2026中考物理(通用版)考前冲刺必刷专题14电路基础(共50题)(原卷版+解析)

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2026中考物理(通用版)考前冲刺必刷专题14电路基础(共50题)(原卷版+解析)

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专题14 电路基础
【九大必考考点知识梳理+十个题型讲练+20题模拟题训练 共50题】
考点一 两种电荷
一、摩擦起电
带电体 能吸引轻小物体时,说明物体带了电
摩擦起电 通过摩擦使物体带电的方法
摩擦起电的原因 (1)不同物质的原子核束缚电子的本领不同; (2)失去电子的物体因为缺少电子而带正电; (3)得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电
摩擦起电的本质 摩擦起电并不是创造了电荷,而是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开
电中和 物体是因为所带正负电荷数量不等而显示出电性的,所以,如果将带有等量异种电荷的物体相互接触,它们所带的正负电荷的代数和为零,对外将不显电性,宛如一个不带电一样,这时它们呈电中性,这种现象叫电中和
两种电荷 (1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫正电荷;用“+”表示。 (2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫负电荷;用“-”表示
元电荷 (1)人们把自然界中最小的电荷量叫做元电荷。它是一个电子所带的电量,用符号e表示;e=1.6×10-19C; (2)任何带电体所带的电荷量都是e的整数倍,不存在非元电荷整数倍的电量
使物体带电的两种方式 (1)摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电; (2)接触带电:物体和带电体接触后带了电。如带电体与验电器金属球接触使之带电
原子的结构 常见物质是由分子、原子组成的,有的分子由多个原子构成,有的分子只有一个原子构成。 原子由位于中心的原子核和核外电子组成,原子核带正电,核外电子带负电,电子绕原子核高速运动
二、电荷间相互作用
电荷间相互作用规律 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
验电器 使用方法:将被检验的物体与验电器金属球接触,如果验电器的两片金属箔张开一定角度,则说明物体带电
工作原理:利用同种电荷相互排斥的原理工作的;
使用方法:当用带电体接触验电器的金属球时,就有一部分电荷转移到验电器的金属箔上,这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开。验电器金属箔张开的角度不同,反映了带电体传给验电器的电荷的多少不同
三、导体和绝缘体
1.导体和绝缘体
导体 绝缘体
定义 容易导电的物体 不容易导电的物体
示例 金属、石墨、人体、大地,以及各种酸、碱盐的溶液 橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等
导电或不导电的原因 导体容易导电是因为导体内有大量的可自由移动的电荷,电荷从导体的一个地方移动到另一个地方 绝缘体不容易导电是因为在绝缘体内电荷几乎被束缚在原子内,不能自由移动,即绝缘体并非不含电荷,而是缺乏能够自由移动的电荷
2.导体和绝缘体之间没有绝对的界限
一般情况下,不容易导电的物体,当条件改变时,也有可能导电,变为导体。例如,常温下玻璃板时绝缘体,而在高温下达到红炽状态时,就变成了导体。
特别提醒:“导电”与“带电”的区别
“导电”是自由电荷的定向移动过程,导电体是导体;“带电”是电子的得失过程,能带电的物体可以是导体,也可以是绝缘体。
考点二 电流和电路
一、电流
电流的形成 电荷的定向移动形成了电流
电流的方向 (1)物理学中,把正电荷移动的方向规定为电流的方向
(2)在电源外部,电流是沿着电源正极→开关→用电器→电源负极的方向流动的
(3)正负电荷定向移动都可以形成电流,但负电荷定向移动的方向与电流方向相反
重力的大小 物体所受重力跟它的质量成正比。G=mg,G表示重力,m表示质量,g表示重力与质量的比值
获得持续电流的条件 ①电路中有电源; ②电路为通路
二、电路的构成
1.电路
(1)电路就是用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路。
(2)一个简单的电路包括电源、用电器、开关、导线四种基本电路元件。
2.电路各元件作用
作用 能量分析 举例 注意事项
电源 提供电能,使电路中有持续的电流 将其他形式转化为电能 干电池、发电机 用电器标有“+”的接线柱与电源正极相连,标有“-”的接线柱与电源负极相连
用电器 利用电能工作的装置 工作时将电能转化为其他形式能 点灯、电炉、电视机、电冰箱等
开关 用来接通或断开电路,起控制电路通断作用 — 家中点灯开关、闸刀开关、声控开关、光控开关 开关接入电路时应断开
导线 将电源、用电器、开关连接起来,形成电流的通路 输送电能 电脑的电源线、插座的电线、实验室中的各种导线 导线要连接到电路元件接线柱上;不能导线将电源正负极直接连接起来
三、电路图
1.电路图:为了便于研究,人们用图形符号表示电路元件;用符号表示电路元件连接的图叫电路图。
2.常见的电路元件符号
3.电路图与实物图
电路图与实物图是不同的。电路图是用规定的符号表示电路连接情况的图;实物图是用实物元件表示电路连接情况的图。
4.画电路图时的注意事项
(1)电路元件符号用统一规定的符号;
(2)连线时应横平竖直,呈方形;
(3)各元件符号不要画在拐角处,且导线尽量避免交叉;
(4)线路要连接到位,中间不能有断点;
(5)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置一致;
(6)元件做好标注,如L、S等;
(7)同一电路中涉及多个相同元件,加下标进行区别,如S1、S2等;
(8)画电路图时,一般从电源的正极开始,沿电流的方向依次画出元件符号,并用导线连接起来。
(9)导线交叉相连时要画实心点,实物图中导线不能交叉,电路图中导线可以交叉,但尽量不要交叉。
四、通路、断路、短路
1.电路的三种状态:通路、断路和短路
电路状态 定义 特点
通路 正常接通的电路,即用电器能够工作的电路 电路中有持续电流,用电器工作
断路 某处被切断的电路 电路中无电流,用电器不工作
短路 直接用导线将电源的正负极连接起来的电路 (1)用电器不工作,电路中有很大的电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘层,引发火灾; (2)电源短路时用电器不会被烧坏
2.用电器被短接与电源短路的区别与联系
用电器被短接 电源短路
区别 用电器被短接时,用电器中无电流通过,被短接的用电器不工作 电源短路时,电源、导线中会产生较大的电流,会烧坏导线和电源
联系 (1)某些情况下,用电器被短接时允许的,但电源短路绝对不允许发生; (2)当电路中只有一个用电器时,,如果该用电器被短接,闭合开关,就一定会造成电源短路
3.常见断路、短路的原因
电路故障 产生原因 结果
断路 开关未闭合,导线断裂、接头松脱等 电路中无电流,用电器不工作
短路 电源短路:导线不经过用电器直接跟电源两极相连 轻则烧坏导线和电源,重则引起火灾
考点三 串联和并联
一、串联电路和并联电路的特点
串联电路 并联电路
连接特点 用电器首尾顺次相接 用电器两端分别接在一起
电路图
电流路径 电流从电源正极出发,只有一条路径流回电源负极 干路电流在其中一个节点处分别流经各支路,在另一个节点处汇合流回电源负极
用电器是否相互影响 发生断路时 各用电器互相影响,若其中一个断路,则其他用电器都无法工作 各用电器互不影响,若其中一个断路,则其他用电器照常工作
发生短路时 若其中一个用电器被短路,其他用电器依然有电流通过 若其中一个用电器短路,与之相并联的所有用电器都被短路
开关作用 开关控制整个电路,开关位置不影响其控制作用 干路开关控制整个电路,支路开关只控制所在支路
二、串并联电路的识别
识别方法 图解说明
概念法
电流路径法
拆除法
短路法
移点法
三、较复杂的电路图与实物图的转化方法
1.根据电路图连接实物图的方法
电流路径法:先确定电流方向,即电流从电源正极流出后依次经过哪些元件,再观察有无分支。若有分支,先将一条支路连接完成,再在对应的支路处并联上另一条支路。
标号法:从电源正极开始,先在电路图中各元件的符号两端标出序号,再在对应的实物图中各元件两端标上对应的序号,最后按照电路图连接实物电路。
2.根据实物图画电路图的方法
替换法:所谓替换法就是先将实物图中的元件用规定的符号替换下来,再将符号整理整理成规范电路图的一种方法。
节点法:所谓节点法就是找出电路中电流的分流点和汇流点,以这些点为分界,将电路分成几段来画的方法。
具体步骤:①先找出节点(并联电路的分流点和汇流点)的位置,画出干路;②对照实物图找出一条支路并画出来;③对照实物图找出其他支路并依次画出来;④将干路与各支路连接起来组成完整的电路图。
考点四 电流的测量
一、电流的强弱
1.电流的概念:在物理学中,电流是表示电流强弱的物理量,通常用字母I表示。
2.电流的单位
(1)在国际单位制中,电流的单位是安培,简称安,符号是A;
(2)电流常用单位还有毫安(mA)和微安(μA);
(3)换算关系:1A=103mA=106μA。
二、电流的测量
1.认识电流表
作用 测量电路中电流的大小
符号及结构 电流表在电路中的符号为,实验室常用的电流表通常有三个接线柱、两个量程
表盘上锁标字母“A”的含义 含义有两个:一是表示该表为电流表,二是表示用该表测量电流时表盘上的示数的单位为安培
表盘及两种接线方式 0~0.6A 0~3A
对应量程及分度值 当接“-”和“0.6”量接线柱时,其量程为0.6A,此时每个小格表示0.02A,即分度值为0.02A 当接“-”和“3”量接线柱时,其量程为3A,此时每个小格表示0.1A,即分度值为0.1A
2.电流表的使用规则
(1)电流表的连接
使用规则 违反规则的后果
调零 使用前应检查电流表的指针是否指在零刻度线 如果指针不在零刻度线位置就开始测量,会出现以下两种情况: 指针在零刻度线左侧:会导致最终读数偏小; 指针在零刻度线右侧:会导致最终读数偏大
串联 电流表必须与被测电路串联 如果将电流表和用电器并联,用电器被短路,而且还有可能烧坏电流表
“+”进“-”出 连接电流表时,必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出 若电流表的正负接线柱接反,通电后指针将反偏,容易损坏电流表
量程选择 要选择合适的量程:(1)所测电流大小不能超过所选量程;(2)在不超过量程的前提下,应选用小量程测电流,因为小量程分度值小,精度高 如果电流大小超过电流表量程,无法读数还容易损坏电流表;如果选择量程过大,例如可选择0-0.6A量程时选择0-3A量程,测量误差会较大
严禁电源短路 不允许把电流表直接连接在电源的两极上 若电流表不经过用电器直接接到电源两极上,会造成电源短路,可能烧坏电流表和电源
(2)电流表的读数
一、明确所选量程;
二、明确所选量程的分度值
三、由指针所指位置,读数。
考点五 串、并联电路中电流的规律
一、串联电路中电流的规律
1.实验:探究串联电路中电流的规律
提出问题 串联电路中各处电流之间有什么关系
猜想与假设 测量电路中电流只有一条路径,所以各处电流可能相等; 从电源正极到负极,由于存在用电器,串联电路中电流可能越来越小; 从电源正极到负极,由于存在用电器,串联电路中电流可能越来越大
设计实验 将不同规格的小灯泡按照如图所示的方式接入电路,进行实验,分别把电流表接入图中A、B、C三点处,测出A、B、C三点的电流IA、IB、IC,记录数据并进行比较
进行实验 按照设计的电路图连接好实物图,并合理选择电流表量程; 把电流表接在电路中的A处,如图甲所示,经检查连接无误后,闭合开关,测出A处的电流值IA,并填入表格中; 把电流表先后改接在电路中的B、C处,如图乙丙所示,分别测出这两处的电流值IB、IC,并填入表格中; 换用不同规格的小灯泡,重复上述操作,并将每次的实验数据填入表格中; 比较测得的数据,总结串联电路电流的规律
实验数据 实验次数A点的电流IA/AA点的电流IB/AA点的电流IC/A10.20.20.220.240.240.2430.30.30.3…
分析论证 电路中ABC三点的电流相等,即IA=IB=IC
实验结论 串联电路中电流处处相等,即I=IA=IB=IC=…=In
2.交流与反思
(1)记录数据要真实,不得随意修改实验数据,在误差允许范围内得出结论;
(2)同一次实验过程中,每盏小灯泡的亮度可能不同,甚至有的小灯泡不亮,但这不能说明各处电流不相等,因为各小灯泡的规格不同。
二、并联电路中电流的规律
1.探究并联电路中电流的规律
提出问题 并联电路中干路电流与各支路电流之间什么关系
猜想与假设 干路电流可能等于各支路电流; 干路电流可能大于各支路电流; 干路电流可能等于各支路电流之和
设计实验 按照如图所示电路进行实验,用电流表分别测出干路(C点)电流和各支路(A点和B点)的电流,记录数据并进行分析,看看它们之间有什么关系; 换上另外两个规格不同的小灯泡,重复上述实验,根据所测实验数据总结出并联电路中干路电流和各支路电流之间的关系
进行实验 (1)按照右图乙所示电路图连接好实物图甲,并合理选择电流表的量程; (2)分别测出干路(C点)电流和各支路(A点和B点)电流,并将数据记录在表格中; (3)换用规格不同的小灯泡,重复上述实验步骤,并将实验数据记录表格中
实验数据 实验次数C点的电流IC/AA点的电流IA/AB点的电流IB/A10.40.20.220.440.240.230.460.160.3…
分析论证 通过分析数据可发现:IC=IA+IB
实验结论 并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+…
2.交流与反思
(1)分析实验数据可知,并联电路中各支路电流不一定相等。当并联的两个小灯泡规格相同时,各支路电流相等;当并联的两个小灯泡规格不相同时,各支路电流不相等。
(2)并联电路中,干路电流等于各支路周六之和,即I=I1+I2+I3+…+In;当各支路用电器都相同时,I=nI1。
考点六 电压
一、电压
电源与电压的作用 电源是提供电压的装置,电压是形成电流的原因
电压符号 物理学中,电压常用“U”表示
电压单位 ①在国际单位制中,电压单位是伏特(简称为伏,符号是V); ②电压常用单位还有:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV); ③换算关系:1kV=1000V,1V=1000mV,1mV=1000μV
二、电压的测量
1.探究并联电路中电流的规律
认识电压表 符号与结构:电压表在电路中的符号是,实验室常用电压表通常有三个接线柱,两个量程
表盘:(1)表示该表为电压表;(2)表示该表测量电压时表盘上示数的单位是伏特
量程与分度值:当使用“-”和“3”两个接线柱时,量程为0~3V,其分度值为0.1V;当使用“-”和“15”两个接线柱时,量程为0~15V,其分度值为0.5V
电压表的使用 使用前先检查指针是否指在零刻度线,如果不在,要旋转调零旋钮使指针指在零刻度线处; 如果指针不在零刻度线就开始测量,会出现以下两种情况:(1)指针在零刻度线左侧,会导致最终读数偏小;(2)指针在零刻度线右侧,会导致最终读数偏大
电压表的连接 (1)连线时,测哪个用电器电压,就要把电压表与哪个用电器相并联; (2)若将电压表与待测用电器串联,此时虽然电压表不至于被烧坏,但这样的电路近似断路,测不出待测用电器两端电压; (3)标有“+”的接线柱接电源的正极,标有“-”的接线柱接电源的负极。如果“+”“-”接线柱接反,会使电压表的指针反向偏转,损坏电压表。
电压的测量与读数 所测电压不能超过所选量程;在不超过量程的前提下,尽可能选用小量程测电压,以提高测量精度
电压表可直接接在电源“+”“-”极两端,此时测量的就是电源电压。 注意:此时如果所选量程小于电源电压,可能会烧坏电压表
考点七 串、并联电路中电压的规律
一、探究串、并联电路中电压的规律
1.探究串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的规律
提出问题 两个或两个以上用电器组成的串联电路中,各用电器两端电压与电源两端电压有什么关系
猜想与假设 (1)与串联电路电流关系一样,处处相等; (2)各用电器两端电压之和可能等于电源两端的电压; (3)各用电器两端的电压可能与电源两端的电压相等
设计实验 分别按甲、乙、丙所示电路图连接实物电路,其中两灯泡规格相同,测出A、B间的电压UAB,B、C间的电压UBC,A、C间的电压UAC,并分析三者间有何关系;换用不同规格的小灯泡重复实验,观察上述关系是否仍然成立。
进行实验与收集证据 (1)调节电压表指针归零; (2)按照电路图连接好实物电路,并检查电路是否连接无误; (3)分别将电压表接在A和B、B和C、A和C两点,将测得的电压记录在数据表格中; (4)换用不同规格的小灯泡,重复上述步骤 实验次数A、B间电压U1/VB、C间电压U2/VA、C间电压U/V11.51.53.021.81.23.032.10.93.0……
归纳总结 (1)由实验数据可得:U=U1+U2;当两个灯泡规格相同时,U1=U2;当两个灯泡规格不同时,U1≠U2; (2)结论:串联电路中,电源两端电压等于各个用电器两端电压之和,即U=U1+U2
注意事项:
(1)连接实物电路图,可对照电路图按一定的顺序(从电源的“+”极到“-”极或从电源“-”极到“+”极),逐个顺次连接;
(2)在连接实物电路过程中,开关要处于断开状态,防止电路出现短路而烧坏电源;
(3)电压表要并联在被测电路两端,同时要注意让电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,并采用试触法选择合适的量程;
(4)闭合开关进行实验之前,要检查电路的正确性,确定没有错误后,方可进行实验;
(5)实验中,每次读数后,应及时断开开关,以节约用电;
(6)记录实验数据时,要如实记录,不能随意改动数据,更不能“凑数”。
2.探究并联电路的电压规律
基本实验 探究并联电路各支路用电器两端电压与电源两端电压的关系
提出问题 两个或两个以上用电器并联,那么各支路用电器两端电压与电源电压关系如何
猜想与假设 (1)各支路用电器两端电压可能都相等,且等于电源电压; (2)各支路用电器两端电压不相等,它们的和等于电源电压
设计并进行实验 (1)如图所示,选用两个规格相同的小灯泡并联在电路中,分别将电压表并联在A和B、C和D、E和F两点,测出相应的电压值(所用电压为两节串联的干电池),将数据填入表中。 (2)换上两个规格不同的灯泡,所用电源仍为两节串联的干电池,重复上述步骤; (3)分别选用两个规格相同和规格不同的小灯泡,所用电压为三节干电池,重复上述步骤。
实验数据 实验次数A、B之间的的电压U1/VC、之间的电压U2/VE、F之间的电压U/V1333233334.54.54.544.54.54.5……
分析论证 分析实验数据可知,灯泡并联在电路中时,各灯泡两端电压相等,且等于电源电压,即U=U1=U2。该结论可表述为:并联电路中,各支路两端电压相等。
特别提醒:
在同一电路中,并联的用电器两端电压相等。但两端电压相等的用电器不一定是并联关系,也可能是规格相同的用电器串联。
考点八 电阻
一、电阻
电阻 在物理学中,用“电阻”来表示导体对电流的阻碍作用的大小
符号 通常用“R”表示电阻
单位及换算关系 在国际单位制中,电阻的单位是“欧姆”,简称“欧”,符号是“Ω”。常用单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。 换算关系:1MΩ=103kΩ,1kΩ=103Ω。
对电阻的理解 导体的电阻越大,表示导体对电流阻碍作用越强,在电压相同的情况下,通过导体的电流越小
导体的电阻是导体本身的一种性质,即导体的电阻由导体自身的情况决定。不管导体是否接入电路、是否有电流通过,也不管导体两端电压是否改变或怎样改变,导体对电流的阻碍作用(即电阻)都是存在的。无电流通过时,这种阻碍作用仅仅是没有表现出来而已
二、影响导体电阻大小的因素
提出问题 导体的电阻大小与哪些因素有关
猜想与假设 (1)路越窄,车辆越难同行—导体越细,可能阻碍作用越强,电阻越大; (2)道路越长,人走得越累—导体越长,可能阻碍作用越强,电阻越大; (3)不同的道路同行效率不同,如高速公路、水泥路、乡间小路—导体的电阻可能与制作导体的材料(铁、铜、银、铝等)有关; (4)物质的很多物理性质都受到温度的影响,如密度—导体的电阻是否也受温度的影响。
设计实验 (1)探究电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积是否有关,涉及的因素较多,应采用控制变量法涉及实验过程。 ①选取材料、粗细相同,而长度不同的镍铬合金丝,分别接入电路中(如图所示),观察电流表示数的变化情况,探究电阻大小与导体长度的关系。 ②选取材料、长度相同而粗细不同的镍铬合金丝,分别接入电路中,观察电流表示数的变化情况,探究电阻大小与导体横截面积的关系。 ③选取粗细、长度相同的铜丝和镍铬合金丝,接入电路中,观察电流表示数变化情况,探究电阻大小与导体材料的关系。 (2)转化法:电阻大小是通过电流表示数的大小比较的。电流表示数大的电阻小,电流表示数小的电阻大,此方法称之为转换法。 (3)将日光灯的灯丝与电流表接入电路中,比较灯丝温度不同时电流表示数的变化情况,探究导体电阻与温度的关系。
进行实验 (1)将图甲中的导线CD和EF分别接入乙图所示的电路,闭合开关,过程的示数。 甲 乙 丙 (2)将图甲中的导线CD与GH分别接入乙图所示的电路,闭合开关,过程的示数。 (3)将图甲中的导线AB与CD分别接入乙图所示的电路,闭合开关,过程的示数。 (4)如图丙所示,把电阻丝接入电路,慢慢地给电阻丝加热,观察电流表示数的变化情况。
分析论证 实验现象实验结论ICD探究归纳 导体的电阻是导体本身的已知性质,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积。同种材料导体,长度越长、横截面积越小,导体的电阻越大。另外,导体的电阻还受温度的影响。
特别提醒:
(1)实验过程中要控制电源电压不变;
(2)在叙述结论时,要注意控制变量法思想的运用。如在“探究导体电阻的大小是否与导体横截面积有关”实验中,得出结论是“在导体的材料、长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小”,如果说成“导体的横截面积越大,电阻越小”是不准确的。
三、半导体与超导体
1.半导体
(1)概念:有一些材料,如硅和锗,导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称为半导体。
(2)特点:①半导体的导电性能比导体差,比绝缘体好;②温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响。
(3)应用:利用半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、三极管、集成电路等。
2.超导现象
(1)超导现象:某些物质在温度很低时,电阻就变成了0,这就是超导现象。在温度很低时,电阻为0的材料称为超导材料。超导材料也称为超导体。
(2)超导现象应用与实际的好处:①延长电路元件的使用寿命;②降低电能损耗;③实现电子设备微型化。
(3)超导材料的应用:利用超导材料可制造超导电动机、超导电缆、磁悬浮列车等。目前,超导材料还没有广泛应用于生活实际的主要原因是还没有发现常温下的超导体。
培优拓展:导体电阻和温度的关系
(1)一般的物体,如金属,其电阻随温度的升高而增大,随温度的下降减小。
(2)有的合金,如康铜和锰铜,其电阻几乎不随温度的变化而变化,是制作标准电阻的好材料。
(3)半导体的电阻和温度的关系较为复杂,有些半导体的电阻随温度的升高而减小,有些半导体的电阻随温度的升高而增大。
考点九 变阻器
一、变阻器
变阻器 能改版接入电路中队长大小的元件叫做变阻器。学生实验中常用的变阻器有两种,一种是滑动变阻器,另一个是电阻箱
滑动变阻器 (1)原理:通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电路中电阻的大小。 (2)作用:①调节滑动变阻器的滑片可以逐渐改变接入电路的电阻值,从而改变电路中的电流和用电器两端的电压;②滑动变阻器还能起到保护电路的作用。 (3)构造:滑动变阻器的构造如图所示:接线柱A、B之间时滑动变阻器的电阻丝;接线柱C、D之间是金属杆,电阻为零;P是金属滑片,与金属杆和电阻丝相连(电阻丝的表面涂有绝缘漆,但与滑片接触的地方绝缘漆被刮掉),滑片本身看作电阻为零。滑片移动到不同位置时,接入电路的A、C(D)或B、C(D)两个接线柱间电阻丝的长度不一样,这样就改变了接入电路中电阻的大小。
铭牌上各数值的物理意义 20Ω:表示此滑动变阻器的最大阻值为20Ω。使用此滑动变阻器时,接入电路中的阻值可以在0-20Ω之间变化1.5A:表示此滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A
接线方式:将滑动变阻器串联接入电路,应采用两个接线柱“一上一下”的接法,不能同时使用上面两个接线柱(此时滑动变阻器接入电路的电阻为零),也不能同时使用下面两个接线柱(此时滑动变阻器接入的电阻值最大且不变),否则就起不到改变电路电阻的作用
二、电阻箱与电位器
1.电阻箱
滑动变阻器能够改变接入电路的电阻值大小,但不能准确知道接入电路的电阻阻值。如果需要知道接入电路的电阻阻值,就要用到电阻箱。电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻值的变阻器,电阻箱有两种:旋钮式电阻箱和插入式电阻箱。在电路中都用符号“”表示。
(1)旋钮式电阻箱
①使用方法:将电阻箱的两个接线柱接入电路中,调节六个旋钮,就能得到0—99999.9Ω之间的电阻值。
②读数方法:将各旋钮对应的小三角对准的数字乘以面板上标记的倍数,然后将数值加在一起就是电阻箱接入电路中的电阻值。如图乙所示是某电阻箱接入电路后的示意图,该电阻箱的示数:0×100000Ω+0×10000Ω+4×1000Ω+6×100Ω+8×10Ω+8×1Ω=4688Ω。
甲 乙
(2)插入式电阻箱
①使用方法:插入式电阻箱有两个接线柱,接线柱之间有几段电阻丝的上方有能插入或拔出的铜塞。拔出铜塞时,对应那段电阻丝就接入了电路;插入铜塞时,对应的那段电阻丝就会被短路,相对于没有接入电路。
②读数方法:如图所示,是插入式电阻箱的示意图,插入b、d铜塞,接入电路的总电阻R=10Ω+20Ω=30Ω。
实验室常用的变阻器是滑动变阻器和电阻箱,生活中常用的变阻器一般叫做电位器。常见的电位器有机械式电位器和数字式电位器。
2.电位器
(1)机械式电位器:如图所示,是机械式电位器的一种。其电阻丝呈圆弧形,滑片可以在电阻丝上转动。其接线方法是“中间固定,两边接一边”。当接中间和左端接线柱时,接入电路的电阻丝为左侧部分,如果顺时针转动滑片,则电位器接入电路的阻值变大。可连续调节亮度的台灯、可连续调节声音大小的耳机等都是使用了这种电位器。
(2)数字式电位器:数字式电位器是用数字信号控制阻值的器件(集成电路等)。它有耐振动、噪声小、寿命长、抗环境污染等优点,已在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多领域得到应用。
题型一 电荷
【典型例题】小明利用静电复印技术简单模拟静电复印原理,具体操作步骤如图所示。
(1)图甲中用丝绸快速摩擦有机玻璃板板面,如图甲,通过摩擦使玻璃板带_________电;
(2)图乙中借助人体将“大”字部分的电荷导走,因为人是_________。
(3)图丙除“大”字部位的干木屑滑落,其他部位的干木屑被吸引是因为_________。
(4)摩擦起电现象的实质是_________发生了转移。
(5)请你说出生活中哪些做法可以防止静电带来危害:_______________。
【答案】(1)正
(2)导体
(3)带电体能够吸引轻小物体
(4)电子
(5)油罐车的车尾拖有铁链
【详解】(1)玻璃板的原子核对电子的束缚能力较弱,在用丝绸快速摩擦有机玻璃板板面时,玻璃板因失去电子而带正电。
(2)导体容易导电,借助人体将“大”字部分的电荷导走,是因为人体是导体。
(3)因为带电体具有吸引轻小物体的性质,所以在玻璃板上撒一层干木屑时,玻璃板上带电的区域会把干木屑吸引。
(4)不同物体的原子核对电子的束缚能力不同,摩擦起电的实质是电子在物体之间发生了转移,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电。
(5)因为铁具有较好的导电性,油罐车的尾部通常拖有一根铁链,可以把运输过程中由于油与罐壁摩擦产生的静电倒导入大地,防止因静电的积累过多而发生爆炸事故。
【变式1】如图甲所示,无风条件下铝箔气球处于静止状态;图乙是用带正电的a棒靠近气球时的情景;图丙是用b棒靠近气球时的情景。则( )
A.气球可能带负电 B.气球可能不带电 C.b棒可能不带电 D.b棒一定带负电
【答案】C
【详解】AB.图乙中,带正电的a棒靠近气球时,二者相互排斥,由同种电荷相互排斥可知,气球一定带与a同种的正电,故AB不符合题意;
CD.图丙中,b棒靠近带正电的气球时,二者相互吸引。由于异种电荷相互吸引,b棒可能带负电;又因为带电体能吸引轻小物体,则b棒可能不带电,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
【变式2】a、b、c是三个轻质带电泡沫小球,它们相互作用的情况如图所示,已知a带负电,若用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近c,二者将相互___________(选填“吸引”或“排斥”)。
【答案】吸引
【详解】a、b、c是三个轻质带电泡沫小球,因为b、c相互排斥,所以一定带电,已知a带负电,如图所示,a、b互相靠近,由异种电荷互相吸引可知,b带正电,b、c互相排斥,由同种电荷互相排斥可知,c带正电,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,若用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近c,由于异种电荷互相吸引,二者将相互吸引。
题型二 电流
【典型例题】如图所示,经过毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器后,金属箔张开,金属箔张开是因为___________,这一瞬间,电流的方向是___________(选填“从橡胶棒到金属箔”或“从金属箔到橡胶棒”)。
【答案】 同种电荷相互排斥 从金属箔到橡胶棒
【详解】[1][2]与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,橡胶棒接触金属箔时,电子从橡胶棒转移到金属箔上,同种电荷相互排斥,金属箔张开;产生瞬间电流,电流方向与电子移动方向相反,所以电流从金属箔流向橡胶棒。
【变式1】静电消除器接触汽车后能够导走静电,静电消除器前端应是_______(选填“导体”或“绝缘体”)。若汽车带的是负电,则瞬间电流方向是由__________________(选填“汽车流向消除器”或“消除器流向汽车”)。
【答案】 导体 消除器流向汽车
【详解】[1]静电消除器需要导走静电,必须能够导电,因此前端应为导体。
[2]汽车带负电时,多余的负电荷从汽车流向消除器,而电流方向与负电荷定向移动方向相反,所以瞬间电流方向为消除器流向汽车。
【变式2】如图所示,M、N为两个相同的验电器,M所带电荷与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷相同,则M带___________电荷,N不带电。用带绝缘柄的金属棒把M和N的金属球连接起来,电荷的移动方向是___________(填“从M到N”或“从N到M”),产生的瞬间电流的方向是___________(填“从M到N”或“从N到M”)。
【答案】 正 从N到M 从M到N
【详解】[1]已知与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,M所带电荷与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷相同,则M带正电荷。
[2][3]用带绝缘柄的金属棒把M和N连接起来,N上的部分电子转移到M上,即金属棒中负电荷的移动方向从N到M,电流方向与负电荷移动方向相反,即从M到N。
题型三 简单电路
【典型例题】如图所示,电源电压保持不变,下列说法正确的是(  )
A.若先闭合,再闭合,电压表示数变大
B.若先闭合,再闭合,电流表示数变大
C.若灯短路,则闭合、后, 灯会亮
D.若把电压表和电流表位置对调,则闭合、,两表都烧坏
【答案】B
【详解】AB.先闭合,灯泡和电流表串联,灯泡断路,电压表示数等于电源电压,电流表示数为
再闭合,灯泡和灯泡并联,电压表示数等于电源电压,电流表测量干路电流,电流表示数为
电源电压保持不变,
所以,电压表示数不变,电流表示数变大,故A错误,B正确;
C.闭合、后,灯泡和灯泡并联,若灯短路,则电源短路,灯泡不亮,故C错误;
D.若把电压表和电流表位置对调,则闭合、后,电压表接在干路上,由于电压表电阻很大,电路中电流很小,电流表没有示数不会烧坏,电压表相当于测量电源电压,不会烧坏,故D错误。
故选 B。
【变式1】下列电路中,连接正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.图中一根导线与灯泡和电流表并联,闭合开关后电流直接从电源正极到负极会使得电源短路,故A错误;
B.图中电压表与灯泡串联,电压表电阻很大,如果串联相当于断路,灯泡不能发光,故B错误;
C.电流表、电压表的“+”接线柱连接到靠近电源负极的一侧,“-”接线柱连接到另一侧,不符合“正进负出”的要求,连接错误,故C错误;
D.图中电流表与灯泡串联,电压表并联在灯泡两端,电流从电表正极进负极出,电路连接正确,故D正确。
故选D。
【变式2】枣阳博物馆收藏了许多珍贵文物。如图甲展示的是一种具有报警功能的文物展示台,若其内部电路结构如图乙所示。开关S处于闭合状态时,文物放置在金属片B上,弹簧处于压缩状态,金属片B与A、C接触;当文物被搬离展示台时(  )
A.灯泡不亮,电铃不响 B.灯泡亮,电铃响
C.灯泡和电铃都短路 D.灯泡断路,电铃短路
【答案】B
【详解】由图可知,金属片B相当于开关,当文物在展示台上时,ABC接通,电铃被短路,电铃不响,灯泡亮;当文物被搬离展示台时,金属片B在弹力作用下与AC分开,灯泡和电铃串联,电路的右半部分为通路,此时灯泡亮,电铃响,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
题型四 串联和并联电路
【典型例题】学校要为储藏室的电动门设计一个控制电路,只有当两名管理员同时启用各自的钥匙时才能接通电源,电动机工作把门打开。如启用钥匙相当于闭合开关,则下列电路图符合要求的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】只有当两名管理员同时启用各自的钥匙时才能接通电源,表明两开关及电动机是串联的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式1】如图所示电路,请在圆圈内填入电表(电压表或电流表)的电路元件符号,开关S闭合后两灯并联均能发光,且电表有示数。
【答案】
【详解】电流表须串联在电路中(相当于导线),电压表须并联在电路中(相当于开路),根据要求:两灯并联均能发光,且电表有示数,则最下方圆圈应填入电流表,测支路L2的电流;中间圆圈应填入电压表,测灯泡L2两端的电压;上方圆圈应填入电流表,测干路电流。据此作图。
【变式2】如图所示的电路,闭合开关,、两灯均发光,两电表均有示数,下列相关说法中正确的是( )
A.若、两灯亮度不同,则是因为电流大小不同
B.电压表只测量灯泡两端的电压
C.电流表只测量通过灯泡的电流
D.、两灯两端的电压一定不相等
【答案】B
【详解】A.串联电路中电流处处相等,两灯亮度不同是因为串联分压关系,两灯泡规格不同,分到的电压不同,故A错误;
B.电压表并联在L2两端,因此只测量L2两端的电压,故B正确;
C.串联电路中电流处处相等,电流表测量的电路电流,同时也L2、L1的电流,故C错误;
D.在串联电路中,电流相等,若两灯规格完全相同(电阻相等),根据U=IR,则两灯电压也相等;只有规格不同时,电压不相等,故D错误。
故选B。
题型五 电流的测量
【典型例题】下图中,闭合开关,能用电流表直接测量通过灯L2电流的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】电流表的使用规则:电流表需要串联在被测电路中,要测量通过的电流,电流表必须与串联;
A.和并联,电流表在干路中,测量L1和的电流,故A不符合题意;
B.和并联,电流表串联在支路中,测量通过的电流,不测的电流,故B不符合题意;
C.和并联,电流表串联在的支路中,直接测量通过的电流,故C符合题意;
D.、电流表和并联,对电源短路,损坏电源和电流表,不能测量电流值,故D不符合题意。
故选C。
【变式1】如图甲闭合开关S后,电流表A1、A2的指针位置相同,如图乙。则通过灯泡L1的电流为______ A。
【答案】0.96
【详解】由图可知,两个灯泡并联,电流表A1测量干路电流,A2测量通过L2的电流。根据并联电路的电路规律,干路电流等于各支路电流之和,所以A1的示数大于A2的示数,而两个电流表的指针位置相同,则A1接的是0~3A的量程,示数为1.2A,A2接的是0~0.6A的量程,示数为0.24A,因此L1的电流为
【变式2】如图甲所示电路图,闭合开关S,两个相同的电流表A1、A2的指针指在同一位置,如图乙所示。问:
(1)干路电流I为多少?
(2)通过灯泡L1的电流I1为多少?
(3)若灯泡L1的灯丝突然烧断,电流表A1的示数为多少?
【答案】(1)1.5A
(2)1.2A
(3)0.3A
【详解】(1)由图甲可知,闭合开关S后,两个灯泡并联,电流表A1串联在干路中,测干路中的电流,电流表A2串联在L2支路中,测通过灯L2的电流。电流表A1、A2指针位置相同,由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,则电流表A1的示数大于电流表A2的示数,所以电流表A1选择的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1.5A,即干路中的电流,电流表A2选择的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,即通过灯L2的电流。
(2)根据并联电路的电流规律可得,通过灯L1的电流
(3)由于并联电路中各用电器互不影响,因此当L1灯丝突然烧断,灯泡L2正常工作,灯泡L2的电流不变,所以电流表A1的示数为0.3A。
题型六 串并联电路电流的规律
【典型例题】在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中:
(1)请根据图甲中的电路图,连接图乙中的电路时,电流表测量流过小灯泡______的电流。连接电路时应_______开关。
(2)小明在测量A点的电流时,如图丙所示,则______A;在测量B点电流时发现与A点电流相同,于是他就得出:在并联电路中,各支路电流相等的结论,请你对小明的做法进行评估:______________。
【答案】(1) L1 断开
(2) 0.28 该同学的实验有两个不足之处:(1)选择两个规格相同的灯泡;(2)只做一次实验,实验次数太少。他应该选择不同规格的灯泡,多次实验才能得出普遍规律
【详解】(1)[1]在图乙的电路中,通过灯泡L1的电流要通过电流表,所以电流表测量灯泡L1的电流。
[2]为了保护电路,防止连接电路时损坏元件,连接电路时开关应断开。
(2)[1] 图丙所示的电流表连接的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,此时电流表读数为0.28A。
[2] 该同学的实验有两个不足之处:①选择两个规格相同的灯泡;②只做一次实验,实验次数太少。他应该选择不同规格的灯泡,多次实验才能得出普遍规律
【变式1】在“探究并联电路电流特点”的实验中,小致设计了如图甲所示的电路进行实验。
实验序号 IA/A IB/A IC/A
1 0.46 0.18 0.28
2 0.36 0.20 0.16
3 0.7 0.32 0.38
(1)连接电路时,开关应处于______状态;
(2)在实验过程中,L2突然熄灭,L1亮度不变,电路可能出现的故障是______;
(3)排除故障后,在A、B、C三处各接入一个电流表,并选择合适的量程。闭合开关,测得A、B、C三处的电流分别为IA、IB、IC。更换多组______(选填“相同”或不同”)规格的灯泡多次实验,部分实验数据如表所示。
(4)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是______(用题中所给字母写出关系表达式);
(5)小致在某次实验时,测得A处电流IA为0.80A,观察到C处电流表指针位置如图乙所示,则C处电流大小为______A;
(6)本实验要进行多次实验的目的是______。
【答案】(1)断开
(2)断路
(3)不同
(4)
(5)0.16
(6)寻找普遍规律
【详解】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)两灯并联,在实验过程中,突然熄灭,亮度不变,电路不可能出现短路故障,因此电路可能出现的故障是断路。
(3)为得出普遍性的结论,需要更换多组不同规格的灯泡多次实验。
(4)分析实验数据可得:,,
因此可得规律为:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即
(5)干路电流大于支路电流,小致在某次实验时,测得A处电流IA为0.80A,观察到C处电流表指针位置如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则C处电流大小为0.16A。
(6)探究型实验进行多次实验的目的是为了得到普遍规律,因此本实验要进行多次实验的目的是寻找普遍规律。
【变式2】在“探究并联电路中的电流关系”实验中。
(1)连接如图甲所示电路时,还剩一根导线没连接,请你用笔画线代替导线,将电路实物图补充完整,要求电流表测图乙中A点的电流。
(2)在连接电路时,开关应该处于______(选填“闭合”或“断开”)状态。小明同学在分组实验中,闭合开关前,电流表指针指在零刻度处。当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了如图丙所示的情况,则电路的问题是__________。
(3)本实验需要多次选用规格______(选填“相同”或“不同”)的小灯泡进行实验,这样操作的目的是___________。
(4)本实验得到的实验结论是:_________(用文字表达)。
【答案】(1)
(2) 断开 电流表选用量程太大
(3) 不同 获得普遍的规律
(4)并联电路中干路电流等于各支路电流之和
【详解】(1)两个灯泡并联,电流表测图乙中A点的电流,电流表和灯泡L1串联。因此将灯泡L2的右接线柱与电流表正接线柱或电源正极相连,据此作图。
(2)[1]为了保护电路,连接电路时,开关断开。
[2]闭合开关试触时,由图丙可知,电流表指针偏转角度过小,说明电流表选用量程太大,应断开开关,换接小量程,以获得更准确的测量结果。
(3)[1][2]实验中为了获得普遍的规律,避免偶然性的发生,应选用不同规格小灯泡多次实验。
(4)通过多次实验,得出并联电路中干路电流等于各支路电流之和的结论,这是并联电路电流的重要规律。
题型七 电压及其测量
【典型例题】如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器滑片从中点移到b端,此过程中( )
A.电流表A的示数变小,电压表的示数不变
B.电压表的示数与电流表A示数的比值不变
C.电压表的示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表的示数变化量大于电压表的示数变化量
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,、、串联,电压表测量、的总电压,电压表测量、的总电压,电流表测量电路中的电流。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从中点移到b端,根据欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路中的电阻增大,电路中的电流变小。由分压原理可知,滑动变阻器分得的电压变大,、分得的电压变小,电压表示数变小,故A不符合题意;
B.根据欧姆定律可知,电压表的示数与电流表A示数的比值等于、接入电路中的电阻之和,其值变大,故B不符合题意;
C.电压表的示数与电流表A示数的比值等于、的电阻之和,其值不变,故C不符合题意;
D.电压表的示数变化量等于两端电压的变化量,电压表示数的变化量等于两端电压的变化量,又因为两端电压的变化量等于、两端电压的变化量之和,则两端电压的变化量大于两端电压的变化量,即电压表的示数变化量大于电压表的示数变化量,故D符合题意。
故选D。
【变式1】如图所示的电路中,电源电压恒为 4.5V,R1、R2是定值电阻,当开关 S 闭合时,电压表 V2的示数为 1.5V,则正确的是(  )
A.R1两端的电压为 3V B.R2两端的电压为 3V
C.电压表 V1测 R1两端的电压 D.电压表 V2测 R1两端的电压
【答案】A
【详解】BD.由图可知,与串联,当开关 S 闭合时,电压表并联在两端,测量两端电压,则两端电压,故BD错误;
A.根据串联电路“总电压等于各用电器两端电压之和”,可得 两端电压
故A正确;
C.电压表并联在电源两端,测量电源电压,故C错误。
故选 A。
【变式2】在用电流表测电流和电压表测电压的实验中:
(1)小明在闭合开关前发现电流表的指针如图甲所示,其原因是______;若是在闭合开关后出现此情况,则原因是______。
(2)他正确连接电路后,电流表示数如图乙所示,所选择的测量范围是______A;正确读数应为______A。
(3)小红在进行电压表测电压实验时,电压表的示数如图丙所示,所选择的测量范围对应的分度值是______V;正确读数应为______V。
【答案】(1) 电流表未调零 电流表正负接线柱接反了
(2)
(3)
【详解】(1)[1]闭合开关前发现电流表指针向左偏转,说明电流表未调零。
[2]闭合开关后,电流表指针向左偏转,说明电流从电流表的负接线柱流入,正接线柱流出,即电流表正负接线柱接反了。
(2)[1][2]由图乙可知,电流表所选择的测量范围是,分度值为,示数为。
(3)[1][2]由图丙可知,电压表所选择的测量范围是,分度值为,此时电压表读数为。
题型八 串并联电路电压的规律
【典型例题】在“伏安法测小灯泡电阻”的实验中,小强设计了如图甲所示的电路来测量正常工作电压为小灯泡的电阻,电源电压恒为,滑动变阻器向左移动时灯泡变亮。
(1)请用笔画线代替导线将图甲连接完整。
(2)连接线路时,开关应__________(选填“断开”或“闭合”)。
(3)实验中某时刻电压表示数如图乙所示,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向__________(选填“”或“”)端移动,直到电压表示数为__________。
(4)小强还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像,如图丙所示,小灯泡正常发光的电阻为__________。
(5)实验完成后,小强发现了电学实验盒里有一个发光二极管。他想研究一下发光二极管和小灯泡串联在同一个电路中,哪个会更亮一些。小强按照丁图所示的电路图接好电路,闭合开关,发现二极管发光,但看不到小灯泡发光。小强根据所学到的电学知识进行了如下的猜想:①小灯泡短路了;②小灯泡的实际功率太小。在保证电路安全的情况下,他拿一根导线进行了实验来验证自己的猜想。请帮他完成实验:小强把导线接在了__________(选填“小灯泡”或“二极管”)两端,发现电流表的示数改变了,则验证了猜想__________(选填“①”或“②”)是正确的。
【答案】(1)
(2)断开
(3) 2.5
(4)10
(5) 小灯泡 ②
【详解】(1)滑动变阻器向左移动灯泡变亮,说明左滑时接入电阻变小,因此滑动变阻器需要接左下接线柱A,满足“一上一下”的接线规则即可。 据此作图。
(2)连接电路时,为保护电路,防止短路烧坏元件,开关必须保持断开。
(3)[1]电压表选0 3V量程,分度值0.1V,图乙读数为1.8V,小于小灯泡额定电压2.5V。
[2]根据串联分压规律,要增大灯泡电压,需要减小滑动变阻器接入电阻,因此滑片向A端移动,直到电压表示数等于额定电压2.5V。
(4)小灯泡正常发光时电压U=2.5V,由图丙得此时电流I=0.25A,由
得正常发光电阻为10Ω。
(5)[1][2]若猜想①“小灯泡短路”正确:原本小灯泡已经短路,将导线并联在小灯泡两端后,电路总电阻不变,电流表示数不变; 若猜想②“小灯泡实际功率太小”正确:原本小灯泡通路,只是功率太小不发光,将导线并联在小灯泡两端后,小灯泡被短路,总电阻减小,电流变大,电流表示数改变。 题目中电流表示数改变,因此猜想②正确,导线接在小灯泡两端。
【变式1】某小组在做“探究串、并联电路的电压规律”实验。
(1)在连接电路时,开关应该___________;电压表应___________联在被测电路中。
(2)小红正确测出了L1两端的电压,在测L2两端的电压时,小红打算采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,此操作___________(选填“可行”或“不可行”)。
(3)最后,小红按照正确的方法测量出AC两点之间的电压如图乙所示,UAC=___________V,L1、L2两端的电压分别为U1=4V、U2=0V,由此可知,电路出现的故障可能是___________。(写出一种即可)
(4)在“探究并联电路的电压规律”的实验中,小红同学设计了如图丙所示的电路,将测得的所有实验数据填入表中,由实验数据可以得出结论:在并联电路中,___________。由表中数据___________(选填“能”或“不能”)判断出实验中选择的小灯泡的规格是不相同的。
Uab/V Ucd/V Uef/V
2 2 2
3 3 3
4 4 4
【答案】(1) 断开 并
(2)不可行
(3) 4 L2短路/L1断路
(4) 各支路两端的电压相等,且等于电源电压 不能
【详解】(1)[1]连接电路时,为了保护电路,避免元件烧坏,开关必须断开。
[2]根据电压表的使用规则,电压表应并联在被测电路两端。
(2)此操作会使电压表正负接线柱接反,电压表指针反偏,无法正确测量电压,因此该操作不可行。
(3)[1]图乙电压表选用0~15V量程,分度值为0.5V,指针对应读数为4V,则。
[2]已知、,说明L2两端无电压,故障为:若L2短路,L2相当于导线,电压为0,总电压全部加在L1上,符合现象;若L1断路,L2两端没有电压差,电压为0,电压表接L1两端时测电源电压,也符合现象。
(4)[1]根据表格数据可得出结论:并联电路中各支路两端电压相等,且等于电源电压。
[2]无论小灯泡规格是否相同,并联后各支路电压都一定相等,表格中只有电压数据,无法判断小灯泡规格是否不同。
【变式2】如图所示,小明在“探究串联电路电压特点”的实验中;
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
1 2.0 1.0 3.0
2 1.4 1.6 3.0
3 0.8 11.0 3.0
(1)连接电路时,开关应该处于______(选填“断开“或“闭合”)状态:
(2)小明根据图甲正确连好电路,闭合开关,发现L1、L2均不发光,电压表有示数且大小接近电源电压,则电路中出现的故障可能是L1发生了______(选填“短路”或“断路”)
(3)排除故障后,电压表的示数如图乙所示,则此时灯泡L1两端的电压为______V。
(4)小明在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将导线AB的A端松开,接到C点上,测量L2两端的电压,这一做法会造成______。
(5)小明用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC。接下来他更换不同规格的灯泡,经过多次实验,将其中的几次数据记录在上表中。表格中有明显错误的数据是______V,造成错误的可能原因是______,修正实验数据,可得到串联电路的电压特点是______(用公式表示);
【答案】(1)断开
(2)断路
(3)2.2
(4)指针反向偏转
(5) 11.0 按大量程读数
【详解】(1)在连接或拆除电路时,为了保护电路,开关必须断开。
(2)甲图中闭合开关,电路是串联的,电压表测灯泡L1两端电压,L1、L2均不发光,说明电路发生断路,电压表示数接近于电源电压,电压表串联接入电路,测电源电压,则可能是L1发生了断路。
(3)据图可知,电压表的量程是0-3V,分度值是0.1V,灯两端的电压为2.2V。
(4)导线的A端连的是电压表负接线柱,将导线AB的A端改接到C时,闭合开关,电流从电压表的负接线柱流进,所以无法测出L2灯两端的电压,会造成电压表正负接线柱接反,指针反向偏转,无法测量电压。
(5)[1][2]由数据知,AC两点间电压为3V,AB、BC间的电压要小于AC两点间电压,所以错误数据为11.0V,原因是电压表量程选用的是小量程,却按大量程读数,使读数扩大了5倍。
[3]分析实验数据可得,,
可得到串联电路的电压特点为
题型九 电阻
【典型例题】已知在其他条件相同的情况下,电阻较小的导体,其材料的导电性能较强。如图所示的电路中,、分别是甲、乙两种材料制成的电阻丝,它们的横截面积分别为、,且,长度分别为、,且。闭合开关后,两电流表的示数分别为、,观察到,请根据上述信息,分析并判断甲、乙两种材料谁的导电性能更强。
【答案】由图可知、并联,因此两个电阻两端电压相等,已知,所以。若只是将甲材料制成的电阻丝的长度增加至,则其电阻增大为,,又因为,所以。即当甲、乙两种材料制成的电阻丝的长度和横截面积都相等时,甲的电阻更大,所以乙材料的导电性能较强。
【详解】见答案
【变式1】如图所示,将玻璃管接入电路,探究盐水的导电性能与哪些因素有关,收集的实验数据如下表所示。下列说法错误的是(  )
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8
盐水浓度 5% 10% 15% 15% 15% 15% 15% 15%
盐水液柱长度/cm 10 10 10 10 10 15 25 35
盐水温度/℃ 16 16 16 25 35 35 35 35
灯泡亮度 逐渐变亮 逐渐变暗
A.实验中,通过小灯泡的亮度显示盐水的导电性能
B.通过3、4、5三次实验,可探究盐水的导电性能与盐水温度的关系
C.分析表中数据可知:第6次实验时,盐水的导电性能最强
D.为更精确显示盐水导电性能,可在原电路中串联一个电流表
【答案】C
【详解】A.实验利用转换法,通过小灯泡亮度反映盐水导电性能:盐水导电性能越强,电路电流越大,灯泡越亮,故A正确,不符合题意;
B.根据控制变量法,探究导电性能与温度的关系时,需要控制盐水浓度、液柱长度不变,只改变温度。3、4、5次实验满足条件,可以探究该关系,故B正确,不符合题意;
C.通过6、7、8三次实验可知,灯泡亮度逐渐变暗,盐水浓度、盐水温度相同时,盐水液柱长度越短,导电性能越强;由表可知,第5次实验与第6次实验,盐水浓度、盐水温度相同,则第5次实验时,盐水液柱长度更短,盐水的导电性能更强,故C错误,符合题意;
D.人眼判断灯泡亮度误差较大,在电路中串联电流表,通过电流表示数可以更精确地反映盐水的导电性能,故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式2】在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,小芳猜想电阻的大小可能与导体的材料、长度、横截面积有关,她利用如图1所示的实验盘进行探究:
(1)她设计了如图2所示的两种方案,将电阻丝分别接入M、N之间进行探究,你认为方案_______更合理;
(2)通过观察对比,她发现A、B的长度相同粗细不同, A、C、D的粗细相同,C、D的长度相同。选择_______两根电阻丝,可以探究电阻的大小与导体的长度的关系(用A、B、C、D表示,下同);
(3)为了使结论更有说服力,每次更换电阻丝时,电源电压_______(选填“保持不变”或“及时改变”);
(4)小丽想用开关、导线、电源和电压表设计方案3(无图,每次只能接入一个电阻),她通过电压表的示数_______(“能”或“不能”)判断电阻A、B的大小;
(5)完成上述实验后,小明进行了如图3所示的实验,他把M、N与废日光灯管中的钨丝连接,闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,可以观察到电流表示数变小,这表明:温度升高,钨丝的电阻_______。
【答案】(1)2
(2)A、C
(3)保持不变
(4)不能
(5)变大
【详解】(1)通过电流表示数能更精准地反映电阻大小,而灯泡亮度变化较主观,串联电流表的方案可量化比较,所以方案二更合理。
(2)探究长度对电阻的影响需控制材料和横截面积相同、长度不同。A、C、D粗细相同,A与C长度不同,符合控制变量法要求。
(3)根据欧姆定律,电压U不变时,电流I与电阻R成反比,电流表示数变化可直接反映电阻大小变化。
(4)方案3每次只接一个电阻,电压表测电源电压(直接并联电源)相当于测电阻两端电压,始终显示电源电压,无法通过电压判断电阻大小,即通过电压表的示数不能判断电阻A、B的大小。
(5)图中电流表示数变小,由欧姆定律可知电路电阻变大,故温度升高时钨丝电阻增大。
题型十 变阻器
【典型例题】滑动变阻器是通过改变导体接入电路的电阻丝的________来改变电阻,从而改变电路中的电流。某滑动变阻器上标有“ 2A”的字样,其中表示该变阻器的________;如图所示电路中,有一根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关S后,向左移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数变大,小灯变亮________。
【答案】 长度 最大阻值
【详解】[1]滑动变阻器是通过改变导体接入电路的电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流。
[2] “20Ω ”该滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
[3]变阻器要控制灯泡的亮度,则变阻器应与灯泡串联,变阻器应“一上一下”接入电路中;由题可知,滑片P向左端滑动时,小灯变亮,电流表的示数变大,说明电流变大,结合欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的阻值应减小,故应将变阻器左下接线柱接入电路,如图所示:
【变式1】如图是一种测定油箱内油量的模拟装置。其中电源两端电压保持不变,是定值电阻,是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆的一端连接,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,油面下降,带动滑杆使滑动变阻器的滑片向上移动,从而改变电路中的电流。下列说法中错误的是(  )
A.电路中的定值电阻不可以去掉
B.油箱中油量越多时,电流表的示数越大
C.当油箱中的油用完时,电流表的示数为零
D.当油箱中的油量减少时,变阻器连入电路的电阻变大
【答案】C
【详解】A.是保护电路的定值电阻,若去掉,当油箱油量很大、滑动变阻器接入电阻为0时,会造成电源短路,烧坏电源和电流表,因此不可以去掉,故A正确;
B.如图,与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流。油箱油量越多,油面上升,浮子带动滑片向下移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律,电路电流变大,所以电流表示数越大,故B正确;
C.油箱油用完时,滑动变阻器接入电阻最大,总电阻最大,电流最小,但电路仍然是通路,电流不为零,所以电流表示数不为零,故C错误;
D.由题意可知,油量减少时油面下降,带动滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长,因此连入电路的电阻变大,故D正确。
故选C。
【变式2】如图所示,电源电压为且保持不变,小灯L和滑动变阻器的最大阻值均为,a、b、c是变阻器上的三个接线柱。现将MN端分别与变阻器的两个接线柱相连。
(1)闭合开关,向左滑动滑片P时,若小灯L变亮,则滑动变阻器接入的接线柱为______(选填:A.ab B.ac);
(2)闭合开关,将变阻器滑片P移至中点时,若观察到小灯L熄灭,已知电路中只有一处故障。且只发生在小灯L或变阻器上,则:
①该电路的故障可能为______;
②请写出此时的电压表示数及其对应的故障______。
【答案】(1)A
(2) 灯泡短路或断路,滑动变阻器断路 若电流表有示数,说明电路是通路,而灯泡熄灭说明灯泡短路,此时电压表无示数;若电流表无示数,则说明电路出现了断路,如果灯泡断路,则电压表示数为电源电压U0;如果是滑动变阻器断路,电压表无示数。
【详解】(1)滑片P向左滑动时,小灯L变亮,说明电路中的电流变大,因而滑动变阻器连入电路的阻值变小,故选ab接入电路,故选A。
(2)[1][2]见答案。
1.如图所示的电路,闭合开关S1、S2后,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数,下列说法错误的是(  )
A.电流表测量通过L2的电流
B.电压表只能测L1两端的电压
C.取下L1时,L2仍能发光
D.只断开S1时,电压表无示数
【答案】B
【详解】AB.分析电路可知,闭合开关后,小灯泡L1和L2并联,电流表在L2支路上,测量通过L2的电流;电压表与L1、L2、电源均并联,可以同时测L1、L2、电源两端的电压。故A正确,不符合题意;B错误,符合题意;
C.并联电路各支路独立工作、互不影响,取下后支路仍为通路,仍能发光,故C正确,不符合题意;
D.只断开后,电压表无法连通电源负极,因此电压表无示数,故D正确,不符合题意。
故选B 。
2.如图所示电路,电源电压不变。开关S闭合一段时间后,若R1断路,则(  )
A.电压表示数减小,电流表A2示数不变 B.电压表示数不变,电流表A3示数减小
C.电压表与电流表A3示数的比值不变 D.电流表A2与电流表A3示数的比值不变
【答案】C
【详解】AB.由电路图可知,三个电阻并联,电压表测电源电压,电流表A1测干路电流,A2测R1和R2的电流之和,A3测R2和R3的电流之和,当R1断路时,R2和R3支路不受影响,电压表仍测电源电压,其示数不变,电流表A1示数变小,A2示数变小,A3示数不变,故AB不符合题意;
C.电压表与电流表A3示数均不变,故其比值不变,C符合题意;
D.A2示数变小,A3示数不变,故电流表A2与电流表A3示数的比值变小,D不符合题意。
故选C。
3.某电动公共汽车,当公交车前、后两门(电路开关)中的任意一个门没有关好(没有关好相当于开关断开),司机驾驶室的指示灯都会发光,提示不能行驶,只有当两个门都关好时,指示灯会熄灭,提示可以行驶。如图所示的电路图中符合这一情况的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】当公交车前、后两门,任意一个门没有关闭好电动机都不能工作,所以前、后两门中的电路开关应串联连接同时控制电动机;但任意一个门没有关闭好,指示灯都会发光,所以前后两门中的开关与指示灯并联,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.如图所示的电路,闭合开关后,电压表和的指针偏转角度相同,则下列说法正确的是( )
A.电压表测电源正负极间电压 B.电压表测小灯泡两端电压
C.电压表和的测量值不相同 D.小灯泡和的规格是相同的
【答案】C
【详解】分析实物图,和串联,电压表测两端电压,电压表测电源电压,闭合开关后,电压表和的指针偏转角度相同,所以,因此电压表和的测量值不同,根据串联电路电压的规律,此时两端电压为
根据串联电路分压原理,可得,所以小灯泡和的规格不同。
故C正确,ABD错误。
故选C。
5.如图所示电路,电源电压保持不变,开关S闭合后,电压表均有示数。某时刻该电路发生故障,其中一个电压表的示数减小,若故障只发生在电阻R或灯泡L处,则可能是( )
A.电压表的示数减小,电阻R断路
B.电压表的示数减小,电阻R短路
C.电压表的示数减小,灯泡L断路
D.电压表的示数减小,灯泡L短路
【答案】B
【详解】A.由图可知,灯泡L和电阻R串联,开关S闭合后,电压表V1测电阻R两端的电压,电压表测的是电源电压。电阻R断路时,电路无电流,根据欧姆定律可知,灯泡L两端电压为0。此时V1串联在电路中,示数接近电源电压U,故电压表的示数增大,故A不符合题意;
B.电阻R短路时,电压表与电阻R并联,则电压表V1也被短路,故电压表V1示数变为0,即V1示数减小;V2仍测电源电压,示数不变,故B符合题意;
CD.电阻R或灯泡L单独故障不会影响电源电压,即电源电压不变,所以电压表的示数不会变,故CD不符合题意。
故选B。
6.部分金属在通常条件下导电性的排序如图所示,从下至上,金属的导电性依次增强。若不考虑温度对电阻的影响,下列判断正确的是(  )
A.银线电阻一定小于铜线电阻
B.电阻相同时,铜线一定比铝线更细
C.铝线的长度越长,电阻越大
D.长度和粗细均相同时,铝线比铁线的电阻更小
【答案】D
【详解】导体电阻的大小由导体的材料、长度、横截面积共同决定(不考虑温度影响)。
A.电阻大小同时和长度、横截面积有关,银虽然导电性比铜强,但若银线长度更大、横截面积更小,银线电阻会大于铜线电阻,故A错误;
B.铜导电性强于铝,若电阻相同,当铜线长度远大于铝线时,铜线横截面积可以比铝线更大,故铜线不一定比铝线更细,故B错误;
C.电阻大小同时受横截面积影响,故无法得出长度越长电阻一定越大的结论,故C错误;
D.由图可知铝的导电性比铁强,长度和粗细均相同时,导电性越强电阻越小,因此铝线比铁线的电阻更小,故D正确。
故选D。
7.一根长一米的导线电阻为10Ω,均匀的拉长到2米,电阻变为______Ω。
【答案】40
【详解】导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关,长度越大,横截面积越小,电阻越大;一根长一米的导线电阻为10欧姆,均匀的拉长到2米,长度变为原来的2倍,同时横截面变为原来的,则导线的电阻变为原来的4倍,电阻变为40Ω。
8.如图所示的电路中,闭合开关S后,两电压表的示数分别为3V、1V,则电源电压为_________V;小灯泡两端的电压为_________V。
【答案】 3 2
【详解】[1][2]分析电路可知,开关闭合后,两灯串联,电压表V1测量电源电压,示数为3V;电压表V2测量L1两端电压,示数为1V;所以电源电压为3V,根据串联电路的电压规律可得L2两端的电压
9.如图,甲为亮度可调的台灯,乙为调节其亮度的电位器,a、b、c是电位器的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡亮度变亮,则应连接_________(选填“ab”、“bc”或“ac”)两接线柱,电位器和灯泡要_________(选填“串”或“并”)联。
【答案】 bc 串
【详解】[1][2]若顺时针旋转旋钮时灯泡亮度变亮,说明通过灯泡的电流变大,则电位器应与灯泡串联(若并联互不影响,不能改变通过灯泡的电流),且电位器接入电路中的电阻要变小,连接bc两接线柱,滑片顺时针旋转时,电位器接入电路的电阻丝长度变短,电阻变小,符合要求。
10.如图所示,若使灯泡、串联,应闭合开关________;若使灯泡、并联,应闭合开关________。
【答案】 S3 S1、S2
【详解】[1]串联电路中电流只有一条路径,需要依次经过两个灯泡。当只闭合S3,断开S1、S2时,电流从电源正极流出,依次经过L1、S3、L2,回到电源负极,只有一条通路,因此L1、L2串联。
[2]并联电路中电流有两条独立路径,每个灯泡单独形成通路。当闭合S1、S2,断开S3时,电流从电源正极流出后分为两路:一路经L1、S1回到负极,另一路经S2、L2回到负极,两个灯泡各自独立形成通路,因此L1、L2并联。
11.如图所示为___________(填“串联”或“并联”)电路,已知A1的示数是0.2A。A2的示数是0.5A。则通过灯L1的电流是___________A。
【答案】 并联 0.3
【详解】[1]由电路图可知,电流从电源流出后,经过电流表分为两条独立的路径:一条电流经过灯泡L1;另一条电流流过L2、电流表。因此该电路是并联电路。
[2]电流表A2串联在干路上,测量干路电流,即;电流表与L2串联,测量通过L2的电流,即。根据并联电路的电流关系可知,通过L1的电流
12.如图所示,闭合开关后,滑片向右移动,示数将________,若移动滑片过程中,突然发生断路,示数将________(均选填“变大”或“不变”或“变小”)
【答案】 变小 不变
【详解】[1]由图可知,R1 与 R2 并联, A2 测R1 支路的电流,A1 测干路电流。 并联电路中各支路电压等于电源电压,且互不影响。 滑片向右移动,R2 接入电阻变大,R2 支路电流变小;R1 支路电流不变,故干路电流变小,因此A1 示数变小。
[2]R2 断路后,电路只剩R1 支路, 并联电路支路互不影响,R1 两端电压和电阻均不变,因此A2 示数不变。
13.画出实物图对应的电路图
【答案】
【详解】由图分析可知,电流从电源正极流出后分两支,一支流过S2和L2,一支流过L1和S1,汇合之后,经过开关S回到电源负极,据此作图。
14.张明发现,某型号的3D金属打印机存在误触安全隐患,于是设计了一套智能安全启动方案:使用前,需先刷卡验证身份(开关S1闭合),此时设备指示灯亮起但电动机不工作;然后,必须正确佩戴防护眼镜,眼镜上的感应器将自动闭合打印机电路中的开关S2,电动机才能开始工作;若只佩戴眼镜而未刷卡,则电动机无法启动。请你根据以上要求,画出符合安全逻辑的电路图。
【答案】
【详解】依题意:开关S1闭合设备指示灯亮起但电动机不工作,开关S1 、S2同时闭合电动机才能开始工作,故指示灯应与电动机并联,开关S1必须在干路中,控制整个电路的通断;开关S2应与电动机串联。据此作图。
15.如图所示电路,请在圆圈中填入电表符号,闭合开关后,要求两灯泡均能工作。
【答案】
【详解】电压表一定要并联在电路中,电流表一定要串联在电路中,上面的圆圈中不能是电流表,如果是电流表,闭合开关,会将灯泡L2短路,所以是电压表,下面的圆圈内如果是电压表,则L2断路,因而是电流表,闭合开关,两个灯泡并联,据此作图。
16.如图甲所示的电路,当开关S闭合后,电流表的指针偏转如图乙所示,求:
(1)通过L1的电流;
(2)干路电流;
(3)通过L2的电流。
【答案】(1)0.3A
(2)1.2A
(3)0.9A
【详解】(1)由图甲可知,L1与L2并联,电流表a测L1的支路电流,电流表b测干路电流。根据并联电路的电流特点,干路电流大于支路电流,因此电流表a选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,通过L1的电流是0.3A。
(2)电流表b选用0~3A量程,分度值是0.1A,电流表b的示数是1.2A,干路中的电流是1.2A。
(3)根据并联电路电流规律得到通过L2的电流
17.在如图所示的电路中,开关S闭合后,通过三只灯泡、、的电流分别为、和。求:
(1)电流表示数;
(2)电流表示数;
(3)电流表示数。
【答案】(1)1.5A
(2)1.1A
(3)0.5A
【详解】(1)由图可知,L1、L2、L3并联接在电路中,A1测的是通过L1、L2、L3的电流之和,A2测的是通过L2、L3的电流之和,A3测的是通过L3的电流。根据并联电路的电流规律可得,电流表A1的示数
(2)根据并联电路的电流规律可得,电流表A2的示数
(3)电流表A3的示数
18.探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(恒为4.5V)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、电阻(、、)、滑动变阻器(、2A)、开关、导线若干。
序号 电压U/V 电流I/A
1 1.0 0.20
2 1.5
3 2.0 0.40
(1)闭合开关前,将滑动变阻器滑片P移到最_____端;
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是定值电阻_____,排除故障,继续实验;
(3)探究电流与电压的关系,实验数据如下表,其中第2次实验的电流表示数如图乙所示,为_____A。分析数据可得:电阻不变时,电流跟电压成_____;
(4)探究电流与电阻的关系,将电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为,移动滑片直至电压表示数为_____V,记录电流表示数;再将电阻更换为,发现无法完成实验。为了继续实验,可换用的滑动变阻器的规格为_____(填字母)。
A.,1A B.,0.5A C.,2A
【答案】(1)左
(2)断路
(3) 0.3 正比
(4) 1.5 C
【详解】(1)闭合开关前,滑动变阻器需要调到最大阻值保护电路;由图甲的接线可知,滑动变阻器接右下接线柱,滑片移到最左端时接入电阻最大;
(2)电流表示数为零说明电路发生断路,电压表示数等于电源电压,说明电压表可以连通电源两极,因此故障是定值电阻断路;
(3)[1]电流表选用量程,分度值,读数为;
[2]分析数据可知,
即电压与电流的比值恒定,因此可得出结论:电阻不变时,电流跟电压成正比;
(4)[1][2]探究电流与电阻的关系时,要保持定值电阻两端电压不变,接入电阻时,定值电阻两端电压为
因此更换电阻后需要保持电压表示数为不变。 当接入电阻时,滑动变阻器需要分担的电压为
根据串联分压规律
代入数据得
因此需要选择最大阻值不小于的滑动变阻器,只有C选项符合要求。
故选C。
19.在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验探究。实验中使用4根电阻丝;规格、材料如表。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 锰铜合金 0.5 0.8
b 镍铬合金 0.5 0.8
c 镍铬合金 0.5 0.4
d 镍铬合金 1 0.4
(1)实验中通过观察___________来比较电阻的大小。
(2)分别将___________(填编号)两根电阻丝接入电路,可初步探究出的结论是:导体的材料、横截面积相同时,长度越___________,电阻越大。
(3)若依次把a、b两根电阻丝接入电路,闭合开关记录电流表的示数。分析比较这两根电阻丝的电阻大小,探究的是电阻跟导体___________的关系。
(4)将电阻丝d对折后接入电路中,发现电流表的示数与将电阻丝d全部接入电路时对比变大了,由此得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小。这种做法___________(选填“正确”或“错误”),理由是___________。
【答案】(1)电流表示数的大小
(2) c、d 长
(3)材料
(4) 错误 没有控制导体的长度不变
【详解】(1)电阻对电流有阻碍作用,导体电阻越大,电路电流越小,因此通过观察电流表示数的大小来间接比较电阻的大小。
(2)[1][2]要探究“导体电阻和长度的关系”,需要控制材料、横截面积相同,只改变长度,表格中只有、符合要求;结论为:导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大。
(3)、两根电阻丝的长度、横截面积都相同,只有材料不同,因此探究的是电阻跟导体材料的关系。
(4)[1][2]将电阻丝对折后,不仅横截面积变大,导体的长度也变短了,同时改变了两个变量,没有控制导体长度不变,因此这种做法错误。
20.同学们做“探究并联电路电流规律”的实验,用两节干电池串联做电源,连接了如图甲所示电路
(1)电路连接时开关应________,否则图甲电路连接完最后一根导线时会出现______(选填“”或“”)不亮,电流表______(选填“有”或“无”)示数的现象。
(2)若只改动甲图电路中一根导线就能使两灯并联,并且电流表测干路电流,请在要改动的导线上打上“×”号,并画出改动后的导线。
(3)为更方便地测出两支路的电流,小明找来一个单刀双掷开关,设计了如图乙所示的电路,当开关接“2”时,电流表可测通过______(选填“”或“”)的电流;那么当开关接“1”时,请判断电流表能否正常测量通过另一条支路的电流,并说明理由:__________。
【答案】(1) 断开 有
(2)
(3) 不能,电流表正负接线柱接反了
【详解】(1)[1][2][3]仔细观察图甲,电路连接时开关应断开,否则灯泡被短路不亮,而电流表与串联形成通路,电流表有示数。
(2)灯泡右端接线柱与开关相连接的导线打上“×”号,将右端接线柱与左端接线柱相连,使两灯泡并联,此时电流表测干路电流。电路图见答案。
(3)[1]根据图乙,当开关接“2”时,电流表与串联,测通过的电流。
[2]当开关接“1”时,不能正常测量,电流表的正负接线柱接反了,电流会从负接线柱流入、正接线柱流出,导致指针反向偏转,无法正确读取电流值。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题14 电路基础
【九大必考考点知识梳理+十个题型讲练+20题模拟题训练 共50题】
考点一 两种电荷
一、摩擦起电
带电体 能吸引轻小物体时,说明物体带了电
摩擦起电 通过摩擦使物体带电的方法
摩擦起电的原因 (1)不同物质的原子核束缚电子的本领不同; (2)失去电子的物体因为缺少电子而带正电; (3)得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电
摩擦起电的本质 摩擦起电并不是创造了电荷,而是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开
电中和 物体是因为所带正负电荷数量不等而显示出电性的,所以,如果将带有等量异种电荷的物体相互接触,它们所带的正负电荷的代数和为零,对外将不显电性,宛如一个不带电一样,这时它们呈电中性,这种现象叫电中和
两种电荷 (1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫正电荷;用“+”表示。 (2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫负电荷;用“-”表示
元电荷 (1)人们把自然界中最小的电荷量叫做元电荷。它是一个电子所带的电量,用符号e表示;e=1.6×10-19C; (2)任何带电体所带的电荷量都是e的整数倍,不存在非元电荷整数倍的电量
使物体带电的两种方式 (1)摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电; (2)接触带电:物体和带电体接触后带了电。如带电体与验电器金属球接触使之带电
原子的结构 常见物质是由分子、原子组成的,有的分子由多个原子构成,有的分子只有一个原子构成。 原子由位于中心的原子核和核外电子组成,原子核带正电,核外电子带负电,电子绕原子核高速运动
二、电荷间相互作用
电荷间相互作用规律 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
验电器 使用方法:将被检验的物体与验电器金属球接触,如果验电器的两片金属箔张开一定角度,则说明物体带电
工作原理:利用同种电荷相互排斥的原理工作的;
使用方法:当用带电体接触验电器的金属球时,就有一部分电荷转移到验电器的金属箔上,这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开。验电器金属箔张开的角度不同,反映了带电体传给验电器的电荷的多少不同
三、导体和绝缘体
1.导体和绝缘体
导体 绝缘体
定义 容易导电的物体 不容易导电的物体
示例 金属、石墨、人体、大地,以及各种酸、碱盐的溶液 橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等
导电或不导电的原因 导体容易导电是因为导体内有大量的可自由移动的电荷,电荷从导体的一个地方移动到另一个地方 绝缘体不容易导电是因为在绝缘体内电荷几乎被束缚在原子内,不能自由移动,即绝缘体并非不含电荷,而是缺乏能够自由移动的电荷
2.导体和绝缘体之间没有绝对的界限
一般情况下,不容易导电的物体,当条件改变时,也有可能导电,变为导体。例如,常温下玻璃板时绝缘体,而在高温下达到红炽状态时,就变成了导体。
特别提醒:“导电”与“带电”的区别
“导电”是自由电荷的定向移动过程,导电体是导体;“带电”是电子的得失过程,能带电的物体可以是导体,也可以是绝缘体。
考点二 电流和电路
一、电流
电流的形成 电荷的定向移动形成了电流
电流的方向 (1)物理学中,把正电荷移动的方向规定为电流的方向
(2)在电源外部,电流是沿着电源正极→开关→用电器→电源负极的方向流动的
(3)正负电荷定向移动都可以形成电流,但负电荷定向移动的方向与电流方向相反
重力的大小 物体所受重力跟它的质量成正比。G=mg,G表示重力,m表示质量,g表示重力与质量的比值
获得持续电流的条件 ①电路中有电源; ②电路为通路
二、电路的构成
1.电路
(1)电路就是用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路。
(2)一个简单的电路包括电源、用电器、开关、导线四种基本电路元件。
2.电路各元件作用
作用 能量分析 举例 注意事项
电源 提供电能,使电路中有持续的电流 将其他形式转化为电能 干电池、发电机 用电器标有“+”的接线柱与电源正极相连,标有“-”的接线柱与电源负极相连
用电器 利用电能工作的装置 工作时将电能转化为其他形式能 点灯、电炉、电视机、电冰箱等
开关 用来接通或断开电路,起控制电路通断作用 — 家中点灯开关、闸刀开关、声控开关、光控开关 开关接入电路时应断开
导线 将电源、用电器、开关连接起来,形成电流的通路 输送电能 电脑的电源线、插座的电线、实验室中的各种导线 导线要连接到电路元件接线柱上;不能导线将电源正负极直接连接起来
三、电路图
1.电路图:为了便于研究,人们用图形符号表示电路元件;用符号表示电路元件连接的图叫电路图。
2.常见的电路元件符号
3.电路图与实物图
电路图与实物图是不同的。电路图是用规定的符号表示电路连接情况的图;实物图是用实物元件表示电路连接情况的图。
4.画电路图时的注意事项
(1)电路元件符号用统一规定的符号;
(2)连线时应横平竖直,呈方形;
(3)各元件符号不要画在拐角处,且导线尽量避免交叉;
(4)线路要连接到位,中间不能有断点;
(5)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置一致;
(6)元件做好标注,如L、S等;
(7)同一电路中涉及多个相同元件,加下标进行区别,如S1、S2等;
(8)画电路图时,一般从电源的正极开始,沿电流的方向依次画出元件符号,并用导线连接起来。
(9)导线交叉相连时要画实心点,实物图中导线不能交叉,电路图中导线可以交叉,但尽量不要交叉。
四、通路、断路、短路
1.电路的三种状态:通路、断路和短路
电路状态 定义 特点
通路 正常接通的电路,即用电器能够工作的电路 电路中有持续电流,用电器工作
断路 某处被切断的电路 电路中无电流,用电器不工作
短路 直接用导线将电源的正负极连接起来的电路 (1)用电器不工作,电路中有很大的电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘层,引发火灾; (2)电源短路时用电器不会被烧坏
2.用电器被短接与电源短路的区别与联系
用电器被短接 电源短路
区别 用电器被短接时,用电器中无电流通过,被短接的用电器不工作 电源短路时,电源、导线中会产生较大的电流,会烧坏导线和电源
联系 (1)某些情况下,用电器被短接时允许的,但电源短路绝对不允许发生; (2)当电路中只有一个用电器时,,如果该用电器被短接,闭合开关,就一定会造成电源短路
3.常见断路、短路的原因
电路故障 产生原因 结果
断路 开关未闭合,导线断裂、接头松脱等 电路中无电流,用电器不工作
短路 电源短路:导线不经过用电器直接跟电源两极相连 轻则烧坏导线和电源,重则引起火灾
考点三 串联和并联
一、串联电路和并联电路的特点
串联电路 并联电路
连接特点 用电器首尾顺次相接 用电器两端分别接在一起
电路图
电流路径 电流从电源正极出发,只有一条路径流回电源负极 干路电流在其中一个节点处分别流经各支路,在另一个节点处汇合流回电源负极
用电器是否相互影响 发生断路时 各用电器互相影响,若其中一个断路,则其他用电器都无法工作 各用电器互不影响,若其中一个断路,则其他用电器照常工作
发生短路时 若其中一个用电器被短路,其他用电器依然有电流通过 若其中一个用电器短路,与之相并联的所有用电器都被短路
开关作用 开关控制整个电路,开关位置不影响其控制作用 干路开关控制整个电路,支路开关只控制所在支路
二、串并联电路的识别
识别方法 图解说明
概念法
电流路径法
拆除法
短路法
移点法
三、较复杂的电路图与实物图的转化方法
1.根据电路图连接实物图的方法
电流路径法:先确定电流方向,即电流从电源正极流出后依次经过哪些元件,再观察有无分支。若有分支,先将一条支路连接完成,再在对应的支路处并联上另一条支路。
标号法:从电源正极开始,先在电路图中各元件的符号两端标出序号,再在对应的实物图中各元件两端标上对应的序号,最后按照电路图连接实物电路。
2.根据实物图画电路图的方法
替换法:所谓替换法就是先将实物图中的元件用规定的符号替换下来,再将符号整理整理成规范电路图的一种方法。
节点法:所谓节点法就是找出电路中电流的分流点和汇流点,以这些点为分界,将电路分成几段来画的方法。
具体步骤:①先找出节点(并联电路的分流点和汇流点)的位置,画出干路;②对照实物图找出一条支路并画出来;③对照实物图找出其他支路并依次画出来;④将干路与各支路连接起来组成完整的电路图。
考点四 电流的测量
一、电流的强弱
1.电流的概念:在物理学中,电流是表示电流强弱的物理量,通常用字母I表示。
2.电流的单位
(1)在国际单位制中,电流的单位是安培,简称安,符号是A;
(2)电流常用单位还有毫安(mA)和微安(μA);
(3)换算关系:1A=103mA=106μA。
二、电流的测量
1.认识电流表
作用 测量电路中电流的大小
符号及结构 电流表在电路中的符号为,实验室常用的电流表通常有三个接线柱、两个量程
表盘上锁标字母“A”的含义 含义有两个:一是表示该表为电流表,二是表示用该表测量电流时表盘上的示数的单位为安培
表盘及两种接线方式 0~0.6A 0~3A
对应量程及分度值 当接“-”和“0.6”量接线柱时,其量程为0.6A,此时每个小格表示0.02A,即分度值为0.02A 当接“-”和“3”量接线柱时,其量程为3A,此时每个小格表示0.1A,即分度值为0.1A
2.电流表的使用规则
(1)电流表的连接
使用规则 违反规则的后果
调零 使用前应检查电流表的指针是否指在零刻度线 如果指针不在零刻度线位置就开始测量,会出现以下两种情况: 指针在零刻度线左侧:会导致最终读数偏小; 指针在零刻度线右侧:会导致最终读数偏大
串联 电流表必须与被测电路串联 如果将电流表和用电器并联,用电器被短路,而且还有可能烧坏电流表
“+”进“-”出 连接电流表时,必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出 若电流表的正负接线柱接反,通电后指针将反偏,容易损坏电流表
量程选择 要选择合适的量程:(1)所测电流大小不能超过所选量程;(2)在不超过量程的前提下,应选用小量程测电流,因为小量程分度值小,精度高 如果电流大小超过电流表量程,无法读数还容易损坏电流表;如果选择量程过大,例如可选择0-0.6A量程时选择0-3A量程,测量误差会较大
严禁电源短路 不允许把电流表直接连接在电源的两极上 若电流表不经过用电器直接接到电源两极上,会造成电源短路,可能烧坏电流表和电源
(2)电流表的读数
一、明确所选量程;
二、明确所选量程的分度值
三、由指针所指位置,读数。
考点五 串、并联电路中电流的规律
一、串联电路中电流的规律
1.实验:探究串联电路中电流的规律
提出问题 串联电路中各处电流之间有什么关系
猜想与假设 测量电路中电流只有一条路径,所以各处电流可能相等; 从电源正极到负极,由于存在用电器,串联电路中电流可能越来越小; 从电源正极到负极,由于存在用电器,串联电路中电流可能越来越大
设计实验 将不同规格的小灯泡按照如图所示的方式接入电路,进行实验,分别把电流表接入图中A、B、C三点处,测出A、B、C三点的电流IA、IB、IC,记录数据并进行比较
进行实验 按照设计的电路图连接好实物图,并合理选择电流表量程; 把电流表接在电路中的A处,如图甲所示,经检查连接无误后,闭合开关,测出A处的电流值IA,并填入表格中; 把电流表先后改接在电路中的B、C处,如图乙丙所示,分别测出这两处的电流值IB、IC,并填入表格中; 换用不同规格的小灯泡,重复上述操作,并将每次的实验数据填入表格中; 比较测得的数据,总结串联电路电流的规律
实验数据 实验次数A点的电流IA/AA点的电流IB/AA点的电流IC/A10.20.20.220.240.240.2430.30.30.3…
分析论证 电路中ABC三点的电流相等,即IA=IB=IC
实验结论 串联电路中电流处处相等,即I=IA=IB=IC=…=In
2.交流与反思
(1)记录数据要真实,不得随意修改实验数据,在误差允许范围内得出结论;
(2)同一次实验过程中,每盏小灯泡的亮度可能不同,甚至有的小灯泡不亮,但这不能说明各处电流不相等,因为各小灯泡的规格不同。
二、并联电路中电流的规律
1.探究并联电路中电流的规律
提出问题 并联电路中干路电流与各支路电流之间什么关系
猜想与假设 干路电流可能等于各支路电流; 干路电流可能大于各支路电流; 干路电流可能等于各支路电流之和
设计实验 按照如图所示电路进行实验,用电流表分别测出干路(C点)电流和各支路(A点和B点)的电流,记录数据并进行分析,看看它们之间有什么关系; 换上另外两个规格不同的小灯泡,重复上述实验,根据所测实验数据总结出并联电路中干路电流和各支路电流之间的关系
进行实验 (1)按照右图乙所示电路图连接好实物图甲,并合理选择电流表的量程; (2)分别测出干路(C点)电流和各支路(A点和B点)电流,并将数据记录在表格中; (3)换用规格不同的小灯泡,重复上述实验步骤,并将实验数据记录表格中
实验数据 实验次数C点的电流IC/AA点的电流IA/AB点的电流IB/A10.40.20.220.440.240.230.460.160.3…
分析论证 通过分析数据可发现:IC=IA+IB
实验结论 并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+…
2.交流与反思
(1)分析实验数据可知,并联电路中各支路电流不一定相等。当并联的两个小灯泡规格相同时,各支路电流相等;当并联的两个小灯泡规格不相同时,各支路电流不相等。
(2)并联电路中,干路电流等于各支路周六之和,即I=I1+I2+I3+…+In;当各支路用电器都相同时,I=nI1。
考点六 电压
一、电压
电源与电压的作用 电源是提供电压的装置,电压是形成电流的原因
电压符号 物理学中,电压常用“U”表示
电压单位 ①在国际单位制中,电压单位是伏特(简称为伏,符号是V); ②电压常用单位还有:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV); ③换算关系:1kV=1000V,1V=1000mV,1mV=1000μV
二、电压的测量
1.探究并联电路中电流的规律
认识电压表 符号与结构:电压表在电路中的符号是,实验室常用电压表通常有三个接线柱,两个量程
表盘:(1)表示该表为电压表;(2)表示该表测量电压时表盘上示数的单位是伏特
量程与分度值:当使用“-”和“3”两个接线柱时,量程为0~3V,其分度值为0.1V;当使用“-”和“15”两个接线柱时,量程为0~15V,其分度值为0.5V
电压表的使用 使用前先检查指针是否指在零刻度线,如果不在,要旋转调零旋钮使指针指在零刻度线处; 如果指针不在零刻度线就开始测量,会出现以下两种情况:(1)指针在零刻度线左侧,会导致最终读数偏小;(2)指针在零刻度线右侧,会导致最终读数偏大
电压表的连接 (1)连线时,测哪个用电器电压,就要把电压表与哪个用电器相并联; (2)若将电压表与待测用电器串联,此时虽然电压表不至于被烧坏,但这样的电路近似断路,测不出待测用电器两端电压; (3)标有“+”的接线柱接电源的正极,标有“-”的接线柱接电源的负极。如果“+”“-”接线柱接反,会使电压表的指针反向偏转,损坏电压表。
电压的测量与读数 所测电压不能超过所选量程;在不超过量程的前提下,尽可能选用小量程测电压,以提高测量精度
电压表可直接接在电源“+”“-”极两端,此时测量的就是电源电压。 注意:此时如果所选量程小于电源电压,可能会烧坏电压表
考点七 串、并联电路中电压的规律
一、探究串、并联电路中电压的规律
1.探究串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的规律
提出问题 两个或两个以上用电器组成的串联电路中,各用电器两端电压与电源两端电压有什么关系
猜想与假设 (1)与串联电路电流关系一样,处处相等; (2)各用电器两端电压之和可能等于电源两端的电压; (3)各用电器两端的电压可能与电源两端的电压相等
设计实验 分别按甲、乙、丙所示电路图连接实物电路,其中两灯泡规格相同,测出A、B间的电压UAB,B、C间的电压UBC,A、C间的电压UAC,并分析三者间有何关系;换用不同规格的小灯泡重复实验,观察上述关系是否仍然成立。
进行实验与收集证据 (1)调节电压表指针归零; (2)按照电路图连接好实物电路,并检查电路是否连接无误; (3)分别将电压表接在A和B、B和C、A和C两点,将测得的电压记录在数据表格中; (4)换用不同规格的小灯泡,重复上述步骤 实验次数A、B间电压U1/VB、C间电压U2/VA、C间电压U/V11.51.53.021.81.23.032.10.93.0……
归纳总结 (1)由实验数据可得:U=U1+U2;当两个灯泡规格相同时,U1=U2;当两个灯泡规格不同时,U1≠U2; (2)结论:串联电路中,电源两端电压等于各个用电器两端电压之和,即U=U1+U2
注意事项:
(1)连接实物电路图,可对照电路图按一定的顺序(从电源的“+”极到“-”极或从电源“-”极到“+”极),逐个顺次连接;
(2)在连接实物电路过程中,开关要处于断开状态,防止电路出现短路而烧坏电源;
(3)电压表要并联在被测电路两端,同时要注意让电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,并采用试触法选择合适的量程;
(4)闭合开关进行实验之前,要检查电路的正确性,确定没有错误后,方可进行实验;
(5)实验中,每次读数后,应及时断开开关,以节约用电;
(6)记录实验数据时,要如实记录,不能随意改动数据,更不能“凑数”。
2.探究并联电路的电压规律
基本实验 探究并联电路各支路用电器两端电压与电源两端电压的关系
提出问题 两个或两个以上用电器并联,那么各支路用电器两端电压与电源电压关系如何
猜想与假设 (1)各支路用电器两端电压可能都相等,且等于电源电压; (2)各支路用电器两端电压不相等,它们的和等于电源电压
设计并进行实验 (1)如图所示,选用两个规格相同的小灯泡并联在电路中,分别将电压表并联在A和B、C和D、E和F两点,测出相应的电压值(所用电压为两节串联的干电池),将数据填入表中。 (2)换上两个规格不同的灯泡,所用电源仍为两节串联的干电池,重复上述步骤; (3)分别选用两个规格相同和规格不同的小灯泡,所用电压为三节干电池,重复上述步骤。
实验数据 实验次数A、B之间的的电压U1/VC、之间的电压U2/VE、F之间的电压U/V1333233334.54.54.544.54.54.5……
分析论证 分析实验数据可知,灯泡并联在电路中时,各灯泡两端电压相等,且等于电源电压,即U=U1=U2。该结论可表述为:并联电路中,各支路两端电压相等。
特别提醒:
在同一电路中,并联的用电器两端电压相等。但两端电压相等的用电器不一定是并联关系,也可能是规格相同的用电器串联。
考点八 电阻
一、电阻
电阻 在物理学中,用“电阻”来表示导体对电流的阻碍作用的大小
符号 通常用“R”表示电阻
单位及换算关系 在国际单位制中,电阻的单位是“欧姆”,简称“欧”,符号是“Ω”。常用单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。 换算关系:1MΩ=103kΩ,1kΩ=103Ω。
对电阻的理解 导体的电阻越大,表示导体对电流阻碍作用越强,在电压相同的情况下,通过导体的电流越小
导体的电阻是导体本身的一种性质,即导体的电阻由导体自身的情况决定。不管导体是否接入电路、是否有电流通过,也不管导体两端电压是否改变或怎样改变,导体对电流的阻碍作用(即电阻)都是存在的。无电流通过时,这种阻碍作用仅仅是没有表现出来而已
二、影响导体电阻大小的因素
提出问题 导体的电阻大小与哪些因素有关
猜想与假设 (1)路越窄,车辆越难同行—导体越细,可能阻碍作用越强,电阻越大; (2)道路越长,人走得越累—导体越长,可能阻碍作用越强,电阻越大; (3)不同的道路同行效率不同,如高速公路、水泥路、乡间小路—导体的电阻可能与制作导体的材料(铁、铜、银、铝等)有关; (4)物质的很多物理性质都受到温度的影响,如密度—导体的电阻是否也受温度的影响。
设计实验 (1)探究电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积是否有关,涉及的因素较多,应采用控制变量法涉及实验过程。 ①选取材料、粗细相同,而长度不同的镍铬合金丝,分别接入电路中(如图所示),观察电流表示数的变化情况,探究电阻大小与导体长度的关系。 ②选取材料、长度相同而粗细不同的镍铬合金丝,分别接入电路中,观察电流表示数的变化情况,探究电阻大小与导体横截面积的关系。 ③选取粗细、长度相同的铜丝和镍铬合金丝,接入电路中,观察电流表示数变化情况,探究电阻大小与导体材料的关系。 (2)转化法:电阻大小是通过电流表示数的大小比较的。电流表示数大的电阻小,电流表示数小的电阻大,此方法称之为转换法。 (3)将日光灯的灯丝与电流表接入电路中,比较灯丝温度不同时电流表示数的变化情况,探究导体电阻与温度的关系。
进行实验 (1)将图甲中的导线CD和EF分别接入乙图所示的电路,闭合开关,过程的示数。 甲 乙 丙 (2)将图甲中的导线CD与GH分别接入乙图所示的电路,闭合开关,过程的示数。 (3)将图甲中的导线AB与CD分别接入乙图所示的电路,闭合开关,过程的示数。 (4)如图丙所示,把电阻丝接入电路,慢慢地给电阻丝加热,观察电流表示数的变化情况。
分析论证 实验现象实验结论ICD探究归纳 导体的电阻是导体本身的已知性质,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积。同种材料导体,长度越长、横截面积越小,导体的电阻越大。另外,导体的电阻还受温度的影响。
特别提醒:
(1)实验过程中要控制电源电压不变;
(2)在叙述结论时,要注意控制变量法思想的运用。如在“探究导体电阻的大小是否与导体横截面积有关”实验中,得出结论是“在导体的材料、长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小”,如果说成“导体的横截面积越大,电阻越小”是不准确的。
三、半导体与超导体
1.半导体
(1)概念:有一些材料,如硅和锗,导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称为半导体。
(2)特点:①半导体的导电性能比导体差,比绝缘体好;②温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响。
(3)应用:利用半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、三极管、集成电路等。
2.超导现象
(1)超导现象:某些物质在温度很低时,电阻就变成了0,这就是超导现象。在温度很低时,电阻为0的材料称为超导材料。超导材料也称为超导体。
(2)超导现象应用与实际的好处:①延长电路元件的使用寿命;②降低电能损耗;③实现电子设备微型化。
(3)超导材料的应用:利用超导材料可制造超导电动机、超导电缆、磁悬浮列车等。目前,超导材料还没有广泛应用于生活实际的主要原因是还没有发现常温下的超导体。
培优拓展:导体电阻和温度的关系
(1)一般的物体,如金属,其电阻随温度的升高而增大,随温度的下降减小。
(2)有的合金,如康铜和锰铜,其电阻几乎不随温度的变化而变化,是制作标准电阻的好材料。
(3)半导体的电阻和温度的关系较为复杂,有些半导体的电阻随温度的升高而减小,有些半导体的电阻随温度的升高而增大。
考点九 变阻器
一、变阻器
变阻器 能改版接入电路中队长大小的元件叫做变阻器。学生实验中常用的变阻器有两种,一种是滑动变阻器,另一个是电阻箱
滑动变阻器 (1)原理:通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电路中电阻的大小。 (2)作用:①调节滑动变阻器的滑片可以逐渐改变接入电路的电阻值,从而改变电路中的电流和用电器两端的电压;②滑动变阻器还能起到保护电路的作用。 (3)构造:滑动变阻器的构造如图所示:接线柱A、B之间时滑动变阻器的电阻丝;接线柱C、D之间是金属杆,电阻为零;P是金属滑片,与金属杆和电阻丝相连(电阻丝的表面涂有绝缘漆,但与滑片接触的地方绝缘漆被刮掉),滑片本身看作电阻为零。滑片移动到不同位置时,接入电路的A、C(D)或B、C(D)两个接线柱间电阻丝的长度不一样,这样就改变了接入电路中电阻的大小。
铭牌上各数值的物理意义 20Ω:表示此滑动变阻器的最大阻值为20Ω。使用此滑动变阻器时,接入电路中的阻值可以在0-20Ω之间变化1.5A:表示此滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A
接线方式:将滑动变阻器串联接入电路,应采用两个接线柱“一上一下”的接法,不能同时使用上面两个接线柱(此时滑动变阻器接入电路的电阻为零),也不能同时使用下面两个接线柱(此时滑动变阻器接入的电阻值最大且不变),否则就起不到改变电路电阻的作用
二、电阻箱与电位器
1.电阻箱
滑动变阻器能够改变接入电路的电阻值大小,但不能准确知道接入电路的电阻阻值。如果需要知道接入电路的电阻阻值,就要用到电阻箱。电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻值的变阻器,电阻箱有两种:旋钮式电阻箱和插入式电阻箱。在电路中都用符号“”表示。
(1)旋钮式电阻箱
①使用方法:将电阻箱的两个接线柱接入电路中,调节六个旋钮,就能得到0—99999.9Ω之间的电阻值。
②读数方法:将各旋钮对应的小三角对准的数字乘以面板上标记的倍数,然后将数值加在一起就是电阻箱接入电路中的电阻值。如图乙所示是某电阻箱接入电路后的示意图,该电阻箱的示数:0×100000Ω+0×10000Ω+4×1000Ω+6×100Ω+8×10Ω+8×1Ω=4688Ω。
甲 乙
(2)插入式电阻箱
①使用方法:插入式电阻箱有两个接线柱,接线柱之间有几段电阻丝的上方有能插入或拔出的铜塞。拔出铜塞时,对应那段电阻丝就接入了电路;插入铜塞时,对应的那段电阻丝就会被短路,相对于没有接入电路。
②读数方法:如图所示,是插入式电阻箱的示意图,插入b、d铜塞,接入电路的总电阻R=10Ω+20Ω=30Ω。
实验室常用的变阻器是滑动变阻器和电阻箱,生活中常用的变阻器一般叫做电位器。常见的电位器有机械式电位器和数字式电位器。
2.电位器
(1)机械式电位器:如图所示,是机械式电位器的一种。其电阻丝呈圆弧形,滑片可以在电阻丝上转动。其接线方法是“中间固定,两边接一边”。当接中间和左端接线柱时,接入电路的电阻丝为左侧部分,如果顺时针转动滑片,则电位器接入电路的阻值变大。可连续调节亮度的台灯、可连续调节声音大小的耳机等都是使用了这种电位器。
(2)数字式电位器:数字式电位器是用数字信号控制阻值的器件(集成电路等)。它有耐振动、噪声小、寿命长、抗环境污染等优点,已在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多领域得到应用。
题型一 电荷
【典型例题】小明利用静电复印技术简单模拟静电复印原理,具体操作步骤如图所示。
(1)图甲中用丝绸快速摩擦有机玻璃板板面,如图甲,通过摩擦使玻璃板带_________电;
(2)图乙中借助人体将“大”字部分的电荷导走,因为人是_________。
(3)图丙除“大”字部位的干木屑滑落,其他部位的干木屑被吸引是因为_________。
(4)摩擦起电现象的实质是_________发生了转移。
(5)请你说出生活中哪些做法可以防止静电带来危害:_______________。
【变式1】如图甲所示,无风条件下铝箔气球处于静止状态;图乙是用带正电的a棒靠近气球时的情景;图丙是用b棒靠近气球时的情景。则( )
A.气球可能带负电 B.气球可能不带电 C.b棒可能不带电 D.b棒一定带负电
【变式2】a、b、c是三个轻质带电泡沫小球,它们相互作用的情况如图所示,已知a带负电,若用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近c,二者将相互___________(选填“吸引”或“排斥”)。
题型二 电流
【典型例题】如图所示,经过毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器后,金属箔张开,金属箔张开是因为___________,这一瞬间,电流的方向是___________(选填“从橡胶棒到金属箔”或“从金属箔到橡胶棒”)。
【变式1】静电消除器接触汽车后能够导走静电,静电消除器前端应是_______(选填“导体”或“绝缘体”)。若汽车带的是负电,则瞬间电流方向是由__________________(选填“汽车流向消除器”或“消除器流向汽车”)。
【变式2】如图所示,M、N为两个相同的验电器,M所带电荷与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷相同,则M带___________电荷,N不带电。用带绝缘柄的金属棒把M和N的金属球连接起来,电荷的移动方向是___________(填“从M到N”或“从N到M”),产生的瞬间电流的方向是___________(填“从M到N”或“从N到M”)。
题型三 简单电路
【典型例题】如图所示,电源电压保持不变,下列说法正确的是(  )
A.若先闭合,再闭合,电压表示数变大
B.若先闭合,再闭合,电流表示数变大
C.若灯短路,则闭合、后, 灯会亮
D.若把电压表和电流表位置对调,则闭合、,两表都烧坏
【变式1】下列电路中,连接正确的是(  )
A. B.
C. D.
【变式2】枣阳博物馆收藏了许多珍贵文物。如图甲展示的是一种具有报警功能的文物展示台,若其内部电路结构如图乙所示。开关S处于闭合状态时,文物放置在金属片B上,弹簧处于压缩状态,金属片B与A、C接触;当文物被搬离展示台时(  )
A.灯泡不亮,电铃不响 B.灯泡亮,电铃响
C.灯泡和电铃都短路 D.灯泡断路,电铃短路
题型四 串联和并联电路
【典型例题】学校要为储藏室的电动门设计一个控制电路,只有当两名管理员同时启用各自的钥匙时才能接通电源,电动机工作把门打开。如启用钥匙相当于闭合开关,则下列电路图符合要求的是(  )
A. B.
C. D.
【变式1】如图所示电路,请在圆圈内填入电表(电压表或电流表)的电路元件符号,开关S闭合后两灯并联均能发光,且电表有示数。
【变式2】如图所示的电路,闭合开关,、两灯均发光,两电表均有示数,下列相关说法中正确的是( )
A.若、两灯亮度不同,则是因为电流大小不同
B.电压表只测量灯泡两端的电压
C.电流表只测量通过灯泡的电流
D.、两灯两端的电压一定不相等
题型五 电流的测量
【典型例题】下图中,闭合开关,能用电流表直接测量通过灯L2电流的是(  )
A. B.
C. D.
【变式1】如图甲闭合开关S后,电流表A1、A2的指针位置相同,如图乙。则通过灯泡L1的电流为______ A。
【变式2】如图甲所示电路图,闭合开关S,两个相同的电流表A1、A2的指针指在同一位置,如图乙所示。问:
(1)干路电流I为多少?
(2)通过灯泡L1的电流I1为多少?
(3)若灯泡L1的灯丝突然烧断,电流表A1的示数为多少?
题型六 串并联电路电流的规律
【典型例题】在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中:
(1)请根据图甲中的电路图,连接图乙中的电路时,电流表测量流过小灯泡______的电流。连接电路时应_______开关。
(2)小明在测量A点的电流时,如图丙所示,则______A;在测量B点电流时发现与A点电流相同,于是他就得出:在并联电路中,各支路电流相等的结论,请你对小明的做法进行评估:______________。
【变式1】在“探究并联电路电流特点”的实验中,小致设计了如图甲所示的电路进行实验。
实验序号 IA/A IB/A IC/A
1 0.46 0.18 0.28
2 0.36 0.20 0.16
3 0.7 0.32 0.38
(1)连接电路时,开关应处于______状态;
(2)在实验过程中,L2突然熄灭,L1亮度不变,电路可能出现的故障是______;
(3)排除故障后,在A、B、C三处各接入一个电流表,并选择合适的量程。闭合开关,测得A、B、C三处的电流分别为IA、IB、IC。更换多组______(选填“相同”或不同”)规格的灯泡多次实验,部分实验数据如表所示。
(4)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是______(用题中所给字母写出关系表达式);
(5)小致在某次实验时,测得A处电流IA为0.80A,观察到C处电流表指针位置如图乙所示,则C处电流大小为______A;
(6)本实验要进行多次实验的目的是______。
【变式2】在“探究并联电路中的电流关系”实验中。
(1)连接如图甲所示电路时,还剩一根导线没连接,请你用笔画线代替导线,将电路实物图补充完整,要求电流表测图乙中A点的电流。
(2)在连接电路时,开关应该处于______(选填“闭合”或“断开”)状态。小明同学在分组实验中,闭合开关前,电流表指针指在零刻度处。当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了如图丙所示的情况,则电路的问题是__________。
(3)本实验需要多次选用规格______(选填“相同”或“不同”)的小灯泡进行实验,这样操作的目的是___________。
(4)本实验得到的实验结论是:_________(用文字表达)。
题型七 电压及其测量
【典型例题】如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器滑片从中点移到b端,此过程中( )
A.电流表A的示数变小,电压表的示数不变
B.电压表的示数与电流表A示数的比值不变
C.电压表的示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表的示数变化量大于电压表的示数变化量
【变式1】如图所示的电路中,电源电压恒为 4.5V,R1、R2是定值电阻,当开关 S 闭合时,电压表 V2的示数为 1.5V,则正确的是(  )
A.R1两端的电压为 3V B.R2两端的电压为 3V
C.电压表 V1测 R1两端的电压 D.电压表 V2测 R1两端的电压
【变式2】在用电流表测电流和电压表测电压的实验中:
(1)小明在闭合开关前发现电流表的指针如图甲所示,其原因是______;若是在闭合开关后出现此情况,则原因是______。
(2)他正确连接电路后,电流表示数如图乙所示,所选择的测量范围是______A;正确读数应为______A。
(3)小红在进行电压表测电压实验时,电压表的示数如图丙所示,所选择的测量范围对应的分度值是______V;正确读数应为______V。
题型八 串并联电路电压的规律
【典型例题】在“伏安法测小灯泡电阻”的实验中,小强设计了如图甲所示的电路来测量正常工作电压为小灯泡的电阻,电源电压恒为,滑动变阻器向左移动时灯泡变亮。
(1)请用笔画线代替导线将图甲连接完整。
(2)连接线路时,开关应__________(选填“断开”或“闭合”)。
(3)实验中某时刻电压表示数如图乙所示,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向__________(选填“”或“”)端移动,直到电压表示数为__________。
(4)小强还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像,如图丙所示,小灯泡正常发光的电阻为__________。
(5)实验完成后,小强发现了电学实验盒里有一个发光二极管。他想研究一下发光二极管和小灯泡串联在同一个电路中,哪个会更亮一些。小强按照丁图所示的电路图接好电路,闭合开关,发现二极管发光,但看不到小灯泡发光。小强根据所学到的电学知识进行了如下的猜想:①小灯泡短路了;②小灯泡的实际功率太小。在保证电路安全的情况下,他拿一根导线进行了实验来验证自己的猜想。请帮他完成实验:小强把导线接在了__________(选填“小灯泡”或“二极管”)两端,发现电流表的示数改变了,则验证了猜想__________(选填“①”或“②”)是正确的。
【变式1】某小组在做“探究串、并联电路的电压规律”实验。
(1)在连接电路时,开关应该___________;电压表应___________联在被测电路中。
(2)小红正确测出了L1两端的电压,在测L2两端的电压时,小红打算采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,此操作___________(选填“可行”或“不可行”)。
(3)最后,小红按照正确的方法测量出AC两点之间的电压如图乙所示,UAC=___________V,L1、L2两端的电压分别为U1=4V、U2=0V,由此可知,电路出现的故障可能是___________。(写出一种即可)
(4)在“探究并联电路的电压规律”的实验中,小红同学设计了如图丙所示的电路,将测得的所有实验数据填入表中,由实验数据可以得出结论:在并联电路中,___________。由表中数据___________(选填“能”或“不能”)判断出实验中选择的小灯泡的规格是不相同的。
Uab/V Ucd/V Uef/V
2 2 2
3 3 3
4 4 4
【变式2】如图所示,小明在“探究串联电路电压特点”的实验中;
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
1 2.0 1.0 3.0
2 1.4 1.6 3.0
3 0.8 11.0 3.0
(1)连接电路时,开关应该处于______(选填“断开“或“闭合”)状态:
(2)小明根据图甲正确连好电路,闭合开关,发现L1、L2均不发光,电压表有示数且大小接近电源电压,则电路中出现的故障可能是L1发生了______(选填“短路”或“断路”)
(3)排除故障后,电压表的示数如图乙所示,则此时灯泡L1两端的电压为______V。
(4)小明在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将导线AB的A端松开,接到C点上,测量L2两端的电压,这一做法会造成______。
(5)小明用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC。接下来他更换不同规格的灯泡,经过多次实验,将其中的几次数据记录在上表中。表格中有明显错误的数据是______V,造成错误的可能原因是______,修正实验数据,可得到串联电路的电压特点是______(用公式表示);
题型九 电阻
【典型例题】已知在其他条件相同的情况下,电阻较小的导体,其材料的导电性能较强。如图所示的电路中,、分别是甲、乙两种材料制成的电阻丝,它们的横截面积分别为、,且,长度分别为、,且。闭合开关后,两电流表的示数分别为、,观察到,请根据上述信息,分析并判断甲、乙两种材料谁的导电性能更强。
【变式1】如图所示,将玻璃管接入电路,探究盐水的导电性能与哪些因素有关,收集的实验数据如下表所示。下列说法错误的是(  )
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8
盐水浓度 5% 10% 15% 15% 15% 15% 15% 15%
盐水液柱长度/cm 10 10 10 10 10 15 25 35
盐水温度/℃ 16 16 16 25 35 35 35 35
灯泡亮度 逐渐变亮 逐渐变暗
A.实验中,通过小灯泡的亮度显示盐水的导电性能
B.通过3、4、5三次实验,可探究盐水的导电性能与盐水温度的关系
C.分析表中数据可知:第6次实验时,盐水的导电性能最强
D.为更精确显示盐水导电性能,可在原电路中串联一个电流表
【变式2】在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,小芳猜想电阻的大小可能与导体的材料、长度、横截面积有关,她利用如图1所示的实验盘进行探究:
(1)她设计了如图2所示的两种方案,将电阻丝分别接入M、N之间进行探究,你认为方案_______更合理;
(2)通过观察对比,她发现A、B的长度相同粗细不同, A、C、D的粗细相同,C、D的长度相同。选择_______两根电阻丝,可以探究电阻的大小与导体的长度的关系(用A、B、C、D表示,下同);
(3)为了使结论更有说服力,每次更换电阻丝时,电源电压_______(选填“保持不变”或“及时改变”);
(4)小丽想用开关、导线、电源和电压表设计方案3(无图,每次只能接入一个电阻),她通过电压表的示数_______(“能”或“不能”)判断电阻A、B的大小;
(5)完成上述实验后,小明进行了如图3所示的实验,他把M、N与废日光灯管中的钨丝连接,闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,可以观察到电流表示数变小,这表明:温度升高,钨丝的电阻_______。
题型十 变阻器
【典型例题】滑动变阻器是通过改变导体接入电路的电阻丝的________来改变电阻,从而改变电路中的电流。某滑动变阻器上标有“ 2A”的字样,其中表示该变阻器的________;如图所示电路中,有一根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关S后,向左移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数变大,小灯变亮________。
【变式1】如图是一种测定油箱内油量的模拟装置。其中电源两端电压保持不变,是定值电阻,是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆的一端连接,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,油面下降,带动滑杆使滑动变阻器的滑片向上移动,从而改变电路中的电流。下列说法中错误的是(  )
A.电路中的定值电阻不可以去掉
B.油箱中油量越多时,电流表的示数越大
C.当油箱中的油用完时,电流表的示数为零
D.当油箱中的油量减少时,变阻器连入电路的电阻变大
【变式2】如图所示,电源电压为且保持不变,小灯L和滑动变阻器的最大阻值均为,a、b、c是变阻器上的三个接线柱。现将MN端分别与变阻器的两个接线柱相连。
(1)闭合开关,向左滑动滑片P时,若小灯L变亮,则滑动变阻器接入的接线柱为______(选填:A.ab B.ac);
(2)闭合开关,将变阻器滑片P移至中点时,若观察到小灯L熄灭,已知电路中只有一处故障。且只发生在小灯L或变阻器上,则:
①该电路的故障可能为______;
②请写出此时的电压表示数及其对应的故障______。
1.如图所示的电路,闭合开关S1、S2后,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数,下列说法错误的是(  )
A.电流表测量通过L2的电流
B.电压表只能测L1两端的电压
C.取下L1时,L2仍能发光
D.只断开S1时,电压表无示数
2.如图所示电路,电源电压不变。开关S闭合一段时间后,若R1断路,则(  )
A.电压表示数减小,电流表A2示数不变 B.电压表示数不变,电流表A3示数减小
C.电压表与电流表A3示数的比值不变 D.电流表A2与电流表A3示数的比值不变
3.某电动公共汽车,当公交车前、后两门(电路开关)中的任意一个门没有关好(没有关好相当于开关断开),司机驾驶室的指示灯都会发光,提示不能行驶,只有当两个门都关好时,指示灯会熄灭,提示可以行驶。如图所示的电路图中符合这一情况的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示的电路,闭合开关后,电压表和的指针偏转角度相同,则下列说法正确的是( )
A.电压表测电源正负极间电压 B.电压表测小灯泡两端电压
C.电压表和的测量值不相同 D.小灯泡和的规格是相同的
5.如图所示电路,电源电压保持不变,开关S闭合后,电压表均有示数。某时刻该电路发生故障,其中一个电压表的示数减小,若故障只发生在电阻R或灯泡L处,则可能是( )
A.电压表的示数减小,电阻R断路
B.电压表的示数减小,电阻R短路
C.电压表的示数减小,灯泡L断路
D.电压表的示数减小,灯泡L短路
6.部分金属在通常条件下导电性的排序如图所示,从下至上,金属的导电性依次增强。若不考虑温度对电阻的影响,下列判断正确的是(  )
A.银线电阻一定小于铜线电阻
B.电阻相同时,铜线一定比铝线更细
C.铝线的长度越长,电阻越大
D.长度和粗细均相同时,铝线比铁线的电阻更小
7.一根长一米的导线电阻为10Ω,均匀的拉长到2米,电阻变为______Ω。
8.如图所示的电路中,闭合开关S后,两电压表的示数分别为3V、1V,则电源电压为_________V;小灯泡两端的电压为_________V。
9.如图,甲为亮度可调的台灯,乙为调节其亮度的电位器,a、b、c是电位器的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡亮度变亮,则应连接_________(选填“ab”、“bc”或“ac”)两接线柱,电位器和灯泡要_________(选填“串”或“并”)联。
10.如图所示,若使灯泡、串联,应闭合开关________;若使灯泡、并联,应闭合开关________。
11.如图所示为___________(填“串联”或“并联”)电路,已知A1的示数是0.2A。A2的示数是0.5A。则通过灯L1的电流是___________A。
12.如图所示,闭合开关后,滑片向右移动,示数将________,若移动滑片过程中,突然发生断路,示数将________(均选填“变大”或“不变”或“变小”)
13.画出实物图对应的电路图
14.张明发现,某型号的3D金属打印机存在误触安全隐患,于是设计了一套智能安全启动方案:使用前,需先刷卡验证身份(开关S1闭合),此时设备指示灯亮起但电动机不工作;然后,必须正确佩戴防护眼镜,眼镜上的感应器将自动闭合打印机电路中的开关S2,电动机才能开始工作;若只佩戴眼镜而未刷卡,则电动机无法启动。请你根据以上要求,画出符合安全逻辑的电路图。
15.如图所示电路,请在圆圈中填入电表符号,闭合开关后,要求两灯泡均能工作。
16.如图甲所示的电路,当开关S闭合后,电流表的指针偏转如图乙所示,求:
(1)通过L1的电流;
(2)干路电流;
(3)通过L2的电流。
17.在如图所示的电路中,开关S闭合后,通过三只灯泡、、的电流分别为、和。求:
(1)电流表示数;
(2)电流表示数;
(3)电流表示数。
18.探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(恒为4.5V)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、电阻(、、)、滑动变阻器(、2A)、开关、导线若干。
序号 电压U/V 电流I/A
1 1.0 0.20
2 1.5
3 2.0 0.40
(1)闭合开关前,将滑动变阻器滑片P移到最_____端;
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是定值电阻_____,排除故障,继续实验;
(3)探究电流与电压的关系,实验数据如下表,其中第2次实验的电流表示数如图乙所示,为_____A。分析数据可得:电阻不变时,电流跟电压成_____;
(4)探究电流与电阻的关系,将电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为,移动滑片直至电压表示数为_____V,记录电流表示数;再将电阻更换为,发现无法完成实验。为了继续实验,可换用的滑动变阻器的规格为_____(填字母)。
A.,1A B.,0.5A C.,2A
19.在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验探究。实验中使用4根电阻丝;规格、材料如表。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 锰铜合金 0.5 0.8
b 镍铬合金 0.5 0.8
c 镍铬合金 0.5 0.4
d 镍铬合金 1 0.4
(1)实验中通过观察___________来比较电阻的大小。
(2)分别将___________(填编号)两根电阻丝接入电路,可初步探究出的结论是:导体的材料、横截面积相同时,长度越___________,电阻越大。
(3)若依次把a、b两根电阻丝接入电路,闭合开关记录电流表的示数。分析比较这两根电阻丝的电阻大小,探究的是电阻跟导体___________的关系。
(4)将电阻丝d对折后接入电路中,发现电流表的示数与将电阻丝d全部接入电路时对比变大了,由此得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小。这种做法___________(选填“正确”或“错误”),理由是___________。
20.同学们做“探究并联电路电流规律”的实验,用两节干电池串联做电源,连接了如图甲所示电路
(1)电路连接时开关应________,否则图甲电路连接完最后一根导线时会出现______(选填“”或“”)不亮,电流表______(选填“有”或“无”)示数的现象。
(2)若只改动甲图电路中一根导线就能使两灯并联,并且电流表测干路电流,请在要改动的导线上打上“×”号,并画出改动后的导线。
(3)为更方便地测出两支路的电流,小明找来一个单刀双掷开关,设计了如图乙所示的电路,当开关接“2”时,电流表可测通过______(选填“”或“”)的电流;那么当开关接“1”时,请判断电流表能否正常测量通过另一条支路的电流,并说明理由:__________。21世纪教育网(www.21cnjy.com)
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