中考物理一轮复习讲义第13章电学基础考点知识梳理例题满分必练
展开考点·梳理
考点1 电路
1、电荷
(1)摩擦起电:一些物体摩擦后能够吸引轻小物体,人们把这种现象称为物体带了电,或者说带了电荷。
(2)两种电荷:自然界中只有两种电荷,即正电荷、负电荷。用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷叫正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷叫负电荷。
(3)电荷间的相互作用规律:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
(4)实验室常用验电器检验物体是否带电,从验电器的金属箔张角的大小,可以判断物体所带电荷的多少。
(5)电荷量:电荷的多少叫电荷量,常用字母Q表示,单位是库仑,简称库,用字母C表示。
2、导体和绝缘体
(1)导体:容易导电的物体叫导体,如:金属、大地、人体、酸碱盐的水溶液等。
(2)绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体,如:橡胶、玻璃、塑料、陶瓷等。
(3)导体如金属可以制成导线;绝缘体可以用来隔离带电体,如橡胶、陶瓷等制成的绝缘手套、绝缘手柄等。
3、电流的形成:电荷的定向移动形成电流。定向移动的电荷可以是正电荷,可以是负电荷,也可能是正、负电荷同时向相反的方向移动。
4、电流的方向:物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(1)负电荷定向移动的方向与电流方向相反。
(2)电源接入电路时,电流总是从电源的正极流出,经过导线、用电器等流入电源的负极。
(3)金属导电靠自由电子定向移动形成电流,定向移动的方向与电流方向相反。
5、电路和电路图
(1)电路:由电源、用电器、开关和导线等元件组成的电流的路径叫做电路。
电源:为电路提供电能,使电路中有持续的电流。
用电器:消耗电能,利用电流工作的设备,工作时把电能转化为其他形式的能。
导线:连接各元件的导体。
开关:控制电路的通断。
(2)三种电路
通路:接通的电路叫通路,即电路中处处是连通的,电路中有电流。
开路:断开的电路,即断路。电路中有一处或者几处是断开的,电路中没有电流。
短路:用导线把电源的两极直接连接起来的情况叫做短路。短路时电路中电流过大,会烧坏电源,是绝对不允许的。
(3)电路图:用统一规定的符号表示电路连接情况的图叫做电路图。
6、串联电路
(1)定义:把电路元件逐个顺次连接起来的电路叫做串联电路。
(2)特点:电流有且只有一条路径;各串联用电器相互影响,一处断路,整个电路都断开;开关控制整个电路,位置改变,控制作用不变。
7、并联电路
(1)定义:把元件并列地连接起来组成的电路叫做并联电路。
(2)特点:电流至少有两条路径;各用电器独立工作,互不影响;干路开关控制整个电路,支路开关只控制所在支路。
串联电路和并联电路是两种最基本的电路连接方式。
考点2 电流
1、电流:电流是表示电流强弱的物理量,用符号“I”表示,其国际单位为安培,简称“安”,符号为A,常用单位还有毫安(mA)、微安(μA),1 A=103 mA=106 μA。
2、电流表:电流表是测量电流大小的仪表,符号。
电流表的使用方法
(1)电流表要串联在电路中:
要测量通过某部分电路的电流,必须将电流表与该部分电路串联,让通过该部分电路的电流全部通过电流表。
(2)电流表“+”“-”接线柱的接法要正确:
连接电流表时,要注意使电流从电流表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
(3)被测电流不能超过电流表的量程:
若事先无法估计电流大小,可采用最大量程用“试触法”选择合适的量程。
(4)绝对不允许不经过用电器把电流表直接接到电源的两极上。
3、串、并联电路电流规律
(1)串联电路中电流处处相等,即I=I1=I2=…=In。
(2)并联电路中干路的电流等于各支路的电流之和,即I=I1+I2+…+In。
考点1 电压
1、电压是使电荷定向移动形成电流的原因,电源是提供电压的装置,电压用字母U表示,单位伏特,简称伏,用V表示。
2、电压表:用来测量一段电路两端电压的仪表叫电压表,用符号表示。
3、电压表的使用规则
(1)电压表要并联在电路中:测量哪一部分电路两端的电压,必须把电压表和这部分电路两端并联。
(2)“+”“-”接线柱的接法要正确:
连接电压表的接线柱时,必须让电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
(3)被测电压不能超过电压表的量程:
电压表的量程是电压表允许测量的电压的最大值,如果超过了量程,会使指针偏转到右侧没有刻度的位置,导致电压表损坏。
4、串、并联电路电压规律
(1)串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2+…+Un。
(2)并联电路两端的总电压等于各支路两端的电压,即U=U1=U2…=Un。
考点2 电阻
1、电阻:导体对电流的阻碍作用叫电阻。电阻是导体本身的一种性质,不同导体的电阻一般不同,电阻越大,表示对电流的阻碍作用越大。导体电阻的大小与电压、电流无关,即使导体两端电压为零,导体中没有电流通过时,导体的电阻依然存在。
2、影响电阻大小的因素
导体的电阻大小决定于导体的材料、长度、截横面积,还与温度有关系。①在材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大;②在材料和长度相同时,导体的横截面积越小电阻越大;③在长度和横截面积相同时,不同材料制成的导体的电阻不同;④导体的电阻还跟温度有关,大多数金属导体的电阻随温度的升高而增大。
3、滑动变阻器
(1)构造:构造如图甲所示,图乙是滑动变阻器的示意图,丙是它在电路中的符号。
(2)原理:滑动变阻器是通过改变连入电路中的电阻线的长度来改变电阻的。通常选用电阻率较大的合金线绕在瓷筒上制成。
(3)作用:通过改变电阻从而改变电路中的电流或改变某一导体两端的电压,同时对电路起保护作用。
典例·解读
巧用类比法理解串、并联电路电流规律
串联电路的电流特点:串联电路中电流处处相等。可用水流作类比,串联电路的电流类似于同一水管的水流,单位时间内流过横截面的流量处处相等。
并联电路的电流特点:电流和水流相似,我们以水流为例,从干渠里流出来的分支,由于每一条支路上的水流都是从干渠流出来的,所以每一条支路上的水流都比干渠里的水流小。同理,在并联电路中,每一条支路中的电流都比干路中的电流小,所以并联电路有分流的特点。
例1、为保证司乘人员的安全,轿车上设有安全带未系提示系统。当乘客坐在座椅上时,座椅下的开关S1闭合,若未系安全带,则开关S2断开,仪表盘上的指示灯亮起;若系上安全带,则开关S2闭合,指示灯熄灭。下列设计最合理的电路图是( )。
解析:由题意知,只闭合S1时,指示灯亮,再闭合S2时,指示灯熄灭,说明S2与指示灯并联,闭合后将灯短路。对比选项B、C可知,C图中闭合S2会造成电源短路,而B选项中只是电路局部短路,所以选项B正确。
答案:B
易错剖析
易错点 电荷间的相互作用规律
例2、现有甲、乙、丙、丁四个相同的轻体球,分别用细线吊着。已知甲球吸引乙球,乙球排斥丙球,丙球吸引丁球,且丙球带负电,若把甲球和丁球互相靠近,下列叙述不正确的是( )
A.一定相排斥 B.可能相吸引
C.可能相互排斥 D.可能没有电荷间的相互作用
错解:B、C或D
错因:分不清异种电荷相互吸引与带电体吸引轻小物体。
解析:根据题意可知,丙球带负电,丙球吸引丁球,所以丁球可能带正电,也可能不带电;乙球排斥丙球,所以一定带负电;甲球吸引乙球,所以甲球可能带正电,也可能不带电。因此,甲球和丁球都可能带正电或不带电。若两球都带正电,则两球相排斥;若一个球带正电另一个球不带电,则两球相吸引;若两球都不带电,则两球不存在电荷间的相互作用。
答案:A
滑动变阻器应用问题解法探究
利用滑动变阻器改变电路中的电阻,从而改变电路中的电流和部分电路两端的电压,利用电流表或电压表显示数值而确定测量数值,测速仪、拉力计、电子秤都是利用这一原理制成的测量仪器,这是物理知识在生活中的具体体现,也是中考的特点题型之一。在欧姆定律中将会做进一步分析探究。
例3、如图甲所示,是收音机上用以调节音量的一种电位器,图乙为其说明书中的内部结构示意图。使用时,接线柱O必须接入电路。由此可知,电位器调节收音机的原理是靠改变连入电路中的电阻的________来改变电阻大小,从而改变电路中________的大小。当将O、b两点接入电路中,如图使滑动触头逆时针转动,则连入电路的电阻________(选填“增大”或“减小”)。
解析:音量电位器就是滑动变阻器,通过改变连入电路中的电阻长度改变电阻的大小,从而改变电路中的电流,电位器的电阻实际上是由一定长度的石墨膜构成的。当将O、b两点接入电路中,使滑动触头逆时针转动,则其连入电路的电阻长度减小,所以其电阻减小。
答案:长度 电流 减小
方法归纳本题采用“模型法”进行分析,由题图可以看出,音量电位器的物理模型就是“滑动变阻器”,知道滑动变阻器的原理,也就知道了音量电位器的工作原理。
易错剖析
易错点 有关含有电压表的电路分析
例4、如图所示,闭合开关后,电压表所测的是( )
A.灯L1两端的电压 B.灯L1和电源电压之和
C.灯L2两端的电压 D.灯L1与L2两端的电压
错解:B
错因:本题易错选B的原因是不能正确识别电路的连接方式,错误地认为电压表是与L1和电源并联。
解析:为了避免错误,此类问题可采用“去表法”分析,在本题中的电路图中,若去掉电压表,从电源正极开始沿电流方向进行分析。电流从电源正极流出→L1→开关→L2→电源负极,由此可以判定L1与L2串联。将电压表“复原”,电压表的正接线柱接在L1后L2前,电压表负接线柱在L2后电源的负极前,所以电压表与灯L2并联,即电压表测的是L2两端的电压,故正确的选项是C。
答案:C
方法归纳解答含有电压表这类电路的有关问题时,识别电路的连接方式、明确电压表是测量哪一部分电路两端的电压是解题的关键。在分析电路时,可采用“去表法”分析,根据电压表的特点,在电压表处可视为断路。
例5、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.闭合开关S1、S3时,L1、L2都发光,A1、A2均有示数
【解析】选D。本题考查串并联电路分析及电流表的作用。只闭合S1,只有L1、A1接入电路,A1测量L1的电流,A2无示数;只闭合S3,两灯泡和两电流表均串联接入电路,灯泡均发光,两电流表有示数且相等;只闭合S1、S2时,L1、L2并联,电流表A1接入电路,测量L1的电流,电流表A2未接入电路,无示数;只闭合S1、S3时,L2被短路不发光,A2无示数,L1接入电路,A1测量L1的电流,有示数,故D选项错误,符合题意。
例6、如图甲所示电路中,当闭合开关后,两只电压表的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.6V 1.5V
6V
【解析】选A。本题考查串联电路的电压特点及电压表读数。由图甲可知,电阻R1与R2串联,电压表V1测电阻R2两端电压,电压表V2测电源的电压,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,故电压表V2示数应大于电压表V1示数;两电压表指针位置相同,则电压表V2量程是0~15V,分度值是0.5V,电压表示数UV2=7.5V;电压表V1量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表示数UV1=1.5V;电阻R2的电压U2=UV1=1.5V,电阻R1的电压U1=UV2-U2=7.5V-1.5V=6V。
例7、如图为旋转式变阻器的结构图,a、b、c为变阻器的三个接线柱,d为旋钮触片。将该变阻器接入电路中调节灯泡的亮度,当顺时针旋转旋钮触片时,灯泡变亮,则应连接接线柱________(选填“a、b”“b、c”或“a、c”)和灯泡________联后接入电路中。
【解析】本题考查旋转式变阻器的使用。顺时针旋转旋钮触片时,要使灯泡变亮,则应使电路中电阻变小,所以应连接接线柱b、c与灯泡串联后接入电路。
答案:b、c 串
例8、小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I -1R图像,如图乙所示。分析图像可知,当导体的电阻为________Ω时,通过它的电流为0.2A;当电流分别为0.25A和0.5A时,接入电路的导体的电阻之比为________;实验过程中,小明控制导体两端的电压为________V。
【解析】本题考查探究导体的电流与电阻的关系。由题图乙可知,与0.2A的电流对应的横坐标是0.1Ω-1,则此时导体的电阻为10Ω;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,当电流分别为0.25A和0.5A时,接入电路的导体的电阻之比为0.5∶0.25=2∶1;导体两端的电压为U=IR=0.2A×10Ω=2V。
答案:10 2∶1 2
满分·必练
练习一电学基础知识
一、单项选择题
1.(河南)一款5G手机的折叠屏由柔性发光二极管制成,其中制成发光二极管的材料是( )
A. 导体B. 半导体C. 超导体 D. 绝缘体
2.(山西改编)小亮将两只相同的气球在自己的头发上摩擦后,就可以让一只气球在另一只气球上方“跳舞”.对该现象解释正确的是( )
A. 摩擦的方法创造了电荷使两气球带了电B. 摩擦的方法使气球分子发生转移而带电
C. 这种现象与验电器的工作原理相同D. 两气球因带了异种电荷而互相排斥
3. (镇江)甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂在天花板上,它们之间相互作用时的场景如图所示,已知丙球与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同.下列判断正确的是( )
A. 甲、乙两球均带正电
B. 甲、乙两球均带负电
C. 甲球带正电,乙球一定带负电
D. 甲球带负电,乙球可能不带电
4.(天津)如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图.当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变小的是( )
5.(怀化)下列电路图中电表的使用正确的是( )
6. (邵阳)在如图中,要使L1与L2串联,在“○”处接入电流表或电压表,测量电路中的电流、L1两端的电压.以下做法正确的是( )
A. a为电流表,b为电流表B. a为电压表,b为电流表
C. a为电流表,b为电压表D. a为电压表,b为电压表
7.(福建)在相同温度下,关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A. 铜线的电阻一定比铝线的小B. 长度相同粗细也相同的铜线和铝线电阻相等
C. 长度相同的两根铜线,粗的那根电阻较大D. 粗细相同的两根铜线,长的那根电阻较大
8. (成都)如图所示的串联和并联电路,两个灯泡阻值不等,开关S闭合,关于电路中的电流或电压关系,下列说法正确的是( )
A. 甲电路中,U=U1=U2
B. 甲电路中,U>U1=U2
C. 乙电路中,I=I1+I2
D. 乙电路中,I>I1+I2
9.(梧州)小明同学根据如图所示的电路图,测出了灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,如果将电压表和电流表的位置互换,则闭合开关后( )
A. 两表都可能被烧坏 B. 两表都不会被烧坏
C. 电流表会被烧坏 D. 灯泡会被烧坏
10.(兰州)将两只不同规格的灯泡L1、L2接在如图所示的电路中,闭合开关S1、S2后,下列说法中正确的是( )
A. 电流表测量干路电流B. L1与L2的亮度一定相同
C. 通过L1和L2的电流一定相等D. 只断开S2,L1发光且亮度不变
二、双项选择题
11.酸甜多汁的水果不仅可以为我们的身体提供能量,还可以发电呢!如图所示,几只水果提供的电力足以点亮一排发光二极管,水果在这里扮演了“电源”的角色.关于这个电路说法正确的是( )
A. 水果的作用与用电器相同
B. 此时电路中有电荷在发生定向移动
C. 水果电池将电能转化为化学能
D. 少串联一个水果电池,发光二极管将变暗
12. (锦州改编)如图所示,取两个相同的不带电的验电器A和B,用丝绸摩擦过的玻璃棒与验电器A的金属球接触后,再用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来.下列说法正确的是( )
A. 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电
B. 验电器金属箔片张开,说明金属箔片带了异种电荷
C. 用金属棒把A和B连接起来后,验电器B带负电
D. 用金属棒把A和B连接起来后,瞬间电流方向是从金属棒的左端到右端
三、填空题
13. (齐齐哈尔)如图所示,在干燥的头发上多次梳过的塑料梳子,能吸引一些碎纸屑,这种现象叫做_____________,塑料梳子是_________(选填“导体”或“绝缘体” ).
14. (兰州)用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近一个不带电的轻质小球,小球会被________;用它去接触一个原来不带电的验电器的金属球,验电器的金属箔片张开,则此时验电器带________电,该过程中验电器金属杆里的电流方向是__________________(选填“从金属箔片到金属球”或“从金属球到金属箔片”).
15.如图所示的电路,当开关S闭合后,若电阻R1、R2并联且能正常工作,则甲表是________(选填“电流”或“电压”)表,乙表测的是________的________(选填“电流”或“电压”).
16.(毕节)如图甲所示电路,当开关S1、S2闭合后,与R2是________(选填“串”或“并”)联的,电流表测量的是通过________(选填“干路”“R1”或“R2”)的电流,电流表的指针偏转如图乙所示,电流表的示数________A.
四、实验探究题
17. (盘锦)如图所示,是“探究影响导体电阻大小因素”的实验装置:
(1)实验中通过电流表示数比较电阻丝电阻的大小,小灯泡的作用是__________.
(2)要探究导体电阻与导体材料是否有关,应将__________两根电阻丝接入电路中.
(3)若将A、C两根电阻丝接入电路中,电流表的示数不同,初步得到的结论是:当材料和长度相同时,导体的电阻跟__________有关.
(4)小明把一根白炽灯的钨丝接入电路,并用酒精灯加热,发现小灯泡的亮度逐渐变暗,得出导体的电阻还可能跟__________有关的结论.
练习二电路串并联识别与连接
一、单项选择题
1. (广安)如图所示,开关S闭合时,灯泡L1、L2组成并联电路的是( )
2. (湘西州)如图所示的实物电路,关于它的电路图画法正确的是( )
3. (河池)如图所示的电路中,如果闭合S1、S2, 则下列判断正确的是( )
A. 灯L1、L2都亮B. 灯L1、L2都不亮
C. 灯L2不亮,灯L1亮D. 灯L1不亮,灯L2亮
4.(湘潭)如图是电吹风的简化电路图,其中是吹风机,R是电热丝.由电路图可知( )
A. 只将开关S1闭合时,吹出的是热风B. 和R是串联在电路中的
C. 将S1和S2都闭合,吹出的是热风D. 开关S2可以控制整个电路
5.(淄博)如图所示,电源电压为5 V,闭合开关S,电压表的示数为1 V,则( )
A. 通过灯泡L1的电流比L2的电流大
B. 灯泡L1两端的电压是1 V
C. 灯泡L1和L2的电阻之比是4∶1
D. 若灯泡L2灯丝烧断,电压表示数为零
6.(重庆A卷)某同学设计了道路井盖移动报警电路.当井盖没有被移动,井盖开关S闭合,警示灯L不亮;当井盖被移动,井盖开关S断开,警示灯L发光,R0为保护电阻.图中符合设计要求的电路图是( )
7.(达州)下图是物理兴趣小组设计的四个测量身高的电路图,身高仪都由电压表改装而成,能实现身高越高身高仪示数越大且刻度均匀的电路是( )
8. (镇江)常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的,若其中任一方式解锁失败后,锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能,S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能.若用灯泡L发光模拟手机解锁成功,则符合要求的模拟电路是( )
9. (潍坊)某款售水机可通过刷卡(闭合“感应”开关)或投币(闭合“投币”开关)接通供水电机取水;光线较暗时“光控”开关自动闭合,提供照明.下列简化电路中符合要求的是( )
二、双项选择题
10.(重庆B卷改编)关于如图所示电路的判断,正确的是( )
A. 只闭合开关S1时,灯泡L1、L3并联
B. 只闭合开关S2时,灯泡L2、L3串联
C. 只闭合开关S2、S3时,灯泡L2、L3串联
D. 闭合所有开关时,灯泡L1、L2并联,L3短路
11.如图所示,电冰箱的压缩机由一个温控开关S1自动控制.当温度高于设定温度时,S1自动闭合,温度低于设定温度时,S1自动断开;冷藏室中的照明灯是由开关S2控制,冰箱门开时S2闭合,冰箱门关时S2断开.下列说法正确的是( )
A. 照明灯和压缩机是串联的
B. 照明灯和压缩机是并联的
C. 电冰箱门关上后,照明灯亮
D. 当温度低于设定温度时,压缩机停止工作
三、填空与作图题
12.在“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”实验中,如图所示,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整(要求滑片左移时,滑动变阻器接入电路的阻值变小).
13.如图所示,为某同学在测量小灯泡的电功率时连接的电路实物图,该图中有错误,请在错误处画“×”,并用笔画线在图上改正.将改正后的电路图画在虚线框中.
14. (长春)如图所示,某手机移动电源(俗称充电宝)有两个输出端,通过电源线可以单独或同时为手机充电,这两个输出端的连接方式是______联;用移动电源为手机充电时,手机相当于电路中的________.
15.如图所示的电路中,开关闭合时电流表乙测量的是通过________(选填“L1”“L2”或“L1和L2”)的电流.L1和L2两只灯泡是________(选填“串联”或“并联”)关系.
16.(苏州)如图所示电路中,电源电压为3 V,R1和R2阻值相等,若断开S2,闭合S1、S3,两电阻的连接方式为________(选填“串联”或“并联”);若断开S1、S3,闭合S2,此时电压表示数为________V.
17. (广东省卷)某品牌电烤箱在额定电压下,功率从大到小有高挡、中挡和低挡.如图所示为电烤箱在不同挡位工作时的电路图,R1、R2为发热电阻丝,且阻值R1>R2,则高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是图________、图________和图________.(均选填“甲”“乙”或“丙”)
第13章电学基础
例1、解析:由题意知,只闭合S1时,指示灯亮,再闭合S2时,指示灯熄灭,说明S2与指示灯并联,闭合后将灯短路。对比选项B、C可知,C图中闭合S2会造成电源短路,而B选项中只是电路局部短路,所以选项B正确。
答案:B
例2、错解:B、C或D
错因:分不清异种电荷相互吸引与带电体吸引轻小物体。
解析:根据题意可知,丙球带负电,丙球吸引丁球,所以丁球可能带正电,也可能不带电;乙球排斥丙球,所以一定带负电;甲球吸引乙球,所以甲球可能带正电,也可能不带电。因此,甲球和丁球都可能带正电或不带电。若两球都带正电,则两球相排斥;若一个球带正电另一个球不带电,则两球相吸引;若两球都不带电,则两球不存在电荷间的相互作用。
答案:A
例3、解析:音量电位器就是滑动变阻器,通过改变连入电路中的电阻长度改变电阻的大小,从而改变电路中的电流,电位器的电阻实际上是由一定长度的石墨膜构成的。当将O、b两点接入电路中,使滑动触头逆时针转动,则其连入电路的电阻长度减小,所以其电阻减小。
答案:长度 电流 减小
方法归纳本题采用“模型法”进行分析,由题图可以看出,音量电位器的物理模型就是“滑动变阻器”,知道滑动变阻器的原理,也就知道了音量电位器的工作原理。
例4、错解:B
错因:本题易错选B的原因是不能正确识别电路的连接方式,错误地认为电压表是与L1和电源并联。
解析:为了避免错误,此类问题可采用“去表法”分析,在本题中的电路图中,若去掉电压表,从电源正极开始沿电流方向进行分析。电流从电源正极流出→L1→开关→L2→电源负极,由此可以判定L1与L2串联。将电压表“复原”,电压表的正接线柱接在L1后L2前,电压表负接线柱在L2后电源的负极前,所以电压表与灯L2并联,即电压表测的是L2两端的电压,故正确的选项是C。
答案:C
例5、【解析】选D。本题考查串并联电路分析及电流表的作用。只闭合S1,只有L1、A1接入电路,A1测量L1的电流,A2无示数;只闭合S3,两灯泡和两电流表均串联接入电路,灯泡均发光,两电流表有示数且相等;只闭合S1、S2时,L1、L2并联,电流表A1接入电路,测量L1的电流,电流表A2未接入电路,无示数;只闭合S1、S3时,L2被短路不发光,A2无示数,L1接入电路,A1测量L1的电流,有示数,故D选项错误,符合题意。
例6、【解析】选A。本题考查串联电路的电压特点及电压表读数。由图甲可知,电阻R1与R2串联,电压表V1测电阻R2两端电压,电压表V2测电源的电压,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,故电压表V2示数应大于电压表V1示数;两电压表指针位置相同,则电压表V2量程是0~15V,分度值是0.5V,电压表示数UV2=7.5V;电压表V1量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表示数UV1=1.5V;电阻R2的电压U2=UV1=1.5V,电阻R1的电压U1=UV2-U2=7.5V-1.5V=6V。
例7、【解析】本题考查旋转式变阻器的使用。顺时针旋转旋钮触片时,要使灯泡变亮,则应使电路中电阻变小,所以应连接接线柱b、c与灯泡串联后接入电路。
答案:b、c 串
例8、【解析】本题考查探究导体的电流与电阻的关系。由题图乙可知,与0.2A的电流对应的横坐标是0.1Ω-1,则此时导体的电阻为10Ω;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,当电流分别为0.25A和0.5A时,接入电路的导体的电阻之比为0.5∶0.25=2∶1;导体两端的电压为U=IR=0.2A×10Ω=2V。
答案:10 2∶1 2
满分·必练
练习一电学基础知识
1. B 【解析】二极管是由硅和锗等材料制作而成的,硅和锗是半导体,所以发光二极管是用半导体材料制成的,A、C、D错误,B正确.故选B.
2. C 【解析】摩擦起电的实质是电荷的转移,并不是创造了电荷,A错误;摩擦起电时使气球电子发生转移而带电,而不是气球分子转移,B错误;两只相同的气球在他自己的头发上摩擦后,带同种电荷,“跳起”是同种电荷相互排斥的原因,验电器的工作原理是利用了同种电荷相互排斥,与该现象原理一致,C正确、D错误.故选C.
3. D 【解析】用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为负电荷,由于丙球与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同,故丙球带负电荷;丙球与甲球相排斥,由于同种电荷相互排斥,故甲球带负电荷;甲球与乙球相吸引,故乙球可能带正电荷,也可能不带电,A、B、C错误,D正确.故选D.
4. A 【解析】A图中滑片向左移动时,电阻丝接入部分变短,连入的阻值变小,A符合题意;B图同时接入上方两接线柱,相当于接入一导线,滑片移动,接入电阻不变,B不符合题意;C图同时接入下方两接线柱,相当于接入一定值电阻,滑片移动,接入的电阻值不变,C不符合题意;D图滑片向左移动时,电阻丝接入部分变长,接入电路中的电阻变大,D不符合题意.故选A.
5. C 【解析】A图中电流表短路,A错误;B、D图中电压表的正负接线柱接反了, B、D错误.故选C.
6. B 【解析】要使两灯泡串联,则电路中的电流路径只有一条,故a是电压表,b是电流表,B正确.故选B.
7. D 【解析】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积及温度有关,所以铜线的电阻不一定比铝线的小,A错误;长度相同粗细也相同的铜线比铝线的电阻小,B错误;长度相同的两根铜线,粗的那根电阻较小,C错误;粗细相同的两根铜线,长的那根电阻较大,D正确.故选D.
8. C 【解析】甲是一串联电路,电源电压U=U1+U2,A错误;由于两灯泡阻值不等,即规格不同,故U1≠U2,B错误;乙电路是一并联电路,电路总电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2,由于两个灯泡阻值不等,即规格不同,通过它们的电流一定不相同,C正确、D错误.故选C.
9. C 【解析】将电压表和电流表位置互换,此时电流表直接接到电源两极上,由于电流表的电阻很小,相当于是一段导线,造成电源短路;通过电流表的电流会很大,电流表将被烧坏;由于电压表的电阻很大,几乎没有电流通过电压表,所以电压表和灯泡不会烧坏,A、B、D错误,C正确.故选C.
10. D 【解析】由电路图可知,L1与L2并联,电流表测通过L1的电流,A错误;灯泡的亮度取决于其实际功率的大小,L1与L2并联,由于L1、L2的规格不相同,所以两个灯泡的电阻不相等,根据P=eq \f(U2,R)可知,两个灯泡的实际功率也不相同,亮度也不相同,B错误;并联电路各支路两端的电压相等,根据I=eq \f(U,R)可知,通过L1、L2的电流也不相等,C错误;由于并联电路各支路能够独立工作,互不影响,所以当只断开S2时,L1发光且亮度不变,D正确.故选D.
11. BD
12. AD 【解析】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,A正确;验电器金属箔片带了同种电荷,同种电荷相互排斥,金属箔片张开,B错误;用金属棒把A和B连接起来后,A带正电,缺少电子,验电器B上的电子转移到A上,B失去电子带正电,C错误;电流方向和电子移动方向相反,用金属棒把A和B连接起来后,B上的电子转移到A上,所以瞬间电流方向是从金属棒的左端到右端,D正确.故选AD.
13.摩擦起电 绝缘体 【解析】在干燥的头发上多次梳过的塑料梳子,能吸起一些碎纸屑,说明梳子和头发之间发生了摩擦起电现象,使梳子带了电;塑料梳子是绝缘体.
14.吸引 正 从金属球到金属箔片 【解析】由于带电体具有吸引轻小物体的性质,因此用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,去靠近不带电的轻质小球时,小球被吸引;用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,即缺少电子,若将其接触验电器的金属球,此时两个箔片带正电;在此过程中,一部分电子会从验电器向玻璃棒移动;由于电子带负电,因此形成电流的方向与电子定向移动方向相反,所以电流方向为:从金属球到金属箔片.
15.电压 R2 电流
16.串 干路 0.28 【解析】由电路图可知,当开关S1、S2闭合后,R1与R2并联,电流表与R2串联,所以电流表测量的是通过R2的电流;电流表接干路上,测量的是通过干路上的电流;由图可知,电流表接入的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,所以电流表的示数为0.28 A.
17. (1)保护电路 (2)A、D (3)横截面积 (4)温度
练习二电路串并联识别与连接
1. C 【解析】A图中电流只有一条路径,因此是串联电路,A不符合题意;B图中开关断开时,两灯组成串联电路;开关闭合时,灯L2被短路,电路为L1的简单电路,B不符合题意;C图中开关闭合时,电流有两条路径,是并联电路,C符合题意;D图中开关闭合时,灯泡L2被短路,电路为L1的简单电路,D不符合题意.故选C.
2. C 【解析】由电路图可以看出,L1与L2并联,且电流表与L2串联测量通过L2的电流,A图电流表测量干路电流,B图电流表测量通过L1的电流,A、B错误;C正确;D图中电流表测量通过L1并且正负接线柱接反了,D错误.故选C.
3. D 【解析】闭合开关S1、S2,作等效电路图如解图所示,可知L1被短路,只有L2接入电路,所以L1不亮,L2亮,故选D.
第3题解图
4. C 【解析】只将开关S1闭合时,只有吹风机连入电路,此时吹出的是冷风,A错误;将开关S1、S2闭合时,吹风机和电热丝能同时工作,是并联的且吹出的是热风,B错误、C正确;开关S2只能控制电热丝R,D错误.故选C.
5. C 【解析】由图知灯泡L1、L2串联在电路中,则电流处处相等,A错误;电压表测L2两端的电压U2=1 V,因电源电压为5 V,L1的电压U1=U-U2=5 V-1 V=4 V,B错误;由欧姆定律得,L1、L2电阻之比等于电压之比为4∶1,C正确;若灯泡L2灯丝烧断,相当于电压表被串联在电路中,示数接近电源电压,D错误.故选C.
6. B 【解析】由题意可知:开关S闭合时,警示灯L不亮;开关S断开时,警示灯L发光;则开关S应与警示灯L并联,R0与L串联,当开关S闭合时,警示灯L被短路,但有保护电阻R0,则不会发生电源短路,故选B.
7. A 【解析】由电路图可知:RP和R0串联,A图中,电压表测量RP下部电阻所分得的电压,当身高增加时,电压表所测部分的电阻变大,这部分电阻所分得的电压变大,电压表示数变大,并且电压表的示数与RP被测量的长度成正比,刻度是均匀变大的,A正确;B图中电压表测量RP上部电阻所分得的电压,当身高增加时,电压表所测部分的电阻变小,这部分电阻分得的电压变小,即电压表示数变小,B错误;CD电路图中RP与R0串联,当身高越高时,RP接入电路中的电阻越大,电路中的总电阻越大,由I=eq \f(U,R)可知,电路中的电流越小,由U=IR可知,R0两端的电压越小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,所以RP两端的电压变大;C图中电压表测RP两端的电压,身高越高时,其示数越大,但当电压表示数改变时,电路电流大小也会改变,其刻度是不均匀的,C错误;D图中电压表测R0两端的电压,身高越高时,其示数越小,D错误.故选A.
8. C 【解析】由题意知,指纹开关S1和密码开关S2是并联的,然后再与锁定开关S3及灯泡串联,故符合这一要求的电路是C图.故选C.
9. B 【解析】由题意知售水机可以通过刷卡或投币来接通供水电机取水,说明“感应”开关和“投币”都能够控制供水电机,且这两个开关相互不影响,是并联连接的,C错误;当光线较暗时“光控”开关自动闭合,提供照明,说明小灯泡和供水电机相互不影响,是并联连接的,A、D错误,B正确.故选B.
10. BD 【解析】只闭合开关S1时,灯泡L1、L3串联,A错误;只闭合开关S2时,灯泡L2、L3串联,B正确;只闭合开关S2、S3时,只有灯泡L2接入电路,灯泡L3被短路,C错误;闭合所有的开关时,灯泡L1、L2并联,L3短路,D正确.故选D.
11. BD 【解析】由电路图可知,照明灯和压缩机并联,开关S1控制压缩机,开关S2控制照明灯,A错误,B正确;电冰箱门关上时,S2断开,照明灯不亮,C错误;由题知,当冰箱内温度低于设定温度时,开关S1就自动断开,压缩机停止工作,D正确.故选BD.
12.如答图所示
第12题答图
13.如答图所示
第13题答图
【解析】电压表并联在小灯泡和滑动变阻器的两端,测量灯泡和滑动变阻器的总电压,电压表与滑动变阻器右上端的接线柱连接错误,应把电压表并联在灯泡两端,所以电压表的“3”接线柱与小灯泡右接线柱相连,如答图甲所示;从电源正极出发,流经开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表回到电源负极,最后把电压表并联在灯泡的两端,如答图乙所示.
14.并 用电器 【解析】充电宝可单独或同时给两部手机充电,在充电过程中,由于各用电器之间能独立工作,互不影响,所以充电宝的两个输出端是并联的;在用移动电源给手机充电的过程中,手机消耗电能,所以手机相当于电路中的用电器.
15. L1 并联 【解析】如题图所示的电路,开关闭合后,电流经过开关分了两条支路,一条经过电流表甲流向灯泡L2,另一条经灯泡L1再流向电流表乙,所以电流表乙测的是通过L1的电流,两个灯泡并联.
16.并联 1.5 【解析】断开开关S2,闭合开关S1、S3时,电流有两条路径,两电阻的连接方式是并联;断开开关S1、S3,闭合开关S2时,两电阻串联,因为R1=R2,由串联电路分压规律可知,U1=U2,已知电源电压为3 V,故U1+U2=3 V,所以U1=1.5 V,即电压表示数为1.5 V.
17.丙 乙 甲 【解析】根据P=eq \f(U2,R),电压一定时,电阻小的功率大,两个电阻并联时电阻最小,所以功率最大;R1>R2,所以甲图中电烤箱的功率小于乙的功率,因此甲是低挡,乙是中挡,丙是高挡.
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
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