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人教版物理九年级上册 第十五章单元测试(含答案)
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这是一份人教版物理九年级上册 第十五章单元测试(含答案),共22页。
第十五章 电流和电路
复习课
复习目标
1.观察摩擦起电现象,探究并了解同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
2.从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。
3.知道电流。
4.会看、会画简单的电路图。会连接简单的串联电路和并联电路。说出生产、生活中采用简单串联或并联电路的实例。了解串、并联电路电流的特点。
5.会使用电流表测电流。
要点回顾
一、电荷
两种电荷
自然界中只有两种电荷: 和 。 电荷间的相互作用规律:同种电荷互相 ,异种电荷互相
验电器
作用:检验物体是否带电。原理:同种电荷相互
原子及其 结构
原子由 和 组成,原子核位于原子的中心,原子核带 电,电子带 电
摩擦起电 的实质
电子的
二、电路
电路的组成
电源、用电器、开关、导线
三种电路
(1)通路:接通的电路。(2)断路: 的电路。(3)短路:电源正、负极直接用 连接起来
电路图
用 的符号表示电路连接的图叫做电路图。 画电路图应注意的问题:元件位置安排要适当,分布要 ,元件不要画在 处。整个电路图最好呈 ,有棱有角,导线横平竖直
连接方式
串联:只有 条通路,开关控制 ;
并联: 条通路,干路开关控制 ,支路开关只控制它所在 的用电器
三、电流
电流的形成
电荷的定向 形成电流(形成电流的电荷可能是正电荷也可能是负电荷)
电流的方向
电流方向的规定: 定向移动的方向。 注:在电源外部,电流的方向从电源 极到 极。电流的方向与自由电子定向移动的方向
获得持续电流的条件
(1)电路中有 ;(2)电路为 路
电流的测量
电流表的连接:第一,必须将电流表和被测的用电器____联。 第二,必须让电流从 流进电流表,从 流出。 第三,必须正确选择电流表的 。如果不知道被测电流的大小,可以 。 第四,不允许把电流表直接连到电源的 。 电流表的读数:第一,明确所选电流表的 ;第二,确定电流表的 ,即表盘的一个小格代表电流的大小;第三,接通电路后,看看表针向右总共偏过了多少个小格,这样就能知道电流是多大了
串、并联电路的电流特点
串联电路的电流特点:串联电路中电流处处 。 并联电路的电流特点:干路电流 各支路电流之和
本章热点题型
一、摩擦起电及电荷间的相互作用
例1 如图15-1所示,一根支在支架上的塑料吸管,能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管使其带电,将丝绸摩擦过的玻璃棒靠近带电吸管的一端,吸管被吸引,说明吸管在与餐巾纸摩擦的过程中( )
图15-1
A.得到电子带正电 B.得到电子带负电
C.失去电子带正电 D.失去电子带负电
解析:被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,当玻璃棒靠近带电吸管的一端,吸管被吸引,则吸管带负电。说明吸管与餐巾纸摩擦过程中,吸管得到电子带负电,故B正确。
答案:B
例2 用一个带电体接触已带正电的验电器的金属球,如出现下列情况,试判断带电体的带电性质:
(1)金属箔张开的角度变为零,则带电体带 电荷;
(2)金属箔张开的角度变大,则带电体带 电荷;
(3)金属箔先闭合又张开,则带电体带 电荷。
解析:验电器已带正电,(1)若金属箔张开的角度变为零,则带电体与验电器带等量的负电荷,使原来正电荷被中和;(2)若金属箔张开的角度变大,说明带电体带正电荷,使原来带的电荷量增加;(3) 金属箔先闭合后张开,说明带电体带负电,且比原来验电器所带的电荷量多。
答案:(1)负 (2)正 (3)负
跟踪练习1 验电器的两个金属箔片因带电而张开,则这两个金属箔片一定( )
A.带正电 B.带负电
C.带异种电荷 D.带同种电荷
跟踪练习2 如图15-2所示,把一个塑料棒在衣袖上摩擦几下,然后让它靠近(但不要接触)从水管中流出来的一小束水流,水流被吸引而发生弯曲,这是因为( )
图15-2
A.塑料棒带电吸引细小水流
B.塑料棒和水流带同种电荷
C.塑料棒和水流带异种电荷
D.塑料棒和水流分子间存在斥力
二、串、并联电路的识别
例3 根据如图15-3所示电路,下列说法正确的是( )
图15-3
A.S1闭合,S2接a,L1、L2串联
B.S1闭合,S2接b,L1、L2并联
C.S1断开,S2接b,L1、L2串联
D.S1断开,S2接a,L1、L2并联
解析:由题图知,S1闭合,S2接a,导线直接将电源正负极相连,这样会造成电源短路,故A错误;S1闭合,S2接b,电流从电源的正极流出经开关S2后分成两支,一支通过L2,另一支通过L1、S1,然后两支电流汇合回到电源负极,所以L1与L2并联,故B正确;S1断开,S2接b,电路中只有L2接入电路中,电路为L2的简单电路,故C错误;S1断开,S2接a,电流从电源的正极流出依次经过S2、L1、L2回到电源负极,此时L1与L2串联,故D错误。
答案:B
例4 如图15-4所示的电路图中,开关都闭合后,两盏灯均发光且并联的是( )
A. B. C. D.
图15-4
解析:开关都闭合后:电流从正极出发,经开关S,灯泡L1、L2回负极,只有一条电流路径,故为串联电路,灯泡都能发光,故A不符合要求。电流从正极出发,经开关S1、S2、L2回负极, L1短路,只有L2发光,故B不符合要求。电流从正极出发,经开关S2、S1回负极,对电源短路,故C不符合要求。电流从正极出发,开始分支,一支流向灯泡L1、S2、一支流向灯泡L2,然后共同经开关S1回负极,故为并联电路,灯泡都发光,故D符合要求。
答案:D
跟踪练习3 下列用电器采用串联方式连接的是( )
A.马路上的路灯
B.冰箱中的压缩机和冷藏室的灯
C.教室里的几盏日光灯
D.同一串节日小彩灯
跟踪练习4 如图15-5所示的电路中,各元件完好,关于整个电路的连接,下列说法正确的是( )
图15-5
A.只闭合S1,R1、R2并联
B.只闭合S2,L、R1串联
C.只闭合S2,会形成电源短路
D.只闭合S1,只有R2接入电路
三、电路故障分析
例5 如图15-6所示电路,开关S闭合后,两灯都不亮。用一根导线先后连接a、b两点和b、c两点,两灯仍不亮;仍用这根导线连接b、d两点,灯L2亮,L1不亮。假设电路故障只有一个,则故障可能是( )
A.灯L1断路
B.灯L1短路
C.灯L2断路
D.开关S的接线柱处断开
图15-6
解析:开关S闭合后,两灯都不发光,且故障只有一个,说明电路出现了断路故障,故B错误;将导线接在a、b两点时,两灯仍不亮,说明故障出现在a到电源正极之间或b到电源负极之间,即ab间是正常的;将导线接在b、c两点时,两灯还是不亮,说明故障出现在a到电源正极之间或c到电源负极之间,即bc间也是正常的;将导线接在b、d两点时,发现灯L2亮而灯L1不亮,说明d到电源正极之间以及L2都是完好的,所以故障出现在ad之间,即可能是开关处断路,故D正确,A、C错误。
答案:D
例6 如图15-7所示为小华连接的电路,他检查导线连接无误后,闭合开关S,发现两灯均不发光,于是他用一根导线分别连接a、b,a、c和a、d两点,灯L1和L2均不发光;再用导线连接到c、d两点时,灯L1发光,L2不发光,由此判定电路的故障是( )
图15-7
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.灯L1短路 D.灯L2短路
解析:由题图可知:L1与L2是串联电路,在电路中任意一处断开,则灯泡都不能工作。导线分别连接到a、b,a、c和a、d两点,灯L1和L2均不发光,说明电路都为断路;当用导线连接到c、d两点时,灯L1发光,说明灯L1正常,c、d间发生断路,因此电路故障为灯L2断路。
答案:B
跟踪练习5 如图15-8所示的电路中,当开关S闭合时,灯L1和L2均不亮。某同学用一根导线检查电路的故障,他将导线先并接在灯L1两端时,发现灯L2亮,灯L1不亮,然后并接在灯L2两端时,发现两灯均不亮。由此可判断( )
图15-8
A.灯L1短路 B.灯L1断路
C.灯L1短路 D.灯L2断路
跟踪练习6 按如图15-9所示连接好电路闭合开关后,发现L3不亮,L1、L2都能发光,则可能出现的故障是( )
图15-9
A.L3灯座短路 B.导线4断路
C.导线5断路 D.L1的灯丝断路
四、简单电路的设计
例7 由于城市供水的水压不高,某些学校会利用水泵向教学楼比较高的楼层供水,水泵开关就设置在水龙头旁边,但有时会出现关闭水龙头后水泵没有及时关闭,导致水泵烧坏。针对这一现象,该学校科技小组利用按钮开关S1(按下开关闭合、松开开关断开)设计了一个延时水泵控制器,使用时只需按下开关S1,延时电路通电使S2闭合,水泵运行,松手后S1断开,延时电路会使S2持续闭合一段时间,水泵延时抽水一段时间后自动停止。下列电路满足以上要求的是( )
A B C D
图15-10
解析:根据题意,使用时只需按下开关S1,延时电路通电使S2闭合,水泵运行,松手后S1断开,延时电路会使S2持续闭合一段时间,水泵延时抽水一段时间后自动停止;可知开关S1只控制延时电路,S2只控制水泵,且两用电器互不影响,即为并联,故C正确。
答案:C
例8 现代社会倡导“遵守交通规则,安全文明出行”的理念。学了电路后,小亮同学对十字路口人行横道的红、绿信号灯进行设计,并绘制如下电路图,你认为可行的是( )
A B C D
图15-11
解析:由生活经验可知,红、绿交通信号灯不能同时工作,且互不影响,所以红灯和绿灯应并联。当只闭合开关S1时,两灯都发光;只闭合S2时会造成电源短路,故A错误;两开关均闭合时,红、绿灯同时发光,只闭合一个开关均不发光,故B错误;只闭合开关S1时红灯亮,只闭合开关S2时绿灯亮,两灯独立工作,互不影响,故C正确;当只闭合开关S2时两灯都发光,只闭合开关S1时,绿灯发光,故D错误。
答案:C
跟踪练习7 李海同学骑自行车上学,因为赶时间经常忘记收起自行车支架便骑车或没有锁车就离开,因此他想设计提醒收支架和锁车的电路。在兴趣小组活动中,他请同学们一起设计该电路,要求:当车的支架支起(开关S1闭合)时,蜂鸣器响起,提醒锁车;当车上锁(开关S2断开)后,蜂鸣器停止发声。他们设计了如图15-12所示的四个电路,其中符合要求的是( )
A B C D
图15-12
跟踪练习8 某市公园景观优美,为了保护花草,防止人畜闯入,请利用节能小灯泡、电铃、电池组、开关各一个,以及足够长的线导线,设计一个值班人员看护花园的报警器。要求正常情况下,值班室内灯亮、铃不响,当有人畜闯入花园时,碰到栅栏会拉断细导线,灯亮同时铃响,下列电路符合要求的是( )
A B C D
图15-13
五、探究串、并联电路电流的特点
例9 在探究并联电路电流规律的实验中,如图15-14是实验的电路图。
图15-14
(1)小亮同学要测量通过L1的电流,应该将电流表接在 (选填“A”“B”或“C”)处。
(2)闭合开关,小亮发现两灯都发光,然后他拧下灯L1,则灯L2
(选填“会”或“不会”)继续发光。
(3)小亮同学根据实验得出了下表数据,请问他下一步应该做的最合理操作是 。
A点电流IA
B点电流IB
C点电流IC
0.16 A
0.16 A
0.32 A
A.分析数据,得出结论
B.改变电源电压,再测出几组电流值
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
D.换用电流表的另一量程,再测出几组电流值
解析:(1)电流表与待测用电器串联,由题图知,小亮同学要测量通过L1的电流,应该将电流表接在A处。(2)题图中两灯并联,闭合开关,小亮发现两灯都发光,然后他拧下灯L1,根据并联电路各支路互不影响,则灯L2 会继续发光。(3)小亮同学根据实验得出了表中数据,为得出普遍性的结论,下一步应该做的最合理操作是:换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值,故选C。
答案:(1)A (2)会 (3)C
例10 小红用如图15-15所示的电路来探究串联电路的电流特点,用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
甲 乙
图15-15
(1)在拆接电路时,开关必须 。
(2)实验中最好选择规格 (选填“相同”或“不相同)的小灯泡。
(3)他先把电流表接在a处,闭合开关后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动。故障的原因可能是 。
A.某段导线断开
B.某接线柱处接触不良
C.某灯泡被短路
D.电流表被烧坏
(4)他排除故障后,重新闭合开关,电流表的指针指示位置如图乙所示,则所测的电流值为 A。
(5)他测量了a、b、c三处的电流,随后又进行了多次实验,其中一次实验的测量数据如下表,在分析数据时,发现三处的测量值有差异,下列分析正确的是 。
Ia/A
Ib/A
Ic/A
0.16
0.15
0.14
A.可能是因为测量误差
B.是因为没有对电流表调零
C.串联电路中各处的电流本来就不等
D.电流从电源正极流向负极的过程中电流越来越小
(6)小红进行多次实验的主要目的是 。
①减小实验误差
②寻找普遍规律
解析:(1)在拆接电路时,开关必须断开。(2)为得出普遍性的结论,实验中最好选择规格不相同的小灯泡。(3)两灯串联,若某段导线断开,则电路断路,两灯都不发光,电流表示数为0,故A不符合题意;若某接线柱处接触不良,则电路时通时断,两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动,故B符合题意;若某灯泡被短路,这个灯不发光,另一个灯发光,电流表有示数,故C不符合题意;若电流表被烧坏,则电路断路,两灯都不发光,电流表示数为0,故D不符合题意;故选B。(4)电流表的指针指示位置如题图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则所测的电流值为0.22A。(5)测量过程中总是存在误差,误差会使三处的测量值有差异,故A正确;若是因为没有对电流表调零造成的,则电流总是偏大或偏小,故B错误;串联电路中各处的电流相等,故C、D错误。(6)小红进行多次实验的主要目的是寻找普遍规律,选②。
答案:(1)断开 (2)不相同 (3)B (4)0.22 (5)A
(6)②
跟踪练习9 小波在“探究并联电路电流的特点”实验中,连接了如图15-16甲所示的电路:
甲 乙
图15-16
(1)电流表测量的是 的电流。
(2)要测量通过灯泡L2的电流,只需改变一根导线的连接即可,请你在需要改接的导线上打“×”,并画出正确的连接。
(3)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 (选填“相同”或“不同”)规格的小灯泡。
(4)连接好电路后,闭合开关,电流表示数如图乙所示,出现这种现象的原因是 。
跟踪练习10 小明在做探究电路电流规律的实验,如图15-17甲所示是连接的电路图,请你帮他解决实验中遇到的问题:
甲 乙 丙
图15-17
(1)在连接电路时,开关应 ;在连接电路时,发现电流表如图乙所示,则他应该将电流表 。
(2)他在测量B处的电流时,发现电流表的指针偏转又如图乙所示,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)排除故障后,实验时他应该 ,这样可以保证得出的结论具有普遍性。而另一组的同学同时把两个电流表接到A点和C点,两灯都发光,且两个电流表指针都指到刻度盘的正中间,他们便推导出B点电流为 A。
六、串、并联电路中电流规律的应用
例11 在如图15-18所示的实物电路中,当开关闭合时,甲电流表的示数为0.5 A,乙电流表的示数为0.2 A,由下列判断正确的是( )
A.通过灯L1的电流为0.5 A
B.通过灯L1的电流为0.3 A
C.通过灯L2的电流为0.7 A
D.通过灯L2的电流为0.3 A
图15-18
解析:由题图可知,两灯并联,甲电流表测干路电流,乙电流表测L2支路的电流,由甲电流表的示数可知干路电流I=0.5A,由乙电流表的示数可知通过L2的电流I2=0.2A,故C、D错误;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过L1的电流I1=I-I2=0.5A-0.2A=0.3A,故A错误、B正确。
答案:B
例12 将两个电流表分别接入如图15-19甲所示的两个位置测量电流,此时电流表A1和A2指针偏转分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A.电流表A2测量灯L2的电流
B.电流表A1的示数可能为0.24 A
C.电流表A2的示数一定为0.2 A
D.通过灯L2的电流可能为0.72 A
甲 乙 丙
图15-19
解析:由题图可知,两灯泡并联,电流表A1测L1支路的电流,电流表A2测干路电流,故A错误;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且电流表A2偏转的角度比A1小,所以电流表A1的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数I1=0.28A;电流表A2的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数I=1A,则通过灯L2的电流I2=I-I1=1A-0.28A=0.72A,故B、C错误,D正确。
答案:D
跟踪练习11 如图15-20所示,当开关S闭合时,三个电流表A1、A2和A3都有示数,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数等于通过灯泡L1的电流
B.电流表A2的示数等于通过灯泡L2和L3的电流之和
C.若灯泡L3短路,则灯泡L3不亮,L1和L2亮
D.若灯泡L2断路,则A2的示数为零,电流表A1和A3的示数不变
图15-20
跟踪练习12
如图15-21甲所示电路,闭合开关后,两个灯泡都能发光,图乙为电流表A1指针位置,如果电流表A2读数是0.5 A,则下列说法错误的是( )
A.灯泡L1和L2并联
B.电流表A1一定连接“3 A”接线柱
C.电流表A1的读数是1.5 A
D.通过灯L1的电流为1.2 A
甲 乙
图15-21
参考答案
要点回顾
一、电荷
正电荷 负电荷 排斥 吸引 排斥 原子核 核外电子 正 负 转移
二、电路
某处被切断 导线 元件 均匀 拐角 长方形 一 整个电路 多 整个电路 支路
三、电流
移动 正电荷 正 负 相反 电源 通 串 “+”接线柱 “-”接线柱 量程 试触 两极 量程 分度值 相等 等于
跟踪练习
1.D
2.A
3.D 解析:由于电路中各用电器可以独立工作、互不影响,所以马路上的路灯、冰箱中的压缩机和冷藏室的灯、教室里的几盏日光灯是并联的;小彩灯工作时相互影响为串联电路,故D选项正确。
4.D 解析:由题图知,只闭合S1,只有R2连入电路中,故A错误,D正确;由题图知,只闭合S2,只有L接入电路中,故B、C错误。
5.B 解析:由题图知,两灯串联,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;若电路中只有灯L1短路或只有灯 L2 短路,则另一盏灯会发光,不符合题意,故A、C错误;用导线先并联在L1两端时,发现L2亮,灯L1不亮,说明L2是完好的;然后并接在灯L2两端时,发现两灯均不亮,由此可知灯L1发生了断路,故B正确,D错误。
6.C 解析:连接好电路后闭合开关,L1、L2都能发光,说明从电源的正极开始,导线1、2、3、4、6到电源负极是导通的,L3不亮,若L3灯丝正常,则就是导线5断路。
7.C 解析:由题知,当车的支架支起(S1闭合)时,蜂鸣器响起,当车上锁(S2断开)后,蜂鸣器停止发声,说明S1、S2闭合时蜂鸣器工作,只闭合其中一个开关时蜂鸣器不工作,则两开关串联共同控制蜂鸣器。由题图A可知,当车支架支起(S1闭合)时,会造成电源短路,蜂鸣器不工作,故A错误;由题图B可知,S2闭合,无论车支架是否支起(S1是否闭合),都会造成电源短路,故B错误;由题图C可知,当车支架支起(S1闭合)时,电路为通路,蜂鸣器响起,当车上锁(S2断开),电路断路,蜂鸣器停止发声,故C正确;由题图D可知,S2闭合,无论车支架是否支起(S1是否闭合),蜂鸣器都工作,故D错误。
8.C 解析:由题意可知,正常情况下(开关接通),导线把电铃短路,灯亮、铃不响;只有导线断开时(开关断开),电铃才响,但灯泡一直是亮的。由题图A可知,正常情况下,灯亮同时铃响;有人畜闯入花园时,灯亮、铃不响,故A不符合题意;由题图B可知,正常情况下,灯亮同时铃响;有人畜闯入花园时,灯不亮、铃不响,故B不符合题意;由题图C可知,正常情况下,灯亮,电铃被短路不响;有人畜闯入花园时,灯泡和电铃串联,灯亮同时铃响,故C符合题意;由题图D可知,正常情况下,会造成电源短路;有人畜闯入花园时,灯泡和电铃并联,灯亮同时铃响,故D不符合题意。
9. (1)干路 (2)如图15-22所示 (3)不同 (4)电流表正负接线柱接反了 解析:(1)电流表与待测电路串联,题图甲中电流表接在干路上,故电流表测量的是干路的电流。(2)要测量通过灯泡L2的电流,则电流表与灯泡L2串联,如图15-22所示。(3)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择不同规格的小灯泡。(4)连接好电路后闭合开关,电流表示数如题图乙所示,出现这种现象的原因是电流表正负接线柱接反了。
图15-22
10.(1)断开 指针调零 (2)电流表的正负接线柱接反了 0.24
(3)换用不同规格的灯泡,测量多组数据 1.2 解析:(1)在连接电路时,为保护电路,开关应断开;在连接电路时,发现电流表如题图乙所示,则他应该将电流表指针调零。(2)他在测量B处的电流时,发现电流表的指针偏转又如题图乙所示,原因是电流表的正负接线柱接反了;在排除故障后,电流表的示数如题图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24A。(3)排除故障后,为得出普遍性的结论,实验时他应该换用不同规格的灯泡,测量多组数据。而另一组的同学同时把两个电流表接到A点和C点,则C点的电流为总电流,A点的电流为支路电流。因两灯都发光,且两个电流表指针都指到刻度盘的正中间,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,故测C点电流时,电流表选用了大量程,分度值为0.1A,电流为1.5A;测A点电流时,电流表选用了小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,故B点的电流为:IB=IC-IA=1.5A-0.3A=1.2A。
11.B 解析:由题图可知,L1、L2、L3并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2、L3支路电流之和,电流表A3测L3支路的电流。由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,电流表A1的示数等于通过三个灯泡的电流之和,故A错误;电流表A2测L2、L3支路电流之和,则A2的示数等于通过灯泡L2和L3的电流之和,故B正确;若灯泡L3短路,会造成电源短路,三个灯泡均不亮,故C错误;若灯泡L2断路,则L1、L3并联,电流表A1测干路电流,电流表A2、A3都测L3支路的电流,所以A2的示数不为零,电流表A1示数变小,由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,通过L3的电流不变,即电流表A3的示数不变,故D错误。
12. D 解析:由题图甲知,电流从正极流出经电流表A1后分成两支,一支通过L1,另一支通过L2和A2,所以两灯并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2的电流,故A正确;因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且电流表A2读数是0.5A,由题图乙知,电流表A1应选择0~3A量程,A1读数为1.5A,故B、C正确;通过L1的电流等于1.5A-0.5A=1A,故D错误。
教学反思
第十五章 电流和电路
复习课
复习目标
1.观察摩擦起电现象,探究并了解同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
2.从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。
3.知道电流。
4.会看、会画简单的电路图。会连接简单的串联电路和并联电路。说出生产、生活中采用简单串联或并联电路的实例。了解串、并联电路电流的特点。
5.会使用电流表测电流。
要点回顾
一、电荷
两种电荷
自然界中只有两种电荷: 和 。 电荷间的相互作用规律:同种电荷互相 ,异种电荷互相
验电器
作用:检验物体是否带电。原理:同种电荷相互
原子及其 结构
原子由 和 组成,原子核位于原子的中心,原子核带 电,电子带 电
摩擦起电 的实质
电子的
二、电路
电路的组成
电源、用电器、开关、导线
三种电路
(1)通路:接通的电路。(2)断路: 的电路。(3)短路:电源正、负极直接用 连接起来
电路图
用 的符号表示电路连接的图叫做电路图。 画电路图应注意的问题:元件位置安排要适当,分布要 ,元件不要画在 处。整个电路图最好呈 ,有棱有角,导线横平竖直
连接方式
串联:只有 条通路,开关控制 ;
并联: 条通路,干路开关控制 ,支路开关只控制它所在 的用电器
三、电流
电流的形成
电荷的定向 形成电流(形成电流的电荷可能是正电荷也可能是负电荷)
电流的方向
电流方向的规定: 定向移动的方向。 注:在电源外部,电流的方向从电源 极到 极。电流的方向与自由电子定向移动的方向
获得持续电流的条件
(1)电路中有 ;(2)电路为 路
电流的测量
电流表的连接:第一,必须将电流表和被测的用电器____联。 第二,必须让电流从 流进电流表,从 流出。 第三,必须正确选择电流表的 。如果不知道被测电流的大小,可以 。 第四,不允许把电流表直接连到电源的 。 电流表的读数:第一,明确所选电流表的 ;第二,确定电流表的 ,即表盘的一个小格代表电流的大小;第三,接通电路后,看看表针向右总共偏过了多少个小格,这样就能知道电流是多大了
串、并联电路的电流特点
串联电路的电流特点:串联电路中电流处处 。 并联电路的电流特点:干路电流 各支路电流之和
本章热点题型
一、摩擦起电及电荷间的相互作用
例1 如图15-1所示,一根支在支架上的塑料吸管,能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管使其带电,将丝绸摩擦过的玻璃棒靠近带电吸管的一端,吸管被吸引,说明吸管在与餐巾纸摩擦的过程中( )
图15-1
A.得到电子带正电 B.得到电子带负电
C.失去电子带正电 D.失去电子带负电
解析:被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,当玻璃棒靠近带电吸管的一端,吸管被吸引,则吸管带负电。说明吸管与餐巾纸摩擦过程中,吸管得到电子带负电,故B正确。
答案:B
例2 用一个带电体接触已带正电的验电器的金属球,如出现下列情况,试判断带电体的带电性质:
(1)金属箔张开的角度变为零,则带电体带 电荷;
(2)金属箔张开的角度变大,则带电体带 电荷;
(3)金属箔先闭合又张开,则带电体带 电荷。
解析:验电器已带正电,(1)若金属箔张开的角度变为零,则带电体与验电器带等量的负电荷,使原来正电荷被中和;(2)若金属箔张开的角度变大,说明带电体带正电荷,使原来带的电荷量增加;(3) 金属箔先闭合后张开,说明带电体带负电,且比原来验电器所带的电荷量多。
答案:(1)负 (2)正 (3)负
跟踪练习1 验电器的两个金属箔片因带电而张开,则这两个金属箔片一定( )
A.带正电 B.带负电
C.带异种电荷 D.带同种电荷
跟踪练习2 如图15-2所示,把一个塑料棒在衣袖上摩擦几下,然后让它靠近(但不要接触)从水管中流出来的一小束水流,水流被吸引而发生弯曲,这是因为( )
图15-2
A.塑料棒带电吸引细小水流
B.塑料棒和水流带同种电荷
C.塑料棒和水流带异种电荷
D.塑料棒和水流分子间存在斥力
二、串、并联电路的识别
例3 根据如图15-3所示电路,下列说法正确的是( )
图15-3
A.S1闭合,S2接a,L1、L2串联
B.S1闭合,S2接b,L1、L2并联
C.S1断开,S2接b,L1、L2串联
D.S1断开,S2接a,L1、L2并联
解析:由题图知,S1闭合,S2接a,导线直接将电源正负极相连,这样会造成电源短路,故A错误;S1闭合,S2接b,电流从电源的正极流出经开关S2后分成两支,一支通过L2,另一支通过L1、S1,然后两支电流汇合回到电源负极,所以L1与L2并联,故B正确;S1断开,S2接b,电路中只有L2接入电路中,电路为L2的简单电路,故C错误;S1断开,S2接a,电流从电源的正极流出依次经过S2、L1、L2回到电源负极,此时L1与L2串联,故D错误。
答案:B
例4 如图15-4所示的电路图中,开关都闭合后,两盏灯均发光且并联的是( )
A. B. C. D.
图15-4
解析:开关都闭合后:电流从正极出发,经开关S,灯泡L1、L2回负极,只有一条电流路径,故为串联电路,灯泡都能发光,故A不符合要求。电流从正极出发,经开关S1、S2、L2回负极, L1短路,只有L2发光,故B不符合要求。电流从正极出发,经开关S2、S1回负极,对电源短路,故C不符合要求。电流从正极出发,开始分支,一支流向灯泡L1、S2、一支流向灯泡L2,然后共同经开关S1回负极,故为并联电路,灯泡都发光,故D符合要求。
答案:D
跟踪练习3 下列用电器采用串联方式连接的是( )
A.马路上的路灯
B.冰箱中的压缩机和冷藏室的灯
C.教室里的几盏日光灯
D.同一串节日小彩灯
跟踪练习4 如图15-5所示的电路中,各元件完好,关于整个电路的连接,下列说法正确的是( )
图15-5
A.只闭合S1,R1、R2并联
B.只闭合S2,L、R1串联
C.只闭合S2,会形成电源短路
D.只闭合S1,只有R2接入电路
三、电路故障分析
例5 如图15-6所示电路,开关S闭合后,两灯都不亮。用一根导线先后连接a、b两点和b、c两点,两灯仍不亮;仍用这根导线连接b、d两点,灯L2亮,L1不亮。假设电路故障只有一个,则故障可能是( )
A.灯L1断路
B.灯L1短路
C.灯L2断路
D.开关S的接线柱处断开
图15-6
解析:开关S闭合后,两灯都不发光,且故障只有一个,说明电路出现了断路故障,故B错误;将导线接在a、b两点时,两灯仍不亮,说明故障出现在a到电源正极之间或b到电源负极之间,即ab间是正常的;将导线接在b、c两点时,两灯还是不亮,说明故障出现在a到电源正极之间或c到电源负极之间,即bc间也是正常的;将导线接在b、d两点时,发现灯L2亮而灯L1不亮,说明d到电源正极之间以及L2都是完好的,所以故障出现在ad之间,即可能是开关处断路,故D正确,A、C错误。
答案:D
例6 如图15-7所示为小华连接的电路,他检查导线连接无误后,闭合开关S,发现两灯均不发光,于是他用一根导线分别连接a、b,a、c和a、d两点,灯L1和L2均不发光;再用导线连接到c、d两点时,灯L1发光,L2不发光,由此判定电路的故障是( )
图15-7
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.灯L1短路 D.灯L2短路
解析:由题图可知:L1与L2是串联电路,在电路中任意一处断开,则灯泡都不能工作。导线分别连接到a、b,a、c和a、d两点,灯L1和L2均不发光,说明电路都为断路;当用导线连接到c、d两点时,灯L1发光,说明灯L1正常,c、d间发生断路,因此电路故障为灯L2断路。
答案:B
跟踪练习5 如图15-8所示的电路中,当开关S闭合时,灯L1和L2均不亮。某同学用一根导线检查电路的故障,他将导线先并接在灯L1两端时,发现灯L2亮,灯L1不亮,然后并接在灯L2两端时,发现两灯均不亮。由此可判断( )
图15-8
A.灯L1短路 B.灯L1断路
C.灯L1短路 D.灯L2断路
跟踪练习6 按如图15-9所示连接好电路闭合开关后,发现L3不亮,L1、L2都能发光,则可能出现的故障是( )
图15-9
A.L3灯座短路 B.导线4断路
C.导线5断路 D.L1的灯丝断路
四、简单电路的设计
例7 由于城市供水的水压不高,某些学校会利用水泵向教学楼比较高的楼层供水,水泵开关就设置在水龙头旁边,但有时会出现关闭水龙头后水泵没有及时关闭,导致水泵烧坏。针对这一现象,该学校科技小组利用按钮开关S1(按下开关闭合、松开开关断开)设计了一个延时水泵控制器,使用时只需按下开关S1,延时电路通电使S2闭合,水泵运行,松手后S1断开,延时电路会使S2持续闭合一段时间,水泵延时抽水一段时间后自动停止。下列电路满足以上要求的是( )
A B C D
图15-10
解析:根据题意,使用时只需按下开关S1,延时电路通电使S2闭合,水泵运行,松手后S1断开,延时电路会使S2持续闭合一段时间,水泵延时抽水一段时间后自动停止;可知开关S1只控制延时电路,S2只控制水泵,且两用电器互不影响,即为并联,故C正确。
答案:C
例8 现代社会倡导“遵守交通规则,安全文明出行”的理念。学了电路后,小亮同学对十字路口人行横道的红、绿信号灯进行设计,并绘制如下电路图,你认为可行的是( )
A B C D
图15-11
解析:由生活经验可知,红、绿交通信号灯不能同时工作,且互不影响,所以红灯和绿灯应并联。当只闭合开关S1时,两灯都发光;只闭合S2时会造成电源短路,故A错误;两开关均闭合时,红、绿灯同时发光,只闭合一个开关均不发光,故B错误;只闭合开关S1时红灯亮,只闭合开关S2时绿灯亮,两灯独立工作,互不影响,故C正确;当只闭合开关S2时两灯都发光,只闭合开关S1时,绿灯发光,故D错误。
答案:C
跟踪练习7 李海同学骑自行车上学,因为赶时间经常忘记收起自行车支架便骑车或没有锁车就离开,因此他想设计提醒收支架和锁车的电路。在兴趣小组活动中,他请同学们一起设计该电路,要求:当车的支架支起(开关S1闭合)时,蜂鸣器响起,提醒锁车;当车上锁(开关S2断开)后,蜂鸣器停止发声。他们设计了如图15-12所示的四个电路,其中符合要求的是( )
A B C D
图15-12
跟踪练习8 某市公园景观优美,为了保护花草,防止人畜闯入,请利用节能小灯泡、电铃、电池组、开关各一个,以及足够长的线导线,设计一个值班人员看护花园的报警器。要求正常情况下,值班室内灯亮、铃不响,当有人畜闯入花园时,碰到栅栏会拉断细导线,灯亮同时铃响,下列电路符合要求的是( )
A B C D
图15-13
五、探究串、并联电路电流的特点
例9 在探究并联电路电流规律的实验中,如图15-14是实验的电路图。
图15-14
(1)小亮同学要测量通过L1的电流,应该将电流表接在 (选填“A”“B”或“C”)处。
(2)闭合开关,小亮发现两灯都发光,然后他拧下灯L1,则灯L2
(选填“会”或“不会”)继续发光。
(3)小亮同学根据实验得出了下表数据,请问他下一步应该做的最合理操作是 。
A点电流IA
B点电流IB
C点电流IC
0.16 A
0.16 A
0.32 A
A.分析数据,得出结论
B.改变电源电压,再测出几组电流值
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
D.换用电流表的另一量程,再测出几组电流值
解析:(1)电流表与待测用电器串联,由题图知,小亮同学要测量通过L1的电流,应该将电流表接在A处。(2)题图中两灯并联,闭合开关,小亮发现两灯都发光,然后他拧下灯L1,根据并联电路各支路互不影响,则灯L2 会继续发光。(3)小亮同学根据实验得出了表中数据,为得出普遍性的结论,下一步应该做的最合理操作是:换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值,故选C。
答案:(1)A (2)会 (3)C
例10 小红用如图15-15所示的电路来探究串联电路的电流特点,用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
甲 乙
图15-15
(1)在拆接电路时,开关必须 。
(2)实验中最好选择规格 (选填“相同”或“不相同)的小灯泡。
(3)他先把电流表接在a处,闭合开关后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动。故障的原因可能是 。
A.某段导线断开
B.某接线柱处接触不良
C.某灯泡被短路
D.电流表被烧坏
(4)他排除故障后,重新闭合开关,电流表的指针指示位置如图乙所示,则所测的电流值为 A。
(5)他测量了a、b、c三处的电流,随后又进行了多次实验,其中一次实验的测量数据如下表,在分析数据时,发现三处的测量值有差异,下列分析正确的是 。
Ia/A
Ib/A
Ic/A
0.16
0.15
0.14
A.可能是因为测量误差
B.是因为没有对电流表调零
C.串联电路中各处的电流本来就不等
D.电流从电源正极流向负极的过程中电流越来越小
(6)小红进行多次实验的主要目的是 。
①减小实验误差
②寻找普遍规律
解析:(1)在拆接电路时,开关必须断开。(2)为得出普遍性的结论,实验中最好选择规格不相同的小灯泡。(3)两灯串联,若某段导线断开,则电路断路,两灯都不发光,电流表示数为0,故A不符合题意;若某接线柱处接触不良,则电路时通时断,两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动,故B符合题意;若某灯泡被短路,这个灯不发光,另一个灯发光,电流表有示数,故C不符合题意;若电流表被烧坏,则电路断路,两灯都不发光,电流表示数为0,故D不符合题意;故选B。(4)电流表的指针指示位置如题图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则所测的电流值为0.22A。(5)测量过程中总是存在误差,误差会使三处的测量值有差异,故A正确;若是因为没有对电流表调零造成的,则电流总是偏大或偏小,故B错误;串联电路中各处的电流相等,故C、D错误。(6)小红进行多次实验的主要目的是寻找普遍规律,选②。
答案:(1)断开 (2)不相同 (3)B (4)0.22 (5)A
(6)②
跟踪练习9 小波在“探究并联电路电流的特点”实验中,连接了如图15-16甲所示的电路:
甲 乙
图15-16
(1)电流表测量的是 的电流。
(2)要测量通过灯泡L2的电流,只需改变一根导线的连接即可,请你在需要改接的导线上打“×”,并画出正确的连接。
(3)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 (选填“相同”或“不同”)规格的小灯泡。
(4)连接好电路后,闭合开关,电流表示数如图乙所示,出现这种现象的原因是 。
跟踪练习10 小明在做探究电路电流规律的实验,如图15-17甲所示是连接的电路图,请你帮他解决实验中遇到的问题:
甲 乙 丙
图15-17
(1)在连接电路时,开关应 ;在连接电路时,发现电流表如图乙所示,则他应该将电流表 。
(2)他在测量B处的电流时,发现电流表的指针偏转又如图乙所示,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)排除故障后,实验时他应该 ,这样可以保证得出的结论具有普遍性。而另一组的同学同时把两个电流表接到A点和C点,两灯都发光,且两个电流表指针都指到刻度盘的正中间,他们便推导出B点电流为 A。
六、串、并联电路中电流规律的应用
例11 在如图15-18所示的实物电路中,当开关闭合时,甲电流表的示数为0.5 A,乙电流表的示数为0.2 A,由下列判断正确的是( )
A.通过灯L1的电流为0.5 A
B.通过灯L1的电流为0.3 A
C.通过灯L2的电流为0.7 A
D.通过灯L2的电流为0.3 A
图15-18
解析:由题图可知,两灯并联,甲电流表测干路电流,乙电流表测L2支路的电流,由甲电流表的示数可知干路电流I=0.5A,由乙电流表的示数可知通过L2的电流I2=0.2A,故C、D错误;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过L1的电流I1=I-I2=0.5A-0.2A=0.3A,故A错误、B正确。
答案:B
例12 将两个电流表分别接入如图15-19甲所示的两个位置测量电流,此时电流表A1和A2指针偏转分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A.电流表A2测量灯L2的电流
B.电流表A1的示数可能为0.24 A
C.电流表A2的示数一定为0.2 A
D.通过灯L2的电流可能为0.72 A
甲 乙 丙
图15-19
解析:由题图可知,两灯泡并联,电流表A1测L1支路的电流,电流表A2测干路电流,故A错误;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且电流表A2偏转的角度比A1小,所以电流表A1的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数I1=0.28A;电流表A2的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数I=1A,则通过灯L2的电流I2=I-I1=1A-0.28A=0.72A,故B、C错误,D正确。
答案:D
跟踪练习11 如图15-20所示,当开关S闭合时,三个电流表A1、A2和A3都有示数,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数等于通过灯泡L1的电流
B.电流表A2的示数等于通过灯泡L2和L3的电流之和
C.若灯泡L3短路,则灯泡L3不亮,L1和L2亮
D.若灯泡L2断路,则A2的示数为零,电流表A1和A3的示数不变
图15-20
跟踪练习12
如图15-21甲所示电路,闭合开关后,两个灯泡都能发光,图乙为电流表A1指针位置,如果电流表A2读数是0.5 A,则下列说法错误的是( )
A.灯泡L1和L2并联
B.电流表A1一定连接“3 A”接线柱
C.电流表A1的读数是1.5 A
D.通过灯L1的电流为1.2 A
甲 乙
图15-21
参考答案
要点回顾
一、电荷
正电荷 负电荷 排斥 吸引 排斥 原子核 核外电子 正 负 转移
二、电路
某处被切断 导线 元件 均匀 拐角 长方形 一 整个电路 多 整个电路 支路
三、电流
移动 正电荷 正 负 相反 电源 通 串 “+”接线柱 “-”接线柱 量程 试触 两极 量程 分度值 相等 等于
跟踪练习
1.D
2.A
3.D 解析:由于电路中各用电器可以独立工作、互不影响,所以马路上的路灯、冰箱中的压缩机和冷藏室的灯、教室里的几盏日光灯是并联的;小彩灯工作时相互影响为串联电路,故D选项正确。
4.D 解析:由题图知,只闭合S1,只有R2连入电路中,故A错误,D正确;由题图知,只闭合S2,只有L接入电路中,故B、C错误。
5.B 解析:由题图知,两灯串联,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;若电路中只有灯L1短路或只有灯 L2 短路,则另一盏灯会发光,不符合题意,故A、C错误;用导线先并联在L1两端时,发现L2亮,灯L1不亮,说明L2是完好的;然后并接在灯L2两端时,发现两灯均不亮,由此可知灯L1发生了断路,故B正确,D错误。
6.C 解析:连接好电路后闭合开关,L1、L2都能发光,说明从电源的正极开始,导线1、2、3、4、6到电源负极是导通的,L3不亮,若L3灯丝正常,则就是导线5断路。
7.C 解析:由题知,当车的支架支起(S1闭合)时,蜂鸣器响起,当车上锁(S2断开)后,蜂鸣器停止发声,说明S1、S2闭合时蜂鸣器工作,只闭合其中一个开关时蜂鸣器不工作,则两开关串联共同控制蜂鸣器。由题图A可知,当车支架支起(S1闭合)时,会造成电源短路,蜂鸣器不工作,故A错误;由题图B可知,S2闭合,无论车支架是否支起(S1是否闭合),都会造成电源短路,故B错误;由题图C可知,当车支架支起(S1闭合)时,电路为通路,蜂鸣器响起,当车上锁(S2断开),电路断路,蜂鸣器停止发声,故C正确;由题图D可知,S2闭合,无论车支架是否支起(S1是否闭合),蜂鸣器都工作,故D错误。
8.C 解析:由题意可知,正常情况下(开关接通),导线把电铃短路,灯亮、铃不响;只有导线断开时(开关断开),电铃才响,但灯泡一直是亮的。由题图A可知,正常情况下,灯亮同时铃响;有人畜闯入花园时,灯亮、铃不响,故A不符合题意;由题图B可知,正常情况下,灯亮同时铃响;有人畜闯入花园时,灯不亮、铃不响,故B不符合题意;由题图C可知,正常情况下,灯亮,电铃被短路不响;有人畜闯入花园时,灯泡和电铃串联,灯亮同时铃响,故C符合题意;由题图D可知,正常情况下,会造成电源短路;有人畜闯入花园时,灯泡和电铃并联,灯亮同时铃响,故D不符合题意。
9. (1)干路 (2)如图15-22所示 (3)不同 (4)电流表正负接线柱接反了 解析:(1)电流表与待测电路串联,题图甲中电流表接在干路上,故电流表测量的是干路的电流。(2)要测量通过灯泡L2的电流,则电流表与灯泡L2串联,如图15-22所示。(3)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择不同规格的小灯泡。(4)连接好电路后闭合开关,电流表示数如题图乙所示,出现这种现象的原因是电流表正负接线柱接反了。
图15-22
10.(1)断开 指针调零 (2)电流表的正负接线柱接反了 0.24
(3)换用不同规格的灯泡,测量多组数据 1.2 解析:(1)在连接电路时,为保护电路,开关应断开;在连接电路时,发现电流表如题图乙所示,则他应该将电流表指针调零。(2)他在测量B处的电流时,发现电流表的指针偏转又如题图乙所示,原因是电流表的正负接线柱接反了;在排除故障后,电流表的示数如题图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24A。(3)排除故障后,为得出普遍性的结论,实验时他应该换用不同规格的灯泡,测量多组数据。而另一组的同学同时把两个电流表接到A点和C点,则C点的电流为总电流,A点的电流为支路电流。因两灯都发光,且两个电流表指针都指到刻度盘的正中间,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,故测C点电流时,电流表选用了大量程,分度值为0.1A,电流为1.5A;测A点电流时,电流表选用了小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,故B点的电流为:IB=IC-IA=1.5A-0.3A=1.2A。
11.B 解析:由题图可知,L1、L2、L3并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2、L3支路电流之和,电流表A3测L3支路的电流。由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,电流表A1的示数等于通过三个灯泡的电流之和,故A错误;电流表A2测L2、L3支路电流之和,则A2的示数等于通过灯泡L2和L3的电流之和,故B正确;若灯泡L3短路,会造成电源短路,三个灯泡均不亮,故C错误;若灯泡L2断路,则L1、L3并联,电流表A1测干路电流,电流表A2、A3都测L3支路的电流,所以A2的示数不为零,电流表A1示数变小,由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,通过L3的电流不变,即电流表A3的示数不变,故D错误。
12. D 解析:由题图甲知,电流从正极流出经电流表A1后分成两支,一支通过L1,另一支通过L2和A2,所以两灯并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2的电流,故A正确;因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且电流表A2读数是0.5A,由题图乙知,电流表A1应选择0~3A量程,A1读数为1.5A,故B、C正确;通过L1的电流等于1.5A-0.5A=1A,故D错误。
教学反思
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