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第十五章 电流和电路(知识点精析精练)
知识点一 两种电荷
摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电的现象。摩擦起电过程中,克服物体间的摩擦力做功,将机械能转化为内能和电能,使正、负电荷分离,最终两个物体带等量异种电荷。
带电体能够吸引轻小物体,利用带电体能够吸引轻小物体的性质可检验物体是否带电。
自然界只有两种电荷。把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做负电荷。电荷间有相互作用,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。验电器利用同种电荷互相排斥的原理检验物体是否带电。
电荷的多少叫做电荷量。电荷量的单位是库仑,符号是C.
【例题1】(2024年福建中考题)如图,用轻薄的纸折成小星星,轻放于地面的小钢针上,用与布摩擦过的吸管靠近,小星星被吸引着转动,此过程中【 】
A.摩擦创造了电荷 B.布和吸管带上同种电荷
C.吸管和小星星带上同种电荷 D.吸管带电后能吸引轻小物体
【解析】用布和吸管摩擦产生摩擦起电现象,使布和吸管带上等量异种电荷。摩擦起电的本质是使正、负电荷分离,使电荷发生转移,而不是创造了电荷。
吸管和布摩擦后带电,具有吸引轻小物体的性质,吸引用轻薄的纸折成小星星,使小星星运动状态改变发生转动。
【答案】D
【拓展训练题1】1. 做功 电 吸引 2. 电荷 吸引 排斥 3. 正 同种
1.(2024年广东中考题)《本草纲目》记载:“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,“以布拭热”是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变琥珀的内能。“吸得芥子”是由于琥珀因摩擦带 而 轻小的芥子。
2.(2023年江苏无锡中考题)如图所示,将一块透明有机玻璃板架在两本书之间,在下方撒上小纸屑,用干燥的丝绸在玻璃板上摩擦,会观察到下方的小纸屑上下飞舞,跳跃不停.这是因为有机玻璃板被丝绸摩擦后帶上了________,能够_________小纸屑,小纸屑接触玻璃板后迅速被弹开,这是因为它们带上了同种电荷而相互_________。
3.(2024年四川宜宾中考题)自然界只有两种电荷。用丝绸摩擦过的玻璃棒带 电荷,用该玻璃棒接触验电器的金属球,两片金属箔因相互排斥而张开,是因为两片金属箔带 (选填“同种”或“异种”)电荷。
4.(2024年北京中考题)如图所示,手持用丝绸摩擦过的玻璃棒,靠近吊起的用毛皮摩擦过的橡胶棒的一端,发现橡胶棒的这端被吸引过来,这是由于________________________。
【拓展训练题1答案】 1. 做功 电 吸引 2. 电荷 吸引 排斥 3. 正 同种 异种电荷相互吸引
【例题2】(2024年山东东营中考题)甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细线悬挂,相互作用情况如图所示。如果丙带负电,则甲【 】
A. 一定带负电 B. 一定带正电
C. 一定不带电 D. 可能带负电
【解析】电荷间有相互作用,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。带电体具有吸引轻小物体的性质,能够吸引轻小物体。
图示中,丙球带负电,丙球与乙球互相吸引,则乙球可能带正电或不带电;因为乙球与甲球互相排斥,则乙球一定带电且带正电,甲球与乙球带同种电荷,都带正电。
【答案】B
【拓展训练题2】
1.(2023年四川内江中考题)a、b、c三个轻质小球,a带正电,相互作用的情况如图所示,则c的带电情况是_______(选填“带负电”、“不带电”或“带正电”);用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近c球,二者将互相_______(选填“吸引”或“排斥”)。
2.(2020年青海中考题)甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂在铁架台上,它们之间相互作用的场景如图所示。已知丙球与丝绸摩擦过的玻璃棒带同种电荷。下列判断中正确的是【 】
A. 甲、乙两球均带正电荷
B. 甲、乙两球均带负电荷
C. 甲球带正电荷,乙球一定带负电荷
D. 甲球带正电荷,乙球可能不带电
3.(2020年山东威海中考题)假如自然界存在第三种电荷,且遵循已有的电荷间的作用规律。a b c三个轻质小球分别带正电荷 负电荷和第三种电荷,均用绝缘细线竖直悬挂,相互靠近但始终不接触,三个小球的最终状态可能为【 】
A B C D
【拓展训练题2答案】 1. 带负电 吸引 2.D 3.A
【例题3】(2023年湖北鄂州中考题)如图所示是实验室的验电器,它的工作原理是同种电荷___________,验电器的金属箔所带的电荷量越多,金属箔的张角___________,验电器___________(选填“能”或“不能”)直接检验物体带哪种电荷。
【解析】验电器利用同种电荷互相排斥的原理检验物体是否带电。
用验电器检验物体是否带电时,将被检验物体接触不带电的验电器的金属球上,若物体带电,电荷就会从物体转移到验电器的两片金属箔上,两片金属箔因带等量的同种电荷相互排斥而张开。两片金属箔带电荷量越多,相互作用的排斥力越大,金属箔张开的角度越大。
验电器只能检验物体是否带电,但不能检验物体带哪种电荷。
【答案】互相排斥 越大 不能
【拓展训练题3】
1.(2022年北京中考题)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时,验电器的两片金属箔之所以张开是由于【 】
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互吸引 D.异种电荷相互排斥
2.(2024年湖北中考题)将毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器,能正确表示橡胶棒和验电器金属箔片带电情况的图是【 】
A B C D
3.(2023年衡阳中考题)衡阳市青少年活动中心已经投入使用,在活动中心的科技馆里有一个“静电球”,当人触摸“静电球”时,头发丝便会一根根地竖起,形成“怒发冲冠”的景象,如图所示。这是由于头发丝带有________(选填“同种”或“异种”)电荷互相排斥的结果,在实验室中用到的_________就是利用这一原理制成的仪器。
4.(2023年广西中考题)兴趣小组用塑料瓶、锡箔纸、金属线等物品制作了简易验电器。如图所示,将跟头发摩擦过的笔杆接触验电器的金属线,发现锡箔纸张开,说明笔杆因为________________的转移而带电,锡箔纸带________(选填“同种”或“异种”)电荷。
【拓展训练题3答案】1.A 2.A 3. 同种 验电器 4.电荷 同种
知识点二 原子及其结构
常见的物质是由分子、原子构成。原子是由位于中心的带正电的原子核和核外绕核高速运动的带负电的核外电子组成。通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子所带的负电荷在数量上相等,原子整体不显电性,物体对外也不显电性。
电子是带有最小负电荷的粒子,所带电荷量为1.6×10-19C.
摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的本领不同。两个不同物质组成的物体摩擦时,原子核束缚电子本领弱的物质失去电子带正电,原子核束缚电子本领强的物质得到电子带等量的负电。摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开。
【例题4】(2024年江苏苏州中考题)关于物质结构及相关原理的说法,正确的是【 】A.摩擦起电的过程中产生了电荷 B.卢瑟福发现电子说明原子是可分的
C.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
D.原子核由带正电的质子和带负电的电子组成
【解析】1897年英国物理学家汤姆生通过实验发现了带负电的电子,说明原子是可分的。原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子组成,原子核由带正电的质子和不带电的中子组成;1911年英国科学家卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型。
摩擦起电的实质是电荷的转移,摩擦起电过程并没有产生电荷,而是带负电的核外电子从原子核束缚电子本领弱的物体转移到原子核束缚电子本领强的物体上,使正、负电荷分开。
验电器是根据同种电荷相互排斥的原理用来检验物体是否带电仪器。
【答案】C
【拓展训练题4】
1. (2024年广东中考题)在如图所示的原子模型中,a是【 】
A. 原子核 B. 质子
C. 中子 D. 电子
2.(2024年上海中考题)在一个氧原子中,带负电的粒子是【 】
A.电子 B.氧原子 C.质子 D.中子
3.(2023年河南中考题)从微观世界到无限宇宙,人们一直在探索着自然的奥秘。1897年,物理学家汤姆孙发现了电子、揭示了_______是可分的。物理学家_________在前人的研究积累上。发现日月星辰的旋转与苹果下落有着某些相似,建立了著名的万有引力定律。
4.(2022年四川达州中考题)用丝绸摩擦过的玻璃棒能吸起地上的羽毛,是因为玻璃棒的一些 (选填“质子”、“中子”或“电子”)转移到丝绸上,使玻璃棒带了电,由于带电体具有 的性质,所以玻璃棒能吸起地上的羽毛。
【拓展训练题4答案】1.D 2.A 3.原子 牛顿 4.电子 吸引轻小物体
【例题5】(2024年内蒙古赤峰中考题)如图,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放在转动轴上,吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管使其带电,下列说法中正确的是【 】
A. 摩擦起电过程创造了电荷
B. 摩擦后吸管带负电荷,是因为它失去了电子
C. 摩擦后吸管能吸引纸屑,是因为吸管有了磁性
D. 用餐巾纸摩擦另一根相同的饮料吸管,靠近它会发生排斥现象
【解析】摩擦起电的实质是带负电的核外电子从原子核束缚电子本领弱的物体转移到原子核束缚电子本领强的物体上,失去电子的物体因缺少电子带正电,得到电子的物体因多余电子带等量负电。摩擦起电不是创造了电荷,而是将正负电荷分开。
摩擦后吸管能吸引纸屑,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质,而不是因为吸管具有磁性。用餐巾纸摩擦另一根相同的饮料吸管,两根吸管都是跟餐巾纸摩擦,因此带同种电荷,靠近时发生相互排斥而远离分开的现象。
【答案】D
【拓展训练题5】
1.(2017年江西中考题)如图3所示,是部分不同物质的原子核对核外电子束缚能力强弱的排序图,毛皮与图中的 摩擦最容易起电,且它们摩擦后毛皮带 电(选填“正”或“负”)。
2.(2021年山东潍坊中考题)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
3.(2023年广州中考题)手与硅胶管M均不带电,用手摩擦M后,M与带负电塑料管互相排斥,则【 】
A. M带正电 B. M不带电
C. 手摩擦M时,正电荷从手转移到M D. 手摩擦M时,电子从手转移到M
【拓展训练题5答案】1.梳子 正 2. B 3.D
知识点三 导体和绝缘体
容易导电的物体叫做导体。导体容易导电,是因为导体内部有大量的可以自由移动的电荷。金属导体中能够自由移动的电荷是带负电的自由电子,导电溶液中的自由电荷是正离子和负离子。金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等都是导体。
不容易导电的物体叫做绝缘体。绝缘体不容易导电,是因为绝缘体内部几乎没有可以自由移动的电荷。橡胶、玻璃、塑料等都是绝缘体。
【例题6】(2020年四川自贡中考题)以下几组材料中,都是绝缘体的是【 】
A. 玻璃、大地、塑料 B. 橡胶、玻璃 、塑料
C. 人体、空气、石墨 D. 食盐水溶液、金属、水
【解析】选项中涉及的大地、人体、石墨、食盐水溶液和金属都是导体,玻璃、塑料、橡胶和空气都是绝缘体,纯净的水不容易导电,是绝缘体。
【答案】B
【拓展训练题6】
1.(2024年北京中考题)下列物品中,通常情况下属于导体的是【 】
A.陶瓷杯 B.橡皮 C.钢尺 D.塑料水瓶
2.(2024年江苏常州中考题)西安交通大学研究团队研制出一种新型陶瓷材料,弹性好、韧性好(不易断裂)、绝缘性好、隔热性好、耐高温.这种材料不宜用来制作( )
A.沙发垫 B.电工手套 C.消防服 D.炒菜锅
3.(2023年河南中考题)为避免引发安全事故,运输汽油的油罐车尾部需挂一条拖在地上的链子,下列最适合用来制作这种链子的材料是【 】
A. 橡胶 B. 塑料 C. 硅 D. 铁
4.(2024年山东菏泽中考题)电脑屏幕上“粘”了一层灰尘,小明想到了一个除尘办法:用塑料尺在头发上快速摩擦了几下,靠近电脑屏幕,灰尘就被吸下来。这是利用了带电体 的性质;塑料尺是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
【拓展训练题6答案】1. C 2.D 3. D 4.具有吸引轻小物体 绝缘体
知识点四 电流
电荷的定向移动形成电流。电流有方向,把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,负电荷定向移动形成的电流方向和负电荷定向移动方向相反。
电路中形成持续电流的条件:有电源提供电能;电路是闭合的回路。
闭合电路中,在电源外部,电流的方向是从电源正极经过用电器流向负极的。
【例题7】(2024年广州中考题)如图,带负电的云层靠近建筑物上的避雷针时,向避雷针剧烈放电形成雷电,下列说法正确的是【 】
A.云层带负电是由于失去了大量正电荷
B. 云层带负电是由于摩擦创造了负电荷
C. 放电时电荷从避雷针向云层方向移动
D. 放电时电流方向是从避雷针流向云层
【解析】云层带负电是由于云层与空气摩擦而带电的,在摩擦起电的过程中云层得到电子而带负电,摩擦起电的实质是带负电的电子从原子核束缚电子本领弱的物体转移到原子核束缚电子本领强的物体上,并没有创造电荷。
电荷的定向移动形成电流。规定正电荷定向移动的方向为电流方向,则负电荷定向移动的方向与形成的电流的方向相反。使带电体恢复不带电状态叫做放电。云层放电时,负电荷从云层流向避雷针,形成的电流方向和负电荷定向移动方向相反,是从避雷针流向云层。
【答案】D
【拓展训练题7】
1.(2024年四川自贡中考题)下列关于电的说法中正确的是【 】
A. 摩擦起电的实质是创造了电荷 B. 电荷的移动形成电流
C. 同种电荷相互排斥 D. 负电荷定向移动的方向就是电流的方向
2.(2023年湖南常德中考题)如图所示有两个相同的验电器,其中A带正电、B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来。下列说法错误的是【 】
A. 连接前,A的金属箔张开是因为同种电荷相互排斥
B. 连接的一瞬间,自由电子从B流向A
C. 连接的一瞬间,正电荷从A流向B
D. 连接的一瞬间,金属杆中电流方向是从A流向B
3.(2022年四川遂宁中考题)用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器时,验电器的金属箔张开(如图),金属箔因失去电子带上 电荷,接触瞬间电流的方向是 (选填“金属球到玻璃棒”或“玻璃棒到金属球”)。
4.(2017年江苏泰州中考题)青少年科技创新材料中有一种变光二极管,电流从其P端流入时发红光,从其Q端流入时发绿光,奥秘在于其内部封装有一红一绿两个发光二极管,发光二极管具有单向导电性,其符号为 ,当电流从“+”极流入时二极管能通电且发光,当电流从“﹣”极流入时二极管不能发光,则该变光二极管的内部结构可能是下图中的【 】
A B C D
【拓展训练题7答案】1. C 2. C 3. 正 玻璃棒到金属球 4.C
知识点五 电路、电路图及电路状态
用导线把电源、用电器、开关连接起来,组成电流可以流过的路径叫做电路。电路中,电源把其他形式能转化为电能提供给用电器,用电器把消耗的电能转化为其他形式能,开关控制电路的通断。正常接通的电路,即用电器能够正常工作的电路叫做通路。断开的电路叫做断路。直接用导线将电源正、负极连接起来叫做电源短路。电源短路时,通过电源的电流很大,电源会被烧坏,是不允许的。用电器两端被直接连接,用电器中无电流通过不工作,叫做用电器被短接。
电路图是用符号表示电路连接的图示。电路图是对实际电路的的有效抽象。
【例题8】(2024年广西中考题)下图是水果电池和发光二极管()组成的电路。下列电路图与其对应的是【 】
A B C D
【解析】水果电池是电路中的电源,发光二极管是电路中的用电器,发光二极管具有单向导电性,电流从电源正极流出,流入发光二极管的正极(长脚电极)时,发光二极管导通发光。由图可知,铜片是水果电池的正极,电路中电池和发光二极管连接符合要求的是D所示的电路图。
【答案】D
【拓展训练题8】
1.(2022年深圳中考题)如图是某实物连接电路,请根据实物图在方框内画出对应的电路图。
2.([2015年新疆中考题)根据图甲所示电路图,请在图乙中用笔画线表示导线连接相应的电路。
3.(2022年天津中考题)手电筒的结构如图所示,按下按键时,电路接通小灯泡发光。该手电筒的电路图,选项图中正确的是【 】
A B C D
【拓展训练题8答案】1. 2. 3.B
【例题9】(2017年江苏淮安中考题)为避免点燃烟花造成人员伤害。小明设计了烟花定时自动点火装置,原理如图所示。装置中的点火器有电流通过时,就会自动点燃烟花,定时器控制点火时间。为完善设计方案,还需要在 (选填“a”或“b”)处安装一个开关S,断开此开关,指示灯熄灭,整个装置停止工作,点放烟花前,定时器在电路中应处于 状态,目的是 。进行倒计时避免点燃烟花伤人。
【解析】图示电路中,在b处安装开关,不能控制指示灯通断;在a处安装开关,可以控制整个电路,既能控制指示灯,也能控制点火器。
图示电路中的点火器和指示灯都是用电器,定时器相当于一个开关,点放烟花前,定时器起到开关闭合(通路)作用,相当于一根导线将点火器两端直接连接,点火器被短接没有电流通过不工作;如果没有定时器,点火器通电工作会点燃烟花造成人员伤害;因此安装定时器的目的是将点火器短路,进行倒计时,避免点火器点燃烟花造成人员伤害。
【答案】 a 通路 将点火器短路
【拓展训练题9】
1.(2022年黑龙江绥化中考题)下列电路图中正确的是【 】
A B C D
2.(2016年内江中考题)在一本用电常识的书中,列出了使用白炽灯泡的常见故障与检修方法,其中一项故障现象如下:
故障现象 可能原因 检修方法
灯泡不亮 灯泡的灯丝断了 换新灯泡
灯头内的电线断了 连接好
灯头、开关等处的接线松动 检查加固
从电路的组成来看,上述故障现象的原因可以概括成【 】
A.开路 B.短路
C.通路 D.开路或短路
3.(2016年温州中考题)如图所示电路,闭合开关S,灯泡L1、L2都发光。现将一根导线接在该电路中的某两个接线柱上,会导致两灯同时熄灭的是【 】
A.a和b B.c和d
C.e和f D.g和h
4.(2021年青海中考题)如图所示,开关S闭合后,小灯泡L1、L2都不亮。用一段导线的两端接触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,两小灯泡都亮。对此,下列判断可能的是【 】
A.小灯泡L1断路 B.小灯泡L2断路
C.开关S断路 D.小灯泡L2短路
5.(2022年成都中考题)实验小组的同学连接了四个电路(如图)来探究开关的控制作用,下列判断正确的是【 】
A.甲电路中,开关S只控制L1 B.乙电路中,闭合开关S,两灯都亮
C.丙电路中,闭合开关S,L1亮,L2不亮 D.丁电路中,断开开关S,L1不亮,L2亮
【拓展训练题9答案】1.B 2.B 3.D 4.C 5.D
知识点五 串联和并联
电路元件逐个顺次连接起来组成的电路叫做串联电路。串联电路中,电流从电源正极流出经用电器流回负极只有一条路径,各用电器互相影响,不能独立工作,开关控制整个电路,开关对电路的控制作用跟所处的位置无关。
电路元件并列连接起来组成的电路叫做并联电路。并联电路中,电流从电源正极流出经用电器流回负极不只一条路径,各用电器互不影响,能够彼此独立工作,干路开关控制整个电路,支路开关只控制所在的支路。
【例题10】(2024年四川自贡中考题)在图所示的电路图中,闭合开关S1、S3,断开开关S2,则小灯泡L1、L2是______(选填“串”或“并”)联;若同时闭合开关S1、S2、S3,则会造成电路______。
【解析】开关闭合时相当于一根连通的导线。图示电路中,
三个开关都断开时,L1、L2中没有电流通过不工作,电路处于断路状态;
三个开关都闭合时,电源两极直接用导线连接,电源短路,L1、L2都被短接,不发光;
闭合开关S1、S2,断开开关S3,L1被短接不发光,L2通电发光;
闭合开关S1、S3,断开开关S2,电流分成两条支路分别通过L1、L2,L1、L2是并联的;
闭合开关S2、S3,断开开关S1,L2被短接不发光,L1通电发光;
闭合开关S1,断开开关S2、S3,L2通电发光,L1处于断路状态,不发光;
闭合开关S2,断开开关S1、S3,L1、L2都通电发光,L1、L2是串联的;
闭合开关S3,断开S1、S2,L1通电发光,L2处于断路状态,不发光。
【答案】 并 短路
【拓展训练题10】
1.(2024年吉林中考题)家用洗衣机和电热水器可以独立工作,它们是________联的。洗衣服时,湿手不能触摸开关,因为自来水是_______,会存在安全隐患。
2.(2024年天津中考题)某兴趣小组要为居家老人设计一个“应急呼叫器”电路,要求:开关断开时,电灯和电铃均不工作;开关闭合时,灯亮铃响,即使电灯因断路不亮,电铃仍可工作。如图所示的电路中,符合设计要求的是【 】
A B C D
3.(2024年成都中考题)如图所示,纸盒外有两只小灯泡和一个开关,闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都不亮。下列判断正确的是【 】
A.盒内一定有两节电池 B.盒内一定有电源供电
C.两只灯泡一定是串联关系 D.两只灯泡一定是并联关系
4.(2024年四川自贡中考题)小布同学在经过十字路口时,观察了人行横道的红、绿交通信号灯,画出下列控制红、绿灯的电路图,你认为正确的是【 】
A B C D
5.(2022年山东泰安中考题)如图所示,灯泡L1、L2串联的电路是【 】
A B C D
6.(2018年成都中考题)在“连接串联电路”实验中,实验电路如图所示.
(1)在连接电路时,幵关应该处于________状态.
(2)连接好电路后闭合开关S,小慧发现L1、L2两只灯泡都不亮,她用手按一下灯泡L1,L1、L2仍然都不亮,按一下灯泡L2,两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是________(选填“L1灯丝断了”、“L2灯丝断了”、“L1短路”或“L2与灯座接触不良”).
(3)排除故障后,闭合开关两灯同时亮,断开开关两灯同时灭;将开关S换接到L1和L2之间,观察到同样的现象,这样操作的目的是探究__________________________.
7.(2020年成都中考题) 在“连接并联电路”的实验中,小红同学用两个不同的小灯泡组成了如图所示的电路。
(1)连接电路时,开关S应该处于__________状态;
(2)她将所有开关闭合,发现S1支路的灯不亮,S2支路的灯发光。于是她断开所有开关,交换两灯位置后,再闭合所有开关,发现仍然是S1支路的灯不亮,S2支路的灯发光。故障的原因可能是_________;
A.某个灯泡的灯丝断路 B.干路上某根导线断路
C.S1支路某根导线断路 D.S2支路某根导线断路
(3)她排除故障后,继续进行实验。为了探究开关S1的作用,在观察灯泡发光情况时,她应该_________。
A.同时观察两个支路上的灯泡 B.只观察S1所在支路上的灯泡
C.只观察S2所在支路上的灯泡
【拓展训练题10答案】1. 并 导体 2. C 3. B 4. C 5.B 6.(1)断开 (2)L2与灯座接触不良 (3)串联电路中开关的作用 7.(1) 断开 (2) C (3)A
【例题11】(2024年重庆中考题)家用电动窗帘的电路主要由电源指示灯L和电动机M组成。先闭合开关S1,电源指示灯L亮;再闭合开关S2,电动机M工作拉动窗帘。当S1断开时,电动机M不能工作。如图所示电路中符合要求的电路是【 】
A B C D
【解析】由题目提供的条件可知,先闭合开关S1,电源指示灯L亮;再闭合开关S2,电动机M工作拉动窗帘。当S1断开时,电动机M不能工作,可知S1可同时控制指示灯L和电动机M,是总开关,S2只控制电动机所在电路。
【答案】B
【拓展训练题11】
1.(2024年四川遂宁中考题)图中的电动独轮车依靠电力驱动,低碳环保。当电源开关S闭合时指示灯亮起,独轮车处于待机状态,当人站在独轮车上时开关S1自动闭合,电动机工作,独轮车才开始运动。下列电路设计符合上述要求的是【 】
A B C D
2.(2024年湖南中考题)科技小组模拟“智能开锁”设计的电路图,有两种开锁方式。即“人脸识别”与输入“密码”匹配成功,或“人脸识别”与使用“钥匙”匹配成功才可开锁。现用S1表示人脸识别,S2、S3表示密码、钥匙。匹配成功后对应开关自动闭合,电动机才工作开锁。满足上述两种方式都能开锁的电路是【 】
A B C D
3.(2024年山东枣庄中考题)常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的,若其中任何一种方式解锁失败后,锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能,开关S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能。若用灯泡L发光模拟手机解锁成功,则图中符合要求的模拟电路是【 】
A B C D
4.(2024年黑龙江龙东中考题)如图为封闭小区常见的智能门禁系统,住户可以通过刷卡或人脸识别进入小区,当门禁系统接通电源后,指示灯发光。住户刷卡或人脸识别成功时(相当于分别闭合对应的开关),电动机工作,控制门打开。下列关于门禁系统的简化电路设计合理的是【 】
A B C D
【拓展训练题11答案】1.C 2.B 3.D 4.B .
知识点六 电流的测量
电流(I)是表示电流强弱(大小)的物理量。电流的单位有安培(A)、毫安(mA)和微安(μA)。1A=103mA=106μA.
测量电流用电流表。使用电流表测量电流,要先观察电流表的零刻度线位置、量程和分度值,若指针没有指在零刻度线,要进行指针调零;电流表要与被测电流的用电器串联,使电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,被测电流不得超过电流表的最大测量值(量程);电流表可看做一根导线,因此,绝对不允许把电流表直接连到电源的两极,否则,电流表会把电源短路,电流很大,电源和电流表将被烧坏。
【例题12】(2021年山东枣庄中考题)小莹同学测量电流时,连接好电路,闭合开关,发现电流表指针向左偏转至图甲所示位置,原因是电流表_______________________;断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏转至图乙所示位置,接下来的操作是:断开开关,______________________________继续进行实验。
【解析】用电流表测量电流时,连接好电路后闭合开关,电流表指针向左偏转至图甲所示位置,说明电流是从电流表的负接线柱流入,从正接线柱流出,原因是电流表正负接线柱接反了。断开开关纠正错误后,再闭合开关,指针偏转至图乙所示位置,指针偏过角度过小,说明被测电路中的电流较小,电流表使用的是0~3A量程,接下来的操作是:断开开关,改接0~0.6A量程继续进行实验。
【答案】 正负接线柱接反 改接0~0.6A量程
【拓展训练题12】
1.(2021年广西梧州中考题)家庭电路中正在使用的节能灯的电流约为【 】
A. 0.1mA B. 0.1A C. 1A D. 10A
2.(2021年天津中考题)图中电流表的示数是_________A.
3.(2018年安徽中考题)在某次电学实验中,已知所使用的双量程电流表能够满足实验的测量要求。在不能事先估计电流的情况下,为了避免损坏电流表,且又能较准确地测出电路中的电流,常常通过“试触”来确定电流表的量程。
(1)假如先选用电流表的小量程:闭合开关然后迅速断开,同时观察开关闭合瞬间电流表的指针偏转情况,若指针_________________________,则换用电流表的大量程;
(2)假如先选用电流表的大量程:闭合开关然后迅速断开,同时观察开关闭合瞬间电流表的指针偏转情况,若指针_________________________,则换用电流表的小量程。
4.(2021年山东菏泽中考题)关于如图所示的电路有以下判断:①L1和L2两灯泡串联;②L1和L2两灯泡并联;③电流表A1测灯泡L1的电流;④电流表A2测电路中的总电流。其中正确的有【 】
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
5.(2021年江苏徐州中考题)如图所示是一位同学连接的电路。闭合开关后,下列对各元件状况的判断正确的是【 】
A. 灯L1不亮
B. 灯L2不亮
C. 电流表无示数
D. 电池也被烧坏
【拓展训练题12答案】1.B 2. 0.3 3.(1)偏转超过最大刻度线 (2)偏转不超过最大刻度的三分之一 4.D 5.A
【例题13】(2022年辽宁阜新中考题)下列电路图中,能正确测量通过灯L2电流的电路是【 】
A B C D
【解析】 用电流表测量灯L2中的电流,电流表要和灯L2串联,并且让电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出。题图所示的是L1、L2组成的并联电路。A图中电流表测量的是干路电流;B图中电流表和L1串联,测量的是L1中的电流,但电流表正负接线柱接反;C图中两个电流表,一个测量的是干路电流,一个测量的是L2中的电流;D图中电流表测量的是L1中的电流。
【答案】C
【拓展训练题13】
1.(2021年四川攀枝花中考题)下图所示四个电路图中,能正确测量通过灯L1电流的电路是【 】
2.(2023年山东泰安中考题)下列电路中,闭合开关后,电流表能正确测量出通过灯泡L2电流的是【 】
3.(2023年山东济宁中考题)如图所示的电路中,闭合开关时,下列说法正确的是【 】
A. 灯L1与灯L2串联
B. 开关只能控制灯L2
C. 电流表测灯L1的电流
D. 电流方向:从电流表经a流向开关
4.(2023年贵州中考题)如图所示实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:两灯并联,电流表测通过灯L1的电流,开关控制整个电路,导线不能交叉。
第4题图 第5题图
5.(2020年甘肃天水中考题)请根据如图所示的实物,画出相应的电路图.
【拓展训练题13答案】1.C 2.D 3.C 4. 5,
知识点七 串、并联电路中电流的规律
串联电路中的电流处处相等。
并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和。
实验次数 IA/A IB/A IC/A
1 0.30 0.22 0.50
2 0.22 0.28 0.50
3 024 0.22 0.46
4 0.28 0.30 0.28
【例题14】(2024年四川成都中考题)在“探究并联电路中的电流特点”实验中,图甲是某小组同学设计的电路图。
(1)图乙是该小组连接的电路,闭合开关S,电流表测通过__________的电流;
(2)该小组同学换用不同规格的小灯泡进行实验,用电流表多次测A、B、C三点电流,记录实验数据如下表。分析表中数据,以下说法不合理的是__________;
A.四次实验中电流表选用量程为0~0.6A B.表中的数据均在误差范围内
C.此实验还可测量更多组数据 D.通过多次实验,可避免偶然性
(3)小成同学测量通过灯泡L1电流时,L1正常发光,L2忽亮忽灭,他接下来的操作应该是__________。(写出一条即可)
【解析】(1)由图乙可知,电路中的两灯泡并联,电流表串联接在L2所在支路,因此测量的是通过L2电流;
(2)由图乙和表中记录的实验数据可知,电流表使用的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A;第4次实验数据不符合并联电路的电流特点,原因是C处电流读取错误,而不是实验误差导致,C处的电流不在误差范围内;实验中多次测量的目的是从多种情况寻找到普遍适用的物理规律,可以避免偶然性,因此实验还可测量更多组数据。
(3)并联电路中各支路中的用电器互不影响彼此独立。L2忽亮忽灭,说明L2接触不良,因此可以将灯泡L2拧一拧。
【答案】(1)L2 (2) B (3)将灯泡L2拧一拧
【拓展训练题14】
实验次数 A点电流IA/A B点电流IB/A C点电流IC/A
1 0.24 0.32 0.56
2 0.26 0.24 0.50
3 0.20 0.28 0.48
1. (2023年内蒙古包头中考题)同学们利用如图所示电路研究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”。
(1)连接电路,闭合开关,发现小灯泡L1亮、L2不亮,故障原因可能是____________。
(2)排除故障后,用电流表分别测出A、B、C三点的电流IA、IB、IC,更换规格______(选填“相同”或“不同”)的小灯泡多次实验,数据记录在表格中。
(3)分析数据得出结论:______________________________________________________。
2.(2022年辽宁大连中考题)某同学在探究“串联电路电流的特点”时,将两个规格不同的小灯泡L1、L2串联起来,实验电路图如图甲所示。
(1)根据实验电路图,用笔画线将图乙中的实物连接起来,电流表测A处电流。
(2)该同学连接好电路后,用开关“试触”观察到电流表指针迅速偏转到零刻线左侧,则他连接的电路存在的问题是 。
(3)正确连接电路后,闭合开关S,发现L1灯不发光,L2灯发光。该同学猜想可能是L1灯被短接了。他拿来一根导线进行检验,根据看到的现象判断出他的猜想是错误的。
①请写出他检验时的做法及观察到的现象。
做法: 。现象: 。
②请你对L1灯不发光提出一个合理的猜想: 。
【拓展训练题14答案】1.(1)L2 断路(或L2所在支路断路) (2)不同 (3)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和(或IC=IA+IB)
2.(1) (2)电流表正负接线柱接反了 (3)①用一根导线接在L2两端 观察到L1发光了 ②通过的电流(电功率)太小造成的
【例题15】(2020年黑龙江牡丹江中考题)如图甲所示,闭合开关,两灯泡均正常发光,且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示,通过灯泡L1和L2的电流分别为【 】
1.2A,1.2A B. 0.3A,0.3A
C. 1.2A,0.3A D. 1.5A,0.3A
【解析】由图甲可知,两个灯泡是并联的,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过灯泡L2的电流。根据并联电路中电流的规律,干路电流大于任一支路中的电流。由于两个电流表的指针所指的位置相同,可知它们所用的量程是不同的,电流表A1使用的是0~3A量程,指示的干路电流I=1.5A,电流表A2使用的是0~0.6A量程,指示的L2中的电流I2=0.3A,L1中的电流I1=I-I2=1.5A-0.3A=1.2A.
【答案】C
【拓展训练题15】
1.(2021年山东济宁中考题)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,判断依据是 。
2.(2023年湖北鄂州中考题)如图所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.3A,下列说法正确的是【 】
A. L1与L2串联 B. 开关S只控制L1
C. L1、L2的电流分别是0.3A、0.2A D. L1、L2的电流分别是0.5A、0.3A
3.(2023年湖北恩施州中考题)一间教室安装有10盏规格相同的日光灯,正常工作时,通过门边总控开关的电流是1.8A。自习时,为节能,关掉讲台的2盏灯,通过总控开关的电流变为【 】
A. 1. 44A B. 1. 62A C. 1. 8A D. 2. 16A
【拓展训练题15答案】1. 等于 串联电路中电流处处相等 2.C 3. A
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第十五章 电流和电路(知识点精练评价试题满分70分)
一、填空题(每空1分,共19分。)
1.(2024年甘肃白银中考题)在干燥的天气里,用塑料梳子梳头时,发现梳子会吸引头发,这是因为梳子与头发摩擦带了 ;越梳头发越蓬松,这是因为 。
2.(2023年辽宁朝阳中考题)与毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引碎纸屑,这是 现象;若毛皮带正电,则橡胶棒 (选填“得到”或“失去” )电子。
3.(2023年广东中考题)如图是氦的原子模型示意图,原子核是_______,核外电子是________,其中带负电的是________(均选填“A”或“B”)。
4.(2024年山东菏泽中考题)电脑屏幕上“粘”了一层灰尘,小明想到了一个除尘办法:用塑料尺在头发上快速摩擦了几下,靠近电脑屏幕,灰尘就被吸下来。这是利用了带电体________________的性质;塑料尺是___________(选填“导体”或“绝缘体”)。
5.(2018年江西中考题)简单电路是电源、用电器、开关和导线组成的。给充电宝充电时,充电宝相当于简单电路中的___________;充电宝给手机充电时,充电宝相当于简单电路中的___________。公路上,路灯的连接方式是________联;回到家中,按下开关,电灯亮了,开关与电灯的连接方式是_______联。
6.(2022年辽宁朝阳中考题)汽车在转向前,司机会拨动转向横杆,汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭,但其中一个灯损坏时,另一个仍能正常工作,这两个转向灯在电路中的连接方式为 ,转向横杆相当于电路中的 。
7.(2023年天津中考题)在探究串、并联电路中电流的规律时,做了如图所示的实验。闭合开关后,电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.3A,则通过小灯泡L1的电流为______A,通过小灯泡L2的电流为______A.
8. (2022年河南中考题)对物质属性的研究,给人们的生产生活和科技进步带来了重要影响。物质的属性有许多种,如弹性、导电性、熔点、凝固点、沸点、密度等。请参照示例,通过比较两种物质某一属性的差异,举出一个对应的应用实例。
【示例】属性比较:煤油的凝固点比水的低。
应用实例:通常用煤油作温度计中的测温物质。
属性比较:________________________。 应用实例:________________________。
二、选择题(每小题2分,共26分。第9~19题,每小题只有一个选项符合题目要求。第20~21题,每小题有两个选项符合题目要求,全部选对的得2分,只选1个且正确的得1分,有选错的得0分。)
9.(2023年湖南永州中考题)甲、乙、丙三个轻质小球,已知甲球带正电,甲和乙互相吸引,甲和丙互相排斥,则【 】
A.乙一定带负电,丙带正电 B.乙可能带负电,丙带负电
C.乙可能不带电,丙带正电 D.乙一定不带电,丙带负电
10.(2023年四川凉山州中考题)小徐将塑料袋剪成细丝,用两块毛皮分别来回摩擦细丝和塑料管后,将细丝抛向空中,在其下方用塑料管靠近,细丝可以在空中飞舞,如图所示。下列说法中不正确的是【 】
A. 毛皮摩擦后的细丝间会相互排斥 B. 细丝和塑料管带上相同的电荷
C. 摩擦时,正电荷在毛皮与塑料管之间发生了转移
D. 该现象可以解释验电器的工作原理
11..(2024年四川广元中考题)如图,在干燥环境中,取两个相同且不带电的验电器甲和乙,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触甲的金属球,甲的金属箔片张开;再用石墨棒连接甲、乙验电器的金属球,观察到乙的金属箔片张开。下列对上述实验过程的分析,错误的是【 】
A.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电
B.金属箔片张开是由于同种电荷相互排斥
C.用石墨棒连接两金属球的瞬间,电流方向由乙到甲
D.若用玻璃棒连接两金属球,乙的金属箔片也会张开
12. (2024年北京中考题) 下列物品中,通常情况下属于导体的是【 】
A. 陶瓷杯 B. 橡皮 C. 钢尺 D. 塑料水瓶
13.(2024年四川自贡中考题)下列关于电的说法中正确的是【 】
A. 摩擦起电的实质是创造了电荷 B. 电荷的移动形成电流
C. 同种电荷相互排斥 D. 负电荷定向移动的方向就是电流的方向
14. (2019年重庆中考题)关于图所示电路的判断,正确的是【 】
A. 只闭合开关S1时,灯泡L1、L3并联
B. 只闭合开关S2,时,灯泡L2、L3并联
C. 只闭合开关S2、S3时,灯泡L2、L3串联
D. 闭合所有开关时灯泡L1、L2并联,L3短路
15.(2024年四川泸州中考题)如图所示为第38届泸州市青少年科技创新大赛上展示的一件手臂骨骼模型,小明打算对该作品进行改进,加装电动机带动轮子转动,使骨骼模型动起来,并加装指示灯。电路设计要求为:只闭合开关S1,仅指示灯亮;再闭合开关S2,指示灯亮,电动机M转动;断开开关S1,指示灯熄灭,电动机M停止转动。满足该设计要求的电路是【 】
A B C D
16.(2024年四川南充中考题)不戴头盔存在安全隐患,于是张明同学设计以下方案:骑行前,扫码成功后开关S1闭合,指示灯L亮,但电机不工作;从车头取出头盔并戴上后,头盔内遥控设备遥控S2闭合,电动机才通电工作;若只戴头盔不扫码则无法骑行。下列电路符合以上设计要求的是【 】
A B C D
17.(2023年怀化中考题)下列图中能够直接测出灯L1电流的电路是【 】
18.(2021年自贡中考题)如甲图所示的电路,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,乙图为电流表A1指针的位置,如果电流表A2读数是0.6 A,则下列说法错误的是【 】
A. 电流表A1的读数是0.3 A
B. 灯泡L1和L2并联
C. 电流表A1一定连接“-”、“3”接线柱
D. 通过灯L1的电流为0.9 A
19.(2022年山东临沂中考题)如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,两电表都有示数,下列判断正确的是【 】
A.电流表A1只测量灯L2的电流
B. 电流表A2的示数比A1的大
C. 灯L1被短路时,L2正常发光
D. 仅断开S1只有一个表有示数
20.(2023年辽宁本溪中考题)(双选题)在综合实践课堂上,小红正在做如图的游戏,用毛皮摩擦过的带负电荷的塑料勺吸引纸片。若游戏过程中塑料勺接触地面,就无法吸引纸片。下列有关游戏说法正确的是【 】
A.塑料勺带负电荷,是因为它获得了电子
B.摩擦后塑料勺具有磁性,可以吸引纸片
C.与毛皮摩擦后的两把塑料勺,带同种电荷互相排斥
D.塑料勺接地的瞬间,电子定向移动方向即为电流方向
21. (2023年成都)(双选题)如图所示的实验电路,还有部分导线未连接,字母a、b、c、d、e、 f、g、h表示各元件的接线柱.下列操作能让灯L1、L2都亮起来的是【 】
A. 用导线连接d、 f,再闭合开关S
B. 用导线连接e、 f,再闭合开关S
C. 用一根导线连接e、g,用另一根导线连接d、 f,再闭合开关S
D. 用一根导线连接e、 f,用另一根导线连接d、g,再闭合开关S
三、作图和实验题(22题2分,23题2分,24题4分,25题8分,共16分。)
22.(2019年贵阳中考题)如图所示是未完成连接的实物图,请用笔画线代替导线完成该电路的连接。要求:两灯并联。开关s在干路上,电流表只通过L的电流,导线不能交叉。
23.(2023年自贡中考题)如图,自贡某学校物理“创新”实验小组的同学要设计一个自动防盗报警电路,要求:晚间开关S闭合后,灯亮电铃不响;当房门被打开时,细导线 AB被扯断,灯亮且电铃发声自动报警.请用笔画线代替导线,按要求连接如图所示的电路元件.
24.(2024年江苏苏州中考题)探究串联电路中电流的特点。
(1)猜想:由于用电器耗电,电流流过用电器会减小;
(2)按图甲接好电路,闭合开关后发现灯不亮,为了找出原因,将电压表接在A、B两点间,闭合开关发现电压表有示数,说明有可能存在_________故障;
(3)排除故障后,用电流表测出A点电流,如图乙所示,则IA=________A,再测出B点电流,得到A、B两点电流相等。更换不同规格的灯泡,重复上述实验,都得到相同结论.由此判断猜想是_________的;
(4)为进一步得出两个灯串联时电流的规律,小明按图丙连接电路,测量A、B、C三点的电流,得出IA=IB=IC;小华认为不需要再测量,在(3)结论的基础上,通过推理也可以得出相同结论,请写出小华的推理过程:____________________________________。
25.(2021年广西贺州中考题)如图所示,在探究“并联电路的电流特点”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路进行实验:
(1)实验中,小明应该选择两个小灯泡规格是________(选填“相同”或“不相同”)的.
(2)请用笔画线代替导线,按照电路图把图乙中的实物电路连接完整(导线不得交叉).
(3)小明在连接电路时,开关应处于________(选填“闭合”或“断开”)状态.
(4)小明先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关,观察到灯L2发光,但灯L1不亮,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是________(选填“灯L1断路”或“灯L1短路”).
(5)排除故障后,他测出了L1支路上的电流I1=0.8 A,然后他把电流表依次接入电路分别测量出L2支路电流I2、干路电流I,两次测得的结果都如图丙所示,则I2=________A、I=________A.小明由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是________(写关系式即可).
(6)本次实验的不足之处是:________________________________________________。
三、综合应用题(26题9分。)
26.(2020年湖北恩施中考题)在探究电路的实验中,用铜导线按图甲连接好元件,闭合开关后,两表示数如图。
(1)在连接两电流表的导线中,实际电荷定向移动方向是 (选填“向左”、“向右”或“无规则运动”)。在使用电流表前发现其指针偏向0刻线左侧,应调节表盘下面的 ,使指针归0。
(2)通过L1、L2的电流分别是多大?
第十五章 电流和电路(知识点精练评价试题参考答案)
一、填空题(每空1分,共19分。)
1. 异种电荷 同种电荷相互排斥 2. 摩擦起电 得到 3. B A A 4.具有吸引轻小物体 绝缘体 5.用电器 电源 并 串 6.并联 开关
7. 0.2 0.3 8.属性比较:水的比热容较大 应用实例:利用水来作为汽车发动机的制冷剂(属性比较:铜的导电性较强 应用实例:利用铜制作输电导线)
二、选择题(每小题2分,共26分。)
9. C 10. C 11. D 12. C 13. C 14.D 15.B 16. C 17.C 18.A 19.D 20.AC 21. BC
三、作图和实验题(22题2分,23题2分,24题4分,25题8分,共16分。)
22. 23. 24.(1)L1断路 (2) 0.3 错误 (3)因为IA=IB,IB=IC,所以IA=IB=IC 25. (1)不相同 (2) (3)断开 (4)灯L1断路 (5) 0.2 1 I=I1+I2 (6)只做一次实验,结论具有偶然性
三、综合应用题(26题9分。)
26.(1)向左 调零螺旋(2分)
(2)由图可知,两灯泡并联。电流表A2测量通过灯泡L2的电流,I2=0.24A;(2分)
电流表A1测量干路电流,I=1A;(2分)
由并联电路的电流特点可知,通过灯泡L1的电流I1=I﹣I2=1A﹣0.24A=0.76A(3分)
通过L1、L2的电流分别是0.76A、0.24A.
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