单元重要专项01 《电与电路》单元复习讲义五步曲 -沪科版新教材九年级全册物理同步精讲精炼学案(全国通用)(解析版和原卷版)

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单元重要专项01 《电与电路》单元复习讲义五步曲 -沪科版新教材九年级全册物理同步精讲精炼学案(全国通用)(解析版和原卷版)

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沪科版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案(全国通用)
第十五章 电与电路
单元重要专项01 《电与电路》单元复习讲义五步曲
1.观察摩擦起电现象,了解静电现象。了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。
2.从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。
3.知道电压、电流。
4.会使用电流表和电压表。
5.会看、会画简单的电路图。会连接简单的串联电路和并联电路。能说出生产生活中釆用简单串联电路或并联电路的实例。
6.探 究并了解串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
本单元重要考点、考点解读 易错点总结归纳(表格形式呈现):
重要考点 考点解读 易错点 易错点解读
静电现象 1.摩擦起电的原因及实质: 2.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 3. 验电器原理:同种电荷互相排斥。 4. 静电感应时的电荷分布规律:导体内与带电体电荷性质相反的电荷会被吸引到带电体附近,电荷性质相同的电荷则被排斥到远离带电体的导体的另一端。 认为摩擦起电创 造了电荷。 2.认为带电体能吸引轻小物体,是因为异种电荷相互吸引。 1.摩擦起电不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开。失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电。 2.带电体能具有吸引轻小物体的性质。轻小物体不带电也可以被带电物体吸引。
识别(含设计)串联和并联电路 1.电路及电路中各元件的作用 2. 串并联电路特点 电路的设计就是根据要求设计电路,包括用电器的连接方式、开关的连接方式等。
实物图连接与画电路图 本章作图题的主要类型有: 1. 根据要求画电路图或连接实物图; 2. 电路图或实物图的改错; 3. 在电路图中填入电路元件符号,成为正确的电路。 认为电路元件放在哪里无所谓,只要美观就行。 1. 画电路图时,任何电路元件都不能放在电路图的拐角处,导线要平直,拐角处为直角,绝对不能出现用曲线代替导线的情况,画出的电路图应是长方形(或正方形)。 2. 根据电路图连接实物图时,一般可顺着电流方向连接,导线要用平滑的曲线代替,且导线不能交叉;连接导线时,导线的两个端点要连接在接线柱上,绝不允许连在另一根导线的中间。
电路故障分析 1. 电路的三种状态:通路、断路和短路。 2. 串联电路故障现象 如图所示,根据灯泡、电流表、电压表的工作情况判断电路故障。 (1)小灯一亮一不亮 则不亮的灯发生了短路。此时,电流表的示数变大,被短路小灯两端的电压为0。 (2)两灯都不亮 则电路发生了开路。此时,电流表的示数为0。若电压表的示数为0,则灯L2开路;若电压表的示数为电源电压,则L1开路。 3. 并联电路故障现象 如图所示,并联电路只能发生开路。 (1)若只有L1亮。则L2开路,此时,电流表A和A1的示数相等,电压表V的示数为电源电压不变。 (2)若只有L2亮。则L1开路,此时,A1的示数为0,A的示数变小,V表示数为电源电压不变。 (3)L1与L2都不亮。则 ①干路开路。此时,A、A1、V的示数均为0。 ②各支路均开路。此时,V的示数为电源电压不变,A、A1的示数为0。 4. 电流表无示数,电路有断路的地方; 若用电器工作时,电流表内部发生短路 电流表有示数且示数很小,说明电路有接触不良或电流表量程过大。 5.电压表无示数,与电压表并联的电路短路;与电压表并联的电路以外的电路断路。 若有示数且等于电源电压,说明与电压表并联的电路断路,电压表的两个接线柱与电源构成通路。 对短路理解模糊 ①短路:指不经过用电器直接将电源两极用导线连通的电路。 ②短路的两种情况:电源短路和用电器被短路。
电流表、电压表的使用与读数
探究串、并联电路电流和电压的特点及其应用 实验结论: (1)电流特点:串联电路中各处的电流相等;I=I1=I2 并联电路中,干路电流等于各支路电流的总和。I=I1+I2 (2)电压特点:串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和;U=U1+U2 并联电路中,各支路两端的电压相等。 U=U1=U2
一、摩擦起电实质的分析方法
(1)实质: 电子转移 ,非创造电荷;束缚电子能力弱的物体 因失去电子缺少电子而带正电 ,强的因 得到电子多余电子而带负电。
(2)转移:摩擦起电是电子的“搬家”,得电子带负电,失电子带正电。
(3)电子转移的方向:由所带电子多的物体转移到所带电子少的物体上,或者由所带电子多的物体转移到电中性的物体上,再或者由电中性的物体转移到所带电子少的物体上。
(4)常考材料组合:玻璃/丝绸、橡胶/毛皮、塑料梳子/头发等。
二、电路的连接方式的区分方法
  串联 并联
定义 把元件逐个顺次连接起来的电路 把元件并列的连接起来的电路
特征 电路中只有一条电流路径,一处断开所有用电器都停止工作。 电路中的电流路径至少有两条,各支路中的元件独立工作,互不影响。
开关作用
    控制整个电路 干路中的开关控制整个电路。支路中的开关控制该支路。
电路图
实例 装饰小彩灯、开关和用电器。 家庭中各用电器、各路灯。
三、电路设计方法
电路的设计就是根据要求设计电路,包括用电器的连接方式、开关的连接方式等,具体设计方法如下:
(1)确定用电器的串、并联。根据设计要求确定用电器是否能单独工作或互不影响,若能,则为并联,若不能,则为串联。并联电路中,开关在干路上时控制所有用电器,开关在支路上时只控制所在支路的用电器。
(2)多个开关控制一个用电器时,确定多个开关之间的串、并联。若任何一个开关闭合,都能使用电器工作,则开关之间是并联的;若开关全部闭合才能使用电器工作,则开关之间是串联的。
(3)通过短路控制用电器的工作。开关与某一个用电器并联,闭合开关时,用电器被短路,不能工作;断开开关时,用电器工作。为了防止电源短路,该设计只适用于串联电路。
四、 解决电路故障问题思维方法
1. 串联电路故障判断技巧
如图所示,根据灯泡、电流表、电压表的工作情况判断电路故障。
(1)小灯一亮一不亮。不亮的灯发生了短路。此时,电流表的示数变大,被短路小灯两端的电压为0。
(2)两灯都不亮。电路发生了开路。此时,电流表的示数为0。若电压表的示数为0,则灯L2开路;若电压表的示数为电源电压,则L1开路。
2. 并联电路故障判断技巧
如图所示,并联电路只能发生开路。
(1)若只有L1亮。则L2开路,此时,电流表A和A1的示数相等,电压表V的示数为电源电压不变。
(2)若只有L2亮。则L1开路,此时,A1的示数为0,A的示数变小,V表示数为电源电压不变。
(3)L1与L2都不亮。则
①干路开路。此时,A、A1、V的示数均为0。
②各支路均开路。此时,V的示数为电源电压不变,A、A1的示数为0。
五、用串并联电路中电流、电压的特点的解题技巧
1. 若两个用电器串联(或者能化为两个用电器串联),第一个用电器对应的电流、电压分别用I1、U1表示,
第二个用电器对应的电流、电压分别用I2、U2表示,电源电压用U表示,电路总电流用I表示。根据串联电路中电流、电压的特点,就把两个用电器对应的电流、电压与电路总电流、电源电压就联系起来了,即:
I1=I2=I.......(1)
U1+U2=U......(2)
所求物理量就能在解(1)(2)两个方程中求出。
2. 若两个用电器并联(或者能化为两个用电器并联),第一个用电器对应的电流、电压分别用I1、U1表示,
第二个用电器对应的电流、电压分别用I2、U2表示,电源电压用U表示,电路总电流用I表示。根据并联电路中电流、电压的特点,就把两个用电器对应的电流、电压与电路总电流、电源电压就联系起来了,即:
I1+I2=I.......(3)
U1=U2=U......(4)
所求物理量就能在解(3)(4)两个方程中求出。
考点1 静电现象
【例题1】 (2025河南)用干燥的毛皮分别摩擦两个由橡胶制成的气球,使两个气球均带电。将两气球靠近时,下图中能正确反映两气球所带电荷的种类和相互作用情况的是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故用毛皮摩擦的橡胶气球也带负电,由于同种电荷相互排斥,故两个气球将会分开,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
【变式1-1】 小明在参观科技馆中的“静电碰碰球”时,他转动手柄使玻璃罩中间的大金属球带上正电,周围不带电的小金 属球碰上大金属球后会被弹开,如图所示,下列分析正确的是(  )
A.人在转动手柄的过程中创造了电荷
B.大金属球带正电是因为它得到了电子
C.小金属球不带电是因为它内部没有电荷
D.小金属球被弹开是因为同种电荷相互排斥
【变式1-2】人类在探索微观世界的过程中,提出了很多模型。如图所示是卢瑟福提出的核式结构模型,其中A是 ,带 电。摩擦的物体之所以能够带电是由于 (选填“摩擦创造了电荷”或“电子发生了转移”)。
【变式1-3】静电在工业和生活中具有很重要的应用,但有时也会带来很多麻烦,下列属于静电防护的是( )
A.静电除尘 B.静电喷漆
C.静电复印 D.运输易燃品车辆尾部挂铁链
考点2 识别(含设计)串联和并联电路
【例题2】(2025江苏苏州)小明要设计自动防盗报警电路。要求:开关S闭合后,灯亮电铃不响;当房门被打开时,细导线MN被扯断,灯亮且电铃响。下列电路符合设计要求的是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.S闭合时,铃响,灯被短路,灯不亮,MN被扯断后灯亮铃也响,故A不符合题意;
B.S闭合时,灯和铃并联,此时灯亮铃响,MN扯断后,灯所支路断路,此时铃响灯不亮,故B不符合题意;
C.S闭合时,铃被短路,此时灯亮铃不响,MN扯断后灯和铃串联,灯亮且铃响,故C符合题意;
D.S闭合时,灯和铃并联,此时灯亮且铃响,MN扯断后,铃所在之路断路,此时灯亮铃不响,故D不符合题意。故选C。
【变式2-1】如图所示,暗盒中的两个灯泡和连接在同一电路中,闭合开关两灯均发光,若和两端电压不同,则和(  )
A.一定串联 B.一定并联
C.可能串联 D.可能并联
【变式2-2】有一种“感应数字时钟”。这种时钟在闭合数显开关后屏幕上能显示当前时间,如果光线暗(光敏开关闭合)时还会自动发光。下列电路中符合要求的是( )
【变式2-3】如图所示的电路中,各元件完好,关于整个电路的连接,下列判断中正确的是(  )
A.若只闭合S1,L、R2串联
B.若只闭合S2,R1、R2并联
C.若只闭合S2,R1、R2串联
D.若S1、S2都断开,R1、R2、L串联
考点3 实物图连接与画电路图
【例题3】(2025山东省)如图所示,可充电按摩仪具有按摩和热敷两种功能,使用时,闭合开关S1,电动机驱动按摩头开始按摩;再闭合开关S2,加热电阻接通,按摩的同时进行热敷。若断开S1,按摩仪无法单独进行热敷。
(1)按摩仪的热敷功能利用的是电流的__________效应;
(2)按摩仪在充电时,其电池相当于____(选填“用电器”或“电源”);
(3)请在答题卡指定位置画出此按摩仪的电路图,用电阻符号表示加热电阻。
【答案】(1)热 (2)用电器
(3)
【解析】(1)按摩仪的热敷功能说明通电之后会发热,电能转化为内能,利用的是电流的热效应。
(2)按摩仪在充电时,消耗电能转化为化学能储存起来,电池相当于用电器。
(3)由题意可知,电动机与加热电阻并联,开关S1在干路上控制整个电路;开关S2控制加热电阻,与加热电阻串联在同一条支路上,如图所示:
【变式3-1】某小组连接了如图所示的电路,下列四个电路图中与之对应的是(  )
A. B. C. D.
【变式3-2】 根据电路图完成对应的实物连接(导线不得交叉)。
【变式3-3】请你帮助小明同学在如图所示的圆圈内,分别填入小灯泡、电流表和电压表的符号(每一种符号只能填一次),要求开关闭合时两灯并联,电流表测其中一只灯泡的电流,电压表测电源电压。

考点4 电路故障分析
【例题4】(2025甘肃兰州)如图所示的电路,电源电压恒定,闭合开关S,L1、L2两灯正常发光,电流表和电压表均有示数。过了一会儿,其中一只灯泡突然熄灭,两个电表的示数均不变,则造成此现象的原因可能是( )
A. L1断路 B. L2断路 C. L1短路 D. L2短路
【答案】B
【解析】由图可知两灯并联,电流表测量灯L1所在支路的电流,电压表测量电源电压,电路中一只灯泡突然熄灭,两个电表的示数均不变,说明电路发生断路,而电流表示数不变,说明灯L1完好,所以是灯L2出现断路,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
【变式4-1】在如图所示的电路中,闭合开关S,两灯均正常发光;一会儿后,一灯突然熄灭,另一灯仍正常发光,且电压表示数不变,电流表示数为零。下列判断正确的是(  )
A. L1短路 B.L1开路 C.L2短路 D.L2开路
【变式4-2】某同学采用如图所示电路做电学实验,闭合开关后,出现一处电路故障,以下分析中正确的是(  )
A.若电流表无示数,电压表无示数,则L1可能断路
B.若电流表无示数,电压表有示数,则L2可能短路
C.若电流表有示数,电压表有示数,则R可能短路
D.若电流表有示数,电压表无示数,则L1可能断路
【变式4-3】某调光台灯简化电路图如图所示,电源电压保持不变。为使台灯变亮,滑片应向___端移动。台灯工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片,台灯一直很亮且亮度不变,电路发生的故障可能是滑动变阻器_____。
考点5 电流表、电压表的使用与读数
【例题5】某同学想测量收音机中通过喇叭的电流,他准备了0~0.6A和0~3A 两个量程的电流表,为了选择量程合适的电流表,他采用了试触法。下列说法中不正确的是( )
A.为了安全,他应先选用大量程的电流表进行试触
B.试触时发现电表反偏,说明电流表正负接线柱接反了
C.试触时发现电流表的指针偏角太小,说明电表量程选小了
D.试触时发现电流表不偏转,则有可能是电路开路
【变式5-1】电流表是测量电路电流大小的仪器。对电流表的使用,下列说法中正确的是( )
A.本应使用0.6 A的量程,但误用3A的量程,电流表会烧坏
B.当把电流表直接接在电源两极上时,可以测量电源的短路电流
C.在用3A量程试测时,发现指针已超过半偏,应选用0.6 A量程进行测量
D.在用3A量程试测时,发现指针只偏转了很小的角度,应选用0.6 A量程进行测量
【变式5-2】如图所示电流表,当采用量程测量时,其读数为 ;当改用的量程后,指针仍在图中位置,这时的读数是 。
【变式5-3】电压表读数为_______V。
考点6 探究串、并联电路电流和电压的特点及其应用
【例题6】(2025广州)“探究串联电路中电流的特点”实验。
(1)连接电路:用笔画线表示导线,把图甲的滑动变阻器串联接入电路______(要求:连线不要交叉:滑片P向D移动,电路的电流增大)。
(2)发现问题:电源(输出电压为6V)、电流表、滑动变阻器、开关、导线完好,电路正确连接。闭合开关,观察到灯泡(3.8V,0.4A)和(2.5V,0.3A)不发光,电流表示数为零;
(3)排查故障:在不拆开导线且闭合开关的情况下,用图乙所示的电压表进行检测,将鳄鱼夹______(选填“a””b”)接电源“+”极、另一鳄鱼夹先后夹在E、G接线柱,电压表前后两次的指针位置都如图丙所示,其示数为______V;
(4)作出猜想:
猜想一:由于灯泡不发光,电压表示数不为零,断路,短路。
猜想二:由于电流表示数为零,电压表示数不为零,断路,无故障。
(5)验证猜想:取下,换上完好的灯泡(3.8V,0.4A),观察到发光,仍然不发光。由此可知,______(选填“猜想一”“猜想二”)正确;
(6)继续实验:
①排除故障后,闭合开关,移动滑片P,多次进行实验。某次(记为第一次)实验三个电流表示数如图。
②为得到串联电路中电流的特点,设计记录实验数据的表格,并将第一次的数据填入表格中______。
【答案】 (1) (3)b 6 (5) 猜想一 (6)
实验次数 IA/A IB/A IC/A
1 0.5 0.5 0.5
2
3
【解析】(1)滑动变阻器应串联在电路中,滑片P向D移动时电流增大,说明接入电阻减小,故应将变阻器的B接线柱与电源负极相连。连线时注意导线不交叉,具体连接方式如图所示:
(3)电压表检测时应将鳄鱼夹b接电源"+"极,因为b连接电压表的正接线柱,这样电压表指针不会反偏。
电压表前后两次接入电路中量程皆为大量程,示数为6V。
(5)电压表两次测量均显示6V,说明从电源负极到E、G点的线路完好,可以让电压表形成回路,所以故障点在正极到G之间,可能是L1断路。换上L3后,L3发光而L2不发光,说明L1断路导致整个串联电路不通,且L2是短路的,不然L3代替断路的L1后,L2也会亮,故猜想一正确。
(6)第一次实验电流表量程为0~0.6A,分度值0.02A,示数为0.5A。设计表格时应包含实验次数、A1表的示数IA、A2表的示数IB、A3表的示数IC等栏目,第一次数据填入对应位置。
实验次数 IA/A IB/A IC/A
1 0.5 0.5 0.5
2
3
【变式6-1】探究串联电路中电压的规律;
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整;________
(2)连接电路时,开关应处于___________状态,正确连接电路后,闭合开关,若灯断路,则两端___________(选填“有”或“无”)电压;
(3)用电压表分别测出电压和。其中测时,电压表的示数如图丙所示,示数为___________V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表;
实验次序 电压/V 电压/V 电压/V
1 1.7 29
2 1.3 1.6 2.9
3 1.1 1.8 2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压___________;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以___________。
【变式6-2】小明在探究“并联电路中的电流关系”实验中,组装如图电路,器材完好,导线与接线柱接触良好。关于这个电路下列说法正确的是(  )
A.用开关试触时,L1不能发光,因为L1被导线“4”短路
B.用开关试触时,都能发光,甲、乙、丙三个电流表指针都能正常偏转
C.闭合开关,电路工作时,乙电流表会损坏
D.为完成实验,可将导线3接在上的接线端改接在乙电流表的负接线柱上
【变式6-3】如图,电流表测量并联电路中的电流。开关闭合后,电流表A1的示数为0.24A,电流表A2指针的偏转如图所示。下列判断正确的是(  )
A.通过L1的电流是0.32A
B.通过L2的电流是1.6A
C.通过L2的电流是0.24A
D.干路中的电流是0.56A
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第十五章 电与电路
单元重要专项01 《电与电路》单元复习讲义五步曲
1.观察摩擦起电现象,了解静电现象。了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。
2.从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。
3.知道电压、电流。
4.会使用电流表和电压表。
5.会看、会画简单的电路图。会连接简单的串联电路和并联电路。能说出生产生活中釆用简单串联电路或并联电路的实例。
6.探 究并了解串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
本单元重要考点、考点解读 易错点总结归纳(表格形式呈现):
重要考点 考点解读 易错点 易错点解读
静电现象 1.摩擦起电的原因及实质: 2.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 3. 验电器原理:同种电荷互相排斥。 4. 静电感应时的电荷分布规律:导体内与带电体电荷性质相反的电荷会被吸引到带电体附近,电荷性质相同的电荷则被排斥到远离带电体的导体的另一端。 认为摩擦起电创 造了电荷。 2.认为带电体能吸引轻小物体,是因为异种电荷相互吸引。 1.摩擦起电不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开。失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电。 2.带电体能具有吸引轻小物体的性质。轻小物体不带电也可以被带电物体吸引。
识别(含设计)串联和并联电路 1.电路及电路中各元件的作用 2. 串并联电路特点 电路的设计就是根据要求设计电路,包括用电器的连接方式、开关的连接方式等。
实物图连接与画电路图 本章作图题的主要类型有: 1. 根据要求画电路图或连接实物图; 2. 电路图或实物图的改错; 3. 在电路图中填入电路元件符号,成为正确的电路。 认为电路元件放在哪里无所谓,只要美观就行。 1. 画电路图时,任何电路元件都不能放在电路图的拐角处,导线要平直,拐角处为直角,绝对不能出现用曲线代替导线的情况,画出的电路图应是长方形(或正方形)。 2. 根据电路图连接实物图时,一般可顺着电流方向连接,导线要用平滑的曲线代替,且导线不能交叉;连接导线时,导线的两个端点要连接在接线柱上,绝不允许连在另一根导线的中间。
电路故障分析 1. 电路的三种状态:通路、断路和短路。 2. 串联电路故障现象 如图所示,根据灯泡、电流表、电压表的工作情况判断电路故障。 (1)小灯一亮一不亮 则不亮的灯发生了短路。此时,电流表的示数变大,被短路小灯两端的电压为0。 (2)两灯都不亮 则电路发生了开路。此时,电流表的示数为0。若电压表的示数为0,则灯L2开路;若电压表的示数为电源电压,则L1开路。 3. 并联电路故障现象 如图所示,并联电路只能发生开路。 (1)若只有L1亮。则L2开路,此时,电流表A和A1的示数相等,电压表V的示数为电源电压不变。 (2)若只有L2亮。则L1开路,此时,A1的示数为0,A的示数变小,V表示数为电源电压不变。 (3)L1与L2都不亮。则 ①干路开路。此时,A、A1、V的示数均为0。 ②各支路均开路。此时,V的示数为电源电压不变,A、A1的示数为0。 4. 电流表无示数,电路有断路的地方; 若用电器工作时,电流表内部发生短路 电流表有示数且示数很小,说明电路有接触不良或电流表量程过大。 5.电压表无示数,与电压表并联的电路短路;与电压表并联的电路以外的电路断路。 若有示数且等于电源电压,说明与电压表并联的电路断路,电压表的两个接线柱与电源构成通路。 对短路理解模糊 ①短路:指不经过用电器直接将电源两极用导线连通的电路。 ②短路的两种情况:电源短路和用电器被短路。
电流表、电压表的使用与读数
探究串、并联电路电流和电压的特点及其应用 实验结论: (1)电流特点:串联电路中各处的电流相等;I=I1=I2 并联电路中,干路电流等于各支路电流的总和。I=I1+I2 (2)电压特点:串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和;U=U1+U2 并联电路中,各支路两端的电压相等。 U=U1=U2
一、摩擦起电实质的分析方法
(1)实质: 电子转移 ,非创造电荷;束缚电子能力弱的物体 因失去电子缺少电子而带正电 ,强的因 得到电子多余电子而带负电。
(2)转移:摩擦起电是电子的“搬家”,得电子带负电,失电子带正电。
(3)电子转移的方向:由所带电子多的物体转移到所带电子少的物体上,或者由所带电子多的物体转移到电中性的物体上,再或者由电中性的物体转移到所带电子少的物体上。
(4)常考材料组合:玻璃/丝绸、橡胶/毛皮、塑料梳子/头发等。
二、电路的连接方式的区分方法
  串联 并联
定义 把元件逐个顺次连接起来的电路 把元件并列的连接起来的电路
特征 电路中只有一条电流路径,一处断开所有用电器都停止工作。 电路中的电流路径至少有两条,各支路中的元件独立工作,互不影响。
开关作用
    控制整个电路 干路中的开关控制整个电路。支路中的开关控制该支路。
电路图
实例 装饰小彩灯、开关和用电器。 家庭中各用电器、各路灯。
三、电路设计方法
电路的设计就是根据要求设计电路,包括用电器的连接方式、开关的连接方式等,具体设计方法如下:
(1)确定用电器的串、并联。根据设计要求确定用电器是否能单独工作或互不影响,若能,则为并联,若不能,则为串联。并联电路中,开关在干路上时控制所有用电器,开关在支路上时只控制所在支路的用电器。
(2)多个开关控制一个用电器时,确定多个开关之间的串、并联。若任何一个开关闭合,都能使用电器工作,则开关之间是并联的;若开关全部闭合才能使用电器工作,则开关之间是串联的。
(3)通过短路控制用电器的工作。开关与某一个用电器并联,闭合开关时,用电器被短路,不能工作;断开开关时,用电器工作。为了防止电源短路,该设计只适用于串联电路。
四、 解决电路故障问题思维方法
1. 串联电路故障判断技巧
如图所示,根据灯泡、电流表、电压表的工作情况判断电路故障。
(1)小灯一亮一不亮。不亮的灯发生了短路。此时,电流表的示数变大,被短路小灯两端的电压为0。
(2)两灯都不亮。电路发生了开路。此时,电流表的示数为0。若电压表的示数为0,则灯L2开路;若电压表的示数为电源电压,则L1开路。
2. 并联电路故障判断技巧
如图所示,并联电路只能发生开路。
(1)若只有L1亮。则L2开路,此时,电流表A和A1的示数相等,电压表V的示数为电源电压不变。
(2)若只有L2亮。则L1开路,此时,A1的示数为0,A的示数变小,V表示数为电源电压不变。
(3)L1与L2都不亮。则
①干路开路。此时,A、A1、V的示数均为0。
②各支路均开路。此时,V的示数为电源电压不变,A、A1的示数为0。
五、用串并联电路中电流、电压的特点的解题技巧
1. 若两个用电器串联(或者能化为两个用电器串联),第一个用电器对应的电流、电压分别用I1、U1表示,
第二个用电器对应的电流、电压分别用I2、U2表示,电源电压用U表示,电路总电流用I表示。根据串联电路中电流、电压的特点,就把两个用电器对应的电流、电压与电路总电流、电源电压就联系起来了,即:
I1=I2=I.......(1)
U1+U2=U......(2)
所求物理量就能在解(1)(2)两个方程中求出。
2. 若两个用电器并联(或者能化为两个用电器并联),第一个用电器对应的电流、电压分别用I1、U1表示,
第二个用电器对应的电流、电压分别用I2、U2表示,电源电压用U表示,电路总电流用I表示。根据并联电路中电流、电压的特点,就把两个用电器对应的电流、电压与电路总电流、电源电压就联系起来了,即:
I1+I2=I.......(3)
U1=U2=U......(4)
所求物理量就能在解(3)(4)两个方程中求出。
考点1 静电现象
【例题1】 (2025河南)用干燥的毛皮分别摩擦两个由橡胶制成的气球,使两个气球均带电。将两气球靠近时,下图中能正确反映两气球所带电荷的种类和相互作用情况的是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故用毛皮摩擦的橡胶气球也带负电,由于同种电荷相互排斥,故两个气球将会分开,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
【变式1-1】 小明在参观科技馆中的“静电碰碰球”时,他转动手柄使玻璃罩中间的大金属球带上正电,周围不带电的小金 属球碰上大金属球后会被弹开,如图所示,下列分析正确的是(  )
A.人在转动手柄的过程中创造了电荷
B.大金属球带正电是因为它得到了电子
C.小金属球不带电是因为它内部没有电荷
D.小金属球被弹开是因为同种电荷相互排斥
【答案】D
【解析】A.摩擦起电的过程中并没有创造电荷,摩擦起电的实质是电子的转移,电子从一个物体转移到另一个物体,故A错误;
B.大金属球的原子核的核外电子转移到了其他物体上,大金属球由于缺少电子而带正电,故B错误;
C.小金属球不带电是因为小金属球的原子核中的正电荷与原子核外电子所带的负电荷相互抵消,其内部存在电荷,故C错误;
D.小金属球碰上大金属球后会带上正电荷,由于同种电荷相互排斥,所以小金属球会被弹开,故D正确。故选D。
【变式1-2】人类在探索微观世界的过程中,提出了很多模型。如图所示是卢瑟福提出的核式结构模型,其中A是 ,带 电。摩擦的物体之所以能够带电是由于 (选填“摩擦创造了电荷”或“电子发生了转移”)。
【答案】 电子 负 电子发生了转移
【解析】卢瑟福提出的核式结构模型,中间是原子核,核外电子在绕原子核旋转,电子带负电。
摩擦起电的实质是电子的转移,得到电子的物体带负电荷,失去电子的物体带正电荷。
【变式1-3】静电在工业和生活中具有很重要的应用,但有时也会带来很多麻烦,下列属于静电防护的是( )
A.静电除尘 B.静电喷漆
C.静电复印 D.运输易燃品车辆尾部挂铁链
【答案】D
【解析】A.静电除尘时除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,属于静电应用。A不符题意;B.静电喷漆的原理:喷枪喷出的油漆微粒带正电,因相互排斥而散开,形成雾状,被喷涂的物体带负电,对雾状油漆产生引力,把油漆吸到表面,属于静电应用。B不符题意;C.静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上,属于静电应用。C不符题意;D.运输易燃品的车辆尾部挂有一条铁链是为了把产生的静电导走,属于静电的防护。D符合题意。故选D。
考点2 识别(含设计)串联和并联电路
【例题2】(2025江苏苏州)小明要设计自动防盗报警电路。要求:开关S闭合后,灯亮电铃不响;当房门被打开时,细导线MN被扯断,灯亮且电铃响。下列电路符合设计要求的是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.S闭合时,铃响,灯被短路,灯不亮,MN被扯断后灯亮铃也响,故A不符合题意;
B.S闭合时,灯和铃并联,此时灯亮铃响,MN扯断后,灯所支路断路,此时铃响灯不亮,故B不符合题意;
C.S闭合时,铃被短路,此时灯亮铃不响,MN扯断后灯和铃串联,灯亮且铃响,故C符合题意;
D.S闭合时,灯和铃并联,此时灯亮且铃响,MN扯断后,铃所在之路断路,此时灯亮铃不响,故D不符合题意。故选C。
【变式2-1】如图所示,暗盒中的两个灯泡和连接在同一电路中,闭合开关两灯均发光,若和两端电压不同,则和(  )
A.一定串联 B.一定并联
C.可能串联 D.可能并联
【答案】A
【解析】串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,各用电器两端电压不一定相等,其电压分配与电阻成正比。而并联电路中各支路两端的电压相等,都等于电源两端的电压。题目中已知和两端电压不同,根据上述串并联电路的电压特点,可判断两灯一定是串联,不可能是并联。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
【变式2-2】有一种“感应数字时钟”。这种时钟在闭合数显开关后屏幕上能显示当前时间,如果光线暗(光敏开关闭合)时还会自动发光。下列电路中符合要求的是( )
【答案】A
【解析】根据题中描述可知,显示时间的元件和发光的灯可以单独工作,它们是并联的,且有一个开关单独控制灯的亮灭而不影响显示时间,所以灯的支路应串联一个光敏开关,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A.
【变式2-3】如图所示的电路中,各元件完好,关于整个电路的连接,下列判断中正确的是(  )
A.若只闭合S1,L、R2串联
B.若只闭合S2,R1、R2并联
C.若只闭合S2,R1、R2串联
D.若S1、S2都断开,R1、R2、L串联
【答案】D
【解析】A.若只闭合S1,电流从电源正极流出,经过R2、开关S1回到电源的负极,电路为R2的简单电路,故A错误;
BC.若只闭合S2,电流从电源正极流出,经过开关S2、灯泡L直接回到电源的负极,电路为L的简单电路,故BC错误;
D.若S1、S2都断开,电流从电源的正极流出,依次经过R2、R1、灯泡L回到电源的负极,电路是R2、R1、灯泡L串联,故D正确。故选D。
考点3 实物图连接与画电路图
【例题3】(2025山东省)如图所示,可充电按摩仪具有按摩和热敷两种功能,使用时,闭合开关S1,电动机驱动按摩头开始按摩;再闭合开关S2,加热电阻接通,按摩的同时进行热敷。若断开S1,按摩仪无法单独进行热敷。
(1)按摩仪的热敷功能利用的是电流的__________效应;
(2)按摩仪在充电时,其电池相当于____(选填“用电器”或“电源”);
(3)请在答题卡指定位置画出此按摩仪的电路图,用电阻符号表示加热电阻。
【答案】(1)热 (2)用电器
(3)
【解析】(1)按摩仪的热敷功能说明通电之后会发热,电能转化为内能,利用的是电流的热效应。
(2)按摩仪在充电时,消耗电能转化为化学能储存起来,电池相当于用电器。
(3)由题意可知,电动机与加热电阻并联,开关S1在干路上控制整个电路;开关S2控制加热电阻,与加热电阻串联在同一条支路上,如图所示:
【变式3-1】某小组连接了如图所示的电路,下列四个电路图中与之对应的是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由实物图可知,电流从电源正极出发,过总开关S2后,形成两条路径,其中一条经过灯泡L2后,直接回到电源负极,另一条经过另灯泡L1后,再经过支路开关S1,回到电源负极,与之相符合的电路图是选项C。故选C。
【变式3-2】 根据电路图完成对应的实物连接(导线不得交叉)。
【答案】如图所示
【解析】根据电路图可知,电路是并联的,灯泡L1单独在一条支路上,灯泡L2和开关S1在另一条支路上,开关S2在干路上,连接的实物图如下图所示:
【变式3-3】请你帮助小明同学在如图所示的圆圈内,分别填入小灯泡、电流表和电压表的符号(每一种符号只能填一次),要求开关闭合时两灯并联,电流表测其中一只灯泡的电流,电压表测电源电压。

【答案】如图所示

【解析】电流表测电路中一个小灯的电流,则两灯并联,且电流表和一个灯泡串联在同一支路;电压表应并联接入电路中,所以,上左侧内应填电流表,下面为小灯泡,最右侧为电压表;如图所示

考点4 电路故障分析
【例题4】(2025甘肃兰州)如图所示的电路,电源电压恒定,闭合开关S,L1、L2两灯正常发光,电流表和电压表均有示数。过了一会儿,其中一只灯泡突然熄灭,两个电表的示数均不变,则造成此现象的原因可能是( )
A. L1断路 B. L2断路 C. L1短路 D. L2短路
【答案】B
【解析】由图可知两灯并联,电流表测量灯L1所在支路的电流,电压表测量电源电压,电路中一只灯泡突然熄灭,两个电表的示数均不变,说明电路发生断路,而电流表示数不变,说明灯L1完好,所以是灯L2出现断路,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
【变式4-1】在如图所示的电路中,闭合开关S,两灯均正常发光;一会儿后,一灯突然熄灭,另一灯仍正常发光,且电压表示数不变,电流表示数为零。下列判断正确的是(  )
A. L1短路 B.L1开路 C.L2短路 D.L2开路
【答案】D
【解析】如图,L1和L2并联,电压表测量电源电压,电流表测量L2的电流;
AC.L1或L2短路,则造成电源两极相连,电源短路,电压表、电流表示数均为零。故AC不符合题意;
B.L1开路,L2支路不受影响,电流表示数不变,电压表示数仍等于电源电压,故B不符合题意;
D.L2开路,电压表直接测电源电压,示数不变,电流表示数为零,故D符合题意。故选D。
【变式4-2】某同学采用如图所示电路做电学实验,闭合开关后,出现一处电路故障,以下分析中正确的是(  )
A.若电流表无示数,电压表无示数,则L1可能断路
B.若电流表无示数,电压表有示数,则L2可能短路
C.若电流表有示数,电压表有示数,则R可能短路
D.若电流表有示数,电压表无示数,则L1可能断路
【答案】C
【解析】A.如图,两个电阻串联,电压表测L1两端的电压,若L1断路,电流表无示数,电压表有示数,故A错误;
B.若电流表无示数,说明电路短路,电压表有示数,说明电压表与电源接通,故障可能是L1断路,故B错误;
C.若R短路,电流表有示数,电压表有示数,移动滑动变阻器的滑片,电流表、电压表的示数不变,故C正确;
D.若电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,可能是电压表断路或短路,也可能是L1短路,故D错误。故选C。
【变式4-3】某调光台灯简化电路图如图所示,电源电压保持不变。为使台灯变亮,滑片应向___端移动。台灯工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片,台灯一直很亮且亮度不变,电路发生的故障可能是滑动变阻器_____。
【答案】 左##A端 短路
【解析】为使台灯变亮,要增大电路中的电流,电源电压不变,由欧姆定律可知应减小电路中的电阻,由图可知滑片往左端(或A端)移动可减小接入电路的阻值。
台灯工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片,台灯一直很亮且亮度不变,说明滑动变阻器不能改变接入阻值大小,故电路发生的故障可能为滑动变阻器短路。
考点5 电流表、电压表的使用与读数
【例题5】某同学想测量收音机中通过喇叭的电流,他准备了0~0.6A和0~3A 两个量程的电流表,为了选择量程合适的电流表,他采用了试触法。下列说法中不正确的是( )
A.为了安全,他应先选用大量程的电流表进行试触
B.试触时发现电表反偏,说明电流表正负接线柱接反了
C.试触时发现电流表的指针偏角太小,说明电表量程选小了
D.试触时发现电流表不偏转,则有可能是电路开路
【答案】C
【解析】A.为了安全,他应先选用大量程的电流表进行试触,若指针偏转角度小于0.6A,则改选小量程,故A正确,不符合题意;
B.电流表正负接线柱不能接反,接反就会反偏,试触时发现电表反偏,说明电流表正负接线柱接反了,故B正确,不符合题意;
C.试触时发现电流表的指针偏角太小,说明电表量程选大了,故C错误,符合题意;
D.电路某处开路了,电路中无电流,指针不动,电流表不偏转,故D正确,不符合题意。故选C。
【变式5-1】电流表是测量电路电流大小的仪器。对电流表的使用,下列说法中正确的是( )
A.本应使用0.6 A的量程,但误用3A的量程,电流表会烧坏
B.当把电流表直接接在电源两极上时,可以测量电源的短路电流
C.在用3A量程试测时,发现指针已超过半偏,应选用0.6 A量程进行测量
D.在用3A量程试测时,发现指针只偏转了很小的角度,应选用0.6 A量程进行测量
【答案】D
【解析】小量程改用大量程不会烧坏电流表,只是测得的电流值误差较大,因此A选项错误;绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上,否则会烧坏电流表,因此B选项错误;用3A量程试测时,指针已超过半偏,而量程为3A的电流表的中央刻度为1.5 A,因此不能选择0.6 A的量程进行测量,故C选项错误;用3A量程试测时,指针只偏转很小角度,说明电流很小,应该用0.6 A的量程进行测量,使读数更精确,故D选项正确.
【变式5-2】如图所示电流表,当采用量程测量时,其读数为 ;当改用的量程后,指针仍在图中位置,这时的读数是 。
【答案】0.5;2.5。
【解析】由图知道,电流表使用的是0-0.6A的量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,示数为:0.02A×25=0.5A;
当电流表使用的是0-3A的量程时,每一个大格代表1A,每一个小格代表0.1A,示数为:
0.1A×25=2.5A
【变式5-3】电压表读数为_______V。
【答案】 2.3
【解析】如图电压表选用的是0~3V量程,分度值为0.1V,故此时电压表示数为2.3V。
考点6 探究串、并联电路电流和电压的特点及其应用
【例题6】(2025广州)“探究串联电路中电流的特点”实验。
(1)连接电路:用笔画线表示导线,把图甲的滑动变阻器串联接入电路______(要求:连线不要交叉:滑片P向D移动,电路的电流增大)。
(2)发现问题:电源(输出电压为6V)、电流表、滑动变阻器、开关、导线完好,电路正确连接。闭合开关,观察到灯泡(3.8V,0.4A)和(2.5V,0.3A)不发光,电流表示数为零;
(3)排查故障:在不拆开导线且闭合开关的情况下,用图乙所示的电压表进行检测,将鳄鱼夹______(选填“a””b”)接电源“+”极、另一鳄鱼夹先后夹在E、G接线柱,电压表前后两次的指针位置都如图丙所示,其示数为______V;
(4)作出猜想:
猜想一:由于灯泡不发光,电压表示数不为零,断路,短路。
猜想二:由于电流表示数为零,电压表示数不为零,断路,无故障。
(5)验证猜想:取下,换上完好的灯泡(3.8V,0.4A),观察到发光,仍然不发光。由此可知,______(选填“猜想一”“猜想二”)正确;
(6)继续实验:
①排除故障后,闭合开关,移动滑片P,多次进行实验。某次(记为第一次)实验三个电流表示数如图。
②为得到串联电路中电流的特点,设计记录实验数据的表格,并将第一次的数据填入表格中______。
【答案】 (1) (3)b 6 (5) 猜想一 (6)
实验次数 IA/A IB/A IC/A
1 0.5 0.5 0.5
2
3
【解析】(1)滑动变阻器应串联在电路中,滑片P向D移动时电流增大,说明接入电阻减小,故应将变阻器的B接线柱与电源负极相连。连线时注意导线不交叉,具体连接方式如图所示:
(3)电压表检测时应将鳄鱼夹b接电源"+"极,因为b连接电压表的正接线柱,这样电压表指针不会反偏。
电压表前后两次接入电路中量程皆为大量程,示数为6V。
(5)电压表两次测量均显示6V,说明从电源负极到E、G点的线路完好,可以让电压表形成回路,所以故障点在正极到G之间,可能是L1断路。换上L3后,L3发光而L2不发光,说明L1断路导致整个串联电路不通,且L2是短路的,不然L3代替断路的L1后,L2也会亮,故猜想一正确。
(6)第一次实验电流表量程为0~0.6A,分度值0.02A,示数为0.5A。设计表格时应包含实验次数、A1表的示数IA、A2表的示数IB、A3表的示数IC等栏目,第一次数据填入对应位置。
实验次数 IA/A IB/A IC/A
1 0.5 0.5 0.5
2
3
【变式6-1】探究串联电路中电压的规律;
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整;________
(2)连接电路时,开关应处于___________状态,正确连接电路后,闭合开关,若灯断路,则两端___________(选填“有”或“无”)电压;
(3)用电压表分别测出电压和。其中测时,电压表的示数如图丙所示,示数为___________V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表;
实验次序 电压/V 电压/V 电压/V
1 1.7 29
2 1.3 1.6 2.9
3 1.1 1.8 2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压___________;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以___________。
【答案】(1)见解析 (2)断开 无 (3) 1.20 之和 更换电压不同的电源多次实验
【解析】(1)如图所示,电流从电池的正极出发,经过开关、灯泡L1、灯泡L2、回到负极,故用一个导线将灯泡L2的右端接线柱和灯泡L1左端接线柱相连,故电路图如图所示:
(2)为了保护电路,开关需要断开;闭合开关,若灯断路,则没有电流灯泡L1,则两端无电压。
(3)电压表的示数如图丙所示,选择小量程,分度值为0.1V,故读数为1.20V。
①分析表格中的数据可知,
故结论为串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以更换电压不同的电源多次实验,避免偶然性。
【变式6-2】小明在探究“并联电路中的电流关系”实验中,组装如图电路,器材完好,导线与接线柱接触良好。关于这个电路下列说法正确的是(  )
A.用开关试触时,L1不能发光,因为L1被导线“4”短路
B.用开关试触时,都能发光,甲、乙、丙三个电流表指针都能正常偏转
C.闭合开关,电路工作时,乙电流表会损坏
D.为完成实验,可将导线3接在上的接线端改接在乙电流表的负接线柱上
【答案】D
【解析】ABC.由实物图知,两灯并联,电流表甲测干路电流,电流表乙、丙在L1支路上,甲和乙电流表接法正确,但电流从电流表丙的“-”接线柱流进,正接线柱流出;用开关试触时,两灯都发光,甲和乙电流表指针正常偏转,丙电流表的指针反向偏转,可能会导致丙电流表损坏,故ABC错误;
D.将导线3接在L2上的接线端改接在乙电流表的负接线柱上,此时两灯并联,电流表甲测干路电流,电流表乙在L1支路上,电流表丙在L2支路上,且电流表接法都正确,可一次性测出干路和两条支路的电流,故D正确。故选D。
【变式6-3】如图,电流表测量并联电路中的电流。开关闭合后,电流表A1的示数为0.24A,电流表A2指针的偏转如图所示。下列判断正确的是(  )
A.通过L1的电流是0.32A
B.通过L2的电流是1.6A
C.通过L2的电流是0.24A
D.干路中的电流是0.56A
【答案】D
【解析】根据电路图可知,灯L1和L2并联,电流表A1测量灯L1,电流表A2测量灯L2。
A. 电流表A1的示数为0.24A,电流表A1测量灯L1,故通过L1的电流是0.24A,故A错误;
BC.电流表A2指针的偏转如图所示,量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.32A,电流表A2测量灯L2,故通过L2的电流是0.32A,故BC错误;
D. 根据并联电路电流特点可知,干路中的电流为
I=I1+I2=0.24A+0.32A=0.56A
故D正确。故选D。
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