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2026年中考物理第一轮复习:电流和电路
一、选择题
1. 我国电网对居民用电实行阶梯电价,关于家庭电路中的电流,下列说法正确的是( )
A.家用电器并联时,总电流随用电器数量增加而减小
B.台灯正常工作时的电流约为 1A
C.总电流过大的原因可能是电路发生短路
D.试电笔中的电流方向是从笔尖流向笔卡
2.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A.只要电荷移动就能形成电流
B.用电器两端有电压,就一定有电流流过用电器
C.通过导体的电流越大,导体的电阻一定越小
D.电阻器的阻值与加在它两端的电压无关
3.下列关于电流、电压和电阻的说法中,正确的是( )
A.电路中电流和电阻是形成电压的原因
B.电流方向与负电荷运动方向相同
C.正、负电荷定向移动都可以形成电流
D.导体不接入电路时,其电阻为零
4.如图,A、B为两个相同的验电器,A带正电,B不带电。“胜哥”用一根带绝缘柄的金属棒把A和B的金属球连接起来,则下列说法正确的是( )
A.有部分正电荷从A转移到B
B.金属棒中有持续的电流
C.金属棒中的电流方向是从A到B
D.B的金属箔张开后,A的金属箔完全闭合
5.如图,“胜哥”使验电器A带上正电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来。下列对现象的描述或解释正确的是( )
A.A的金属箔完全闭合,B的金属箔张开
B.金属箔开合的瞬间,自由电子从B定向移动到A
C.金属箔开合的瞬间,质子从A定向移动到B
D.金属箔开合的瞬间,电流方向从B流向A
6.在如图所示的电路中,当开关闭合时,灯L1、L2均不亮,为了查找电路的故障,“胜哥”用一根完好的导线,一端固定在电源的正极,另一端依次接触A、B、C、D四个接线柱,发现只有与D接触时小灯泡L2才发光,若电路只有一处断路,位置可能是( )
A.导线① B.开关 C.导线② D.灯泡L1
7.下列关于电流和电路的说法中正确的是( )
A.电路中有了电源就一定有电流
B.只有正电荷定向移动才能形成电流
C.在电源外部的电路中,电流从电源负极出发经过用电器和导线回到电源正极
D.给电池充电时,电池相当于用电器
8.随着人们生活水平的提高,家庭中的用电器越来越多。关于图中用电器的说法错误的是( )
A.甲图中,餐厅里的三盏灯,用一个开关能同时控制它们,三盏灯是串联的
B.乙图中,照明用的台灯,有一个开关控制电路的通断,灯和开关是串联的
C.丙图中,利用三合一的数据线给三台手机同时充电时,三个插头是并联的
D.丁图中,如果取下任意一个彩灯,整串彩灯都会熄灭,这些彩灯是串联的
9.如图,火炬塔的“科技之火”以电光水雾形式绽放。“胜哥”用 5V 电源、额定电压均为5V 的 LED 和加湿器来模拟火炬塔的“科技之火”。下列电路图中,用电器正常工作的是( )
A. B.
C. D.
10.如图是“胜哥”通过AI设计的“大湾鸡”床头灯效果图。若这款床头灯内置两个相同的LED灯珠,闭合开关后两个灯珠同时亮起,断开开关后两个灯珠同时熄灭。关于该电路的连接方式,下列判断正确的是( )
A.两灯珠可能是串联连接,也可能是并联连接
B.两灯珠一定是串联连接
C.两灯珠一定是并联连接
D.若两灯并联连接,电路至少需要2个开关控制
11.“胜哥”家的LED灯出现故障,他利用图甲所示的电路测量与灯珠串联的定值电阻R的阻值。电源电压为,R的阻值约为,闭合开关,调节滑动变阻器,电流表指针的位置如图乙所示。关于该实验,下列说法正确的是
A.电压表的测量范围应选择015 V
B.电流表的测量范围应选择0~3 A
C.图乙所示的电流表的读数为0.26 A
D.多次测量求平均值可让结论更具普遍性
12.不戴头盔骑车存在安全隐患。因此,“胜哥”为共享摩托设计了以下方案:骑行前扫码使S1闭合,指示灯L亮,电动机不工作;从车头取下头盔并戴上后,头盔内遥控设备使S2闭合,电动机才工作;若只戴头盔不扫码,电动机仍不工作。下列电路符合以上设计要求的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题
13. 完成单位换算:1.2A= mA;2.5kV= V;500Ω= kΩ。
14.“胜哥”剥开口香糖锡纸,中间剪掉一些(如图甲所示),将锡纸条带锡的两端分别按在电池的正、负极上,很快发现锡纸条开始冒烟、着火,如图乙所示,此过程电能转化为 能,通过锡纸条的电流 (选填“>”、“<”或“=”)。
15.金东区部分社区出现了智能换电柜,让电动自行车由充电变为换电。图中一外卖小哥把用过的电池放进柜子里充电,从另一个柜子中取出一块充满电的电池。图中柜面上有12个充电柜,充电时蓄电池相当于电路中的 (选填“用电器”或“电源”),各充电柜中的蓄电池是 (选填“串联”或“并联”)的。
16.如图甲所示的电路,闭合开关后,电路正常工作,两只电压表指针均如图乙所示,则电阻两端电压是 V;开关断开后,电压表V2的读数为 。
17.为保护视力,很多电子产品增加了“屏幕提醒”功能。其原理如图所示,R0为定值电阻,R为距离传感器;眼睛与电子屏幕的距离越近,传感器R的阻值越小。当电表示数大于设定值时,会进行提示。图中的电表是 表;眼睛离屏幕越远,此电表的示数越 。
18.“胜哥”设计了一个加热电路,如图13所示,S2是单刀双掷开关,定值电阻R1、R2都是发热电阻,阻值均为110 。通过开关S1和S2的不同接法组合,可以实现 挡加热功能(选填“1”“2”或“3”),高温挡的电功率是 W。
19.如图甲所示电路,当开关S闭合后,电流表的指针偏转均如图乙所示,其中a电流表测量的是通过 (选填“电源”、“L1”或“L2”)的电流,左端是它的 接线柱;L1的电流为 A,L2的电流为 A。
20.如图所示,电源电压保持不变,灯泡电阻不随温度变化。当S2和S3闭合,S1断开时,电压表的示数为6V,电流表A的示数为0.2A;当S1和S2闭合,S3断开时,电流表A的示数为0.4A,则通电两分钟L1产生的热量为 J,当S1和S3断开,S2闭合时,则L1和L2消耗的电功率之比为 。
三、作图题
21. 按要求作图:
(1) 如图所示,在○内填上适当电表符号,要求闭合开关 S 后两灯泡都能发光;
(2) 为了安全骑行共享单车,“胜哥”为共享单车设计了一个简化的转向电路,左开关S1闭合时左侧转向灯L1发光,右开关S2闭合时右侧转向灯L2发光。请你按照要求把图中所示的实物图连接完整;
(3) 汽车的座椅和安全带插口均相当于一个开关,人坐在座椅上时,座椅开关闭合,指示灯亮;将安全带插入插口时(这时插口开关闭合),指示灯又熄灭,请将图中元件连接成一个符合要求的完整的电路图(R0为保护电阻,在安全带开关闭合时,可以防止整个电路短路)。
22.用笔画线代替导线,将图中的蓄电池、开关、灯泡L1和L2串联起来组成电路。
23.根据题意作图
(1)如图,用笔划线代替导线连接电路,使L1、L2并联,电流表测干路电流。
(2)如图,小灯泡L1和L2上分别标有“3 V 0.28A”和“2.5V 0.25A”字样(灯丝电阻不随温度改变),请将电路图补充完整,使通过两灯泡的电流相等。
(3)如图,插座已正确接入家庭电路。a、b、c是电位器的三个接线柱,请将电路连接完整,要求顺时针旋转旋钮时,灯泡变亮。
24.请在图中的〇内填上所用电表的符号。
25.
(1)如图甲是某种手电筒的剖面图,请按照实物剖面图,在右图虚线框中画出这种手电筒的电路图。
(2)用笔画线表示导线,将图乙中的电路连线按要求完成:灯泡L1与L2并联;用电流表测L1中的电流。
(3)小明家的智能门锁,可通过指纹识别开关S1或密码识别开关S2控制电动机开锁。请在丙图中完成其简化电路设计。
26.
(1)在虚线框中画出实物图所对应的电路图需标明对应元件字母名称;
(2)根据图中的电路图,把电路元件连接起来。电流估计;
(3)两个定值电阻、的伏安曲线如图所示,请你在图中画出它们并联总电阻的伏安曲线,并标注出来;
(4)小华设计了一个可以多次测量未知电阻的电路,请在虚线框内补上电表和定值电阻阻值已知两元件的符号,使电路完整,实验操作方便。
四、实验探究题
27.“胜哥”自制了一个可乐电池,但发现电池电压较小,不足以让小灯泡正常发光。为改进电池,他对影响可乐电池电压大小的因素进行探究。取一瓶可乐,等份装在多个玻璃杯中,将锌片和铜片用导线夹夹住浸入可乐,形成一个简易的可乐电池。将可乐电池和电压表用导线连接组成如图所示电路,收集证据如下表。
序号 可乐种类 可乐杯数/杯 每杯可乐的体积 V/mL 电压 U/V
1 普通可乐 3 100 0.5
2 无糖可乐 3 100 0.5
3 普通可乐 3 150 0.7
4 普通可乐 4 150 0.8
(1) 金属片 (选填“A”或“B”)是可乐电池的正极。
(2)增加可乐的杯数,相当于将电池 联。
(3)为探究可乐电池的电压大小与可乐杯数的关系,“胜哥”应使用序号 的证据。
(4)由表格信息,得出初步结论:可乐电池的电压与可乐的种类 关。
(5)分析表格中证据,为增大可乐电池的电压,除增加可乐杯数外,“胜哥”还可以采取的做法是 。
28.通过微信公众号“胜哥课程”学习了电学的知识后。小明和小聪一起探究“电流与电阻的关系”,实验电路图如图甲所示,实验器材有:电源电压4.5 V、电流表、电压表、滑动变阻器 、定值电阻个、、、、、开关一个、导线若干。
(1)连接电路前,需将滑动变阻器的滑片移至最 端(选填 “左” 或 “右”)。
(2)小明连接完最后一根导线后,观察到电流表、电压表指针立即发生偏转,小聪指出这是因为小明连接电路时 。
(3)用、、、四个定值电阻进行实验,绘制的 I R 图像如图乙,横、纵坐标围成的阴影部分面积表示的物理量是 。
(4)分析图18乙可得出结论: 。
(5)更换为50 Ω 的定值电阻后,无论怎样移动滑片,都不能完成实验。若要在现有器材基础上完成50 Ω 电阻的实验,可在电路中串联一个阻值不小于 Ω 的定值电阻。
29.“胜哥”在探究并联电路中的电流规律实验中进行了如下操作:
(1)“胜哥”要测量通过L1的电流,只需将图甲中导线 (选填“a”或“b”)的一端改接到电流表“0.6”接线柱上;
(2)图乙为电流表测量L1 电流时的示数,为 A;
(3)“胜哥”更换不同规格的灯泡进行了三次实验,记录的数据如下表所示:
实验次数 L1支路的电流I1/A L2支路的电流I2/A 干路的电流I/A
1 0.3 0.4 0.7
2 0.2 0.4 3
3 0.1 0.2 0.3
“胜哥”分析数据后,找出了第 次实验数据存在问题,造成该数据错误的原因可能是 。
30.通过视频号“胜哥课程”观看了《串联电路中电流的特点》视频后,同学们进行了探究实验。如图甲是同学们“探究串联电路中电流规律”的实验电路图(电流表依次接在A、B、C三点)。
电流表的位置 A B C
0.2 0.2 0.2
(1)某同学在测量某处的电流时,电流表的指针偏转如图乙所示,出现这种现象的原因是 。
(2)改正后,测出一组数据如表所示,表格中空缺处的内容为 。
(3)若实验中,某同学发现两个串联的小灯泡中,一个发光,一个不发光,造成其中一个小灯泡不发光的原因是该小灯泡 (填字母)。
A.灯丝断了 B.被短路了 C.靠近电源负极
(4)同学们认为可以利用该电路图继续探究串联电路的电压规律,在接入电压表后示数如图丙所示,则电压表的示数为 V。为了使读数更精确,他应 。
(5)改正错误后,小明测出AB、BC、AC的电压分别是UAB=1V、UBC=2V、UAC=3V,并由此得到实验结论 (用字母UAB、UBC、UAC表示)。同组小华认为,该结论不可靠,存在的问题是 。
五、计算题
31.如图所示,电源电压恒定不变,开关均处于断开状态,滑动变阻器的滑片位于最下端。保持滑片位置不变,闭合4个开关,电流表示数为I1;只闭合开关S1、S3,灯L的电功率为PL,电流表的示数为I2;只闭合开关S1、S2,灯L的电功率为PL,电流表的示数为I3。调节滑动变阻器滑片,使R2的阻值为其最大阻值的,只闭合开关S1、S4,此时电压表的示数为U1,电压表的示数为U2。已知定值电阻R1=30 Ω,I1=0.5 A,PL:PL=4:,U1:U2:。
(1)求I2:I3的值。
(2)求电源电压和滑动变阻器R2的最大阻值。
(3)将电源换成一个电压可调节的电源,电流表测量范围为0~0.6 A,电压表测量范围为0~15 V。闭合开关S1、S3 ,断开开关S2,S4,在移动滑动变阻器滑片的过程中,两电表分别能达到满刻度,且电路安全工作。求可调电源电压的取值范围。
32.如图所示电路,小灯泡L规格为“6V 3W”,开关S闭合后,L正常发光,电流表的示数为0.8A。不考虑温度对小灯泡电阻的影响。求:
(1)通电2min,电流通过小灯泡L产生的热量。
(2)定值电阻R的阻值。
六、科普阅读题
33.我国光伏发电总量世界第一,不仅是规模上的领先,更标志着我国在能源转型、产业升级和绿色发展道路上取得了决定性进展。它既是我国落实生态文明建设、推动高质量发展的关键举措,也为全球能源低碳转型提供了“中国方案”和强大支撑。光伏发电使用的太阳能电池板利用半导体的光电效应将光能直接转化为电能,其简易原理如图所示,把P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起,在交界处就形成 PN结,当太阳光照射到电池板上时,半导体中的电子吸收光子的能量,形成自由电子和空穴对。在半导体内部电场的作用下,带负电的自由电子往N型半导体一侧移动,带正电的空穴往P型半导体一侧移动,从而形成电流。
(1) 阳光照射到太阳能电池板上时,电池板中电流方向是____
A.从N型半导体到P型半导体 B.从P型半导体到N型半导体
(2)太阳能电池板需要覆盖一层减反射膜,关于减反射膜下面说法不正确的是____
A.减少光的反射,提升光吸收效率
B.透光性低,提升光电转化效率
C.能耐高温和低温,延长使用寿命
D.密封性好,阻止水和灰尘进入
(3)“胜哥”想为校园设计一个光伏发电项目方案,首先需要探究“影响太阳能电池输出功率的因素有哪些?” “胜哥”准备了以下实验器材:太阳能电池板 2 片, 卤素光源1个,滑动变阻器1只,电压表1只,电流表1只,开关1只,挡光板1片,导线若干。关于此探究实验,下面说法错误的是____
A.可探究太阳能电池输出功率与通电时间的关系
B.可探究太阳能电池输出功率与光照强度的关系
C.可探究太阳能电池输出功率与光源入射角度的关系
D.可探究太阳能电池输出功率与电池板连接方式的关系
(4)“胜哥”通过调查,了解到校园楼顶可供安装光伏电池面积为1 000 m2,主流晶硅光伏组件的发电功率约为0.2 kW/m2,学校所在地区的光伏有效日照时数约为2.5 h。学校里每间教室统一安装10盏额定功率为40 W的LED护眼面板灯,假设每间教室里的LED护眼面板灯每天正常工作12 h,校园屋顶光伏电池一天的理论发电量可供 间教室的LED护眼面板灯正常工作一天。(计算结果保留整数)
34.阅读短文,回答问题。
混合动力汽车
“胜哥”购买了一辆混合动力汽车,如图甲所示。混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电。汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池通过电机向车轮输送动力,使汽车行驶;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,改由内燃机工作,一方面向车轮输送动力,另外通过发电机给蓄电池充电。
(1)如图乙所示,汽车在转向前,“胜哥”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,如果其中一个损坏时,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 。
(2)在该混合动力汽车上装有一种定时音乐播放器,其原理如图丙所示。当闭合开关S,“定时开关”处于闭合状态时,指示灯 亮,播放器 播放音乐(选填“会”或“不会”)。
(3)如图丁所示是选取我国某汽车尾气检测仪器上的三盏指示灯的电路图,已知通过指示灯L1和L2的电流分别为4mA 和10mA,则通过指示灯L3的电流可能是 mA。
35.阅读材料,回答问题。
随着国家“一带一路”倡议的深入推进,青藏高原等地区已成为关键的交通节点。上述地区广泛分布季节冻土区或多年冻土区,冻土路基的填料使用砂砾土。科研人员发现沙砾土的电阻可以反映砂砾土内水分的冻结情况,于是通过测量电阻研究沙砾土。
饱和冻结砂砾土的导电路径主要是土骨架、孔隙冰和两者之间的未冻水膜,其受到压力前、后的等效电阻如图 所示。
饱和冻结砂砾土的电阻大小主要受液态水 (未冻水膜)导电能力的影响。由于冰的熔点受压力和温度的影响,当温度不变时,压力增大会导致孔隙冰的破碎和熔化,水量增多,引起冻土发生形变。科研人员对不同压力、不同温度下的饱和砂砾土样品测量电阻的大小。收集数据如下表。
温度/℃ 形变 电阻/kΩ -8 -6 -4 -2
2% 780 620 450 240
4% 760 600 430 220
6% 740 580 410 200
8% 720 560 390 180
(1)饱和冻结砂砾土内土骨架导电路径和孔隙冰导电路径可以看作是 联的。
(2)饱和冻结砂砾土受到压力后,可以认为主要改变了导体的 ,从而改变了导体的电阻。
(3)测试时,外力压缩样品做功,将 能主要转化为内能,使样品的内能变大。
(4)表格中,形变越大,表明样品受到的压力越 。
(5)压力一定时,饱和冻结砂砾土的电阻随温度升高而 。
(6)为监测冻土的有害形变,设计了一个简单的监测电路,用- 的样品进行测试,如图。Rx表示冻土样品,电源电压是24V。
①形变为2%时,样品的电阻为 kΩ。
②受到压力越大,电流表示数越 。
③当电流表示数在①基础上改变了0.02mA时,样品的形变为 。
答案解析部分
1.【答案】C
2.【答案】D
3.【答案】C
4.【答案】C
5.【答案】B
6.【答案】D
7.【答案】D
8.【答案】A
9.【答案】B
10.【答案】A
11.【答案】C
12.【答案】A
13.【答案】1200;2500;0.5
14.【答案】内;=
15.【答案】用电器;并联
16.【答案】6;0
17.【答案】电压;小
18.【答案】3;880
19.【答案】L1;负;0.3;1.2
20.【答案】288;1∶2
21.【答案】(1)
(2)
(3)
22.【答案】
23.【答案】(1)
(2)
(3)
24.【答案】
25.【答案】(1)
(2)
(3)
26.【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
27.【答案】(1)B
(2)串
(3)3和4
(4)无
(5)增加每杯可乐的体积
28.【答案】(1)右
(2)闭合了开关
(3)R两端的电压
(4)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5)5
29.【答案】(1)b
(2)0.24
(3)2;电流表实际连接了小量程, 但按大量程读数
30.【答案】(1)电流表正负接线柱接反
(2)电流表示数/A
(3)B
(4)2;断开开关,将电压表换用0~3V的小量程
(5);实验次数过少,结论具有偶然性
31.【答案】(1)由PL=I22 RL; PL=I32 RL; PL:PL=4:可得 I2:I3=2:3
(2)闭合4个开关,只有灯L工作,则U=I1RL ①
只闭合开关S1、S3,灯L与电阻R2串联,则U=I2(RL+R2) ②
只闭合开关S1、S2,灯L与电阻R1串联,则U=I3(RL+R1) ③
只闭合开关S1、S4,电阻R1、R2、灯L串联,则U1:U2=(RL+R1):(R2+R1)=4:3 ④
由等式①、②、③、④ 再结合R1=30 Ω; I1=0.5 A; I2:I3=2:3
可得R2=60 Ω; RL=30 Ω; U=15 V
(3)解: 闭合开关S1、S3 ,断开开关S2,S4,灯L与R2串联
电流表满偏(0.6 A):当R2=0 Ω时,U=IRL=0.6 A×30 Ω=18 V;
当电压表最大为15 V时,U=18 V+15 V=33 V;
故此时电源电压取值范围为18 V~33 V。…
电压表满偏(15 V):当R2=60 Ω时,电流最小为I=U2/R2=15 V/(60 Ω)=0.25 A,
U=IRL+U2=0.25 A×30 Ω+15 V=22.5 V;
当电流表最大为0.6 A时,U=IRL+U2=0.6 A×30 Ω+15 V=33 V;
故此时电源电压取值范围为22.5 V~33 V。
综上:可调电源电压取值范围为22.5 V~33 V。
32.【答案】解:(1)由图可知,灯泡L与电阻R并联,电流表测量干路的总电流;开关S闭合后,灯泡L正常工作,由可知,通电2 min,电流通过小灯泡L产生的热量为
(2)由可知,通过灯泡的电流为:
由并联电路的电流特点可知,通过电阻R的电流为
由并联电路的电压特点可知,电阻R两端的电压为
电阻R的阻值为:
答:(1)通电2 min,电流通过小灯泡L产生的热量为360J;
(2)定值电阻R的阻值为。
33.【答案】(1)A
(2)B
(3)A
(4)104
34.【答案】(1)并联;开关
(2)会;不会
(3)6或 14
35.【答案】(1)并
(2)横截面积
(3)机械
(4)大
(5)减小
(6)240;大;6%
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2026年中考物理第一轮复习:电流和电路
一、选择题
1. 我国电网对居民用电实行阶梯电价,关于家庭电路中的电流,下列说法正确的是( )
A.家用电器并联时,总电流随用电器数量增加而减小
B.台灯正常工作时的电流约为 1A
C.总电流过大的原因可能是电路发生短路
D.试电笔中的电流方向是从笔尖流向笔卡
【答案】C
【知识点】电流的方向;电流的大小;电路故障的判断;家庭电路电流过大的原因
【解析】【解答】A、家庭电路中,各用电器并联,总电流等于各用电器电流之和,用电器数量增加,总电流变大,A错误;
B、台灯正常工作时,电功率约20W,电流约为0.1A,B错误;
C、家庭电路中,电路发生短路或总功率过大时,总电流过大,C正确;
D、家庭电路是交流电,电流发生变化,使用试电笔时,电流方向不固定,D错误。
故选C。
【分析】家庭电路中,各用电器并联,总电流等于各支路电流之和;电路中,发生短路或总功率过大,则总电流过大;家庭电路中,电流是交流电。
2.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A.只要电荷移动就能形成电流
B.用电器两端有电压,就一定有电流流过用电器
C.通过导体的电流越大,导体的电阻一定越小
D.电阻器的阻值与加在它两端的电压无关
【答案】D
【知识点】电流的形成;有持续电流的条件;电阻;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】 解:A、电荷的定向移动形成电流,故A错误;
B、用电器两端有电压,但不一定有电流流过用电器,故B错误;
C、导体的电阻和电流无关,故C错误;
D、电阻器的阻值与加在它两端的电压无关,故D正确。
故选:D。
【分析】(1)电荷的定向移动形成电流;
(2)有电压不一定有电流;
(3)导体的电阻和电流的电压及电流无关。
3.下列关于电流、电压和电阻的说法中,正确的是( )
A.电路中电流和电阻是形成电压的原因
B.电流方向与负电荷运动方向相同
C.正、负电荷定向移动都可以形成电流
D.导体不接入电路时,其电阻为零
【答案】C
【知识点】电流的方向;有持续电流的条件;电压和电压的单位换算;电阻
【解析】【解答】A.电压是产生电流的驱动力,而电阻表示导体对电流阻碍作用的强弱,因此选项A的说法不正确。
B.根据电流方向的定义,正电荷定向移动的方向为电流方向,因此负电荷定向移动的方向与电流方向相反,所以选项B的表述是错误的。
C.电流的形成需要电荷的定向移动,无论是正电荷还是负电荷的定向移动都能形成电流,因此选项C的说法是正确的。
D.电阻是导体的固有属性,其大小与是否接入电路无关,因此选项D的表述是错误的。
综上所述,正确答案是C。
【分析】电阻的影响因素: 当导体的材料和横截面积相同时,电阻的长度越长,导体的电阻越大 ;当导体的材料和长度相同时,电阻的横截面积越小,导体的电阻越大,欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式,并不具有物理含义进行选项判识。
电流的方向:与电子定向移动的方向相反;
电流产生的条件:存在电压,且是通路。
4.如图,A、B为两个相同的验电器,A带正电,B不带电。“胜哥”用一根带绝缘柄的金属棒把A和B的金属球连接起来,则下列说法正确的是( )
A.有部分正电荷从A转移到B
B.金属棒中有持续的电流
C.金属棒中的电流方向是从A到B
D.B的金属箔张开后,A的金属箔完全闭合
【答案】C
【知识点】电流的形成;电流的方向
【解析】【解答】A.两个验电器接触时,正电荷在原子中间不会移动,移动的是核外的自由电子,故A错误;
B.验电器A的带电量是有限的,所以金属棒中产生的是瞬时电流,而不是持续的电流,故B错误;
C.验电器A缺少电子,B不带电荷,则二者接触时电子从B向A定向移动。负电荷定向移动的方向与电流方向相反,所以金属棒中的电流方向是从A到B,故C正确;
D.A、B是两个相同的验电器,所以它们平分总电荷量,A的电荷量减少,其金属箔的张角会变小,但不会完全闭合,B由不带电变为带正电,其金属箔会张开,故D错误。
故选C。
【分析】A.在摩擦起电的过程中,移动的是电子,即负电荷,正电荷不会移动;
B.根据验电器A的带电量有限判断;
C.电流的方向与自由电子的移动方向相反;
D.注意分析验电器A的最后带电量是否为零即可。
5.如图,“胜哥”使验电器A带上正电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来。下列对现象的描述或解释正确的是( )
A.A的金属箔完全闭合,B的金属箔张开
B.金属箔开合的瞬间,自由电子从B定向移动到A
C.金属箔开合的瞬间,质子从A定向移动到B
D.金属箔开合的瞬间,电流方向从B流向A
【答案】B
【知识点】两种电荷;验电器的原理及使用;电流的大小
【解析】【解答】解:A带正电(缺少电子),B不带电,用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,自由电子由B转移到A,即A得到电子,则A所带正电荷减少,A金属箔张角变小,B的金属箔张开,电流方向从A流向B,故B正确,ACD错误;
故选:B。
【分析】 (1)验电器的原理:同种电荷相互排斥;
(2)物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反。
6.在如图所示的电路中,当开关闭合时,灯L1、L2均不亮,为了查找电路的故障,“胜哥”用一根完好的导线,一端固定在电源的正极,另一端依次接触A、B、C、D四个接线柱,发现只有与D接触时小灯泡L2才发光,若电路只有一处断路,位置可能是( )
A.导线① B.开关 C.导线② D.灯泡L1
【答案】D
【知识点】电路的构成及电路图;有持续电流的条件;电路的三种状态;电路故障的判断
【解析】【解答】电路中L1、L2串联,开关闭合后两灯均不亮,说明电路存在断路;用导线接电源正极依次接触A、B、C时L2都不亮,接触D时L2发光,说明断点在C到D之间(灯泡L1处):
A、若导线①断路,接触A时导线就会接通L2支路,L2应发光,与题意不符,错误。
B、若开关断路,接触B时导线会接通开关支路,L2应发光,与题意不符,错误。
C、若导线②断路,接触C时导线会接通导线②支路,L2应发光,与题意不符,错误。
D、若灯泡L1断路,接触A、B、C时都无法接通L2与电源的回路,接触D时导线直接将电源正极与L2连通,L2发光,符合题意,正确。
故答案为:D。
【分析】1、串联电路的断路故障分析:串联电路一处断路,整个电路无电流,所有用电器都不工作;用导线短路故障点时,电路会重新通路,其他用电器可工作。
2、电路通路的判断:导线能将断路的电路部分短路,使电流绕过故障点形成完整回路,据此可定位断路位置。
3、串联电路的电流路径:电流只有一条路径,依次经过所有用电器和电路元件。
7.下列关于电流和电路的说法中正确的是( )
A.电路中有了电源就一定有电流
B.只有正电荷定向移动才能形成电流
C.在电源外部的电路中,电流从电源负极出发经过用电器和导线回到电源正极
D.给电池充电时,电池相当于用电器
【答案】D
【知识点】电流的形成;电流的方向;电路的构成及电路图;有持续电流的条件
【解析】【解答】A.电路中有电源,且电路是闭合的,才会有电流,故A错误;
B.正电荷、负电荷定向移动都能形成电流,故B错误;
C.在电源外部,电流从电源正极出发,经过用电器和导线回到电源负极,故C错误;
D.给电池充电时,电池相当于用电器,故D正确。
故选D。
【分析】A.电路中形成电流的条件:有电源,且电路是闭合的;
B. 正电荷、负电荷定向移动都能形成电流;
C.在电源外部,电流从电源正极流出,经用电器和导线回到电源负极;
D.给电池充电时,电池相当于用电器,将电能转化为化学能。
8.随着人们生活水平的提高,家庭中的用电器越来越多。关于图中用电器的说法错误的是
A.甲图中,餐厅里的三盏灯,用一个开关能同时控制它们,三盏灯是串联的
B.乙图中,照明用的台灯,有一个开关控制电路的通断,灯和开关是串联的
C.丙图中,利用三合一的数据线给三台手机同时充电时,三个插头是并联的
D.丁图中,如果取下任意一个彩灯,整串彩灯都会熄灭,这些彩灯是串联的
【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;家庭电路的组成;家庭电路的连接;家用电器及其分类
【解析】【解答】A、家庭电路中,餐厅里的三盏灯虽然由一个开关同时控制,但它们是并联的。这样设计的好处是各灯可以独立工作,互不影响,即使一盏灯损坏,其他灯仍能正常工作。因此“三盏灯是串联的”这一说法是错误的。
B、台灯的开关与灯是串联的,这样才能有效控制电路的通断,该说法正确。
C、用三合一数据线给三台手机同时充电时,三个插头是并联的,这样每个手机都能在额定电压下独立工作,互不影响,该说法正确。
D、如果取下任意一个彩灯,整串彩灯都会熄灭,说明这些彩灯是串联的,因为串联电路中电流只有一条路径,一处断开则整个电路断路,该说法正确。
故答案为:A。
【分析】1、串联电路:电流只有一条路径,各用电器相互影响。一个开关可以控制整个电路。
2、并联电路:电流有多条路径,各用电器独立工作,互不影响。干路开关控制整个电路,支路开关只控制所在支路。
3、家庭电路特点:家庭电路中的用电器通常采用并联方式连接,以保证各用电器的额定电压为220V,且能独立工作。
9.如图,火炬塔的“科技之火”以电光水雾形式绽放。“胜哥”用 5V 电源、额定电压均为5V 的 LED 和加湿器来模拟火炬塔的“科技之火”。下列电路图中,用电器正常工作的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】串、并联电路的设计;电路的基本连接方式
【解析】【解答】 解:LED中的发光二极管具有单向导电性,当电流从二极管正极流入、负极流出时,二极管导通,否则不导通。
A、图中加湿器与LED并联,闭合开关,加湿器接通;同时,电流从二极管的负极流入、正极流出,不导通,即LED不作,故A不符合题意;
B、图中加湿器与LED并联,闭合开关,加湿器接通;同时,电流从二极管的正极流入、负极流出,导通。根据并联电路的电压规律可知,LED和加湿器两端的实际电压均等于电源电压,刚好等于它们的额定电压,故二者均能正常工作,故B符合题意;
C、图中加湿器与LED串联,闭合开关,电流从二极管的负极流入、正极流出,电路不导通,加湿器和LED均不能工作,故C不符合题意;
D、图中加湿器与LED串联,闭合开关,电流从二极管的正极流入、负极流出,电路导通。根据串联电路的电压规律可知,LED和加湿器两端的电压之和等于电源电压,为5V,即LED和加湿器两端的实际电压均小于它们的额定电路,二者不能正常工作,故D不符合题意。
故选:B。
【分析】LED中的发光二极管具有单向导电性,当电流从二极管正极流入、负极流出时,二极管导通,否则不导通。根据串、并联电路的电压规律,具体分析各图,得出用电器正常工作的电路设计。
10.如图是“胜哥”通过AI设计的“大湾鸡”床头灯效果图。若这款床头灯内置两个相同的LED灯珠,闭合开关后两个灯珠同时亮起,断开开关后两个灯珠同时熄灭。关于该电路的连接方式,下列判断正确的是( )
A.两灯珠可能是串联连接,也可能是并联连接
B.两灯珠一定是串联连接
C.两灯珠一定是并联连接
D.若两灯并联连接,电路至少需要2个开关控制
【答案】A
【知识点】串、并联电路的设计;电路的基本连接方式
【解析】【解答】解:ABC.在并联电路中,将开关接在干路上,也可以控制所有灯珠同时亮同时灭;在串联电路中,一个开关可以控制所有灯珠同时亮同时灭。所以两灯珠可能是串联连接,也可能是并联连接,故A正确,BC错误;
D.“若两灯并联,只需要1个接在干路上的开关,就能同时控制两个灯。故D错误。
故选:A。
【分析】把几个用电器首尾相接,连入电路就是串联,串联电路中开关控制所有用电器;
把几个用电器首首相接,尾尾相接,再连入电路,就是并联,并联电路中,干路开关控制所有用电器,支路开关控制对应支路的用电器。
11.“胜哥”家的LED灯出现故障,他利用图甲所示的电路测量与灯珠串联的定值电阻R的阻值。电源电压为,R的阻值约为,闭合开关,调节滑动变阻器,电流表指针的位置如图乙所示。关于该实验,下列说法正确的是
A.电压表的测量范围应选择015 V
B.电流表的测量范围应选择0~3 A
C.图乙所示的电流表的读数为0.26 A
D.多次测量求平均值可让结论更具普遍性
【答案】C
【知识点】电流的测量及电流表的使用;电流表的连接;电压表的连接
【解析】【解答】A、电源电压为3V,定值电阻两端的最大电压等于电源电压,因此电压表应选择0~3V量程,而非0~15V,A错误。
B、定值电阻阻值约为10Ω,电源电压为3V,电路中的最大电流约为,因此电流表应选择0~0.6A量程,而非0~3A,B错误。
C、电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.2A后第3个小格,读数为0.2A+30.02A=0.26A ,C正确。
D、本实验是测量定值电阻的阻值,多次测量求平均值是为了减小实验误差,而不是为了让结论更具普遍性,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、电表量程的选择:根据电源电压和电路中的最大电流来选择合适的量程,确保测量安全且准确。
2、电流表的读数:先确定量程和分度值,再根据指针位置读数。
3、多次测量的目的:测量定值电阻阻值:多次测量求平均值,减小误差。
探究规律(如欧姆定律):多次测量,寻找普遍规律。
12.不戴头盔骑车存在安全隐患。因此,“胜哥”为共享摩托设计了以下方案:骑行前扫码使S1闭合,指示灯L亮,电动机不工作;从车头取下头盔并戴上后,头盔内遥控设备使S2闭合,电动机才工作;若只戴头盔不扫码,电动机仍不工作。下列电路符合以上设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】 根据题目描述可知,指示灯发光时,电动机可以启动,也可以不启动,则二者不相互影响,即二者为并联。
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,即开关S1和S2都闭合后电动机才能启动,那么开关S1应该在干路上,开关S2和电动机串联在同一支路上,如下图所示:
故选A。
【分析】用电器相互影响为串联,用电器不相互影响为并联。干路开关控制所有用电器,支路开关只控制它所在支路上的用电器。
二、填空题
13. 完成单位换算:1.2A= mA;2.5kV= V;500Ω= kΩ。
【答案】1200;2500;0.5
【知识点】电流和电流的单位换算;电压和电压的单位换算;电阻
【解析】【解答】根据单位换算 关系,1.2A=1200mA;2.5kV=2500V;500Ω=0.5kΩ。
【分析】根据电流、电压、电阻的单位换算关系,进行解答。
14.“胜哥”剥开口香糖锡纸,中间剪掉一些(如图甲所示),将锡纸条带锡的两端分别按在电池的正、负极上,很快发现锡纸条开始冒烟、着火,如图乙所示,此过程电能转化为 能,通过锡纸条的电流 (选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】内;=
【知识点】电源及其能量转化;串联电路的电流规律
【解析】【解答】 解:将锡纸条带锡的两端分别按在电池的正、负极上,锡纸条着火,说明电流通过锡纸条做功,将电能转化为内能,使锡纸条温度升高达到着火点,从而冒烟、着火;
由图可知,ab、bc、cd三段锡纸条串联,因为串联电路中电流处处相等,所以通过锡纸条的电流Iab=Ibc。
故答案为:内;=。
【分析】 (1)电流通过锡纸条做功,使锡纸条温度升高达到着火点,从而冒烟、着火,由此分析能量的转化;
(2)串联电路中电流处处相等,由此分析通过锡纸条的电流Iab、Ibc的大小。
15.金东区部分社区出现了智能换电柜,让电动自行车由充电变为换电。图中一外卖小哥把用过的电池放进柜子里充电,从另一个柜子中取出一块充满电的电池。图中柜面上有12个充电柜,充电时蓄电池相当于电路中的 (选填“用电器”或“电源”),各充电柜中的蓄电池是 (选填“串联”或“并联”)的。
【答案】用电器;并联
【知识点】电路的构成及电路图;串联电路和并联电路的辨别
【解析】【解答】(1)在给蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,即将电能转化为化学能,因此充电时蓄电池相当于电路中的用电器。
(2)在充电过程中,取走任意一块电池,其它电池正常充电,即它们之间不相互影响,则蓄电池之间为并联。
【分析】(1)电源提供电能,用电器消耗电能;
(2)用电器相互影响为串联,用电器不相互影响为并联。
16.如图甲所示的电路,闭合开关后,电路正常工作,两只电压表指针均如图乙所示,则电阻两端电压是 V;开关断开后,电压表V2的读数为 。
【答案】6;0
【知识点】电路的三种状态;电压的测量及电压表的使用;串联电路的电压规律
【解析】【解答】由图甲可知,R1与R2串联。电压表V1测量电源电压U。电压表V2测量R2两端的电压U2。根据串联电路电压规律U=U1+U2,可知V1的示数大于V2的示数。
两只电压表指针位置相同,因此:V1选用0~15V量程,分度值为0.5V,示数U=7.5V。V2选用0~3V量程,分度值为0.1V,示数U2=1.5V。电阻R1两端的电压:U1=U-U2=7.5V-1.5V=6V
开关S断开后,电压表V2的两端无法与电源形成通路,因此其读数为0V。
故答案为:6;0。
【分析】1、串联电路的电压规律:串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,即U=U1+U2。
2、电压表的读数:先确定量程,再根据量程确定分度值,最后根据指针位置读数。
3、电路的断路状态:电路断路时,与断路部分串联的用电器或电表无电流通过。
17.为保护视力,很多电子产品增加了“屏幕提醒”功能。其原理如图所示,R0为定值电阻,R为距离传感器;眼睛与电子屏幕的距离越近,传感器R的阻值越小。当电表示数大于设定值时,会进行提示。图中的电表是 表;眼睛离屏幕越远,此电表的示数越 。
【答案】电压;小
【知识点】串联电路的电流规律;电压的测量及电压表的使用;串联电路的电压规律;电阻的串联;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】电表与定值电阻R0并联,因此该电表是电压表,测量R0两端的电压。
由题意可知,眼睛离屏幕越远,传感器R的阻值越大。 R与R0串联,根据欧姆定律,当R增大时,电路总电阻增大,电路电流I减小。电压表的示数U0=IR0,由于R0是定值电阻,电流I减小,所以电压表示数会越小。
故答案为:电压;小。
【分析】1、电压表的使用:电压表应并联在被测电路两端。
2、串联电路的特点:串联电路中总电阻等于各分电阻之和,电流处处相等。
3、欧姆定律:,以及其变形式U=IR,用于分析电路中电压、电流、电阻的动态变化。
18.“胜哥”设计了一个加热电路,如图13所示,S2是单刀双掷开关,定值电阻R1、R2都是发热电阻,阻值均为110 。通过开关S1和S2的不同接法组合,可以实现 挡加热功能(选填“1”“2”或“3”),高温挡的电功率是 W。
【答案】3;880
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;电阻的并联;电路的动态分析;电功率与电压、电流的关系
【解析】【解答】S1断开:无论S2接1还是2,电路都断路,不加热。
S1闭合,S2接1:只有R1接入电路,为中温挡。
S1闭合,S2接2:只有R2接入电路,为中温挡(与上一挡功率相同)。
S1闭合,S2在1和2之间切换:R1与R2并联接入电路,总电阻最小,为高温挡。
因此,可实现3挡加热功能(低温挡为断路不加热,中温挡为单个电阻工作,高温挡为两个电阻并联)。
高温挡时,R1与R2并联,电源电压U=220V。
单个电阻的功率:
高温挡总功率:P高=P1+P2=440W+440W=880W。
故答案为:3;880。
【分析】1、电路动态分析:通过开关通断改变电路连接方式(串联、并联)。
2、电功率公式:,在电压一定时,电阻越小,功率越大。
3、并联电路特点:并联电路总功率等于各支路功率之和。
19.如图甲所示电路,当开关S闭合后,电流表的指针偏转均如图乙所示,其中a电流表测量的是通过 (选填“电源”、“L1”或“L2”)的电流,左端是它的 接线柱;L1的电流为 A,L2的电流为 A。
【答案】L1;负;0.3;1.2
【知识点】电流的测量及电流表的使用;并联电路的电流规律
【解析】【解答】图甲中,两灯泡并联,电流表a与L1串联,测L1的电流,电流表b测干路电流。
电流表a的左端靠近电源的负极,右端靠近电源的正极,左端是负接线柱。
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且a、b电流表指针的偏转角相同,图乙中,干路电流表b的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1.5A。a电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,通过L1的电流为0.3A。通过L2的电流为。
【分析】根据并联电路中电流的规律,判断电流表量程,结合指针位置,测量电流大小。
20.如图所示,电源电压保持不变,灯泡电阻不随温度变化。当S2和S3闭合,S1断开时,电压表的示数为6V,电流表A的示数为0.2A;当S1和S2闭合,S3断开时,电流表A的示数为0.4A,则通电两分钟L1产生的热量为 J,当S1和S3断开,S2闭合时,则L1和L2消耗的电功率之比为 。
【答案】288;1∶2
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算;焦耳定律的应用
【解析】【解答】图中,当S2和S3闭合,S1断开时,只L2接入电路,电流表A测量电流,电压表测量电源电压。示数为6V,故电源电压为6V,电流表A的示数为0.2A,则L2的阻值
当S1和S2闭合,S3断开时,电路为L1的简单电路,电流表A、均测量电路电流,电流表A的示数为0.4A,则通电两分钟L1产生的热量:,
L1的阻值,
当S1和S3断开,S2闭合时,则L1和L2串联,电流相等,则L1和L2消耗的电功率之比。
【分析】根据欧姆定律,利用,计算电阻,根据Q=UIt,计算电流产生的热量;根据P=I2R,判断电功率的比值大小。
三、作图题
21. 按要求作图:
(1) 如图所示,在○内填上适当电表符号,要求闭合开关 S 后两灯泡都能发光;
(2) 为了安全骑行共享单车,“胜哥”为共享单车设计了一个简化的转向电路,左开关S1闭合时左侧转向灯L1发光,右开关S2闭合时右侧转向灯L2发光。请你按照要求把图中所示的实物图连接完整;
(3) 汽车的座椅和安全带插口均相当于一个开关,人坐在座椅上时,座椅开关闭合,指示灯亮;将安全带插入插口时(这时插口开关闭合),指示灯又熄灭,请将图中元件连接成一个符合要求的完整的电路图(R0为保护电阻,在安全带开关闭合时,可以防止整个电路短路)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】根据实物图画电路图;实物的电路连接;电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用
【解析】【解答】(1)图中,右上的圆与灯泡L1串联,根据电流表连接要求,为电流表;下方的圆和灯泡L1并联,为电压表,如图
(2)根据要求,左开关S1闭合时左侧转向灯L1发光,右开关S2闭合时,右侧转向灯L2发光,灯泡能独立发光,是并联的,开关和灯泡串联,如图
(3)根据要求,人坐在座椅上,座椅开关闭合,电路接通,指示灯亮;将安全带插入插口时,插口开关闭合,指示灯又熄灭,则插口开关和灯泡并联,使灯泡发生短路,如图
【分析】(1)电流表和所测量的位置串联,电压表和所测量的位置并联;
(2)各用电器互不影响,是并联电路,开关和用电器串联;
(3)开关和用电器并联时,开关闭合,用电器短路不工作。
22.用笔画线代替导线,将图中的蓄电池、开关、灯泡L1和L2串联起来组成电路。
【答案】
【知识点】实物的电路连接
【解析】【解答】图中,电路元件收尾连接的方式,从电源正极、灯泡L2、灯泡L1、开关到电源负极,依次连接,如图所示:
【分析】各电路元件顺次连接,组成串联电路。
23.根据题意作图
(1)如图,用笔划线代替导线连接电路,使L1、L2并联,电流表测干路电流。
(2)如图,小灯泡L1和L2上分别标有“3 V 0.28A”和“2.5V 0.25A”字样(灯丝电阻不随温度改变),请将电路图补充完整,使通过两灯泡的电流相等。
(3)如图,插座已正确接入家庭电路。a、b、c是电位器的三个接线柱,请将电路连接完整,要求顺时针旋转旋钮时,灯泡变亮。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】根据实物图画电路图;实物的电路连接;家庭电路的连接
【解析】【解答】(1)L1、L2并联,则两个灯泡首首相连,尾尾相接,电流表测干路电流,则电流表位于干路,据此作图:
(2)通过两灯泡的电流相等,则两灯泡串联,据此作图:
(3)顺时针旋转旋钮时,灯泡变亮,则变阻器接入电阻变小,所以bc接入电路,开关连在灯泡和火线之间,据此作图:
【分析】电路的串并联:串联:电路元件首位相连,用电器相互干扰,并联:电路元件首首相连,用电器互不干扰,开关在干路上控制整个电路的通断,开关在支路上控制单个支路的通断;家庭、公共场所的电路为并联电路。
电灯和开关的接法:零线直接进入灯泡的螺旋套;火线先接入开关,再进入灯泡顶端的金属点;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线。右孔接火线。
24.请在图中的〇内填上所用电表的符号。
【答案】
【知识点】电流表的连接;电压表的连接
【解析】【解答】电流表要在电路中串联连接,则右侧圆中是电流表;电压表和所测量的位置并联,则下方圆中填电压表,如图
【分析】根据电压表、电流表的连接要求,画出电路图中的符号。
25.
(1)如图甲是某种手电筒的剖面图,请按照实物剖面图,在右图虚线框中画出这种手电筒的电路图。
(2)用笔画线表示导线,将图乙中的电路连线按要求完成:灯泡L1与L2并联;用电流表测L1中的电流。
(3)小明家的智能门锁,可通过指纹识别开关S1或密码识别开关S2控制电动机开锁。请在丙图中完成其简化电路设计。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】电路的构成及电路图;实物的电路连接
【解析】【解答】解:(1)手电筒电路为基本电路,即用导线将电源、开关以及灯泡顺次连接起来即可。如图所示:
(2) 由图乙可知,电流表选用小量程与灯L1串联,故将L1左接线柱与电流表的“0.6”接线柱连接,L2左接线柱与电流表的“-”接线柱连接,如图所示:
(3)由题知,指纹识别或密码识别,只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合从而控制电动机开锁,所以两个开关应并联后再与电动机串联在电源上,如图所示:
【分析】(1)用导线将电源、开关以及灯泡顺次连接起组成简单电路;
(2)灯泡L1与L2并联;用电流表测L1中的电流,由图乙电流表选用小量程与灯L1串联;
(3)两个开关串联时,要让用电器工作,则两个开关都应闭合;两个开关并联时,要让用电器工作,只需闭合一个开关即可;根据只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合,电动机启动,开启门锁分析解答。
26.
(1)在虚线框中画出实物图所对应的电路图需标明对应元件字母名称;
(2)根据图中的电路图,把电路元件连接起来。电流估计;
(3)两个定值电阻、的伏安曲线如图所示,请你在图中画出它们并联总电阻的伏安曲线,并标注出来;
(4)小华设计了一个可以多次测量未知电阻的电路,请在虚线框内补上电表和定值电阻阻值已知两元件的符号,使电路完整,实验操作方便。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【知识点】根据实物图画电路图;实物的电路连接
【解析】【解答】(1)由实物图可知,L1和L2并联,开关S和电流表A1在干路上,电流表A2在L2支路上,电路图如图所示:
(2)由电路图可知,灯泡和电铃并联,电流表测量通过灯泡的电流,一个开关在干路中,一个开关在电铃所在的支路中;电流估计0.1A-0.5A,所以电流表选用小量程接入电路中,如图所示:
(3)当电压为6V时,通过R1、R2的电流分别为1A和2A,由欧姆定律可得,两电阻的阻值分别为:
,
;
两电阻并联时,并联后总电阻为:
;
当并联电阻的电压为10V时,对流的电流为5A,根据描点法可得图像如下所示:
(4)当闭合S时,若上面的虚线框内为电压表,下面的虚线框内为定值电阻,通过S1和S2开关的转换(控制变阻器P位置不变),电压表可分别测出R0的电压及R0与待测电阻的总电压,根据电路的连接关系没有改变,各电阻的电压不变,由串联电路电压的规律可得出定值电阻的电压,由欧姆定律可求出电路中的电流,进而由欧姆定律求出待测电阻大小;为减小误差,移动变阻器的P滑到合适位置,重复上述步骤,可以多次测量未知电阻,取平均值作为测量结果,电路图如下所示:
【分析】(1)由实物图分析开关、电流表、灯泡的连接方式,然后按连接顺序画出电路图;
(2)分析电路的连接及开关、电流表的作用,根据电路图连接实物图,注意各元件顺序与电路图一一对应;
(3)根据两个定值电阻、的伏安曲线结合欧姆定律求出R1和R2的阻值大小,利用并联电路电阻的计算公式求出总电阻大小,并作出伏安曲线;
(4)根据串联电路的特点和欧姆定律进行分析和设计电路。
四、实验探究题
27.“胜哥”自制了一个可乐电池,但发现电池电压较小,不足以让小灯泡正常发光。为改进电池,他对影响可乐电池电压大小的因素进行探究。取一瓶可乐,等份装在多个玻璃杯中,将锌片和铜片用导线夹夹住浸入可乐,形成一个简易的可乐电池。将可乐电池和电压表用导线连接组成如图所示电路,收集证据如下表。
序号 可乐种类 可乐杯数/杯 每杯可乐的体积 V/mL 电压 U/V
1 普通可乐 3 100 0.5
2 无糖可乐 3 100 0.5
3 普通可乐 3 150 0.7
4 普通可乐 4 150 0.8
(1) 金属片 (选填“A”或“B”)是可乐电池的正极。
(2)增加可乐的杯数,相当于将电池 联。
(3)为探究可乐电池的电压大小与可乐杯数的关系,“胜哥”应使用序号 的证据。
(4)由表格信息,得出初步结论:可乐电池的电压与可乐的种类 关。
(5)分析表格中证据,为增大可乐电池的电压,除增加可乐杯数外,“胜哥”还可以采取的做法是 。
【答案】(1)B
(2)串
(3)3和4
(4)无
(5)增加每杯可乐的体积
【知识点】电源及其能量转化;电压表的连接;串联电路的电压规律;制作水果电池
【解析】【解答】(1)使用电压表时,电流应从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出,由图可知,金属片B是可乐电池的正极。
(2)由图可知,增加可乐的杯数,相当于将电池串联。
(3)为探究可乐电池的电压大小与可乐杯数的关系,应控制可乐的种类和每杯可乐的体积,改变可乐的杯数,应使用序号3和4的证据。
(4)由序号1和2两次实验可知,可乐的杯数和每杯可乐的体积相同时,可乐的种类不同,电池的电压相同,可得出初步结论:可乐电池的电压与可乐的种类无关。
(5)由序号1和3两次实验可知,可乐的种类和可乐的杯数相同时,每杯可乐的体积越大,电池的电压越大,所以为增大可乐电池的电压,除增加可乐杯数外,还可以采取的做法是增加每杯可乐的体积。
故答案为:(1)B;(2)串;(3)3和4;(4)无;(5)增加每杯可乐的体积。
【分析】(1)使用电压表时,电流应从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出,结合实物图进行分析;
(2)电池串联,总电压等于各电池电压之和;
(3)(4)(5)可乐的种类,可乐的杯数、每杯可乐的体积都可能影响电池的电压,根据控制变量法进行分析。
28.通过微信公众号“胜哥课程”学习了电学的知识后。小明和小聪一起探究“电流与电阻的关系”,实验电路图如图甲所示,实验器材有:电源电压4.5 V、电流表、电压表、滑动变阻器 、定值电阻个、、、、、开关一个、导线若干。
(1)连接电路前,需将滑动变阻器的滑片移至最 端(选填 “左” 或 “右”)。
(2)小明连接完最后一根导线后,观察到电流表、电压表指针立即发生偏转,小聪指出这是因为小明连接电路时 。
(3)用、、、四个定值电阻进行实验,绘制的 I R 图像如图乙,横、纵坐标围成的阴影部分面积表示的物理量是 。
(4)分析图18乙可得出结论: 。
(5)更换为50 Ω 的定值电阻后,无论怎样移动滑片,都不能完成实验。若要在现有器材基础上完成50 Ω 电阻的实验,可在电路中串联一个阻值不小于 Ω 的定值电阻。
【答案】(1)右
(2)闭合了开关
(3)R两端的电压
(4)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5)5
【知识点】电路的三种状态;滑动变阻器的原理及其使用;探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)连接电路前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片要移到阻值最大的位置。由图甲可知,滑动变阻器接入电路的是左半部分,因此滑片移到右端时,接入的电阻最大。
(2)连接完最后一根导线后,电表指针立即偏转,说明电路在连接过程中就已经有电流了。这是因为小明连接电路时没有断开开关(或“闭合了开关”)。
(3)图乙是I-R图像,横坐标为电阻R,纵坐标为电流I。根据欧姆定律U=IR,横纵坐标围成的面积(IR)表示的物理量是定值电阻R两端的电压。
(4)从图乙可以看出,当导体两端的电压保持不变时,电阻增大,电流随之减小,且电流与电阻的乘积(电压)始终不变。因此得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)先确定定值电阻两端的控制电压:由图乙,当R=5 Ω 时,I=0.6A,则UR=IR=0.6A5 Ω =3V。
当更换为R=50 Ω 的电阻时,电路中总电压为4.5V,滑动变阻器两端的电压U滑=4.5V-3V=1.5V。此时电路中的电流 。所需的滑动变阻器总电阻 。现有滑动变阻器最大阻值为20 Ω ,因此需要额外串联的电阻阻值为 25 Ω -20 Ω =5 Ω 。
故答案为:(1)右;(2)闭合了开关;(3)R两端的电压;(4)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(5)5。
【分析】1、滑动变阻器的使用规则
连接电路前,滑片要移到阻值最大处,以保护电路。
2、电路连接的基本操作
连接电路时,开关必须处于断开状态,防止电路短路或电流过大。
3、探究电流与电阻的关系实验
实验方法:控制变量法,需控制定值电阻两端的电压不变。
实验结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
4、欧姆定律的应用
公式:。
串联电路中,总电阻等于各分电阻之和,电压与电阻成正比。
5、图像信息提取与分析
从I-R 图像中,通过横纵坐标的乘积判断其代表的物理量(电压)。
6、串联分压原理的计算
当现有滑动变阻器阻值不足时,可通过串联额外电阻来分担电压,满足实验控制条件。
29.“胜哥”在探究并联电路中的电流规律实验中进行了如下操作:
(1)“胜哥”要测量通过L1的电流,只需将图甲中导线 (选填“a”或“b”)的一端改接到电流表“0.6”接线柱上;
(2)图乙为电流表测量L1 电流时的示数,为 A;
(3)“胜哥”更换不同规格的灯泡进行了三次实验,记录的数据如下表所示:
实验次数 L1支路的电流I1/A L2支路的电流I2/A 干路的电流I/A
1 0.3 0.4 0.7
2 0.2 0.4 3
3 0.1 0.2 0.3
“胜哥”分析数据后,找出了第 次实验数据存在问题,造成该数据错误的原因可能是 。
【答案】(1)b
(2)0.24
(3)2;电流表实际连接了小量程, 但按大量程读数
【知识点】电流表的连接;探究串并联电路中的电流特点实验;并联电路的电流规律
【解析】【解答】(1)要测量通过L1的电流,电流表需要与L1串联。图中导线b连接在L2的支路上,将其一端改接到电流表的“0.6”接线柱上,就能让电流表接入L1的支路。所以答案是 b。
(2)电流表使用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A。指针指向0.24A位置,所以示数为0.24A。
(3)并联电路的电流规律是:干路电流等于各支路电流之和(I=I1+I2)。
第1次:I=I1+I2=0.3A+0.4A=0.7A,符合规律。
第2次:I=I1+I2=0.2A+0.4A=0.6A,但表格中干路电流写的是3,明显不符合规律。
第3次:I=I1+I2=0.1A+0.2A=0.3A,符合规律。因此,第2次实验数据存在问题。
错误原因:电流表接入的是0~0.6A量程,但读数时误按0~3A量程读取,导致数值被放大了5倍(0.65=3)。
故答案为:(1)b;(2)0.24;(3)2;电流表实际连接了小量程, 但按大量程读数。
【分析】1、并联电路的电流规律:干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2。
2、电流表的使用:需与被测用电器串联,且要选择合适的量程,读数时要注意分度值。
3、实验数据的分析:通过对比实验数据与物理规律,发现并分析错误原因。
4、多次实验的目的:更换不同规格的灯泡进行多次实验,是为了避免实验的偶然性,寻找普遍规律。
30.通过视频号“胜哥课程”观看了《串联电路中电流的特点》视频后,同学们进行了探究实验。如图甲是同学们“探究串联电路中电流规律”的实验电路图(电流表依次接在A、B、C三点)。
电流表的位置 A B C
0.2 0.2 0.2
(1)某同学在测量某处的电流时,电流表的指针偏转如图乙所示,出现这种现象的原因是 。
(2)改正后,测出一组数据如表所示,表格中空缺处的内容为 。
(3)若实验中,某同学发现两个串联的小灯泡中,一个发光,一个不发光,造成其中一个小灯泡不发光的原因是该小灯泡 (填字母)。
A.灯丝断了 B.被短路了 C.靠近电源负极
(4)同学们认为可以利用该电路图继续探究串联电路的电压规律,在接入电压表后示数如图丙所示,则电压表的示数为 V。为了使读数更精确,他应 。
(5)改正错误后,小明测出AB、BC、AC的电压分别是UAB=1V、UBC=2V、UAC=3V,并由此得到实验结论 (用字母UAB、UBC、UAC表示)。同组小华认为,该结论不可靠,存在的问题是 。
【答案】(1)电流表正负接线柱接反
(2)电流表示数/A
(3)B
(4)2;断开开关,将电压表换用0~3V的小量程
(5);实验次数过少,结论具有偶然性
【知识点】探究串并联电路中的电流特点实验
【解析】【解答】(1) 电流表指针反向偏转的原因
电流表的使用规则是“正接线柱接电流流入端,负接线柱接电流流出端”。若指针反向偏转,是因为电流表正负接线柱接反,电流从负接线柱流入、正接线柱流出。
(2) 表格空缺内容
表格第一列是“电流表的位置”,第二列对应“电流的测量值”,因此空缺处应为“电流表示数/A”(与数值的单位“”对应)。
(3) 串联灯泡一个不发光的原因
选项A(灯丝断了):串联电路断路,两个灯泡都不发光,不符合;
选项B(被短路了):短路的灯泡不发光,另一个灯泡正常通路发光,符合;
选项C(靠近电源负极):串联电路电流处处相等,位置不影响发光,不符合。
因此选B。
(4) 电压表的示数与量程选择
电压表接量程,分度值,指针指向,因此示数为;
为使读数更精确,应换用分度值更小的小量程,操作是“断开开关,将电压表换用的小量程”。
(5) 串联电压规律与实验缺陷
串联电路的电压规律:总电压等于各部分电压之和,即;
实验缺陷:只进行了一次实验,数据具有偶然性,未多次实验寻找普遍规律,结论不可靠。
【分析】这道题围绕“探究串联电路中电流、电压规律”的实验展开,核心是结合电流表/电压表的使用规则、电路故障分析、实验数据处理及结论的科学性,考查实验各环节的知识:
1. 电流表指针反向偏转:依据电流表“正进负出”的使用规则,判断为正负接线柱接反;
2. 实验表格空缺:结合表格内的电流数据,确定空缺处为“电流表示数/A”;
3. 串联灯泡一明一暗的故障:根据串联电路特点,灯丝断则电路断路(均不亮),短路的灯泡不发光、另一灯泡可发光,故判断为灯泡短路;
4. 电压表的读数与量程选择:先根据所选量程(0-15V)读取示数,再结合示数大小(在0-3V范围内),换用小量程以提高读数精度;
5. 串联电压规律与实验结论的科学性:通过数据得出“总电压等于各部分电压之和()”,同时指出仅一次实验数据得出的结论具有偶然性,需多次实验避免偶然。
总结:本题关键是结合串联电路的电流/电压规律,融入电流表、电压表的使用规范、电路故障分析及实验结论的严谨性要求,全面考查实验探究的核心环节。
(1)在测量某处的电流时,电流表指针反向偏转,说明电流从负接线柱流入、正接线柱流出,即电流表正负接线柱接反。
(2)表格记录的是电流表在A、B、C 三点的电流数据,因此空缺处应为 “电流表示数 / A”。
(3)A.若灯丝断了,整个电路断路,两灯都不发光。故A不符合题意;
B.若灯泡被短路,短路的灯不发光,另一个灯发光,故B符合题意;
C.灯泡是否发光与靠近电源负极无关,故C不符合题意。
故选B。
(4)[1][2]图丙中电压表选用0~15V量程,分度值0.5V,示数为2V;此时电压表指针偏转太小,为使读数更精确,应断开开关,将电压表换用0~3V的小量程(分度值 0.1V)。
(5)[1]根据测量的数据,可得出实验结论:串联电路中总电压等于各部分电路电压之和,即。
[2]仅一次实验得出的结论不可靠,应更换不同规格的灯泡多次实验,避免偶然性。
五、计算题
31.如图所示,电源电压恒定不变,开关均处于断开状态,滑动变阻器的滑片位于最下端。保持滑片位置不变,闭合4个开关,电流表示数为I1;只闭合开关S1、S3,灯L的电功率为PL,电流表的示数为I2;只闭合开关S1、S2,灯L的电功率为PL,电流表的示数为I3。调节滑动变阻器滑片,使R2的阻值为其最大阻值的,只闭合开关S1、S4,此时电压表的示数为U1,电压表的示数为U2。已知定值电阻R1=30 Ω,I1=0.5 A,PL:PL=4:,U1:U2:。
(1)求I2:I3的值。
(2)求电源电压和滑动变阻器R2的最大阻值。
(3)将电源换成一个电压可调节的电源,电流表测量范围为0~0.6 A,电压表测量范围为0~15 V。闭合开关S1、S3 ,断开开关S2,S4,在移动滑动变阻器滑片的过程中,两电表分别能达到满刻度,且电路安全工作。求可调电源电压的取值范围。
【答案】(1)由PL=I22 RL; PL=I32 RL; PL:PL=4:可得 I2:I3=2:3
(2)闭合4个开关,只有灯L工作,则U=I1RL ①
只闭合开关S1、S3,灯L与电阻R2串联,则U=I2(RL+R2) ②
只闭合开关S1、S2,灯L与电阻R1串联,则U=I3(RL+R1) ③
只闭合开关S1、S4,电阻R1、R2、灯L串联,则U1:U2=(RL+R1):(R2+R1)=4:3 ④
由等式①、②、③、④ 再结合R1=30 Ω; I1=0.5 A; I2:I3=2:3
可得R2=60 Ω; RL=30 Ω; U=15 V
(3)解: 闭合开关S1、S3 ,断开开关S2,S4,灯L与R2串联
电流表满偏(0.6 A):当R2=0 Ω时,U=IRL=0.6 A×30 Ω=18 V;
当电压表最大为15 V时,U=18 V+15 V=33 V;
故此时电源电压取值范围为18 V~33 V。…
电压表满偏(15 V):当R2=60 Ω时,电流最小为I=U2/R2=15 V/(60 Ω)=0.25 A,
U=IRL+U2=0.25 A×30 Ω+15 V=22.5 V;
当电流表最大为0.6 A时,U=IRL+U2=0.6 A×30 Ω+15 V=33 V;
故此时电源电压取值范围为22.5 V~33 V。
综上:可调电源电压取值范围为22.5 V~33 V。
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】1、电路分析与串并联规律
串联电路:电流处处相等,总电压等于各部分电压之和,总电阻等于各电阻之和。
并联电路:各支路电压相等,干路电流等于各支路电流之和。
本题中通过开关通断组合,实现不同的电路连接方式(如只有灯L工作、灯L与R2串联、灯L与R1串联、R1与R2和灯L串联),需要准确识别每种情况下的电路结构。
2、电功率计算
核心公式:P=UI=I2R=
本题中利用P=I2R分析不同电路下灯L的功率比,从而得到电流比I2:I3=2:3 。
3、欧姆定律的应用
公式:,及其变形U=IR、R=。
用于建立不同电路下的电压、电流、电阻关系方程,联立求解电源电压、灯泡电阻和滑动变阻器最大阻值。
电路动态分析与安全范围
结合电表量程(电流表0~0.6A,电压表0~15V)和元件参数,分析滑动变阻器滑片移动时电路的电流、电压变化。确定可调电源电压的安全范围时,需要考虑:电流表满偏(0.6A)时的最小电源电压;电压表满偏(15V)时的电流限制;滑动变阻器最大阻值(60Ω)对电流的限制。
32.如图所示电路,小灯泡L规格为“6V 3W”,开关S闭合后,L正常发光,电流表的示数为0.8A。不考虑温度对小灯泡电阻的影响。求:
(1)通电2min,电流通过小灯泡L产生的热量。
(2)定值电阻R的阻值。
【答案】解:(1)由图可知,灯泡L与电阻R并联,电流表测量干路的总电流;开关S闭合后,灯泡L正常工作,由可知,通电2 min,电流通过小灯泡L产生的热量为
(2)由可知,通过灯泡的电流为:
由并联电路的电流特点可知,通过电阻R的电流为
由并联电路的电压特点可知,电阻R两端的电压为
电阻R的阻值为:
答:(1)通电2 min,电流通过小灯泡L产生的热量为360J;
(2)定值电阻R的阻值为。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算;焦耳定律的应用
【解析】【分析】(1)根据Q=Pt,计算电流产生的热量;
(2)根据,计算用电器的电流,结合并联电路电流规律,计算支路电流,根据,计算电阻。
六、科普阅读题
33.我国光伏发电总量世界第一,不仅是规模上的领先,更标志着我国在能源转型、产业升级和绿色发展道路上取得了决定性进展。它既是我国落实生态文明建设、推动高质量发展的关键举措,也为全球能源低碳转型提供了“中国方案”和强大支撑。光伏发电使用的太阳能电池板利用半导体的光电效应将光能直接转化为电能,其简易原理如图所示,把P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起,在交界处就形成 PN结,当太阳光照射到电池板上时,半导体中的电子吸收光子的能量,形成自由电子和空穴对。在半导体内部电场的作用下,带负电的自由电子往N型半导体一侧移动,带正电的空穴往P型半导体一侧移动,从而形成电流。
(1) 阳光照射到太阳能电池板上时,电池板中电流方向是____
A.从N型半导体到P型半导体 B.从P型半导体到N型半导体
(2)太阳能电池板需要覆盖一层减反射膜,关于减反射膜下面说法不正确的是____
A.减少光的反射,提升光吸收效率
B.透光性低,提升光电转化效率
C.能耐高温和低温,延长使用寿命
D.密封性好,阻止水和灰尘进入
(3)“胜哥”想为校园设计一个光伏发电项目方案,首先需要探究“影响太阳能电池输出功率的因素有哪些?” “胜哥”准备了以下实验器材:太阳能电池板 2 片, 卤素光源1个,滑动变阻器1只,电压表1只,电流表1只,开关1只,挡光板1片,导线若干。关于此探究实验,下面说法错误的是____
A.可探究太阳能电池输出功率与通电时间的关系
B.可探究太阳能电池输出功率与光照强度的关系
C.可探究太阳能电池输出功率与光源入射角度的关系
D.可探究太阳能电池输出功率与电池板连接方式的关系
(4)“胜哥”通过调查,了解到校园楼顶可供安装光伏电池面积为1 000 m2,主流晶硅光伏组件的发电功率约为0.2 kW/m2,学校所在地区的光伏有效日照时数约为2.5 h。学校里每间教室统一安装10盏额定功率为40 W的LED护眼面板灯,假设每间教室里的LED护眼面板灯每天正常工作12 h,校园屋顶光伏电池一天的理论发电量可供 间教室的LED护眼面板灯正常工作一天。(计算结果保留整数)
【答案】(1)A
(2)B
(3)A
(4)104
【知识点】电流的方向;电功率的计算;控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】(1) 根据材料描述:带负电的自由电子往N型半导体一侧移动,带正电的空穴往P型半导体一侧移动。电流方向规定为正电荷定向移动的方向,与负电荷移动方向相反。正电荷(空穴)向P型半导体移动,因此电池板中电流方向是从N型半导体到P型半导体。故答案为A。
(2) 减反射膜的核心作用是减少光的反射,增加光的透射,从而提升光吸收和光电转化效率。
A、减少光的反射,提升光吸收效率。
B、透光性低,提升光电转化效率。(减反射膜应提升透光性)
C、耐高低温,延长寿命。
D、密封性好,阻止水和灰尘进入。
答案:B
(3) 根据提供的实验器材,逐一分析:
A、探究“输出功率与通电时间的关系”:实验中没有测量时间的工具,也无法控制和改变“通电时间”这一变量,因此无法探究。
B、探究“输出功率与光照强度的关系”:可通过挡光板改变光照强度,可行。
C、探究“输出功率与光源入射角度的关系”:可通过改变光源与电池板的角度,可行。
D、探究“输出功率与电池板连接方式的关系”:有2片电池板,可改变串并联方式,可行。
答案:A
(4) 屋顶光伏一天的理论发电量:P总=0.2kW/m21000m2=200kW
W总=P总t=200kW2.5h=500kWh
一间教室LED灯一天的耗电量:P教室=1040W=400W=0.4kW
W教室=P教室t=0.4kW12h=4.8kWh
可供教室数量:n=。
故答案为:(1)A;(2)B;(3)A;(4)104。
【分析】1、电流方向:正电荷定向移动的方向为电流方向,与负电荷移动方向相反。
2、减反射膜原理:利用光学干涉减少光反射,提高光利用率。
3、控制变量法:探究实验中,每次只改变一个变量,控制其他变量不变,以研究其对结果的影响。
4、电能与电功率计算:电功率:P=UI ;电能:W=Pt。
5、太阳能发电原理:利用半导体光电效应将光能直接转化为电能。
34.阅读短文,回答问题。
混合动力汽车
“胜哥”购买了一辆混合动力汽车,如图甲所示。混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电。汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池通过电机向车轮输送动力,使汽车行驶;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,改由内燃机工作,一方面向车轮输送动力,另外通过发电机给蓄电池充电。
(1)如图乙所示,汽车在转向前,“胜哥”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,如果其中一个损坏时,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 。
(2)在该混合动力汽车上装有一种定时音乐播放器,其原理如图丙所示。当闭合开关S,“定时开关”处于闭合状态时,指示灯 亮,播放器 播放音乐(选填“会”或“不会”)。
(3)如图丁所示是选取我国某汽车尾气检测仪器上的三盏指示灯的电路图,已知通过指示灯L1和L2的电流分别为4mA 和10mA,则通过指示灯L3的电流可能是 mA。
【答案】(1)并联;开关
(2)会;不会
(3)6或 14
【知识点】电流的大小;电路的构成及电路图;电路的三种状态
【解析】【解答】 (1)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,如果其中一个损坏时,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并联,转向横杆相当于电路中的开关。
(2)在该混合动力汽车上装有一种定时音乐播放器,其原理如图丙所示。当闭合开关S,“定时开关”处于闭合状态时,指示灯会亮,播放器被短路,不会播放音乐;到达设定时间,“定时开关”自动断开,播放器会播放音乐。
(3)L3可能是支路,也可能是干路;当L3为支路时,此时电路中的电流为10mA-4mA=6mA;当L3为干路时,此时电路中的电流为10mA+4mA=14mA。
【分析】 (1)汽车的转向灯泡互不影响,是并联的;转向横杆相当于开关。
(2)根据电路的连接方式来分析。
(3)L3可能是支路,也可能是干路,根据并联电路的干路电流和支路电流的关系进行分析。
35.阅读材料,回答问题。
随着国家“一带一路”倡议的深入推进,青藏高原等地区已成为关键的交通节点。上述地区广泛分布季节冻土区或多年冻土区,冻土路基的填料使用砂砾土。科研人员发现沙砾土的电阻可以反映砂砾土内水分的冻结情况,于是通过测量电阻研究沙砾土。
饱和冻结砂砾土的导电路径主要是土骨架、孔隙冰和两者之间的未冻水膜,其受到压力前、后的等效电阻如图 所示。
饱和冻结砂砾土的电阻大小主要受液态水 (未冻水膜)导电能力的影响。由于冰的熔点受压力和温度的影响,当温度不变时,压力增大会导致孔隙冰的破碎和熔化,水量增多,引起冻土发生形变。科研人员对不同压力、不同温度下的饱和砂砾土样品测量电阻的大小。收集数据如下表。
温度/℃ 形变 电阻/kΩ -8 -6 -4 -2
2% 780 620 450 240
4% 760 600 430 220
6% 740 580 410 200
8% 720 560 390 180
(1)饱和冻结砂砾土内土骨架导电路径和孔隙冰导电路径可以看作是 联的。
(2)饱和冻结砂砾土受到压力后,可以认为主要改变了导体的 ,从而改变了导体的电阻。
(3)测试时,外力压缩样品做功,将 能主要转化为内能,使样品的内能变大。
(4)表格中,形变越大,表明样品受到的压力越 。
(5)压力一定时,饱和冻结砂砾土的电阻随温度升高而 。
(6)为监测冻土的有害形变,设计了一个简单的监测电路,用- 的样品进行测试,如图。Rx表示冻土样品,电源电压是24V。
①形变为2%时,样品的电阻为 kΩ。
②受到压力越大,电流表示数越 。
③当电流表示数在①基础上改变了0.02mA时,样品的形变为 。
【答案】(1)并
(2)横截面积
(3)机械
(4)大
(5)减小
(6)240;大;6%
【知识点】做功改变物体内能;力的作用效果;串联电路和并联电路的辨别;影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)从等效电阻图可以看出,土骨架导电路径R土和孔隙冰导电路径R冰并列在电路两点间,它们是并联的。
(2)由图1可知其受到压力前、后的等效电阻的横截面积明显变大,可认为主要改变了导体的横截面积,从而改变了导体的电阻。
(3)外力压缩样品做功,是将机械能转化为内能,使样品内能变大。
(4)题目中提到“压力增大会导致孔隙冰的破碎和熔化,水量增多,引起冻土发生形变”,因此形变越大,表明样品受到的压力越大。
(5)观察表格(如形变 2% 时):温度从-8℃升高到-2℃,电阻从780kΩ 减小到240kΩ。因此,压力一定时,电阻随温度升高而减小。
(6)已知电源电压U=24 V,测试温度为-2℃。
①形变为2%时,从表格中查得电阻为240kΩ。
②根据表格信息可知,温度相同时,压力越大,形变越大,电阻越小。根据欧姆定律可知电压不变时,电阻越小,电流表示数越大。
③初始电流:
,
电流增大0.02mA后,新电流:
I2=0.1mA+0.02mA=0.12mA,
对应的电阻:
,
从表格中查得-2℃时,电阻200kΩ对应的形变是6%。
故答案为:(1)并;(2)横截面积;(3)机械;(4)大;(5)减小;(6)①240;②大;③6%。
【分析】(1)用电器并列在电路两点间的电路为并联电路,从等效电阻图可以看出,土骨架导电路径R土和孔隙冰导电路径R冰是并联的。
(2)由图1可知其受到压力前、后主要改变了导体的横截面积,从而改变了导体的电阻。
(3)外力压缩样品做功将机械能转化为内能。
(4) 题目中提到“压力增大会导致孔隙冰的破碎和熔化,水量增多,引起冻土发生形变”分析。
(5)观察表格可知压力一定时,电阻随温度升高而减小。
(6)已知电源电压U=24 V,测试温度为-2℃。
①形变2%时,从表格中查得电阻的数值。②表格中同一温度下,形变越大电阻越小。根据欧姆定律可知电压不变时,电阻越小,电流表示数越大。③由欧姆定律得到初始电流,进而得到电流增大0.02mA后的新电流,由欧姆定律得到对应的电阻R2,从表格中查得-2℃时,电阻R2对应的形变。
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