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第12章 了解电路
【知识清单】
考点1电荷
1.两种电荷
(1)与丝绸摩擦过的玻璃棒带　　　　电;与毛皮摩擦过的橡胶棒带　　　　电。
(2)带电体性质:具有　　　　轻小物体的性质。
(3)相互作用规律:同种电荷相互　　　　,异种电荷相互　　　　。
(4)验电器:用来检验物体　　　　,根据　　　　的原理制成。
【提示】　(1)两个相互吸引的物体不一定带异种电荷,还可能是一个带电,另一个不带电。(2)电子是带有最小负电荷的粒子,所带电荷量为1.6×10-19 C。
2.导体、绝缘体、半导体和超导体
(1)导体:容易导电的物体,如金属、人体、大地、食盐水、石墨等。
(2)绝缘体:不容易导电的物体,如橡胶、塑料、陶瓷、食用油、玻璃等。
(3)半导体:导电性能介于导体与绝缘体之间,如硅、锗等。半导体材料可制成晶体二极管(具有单向导电性)、三极管(具有放大作用)。
(4)超导体:某些材料在温度降到足够低时,电阻会突然变为零,可用于输电和发电机的线圈等。
考点2电路　电路图
1.电路的组成
电源、　　　　、导线、开关。
2.电路图
画电路图应注意的问题:(1)电路元件符号用统一规定的符号;(2)连线横平竖直,呈方形;(3)各元件符号不要画在拐角处;(4)线路中间不能有断点。
3.电路的三种状态
状态 特点
通路 电路中①　　　　电流,用电器②　　　　工作
断路 电路中③　　　　电流,用电器④　　　　工作
局部短路 电路是接通的,用电器的两端被导线直接连通
电源短路 电源的正、负极直接用导线连接起来
4.两种电路
串联电路 并联电路
电路图
电流路径 电路中只有一条电流路径 电路中有两条或两条以上电流路径
用电器工作特点 用电器的工作①　　　　影响 用电器的工作②　　　　影响
开关作用 控制③　　　　 干路开关控制④　　　　,支路开关控制⑤　　　　
实例 装饰用的小彩灯 家庭中各用电器、路灯、教室里的照明灯等
考点3电流和电压
1.电流
(1)单位及换算关系:基本单位是　　　　,符号　　　　;1 A=　　　　mA=　　　　μA。
(2)常见的电流估测值:
家用电冰箱的电流约1 A,家庭节能灯中的电流约0.1 A,手电筒中的电流约200 mA,家用空调的电流约5 A,半导体收音机电源的电流约50 mA。
【提示】　(1)负电荷定向移动形成电流时,电流方向与其移动方向相反。(2)在电源外部,电流从电源正极流向负极;在电源内部,电流从电源负极流向正极。
2.电压
(1)单位:伏特,符号V。
(2)换算关系:1 kV=　　　　V,1 V=　　　　mV。
3.电流表和电压表
电流表 电压表
作用 测量电路中的电流,相当于导线 测量电路两端的电压,相当于断路
使用 规则 与被测电路①　　　　 与被测电路②　　　　
不允许将电流表直接接在电源两端 电压表可以直接接在电源两端
电流“③　　　　进④　　　　出”,被测电流或电压不能超过电流表或电压表选择的⑤　　　　
表盘
读 数 读数方法 看清所选量程及所用分度值。电表示数=指针偏过的格数×分度值
量程 0~0.6 A 0~3 A 0~3 V 0~15 V
分度值 ⑥　　　　A 0.1 A ⑦　　　　V 0.5 V
图中示数 ⑧　　　　A 1.4 A ⑨　　　　V 7 V
4.串、并联电路中电流和电压的规律
串联电路 并联电路
电流 特点 处处①　　　　,I=I1②　　　　I2 干路电流等于③　　　　,即I=I1④　　　　I2
电压 特点 各部分电路两端电压之⑤　　　　等于⑥　　　　,即U=U1⑦　　　　U2 各支路两端电压⑧　　　　,且等于⑨　　　　,即U=U1⑩　　　　U2
【核心突破】
核心一　串、并联电路的识别及设计
学校的前、后门各安装一个开关,传达室内有红、绿两盏灯、电铃和电池组,若前门来人闭合开关时,红灯亮、电铃响;后门来人闭合开关时,绿灯亮、电铃响。图中符合要求的电路图是 (　　)
A　　　　　　　B
C　　　　　　　D
1.(五育融合·体育)如图所示的击剑比赛中,甲方运动员的剑击中乙方运动员的导电服,乙方运动员的灯就会亮;乙方运动员的剑击中甲方运动员的导电服,甲方运动员的灯就会亮。能反映上述比赛原理的电路图是 (　　)
A　　　　　　　B　　
C　　　　　　　D
核心二　电路作图
(连接电路)用笔画线代替导线,按照如图甲所示的电路图,将图乙中各元件连接起来。(通过灯泡L1中的电流约为0.7 A,导线不允许交叉)
甲　　　　　　　　　　乙
2. (画电路图)请根据如图所示的实物图,在虚线框中画出对应的电路图。
核心三　电路故障分析
小明同学在“探究串联电路电压规律”的实验中,按如图所示的电路图连接实物。闭合开关,发现灯L1和L2都不亮,排除接触不良的因素后,小明用电压表逐一与元件并联,以查找故障。测量得出Uab=0;Ubc=0;Ucd=6 V;Uad=6 V;如果电路只有一处故障,则故障可能为 (　　)
A.L1断路　　　B.L1短路　　　C.L2断路　　　D.L2短路
3. (原创)如图所示的电路中,小灯泡L1、L2规格相同,闭合开关S后,发现L1不亮,L2发光。此电路的故障可能是　　　　。
4.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,灯泡L1、L2均发光,两电表均有示数,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,一只电表示数增大,另一只电表示数减小为零,则此电路的故障可能是 (　　)
A.灯泡L1断路　　　　　　　　B.灯泡L2断路
C.灯泡L1短路　　　　　　　　D.灯泡L2短路
绿灯亮,表示人在后门按开关,红灯亮表示人在前门按开关,说明两灯互不影响,即为并联关系,且后门的控制开关与绿灯在同一支路,前门的控制开关与红灯在同一支路,均为串联关系。
电路的识别与设计
(一)识别
1.若是串联电路,电流流经路线一通到底;
2.若是并联电路,每个用电器的两端一端通到电源正极,另一端通到电源负极。
(二)设计
1.根据用电器工作是否相互影响确定连接方式;
2.根据开关控制作用确定开关是在干路还是支路;
3.根据设计要求先画出部分电路图再进一步完善;
4.验证:检验画好后的电路图是否吻合设计要求。
注意:①两个开关的串、并联;②用电器被开关短接。
分析电路的连接及开关的作用和电流表测量的电流,根据并联电路电流的规律确定电流表选用的量程与待测电路串联,根据电路图连接实物图,注意电流从电流表正接线柱流入,各元件顺序与电路图一一对应。
电路故障分为短路和断路。短路时电路中还有电流,有灯泡会亮。断路时,电路中没有电流,灯泡不亮。
两步跨越电路故障
第一步,根据电流表有无示数判断电路故障类型:
①电流表有示数:说明从电流表两接线柱到电源两极间的电路是通路。
②电流表无示数:说明从电流表两接线柱到电源两极间某处断(开)路或电压表串联在电路中。
第二步,根据电压表有无示数判断故障具体位置:
①电压表有示数:说明与电压表并联的部分电路出现断(开)路或从电压表两接线柱到电源两极间的电路为通路。
②电压表无示数:说明与电压表并联的部分电路被短路或从电压表两接线柱到电源两极间的电路为断(开)路。
真题精粹——福建8年真题精选及拓展
考向1静电现象 　(8年5考)
1.(2024·福建)如图所示,将轻薄的纸折成小星星,轻放于地面的小钢针上,用与布摩擦过的吸管靠近,小星星被吸引着转动,此过程中 (　　)
A.摩擦创造了电荷
B.布和吸管带上同种电荷
C.吸管和小星星带上同种电荷
D.吸管带电后,能吸引轻小物体
2.(2023·福建)我国古药物学家常用布摩擦过的琥珀能否吸引干草屑来辨别琥珀的真假。摩擦后的琥珀能吸引干草屑,说明琥珀带了　　　　。吸管和纸巾摩擦后,吸管带负电,说明摩擦过程中　　　　(选填“吸管”或“纸巾”)失去电子。
3.(2021·福建)用纸巾摩擦过的塑料吸管可以吸引纸屑,此过程中 (　　)
A.通过摩擦创造了电荷
B.吸管和纸巾带同种电荷
C.正电荷在吸管和纸巾间转移
D.负电荷在吸管和纸巾间转移
4.(2018·福建)如图所示,悬挂在一起的两个气球,被毛织品摩擦过后彼此排斥分开,此时两个气球带　　　　(选填“同种”或“异种”)电荷,气球是因为　　　　而带电。
5.(2019·福建)一台小电风扇工作一段时间后的风扇叶片粘有不少灰尘,这属于　　　　现象。
考向2电路设计　(8年4考)
6.(2024·福建)小闽设计家庭保险箱指纹锁的电路图,指纹识别成功相当于开关闭合,录入两人的指纹,其中任意一人的指纹识别成功就能开锁。图中符合要求的电路图是 (　　)
A B
C D
7.(2017·福建)为了提高行车的安全性,有的汽车装有日间行车灯,如图所示。当汽车启动时,S1闭合,日间行车灯L1立即亮起,再闭合S2,车前大灯L2也亮起。如图所示的电路图中符合这一情况的是 (　　)
A　 　　　B 　　　　C　　　 　D
8.(2018·福建)小明为养鸡场设计报警器电路,养鸡场的前、后门分别装有开关S1、S2,动物闯入时开关会自动闭合,要求:只要动物闯入任意一个门,电铃都能响起警报,图中符合设计要求的是 (　　)
A　　　　　　　B
C　　　　　　　D
9.(2020·福建)需要制作一个具有如下功能的选答器:单选题有两个可供选择的答案,与两个答案对应的红、绿灯分别由S1、S2两个开关控制,选择哪个答案就闭合对应的开关,使相应的灯发光。下列设计简图符合上述要求的是 (　　)
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
考向3实物电路中的电压关系分析
10.(2023·福建)如图所示,电源电压不变,灯L1、L2完全相同。闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2是　　　　联的。闭合S1、S2,断开S3,电压表示数为U1;闭合S1、S3,断开S2,电压表示数为U2,则U1∶U2=　　　　。
【热点预测】
下列现象中,不属于静电现象的是 (　　)
A.手臂靠近刚关闭的电视机荧幕时,会感觉到汗毛被吸引
B.靠在一起的两滴水能自动合并成一滴水
C.干冷的冬天,脱掉尼龙外套时,会发出“啪啪”的声音
D.拆开一次性筷子的塑料膜包装时,塑料膜会吸附在手上
【考向分析】 本题就生活中的细微现象考查学生用物理概念和模型理解真实事物的能力,新颖有创意,符合新的中考导向。
实验探究——学科核心素养提升
【实验导航】
实验一:探究串、并联电路中电流的特点
项目 串联电路 并联电路
实验器材 电源、开关、多个规格不同的灯泡、导线、电流表等
实验过程 电路图
步骤 使用规格不同的灯泡,分别测量出每组A、B、C三点的电流
注意事项 (1)在连接电路时,开关一定要断开 (2)电流表的“+”“-”接线柱不能接反 (3)电流表要选择合适的量程 (4)连接好电路后,先用开关试触,观察电流表指针的偏转情况,确认无误后,方可进行实验
实验结论 电流处处相等,=IB=IC 干路电流等于各支路电流之和,IC=+IB
实验二:探究串、并联电路中电压的特点
项目 串联电路 并联电路
实验器材 电源、开关、多个规格不同的灯泡、导线、电流表等
实验过程 电路图
步骤 使用规格不同的灯泡,分别测量出每组灯泡两端的电压以及它们的总电压
注意事项 (1)实验中为得到普遍规律,要使用多个不同规格的灯泡进行测量 (2)在连接电路时,开关一定要断开 (3)电压表的“+”“-”接线柱不能接反 (4)电压表要选择合适的量程
实验结论 电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和,U总=U1+U2 各支路两端电压相等,U总=U1=U2
【实验母题】
探究“串、并联电路中电流的规律”实验
一、探究“串联电路中电流的规律”
进行实验与收集证据
(1)连接电路时开关应该　　　　。
(2)实验中应该选择规格　　　　的小灯泡进行实验。
分析论证
(3)从实验过程和实验记录中可以看出,每次实验中A、B、C三点的电流均　　　　。
(4)实验结论:　　　　。
(5)实验中更换不同规格的小灯泡进行多次实验,目的是　　　　。
评估
(6)如果两个以上用电器进行串联,电流规律是否发生变化:　　　　。
(7)如果只更换不同的电源,进行多次实验,结论　　　　(选填“可靠”或“不可靠”)。
二、探究“并联电路中电流的规律”
进行实验与收集证据
(1)连接电路时,开关应该　　　　。
(2)某同学做完实验后得到了下表的实验数据,由此得出实验结论,你认为这样做是否合理:　　　　,理由是　　　　。
次数 A点的电流IA B点的电流IB C点的电流IC
1 0.15 A 0.6 A 0.75 A
分析论证
(3)从实验过程和实验记录中可以看出,每次实验中A、B两点的电流不一定相等,但电流之和一定等于C点电流。
(4)实验结论:　　　　。
评估
(5)如果两个以上用电器进行并联,电流规律是否发生变化:　　　　。
探究“串、并联电路中电压的规律”实验
一、探究“串联电路中电压的规律”
设计实验与制订计划
(1)实验中应该选择规格　　　　(选填“相同”或“不同”)的灯泡。
进行实验与收集证据
(2)实验过程中为了节省时间,测量完灯泡L1两端电压后,利用原来的电路图,只将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点,保持电压表接B点不动,你认为这种接法是　　　　(选填“正确”或“不正确”)的,你判断的依据是　　　　。
(3)实验记录数据表格如下:
实验组号 AC间电压U/V AB间电压U1/V BC间电压U2/V
第一组 3.0 1.0 2.0
第二组 3.0 1.5 1.5
第三组 3.0 2.4 0.6
分析论证
(4)从实验过程和实验记录中可以看出,两灯泡的规格相同时,　　　　。
(5)当两灯泡的规格不相同时,　　　　,但都满足　　　　。
(6)实验结论:　　　　　　　　。
评估
(7)如果两个以上用电器进行串联,电压规律是否发生变化:　　　　。
二、探究“并联电路中电压的规律”
进行实验与收集证据
(1)实验记录数据表格如下:
实验组号 EF间电压 U/V AB间电压 U1/V CD间电压 U2/V
第一组 3.0 2.5 2.6
第二组 1.5 1.4 1.4
第三组 2.9 2.9 2.9
分析论证
(2)并联电路中各支路两端电压　　　　,等于总电压(电源电压),与灯泡的规格　　　　关系。
(3)实验结论:　　　　　　　　。
评估
(4)如果两个以上用电器进行并联,电压规律是否发生变化:　　　　。
(5)实验完成后,对本次实验过程进行评估时,小悦同学认为:根据实验电路图分析可以知道:电路中A、C、E三点在电路中是等效的,B、D、F三点在电路中也是等效的,所以只需要测量EF两点间的电压就行了。小鹏同学认为:必须要将AB、CD、EF三个位置的电压都测量出来才行。你认为　　　　同学的观点正确。
【参考答案】
知 识 讲 堂
知识清单
考点1:
1.(1)正　负　(2)吸引　(3)排斥　吸引　(4)是否带电　同种电荷相互排斥
考点2:
1.用电器
3.①有　②能　③无　④不能
4.①互相　②互不　③整个电路　④整个电路　⑤所在支路
考点3:
1.(1)安培　A　103　106
2.(2)103　103
3.①串联　②并联　③+　④-　⑤量程　⑥0.02
⑦0.1　⑧0.28　⑨1.4
4.①相等　②=　③各支路电流之和　④+　⑤和　⑥电路两端的总电压　⑦+　⑧相等　⑨电源电压　⑩=
核心突破
例题1　D
变式训练
1.B　解析:当甲方运动员的剑击中乙方运动员的导电服时,乙方运动员的指示灯亮,而甲方运动员的指示灯不会亮;同理,当乙方运动员的剑击中甲方运动员的导电服时,甲方运动员的指示灯亮,而乙方运动员的指示灯不会亮,由此可知这两盏灯的连接方式为并联,且S甲与乙方运动员的灯串联,S乙与甲方运动员的灯串联。
例题2　如图所示。
1变式训练
2.如图所示。
解析:电流从正极出发,通过开关S和电流表A2后开始分支,一支经灯泡L1,另一支经灯泡L2、电流表A1,然后两支汇合回到电源负极。
例题3　C
变式训练
3.L1 所在支路断路
解析:由图可知该电路是并联电路。灯L1不亮,而L2正常发光,这说明从L2两端到电源的两极没问题,因此灯L2、开关S的连接都正确,问题就是灯L1断路或短路。当灯L1短路时,电源被短路,灯L2不亮,甚至可能烧毁电源;所以只能是灯L1 所在支路断路,此时L2支路不受影响。
4.D
真 题 精 粹
1.D
2.电荷(电)　纸巾
3.D　解析:纸巾和塑料吸管在摩擦的过程中,发生了电子的转移,即负电荷在吸管和纸巾间转移,该过程中并没有创造电荷;塑料吸管会得到电子带负电,纸巾失去电子带正电,吸管和纸巾带异种电荷,故D正确。
4.同种　摩擦
解析:同种电荷相互排斥,两气球相互远离,说明两个气球带上了同种电荷,摩擦可使物体得失电子,故气球是因为摩擦而带电。
5.静电
6.D　7.D
8.A　解析:由题意可知,只要动物闯入任意一个门,电铃都能响起报警,这说明这两个开关应该并联,故A符合题意。
9.A　解析:A选项中两只灯泡并联,一个开关闭合只有一只灯泡发光,另外一个不受影响,A符合题意;B选项中两个开关都断开时,两个灯泡都发光,闭合其中一个开关,另一个灯亮,两个开关都闭合,会发生电源短路,B不符合题意;C选项中闭合开关S2,两个灯泡都发光,只闭合开关S1,两灯都不亮,C不符合题意;D选项中只闭合开关S1,两灯均不亮,只闭合开关S2,绿灯亮,D不符合题意。
10.串　2∶1
热点预测　B
实 验 探 究
实验母题
母题1
一、(1)断开　(2)不同　(3)相等　(4)串联电路中的电流处处相等　(5)排除实验的偶然性,使实验结论更具普遍性　(6)否　(7)不可靠
二、(1)断开　(2)不合理　实验次数太少,实验结论不具有普遍性　(4)并联电路干路中的电流等于各支路电流之和　(5)否
母题2
一、(1)不同　(2)不正确　这样接会导致电压表正、负接线柱接反　(4)U1=U2　(5)U1≠U2　U1+U2=U　(6)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　(7)否
二、(2)相等　没有　(3)并联电路中的总电压,等于各个支路两端的电压,各支路电压相等,即U= U1=U2　(4)否
(5)小鹏

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