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微专题4 电路的识别、设计与作图
类型一 电路的识别
类型解读 电路的识别
(1)电流路径法:电流从电源正极出发经过各用电器回到电源负极途中,如果电流不分流则为串联;如果电流分流则为并联。
(2)拆除用电器法:拆除任一用电器,其他用电器不能工作则为串联;拆除任一用电器,其他用电器仍能工作则为并联。
(3)去电表法:对于有电学仪表的复杂电路,需要将电路中的电流表和电压表去掉,简化电路后进行判断。简化规则:电压表所在支路用断路替代,电流表所在位置用导线替代。
1.在如图所示的电路中,闭合开关灯泡L1、L2的连接方式属于并联的是
( )
C
2.下列操作能使图中的小灯泡L1和L2组成串联电路的是( )
A.闭合开关S1、S2和S3
B.只闭合开关S1和S2
C.只闭合开关S2和S3
D.只闭合开关S3
D
3.如图所示,甲、乙是同种电表,闭合开关S,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器R2的滑片,两表示数均有变化且小灯泡亮度发生改变,则甲、乙为 表,甲表的测量对象为 (选填“R1和R2”“R2和L”或“R1”),乙表的测量对象为 (选填“R1和R2”“R2和L”或“L”)。
电压
R1和R2
R2和L
类型二 电路的设计
类型解读
设计电路时,应根据题目要求并结合串、并联电路的特点来设计。用电器互相影响的一般设计为串联电路,用电器互不影响的一般设计为并联电路;当有多个开关时,注意开关的控制作用。
4.如图所示是某型号手电筒风扇。只闭合照明开关时,照明灯亮起;只闭合风扇开关时,风扇单独工作。若用S1表示照明开关,S2表示风扇开关,能实现上述功能的电路图是( )
C
5.如图所示是一种车位占用提醒电路,虚线框内的元件一个是灯泡,一个是定值电阻。设计要求有车时灯泡亮,无车时灯泡灭,则 (选填“a”或“b”)是灯泡,当车位未占用时,开关S是 的。
a
闭合
类型三 电路作图
题组1 连接实物图
类型解读
步骤一:连好其中一条回路。在电路图中任选一条单一的回路,对照这个回路在实物图中将相应的元件连接好。
步骤二:连接回路以外的元件。找出电路中电流的分支点和汇合点,对照电路图,将回路以外的元件一个一个地分别补连在实物图相应位置的两点之间。
6.根据电路图连接实物图。
答案:如图所示
7.请将图中的元件按要求连接成实物图。要求:两个灯泡串联,电压表测量L2两端的电压。
答案:如图所示
题组2 画电路图
类型解读
先画电池组,分别画出两端干路,干路中有什么画什么。在分支点和汇合点之间分别画支路,有几条画几条(多数情况下只有两条支路),并准确将每条支路中的元件按顺序画规范。作图要求横平竖直,用铅笔作图,检查无误后,将电压表画到被测电路的两端。
8.请在虚线框内画出对应的电路图。
答案:如图所示
9.请在虚线框中画出对应的电路图。
答案:如图所示
题组3 根据题意画图
类型解读
步骤一:根据题意确定用电器的连接方式。
步骤二:根据开关控制情况确定开关的位置。
步骤三:根据题干要求连接实物图或画出电路图。
10.请在图中用笔画线代替导线把电路连接完整,并在虚线框内画出对应的电路图。(要求:两灯并联,开关S同时控制两盏灯泡)
答案:如图所示
11.请将如图所示电子元件用笔画线代替导线连入电路,要求小灯泡、电动机、蜂鸣器有一个不工作,剩余的两个也不会工作,小灯泡、电动机、蜂鸣器都要受开关的控制。
答案:如图所示
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微专题7 电功、电功率的综合计算
类型一 家用电热器的多挡位问题
类型解读 家用电热器的挡位判断
题组1 串联式多挡位问题
1.小亮通过观察和研究他家汽车上的电加热座椅垫(原理如图所示),发现该座椅垫有“高温”“低温”和“关”三个挡位,S为挡位切换开关,R1和R2为电热丝,电源电压为24 V,R1=16 Ω,当开关S切换到3时,电路处于 挡,此时电路中的电流是1 A,则电热丝R2两端的电压为 V;电加热座椅垫在高温挡工作1 min产生的热量为 J。
低温
8
2 160
2.某家用电饭锅内部电路原理图如图甲所示,有加热和保温两种状态,图乙是电饭锅某次煮饭过程中电流I随时间t变化的图像。当开关S置于“1”时,电饭锅处于 状态,R1的阻值为 Ω,电路的总功率为
W;当开关S置于“2”时,R2的电功率为 W;保温过程中,电饭锅消耗的电能为 J。
加热
55
880
165
2.64×105
3.如图所示是某家用电热水器的简化电路图,电源电压恒为220 V,R1、R2为电热丝,开关S1和S2可以切换工作状态。该电热水器有加热和保温两个挡位,其中R1的阻值为40 Ω,保温挡功率为242 W。求:
(1)加热挡的功率。
答案:(1)1 210 W
(2)保温挡时,电路中的总电流。
答案:(2)1.1 A
(3)电热水器在加热挡工作10 min,消耗的电能。(不考虑电路损耗)
解析:(3)热水器在加热挡工作10分钟,
消耗的电能W=P加热t=1 210 W×10×60 s=7.26×105 J。
答案:(3)7.26×105 J
题组2 并联式多挡位问题
4.如图甲所示是家庭常见的养生壶,正常工作时的电压为220 V,该养生壶有加热和保温两个挡位(如图乙所示),其中加热挡功率为1 100 W,加热电阻R1的阻值为220 Ω。当双触点开关S接触1和2时,养生壶处于 挡;养生壶在保温挡的电功率为 W。当养生壶调节到加热挡时,通电1 min,电流通过加热电阻R2产生的热量为 J。
保温
220
5.28×104
5.如图甲所示是某款鸡蛋孵化器,底部装有加热器。通电后,加热器对水加热,水向上方鸡蛋传递热量,提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙所示,R1、R2都是发热电阻,孵化器相关参数如表所示。
额定电压 220 V
额定功率 加热挡 80 W
保温挡 22 W
(1)孵化器在保温挡正常工作时,通过R2的电流是多少
答案:(1)0.1 A
(2)R2的阻值是多少
答案:(2)2 200 Ω
(3)孵化器在加热挡正常工作5 min消耗的电能是多少 芳芳同学算出水在这段时间吸收的热量为2.16×104 J,则孵化器对水加热的效率是多少
答案:(3)2.4×104 J 90%
题组3 串、并联综合挡位问题
6.如图甲所示的家用电饭锅,其内部主要部件有两个阻值相同的发热电阻、温控开关等,熬煮稀饭时,在温控开关的自动控制下按快煮→慢熬→保温三种不同的发热功率完成工作流程,其中慢熬过程仅有一个发热电阻工作,电功率P随时间t变化关系的图像如图乙所示。若快煮过程电流做功为W1,慢熬过程电流做功为W2,则W1∶W2= 。
1∶3
7.(2025威海)某汽车加热坐椅的工作原理如图所示,R1、R2均为发热电阻,通过控制开关通断,实现高、中、低三挡加热功能,其中高、中挡位的电功率分别为60 W、30 W,电源电压为12 V。处于低挡位时开关的通断情况为 ,此时电路消耗的总功率为 W。
S1断开,S2接2
15
类型二 电学图像类计算
8.(2025达州)如图所示为定值电阻R和灯泡L的U-I图像,灯泡L额定电压为2.5 V.将两用电器串联在电源两端,灯泡L正常发光。下列说法正确的是( )
A.电源电压为2.5 V
B.灯泡L额定功率为0.75 W
C.R与灯泡L功率之比为5∶3
D.灯泡L的U-I图像为图线B
B
9.PWM调光方案是一种在极短的时间内,手机屏幕以一定频率“亮→灭→亮→灭”交替闪烁,利用人眼存在视觉暂留现象,通过调整“亮”和“灭”的时间比例,实现屏幕亮度调节,如图所示。为了减少屏幕闪烁感,应该
(选填“提高”或“降低”)亮屏和灭屏的交替频率。100%亮度时手机屏幕的功率是1 W,低亮度时亮屏和灭屏的时间之比为1∶3,此时屏幕的平均功率是 W。
提高
0.25
10.在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12 V。闭合开关S后,当滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I-U关系图像如图乙所示,则小灯泡的最小功率为 W,滑动变阻器的最大阻值为 Ω,整个电路以最大电功率工作10 s所消耗的电能为 J。
3
9
240
11.(2025内蒙古一模)如图甲所示是搭载红外线摄像机的无人机,可用于火情监测。无人机电动机的额定功率为60 W,电池储能2.16×105 J。图乙为控制摄像机工作的简化电路,a、b两点间电压达到或超过9 V时摄像机工作。
甲 乙
控制电路中,电源电压为12 V,RP为红外线传感器,其阻值随红外线强度变化关系如图丙所示(E表示红外线强度,cd为其单位),R为最大阻值36 Ω的电阻箱,调节其阻值可控制启动摄像机工作的最小红外线强度。求:
丙
(1)电动机以额定功率工作时,无人机可飞行的最长时间。
答案:(1)1 h
(2)若红外线强度为6.0 cd时摄像机刚好启动工作,此时电阻箱的阻值。
答案:(2)12 Ω
(3)该系统能控制启动摄像机工作的最小红外线强度。
答案:(3)2.0 cd
类型三 极值问题
12.如图所示的电路中,电源电压恒为9 V,电流表测量范围为0~0.6 A,电压表测量范围为0~3 V,R1的规格为“10 Ω 0.5 A”,R2的规格为“50 Ω 1 A”。闭合开关,为保证电路安全,在移动滑片的过程中,电流表示数的变化范围为 A,R1的电功率的变化范围为 W,R2允许接入电路的阻值范围为 Ω,电路总功率的变化范围为 W。
0.15~0.3
0.225~0.9
20~50
1.35~2.7
13.如图所示,电源电压恒为18 V,R1是阻值为10 Ω的定值电阻,滑动变阻器标有“40 Ω 1 A”字样,电流表A1、A2的测量范围均为0~3 A,为保证电路安全,电流表A1示数的变化范围为 A,滑动变阻器接入电路的阻值范围为 Ω,电流表A2示数的变化范围为 A,电路总功率的变化范围为 W。
0.45~1
18~40
2.25~2.8
40.5~50.4
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第十七讲 电与磁
知识梳理 夯基础
电与磁
排斥
吸引
北
曲
N
S
电与磁
磁场
北极
南极
沈括
奥斯特
电流
电流
N
多
电流
铁芯
电流
匝数
电与磁
电磁铁
电流
磁场
强
大
平行
力
电
机械
平衡
电流
闭合电路
切割磁感线
机械
电
1.最早利用地磁场指示方向的装置是图中所示的“司南”,静止时它的长柄指向南方,长柄应为该磁体的 (选填“N”或“S”)极。
图说物理 扣教材
S
2.如图所示是水位自动报警器的原理图。当水位达到金属块A时,控制电路 ,电路中有 ,电磁铁有 ,吸引衔铁 向下,使动触点与绿灯所在电路的静触点分开, 灭,与红灯所在电路的静触点接通, 亮。
接通
电流
磁性
绿灯
红灯
考点一 磁现象
1.(2025贵州)如图所示,为判断一根铁棒是否有磁性,用铁棒靠近置于水平桌面上的小磁针进行检验,当出现以下哪一现象,便能证明铁棒有磁性( )
A.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被排斥
B.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被吸引
C.将铁棒两端分别靠近小磁针N极,N极均被吸引
D.将铁棒同一端分别靠近小磁针N、S极,两极均被吸引
重难破译 明考向
A
2.(2025安徽) 在“探究磁体周围的磁场分布”实验中,小丁同学正确描绘出某蹄形磁体磁极附近的磁感线分布如图所示,则该蹄形磁体下端的磁极是 极。
S
考点二 电生磁
方法技巧 通电螺线管极性的判断方法
3.(2025呼和浩特一模)在实践活动中,同学们用一根导线和一枚铁钉制作了一个如图所示的电磁铁。在其周围放一些曲别针,通电后对有关现象分析正确的是( )
A.铝制的曲别针会被电磁铁吸引
B.电磁铁两端吸引的曲别针比中间吸引的少
C.改变电流方向,可改变电磁铁周围的磁场方向
D.减少线圈匝数,电磁铁吸引曲别针数量增加
C
4.物理学与社会发展 (2025广州)医学上用“人工心脏泵”替代心脏推动血液循环,如图所示是其工作原理的简图,活塞在电磁铁的带动下左右移动,代表心脏的舒张和收缩。“人工心脏泵”正常工作过程中,电磁铁的电流从a流向b时,则( )
A.电磁铁左端为S极,活塞向右移动
B.电磁铁左端为S极,活塞向左移动
C.电磁铁左端为N极,活塞向右移动
D.电磁铁左端为N极,活塞向左移动
B
5.(2025达州)如图所示,开关闭合后,小磁针静止时右端为N极。请在对应括号内和A点分别标出:
(1)螺线管“N”或“S”极;
(2)电源的“+”或“-”极;
(3)A点磁感线方向。
答案:如图所示
考点三 电动机
6.如图所示是我国生产的电动式无针注射器,该注射器通电时,通电线圈在永磁体产生的磁场中受到强大的推力,将药液高速注入皮肤。下列说法正确的是( )
A.无针注射器的工作原理与发电机相同
B.无针注射器的工作原理与扬声器相同
C.无针注射器工作时将机械能转化为电能
D.改变电流的大小,产生的推力大小不变
B
7.(2025广安)如图所示是2024年杭州马拉松推出的机器狗配速员,机器狗内部电动机的工作原理是( )
A.电磁感应现象
B.通电导体在磁场中受到力的作用
C.电流的磁效应
D.电流的热效应
B
考点四 电磁感应
8.(2025包头东河二模)某款电动汽车减速制动时,电动机“变身”为发电机,这一过程中将机械能转化为电能。如图所示的实验中,与上述工作原理相同的是( )
C
A B C D
9.(2025北京)某同学用如图所示的装置进行实验,使金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,说明回路中有电流产生,这是
现象。灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向,若要改变上述灵敏电流计指针偏转的方向,可进行的操作是 。
电磁感应
将磁体的磁极对调(或使金属棒ab向右做切割磁感线运动)
实验一 探究通电螺线管外部磁场的方向(2022年版课标必做实验)
例题 在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中,采用了如图1所示的实验装置。
核心实验 培素养
基础设问
(1)闭合开关S后,小磁针 (选填“会”或“不会”)发生偏转,说明通电螺线管与小磁针之间是通过 发生力的作用。
会
磁场
(2)在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些铁屑,通电后 (填写操作方法)玻璃板,铁屑由于 会与玻璃板分离,铁屑在磁场中被 成一个个小磁针从而在磁场中有序排列起来,如图2所示,它与 磁体的磁场分布相似。为描述磁场而引入的磁感线 真实存在的。
轻敲
惯性
磁化
条形
不是
(3)闭合开关S,通电螺线管周围的小磁针N极指向如图3所示,由图可知,在通电螺线管外部,磁感线是从 极发出,最后回到 极。
N
S
(4)为了探究通电螺线管的磁极性质,老师与同学们一起对螺线管中的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了如图4所示的四种关系。实验说明通电螺线管的磁极极性与它的 有关,且这个关系可以用 判断。
电流方向和绕线方向
安培定则
(5)在通电螺线管内部,磁感线是从 极到 极。
(6)为使磁场加强,可以在螺线管中插入一根 棒。
(7)为了探究通电螺线管磁极的极性与电流方向是否有关,应该采取的操作是 。
S
N
铁
对调电源的正负极
拓展设问
(8)小明继续实验探究,并按图5连接电路,他先将开关S接a,观察电流表的示数及吸引大头针的数目;再将开关S从a换接到b,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数不变,再次观察吸引大头针的数目,此时调节滑动变阻器是为了 ,来探究
的关系。
控制两次实验的电流大小不变
图5
通电螺线管磁性强弱与线圈匝数
实验二 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
(2022年版课标必做实验)
例题 如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后,导体棒ab、电流表、开关、导线组成闭合电路,实验观察到的现象如表所示。
序号 磁场方向 导体棒ab运动方向 电流表指针偏转情况
1 向下 向上 不偏转
2 向下 不偏转
3 向左 向右偏
4 向右 向左偏
5 向上 向上 不偏转
6 向下 不偏转
7 向左 向左偏
8 向右 向右偏
基础设问
(1)实验方法 实验时通过观察 来判断电路中是否产生感应电流。
(2)由实验可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中产生感应电流。
(3)数据分析 比较第4次和第 次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场的方向有关。
电流表指针是否偏转
切割磁感线
8
(4)数据分析 比较第7次和第8次实验可知,磁场方向相同时,
。
(5)这个现象在生产和生活中的重要应用是 。
感应电流的方向和导体切割磁感线的方向有关
发电机
拓展设问
(6)连接电路时应将电流表、导体棒ab串联起来组成 回路,在探究过程中,将 能转化为 能。
(7)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显。请提出一条改进措施: 。
闭合
机械
电
换一个磁性更强的磁体
(8)当导体棒ab水平向右运动时,电流表指针向左偏转,为使电流表指针向右偏转,可以如何操作 请说出两种方法: ,
。
(9)科学质疑 小明进一步猜想,感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关,他应进行的操作是
。
使导体棒ab水平向左运动
调换磁体的两极
保持导体运动快慢相同,改变磁场强弱,观察电流表指针的偏转
角度
(10)将实验装置中的电流表换成 进行触接,还可以探究电动机的工作原理。
(11)生活实践 下列设备中,应用电磁感应原理制成的是 。
A.电风扇
B.动圈式话筒
C.电饭锅
D.电磁起重机
电源
B
基础巩固
1.能被磁体吸引的物体是( )
A.铁钉 B.铜线 C.金币 D.铝箔
分层训练 提能力
A
2.如图所示是小聪和小明同学探究通电螺线管的磁场方向的实验示意图。实验时,在小圆圈位置放置小磁针,闭合开关,画出不同位置小磁针静止时N极的指向;对调电源正负极,重复上述操作。下列说法不正确的是( )
A.小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向
B.闭合开关,放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同
C.对调电源正负极,闭合开关,通电螺线管周围的磁场方向改变
D.通过实验可总结出通电螺线管的磁极极性和电流方向的关系
B
3.如图所示为一种佩戴在手腕上的“计步器”,其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁体,管外绕着线圈。运动时,磁体在管中往复运动,线圈输出不断变化的电流,从而实现计步。下列选项中与此工作原理相同的是( )
C
4.如图所示为某智能扫地机器人的部分工作原理图。当地面灰尘多时,照射到光敏电阻R的光照强度较小,机器人启动清扫,通过电动机旋转产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。下列说法正确的是( )
A.当控制电路闭合时,电磁铁上端为S极
B.电磁铁通电时,周围有磁场和磁感线
C.衔铁不是磁体,通电后的电磁铁对它不会产生磁力
D.当地面灰尘减少时,电磁铁磁性增强
D
5.物理学与日常生活 如图所示为磁悬浮LED灯,灯座A内有电磁铁,灯头B内有磁体和接收线圈,此时灯泡悬浮在空中是由于异名磁极相互 ;当底座的开关闭合时,内部的发射线圈产生变化的磁场,LED灯被隔空点
亮,这个过程与 (选填“电动机”或“发电机”)的工作原理相同。
吸引
发电机
6.2025年4月,神舟飞船与中国空间站核心舱成功对接(图甲)。当飞船和核心舱靠近对接时,为预防撞击带来影响,需配有对接缓冲装置。小蓝设计了如图乙所示的对接缓冲装置简图。通电后,螺线管的b端为 (选填“N”或“S”)极;为增强缓冲效果,滑动变阻器的滑片P应向 (选填“左”或“右”)侧滑动。
N
右
7.如图所示,GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的变化而变化。当开关S1闭合时,电磁铁右端为 (选填“N”或“S”)极,再闭合开关S2,将滑动变阻器的滑片P向a端移动,电磁铁的磁性会 (选填“增强”“不变”或“减弱”),指示灯变亮,说明巨磁电阻的阻值会随着周围磁场的增强而 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
S
增强
变小
8.小明自制的电磁小船可以在水面上自由转动,闭合开关后,电磁小船船头
(前端)在地磁场的作用下,静止时的位置如图所示。请在图中标出电磁铁前端的磁极和此时船头(前端)指向地理的大致方向(选填“东”“南”“西”
或“北”)。
答案:如图所示
能力提升
9.某巡查小组进入森林后在Q处迷失方向,如图甲所示为该小组利用卫星技术获取的森林俯视图,他们携带的指南针静止时的指向如图乙所示。他们要尽快找到出口应选择( )
A.朝E的方向 B.朝F的方向
C.朝G的方向 D.朝H的方向
B
10. 如图所示,螺线管与电源的X、Y两极相连接,右端有一静止小磁针。当开关闭合后,N极的指向变为水平向左,则( )
A.X为电源的正极
B.通电后螺线管的右端为N极
C.仅将电源X、Y极对调,闭合开关后小磁针静止时N极指向仍然水平向左
D.仅将小磁针置于通电螺线管正上方,闭合开关后小磁针静止时N极指向水平向右
D
11.如图所示,开关S闭合后,请在图中括号内标出通电螺线管的磁极(选填“N”或“S”),画出通电螺线管外部的磁感线。要求:只需在螺线管上、下各画一条即可,需要用箭头标注磁感线方向。
答案:如图所示
12.为了探究磁场,小华做了如下实验。
(1)探究磁体周围的磁场
①在玻璃板上均匀撒上一层铁屑,再将玻璃板放在条形磁体上方,然后
玻璃板,观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被 成一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来,如图甲所示;
甲
轻轻敲击
磁化
②再在玻璃板上放一些小磁针,小磁针静止时的情况如图乙所示,黑色一端表示小磁针的N极,小磁针 极所指的方向就是该点的 方向;
③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场,物理学中把这样的曲线叫作 。
乙
N
磁场
磁感线
(2)探究通电螺线管周围的磁场
①把小磁针放在螺线管四周不同的位置,通电后发现小磁针的指向如图丙所示,说明通电螺线管周围的磁场跟 磁体的磁场相似,图中螺线管的 (选填“左”或“右”)端是N极;
②对调电源的正负极重复上述实验,小磁针的指向与之前相反,说明通电螺线管的极性跟 有关,断开开关后,小磁针静止时
极指向南方。
丙
条形
右
电流方向
S
素养培优
13.小明在进行“探究导体在磁场中运动时产生电流的条件”的实验。
(1)他连接了如图所示的电路。连接电路时,开关应处于 状态。该实验中电流表的作用是 。
断开
显示感应电流的大小及方向
(2)闭合开关,电流表指针没有偏转。小明联想到电动机转动时电能转化为机械能,那么能否反过来将机械能转化为电能呢 于是他左右移动金属棒,发现电流表的指针明显偏转;竖直上下移动金属棒,电流表的指针没有偏转,根据这一现象,可以推测电路中是否产生电流与导体运动的 有关。
方向
(3)多次实验后的实验结果如表所示(“○”表示金属棒的横截面,带箭头的实线表示磁感线,带箭头的虚线表示金属棒的运动轨迹和方向)。分析表中信息可知,电路中要产生电流,金属棒的运动方向与磁感线方向之间要满足 。
不能相同或相反
金属棒运动方向 是否产生电流
是
是
是
否
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微专题5 电路故障判断
1.如图所示的电路中,开关S闭合后,两灯都不亮。用一根导线连接a、b两点后,两灯仍不亮;再用这根导线连接b、c两点后,两灯还是不亮;仍然用这根导线连接b、d两点后,灯L1亮而灯L2不亮。则故障原因可能是( )
A.灯L1断路
B.灯L1短路
C.灯L2断路
D.开关的接线柱处断开
D
2.在进行“探究串联电路电压特点”的实验时,某同学设计的电路如图所示。对于实验过程中出现的现象及分析,下列说法正确的是( )
A.如果只有灯泡L1断路,则开关S闭合后电压表示数为零
B.如果只有灯泡L2断路,则开关S闭合后电压表示数为零
C.开关S闭合后,如果灯泡L2不亮、L1亮,一定是灯泡L2断路
D.开关S闭合后,如果电压表示数为电源电压,一定是灯泡L2短路
B
3.如图所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S,电路正常工作一段时间后,灯泡L突然熄灭,电路中只有两个电表有示数。电阻器R或灯泡L仅有一个出现了故障,其他元件均完好。下列说法中( )
①可能是灯泡L断路 ②可能是灯泡L短路 ③可能是电阻器R断路
④可能是电阻器R短路
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有②④正确 D.只有①③正确
A
4.如图所示,闭合开关S,在滑动变阻器滑片P移动的过程中,小灯泡突然熄灭,电压表和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障不可能是
( )
A.电流表接线松开
B.小灯泡L断路
C.滑动变阻器R断路
D.开关S接触不良
B
5.如图所示的电路中,闭合开关后,小灯泡L1和L2均不发光,电流表指针几乎不动,电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障,则可能是( )
A.L1短路 B.L1断路
C.L2短路 D.L2断路
D
6.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,发现电路中有一个电表的示数突然变大,电阻器R1或R2有一处发生故障,其他元件仍保持完好。下列说法正确的是( )
A.一定是R1短路 B.一定是R2短路
C.可能是R1断路 D.可能是R2断路
D
7.如图所示,灯L1、L2完全相同,闭合开关S,只有一盏灯亮,且只有一个电表有示数,其故障可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L1短路
C.灯L2断路 D.灯L2短路
C
8.在如图所示的实验电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表有示数但无明显变化、电流表有示数并且有变化,小灯泡不亮。则故障可能是( )
A.小灯泡断路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
B
9.如图所示,闭合开关S后小灯泡L1、L2均正常发光,它们的连接方式是
联;一段时间后,有一个小灯泡熄灭,电流表的示数变为零,则电路中出现的故障是 。
并
L1断路(或电流表断路或L1与电流表同时断路)
10.如图所示,电源电压为3 V,闭合开关,两只规格相同的灯泡L1、L2都亮,灯泡L2两端的电压为 V。突然两只灯泡同时熄灭,电压表的示数变为3 V,电路故障可能是灯泡 (选填“L1”或“L2”)断路。
1.5
L2
11.小明在“探究并联电路电流规律”的实验中电路如图所示。电路连接完后,闭合开关,调节滑动变阻器,发现灯泡L1和L2发光,电流表A1和A2有示数,电流表A示数为零。电路故障可能是电流表A (选填“短路”或“断路”)。
短路
12.小天在用“伏安法”测小灯泡电阻的实验中,连接了如图所示的电路。闭合开关,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表没有示数,电压表有示数且示数接近电源电压,小天分析后提出,产生这种现象的故障可能是 。
小灯泡断路
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微专题6 动态电路的分析与计算
类型一 滑动变阻器型
方法技巧 动态电路的分析方法
1.如图所示是一种测量油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻
片,杠杆的右端是滑动变阻器的滑片,杠杆左端固定着一个浮子,油箱内油量变化时,滑片就在电阻片R两端之间滑动。下列说法错误的是( )
A.定值电阻R0和滑动变阻器是串联的
B.油量减少时,滑动变阻器接入电路的电阻变大
C.油量增加时,电流表示数变大
D.油箱中没有油时,电流表示数为零
D
2.如图所示为测风速仪的工作原理简化图,装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,弹簧左端固定,右端与滑块相连,R0为定值电阻,AB为电阻丝,滑片P与电阻丝AB接触良好。无风时,滑片P在A处;有风时,滑块与滑片P一起向左移动。闭合开关S,下列分析正确的是( )
A.R0在电路中没有作用可以去掉
B.风速增大时,电路中的总电阻变大
C.风速越大,电流表示数越小
D.风速越大,电压表示数越小
D
3.(2025内蒙古模拟)学校科技实践应用选修课中同学们设计了一个压力传感器电路,其工作原理如图所示,压力增加时滑片下移。下列说法正确的是( )
A.若电表是电压表,压力增大时电压表示数变小
B.若电表是电流表,压力增大时电流表示数变小
C.若电表是电流表,与电压表相比,电路更节能
D.若电表是电压表,增加R0的阻值可降低电压表的灵敏度
D
4.(2025贵州)如图甲所示电路中,电压表V1测量 两端的电压。电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P由最右端移至最左端,此过程中,其中一个电压表示数与电流表示数的关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的一半时,它的电功率为
W。
灯泡L
0.9
5.(2025广安)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L的额定电压为6 V,闭合开关S后,滑片P从滑动变阻器右端滑到左端的过程中,小灯泡L的
U-I关系图像如图乙所示,则电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
6
20
甲 乙
类型二 开关型
6.如图所示,电源电压不变,当开关S由断开到闭合时,电压表、电流表的示数变化是( )
A.电流表示数不变,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变小,电压表示数不变
C
7.如图所示,电源电压恒定,R1=20 Ω,R2=10 Ω,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6 A,则电源电压为 V;当S2闭合,S1、S3断开时,电流表的示数为 A;当S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为 A。
6
0.2
0.9
8.如图甲所示是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像,将它们按图乙所示接入电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为1 W,则小灯泡两端的电压为 V,再闭合开关S1,电流表示数变化了 A,此时电路的总功率为 W。
2
0.2
1.4
甲 乙
类型三 实际应用型
9.如图所示的电路中,电源电压为6 V,R为热敏电阻,其阻值随温度的变化关系如表所示,定值电阻R0的阻值为200 Ω。闭合开关后,下列说法正确的是( )
C
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360
A.温度升高时,电流表示数变小
B.温度升高时,电压表示数变小
C.温度降低时,电压表示数与电流表示数的比值不变
D.当温度为30 ℃时,电路总功率为0.18 W
10.如图甲所示是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压U=4.5 V且保持不变,电压表测量范围为0~3 V,R0是300 Ω的定值电阻,R1是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示。若闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.环境温度为40 ℃时,热敏电阻的阻值是150 Ω
B.电压表的示数越大,说明环境温度越低
C.环境温度为0 ℃时,电压表的示数是 1.5 V
D.此电路能正常工作的最高环境温度为60 ℃
D
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第十五讲 电功 电功率
知识梳理 夯基础
电功
电功率
1
3.6×106
电能表
UIt
快慢
正
反
电功 电功率
=
<
>
内能
二次方
电阻
通电时间
Q=I2Rt
1.各种各样的发电厂把不同形式的能转化为 能。电灯把电能转化为 能,电热取暖器(如图所示)把电能转化为 能。
图说物理 扣教材
电
光
内
2.小灯泡上标有“2.5 V 0.75 W”字样,这说明该小灯泡的额定电压是
V,额定功率是 W。若接在2 V的电压下,小灯泡 正常工作,此时它的实际功率 0.75 W。
2.5
0.75
不能
小于
考点一 电能和电功
1.一块手机用的电池,上面标明电压为3.7 V,容量为4 000 mA·h,它充满电后大约储存的电能为( )
A.5.3×104 J B.5.3×107 J
C.14.8 J D.14.8 kW·h
重难破译 明考向
A
2.(2025兰州)如图所示的电路中,电源电压恒为3 V,电阻R1的阻值为10 Ω。闭合开关S时,电流表的示数为0.2 A。求:
(1)电阻R2的阻值。
答案:(1)5 Ω
(2)电压表的示数U2。
解析:(2)电压表的示数为U2=IR2=0.2 A×5 Ω=1 V。
答案:(2)1 V
(3)电流在100 s内通过电阻R2所做的功W2。
解析:(3)电流在100 s内通过电阻R2所做的功为
W2=U2It=1 V×0.2 A×100 s=20 J。
答案:(3)20 J
考点二 电功率
规律总结 额定功率与实际功率
电压关系 功率关系 用电器工作情况
U实=U额 P实= P额 用电器正常工作
U实U实>U额 P实> P额 容易烧坏用电器
3.(2025烟台)电能是现代社会生活的重要资源,每个人都应该有节约用电的意识。下列用电器正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的是( )
A.台灯 B.智能手机
C.家用空调 D.笔记本电脑
C
4.(2025自贡)如图所示为某用电器的I-U图像,其额定电压为12 V,则额定功率是( )
A.0.6 W B.1.8 W C.3.2 W D.4.8 W
D
5.(2025天津)将标有“6 V 6 W”这样的甲灯泡和标有“6 V 3 W”字样的乙灯泡串联后,接在电压为9 V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.甲灯能正常发光
B.乙灯能正常发光
C.两灯均能正常发光
D.两灯均不能正常发光
B
6.综合实践活动中,小田利用电能表和秒表测量家中电热水壶的电功率,在确保只有电热水壶工作时,读出电能表示数为 ,烧水5 min后,电能表的示数变为 ,此过程中电热水壶消耗的电能为
kW·h,它的电功率为 W。若测量电能表指示灯闪烁适量次数所用的时间,并利用电能表常数3 200 imp/(kW·h)计算出电功率,这种方法与小田的方法相比,具有的优点是 (说出一点即可)。
0.1
1 200
测出的电功率误差小
考点三 焦耳定律
7.下列几种家用电器工作时,主要将电能转化为内能的是( )
A.电风扇 B.电视机
C.电饭锅 D.洗衣机
C
8.如图所示是探究焦耳定律实验的装置图,下列说法中,正确的是( )
A.图示实验用来探究导体的电阻对电热的影响
B.实验中通过R1和R2的电流相等
C.通电相同时间,右侧U形管中液面高度差较大
D.通电相同时间,R1、R2产生的热量之比为4∶1
D
9.(2025安徽)如图所示电路中,电源电压保持不变,R1、R2均为定值电阻,其中R1=10 Ω。闭合开关S,电流表的示数为0.2 A,通电10 s整个电路共产生
6 J的热量,则电阻R2产生的热量为 J。
2
10.(2025江西)如图所示,电源电压恒为9 V,R1为定值电阻,R2为电阻箱(能够表示出阻值的变阻器)。
(1)闭合S1、断开S2,电流表的示数为0.9 A,求R1的阻值
和R1工作100 s产生的热量。
答案:(1)10 Ω 810 J
(2)把电阻箱R2的阻值调为18 Ω,闭合S1和S2,电流表的示数为1.4 A,求R2两端的电压和通过R2的电流。
解析:(2)闭合S1和S2,R1与R2并联,电流表测量干路中的电流,
R2两端电压U2=U=9 V;
通过R1的电流不变,
由并联电路电流的规律可得通过R2的电流I2=I-I1=1.4 A-0.9 A=0.5 A。
答案:(2)9 V 0.5 A
基础巩固
1.(2025山东)某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”,其铭牌如图所示。顾客咨询:“该移动电源可以供2.5 kW的用电器正常工作吗 ”客服回复:“没问题,这是3 kW·h的,3 kW的用电器都可以正常使用。”该客服( )
分层训练 提能力
B
××移动电源
电源规格:3 kW·h
输出电压:220 V
最大输出电流:10 A
A.说法正确
B.混淆了电功率和电能
C.混淆了电功率和电流
D.混淆了电功率和电压
2.一款电吹风机,如图甲所示,有两个工作挡位,一个是冷风挡,另一个是热风挡。如图乙所示为它的内部电路简化图,M是电动机。电源电压为U,通过电动机的电流为I,电热丝的电阻为R,t时间内电吹风机的电热丝产生的热量为Q,则计算Q的表达式正确的是( )
D
3.如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是( )
A.该实验装置主要是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B.通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
C.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
D.将右边容器外的电阻丝换成10 Ω的电阻丝后,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
B
4.如图所示,规格相同的甲、乙两容器中分别装有4 kg和3 kg的纯净水,用规格不同的加热器加热,不计热损失,得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图像,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙两容器中的水升高相同温度吸收的热量相同
B.加热相同的时间,乙容器中的水升高温度比甲容器高
C.甲、乙两容器中的加热器的功率之比为2∶1
D.甲容器中的水加热2 min吸收的热量与乙容器中的水加热3 min吸收的热量相同
C
甲 乙 丙
5.在如图所示的电路中,电源电压为12 V,在a、b间接入“4 V 2 W”的灯L1,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P使灯L1正常发光。断开开关取下灯L1,保持滑片P的位置不变,在a、b间接入“4 V 4 W”的灯L2后闭合开关S,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则下列说法正确的是( )
A.灯L2正常发光
B.电压表的示数保持4 V不变
C.灯L2的实际功率为1.44 W
D.滑动变阻器接入电路的电阻为8 Ω
C
6.如图所示是一个便携式电热包装封口机,其内部电源电压恒为3 V,发热电阻的阻值为1 Ω。当接通电路后,发热电阻温度升高,这是利用电流的
效应实现高温封口的;发热电阻10 s内产生的热量为 J。
热
90
7.家庭电路中的冰箱和空调是 (选填“串联”或“并联”)的,标有“220 V 100 W”的电器正常工作时,其两端的电压为 V,当此电器正常工作2 h,耗电为 度。
并联
220
0.2
8.如图所示,电源电压不变,小灯泡标有“6 V 3 W”字样,滑动变阻器的最大阻值为24 Ω,求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻和电流。
答案:(1)12 Ω 0.5 A
(2)小灯泡正常发光10 min消耗的电能。
解析:(2)小灯泡正常发光10 min消耗的电能
W=Pt=3 W×10×60 s=1 800 J。
答案:(2)1 800 J
(3)若滑片P在中点时小灯泡恰好正常发光,电源电压。
答案:(3)12 V
能力提升
9.科学思维 将灯泡L和定值电阻R以图甲所示的方式连在6 V的电源上,图乙是L和R的U-I图像,结合图中信息可知( )
A.灯泡L的电阻随着电流的增大而减小
B.灯泡L的实际阻值为10 Ω
C.灯泡L的实际功率为0.8 W
D.定值电阻R的实际功率为6.4 W
C
甲 乙
10.(2025泸州)小飞家响应国家家电以旧换新惠民政策,置换了一台储水式电热水器,铭牌如表所示,原理如图所示。R1、R2是储水箱中加热器内的加热电阻,S1为漏电保护开关,S2为温控开关。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3。
额定加热功率 2 000 W 额定电压 220 V
额定保温功率 400 W 防水等级 IPX4
温度范围 室温 额定容量 50 L
加热方式 双管加热 内胆材质 金属板搪瓷
(1)求保温挡正常工作2 h消耗的电能。
解析:(1)保温挡正常工作2小时消耗的电能
W=P保t=400 W×2×3 600 s=2.88×106 J。
答案:(1)2.88×106 J
(2)求R1的阻值。
答案:(2)96.8 Ω
(3)该电热水器在加热状态下正常工作40 min,使额定容量的水温度升高
20 ℃,求它的热效率。
答案:(3)87.5%
素养培优
11.科学思维 R是一个随推力F变化而变化的电阻器,F与R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙所示的两个电路,R0为定值电阻,阻值为20 Ω,电源电压恒为6 V,电流表的测量范围为0~0.6 A。
甲 乙 丙
(1)图乙中小白同学用300 N的力推电阻器R,求R与R0两端的电压之比及R0的电功率。
答案:(1)1∶2 0.8 W
(2)图丙中,当干路电流不超过电流表的测量范围时,求小白同学推力F的最大值。
答案:(2)200 N
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第十四讲 欧姆定律
知识梳理 夯基础
正比
反比
IR
小明按如图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻器Rx的阻值,该实验的原理是 。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,待测电阻器Rx的阻值为
Ω。
图说物理 扣教材
2
0.5
4
考点一 欧姆定律的理解
易错警示
应用欧姆定律要明确:(1)电阻是导体本身的一种性质,与I、U无关。
(2)不能忽视电压、电流、电阻三者的同一性。
(3)不能忽视电压、电流、电阻三者的同时性。
重难破译 明考向
A.导体的电阻与电流、电压均无关
B.导体的电阻与导体两端的电压成正比
C.导体电阻的大小是由导体两端的电压和通过导体的电流共同决定的
D.导体两端的电压为零时,通过导体的电流和导体的电阻也都为零
A
2.关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.当导体两端的电压一定时,通过该导体的电流跟导体的电阻成反比
B.当导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
C.当通过导体的电流一定时,导体的电阻跟导体两端的电压成正比
D.当导体的电阻一定时,导体两端的电压跟通过它的电流成正比
A
考点二 欧姆定律的有关计算
3.如图甲所示,灯泡L2的阻值为40 Ω。闭合开关,电流表A1、A2的指针偏转均如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.电流表A1的读数为0.3 A
B.通过灯泡L2的电流为1.2 A
C.电源电压为48 V
D.L1的阻值为10 Ω
D
甲 乙
4.(2025长沙)如图所示电路中,闭合开关,电阻器R1和R2的连接方式为
联。已知电源电压为9 V且保持不变,R1的阻值为10 Ω。闭合开关S后,通过R1的电流为 A,此时电流表的示数为1.2 A,R2的阻值为
Ω。
并
0.9
30
5.如图甲所示,R1、R2为定值电阻,电源电压为3 V,闭合开关,电压表示数为1 V;现将R1、R2接入图乙电路,闭合开关,电流表示数为0.3 A,则通过R1的电流为 A。
0.2
6.如图所示电路中,R1和R2是定值电阻,R1的阻值为9 Ω,R2的阻值为3 Ω,电源两端电压保持不变,闭合开关S,电压表示数为3 V。求:
(1)电流表的示数I。
答案:(1)1 A
(2)R1两端的电压U1。
答案:(2)9 V
(3)电源电压U。
解析:(3)电源电压U=U1+U2=9 V+3 V=12 V。
答案:(3)12 V
考点三 电流与电压的关系图像
7. 如图所示是通过某导体的电流I跟导体两端电压U的关系图像,该导体的阻值为( )
A.40 Ω B.30 Ω
C.20 Ω D.10 Ω
D
8.如图所示是电阻器A和B的I-U图像,电阻器A的阻值 (选填“大于”“小于”或“等于”)电阻器B的阻值;若把A和B并联后接入电路中,通过电阻器A、B的电流之比是 。
小于
2∶1
9.定值电阻R和小灯泡L接在如图甲所示的电路中,其两者的U-I图像如图乙所示,当电流表示数为0.6 A时,小灯泡L的电阻为 Ω。
5
实验一 探究电流与电压、电阻的关系(2022年版课标必做实验)
例题 在“探究电流与电压的关系”的实验中:
基础设问
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,要求滑片P向B端滑动
时,滑动变阻器接入电路的电阻变大。(连线时导线不允许交叉)
核心实验 培素养
答案:如图所示
(2)科学推理 正确连接好电路后,闭合开关,发现电压表示数为2.8 V,电流表无示数,滑动滑片P,两电学仪表示数均无变化,则故障原因是
。
(3)小华排除故障后,移动滑片P到某一位置时,电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为 A。若要增大定值电阻R两端的电压,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
定值电阻R断路
0.12
A
(4)科学论证 实验中测得多组数据,绘制出定值电阻R的I-U图像如图丙所示,由图像可得电流与电压的关系是
。本实验所用定值电阻的阻值为
Ω。
在电阻一定的情况下,通过导体的
电流与导体两端的电压成正比
5
拓展设问
(5)科学质疑 在探究电流与电压关系时,不能用小灯泡代替定值电阻的原因是 。
灯丝电阻随温度的变化而变化
(6)小华又取了两个定值电阻,想利用这些器材继续探究电压不变时,电流与电阻的关系。实验中所用定值电阻的阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω,电源电压改为四节新干电池,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图丁所示的图像,由图像可以得出结论:
。
导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(7)上述实验中:
①小华用5 Ω的定值电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 V,读出电流表的示数;
②实验中选用的滑动变阻器规格为 (选填字母)。
A.“50 Ω 1.0 A” B.“30 Ω 1.0 A”
C.“20 Ω 1.0 A”
B
2
A
实验二 用电流表和电压表测量电阻(2022年版课标必做实验)
例题 在测量小灯泡电阻的实验中,小明选用标有“2.5 V”字样的小灯泡进行实验。所用器材如下:新干电池2节,标有“2.5 V”字样的小灯泡、开关各一个,两个滑动变阻器(R1标有“100 Ω 2 A”字样,R2标有“30 Ω 2 A”字样),电流表、电压表各一个,导线若干。
基础设问
(1)请用笔画线代替导线,将如图甲所示的电路补充完整。
甲
答案:(1)如图所示
(2)操作细节 闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P置于 (选填“最左端”或“最右端”)。闭合开关后,发现小灯泡不亮,则接下来合理的操作
是 (选填字母)。
A.断开开关,更换小灯泡
B.移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(3)科学推理 若闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3 V,其原因可能是小灯泡 。
最右端
B
断路
(4)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数如图乙所示,为 V。为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 端滑动。
2.2
乙
左
(5)数据分析 如表所示是记录的实验数据,如图丙所示是小灯泡正常发光时电流表的示数,为 A,则小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω
(结果保留1位小数)。
序号 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 0.1 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1
电流I/A 0.05 0.16 0.19 0.21 0.24 0.26
电阻R/Ω 2.0 3.1 4.7 6.2 7.1 8.1
丙
0.28
8.9
(6)正确连接好电路后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P进行多次实验,图丁中图线 (选填“①”或“②”)是根据实验数据绘出的灯泡I-U图像。
①
丁
拓展设问
(7)由表中的数据可知,小明选用的滑动变阻器应是 (选填“R1”或“R2”)。
R1
(8)小明对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定)、电压表、开关和已知阻值为R0的定值电阻等器材,设计了如图戊所示的电路,测出了未知电阻器Rx的阻值。请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S1、断开开关S2,读出电压表的示数为U1;
②再闭合开关S2,读出电压表的示数为U2;
③待测电阻器的阻值Rx= (用已知量和测量量的字母符号表示)。
戊
基础巩固
分层训练 提能力
C
A.导体电阻由电压和电流决定
B.导体电阻跟它两端的电压成正比
C.导体电阻跟电压和电流无关
D.导体电阻跟通过它的电流成反比
2.如图所示,R1=10 Ω,电流表A1示数为0.5 A,电源电压为10 V。下列叙述不正确的是( )
A.R1与R2并联
B.R2的阻值为20 Ω
C.R1两端电压为10 V
D.电流表A的示数为1 A
D
3.小王同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的I-U图像。根据图像,下列说法错误的是( )
A.通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B.导体A的电阻小于导体B的电阻
C.A、B两导体并联后的总电阻R并的I-U图像在图中的①区域
D.A、B两导体串联后的总电阻R串的I-U图像在图中的②区域
D
4.如图所示是同学们设计的汽车油量表电路,滑动变阻器R的滑片P跟金属滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动。下列说法错误的是( )
A.如果把浮子对杆产生的力作为动力,滑杆是费力杠杆
B.电路中的定值电阻R0可以保护电路,一定不能去掉
C.当油量增多时,电流表示数不变,不可将其改装为油量表
D.当油量增多时,电压表示数变大,可将其改装为油量表
B
5.为保障高铁安全运行,列车上安装有烟雾报警装置。如图甲所示是某校学习小组设计的列车烟雾报警器的简化原理图,电源电压保持不变,R0是定值电阻,R是光敏电阻,其阻值随光照强度的变化关系如图乙所示。闭合开关S,当射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时,光照强度减弱,则电流表的示数
,电压表的示数 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
变小
变大
6.如图所示的电路中,R2的阻值为3 Ω。闭合开关之后,电压表的示数为6 V,电流表的示数为1 A,则R1= Ω;如果断开开关,电压表的示数是 V。
9
6
7.两定值电阻R1=20 Ω,R2=30 Ω。若将两定值电阻串联在电路中,则这两个定值电阻两端的电压之比U1∶U2= ;若将两定值电阻并联在电路中,则通过它们的电流之比I1∶I2= 。
2∶3
3∶2
能力提升
8.如图所示的电路,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法正确的是( )
A.电路的总电阻将变小
B.电压表示数变大,电流表示数不变
C.电压表示数不变,电流表示数变小
D.电压表和电流表示数都不变
D
9.(2025北京)某同学用如图所示的其中一个电路做实验,电源电压恒定,R1为定值电阻,逐渐改变滑动变阻器R2连入电路中的阻值大小,记录电流表和电压表的示数如表所示。该实验所用的电路是( )
I/A 0.08 0.09 0.10 0.14 0.16 0.19
U/V 0.82 0.90 1.05 1.44 1.65 1.94
B
10.(2025内蒙古一模)现有如下器材:电源(恒为3 V),阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω、40 Ω的定值电阻,滑动变阻器(20 Ω 1 A),电流表,电压表,开关,导线若干。利用以上器材探究电流与电阻的关系。
(1)设计电路如图甲所示,电路中选用滑动变阻器的目的是保护电路和
。
控制定值电阻两端的电压不变
甲
(2)依据电路图连接电路,请用笔画线代替导线将图乙实物电路连接完整,导线不要交叉,闭合开关前,滑片P移到最 端。
右
乙
答案:如图所示
(3)将5 Ω定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑片使定值电阻两端电压为
2 V,测得电流值如图丙所示,示数为 A。更换定值电阻,重复上述操作,又测得3组数据如表所示。
0.4
电阻R/Ω 5 10 20 40
电流I/A 0.2 0.1 0.05
丙
(4)分析表中数据,可发现数据间存在的关系是 。
由此可得:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成
。
(5)用50 Ω的定值电阻进行上述实验,无法将其两端电压调为2 V。为了顺利进行实验,可采取的措施是 。
电流与电阻的乘积是定值
反比
更换最大阻值不小于25 Ω的滑动变阻器
素养培优
11.(2025赤峰松山区三模)为确保道路交通安全,我国的高速公路根据路况不同设有不同的限速规定。小明设计了一个车速报警装置,其简化电路如图甲所示,电源电压保持不变,可变电阻RV的阻值随车速变化关系如图乙所示。在路况较好的丹锡高速赤峰段,R接入电路的阻值为20 Ω,当车速为60 km/h时,电压表的示数为4 V,根据限速要求,小明设计在此路段当车速达到120 km/h时,电路开始报警。
甲 乙
(1)求电源电压。
答案:(1)6 V
(2)求在丹锡高速赤峰段,电路开始报警时电路中的电流。
答案:(2)0.2 A
(3)若保持该电路的报警电流不变,在路况稍差一些的大广高速赤峰段,当车速达到100 km/h时,电路就开始报警,则小明需要将R的阻值由20 Ω调整为多少欧
答案:(3)10 Ω
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第十六讲 生活用电
知识梳理 夯基础
生活用电
并联
变大
变大
相线
中性线
电源
生活用电
大
低
电流过大
相
中性
相
中性线
相线
保护线
金属外壳
大地
断开
1.家庭电路中各用电器 ,当多个用电器同时使用时,用电器的
很大,由I= 知电路的总电流 ,易引发线路故障。
图说物理 扣教材
并联
总功率
增大
2.家庭电路中的触电事故都是人体直接或间接接触 引起的,即人体、导线和电网中的供电设备构成 电路,大电流通过人体而发生的;甲图人 触电,乙图人 (后两空均选填“会”或“不会”)触电。
相线
闭合
会
会
3.使用测电笔时,手指要按住笔尾金属体(或金属笔卡),当笔尖接触相线时,电流经过笔尖、电阻器、氖管、弹簧,再经过人体流入大地,相当于构成闭合电路,氖管就会 ;当笔尖接触 时,氖管中不会有电流,不发光。
发光
中性线
4.三脚插头的①号脚与用电器的 相连,插座上的①号孔接
;当三脚插头插入三孔插座时,用电器的金属外壳就与
相连通,这样万一用电器的外壳带电,电流就会流入 ,防止造成触电事故。
金属外壳
保护线
大地
大地
考点一 安全用电
1.(2025内蒙古改编)小智发现奶奶家墙上的两孔插座烧坏了,他更换新插座的过程包括五个环节:①断开总开关;②将新插座装回墙上;③拆下旧插座;④闭合总开关;⑤将电线按“左孔接中性线,右孔接相线”接到新插座的接线柱上。下列操作顺序符合安全用电原则的是( )
A.①③④⑤② B.①③⑤②④
C.③⑤①②④ D.③⑤②①④
重难破译 明考向
B
2.(2025内蒙古模拟)关于生活中的用电行为,合理的是( )
A.搬动用电器前断开电源开关
B.插线板上接多个大功率用电器
C.电动自行车放在楼道内充电
D.手机充电器长时间插在插座上
A
3.若我们发现身边有人触电,应立即采取的安全措施是( )
A.伸手拉开 B.剪断电线
C.电话报警 D.切断电源
D
4.(2025陕西)为了市民电动车的充电安全,很多地方都配备了安全充电站,如图所示。关于充电站和电动车的安全充电,下列做法符合安全用电原则的是( )
A.充电站插座的外壳用导体制成
B.充电过程中起火立即用水浇灭
C.将电动车的电池拆下后带回家充电
D.充电结束后自动切断电源
D
考点二 家庭电路
方法技巧 安全用电在元件连接上的体现
(1)主要元件连接方法及次序:总开关要装在电能表之后,用户保险装置之前。电能表、总开关、用户保险装置均需串联在电路中。
(2)支路开关要与被控元件串联且要接在相线一侧;
电灯、三孔插座的正确连接如图所示。
(3)有的大功率的插座有一根保险丝(管),这根保险丝(管)要连接在相线上。
5.(2025鄂尔多斯二模)如图所示为某家庭电路简化后的示意图。对于这个家庭电路,下列说法正确的是( )
A.导线b是相线,提供电能
B.电能表上计数器示数的单位是千瓦
C.若空气开关突然跳闸,原因可能是电路中出现短路
D.正确使用测电笔插入三孔插座某孔,氖管灯不亮,该孔一定接中性线
C
6.(2025绥化)如图所示是家庭电路的一部分,进户线在图中左侧。闭合开关,灯泡不亮,用测电笔检测发现a、b、c三处氖管发光,d处氖管不发光。则电路故障是( )
A.灯泡断路
B.b、c间断路
C.a、d间断路
D.进户线中性线断路
C
7.(2025广西)某测电笔的构造如图所示。正确使用测电笔时,手指按住笔卡,用测电笔的 部位接触导线的芯线,若氖管发光,则该导线是
(选填“相线”或“中性线”)。
笔尖
相线
8.(2025河南)如图所示是家庭电路的一部分,三孔插座可单独工作,开关控制灯泡。请用笔画线表示导线,将对应的电路连接完整,并符合安全用电原则。
答案:如图所示
基础巩固
1.如图所示为某同学设计的部分家庭电路示意图,其中用电器元件连接不正确的是( )
A.带开关的灯泡
B.两孔插座
C.空气开关
D.三孔插座
分层训练 提能力
A
2.物理学与日常生活 (2025山西)小明写作业时,书桌上发光的台灯突然冒烟着火。他立即要做的是( )
A.用水浇灭 B.用书拍灭
C.用嘴吹灭 D.切断电源
D
3.如图所示,带有USB接口的插线板有过载保护功能,若接入的用电器总功率超过2 500 W,它会自动切断电路。当插线板上已接入一台800 W的吸尘器正在工作,同时一个USB接口正在给某电子设备充电,充电功率是10 W,再将一个
1 200 W的电热水壶接入插线板并闭合开关,插线板立即切断电路。下列说法错误的是( )
A.插线板的外壳是用绝缘材料制成的
B.吸尘器和被充电的电子设备是并联的
C.插线板切断了电路是因为接入的用电器总功率过大
D.插线板切断了电路的原因可能是电热水壶的内部电路短路
C
4.如图所示的家庭电路示意图,其中有灯泡、开关、保险装置、总开关、两孔和三孔插座未画出,且各元件的安装符合安全用电原则。则下列说法正确的是( )
A.图中①处是总开关,②处是保险装置
B.图中③处是灯泡,④处是开关
C.有金属外壳的电热水壶应该接在⑤处
D.电能表是测量家庭电路中所有用电器总电功率的装置
A
5.学校志愿服务队的同学学习了电学知识后,在社区的志愿服务活动中增加了为社区居民解决电路故障的服务,深受社区居民的欢迎和赞赏。下列操作中,符合安全用电原则的是( )
A.换灯泡:取下坏灯泡→切断电源→换上新灯泡→通电测试
B.换开关:断开旧开关→取下旧开关→换上新开关→通电测试
C.换插座:拆旧插座→测出相线→切断电源→装新插座→通电测试
D.安装灯:测出相线→切断电源→铺设新线→装开关和灯→通电测试
D
6.(2025天津)图甲是小明房间的一个插座,用测电笔测试A孔时氖管发光。他想把图乙中的插头插入插座中,下列说法正确的是( )
A.A孔与中性线相连
B.D脚插入A孔更安全
C.D脚插入B孔更安全
D.D脚插入A孔和B孔同样安全
B
7.有甲、乙、丙三个带电体,甲物体排斥乙物体,乙物体吸引丙物体。如果丙物体带正电荷,则甲物体带 电荷。如图所示是某测电笔的外形图,
A、B、C、D、E所指的部位如图中标注所示,在通常情况下,属于绝缘体的是 ,在检测时,手一定要接触 (后两空均选填图中部位的对应字母)。
负
B
E
8.在遵守安全用电的前提下,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
答案:如图所示
能力提升
9.如图所示,甲站在干燥的木桌上,一只手接触到相线;乙站在干燥的木桌
上,一只手接触到相线,此时丙站在地面上用手去拉乙,则关于甲、乙、丙三人是否触电,下列说法正确的是( )
A.甲、乙、丙三人都发生了触电事故
B.甲发生了触电事故
C.乙、丙两人只有乙发生了触电事故
D.乙、丙两人都发生了触电事故
D
10.(2025武汉)图甲是一个常用的插线板,图乙是其内部部分元件连接的示意图。将一盏台灯的插头插入插线板的插孔内,闭合插线板开关和台灯开关,台灯正常发光。下列说法正确的是( )
A.断开插线板开关,台灯仍正常发光
B.断开台灯开关,指示灯会熄灭
C.若指示灯断路,台灯仍正常发光
D.若台灯内部短路,指示灯会被烧坏
C
11.电工师傅常用一只额定电压为220 V的灯泡L0(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况,如图所示。当开关S闭合后,再分别闭合开关S1、S2、S3(每次只能闭合其中之一)时,可能出现以下三种情况,试判断(选填“短路”“断路”或“正常”):
(1)L0不亮,说明该支路 。
(2)L0正常发光,说明该支路 。
(3)L0发光呈暗红色,说明该支路 。
断路
短路
正常
12.【设计实验】
目的:认识短路的危害。
器材:低压电源(直流6 V)、开关、额定电流为 1 A 的保险丝、额定电压为6 V的灯泡、导线、电流表(演示电流表,0~5 A)等。
【进行实验】
(1)如图所示,C、D间接上一段保险丝,A、B间
接入电流表,其他部分按图示连接好电路。
(2)当开关闭合时,灯泡 (选填“发光”或“不发光”),电流表 (选填“有”或“无”)示数。
(3)断开开关,在B、D间接一根粗铜丝,当闭合开关的瞬间,你将会观察到
。
A.电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断
B.电流表的指针无示数,保险丝不会熔断
C.电流表读数稳定不变,灯泡正常发光
D.电流表读数稳定不变,灯泡不亮
发光
有
A
【分析与论证】
B、D间接入铜丝时,灯泡被短路。根据欧姆定律知道,闭合开关的瞬间,线路中的电流 ,通过保险丝和铜丝的电流 ,但是保险丝的电阻比铜丝的电阻大很多,在电流相同时,导体的电功率跟电阻成 比,所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多,使保险丝的温度升高,这实际是我们学过的电流的 效应。
很大
相同
正
热
素养培优
13.物理学与日常生活 爷爷家的电饭锅不能做饭了,小敏检查发现电源插头处有烧焦的痕迹。
奶奶埋怨爷爷:“每次做完饭都让你把插头从插座上拔下来,而你从电饭锅连接口拔出就算完事,插头总在插座上插着,看,烧坏了吧!”
爷爷辩解道:“插头不是在做完饭后烧坏的,从锅上拔出后就没电了!”
奶奶:“还有电,千万不能摸!”
……
思考:爷爷说的“没电”,奶奶认为的“有电”,插头烧热的原因可能是什么呢
结合你所掌握的科学知识,请给爷爷和奶奶一个合理的解释以及安全用电的建议。
答案:爷爷和奶奶的说法都正确,只是角度不同,爷爷说的“没电”是指插头处电路断开,没有构成回路,所以没有电流;奶奶认为的“有电”是指有电压,当用手指触摸插头,可能导致相线——人体——大地构成回路,从而触电。
插头烧焦可能是插头处短路、线路老化、电流过大等原因导致发热过多引起的。
安全用电建议:①将插头插入插座时,手不要接触金属插脚;②防止绝缘层老化或破损;③不要用潮湿的手触摸电器、插座和开关;④用电器使用后要及时拔下插头;⑤定期检查用电器和线路等。
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模块三 电磁学
第十三讲 电流、电路、电压、电阻
知识梳理 夯基础
电流、电路、电压、电阻
吸引轻小物体
转移
正
负
正
负
排斥
吸引
带电
同种电荷互相排斥
库伦
原子核
电子
相等
电流、电路、电压、电阻
容易
不容易
用电器
通
短
一
并列
多
整个
电流、电路、电压、电阻
定向移动
正电荷
A
10-3
10-6
V
103
10-3
电流、电路、电压、电阻
串
并
0.28
1.4
2.5
12.5
相等
之和
相等
之和
电流、电路、电压、电阻
阻碍
R
Ω
长度
横截面积
大
温度
长度
最大处
1.验电器可以检验物体 ;当用带负电的橡胶棒接触金属球时,金属球 电子,使两片金属箔都带 电,由于 而张开。
是否带电
图说物理 扣教材
得到
负
互相排斥
2.如图所示,在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,就可以制成一个电池。用电压表测量这个自制电池的电压,电压表的示数为 V,铜片是电池的 极。
0.42
正
考点一 电荷
1.《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,“吸得芥子”是由于琥珀摩擦起电而吸引轻小物体。关于上述现象,下列说法正确的是( )
A.摩擦过程中产生了电荷 B.摩擦过程中电荷发生了转移
C.摩擦后只有琥珀带上电荷 D.芥子被吸引后与琥珀带异种电荷
重难破译 明考向
B
2.(2025河南)用干燥的毛皮分别摩擦两个由橡胶制成的气球,使两个气球均带电。将两气球靠近时,下列能正确反映两气球所带电荷的种类和相互作用情况的是( )
B
A B C D
3.(2025广州)如图所示是氦原子的结构示意图,则氦原子( )
A.核外有2个电子 B.整体有4个电子
C.核外有2个正电荷 D.整体有4个正电荷
A
考点二 导体和绝缘体
4.(2025广西)将下列物体接入如图所示电路的A、B两点,可使小灯泡发光的是( )
A.玻璃片 B.塑料尺
C.橡皮筋 D.金属棒
D
5.在干燥的冬季,人们脱换被套时会听到“噼里啪啦”的声音,并伴有火花产生。为解决这一问题,一种带有导电丝的被套被研发出来。该导电丝采用的材料可能是( )
A.塑料纤维 B.玻璃纤维
C.陶瓷纤维 D.石墨纤维
D
考点三 电路和电流
6.(2025安徽)如图所示,M、N为两个相同的验电器,M带正电,N带负电,M的金属箔张开的角度大于N的金属箔张开的角度。若用一带绝缘柄的金属棒把M和N的金属球连接起来,则( )
A.电子从M转移到N
B.金属棒中始终有电流
C.产生的电流方向从N流向M
D.M的金属箔张开的角度减小
D
7.(2025包钢三模)如图所示,某同学将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在两节电池的两极,发现铝箔纸发热并燃烧。下列说法正确的是( )
A.用普通纸代替铝箔纸也能完成实验
B.该实验能说明短路带来的危害
C.实验中发现铝箔纸较细的部位先燃烧,是因为该处的电流大
D.实验时使用两节干电池串联的目的是减小铝箔纸两端的电压
B
8.(2025烟台)如图所示,闭合开关,小灯泡L1和L2均能发光。下列关于该电路的分析正确的是( )
A.若甲为电流表,则两灯一定并联
B.若乙为电流表,则乙测通过L1的电流
C.若丙为电流表,则丙只测量通过L1的电流
D.若甲为电流表,则乙可能为电压表
A
9. (2025湖北)某款家用蒸汽洗地机设计为:开关S1控制电机M1和M2同时工作,实现洗地和污水回收;开关S2单独控制电阻R加热水产生蒸汽;一旦机器发生倾倒,开关S3断开整个电路。下列电路图符合设计要求的是( )
D
A B C D
考点四 电压和电压表
方法技巧 “去源法”判断电压表的测量对象
选取电压表接在电路中的两个接点为分点,将两点间含有电源的那部分电路“去掉”,分析电压表与哪个用电器组成闭合电路,电压表测量的就是哪个用电器两端的电压。
10.(2025呼和浩特启东中学模拟)下列关于物理量的估测,符合实际的是
( )
A.家庭电路的电压为380 V
B.一节干电池的电压为2 V
C.智能手机电池电压约为3.7 V
D.家用空调正常工作的电流约为1 A
C
11.如图甲所示电路,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.8 V 2 V
B.10 V 2 V
C.2 V 8 V
D.2 V 10 V
A
甲 乙
考点五 电阻与变阻器
12.(2025广西)在如图所示的电路中,用点燃的蜡烛对镍铬合金丝加热。发现小灯泡缓慢变暗。分析可知,镍铬合金丝的阻值变大,而导致其阻值变化的主要因素是( )
A.质量 B.长短
C.粗细 D.温度
D
13.物理学与社会发展 我国自主研发的IGBT芯片是高铁强劲有力的心脏。制造芯片的硅材料是( )
A.导体 B.绝缘体
C.半导体 D.超导体
C
14.(2025成都)小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是( )
B
A B
C D
15.(2025达州)一节新干电池的电压约为 V,如图所示电阻箱阻值读数为 Ω。
1.5
2 096
实验一 探究串联电路和并联电路中电流的特点(2022年版课标必做实验)
例题 【探究名称】探究并联电路中电流的特点。
【提出问题】如图甲所示的并联电路中,通过A、B、C各处的电流之间会有什么关系
核心实验 培素养
【设计实验与制订方案】
基础设问
(1)将图乙中元件按要求用笔画线代替导线连接,L1、L2并联,S控制整个电路,电流表测量通过L1的电流。
答案:如图所示
(2)把电流表分别接入到电路中的A、B、C处,测出通过它们的电流,填入表中。
序号 A处的电流IA B处的电流IB C处的电流IC
1 0.22 0.12 0.10
2 0.48 0.22 0.26
3 0.55 0.30 0.25
(3)为了让由实验数据所归纳的结论更具有可靠性,在不改变电源及电路连接的基础上,还应当 。
(4)整理器材。
换用不同规格的灯泡多次测量
【分析与论证】
(5)在连接电路时,刚接好最后一根导线,电流表的指针立即发生如图丙所示的偏转,则可知,在连接电路时操作的不当之处是①
;② 。
电流表正、负接
线柱接反了
连接电路时未断开开关
(6)上面设计的表格中存在的不足之处是 。
(7)表格补充完整后,通过对上面数据的分析,可以得出结论:
。
电流缺少单位
在并联电路中,干路中的电流等于各支路中的电流之和
拓展设问
(8)完成以上实验后,小明开始探究串联电路的电流规律,按图丁连好串联电路,闭合开关S后,发现灯泡L1比L2更亮,于是他猜想可能有以下原因:
猜想一:经过L1的电流比L2大。
猜想二:L1更加靠近电源正极。
为验证猜想,他作了以下探究:
①为了验证猜想一,小明用电流表分别测出图丁中A、B、C三处的电流,电流表示数均相同,说明猜想一 (选填“正确”或“错误”)。同时他发现:该电路中任意一处断开,L1、L2均不能发光,说明串联电路有
条电流路径。
②为了验证猜想二,小明对调两个灯泡在电路中的位置,闭合开关,发现仍是L1比L2更亮,说明猜想二 (选填“正确”或“错误”)。
错误
错误
一
实验二 探究串联电路和并联电路中电压的特点(2022年版课标必做实验)
例题 某学校实验小组对串、并联电路中电压的规律进行了探究。下列是小刚探究串联电路电压规律的过程:
基础设问
(1)实验中,小刚需要选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)他在检查实验器材时发现电压表的指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是 。
不同
调零
(3)根据图甲中的电路图,用笔画线代替导线,将如图丙所示的实物图连接起来。
答案:(3)如图所示
(4)小刚用电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3 V的测量范围,小丽说这样不行,规范的操作方法是先用 进行试触。
(5)在测量L1两端的电压时,闭合开关S,发现电压表示数为零,原因可能是
(填出一种即可)。
(6)小刚正确测出了L1两端的电压U1=2.4 V后,保持电压表的B连接点不
动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。他 (选填“能”或“不能”)测出L2两端电压,理由是 。
0~15 V的测量范围
L2断路(或L1短路)
不能
电压表的正、负接线柱接反了
(7)小刚分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表中
序号 UAB/V UBC/V UAC/V
1 1.9 1.9 4.0
2 2.0 2.0 4.1
3 2.2 2.2 4.2
分析数据后小明得出下面的结论:
①串联电路中各部分电路两端的电压相等;
②在误差允许范围内,串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
其中结论 是错误的,导致错误结论出现的原因是
。
①
每次都选用了
规格相同的小灯泡进行实验
拓展设问
(8)探究完串联电路电压的特点后,小刚又用如图丁所示的电路图探究了并联电路中电压的特点,按照电路图丁连接好实物,闭合开关S后测出实验数据记录在表格中。
序号 V1示数/V V2示数/V V示数/V
1 1.0 1.0 1.0
2 2.5 2.5 2.5
3 4.0 4.0 4.0
根据小刚的实验数据,可归纳得出结论:在并联电路中,电源两端电压等于
。
各支路两端的电压
基础巩固
1.如图所示是一款蓝牙LED音箱,其中制作LED(发光二极管)的材料是
( )
A.导体 B.绝缘体
C.半导体 D.超导体
分层训练 提能力
C
2.自制仪器 (2025福建)如图所示,大头针插在玻璃瓶的软木塞上,把金属箔悬挂在大头针上。带电体接触大头针后,金属箔张开,此过程( )
A.正电荷发生转移
B.可检验带电体的电性
C.金属箔带上同种电荷
D.张开角度越小,所带电荷越多
C
3.下列关于电流和电路的说法中,正确的是( )
A.用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫作正电荷
B.串联电路中电流从正极流向负极的过程中,电流越来越小
C.并联电路中有两条以上电流路径,各支路的电流大小一定不相等
D.测电流时,必须将电流表和被测的用电器串联,并且电流必须从电流表的正接线柱流入
D
4.青少年科技创新大赛的获奖作品——5G高铁轨道螺丝警报器,设计了检测螺丝松动的报警方案,其主要原理是螺丝(其电阻不计)连接在电路中,当螺丝松动时,它会与下端的导线分离而使导线断开,此时报警灯L亮起发出警报,及时提醒工人修理。下列符合题意的电路图是( )
D
5.根据如图所示的实物图判断,下列说法正确的是( )
A.灯泡L1与L2并联
B.电流表测量通过灯L2的电流
C.电压表测量灯L2两端的电压
D.电压表测量电源电压
B
6.(2025广安)甲、乙、丙三个轻质带电小球用绝缘细线悬挂,甲带正电,小球间的相互作用如图所示,乙带电情况是带 (选填“正电”或“负电”),乙和丙带 (选填“同种”或“异种”)电荷。
负电
同种
7.(2025成都)小丽为班级科学晚会制作了一款以串联方式连接的彩灯,如图所示。接通电路后,她观察到灯泡亮度不同,根据所学知识判断出通过每个灯泡的电流大小 。根据简单电路的组成要素,该电路还缺少的一个电路元件是 。
相等
开关
8.如图所示电路,电源电压恒为3 V,闭合开关S,电流表的示数为0.6 A,电压表的示数为1 V,则通过电阻器R2的电流为 A;电阻器R1两端的电压为 V。
2
0.6
9.白炽灯用久了灯丝变细,灯丝电阻 ;一根电阻丝对折后接入电路中,对折后的阻值 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
变大
变小
10.(2025陕西)如图所示,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:小灯泡L1与L2串联,电压表测量小灯泡L1两端的电压。
答案:如图所示
能力提升
11.(2025眉山)如图所示电路中,电源电压恒为6 V。闭合开关S,电路正常工作,电压表的示数为3 V。一段时间后,电压表的示数由3 V变为6 V,电流表示数增大。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,则电路中的故障是( )
A.R1断路 B.R2断路
C.R1短路 D.R2短路
C
12.如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,b与金属滑片相连,转动旋钮可调灯泡亮度,下列分析不正确的是( )
A.若只将a、c与灯泡串联接入电路,转动旋钮,灯泡亮度改变
B.若只将b、c与灯泡串联接入电路,顺时针转动旋钮,灯泡亮度会变亮
C.若要改变灯泡的亮度,可以将a、b或b、c与灯泡串联接入电路
D.电位器通过改变电阻丝的长度来改变接入电路的电阻
A
甲 乙
13.物理学与日常生活 如图所示是一种防火警报器,这款警报器的触发装置是石墨,其原理是整个电路的电压不变,当有火灾发生,温度较高的空气扩散到警报器的触发装置处时,石墨的温度 ,电阻 ,通过触发装置的电流会变大。从而发出警报;当没有电流通过时,石墨的电阻
(选填“为0”或“不为0”)。
升高
变小
不为0
素养培优
14.科学思维 做饭时,小玉妈妈不小心将胡椒粉撒到了粗粒盐盒里,她想将胡椒粉与盐分离,但是没有办法。小玉急中生智,拿了一根筷子在毛皮上摩擦几下,然后将筷子靠近胡椒粉,胡椒粉被吸到筷子上,成功地将其与粗粒盐分开。请回答:
(1)小玉选用的筷子是金属的还是塑料的
答案:(1)塑料的。
(2)请解释胡椒粉与粗粒盐分开的原因。
答案:(2)塑料筷子跟毛皮摩擦带电,带电体具有吸引轻小物体的性质,带电的筷子吸引胡椒粉,将其与粗粒盐分开。
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