第十五章 电流和电路
一、单选题
1.学校科技节上有趣的“静电章鱼”实验让同学们纷纷效仿。把塑料撕成丝状,用毛皮分别摩擦丝状塑料和PVC管,然后将塑料放在PC管上方,丝状塑料就会像章鱼一样悬在空中。这个现象的原理是丝状塑料和PVC管经毛皮摩擦后( )
A.带同种电荷,相互排斥
B.带同种电荷,相互吸引
C.带异种电荷,相互排斥
D.带异种电荷,相互吸引
2.小明同学按照如图所示的电路“研究串联电路中电流、电压的特点”,当开关闭合时,灯L1亮,灯L2不亮,电流表和电压表均有示数。则故障原因可能是( )
A.L1断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L2短路
3.如图所示的电路中,电流表测量通过灯L1电流的是( )
A.B.C.D.
4.如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,电流表、灯泡L1和L2均能正常工作.则下列说法正确的是( )
A.开关S1闭合,S2断开,电源外部电流流向为a→b→c→d
B.开关S1、S2都闭合,灯泡L1和L2并联
C.开关S1、S2都闭合,通过灯泡L1的电流一定大于通过灯泡L2的电流
D.闭合S1、S2中任意一个开关,都会有灯泡发光
5.“工夫茶”是融精神、礼仪、沏泡技艺为一体的茶道形式,图是泡“工夫茶”用的电茶炉,在电路中用R1和R2代表消毒锅和煮水壶,当闭合开关S后,R1和R2才能工作,但不能同时加热,电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示下列选项中,与电路图对应的实物连接图是( )
A. B.
C. D.
7.用毛皮摩擦过的橡胶棒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.毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒强
B.摩擦过程中毛皮上的电子转移到橡胶棒上
C.验电器箔片张开是因为两箔片带了正电荷
D.金属球上的电荷与两箔片上的电荷电性相反
8.如图甲所示的实物电路中,当开关闭合时,两灯泡均发光,且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.通过灯L1的电流为0.3A B.通过灯L1的电流为1.2A
C.通过灯L2的电流为1.5A D.通过灯L2的电流为1.2A
9.“践行低碳环保,倡导绿色出行”,常德市城区共享单车、共享电动车、电动公共汽车为市民的绿色出行提供了方便。电动公共汽车的动力来源于电动机,前后两门(电路开关)中任意一个门没有关闭好,电动公共汽车都无法行驶。图中符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
10.如图甲所示,A验电器带有正电荷,B验电器不带电。现用一个带有绝缘柄的金属棒将A、B搭接,如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.带正电的质子从A到B,电流方向从A到B
B.带正电的质子从B到A,电流方向从B到
C.带负电的电子从A到B,电流方向从B到A
D.带负电的电子从B到A,电流方向从A到B
二、填空题
11.如图所示,将A、B两种不同的金属片分别插入土豆,制成“土豆电池”。闭合开关S,发光二极管发光,电流表的数示为0.02A,则金属片 _____(选填“A”或“B”)是该“土豆电池”的正极。
12.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,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区相当于手机电路中的______,如图乙所示,充电宝给手机充电过程中,手机电池相当于______(选填“电源”或“用电器”)。
13.如图所示,A是检验物体是否带电的仪器,叫___,它的工作原理是____,验电器此状态表明B物体____(填“带电”或“不带电”).
14.生产生活中我们经常用到汽油,汽油易挥发,易燃易爆,运输中汽油与油罐摩擦产生静电,油罐失去电子带上______电荷,电荷累积到一定程度极易出现放电现象,引起汽油燃烧爆炸,为防止爆炸事故发生,油罐车通常都在车架加装铁链与大地接触以中和油罐所带电荷,该过程铁链中自由电子定向移动方向是从______(选填“大地到油罐”或“油罐到大地”)
15.如图是某实验电路的一部分,电流表的示数为 _____。若通过导线ab的电流大小为0.2A,方向为,则通过导线cd的电流大小及方向分别是 _____、_____。
16.将两个不同的小灯泡串联在电路中,发现一个较亮,另一个较暗,则通过较亮灯泡的电流_______(选填“大于”“等于”或“小于”)通过较暗灯泡的电流。
三、作图题
17.你观察过电冰箱吗?冰箱门打开时里面的灯会亮,里面的温度偏高时压缩机就会工作(直到温度降到一定程度)。请将图中电冰箱电路补充完整(电动机用)。
18.疫情防控期间,为了严格控制区分外来车辆出入居民小区,很多小区装备了门禁系统,内部车辆可以被自动开关S1识别并通过电动机启动横杆,外部车辆经保安闭合手动开关S2后也可以电动机启动横杆,请在虚线框内完成符合要求的电路图。
19.小聪在教室内开灯和关灯时发现,闭合一个开关,教室讲台上的两盏灯同时发光; 断开此开关,两盏灯都熄灭,请在图中虚线框内画出开关控制两盏灯的部分电路。
20.完成图中电路连接。实物图中少了两根导线。请用笔画线代替导线补上,补上后要求:灯L1、L2都能发光,且电流表只测量L2的电流,开关控制L1、L2的通断。(导线不能交叉)
21.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.
22.钥匙型开关是只有在插入正确的钥匙时才能转动并闭合的开关。银行的金库大门必须同时插入两把钥匙转动,才能使控制大门的电动机(符号为M),请设计出符合这个工作的电路图。
23.根据如图所示的实物电路,在方框内画出它的电路图,并在图中对应的灯泡附近标出L1和L2。
四、实验题
24.测量并联电路的电流。
实验小组想要测量并联电路各支路及干路电流的大小,连接测量电路如图甲所示。
(1)请你在图乙方框中画出此实验电路所对应的电路图______;
(2)闭合开关,发现L1亮,而L2不亮。则电路故障可能是L2______,排除故障后继续实验,电流表的示数为0.2A,可知______(填 “L1支路”、“L2支路”)的电流为0.2A;
(3)实验小组准备全部拆除电路后再次连接电路测量其它位置的电流。物理老师指出:在原电路基础上只需移动一根导线即可测量出干路电流。请找到需要移动的这根导线,在图丙中将这根导线上打上“×”,然后画出正确的连接______;
(4)移动之后,闭合开关,电流表示数如图丁所示,则另一条支路的电流是______A。
五、综合题
25.静电
所谓静电,就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电。当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移,就是我们日常见到火花放电现象。当我们活动时,身体、衣物会和地面、空气等产生摩擦,使电子在它们之间发生转移,从而使身体带电。
静电的危害很多,它的第一种危害来源于带电体的互相作用。如,在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电,如果不采取措施,将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作,使飞机变成聋子和瞎子;在印刷厂里,纸页之间的静电会使纸页粘合在一起,难以分开,给印刷带来麻烦;在制药厂里,由于静电吸引尘埃,会使药品达不到标准的纯度;在放电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污,形成一层尘埃的薄膜,使图像的清晰程度和亮度降低……。静电的第二大危害,是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸,如,在手术台上,电火花会引起麻醉剂的爆炸,伤害医生和病人;在煤矿,则会引起瓦斯爆炸,会导致工人死伤,矿井报废……。当然,当人体长期处于静电的辐射下时,会出现精神紧张、焦躁、胸闷等不适症状,影响正常的工作和生活。
任何事物都有两面性。对于静电这一隐蔽的捣蛋鬼。只要摸透了它的脾气,扬长避短,也能让它为人类服务。比如,静电印花、静电喷涂、静电植绒、静电除尘和静电分选技术等,已在工业生产和生活中得到广泛应用。静电也开始在淡化海水,喷洒农药、人工降雨、低温冷冻等许多方面大显身手,甚至在宇宙飞船上也安装有静电加料器等静电装置。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)写出一个日常生活中的静电现象 ___________。
(2)简单总结静电产生的原因是 ___________。
(3)写出一个静电利用的实例 ___________。
(4)细心你大概会发现:油罐车的尾部拖一条铁链,潮湿的天气里不容易做好静电实验。请选择其中一个现象加以解释。 ___________。
(5)给出日常生活中防止消除静电的办法,写出至少两个 ___________。
参考答案:
1.A
【详解】用毛皮分别摩擦丝状塑料和PVC管,毛皮和丝状塑料之间会发生电子的转移,毛皮和PVC管之间也会发生电子的转移,将塑料放在PC管上方,丝状塑料就会像章鱼一样悬在空中,这说明丝状塑料和PVC管经毛皮摩擦后带了同种电荷,而同种电荷相互排斥,故BCD错误,A正确。
故选A。
2.D
【详解】串联电路中一灯亮一灯不亮,则可能不亮的灯泡短路了,即L2短路,电流表有示数,说明电路故障不可能是断路,电压表有示数,说明电压表所测部分没有短路,综合判断,所以是L2短路。
故选D。
3.A
【详解】A.图中两个灯泡并联,电流表和灯泡L1在一条支路,电流表测量通过灯L1电流,故A符合题意;
B.图中两个灯泡并联,电流表在干路中,电流表测量干路中的电流,故B不符合题意;
C.图中灯泡L1被短路,灯泡L2和电流表串联,电流表测量通过灯L2电流,故C不符合题意;
D.图中两个灯泡并联,电流表和灯泡L2在一条支路,电流表测量通过灯L2电流,故D不符合题意。
故选A。
4.B
【详解】A. 电源外部的电流方向从电源正极到电源负极,所以开关S1闭合、S2断开,电源外部电流流向为d→c→b→a,故A错误;
B. 开关S1、S2都闭合,灯泡L1和L2并列连接在电路在,为并联关系,故B正确;
C. 开关S1、S2都闭合,两灯并联电压相等,但两灯的电阻未知,根据知,电流大小不能比较,故C错误;
D. 如图S1开关位于干路,不闭合时,两灯都不会发光,故D错误;
故选B.
5.C
【详解】A.电路图中,当闭合开关S后,R1和R2才能工作,当开关S1、S2都闭合时两电阻可以同时工作,故A不符合题意;
B.电路图中,当闭合开关S后,R1和R2才能工作,当开关S1闭合时两电阻可以同时工作,故B不符合题意;
C.电路图中,当闭合开关S后,R1和R2才能工作,开关S1为单刀双掷开关,只能使R1和R2中的一个接入电路,则R1和R2不能同时加热,故C符合题意;
D.电路图中,当闭合开关S后,R1和R2才能工作,当开关S1断开时两电阻可以同时工作,故D不符合题意。
故选C。
6.B
【详解】由电路图可知,两个灯泡并联,开关在干路中,控制整个电路。
A.两个灯泡串联,开关控制整个电路,故A不符合题意;
B.两个灯泡并联,开关在干路中,控制整个电路,故B符合题意;
C.电路中灯泡L2被短路,只有灯泡L1的简单电路,故C不符合题意;
D.两个灯泡并联,开关控制灯泡L1,故D不符合题意。
故选B。
7.B
【详解】A.毛皮和橡胶棒摩擦的过程中,毛皮原子核束缚电子的能力弱,失去电子而带正电,故A错误;
B. 摩擦过程中毛皮失去电子而橡胶棒得到电子,毛皮上的电子转移到橡胶棒,故B正确;
C. 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,橡胶棒有多余电子;橡胶棒接触验电器的金属球时,电子由橡胶棒向验电器转移,两箔片带了负电荷,故C错误;
D. 橡胶棒接触验电器的金属球,金属球上与两箔片上的都带了负电荷,电荷电性相同,故D错误。
故选B。
8.B
【详解】CD.如图闭合开关后,灯泡L1和L2并联,L2所在支路串联的电流表量程是0~0.6A,偏转如图乙,所以L2所在支路电流为0.3A,故CD错误;
AB.干路上电流表量程为0~3A,偏转如图乙所示,所以干路电流为1.5A,所以通过灯L1的电流为
故A错误,B正确。
故选B。
9.C
【详解】A.若后门没有关好,汽车可以行使,后门关好后,电动机短路,无法行驶,故A不符合题意;
B.若后门没有关好,汽车可以行使,后门关好后,电动机短路,无法行驶,故B不符合题意;
C.只有前门和后门同时关上,故C符合题意;
D.前门或者后门只要关上一个,汽车就行使,故D不满足题意。
故选C。
10.D
【详解】A验电器带有正电荷,B验电器不带电,用一个带有绝缘柄的金属棒将A、B搭接,B验电器也会带上正电荷,那么B验电器会失去电子,A验电器会得到电子,带负电的电子从B到A;物理学规定:正电荷的定向移动的方向为电流的方向,所以电子定向移动的方向和电流的方向相反,电流方向从A到B,故ABC错误,D正确。
故选D。
11.B
【详解】[1]闭合开关S,电流表示数为0.02A,因为电流从电流表正接线柱流入、从负接线柱流出,所以电流是从B极流出,而在电源外部,电流从电源正极流出,经用电器流回负极,所以B为电源正极。
12. 开关 用电器
【详解】[1][2]手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,此时手机屏幕电路连通,因此感应区相当于电路中的开关,对手机起控制作用。一个完整的电路由电源、导线、开关和用电器组成,在给手机电池充电的过程中,电能转化为电池的化学能,在电路中手机电池消耗电能,手机电池相当于用电器。
13. 验电器 同种电荷相互排斥 带电
【详解】如图A是验电器,其作用是检验物体是否带电;验电器是利用同种电荷相互排斥的工作原理制成的;如图中验电器的金属箔片张开,说明物体B带电.
14. 正 大地到油罐
【详解】[1]汽油与油罐摩擦,油罐失去电子,油罐因缺少电子而带上正电荷。
[2]油罐带正电,自由电子通过铁链从大地移动到油罐,与正电荷中和,故铁链中自由电子定向移动方向是从大地到油罐。
15. 0.46A
0.66A
【详解】[1]如图,电流表接小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.46A。
[2][3]导线ab的电流方向从 ,根据电流的走向,则ab中的电流及通过电流表的电流,均通过dc导线,因此dc在ab电流表汇合后的干路,此时
电流方向:。
16.等于
【详解】因为两个灯泡串联,根据串联电路中电流的规律可知,通过两个灯泡的电流相等。
17.见解析
【详解】冰箱正常工作时压缩机的工作是间歇性的,照明灯是在打开冰箱门时,照明灯开始工作,两者互不影响,所以两者属于并联连接。两支路各串联一个开关,分别控制照明灯和压缩机,如图所示
或
18.
【详解】小区内部车辆门禁系统可以自动识别并启动横杆,外部车辆需要门卫人员按动按钮才能启动横杆,若将门禁系统看成一个自动开关,按钮看成一个手动开关,则两个开关单独都能启动横杆,即两开关并联后再与电动机串联,如图所示:
19.
【详解】教室里的一盏灯坏了其它灯仍能发光,说明两盏灯互不影响,即两灯并联。闭合 一个开关,教室讲台上的两盏灯同时发光; 断开此开关,两盏灯都熄灭,说明这个开关在两灯的干路上,电路图如图所示:
20.
【详解】由题意可知,灯L1、L2都能发光,且电流表只测量L2的电流,说明两灯泡并联,且电流表位于L2支路;开关控制L1、L2的通断,说明开关位于干路,如图所示:
21.
【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:
22.
【详解】由题意可知,金库大门有两把钥匙,只有两把钥匙同时开启时,大门才能打开,大门由电动机控制,钥匙实质就是电路中的开关,即两个开关同时闭合时,电路才接通,才能使电动机工作,只闭合其中一个开关,电动机是不工作的,电路没有接通,开关之间不能独立工作,是串联关系,如下图所示:
23.
【详解】由实物图知,两个灯泡并联连接,开关S接在干路上,同时控制两个灯泡,S1接在支路上,只控制灯泡L1,作图如下
24. 断路 L1支路 0.36
【详解】(1)[1]两灯并联,电流表测通过L1的电流,开关控制整个电路,电路图如图所示:
;
(2)[2][3]闭合开关,发现L1亮,说明干路和L1支路是通路,但灯L2不亮,电路可能存在的故障是L2断路。因为电流表与L1串联,故电流表测通过L1的电流,因此L1支路的电流为0.2A。
(3)[4]要测干路电流,需要将电流表串联到干路上,如图所示:
;
(4)[4]此时用电流表测干路中的电流时,电流表的示数如图丁所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则干路电流为0.56A,根据并联电路电流的规律可知,灯L2支路的电流为
25. 衣物和身体摩擦时会产生放电现象 静电现象产生的实质是电子发生了转移 静电除尘 油罐车的尾部拖一条铁链,可以把电荷引入大地,避免静电积累 ①印染车间里保持适当的湿度;②加油站的除静电按钮
【详解】(1)[1]我们日常见到火花放电现象,当我们活动时,身体、衣物会和地面、空气等产生摩擦,使电子在它们之间发生转移,从而使身体带电;
(2)[2]静电现象产生的原因是,两个物体相互摩擦时,由于不同物体的原子核对电子的束缚能力不同,在摩擦的过程中得到电子而带负电,失去电子而带正电,所以静电现象产生的实质是电子发生了转移;
(3)[3]静电印花、静电喷涂、静电植绒、静电除尘和静电分选技术等,已在工业生产和生活中得到广泛应用。
(4)[4]油罐车的尾部拖一条铁链,可以把电荷引入大地,避免静电积累;
(5)[5]①印染车间里保持适当的湿度,是为了防止静电荷积累而造成危害;②加油站的除静电按钮,是为了防止静电引起火灾。