第十一章 简单电路
一、认识电路
知能演练提升
ZHINENG YANLIAN TISHENG
/能力提升/
1.在下列器件中,全部都是用电器的是( )
A.电铃、电池组、白炽灯
B.日光灯、电风扇、电视机
C.洗衣机、收录机、开关
D.电源、插座、电线、空调器
2.在日常生活中,人们常说“开灯”“关灯”,其物理含义是( )
A.开灯是指断开开关,关灯是指闭合开关
B.开灯和关灯都是指闭合开关
C.开灯是指闭合开关,关灯是指断开开关
D.开灯和关灯都是指断开开关
3.电动自行车两刹车手柄中各有一只开关S1和S2。在行驶中用任意一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作。如图电路符合要求的是( )
/
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4.某实验小组用两个相同的小灯泡连接成如图所示的电路,当开关闭合后发现,甲、乙两灯都不亮,为了找到故障原因,小张用一根导线来检查。当导线与A、B两点连接时,甲灯不亮、乙灯亮;当导线与B、C两点连接时,两灯都不亮。由此推测故障是( )
A.A、B两点间存在短路
B.A、B两点间存在断路
C.B、C两点间存在短路
D.B、C两点间存在断路
5.一本用电常识书中列出了白炽灯的常见故障与检修方法,如下表所述,造成此“灯泡不亮”的共同原因是电路中出现了( )
故障现象
可能原因
检修方法
灯泡不亮
1.灯泡的灯丝断了
换新灯泡
2.灯头内的电线断了
换新线并接好
3.灯头、开关等处的
接线松动,接触不良
检查加固
A.短路 B.通路
C.断路 D.支路
6.某同学自己安装了一个门铃,接上两节新电池后,发现电池迅速发热。这是因为( )
A.门铃响了
B.电路可以形成通路,门铃没响
C.电路出现了短路
D.电路出现开路
7.如图所示,电路元件及导线连接均完好,闭合开关S1、S2,则( )
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A.L1不能发光,L2能发光
B.L1能发光,L2不能发光
C.L1、L2都能发光
D.L1、L2都不能发光
8.根据如图所示的电路图将实物图连接完整,用笔画线代替导线。
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/探究创新/
9.汽车中有如图所示的电路。电路中上端带金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连,M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上,汽车静止时,M上的金属细杆与红、绿灯下端的触头都不接触,当汽车向前启动时( )
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A.红、绿灯都亮
B.红、绿灯都不亮
C.红灯亮,绿灯不亮
D.红灯不亮,绿灯亮
参考答案
知能演练·提升
1.B 用电器是利用电能来工作的设备。
2.C 日常生活中,说“开灯”是指让灯亮起来,所以需闭合开关;说“关灯”是指让灯熄灭,需要断开开关。
3.A 由题意可知,开关S1和S2串接在电路中,共同控制电动机的工作,故A符合题意,B、C、D不符合题意。
4.B 闭合开关时两灯均不亮,说明电路中某处断路,或是两灯均短路;用导线先连接在A、B两点时,发现甲不亮、乙亮,说明电路通路,两灯泡不可能短路,乙不可能断路;同时因导线连接在B、C两点时,两灯均不亮,说明只能为A、B两点间发生了断路(开路)。
5.C “灯丝断了”“电线断了”“接触不良”都是电路中某处出现了断路,从而导致电路中没有电流。
6.C 若门铃响了,则电路正常,电池不会迅速发热,A错误;门铃没响,说明门铃中无电流通过,该电路断路,电池也不会发热,B错误;若电路出现开路,则电路中无电流,电池也不会发热,D错误;由电池迅速发热可知,该电路中电流过大,说明电路中出现了短路,所以C正确。
7.B 当闭合开关S1、S2时,灯泡L2短路,只有L1接入电路中,所以L1能发光,L2不能发光,正确的选项是B。
8.解析: 这类题要先看懂电路图。图中开关同时控制两盏灯,灯L1和L2并列接在电路中。我们可以分别将L2和L1接入电路,步骤如图所示。
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答案: 如图乙所示
9.D 当汽车向前启动时,由于金属滑块M具有惯性,保持原来的静止状态,因此金属滑块M与绿灯下端的触头接触,绿灯所在的电路连通,故绿灯亮,红灯不亮。
二、学生实验:组装电路
知能演练提升
ZHINENG YANLIAN TISHENG
/能力提升/
1.如图所示,开关都闭合时,灯泡L1与L2组成串联电路的是( )
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2.在如图所示电路中,L1和L2的连接方式是( )
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A.L1和L2都为并联
B.L1和L2都为串联
C.甲图中L1、L2为串联,乙图中L1、L2为并联
D.甲图中L1、L2为并联,乙图中L1、L2为串联
3.如图所示与实物图相对应的电路图是( )
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4.如图所示的电路中,开关只控制灯L2的电路是0( )
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5.某品牌的微型电脑吸尘器有两个开关,开关S1控制照明灯L和吸尘电动机M,开关S2只控制吸尘电动机M。如图所示的电路图中符合要求的是( )
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6.(2017·四川成都)小聪观察家里的冰箱,发现冰箱的灯在开冰箱门时亮,关冰箱门时灭;冰箱的压缩机则在需要制冷时才工作。关于冰箱里的灯和压缩机的连接方式,下列判断正确的是( )
A.一定是串联
B.一定是并联
C.有时是串联,有时是并联
D.不能判断是串联还是并联
7.小宁用四盏灯、两个开关,设计了教室的照明电路,要求每个开关都能独立控制两盏灯。如图所示的电路图中,符合要求的是( )
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8.在进行英语听力测试时,各考场的有线扬声器是同时开播,也是同时停播的。它们的连接方式是 联,原因是它们 (选填“能”或“不能”)独立工作。?
9.近年来,某市新增了不少新能源公交车,在公交车后门的两侧扶手上,各装有一个按钮(相当于一个开关),想要下车的乘客只要按下任何一个按钮,装在驾驶台上的指示灯都会发光,提醒司机有乘客需要下车。请设计一个符合要求的电路图(已画出指示灯和电源,如图所示)。
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/探究创新/
10.有一个电源、两个开关、两个灯泡、一个电铃和导线若干,将它们组成电路,要求开关S1闭合时,灯L1亮,电铃响;开关S2闭合时,灯L2亮,电铃不响,画出电路图。
参考答案
知能演练·提升
1.C A图中开关闭合后,将L2短路,故A错;B图中开关闭合后,两灯并联;D图中开关闭合后是一个混联电路,L2与L3先串联后再与L1并联。只有C电路符合要求。
2.A
3.D 由实物图可知,灯L1和L2并联,开关S1在干路上,开关S2控制L2,故正确的选项是D。
4.C
5.D 结合题图,根据题中描述可知,电动机M和灯泡L并联,开关S1在干路上,开关S2控制电动机M,应跟电动机串联,故正确的选项为D。
6.B 由于照明用的灯和冰箱的压缩机互相不影响,所以它们之间是并联的关系。
7.B 每个开关独立控制两盏灯,那么每两个灯泡和一个开关串联后再并联,符合要求的电路是B。
8.解析: 串联电路中各用电器互相影响,其中一个用电器断开,其他用电器也不能工作;并联电路中各用电器独立工作,互不影响。各考场的扬声器虽然同时开播,同时停播,但它们能独立工作,故是并联的。
答案: 并 能
9.解析: 只要按下任何一个按钮,指示灯都会发光,说明这两个开关互不影响,是并联的。
答案: 如图所示
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10.解析: S1闭合时,灯L1亮,电铃响,由此可判断S1与L1和电铃串联或L1和电铃并联后再和S1串联;S2闭合时,灯L2亮,电铃不响,由此判断S2和L2串联,单独在一条支路上。
答案: 如图所示
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三、电 荷
知能演练提升
ZHINENG YANLIAN TISHENG
/能力提升/
1.
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如图所示,用毛皮摩擦过的塑料尺能吸引纸屑,此现象说明0( )
A.物质是由分子组成的
B.分子间存在着吸引力
C.分子是带电的粒子
D.带电体能吸引轻小物体
2.如图所示,无风条件下卡通造型的铝箔气球两次均向带电棒靠近但未接触,气球( )
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A.不带电 B.带正电
C.带负电 D.带电情况无法判断
3.用毛皮摩擦过的气球能粘在墙面上不掉下来,下列现象与其实质相同的是( )
A.寒冷的冬天用湿手摸户外的金属单杠,手会被粘上
B.在干燥的天气里,用塑料梳子梳头发时,头发会被梳子粘起
C.两个铅柱底面削平挤压后能粘在一起
D.电视里讲解棋类比赛时,棋子可以粘在竖直悬挂的棋盘上
4.一个验电器的两个金属箔因带电而张开,现用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,发现验电器两个金属箔张角增大,则原来验电器( )
A.带正电 B.带负电
C.带异种电荷 D.不带电荷
5.甲、乙、丙三个轻质小球,甲球排斥乙球,乙球吸引丙球,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两球一定带异种电荷
B.甲、乙两球一定带同种电荷
C.乙、丙两球一定带异种电荷
D.乙、丙两球一定带同种电荷
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6.(2017·江苏泰州)用塑料棒摩擦毛衣,塑料棒能够吸引纸屑,说明带电体具有 的性质。如果用塑料棒接触验电器金属小球(如图所示),验电器的金属箔片张开,这是因为箔片带 (选填“同”或“异”)种电荷相互排斥。摩擦起电的实质是 在物质间转移。?
7.在干燥的天气里,用塑料梳子梳头发时,头发会随着梳子飘起来,这是因为梳子和头发摩擦时带上 电荷,互相 的缘故。?
8.将一根塑料绳一端握紧,把绳尽可能撕成细丝,用手从上向下捋几下,观察到的现象是 ,说明的道理是 。?
9.如图所示的漫画反映了用塑料桶装运汽油的一个悲剧故事。装运汽油为什么不准用塑料桶,而要用金属桶?
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用塑料桶装运汽油的悲剧
/探究创新/
10.小明参观了科技馆后,一组静电实验给他留下了深刻的印象,回来后他把实验情景绘成一幅平面示意图,图中A为放在绝缘支架上的带正电球体,B为用绝缘丝线悬吊的带正电的小球,先后将小球B悬吊在距离A球远近不同的P1、P2、P3处(如图所示)。
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(1)小球偏离竖直方向的原因是什么?
(2)请你根据此图,提出一个问题。
参考答案
知能演练·提升
1.D 用摩擦的方法可以使物体带电,物体是否带电,关键是看物体能否吸引轻小物体,带电体能够吸引轻小物体跟物质的组成、分子间的作用力、分子是否带电无关。
2.A 题图中两次用带有不同电荷的带电棒靠近卡通造型的铝箔气球,均发生了相互吸引,气球不可能两次带不同电荷,因此,气球一定不带电。
3.B A选项中是物态变化中的凝固现象;B选项中是摩擦起电的原因,和题干中气球粘在墙面上的实质相同;C选项是分子间的引力所致;D选项是磁极间的相互作用。
4.A 绸子摩擦过的玻璃棒带正电,用玻璃棒接触验电器的金属球时,两个金属箔张角增大,说明原来验电器带正电。
5.B 甲球排斥乙球,则甲、乙带同种电荷,故选项A错误,B正确;乙球吸引丙球,乙、丙有可能带异种电荷,丙也有可能不带电,故选项C、D错误。
6.解析: 用毛衣摩擦过的塑料棒带了电荷,由于带电体能够吸引轻小物体,所以当其靠近纸屑时,纸屑会被吸引过来;当验电器与带电的塑料棒接触后,验电器的金属箔片上都带了同种电荷,由于同种电荷相互排斥,所以两个金属箔片会张开;摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即摩擦起电的实质是电子在物质间转移。
答案: 吸引轻小物体 同 电子
7.答案: 异种 吸引
8.解析: 把塑料绳尽可能撕成细丝,用手从上向下捋几下,可使相邻细丝摩擦带上同种电荷,同种电荷相互排斥而张开。
答案: 细丝张开 同种电荷相互排斥
9.答案: 桶内汽油与桶壁摩擦,会使塑料桶带电,由于塑料是绝缘体,所以电荷不能及时导走,容易发生放电现象,并产生火花引燃汽油,造成事故。而金属桶是导体,可使电荷及时导走,避免放电现象的发生。
10.解析: 本题可用电荷间的相互作用规律解答。(1)带电体带正电,用绝缘丝线悬吊的小球带正电,由于同种电荷互相排斥,所以小球偏离竖直方向。(2)由题图可知,小球在P1处,离带电体距离较近,小球与竖直方向的偏角就大,小球在P3处,离带电体距离较远,小球与竖直方向的偏角就小,根据小球偏角的大小和小球与带电体之间的距离关系,就可以提出问题。
答案: (1)同种电荷相互排斥(或受到A球对它的排斥力)。
(2)同种电荷间排斥力的大小与电荷间的距离有什么关系?(或电荷间排斥力与悬线偏离竖直方向的角度有什么关系?或同种电荷间的排斥力大小与什么有关?)
四、电 流
知能演练提升
ZHINENG YANLIAN TISHENG
/能力提升/
1.某家用电器正常工作时,通过的电流大约为5 A,该用电器可能是( )
A.电视机 B.白炽灯
C.洗衣机 D.空调
2.某同学用电流表测串联电路中的电流时,闭合开关后发现电流表指针来回晃动,灯泡时亮时暗。则可能发生的故障是( )
A.导线开路 B.开关断开
C.灯泡与灯座接触不良 D.电流表损坏
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3.在如图所示的电路中,下列分析不正确的是( )
A.只闭合S1时,L1发光、L2不发光,A1测L1的电流,A2无示数
B.只闭合S3时,L1、L2都发光,A1、A2的示数相等
C.闭合S1、S2时,L1、L2都发光,A1有示数,A2无示数
D.闭合S1、S3时,L1、L2都发光,A1、A2均有示数
4.(2017·湖南怀化)下图中,能直接测量通过灯L1电流的电路是( )
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5.
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如图所示电路,电表a、b都是电流表,由图可知( )
A.a测通过L1的电流,b测通过L2的电流
B.a测通过干路的电流,b测通过L1的电流
C.a测通过干路的电流,b测通过L2的电流
D.a测通过L1的电流,b测通过干路的电流
6.如图所示,“·”表示金属中的电子,标的箭头表示电子的移动方向,电子带负电,则该段金属中的电流方向是从 到 。?
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7.右图是一种LED手电筒,它用两节干电池做电源,由5个LED并联组成,每只LED的额定电流为15 mA,则这种LED手电筒正常工作时的总电流为 mA。?
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8.右图是实验室常用的一种电流表,其零刻度不在表盘的最左端。当导线a、b 分别与标有“-”和“3”的接线柱相连时,电流表指针偏转情况如图所示。此时,电流是从导线 (选填“a”或“b”)流入电流表,其示数是 A。为了增大指针的偏转角度从而减小读数误差,应将导线a与标有“ ”的接线柱相连,b与标有“ ”的接线柱相连。?
9.从显像管尾部的阴极发射出来的电子高速撞击到荧光屏上,使荧光屏发光,则该电子束的电流方向是从 流向 。图甲是一种常见的家用电风扇,它的工作电流约为300 mA,图乙是一台大功率电动机,它的工作电流为15 A。则电动机的工作电流是电风扇工作电流的/倍。?
/
/探究创新/
10.在探究并联电路电流规律的实验中,图甲是实验的电路图。
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(1)电流表应 (选填“串联”或“并联”)在被测电路中。若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的 点。?
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为/ A。?
(3)下表是小亮同学在实验中用两盏规格相同的小灯泡测得的实验数据。由实验数据,小亮得出的结论是在并联电路中,干路电流等于各支路中电流之和,且各支路的电流相等。请指出小亮的探究过程的两点不妥之处:
A点电流IA
B点电流IB
C点电流IC
0.16 A
0.16 A
0.32 A
① 。?
② 。?
参考答案
知能演练·提升
1.D 电视机的电流约为1 A,白炽灯的电流在0.3 A左右,洗衣机的电流为1~2 A,空调的电流约为5 A,因此合理的选项应为D。
2.C 测串联电路的电流时,若发现灯泡时亮时暗,电流表的指针来回晃动,则说明该电路时通时断,A、B、D中的情况说明电路是断路,而不可能存在通路的情况,因此只有C符合题意。
3.D 只闭合S1时,灯泡L2和电流表A2所在电路是断路状态,电流只通过L1,所以L1发光、L2不发光,A1测L1的电流,有示数,A2无示数,A选项正确;只闭合S3时,L1、L2串联都发光,A1、A2测量串联电路电流,示数相等,B选项正确;闭合S1、S2时,L1、L2并联都发光,A1与L1串联,有示数,A2所在电路处于断路状态,无示数,C选项正确;闭合S1、S3时,L1能发光,L2被短路不能发光,A1有示数,A2被短路无示数,D选项错误。
4.D A图中电流表在干路上,电流表测干路电流,故A不符合题意;B图中电流表与L1串联,但电流表的正负接线柱接反了,不能测L1的电流,故B不符合题意;C图中两灯泡并联,电流表与L2串联,电流表测L2支路的电流,不能直接测量通过灯L1的电流,故C不符合题意;D图中电流表与L1串联,电流表的正负接线柱正确,能直接测量通过灯L1的电流,故D符合题意。
5.D 电流从电源的正极流出,首先流经b,所以b测的是干路电流;当电流分支后向左流时,流经L1的电流流经a,所以a测的是通过L1的电流。
6.解析: 电流是由电荷的定向移动形成的,从题图中可以看出电子定向移动的方向是从A到B。但电流方向的规定是正电荷定向移动的方向为电流的方向。按照这个规定,负电荷定向移动的方向应与电流方向相反,所以电流方向应该是从B到A。
答案: B A
7.解析: 并联电路中的总电流等于各支路电流之和,故这种LED手电筒正常工作时的总电流为5×15 mA=75 mA。
答案: 75
8.解析: 由题图知,电流表指针偏向了0刻度线的左侧,原因是正负接线柱接反了,也就是电流从导线a进入了电流表;此时电流表选择的是0~3 A量程,对应的分度值为0.1 A,此时的示数是0.4 A;为测量正确并且读数误差较小,需要改变进入电流表的电流方向,改接小量程,所以需要将导线a与标有“0.6”的接线柱相连,b与标有“-”的接线柱相连。
答案: a 0.4 0.6 -
9.解析: 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跟电流方向相反。由于电子是负电荷,电子从阴极向荧光屏运动,则电流方向是从荧光屏流向阴极。
300 mA=0.3 A,
15 A
0.3 A
=50。
答案: 荧光屏 阴极 50
10.解析: 电流表与被测电路串联,要测并联电路中的干路电流,需要将电流表接在C点;乙图中电流表指针反偏,说明电流表的正、负接线柱接反了,改变后,电流表量程用0~0.6 A,示数为0.24 A;从数据中能得出干路电流等于各支路电流之和和各支路电流相等的结论,但探究并联电路的电流规律是一个归纳性实验,只测量一次,且用了相同规格的灯泡来做实验,使实验结果具有偶然性,不具有普遍性。应换用不同的灯泡测量三次或三次以上。
答案: (1)串联 C
(2)正、负接线柱接反了 0.24
(3)①没有进行多次实验,实验结论不具有普遍性
②没有换不同规格的小灯泡进行实验,实验结论不具有普遍性
五、电 压
知能演练提升
ZHINENG YANLIAN TISHENG
/能力提升/
1.下列说法正确的是( )
A.电流和电压总是同时存在的
B.电路中只要有电源,就一定有电流
C.正在工作的电冰箱,电路两端一定有电压
D.电路中没有电流,电路两端一定没有电压
2.用电压表测量同一电路中的两只小灯泡两端的电压,发现两只灯泡两端电压相等,由此可以判断两只灯泡( )
A.一定是串联 B.一定是并联
C.一定不是串联 D.可能是串联也可能是并联
3.如图所示电路,开关闭合后两灯发光,以下说法正确的是( )
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A.电压表V的示数一定等于V1的示数
B.电压表V的示数一定大于V1的示数
C.电流表A的示数一定等于A1的示数
D.电流表A的示数一定等于A1的示数的2倍
4.两只相同的灯泡串联起来接在同一电源上,每只灯泡两端电压为U1;若把它们并联起来接在同一电源上,每只灯泡两端电压为U2,那么下列判断正确的是( )
A.U1∶U2=2∶1 B.U1∶U2=1∶1
C.U1∶U2=1∶2 D.U1∶U2=1∶4
5.如图所示,已知电源电压为3 V,当闭合开关后发现电压表的读数为3 V,可能出现的故障是( )
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A.灯L2断路 B.灯L1断路
C.灯L2短路 D.开关接触不良
6.如图所示电路,将开关闭合后,电压表V1和V2的示数分别为10 V和4 V。则此时L2两端的电压为0( )
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A.4 V B.6 V
C.10 V D.14 V
7.关于电流表和电压表的使用,下列说法错误的是( )
A.使用前都应检查指针是否指零
B.若有两个量程,一般都先用大量程“试触”
C.两表都不能将两接线柱直接接到电源的两极上
D.接入电路时,都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出
8.(2017·山东枣庄)如图,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线情况和指针偏转可知:锌片是盐水电池的 极,电池的电压为 V。?
/
9.如图所示电路中,电压表V1、V2、V3的示数分别是U1、U2、U3,则①U1=6 V、U2=6 V时,U3= V;②当U1=10 V时,U2= V,U3= V。?
/
10.请用笔画线代替导线在图中完成电路的连接。要求:(1)开关同时控制两灯;(2)两灯串联;(3)电压表测L1两端的电压。
/
/探究创新/
11.在探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系时,小明同学想用图甲中的器材组成电路,其中一个电压表测量电源两端的电压、一个电压表测量某一个灯泡两端的电压,请你帮助他完成下述工作(电源电压不超过3 V)。
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甲
/
乙
(1)在方框内画出电路图。
(2)用笔画线表示导线,将图甲中的实物图连成实验电路。
(3)正确操作后,测量电源两端电压和灯泡两端电压的两电压表示数分别如图乙a、b所示,则电源两端的电压为 V,被直接测量的灯泡两端的电压为 V。?
(4)根据串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系得另一个灯泡两端的电压为 V。?
参考答案
知能演练·提升
1.C 电压是形成电流的必要条件,而不是充分条件,就是说电路中有电流就一定有电压,但有电压不一定有电流,因此选项A、B、D是错误的,选项C是正确的。
2.D 易错选B,认为两只灯泡两端电压相等,根据并联电路特点,判断一定是并联,而实际上忽略了两只灯泡两端电压还得与电源电压相等才一定是并联。
3.A 由题图可知,两灯泡并联,电流表A1测量支路L1的电流,电流表A测量干路上的电流,电压表V测量电源电压,电压表V1测量灯泡L1两端电压,并联电路各支路电压等于电源电压,故电压表V的示数一定等于V1的示数,故A正确,B错误;并联电路中干路上的电流等于各支路电流之和,所以电流表A的示数一定大于A1的示数,由于不知道两灯的规格,所以不能确定电流表A的示数一定等于A1的示数的2倍,故C、D错误。
4.C 设电源电压为U,相同的灯泡串联,每只灯泡两端电压U1=
??
2
;若并联,每只灯泡两端电压U2=U,所以U1∶U2=1∶2,故选C。
5.A 如果灯泡L2断路,电压表与L1组成串联电路接在电源两极上,所以显示电源电压,A选项正确;如果灯泡L1断路,整个电路断路,电压表无示数,B选项错误;如果灯泡L2短路,电压表也被短路,无示数,C选项错误;如果开关接触不良,整个电路断路,电压表无示数,D选项错误。
6.B V1测的是串联电路的总电压,为10 V,V2与L1并联,V2测L1两端的电压,为4 V,所以L2两端电压为10 V-4 V=6 V。
7.C 选项A说法正确,使用前应校零;选项B说法正确,为读数准确和保护电表,应该先用大量程试触;选项C说法错误,电流表不能直接接在电源上,电压表可以直接接在电源上;选项D说法正确,都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出。
8.解析: 根据题图可知,锌片与电压表的负接线柱相连,因此锌片为盐水电池的负极;电压表的量程为0~3 V,分度值为0.1 V,示数为0.6 V。
答案: 负 0.6
9.解析: 题图电路中两灯并联,电压表V1测电源电压,V2、V3分别测两灯两端的电压。根据并联电路电压的特点,电压表V1、V2、V3的示数U1=U2=U3。
答案: 6 10 10
10.解析: 要求两灯串联,开关同时控制两灯,则需要把开关串联在电路中,电压表测L1两端的电压,则电压表与L1并联,由于电源电压为3 V,所以电压表用0~3 V量程,在接电压表时电流要从正接线柱流入,从负接线柱流出。
答案: 如图所示
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11.解析: (1)从电源正极依次串联开关、灯泡回到电源负极,将一个电压表并联在电源两端,另一个电压表并联在其中一个灯泡两端;(2)因为电源电压为3 V,所以电压表量程都选择0~3 V,从电源正极依次串联开关、两个灯泡回到电源负极,一个电压表测量电源电压,另一个电压表测量其中一个灯泡两端电压;(3)根据题图乙中a图可知,电压表量程为0~3 V,分度值为 0.1 V,示数为 2.7 V;根据题图乙中b图可知,电压表量程为0~3 V,分度值为0.1 V,示数为1.6 V;因为电源电压大于灯泡两端电压,所以电源电压为2.7 V;灯泡两端电压为1.6 V;(4)因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以另一个灯泡两端电压为2.7 V-1.6 V=1.1 V。
答案: (1)如图1所示 (2)如图2所示 (3)2.7 1.6 (4)1.1
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六、不同物质的导电性能
知能演练提升
ZHINENG YANLIAN TISHENG
/能力提升/
1.下列物品,通常情况下属于导体的是( )
A.塑料笔杆 B.橡胶手套
C.不锈钢尺 D.陶瓷碗
2.如图所示,先用导线把电源、灯泡连接起来,再依次把铅笔芯、塑料线、玻璃棒、瓷棒等接到M、N之间,其中能使灯泡发光的是( )
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A.铅笔芯 B.塑料线
C.玻璃棒 D.瓷棒
3.(2017·湖南郴州)随着技术的进步,LED常被用作光源或信号显示器,制作LED的关键材料是( )
A.绝缘体 B.普通导体
C.超导体 D.半导体
4.关于导体和绝缘体,下列说法正确的是( )
A.绝缘体在任何情况下都不能导电
B.绝缘体不容易导电,是因为它里面没有电荷
C.绝缘体不容易导电,因此绝缘体不是好的电工材料
D.导体和绝缘体之间没有绝对界限
5.一只白炽灯泡正常发光时的电阻大约是800 Ω,如果灯丝烧断,则在灯丝两端间的电阻是( )
A.800 Ω B.0
C.无穷大 D.不能确定
6.小明同学找来了四种物质,利用如图所示的电路在相同条件下检测其导电性能。实验观测到的电流表示数和灯泡发光情况记录如下,则以下物质导电能力最弱的是( )
物质
食盐水
酱油
醋
花生油
电流/A
0.18
0.15
0.1
0
发光情况
亮
较亮
暗
不亮
/
A.花生油 B.醋
C.酱油 D.食盐水
7.我们在考试时许多学科要用到2B铅笔填涂机读卡,电脑可以直接读取机读卡上的答案,是因为2B铅笔中的石墨是 (选填“导体”或“绝缘体”),若使用了不合格的2B铅笔,由于铅笔芯的导电性变 (选填“强”或“弱”),则可能使电脑无法识别。?
8.如图所示的电路中,用酒精灯给废灯泡的玻璃芯柱加热,随着加热的进行,可以发现电流表有示数了,这表明?
?
?
。?
/
9.下图是常温下多种物质的导电和绝缘能力的排列顺序。从图中可以看出:
/
(1) 。?
(2) 。?
(3) 。?
/探究创新/
10.一般导线的线芯是用铜或铝制成的,外面包一层橡胶或塑料,但高压输电铁塔上的架空线却是裸导线,这是为什么?
参考答案
知能演练·提升
1.C 橡胶手套、塑料笔杆、陶瓷碗是绝缘体,不锈钢尺属于导体,故选项C正确。
2.A 灯泡发光的条件是电路必须是通路,所以M、N之间必须接导体,其中塑料线、玻璃棒、瓷棒都是绝缘体,只有铅笔芯(即石墨)是导体,故选项A正确。
3.D LED灯中的发光二极管由半导体材料制成,其导电能力介于导体和绝缘体之间,常用的半导体材料有硅、锗等。
4.D 绝缘体不是绝对的,当条件改变时,绝缘体可以变成导体,如干燥的木棒是绝缘体,但潮湿的木棒就可以导电;绝缘体不容易导电是因为绝缘体内几乎没有能够自由移动的电荷,并不是绝缘体中没有电荷;良好的导体和绝缘体都是好的电工材料,我们见到的电器设备既有导体又有绝缘体。
5.C 灯丝烧断时,它们之间是绝缘体,绝缘体不导电,证明没有电流通过,因此认为电阻无穷大。
6.A 电阻越大,电流越小,灯越暗。
7.答案: 导体 弱
8.答案: 导体和绝缘体之间没有绝对界限,当条件改变时,绝缘体可能会变成导体
9.解析: 应从导体和绝缘体的导电性能进行分析,可以从右到左观察导电性能,从左到右观察绝缘性能,再观察中间部分具有的特点。
答案: (1)从左到右,绝缘能力越来越强 (2)从右到左,导电能力越来越强 (3)导体和绝缘体间没有绝对的界限
10.答案: 一般导线的线芯用铜或铝制成,是因为铜和铝的导电性能好;在外面包一层橡胶或塑料是为了安全,防止触电,因为橡胶和塑料是绝缘体。在高压的条件下,绝缘体也可变为导体,故高压输电线用橡胶、塑料是无法绝缘的,只能借助空气绝缘,故为裸导线。
七、探究——影响导体电阻大小的因素
知能演练提升
ZHINENG YANLIAN TISHENG
/能力提升/
1.白炽灯的灯丝使用一段时间后,灯丝会变得细一些,这时它的电阻将( )
A.变小 B.变大
C.不变 D.无法判断
2.一根锰铜线的电阻为R,要使这根连入电路的导线电阻变小,可采用的方法是( )
A.减小导线两端的电压 B.增大导线中的电流
C.将导线对折后连入电路 D.将导线拉长后连入电路
3.下列事实能说明导体的电阻跟导体材料有关的是0( )
A.横截面积相同的镍铬合金丝,长的比短的电阻大
B.长度相同的锰铜丝,细的比粗的电阻大
C.长的锰铜丝的电阻比短的铁丝电阻大
D.同一温度下,长度、横截面积均相同的铁丝和铜丝相比较,铁丝电阻大
4.
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小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”。a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B.利用此装置只能探究导体电阻大小和横截面积的关系
C.利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系
D.为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电压表
5.下列有关电阻的说法正确的是( )
A.导体的电阻越大,表明导体的导电能力越强
B.导体的电阻与导体两端的电压成正比
C.导体中的电流为零时电阻也为零
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
6.
/
导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料等因素有关。图甲、乙反映了导体的电阻与 有关;图甲、丙反映了导体的电阻与 有关。?
7.科学研究表明,当温度降低到一定程度时,某些合金的电阻变为零,这种现象叫作超导现象。能够发生超导现象的物质叫超导体。已知当铝的温度降到-271.76 ℃时,铝就变成了超导体,在这种温度下,将一个在常温下阻值为10 Ω的铝导线拉长至原来的10倍时,其阻值为 。?
/
8.不同时刻测量一段镍铬合金丝的电阻,其电阻—时间图像如图所示。与时刻t1相比,t2时刻的温度比较 。?
/探究创新/
9.(2017·内蒙古呼和浩特)导体电阻的大小与哪些因素有关呢?对于这个问题,小明想起课堂上老师把电压比作水压,把电流比作水流,于是他想:电阻也可以比作是水管对水流的阻力。他还想到水管内部
粗糙程度、有无杂物和它的长短粗细都可能导致水管对水流的阻力不同,因此经过分析,他提出了以下几种猜想:
猜想1:导体的电阻可能跟导体的材料有关;
猜想2:导体的电阻可能跟导体的长度有关;
猜想3:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关。
为了验证自己的猜想,实验室有如下表格中的7种电阻丝,则:
导线代号
A
B
C
D
E
F
G
长度(m)
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
横截面
积(mm2)
3.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
材 料
锰铜
钨
镍铬
锰铜
钨
锰铜
镍铬
(1)若要探究电阻跟横截面积的关系,可依次把下图中M、N跟电阻丝 、 (选填导线代号)的两端连接,闭合开关记下电流表示数,分析比较这两个金属丝电阻大小。?
(2)若依次把M、N跟电阻丝C、F的两端连接;闭合开关记下电流表示数,分析比较这两个金属丝的电阻大小,这时探究的是电阻跟导体的 的关系。?
(3)在上面的实验中,电阻的大小并不能直接观察,而是通过电流表的示数反映出来的,电流表的示数越大,说明电阻丝的电阻越 。?
/
参考答案
知能演练·提升
1.B 灯丝变细,在长度不变的情况下横截面积变小,电阻变大。
2.C 导体的电阻是导体本身的一种性质,其大小取决于导体的材料、长度和横截面积,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,选项A、B错误;将导线对折后连入电路,相当于增大了导体的横截面积,减小了导体长度,则其电阻变小,选项C正确;如果将导线拉长,长度增大,横截面积变小,则导线的电阻变大,故选项D错误。
3.D A项说明导体的电阻跟导体长度有关;B项说明导体的电阻跟导体的横截面积有关;C项有两个变量,无法说明问题。
4.C 由题图可知,接入的电阻丝跟灯泡串联,小灯泡越亮,说明合金丝的电阻越小,选项A错误;利用此实验装置,除了探究导体电阻大小和横截面积的关系,还可以探究导体电阻和长度的关系,故选项C正确,选项B错误;为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表,选项D错误。
5.D 电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,电阻越大,则导电能力越弱,故A选项错误;导体的电阻是导体本身所具有的性质,电阻由导体材料、长度、横截面积等因素决定,与通过它的电流、它两端的电压无关,故D选项正确,B、C选项错误。
6.解析: 本题采用了控制变量法,从题中甲、乙、丙三图可看出甲、乙导体的横截面积不同,甲、丙两图导体的长度不同,乙、丙两图导体横截面积和长度都不同,故甲、乙反映了导体的电阻与导体的横截面积有关;甲、丙反映了导体的电阻与导体长度有关;乙、丙两图导体的横截面积和长度都不相同,故无法用控制变量法研究。
答案: 横截面积 长度
7.解析: -271.76 ℃时,铝将成为超导体,电阻值为0。
答案: 0
8.解析: 导体的电阻跟温度有关,一般来说,金属导体的电阻随温度的升高而增大。
答案: 低
9.解析: (1)探究电阻与横截面积的关系时,要选取的电阻丝必须长度相同、材料也相同,横截面积不同,由表格数据可知,应选A、D两电阻丝;(2)C、F两电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,分析比较C、F两根金属丝的电阻大小,可探究电阻跟导体的材料的关系;(3)实验中通过电流表示数大小反映电阻大小,电流表示数越大,说明电阻丝的电阻越小。
答案: (1)A D (2)材料 (3)小
八、变阻器
知能演练提升
ZHINENG YANLIAN TISHENG
/能力提升/
1.滑动变阻器有四个接线柱,将其中的两个接线柱接入电路,改变电路中电流的大小,正确的连接方式最多有( )
A.一种 B.两种
C.三种 D.四种
2.下图是滑动变阻器的结构示意图,下列说法正确的是( )
/
A.CD是金属棒
B.变阻器最大电阻值取决于AB的长度、材料
C.串联接入电路时,分别有A、C,A、D,B、C,C、D接线柱四种接法
D.无论哪种接法,当P向右滑动时,连入电路中电阻都增大
3.下图是一种收音机的音量兼开关的调节器(也称电位器),若使收音机的音量最大,滑片P应置于图中的( )
/
A.a点 B.b点
C.c点 D.d点
4.如图所示滑动变阻器的四种接线情况中,当滑片向右移动时,变阻器连入电路的阻值变大的是( )
/
5.如图所示的两个电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P都向右滑动时,灯泡L1和L2的亮度变化是( )
/
A.L1、L2都变暗
B.L1、L2都变亮
C.L1变暗,L2的亮度不变
D.L1变暗,L2变亮
6.下图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,且由定位挡板限制只能在电阻上滑动。从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。已知电流增大时,油量表指针向右偏转,则0( )
/
A.油面下降时,油量表指针向右偏转
B.油量表的零刻度线一定与电流表原零刻度线相重合
C.油量表的刻度值从左往右是逐渐增大的
D.油箱内的油越少,流过油量表的电流越大
7.如图所示,A、B、C、D是滑动变阻器的四个接线柱,将该滑动变阻器与一个小灯泡串联后接入电路,通电后使滑片P向左移动,小灯泡逐渐变暗,由此判断该滑动变阻器接入电路的两个接线柱为( )
/
A.接线柱A、D B.接线柱B、D
C.接线柱C、D D.接线柱A、B
8.下图是电阻箱的结构示意图,将它串联接入电路中,若拔出其中两个铜塞(如箭头所示),这时电阻箱在电路中的阻值是( )
/
A.1 Ω B.3 Ω C.5 Ω D.7 Ω
/探究创新/
9.某精密电子仪器中为了便于调节电路中的电流,其调节部分使用了两个滑动变阻器,如图所示,已知这两个滑动变阻器是分别用不同的电阻丝绕在相同的绝缘瓷管上制成的,其中R1的总电阻是200 Ω,R2的总电阻是500 Ω。开始时两变阻器都处于最大阻值,下面几种方法中,能够既快又准确地使电流表指针指到要求位置的是( )
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A.先调节R1,使电流表指针指到要求位置附近,再调节R2
B.先调节R2,使电流表指针指到要求位置附近,再调节R1
C.同时调节R1和R2,使电流表指针指到要求位置
D.交替反复调节R1和R2,使电流表指针指到要求位置
参考答案
知能演练·提升
1.D 本题通过变换条件和结论考查滑动变阻器的使用。解答这类题目的关键是明确以下几点:(1)接线柱的连接方法是“一上一下”;(2)金属棒两端的接线柱相当于一个接线柱,下面接好了,上面用哪一个效果都一样。故接法有2×2=4种。
2.A
3.D 电位器相当于一个滑动变阻器,当滑片P在d点时,滑动变阻器连入的电阻为0,此时电路中电阻最小,电流最大。
4.C A中滑动变阻器上方两个接线柱连入电路,此时变阻器相当于导线,不符合要求;B中滑动变阻器“一上一下”两个接线柱接入电路,当滑片向右移动时,变阻器连入电路的阻值变小,不符合要求;C中滑动变阻器“一上一下”两个接线柱接入电路,当滑片向右移动时,变阻器连入电路的阻值变大,符合要求;D中滑动变阻器下方两个接线柱连入电路,此时变阻器相当于定值电阻,不符合要求。
5.C 灯L1跟滑动变阻器串联,当滑片向右滑动时,滑动变阻器连入的电阻变大,电路中电流变小,L1变暗;灯L2与滑动变阻器并联,滑动变阻器的滑片向右滑动时,不会影响电灯这条支路中的电流,所以L2亮度不变。
6.C 如题图所示,这种自动测定高度的装置是利用滑动变阻器改变电路中的电流,然后通过电流表来判断油量的多少。当油箱内油量减少时,浮标就会下降,拉动横杆左端下降,使横杆右端上升,使得接入电路中的电阻变长,电阻增大,电路中的电流减小,油量表(电流表)的指针向左偏转,示数减小。因此,油量表指针向左偏转,示数减小,表示油量减少。反之,当油箱内油量增加时,浮标就会上升,推动横杆左端上升,使横杆右端下降,使得接入电路中的电阻变短,电阻减小,电路中的电流增大,油量表(电流表)的指针向右偏转,示数增大。因此,油量表指针向右偏转,示数增大,表示油量增加。油量表的刻度值应为左小右大。
7.B 题中让小灯泡逐渐变暗,连入的电阻应逐渐变大,故选B。
8.D 当铜塞插入插孔时,与插孔对应的下面的电阻被短路,因此,只有拔出铜塞的那部分电阻才起作用,因此,该电阻箱连入的电阻为2 Ω+5 Ω=7 Ω。
9.B 导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。R2大于R1,因此调节R2时,电流变化大。当调节到所需电流附近时,再调节R1,此时电流变化小。因此应先调节R2再调节R1。
