第十五章 电流和电路《重难点培优讲义》单元复习2026-2027学年人教版九年级物理上册
2026-10-05
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内容正文:
第15章 电流和电路
题型一 摩擦起电、电荷间的相互作用
题型二 电流
题型三 导体和绝缘体
题型四 电路和电路
题型五 通路 断路 短路
题型六 串联和并联
题型七 电路设计
题型八 电流的测量
题型九 串并联电路中电流的规律
A组 基础过关
B组 提升拔高
C组 思维创新
第1节 两种电荷
一、摩擦起电
1. 摩擦起电现象:用摩擦的方法使物体带电叫作摩擦起电。
2. 带电体性质:带电的物体能吸引轻小物体。
二、电荷间的相互作用
1.两种电荷:
(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫作正电荷;
(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫作负电荷。
2. 电荷间的相互作用规律
同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
3.电荷量:
(1)定义:电荷的多少叫作电荷量,用字母Q表示。
(2)单位:库仑,简称库,符号C。
4.验电器
(1)验电器的作用:检验物体是否带电。
(2)验电器的构造:金属球、金属箔、金属杆、金属罩、绝缘垫等。
(3)工作原理:同种电荷互相排斥。
(4)使用方法:将被检验的物体与验电器的金属球接触,如果验电器的两片金属箔张开一定角度,则说明物体带电。
(5)注意事项:①验电器能大概地比较物体带电的多少。
金属箔张开的角度越大,说明带电体带的电荷越多。
②验电器可以检验物体带电的种类。
先使验电器带上某种已知的电荷,使两片金属箔张开一定的小角度,再由被检验物体靠近验电器的金属球。
三、摩擦起电的原因
1. 原子的核式结构:
(1)原子由原子核和核外电子组成。
(2)电子电子是带有最小负电荷的粒子。带电量e=1.6×10-19C,任何带电体所带电荷都是e的整数倍。
(3)原子整体不显电性
原子核所带正电荷与核外所有电子所带的负电荷数量相等时,原子不显电性。
2.摩擦起电实质
摩擦起电不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开。
四、静电的防止和利用
1. 静电现象
物体摩擦后聚集了大量的电荷,电荷间会发生剧烈的作用,这便是静电现象。
2. 静电的利用
静电现象在生产、生活中有广泛应用,如静电复印、静电拖把、静电喷涂、静电植绒、净化空气等。
3. 静电的危害和防止
(1)静电的危害
a.爆炸和火灾:在易燃易爆环境(如加油站、化工车间)中,静电火花释放的能量可能引燃可燃气体、粉尘或液体,导致严重事故。
b.人体电击:静电放电对人体产生瞬间刺痛感,虽无致命伤害,但可能导致坠落、机械误操作等其他伤害。
c.生产损害与设备故障:静电导致粉体堵塞管道、印刷品质量下降或纸张粘连;静电放电可击穿半导体元件,造成计算机故障或数据丢失。
(2)静电的防止
a.控制静电的产生:限制流体流速,减少摩擦起电;避免使用化纤材料,优先选择棉、麻等天然纤维衣物。
b.加快静电的消散:
接地处理:导体设备接地以泄放电荷;环境增湿:维持湿度40%-60%,减少电荷积累;使用抗静电剂或消除器:中和物体表面静电。
c.个体与场所防护:易燃场所穿戴防静电服、鞋靴,并设置触摸式接地装置;电子车间采用导静电地板和清洁环境,防止粉尘吸附。
第2节 电流和电路
一、电流
1.电流的形成: 电荷的定向移动形成电流。
2.获得持续电流的条件:
(1)有电池 (2)形成闭合回路
3.电流的方向
物理学规定,正电荷定向移动的方向为流方向。负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。
4.实际电路中的电流方向
(1)按照电流方向的规定,当开关闭合时,在电源外部,电流的方向是从电源正极经过开关、小灯泡流向电源负极。在电源内部,电流从电源负极流向电源正极。
(2)金属导线中的电流是由自由电子定向移动形成的,金属导线中的电流方向和自由电子定向移动的方向相反。
二、发光二极管
1.定义:发光二极管也叫LED,是一种电子元件,其两根引脚中较长的为正极,较短的为负极。具有单向导电的特点:电流只能从正极流入,从负极流出。
2.利用发光二极管判断电流方向:根据LED发光与否可以判断电路中是否有电流及电流的方向。
三、导体与绝缘体
定义
原因
举 例
导体
容易导电的物体
导体中存在自由电荷金属中的自由电荷是自由电子。
金属、人体、大地、石墨、酸碱盐溶液等。
绝缘体
不容易导电的物体
是因为电荷束缚在原子、分子之中,没有自由移动的电荷。
橡胶、 陶瓷、 玻璃、油、干木头塑料等。
导体和绝缘体没有绝对的界限。
如常温下是绝缘体的玻璃加热到红炽状态时,就变为导体。
四、电路的构成
1.电路的概念:
用导线把电源、开关、用电器连接起来组成电流的路径就叫电路。
2.电路的组成:一个完整的电路是由电源、开关、导线和用电器四部分组成。
3.电路中各元件的作用:
(1)电源:提供电能
(2)开关:控制电路的通断
(3)导线:连接元件,输送电能
(4)用电器:消耗电能
四、电路图
1.电路图:用统一规定的电路图形符号画出的电路就叫电路图。
2.电路元件表示符号:
3.电路图的标准画法:
(1)找到电源,从电源正(负)极出发,依次画出元件。
(2)电路元件的符号要用统一规定的符号,不能自造符号。
(3)导线要横平竖直,电路图通常呈长方形,导线要横平竖直,尽量避免导线交叉。
(4)合理安排元件符号,要均匀分布在电路图中,不能画在拐角处。
(5)要注意所画符号和实物的对应性,标上对应的字母。
五、通路 断路 短路
1.通路:正常接通的电路,即用电器能够工作的电路叫作通路。
2.断路:电路中如果某处被切断,电路中就不会有电流通过的电路叫作断路。
3.短路:由于错误的操作或故障,使导线不通过用电器直接跟电源两极连接,电路的这种状态,叫做短路。
发生短路情况
a.电源短路;
b.部分用电器短路。
第3节 串联电路和并联电路
一、串联和并联
1. 串联电路和并联电路
串联电路
并联电路
电路图
连接特点
逐个按序,首尾连接
并列接在电路两点间
电流路径
有且只有一条
至少有两条
各用电器是否相互影响
相互影响
互不影响
开关的作用
对电路的控制作用与位置无关
干路开关控制整个电路,支路开关控制所在支路的通断
2. 电路图与实物图的对应画法
(1)根据实物图画电路图
【串联电路】电源正极出发沿电流方向逐个用符号代替各实物元件,直至回到电源的负极,即“逐个顺次连接”。
【并联电路】找出电路中电流的分流点和汇流点,以这些点为分界,将电路分成几段来画的方法。
(2)根据电路图连接实物图
【串联电路】从电源正极出发,将各元件一一连接。
【并联电路】明确元件是在支路上还是在干路上,哪些元件在同一条支路上;根据“先串后并,先简单后复杂”的原则连接,即先连接简单的支路,然后确定好分支点和汇流点,再将其他支路连入电路。
二、生活中的电路
1. 生活中的串联电路
(1)家庭电路中的开关与用电器是串联的;
(2)烘托节日气氛的小彩灯是串联的。
2. 生活中的并联电路
(1)教室中的日光灯是并联的;
(2)街道上的路灯之间是并联的;
(3)家中的用电器(电灯、电视机、电冰箱等)是并联的。
3.串联与并联电路组合的实例
用来装饰居室、烘托节日欢乐气氛的彩色小灯泡,有些就是串联和并联组合而成的。
(1)节日彩灯中的两串(或多串)之间是怎么连接的?
并联。因为一串彩灯出现故障熄灭时,而另一串还照常亮。
(2)单独的一串彩灯中,各灯是怎么连接的?
串联。因为它们同时亮,同时灭。
第4节 电流的测量
一、电流的强弱
1. 电流的大小:单位时间内通过导体某一横截面的电荷的多少来表示电流的大小。
2. 电流的物理意义:表示电流强弱的物理量,通常用字母I表示。
3. 电流的单位:
(1)在国际单位制中:安培,简称安,符号A。
(2)常用单位有毫安(mA)、微安( μA )。
(3)单位换算:1A=1000mA 1mA=1000μA
4. 电流的单位:
二、电流的测量
1. 电流表
(1)电流表的作用:测量电路中电流的仪器。
(2)电流表的电路符号:
(3)电流表的构造:
2. 电流表的使用:
(1)使用前应调零,使指针指在零刻度线。
(2)必须将电流表和被测的用电器串联。
(3)电流必须从电流表的“+”接线柱流入,“-”接线柱从流出。
(4)必须正确选择电流表的测量范围。
“试触法”选量程:为避免电流过大损坏电流表,在不能事先估算电流的情况下,要先闭合开关然后迅速断开(叫作“试触”),看看在开关闭合的瞬间指针的偏转是否在最大测量值之内。
(5)不允许把电流表直接连到电源的两极。
第5节 串、并联电路中电流的规律
一、串联电路的电流规律
1. 实验:探究串联电路中各处电流的关系
进行实验:(1)根据如图所示的电路图,选择实验器材连接实验电路。将一只电流表串接在A处,闭合开关,读取电流表的示数,并记录;
(2)断开开关,再将此电流表分别串接在B处和C处,并分别读取电流表的示数,并记录。
(3)换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
实验数据:
实验结论:
串联电路中,电流处处相等(IC=IB=IA)
交流与合作:
(1)探究串联电路的电流规律时,为了简化操作,可在A、B、C三点各接一个电流表。
(2)换用不同规格的灯泡再做几次的目的:是为了避免特殊性使得出的结论具有普遍性。
(3)同一次实验过程中每个小灯泡的亮度可能不同,甚至不亮,但这不能说明各处电流不相等,可能是由各灯泡的规格不同造成的。
2. 串联电路的电流规律:
串联电路中的电流处处相等。数学表达式:I=I1=I2=... =In
二、串联电路的电流规律
1. 实验:探究并联电路中各处电流的关系
进行实验:(1)根据如图所示的电路图,选择器材连接实验电路。将一只电流表串接在 A处,闭合开关,读取电流表的示数,并记录数据;
(2)断开开关,再将此电流表分别串接在B处和C处,并分别读取电流表的示数并记录。
(3)换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
实验数据:
实验结论:
并联电路干路中的电流等于各支路中电流之和。即IA=IB +IC
交流与合作:
(1)探究串联电路的电流规律时,为了简化操作,可在A、B、C三点各接一个电流表。
(2)换用不同规格的灯泡再做几次的目的:是为了避免特殊性使得出的结论具有普遍性。
(3)同一次实验过程中每个小灯泡的亮度可能不同,甚至不亮,但这不能说明各处电流不相等,可能是由各灯泡的规格不同造成的。
2. 并联电路的电流规律:
并联电路干路中的电流等于各支路中电流之和。数学表达式:I=I1+I2+... +In
题型一 摩擦起电、电荷间的相互作用
【例1】如图所示,甲是用毛皮摩擦过的橡胶棒,此时橡胶棒 电子,乙和丙是两个泡沫小球,甲和乙、乙和丙相互作用时的场景分别如图所示,由此可判断:丙带 电。
【变式1-1】静电植绒是绒布生产的常见技术:植绒机产生数万伏的高压静电,静电容器中的绒毛带上负电荷,然后在被植绒布面喷涂上胶粘剂,移动喷头靠近被植绒布,绒毛在高压静电作用下从喷头中飞升到被植绒布面,呈垂直蓬松状植在涂有胶粘剂的布面。下列描述合理的是( )
A.静电容器壁内侧一定带正电荷
B.喷头中的绒毛带上负电荷,是由于绒毛失去了电子
C.被植绒布面一定带正电荷
D.绒毛呈垂直状植入,是因为绒毛带同种电荷,互相排斥
【变式1-2】用玻璃棒接触验电器的金属球,发现验电器的两片金属箔片迅速张开。下列关于这个现象的说法正确的是( )
A.说明玻璃棒带电 B.不能说明玻璃棒是否带电
C.接触金属球后,玻璃棒的电荷消失了 D.两片金属箔片带上了异种电荷
题型二 电流
【例2】如图所示,为两个相同的验电器,带正电,带负电,的金属箔张开的角度大于的金属箔张开的角度。若用一带绝缘柄的金属棒把和的金属球连接起来,则( )
A.电子从M转移到N B.金属棒中始终有电流
C.产生的电流方向从N流向M D.M的金属箔张开的角度减小
故选D。
【变式2-1】下列有关电流形成的说法中正确的是( )
A.只有正电荷定向移动才能形成电流
B.电路中有电源就一定有电流
C.正、负电荷同时向相反方向定向移动能形成电流
D.金属导体中,自由电子定向运动的方向,就是电流的方向
题型三 导体和绝缘体
【例3】下列关于物质的分类合理的一组是( )
A.铅笔芯、塑料薄膜、钢尺是导体
B.塑料、干木棒、陶瓷是绝缘体
C.铁、冰、玻璃是导体
D.蜡、食盐水、水银是绝缘体
【变式3-1】下面关于导体与绝缘体的说法正确的是( )
A.绝缘体既不能导电也不能带电
B.金属容易导电是因为内部有大量子的自由电子
C.导体内的电荷都会发生移动,所以导体能够导电
D.绝缘体不容易导电是因为绝缘体内没有电荷
题型四 电路和电路图
【例4】根据如图所示的实物连线图,画出对应的电路图(要求连线要横平竖直,尽量使电路图简洁美观)。
【变式4-1】用笔画线代替导线,根据电路图连接实物图。
题型五 通路 断路 短路
【例5】如图所示,当开关S1和S2都断开时,电路处于 状态;当S1闭合、S2断开时,电路处于 状态;当开关S1和S2都闭合时,电路处于 状态。
【变式5-1】如图所示,闭合开关后,小灯泡、都不亮,现用一根导线检查故障原因。当导线的两端接触A、B两点时,两小灯泡都不亮;接触B、C两点时,两小灯泡也不亮;接触C、D两点时,小灯泡亮,不亮。由此,下列判断中可能的是( )
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路 C.开关S断路 D.小灯泡断路
题型六 串联和并联
【例6】如图所示的电路图中,两灯属于串联的电路是( )
A. B. C. D.
【变式6-1】如图所示电路中,下列关于灯泡、、连接说法中不正确的是( )
A.、都断开,、串联
B.、都闭合,、并联
C.闭合,断开,、串联
D.断开,闭合,、、都能发光
题型七 电路设计
【例7】考虑到安全方便和节能环保,学校楼道的照明灯使用了光控、声控开关,光控开关在光线不足时闭合,声控开关在有声音时闭合。下列电路中,能实现在光线不足且有声音时灯才亮的是( )
A. B. C. D.
【变式7-1】出租车驾驶室内设计了控制电路来显示是否载有乘客,车顶指示灯显示红色时载有乘客,显示绿色时未载乘客。下列电路图中,通过开关S接“1”或“2”可以符合上述设计要求的是( )
A. B. C. D.
题型八 电流的测量
【例8】小明连接了如图甲所示的电路,当开关S闭合后,电路正常工作,电流表指针偏转如图乙所示,下列关于该电路说法正确的是( )
A.若测量前指针在零刻线偏右,则测量结果比实际值偏大
B.此时电流表的示数为1.3A
C.灯L1与L2的连接方式是串联
D.电流表测的是通过灯L1的电流
【变式8-1】如下图中,能正确测量通过灯电流的电路是( )
A. B. C. D.
题型九 串并联电路中电流的规律
【例9】在探究并联电路的电流特点时,某班各组同学从甲、乙、丙、丁四种规格的灯中,选取两个并联起来接在相同电源上,组成如图所示的电路。
组别
L1规格
L2规格
IA
IC
IE
1
甲
甲
0.12
0.12
0.22
2
乙
丙
0.16
0.20
0.34
3
甲
丁
0.14
0.14
0.26
4
甲
丁
0.16
0.18
0.32
(1)用电流表测出电路中三个位置的电流来寻找规律,以下取点不合适的是( )
A.E、A、D B.E、B、C
C.F、C、D D.F、A、D
(2)小王组在连接电路时,刚接好最后一根导线,小灯泡就发光了,原因是 ;
(3)测量的数据如表:对于测量数据的相关分析,以下说法正确的是( )
A.第1组数据没有测量误差
B.IA+IC总是略大于IE可能是电流表未调零引起的
C.选用多组实验数据,是为了减小误差
D.若测量E处电流,由于E处更接近电源负极,故会发现IE>IF
【变式9-1】如图所示,当开关S闭合时,电流表A1的示数是3A,电表A2的示数是2A,电流表A3的示数是2.5A,通过灯L1和L2的电流分别为( )
A.1A,2A B.1A,1.5A C.1.5A,1A D.2A,2.5A
基础通关练(测试时间:15分钟)
1.笔盒里的文具中,属于导体的是( )
A.橡皮擦 B.塑料尺 C.铅笔芯 D.木质书签
2.用干燥的毛皮分别摩擦两个由橡胶制成的气球,使两个气球均带电。将两气球靠近时,下图中能正确反映两气球所带电荷的种类和相互作用情况的是( )
A.B.C. D.
3.小伟妈妈做饭时,不小心把胡椒粉洒在粗粒盐上。小伟急中生智,拿塑料小勺在毛料布上摩擦了几下,然后把小勺靠近胡椒粉,胡椒粉立刻被吸到勺子上,成功将胡椒粉和粗粒盐分开。下列说法正确的是( )
A.塑料小勺能吸引胡椒粉是因为它们都带了电
B.若塑料小勺带负电是因为它失去了电子
C.塑料小勺摩擦毛料布带了电是因为电荷的转移
D.塑料小勺能吸引胡椒粉是因为同种电荷相互吸引
4.用丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开,如图所示。下列说法正确的是( )
A.玻璃棒带了电是通过摩擦的方法创造了电荷 B.玻璃棒带了电的实质是分子在物体间的转移
C.接触金属球后,玻璃棒的电荷消失了 D.金属箔张开的原因是因为同种电荷相互排斥
5.太阳能帆板是一种把太阳能转化为电能的装置,它正常工作时相当于电路中的( )
A.电源 B.开关 C.用电器 D.导线
6.关于电流和电源,下列说法中正确的是( )
A.只要有电荷,就有电流
B.正电荷的移动形成电流
C.只要电路闭合,电路中就会有电流
D.在电源的外部,电流从电源的正极经过用电器流向电源的负极
7.甲图中闭合开关时灯泡发光;乙图为两个相同的不带电的验电器A和B,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A的金属球使之带电,再用带有绝缘手柄的金属棒把A和B的金属球连接起来。下列说法正确的是( )
A.如图甲,电路中流过电灯的电流方向是b到a
B.如图甲,电流的方向就是自由电子定向移动方向
C.如图乙,A验电器的金属箔片张开是因为带了异种电荷
D.如图乙,金属棒中瞬间电流方向从A流向B
8.中卫市中央大道两侧的路灯晚上同时亮,早晨同时灭,则这些路灯的连接方式是:( )
A.一定是串联 B.一定是并联 C.可能是并联,也可能是并联 D.无法确定
9.如图所示的电路中,开关S、闭合后,两盏电灯串联的电路是( )
A.B.C. D.
10.为了提高旅客的乘车通行效率,长沙火车站实施“验检合一”,乘客通过检票处“一道闸”,当身份信息和人脸信息都符合时(相当于闭合开关),电动机转动,打开闸门直达站台,下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
11.如图所示的电路中,闭合开关,电流表测的是( )
A.通过灯的电流
B.通过灯的电流
C.通过灯和灯的电流之和
D.电源供给电路的总电流
12.如图所示的用电器正常工作时电流最小的是( )
A. 电冰箱 B.计算器
C.空调 D. 节能灯
13.小明在探究“并联电路中的电流规律”时,当用的量程试触时,指针的位置如图所示,那么接下来的操作是( )
A.直接接入3A接线柱,然后读数
B.直接接入0.6A接线柱,然后读数
C.断开开关,接入3A接线柱,闭合开关后读数
D.断开开关,接入0.6A接线柱,闭合开关后读数
14.如图所示,把规格不同的小灯泡L1、L2接入电路中,闭合开关S,用电流表测出通过A、B、C三点的电流分别为IA、IB、IC。则下列关系式正确的是( )
A.IA=IB=IC
B.IA<IB+IC
C.IA>IB+IC
D.IA=IB+IC
15.将a、b两个电流表分别接入如图甲所示的两个位置测量电流,此时电流表a、b的示数分别如图乙所示,则通过、的电流分别为( )
A., B., C., D.,
16.如图所示电路中,当 闭合时,L1、L2并联;当 闭合时,电路会发生短路,损坏电源。
17.周小涵用电流表测通过灯泡的电流,闭合开关前电流表的指针偏转情况如图甲所示,下一步应该采取的措施是 ;在实验过程中出现如图乙所示情况,原因是 ,改正以上错误后,小涵再次闭合开关,发现电流表示数又出现如图甲所示情况,原因是
18.如图所示,请用笔画线代替导线,在图中将剩下的两根导线连入电路,完成电路连接。要求:两灯并联,开关在干路,电流表测量干路电流,导线不能交叉。
19.在“探究串联电路的电流规律”的实验中,图甲是实验的电路图。
(1)连接电路时,开关应 ;
(2)连接好电路,在测A处的电流时,发现电流表的指针偏转情况如图乙所示,原因是 ;
(3)排除故障后,继续实验,下表是某同学实验记录的数据,分析数据得到串联电路的电流规律:串联电路中的电流 ;
电流表的位置
A
B
C
电流I/A
0.3
0.3
0.3
(4)本实验的不足之处是 。
提升拔高突破练(测试时间:15分钟)
27.如图,电路中所有元件均完好,其中、、为三个完全相同的发光二极管,开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.、、并联,且都发光 B.只有发光,、均被短接
C.与并联,不发光 D.电流表的示数大于的示数
28.如图所示,电流表和的示数分别为3A和2A,若将、、中的某两个灯泡互换,其他条件不变,发现两电表的示数不变。通过A点的电流可能为( )
A.3.0A B.4.0A C.4.5A D.5.0A
21.如图所示,在一根横跨河流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导线的两端,可以用图示方法测试,其操作过程如下:用两个颜色不同的小灯泡接入电路,分别用导线连接D、E、F,通过观察记录两灯发光情况,就可判断出所有导线的首尾。依据表格的记录情况,下列判断正确的是( )
实验次数
用导线连接
现象
1
F、E
全不亮
2
F、D
绿灯亮
3
D、E
红灯亮
①A、D为一根导线
②A、E为一根导线
③C、D为一根导线
④C、F为一根导线
A.只有②④正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有①③正确
22.在卧室的中央安装一盏吊灯,要求在卧室门口及床头各安装一个开关,使这两个开关都舶独立的控制这盏灯,最佳的电路图是( )(图中均用电池符号表示照明电路电源)
A. B.
C. D.
24.关于如图所示电路,下列判断不正确的是( )
A.要使两灯串联,只闭合S2即可
B.要使两灯并联,只闭合S1、S2即可
C.三个开关全闭合,将造成电源短路
D.只闭合S2、S3,L2会被短接
20.如图两只硬橡胶球,带有等量正电荷,按如图所示的方式将一个金属小环M串在一根光滑的绝缘杆上,位于两硬橡胶球中间,恰好平衡。
(1)金属小环M的带电情况是 ;
A.一定带正电
B.一定带负电
C.一定不带电
D.带正电、带负电或不带电均有可能
(2)若用绝缘橡胶棒将金属小环向右侧稍移一些,释放后,小环向中间处运动。则金属小环M带 电。
23.如图,在一根横跨河流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导线的两端,可以用图示的测通器来测试,其操作过程如下:
(1)连接A和B,将测通器的m连接在D上。当n连接F时小灯泡发光,连接E时小灯泡不发光。由此可以确定 为同一导线的两端(填字母,下同);
(2)为了弄清另两根导线的两端,可连接A和C,测通器的一端必须与 相连时,另一端连接F,若小灯泡发光,则 为同一根导线,若不发光,则 为同一根导线。
25.电学实验课上,同学们首先连接了如图甲所示电路。
(1)小王同学实验发现,当开关S闭合时,灯、均不亮。用一根导线探究其故障:当把导线并接在灯两端时发现灯亮,灯不亮;当把导线并接在灯两端时发现两灯都不亮,由此可知______;
A.灯短路 B.灯断路 C.灯短路 D.灯断路
(2)另一组的小张同学,当开关S闭合,仍然发现灯、均不亮时,用一个检测灯探究其故障:当把检测灯并接在灯两端时发现三个灯都不亮;当把检测灯接在灯两端时发现灯不亮,但检测灯正常发光,由此可知 , ;(选填“短路”、“断路”)
(3)如图丙所示,电学黑箱内有两盏灯,A、B、C是盒外三个接线柱,将电源正、负极接在AB或B、C两端时只有一盏灯发光,接在A、C两端时,两盏灯发光,由此说明黑箱内的导线有一个公共交叉点O,则没有灯泡的导线段是 (选填“AO”、“BO”、“CO”)。
26.请根据题目要求设计完成电路:
(1)电动车方便快捷深受人们喜爱。当把钥匙插入插孔,相当于闭合开关S,接通电源电动机才能工作,闭合S1灯才会亮,闭合S2铃才会响。如果不插入钥匙,无论如何车灯不亮,铃也不响。请用笔画线代替导线,并标明各开关名称;
(2)如图是简易手动交通信号灯模拟电路的一部分,请补画一根导线,使开关S接1时,只有L1、L2亮,开关接2时,只有L3、L4亮;
(3)如图,某次知识竞赛必答题环节,题目涉及科技、文学、历史、民俗等多方面,每一类题是一块独立的答题板,双方各有一次答题机会。其中科技类题答题板如图(1)。开始时,双方的灯都亮着,若甲队回答正确,闭合开关S甲,为乙队灭灯;若乙队回答正确,闭合开关S乙,为甲队灭灯。显示“科技类”的电子屏幕一直亮着。最后比较双方剩余(亮着)的灯数决定胜负。请在虚线框中将电路图补充完整。
思维创新拓展练(测试时间:20分钟)
27.如图所示,已知电流表A的示数为2A,电流表的示数为1A,电流表的示数为1.4A,则下列说法不正确的是( )
A.流过灯泡的电流是1A B.通过灯泡 的电流为 0.6A
C.通过干路的电流都为2A D.三个灯泡是并联的
28.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,可以用图示的测通器来测试。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
29.如图所示为部分电路结构,若用一根导线在a、b、c、d四个接线柱之间连接,则下列分析正确的是( )
A.若a与b, b与d 连接,则只有 L1发光
B.若a与b, c与d 连接, 则只有L2发光
C.若a与d, b与c 连接,则L1、L2并联
D.若a与d, b与d连接,则L1、L2串联
30.“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,因此起爆器被短路,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”)。
340.在如图(a)所示的电路中,电流表A1的示数是1.6A,电流表A2中的示数为0.7A,通过灯泡L3的电流如图(b)所示。通过灯泡L2的电流大小是 A,通过灯泡L2的电流方向是 (选填“向上”或“向下”)的。
31.如图所示,开关S、S1都闭合时,电灯、、的连接方式是 ,电流表和的指针偏转角度相同(电流表有两个量程,分别为“0~0.6A”和“0~3A”),此时通过、的电流之比为1∶6,当断开时发现的示数减小了0.4A,则两开关都闭合时,流过的电流是 A,流过的电流是 A。
32.电路展板的展示情况如下表。根据展示情况,在虚线框中画出电路图并把实物图连接好。
开关状态
S1、S2都闭合
S1闭合、S2断开
S1断开、S2闭合
灯
亮
不亮
不亮
电铃
响
响
不响
33.设计电路:要求:
(1)L1与L2两灯并联,电流表A1测L1的电流,滑动变阻器改变L2的电流;
(2)只闭合S1只有L1亮,若只闭合S2两灯都不亮;
(3)两开关都闭合两灯都亮。
34.小林同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)如果想让LED灯和L灯并联,小林应该闭合 ,断开 (以上两空可选填S1、S2、S3中的一个或多个),此时电流表测的是 (选填“LED灯”、“L灯”、“干路”)的电流;如果闭合 (可选填S1、S2、S3中的一个或多个),会导致电源短路;
(2)如果想让LED灯和L灯串联,小林应该闭合 ,断开 (以上两空可选填S1、S2、S3中的一个或多个);
(3)请你帮助小林在图乙完成实物图,要求LED灯和L灯串联,电流表测量L灯的电流(要求:保证电流从LED灯的正极流入,负极流出) ;
(4)小林正确连接图乙时,闭合开关,LED灯发光,L灯不发光,此时电流表的示数如图丙所示;
①同桌的小海猜想:L灯断路了,你觉得小海是 (选填“正确”或“不正确”),依据是 ;
②小林猜想:L灯不发光的原因是L灯短路了。小林用一根导线MN接在LED灯两端,这时L灯就发光了,则小林的猜想 (选填“正确”或“不正确”)。
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第15章 电流和电路
题型一 摩擦起电、电荷间的相互作用
题型二 电流
题型三 导体和绝缘体
题型四 电路和电路
题型五 通路 断路 短路
题型六 串联和并联
题型七 电路设计
题型八 电流的测量
题型九 串并联电路中电流的规律
A组 基础过关
B组 提升拔高
C组 思维创新
第1节 两种电荷
一、摩擦起电
1. 摩擦起电现象:用摩擦的方法使物体带电叫作摩擦起电。
2. 带电体性质:带电的物体能吸引轻小物体。
二、电荷间的相互作用
1.两种电荷:
(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫作正电荷;
(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫作负电荷。
2. 电荷间的相互作用规律
同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
3.电荷量:
(1)定义:电荷的多少叫作电荷量,用字母Q表示。
(2)单位:库仑,简称库,符号C。
4.验电器
(1)验电器的作用:检验物体是否带电。
(2)验电器的构造:金属球、金属箔、金属杆、金属罩、绝缘垫等。
(3)工作原理:同种电荷互相排斥。
(4)使用方法:将被检验的物体与验电器的金属球接触,如果验电器的两片金属箔张开一定角度,则说明物体带电。
(5)注意事项:①验电器能大概地比较物体带电的多少。
金属箔张开的角度越大,说明带电体带的电荷越多。
②验电器可以检验物体带电的种类。
先使验电器带上某种已知的电荷,使两片金属箔张开一定的小角度,再由被检验物体靠近验电器的金属球。
三、摩擦起电的原因
1. 原子的核式结构:
(1)原子由原子核和核外电子组成。
(2)电子电子是带有最小负电荷的粒子。带电量e=1.6×10-19C,任何带电体所带电荷都是e的整数倍。
(3)原子整体不显电性
原子核所带正电荷与核外所有电子所带的负电荷数量相等时,原子不显电性。
2.摩擦起电实质
摩擦起电不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开。
四、静电的防止和利用
1. 静电现象
物体摩擦后聚集了大量的电荷,电荷间会发生剧烈的作用,这便是静电现象。
2. 静电的利用
静电现象在生产、生活中有广泛应用,如静电复印、静电拖把、静电喷涂、静电植绒、净化空气等。
3. 静电的危害和防止
(1)静电的危害
a.爆炸和火灾:在易燃易爆环境(如加油站、化工车间)中,静电火花释放的能量可能引燃可燃气体、粉尘或液体,导致严重事故。
b.人体电击:静电放电对人体产生瞬间刺痛感,虽无致命伤害,但可能导致坠落、机械误操作等其他伤害。
c.生产损害与设备故障:静电导致粉体堵塞管道、印刷品质量下降或纸张粘连;静电放电可击穿半导体元件,造成计算机故障或数据丢失。
(2)静电的防止
a.控制静电的产生:限制流体流速,减少摩擦起电;避免使用化纤材料,优先选择棉、麻等天然纤维衣物。
b.加快静电的消散:
接地处理:导体设备接地以泄放电荷;环境增湿:维持湿度40%-60%,减少电荷积累;使用抗静电剂或消除器:中和物体表面静电。
c.个体与场所防护:易燃场所穿戴防静电服、鞋靴,并设置触摸式接地装置;电子车间采用导静电地板和清洁环境,防止粉尘吸附。
第2节 电流和电路
一、电流
1.电流的形成: 电荷的定向移动形成电流。
2.获得持续电流的条件:
(1)有电池 (2)形成闭合回路
3.电流的方向
物理学规定,正电荷定向移动的方向为流方向。负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。
4.实际电路中的电流方向
(1)按照电流方向的规定,当开关闭合时,在电源外部,电流的方向是从电源正极经过开关、小灯泡流向电源负极。在电源内部,电流从电源负极流向电源正极。
(2)金属导线中的电流是由自由电子定向移动形成的,金属导线中的电流方向和自由电子定向移动的方向相反。
二、发光二极管
1.定义:发光二极管也叫LED,是一种电子元件,其两根引脚中较长的为正极,较短的为负极。具有单向导电的特点:电流只能从正极流入,从负极流出。
2.利用发光二极管判断电流方向:根据LED发光与否可以判断电路中是否有电流及电流的方向。
三、导体与绝缘体
定义
原因
举 例
导体
容易导电的物体
导体中存在自由电荷金属中的自由电荷是自由电子。
金属、人体、大地、石墨、酸碱盐溶液等。
绝缘体
不容易导电的物体
是因为电荷束缚在原子、分子之中,没有自由移动的电荷。
橡胶、 陶瓷、 玻璃、油、干木头塑料等。
导体和绝缘体没有绝对的界限。
如常温下是绝缘体的玻璃加热到红炽状态时,就变为导体。
四、电路的构成
1.电路的概念:
用导线把电源、开关、用电器连接起来组成电流的路径就叫电路。
2.电路的组成:一个完整的电路是由电源、开关、导线和用电器四部分组成。
3.电路中各元件的作用:
(1)电源:提供电能
(2)开关:控制电路的通断
(3)导线:连接元件,输送电能
(4)用电器:消耗电能
四、电路图
1.电路图:用统一规定的电路图形符号画出的电路就叫电路图。
2.电路元件表示符号:
3.电路图的标准画法:
(1)找到电源,从电源正(负)极出发,依次画出元件。
(2)电路元件的符号要用统一规定的符号,不能自造符号。
(3)导线要横平竖直,电路图通常呈长方形,导线要横平竖直,尽量避免导线交叉。
(4)合理安排元件符号,要均匀分布在电路图中,不能画在拐角处。
(5)要注意所画符号和实物的对应性,标上对应的字母。
五、通路 断路 短路
1.通路:正常接通的电路,即用电器能够工作的电路叫作通路。
2.断路:电路中如果某处被切断,电路中就不会有电流通过的电路叫作断路。
3.短路:由于错误的操作或故障,使导线不通过用电器直接跟电源两极连接,电路的这种状态,叫做短路。
发生短路情况
a.电源短路;
b.部分用电器短路。
第3节 串联电路和并联电路
一、串联和并联
1. 串联电路和并联电路
串联电路
并联电路
电路图
连接特点
逐个按序,首尾连接
并列接在电路两点间
电流路径
有且只有一条
至少有两条
各用电器是否相互影响
相互影响
互不影响
开关的作用
对电路的控制作用与位置无关
干路开关控制整个电路,支路开关控制所在支路的通断
2. 电路图与实物图的对应画法
(1)根据实物图画电路图
【串联电路】电源正极出发沿电流方向逐个用符号代替各实物元件,直至回到电源的负极,即“逐个顺次连接”。
【并联电路】找出电路中电流的分流点和汇流点,以这些点为分界,将电路分成几段来画的方法。
(2)根据电路图连接实物图
【串联电路】从电源正极出发,将各元件一一连接。
【并联电路】明确元件是在支路上还是在干路上,哪些元件在同一条支路上;根据“先串后并,先简单后复杂”的原则连接,即先连接简单的支路,然后确定好分支点和汇流点,再将其他支路连入电路。
二、生活中的电路
1. 生活中的串联电路
(1)家庭电路中的开关与用电器是串联的;
(2)烘托节日气氛的小彩灯是串联的。
2. 生活中的并联电路
(1)教室中的日光灯是并联的;
(2)街道上的路灯之间是并联的;
(3)家中的用电器(电灯、电视机、电冰箱等)是并联的。
3.串联与并联电路组合的实例
用来装饰居室、烘托节日欢乐气氛的彩色小灯泡,有些就是串联和并联组合而成的。
(1)节日彩灯中的两串(或多串)之间是怎么连接的?
并联。因为一串彩灯出现故障熄灭时,而另一串还照常亮。
(2)单独的一串彩灯中,各灯是怎么连接的?
串联。因为它们同时亮,同时灭。
第4节 电流的测量
一、电流的强弱
1. 电流的大小:单位时间内通过导体某一横截面的电荷的多少来表示电流的大小。
2. 电流的物理意义:表示电流强弱的物理量,通常用字母I表示。
3. 电流的单位:
(1)在国际单位制中:安培,简称安,符号A。
(2)常用单位有毫安(mA)、微安( μA )。
(3)单位换算:1A=1000mA 1mA=1000μA
4. 电流的单位:
二、电流的测量
1. 电流表
(1)电流表的作用:测量电路中电流的仪器。
(2)电流表的电路符号:
(3)电流表的构造:
2. 电流表的使用:
(1)使用前应调零,使指针指在零刻度线。
(2)必须将电流表和被测的用电器串联。
(3)电流必须从电流表的“+”接线柱流入,“-”接线柱从流出。
(4)必须正确选择电流表的测量范围。
“试触法”选量程:为避免电流过大损坏电流表,在不能事先估算电流的情况下,要先闭合开关然后迅速断开(叫作“试触”),看看在开关闭合的瞬间指针的偏转是否在最大测量值之内。
(5)不允许把电流表直接连到电源的两极。
第5节 串、并联电路中电流的规律
一、串联电路的电流规律
1. 实验:探究串联电路中各处电流的关系
进行实验:(1)根据如图所示的电路图,选择实验器材连接实验电路。将一只电流表串接在A处,闭合开关,读取电流表的示数,并记录;
(2)断开开关,再将此电流表分别串接在B处和C处,并分别读取电流表的示数,并记录。
(3)换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
实验数据:
实验结论:
串联电路中,电流处处相等(IC=IB=IA)
交流与合作:
(1)探究串联电路的电流规律时,为了简化操作,可在A、B、C三点各接一个电流表。
(2)换用不同规格的灯泡再做几次的目的:是为了避免特殊性使得出的结论具有普遍性。
(3)同一次实验过程中每个小灯泡的亮度可能不同,甚至不亮,但这不能说明各处电流不相等,可能是由各灯泡的规格不同造成的。
2. 串联电路的电流规律:
串联电路中的电流处处相等。数学表达式:I=I1=I2=... =In
二、串联电路的电流规律
1. 实验:探究并联电路中各处电流的关系
进行实验:(1)根据如图所示的电路图,选择器材连接实验电路。将一只电流表串接在 A处,闭合开关,读取电流表的示数,并记录数据;
(2)断开开关,再将此电流表分别串接在B处和C处,并分别读取电流表的示数并记录。
(3)换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
实验数据:
实验结论:
并联电路干路中的电流等于各支路中电流之和。即IA=IB +IC
交流与合作:
(1)探究串联电路的电流规律时,为了简化操作,可在A、B、C三点各接一个电流表。
(2)换用不同规格的灯泡再做几次的目的:是为了避免特殊性使得出的结论具有普遍性。
(3)同一次实验过程中每个小灯泡的亮度可能不同,甚至不亮,但这不能说明各处电流不相等,可能是由各灯泡的规格不同造成的。
2. 并联电路的电流规律:
并联电路干路中的电流等于各支路中电流之和。数学表达式:I=I1+I2+... +In
题型一 摩擦起电、电荷间的相互作用
【例1】如图所示,甲是用毛皮摩擦过的橡胶棒,此时橡胶棒 电子,乙和丙是两个泡沫小球,甲和乙、乙和丙相互作用时的场景分别如图所示,由此可判断:丙带 电。
【答案】 得到 正
【详解】[1]毛皮摩擦橡胶棒的过程中,由于毛皮束缚电子能力比较弱,毛皮失去电子带正电,橡胶棒得到电子带负电。
[2]乙和丙互相排斥,说明乙和丙一定带电,且带同种电荷,甲和乙互相吸引,说明甲和乙一定带异种电荷,由于甲是橡胶棒,带负电,所以乙带正电,所以丙带正电。
【变式1-1】静电植绒是绒布生产的常见技术:植绒机产生数万伏的高压静电,静电容器中的绒毛带上负电荷,然后在被植绒布面喷涂上胶粘剂,移动喷头靠近被植绒布,绒毛在高压静电作用下从喷头中飞升到被植绒布面,呈垂直蓬松状植在涂有胶粘剂的布面。下列描述合理的是( )
A.静电容器壁内侧一定带正电荷
B.喷头中的绒毛带上负电荷,是由于绒毛失去了电子
C.被植绒布面一定带正电荷
D.绒毛呈垂直状植入,是因为绒毛带同种电荷,互相排斥
【答案】D
【详解】A.根据静电植绒的工作原理可知,将绒毛放在带负电荷的容器中,使绒毛带上负电荷,故A不符合题意;
B.绒毛带上负电荷是因为在静电容器中得到了电子,而不是失去电子,故B不符合题意;
C.绒毛在带电极板的作用下,飞向被植绒布,因此植绒布面不一定带电,故C不符合题意;
D.绒毛带负电,由于同种电荷相互排斥,因此绒毛呈垂直状植入,故D符合题意。
故选D。
题型二 电流
【例2】如图所示,为两个相同的验电器,带正电,带负电,的金属箔张开的角度大于的金属箔张开的角度。若用一带绝缘柄的金属棒把和的金属球连接起来,则( )
A.电子从M转移到N B.金属棒中始终有电流
C.产生的电流方向从N流向M D.M的金属箔张开的角度减小
【答案】D
【详解】带正电,带负电,的金属箔张开的角度大于的金属箔张开的角度,说明M所带电荷数大于N所带电荷数。用一带绝缘柄的金属棒把和的金属球连接起来,连接的瞬间,电子从N到M移动,N带的负电荷减少,金属箔的张角减小,M带正电荷减少,金属箔的张角减小,当两个验电器所带电荷平衡后,电子将不再定向移动,即金属棒中不再有电流;而电流方向与自由电子定向移动的方向相反,所以金属棒中的瞬间电流方向是M→N,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【变式2-1】下列有关电流形成的说法中正确的是( )
A.只有正电荷定向移动才能形成电流
B.电路中有电源就一定有电流
C.正、负电荷同时向相反方向定向移动能形成电流
D.金属导体中,自由电子定向运动的方向,就是电流的方向
【答案】C
【详解】A.定向移动的电荷可以是正电荷,也可以是负电荷,还可以是正负电荷同时向相反方向定向移动形成电流,故A错误;
B.电源是提供电压的装置,电压是形成电流的原因,所以电路中有持续电流,除了有电源,电路还要闭合,故B错误;
C.电荷的定向移动形成电流,定向移动的电荷可以是正电荷,可以是负电荷,可以是正负电荷向相反方向定向移动,故C正确;
D.金属导体中,自由电子定向移动形成电流,自由电子定向移动的方向与电流的方向相反,故D错误。
故选C。
题型三 导体和绝缘体
【例3】下列关于物质的分类合理的一组是( )
A.铅笔芯、塑料薄膜、钢尺是导体
B.塑料、干木棒、陶瓷是绝缘体
C.铁、冰、玻璃是导体
D.蜡、食盐水、水银是绝缘体
【答案】B
【详解】容易导体的物体叫导体,不容易导体的物体叫绝缘体。
A.铅笔芯、钢尺是导体,而塑料薄膜是绝缘体,故A不符合题意;
B.塑料、干木棒、陶瓷不易导电,是绝缘体,故B符合题意;
C.铁、冰、玻璃中,玻璃属于绝缘体,故C不符合题意;
D.蜡、食盐水、水银中,食盐水、水银均为导体,故D不符合题意。
故选B。
【变式3-1】下面关于导体与绝缘体的说法正确的是( )
A.绝缘体既不能导电也不能带电
B.金属容易导电是因为内部有大量子的自由电子
C.导体内的电荷都会发生移动,所以导体能够导电
D.绝缘体不容易导电是因为绝缘体内没有电荷
【答案】B
【详解】A.绝缘体不容易导电,但能带电,如丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,故A错误;
B.金属内部有大量子的自由电子,因此金属容易导电,是导体,故B正确;
C.导体内的自由电荷会发生移动,所以导体能够导电,但不是导体内所有电荷都能发生移动,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,而不是没有电荷,故D错误。
故选B。
题型四 电路和电路图
【例4】根据如图所示的实物连线图,画出对应的电路图(要求连线要横平竖直,尽量使电路图简洁美观)。
【答案】
【详解】如图电路中只有一条路径,为电动机的基本电路,按顺序依次画出电源、开关、电动机,如图所示:
【变式4-1】用笔画线代替导线,根据电路图连接实物图。
【答案】
【详解】采用“电流流向法”,电流从电源正极出发,依次将小灯泡、开关S串联起来,如下图所示
题型五 通路 断路 短路
【例5】如图所示,当开关S1和S2都断开时,电路处于 状态;当S1闭合、S2断开时,电路处于 状态;当开关S1和S2都闭合时,电路处于 状态。
【答案】 断路 通路 短路
【详解】[1]当开关S1,S2都断开时,电路中没有电流,电路处于断路状态。
[2]当S1闭合,S2断开时,电路中有电流通过灯泡,处于通路状态。
[3]当开关S1,S2都闭合时,导线直接连接电源的两端,电路处于短路状态。
【变式5-1】如图所示,闭合开关后,小灯泡、都不亮,现用一根导线检查故障原因。当导线的两端接触A、B两点时,两小灯泡都不亮;接触B、C两点时,两小灯泡也不亮;接触C、D两点时,小灯泡亮,不亮。由此,下列判断中可能的是( )
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路 C.开关S断路 D.小灯泡断路
【答案】D
【详解】闭合开关后,小灯泡、都不亮,电路只有一处故障,则故障可能是断路,当导线的两端接触A、B两点时,两小灯泡都不亮,说明小灯泡没有断路;接触B、C两点时,两小灯泡也不亮,说明B、C两点间没有断路;接触C、D两点时,小灯泡亮,不亮,说明小灯泡断路,故电路故障为小灯泡断路,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
题型六 串联和并联
【例6】如图所示的电路图中,两灯属于串联的电路是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.闭合开关后灯泡被短路,故A不符合题意;
B.闭合开关后两灯在两条路径上,故两灯并联,故B不符合题意;
C.闭合开关后两灯在一条路径上,故两灯串联,故C符合题意;
D.闭合开关后两灯在两条路径上,故两灯并联,故D不符合题意。
故选C。
【变式6-1】如图所示电路中,下列关于灯泡、、连接说法中不正确的是( )
A.、都断开,、串联
B.、都闭合,、并联
C.闭合,断开,、串联
D.断开,闭合,、、都能发光
【答案】C
【详解】A.S1、S2都断开时,只有一条电流路径,流过灯L1、L3,灯L1、L3串联在电源上,故A正确,不符合题意;
B.S1、S2都闭合时,S1闭合,灯L1短路,不能发光,L2、L3分别有电流通过,是并联,能发光,故B正确,不符合题意;
C.S1闭合时,灯L1短路,不能发光,L2由于S2断开没有连入,只有L3连在电源上能发光,故C错误,符合题意;
D.S1断开,S2闭合,灯L1在干路上,L2、 L3并联,L1、L2、L3都能发光,故D正确,不符合题意。
故选C。
题型七 电路设计
【例7】考虑到安全方便和节能环保,学校楼道的照明灯使用了光控、声控开关,光控开关在光线不足时闭合,声控开关在有声音时闭合。下列电路中,能实现在光线不足且有声音时灯才亮的是( )
A.B.C. D.
【答案】B
【详解】光线不足且有声音时灯才亮,说明两个开关均闭合时灯才亮;
A.如图,两开关并联,只要闭合一个开关,灯就亮了,故A不符合题意;
B.如图,两开关串联,需全部闭合灯才会亮,故B符合题意;
C.如图,当只闭合声控开关时,灯亮,而闭合光控开关时,电源被短路,故C不符合题意;
D.如图,当只闭合光控开关时,灯亮,而闭合声控开关时,电源被短路,故D不符合题意。
故选B。
【变式7-1】出租车驾驶室内设计了控制电路来显示是否载有乘客,车顶指示灯显示红色时载有乘客,显示绿色时未载乘客。下列电路图中,通过开关S接“1”或“2”可以符合上述设计要求的是( )
A.B.C. D.
【答案】C
【详解】A.由图可知,开关接,红灯和绿灯同时亮;开关接,电路断路,红灯和绿灯都不亮,故A不符合题意;
B.由图可知,开关接,红灯亮;开关接,电路断路,红灯和绿灯都不亮,故B不符合题意;
C.由图可知,开关接,红灯亮;开关接,绿灯亮,故C符合题意;
D.由图可知,开关不控制绿灯,绿灯常亮。开关接,红灯和绿灯并联,同时亮;开关接,只有绿灯亮,故D不符合题意。
故选C。
题型八 电流的测量
【例8】小明连接了如图甲所示的电路,当开关S闭合后,电路正常工作,电流表指针偏转如图乙所示,下列关于该电路说法正确的是( )
A.若测量前指针在零刻线偏右,则测量结果比实际值偏大
B.此时电流表的示数为1.3A
C.灯L1与L2的连接方式是串联
D.电流表测的是通过灯L1的电流
【答案】A
【详解】A.若测量前指针在零刻线偏右,相当于在测量前电流表已有一定的示数,则使用这个电流表测量电流时,测量结果比实际值大,故A正确;
B.由图可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由指针位置可知,此时电流表的示数为0.26A,故B错误;
C.由图可知,电路中有两条电流的路径,因此,两灯是并联的,故C错误;
D.由图可知,电流表测的是通过灯L2的电流,故D错误。
故选A。
【变式8-1】如下图中,能正确测量通过灯电流的电路是( )
A.B.C. D.
【答案】B
【详解】A.电流表在干路上,测的是干路的电流,故A不符合题意;
B.电流表与L1串联,测的是L1的电流,并且正负接线柱连接正确,故B符合题意;
C.电流表在干路上,测的是干路的电流,并且电流表的正负接线柱错误,故C不符合题意;
D.电流表与L1串联,但电流表的正负接线柱连接错误,故D不符合题意。
故选B。
题型九 串并联电路中电流的规律
【例9】在探究并联电路的电流特点时,某班各组同学从甲、乙、丙、丁四种规格的灯中,选取两个并联起来接在相同电源上,组成如图所示的电路。
组别
L1规格
L2规格
IA
IC
IE
1
甲
甲
0.12
0.12
0.22
2
乙
丙
0.16
0.20
0.34
3
甲
丁
0.14
0.14
0.26
4
甲
丁
0.16
0.18
0.32
(1)用电流表测出电路中三个位置的电流来寻找规律,以下取点不合适的是( )
A.E、A、D B.E、B、C
C.F、C、D D.F、A、D
(2)小王组在连接电路时,刚接好最后一根导线,小灯泡就发光了,原因是 ;
(3)测量的数据如表:对于测量数据的相关分析,以下说法正确的是( )
A.第1组数据没有测量误差
B.IA+IC总是略大于IE可能是电流表未调零引起的
C.选用多组实验数据,是为了减小误差
D.若测量E处电流,由于E处更接近电源负极,故会发现IE>IF
【答案】(1)C
(2)连接电路时开关未断开
(3)B
【详解】(1)在探究并联电路的电流特点时,应在两个支路和干路上各取一点,用电流表测出电路中三个位置的电流来寻找规律,以下取点E、A、D;E、B、C;F、A、D都是干路、两支路各取一点,不合适的是F、C、D三点,F点在干路,C、D两点在同一支路上,故选C。
(2)为了保护电路,连接电路时开关应断开;在连接电路时,刚接好最后一根导线,小灯泡就发光了,原因是连接电路时开关未断开。
(3)A.第1组数据干路电流不等于支路电流之和,测量存在误差;故A错误;
B. 4组数据中,干路电流总比两支路电流之和小0.02A,即IA+IC总是略大于IE,可能是电流表未调零引起的,在测量前电流表的示数为0.02A,故B正确;
C.选用多组实验数据,是为了寻找普遍规律,避免实验次数太少使结论具有偶然性,故C错误;
D.由于两点都在干路,若测量E处电流,会发现,故D错误。
故选B。
【变式9-1】如图所示,当开关S闭合时,电流表A1的示数是3A,电表A2的示数是2A,电流表A3的示数是2.5A,通过灯L1和L2的电流分别为( )
A.1A,2A B.1A,1.5A C.1.5A,1A D.2A,2.5A
【答案】B
【详解】三灯并联,A1测干路中总电流,A2测量通过L2、L3中电流之和,则通过L1中电流为3A-2A=1A
A3测量通过L1、L2中电流的和,则通过L2中电流为2.5A-1A=1.5A
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选 B。
基础通关练(测试时间:15分钟)
1.笔盒里的文具中,属于导体的是( )
A.橡皮擦 B.塑料尺 C.铅笔芯 D.木质书签
【答案】C
【详解】四个文具中,铅笔芯由石墨(碳)制成,属于典型导体,容易导电,属于导体;橡皮擦、塑料尺、木质书签均不容易导电,均为绝缘体,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.用干燥的毛皮分别摩擦两个由橡胶制成的气球,使两个气球均带电。将两气球靠近时,下图中能正确反映两气球所带电荷的种类和相互作用情况的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故用毛皮摩擦的橡胶气球也带负电,由于同种电荷相互排斥,故两个气球将会分开,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.小伟妈妈做饭时,不小心把胡椒粉洒在粗粒盐上。小伟急中生智,拿塑料小勺在毛料布上摩擦了几下,然后把小勺靠近胡椒粉,胡椒粉立刻被吸到勺子上,成功将胡椒粉和粗粒盐分开。下列说法正确的是( )
A.塑料小勺能吸引胡椒粉是因为它们都带了电
B.若塑料小勺带负电是因为它失去了电子
C.塑料小勺摩擦毛料布带了电是因为电荷的转移
D.塑料小勺能吸引胡椒粉是因为同种电荷相互吸引
【答案】C
【详解】AD.塑料小勺在毛料布上摩擦了几下,塑料小勺能吸引胡椒粉是因为它带了电,是摩擦起电现象,带电体可以吸引轻小物体,所以塑料小勺能吸引胡椒粉,但胡椒粉不带电,故AD错误;
B.电子带负电,若塑料小勺带负电是因为它得到了电子,失去电子带正电,故B错误;
C.塑料小勺摩擦毛料布带了电是摩擦起电现象,摩擦起电的实质是电荷的转移,故C正确。
故选C。
4.用丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开,如图所示。下列说法正确的是( )
A.玻璃棒带了电是通过摩擦的方法创造了电荷 B.玻璃棒带了电的实质是分子在物体间的转移
C.接触金属球后,玻璃棒的电荷消失了 D.金属箔张开的原因是因为同种电荷相互排斥
【答案】D
【详解】A.摩擦起电的实质是电荷的转移,而不是创造电荷,故A错误;
B.玻璃棒带了电,是电子在物体间的转移,故B错误;
C.玻璃棒接触金属球后,验电器金属箔上的电子转移到了玻璃棒上,不是玻璃棒的电荷消失了,故C错误;
D.金属箔张开的原因是同种电荷相互排斥,故D正确。
故选D。
5.太阳能帆板是一种把太阳能转化为电能的装置,它正常工作时相当于电路中的( )
A.电源 B.开关 C.用电器 D.导线
【答案】A
【详解】太阳能帆板是吸收太阳能,把太阳能转化为电能的装置,太阳能帆板可以为电路提供电能,故相当于电路中的电源。
故选A。
6.关于电流和电源,下列说法中正确的是( )
A.只要有电荷,就有电流
B.正电荷的移动形成电流
C.只要电路闭合,电路中就会有电流
D.在电源的外部,电流从电源的正极经过用电器流向电源的负极
【答案】D
【详解】A.电荷的定向移动才能形成电流,故A错误;
B.正电荷和负电荷的定向移动都能形成电流,故B错误;
C.电路中有电流除了电路闭合外还要有电源,故C错误;
D.在电源的外部,电流从电源的正极经过用电器流向电源的负极,故D正确。
故选D。
7.甲图中闭合开关时灯泡发光;乙图为两个相同的不带电的验电器A和B,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A的金属球使之带电,再用带有绝缘手柄的金属棒把A和B的金属球连接起来。下列说法正确的是( )
A.如图甲,电路中流过电灯的电流方向是b到a
B.如图甲,电流的方向就是自由电子定向移动方向
C.如图乙,A验电器的金属箔片张开是因为带了异种电荷
D.如图乙,金属棒中瞬间电流方向从A流向B
【答案】D
【详解】A.在电源外部,电流从电源正极流向负极。如甲图中电路中流过电灯的电流方向是从a到b,而不是b到a,故A错误;
B.电流的方向规定为正电荷定向移动的方向,与自由电子定向移动的方向相反,故B错误;
C.金属箔片张开是因为同种电荷相互排斥,而不是带了异种电荷,故C错误。
D.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,接触验电器A的金属球后,A验电器带上正电,B验电器不带电,用金属棒把A和B连接起来,自由电子会从B向A定向移动,因为电流方向与自由电子定向移动方向相反,所以金属棒中瞬间电流方向从A流向B,故D正确。
故选D。
8.中卫市中央大道两侧的路灯晚上同时亮,早晨同时灭,则这些路灯的连接方式是:( )
A.一定是串联 B.一定是并联 C.可能是并联,也可能是并联 D.无法确定
【答案】B
【详解】中卫市中央大道两侧的路灯很容易坏,如果串联在一起,那么所有的路灯都会不能工作,所以路灯适合并联在一起,这样其中任意一盏坏了,其它灯还能正常发光.故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9.如图所示的电路中,开关S、闭合后,两盏电灯串联的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】AB.如图所示,闭合开关后,两灯并联,故AB不符合题意;
C.如图所示,闭合开关S、后,灯被短路,故C不符合题意;
D.如图所示,闭合开关S后,两灯串联,故D符合题意。
故选D。
10.为了提高旅客的乘车通行效率,长沙火车站实施“验检合一”,乘客通过检票处“一道闸”,当身份信息和人脸信息都符合时(相当于闭合开关),电动机转动,打开闸门直达站台,下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据题意可知,只有两个开关都闭合的情况下,电动机才工作,这说明两个开关相互影响,是串联的关系,然后与电动机串联。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
11.如图所示的电路中,闭合开关,电流表测的是( )
A.通过灯的电流
B.通过灯的电流
C.通过灯和灯的电流之和
D.电源供给电路的总电流
【答案】B
【详解】分析电路结构可知,闭合开关,图中灯泡L1与L2并联,电流表与灯泡L2串联,测通过灯泡L2的电流,则B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
12.如图所示的用电器正常工作时电流最小的是( )
A. 电冰箱 B.计算器
C.空调 D. 节能灯
【答案】B
【详解】家用电冰箱的正常工作时的电流大约为1A,计算器的电流约为,家用空调的电流约为5A,节能灯的电流约为0.2A,故选B。
13.小明在探究“并联电路中的电流规律”时,当用的量程试触时,指针的位置如图所示,那么接下来的操作是( )
A.直接接入3A接线柱,然后读数
B.直接接入0.6A接线柱,然后读数
C.断开开关,接入3A接线柱,闭合开关后读数
D.断开开关,接入0.6A接线柱,闭合开关后读数
【答案】D
【详解】由图可知,当用的量程试触时,说明电流较小,所以,下一步的实验操作是,断开开关,接入0.6A接线柱,闭合开关后,读数,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
14.如图所示,把规格不同的小灯泡L1、L2接入电路中,闭合开关S,用电流表测出通过A、B、C三点的电流分别为IA、IB、IC。则下列关系式正确的是( )
A.IA=IB=IC
B.IA<IB+IC
C.IA>IB+IC
D.IA=IB+IC
【答案】D
【详解】根据并联电路电流规律可知,干路电流等于各支路电流之和,即IA=IB+IC,故ABC错误,D正确。
故选D。
15.将a、b两个电流表分别接入如图甲所示的两个位置测量电流,此时电流表a、b的示数分别如图乙所示,则通过、的电流分别为( )
A., B., C., D.,
【答案】C
【详解】根据电路图,两灯泡并联,电流表a测L1支路的电流,电流表b测干路电流。因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即干路电流大于任意支路的电流,而从两表指针偏转位置来看,电流表a的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,即通过灯L1的电流是0.3A。电流表b的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1.2A,即干路电流1.2A,通过灯L2的电流
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
16.如图所示电路中,当 闭合时,L1、L2并联;当 闭合时,电路会发生短路,损坏电源。
【答案】 S1、S3 S2、S3
【详解】[1]当闭合开关S1、S3时,两灯并联,S1位于干路,S3位于L2支路。
[2]当闭合开关S2、S3,电流直接从电池的正极出发,不经过用电器,直接回到负极,电路会发生短路,损坏电源。
17.周小涵用电流表测通过灯泡的电流,闭合开关前电流表的指针偏转情况如图甲所示,下一步应该采取的措施是 ;在实验过程中出现如图乙所示情况,原因是 ,改正以上错误后,小涵再次闭合开关,发现电流表示数又出现如图甲所示情况,原因是
【答案】 调零 电流表量程选小了 电流表正负接线柱接反了
【详解】[1]闭合开关前出现图甲的情况,此时电路中没有电流,说明电流表指针没有调零,所以接下来应该对电流表进行调零。
[2]由图乙可知,指针偏转到最右边,且超出了刻度盘上的最大刻度,所以是选用的电流表的量程太小了;为了能测出电路中的电流,必须将电流表的量程更换为大量程。
[3]闭合开关后出现图甲的情况,说明电流表正负接线柱接反了。
18.如图所示,请用笔画线代替导线,在图中将剩下的两根导线连入电路,完成电路连接。要求:两灯并联,开关在干路,电流表测量干路电流,导线不能交叉。
【答案】
【详解】由题意可知,开关控制整个电路,电流表测干路中的电流,则开关和电流表应在干路上,灯L1和灯L2分别在一条支路上,如下图所示:
19.在“探究串联电路的电流规律”的实验中,图甲是实验的电路图。
(1)连接电路时,开关应 ;
(2)连接好电路,在测A处的电流时,发现电流表的指针偏转情况如图乙所示,原因是 ;
(3)排除故障后,继续实验,下表是某同学实验记录的数据,分析数据得到串联电路的电流规律:串联电路中的电流 ;
电流表的位置
A
B
C
电流I/A
0.3
0.3
0.3
(4)本实验的不足之处是 。
【答案】(1)断开
(2)电流表的正负接线柱接反了
(3)处处相等
(4)实验次数太少,结论具有偶然性
【详解】(1)为了保护电路,连接电路的时候开关要断开。
(2)连接好电路,在测A处的电流时,发现电流表的指针偏转情况如图乙所示,指针反偏,说明电流表的正负接线柱接反了。
(3)分析数据
0.3A=0.3A=0.3A
因此可得到串联电路的电流规律是:串联电路中的电流处处相等。
(4)实验中的不足之处是:只进行了一次实验,结论具有偶然性,为了得到普遍性规律,应换用不同规格的灯泡进行多次实验。
提升拔高突破练(测试时间:15分钟)
27.如图,电路中所有元件均完好,其中、、为三个完全相同的发光二极管,开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.、、并联,且都发光 B.只有发光,、均被短接
C.与并联,不发光 D.电流表的示数大于的示数
【答案】C
【详解】ABC.发光二极管具有单向导电性,由图得,开关闭合时,、并联,不发光,故AB错误,C正确;
D.电流表、分别测量、电流,、是相同的二极管,电阻相同,由并联电路电压特点得,、的电压相同,则电流表的示数等于的示数,故D错误。
故选C。
28.如图所示,电流表和的示数分别为3A和2A,若将、、中的某两个灯泡互换,其他条件不变,发现两电表的示数不变。通过A点的电流可能为( )
A.3.0A B.4.0A C.4.5A D.5.0A
【答案】B
【详解】原电路等效电路图如下
根据电路图可知,、、并联,若互换、的位置,则等效电路变为
两电流表的示数不变,则R1= R2, 因为电流表A2的示数为2A,所以
I1=I2=1A
因为电流表A1的示数为3A,则
I1+I3=3A
所以
通过A点的电流
I=3A+1A=4A
若互换、的位置,则等效电路变为
两电流表的示数不变,则R2= R3, 因为电流表A1的示数为3A,所以
I2=I3=1.5A
因为电流表A2的示数为2A,则
I1+I3=2A
所以通过的电流I1=0.5A;通过A点的电流
I=3A+0.5A=3.5A
若互换、的位置,则等效电路变为
若两电流表的示数不变,则R1= R3,根据欧姆定律可知,I1= I3,所以两电流表示数应相等,不符合题意。综上所述,通过A点的电流大小为3.5A或4A。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
21.如图所示,在一根横跨河流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导线的两端,可以用图示方法测试,其操作过程如下:用两个颜色不同的小灯泡接入电路,分别用导线连接D、E、F,通过观察记录两灯发光情况,就可判断出所有导线的首尾。依据表格的记录情况,下列判断正确的是( )
实验次数
用导线连接
现象
1
F、E
全不亮
2
F、D
绿灯亮
3
D、E
红灯亮
①A、D为一根导线
②A、E为一根导线
③C、D为一根导线
④C、F为一根导线
A.只有②④正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有①③正确
【答案】A
【详解】因为用导线连接F、E,全不亮,说明F、E没有与B连通而形成通路,故B不与F、E相连;连接F、D绿灯亮,说明F、D与B、C连通而形成通路,即F、D中一根与B为一根导线,或与C为一根导线,所以E一定是与A为一根导线;连接D、E红灯亮,说明D、E与A、B连通而形成通路,即D、E中一根与A为一根导线,或与B为一根导线,所以D一定是与B为一根导线,由此可知,与C是一根导线的为F,综上所述②④正确,故A正确,BCD错误。
故选A。
22.在卧室的中央安装一盏吊灯,要求在卧室门口及床头各安装一个开关,使这两个开关都舶独立的控制这盏灯,最佳的电路图是( )(图中均用电池符号表示照明电路电源)
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.S1和S2均为单刀双掷开关,由图知,S1与1连接时,灯泡不发光,S1与2连接时电路为通路,灯泡发光, S2与1'连接时灯泡发光,S2与2'连接时灯泡不发光,任意一个开关都可以开灯、关灯, 较四个选项的线路图可知,A用的导线不是最少的,故A不符合题意;
B.S1和S2均为单刀双掷开关,由图知,S1与1连接时,灯泡不发光,S1与2连接时灯泡发光; S2与1'连接时灯泡发光,S2与2'连接时灯泡不发光;任意一个开关都可以开灯、关灯,比较四个选项的线路图可知,B用的导线不是最少的,故B不符合题意;
C.S1和S2均为单刀双掷开关,由图知,S1与1连接时,灯泡发光,S1与2连接时灯泡不发光,S2与1'连接时灯泡不发光,S2与2'连接时灯泡发光;任意一个开关都可以开灯、关灯,比较四个选项的线路图可知,C用的导线最少,故C符合题意;
D.S1和S2均为单刀双掷开关,由图知,S1与1连接时,灯泡发光,S1与2连接时灯泡仍然发光,此时不能让灯泡熄灭; S2与1'连接时灯泡发光,S2与2'连接时灯泡仍然发光,此时不能让灯泡熄灭,所以任意一个开关不可以单独开灯、关灯,比较四个选项的线路图可知,D用的导线不是最少的,故D不符合题意。
故选C。
24.关于如图所示电路,下列判断不正确的是( )
A.要使两灯串联,只闭合S2即可
B.要使两灯并联,只闭合S1、S2即可
C.三个开关全闭合,将造成电源短路
D.只闭合S2、S3,L2会被短接
【答案】B
【详解】A.要使两灯串联,电流从正极开始依次经过L1、S2、L2回到电源负极,故只需闭合S2开关,故A正确,不符合题意;
B.要使两灯并联,电流从正极开始分支,一路经过L1、S3,另一路经过S1、L2 ,因此只需闭合S1、S3开关,故B错误,符合题意;
C.三个开关都闭合时,电流从电源正极出发经过开关直接回到负极,电源短路,故C正确,不符合题意;
D.只闭合S2、S3,电流从正极出发经过L1、S3回到负极,则L2被短接,故D正确,不符合题意。
故选B。
20.如图两只硬橡胶球,带有等量正电荷,按如图所示的方式将一个金属小环M串在一根光滑的绝缘杆上,位于两硬橡胶球中间,恰好平衡。
(1)金属小环M的带电情况是 ;
A.一定带正电
B.一定带负电
C.一定不带电
D.带正电、带负电或不带电均有可能
(2)若用绝缘橡胶棒将金属小环向右侧稍移一些,释放后,小环向中间处运动。则金属小环M带 电。
【答案】 D 正
【详解】(1)[1]金属小环M串在一根光滑的绝缘杆上,位于两硬橡胶球中间,恰好平衡,说明金属小环M受平衡力作用,两只硬橡胶球,带有等量正电荷。当金属小环M带正电,据同种电荷相互排斥知,M受到硬橡胶球的力是排斥力,两个排斥力大小相等,方向相反;当M带负电,据异种电荷相互吸引知,M受到橡胶球的吸引力,两个吸引力大小相等,方向相反;当M不带电时,受到两个橡胶球的吸引力,因为带电体能吸引轻小物体,两个吸引力的大小相等,方向相反,故带正电、带负电或不带电均有可能;故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(2)[2]绝缘棒将金属小环向右侧稍移一些,释放后,小环向中间处运动,说明金属环受到右端橡胶球的排斥作用,金属环带有正电荷。如果金属环带负电或不带电,右端橡胶球对金属环的吸引力大于左端橡胶球对金属环的吸引力,会被右端橡胶球吸引向右移动。
23.如图,在一根横跨河流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导线的两端,可以用图示的测通器来测试,其操作过程如下:
(1)连接A和B,将测通器的m连接在D上。当n连接F时小灯泡发光,连接E时小灯泡不发光。由此可以确定 为同一导线的两端(填字母,下同);
(2)为了弄清另两根导线的两端,可连接A和C,测通器的一端必须与 相连时,另一端连接F,若小灯泡发光,则 为同一根导线,若不发光,则 为同一根导线。
【答案】 CE E AF(BD) AD(BF)
【详解】(1)[1]连接A和B,将测通器的m连接在D上,当n连接F时小灯泡发光,说明电路是连通的,电流从F流入,经过F、B、A、D流出,则剩下的CE就是同一根导线。
(2)[2][3][4]由于CE是一根导线,故连接了C点后,必须连接E点;另一端连接F,若小灯泡发光,则CEAF是通路,则AF是同一根导线,或者剩下的BD是同一根导线;若不发光,无法形成通路,则AD是同一根导线,或者剩下的BF是同一根导线。
25.电学实验课上,同学们首先连接了如图甲所示电路。
(1)小王同学实验发现,当开关S闭合时,灯、均不亮。用一根导线探究其故障:当把导线并接在灯两端时发现灯亮,灯不亮;当把导线并接在灯两端时发现两灯都不亮,由此可知______;
A.灯短路 B.灯断路 C.灯短路 D.灯断路
(2)另一组的小张同学,当开关S闭合,仍然发现灯、均不亮时,用一个检测灯探究其故障:当把检测灯并接在灯两端时发现三个灯都不亮;当把检测灯接在灯两端时发现灯不亮,但检测灯正常发光,由此可知 , ;(选填“短路”、“断路”)
(3)如图丙所示,电学黑箱内有两盏灯,A、B、C是盒外三个接线柱,将电源正、负极接在AB或B、C两端时只有一盏灯发光,接在A、C两端时,两盏灯发光,由此说明黑箱内的导线有一个公共交叉点O,则没有灯泡的导线段是 (选填“AO”、“BO”、“CO”)。
【答案】(1)B
(2) 短路 断路
(3)BO
【详解】(1)闭合开关时两灯均不亮,说明电路中某处断路,或是两灯均短路;用导线先并联在L1两端时,发现L2亮,灯L1不亮,说明此时电路通路,两灯泡不可能短路,L2完好的;同时用导线与灯L2并联,两灯均不亮,说明灯L1不可能短路,故只能为灯L1发生了断路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)[1][2]当把检测灯并接在灯L1两端时,三个灯都不亮,有三种可能:①L1、L2均断路,②L1、L2均短路,③L1短路、L2断路,当把检测灯接在灯L2两端时发现灯L1不亮,但检测灯正常发光,此现象说明检测灯与电源两极均导通,排除L1断路和L2短路的可能性,即①②两种可能性排除,确认③正确,由此可知L1短路,L2断路。
(3)根据题意A、C间两灯串联,A、B间有一灯,B、C间有一灯。框内画出电灯连接的电路如下图
由此可知,黑箱内的导线有一个公共交叉点O,则没有灯泡的导线段是BO。
26.请根据题目要求设计完成电路:
(1)电动车方便快捷深受人们喜爱。当把钥匙插入插孔,相当于闭合开关S,接通电源电动机才能工作,闭合S1灯才会亮,闭合S2铃才会响。如果不插入钥匙,无论如何车灯不亮,铃也不响。请用笔画线代替导线,并标明各开关名称;
(2)如图是简易手动交通信号灯模拟电路的一部分,请补画一根导线,使开关S接1时,只有L1、L2亮,开关接2时,只有L3、L4亮;
(3)如图,某次知识竞赛必答题环节,题目涉及科技、文学、历史、民俗等多方面,每一类题是一块独立的答题板,双方各有一次答题机会。其中科技类题答题板如图(1)。开始时,双方的灯都亮着,若甲队回答正确,闭合开关S甲,为乙队灭灯;若乙队回答正确,闭合开关S乙,为甲队灭灯。显示“科技类”的电子屏幕一直亮着。最后比较双方剩余(亮着)的灯数决定胜负。请在虚线框中将电路图补充完整。
【答案】(1)(2)(3)
【详解】(1)由题意知,不插入钥匙,则电动机和车灯及铃都不工作,所以开关S同时控制电动机和车灯及铃。而电动机、车灯和铃独立工作,互不影响,三者并联在电路,所以开关S接在干路上,S1控制车灯,S2控制铃,作图如下:
(2)由题意知,开关S接1时,控制L1和L2,开关S接2时,控制L3和L4,结合电路图知,S接1时,L1和L2并联工作,S接2时,L3和L4并联工作,导线补画如下:
(3)由题意知,开关S乙控制甲队的灯,开关S甲控制乙队的灯,且开关闭合时让对方灯灭,电子屏幕一直工作,所以,应使两灯与电子屏幕串联,用开关短路灯来让灯灭,作图如下:
思维创新拓展练(测试时间:20分钟)
27.如图所示,已知电流表A的示数为2A,电流表的示数为1A,电流表的示数为1.4A,则下列说法不正确的是( )
A.流过灯泡的电流是1A B.通过灯泡 的电流为 0.6A
C.通过干路的电流都为2A D.三个灯泡是并联的
【答案】B
【详解】由图得,L1、L2、L3并联,电流表A测量干路电流,电流表A的示数为2A,通过干路的电流都为2A;电流表A1测量L2、L3的总电流,电流表A2测量L1、L2的总电流,通过灯泡 的电流为
流过灯泡的电流是
故ACD正确,不符合题意,B错误,符合题意。
故选B。
28.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,可以用图示的测通器来测试。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,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。
故选C。
29.如图所示为部分电路结构,若用一根导线在a、b、c、d四个接线柱之间连接,则下列分析正确的是( )
A.若a与b, b与d 连接,则只有 L1发光
B.若a与b, c与d 连接, 则只有L2发光
C.若a与d, b与c 连接,则L1、L2并联
D.若a与d, b与d连接,则L1、L2串联
【答案】C
【详解】A.由图示知,a与b,b与d连接,则电流不经用电器,电源被短路,所有灯泡都不发光,电源可能被损坏,故A错误;
B.a与b,c与d连接,灯L2被短路,电路中只有L1工作发光,故B错误;
C.a与d,b与c连接,电流从电源正极出来,分为两个支路,一个支路经L2、c和b回到电源负极,另一支路经d和a、灯L1、c和b回到电源负极,两灯并联连接,故C正确;
D.b与d连接,电源短路,两灯都不工作,故D错误。
故选C。
30.“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,因此起爆器被短路,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 不能 切断 能 闭合 a
【详解】(1)[1][2][3]由电路图知,定时器应相当于开关安装在b导线上,在定时阶段,该定时器是接通的,即b导线通路,则起爆器被短路,电流通过小灯泡,而不经过引爆器,起爆器不工作,不会发生爆炸。
(2)[4][5]定时结束,则定时器会切断b导线,那么电流通过起爆器及小灯泡形成回路,起爆器立即爆炸。
(3)[6][7]定时器在定时阶段相当于处于闭合状态的开关,起爆器处于短路状态。此时应剪断a导线,则定时结束时,起爆器所在电路断开,无法爆炸。
340.在如图(a)所示的电路中,电流表A1的示数是1.6A,电流表A2中的示数为0.7A,通过灯泡L3的电流如图(b)所示。通过灯泡L2的电流大小是 A,通过灯泡L2的电流方向是 (选填“向上”或“向下”)的。
【答案】 0.14 向上
【详解】[1][2]分析图a可知,电流从正极出发,经电流表A1后分流,一部分电流经过灯泡L1后回负极,另一部分电流经电流表A2后再分流,一部分电流经过灯泡L2后回负极,一部分电流经过灯泡L3后回负极,故电路为三个灯泡并联,电流表A1测总电流,电流表A2测L2、L3总电流,通过灯泡L2的电流方向向上。电流表A2中的示数为0.7A,即
故通过L3的电流一定小于0.7A,所以图b中电流表所选量程为0~0.6A,故示数为0.56A,即通过L3的电流为0.56A,则通过灯泡L2的电流为
31.如图所示,开关S、S1都闭合时,电灯、、的连接方式是 ,电流表和的指针偏转角度相同(电流表有两个量程,分别为“0~0.6A”和“0~3A”),此时通过、的电流之比为1∶6,当断开时发现的示数减小了0.4A,则两开关都闭合时,流过的电流是 A,流过的电流是 A。
【答案】 并联 2.4 0.1
【详解】[1]根据电路图知道,开关S、S1都闭合时,电流从电源正极流出,经开关S后分支,一支经过L1、S1,回到电源负极;另一支经过电流表A1后分成两支,其中一支经过L2 和电流表A2回到电源负极;另一支经过L3回到电源负极。即经L1、L2支路汇合共同经过电流表A2,后回到电源负极;因此电灯L1、L2、L3的连接方式是并联,电流表A1是测量L2和L3的总电流,电流表A2是测量L1和L2的总电流。
[2]将开关S1断开时,电流表A2只测量L2的电流;因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,并且各支路上的用电器工作时互不影响,所以,根据A2的示数减少了0.4A可知:通过L1的电流I1=0.4A,已知通过L1、L3的电流之比为1∶6,则L3的电流
[3]因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,则A1示数为
A2示数为
则A1示数大于A2示数,由于电流表有两个量程分别为0~0.6A,0~3A,根据分度值知道,A1和A2的指针偏转角度相同时
即
解得
I2=0.1A
32.电路展板的展示情况如下表。根据展示情况,在虚线框中画出电路图并把实物图连接好。
开关状态
S1、S2都闭合
S1闭合、S2断开
S1断开、S2闭合
灯
亮
不亮
不亮
电铃
响
响
不响
【答案】
【详解】由表格中数据得,灯与电铃可以独立工作,说明两者并联;S1控制整个电路,应放在干路上;S2控制灯泡L,电路图与实物图分别如图所示:
33.设计电路:要求:
(1)L1与L2两灯并联,电流表A1测L1的电流,滑动变阻器改变L2的电流;
(2)只闭合S1只有L1亮,若只闭合S2两灯都不亮;
(3)两开关都闭合两灯都亮。
【答案】
【详解】L1与L2两灯并联,电流表A1测L1的电流,说明电流表A1与L1串联在一个支路,滑动变阻器改变L2的电流,说明滑动变阻器与L2在一个支路,只闭合S1只有L1亮,说明S1可能在干路,也可能在L1所在的支路;若只闭合S2两灯都不亮,说明S1干路;两开关都闭合两灯都亮,说明S2在L2所在的支路,电路如图
34.小林同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)如果想让LED灯和L灯并联,小林应该闭合 ,断开 (以上两空可选填S1、S2、S3中的一个或多个),此时电流表测的是 (选填“LED灯”、“L灯”、“干路”)的电流;如果闭合 (可选填S1、S2、S3中的一个或多个),会导致电源短路;
(2)如果想让LED灯和L灯串联,小林应该闭合 ,断开 (以上两空可选填S1、S2、S3中的一个或多个);
(3)请你帮助小林在图乙完成实物图,要求LED灯和L灯串联,电流表测量L灯的电流(要求:保证电流从LED灯的正极流入,负极流出) ;
(4)小林正确连接图乙时,闭合开关,LED灯发光,L灯不发光,此时电流表的示数如图丙所示;
①同桌的小海猜想:L灯断路了,你觉得小海是 (选填“正确”或“不正确”),依据是 ;
②小林猜想:L灯不发光的原因是L灯短路了。小林用一根导线MN接在LED灯两端,这时L灯就发光了,则小林的猜想 (选填“正确”或“不正确”)。
【答案】 S1、S2 S3 干路 S1、S2、S3或S1、S3 S3 S1、S2 不正确 见解析 不正确
【详解】(1)[1][2][3]如果想让LED灯和L灯并联,观察图甲可知,可以闭合S1、S2,断开S3,根据电流的流法可知,电流从电源的正极流出,流过电流表,开关S2,然后分为两支电流,一支电流流过LED灯,另一支电流流过L灯,最后汇集,回电源负极,这样符合题意;可以看出,这时电流表测的是干路电流。
[4]要导致电源短路,需要没有电流流过LED灯和L灯,可以闭合S1、S2、S3或S1、S3,根据电流的流法可知,电流流过S3开关,再流过S1开关,就直接回负极了,电源处于短路状态。
(2)[5][6]如果想让LED灯和L灯串联,可以尝试闭合S3,断开S1、S2,根据电流的流法,可知道,电流流过L灯后,再流过LED灯,回负极,这样符合题意。
(3)[7]由题意可知,要求LED灯和L灯串联,电流表测量L灯的电流,即三个电器元件串联在一起,要求保证电流从LED灯的正极流入,负极流出,则可以让电流从右边往左边流过灯泡后,再流过LED灯的正极,即把L灯的左端与LED灯的正极相连,实物图如下图所示。
(4)[8][9]小海的猜想是不正确的;因为L灯、LED灯串联,且电流表有示数,为0.02A,LED灯发光,所以L灯不可能断路。
[10]如果L灯短路,则即便用一根导线MN接在LED灯两端,L灯仍是短路,应该还是不能发光才对,原因应该是由于LED的接入接反了,使得电路中的电流过小,L灯“不发光”,所以小林的猜想是错误的。
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