2025中考九年级物理电流电路专题复习学案及典型习题
一、知识清单+方法清单
模块一 两种电荷
一、两种电荷
1. 摩擦起电
(1)摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电叫做摩擦起电。
(2)摩擦起电的条件:不同种物体相互摩擦可能带电,同种物体相互摩擦一定不带电。
2. 带电体的性质
带电的物体具有吸引 的性质,我们可以利用带电体的这种性质检验物体是否带 。
3. 使物体带电的三种方法
(1)摩擦起电:如丝绸与玻璃棒摩擦后,带上等量的异种电荷。
(2)接触带电:一个带电的物体与另一个不带电的物体接触后,两个物体带上同种电荷。
(3)感应带电:一个带电的物体靠近另一个不带电的金属物体,金属体靠近带电物体一侧带上异种电荷,异侧带同种电荷。
4. 两种电荷
(1)把与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷规定为 电荷;
(2)把与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷规定为 电荷。
5. 电荷间的相互作用:同种电荷相互 ,异种电荷相互 。
6. 验电器
(1)构造:金属球、金属杆、金沙箔及绝缘外壳。
(2)作用:检验物体是否带电。
(3)原理:同种电荷相互排斥。
(4)使用方法:将被检验的物体与验电器金属球接触,如果验电器的两片金属箔张开一定角度,则说明物体带电。
7. 电荷量
(1)定义:电荷的多少叫做电荷量(Q),简称电荷。
(2)单位: ,简称库,符号C。
(3)元电荷:自然界中最小的电荷量叫元电荷(即一个电子所带的电荷量),用“e”表示,e=1.6×10-19C;自然界中其它的电荷量均为元电荷的整数倍。
二、原子及其结构
1. 原子及其结构
(1)20世纪初,卢瑟福提出了原子的核式结构模型。原子是由 和核外 组成的;原子核由 和 组成。
(2)带电情况:电子带负电,质子带正电,中子不带电。通常情况下,原子不带电,原子核带正电。
2. 摩擦起电的原因及实质
(1)通常情况下原子不带电,是因为原子内部原子核所带的正电荷数量与核外电子所带的负电荷数量 ,不显电性。
(2)摩擦起电的原因:通常情况下,原子核所带的正电荷与核外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。不同物质的原子核束缚电子的本领不同,束缚电子本领弱的物体因为摩擦会失去电子带 电荷,得到电子的物体因为有了多余的电子而带 电荷。
(3)摩擦起电的实质: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。
三、导体和绝缘体
1. 导体
(1)定义:容易导电的物体叫导体。
(2)常见的导体:各种金属、石墨、大地、人体、潮湿的空气、电解溶液等。
(3)导体容易导电的原因:导体容易导电是因为导体内部存在大量可 的电荷;金属容易导电是因为金属内部有大量可自由移动的 ;电解溶液容易导电是因为溶液内含有大量可自由移动的正、负 。
2. 绝缘体
(1)定义:不容易导电的物体叫绝缘体。
(2)常见的绝缘体:玻璃、橡胶、陶瓷、塑料、食用油等。
(3)绝缘体不容易导电的原因:绝缘体内部几乎不存在可 的电荷。
3. 导体和绝缘体没有绝对的界限,在一定的条件下,可发生相互转化。如干燥的木材、空气是绝缘体,潮湿的木材、空气是导体。
考向01 摩擦起电
【例题1】(2024·内蒙·中考真题)塑料尺与头发摩擦后能吸起纸屑,说明塑料尺带了 。饮料吸管和餐巾纸摩擦后,吸管带负电,说明摩擦过程中 (选填“吸管”或“餐巾纸”)失去电子。
方法技巧 理解摩擦起电的本质
【训练1-1】(2024·黑龙江绥化·中考真题)将气球与干燥的头发摩擦后,看到如图所示的有趣现象。这是因为气球与头发间发生 现象。由于异种电荷互相 ,因而使头发吸附在气球上。
【训练1-2】(2024·苏州·中考真题)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
考向02 电荷间的相互作用与验电器
【例题2】(2024·四川巴中·中考真题)用丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器,金属箔张开。下列说法正确的是( )
A.正电荷从丝绸转移到玻璃棒
B.玻璃棒带正电是因为得到了电子
C.摩擦起电是创造了电荷
D.验电器金属箔张开,是由于同种电荷相互排斥
方法技巧 理解摩擦起电的本质 1. 判断物体是否带电的方法 2. 了解验电器 验电器只能检验物体是否带电,只能通过验电器金属箔片张角的大小来定性判断物体所带电荷量的多少,不能检验物体所带电荷的电性,不能定量地测量物体所带电荷的多少。
【训练2-1】(2024·西藏·中考真题)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近静止在空中的轻质小球时,小球远离橡胶棒。则橡胶棒和小球( )
A.都带正电 B.都带负电
C.橡胶棒带负电,小球带正电 D.橡胶棒带正电,小球带负电
【训练2-2】(2024·湖北·中考真题)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
考向03 导体和绝缘体
【例题3】(2024·北京·中考真题)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
方法技巧 理解导体和绝缘体 绝缘体虽然不容易导电,但可以摩擦带电;导体容易导电是因为其内部有大量的自由移动的电荷,绝缘体不容易导电,是因为绝缘体内没有可以自由移动的电荷;常见的金属、人体容易导电属于导体,而食盐不容易导电是绝缘体,食盐的水溶液容易导电是导体。
【训练3-1】废物利用是节约资源的重要手段。下列废物再加工后,最适合做电工钳柄外套的是( )
A.废铜 B.废铁 C.废橡胶 D.废纸壳
【训练3-2】刘宇同学善于思考、积极探究。一次电学实验课上,在完成老师要求的探究任务后,他把自己文具盒里的部分物品分别接入如图所示电路,其中能使小灯泡发光的是( )
A.塑料尺 B.中性笔芯 C.橡皮 D.铅笔芯
模块二 电流和电路
一、电流
1. 电流
(1)电流的形成:电荷的 形成电流。
(2)电流的方向:物理学中规定, 电荷定向移动的方向为电流的方向。
①电流的方向与正电荷定向移动的方向相同;
②电流的方向与负电荷(如电子)定向移动的方向 ;
③在电路中,电源外部的电流由电源正极出发,经开关、用电器,流回电源负极;电源内部的电流由负极流向正极。
(3)电流形成的三种情形
①只有正电荷定向移动形成电流,正电荷定向移动的方向即为电流的方向(图甲);
②只有负电荷定向移动形成电流,电流的方向与负电荷定向移动的方向 ,如金属导体中的电流(图乙);
③导体中正、负电荷同时朝相反方向定向移动形成电流,电流的方向与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向 ,如酸碱盐溶液中的电流(图丙)。
(4)发光二极管
①发光二极管是一种电子元件,发光二极管简称LED,发光二极管的符号:
②特点:具有 导电性,即电流只能经二极管正极流向负极,能使电路形成通路;不能使电流经二极管负极流向正极时,即不能形成回路。我们可以利用二极管的这个特性判断电流的方向。
二、电路的构成
1. 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。
2. 电路各元件的作用
(1)电源:提供电能的装置,将其他形式的能转化为 能,例如发电机、干电池等。
②开关:用来接通或断开电路,起控制电路通断作用。
③用电器:消耗电能的装置,工作中将电能转化为其他形式的能。常见的有电灯、冰箱、洗衣机、空调、电视机、电风扇、电吹风等。
④导线:传输电能的装置,连接电路中各元件,组成电流的路径。
3. 电路中形成电流的条件
(1)电路中有 ;(2)电路必须是闭合的。
二、电路图
1. 电路图:用电路元件符号表示电路连接的图叫做电路图。
2. 常见电路元件及符号:
3. 画电路图的基本要求
(1)电路元件符号用统一规定的符号。
(2)电路图中的导线应横平竖直,呈方形,不能出现斜线或曲线。
(3)各电路元件符号不能画在电路图的拐角处,应尽可能对称分布。
(4)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置顺序一致,不能颠倒。
(5)各电路元件应标上名称代号,如开关标S,灯泡标L,电阻标R等。
(6)同一电路中涉及多个相同元件,可在元件代号加脚标进行区别,如L1、L2等。
(7)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。
三、通路、断路、短路
1. 通路:
(1)定义:正常接通的电路,即用电器能够正常工作。
(2)特点:电路中有电流,用电器能正常工作。
2. 断路:
(1)定义:电路中某处断开的电路。例如,电路中的开关断开;导线断开;电灯灯丝烧断等。
(2)特点:电路中无电流,用电器不能工作。
3. 短路:
(1)定义:直接用导线将电源的正、负极连接起来,这种情况叫做短路。
(2)短路的几种情况:
①电源短路:即用一根导线直接将电源的正、负极连接起来,又叫完全短路。
②用电器被短接:用一根导线将某一用电器的两端连接起来,该用电器中无电流通过,不能工作,但是与它串联的其它用电器可能工作,也叫用电器被短路或发生部分短路。
(3)短路的危害:发生短路时,用电器不工作,电路中有很大的电流,会烧坏电源甚至烧坏导线的绝缘层,引起火灾。
考向01 电流
【例题1】(2024·广州·中考真题)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
方法技巧 理解导体和绝缘体 1. 电流的形成问题 (1)电流是电荷定向移动形成的,定向移动的可以是正电荷,也可以是负电荷,还可以是正、负电荷同时向相反方向移动; (2)电路中有电源且电路是通路时,电路中才有电流; (3)金属导电靠的是自由电子的定向移动。 2. 电流的方向问题 电子定向移动的方向不是电流的方向,电流的方向是有规定的:把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。电子定向移动的方向与电流的方向相反。
【训练1-1】取两个相同的验电器甲和乙(如图),使甲带负电,乙不带电,下列分析正确的是( )
A.甲验电器带负电是因为它得到了原子
B.甲验电器的金属箔片张开是由于异种电荷相互排斥
C.用橡胶棒连接两金属球,金属箔片的张角都会发生改变
D.用金属棒连接两金属球的瞬间,棒中电流方向由乙到甲
【训练1-2】静电喷涂利用了静电现象,其喷涂原理如图所示,被喷涂的工件带正电。工作时,静电喷涂的喷枪接高压电源,雾化后的涂料微粒通过枪口时由于 电子(选填“失去”或“得到”)而带 电,又由于同种电荷相互排斥而均匀散开后吸附在工件上;图中带电微粒移动过程中形成的电流方向是 (选填“向左”或“向右”)。
考向02 电路(组成、三种状态)
【例题2】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 。
【训练2-1】(2024·徐州·中考真题)如图所示电路,闭合开关,电路所处的状态是( )
A.通路 B.断路 C.短路 D.无法判断
【训练2-2】下列电路图中正确的是( )
A B C D
【训练2-3】关于如图所示的三个电路的状态,下列判断中正确的是( )
A.甲断路、乙通路、丙短路 B.甲通路、乙断路、丙短路
C.甲通路、乙断路、丙通路 D.甲短路、乙通路、丙断路
考向03 实物图与电路图的转换
【例题3】(2022·深圳·中考题)如图是实物连接电路,请在方框内画出对应的电路图。
方法技巧 由实物图画电路图的方法及注意的问题
【训练3-1】图是某种手电筒的剖面图,请按照实物剖面图,在虚线框中画出手电筒的电路图。
【训练3-2】如图所示,请根据题目给出的实物图,在虚线框内画出相应的电路图。
模块三 串联和并联
一、串联和并联
1. 串联
(1)定义:电路元件逐个 接到电路中,叫做串联。实物图和电路图如下:
(2)特点:
①电流从电源正极出发,只有一条路径流回到负极;
②各用电器相互影响,若其中一个断开,其他无法工作;
③开关控制整个电路,与位置无关。
2. 并联
(1)定义:电路元件的两端分别连在一起,然后接到电路中,叫做并联。实物图和电路图如下:
(2)干路:并联电路中,所有用电器共用的那部分电路。
(3)支路:并联电路中各用电器单独使用的那部分电路。
(4)特点:
①电路分叉,干路电流在节点处分别流经支路,再在另一节点处汇合流回电源负极;
②用电器独立工作,互不影响;
③干路开关控制整个电路,支路开关控制本支路。
二、电路图与实物图的对应画法
(1)根据要求及实际电路画电路图
①对于串联电路,从电源正极开始沿电流方向逐个用符号代替各实物元件,直到电源的负极,即“逐个顺次一一连接”。
②对于并联电路,可采用节点法:所谓节点法就是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。具体步骤:
①如图所示,先找出节点A、B(并联电路的分流点和汇流点)的位置,画出干路如图甲;
②对照实物图找出各条支路并画出来,如图乙;
③将干路与支路连接起来组成完整的电路图,如图丙所示。
(2)根据电路图连接实物图
①分析:首先要分析电路是串联电路还是并联电路。
②方法:对于串联电路,从电源正极出发,将各元件一一连接即可。对于并联电路,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。
注意:根据电路图连接实物图时,导线不允许交叉。
三、生活中的串、并联电路
1. 生活中的串联电路:家庭电路中,开关和用电器是 联关系;节日用小彩灯间也是串联的。
2. 生活中的并联电路:街上的路灯、家用电器、教室里的灯等。
3. 串联与并联电路组合的实例:节日彩灯中的两串(或多串)之间是 联的。
4. 判断生活中电路连接情况的方法:在家庭电路中,若各用电器可以独立工作,则用电器之间是并联的;若一个用电器损坏后,其他用电器也不能工作,则它们之间是串联的。
四、串并联电路的识别
识别方法 说明 图解
定义法 串联电路各元件逐个依次“首尾相连”; 并联电路各元件“首接首”、“尾接尾”连接 串联电路 并联电路
电流 路径法 串联电路电流只有一条路径;并联电路电流有分支。
拆除法 (断路法) 串联电路拆除一个用电器,其他用电器不能工作; 并联电路拆除一个用电器,其他用电器仍能工作。 串联电路 并联电路
等效法 在识别复杂电路时,不论导线有多长,只要中间没有电源、用电器,导线的两端点就可以等效成同一点。如图甲所示电路结构相对复杂。根据等效法可把A、B、C等效成A点,D、E、F等效成F点,得到图乙。图乙即为图甲的等效电路图。
考向01 串、并联电路
【例题1】如图所示电路中,当开关S1和S2都断开时,灯L1、L2和L3是 联;当S1闭合,S2断开时,灯泡 亮;当S1和S2都闭合时,L1、L2和L3是 联。
方法技巧 判断电路连接的技巧 从电源的正极出发,沿电流的路径“走”上一圈,回到电源的负极。路径没有“分岔”的电路为串联电路;路径有“分岔”电路为并联电路。
【训练1-1】如图为路口交通指示灯的示意图。指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人的交通行为。据你对交通指示灯的了解可以推断( )
A.红灯、黄灯、绿灯是串联的
B.红灯、黄灯、绿灯是并联的
C.红灯与黄灯并联后再与绿灯串联
D.绿灯与黄灯并联后再与红灯串联
【训练1-2】如图所示电路中,开关能够同时控制两盏灯,且两灯发光情况互不影响的电路是
A. B.
C. D.
【训练1-3】(2023·四川巴中·中考真题)在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.当闭合开关S1、S2、S3时,电源短路
B.当只闭合开关S1、S2时,L1、L2并联
C.当只闭合开关S2、S3时,L1、L2串联
D.当只闭合开关S1、S3时,L1、L2串联
【训练1-3】街道上路灯,一般情况下由一个开关同时控制几十盏路灯,天黑时合上这个开关,这些路灯总是同时亮、同时熄灭,它们之间的连接方式是 联,开关安装在该电路的 上。你的判断依据是 。
考向02 实物图与电路图的相互转换
【例题2】对照图示,请画出该实物图的电路图。
方法技巧 “三步”搞定电路图与实物图的相互转化问题 一分析:首先要分析电路是串联电路还是并联电路。 二明确:明确是串联电路还是并联电路。 若是串联电路,则从电源正极出发,将各元件一一连接即可。 若是并联电路,先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。 三注意:根据电路图连接实物图时,导线不允许交叉。
【训练2-1】照图甲的电路图完成图乙中实物图的连接。
【训练2-2】如图所示,要求:只改动一处导线使开关S1控制干路,S2控制L2支路,在需改动的导线上打“×”,并画出正确的连线,再画出改动后对应的电路图。
考向03 根据实际要求设计电路
【例题3】(2024·甘肃白银·中考真题)电吹风的主要工作元件是发热丝()、电风扇()及开关。闭合开关S1,电吹风即吹出风来;若同时还闭合S2,吹出热风;若只闭合S2,不吹风也不发热。请根据要求用笔画线代替导线,完成电路设计。
方法技巧 解决设计电路问题最高效的方法
【训练3-1】有一种智能锁,需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合,灯L发光,照亮人脸进行识别,但不开锁,人脸识别成功后S2才会闭合,电动机M工作,开锁成功。下列电路设计符合要求的是( )。
A.B.C.D.
【训练3-2】如图所示,要求开关S1同时控制两盏灯,S2只控制L2并且使两盏灯互不影响,请连接实物电路。
模块四 电流的测量
一、电流
1. 电流的概念:电流是表示电流强弱的物理量,用I表示。
2. 电流的单位
(1)国际单位: ,简称安,符号 。
(2)常用单位:毫安(mA),微安(μA)。
(3)换算关系:1A=103mA=106μA
3. 常见的电流大小
计算器电源的电流 约100μA
半导体收音机电流 约50mA
手电筒中的电流 约200mA
家庭节能灯电流 约100mA
家用电冰箱电流 约1A
家用空调电流 约5A
雷电电流 约2×105A
二、电流的测量
1. 电流表:测量电流 的仪表,符号: 2. 电流表的主要结构:刻度盘、指针、接线柱(3个)、调零螺母等。
3. 电流表的量程与分度值
实验用电流表有三个接线柱、两个量程:
(1)接“-”和“0.6”接线柱时,量程为 ,分度值为 A;
(3)接“-”和“3”接线柱时,量程为 A,分度值为 A。
4. 电流表的使用
(1)要三“看清”:看清量程、分度值;指针是否指在 上;正、负接线柱。
(2)必须将电流表和被测的用电器 联(电流表相当于一根导线)。如果将电流表和用电器并联,用电器被短路,而且还有可能烧坏电流表。
(3)必须让电流从红色(或标识“ ”号)接线柱流进,再从黑色(或标识“ ”号)接线柱流出。若接反了,指针会反向偏转,容易损坏电流表。
(4)必须正确选择电流表的 (如不知道量程,应该选较大的量程,并进行试触)。
(5)不允许把电流表直接连到 !否则,电流表将被损坏。
电流表与用电器并联 电流表接线柱接反 电流表不经用电器与电源相连
(6)试触法:先把电路的一线头和电流表的一接线柱固定,再用电路的另一线头迅速试触电流表的另一接线柱,若指针摆动很小(读数不准确),说明选的量程偏大,需换小量程;若超出量程说明选的量程偏小(电流表会烧坏),则需换大量程。
5. 电流表的读数
(1)明确所选量程;
(2)明确分度值(每一小格表示的电流值);
(3)由指针位置读出示数,先 格后小格。
考向01 常见用电器的电流
【例题1】(2023·苏州·中考真题)下列各说法中,符合实际的是( )
A.家用电视机工作电流约10A B.空气中声速约340m/s
C.一支普通2B铅笔质量约200g D.正常人心跳每秒约0.5次
【训练1-1】(2023·黑龙江·中考真题)以下说法中的物理量最接近实际的是( )
A.教室的门高度大约80cm B.一名中学生的重量大约是50N
C.日光灯的电流约2A D.两个鸡蛋的重力大约为1N
考向02 电流表的使用与读数
【例题2】甲、乙、丙三位同学在做“用电流表测电流”的分组实验中,闭合开关前,他们的电流表指针均指在零刻度处。当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙、丙所示的三种情况。请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题,并写在下面的横线上。
甲同学的问题: ;乙同学的问题: ;丙同学的问题: 。
方法技巧 1. 掌握五类电流表故障问题及原因分析 (1)指针偏转超过其量程。原因是量程选择过小; (2)指针偏转角度过小。原因是量程选择过大; (3)指针反向偏转。原因是电流表正、负接线柱接反; (4)指针没偏转。原因是电流表所在电路可能出现断路或被短接; (5)被烧坏。原因是电流表可能将电源短路。 2. “去表法”判断电流表的测量对象 (1)方法:将某一电流表断开,分析哪些用电器不能工作,则断开的电流表测量的就是哪些用电器的电流。 (2)实例分析:如图所示的电路,去掉电流表后,L2开路,则电流表测量通过L2的电流。
【训练2-1】(2023·泰安·中考真题)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( )
A. B. C. D.
【训练2-2】如图所示, 请根据电路图连接实物电路。(通过每个小灯泡的电流均为0.4A,导线不得交叉)
模块五 串、并联电路中电流的规律
一、串联电路的电流规律
1. 实验:探究串联电路中的电流规律
【实验目的】探究串联电路中各处电流的关系。
【实验器材】规格不同的灯泡若干、电流表、电源、开关、导线若干。
【设计实验】实验电路如图所示,将电流表分别接入电路中的A、B、C三点,读出电流表的示数,并进行比较;换用不同规格的灯泡重复上述步骤,再测量两次。
【实验步骤】
(1)根据电路图连接实物电路,连接时开关处于断开状态。
(2)将电流表分别接入电路中的A、B、C三点,如下图所示,检查电路无误后闭合开关,读出电流表在A、B、C三点的示数,记录在表格中。
(3)换用不同规格的灯泡重复上述步骤,再测量两次。
实验序号 A处电流IA/A B处电流IB/A C处电流IC/A
1 0.20 0.20 0.20
2 0.28 0.28 0.28
3 0.30 0.30 0.30
【实验结论】串联电路中A、B、C三点的电流相等,即IA=IB=IC
【交流反思】
(1)注意正确连接电流表;
(2)运用试触法合理地选择电流表的量程;
(3)连接电路时,应将电流表作为一个用电器来看待,依次按顺序连接。
(4)多次实验的目的:避免出现偶然性,寻找普遍规律。
2. 串联电路的电流规律
在串联电路中,各处的电流 ;表达式:______________。
二、并联电路的电流规律
1. 探究实验:探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
【实验目的】探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系。
【实验器材】规格不同的灯泡若干、电流表、电源、开关、导线若干。
【设计实验】实验电路如图所示,将电流表分别接入电路中的A、B、C三点,读出电流表的示数,并进行比较;换用不同规格的灯泡重复上述步骤,再测量两次。
【实验步骤】
(1)根据电路图连接实物电路,连接时开关处于断开状态。
(2)电流表分别接入电路中的A、B、C三点,如图所示,检查电路无误后,闭合开关,读出电流表在A、B、C三点的示数,记录在表格中。
(3)换用不同规格的灯泡或电源重复上述步骤,再测量两次。
【实验数据】
实验序号 A处电流IA/A B处电流IB/A C处电流IC/A
1 0.38 0.26 0.12
2 0.48 0.20 0.28
3 0.46 0.16 0.30
【实验结论】并联电路中干路电流等于各支路的电流之和,即IA=IB+IC
2. 并联电路电流的规律
在并联电路中,干路电流等于 。表达式: 。
【交流反思】
(1)分析实验数据可知,并联电路中各支路电流不一定相等。当并联的两个小灯泡规格相同时,各支路电流相等;当并联的两个小灯泡规格不相同时,各支路电流不相等。
(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+I3+…+In;当各支路用电器都相同时,I=nI1。
考向01 探究串、并联电路中电流的规律
【例题1】(2024·苏州·中考真题)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: 。
方法技巧 探究实验时的注意事项 1. 连接实物时开关一定处于断开状态。 2. 闭合开关前,一定检查电路连接是否正确,有无断路或短路等情况。 3. 用导线“试触”电流表大量程,通过指针的偏转角度判断量程的选择是否合理。 4. 研究电路中电流的规律时,要选规格不同的灯泡多次实验避免偶然性; 5. 判断电路故障时,电流表有示数,说明与电流表相连的部分是通路;电流表无示数,可能是与电流表相连的部分是断路,也可能是电流表所在的支路被短接。
【训练1-1】在“探究并联电路电流规律”的实验中,如图甲是实验电路图。
(1)若要测量干路中的电流,电流表应接在甲图中的 (选填“A”“B”或“C”)点;
(2)小明同学准备测量A处的电流时,开关闭合后发现电流表的指针偏转如图乙所示,出现该现象的原因是 ;
(3)排除故障后,他用电流表分别在A、B、C处测得电流值记录在表格中,由此得出结论:“并联电路中,各支路电流相等”的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
【训练1-2】两个探究小组的同学验证“串联电路的电流规律”,所接电路图如图甲所示。
(1)实物连线时,开关应处于 状态。
(2)第一小组连接了如图所示电路,如果合上开关,两个灯泡都发光,但L2比L1亮,小刚猜想是因为L2更靠近正极,他想验证他的想法是否正确,不借助其他仪器的情况下,正确的操作应该 ;
(3)第一小组的同学实验时,发现电流表A1指针偏转角度比A2小,如图乙所示,他们由此判断“串联电路中各处的电流不相等”。判断错误的原因是 。
(4)第二小组的同学实验时闭合开关后发现灯L1发光,L2不发光。同学们有以下猜想:①L2的灯丝断了;②L2的灯座被短路。以上猜想中正确的有 (填序号)。
考向02 串、并联电路中电流规律的应用
【例题2】在如图所示的实物电路中,当开关闭合时,甲电流表的示数为0.5A,乙电流表的示数为0.2A,则下列判断正确的是( )
A.通过灯L1的电流为0.5A
B.通过灯L1的电流为0.2A
C.通过灯L2的电流为0.7A
D.通过灯L2的电流为0.2A
【训练2-1】如图所示,用电流表测量电流时,发现两个电流表的指针在同一个位置,则电流表A1的示数为 A,通过灯L1的电流为 A。
【训练2-2】如图所示,当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.2A;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数0.5A。求:
(1)当开关S1、S2都闭合时,通过灯泡L2的电流;
(2)当开关S1、S2都闭合且灯泡L1出现断路时,通过灯泡L2的电流。
【训练2-3】在如图所示的电路中,电流表A1示数为0.5A,电流表A2示数为0.3A。求:通过小灯泡L2的电流。
二、易混易错分析
【辨析】同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。对电荷间相互作用规律的掌握一般没有问题,但却容易忽视两个物体相互吸引的两种情况: (1)都带电,所带电荷为异种电荷;(2)一个带电,另一个不带电。
【例题1】有甲、乙、丙三个轻质小球,甲球带正电,将甲与乙、丙靠近时,它们互相作用的情况如图所示,则下列判断正确的是( )
A.乙球一定带负电,丙球可能带正电 B.乙球一定不带电,丙球可能带负电
C.乙球可能带负电,丙球一定带正电 D.乙球一定带正电,丙球可能不带电
【辨析】连接实物时,所有的连线只能画在元件两端的接线柱上,从电源的正极开始,然后沿着电流的方向,对照电路图的顺序,依次将电路中的实物连接起来。画电路图时,必须注意规范作图的要求。
【例题2】请根据下列电路实物图,在方框中画出相应电路图。
【辨析】解答实物图与电路图互相转化的题目时的关键是沿电流的路径“走”上一圈,根据路径的“分岔”点和汇合点找准电流的分流点与汇流点。
【例题3】根据图甲所示的电路图连接图乙中的实物元件。
【辨析】用连入电流表的方法判断串联电路中用电器的故障,现象及故障类型如下:
连接方式 现象 故障类型
电流表与用电器串联 有示数 不工作的用电器短路
无示数 电路开路
电流表与用电器并联 其他用电器能工作 与电流表并联的用电器开路
其他用电器不能工作 没有与电流表并联的电路开路
【例题4】在用电流表测电流的实验中:
(1)连接电路时,电流表应先用 量程试触;
(2)若某同学连接的电路如图甲所示,则电流表测的是灯L2的电流,合上开关后,如果电流表的示数如图乙所示,则通过该灯的电流是 mA;
(3)请你在框中画出与此实物图相对应的电路图 。
(4)若合上开关后,灯均亮,电流表指针不发生偏转,那么原因可能是 。
A.电流表内部开路 B.开关处接触不良
C.电流表被短路 D.电源供电不足
【辨析】串联电路和并联电路是两种最基本的电路。要想正确识别电路,就要抓住串联电路和并联电路的基本特征,结合题目(电路图)的特点,正确选用常用的电路识别方法(定义法、拆除法、节点法、电流法等)来分析得出结论。 对于实际电路连接方式的判断,首先要认真审读题意;对照出现的现象;根据串联电路中各用电器互相影响、并联电路中各用电器互不影响这一特点;分析得出结论。
【例题5】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
三、中考热点扫描
考点突破: 1. 摩擦起电的实质是电子的转移。 2. 自然界只存在两种电荷,且带电体能吸引轻小物体。 3. 相互排斥的两物体必带同种电荷,相互吸引的两物体可能带异种电荷或只有一个物体带电。 4. 检验物体是否带电时,可用验电器,其工作原理是同种电荷相互排斥。
【例题1】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.丝绸和玻璃棒摩擦的过程中创造了电荷
B.丝绸和玻璃棒摩擦的过程中,玻璃棒得到电子
C.验电器的箔片张开是因为两个箔片都带了负电荷
D.玻璃棒接触验电器的金属球时,金属球上的部分电子转移到玻璃棒上
考点突破: 对于电路图的主要辨别方法是电流流向法,对于实物电路,主要方法是拆除法,对于生活或生产中的实际电路,主要根据串、并联电路的特点,看用电器之间是否相互影响。
【例题2】如图所示电路中,关于灯泡L1、L2、L3的连接方式,说法不正确的是( )
A.S1、S2都断开时,L1、L3串联 B. S1、S2都闭合时,L2、L3并联
C.S2断开、S1闭合时,L1、L3串联 D.S2断开、S1闭合时,只有L3能发光
考点突破: 电路故障分析在近几年中考考查的比例逐年上升。总的来说,电路故障可分为短路和断路两大类。 1. 用导线判断电路故障 用这根导线与所怀疑故障部位并联,若其他用电器工作,则与导线并联的用电器断路;若其他用电器不能工作,则没有与导线并联的用电器断路。 2. 用电流表判断电路故障
电流表串联 有示数 不工作的用电器被短路
无示数 电路断路
电流表并联 其他用电器能工作 与电流表并联的用电器断路
其他用电器不能工作 没有与电流表并联的用电器断路
【例题3】如图所示,开关S闭合时,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,下列判断中可能的是( )
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
考点突破: 根据要求设计电路在近几年中考中考查比例较高。设计电路的一般步骤如下: 1. 根据电路需要具有的功能和电路的特点,确定用电器之间的连接方式,即确定用电器间是串联还是并联。 2. 用电路图的形式画出草图,根据开关在电路中所起的作用,将开关连接到电路中适当的位置。 3. 将题中给出的条件和画出的草图结合起来推敲、验证。 4. 用规范的元件符号画出清晰、工整的电路图。
【例题4】给某型号电烤箱设定好工作时间和温度,即闭合定时开关S1和温控开关S2,再闭合启动开关S,电烤箱开始工作。当达到了设定的工作时间或温度时,定时开关S1或温控开关S2断开,电烤箱就停止工作。下列电路符合要求的是( )
A B C D
考点突破: 1.灯泡的选择:选用规格不同的小灯泡进行实验,目的是避免实验的偶然性,使得到的结论更具有普遍性。 2. 在连接电路时,开关要断开。 3. 量程选择:可根据估计的电流大小来选择电流表的量程,若无法估计电流的大小,可用试触法选择合适的量程。 4. 实验结论:在串联电路中,各处电流都相等;在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
【例题5】某小组同学在课上探究串、并联电路电流规律的时候,按照如下电路,分别进行探究:
(1)如图甲是小华探究“串联电路中电流的特点”的实验电路图。
①实验中,应选择规格 的两个小灯泡;
②小华根据实验电路图,连接好最后一根导线时,发现灯都亮了,出现这种情况的原因是 ;
③上表记录的是实验中获得的一组数据,其中明显错误的是 处的电流表的示数,造成该错误的原因是 ;
④小华分析表格数据,得到:串联电路中各处的电流都相等。有同学认为该结论不具有普遍性,你认为接下来应进行的操作是 ;
(2)在“探究并联电路的电流规律”的实验中,实验电路如图甲所示:
闭合开关,灯L2发光,灯L1不发光,电流表有示数,电路可能存在的故障是 ;
排除故障后,在图甲中改动一根导线,使电流表测量小灯泡L1的电流。将去掉的导线画“×”,并用笔代替导线将电路连接完整 ,并且在方框内画出电路图 。
用电流表测出灯L2支路电流I2和干路电流I,发现两次测得的结果均如图乙所示,则
I= A;
若L1支路的电流I1=0.8A,由此可初步得出:在并联电路中, 。
考点突破: 运用串、并联电路的电流规律分析、比较与计算电路中电流的大小。 运用串、并联电路的电流规律解题,关键是明确电路的连接方式,即电路是串联还是并联,然后根据电流的流向判断出电流表是测量哪一部分电路中的电流,最后运用规律正确解答。
【例题6】用下列电路探究电路的电流规律时,电流表A1、A2的示数如图所示,则流过灯泡L1、L2的电流分别是( )
A.0.7A 0.4A B.0.3A 0.4A C.0.14A 0.26A D.0.7A 1.3A
参考答案
一、知识清单+方法清单
模块一 两种电荷
一、两种电荷
1. 摩擦起电
(1)摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电叫做摩擦起电。
(2)摩擦起电的条件:不同种物体相互摩擦可能带电,同种物体相互摩擦一定不带电。
2. 带电体的性质
带电的物体具有吸引轻小物体的性质,我们可以利用带电体的这种性质检验物体是否带电。
3. 使物体带电的三种方法
(1)摩擦起电:如丝绸与玻璃棒摩擦后,带上等量的异种电荷。
(2)接触带电:一个带电的物体与另一个不带电的物体接触后,两个物体带上同种电荷。
(3)感应带电:一个带电的物体靠近另一个不带电的金属物体,金属体靠近带电物体一侧带上异种电荷,异侧带同种电荷。
4. 两种电荷
(1)把与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷规定为正电荷;
(2)把与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷规定为负电荷。
5. 电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
6. 验电器
(1)构造:金属球、金属杆、金沙箔及绝缘外壳。
(2)作用:检验物体是否带电。
(3)原理:同种电荷相互排斥。
(4)使用方法:将被检验的物体与验电器金属球接触,如果验电器的两片金属箔张开一定角度,则说明物体带电。
7. 电荷量
(1)定义:电荷的多少叫做电荷量(Q),简称电荷。
(2)单位:库仑,简称库,符号C。
(3)元电荷:自然界中最小的电荷量叫元电荷(即一个电子所带的电荷量),用“e”表示,e=1.6×10-19C;自然界中其它的电荷量均为元电荷的整数倍。
二、原子及其结构
1. 原子及其结构
(1)20世纪初,卢瑟福提出了原子的核式结构模型。原子是由原子核和核外电子组成的;原子核由质子和中子组成。
(2)带电情况:电子带负电,质子带正电,中子不带电。通常情况下,原子不带电,原子核带正电。
2. 摩擦起电的原因及实质
(1)通常情况下原子不带电,是因为原子内部原子核所带的正电荷数量与核外电子所带的负电荷数量相等,不显电性。
(2)摩擦起电的原因:通常情况下,原子核所带的正电荷与核外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。不同物质的原子核束缚电子的本领不同,束缚电子本领弱的物体因为摩擦会失去电子带正电荷,得到电子的物体因为有了多余的电子而带负电荷。
(3)摩擦起电的实质: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。
三、导体和绝缘体
1. 导体
(1)定义:容易导电的物体叫导体。
(2)常见的导体:各种金属、石墨、大地、人体、潮湿的空气、电解溶液等。
(3)导体容易导电的原因:导体容易导电是因为导体内部存在大量可自由移动的电荷;金属容易导电是因为金属内部有大量可自由移动的电子;电解溶液容易导电是因为溶液内含有大量可自由移动的正、负离子。
2. 绝缘体
(1)定义:不容易导电的物体叫绝缘体。
(2)常见的绝缘体:玻璃、橡胶、陶瓷、塑料、食用油等。
(3)绝缘体不容易导电的原因:绝缘体内部几乎不存在可自由移动的电荷。
3. 导体和绝缘体没有绝对的界限,在一定的条件下,可发生相互转化。如干燥的木材、空气是绝缘体,潮湿的木材、空气是导体。
考向01 摩擦起电
【例题1】(2024·内蒙·中考真题)塑料尺与头发摩擦后能吸起纸屑,说明塑料尺带了 。饮料吸管和餐巾纸摩擦后,吸管带负电,说明摩擦过程中 (选填“吸管”或“餐巾纸”)失去电子。
【答案】 电荷 餐巾纸
【详解】带电体具有吸引轻小物体的性质,摩擦后的塑料尺能吸引纸屑,说明塑料尺带了电荷。
摩擦起电的实质是电子发生了转移,吸管带负电是因为得到电子,故餐巾纸失去电子带正电。
方法技巧 理解摩擦起电的本质
【训练1-1】(2024·黑龙江绥化·中考真题)将气球与干燥的头发摩擦后,看到如图所示的有趣现象。这是因为气球与头发间发生 现象。由于异种电荷互相 ,因而使头发吸附在气球上。
【答案】 摩擦起电 吸引
【详解】将气球与干燥的头发摩擦后,发生摩擦起电现象,一个失去电子带正电,一个得到电子带负电,气球与头发间因带异种电荷相互吸引,因而使头发吸附在气球上。
【训练1-2】(2024·苏州·中考真题)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
【答案】C
【详解】A.摩擦起电的实质是电荷的转移,摩擦起电的过程中没有产生电荷,故A错误;
B.汤姆生发现电子,说明原子是可再分的,故B错误;
C.验电器验证物体是否带电,其原理是同种电荷相互排斥,故C正确;
D.原子核由带正电的质子和不带电的中子组成,故D错误。故选C。
考向02 电荷间的相互作用与验电器
【例题2】(2024·四川巴中·中考真题)用丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器,金属箔张开。下列说法正确的是( )
A.正电荷从丝绸转移到玻璃棒 B.玻璃棒带正电是因为得到了电子
C.摩擦起电是创造了电荷 D.验电器金属箔张开,是由于同种电荷相互排斥
【答案】D
【详解】AB.由正、负电荷的规定可知用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,这是因为玻璃棒与丝绸摩擦时,玻璃棒失去电子而带正电,丝绸得到电子而带负电,并不是正电荷在丝绸和玻璃棒之间发生了转移,故AB错误;
C.摩擦起电的实质是电荷的转移,在摩擦起电中并没有创造电荷,故C错误;
D.验电器金属箔张开,是由于同种电荷相互排斥,故D正确。故选D。
方法技巧 理解摩擦起电的本质 1. 判断物体是否带电的方法 2. 了解验电器 验电器只能检验物体是否带电,只能通过验电器金属箔片张角的大小来定性判断物体所带电荷量的多少,不能检验物体所带电荷的电性,不能定量地测量物体所带电荷的多少。
【训练2-1】(2024·西藏·中考真题)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近静止在空中的轻质小球时,小球远离橡胶棒。则橡胶棒和小球( )
A.都带正电 B.都带负电
C.橡胶棒带负电,小球带正电 D.橡胶棒带正电,小球带负电
【答案】B
【详解】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,当用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近静止在空中的小球时,小球远离橡胶棒,说明小球和橡胶棒带同种电荷,则小球也带负电,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【训练2-2】(2024·湖北·中考真题)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
【答案】A
【详解】AD.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,验电器由于接触带电,所以两金属箔都带上负电荷,故验电器的金属箔片因为同种电荷相互排斥而张开,故A符合题意,D不符合题意;
BC.由于毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,所以图中的橡胶棒带的电荷错误,故BC不符合题意。
故选A。
考向03 导体和绝缘体
【例题3】(2024·北京·中考真题)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
【答案】C
【详解】A.陶瓷杯不能导电,不是导体,是绝缘体,故A不符合题意;
B.橡皮不能够导电,不是导体,是绝缘体,故B不符合题意;
C.钢尺能够导电,是导体,故C符合题意;
D.塑料水瓶不能导电,不是导体,是绝缘体,故D不符合题意。
故选C。
方法技巧 理解导体和绝缘体 绝缘体虽然不容易导电,但可以摩擦带电;导体容易导电是因为其内部有大量的自由移动的电荷,绝缘体不容易导电,是因为绝缘体内没有可以自由移动的电荷;常见的金属、人体容易导电属于导体,而食盐不容易导电是绝缘体,食盐的水溶液容易导电是导体。
【训练3-1】废物利用是节约资源的重要手段。下列废物再加工后,最适合做电工钳柄外套的是( )
A.废铜 B.废铁 C.废橡胶 D.废纸壳
【答案】C
【详解】ABC.适合作为电工螺丝刀手柄材料的是绝缘体,废铁、废铜是导体,橡胶是绝缘体,故AB不符合题意,C符合题意;
D.废纸壳在受力的情况下容易变形而遭到破坏,不耐用,而且遇到明火容易被引燃,所以不适合用来做电工钳柄外套,故D不符合题意。
故选C。
【训练3-2】刘宇同学善于思考、积极探究。一次电学实验课上,在完成老师要求的探究任务后,他把自己文具盒里的部分物品分别接入如图所示电路,其中能使小灯泡发光的是( )
A.塑料尺 B.中性笔芯 C.橡皮 D.铅笔芯
【答案】D
【详解】要使小灯泡发光,电路必须形成通路,必须将导体接入电路才有电流通过。塑料尺、中性笔芯和橡皮都属于绝缘体,只有铅笔芯属于导体,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
模块二 电流和电路
一、电流
1. 电流
(1)电流的形成:电荷的定向移动形成电流。
(2)电流的方向:物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流的方向。
①电流的方向与正电荷定向移动的方向相同;
②电流的方向与负电荷(如电子)定向移动的方向相反;
③在电路中,电源外部的电流由电源正极出发,经开关、用电器,流回电源负极;电源内部的电流由负极流向正极。
(3)电流形成的三种情形
①只有正电荷定向移动形成电流,正电荷定向移动的方向即为电流的方向(图甲);
②只有负电荷定向移动形成电流,电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,如金属导体中的电流(图乙);
③导体中正、负电荷同时朝相反方向定向移动形成电流,电流的方向与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反,如酸碱盐溶液中的电流(图丙)。
(4)发光二极管
①发光二极管是一种电子元件,发光二极管简称LED,发光二极管的符号:
②特点:具有单向导电性,即电流只能经二极管正极流向负极,能使电路形成通路;不能使电流经二极管负极流向正极时,即不能形成回路。我们可以利用二极管的这个特性判断电流的方向。
二、电路的构成
1. 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。
2. 电路各元件的作用
(1)电源:提供电能的装置,将其他形式的能转化为电能,例如发电机、干电池、蓄电池等。
②开关:用来接通或断开电路,起控制电路通断作用。
③用电器:消耗电能的装置,工作中将电能转化为其他形式的能。常见的有电灯、冰箱、洗衣机、空调、电视机、电风扇、电吹风等。
④导线:传输电能的装置,连接电路中各元件,组成电流的路径。
3. 电路中形成电流的条件
(1)电路中有电源;(2)电路必须是闭合的。
二、电路图
1. 电路图:用电路元件符号表示电路连接的图叫做电路图。
2. 常见电路元件及符号:
3. 画电路图的基本要求
(1)电路元件符号用统一规定的符号。
(2)电路图中的导线应横平竖直,呈方形,不能出现斜线或曲线。
(3)各电路元件符号不能画在电路图的拐角处,应尽可能对称分布。
(4)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置顺序一致,不能颠倒。
(5)各电路元件应标上名称代号,如开关标S,灯泡标L,电阻标R等。
(6)同一电路中涉及多个相同元件,可在元件代号加脚标进行区别,如L1、L2等。
(7)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。
三、通路、断路、短路
1. 通路:
(1)定义:正常接通的电路,即用电器能够正常工作。
(2)特点:电路中有电流,用电器能正常工作。
2. 断路:
(1)定义:电路中某处断开的电路。例如,电路中的开关断开;导线断开;电灯灯丝烧断等。
(2)特点:电路中无电流,用电器不能工作。
3. 短路:
(1)定义:直接用导线将电源的正、负极连接起来,这种情况叫做短路。
(2)短路的几种情况:
①电源短路:即用一根导线直接将电源的正、负极连接起来,又叫完全短路。
②用电器被短接:用一根导线将某一用电器的两端连接起来,该用电器中无电流通过,不能工作,但是与它串联的其它用电器可能工作,也叫用电器被短路或发生部分短路。
(3)短路的危害:发生短路时,用电器不工作,电路中有很大的电流,会烧坏电源甚至烧坏导线的绝缘层,引起火灾。
考向01 电流
【例题1】(2024·广州·中考真题)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
【答案】D
【详解】AB.云层带负电是由于云层与空气摩擦而带电的,在摩擦的过程中云层得到电子而带负电,摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,并没有创造电荷,故AB错误;
CD.物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。放电时,负电荷从云层流向避雷针,电流方向是从避雷针流向云层,故C错误,D正确。
方法技巧 理解导体和绝缘体 1. 电流的形成问题 (1)电流是电荷定向移动形成的,定向移动的可以是正电荷,也可以是负电荷,还可以是正、负电荷同时向相反方向移动; (2)电路中有电源且电路是通路时,电路中才有电流; (3)金属导电靠的是自由电子的定向移动。 2. 电流的方向问题 电子定向移动的方向不是电流的方向,电流的方向是有规定的:把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。电子定向移动的方向与电流的方向相反。
【训练1-1】取两个相同的验电器甲和乙(如图),使甲带负电,乙不带电,下列分析正确的是( )
A.甲验电器带负电是因为它得到了原子
B.甲验电器的金属箔片张开是由于异种电荷相互排斥
C.用橡胶棒连接两金属球,金属箔片的张角都会发生改变
D.用金属棒连接两金属球的瞬间,棒中电流方向由乙到甲
【答案】D
【详解】A.电子带负电,甲验电器带负电是因为得到了电子,不是得到了原子,A错误;
B.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,甲验电器的金属箔片张开是由于同种电荷相互排斥,故B错误;
C.橡胶棒是绝缘体,不容易导电,用橡胶棒连接两金属球,甲验电器的负电荷,不会轻易转移到乙球,甲球金属箔片的张角几乎不变,乙球的金属箔片不会张开,故C错误;
D.金属棒是导体,甲带负电,乙不带电,用金属棒连接两金属球的瞬间,负电荷从甲流到乙,规定正电荷定向移动的方向为电流方向,所以棒中电流方向由乙到甲,故D正确。故选D。
【训练1-2】静电喷涂利用了静电现象,其喷涂原理如图所示,被喷涂的工件带正电。工作时,静电喷涂的喷枪接高压电源,雾化后的涂料微粒通过枪口时由于 电子(选填“失去”或“得到”)而带 电,又由于同种电荷相互排斥而均匀散开后吸附在工件上;图中带电微粒移动过程中形成的电流方向是 (选填“向左”或“向右”)。
【答案】 得到 负 向右
【详解】由题意知,被喷涂的工件带正电,所以雾化后的涂料微粒应该带负电,根据异种电荷相互吸引才能使涂料吸附在工件上。因此可判断雾化后的涂料微粒通过枪口时由于得到电子而带负电,又由于各涂料微粒带同种电荷相互排斥而均匀散开。
物理学规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,图中带负电微粒向左移动,负电荷定向移动方向与正电荷定向移动方向相反,则电流方向向右。
考向02 电路(组成、三种状态)
【例题2】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 。
【答案】 用电器 电源
【详解】给充电宝充电时,充电宝消耗电能,相当于简单电路中的用电器。
充电宝给手机充电时,充电宝提供电能,相当于简单电路中的电源。
【训练2-1】(2024·徐州·中考真题)如图所示电路,闭合开关,电路所处的状态是( )
A.通路 B.断路 C.短路 D.无法判断
【答案】C
【详解】由题图可知,当开关闭合时,相当于一根导线直接接在电源的两端,此时电路短路,电源可能被烧坏。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
【训练2-2】下列电路图中正确的是( )
A B C D
【答案】B
【详解】电路的基本组成:电源、开关、用电器、导线。A没开关,闭合开关后C会短路,D开路,B正确。
故选B。
【训练2-3】关于如图所示的三个电路的状态,下列判断中正确的是( )
A.甲断路、乙通路、丙短路 B.甲通路、乙断路、丙短路
C.甲通路、乙断路、丙通路 D.甲短路、乙通路、丙断路
【答案】B
【详解】甲图电路中,开关闭合,电路处处连通,是通路;乙图电路中,由于开关断开,则是断路;丙图电路中,由于灯泡两端并联了一根导线,直接将电源正负两极相连,则引起电源短路。故B正确,ACD错误。故选B。
考向03 实物图与电路图的转换
【例题3】(2022·深圳·中考题)如图是实物连接电路,请在方框内画出对应的电路图。
【答案】见右图。
【详解】图中电源、开关和电动机串联,电路图与实物图对应,作串联电路图,如图所示。
方法技巧 由实物图画电路图的方法及注意的问题
【训练3-1】图是某种手电筒的剖面图,请按照实物剖面图,在虚线框中画出手电筒的电路图。
【答案】见下图。
【详解】由实物图知,这是一个简单的串联电路,电源,灯泡,开关顺次连接在一起。
【训练3-2】如图所示,请根据题目给出的实物图,在虚线框内画出相应的电路图。
【答案】见右图。
【详解】由实物图知,两灯并联,开关S2在干路上控制整个电路,开关S1在L2所在的支路上,S1控制灯泡L2,电路图如图所示。
模块三 串联和并联
一、串联和并联
1. 串联
(1)定义:电路元件逐个依次相连接到电路中,叫做串联。实物图和电路图如下:
(2)特点:
①电流从电源正极出发,只有一条路径流回到负极;
②各用电器相互影响,若其中一个断开,其他无法工作;
③开关控制整个电路,与位置无关。
2. 并联
(1)定义:电路元件的两端分别连在一起,然后接到电路中,叫做并联。实物图和电路图如下:
(2)干路:并联电路中,所有用电器共用的那部分电路。
(3)支路:并联电路中各用电器单独使用的那部分电路。
(4)特点:
①电路分叉,干路电流在节点处分别流经支路,再在另一节点处汇合流回电源负极;
②用电器独立工作,互不影响;
③干路开关控制整个电路,支路开关控制本支路。
二、电路图与实物图的对应画法
(1)根据要求及实际电路画电路图
①对于串联电路,从电源正极开始沿电流方向逐个用符号代替各实物元件,直到电源的负极,即“逐个顺次一一连接”。
②对于并联电路,可采用节点法:所谓节点法就是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。具体步骤:
①如图所示,先找出节点A、B(并联电路的分流点和汇流点)的位置,画出干路如图甲;
②对照实物图找出各条支路并画出来,如图乙;
③将干路与支路连接起来组成完整的电路图,如图丙所示。
(2)根据电路图连接实物图
①分析:首先要分析电路是串联电路还是并联电路。
②方法:对于串联电路,从电源正极出发,将各元件一一连接即可。对于并联电路,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。
注意:根据电路图连接实物图时,导线不允许交叉。
三、生活中的串、并联电路
1. 生活中的串联电路:家庭电路中,开关和用电器是串联关系;节日用的小彩灯之间也是串联的。
2. 生活中的并联电路:街上的路灯、家用电器、教室里的灯等。
3. 串联与并联电路组合的实例:节日彩灯中的两串(或多串)之间是并联的。
4. 判断生活中电路连接情况的方法:在家庭电路中,若各用电器可以独立工作,则用电器之间是并联的;若一个用电器损坏后,其他用电器也不能工作,则它们之间是串联的。
四、串并联电路的识别
识别方法 说明 图解
定义法 串联电路各元件逐个依次“首尾相连”; 并联电路各元件“首接首”、“尾接尾”连接 串联电路 并联电路
电流 路径法 串联电路电流只有一条路径;并联电路电流有分支。
拆除法 (断路法) 串联电路拆除一个用电器,其他用电器不能工作; 并联电路拆除一个用电器,其他用电器仍能工作。 串联电路 并联电路
等效法 在识别复杂电路时,不论导线有多长,只要中间没有电源、用电器,导线的两端点就可以等效成同一点。如图甲所示电路结构相对复杂。根据等效法可把A、B、C等效成A点,D、E、F等效成F点,得到图乙。图乙即为图甲的等效电路图。
考向01 串、并联电路
【例题1】如图所示电路中,当开关S1和S2都断开时,灯L1、L2和L3是 联;当S1闭合,S2断开时,灯泡 亮;当S1和S2都闭合时,L1、L2和L3是 联。
【答案】 串 L3 并
【详解】当S1、S2都断开时,L1、L2、L3为依次相连,然后接到电路中,L1、L2、L3串联。
当S1闭合,S2断开时,灯 L1、L2被短路,电路为L3的简单电路,只有灯泡L3发光。
三个灯泡的两端分别连在一起,然后接到电路中,这三个灯泡是并联的。当S1和S2都闭合时,L1右端、L2的左端和L3的右端连接在一起,L1左端、L2的右端和L3的左端连接在一起,故L1、L2和L3是并联。
方法技巧 判断电路连接的技巧 从电源的正极出发,沿电流的路径“走”上一圈,回到电源的负极。路径没有“分岔”的电路为串联电路;路径有“分岔”电路为并联电路。
【训练1-1】如图为路口交通指示灯的示意图。指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人的交通行为。据你对交通指示灯的了解可以推断( )
A.红灯、黄灯、绿灯是串联的 B.红灯、黄灯、绿灯是并联的
C.红灯与黄灯并联后再与绿灯串联 D.绿灯与黄灯并联后再与红灯串联
【答案】B
【详解】红灯亮时,绿灯、黄灯都不亮,说明红灯、黄灯、绿灯都能独立工作,故红灯、绿灯、黄灯是并联,故B正确。故选B。
【训练1-2】如图所示电路中,开关能够同时控制两盏灯,且两灯发光情况互不影响的电路是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】开关能够同时控制两盏灯,电路既可以串联又可以并联,但并联时开关必须在干路上;两灯发光情况互不影响,两灯应该是并联的.综上可知,符合要求的电路应该是并联电路,并且开关在干路上.由图可知,A是串联;B是并联电路,并且开关在干路上;C是并联电路,但开关在支路上;D是串联.
【训练1-3】(2023·四川巴中·中考真题)在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.当闭合开关S1、S2、S3时,电源短路
B.当只闭合开关S1、S2时,L1、L2并联
C.当只闭合开关S2、S3时,L1、L2串联
D.当只闭合开关S1、S3时,L1、L2串联
【答案】A
【详解】A.由图知道,同时闭合开关S1、S2、S3时,电流会从电源正极不经过用电器直接回到电源负极,形成电源短路,故A正确;
B.由图知道,闭合开关S1、S2,断开开关S3时,灯L2被短路,故B错误;
C.由图知道,当只闭合开关S2、S3时,灯L1被短路,故C错误;
D.由图知道,当只闭合开关S1、S3时,电流有两条路径,灯L1、L2并联,故D错误。
故选A。
【训练1-3】街道上路灯,一般情况下由一个开关同时控制几十盏路灯,天黑时合上这个开关,这些路灯总是同时亮、同时熄灭,它们之间的连接方式是 联,开关安装在该电路的 上。你的判断依据是 。
【答案】 并 干路 一盏灯不亮,其他仍发光
【详解】路灯总是同时亮、同时熄灭,但如果一只损坏,其它的均能工作,它们之间互不影响,因此其连接方式是并联的,开关能控制所有路灯同时亮、同时熄灭,所以开关应该装在干路上。
考向02 实物图与电路图的相互转换
【例题2】对照图示,请画出该实物图的电路图。
【答案】见右图。
【详解】由实物图知,两灯并联,开关S1在干路上,S2在L1支路上,电路图如图所示。
方法技巧 “三步”搞定电路图与实物图的相互转化问题 一分析:首先要分析电路是串联电路还是并联电路。 二明确:明确是串联电路还是并联电路。 若是串联电路,则从电源正极出发,将各元件一一连接即可。 若是并联电路,先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。 三注意:根据电路图连接实物图时,导线不允许交叉。
【训练2-1】照图甲的电路图完成图乙中实物图的连接。
【答案】见右图。
【详解】由电路图可知,两灯并联,开关S1在干路上控制整个电路,开关S2在L2的支路上控制L2,根据电流的流向依次连接各元件如图所示。
【训练2-2】如图所示,要求:只改动一处导线使开关S1控制干路,S2控制L2支路,在需改动的导线上打“×”,并画出正确的连线,再画出改动后对应的电路图。
【答案】见下图。
【详解】如果要使S1控制整个电路,则经过L1、S1的电流应先经过S1,再回电源,如图所示。
考向03 根据实际要求设计电路
【例题3】(2024·甘肃白银·中考真题)电吹风的主要工作元件是发热丝()、电风扇()及开关。闭合开关S1,电吹风即吹出风来;若同时还闭合S2,吹出热风;若只闭合S2,不吹风也不发热。请根据要求用笔画线代替导线,完成电路设计。
【答案】见右图。
【详解】由于闭合开关S1,电吹风即吹出风来,若同时闭合S2,吹出热风,则发热丝与电风扇并联;只闭合S2,不吹风也不发热,则S1在干路中,S2与发热丝串联在其中一条支路,如图所示。
方法技巧 解决设计电路问题最高效的方法
【训练3-1】有一种智能锁,需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合,灯L发光,照亮人脸进行识别,但不开锁,人脸识别成功后S2才会闭合,电动机M工作,开锁成功。下列电路设计符合要求的是( )。
A.B.C.D.
【答案】C。
【解析】由题可知,S1闭合,灯L发光,但电动机不工作,S2闭合,电动机M工作,所以灯和电动机并联,且S1在干路,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
【训练3-2】如图所示,要求开关S1同时控制两盏灯,S2只控制L2并且使两盏灯互不影响,请连接实物电路。
【答案】见右图。
【详解】S2只控制L2,L2与S2串联;两盏灯互不影响,可知两灯并联;开关S1同时控制两盏灯,开关S1接在干路上,实物电路如图所示。
模块四 电流的测量
一、电流
1. 电流的概念:电流是表示电流强弱的物理量,用I表示。
2. 电流的单位
(1)国际单位:安培,简称安,符号A。
(2)常用单位:毫安(mA),微安(μA)。
(3)换算关系:1A=103mA=106μA
3. 常见的电流大小
计算器电源的电流 约100μA
半导体收音机电流 约50mA
手电筒中的电流 约200mA
家庭节能灯电流 约100mA
家用电冰箱电流 约1A
家用空调电流 约5A
雷电电流 约2×105A
二、电流的测量
1. 电流表:测量电流大小的仪表,符号:
2. 电流表的主要结构:刻度盘、指针、接线柱(3个)、调零螺母等。
3. 电流表的量程与分度值
实验用电流表有三个接线柱、两个量程:
(1)接“-”和“0.6”接线柱时,量程为0~0.6A,分度值为0.02A;
(3)接“-”和“3”接线柱时,量程为0~3A,分度值为0.1A。
4. 电流表的使用
(1)要三“看清”:看清量程、分度值;指针是否指在零刻度线上;正、负接线柱。
(2)必须将电流表和被测的用电器串联(电流表相当于一根导线)。如果将电流表和用电器并联,用电器被短路,而且还有可能烧坏电流表。
(3)必须让电流从红色(或标识“+”号)接线柱流进,再从黑色(或标识“-”号)接线柱流出。若接反了,指针会反向偏转,容易损坏电流表。
(4)必须正确选择电流表的量程(如不知道量程,应该选较大的量程,并进行试触)。
(5)不允许把电流表直接连到电源的两极!否则,电流表将被损坏。
电流表与用电器并联 电流表接线柱接反 电流表不经用电器与电源相连
(6)试触法:先把电路的一线头和电流表的一接线柱固定,再用电路的另一线头迅速试触电流表的另一接线柱,若指针摆动很小(读数不准确),说明选的量程偏大,需换小量程;若超出量程说明选的量程偏小(电流表会烧坏),则需换大量程。
5. 电流表的读数
(1)明确所选量程;
(2)明确分度值(每一小格表示的电流值);
(3)由指针位置读出示数,先大格后小格。
考向01 常见用电器的电流
【例题1】(2023·苏州·中考真题)下列各说法中,符合实际的是( )
A.家用电视机工作电流约10A B.空气中声速约340m/s
C.一支普通2B铅笔质量约200g D.正常人心跳每秒约0.5次
【答案】B
【详解】A.家用电视机的工作电流较小,在0.8A到1A左右,故A不符合题意;
B.声音在15摄氏度空气中的传播速度约为340m/s,故B符合题意;
C.一支普通2B铅笔的质量比书的质量小得多,约为20g,故C不符合题意;
D.正常人心跳1min约为70次,1s约为1次,故D不符合题意。故选B。
【训练1-1】(2023·黑龙江·中考真题)以下说法中的物理量最接近实际的是( )
A.教室的门高度大约80cm B.一名中学生的重量大约是50N
C.日光灯的电流约2A D.两个鸡蛋的重力大约为1N
【答案】D
【详解】A.教室的门高度大约2m=200cm,故A不符合题意;
B.一名中学生的重量大约是500N,故B不符合题意;
C.家用电风扇正常工作时的电流约0.2A,教室中日光灯正常工作时的电流与此差不多,在0.2A左右,故C不符合题意;
D.两个鸡蛋的质量在100g=0.1kg左右,受到的重力为G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
故D符合题意。故选D。
考向02 电流表的使用与读数
【例题2】甲、乙、丙三位同学在做“用电流表测电流”的分组实验中,闭合开关前,他们的电流表指针均指在零刻度处。当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙、丙所示的三种情况。请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题,并写在下面的横线上。
甲同学的问题: ;乙同学的问题: ;丙同学的问题: 。
【答案】电流表正、负接线柱接反 电流表所选量程偏大 电流表所选量程偏小
【详解】当电流表的正负接线柱接错时,指针会向左偏,故甲同学的是由于电流表正、负接线柱接反;当量程选择的太大时,指针会偏转的角度小,读数不准确,故乙同学是电流表所选量程偏大;当量程选择的太小时,指针会偏转过最大刻度,会损坏电流表,故丙同学是电流表所选量程偏小。
方法技巧 1. 掌握五类电流表故障问题及原因分析 (1)指针偏转超过其量程。原因是量程选择过小; (2)指针偏转角度过小。原因是量程选择过大; (3)指针反向偏转。原因是电流表正、负接线柱接反; (4)指针没偏转。原因是电流表所在电路可能出现断路或被短接; (5)被烧坏。原因是电流表可能将电源短路。 2. “去表法”判断电流表的测量对象 (1)方法:将某一电流表断开,分析哪些用电器不能工作,则断开的电流表测量的就是哪些用电器的电流。 (2)实例分析:如图所示的电路,去掉电流表后,L2开路,则电流表测量通过L2的电流。
【训练2-1】(2023·泰安·中考真题)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( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.电流表与灯泡L2并联,开关闭合时,灯泡L2短路,故A不符合题意;
B.两灯泡并联,开关闭合时,电流表与灯泡L1串联,测灯泡L1的电流,故B不符题意;
C.图中两灯泡并联,电流表在干路中,电流表测量干路电流,故C不符合题意;
D.图中电流表、灯泡L2、灯泡L1串联,电流表能测量灯泡L2电流,故D符合题意。
故选D。
【训练2-2】如图所示, 请根据电路图连接实物电路。(通过每个小灯泡的电流均为0.4A,导线不得交叉)
【答案】 见右图。
【详解】由电路图可知,L1、L2并联,电流表测通过L2的电流,由于通过每个小灯泡的电流均为0.4A,所以电流表接0~0.6A的量程,连接如图所示。
模块五 串、并联电路中电流的规律
一、串联电路的电流规律
1. 实验:探究串联电路中的电流规律
【实验目的】探究串联电路中各处电流的关系。
【实验器材】规格不同的灯泡若干、电流表、电源、开关、导线若干。
【设计实验】实验电路如图所示,将电流表分别接入电路中的A、B、C三点,读出电流表的示数,并进行比较;换用不同规格的灯泡重复上述步骤,再测量两次。
【实验步骤】
(1)根据电路图连接实物电路,连接时开关处于断开状态。
(2)将电流表分别接入电路中的A、B、C三点,如下图所示,检查电路无误后闭合开关,读出电流表在A、B、C三点的示数,记录在表格中。
(3)换用不同规格的灯泡重复上述步骤,再测量两次。
实验序号 A处电流IA/A B处电流IB/A C处电流IC/A
1 0.20 0.20 0.20
2 0.28 0.28 0.28
3 0.30 0.30 0.30
【实验结论】串联电路中A、B、C三点的电流相等,即IA=IB=IC
【交流反思】
(1)注意正确连接电流表;
(2)运用试触法合理地选择电流表的量程;
(3)连接电路时,应将电流表作为一个用电器来看待,依次按顺序连接。
(4)多次实验的目的:避免出现偶然性,寻找普遍规律。
2. 串联电路的电流规律
(1)规律:串联电路中,各处的电流相等。
(2)表达式:I=I1=I2=I3=……=In
二、并联电路的电流规律
1. 探究实验:探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
【实验目的】探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系。
【实验器材】规格不同的灯泡若干、电流表、电源、开关、导线若干。
【设计实验】实验电路如图所示,将电流表分别接入电路中的A、B、C三点,读出电流表的示数,并进行比较;换用不同规格的灯泡重复上述步骤,再测量两次。
【实验步骤】
(1)根据电路图连接实物电路,连接时开关处于断开状态。
(2)电流表分别接入电路中的A、B、C三点,如图所示,检查电路无误后,闭合开关,读出电流表在A、B、C三点的示数,记录在表格中。
(3)换用不同规格的灯泡或电源重复上述步骤,再测量两次。
【实验数据】
实验序号 A处电流IA/A B处电流IB/A C处电流IC/A
1 0.38 0.26 0.12
2 0.48 0.20 0.28
3 0.46 0.16 0.30
【实验结论】并联电路中干路电流等于各支路的电流之和,即IA=IB+IC
2. 并联电路电流的规律
(1)规律:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
(2)表达式:I=I1+I2+I3+……+In。
【交流反思】
(1)分析实验数据可知,并联电路中各支路电流不一定相等。当并联的两个小灯泡规格相同时,各支路电流相等;当并联的两个小灯泡规格不相同时,各支路电流不相等。
(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+I3+…+In;当各支路用电器都相同时,I=nI1。
考向01 探究串、并联电路中电流的规律
【例题1】(2024·苏州·中考真题)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: 。
【答案】 L1 断路 0.3 错误 因为IA =IB ,IA =IC,所以IA =IB =IC
【详解】(2)电压表有示数说明电压表与电源是连通的,灯不亮说明电路断路,即电压表并联的部分断路,即L1 断路。
(3)电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,即IA =0.3A。
串联电路中电流处处相等,故猜想:由于用电器耗电,电流流过用电器会减小是错误的。
(4)串联电路中电流处处相等,由(3)结论可知,IA =IB ,又因为串联电路中电流处处相等,所以IB =IC ,所以IA =IB =IC 。
方法技巧 探究实验时的注意事项 1. 连接实物时开关一定处于断开状态。 2. 闭合开关前,一定检查电路连接是否正确,有无断路或短路等情况。 3. 用导线“试触”电流表大量程,通过指针的偏转角度判断量程的选择是否合理。 4. 研究电路中电流的规律时,要选规格不同的灯泡多次实验避免偶然性; 5. 判断电路故障时,电流表有示数,说明与电流表相连的部分是通路;电流表无示数,可能是与电流表相连的部分是断路,也可能是电流表所在的支路被短接。
【训练1-1】在“探究并联电路电流规律”的实验中,如图甲是实验电路图。
(1)若要测量干路中的电流,电流表应接在甲图中的 (选填“A”“B”或“C”)点;
(2)小明同学准备测量A处的电流时,开关闭合后发现电流表的指针偏转如图乙所示,出现该现象的原因是 ;
(3)排除故障后,他用电流表分别在A、B、C处测得电流值记录在表格中,由此得出结论:“并联电路中,各支路电流相等”的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
【答案】(1)C;(2)电流表正负接线柱接反了;(3)错误 选用的灯泡的规格相同
【详解】(1)电流表应串联在被测电路中,若测干路中电流,则应接在甲图中的C点。
(2)小明同学准备测量A处的电流时,开关闭合后发现电流表的指针反向偏转,说明电流表的正负接线柱接反了。
(3)之所以得出“并联电路中,各支路的电流相等”的错误结论是由于实验中选用了规格相同的用电器。
【训练1-2】两个探究小组的同学验证“串联电路的电流规律”,所接电路图如图甲所示。
(1)实物连线时,开关应处于 状态。
(2)第一小组连接了如图所示电路,如果合上开关,两个灯泡都发光,但L2比L1亮,小刚猜想是因为L2更靠近正极,他想验证他的想法是否正确,不借助其他仪器的情况下,正确的操作应该 ;
(3)第一小组的同学实验时,发现电流表A1指针偏转角度比A2小,如图乙所示,他们由此判断“串联电路中各处的电流不相等”。判断错误的原因是 。
(4)第二小组的同学实验时闭合开关后发现灯L1发光,L2不发光。同学们有以下猜想:①L2的灯丝断了;②L2的灯座被短路。以上猜想中正确的有 (填序号)。
【答案】(1)断开;(2)断开开关,更换两个灯泡的位置,闭合开关,观察两个灯泡的亮度有没有变化;(3)两个电流表的量程不一致;(4)②
【详解】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(2)为了验证靠近正极的是否更亮,可以断开开关,更换两个灯泡的位置,闭合开关,观察两个灯泡的亮度有没有变化。
(3)由图可知,两个电流表的量程不一致,A1的量程为0~3A,读数为0.4A,A2的量程为0~0.6A,读数为0.4A,电流大小相等,因此错误的原因是两个电流表的量程不一致。
(4)若L2的灯丝断了,则电路断路,L1也不发光,故①错误;若L2的灯座被短路,则L1发光,L2不发光,故②正确。
考向02 串、并联电路中电流规律的应用
【例题2】在如图所示的实物电路中,当开关闭合时,甲电流表的示数为0.5A,乙电流表的示数为0.2A,则下列判断正确的是( )
A.通过灯L1的电流为0.5A B.通过灯L1的电流为0.2A
C.通过灯L2的电流为0.7A D.通过灯L2的电流为0.2A
【答案】D
【详解】CD.由电路图可知,两灯泡并联,电流表甲测干路电流,电流表乙测L2支路的电流,则干路电流I=0.5A,通过L2的电流I2=0.2A,故C错误,D正确;
AB.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过L1的电流
I1=I I2=0.5A 0.2A=0.3A,故AB错误。故选D。
【训练2-1】如图所示,用电流表测量电流时,发现两个电流表的指针在同一个位置,则电流表A1的示数为 A,通过灯L1的电流为 A。
【答案】 0.36 1.44
【详解】由电路图得,两灯并联,电流表A1测量灯L2电流,电流表A2测量干路电流,两个电流表的指针在同一个位置,说明电流表A1量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.36A;电流表A2量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1.8A。
通过灯L1的电流
【训练2-2】如图所示,当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.2A;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数0.5A。求:
(1)当开关S1、S2都闭合时,通过灯泡L2的电流;
(2)当开关S1、S2都闭合且灯泡L1出现断路时,通过灯泡L2的电流。
【答案】(1)0.3A;(2)0.3A
【详解】(1)当开关S1闭合、S2断开时,灯泡L1和电流表接入电路中,电流表测量通过L1的电流,通过L1的电流是0.2A,当开关S1、S2都闭合时,两个灯泡并联,电流表测量干路中的电流,由并联电路的特点可知通过L1的电流不变,通过灯泡L2的电流
I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A
(2)当开关S1、S2都闭合且灯泡L1出现断路时,由并联电路的特点可知,通过灯泡L2的电流不变,仍然为0.3A。
【训练2-3】在如图所示的电路中,电流表A1示数为0.5A,电流表A2示数为0.3A。求:通过小灯泡L2的电流。
【答案】0.2A
【详解】如图所示,灯泡L1与灯泡L2并联,A1测量干路电流,A2测量灯泡L1的电流,根据并联电流规律特点,通过小灯泡L2的电流
答:通过小灯泡L2的电流为0.2A。
二、易混易错分析
【辨析】同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。对电荷间相互作用规律的掌握一般没有问题,但却容易忽视两个物体相互吸引的两种情况: (1)都带电,所带电荷为异种电荷;(2)一个带电,另一个不带电。
【例题1】有甲、乙、丙三个轻质小球,甲球带正电,将甲与乙、丙靠近时,它们互相作用的情况如图所示,则下列判断正确的是( )
A.乙球一定带负电,丙球可能带正电 B.乙球一定不带电,丙球可能带负电
C.乙球可能带负电,丙球一定带正电 D.乙球一定带正电,丙球可能不带电
【答案】D
【详解】同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。带电体具有吸引轻小物体的性质。甲球带正电,甲乙相互排斥,则乙带正电荷。甲丙相互吸引,则丙球可能带负电,也可能不带电。故ABC错误,D正确。故选D。
【辨析】连接实物时,所有的连线只能画在元件两端的接线柱上,从电源的正极开始,然后沿着电流的方向,对照电路图的顺序,依次将电路中的实物连接起来。画电路图时,必须注意规范作图的要求。
【例题2】请根据下列电路实物图,在方框中画出相应电路图。
【答案】见下图。
【详解】由实物图知,电流从正极经L1、A2、L2、A1回到负极,电流表A2和L2被短路,电路图如图所示:
【辨析】解答实物图与电路图互相转化的题目时的关键是沿电流的路径“走”上一圈,根据路径的“分岔”点和汇合点找准电流的分流点与汇流点。
【例题3】根据图甲所示的电路图连接图乙中的实物元件。
【答案】如图所示。
【详解】正确确定电路中分流点与汇流点的位置的方法是:应用电流流向法分析电路,对电路中的元件可按电流流进与流出的次序定为前与后,即元件的电流流入端为前,电流流出端为后,在每根导线上标出电流的方向,这样就能方便地找出并联电路中分流点与汇流点的位置。
【辨析】用连入电流表的方法判断串联电路中用电器的故障,现象及故障类型如下:
连接方式 现象 故障类型
电流表与用电器串联 有示数 不工作的用电器短路
无示数 电路开路
电流表与用电器并联 其他用电器能工作 与电流表并联的用电器开路
其他用电器不能工作 没有与电流表并联的电路开路
【例题4】在用电流表测电流的实验中:
(1)连接电路时,电流表应先用 量程试触;
(2)若某同学连接的电路如图甲所示,则电流表测的是灯L2的电流,合上开关后,如果电流表的示数如图乙所示,则通过该灯的电流是 mA;
(3)请你在框中画出与此实物图相对应的电路图 。
(4)若合上开关后,灯均亮,电流表指针不发生偏转,那么原因可能是 。
A.电流表内部开路 B.开关处接触不良 C.电流表被短路 D.电源供电不足
【答案】 大 460 见下图 C
【详解】(1)我们用电流表测用电器电流时,必须使用正确的量程,如果不确定所测电流表示数,应该用大量程电流表试触。
(2)由图乙知道,量程是0-0.6A,故示数为0.46A=460mA
(3)根据实物图,灯泡L1和灯泡L2并联,开关在干路上,并且在电源正极右侧,电流表串联在L2所在支路,如下图所示:
(4)根据题意知道,合上开关后,灯均亮,电流表指针不发生偏转。
A.若电流表内部开路,则L2会不亮,故A不符合题意;
B.若开关接触不良,则会导致两灯都不亮,故B不符合题意;
C.若电流表短路,则两灯亮,电流表无示数,符合题意,故C符合题意;
D.若电源供电不足,则两灯都会较暗甚至熄灭,电流表示数较小,D不符合题意。
故选C。
【辨析】串联电路和并联电路是两种最基本的电路。要想正确识别电路,就要抓住串联电路和并联电路的基本特征,结合题目(电路图)的特点,正确选用常用的电路识别方法(定义法、拆除法、节点法、电流法等)来分析得出结论。 对于实际电路连接方式的判断,首先要认真审读题意;对照出现的现象;根据串联电路中各用电器互相影响、并联电路中各用电器互不影响这一特点;分析得出结论。
【例