2021年浙江省中考物理真题分类汇编之电路与欧姆定律
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这是一份2021年浙江省中考物理真题分类汇编之电路与欧姆定律,共43页。试卷主要包含了摩擦起电的实质,电路的三种状态,电流表的读数方法,欧姆定律的应用,电阻的并联,探究电流与电压等内容,欢迎下载使用。
2021年浙江省中考物理真题分类汇编之电路与欧姆定律
一、摩擦起电的实质(共1小题)
1.(2021•嘉兴)如图是“静电章鱼”实验,用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,然后把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面,此时塑料丝静止在空中形状像章鱼。下列分析正确的是
A.塑料丝与塑料管带异种电荷后吸附在一起
B.塑料丝间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状
C.塑料管经毛皮摩擦得到电子后带正电
D.塑料管得到的电子数等于毛皮两次失去的电子总数
二、电路的三种状态(共1小题)
2.(2021•丽水)今年“五一”假期,铁路接触网遭异物侵扰的新闻多次上热搜,铁路部门有明确规定:在高铁线路两侧各500米范围内,不得升放风筝。若导电性能好的金属丝风筝线散落在高铁接触网(高压电路)上,会造成短路而使动车组失去动力。下列电路能解释上述现象的是
A.
B.
C.
D.
三、串、并联电路的设计(共1小题)
3.(2021•宁波)使用电风扇时,有时候因为忘记断开风扇开关而浪费能源。小宁在父母指导下对风扇电路进行了改装:加装一个红外感应开关和指示灯。加装后,若断开,指示灯和风扇都不工作;当闭合时,工作,此时当红外感应装置感应到有人时,才闭合,风扇工作。小宁设计的电路图可能是
A. B.
C. D.
四、电流表的读数方法(共2小题)
4.(2021•温州)用伏安法测电功率时,某电表的指针位置如图所示,其示数为
A.1.30安 B.0.26安 C.1.30伏 D.0.26伏
5.(2021•台州)如图甲所示,将铁片和铜片插入稀硫酸中,电流表指针发生偏转,此时指针位置如图乙所示,则电流大小为 安,装置中的虚线框部分相当于电路中的电源,铜片是电源的 极。在其它都不变时,将铁换成更活泼的金属,产生了更大的电流,则金属可能是 (选填“锌”、“银”或“铜” 。
五、欧姆定律的应用(共2小题)
6.(2021•宁波)夏天的紫外线较强,人们在户外活动时间过长,会造成皮肤灼伤,甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质,设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时,闭合,电动机转动,遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。
(1)调试时发现,当户外紫外线增强到设定值时,仍未闭合。为了达到设计要求,需要把滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右” 移动。
(2)从安全用电的角度分析,进户线应该是 线。
7.(2021•温州)据史料记载,欧姆曾用如图电路来研究电流的影响因素。该电路的温差电源中,铜与铋的两个接触面分别放在冰水混合物和沸水中,两端存在电压,其电压大小由温度差决定。
欧姆将粗细均匀的铁丝两端插入水银中,接通电路。当电路中有电流通过时,小磁针会发生偏转,转动金属丝上端手柄,扭转金属丝,使小磁针回到原位置,记录手柄转过角度。他用粗细相同、长度不同的铁丝多次重复上述实验,部分数据如表。已知手柄转过角度与电流大小成正比,粗细相同的铁丝电阻阻值与其长度成正比。
实验组别
1
2
3
4
铁丝长度(英寸)
2
4
6
10
手柄转过角度(度
305
281.5
259
224
(1)在实验中始终保持“温差电源”的温度差不变的目的是 。
(2)小明查阅资料发现:除铁丝外,欧姆还考虑了电路中水银、铜丝等导体的电阻,才得出正确的电流与电阻关系,结合表中数据,判断的阻值大约相当于本实验中多少长度铁丝的阻值? 。
英寸
英寸
英寸
英寸
(3)欧姆用粗细相同的金丝、铅丝代替铁丝重复上述实验,发现当手柄转过角度相同时,金丝的长度比铅丝长,据此推测,若金丝和铅丝的长度与粗细都相同,哪一金属丝阻值更大?简要说明理由 。
六、电阻的并联(共1小题)
8.(2021•宁波)小宁用如图所示电路研究电阻的并联。
(1)按电路图连接电路,闭合开关,电流表、、的示数分别为、和。如果电路元件完好,接线时发生了错误,该错误是 。
(2)使用电流表时,当被测电流值大于电流表量程的一半时,能减小实验误差。本实验所用电源电压为,电流表有两个量程、。为减小实验误差,小宁重新选择定值电阻,实验室里可供选择的定值电阻的阻值有:、、、,应该选用的2个电阻阻值分别为 。
七、探究电流与电压、电阻的关系实验(共2小题)
9.(2021•衢州)小科利用器材探究通过、之间导体的电流与电压的关系,部分电路如图所示。
(1)图中、之间应连入 (填“定值电阻”或“小灯泡” ;
(2)图中、之间若接入定值电阻,闭合开关,当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器两端的电压 (填变化情况)。
10.(2021•湖州)小萍同学想利用如图甲所示电路研究通过小灯泡(额定电压为3伏)的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接,待连接完整后,移动滑动变阻器滑片,记录了多组数据,作出了图像,还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像(如图丙所示)。(已知滑动变阻器最大阻值为20欧)。
(1)根据图甲将图乙中的实物图连接完整。(要求:滑动变阻器滑片向右移动,小灯泡变亮)
(2)根据图像,描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。
(3)当电流表示数为时,电压表的示数为多少?
(4)图丙阴影部分的面积表示 。
2021年浙江省中考物理真题分类汇编之电路与欧姆定律
参考答案与试题解析
一、摩擦起电的实质(共1小题)
1.(2021•嘉兴)如图是“静电章鱼”实验,用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,然后把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面,此时塑料丝静止在空中形状像章鱼。下列分析正确的是
A.塑料丝与塑料管带异种电荷后吸附在一起
B.塑料丝间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状
C.塑料管经毛皮摩擦得到电子后带正电
D.塑料管得到的电子数等于毛皮两次失去的电子总数
【答案】
【考点】摩擦起电的实质;电荷间的相互作用规律
【专题】定性思想;电和磁;分析、综合能力
【分析】(1)摩擦起电的实质是电荷的转移;
(2)异种电荷相互吸引,同种电荷相互排斥;
(3)用毛皮摩擦过塑料丝和塑料管后,因为毛皮易失去电子,所以毛皮失去电子带正电。塑料丝和塑料管为同种材料,得到电子带负电。
【解答】解:、塑料丝和塑料管带同种电荷,同种电荷相互排斥,故错误;
、因为塑料丝之间相互排斥,所以塑料丝间带了同种电荷,故正确;
、因为毛皮易失去电子,所以在与塑料管摩擦后得到电子带负电,故错误;
、由电荷守恒定律可知塑料管得到的电子等于毛皮和它摩擦一次所失去的电子,故错误。
故选:。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质、电荷间的相互作用规律,难度不大,要掌握。
二、电路的三种状态(共1小题)
2.(2021•丽水)今年“五一”假期,铁路接触网遭异物侵扰的新闻多次上热搜,铁路部门有明确规定:在高铁线路两侧各500米范围内,不得升放风筝。若导电性能好的金属丝风筝线散落在高铁接触网(高压电路)上,会造成短路而使动车组失去动力。下列电路能解释上述现象的是
A.
B.
C.
D.
【答案】
【考点】电路的三种状态
【专题】应用题;电与热、生活用电;应用能力
【分析】家庭电路中,火线与零线直接连接或火线与大地直接连接,会造成短路。
【解答】解:家庭电路中,火线与零线直接连接或火线与大地直接连接,会造成短路。图中风筝线导致火线与地面连接,造成短路。
故错误,正确。
故选:。
【点评】知道短路产生的原因,可解答此题。
三、串、并联电路的设计(共1小题)
3.(2021•宁波)使用电风扇时,有时候因为忘记断开风扇开关而浪费能源。小宁在父母指导下对风扇电路进行了改装:加装一个红外感应开关和指示灯。加装后,若断开,指示灯和风扇都不工作;当闭合时,工作,此时当红外感应装置感应到有人时,才闭合,风扇工作。小宁设计的电路图可能是
A. B.
C. D.
【答案】
【考点】串、并联电路的设计
【专题】应用题;电流和电路;应用能力
【分析】根据开关断开和闭合时电路的工作情况判定两个开关、用电器的连接方式。
【解答】解:加装一个红外感应开关和指示灯,当闭合时,工作,此时当红外感应装置感应到有人时,才闭合,风扇工作,这说明与电动机是并联的,开关控制电动机,若断开,指示灯和风扇都不工作,则开关控制整个电路;故该电路中接在干路中,灯泡与电动机并联,开关与电动机在一条支路中,故正确。
故选:。
【点评】本题考查了电路图的设计,能得出两个开关的连接方式是解题的关键。
四、电流表的读数方法(共2小题)
4.(2021•温州)用伏安法测电功率时,某电表的指针位置如图所示,其示数为
A.1.30安 B.0.26安 C.1.30伏 D.0.26伏
【答案】
【考点】电流表的读数方法;电压表的读数方法
【专题】应用题;电流和电路;理解能力
【分析】电流的单位是,电压的单位是;根据表盘上的字母确定电表的种类;首先确定电表的量程和分度值,然后读数。
【解答】解:由图可知,电表表盘上标有,说明该表是电流表;由图可知,电流表选用的是小量程,分度值为,示数为。
故选:。
【点评】本题考查了电表的辨别和电表的读数,属于基础题。
5.(2021•台州)如图甲所示,将铁片和铜片插入稀硫酸中,电流表指针发生偏转,此时指针位置如图乙所示,则电流大小为 0.1 安,装置中的虚线框部分相当于电路中的电源,铜片是电源的 极。在其它都不变时,将铁换成更活泼的金属,产生了更大的电流,则金属可能是 (选填“锌”、“银”或“铜” 。
【答案】0.1;正;锌
【考点】电流表的读数方法
【专题】应用题;电流和电路;应用能力
【分析】首先确定电流表的量程和分度值,然后读出电流表的示数;根据电流表的使用方法判定电源的极性;根据金属的活泼性分析。
【解答】解:由图可知,电流表选用的是小量程,分度值为,示数为;
电流表在使用时,电流要从正接线柱流入,从负接线柱流出,铜与电流表的正接线柱连接,所以铜片是电源的正极;
“锌”、“银”或“铜”三种金属的活泼性最强的是锌,故金属可能是锌。
故答案为:0.1;正;锌。
【点评】本题考查了电流表的读数和电流表的使用方法、金属的活泼性的大小,难度不大。
五、欧姆定律的应用(共2小题)
6.(2021•宁波)夏天的紫外线较强,人们在户外活动时间过长,会造成皮肤灼伤,甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质,设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时,闭合,电动机转动,遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。
(1)调试时发现,当户外紫外线增强到设定值时,仍未闭合。为了达到设计要求,需要把滑动变阻器的滑片向 右 (填“左”或“右” 移动。
(2)从安全用电的角度分析,进户线应该是 线。
【考点】紫外线;欧姆定律的应用
【专题】应用题;磁现象、电生磁;分析、综合能力
【分析】(1)当户外紫外线增强到设定值时,仍未闭合,说明电磁铁磁性过弱了,即电路的电流过小了,这是由于电路的电阻过大导致的;
(2)根据家庭电路安全用电的原则,开关应该接在进户线的火线上。
【解答】解:(1)当户外紫外线增强到设定值时,仍未闭合,说明电磁铁磁性过弱了,即电路的电流过小了,这是由于电路的电阻过大导致的,所以应该减小电路中的电阻,即应该将滑动变器的滑片向右移动;
(2)从安全用电的角度分析,开关应该接在进户线的火线上,由图可知开关控制的是进户线,因此进户线应该是火线。
故答案为:(1)右;(2)火线。
【点评】本题考查了电磁继电器的原理、安全用电的原则、滑动变阻器的使用和影响电磁铁磁性的因素,是一道综合性题目,有一定难度。
7.(2021•温州)据史料记载,欧姆曾用如图电路来研究电流的影响因素。该电路的温差电源中,铜与铋的两个接触面分别放在冰水混合物和沸水中,两端存在电压,其电压大小由温度差决定。
欧姆将粗细均匀的铁丝两端插入水银中,接通电路。当电路中有电流通过时,小磁针会发生偏转,转动金属丝上端手柄,扭转金属丝,使小磁针回到原位置,记录手柄转过角度。他用粗细相同、长度不同的铁丝多次重复上述实验,部分数据如表。已知手柄转过角度与电流大小成正比,粗细相同的铁丝电阻阻值与其长度成正比。
实验组别
1
2
3
4
铁丝长度(英寸)
2
4
6
10
手柄转过角度(度
305
281.5
259
224
(1)在实验中始终保持“温差电源”的温度差不变的目的是 保持温差电源电压不变 。
(2)小明查阅资料发现:除铁丝外,欧姆还考虑了电路中水银、铜丝等导体的电阻,才得出正确的电流与电阻关系,结合表中数据,判断的阻值大约相当于本实验中多少长度铁丝的阻值? 。
英寸
英寸
英寸
英寸
(3)欧姆用粗细相同的金丝、铅丝代替铁丝重复上述实验,发现当手柄转过角度相同时,金丝的长度比铅丝长,据此推测,若金丝和铅丝的长度与粗细都相同,哪一金属丝阻值更大?简要说明理由 。
【考点】影响电阻大小的因素;欧姆定律的应用
【专题】电压和电阻;欧姆定律;分析、综合能力;获取知识解决问题能力
【分析】(1)本题主要研究电阻怎样影响电流的大小,故要控制电源电压保持不变;
(2)本题要结合欧姆定律和影响电阻大小的因素,推导出粗细相同的同种材料接入电路时,手柄转过角度与铁丝长度加上等效电阻的长度之和成反比,再结合数据可以计算出的长度;
(3)设不同材料影响电阻大小的因素为电阻率,本题要分金丝、铅丝粗细相同、长度不同和粗细、长度都相同分别考虑。当金丝、铅丝粗细相同、长度不同时,电压和电流都相同,故他们的电阻相等;而金丝更长,由此判断出金丝的电阻率更小;当金丝、铅丝粗细、长度都相同时,铅丝的电阻更大。
【解答】解:(1)保持“温差电源”的温度差不变的目的是保持温差电源电压不变,研究电阻怎样影响电流的大小;
(2)我们可以将电路等效为电阻和串联后接入电源,当电源电压保持不变时,电路中电流与总电阻即成反比;
因为手柄转过角度与电流大小成正比,同种材料的电阻与长度成正比,故手柄转过角度与成反比,由此可得:;
解得:,故答案选;
(3)我们知道电阻的大小与材料长度成正比,横截面积成反比,还与金属的材料有关,我们可以将这个规律写成公式:,其中为不同材料的电阻率;
粗细相同的金丝、铅丝实验时:电源电压保持不变,手柄转过角度相同,故;
又因为,故:;
因为金丝更长,由此可得:,即:;
若金丝和铅丝的长度与粗细都相同,根据可知:,故铅丝的电阻值更大。
故答案为:(1)保持温差电源电压不变;(2);(3)铅丝的电阻值更大。
【点评】本题综合考查欧姆定律和影响电阻大小的因素,灵活性较强。
六、电阻的并联(共1小题)
8.(2021•宁波)小宁用如图所示电路研究电阻的并联。
(1)按电路图连接电路,闭合开关,电流表、、的示数分别为、和。如果电路元件完好,接线时发生了错误,该错误是 接线时使电流表短路 。
(2)使用电流表时,当被测电流值大于电流表量程的一半时,能减小实验误差。本实验所用电源电压为,电流表有两个量程、。为减小实验误差,小宁重新选择定值电阻,实验室里可供选择的定值电阻的阻值有:、、、,应该选用的2个电阻阻值分别为 。
【答案】(1)接线时使电流表短路;(2)、。
【考点】电阻的并联
【专题】欧姆定律;实验基本能力
【分析】(1)分析电路的连接,根据并联电路电流特点及示数为零分析作答;
(2)根据欧姆定律计算两个支路和干路的电流,对照电流表量程分析作答。
【解答】解:(1)由图可知,闭合开关后,与并联,测量中电流,测量中电流,测量干路中的电流。若电路正常,根据并联电路的电流特点可知,的示数大于示数,的示数大于的示数;
现的示数为零,可能:
①支路断路,电路为接在电源上的简单电路,因与是串联,它们示数应相同,这与已知矛盾;
②短路,则测量干路电流,在支路测量支路电流,示数大于的示数,与已知相符。
故电路故障为:接线时使电流表短路;
(2)根据并联电路的电压特点可知,各支路两端的电压等于电源电压:,
若两个支路均选用同量程电流表,当被测电流值大于电流表量程的一半时,干路电流大于支路所选量程,干路需选大量程,支路选小量程,可支路电流即使都达到电流表量程,干路的电流最大为;综合分析可知,干路和一个支路都需选大量程电流表,另一支路需选用小量程电流表。
由题意知,支路中电流要大于所选电流表量程的一半,对于选大量程电流表的支路,根据欧姆定律可知,支路电阻需小于等于,由可供选择电阻可知选;小量程支路的电流要小于等于,根据欧姆定律可知,且支路的电流要大于等于,,故,因此。
故答案为:(1)接线时使电流表短路;(2)、。
【点评】本题是探究“电阻的并联”实验,考查并联电路的规律及欧姆定律的运用和对器材的要求,属于常考命题点。
七、探究电流与电压、电阻的关系实验(共2小题)
9.(2021•衢州)小科利用器材探究通过、之间导体的电流与电压的关系,部分电路如图所示。
(1)图中、之间应连入 定值电阻 (填“定值电阻”或“小灯泡” ;
(2)图中、之间若接入定值电阻,闭合开关,当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器两端的电压 (填变化情况)。
【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【专题】定性思想;顺推法;欧姆定律;应用能力
【分析】(1)探究电流与电压关系,需要保持电阻一定;灯丝电阻与温度有关,随温度的升高而增大;
(2)利用欧姆定律和滑动变阻器接入电路电阻的变化分析出电路中电流的变化和定值电阻两端电压的变化,再根据串联电路的电压特点分析出滑动变阻器两端电压的变化。
【解答】解:(1)电流与电压和电阻都有关系。研究电流与电压的关系,需要保持电阻一定。而小灯泡灯丝电阻随温度变化而变化。所以在、之间需要连入定值电阻;
(2)图中、之间若接入定值电阻,闭合开关,当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路电阻减小。因电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,定值电阻两端的电压最大,根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压减小。
故答案为:(1)定值电阻;(2)变小。
【点评】此题考查了影响电阻的因素、探究电流与电压关系实验过程及串联电路的特点,涉及到的知识点较多,难度不大。
10.(2021•湖州)小萍同学想利用如图甲所示电路研究通过小灯泡(额定电压为3伏)的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接,待连接完整后,移动滑动变阻器滑片,记录了多组数据,作出了图像,还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像(如图丙所示)。(已知滑动变阻器最大阻值为20欧)。
(1)根据图甲将图乙中的实物图连接完整。(要求:滑动变阻器滑片向右移动,小灯泡变亮)
(2)根据图像,描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。 通过小灯泡的电流随电压的增大而增大,但增加相同的电压,电流的增加值越来越小
(3)当电流表示数为时,电压表的示数为多少?
(4)图丙阴影部分的面积表示 。
【考点】欧姆定律的应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【专题】计算题;实验探究题;图析法;欧姆定律;分析、综合能力;实验基本能力
【分析】(1)根据灯泡的额定电压确定电压表的量程,由滑动变阻器滑片移动的方向确定接入的下接线柱;
(2)根据图像分析可得结论;
(3)根据串联电路规律及欧姆定律即可求解;
(4)图丙中阴影部分的面积,结合串联电路电压规律及电功率公式进行分析。
【解答】解:(1)因为灯泡的额定电压为3伏,所以电压表选用小量程,滑片向右移动灯泡变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器滑片右下接线柱连入电路中,如下图所示:
(2)根据图像可知,通过小灯泡的电流随电压的增大而增大,但增加相同的电压,电流的增加值越来越小;
(3)由电流大小与电源电压大小的关系图像可知,电源电压恒为,
由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量小灯泡两端电压,电流表测电路中电流,
由图丙可知,电路中电流最小,即电流时,滑动变阻器全部连入电路,
由欧姆定律可知,滑动变阻器两端的电压为:
,
由串联电路中电压规律可知,灯泡两端电压为:
,
即电压表示数为;
(4)图丙中阴影部分的面积,由串联电路电压规律可知,,故阴影部分的面积,而,所以阴影部分的面积表示滑动变阻器的电功率。
故答案为:(1)见解答;(2)通过小灯泡的电流随电压的增大而增大,但增加相同的电压,电流的增加值越来越小;(3)电压表示数为(解题过程见解答);(4)滑动变阻器的电功率。
【点评】本题研究通过小灯泡的电流与它两端电压的关系,重点考查了电路连接、数据分析及欧姆定律的应用等方面的能力。
考点卡片
1.紫外线
【知识点的认识】
定义:来自太阳辐射的一部分,它由紫外光谱区的三个不同波段组成,从短波的紫外线C到长波的紫外线A.自然界的主要紫外线光源是太阳,太阳光透过大气层时波长短于290nm米的紫外线为大气层中的臭氧吸收掉.紫外线是由原子的外层电子受到激发后后产生的.
【命题方向】
中考主要从应用考查:方面紫外线应用方面如下:
化学:涂料固化,颜料固化,光刻
生物学:紫外线灭菌法,促进植物生长,诱杀蚊虫
仪器分析:矿石,药物,食品分析
应用:人体保健照射,诱杀害虫,油烟氧化,光触酶(二氧化钛)
【解题方法点拨】
掌握紫外线的应用(命题方向中的例子).人工的紫外线光源有多种气体的电弧(如低压汞弧、高压汞弧),紫外线有化学作用能使照相底片感光,荧光作用强,日光灯、各种荧光灯和农业上用来诱杀害虫的黑光灯都是用紫外线激发荧光物质发光的.紫外线还可以防伪,紫外线还有生理作用,能杀菌、消毒、治疗皮肤病和软骨病等.紫外线的粒子性较强,能使各种金属产生光电效应(光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象,在光的照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,即光生电.光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现,而正确的解释为爱因斯坦所提出.科学家们对光电效应的深入研究对发展量子理论起了根本性的作用.).
2.摩擦起电的实质
【知识点的认识】
(1)物质是由原子核与核外电子组成的,原子核带正电,核外电子带负电.通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子带的负电荷在数量上相等,整个原子不显电性,也就是物体对外不显电性.
(2)由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同.当两个不同物体互相摩擦的时候,束缚电子本领弱的就会失去电子,失去电子的物体因缺少电电子带正电;束缚电子能力强的就会得到电子,得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电.
(3)在电荷转移的过程中,电荷的总量是保持不变的,即电荷是守恒的.在转移过程中,只能转移带负电荷的电子.可见,摩擦起电不是创造了电荷,而是电荷发生了转移.
【命题方向】
对摩擦起电本质的理解是中考的命题方式,主要以选择题为主.
例1:橡胶棒与毛皮摩擦后,橡胶棒带负电荷,这是因为摩擦使橡胶棒( )
A.失去一些电子 B.得到一些电子 C.失去一些质子 D.得到一些质子
分析:摩擦起电的实质是电荷的转移,得电子的物质带负电,失去电子的物质带正电.
解:毛皮与橡胶棒摩擦时,毛皮失去电子,橡胶棒得到电子,由于电子带负电,所以橡胶棒带负电;
故选B.
点评:本题是一道基础题,熟练掌握基础知识即可正确解题.
例2:摩擦起电现象说明了( )
A.物质是由分子组成的
B.分子是由原子组成的
C.原子是由更小的微粒组成的
D.用摩擦的方法可能创造电荷
分析:当两种束缚电子的能力不同的物质相互摩擦时,束缚电子能力强的得到电子,因电子比质子数量多而带负电,束缚电子能力弱的失去电子,因电子比质子数量少而带正电,一种物质失去多少电子,另一种物质就得到多少电子.
解:摩擦起电过程是得到和失去电子的过程,因此其实质是电子的转移,当某种物质失去了电子时,物质的电子比质子少,带正电,当某种物质得到了电子时,物质的电子比质子多,带负电.所以摩擦起电现象说明了原子是由更小的微粒组成的.
故选C.
点评:摩擦起电不是创造了电,而是电的转移,相互摩擦的两种物质,一种物质失去了多少电子,另一种物质一定得到了多少电子,两种物质所带的电荷多少是相同的,电性是相反的.
【解题方法点拨】
(1)摩擦起电并不是创造了电,而是两个物体在摩擦过程中,电于发生了转移,它从一个物体转移到另一个物体上,使失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电.
(2)不同物质组成的物体相互摩擦时,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子.
3.电荷间的相互作用规律
【知识点的认识】
(1)电荷间相互作用:
同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引.
(2)两个物体(不涉及磁体)相互排斥,有两种可能:
a.都带正电;
b.都带负电.
(3)两个物体相互吸引,有三种可能:
a.一物体带正电,另一物体带负电;
b.一物体带正电,另一物体不带电;
c.一物体带负电,另一物体不带电.
【命题方向】
判断物体带电情况是主要的命题方式,主要以选择填空为主
例1:现有A、B、C三个轻质小球,已知A带负电,A和B互相吸引,C和A互相排斥,则( )
A.B一定不带电,C带正电 B.B可能带正电,C带正电
C.B一定带正电,C带负电 D.B可能不带电,C带负电
分析:①电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
②带电体可以吸引轻小物体;
③解题时,根据小球间的作用关系并结合A球带负电这个已知条件判断.
解:已知A带负电,C和A互相排斥,根据同种电荷互相排斥,所以C带负电;
又因为A和B互相吸引,根据异种电荷互相吸引,所以B可能带正电,根据带电体吸引轻小物体的性质,B也可能不带电.所以B可能不带电,C带负电.
故选:D.
点评:异种电荷相吸引和带电体吸引轻小的物体这两个知识点要考虑周全,考虑不全是此题选错答案的原因.
例2:如图所示,把一根塑料绳一端扎紧,从另一端撕开许多细丝,用干燥的手向下捋几下,发现细丝张开了,细丝张开的原因是( )
A.大气压的作用 B.静摩擦的作用 C.分子间有斥力 D.同种电荷互相排斥
分析:用手摩擦塑料绳时,由于摩擦生电而使塑料绳带上同种电荷,电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
解:用干燥的手从上向下在塑料绳上捋几下,手与塑料绳反复摩擦,使塑料绳带上了同种电荷,因为同种电荷相互排斥,故细丝会张开;
故选D.
点评:本题是一道基础题,考查了摩擦起电、电荷间的相互作用等问题,熟练掌握基础知识即可正确答题.
【解题方法点拨】
在根据物体间的作用规律判定物体带电情况时,要注意两者相互吸引有两种可能:异种电荷相互吸引;带电体具有吸引轻小物体的性质.因此考虑问题要全面.
4.电路的三种状态
【知识点的认识】
(1)通路:正常连接的电路,即用电器能够工作的电路.
通路特征:电路中有电流,用电器正常工作.
(2)断路(开路):断开的电路.
断路特征:电路中无电流,用电器不工作.原因有开关没闭合,接线处松动,导线断了,用电器损坏等
(3)短路:不经过用电器而直接跟电源的两极相连的电路.
短路特征:用电器不工作,电路有很大电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘皮,引起火灾
【命题方向】
电路三种状态的理解,电路图的连接分析都是中考的命题方向.
例1:如图所示,当开关S闭合后,可能会造成电流表或电压表损坏的是( )
A. B. C. D.
分析:电流表与被测用电器串联,电压表与被测用电器并联.电流表电阻很小,相当于导线,电压表电阻很大,相当于断路.
解:A、电压表串联在电路中,因此电压表或电流表均不会损坏;
B、电流表与电源并联,形成电源短路,因此将烧坏电流表;
C、灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端电压,电压表和电流表都符合正确使用的方法,因此电压表或电流表均不会损坏;
D、电压表串联在电路中,因此电压表或电流表均不会损坏.
故选B.
点评:本题考查了电流表、电压表的使用,知道电流表电阻很小,相当于导线,电压表电阻很大,相当于断路是解题的关键.
例2:如图所示,闭合开关,两灯都不亮.为检查故障,某同学先用电压表与灯L1并联,观察到电压表无示数,再将电压表与灯L2并联,观察到电压表有示数,那么电路中出现的故障是( )
A.灯L1短路 B.灯L1断路 C.灯L2短路 D.灯L2断路
分析:由电路图知,两灯泡串联.闭合开关,灯泡不亮,原因有二:断路或短路,因为两灯都不亮,所以不可能是一灯短路,所以只能是一灯断路.
解:根据题意可知,电压表并联在灯L1两端时,电压表无示数,说明灯泡L1之外的电路有断路,导致电压表不能与电源两极相连;
将电压表并联在灯L2两端时,电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此灯L2断路.
故选D.
点评:用电压表判断电路故障时,如果有示数,说明与电压表串联的元件是完好的;如果无示数,说明与电压表串联的元件有断路,或与电压表并联的元件短路.
【解题方法点拨】
短接与短路:在实际电路中,发生短路有两种情况:
(1)电源短路,导线将电源的正、负极连接起来,发生短路.电路中的电流很大,极有可能将电源也烧坏.电源短路是一种有危害的连接方式,在电路的连接中是不允许出现的;
(2)局部短路,也叫短接.如图所示,开关闭合,灯泡L1被短路,不亮,灯泡L2亮.局部短路没有危害,只是被短路的用电器不能工作.
5.串、并联电路的设计
【知识点的认识】
(1)串联电路定义:
用电器首尾相连成一串后再接入电路中,我们说这些用电器是串联的.如图所示,L1和L2组成串联电路.
(2)并联电路定义:
用电器的两端分别连在一起,然后接到电路中的电路叫并联电路.如下图所示,L1和L2组成并联电路.
(3)串联电路特点:
①电流只有一条路径,无干路、支路之分.
②电流通过每一个用电器,各用电器的工作互相影响,一个用电器因开路停止工作,则所有用电器都不能工作.
③开关与用电器是串联的,一个开关控制所有用电器.
(4)并联电路特点:
①电流有两条或两条以上的路径,有干路和支路之分.如上图所示的电路,“+”→“a”与“b”→“﹣”部分是干路;支路有两条:一条是L1所在的电路,由S1控制,另一条是L2所在的电路,由S2控制. (a、b是各支路两端的连接点,叫节点)
②干路电流在“结点”处分成两条或多条支路电流,每一支路都与电源形成一条通路,各支路中的用电器的工作互不影响,当某一支路开路时,其他支路仍可为通路.
③干路上的开关控制整个电路的用电器,支路上的开关只控制本支路上的用电器.
【命题方向】
电路的设计是中考的热点,主要以选择题和作图题为主.
例1: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( )
A. B. C. D.
分析:每盏灯的额定电压均为220V,且灯全部正常发光说明四盏灯是并联的,若是串联,灯泡不能正常发光,据此判断选项即可得出答案.
解:由题意可知,教室的照明电路额定电压均为220V,则四盏灯全部正常发光,则它们之间的连接方式只能是并联;
每个开关都能独立控制两盏灯,则开关在控制得两盏灯的干路上,
A、四盏灯串联,故A错误;
B、四盏灯并联,每个开关都能独立控制两盏灯,故B正确,符合题意;
C、四盏灯并联,一个开关为总开关,控制四盏灯,故C错误;
D、四盏灯并联,两个开关同时控制其中两个灯泡,另两个灯泡没有开关,故D错误.
故选:B.
点评:本题考查了家庭电路各用电器的连接,在做题时要抓住关键点“额定电压均为220V”、“全部正常发光”,且不要受“两个开关控制,每个开关控制两盏灯”的影响,这也是学生容易受影响的地方.
例2:火车在车厢后面有两间厕所,只有当两间厕所的门都关上时(每扇门的插销相当于一个开关),车厢中的指示牌内的指示灯才会发光,指示牌就会显示“厕所有人”字样,提醒旅客两间厕所内部都有人,请你把图中的各元件符号连接成符合上述设计要求的电路图.
分析:根据串并联电路的特点进行分析,即两个开关串联,同时控制一个灯泡.
解:如图所示
点评:会设计串联电路和并联电路,会用元件符合表示电路图.
【解题方法点拨】
设计电路图时要结合串、并联的特点进行分析.
6.电流表的读数方法
【知识点的认识】
(1)确定量程,看清选用的是哪个量程,从而知道电流表可以测量的最大电流是0.6A还是3A.
(2)确定分度值,根据所使用的量程,看清每一大格表示的电流值,认清每一大格又分成多少小格,确定每一小格表示的电流值是多少.如果使用0﹣0.6A量程,则每一小格是0.02A,如果使用0﹣3A量程,则每一小格是0.1A.
(3)接通电流后,当指针稳定后(不再左右摆动时)读数.看清指针一共转过多少小格,用每一小格代表的电流值乘以格数即是被测的电流,即I=分度值×小格数.
【命题方向】
电流表的读数是中考的热点,重点考查电流表的量程、读数及正确连接方式.
例1:在实验室,某同学发现一个电流表有两个量程,大量程是0~9A,小量程模糊不清.为了测量小量程是多少,她先用大量程接入电路,指针位置如图a所示,然后再改用小量程接入同一电路,指针指示如图b所示,则电流表的小量程为( )
A.0~0.6A B.0~1A C.0~2A D.0~3A
分析:因为大小量程的电流表接入的是同一电路,示数应该是相同的,首先读出大量程的示数是1.5A,然后在b的指针位置标出1.5A,由此可以确定小量程的范围.
解:大量程的每一个大格是3A,每一个小格是0.3A,示数是1.5A,
大小量程的电流表接入的是同一电路,示数应该是相同的,
b图中指针的位置是1.5A,
所以,小量程为0~3A.
故选D.
点评:大小量程的电流表接入的是同一电路,示数应该是相同,这是本题的关键.
例2:如图(a)所示,当开关S闭合时,两只电流表的示数分别由(b)、(c)两图读得,则电灯L1中的电流是( )
A.0.8A B.0.16A C.0.52A D.1.28A
分析:本题首先读出两个电流表的示数.然后根据并联电路的电流关系,可求出通过L1的电流.
解:电流表A1测量的是干路电流,电流表A2测量的L2是电流,干路电流大于支路电流.
所以电流表A1选的是0﹣3A的量程,分度值是0.1A,读数是1.8A;
电流表A2选的是0﹣0.6A的量程,分度值是0.02A,读数是O.52A,
I2=0.52A,I1=I﹣I2=1.8A﹣0.52A=1.28A.
故选D.
点评:本题考查了电流表的读数方法,并联电路的电流关系.
【解题方法点拨】
电流表的读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数,根据指针的位置进行读数.电流表不同量程的读数.读数时要看清使用的量程和对应的分度值.在电流表的同一刻度处,0﹣3A量程的读数是0﹣0.6A量程读数的5倍.
7.电压表的读数方法
【知识点的认识】
(1)基础知识:
①当用“﹣”“3”两个接线柱时,量程为0~3V,每一大格表示1V,每一小格表示0.1V;
②当用“﹣”“15”两个接线柱时,量程为0~15V,每一大格表示5V,每一小格表示0.5V.
(2)读数步骤:
①先看清量程,认清各量程的分度值;
②当使用0~15V量程时,应以上排刻度读数,其分度值为0.5V;当使用0~3V的量程时,应以下排刻度读数,其分度值为0.1V;
③用分度值乘以指针转过的小格数就是被测的电压值.
例如:下图所使用的接线柱是“一”和“15”,即量程是0~15V,对应其分度值是0.5V,查出指针所指格数为11格(1大格是10小格),故读数为:11×0.5V=5.5V.
【解题方法点拨】
(1)记准分度值是读准数的前提:分度值等于量程的最大值除以30,即0~3V量程对应的分度值是0.1V;0~15V量程对应的分度值是0.5V.
(2)使用大量程和小量程读数应该相等,但用小量程读数更加精确,例如接电压表的大量程时读数为2.0V,接小量程时的读数为2.2V,那么2.2V更精确;指针指在同一刻度时,读大量程是读小量程的5倍关系,例如小明接的是电压表小量程,却读成大量程了,读数为6.5V,那么真实的电压应该是6.5V÷5=1.3V.
【命题方向】
在电学的多个重要实验中都涉及到电压表的使用,根据电压表的接线柱使用和表盘显示来读数是常出的题.
例1:下列电表示数为1.4伏的是( )
A. B.
C. D.
分析:电压表是测量用电器两端电压的仪表,要并联在用电器两端;读取电压表示数时,首先要明确电压表选择的量程和对应的分度值,读数时视线与指针所对刻线相垂直.
解:
A、B、都是电流表,测量的是电路电流的大小.不符合题意;
C、由图知,电压表选择的是0~15V量程,对应的分度值为0.5V,此时的示数为7V.不符合题意;
D、由图知,电压表选择的是0~3V量程,对应的分度值为0.1V,此时的示数为1.4V.符合题意.
故选D.
点评:此题考查的是电压表的读数,属于基本技能,难度不大,应该能够正确解答.
例2:如图甲所示电路,电源电压为6V,当S闭合时,电压表的读数如图乙所示,则L1两端的电压为 1.5 V,L2两端的电压为 4.5 V.
分析:明确电压表所测的电压是哪部分电路两端的电压,再根据串联电路的电压规律,可解答.
解:(1)由电路图可知:电压表所测电压是灯泡L1两端的电压,指针的位置在表盘中央,示数可能是7.5V,也可能是1.5V;而题目中的电源电压为6V,故L1的电压不会大于6V,故电压表示数应为1.5V,即U1=1.5V;
(2)根据串联电路的电压规律:U=U1+U2;电源电压U=6V;则灯泡L2两端的电压为:U2=U﹣U1=6V﹣1.5V=4.5V;
故答案为:(1)1.5;(2)4.5.
点评:明确电压表的作用及串联电路的电压规律是解答此题的关键.
8.影响电阻大小的因素
【知识点的认识】
(1)影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度.
(2)控制变量法:物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.
【解题方法点拨】
(1)因为电阻是受多个因素影响的,两段导体比较电阻大小时,没有一定的前提条件,是无法比较的.
(2)通常情况下,导体的温度都是与室温相同,所以在不提温度时,认为温度是相同的.
(3)电阻是导体本身的一种性质,它的大小只与材料、长度、横截面积、温度四个因素有关,与电压无关,与电流也无关.
(4)只有一根电阻线,其他器材足够时,可以研究电阻与长度、横截面积、温度的关系,不能研究电阻与材料的关系.
(5)下面两个实验装置很类似,现象和结论是不同的.
甲图实验现象是:灯泡变亮,说明:导体和绝缘体之间没有明确的分界,当玻璃加热到红炽状态时,由绝缘体变成导体;
乙图实验现象是:灯泡逐渐变暗,说明:灯丝的电阻随温度的升高而增大.
【命题方向】
以探究影响电阻大小的因素为题材,考查控制变量法思想的应用,是考题热点.常见错误为:比较导体电阻在小时,没有考虑全各个因素的影响;描述实验结论时,没有考虑其他因素一定的前提条件,即“当…一定时”.
例1:如果不考虑温度的影响,导体的电阻的大小与下列哪个因素无关(
A.导体的材料 B.导体的长度 C.导体的横截面积 D.导体两端的电压
分析:如果把导体比作一条公路,电阻比作堵车事故:水泥路面比土道畅通,即材料影响电阻;宽敞的路比窄路畅能,即横截面积影响电阻;路越长堵车机会越大,即长度影响电阻.
解:电阻是导体本身的一种性质,电阻大小的影响因素有材料、长度、横截面积、温度,与电压、电流等外界因素无关.
根据影响电阻大小的因素来判断,A、B、C都影响电阻,D不影响.
故选D.
点评:导体的电阻是导体本身的一种性质,其决定因素与其本身的材料、长度、横截面积有关,若说与外界有关,也只与外界的温度这个因素有关.导体一定,则电阻一定.与导体两端电压的高度,导体中电流的大小等都没有关系.
例2:在温度一定时,比较两根铜导线的电阻的大小,下列说法中正确的是( )
A.长导线的电阻大
B.细导线的电阻大
C.长度相同,粗导线的电阻大
D.粗细相同,长导线的电阻大
分析:导体电阻的大小由温度、材料、长度和横截面积四方面因素共同决定.所以在比较两根导线电阻大小关系时,一定要在其他三个因素都相同的情况下,通过比较其中的某一个因素,才能比较出两根电阻的大小关系,否则是很难比较出来的.
解:
AB、电阻的大小不仅跟导体的材料有关,还跟材料的长度和横截面积大小有关,所以选项A、B都不正确;
C、在长度和材料相同时,导体的横截面积越小,即导线越细,电阻越大,故C选项错误;
D、在横截面积和材料相同,长的铜丝电阻大,故D正确.
故选D.
点评:本题考查了决定电阻大小的因素,用好控制变量法正确分析是本题的关键.
9.欧姆定律的应用
【知识点的认识】
(1)相关基础知识链接:
①电流规律:
串联:I=I1=I2.串联电路电流处处相等。
并联:I=I1+I2.并联电路干路电流等于各支路电流之和。
②电压规律:
串联:U=U1+U2.串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
并联:U=U1=U2.并联电路各支路两端电压相等,等于总电压。
③电阻规律:
串联:R=R1+R2.串联电路总电阻等于分电阻之和。
并联:=+.并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。
④比例规律:
串联:=.串联电路中电压与电阻成正比。
并联:I1R1=I2R2.并联电路中电流与电阻成反比。
⑤欧姆定律:
I=.导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
【解题方法点拨】
(一)比例问题
解决这类问题一要掌握规则,二要弄清是哪两部分相比。
①串联电路电流处处相等,即电流之比为:I1:I2=1:1;根据I=可知电压与电阻成正比,=。
②并联电路各支路电压相等,即电压之比为U1:U2=1:1;根据U=IR可知电流与电阻成反比,I1R1=I2R2。
例一:R1=3Ω,R2=5Ω,如图甲,由于是串联电路,所以电流之比I1:I2=1:1;电压之比等于电阻之比,所以电压之比U1:U2=3:5;如果电路变式成乙图,则两电压表示数比为U1:U2=(3+5):5=8:5。
例二:R1=3Ω,R2=5Ω,如图甲,由于是并联电路,所以电压之比U1:U2=1:1;电流之比等于电阻之反比,所以电流之比I1:I2=5:3;如果电路变成乙图,则两电流表示数之比为I1:I2=5:(3+5)=5:8。
(二)电表示数变化问题
(1)解决这类问题最重要的是弄清电路是串联还是并联,不同的连接方式有不同的判断规则。
①串联电路:
电流与电阻的变化相反,即电阻变大时电流变小,电阻变小时电流变大;按电阻的正比例来分配电压。
例如如图:当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电阻变大,所以电流变小;电阻R1尽管大小没变,但它占总电阻的比例变小了,所以R1两端电压变小,R2占总电阻的比例增大了,所以R2两端电压变大。
②并联电路:
各支路的电压都与电源电压相等,所以电压是不变的;阻值变化的支路电流随之变化,阻值不变的支路电流也不变。
例如如图:当滑片向右滑动时,尽管R2的阻值在变,但它两端的电压总等于电源电压,所以R2两端电压不变,R1两端电压当然也不变;R2所在支路电阻变大,所以电流变小,R1所在支路电阻不变,所以电流也不变,干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小。
③电压表与电流表示数的比值:
根据导出式R=可知,电压表与电流表示数的比值代表了某个电阻的大小,只要电阻不变化,两表比值是不变的。
例如如图甲,电压表与电流表的比值代表了电阻R1的阻值,所以当滑片移动时,两表示数的比值不变;如图乙,电压表与电流表的比值代表了电阻R2的阻值,所以两表示数的比值在变大。
(但需要注意的是,当滑片移动时,R2两端电压的变化量与R1两端电压的变化量相等,所以电压表的变化量与电流表的变化量之比代表了电阻R1的阻值,是不变的。)
(2)解决这类电表示数变化的问题时,常在第一步判断串并联时出错。请注意下面的电路,例如图甲是串联电路,图乙是并联电路。
(滑片向右滑时,图甲:A变小,V变大;图乙A1变小,A2变小,V不变。)
(3)滑动变阻器连入电路的是哪一部分,没有判断清楚,也是解决电表示数变化问题常出现的错误。图甲滑动变阻器接入电路的是全部,图乙接入电路的是左半部分。注意滑片移动时对电流的影响有何不同。
(滑片向右滑动时,甲:A不变,V1不变,V2变大;乙:A变小,V1变小,V2变大)
综上所述,解决电表示数变化的问题要按照下面的程序进行:
①判断电路是串联还是并联;
②分析滑动变阻器接入的是哪一部分;
③找准各个表所测量的对象是哪里;
④按照串并联各自的规则来判断电流、电压的变化。
【命题方向】
欧姆定律的综合应用是电学部分的核心,也是最基础的内容,这一节知识是难点也是中考必考点。常结合日常生活生产中遇到的电路问题考查欧姆定律的应用,计算题多与后面的电功率计算结合在一起,作为中考的压轴题出现。训练时应足够重视。
例1:在图甲所示的电路中,当滑片P由b移到a的过程中,电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电阻R1的阻值为20Ω
B.滑片P移到b端时,R2两端的电压为6V
C.滑片P移到a端时,R1消耗的功率为0.2W
D.当滑片P移到中点时,通过R1的电流为0.3A
分析:(1)当滑片P移到b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,电路为R1的简单电路,电压表的示数为电源的电压,根据图象读出电源的电压;
(2)滑片P移到a端时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联,根据图象读出电压表的示数和滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律和电路中的电流特点得出等式即可求出R1的阻值,根据P=求出滑片P移到a端时R1消耗的功率;
(3)根据图象得出滑片P移到中点时电压表的示数,根据欧姆定律求出通过R1的电流。
解:(1)当滑片P移到b端时,电路为R1的简单电路,电压表的示数为电源的电压,此时滑动变阻器接入电路中的电阻为0,两端的电压为0,故B不正确;
由图象可知,电压表的示数为6V即电源的电压U=6V;
(2)滑片P移到a端时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联,
由图象可知,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电压表的示数U1=2V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴滑片P移到a端时,滑动变阻器两端的电压:
U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴=,即=,
解得:R1=10Ω,故A不正确;
R1消耗的功率:
P1===0.4W,故C不正确;
(3)由图象可知,当滑片P移到中点即R2′=10Ω时,U1′=3V,
通过R1的电流:
I1===0.3A,故D正确。
故选D。
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图象读出滑片接入电路中不同电阻时对应电压表的示数。
例2:如图所示的电路,电源电压为12V,R1=R3=4Ω,R2=6Ω,求:
(1)当S1、S2都断开时,电流表和电压表的示数各是多少?
(2)当S1、S2都闭合时,电流表和电压表的示数各是多少?
分析:(1)当S1、S2都断开时,R2与R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出R3两端的电压;
(2)当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电压表被短路,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出各支路的电流,利用并联电路的电流特点求出干路电流。
解:(1)当S1、S2都断开时,R2与R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴根据欧姆定律可得,电流表的示数:
I===1.2A,
电压表的示数:
U3=IR3=1.2A×4Ω=4.8V;
(2)当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电压表被短路即示数为0,电流表测干路电流,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴通过两电阻的电流分别为:
I1===3A,I2===2A,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴电流表的示数:
I′=I1+I2=3A+2A=5A。
答:(1)当S1、S2都断开时,电流表的示数为1.2A,电压表的示数为4.8V;
(2)当S1、S2都闭合时,电流表的示数为5A,电压表的示数为0V
点评:本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的应用,关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别和电表所测电路元件的判断。
10.电阻的并联
【知识点的认识】
(1)电阻的并联实质是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小。
(2)并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和。
公式:=+。
(3)并联电路中任何一个分电阻增大,总电阻也随之增大。
(4)n个阻值相同的电阻并联,总电阻等于。
【解题方法点拨】
(1)反比实质是倒数之比,并不是前后位置的调换,例如 1:2:3的反比不是3:2:1,而是6:3:2。
(2)在并联电路中各支路电压相等,总电流等于各支路电流之和。
(3)并联电路中,电流与电阻成反比。
【命题方向】
电阻的并联这一知识点常结合电流、电压规律和欧姆定律,考查综合性问题,计算问题、比例问题较多。
例1:两个电阻并联起来相当于( )
A.增大了电阻的横截面积 B.减小了电阻的横截面积
C.增大了电阻的长度 D.减小了电阻的长度
分析:影响电阻大小的因素有:导体的长度、横截面积以及材料;导体的材料一定时,导体的长度越长,横截面积越小,导体的电阻越大。两个电阻并联后总电阻减小。
解:导体材料和长度不变时,横截面积越大,其电阻值会越小;两个电阻并联起来,总电阻则会减小,相当于其材料和长度不变,横截面积增大。
故选 A。
点评:影响电阻大小的因素有:导体的长度、横截面积以及材料。
例2:两导体电阻R1=10Ω,R2=1Ω,并联起来使用时并联总电阻R的阻值范围( )
A.大于10Ω B.在1Ω与10Ω之间 C.小于1Ω D.无法确定
分析:并联电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和,电阻越并越小,小于其中任一个电阻。
解:电阻并联,相当于增大了横截面积,电阻越并越小,小于任一个电阻,故并联电阻一定小于1欧。
故选C。
点评:本题考查了并联电阻的特点:电阻越并越小,小于其中任一个电阻,要灵活运用。
11.探究电流与电压、电阻的关系实验
【知识点的认识】
(1)探究电流与电压关系
①控制不变的量:电阻.
怎样控制:采用同一个定值电阻实验.
②改变的量:电压.
怎样改变:改变电池节数;调节学生电源的旋钮;串联滑动变阻器,调节滑片.
③滑动变阻器在实验中的作用:保护电路;改变定值电阻两端的电压.
④电路图:
⑤结论:当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比.
(2)探究电流与电阻的关系
①控制不变的量:电压.
怎样控制:串联滑动变阻器,调节滑片.
②改变的量:电阻.
怎样改变:更换定值电阻.(不能用滑变阻器来代替定值电阻)
③滑动变阻在实验中的作用:保护电路;使定值电阻两端的电压保持不变.
④结论:当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.
【解题方法点拨】
(1)理解实验方法:在探究电流与电压、电阻关系的实验中,由于两个因素都会对电流产生影响,所以我们采用控制变量法来进行研究,即研究电流与电压关系时要控制电阻一定,研究电流与电阻关系时要控制电压一定.
(2)理解探究过程:研究电流与电压关系时移滑动变阻器的滑片目的是改变定值电阻两端的电压;研究电流与电阻关系时移滑片的目的是使定值电阻两端的电压保持一定.
(3)理解结论描述:
①两个实验的结论前面都要加上条件:“当导体的电阻一定时”、“当导体两端的电压一定时”.
②注意用词先后顺序:“电流与电压”、“电流与电阻”不能说成“电压与电流”、“电阻与电流”.
③“电压”“电流”“电阻”每个词前的修饰语都是不同的:“导体中的电流”,“导体两端的电压”,“导体的电阻”.
【命题方向】
这是电学三个重点实验之一,所涉及的知识点较多,综合性强,是中考电学实验中较为重要的实验.
例:在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、导线若干.小明在实验时连接的电路如图1所示.
(1)在探究“电流与电压的关系”实验中:
①闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至 A (填“A”或“B”)端;电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和 改变电阻两端电压,进行多次测量 的作用;
②闭合开关S,无论如何移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约为3V,此时,电路出现的故障可能是 R处断路 ;小明排除故障后继续实验.
(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和 控制电阻R两端电压不变 的作用;
②小明先将R﹦10Ω的电阻接入,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数;接着在滑动变阻器的滑片位置不变,把R换为15Ω的电阻时,应向 A (填“A”或“B”)方向移动滑动变阻器的滑片P,才能使电压表示数为2.5V,同时记下电流表的示数;
③若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,应该选取至少标有 5 Ω的滑动变阻器;
④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图2所示,小明由图象得出的结论是: 电压一定时,电流与电阻成反比 .
(3)若继续使用该实验电路,还可以进行的实验有 伏安法测电阻 (只要求填写一个实验名称).
分析:探究电流与电压、电阻关系实验,应采用控制变量法,根据实验目的与题意分析答题.
解:(1)在探究“电流与电压的关系”实验中:
①闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至A端;电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变电阻两端电压,进行多次测量的作用;
②闭合开关S,无论如何移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约为3V,此时,电路出现的故障可能是 R处断路;
(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和控制电阻R两端电压不变的作用;
②小明先将R﹦10Ω的电阻接入,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数;接着在滑动变阻器的滑片位置不变,把R换为15Ω的电阻时,应向A方向移动滑动变阻器的滑片P,才能使电压表示数为2.5V,同时记下电流表的示数;
③由图示电路图可知,电源电压为1.5V×2=3V,由图示图象可知,电阻两端电压为U=0.5A×5Ω=2.5V,滑动变阻器两端电压为:U滑=U﹣UR=3V﹣2.5V=0.5V,由串联电路电流I处处相等,定值电阻与滑动变阻器接入电路的阻值之比:====,则R滑=R,即:定值电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的5倍,
使所给的5个定值电阻“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω”分别接入电路中都能正常进行实验,当定值电阻为25Ω时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,为:R滑最大=R=×25Ω=5Ω,若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,滑动变阻器最大阻值至少为5Ω,则应该选取至少标有5Ω的滑动变阻器;
④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图2所示,小明由图象得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比.
(3)若继续使用该实验电路,还可以进行的实验有伏安法测电阻.
故答案为:(1)①A;改变电阻两端电压,进行多次测量;②R处断路;(2)①控制电阻R两端电压不变;②A;5;③电压一定时,电流与电阻成反比;(3)伏安法测电阻.
点评:本题考查了实验分析,探究电流与电压、电阻关系实验,要采用控制变量法,应用控制变量法分析即可正确解题.
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