第十三章
一、选择题(每题3分,共30分)
1.下列现象中与摩擦起电无关的是 ( )
A.打开水龙头,放出一股细水流,把在干燥的头发上梳过的塑料梳子放在水流附近,会看到水流靠近梳子
B.冬天,摩擦双手使手变暖和
C.秋冬干燥季节,脱毛衣时会看到电火花
D.严禁用塑料桶装运汽油
2.在干燥的环境下,用丝绸摩擦两根玻璃棒,手持其中一根靠近被吊起的另一根,它们相互排斥。下列说法中正确的是 ( )
A.玻璃棒失去电子带正电
B.玻璃棒得到电子带正电
C.在潮湿的环境下重复实验,它们相互吸引
D.玻璃棒在任何条件下都是绝缘体
3.电路图中连接正确、开关闭合后灯泡均发光的是 ( )
4.关于如图示的电路,下列说法中正确的是 ( )
A.只闭合开关S1、S3时,灯泡L1、L2串联 B.只闭合开关S2时,灯泡L1、L2并联
C.闭合所有开关时,灯泡L1、L2都发光 D.只闭合开关S2时,灯泡L1、L2都发光
5.公交车后门的两个扶杆上通常各装有一个按钮,每一个按钮都是一个开关。当乘客按下任何一个按钮时,驾驶台上的指示灯发光,同时电铃响,提醒司机有人要下车。如图示电路图符合上述要求的是 ( )
6.小华用如图示电路进行如图下操作,下列说法中正确的是 ( )
A.直接将A、B连接,闭合开关后电路短路
B.测量电流时,应将电流表“+”接线柱接在A点,“-”接线柱接在B点
C.在A、B间接电压表,闭合开关后电压表无示数
D.在A、B间接另一灯泡,两灯泡是并联的
7.如图示,闭合开关S1、S2后,灯L1、L2均发光。一段时间后,只有一盏灯熄灭,电流表A的示数变为零,则下列判断正确的是 ( )
A.电路的故障可能是灯L1短路 B.电路的故障可能是灯L2断路
C.电路的故障可能是灯L1断路 D.电路的故障可能是灯L2短路
8.关于如图示的电路,下列说法正确的是 ( )
A.灯泡L1和L2并联,电流表测的是L1所在支路的电流
B.灯泡L1和L2并联,电压表测的是电源电压
C.灯泡L1和L2串联,电压表测的是L2两端的电压
D.灯泡L1和L2串联,电压表测的是L1两端的电压
9.如图示,当开关S闭合后,用电压表测a、b两点间的电压时,电压表示数为15 V;测得a、c两点间的电压为11 V;测得b、d两点间的电压为9 V,则灯L1、L2、L3两端电压分别是 ( )
A.4 V,5 V,6 V B.6 V,5 V,4 V
C.11 V,20 V,9 V D.5 V,4 V,6 V
10.如图示,在“○”处可以连接电流表或电压表测量电路中的电流或电压,为使灯L1与L2串联,下列做法正确的是 ( )
A.a为电流表,b为电压表,c为电流表 B.a为电压表,b为电压表,c为电流表
C.a为电流表,b为电流表,c为电压表 D.a为电流表,b为电流表,c为电流表
二、填空题(每空2分,共30分)
11.将塑料绳的一端扎紧,尽可能将其撕成更多的细丝,用干燥的手从上向下捋几下,观察到如图示的现象,这是因为塑料细丝带了 (选填“同种”或“异种”)电荷,这种使塑料细丝带电的方法称为 ,塑料细丝带电的实质是 在物体间的转移。
12.如图所示,高层建筑的顶部都安装了避雷针,当带正电的云层靠近建筑物时,
会从大地经避雷针到云层,中和云层中的电荷,从而避免建筑物遭受雷击。这个过程中,电流的方向是 (选填“从避雷针到云层”或“从云层到避雷针”)。
13.在如图所示的电路中,不论开关如图何切换,电铃和灯泡都能安全使用。若想让灯泡和电铃同时工作,需要闭合开关 ;若同时闭合S1和S2,可以工作的用电器是 。
14.如图所示,通过L1的电流和通过L2的电流之比是2∶1,则电流表A1测 (选填“L1”“L2”或“干路”)电流,电流表A1和电流表A2的示数之比是 。
15.如图所示,已知闭合开关后,通过L1、L2、L3的电流分别为30 mA、40 mA、50 mA,则电流表A2的示数为 A,电流表A3的示数为 A。
16.如图所示,电源电压不变,当S断开时,电压表的示数为4 V;当S闭合时,电压表的示数变化了2 V,则开关S断开时,灯L1两端的电压为 V,灯L2两端的电压为 V。
17.如图所示,将A、B两个金属片插入橘子中制成的“水果电池”,用电压表测量“水果电池”的电压;若想获得3.6 V的电压,需要把 节这样的“水果电池” (选填“并联”或“串联”)起来。
三、作图题(共8分)
18.(4分)根据所示的实物图,在虚线框内画出对应的电路图。
19.(4分)如图所示是验证串联电路电压特点的实验器材,请用笔画线代替导线完成电路的连接。要求:闭合开关S后,电压表测量灯L1两端的电压,导线不能交叉。
四、实验探究题(共20分 )
20.(8分)在“探究串联电路电压的特点”实验中,某实验小组设计了如图所示的实验电路。分别测量了串联电路两端的总电压U和灯泡L1、L2两端的电压U1、U2,记录数据如图下表所示。
U/V U1/V U2/V
2.6 1.3 1.3
(1)该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是 (用题中物理量符号的关系式表示)。
(2)实验过程中,若L1灯丝断了,观察到电压表V1示数为 ,电压表V2示数为 。
(3)该实验还有待改进,请写出其中一点: 。
21.(12分)为了探究并联电路的电流特点,小红设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态。
(2)小红先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,则电路可能存在的故障是 。
(3)排除故障后,她测出了L1、L2支路和干路上的电流分别为I1、I2和I,电流表示数如图图乙、丙、丁所示,可读出I1=0.5 A,I2= A,I= A。根据测量结果,在误差允许范围内你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是 (写出关系式即可)。
(4)为了验证结论的普遍性,小红采用了更换不同规格的灯泡继续实验的方法进行验证,你还可以采用的方法是 。
五、计算题(12分)
22.如图甲所示,开关S闭合后,A1、A2、V三只电表的指针均如图图乙所示,已知V表接入的是“-”“15”接线柱,电流表均有0~3 A与0~0.6 A两个量程。求:
(1)电源电压及L1、L2两端的电压。
(2)通过L1、L2的电流。
(3)若A2、V两电表位置互换,则请判断L1、L2的发光情况。并判断电压表有无示数,若无示数,请说明理由;若有示数,请求出电压表的示数。
1.B
2.A 用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒失去电子带正电荷,故A正确,B错误;在潮湿的环境中玻璃棒上的电荷可以通过潮湿的空气被导走,玻璃棒上不再带有电荷,所以在潮湿的环境下重复实验,玻璃棒不能带电、不会相互吸引,故C错误;导体和绝缘体没有绝对的界限,玻璃在高温下可以导电,故D错误。
3.B A图中缺少电源,灯泡不发光,故A错误;B图中有灯泡、开关、电源,闭合开关后灯泡可以正常工作,电压表测量右边灯泡两端的电压,电压表连接正确,故B正确;C图中开关闭合,右边灯泡短路,故C错误;D图中两灯泡并联,但电流表的正、负接线柱接反了,故D错误。
4.D 只闭合开关S1、S3时,灯泡L1和L2并联接入电路,灯泡L1、L2都发光,故A错误;只闭合开关S2时,从电源正极出发电流依次经过L2、L1,回到电源负极,只有一条电流路径,则灯泡L1和L2串联,灯泡L1、L2都发光,故B错误,D正确;闭合所有开关时,电流不经过灯泡,直接从电源的正极回到负极,造成电源短路,灯泡不会发光,故C错误。
5.C 当乘客按下任何一个按钮时,驾驶台上的指示灯和电铃同时工作,说明两个开关并联,任何一个开关都能控制指示灯和电铃,说明指示灯和电铃在两个开关并联的干路上,故C项正确。
6.B
7.C 由图可知,闭合开关S1、S2后,灯L1、L2均发光,此时L1、L2并联;一段时间后,只有一盏灯熄灭,根据并联电路的特点可知,各支路互不影响,电流表的示数为零,说明电流表的支路发生了断路现象,即电路的故障可能是灯L1断路,故C正确。
8.D 由图可知,电流从电源的正极流出,通过电流表、灯L1、开关和灯L2,回到电源负极,所以两灯串联,电流表测电路中的电流,电压表并联在灯L1的两端,测灯L1两端的电压,故A、B、C错误,D正确。
9.A 由电路图可知,三个灯泡串联,a、b两点间电压是电源电压,也是三个灯泡串联后两端的电压之和;则电源电压:U=U1+U2+U3=15 V①;a、c间电压是L2与L3两端的电压之和;b、d间电压是L1与L2两端的电压之和;根据串联电路的电压特点可知:U2+U3=11 V②,U1+U2=9 V③,由①②③可得U1=4 V,U2=5 V,U3=6 V。
10.B 灯L1与L2串联,由图可知a表与灯L1并联,应为电压表;b表与灯L2并联,应为电压表;c表与灯L2串联,应为电流表。
11.同种 摩擦起电 电子
12.负电荷 从云层到避雷针 我们规定正电荷定向移动的方向为电流方向;负电荷移动的方向与电流方向相反;当带正电的云层靠近建筑物时,由于负电荷是从大地经避雷针到云层,中和云层中的正电荷,所以电流方向是从云层到避雷针。
13.S1 电铃
闭合开关S2会使灯泡短路,因此要想让灯泡和电铃同时工作,应闭合开关S1;开关S1和S2都闭合时,电路发生局部短路,即灯泡短路,此时灯泡不发光,但电铃可以工作。
14.干路 3∶1 由电路分析得,两灯并联,电流表A2测量的是L2中的电流,电流表A1测总电流,设L2中的电流为I,则L1中的电流为2I,由并联电路的特点可知,总电流为3I,故电流表A1和电流表A2的示数之比为3∶1。
15.0.09 0.07 由电路图知,三个灯泡并联,电流表A1、A4测干路电流,电流表A2测流过灯L2与L3的电流之和,电流表A3测流过L1与L2的电流之和;根据并联电路的电流规律可知:电流表A2的示数:I=I2+I3=0.04 A+0.05 A=0.09 A,电流表A3的示数:I'=I1+I2=0.03 A+0.04 A=0.07 A。
16.2 4
当开关S断开时,电压表测量灯泡L2两端的电压,U2=4 V,当开关S闭合时,灯泡L1短路,电路中只有L2在工作,此时,电压表的示数就是电源电压,即电源电压为U=U2+ΔU=4 V+2 V=6 V,根据串联电路中电压的规律,求出开关S断开时,灯L1两端的电压:U1=U-U2=6 V-4 V=2 V。
17.3 串联 由图知,电压表选择的是小量程,分度值是0.1 V,此时的示数是1.2 V;因串联电路中各部分电压之和等于总电压,所以,如图果想获得3.6 V的电压,需要把3节这样的“水果电池”串联起来。
18.如图图所示
19.如图图所示
20.(1)U=U1+U2 (2)2.6 V 0 V
(3)更换不同规格的小灯泡再进行多次实验
(1)由图表可知,该小组得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是:U=U1+U2。
(2)实验过程中,若L1灯丝断了,电压表V1两接线柱直接与电源两极相连,测的是电源电压,故电压表V1示数为2.6 V;由于电路断路,
电压表V2测灯L2两端的电压,示数为0 V。(3)该实验还有待改进,电路中更换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
21.(1)断开
(2)L1(或电流表)断路
(3)0.52 1 I=I1+I2
(4)改变电源电压
22.(1)由图知,两灯并联,电流表A1测干路电流,A2测L1支路电流,电压表测L1两端电压,电压表使用0~15 V量程,分度值为0.5 V,由图乙知,电压表的示数为6 V;
并联电路中各支路两端的电压相等,且等于电源电压,所以U=U1=U2=6 V。
(2)并联电路干路中的电流等于各并联支路中的电流之和,所以A1示数大于A2示数,而两电流表指针位置相同,所以A1使用的是0~3 A量程,分度值为0.1 A,则干路电流I=1.2 A,A2使用的是0~0.6 A量程,分度值为0.02 A,则通过L1的电流:I1=0.24 A,所以通过L2的电流I2=I-I1=1.2 A-0.24 A=0.96 A。
(3)由题图知,若A2、V两电表位置互换,等效电路图如图下图所示。
灯L1短路,只有L2接入电路中,电压表测电源电压,A1测通过L2的电流,所以L1不发光,L2发光;电压表测电源电压,故电压表的示数为6 V。