动,实际移动的是自由电子。 验电器(金属球、金属杆、金属箔)上的自由电子,会被带正电的物体吸引,从金属箔→金属杆→金属球,转移到带电体上。 所以自由电子转移方向是从金属箔转移到金属杆上。
13.在干燥环境中,有两个相同且不带电的验电器甲和乙。先将毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器甲的金属球,再用石墨棒连接甲、乙验电器的金属球,观察到验电器乙的金属箔片张开,此现象说明石墨棒是_________(选填“导体”或“绝缘体”),用石墨棒连接两金属球的瞬间,电流方向由_________(选填“乙到甲”或“甲到乙”)。
【答案】 导体 乙到甲
【详解】用石墨棒连接甲、乙验电器金属球后乙的金属箔片张开,说明有电荷通过石墨棒转移,故石墨棒是导体;
因毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,接触甲后甲带负电,连接瞬间负电荷从甲定向移动至乙,由电流方向与负电荷定向移动方向相反可知,电流方向由乙到甲。
14.在学习了电路连接的基本方式后,小红连接了如图所示的电路图进行实验,将灯泡L2两端的接线柱用一根导线相连接,闭合开关S,灯泡L2将______(选填“发光”或“不发光”)。为了让两盏灯同时熄灭,小红认为可以不断开开关,而用一根导线同时连接灯泡L1左端和灯泡L2右端的接线柱即可。根据所学知识判断小红能不能这样操作并说明理由:______________。
【答案】 不发光 不能,会造成电源短路,损坏电源。
【详解】将灯泡L2两端的接线柱用一根导线相连接,闭合开关S,灯泡L2被短路,灯泡L2将不发光;
若用一根导线同时连接灯泡L1左端和灯泡L2右端的接线柱,会造成电源短路,损坏电源,故小红不能这样操作。
15.根据如图所示的实际电路,在虚线框内画出对应电路图。
【答案】
【详解】由实物图可知,电流从电源正极出发,依次连接灯泡、开关、灯泡,最终回到电源负极,据此作图。
16.如图,是小刚连接的电路,出现了错误。在接错的那根导线上打一个“×”,表示这根导线不要,再把正确接法的导线画出来。
【答案】
【详解】由图知,电源没有连入电路中,应该正、负两极分别接入,形成完整回路,修改后如图所示。
17.(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物连接起来。(导线不许交叉)
(2)根据下面的实物图在虚线方框内画出对应的电路图。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由电路图可知,电铃和灯泡并联,上面的开关位于电铃支路,下面的开关位于干路,然后与电源串联组成电路,从电源的正极出发,依次串联下面的开关、灯泡回到电源的负极,然后把电铃和上面的开关串联后并联在灯泡两端。据此作图。
(2)两个灯泡、并联,开关在干路控制整个电路,开关在的支路上,仅控制。据此作图。
18.二极管是一种电子元件,当电流由二极管的正极流向负极时,二极管发光;反之,电流不能从二极管的负极流向正极,二极管不发光。如图,将苹果、二极管接入电路,闭合开关后发光二极管发光。
(1)苹果电池工作时,把____________能转化为____________能;二极管工作时,把____________能转化为____________能。
(2)在如图的括号中标出整个水果电池两端的正极和负极,并用箭头在导线Q上标出电流的方向。
(3)图中把原发光的发光二极管两脚对调后再接入电路,开关闭合后发现二极管____________(选填“亮”、“不亮”)。
【答案】(1) 化学 电 电 光
(2)
(3)不亮
【详解】(1)苹果电池属于化学电源,依靠内部物质的化学反应提供电能,因此工作时将储存的化学能转化为电能;
发光二极管通电后发光发热,是将输入的电能转化为光能(同时伴随少量内能)。
(2)由于二极管仅允许电流从正极流向负极,所以最左侧苹果的铜片(黑色金属电极)端为水果电池的正极,最右侧苹果的锌片(银色金属电极)端为水果电池的负极;导线Q(连接二极管负极到苹果的锌片端的这段导线)上的电流方向为从二极管负极指向苹果的锌片端,也就是从下向上沿该导线流向苹果的锌片端。
(3)二极管具有单向导电性,仅允许电流从正极流向负极,将二极管两脚对调后,电流方向和二极管允许的导通方向相反,电路相当于断路,因此二极管不亮。
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15.2 电流和电路(知识解读)
【新教材人教版】
题型归纳
【题型1 电流方向的规定】 2
【题型2 电路中获得持续电流的条件】 3
【题型3 生活中常见的导体与绝缘体】 4
【题型4 导体与绝缘体的区别与联系】 5
【题型5 电源的种类及能量转化】 7
【题型6 电路的组成部分及其作用】 8
【题型7 根据实物图画电路图与对照电路图连接实物】 9
【题型8 通路的连接情况及电路特点】 11
【题型9 断路的电路连接情况及电路特点】 12
【题型10 短路的电路连接情况及短路的危害】 13
【随堂巩固】 14
考点1
电流
1、电流
电流的形成
电荷的定向移动形成了电流
电流的方向
(1)物理学中,把正电荷移动的方向规定为电流的方向
(2)在电源外部,电流是沿着电源正极→开关→用电器→电源负极的方向流动的
(3)正负电荷定向移动都可以形成电流,但负电荷定向移动的方向与电流方向相反
获得持续电流的条件
①电路中有电源;
②电路为通路
特别注意:判断电流方向时,要明确以下三点:(1)发生定向移动的是什么电荷;(2)此电荷从哪个物体转移到哪个物体上;(3)如果定向移动的电荷是正电荷,则电流方向与该电荷移动的方向相同;如果定向移动的电荷是负电荷,则电流方向与该电荷移动的方向相反。
2、电流形成的原因
(1)电流是电荷的定向移动形成的;在导体中,大量的自由电荷通常情况下做无规则运动,此时不会形成电流,只有当这些自由电荷发生了定向移动才能形成电流。
(2)形成电流的电荷有:正电荷、负电荷,酸、碱、盐的水溶液中是正、负离子,金属导体中是自由电子,球面显示器中电子枪的电子流等。
特别注意:电荷必须定向移动才能形成电流,而电荷有两种,正电荷和负电荷;正电荷定向移动可以形成电流,负电荷定向移动可以形成电流,还可以是正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流。
3、电流的大小
(1)定义:物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流,每秒内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大(强);
(2)公式:电流用符号“I”表示,若“Q”表示电荷量,“t”表示时间,则,公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s);
【题型1 】
【例1】如图所示,两只水果提供的电力足以点亮一只发光二极管,此时水果相当于______。若金属导线AB中的自由电荷从B向A定向移动,则该金属导线中的电流方向_______(选填“①:由A到B”或“②:由B到A”)。
【变式1-1】如图所示,甲、乙两个验电器,甲不带电,乙与被丝绸摩擦过的玻璃棒接触过,用金属杆将甲、乙连接起来,下列说法正确的是( )
A.电流方向是从乙到甲,正电荷的运动方向是从乙到甲
B.电流方向是从甲到乙,正电荷的运动方向是从乙到甲
C.电流方向是从甲到乙,自由电子运动方向是从甲到乙
D.电流方向是从乙到甲,自由电子运动方向是从甲到乙
【变式1-2】下列关于电流的说法,正确的是( )
A.电荷只要移动就能形成电流
B.电荷只有定向移动才能形成电流
C.电流的方向与电子定向移动的方向相同
D.电路中电流方向一定由电池负极流向正极
【变式1-3】我们穿运动鞋的鞋底大多由橡胶制成,它属于___________(选填“A.导体”或“B.绝缘体”)。秋冬季节,身上干燥的羊毛、化纤材质的衣物之间摩擦后,会让人体积累电荷。如图所示,若人体带负电,手指触碰金属门把手时的电流方向是___________(选填“A.从手到门把手”或“B.从门把手到手”)。
【题型2 电路中获得持续电流的条件】
【例2】关于电流,下列说法中正确的是( )
A.只要金属中有自由电荷就能形成电流 B.电路中有了电池就能形成电流
C.正、负电荷定向移动都可以形成电流 D.只有正电荷定向移动才能形成电流
【变式2-1】如图所示的四种情境,说法错误的是( )
A.甲图,闭合开关后发现灯泡能发光,说明铅笔芯是导体
B.乙图,用丝绸摩擦过的两根玻璃棒靠近时,会相互排斥
C.丙图,导线中的电流方向与自由电子的定向移动方向相反
D.丁图,用带有绝缘柄的铜棒把带正电的验电器A和不带电的验电器B连接起来,铜棒上会产生从B到A的持续电流
【变式2-2】只有电路_______时,电路中才有电流,在电源外部,电流沿着“_______一用电器一_______”的方向流动。
【变式2-3】在如图所示电路中,闭合开关,小灯泡发光,电路中有持续的电流,说明______是形成电流的原因,能推动电荷定向流动;电路中能够提供这种推动作用的元件是______。
考点2
导体和绝缘体
1、导体和绝缘体
能量形式
导体
绝缘体
定义
善于导电的物体
不善于导电的物体
特征
容易导电
不容易导电
原因
有大量的自由电荷
只有少量的自由电荷
常见的材料
金属、人体、大地、食盐水溶液、石墨
橡胶、塑料、陶瓷、玻璃、食用油
2、导体容易导电的原因导体内部有大量的能自由移动的电荷.金属中自由移动的电荷是自由电子,酸、碱、盐的水溶液中自由移动的电荷是正、负离子。
特别注意:
(1)导体与绝缘体并没有绝对的界限,在一定条件下,绝缘体可以变成导体,如干燥的木棒是绝缘体,而潮湿的木棒就变成了导体。
(2)导电与带电的区别:导电过程是自由电荷定向移动的过程,导电体是导体;带电过程是电子得失的过程,能带电的物体可以是导体,也可以是绝缘体。
【题型3 与绝缘体】
【例3】图中所示的物品中,通常情况下属于导体的是( )
A.橡胶手套 B.钢制勺子
C.塑料梳子 D.玻璃水杯
【变式3-1】下列物质中都是导体的是( )
A.人体、空气、大地、玻璃 B.塑料、金属、干木棒、盐水
C.盐水、陶瓷、食用油、橡胶 D.石墨、人体、金属、盐水
【变式3-2】现有橡皮、盐水、水银、塑料尺、铅笔芯五种物品,请将它们分类,其中水银和________属于一类,因为都是________(选填“导体”或“绝缘体”)。
【变式3-3】美国攻打伊拉克时,用一种石墨炸弹破坏了该国的供电设施,因为石墨是__________(选填“导体”或“绝缘体”),飘落到供电设备上会造成__________(选填“短路”或“断路”),从而使供电系统瘫痪。
【题型4 】
【例4】关于导体和绝缘体,下列说法正确的是( )
A.不带电的物体叫绝缘体
B.存在大量可以自由移动的电荷的物体叫导体
C.导体中有大量的电子,所以能导电
D.绝缘体就是在任何条件下都不能导电的物体
【变式4-1】下面一组都属于绝缘体是( )
A.陶瓷 人体 橡胶 B.塑料 玻璃 陶瓷
C.大地 陶瓷 人体 D.金属 石墨 大地
【变式4-2】如图所示,玻璃吸盘车利用硅胶吸盘来搬运玻璃。吸盘能吸附在玻璃上是利用________的作用:硅胶是________(选填“导体”或“绝缘体”),可以在带电作业场景中更安全。
【变式4-3】有些建筑物的顶端有避雷针,避雷针是针状金属物,它是_______(选填“导体”或“绝缘体”)。它可以利用尖端放电,把云层所带的电荷导入大地。若云层带正电,那么尖端放电时,避雷针中自由电子的运动方向是_______(选填“从云层到大地”或“从大地到云层”)。
考点3
电路与电路图
1、电路:电路就是用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路;一个简单的电路包括电源、用电器、开关、导线四种基本电路元件。
2、电路的组成和各部分的作用:电路由电源、用电器、开关、导线四部分组成,缺少或不完整都会影响电路的正常工作。
作用
能量分析
举例
注意事项
电源
提供电能,使电路中有持续的电流
将其他形式转化为电能
干电池、发电机
用电器标有“+”的接线柱与电源正极相连,标有“-”的接线柱与电源负极相连
用电器
利用电能工作的装置
工作时将电能转化为其他形式能
点灯、电炉、电视机、电冰箱等
开关
用来接通或断开电路,起控制电路通断作用
—
家中点灯开关、闸刀开关、声控开关、光控开关
开关接入电路时应断开
导线
将电源、用电器、开关连接起来,形成电流的通路
输送电能
电脑的电源线、插座的电线、实验室中的各种导线
导线要连接到电路元件接线柱上;不能导线将电源正负极直接连接起来
3、电源:提供电能的装置,将其他形式的能转化为电能。
(1)干电池:干电池是日常生活中使用最多的直流电源,从手电筒、电动玩具、照相机、计算器到家用电器的遥控器,都需用干电池为它们提供电能。
(2)蓄电池:蓄电池也是电池中的一种,它的作用是把有限的电能储存起来,便于在合适的地方使用,如应用于汽车、摩托车、通讯等。
能的转化:蓄电池在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。
特别注意:电路中有持续电流的条件
(1)只有电荷的定向移动才能形成电流;正电荷定向移动能形成电流,负电荷定向移动也能形成电流;形成电流的条件:一是有自由电荷,二是有外加电压。
(2)电路中有持续电流的条件是:电路中有电源;电路必须闭合。
4、电路图:为了便于研究,人们用图形符号表示电路元件;用符号表示电路元件连接的图叫电路图。
5、常见的电路元件符号
6、电路图与实物图:电路图与实物图是不同的。电路图是用规定的符号表示电路连接情况的图;实物图是用实物元件表示电路连接情况的图。
7、画电路图时的注意事项
(1)电路元件符号用统一规定的符号。
(2)连线时应横平竖直,呈方形。
(3)各元件符号不要画在拐角处,且导线尽量避免交叉。
(4)线路要连接到位,中间不能有断点。
(5)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置一致。
(6)元件做好标注,如L、S等。
(7)同一电路中涉及多个相同元件,加下标进行区别,如S1、S2等。
(8)画电路图时,一般从电源的正极开始,沿电流的方向依次画出元件符号,并用导线连接起来。
(9)导线交叉相连时要画实心点,实物图中导线不能交叉,电路图中导线可以交叉,但尽量不要交叉。
【题型5 】
【例5】华为手机拥有反向无线充电的技术。将华为手机甲置于手机乙上,就能用手机乙给手机甲充电,此时的甲手机相当于电路中的___________,乙手机的能量转化主要是___________。
【变式5-1】如图所示电路,闭合开关,小灯泡正常发光,下列分析正确的是( )
A.电流经过灯泡时的方向是从B流向A
B.电路中的电流是由于正电荷移动形成
C.把A、B接线柱用导线连在一起时灯泡会烧坏
D.电池在使用时,将电能转化为化学能
【变式5-2】中国力争在2030年前实现“碳达峰”。为了践行绿色低碳发展,我市推行纯电动汽车(如图)。汽车蓄电池充电过程中( )
A.作为电源在使用 B.主要是机械能转化为电能
C.主要是电能转化为化学能 D.充电桩相当于用电器
【变式5-3】用充电宝给手机充电时,充电宝相当于电路中的 __________ (选填“用电器”或“电源”);给 手机充电的过程,主要是将电能转化为 __________ 能;过一会儿,充电器发烫,这是电流通过__________(选填“做功”或“热传递”)的方式增大了物体的内能。
【题型6 】
【例6】如图为宾馆房间的取电房卡。插入房卡,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______。在房间内用充电宝给手机充电时,充电宝的作用相当于电路元件中的______,过程中发生的能量转化为______。
【变式6-1】如图所示,是2025世界人工智能大会中在“智造车间坊”勤勤恳恳“打工”的人形机器人,该人形机器人采用锂电池供电,给锂电池充电时,锂电池相当于电路中的( )
A.电源 B.用电器 C.开关 D.导线
【变式6-2】关于电路,下列说法中错误的是( )
A.当给手机电池充电时,手机电池是电源
B.开关控制电路的通、断
C.一个基本电路由电源、用电器、开关、导线组成
D.如果直接用导线将电源两极相连,会造成短路
【变式6-3】2025年12月,新国标电动车进入我们的生活了,如图所示,它具有轻便、节能、环保等特点。车钥匙相当于电路中的________;给电动车充电时,电瓶相当于________(选填“电源”或者“用电器”)。
【题型7 与】
【例7】根据如图所示的电路,画出电路图。
【变式7-1】盲人的手电筒坏了,小明拆开手电筒,了解到手电筒的内部构造如图所示(弹簧相当于导线),请在虚线框内画出对应的电路图。
【变式7-2】如图所示,在虚线框内画出实物电路对应的电路图。
【变式7-3】如图所示,根据电路图,请用笔画线代替导线将实物图连接完整。
考点4
电路的三种状态
1、电路的三种状态:通路、断路和短路
电路状态
定义
特点
通路
正常接通的电路,即用电器能够工作的电路
电路中有持续电流,用电器工作
断路
某处被切断的电路
电路中无电流,用电器不工作
短路
直接用导线将电源的正负极连接起来的电路
(1)用电器不工作,电路中有很大的电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘层,引发火灾;
(2)电源短路时用电器不会被烧坏
2、用电器被短接与电源短路的区别与联系
用电器被短接
电源短路
区别
用电器被短接时,用电器中无电流通过,被短接的用电器不工作
电源短路时,电源、导线中会产生较大的电流,会烧坏导线和电源
联系
(1)某些情况下,用电器被短接时允许的,但电源短路绝对不允许发生;
(2)当电路中只有一个用电器时,,如果该用电器被短接,闭合开关,就一定会造成电源短路
3、常见断路、短路的原因
电路故障
产生原因
结果
断路
开关未闭合,导线断裂、接头松脱等
电路中无电流,用电器不工作
短路
电源短路:导线不经过用电器直接跟电源两极相连
轻则烧坏导线和电源,重则引起火灾
特别注意:
(1)电源短路,导线将电源的正、负极连接起来,发生短路.电路中的电流很大,极有可能将电源也烧坏,电源短路是一种有危害的连接方式,在电路的连接中是不允许出现的。
(2)局部短路,也叫短接,如图所示,开关闭合,灯泡L1被短路,不亮,灯泡L2亮.局部短路没有危害,只是被短路的用电器不能工作。
【题型8 】
【例8】某同学家新房装修时,墙体中穿管的三根相同的电线绞在一起无法区分(如图甲),该同学利用所学电学知识设计了能够区分三根电线的“测量仪”(如图乙)。他先将A、B连在一起时,再将“测量仪”连接在X、Z两端,灯泡发光;然后将B、C连在一起时,再将“测量仪”连在X、Y两端,灯泡发光。则下列说法正确的是( )
A.A和X是同一根电线 B.A和Z是同一根电线
C.B和Y是同一根电线 D.C和Z是同一根电线
【变式8-1】在初次连接电路时,小组成员分别连接了如下电路。两个小灯泡都能正常工作的电路是( )
A. B.
C. D.
【变式8-2】如图:闭合,断开为______________;、都闭合为______________。(均选填“通路”“断路”或“短路”)
【变式8-3】如图是一个定时炸弹的引爆装置,S是定时开关,设定的起爆时间一到,定时开关S会自动断开。为使起爆器不工作,拆弹专家应在___________(选填“a”或“b”)处剪断导线。拆除炸弹前指示灯L___________(选填“发光”或“不发光”)。
【题型9 断路的电路连接情况及电路特点】
【例9】如图所示的电路中,开关处于图示状态时,电路处于_________状态;若闭合开关,此时电路中电流的方向是_________(用图中字母表示);如果不小心把、两个接线柱用导线接在一起,则会造成灯泡_________(第一、三两空均填“通路”“断路”或“短路”)。
【变式9-1】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,发现两灯均不亮。于是他用一根导线分别连接到ab、bc、cd和ac两点,灯L1、L2均不发光,再用导线连接到bd两点时,灯L1发光,L2不发光。由此判定电路的故障是( )
A.灯L2与开关S均开路 B.灯L2开路
C.灯L1与开关S均开路 D.开关S开路
【变式9-2】如图所示的电路中,小灯泡、规格相同,闭合开关S后,发现发光,不亮。此电路的故障可能是( )
A.灯短路 B.灯短路 C.灯断路 D.灯断路
【变式9-3】如图所示,当开关闭合,断开时,电路处于____________状态;当开关断开,闭合时,电路处于____________状态;当开关、都闭合时,电路处于____________状态。(均选填“通路”“断路”或“短路”)
【题型10 】
【例10】通常我们所说的开灯是指___________(选填“断开”或“闭合”)开关。如图所示,把导线接在小灯泡两端,闭合开关,你会看到二极管___________(选填“发光”或“不发光”),小灯泡被___________。
【变式10-1】如图所示电路中,开关S可以与1、2、3三个触点接通构成不同的电路,闭合开关,开关S接通不同的触点,下列说法错误的是( )
A.开关S接通触点1时,灯泡不发光
B.开关S接通触点2时,电路开路
C.开关S接通触点3时,灯泡中没有电流流过
D.若开关断开,S接任一触点,电路中两小灯泡均不发光
【变式10-2】如图所示电路,当开关S闭合后只有灯发光,则灯不亮的原因可能是( )
A.灯灯丝断了 B.灯被短路
C.电源接触不良 D.开关接触不良
【变式10-3】在学习电路时,小明连接的电路如图所示,在连接电路过程中开关需要________(选填“闭合”或“断开”),开关闭合后电路发生了________(填“短路”或“断路”或“通路”),要使灯泡能发光,需拆除导线________(选填“①”、“②”、“③”或者“④”)。
随堂巩固
【随堂巩固】
1.下列物品中,通常情况下属于导体的是( )
A.玻璃杯 B.不锈钢锅 C.塑料勺 D.干木棒
2.在电影《哪吒2》中,哪吒与能够化身为电的对手战斗时,将周围的水凝结成冰,成功限制了对手的瞬移能力。下列选项中,正确解释“冰不导电”这一现象的是( )
A.冰的温度过低,导致电子无法移动 B.冰的密度比水小,无法形成回路
C.冰是绝缘体,导电能力弱 D.冰的分子停止运动,阻止电荷传递
3.将下列物体分别接入如图所示的电路M和N两点之间,闭合开关后,其中电流表有示数的一组是( )
A.糖水、湿毛巾 B.醋、塑料尺 C.食用油、食盐水 D.酱油、铅笔芯
4.如图所示,甲、乙为两个相同的验电器,甲带正电,乙不带电,若用一带绝缘柄的金属棒把甲和乙的金属球连接起来,则( )
A.甲验电器失去电子 B.金属棒中始终有电流
C.瞬时电流方向从甲流向乙 D.甲的金属箔张开的角度增大
5.关于导电和带电,下列说法正确的是( )
A.导体容易导电是因为导体内有大量的电子
B.加油站的静电释放器由玻璃或陶瓷制成
C.行驶的汽车很容易和空气摩擦带上负电荷,当人手拉车门时会产生从车到手的电流
D.有的物体不容易导电,但能够带电
6.如图所示,用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时,金属球b也带上负电,则下列说法正确的是( )
A.a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向b→a
B.b上的一些电子转移到a上,瞬时电流方向a→b
C.b上的一些原子核转移到a上,瞬时电流方向b→a
D.a上的一些原子核转移到b上,瞬时电流方向a→b
7.许多蔬菜、水果都可以做成电池。如图所示的电路中,闭合开关后LED发光。下列说法正确的是( )
A.铜片是电池的负极 B.LED是用半导体材料制成的
C.水果电池供电时将电能转化为化学能 D.导线AB中电流的方向是由B到A
8.在“探究串联电路特点”的实验中,小明连接了如图所示的电路。闭合开关后,他发现两个灯泡和均不发光。为了排查故障,他首先用一根导线并联在灯泡两端,观察到仍然不发光;随后他将导线并联在灯泡两端,此时立刻发光。根据以上操作及现象,可以判断电路的故障是( )
A.灯泡的灯丝断了 B.灯泡的灯丝断了
C.开关S接触不良 D.电源没有电了
9.如图所示,将一带电体接触带正电的验电器时,若金属箔张角变大,说明带电体是带__________电的;用手接触验电器的金属球后金属箔片闭合,这说明人体是__________(选填“导体”或“绝缘体”)。
10.春节期间葫芦岛爱心公园举办了灯展活动,其中会开花的路灯(如图所示),更增添了节日趣味。当人经过时,路灯能够自动感知人体发出的______________外线,启动电机带动充气装置,向气膜中输入空气。气膜膨胀使“花瓣”绽放,同时点亮花灯,给人带来新奇和美观的体验。
11.如图甲所示,闭合开关后,通过灯L的电流方向是从______;如图乙所示,实心点代表电子,箭头是其运动方向,则该金属导体中的电流方向是从______(均选填“A到B”或“B到A”)。
12.如图所示,当带电体接触验电器的金属球时,若带电体带正电荷,则发生转移的自由电子的转移方向为________(选填“从金属杆转移到金属箔上”、“从金属箔转移到金属杆上”)。
13.在干燥环境中,有两个相同且不带电的验电器甲和乙。先将毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器甲的金属球,再用石墨棒连接甲、乙验电器的金属球,观察到验电器乙的金属箔片张开,此现象说明石墨棒是_________(选填“导体”或“绝缘体”),用石墨棒连接两金属球的瞬间,电流方向由_________(选填“乙到甲”或“甲到乙”)。
14.在学习了电路连接的基本方式后,小红连接了如图所示的电路图进行实验,将灯泡L2两端的接线柱用一根导线相连接,闭合开关S,灯泡L2将______(选填“发光”或“不发光”)。为了让两盏灯同时熄灭,小红认为可以不断开开关,而用一根导线同时连接灯泡L1左端和灯泡L2右端的接线柱即可。根据所学知识判断小红能不能这样操作并说明理由:______________。
15.根据如图所示的实际电路,在虚线框内画出对应电路图。
16.如图,是小刚连接的电路,出现了错误。在接错的那根导线上打一个“×”,表示这根导线不要,再把正确接法的导线画出来。
17.(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物连接起来。(导线不许交叉)
(2)根据下面的实物图在虚线方框内画出对应的电路图。
18.二极管是一种电子元件,当电流由二极管的正极流向负极时,二极管发光;反之,电流不能从二极管的负极流向正极,二极管不发光。如图,将苹果、二极管接入电路,闭合开关后发光二极管发光。
(1)苹果电池工作时,把____________能转化为____________能;二极管工作时,把____________能转化为____________能。
(2)在如图的括号中标出整个水果电池两端的正极和负极,并用箭头在导线Q上标出电流的方向。
(3)图中把原发光的发光二极管两脚对调后再接入电路,开关闭合后发现二极管____________(选填“亮”、“不亮”)。
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