电学部分
专题六:电磁学作图题
考点扫描☆名师点拨
考点解析
作图题是反映学生对知识理解和掌握程度的一种题型,主要考查学生作图技能和应用方法解决问题的能力。作图题分布在各个知识点中,由于各部分知识的特点不同,所以对作图要求也就不同;但其共同特点都是让学生把相关的知识以作图的形式展示出来。作图题的内容广泛,图的形式有示意图、实物图、模拟图、图像图等。常见电磁学作图题分为三种情况,一是普通作图,按题设要求完成答题,此类作图磁现象较多;二是完善或补充作图,就是题目给出的图不完善或有错误,按要求把图完善,此类作图电路较多;三是改错作图,此类出现在电学实验探究题较多。
作图题是反映学生对知识理解和掌握程度的一种题型,主要考查学生作图技能和应用方法解决问题的能力。作图题一般指根据题目的要求,完成相应的作图。
2019年中考,这部分内容有可能会出现在中考试卷中,在试卷中也会和其他知识结合组成一个试题。
解答此类问题要注意以下问题:
1.画条形磁铁的磁感线条数要对称,至少画五条。
2.使用安培定则时要明确电流的流向。
3.地磁两极与地理两极是相反的,地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。
4.电流表和电压表要注意串联并联,选择合适量程,接线柱的正负。
5.滑动变阻器要注意接一上一下两个接线柱,往哪滑阻值变大还是变小,闭合开关前阻值要滑到最大。
6.电路图与物图要对应。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一:普通作图题
【典例1】(2019?鄂尔多斯)闭合开关,小磁针静止,请在图中标出电源的“+”“﹣”极,并在磁感线上标出磁场方向。
【考查角度】电螺线管,磁感线及其特点.
【解析】①由图知,小磁针的右端为N极,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的左端为S极、右端为N极。②因为在磁体外部,磁感线总是从N极发出,回到S极,所以图中磁感线的方向是指向左的。③根据安培定则,伸出右手使大拇指指向螺线管的N极(即右端),则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的右端流入,则电源的右端为正极,左端为负极,如图所示:
【答案】见解析
高频考点二:完善或补充作图题
【典例2】(2019?毕节市)将图中的电磁铁连入你设计的电路中(在方框内添加电源和滑动变阻器),使得小磁针静止时如图所示,且向右移动滑动变阻器滑片时,电磁铁的磁性变弱。
【考查角度】安培定则及其应用.
【解析】小磁针静止时左端为S极、右端为N极,根据磁极间的相互作用规律可知,通电螺线管的左端是N极,右端是S极如图;根据安培定则可以判断电流从左端进入通电螺线管,则可知电源左端为正极、右端为负极;当电流越小时,电磁铁的磁性越弱,要想电磁铁的磁性变弱,应减小电路中的电流,由欧姆定律可知,应增大电路中的电阻,则向右移动滑动变阻器滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻应变长,故连接如图所示。
【答案】如上图。
高频考点三:改错或修正作图题
【典例3】(2019?南京)有两只阻值未知的定值电阻R1、R2。
(1)图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω。
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉)。
②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是________(填字母)。
A.滑动变阻器断路 B.R1断路 C.R1短路
③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻R1=________Ω。
④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有________(填序号)。
实验序号
U/V
I/A
R1/Ω
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
1.9
0.475
(2)图丙是能巧测R2阻值的实验电路图。图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知)。要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值请在空白处填上适当内容。
①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下________;
②将开关接b,调节________,保持________不变,记下________;
③则R2=________。
【考查角度】欧姆定律的应用。
【解析】(1)①电阻与变阻器并联,电压表串联在电路是错误的,电阻与电流串联,电压表与电阻并联,如下所示:
②A.若滑动变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,符合题意; B.若R1断路,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,不符合题意;C.若R1短路,电流表有示数,不符合题意;故选A;③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律,则待测电阻:R1===4Ω;④根据电阻的串联和欧姆定律,电路的最小电流为:I小==≈0.21A>0.2A,电流表分度值为0.02A,故不能得到0.475A,即不可能通过以上实验获得的数据有1、3;(2)①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱的阻值RA;②将开关接b,调节电阻箱,保持电流表示数I不变,记下电阻箱R的阻值RB;③根据等效替代法,则RA=R2+RB,故R2=RA﹣RB。
【答案】(1)①如上所示;②A;③4;④1、3;(2)①电流表的示数I和电阻箱的阻值RA; ②电阻箱;电流表示数I;电阻箱R的阻值RB;③RA﹣RB。
考点过关☆专项突破
考点类型一、普通作图题
1.(2019?常州)常州汪芷瑶同学的专利《双手驾驶提醒装置》,可在汽车驾驶员双手脱离方向盘时发出警报,方向盘包裹气囊并通过导气管连接压力开关S1,压力开关S2置于坐垫内,压力开关受到压力时闭合,不受压力时断开,驾驶员坐在座椅上,当手握方向盘正常驾驶时灯亮、电铃不响;当双手脱离方向盘时,灯亮、电铃响。请以笔画线完成电路连接。
2.(2019?盘锦)图甲是家庭电路中常用的一个由两孔插座、三孔插座和开关组合而成的元件。图乙方框内是其内部示意图,“〇”代表接线柱。请将图乙电路连接完整。要求:符合安全用电原则,开关只控制灯泡,方框内导线只允许
连在接线柱上。
3.(2019?鞍山)将图中的两盏节能灯接入家庭电路中。要求:开关同时控制两盏灯,且开关闭合时两灯都能正常发光。
4.(2019?郴州)请用笔画线表示导线,将图中的电灯和开关正确接入家庭电路。
5.(2019?达州)用笔画线代替导线,将图中的拉线开关、电灯、熔断器和插座接入家庭电路中。要求:符合安全用电原则;熔断器控制插座;拉线开关控制电灯。
6.(2019?青岛)有一种声光自动控制的楼道灯,当有人走动发出声音时,电路接通灯亮,且只有夜晚天黑之后灯才能亮,白天无论发出多大的声音,灯也不亮。如图,现有灯L、声控开关S声(有声音时开关闭合)和光控开关S光(光线暗时开关闭合),请设计并连接满足上述要求的电路。
7.(2018?云南)请在图中标出蹄形磁体的N、S极和磁感线的方向。
8.(2019?莱芜区)如图所示,小磁针处于静止状态,请在图中虚线处标出磁感线的方向和小磁针的N极。
9.(2019?雅安)在图中,已知静止在通电螺旋管左端小磁针N极的指向,请用箭头在磁感线上标出磁感线的方向并在括号内用“+”“﹣”号标出电源的正负极。
10.(2019?本溪)桌面上放置一个通电螺线管和指南龟,指南龟内部装有条形磁体,当通电螺线管的开关断开时,指南龟龟尾指向地理南极,当开关闭合后,指南龟转动到如图所示的位置静止,请在图中标出:
(1)通电螺线管右端的极性。
(2)磁感线方向。
(3)电源左端的极性(用“+”或“一”表示)
11.(2019?铁岭)电磁铁通电后,小磁针静止时的指向如图所示。请标出:
(1)磁感线的方向。
(2)电源右侧的极性(用“+”或“一”表示)。
(3)静止的小磁针右端的极性。
12.(2019?镇江)图中,小磁针处于静止状态,请在两虚线框内分别标出电源和螺线管的极性。
13.(2019?怀化)如图。小磁针静止时左端为N极,请在括号内标出电源的“+”、“﹣”极。
14.(2019?辽阳)A、B是两个电磁铁,闭合开关后,小磁针在如图所示的位置静止,C是两个电磁铁之间的一条磁感线,请标出:
(1)电磁铁间磁感线的方向。
(2)电源右端的极性(用“+”或“﹣”表示)。
(3)电磁铁B上方小磁针的N极。
15.(2019?昆明)请在图中将小磁针的北极涂黑,并以“N”表示。
16.(2019?南京)根据小磁针静止时所指方向,在图中画出通过小磁针中心的一条磁感线,并标出电源的正极。
17.(2019?百色)如图所示为一个通电螺线管,请根据其两端的极性,用箭头在A点标出电流的方向,在B点标出磁感线的方向。
类型二:完善或补充作图题
1.(2019?上海)在图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合电键S后,向右移动滑动变阻器的滑片P过程中,小灯泡L亮度不变,电流表的示数变小。
2.(2019?兰州)请在图中用笔画线代替导线连接电路。要求:两灯并联,开关S同时控制两盏灯泡。
3.(2019?桂林)为使电路正常工作,请在图中恰当位置填入电流表或电压表。
4.(2019?陕西)图是“伏安法”测量小灯泡电功率的实物电路,用笔画线代替导线完成电路连接。
5.(2019?赤峰)吸油烟机的主要元件有照明灯、电动机(元件符号为:)。在使用中,有时需要照明灯、电动机同时工作,有时需要它们各自独立工作。按照上述要求,在图中画出其工作原理电路图(电源已给出)。
6.(2019?贵阳)如图所示是未完成连接的实物图,请用笔画线代替导线完成该电路的连接。要求:两灯并联。开关S在干路上,电流表只通过L1的电流,导线不能交叉。
7.(2019?湘西州)下图是测量小灯泡电阻的实物图,用笔画代替导线把图补充完整,导线不能交叉。
8.(2019?葫芦岛)图甲是彬彬家新购买的插座转换器,其内部简化电路如图乙所示。当闭合开关S和S1时,插座和USB接口能正常使用,小台灯发光;当开关S断开时,各元件都不工作;当闭合开关S、断开S1时,小台灯不发光,但USB接口和插座仍能正常使用且互不影响。请在图乙中将未完成的电路补充完整。
9.(2019?镇江)图中,插座的一部分已正确接入家庭电路,请将其他部分也正确接入家庭电路。
10.(2019?绥化)请用笔画线表示导线,将图中的电灯、开关和插座正确接入家庭电路中。
11.(2019?无锡)请在图中的电路图中补画一根导线,使卧室灯L1和客厅灯L2都能独立工作。
12.(2019?眉山)一间教室要安装2盏“220V40W”的电灯和1个插座,要求开关S控制两盏灯,且每盏灯都能正常发光。其中部分电路已经连接,请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
13.(2019?恩施州)如图所示。闭合开关,条形磁铁静止,滑动变阻器滑片P从左往右滑动的过程中,弹簧将伸长,请在图中画出电磁铁的线圈。
14.(2019?丹东)通常我们把没有铃碗的电铃叫作蜂鸣器。请用笔画线代替导线,将图中的元件符号连接在电磁继电器上,组成一个蜂鸣器的电路。
15.(2019?营口)如图所示,小磁针静止在甲、乙两个通电螺线管之间,请你完成:
(1)甲通电螺线管的绕法和A点磁感线的方向;
(2)乙通电螺线管电源的正、负极。
16.(2018?锦州)如图所示的是通电螺线管,请在图中标出:
(1)磁感线的方向(2)电源的“+”极、“-”极。
17.(2019?随州)随州市乡村振兴计划稳步推进,大棚蔬菜种植给农民带来可喜收入。刘大爷家大棚温度监控电路如图所示,棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态,绿灯亮;棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态,电磁铁通电工作,电铃响红灯亮。刘大爷使用中发现电铃和红灯只要拆卸掉任意一个,另一个也“没有电”。在图中画几匝电磁铁的绕线并将绿灯、红灯、电铃接入电路。
类型三:改错或修正作图题
1.(2019?淄博)在“探究并联电路中的电流关系”实验中
(1)小明想测量干路电流,连接的电路如图甲所示,检查电路发现只有一根导线接错了,请在这根导线上打上“×”,并改正。
(2)连接正确的电路后,闭合开关,电流表的示数为0.46A,请在图乙中画出指针的位置(O为指针转轴)。
(3)小明换用不同规格的灯泡,多次改变电表位置,将测量数据记录在下表中。
实验次数
支路电流I1/A
支路电流I2/A
干路电流I总/A
1
0.30
0.16
0.46
2
0.20
0.20
0.40
3
0.24
0.34
0.58
分析数据得出结论:在并联电路中,________。
(4)第1次实验发现,灯泡L1比L2亮,则灯泡L1的电阻________灯泡L2的电阻;若两灯泡灯丝长度相同,________的灯丝更细。
2.(2019?荆州)小阳利用如图甲的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器的规格为“0﹣50Ω”。
(1)如图乙的实物电路中存在连线错误,而且只要改接一根导线就可以了,请你把接错的那根导线打上“×”,再画线把它改到正确位置上(导线不允许交叉)。
(2)电路改正以后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至________端(选填“左”或“右”)。
(3)连接好电路后,如果将电流表和电压表在电路中位置交换,则闭合开关后,会发现两表中只有________表有示数(选填“电流”或“电压”)。
(4)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持________V不变。
(5)实验中将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向________(选填“左”或“右”)适当滑动,使电压表示数恢复到原来的值。
(6)小阳同学每次随机选取一个定值电阻,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图象如图丙,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图丙中的数据分析,阻值为________Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,这次实验之前的那一次实验,小阳选取的是阻值为________Ω的定值电阻。
3.(2019?阜新)在“伏安法测电阻”的实验中,小亮连成如图所示电路,正准备实验时,同组的小明检查发现电路连接有错误。
(1)若在错误的电路中,闭合开关后,电压表的指针将________(选填“正向偏转”、“反向偏转”、“不动”)。
(2)请你将接错的那根导线打“×”,画出正确连线。
(3)电路连接正确后,要使定值电阻两端的电压从小到大变化,滑动变阻器的滑片应该向________侧调整。
(4)选用规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器进行实验,记录数据如表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
U/V
1
2
3
1
2
3
I/A
0.2
0.4
0.6
0.1
0.2
0.3
R/Ω
5
10
若换用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器,不能完成表格中第________次实验。
(5)在本次实验中滑动变阻器的主要作用________。
(6)多次测量的目的是________。
4.(2018?淄博)请将电源、电流表,电压表三个元件的符号填入下图电路的虚线框内,并将电路补充完整。要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小。
5.(2019?宁夏)小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系,设计了如图甲所示的实验电路,小灯泡标有“2.5V”的字样。
(1)图甲是小明连接的实验电路,同组的小红同学发现图中有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并在图中改正。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,而电流表有示数,电压表没有示数,则可能的故障是________。
(3)排除故障后继续实验,小明进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在如下表格中。当电压表示数为1.7V时,电流表示数如图乙所示,请根据电流表的示数把表格补充完整。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电功率P/W
灯泡的亮度
1
0.5
0.16
3.1
0.08
不亮
2
1.7
较暗
3
2.5
0.28
8.9
0.70
正常
4
3.0
0.30
10.0
0.90
很亮
(4)根据实验目的分析实验数据及现象,可得出的结论是________。
(5)实验中小灯泡的电阻变化的原因是________。
(6)此实验中将小灯泡换成5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻还能完成的探究实验是________。
6.(2019?本溪)测量小灯泡的额定功率
(1)如图1甲所示是测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率的实验电路。检查发现电路中有一根导线连接错误,此时若闭合开关,电流表的指针将________(填“正常偏转”或“几乎不动”),请你在错误的导线上画
“Ⅹ”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3.8V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图1乙所示,电流值为________A,则小灯泡的额定功率________W。
(3)实验后,小明又想测量一个额定电压为6V阻值约为8Ω的小灯泡的额定功率,但发现电流表和电压表的大量程均已损坏,于是找来一个阻值为10Ω的定值电阻,设计了如图1丙所示的实验电路,其中电源电压恒为8V请完成下面的实验步骤:
①在图2所示的三个选项中,选出能对应填入虚线框内合理的元件组合________。
②正确选择元件并连接电路后,闭合开关S调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为________V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.5A,则小灯泡的额定功率为________W。
电学部分
专题六:电磁学作图题
考点扫描☆名师点拨
考点解析
作图题是反映学生对知识理解和掌握程度的一种题型,主要考查学生作图技能和应用方法解决问题的能力。作图题分布在各个知识点中,由于各部分知识的特点不同,所以对作图要求也就不同;但其共同特点都是让学生把相关的知识以作图的形式展示出来。作图题的内容广泛,图的形式有示意图、实物图、模拟图、图像图等。常见电磁学作图题分为三种情况,一是普通作图,按题设要求完成答题,此类作图磁现象较多;二是完善或补充作图,就是题目给出的图不完善或有错误,按要求把图完善,此类作图电路较多;三是改错作图,此类出现在电学实验探究题较多。
作图题是反映学生对知识理解和掌握程度的一种题型,主要考查学生作图技能和应用方法解决问题的能力。作图题一般指根据题目的要求,完成相应的作图。
2019年中考,这部分内容有可能会出现在中考试卷中,在试卷中也会和其他知识结合组成一个试题。
解答此类问题要注意以下问题:
1.画条形磁铁的磁感线条数要对称,至少画五条。
2.使用安培定则时要明确电流的流向。
3.地磁两极与地理两极是相反的,地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。
4.电流表和电压表要注意串联并联,选择合适量程,接线柱的正负。
5.滑动变阻器要注意接一上一下两个接线柱,往哪滑阻值变大还是变小,闭合开关前阻值要滑到最大。
6.电路图与物图要对应。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一:普通作图题
【典例1】(2019?鄂尔多斯)闭合开关,小磁针静止,请在图中标出电源的“+”“﹣”极,并在磁感线上标出磁场方向。
【考查角度】电螺线管,磁感线及其特点.
【解析】①由图知,小磁针的右端为N极,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的左端为S极、右端为N极。②因为在磁体外部,磁感线总是从N极发出,回到S极,所以图中磁感线的方向是指向左的。③根据安培定则,伸出右手使大拇指指向螺线管的N极(即右端),则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的右端流入,则电源的右端为正极,左端为负极,如图所示:
【答案】见解析
高频考点二:完善或补充作图题
【典例2】(2019?毕节市)将图中的电磁铁连入你设计的电路中(在方框内添加电源和滑动变阻器),使得小磁针静止时如图所示,且向右移动滑动变阻器滑片时,电磁铁的磁性变弱。
【考查角度】安培定则及其应用.
【解析】小磁针静止时左端为S极、右端为N极,根据磁极间的相互作用规律可知,通电螺线管的左端是N极,右端是S极如图;根据安培定则可以判断电流从左端进入通电螺线管,则可知电源左端为正极、右端为负极;当电流越小时,电磁铁的磁性越弱,要想电磁铁的磁性变弱,应减小电路中的电流,由欧姆定律可知,应增大电路中的电阻,则向右移动滑动变阻器滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻应变长,故连接如图所示。
【答案】如上图。
高频考点三:改错或修正作图题
【典例3】(2019?南京)有两只阻值未知的定值电阻R1、R2。
(1)图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω。
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉)。
②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是________(填字母)。
A.滑动变阻器断路 B.R1断路 C.R1短路
③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻R1=________Ω。
④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有________(填序号)。
实验序号
U/V
I/A
R1/Ω
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
1.9
0.475
(2)图丙是能巧测R2阻值的实验电路图。图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知)。要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值请在空白处填上适当内容。
①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下________;
②将开关接b,调节________,保持________不变,记下________;
③则R2=________。
【考查角度】欧姆定律的应用。
【解析】(1)①电阻与变阻器并联,电压表串联在电路是错误的,电阻与电流串联,电压表与电阻并联,如下所示:
②A.若滑动变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,符合题意; B.若R1断路,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,不符合题意;C.若R1短路,电流表有示数,不符合题意;故选A;③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律,则待测电阻:R1===4Ω;④根据电阻的串联和欧姆定律,电路的最小电流为:I小==≈0.21A>0.2A,电流表分度值为0.02A,故不能得到0.475A,即不可能通过以上实验获得的数据有1、3;(2)①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱的阻值RA;②将开关接b,调节电阻箱,保持电流表示数I不变,记下电阻箱R的阻值RB;③根据等效替代法,则RA=R2+RB,故R2=RA﹣RB。
【答案】(1)①如上所示;②A;③4;④1、3;(2)①电流表的示数I和电阻箱的阻值RA; ②电阻箱;电流表示数I;电阻箱R的阻值RB;③RA﹣RB。
考点过关☆专项突破
考点类型一、普通作图题
1.(2019?常州)常州汪芷瑶同学的专利《双手驾驶提醒装置》,可在汽车驾驶员双手脱离方向盘时发出警报,方向盘包裹气囊并通过导气管连接压力开关S1,压力开关S2置于坐垫内,压力开关受到压力时闭合,不受压力时断开,驾驶员坐在座椅上,当手握方向盘正常驾驶时灯亮、电铃不响;当双手脱离方向盘时,灯亮、电铃响。请以笔画线完成电路连接。
【解析】由题意可知,当两个开关均闭合时,灯亮,电不铃响;当只闭合压力开关S2时,灯亮,电铃响,说明开关S1闭合时,将电铃短路了,当开关S1断开时,电铃才被接入电路,所以开关S2、电铃、电灯串联连接,开关S1并联在电铃的两端,电路如图所示:
【答案】见解析
2.(2019?盘锦)图甲是家庭电路中常用的一个由两孔插座、三孔插座和开关组合而成的元件。图乙方框内是其内部示意图,“〇”代表接线柱。请将图乙电路连接完整。要求:符合安全用电原则,开关只控制灯泡,方框内导线只允许
连在接线柱上。
【解析】①三孔插座的连接:上孔接地线,当金属外壳的用电器插入插座时,使金属外壳接地,防止金属外壳漏电发生触电事故。左孔接零线,右孔接火线。②灯泡的连接方法:火线首先接入开关,再入灯泡顶端的金属点,零线直接接入螺旋套。开关既能控制灯泡,又能在灯泡损坏时,断开开关,切断了火线,安全的更换灯泡。如图所示:
【答案】见解析
3.(2019?鞍山)将图中的两盏节能灯接入家庭电路中。要求:开关同时控制两盏灯,且开关闭合时两灯都能正常发光。
【解析】两个灯泡是并联的,开关控制灯泡时,开关和灯泡是串联的,开关接在灯泡和火线之间,如图所示:
【答案】见解析
4.(2019?郴州)请用笔画线表示导线,将图中的电灯和开关正确接入家庭电路。
【解析】根据安全用电的要求,火线首先进入开关,然后进入灯泡顶端的金属点,零线直接接在灯泡的螺旋套上。如图所示:
【答案】见解析
5.(2019?达州)用笔画线代替导线,将图中的拉线开关、电灯、熔断器和插座接入家庭电路中。要求:符合安全用电原则;熔断器控制插座;拉线开关控制电灯。
【解析】(1)灯泡接法:开关接在灯和火线之间,零线直接与灯泡的螺旋套相连:(2)安装三孔插座的原则,左孔接零线,中间插孔与地线相连,右孔接火线,保险丝要接在火线上;如下图所示:
【答案】见解析
6.(2019?青岛)有一种声光自动控制的楼道灯,当有人走动发出声音时,电路接通灯亮,且只有夜晚天黑之后灯才能亮,白天无论发出多大的声音,灯也不亮。如图,现有灯L、声控开关S声(有声音时开关闭合)和光控开关S光(光线暗时开关闭合),请设计并连接满足上述要求的电路。
【解析】根据题意可得,声控开关和光控开关需要共同控制灯泡,且相互影响,所以声控开关和光控开关、灯泡串联在电源的两端,如图所示:
【答案】见解析
7.(2018?云南)请在图中标出蹄形磁体的N、S极和磁感线的方向。
【解析】小磁针静止时,其N极所指方向为磁感线的方向,据此标出磁感线的方向;在磁体的外部,磁感线是从磁体的北极出来,回到南极,所以蹄形磁体的下端为N极,其上端为S极,如图所示:
【答案】如图。
8.(2019?莱芜区)如图所示,小磁针处于静止状态,请在图中虚线处标出磁感线的方向和小磁针的N极。
【解析】磁体外部磁感线总是由N极指向S极,因两N极相对,故磁感线应指向外;
小磁针静止时N极指向磁感线的方向;如图所示:
【答案】见解析
9.(2019?雅安)在图中,已知静止在通电螺旋管左端小磁针N极的指向,请用箭头在磁感线上标出磁感线的方向并在括号内用“+”“﹣”号标出电源的正负极。
【解析】由于异名磁极相互吸引,所以当小磁针自由静止时,与小磁针N极靠近的螺线管左端一定是S极,其右端为N极;根据图示的线圈绕向和螺线管的N极,利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的左端流入,右端流出,因此电源的左端为正极,右端为负极;在磁体周围的磁感线方向从N极指向S极。如下图所示:
【答案】见解析
10.(2019?本溪)桌面上放置一个通电螺线管和指南龟,指南龟内部装有条形磁体,当通电螺线管的开关断开时,指南龟龟尾指向地理南极,当开关闭合后,指南龟转动到如图所示的位置静止,请在图中标出:
(1)通电螺线管右端的极性。
(2)磁感线方向。
(3)电源左端的极性(用“+”或“一”表示)
【解析】(1)地球是一个大磁体,指南龟指南北的原因是由于受到了地磁场的作用;指南龟静止时,指向南的一端是磁体的南(S)极,指向北的一端是磁体的北(N)极,所以龟尾端为磁石的S极。因异名磁极相互吸引,所以,根据开关闭合后指南龟的龟尾的指向可知,通电螺线管的左端为N极,右端为S极;(2)在磁体外部,磁感线的方向是从N极出发再回到S极,(3)右手握住螺线管,大拇指指向通电螺线管的N极,四指指向电流的方向,则电源的左端为负极,右端为正极,如图所示:
【答案】见解析
11.(2019?铁岭)电磁铁通电后,小磁针静止时的指向如图所示。请标出:
(1)磁感线的方向。
(2)电源右侧的极性(用“+”或“一”表示)。
(3)静止的小磁针右端的极性。
【解析】(1)已知条形磁铁的右端为S极,根据磁极间的相互作用,可判断出通电螺线管的左端为N极,右端为S极;在磁体外部,磁感线是从磁体的N极出发,回到S极,据此画出磁感线的方向,如图所示: (2)通电螺线管的左端为N极,根据安培定则,用右手握住螺线管,大拇指指向螺线管的N极,四指指向电流的方向,则可知电源的右端为正极,左端为负极;
(3)通电螺线管的右端为S极,由磁极间的相互作用规律,可知静止的小磁针左端为N极,右端为S极。如图所示:
【答案】见解析
12.(2019?镇江)图中,小磁针处于静止状态,请在两虚线框内分别标出电源和螺线管的极性。
【解析】①由图可知,小磁针的右端为N极,左端为S极,根据磁极间的相互作用判断出通电螺线管的N极为左侧;②根据安培定则,伸出右手使大拇指指示螺线管的左端N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的左端流入,则电源的右端为负极,左端为正极。如图所示:
【答案】见解析
13.(2019?怀化)如图。小磁针静止时左端为N极,请在括号内标出电源的“+”、“﹣”极。
【解析】由小磁针S极靠近螺线管的左端,所以螺线管的右端为S极,左端为N极,根据安培螺旋定则,螺线管中的电流应由左端流入,所以电源左端为正极,右端为负极;如图所示:
【答案】见解析
14.(2019?辽阳)A、B是两个电磁铁,闭合开关后,小磁针在如图所示的位置静止,C是两个电磁铁之间的一条磁感线,请标出:
(1)电磁铁间磁感线的方向。
(2)电源右端的极性(用“+”或“﹣”表示)。
(3)电磁铁B上方小磁针的N极。
【解析】左图中电源上端为正极,根据其电流方向由安培定则可知,电磁铁A的左端为N极,右端为S极;根据图中磁感线的形状可知,两电磁铁间的磁极为异名磁极,可知电磁铁B的左端为N极,右端为S极;在磁体外部,磁感线的方向由N极指向S极,所以图中磁感线的方向是从右向左;再根据安培定则可知右图中电源左端为正极,右端为负极;根据磁极间的作用规律可知小磁针右端为N极,如图所示:
【答案】见解析
15.(2019?昆明)请在图中将小磁针的北极涂黑,并以“N”表示。
【解析】由于磁体周围的磁感线从N极出发回到S极,磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致,故可标出小磁针的北极,如下图所示:
。
【答案】见解析
16.(2019?南京)根据小磁针静止时所指方向,在图中画出通过小磁针中心的一条磁感线,并标出电源的正极。
【解析】小磁针N极向下,则说明该点磁感线向下,而外部磁感线由N极指向S极,故上侧为N极,下侧为S极;由右手螺旋定则可知螺线管的绕向为由上向下,故可得电源上方为正极,如图所示:
【答案】见解析
17.(2019?百色)如图所示为一个通电螺线管,请根据其两端的极性,用箭头在A点标出电流的方向,在B点标出磁感线的方向。
【解析】已知通电螺线管的左端为N极,右端为S极,由右手螺旋定则可知,螺线管中的电流应由右侧流入,则图中A点的电流方向向上;在磁体周围的磁感线从N极出发回到S极,所以B点磁感线的方向向右,如图所示:
【答案】见解析
类型二:完善或补充作图题
1.(2019?上海)在图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合电键S后,向右移动滑动变阻器的滑片P过程中,小灯泡L亮度不变,电流表的示数变小。
【解析】由题知,闭合电键S后,向右移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L亮度不变,说明变阻器与灯泡在工作时互不影响;因为并联电路中各支路互不影响,所以变阻器与灯泡应并联;向右移动滑片P,电流表示数变小,说明变阻器连入电路的阻值变大,故应将变阻器的左下接线柱接入电路中,电流表应测干路电流,电流表接在干路上,实物连接如图所示:
【答案】见解析
2.(2019?兰州)请在图中用笔画线代替导线连接电路。要求:两灯并联,开关S同时控制两盏灯泡。
【解析】由题知,两灯并联,开关S同时控制两盏灯泡,所在开关应在干路上;图中电流从电源正极流出后,经过开关后应分成两支,分别通过两盏灯泡后再汇合回到电源负极,且电流应从电流表的正接线柱流进,负接线柱流出,故应将L1的右侧与L2的左侧相连,L2的右侧或电流表的左侧接电源负极,如图所示:
【答案】见解析
3.(2019?桂林)为使电路正常工作,请在图中恰当位置填入电流表或电压表。
【解析】由图可知,左边的电表与滑动变阻器并联在一起,应为电压表;右边的电表与整个电路串联在一起,为电流表,如图:
。
【答案】见解析
4.(2019?陕西)图是“伏安法”测量小灯泡电功率的实物电路,用笔画线代替导线完成电路连接。
【解析】由图可知,滑动变阻器的任意下方接线柱应与开关串联,电压表应并联在灯泡两端,如下图所示:
【答案】见解析
5.(2019?赤峰)吸油烟机的主要元件有照明灯、电动机(元件符号为:)。在使用中,有时需要照明灯、电动机同时工作,有时需要它们各自独立工作。按照上述要求,在图中画出其工作原理电路图(电源已给出)。
【解析】经分析可知,照明灯和电动机并联且各有一个开关控制,为了安全开关应断开火线且开关控制火线,如下图所示:
【答案】见解析
6.(2019?贵阳)如图所示是未完成连接的实物图,请用笔画线代替导线完成该电路的连接。要求:两灯并联。开关S在干路上,电流表只通过L1的电流,导线不能交叉。
【解析】两灯并联,开关S在干路上,电流表只通过L1的电流,因不知通过L1的电流大小,故电流表选用大量程与灯串联,如下所示:
【答案】见解析
7.(2019?湘西州)下图是测量小灯泡电阻的实物图,用笔画代替导线把图补充完整,导线不能交叉。
【解析】由电路图可知,电源、开关、电流表、灯泡、滑动变阻器串联组成电路,要测灯泡的电阻需要将电压表并联在灯泡两端测其电压,由图可知,电源是由两节干电池串联组成的,则电源的电压为3V,所以电压表应选0~3V的量程并联在灯泡两端,如下图所示:
【答案】见解析
8.(2019?葫芦岛)图甲是彬彬家新购买的插座转换器,其内部简化电路如图乙所示。当闭合开关S和S1时,插座和USB接口能正常使用,小台灯发光;当开关S断开时,各元件都不工作;当闭合开关S、断开S1时,小台灯不发光,但USB接口和插座仍能正常使用且互不影响。请在图乙中将未完成的电路补充完整。
【解析】由题意可知,开关S控制整个电路,所以开关S在干路上;插座、USB接口与小台灯互不影响,所以插座、USB接口与小台灯并联;开关S1控制小台灯,开关S1与小台灯串联,如下图:
【答案】见解析
9.(2019?镇江)图中,插座的一部分已正确接入家庭电路,请将其他部分也正确接入家庭电路。
【解析】三孔插座的上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线,据此可知上面为火线,中间为零线;开关控制灯泡时,火线先接入开关,然后进入灯泡顶端的金属点,零线直接接在灯泡的螺旋套上。如图所示:
【答案】见解析
10.(2019?绥化)请用笔画线表示导线,将图中的电灯、开关和插座正确接入家庭电路中。
【解析】(1)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故;(2)三孔插座的接法:上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线,如下图所示:
【答案】见解析
11.(2019?无锡)请在图中的电路图中补画一根导线,使卧室灯L1和客厅灯L2都能独立工作。
【解析】要使卧室灯L1和客厅灯L2能独立工作,两灯需要并联;图中已将开关接在火线和灯之间,经过灯后共同接到零线上,如图所示:
【答案】见解析
12.(2019?眉山)一间教室要安装2盏“220V40W”的电灯和1个插座,要求开关S控制两盏灯,且每盏灯都能正常发光。其中部分电路已经连接,请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
【解析】教室内要安装2盏“220V 40W”的照明灯,开关S控制两盏灯,则说明开关在干路上,两灯泡并联,开关S接火线,然后分别进入两灯泡;零线直接接入灯泡。
两孔插座的接法,左边接零线,右边接火线。如图所示:
【答案】见解析
13.(2019?恩施州)如图所示。闭合开关,条形磁铁静止,滑动变阻器滑片P从左往右滑动的过程中,弹簧将伸长,请在图中画出电磁铁的线圈。
【解析】由图示电路图可知,滑动变阻器滑片P从左往右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值减小,通过螺线管的电流增大,电磁铁的磁性增强,由题意知,此时弹簧将伸长,根据异名磁极相互吸引可知,螺线管的上端为N极,如图所示:
【答案】见解析
14.(2019?丹东)通常我们把没有铃碗的电铃叫作蜂鸣器。请用笔画线代替导线,将图中的元件符号连接在电磁继电器上,组成一个蜂鸣器的电路。
【解析】当闭合开关时,电磁铁有电流,电磁铁有磁性,衔铁被吸下,带动衔铁与A触点A分离,电路断开,不再发出蜂鸣声;电磁铁失去磁性,衔铁在弹簧的作用下恢复原位,电路重新连通,发出蜂鸣声,如此不断重复,蜂鸣器实现连续工作。故电路图如下:
【答案】见解析
15.(2019?营口)如图所示,小磁针静止在甲、乙两个通电螺线管之间,请你完成:
(1)甲通电螺线管的绕法和A点磁感线的方向;
(2)乙通电螺线管电源的正、负极。
【解析】(1)小磁针的下端是N极、上端S极,由磁极间的相互作用规律可知,甲螺线管的右端是N极,其左端是S极;且电流从右端流入、左端流出,结合安培定则可知甲通电螺线管的绕法;在磁体外部,磁感线由N极出发,回到S极,据此可知A点磁感线的方向斜向右上方;(2)根据小磁针的磁极,由磁极间的相互作用规律可知,乙螺线管的左端是N极,其右端是S极;根据安培定则可知,乙通电螺线管电源的右侧为正极,左侧为负极,如下图所示:
【答案】见解析
16.(2018?锦州)如图所示的是通电螺线管,请在图中标出:
(1)磁感线的方向(2)电源的“+”极、“-”极。
【解析】在磁体的外部,磁感线都是从磁体的N极出来回到S极,所以磁感线方向都向左的。根据安培定则,大拇指指向N极,四指的指向即为电流方向,所以在外部电流方向向上,即电源左端为正极,右端为负极。如下图所示:
【答案】如图。
17.(2019?随州)随州市乡村振兴计划稳步推进,大棚蔬菜种植给农民带来可喜收入。刘大爷家大棚温度监控电路如图所示,棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态,绿灯亮;棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态,电磁铁通电工作,电铃响红灯亮。刘大爷使用中发现电铃和红灯只要拆卸掉任意一个,另一个也“没有电”。在图中画几匝电磁铁的绕线并将绿灯、红灯、电铃接入电路。
【解析】(1)先把电磁铁的线圈连接好,导线都在螺旋管的同侧,绕螺旋管时一端在螺旋管的上面绕,一端从螺旋管的下面绕如图。(2)棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态,电磁继电器断电,衔铁被弹簧拉起,动触头和上面的静触头接通,绿灯电路工作,所以绿灯、电源、动触头和上面静触头构成通路,连接如图。(3)棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态,电磁铁通电工作,电磁铁具有磁性,说明电源、衔铁、电磁铁连成一个通路。(4)电铃和红灯只要拆卸掉任意一个,另一个也“没有电”,说明两者是串联的,首先把红灯和电铃串联起来。棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态,电磁铁通电工作,电磁铁具有磁性吸引衔铁,动触头和下面的静触头接通,电源、红灯、电铃、动触头、下面静触头组成一个通路如图。
【答案】见解析
类型三:改错或修正作图题
1.(2019?淄博)在“探究并联电路中的电流关系”实验中
(1)小明想测量干路电流,连接的电路如图甲所示,检查电路发现只有一根导线接错了,请在这根导线上打上“×”,并改正。
(2)连接正确的电路后,闭合开关,电流表的示数为0.46A,请在图乙中画出指针的位置(O为指针转轴)。
(3)小明换用不同规格的灯泡,多次改变电表位置,将测量数据记录在下表中。
实验次数
支路电流I1/A
支路电流I2/A
干路电流I总/A
1
0.30
0.16
0.46
2
0.20
0.20
0.40
3
0.24
0.34
0.58
分析数据得出结论:在并联电路中,________。
(4)第1次实验发现,灯泡L1比L2亮,则灯泡L1的电阻________灯泡L2的电阻;若两灯泡灯丝长度相同,________的灯丝更细。
【解析】(1)原电路中,两灯短路了,改正后如下左所示:
(2)电流表分度值为0.02A,连接正确的电路后,闭合开关,电流表的示数为0.46A,指针的位置如上右所示;(3)分析数据得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。(4)第1次实验发现,灯泡L1比L2亮,根据并联电路各支路电压相等和P=,则灯泡L1的电阻小于灯泡L2的电阻;由影响电阻大小的因素,若两灯泡灯丝长度相同,L2的灯丝更细。
【答案】(1)如上左所示;(2)如上右所示;(3)干路电流等于各支路电流之和;(4)小于;L2。
2.(2019?荆州)小阳利用如图甲的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器的规格为“0﹣50Ω”。
(1)如图乙的实物电路中存在连线错误,而且只要改接一根导线就可以了,请你把接错的那根导线打上“×”,再画线把它改到正确位置上(导线不允许交叉)。
(2)电路改正以后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至________端(选填“左”或“右”)。
(3)连接好电路后,如果将电流表和电压表在电路中位置交换,则闭合开关后,会发现两表中只有________表有示数(选填“电流”或“电压”)。
(4)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持________V不变。
(5)实验中将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向________(选填“左”或“右”)适当滑动,使电压表示数恢复到原来的值。
(6)小阳同学每次随机选取一个定值电阻,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图象如图丙,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图丙中的数据分析,阻值为________Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,这次实验之前的那一次实验,小阳选取的是阻值为________Ω的定值电阻。
【解析】(1)原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示:
(2)电路改正以后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至阻值最大处,即最右端;(3)连接好电路后,如果将电流表和电压表在电路中位置交换,电压表串联在电路中测电源电压,因电压表内阻很大,电流表没有示数,则闭合开关后,会发现两表中只有电压表有示数;(4)设控制定值电阻两端的电压至少保持UV,由串联电路的规律和分压原理有:=,当定值电阻最大时,对应的变阻器连入电路最大,电压表示数最小,即=,故UV=1.5V;(5)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表示数恢复到原来的值;(6)根据如图丙画出的电流与电阻关系的图象知,除定值电阻为20Ω外,电流与电阻之积为:UV=IR=0.6A×5Ω=﹣﹣﹣﹣﹣0.12×25Ω=3V,故阻值为20Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,由串联电路的规律及欧姆定律,这时,变阻器的电阻为:R滑==﹣20Ω=5Ω,因定值电阻的电压为变阻器的=2倍,由分压原理,定值电阻为2×5Ω=10Ω,这次实验之前的那一次实验,小阳选取的是阻值为10Ω的定值电阻。
【答案】(1)如上所示;(2)右; (3)电压;(4)1.5;(5)右;(6)20;10。
3.(2019?阜新)在“伏安法测电阻”的实验中,小亮连成如图所示电路,正准备实验时,同组的小明检查发现电路连接有错误。
(1)若在错误的电路中,闭合开关后,电压表的指针将________(选填“正向偏转”、“反向偏转”、“不动”)。
(2)请你将接错的那根导线打“×”,画出正确连线。
(3)电路连接正确后,要使定值电阻两端的电压从小到大变化,滑动变阻器的滑片应该向________侧调整。
(4)选用规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器进行实验,记录数据如表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
U/V
1
2
3
1
2
3
I/A
0.2
0.4
0.6
0.1
0.2
0.3
R/Ω
5
10
若换用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器,不能完成表格中第________次实验。
(5)在本次实验中滑动变阻器的主要作用________。
(6)多次测量的目的是________。
【解析】(1)根据电压表的使用规则可知,电流应从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出;图中电压表接在电流表两端,此时电压为0,故电压表指针不动;
(2)电压表应并联接在定值电阻的两端,如图所示:
(3)要使定值电阻两端的电压从小到大变化,应增大通过定值电阻的电流,故应减小滑动变阻器的电阻,即向左移动;(4)换用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器,当定值电阻为5Ω时,此时电路中的最小电流为:I===0.18A,故前三组都能完成;当定值电阻为10Ω时,此时电路中的最小电流为:I===0.15A,第四组的电流为0.1A,故第四组不能完成;(5)滑动变阻器能够改变电路中的电流和定值电阻两端的电压,从而实现多次测量的目的;(6)实验中多次测量,可以求出电阻的平均值,从而减小误差。
【答案】(1)不动;(2)如图;(3)左;(4)四;(5)改变电路中的电流和定值电阻两端的电压;(6)求平均值,减小误差。
4.(2018?淄博)请将电源、电流表,电压表三个元件的符号填入下图电路的虚线框内,并将电路补充完整。要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小。
【解析】要滑动变阻器改变灯泡的亮度,所以电源、滑动变阻器、灯泡和电流表串联;灯泡变亮时,说明通过灯泡的电流变大,由U=IR可知灯泡两端电压变大,而题中要求电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联;所以,电源在最左端的虚线框内,且上端为负极,这样可以满足电流方向如图所示;电压表和滑动变阻器并联,填在中间的虚线框内;电流表和滑动变阻器串联,应填在最右端的虚线框内;如下图所示:
【答案】如图所示。
5.(2019?宁夏)小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系,设计了如图甲所示的实验电路,小灯泡标有“2.5V”的字样。
(1)图甲是小明连接的实验电路,同组的小红同学发现图中有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并在图中改正。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,而电流表有示数,电压表没有示数,则可能的故障是________。
(3)排除故障后继续实验,小明进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在如下表格中。当电压表示数为1.7V时,电流表示数如图乙所示,请根据电流表的示数把表格补充完整。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电功率P/W
灯泡的亮度
1
0.5
0.16
3.1
0.08
不亮
2
1.7
较暗
3
2.5
0.28
8.9
0.70
正常
4
3.0
0.30
10.0
0.90
很亮
(4)根据实验目的分析实验数据及现象,可得出的结论是________。
(5)实验中小灯泡的电阻变化的原因是________。
(6)此实验中将小灯泡换成5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻还能完成的探究实验是________。
【解析】(1)原电路中,电压表测电源电压是错误的,电压表应测灯的电压,如下所示:
(2)电路连接正确后,闭合开关,而电流表有示数,则电路为通路,发现小灯泡不亮,电压表没有示数,则可能的故障是灯泡短路;(3)当电压表示数为1.7V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,由欧姆定律,灯的电阻:R==≈7.1Ω;灯的功率:P=UI=1.7V×0.24A≈0.41W;
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电功率P/W
灯泡的亮度
1
0.5
0.16
3.1
0.08
不亮
2
1.7
0.24
7.1
0.41
较暗
3
2.5
0.28
8.9
0.70
正常
4
3.0
0.30
10.0
0.90
很亮
(4)根据实验目的分析实验数据及现象,可得出的结论是灯的实际功率越大,灯越亮。
(5)实验中小灯泡的电阻变化的原因是灯的电阻随温度的变化而变化;(6)此实验中将小灯泡换成5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻,可控制电阻电压一定,故还能完成的探究实验是:电压一定时,电流与电阻的关系。
【答案】(1)如上所示;(2)灯泡短路;(3)如上表所示;(4)灯的实际功率越大,灯越亮;(5)灯的电阻随温度的变化而变化;(6)电压一定时,电流与电阻的关系。
6.(2019?本溪)测量小灯泡的额定功率
(1)如图1甲所示是测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率的实验电路。检查发现电路中有一根导线连接错误,此时若闭合开关,电流表的指针将________(填“正常偏转”或“几乎不动”),请你在错误的导线上画
“Ⅹ”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3.8V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图1乙所示,电流值为________A,则小灯泡的额定功率________W。
(3)实验后,小明又想测量一个额定电压为6V阻值约为8Ω的小灯泡的额定功率,但发现电流表和电压表的大量程均已损坏,于是找来一个阻值为10Ω的定值电阻,设计了如图1丙所示的实验电路,其中电源电压恒为8V请完成下面的实验步骤:
①在图2所示的三个选项中,选出能对应填入虚线框内合理的元件组合________。
②正确选择元件并连接电路后,闭合开关S调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为________V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.5A,则小灯泡的额定功率为________W。
【解析】(1)原电路中,变阻器与灯并联,电压表(内阻很大)串联在电路中是错误的,故此时若闭合开关,电流表的指针将几乎不动;灯与变阻器串联,电压表与灯并联,如下所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3.8V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图1乙所示,电流表分度值为0.02A,电流值为0.2A,则小灯泡的额定功率:P=U1I1=3.8V×0.2A=0.76W;(3)①电源电压为8V,灯的额定是6V,由串联电压的规律,电阻分得的电压为2V,故电压表可与电阻并联,由欧姆定律,灯的额定电流约为:I===0.75A>0.6A,故电流表不能直接测量通过灯的电流,根据并联电流的规律,干路电流大于支路电流之和,灯接在干路上,故B选项正确;②由①知,变阻器与定值电阻并联后再与灯串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测通过变阻器的电流,故电压表的示数为2V时,灯正常发光,由欧姆定律,通过定值电阻所在支路的电流为0.2A,由并联电路电流的规律,通过灯的电流为:IL=0.5A+0.2A=0.7A,灯的额定功率为:PL=ULIL=6V×0.7A=4.2W。
【答案】(1)几乎不动;(2)0.2;0.76;(3)①B;②2;4.2。