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专题21 电流、电压、电阻和电路
【知识点回顾】
一、电荷、电路
1．两种电荷：自然界中只存在两种电荷。规定丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫____________电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫____________电荷。
2．摩擦起电：用摩擦的方法使两个不同的物体带电的现象。
摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果，使两个物体带上了等量的电荷。得到电子的物体带____________电，失去电子的物体带____________电。摩擦起电的实质是电荷的转移。
3．电荷间的相互作用：同种电荷互相____________，异种电荷互相____________。
把电源、用电器、开关用导线连接起来形成电流的路径称为________。
电源是提供电能的装置，如电池、发电机等。用电器如灯泡、电动机、门铃等。开关的作用是控制电路的通断。
1．通路：在电路中，当开关闭合时，电路中会有电流，这样的电路称为________。
2．开路：当开关断开或电路中某一处断开时，电路中没有电流，这样的电路称为________。
3．短路：①如果不经过用电器，而电源两极直接用导线连接，叫做电源短路。________时，电路中的电流过大，会损坏电源，严重时会造成火灾。
②局部短路：某用电器两端用导线直接连接，此时电流没经过用电器，用电器不工作。
考点4　会连接简单的串联电路和并联电路　　能根据具体要求绘制简单的串联或并联电路图
辨别方法 串联电路 并联电路
用电器的 连接方式 用电器逐个 依次连接 用电器并列式 连接在两点
电流路径的条数 只有一条 两条或两条以上
切断任一用电器 各用电器都 不能工作 互不影响
电路图
二、电流、电流表
1．形成：电荷的________形成电流。
2．方向：科学上把________的移动方向规定为电流的方向。在电路中，电流从电源的正极流出，负极流入。金属导体中，________的运动方向与电流方向相反。
单位：安培，简称安，符号是A。
1．电流表是用来测量电流大小的仪器。
2．三个接线柱[有“＋”、“－”两种接线柱，如(＋，－0.6A，－3A)或(－，0.6A，3A)]。
1．正确选择量程。被测电流不得超过电流表的量程。
2．电流表必须________在被测电路中。
3．使电流从电流表的“＋”接线柱流进，从“－”接线柱流出。
4．绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源两极。
在电流表上读数注意：“先看接线柱，再看指针。”一定要弄清每一小格代表多少。
在不能预先估计被测电流大小的情况下，应先拿电路的另一个线头迅速试触电流表最大量程的接线柱，如果指针偏转太小，再使用较小的量程。
三、电压、电压表
电压使________形成电流，电压由电源提供。
常见的电压值：一节干电池的电压为1.5伏，我国家庭照明电路的电压为220伏。对人体安全的电压为36伏以下。
电压的单位是________，简称伏，符号是V。
1．电压表是测量________的仪器。
2．大部分电压表都分为两个量程：(0～3V)
(0～15V)。
3．电压表是个相当大的电阻器，理想地认为是断路。
1．正确选择量程。
2．电压表必须与被测的部分电路________。
3．电压表的“＋”接线柱接在跟电源正极相连的那一端。
4．测量时，在电压表上读数的方法与电流表相似。
四、电阻
电阻表示导体对电流________的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。
电阻的单位是________，简称欧，符号为Ω。
考点16　说出决定电阻大小的因素(长度、横截面积、材料、温度)　
1．导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小取决于导体的________、________和________，还有温度对电阻也有影响。
导体电阻与其两端所加的电压及通过的电流大小无关。
2．研究导体电阻与哪些因素有关时所采用的方法是________。
在相同温度条件下，同种材料制成的导体，长度越长，电阻越________；相同长度，横截面积越小，电阻越________。
1．滑动变阻器原理：
对材料、横截面积不变的导体，通过改变接入电路中的电阻丝的________而使电阻发生改变。
2．滑动变阻器的实物图、结构图和电路符号：
1．作用：通过改变滑动变阻器接入电路中的电阻而改变电路中的电流。
2．使用时必须注意，要使接入电路部分的电阻丝的长度可变，通常使用“________”两个接线柱就行。
考点1　1.正　负　2.负　正　3.排斥　吸引
考点2　电路
考点3　1.通路　2.开路　3.①电源短路[来源:]
考点5　1.定向移动　2.正电荷　电子
考点8　2.串联
考点10　电荷定向移动
考点11　伏特
考点12　1.电压
考点13　2.并联
考点14　阻碍作用
考点15　欧姆
考点16　1.长度　横截面积　材料　2.控制变量法
考点17　大　大
考点18　1.长度
考点19　2.一上一下
【例题精析】
（2022 杭州）甲、乙为两个独立的房间，当闭合甲房间的开关时，只有乙房间电铃响；当闭合乙房间开关时，只有甲房间电铃响。符合此要求的电路是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：根据题意可知，当闭合甲房间的开关时，只有乙房间电铃响，当闭合乙房间开关时，只有甲房间电铃响，这说明两个电铃能独立工作，是并联的，甲房间的开关与乙房间的电铃串联在一条支路中，乙房间的开关和甲房间的电铃串联在另一条支路中，根据选项可知，A正确。
故选：A。
（2022 金华）某款“抓娃娃”机通过投币接通电源后，娃娃机内彩灯发光，接着用手接触“感应”开关接通电动机才能抓取“娃娃”，不投币只用手接触“感应”开关无法抓“娃娃”。下列简化电路中符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：
由题知，某款“抓娃娃”机通过投币接通电源后，娃娃机内彩灯发光，接着用手接触“感应”开关接通电动机才能抓取“娃娃”，不投币只用手接触“感应”开关无法抓“娃娃”，这说明感应和投币互不影响，故彩灯和电动机应是并联的，且投币开关应该在干路上；结合图示可知，只有B符合题意，ACD不符合题意。
故选：B。
（2022 丽水）某油烟机具有排气和照明的功能，这两种功能既可单独、也可同时使用。下列电路符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：某油烟机具有排气和照明的功能，这两种功能既可单独、也可同时使用，说明电动机和照明灯独立工作、互不影响即为并联，电动机和照明灯分别由各自支路上的开关控制，根据家庭电路安全用电的原则，开关应控制火线，只有一个保险丝的情况下，保险丝应该接在火线上，故C符合要求。
故选：C。
（2021 绍兴）学生发明了一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，下列电路符合要求的是（　　）
A．B．
C． D．
【解答】解：根据题意可知，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，这说明两个开关相互影响，是串联在一起的，一起控制电动机，故A正确，BCD错误。
故选：A。
（2021 浙江）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
【解答】解：A、塑料丝和塑料管带同种电荷，同种电荷相互排斥，故A错误；
B、因为塑料丝之间相互排斥，所以塑料丝间带了同种电荷，故B正确；
C、因为毛皮易失去电子，所以它与塑料管摩擦后，塑料管会得到电子而带负电，故C错误；
D、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D错误。
故选：B。
（2021 宁波）使用电风扇时，有时候因为忘记断开风扇开关S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S1和指示灯L。加装后，若S断开，指示灯和风扇都不工作；当S闭合时，L工作，此时当红外感应装置感应到有人时，S1才闭合，风扇工作。小宁设计的电路图可能是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：加装一个红外感应开关S1和指示灯L，当S闭合时，L工作，此时当红外感应装置感应到有人时，S1才闭合，风扇工作，这说明L与电动机是并联的，开关S1控制电动机，若S断开，指示灯和风扇都不工作，则开关S控制整个电路；故该电路中S接在干路中，灯泡与电动机并联，开关S1与电动机在一条支路中，故D正确。
故选：D。
（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．
【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。D图中风筝线导致火线与地面连接，造成短路。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
（2022 台州）如图，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的阻值变大。选择的接线柱是（　　）
A．AB B．CD C．BD D．AD
【解答】解：滑动变阻器应该一上一下进行连接；
根据滑动变阻器的使用特点可知，当滑片P向右移动时，接入电路的电阻阻值变大，说明接入电路的电阻丝变长，应该是接入了左半段电阻丝，因此应该是左下角的接线柱与上方任一接线柱的组合，故选项D的接法正确，ABC错误。
故选：D。
（2022 台州）某次实验时，电表的接线和指针的位置如图所示，其示数为（　　）
A．2.50伏 B．12.5伏 C．2.50安 D．12.5安
【解答】解：由图可知，电表表盘标有“V”，所以是电压表；该电压表选择的量程为0～3V，分度值为0.1V，其示数为2.50V。
故选：A。
（2021 湖州）2020年10月15日，《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料，向创造没有电阻的高效电力系统迈出了重要一步。超导材料可以应用在（　　）
A．电热毯 B．电动汽车动力系统
C．电热水壶 D．充电暖手宝
【解答】解：
ACD、超导体电阻为零欧姆，电流流过超导体时，不会发热，ACD都是利用的电流的热效应工作的，故ACD错误；
B、超导体在通电过程中，电能没有损失，因此可以用超导体制作汽车动力系统的线圈，故B正确。
故选：B。
（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 　正　极。在其它都不变时，将铁换成更活泼的金属X，产生了更大的电流，则金属X可能是 　锌　（选填“锌”、“银”或“铜”）。
【解答】解：由图可知，电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.1A；
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X可能是锌。
故答案为：0.1；正；锌。
【习题巩固】
一．选择题（共11小题）
1．（2021 上虞区模拟）如图所示，是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件并进行以下对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（　　）
①探究电流与电阻的关系时调节电阻两端电压成倍数变化
②用“伏安法”测电阻时﹣﹣﹣改变定值电阻两端电压，测量对应电流
③研究影响电阻大小因素时﹣﹣﹣更换不同电阻丝，保持电流不变，测量对应电压值
④研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时﹣﹣﹣更换匝数不同电磁铁，保持电流不变
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
【解答】解：①、根据控制变量法的思路，研究导体中的电流与电阻的关系时，要保持导体两端的电压不变，而电路中换用阻值不同的电阻时，电阻两端的电压就要改变，为了保持电阻两端的电压不变，就需要改变滑动变阻器接入电路的阻值，故①错误；
②、用“伏安法”测电阻时，通过改变滑动变阻器接入电路的阻值，从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流，可以多测几组数据，通过求平均值来减小误差，故②正确；
③、在探究“电阻大小与哪些因素有关”时，保持电压不变，多次更换电阻丝，测量对应电流，是为了得出电阻与什么因素有关，滑动变阻器起到保护电路的作用，故③错误；
④、研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，根据控制变量法可知，应控制电路中通过的电流大小相等，故④正确。
故选：D。
2．（2021 丽水模拟）下列有关物质的特性，说法正确的是（　　）
A．根据电阻计算公式R，当电压U为零时，导体的电阻也为零
B．冬天室外的水表被冻裂，是因为水结冰后密度变小了，体积变大了
C．高压锅烧菜易熟，是因为高压锅内降低了水的沸点
D．烧开一壶水比烧开半壶水时间多，因为一壶水的比热容比半壶水的比热容大
【解答】解：A、电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关，与导体中的电流、导体两端的电压大小无关。故A错误；
B、冬天室外的水表被冻裂，是因为水结冰后密度变小了，故由V得，质量不变，密度变小，体积变大。故B正确；
C、大气压越大，液体的沸点越高。高压锅烧菜易熟，是因为高压锅内升高了水的沸点；故C错误；
D、比热容是物质的一种性质，与物质的质量无关。烧开一壶水比烧开半壶水时间多，是因为烧开一壶水比半壶水需要的热量多；故D错误；
故选：B。
3．（2022 嘉善县模拟）把气球在头发上摩擦几下，靠近细小的水流，水流被气球吸引发生弯曲。关于上述现象，下列有关说法错误的是（　　）
A．气球与头发摩擦后，发生了电子转移
B．两个在头发上摩擦过的气球会互相排斥
C．气球吸引水流是因为它们带有异种电荷
D．被气球摩擦后的头发飘起来是因为头发带上了电
【解答】解：A、气球与头发摩擦后，发生了电子转移，故A说法正确；
B、两个在头发上摩擦过的气球带同种电荷，会互相排斥，故B说法正确；
C、气球吸引水流是因为带电的气球吸引轻小物体（水流），故C说法错误；
D、被气球摩擦后的头发飘起来是因为头发带上了电，故D说法正确。
故选：C。
4．（2022 龙港市模拟）小明购买了一款“空气炸锅”，其原理处利用热空气流加热食物，闭合控制开关S1和安全开关S2，电热管开始加热，灯L正常发光，温度过高时，安全开关S2自动断开，电热管停止工作，灯L仍正常发光下列电路设计符合这种要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：根据题意可知：闭合控制开关S1和安全开关S2，电热管开始加热，灯L正常发光，温度过高时，安全开关S2自动断开，电热管停止工作，灯L仍正常发光，这说明灯泡与电热管可以独立工作，互不影响，是并联的；安全开关与电热管在一条支路中，控制开关在干路中，故B正确。
故选：B。
5．（2022 镇海区二模）在击剑比赛中，当甲方运动员的剑击中乙方的导电服，乙方头盔上的指示灯就会亮起：当乙方运动员的剑击中甲方的导电服，甲方头盔上的指示灯就会亮起。运动员手中的剑相当于“开关”，则选项中能正确反映上述比赛原理的电路图是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：因为甲和乙的指示灯能单独工作，并且互不影响，所以甲、乙指示灯应并联，甲方的开关控制乙方指示灯，乙方的开关控制甲方指示灯，故D正确。
故选：D。
6．（2022 拱墅区二模）人脸识别测温一体机，可以实现健康码查验、口罩检测、体温检测自动报警功能。当出示的健康码为黄码或红码时，开关S1闭合，红灯亮起；未配戴口罩时，开关S2闭合，红灯亮起；体温超过正常体温时，开关S3闭合，红灯亮起。下列电路设计符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：根据题意可知，当出示的健康码为黄色或者红色时，开关S1闭合，红灯亮起；
未配戴口罩时，开关S2闭合，红灯亮起；
体温超过正常体温时，开关S3闭合，红灯亮起，
综上可知，三开关可以独立工作、互不影响即为并联，且红灯位于干路，
由选项可知，B正确、ACD错误。
故选：B。
7．（2022 江干区校级模拟）一款校园路灯内部装有一个光敏电阻R以实现自动控制：晚上自动亮灯，白天自动灭灯，R的阻值随光照强度变化关系如图，弹性衔铁和电磁铁线圈电阻很小，下列电路中最符合设计要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：由R的阻值随光照强度变化关系图象知，R的阻值随光照强度的增加而增大；
A．由电路图可知，电磁铁与光敏电阻串联后与灯泡并联；
光照强度较弱时，光敏电阻阻值较小，闭合开关，由欧姆定律可知，通过电磁铁的电流较大，电磁铁的磁性较强，吸下衔铁，灯泡所在的支路为断路，即灯泡不发光；
当光照强度较大时，光敏电阻的阻值较大，闭合开关，由欧姆定律可知，通过电磁铁的电流较小，电磁铁的磁性较弱，衔铁无法被吸下，灯泡所在的支路为通路，即灯泡发光，故A不符合要求；
B．由电路图可知，电磁铁与光敏电阻串联后与灯泡并联；
光照强度较弱时，光敏电阻阻值较小，闭合开关，由欧姆定律可知，通过电磁铁的电流较大，电磁铁的磁性较强，吸下衔铁，灯泡所在的支路为通路，即灯泡发光；
当光照强度较大时，光敏电阻的阻值较大，闭合开关，由欧姆定律可知，通过电磁铁的电流较小，电磁铁的磁性较弱，衔铁无法被吸下，灯泡为所在的支路为断路，即灯泡不发光，故B符合要求；
CD．由电路图可知，灯泡与R串联再与电磁铁并联，由于并联电路中支路间互不影响，电磁铁支路电路很小，电流很大，易烧杯电磁铁线圈或电源，故C和D错误。
故选：B。
8．（2022 杭州模拟）如图甲为坐位体前屈测量示意图，测试时需要从刻度尺上读数。小明利用电压表等实验器材对该测量仪进行改进，改进后电压表示数与长度变化关系如图乙所示。则他设计的电路是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：由图象可知电压表的示数随着刻度尺读数的增大而减小。
A、由图可知，该电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器两端的电压；滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，刻度尺读数越大，根据串联电路的分压规律可知，滑动变阻器分担的电压变大，电压表示数越大，故A不符合题意；
B、由图可知，该电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器左边部分两端的电压；滑片向左滑动，刻度尺读数越大，滑动变阻器接入电路中的电阻不变，电路中的电流不变，与电压表并联的滑动变阻器的阻值变小，根据U＝IR可知，电压表示数变小，故B符合题意；
C、由图可知，该电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器右边部分两端的电压；滑片向左滑动，刻度尺读数越大，滑动变阻器接入电路中的电阻不变，电路中的电流不变，与电压表并联的滑动变阻器的阻值变大，根据U＝IR可知，电压表示数变大，故C不符合题意；
D、由图可知，该电路为串联电路，电压表测量定值电阻两端的电压；滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，刻度尺读数越大，根据串联电路的分压规律可知，滑动变阻器分担的电压变小，根据串联电路的电压规律可知，定值电阻两端的电压变大，电压表示数越大，故D不符合题意。
故选：B。
9．（2022 衢江区校级模拟）如图所示，公交车后门左右扶杆上各装有一个相当于开关的按钮。当乘客按下任一按钮时，铃声响起，提醒司机有人要下车。图中符合要求的电路是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：当乘客按下任一按钮，铃声响起，说明这两个开关可以独立工作、互不影响，即两开关是并联的，且电铃位于干路上，
由图示电路图可知，C符合题意，ABD不符合题意。
故选：C。
10．（2022 杭州模拟）甲、乙两个相同质量的小球，都带正电，但甲球带的电荷比乙球的多。用两根绝缘细线，将它们悬挂起来，会出现的情形是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：甲、乙两个质量相同的小球悬挂起来，两个小球都带正电，同种电荷相互排斥，两个小球都偏离线的竖直方向，虽然甲球带的电荷比乙球的多，但两个排斥力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，两个小球都偏离线的竖直方向的角度相等，故C符合题意。
故选：C。
11．（2021 鹿城区一模）某智能音箱，接通电源，闭合开关S1，灯发光，但无音乐，再用手在音箱上方晃动，开关S2就会自动闭合，音箱播放音乐；只闭合S2，不能播放音乐。下列电路设计符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：根据题意可知，接通电源，闭合开关S1，灯发光，但无音乐，再用手在音箱上方晃动，开关S2就会自动闭合，音箱播放音乐，这个说明灯能独立工作，而音箱不能独立工作，所以音箱和灯泡并联在电路中；只闭合S2，不能播放音乐，所以S2在支路中控制音箱，开关S1在干路中控制整个电路，故A正确。
故选：A。
二．填空题（共2小题）
12．（2022 临平区一模）携行温水杯不仅方便携带，而且可以支持充电宝、电脑、车载等的USB直流加热，使出门在外的人们更加方便。如图为某品牌携行温水杯及相关信息参数，该品牌的电池容量为12800mAh。
（1）该品牌的电池在充电时将 　电　能转化为 　化学　能。
（2）当该水杯装满水，使水温20℃加热至50℃，杯内的水吸收热量为 　3.276×104　J。
【解答】解：（1）电池在充电时，消耗了电能，得到了化学能储存在电池中，即电池在充电时将电能转化为化学能；
（2）由ρ可得，水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×260×10﹣6m3＝0.26kg。
水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×0.26kg×（50℃﹣20℃）＝3.276×104J。
故答案为：（1）电；化学；（2）3.276×104。
13．（2022 长兴县模拟）电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品，图乙是某同学设计的可以手动调节高、中、低温三挡的电热眼罩工作原理图。
（1）当S1、S2闭合，S3接b时，R1和R2的连接方式是 　并联　；
（2）当S1、S2闭合，S3接a时，电热眼罩处于 　中温　挡；
（3）某同学想设计一种能反映并可调节温度高低的电热眼罩，其原理是：顺时针转动旋钮型变阻器触片，通过电热丝的电流增大，产热加快，温度升高。同时反映温度高低的“仪表”（电压表）示数变大。图丙符合设计要求的电路是 　D　。
【解答】解：（1）由电路图可知，当S1、S2闭合，S3接b时，R1与R2首首相连、尾尾相连，电流路径只有两条，因此R1和R2的连接方式是并联；
（2）由电路图可知，当S1闭合、S2断开、S3接a时两电阻串联，当S1和S2闭合、S3接a时电路为R1的简单电路，当S1和S2闭合、S3接b时两电阻并联，
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，
所以，当S1闭合、S2断开、S3接a时，电路的总电阻最大，由P＝UI可知，电源的电压一定时，电路的总功率最小，电热眼罩处于低温挡；
同理可知，当S1和S2闭合、S3接b时，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，电热眼罩处于高温挡；
则当S1、S2闭合，S3接a时，电热眼罩处于中温挡；
（3）A、由电路图可知，电热丝和滑动变阻器串联，电压表测电热丝两端的电压，顺时针转动旋钮型变阻器触片时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，由I可知，通过电热丝的电流减小，故A不符合要求；
B、由电路图可知，电热丝和滑动变阻器串联，电压表测电热丝两端的电压，顺时针转动旋钮型变阻器触片时，变阻器接入电路中的电阻不变，电路的总电阻不变，由I可知，通过电热丝的电流不变，故B不符合要求；
C、由电路图可知，电热丝和滑动变阻器串联，电压表测电源两端的电压，根据电源的电压不变可知，顺时针转动旋钮型变阻器触片时电压表的示数不变，故C不符合题意；
D、由电路图可知，电热丝和滑动变阻器串联，电压表测电热丝两端的电压，顺时针转动旋钮型变阻器触片时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由I可知，通过电热丝的电流变大，由P＝UI可知，电热丝的电功率变大，产热加快，温度升高，由U＝IR可知，电热丝两端的电压变大，即“仪表”（电压表）示数变大，故D符合题意。
故选：D。
故答案为：（1）并联；（2）中温；（3）D。
三．实验探究题（共2小题）
14．（2022 杭州模拟）注水猪肉是人为注水以增加质量来牟利的生猪肉。注水后，猪肉里的肉质变差易腐烂，营养价值大大降低。
（1）检测猪肉是否注水的一种简易方法：取一滤纸条贴在猪肉的横断面上，若滤纸条在1分钟左右就被浸透，滤纸条与猪肉的粘着力不强且不易被点燃，则可判断为注水猪肉。试用燃烧条件等知识解释，湿的滤纸条不易被点燃的原因：　温度达不到着火点　。
（2）注水猪肉内的营养物质已大量减少，因为滋生的大量细菌进行 　呼吸作用　（填生理过程）分解了猪肉中的有机物。
（3）猪肉注水因增加了含水量而影响了猪肉的电阻。某研究小组设计了如图所示实验电路，来探究猪肉电阻大小与注水量的关系。实验步骤如下：①按如图连接电路。②将一条未注水的猪肉条接入电路，测量猪肉条两端电压及电流，记录数据。③向该猪肉条注一定量的水后再次接入电路，测量电压及电流，记录数据。实验数据如表所示。
注水情况 电压表示数/V 电流表示数/mA 电阻大小/Ω
未注水 3.0 0.75 4000
注水0.1mL 3.0 0.80 3750
注水0.2mL 3.0 0.91 3333
①由实验数据可得出结论：　猪肉条的电阻的大小与注水量有关，注水量越大，电阻越小　。
②有同学说本实验方案还不够完善，请补充完整，使实验结论更可靠 　换用不同的猪肉条多次进行实验　。
【解答】解：（1）燃烧需要可燃物、达到着火点、与氧气接触三个条件，潮湿的滤纸条不易点燃，是因为温度达不到着火点；
（2）注水猪肉内的营养物质大量减少的原因是细菌在进行呼吸作用时，会分解猪肉中的有机物；
（3）①根据表格中的数据可知，在猪肉条和电压一定的情况下，注入的水越多，电流表的示数越大，电阻越小，故结论为：猪肉条的电阻的大小与注水量有关，注水量越大，电阻越小；
②实验中为了获得普遍的规律，应换用不同的猪肉条多次进行实验。
故答案为：（1）温度达不到着火点；（2）呼吸作用；（3）①猪肉条的电阻的大小与注水量有关，注水量越大，电阻越小；②换用不同的猪肉条多次进行实验。
15．（2022 台州模拟）某科技小组设计了一个自动雨刮器控制系统，其刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化，雨停后，刮水器自动停止工作。如图所示。图a是由一组手指状平行金属线组成的雨水检测网器件，图b是自动控制系统的模拟电路。
（1）将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验，记录数据如下：
检测浸入雨水中部分 未浸入 浸入 浸入 全部浸入
电流表的示数/A 0 0.16 0.20 0.32
①雨水检测金属网在电路中起到的作用更类似于 　滑动变阻器　（选填“开关”或“滑动变阻器”）。
②根据表中的现象和数据，解释刮水器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原因是 　雨量变大，检测金属网浸入雨水部分变大，电流变大，电动机转速变快　；
（2）活动小组发现无雨水时，电动机不能工作，无法实现无雨时车窗的清洗，于是增加了一个电路元件改进了电路，将“”和“增加的元件”连入电路ab间，绘制在图c中。
【解答】解：（1）①根据表格可知，金属网可以改变电路中的电流，其作用类似于滑动变阻器；
②根据表中的现象和数据，解释刮水器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原因是：雨量变大，检测金属网浸入雨水部分变大，电流变大，电动机转速变快；
（2）没有雨水时，电动机不能工作，其原因是a、b两点之间为断路。要使其在无雨时可以工作，可以在ab之间增加一个开关雨金属网并联，如下图所示：
。
故答案为：（1）滑动变阻器；（2）雨量变大，检测金属网浸入雨水部分变大，电流变大，电动机转速变快；（2）金属网与增加的元件（开光）并联；见解答图。
四．综合能力题（共1小题）
16．（2022 温州模拟）为减少碳排放，我国大力推行电动汽车。电动汽车中电动机的转速由电流大小控制，工作原理如图。利用旋钮变阻器实现对转速的控制，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。
（1）变阻器上旋钮滑片的材料应选用 　导体　。（选填“导体”或“绝缘体”）
（2）驾驶员踩下“油门”，电路中变阻器阻值减小，电流变大而加快电动机的转速，用画线代表导线将旋钮变阻器接入电路M、N处。
（3）车速仪可由电路中的电压表或电流表改装。要求：驾驶员踩下“油门”，车速仪示数变大。则下列电路图符合要求的有 　BC　。（可多选）
【解答】解：（1）变阻器上旋钮滑片的材料是导体；
（2）驾驶员踩下“油门”，电路中变阻器阻值减小，则应把O、E接入电路，如图所示；
（3）根据题意可知，当驾驶员向下踩“油门”踏板时，车速仪示数变大；
A、滑动变阻器与电动机串联接入电路中，电压表测变阻器两端的电压，踏板向下移动，滑动变阻器接入电路电阻减小，串联电路中电压与电阻的关系，电压表示数变小，故A不符合题意；
B、滑动变阻器与电动机串联接入电路中，电压表测电动机两端的电压，踏板向下移动，滑动变阻器接入电路电阻减小，串联电路中电压与电阻的关系，电压表示数变大，故B符合题意；
C、滑动变阻器与电动机串联接入电路中，踏板向下移动，滑动变阻器接入电路电阻减小，根据欧姆定律可知，电流变大，故C符合题意；
D、滑动变阻器与电动机串联接入电路中，踏板向下移动，滑动变阻器接入电路电阻变大，根据欧姆定律可知，电流变小，故D不符合题意；
故选：BC。
故答案为：（1）导体；（2）见解答过程；（3）BC。专题21 电流、电压、电阻和电路
【知识点回顾】
一、电荷、电路
1．两种电荷：自然界中只存在两种电荷。规定丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫____________电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫____________电荷。
2．摩擦起电：用摩擦的方法使两个不同的物体带电的现象。
摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果，使两个物体带上了等量的电荷。得到电子的物体带____________电，失去电子的物体带____________电。摩擦起电的实质是电荷的转移。
3．电荷间的相互作用：同种电荷互相____________，异种电荷互相____________。
把电源、用电器、开关用导线连接起来形成电流的路径称为________。
电源是提供电能的装置，如电池、发电机等。用电器如灯泡、电动机、门铃等。开关的作用是控制电路的通断。
1．通路：在电路中，当开关闭合时，电路中会有电流，这样的电路称为________。
2．开路：当开关断开或电路中某一处断开时，电路中没有电流，这样的电路称为________。
3．短路：①如果不经过用电器，而电源两极直接用导线连接，叫做电源短路。________时，电路中的电流过大，会损坏电源，严重时会造成火灾。
②局部短路：某用电器两端用导线直接连接，此时电流没经过用电器，用电器不工作。
考点4　会连接简单的串联电路和并联电路　　能根据具体要求绘制简单的串联或并联电路图
辨别方法 串联电路 并联电路
用电器的 连接方式 用电器逐个 依次连接 用电器并列式 连接在两点
电流路径的条数 只有一条 两条或两条以上
切断任一用电器 各用电器都 不能工作 互不影响
电路图
二、电流、电流表
1．形成：电荷的________形成电流。
2．方向：科学上把________的移动方向规定为电流的方向。在电路中，电流从电源的正极流出，负极流入。金属导体中，________的运动方向与电流方向相反。
单位：安培，简称安，符号是A。
1．电流表是用来测量电流大小的仪器。
2．三个接线柱[有“＋”、“－”两种接线柱，如(＋，－0.6A，－3A)或(－，0.6A，3A)]。
1．正确选择量程。被测电流不得超过电流表的量程。
2．电流表必须________在被测电路中。
3．使电流从电流表的“＋”接线柱流进，从“－”接线柱流出。
4．绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源两极。
在电流表上读数注意：“先看接线柱，再看指针。”一定要弄清每一小格代表多少。
在不能预先估计被测电流大小的情况下，应先拿电路的另一个线头迅速试触电流表最大量程的接线柱，如果指针偏转太小，再使用较小的量程。
三、电压、电压表
电压使________形成电流，电压由电源提供。
常见的电压值：一节干电池的电压为1.5伏，我国家庭照明电路的电压为220伏。对人体安全的电压为36伏以下。
电压的单位是________，简称伏，符号是V。
1．电压表是测量________的仪器。
2．大部分电压表都分为两个量程：(0～3V)
(0～15V)。
3．电压表是个相当大的电阻器，理想地认为是断路。
1．正确选择量程。
2．电压表必须与被测的部分电路________。
3．电压表的“＋”接线柱接在跟电源正极相连的那一端。
4．测量时，在电压表上读数的方法与电流表相似。
四、电阻
电阻表示导体对电流________的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。
电阻的单位是________，简称欧，符号为Ω。
考点16　说出决定电阻大小的因素(长度、横截面积、材料、温度)　
1．导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小取决于导体的________、________和________，还有温度对电阻也有影响。
导体电阻与其两端所加的电压及通过的电流大小无关。
2．研究导体电阻与哪些因素有关时所采用的方法是________。
在相同温度条件下，同种材料制成的导体，长度越长，电阻越________；相同长度，横截面积越小，电阻越________。
1．滑动变阻器原理：
对材料、横截面积不变的导体，通过改变接入电路中的电阻丝的________而使电阻发生改变。
2．滑动变阻器的实物图、结构图和电路符号：
1．作用：通过改变滑动变阻器接入电路中的电阻而改变电路中的电流。
2．使用时必须注意，要使接入电路部分的电阻丝的长度可变，通常使用“________”两个接线柱就行。
【例题精析】
（2022 杭州）甲、乙为两个独立的房间，当闭合甲房间的开关时，只有乙房间电铃响；当闭合乙房间开关时，只有甲房间电铃响。符合此要求的电路是（　　）
A． B．
C． D．
（2022 金华）某款“抓娃娃”机通过投币接通电源后，娃娃机内彩灯发光，接着用手接触“感应”开关接通电动机才能抓取“娃娃”，不投币只用手接触“感应”开关无法抓“娃娃”。下列简化电路中符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
（2022 丽水）某油烟机具有排气和照明的功能，这两种功能既可单独、也可同时使用。下列电路符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
（2021 绍兴）学生发明了一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，下列电路符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
（2021 浙江）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
（2021 宁波）使用电风扇时，有时候因为忘记断开风扇开关S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S1和指示灯L。加装后，若S断开，指示灯和风扇都不工作；当S闭合时，L工作，此时当红外感应装置感应到有人时，S1才闭合，风扇工作。小宁设计的电路图可能是（　　）
A． B．
C． D．
（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．
（2022 台州）如图，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的阻值变大。选择的接线柱是（　　）
A．AB B．CD C．BD D．AD
（2022 台州）某次实验时，电表的接线和指针的位置如图所示，其示数为（　　）
A．2.50伏 B．12.5伏 C．2.50安 D．12.5安
（2021 湖州）2020年10月15日，《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料，向创造没有电阻的高效电力系统迈出了重要一步。超导材料可以应用在（　　）
A．电热毯 B．电动汽车动力系统
C．电热水壶 D．充电暖手宝
（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X，产生了更大的电流，则金属X可能是 　 　（选填“锌”、“银”或“铜”）。
【习题巩固】
一．选择题（共11小题）
1．（2021 上虞区模拟）如图所示，是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件并进行以下对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（　　）
①探究电流与电阻的关系时调节电阻两端电压成倍数变化
②用“伏安法”测电阻时﹣﹣﹣改变定值电阻两端电压，测量对应电流
③研究影响电阻大小因素时﹣﹣﹣更换不同电阻丝，保持电流不变，测量对应电压值
④研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时﹣﹣﹣更换匝数不同电磁铁，保持电流不变
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
2．（2021 丽水模拟）下列有关物质的特性，说法正确的是（　　）
A．根据电阻计算公式R，当电压U为零时，导体的电阻也为零
B．冬天室外的水表被冻裂，是因为水结冰后密度变小了，体积变大了
C．高压锅烧菜易熟，是因为高压锅内降低了水的沸点
D．烧开一壶水比烧开半壶水时间多，因为一壶水的比热容比半壶水的比热容大
3．（2022 嘉善县模拟）把气球在头发上摩擦几下，靠近细小的水流，水流被气球吸引发生弯曲。关于上述现象，下列有关说法错误的是（　　）
A．气球与头发摩擦后，发生了电子转移
B．两个在头发上摩擦过的气球会互相排斥
C．气球吸引水流是因为它们带有异种电荷
D．被气球摩擦后的头发飘起来是因为头发带上了电
4．（2022 龙港市模拟）小明购买了一款“空气炸锅”，其原理处利用热空气流加热食物，闭合控制开关S1和安全开关S2，电热管开始加热，灯L正常发光，温度过高时，安全开关S2自动断开，电热管停止工作，灯L仍正常发光下列电路设计符合这种要求的是（　　）
A． B．
C． D．
5．（2022 镇海区二模）在击剑比赛中，当甲方运动员的剑击中乙方的导电服，乙方头盔上的指示灯就会亮起：当乙方运动员的剑击中甲方的导电服，甲方头盔上的指示灯就会亮起。运动员手中的剑相当于“开关”，则选项中能正确反映上述比赛原理的电路图是（　　）
A． B．
C． D．
6．（2022 拱墅区二模）人脸识别测温一体机，可以实现健康码查验、口罩检测、体温检测自动报警功能。当出示的健康码为黄码或红码时，开关S1闭合，红灯亮起；未配戴口罩时，开关S2闭合，红灯亮起；体温超过正常体温时，开关S3闭合，红灯亮起。下列电路设计符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
7．（2022 江干区校级模拟）一款校园路灯内部装有一个光敏电阻R以实现自动控制：晚上自动亮灯，白天自动灭灯，R的阻值随光照强度变化关系如图，弹性衔铁和电磁铁线圈电阻很小，下列电路中最符合设计要求的是（　　）
A． B．
C． D．
8．（2022 杭州模拟）如图甲为坐位体前屈测量示意图，测试时需要从刻度尺上读数。小明利用电压表等实验器材对该测量仪进行改进，改进后电压表示数与长度变化关系如图乙所示。则他设计的电路是（　　）
A． B．
C． D．
9．（2022 衢江区校级模拟）如图所示，公交车后门左右扶杆上各装有一个相当于开关的按钮。当乘客按下任一按钮时，铃声响起，提醒司机有人要下车。图中符合要求的电路是（　　）
A． B．
C． D．
10．（2022 杭州模拟）甲、乙两个相同质量的小球，都带正电，但甲球带的电荷比乙球的多。用两根绝缘细线，将它们悬挂起来，会出现的情形是（　　）
A． B．
C． D．
11．（2021 鹿城区一模）某智能音箱，接通电源，闭合开关S1，灯发光，但无音乐，再用手在音箱上方晃动，开关S2就会自动闭合，音箱播放音乐；只闭合S2，不能播放音乐。下列电路设计符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
二．填空题（共2小题）
12．（2022 临平区一模）携行温水杯不仅方便携带，而且可以支持充电宝、电脑、车载等的USB直流加热，使出门在外的人们更加方便。如图为某品牌携行温水杯及相关信息参数，该品牌的电池容量为12800mAh。
（1）该品牌的电池在充电时将 　 　能转化为 　 　能。
（2）当该水杯装满水，使水温20℃加热至50℃，杯内的水吸收热量为 　 　J。
13．（2022 长兴县模拟）电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品，图乙是某同学设计的可以手动调节高、中、低温三挡的电热眼罩工作原理图。
（1）当S1、S2闭合，S3接b时，R1和R2的连接方式是 　 　；
（2）当S1、S2闭合，S3接a时，电热眼罩处于 　 　挡；
（3）某同学想设计一种能反映并可调节温度高低的电热眼罩，其原理是：顺时针转动旋钮型变阻器触片，通过电热丝的电流增大，产热加快，温度升高。同时反映温度高低的“仪表”（电压表）示数变大。图丙符合设计要求的电路是 　 　。
三．实验探究题（共2小题）
14．（2022 杭州模拟）注水猪肉是人为注水以增加质量来牟利的生猪肉。注水后，猪肉里的肉质变差易腐烂，营养价值大大降低。
（1）检测猪肉是否注水的一种简易方法：取一滤纸条贴在猪肉的横断面上，若滤纸条在1分钟左右就被浸透，滤纸条与猪肉的粘着力不强且不易被点燃，则可判断为注水猪肉。试用燃烧条件等知识解释，湿的滤纸条不易被点燃的原因：　 　。
（2）注水猪肉内的营养物质已大量减少，因为滋生的大量细菌进行 　 　（填生理过程）分解了猪肉中的有机物。
（3）猪肉注水因增加了含水量而影响了猪肉的电阻。某研究小组设计了如图所示实验电路，来探究猪肉电阻大小与注水量的关系。实验步骤如下：①按如图连接电路。②将一条未注水的猪肉条接入电路，测量猪肉条两端电压及电流，记录数据。③向该猪肉条注一定量的水后再次接入电路，测量电压及电流，记录数据。实验数据如表所示。
注水情况 电压表示数/V 电流表示数/mA 电阻大小/Ω
未注水 3.0 0.75 4000
注水0.1mL 3.0 0.80 3750
注水0.2mL 3.0 0.91 3333
①由实验数据可得出结论：　 　。
②有同学说本实验方案还不够完善，请补充完整，使实验结论更可靠 　 　。
15．（2022 台州模拟）某科技小组设计了一个自动雨刮器控制系统，其刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化，雨停后，刮水器自动停止工作。如图所示。图a是由一组手指状平行金属线组成的雨水检测网器件，图b是自动控制系统的模拟电路。
（1）将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验，记录数据如下：
检测浸入雨水中部分 未浸入 浸入 浸入 全部浸入
电流表的示数/A 0 0.16 0.20 0.32
①雨水检测金属网在电路中起到的作用更类似于 　 　（选填“开关”或“滑动变阻器”）。
②根据表中的现象和数据，解释刮水器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原因是 　 　；
（2）活动小组发现无雨水时，电动机不能工作，无法实现无雨时车窗的清洗，于是增加了一个电路元件改进了电路，将“”和“增加的元件”连入电路ab间，绘制在图c中。
四．综合能力题（共1小题）
16．（2022 温州模拟）为减少碳排放，我国大力推行电动汽车。电动汽车中电动机的转速由电流大小控制，工作原理如图。利用旋钮变阻器实现对转速的控制，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。
（1）变阻器上旋钮滑片的材料应选用 　 　。（选填“导体”或“绝缘体”）
（2）驾驶员踩下“油门”，电路中变阻器阻值减小，电流变大而加快电动机的转速，用画线代表导线将旋钮变阻器接入电路M、N处。
（3）车速仪可由电路中的电压表或电流表改装。要求：驾驶员踩下“油门”，车速仪示数变大。则下列电路图符合要求的有 　 　。（可多选）

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