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第14讲 电路与电路分析-2021年中考物理高频考点20讲 试卷
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第十四部分 电路与电路分析
一、选择题
1.(2020·黑龙江龙东)如图所示电路,电源电压为5V,当开关S闭合时,却只有一只灯泡发光,且电压表示数为0V。由此可以判断电路的故障可能是 ( )
A.灯L1短路 B.灯L2短路 C.灯L1开路 D.灯L2开路
【答案】A。
【解析】由题意可知本电路为串联电路,当开关S闭合时,只有一只灯泡发光,由此可判定电路中有电流,电路故障必定为短路,又因电压表的示数为0V,故可以判断灯L1短路,故选A
2.(2020·贵州黔东南)常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的,若其中任一方式解锁失败后,锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能,S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能.若用灯泡L发光模拟手机解锁成功,则符合要求的模拟电路是( )。
A. ;B.
C. ;D.
【答案】C。
【解析】由题意知开关S1或开关S2均可接通电路,所以S1、S2并联,开关S3断开手机解锁功能暂停,说明S3位于电路干路.故C项符合题意;
3.(2020·贵州黔南)某自动售货机,它可通过手机扫码(闭合S1)或通过投币(闭合S2),启动电动机完成自动售货;在光线较暗时光控开关S3自动闭合,接通灯泡照明。符合上述情况的电路设计是下图中的( )。
A. ;B. ;C. ;D.
【答案】C。
【解析】由题意可知,通过手机扫码使开关S1闭合或通过投币使开关S2闭合都能启动电动机完成自动售货,由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,开关S1和开关S2应并联共同控制电动机;由题知,在光线较暗时光控开关S3自动闭合,接通灯泡照明,则灯泡与电动机并联能独立工作,且只由光控开关S3控制,综上结合选项可知,只有C图符合题意。故选C。
4.(2020·湖南常德)如图所示是小刚同学测量小灯泡电功率的电路图,当闭合开关时,发现灯L不亮,电压表有明显示数,电流表示数为零,若故障只出现在变阻器R和灯L中的一处,则下列判断正确的是( )。
A. 变阻器R短路;B. 变阻器R断路;C. 灯L短路;D. 灯L断路
【答案】D。
【解析】由电路图知,滑动变阻器R和灯L串联,电压表测灯两端的电压,闭合开关时,灯不亮,且电流表无示数,则电路中出现了断路,而电压表有明显示数,意味着电压表与电源是接通的,故出现的故障是灯L断路了。故ABC错误,D正确。
故选D。
5.(2020·江苏泰州)如图所示电路,电源电压保持不变,开关S闭合后,在滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是( )。
A. 电压表V1示数变大,电流表A示数变大;
B. 电压表V1示数不变,电压表V2示数变小;
C. 电压表V2示数不变,电流表A示数变大;
D. 电压表V1示数变大,电压表V2示数变小
【答案】C。
【解析】由题图可知,滑动变阻器与定值电阻R串联,电压表V1测量滑动变阻器两端的电压,电压表V2测量电源电压,电流表测量电路中的电流;在滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,由可知,此时电路中的电流变大,即电流表的示数变大;由可知,定值电阻R两端的电压变大,由于串联电路中电源电压等于各用电器两端的电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,即电压表V1的示数变小;由于电源电压保持不变,所以电压表V2的示数不变。
故选C。
6.(2020·山东聊城)电冰箱是现代家庭的常用电器,它内部的电路元件主要包括压缩机(其主要部件是电动机)和冷藏室内的照明灯。如图是一台能正常工作的电冰箱的简化电路图,下列判断正确的是( )。
A. 电路图中的照明灯与电动机是串联的;
B. 冰箱门关闭时,灯开关断开,照明灯熄灭;
C. 冰箱内温度降低到设定温度时,电动机停止工作;
D. 电动机利用了电磁感应的原理使线圈转动起来
【答案】BC。
【解析】AB.由图可知,电路是两条支路,一条是温控开关控制电动机,另一条是灯开关控制照明灯,电动机和照明灯是并联的,冰箱门关闭时,灯开关断开,照明灯不亮,故A错误,B正确;
C.冰箱内温度降低到设定温度时,温控开关自动断开,电动机停止工作,故C正确;
D.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,故D错误。
故选BC。
7.(2020·山东泰安)如图所示,闭合开关,两灯均不亮。已知电路连接正确,是其中一个小灯泡出现了故障。将电压表并联在灯泡L1两端时,电压表有示数。则电路故障是( )。
A. 灯L1短路;B. 灯L2短路;C. 灯L1断路;D. 灯L2断路
【答案】C。
【解析】AB.灯L1短路或灯L2短路,另一个灯泡发光,题目中两灯均不亮,故AB不符合题意;
C.灯L1断路,两灯均不亮,将电压表并联在灯泡L1两端时,相当于电压表和灯泡L2串联,电压表有示数,故C符合题意;
D.灯L2断路,两灯均不亮,将电压表并联在灯泡L1两端时,电压表断路,电压表没有示数,故D不符合题意。
故选C。
8.(2020·山东泰安)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,下列说法中( )。
①电流表A的示数变小;
②电压表V的示数变大;
③电压表V与电流表A1的比值变小;
④滑动变阻器R2消耗的电功率变小
A. 只有①④正确;B. 只有②③正确;C. 只有①③正确;D. 只有②④正确
【答案】A。
【解析】①由图可知,电阻R1和变阻器R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A测量干路中的电流,电压表测量电源电压,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,滑动变阻器R2连入电路的电阻变大,由I=可知通过变阻器的电流变小,由并联电路的特点可知通过电阻R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,由并联电路电流的规律可知干路中的电流变小,即电流表A的示数变小;故①的说法正确;
②电压表测量电源电压,电压表V的示数不变,故②的说法错误;
③电压表V的示数不变,电流表A1的示数不变,电压表V与电流表A1的比值不变,故③的说法错误;
④变阻器两端的电压等于电源电压,所以变阻器两端的电压不变,通过变阻器的电流变小,由P=UI可知滑动变阻器R2消耗的电功率变小,故④的说法正确。
故选A。
9.(2020·四川乐山)小华设计了如图所示的输液提示器,在护士站能够观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时( )。
A. 电压表示数减小,灯泡亮度变暗;B. 电压表示数减小,灯泡亮度变亮;
C. 电压表示数增大,灯泡亮度变暗;D. 电压表示数增大,灯泡亮度变亮
【答案】B。
【解析】由图可知,变阻器与灯泡串联,电压表测变阻器两端的电压;当袋中药液量减少时,滑片向上移动,变阻器连入电路的电阻变小,根据串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,灯泡亮度变亮。
故选B。
10.(2020·四川南充)如图所示电路,当闭合开关,灯泡正常发光,滑动变阻器滑片向右移动时,下列说法正确的是( )。
A. 灯L亮度变暗;
B. 电压表V与电流表A1,示数之比不变;
C. 电路的总功率变小;
D. 电压表示数变大
【答案】C。
【解析】分析电路图可知,灯泡和滑动变阻器并联,电流表A1测滑动变阻器的电流,A2测灯泡L的电流,电压表测电源电压;
AD.滑动变阻器滑片向右移动时,电压表测电源电压,因此示数灯泡L电压与电流都不变,由公式可知,灯泡的电功率不变,即灯泡的亮度不变,AD错误;
B.电压表V与电流表A1,示数之比为滑动变阻器阻值,当滑动变阻器滑片向右移动时,滑动变阻器阻值变大,即电压表V与电流表 ,示数之比变大,B错误;
C.当滑动变阻器滑片向右移动时,滑动变阻器阻值变大,电路总电阻变大,根据公式 可知,电路的总功率变小,C正确。
故选C。
11.(2020·四川雅安)如图所示的电路,闭合开关S、S1后,以下说法正确的是( )。
A. 灯L1、L2串联 B. 电流表A1和A2示数相等
C. 断开S1后,电流表A1示数变小 D. 断开S1后,电流表A2示数变小
【答案】D。
【解析】电路元件的连接有串联和并联两种方式:由于串联电路只有一条电流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此各元件相互影响;而并联电路中有多条支路,所以各元件独立工作、互不影响,据此判断两灯泡的连接方式,再根据电流表与被测电路元件串联判断测量的电路元件,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,开关S1断开时电流表A2的示数变化。
【详解】A.由图知,闭合开关S、S1后,A1、L1在同一支路上,L2 、S1在一个支路上,所以L1与L2并联,故A错误;
B.A1支路上测L1的电流, A2测干路电流,则电流表A1的示数小于A2示数,故B错误;
CD.当开关S1断开时,L2所在支路断路,电流变为0,由并联电路的特点可知,L1所在支路的电流不受影响,即电流表A1示数不变,而干路电流变小,因此电流表A2的示数变小,故C错误、D正确。
故选D。
12.(2020·四川遂宁)电动自行车两制车手柄中各有一只开关S1、S2在行驶中用任意一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作。下列电路设计符合要求的是( )。
A. B.
C. D.
【分析】任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,说明两开关相互影响、不能独立工作即为串联。
【解答】由题知,任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,说明两开关相互影响、不能独立工作,所以两开关应串联接在电路中,比较可知C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
【点评】本题要牢牢把握住关键点“任一只手柄刹车时,开关立即断开、电动机停止工作”,从而判断出两个开关的连接方式是串联。
13. (2020·安徽)R1、R2、R3 是三个阻值不同的定值电阻。将它们串联起来接入电路,如图甲所示,闭合开关后,测得各电阻两端的电压关系为 U1>U2>U3;若将它们并联起来接入电路,如图乙所示,则闭合开关后,通过每个电阻的电流大小关系为( )。
A. I1>I2>I3 B. I3>I2>I1 C. I1=I2=I3 D. I2>I1>I3
【答案】B。
【解析】图甲中各三个电阻串联在电路中,根据串联电路特点,通过三个电阻的电流相同,测的 U1>U2>U3, 由公式得 R1>R2>R3 ;将三个电阻按照图乙并联起来时,并联电路各支路电压相等U1=U2=U3 ,又知 R1>R2>R3,所以由公式 得 I3>I2>I1,故 B 正确。
14. (2020·安徽)在图示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关 S 后,将滑动变阻器的滑片 P 自左向右滑动,则( )。
A. 电流表 A 的示数减小;
B. 电压表 V2 的示数减小;
C. 电压表 V1 与电流表 A 的示数比值减小 ;
D. 电压表 V2 与电流表 A 的示数比值减小
【答案】C。
【解析】A、B.由题图可知,电路为串联电路,电压表 V1 测量滑动变阻器 R1 的电压,电压表 V2 测量定值电阻
R2 的电压,电流表测量串联电路的电流,当滑动变阻器滑片由左向右滑动时,滑动变阻器 R1 阻值变小,故电路总电阻变小,由公式 可知,电流表示数变大,R2 两端电压 V2 示数变大,R1 两端电压 V1 示数变小,故 AB 选项错误;
C.电压表 V1 示数变小,电流表示数变大,所以电压表 V1 示数与电流表示数比值减小,故 C 正确;
D.电压表 V2 测 R2 的电压,电流表测 R2 的电流,所以电压表 V2 示数与电流表示数比值为 R2,阻值不变,故 D 错误。
15.(2020·四川遂宁)物理科代表为全班同学设计了如图四个电路图,图中电源电压未知但不变,R0为阻值已知的定值电阻,R1为最大阻值已知的滑动变阻器,通过断开、闭合开关或调节R1接入电路阻值不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )。
A. B.
C. D.
【分析】要测量Rx的阻值,根据R=可知,需知道被测电阻两端电压和通过的电流,据此分析;或者利用电源电压不变列方程可求得被测电阻的阻值。
【解答】解:由图知:
A、闭合两只开关,待测电阻与定值电阻并联,电流表测量通过定值电阻R0的电流。根据电流表示数和R0阻值,利用U=IR可以得到R0两端电压,再根据并联电路电压特点,可以得到待测电阻两端电压,但无论哪只开关闭合,都不能测量通过待测电阻Rx的电流,所以无法得到待测电阻Rx的阻值。故A符合题意;
B、闭合两只开关,定值电阻R0被短路,只有待测电阻有电流通过,电压表测量电源电压,示数为U;
闭合S1、断开S2,待测电阻与定值电阻串联,电压表测量待测电阻两端电压,示数为Ux,
根据串联电路电压特点知,定值电阻两端电压为U0=U﹣Ux,
所以此时电路电流为I==,
根据I=得,
待测电阻阻值为Rx===.故此电路可以得到待测电阻Rx的阻值。故B不符合题意;
C、闭合开关,滑动变阻器滑片位于最右端时,滑动变阻器被短路,只有待测电阻有电流通过,电压表测量电源电压,示数为U;
闭合开关,移动滑片,使滑动变阻器全部接入电路与待测电阻串联,电压表测量待测电阻两端电压,示数为Ux,
根据串联电路电压特点知,滑动变阻器两端电压为U1=U﹣Ux,
所以此时电路电流为I==,
根据I=得,
待测电阻阻值为Rx===.故此电路可以得到待测电阻Rx的阻值。故C不符合题意;
D、闭合开关,滑动变阻器滑片位于最右端时,滑动变阻器被短路,只有待测电阻有电流通过,电流表示数为I,由U=IR得,电源电压为U=IRx;
闭合开关,移动滑片,使滑动变阻器全部接入电路与待测电阻串联,电流表示数为I串,由U=IR得,电源电压为U=I串(R1+Rx),
根据IRx=I串(R1+Rx)得,
待测电阻阻值为Rx=.故此电路可以得到待测电阻Rx的阻值。故D不符合题意。
故选:A。
【点评】利用电压表或电流表测未知电阻的阻值,具有一定的难度。会在只有电压表或电流表时,利用电表与已知阻值部分电路结合间接测量电压或电流是关键。
16.(2020·重庆)刚搬新家的小超对家里卫生间的电路进行探究,发现照明灯和换气扇能同时使用,也能独立使用,图3中最符合此卫生间电路特点的是( )。
【答案】D。
【解析】文中提到照明灯和换气扇既能用时使用也能独立使用,即照明灯和换气扇为并联电路,开关分别控制它们,故选D。
17.(2020·河南)如果家中有人触电,在不能立即切断电源的情况下,千万不能用手直接去拉触电者,可以用一些物品使触电者脱离带电体。下列物品中不能使用的是( )。
A.木擀面杖 B.橡胶手套
C.铝拖把杆 D.塑料凳子
【答案】C。
【解析】铝拖把杆是导体,故不能使用;故答案选 C。
18.(2020·四川甘孜州)电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响,温控开关S1控制压缩机M,与冰箱门联动的开关S2控制照明灯L。为此,小丽设计了图中的四种电路,其中正确的是( )。
A. B. C. D.
【答案】D。
【解析】A.要使电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响,则电路设计时要让压缩机M和照明灯L并联,并且温控开关S1串联在压缩机M支路,与冰箱门联动的开关S2串联在照明灯L支路,故A错误;
B.要使电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响,则电路设计时要让压缩机M和照明灯L并联,并且温控开关S1串联在压缩机M支路,与冰箱门联动的开关S2串联在照明灯L支路,故B错误;
C.要使电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响,则电路设计时要让压缩机M和照明灯L并联,并且温控开关S1串联在压缩机M支路,与冰箱门联动的开关S2串联在照明灯L支路,故C错误;
D.要使电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响,则电路设计时要让压缩机M和照明灯L并联,并且温控开关S1串联在压缩机M支路,与冰箱门联动的开关S2串联在照明灯L支路,故D正确。
故选D。
19.(2020·山东济宁)如图是已连接的部分电路,表中的结果符合 ab间、ac间、bc间的连接情况的是( )。
选项
ab间连接
ac间连接
bc间连接
结果
A
2V的电源
不接
不接
电流表示数为0.04A
B
不接
一根导线
2V的电源
电路总功率为0.08W
C
一根导线
2V的电源
不接
电路的总电阻为25Ω
D
2V的电源
电压表
一根导线
电流表示数为0.5A
A. A B. B C. C D. D
【答案】D。
【解析】A.在ab间连接2V的电源,ac、bc间不连接,此时电路为R1的简单电路,可算出电流表示数:;A不符合题意;
B.ab间不连接,ac间连接一根导线,bc间连接2V电源,此时电路为R1的简单电路,可算出电路总功率为:;B不符合题意;
C.ab间连接一根导线,ac间连接2V电源,bc间不连接,此时电路为R2的简单电路,此时电路的总电阻为20Ω,C不符合题意;
D.ab间连接2V电源,ac间连接电压表,bc间连接一根导线,此时电路为R1、R2并联的电路,电流表测总电流,可算出并联后的电阻为:
电流表示数为: ;D符合题意。
故选D。
20.(2020·江苏连云港)如图所示电源电压恒定闭合开关,滑动变阻器滑片向右移动的过程中,下列说法正确的是( )。
A. 电流表示数增大;
B. 电压表示数减小;
C. 定值电阻R两端的电压增大;
D. 电压表示数与电流表示数比值增大
【答案】D。
【解析】ABC.由图可知,电阻R和变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,滑动变阻器滑片向右移动,变阻器连入电路的电阻变大,由电阻的串联可知电路的总电阻变大,由I=可知通过电路的电流变小,即电流表的示数变小,由U=IR可知定值电阻R两端的电压变小,由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故ABC错误;
D.电压表的示数变大,电流表的示数变小,电压表示数与电流表示数比值增大,故D正确。
故选D。
21.(2020·重庆B)某种电子测温枪测靠近被测者额头,闭合测温开关S1,只有热敏电阻R工作,测温枪显示被测者额头温度。在环境看不清示数时,再闭合开关S2,显示屏补光灯泡L发光;测温开关S1断开S2闭合时灯泡L不发光。关于热敏电阻R与补光灯泡L在电路中的连接方式,图中的电路符合要求的是( )。
A. B. C. D.
【答案】D。
【解析】由题意可知,同时闭合开关S2和S1时,补光灯泡L发光;补光灯泡L不发光时热敏电阻也能正常工作,说明补光灯泡与热敏电阻并联,图中的电路符合要求的是D选项的电路图。
故选D。
22.(2020•岳阳)小明家里有一台透明电冰箱,他发现电冰箱的门相当于一个开关,当打开电冰箱的门时,灯亮,将门关上时,灯熄;电冰箱主要是利用压缩机工作,压缩机由温控开关控制。下列电路图符合上述要求的是( )。
【答案】C。
【解析】根据题意,电灯和压缩机工作不相互影响,属于并联,温控开关只控制压缩机。只有C符合题意。
故选C。
23.(2020·山东滨州)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器后,验电器金属箔张开,以下说法正确的是( )。
A. 毛皮摩擦过的橡胶棒带正电;
B. 验电器的工作原理是同种电荷相互排斥;
C. 通常情况下橡胶棒是导体;
D. 金属箔张开瞬间电流的方向是由金属球到金属箔
【答案】B。
【解析】A.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故A错误;
B.验电器是根据同种电荷相互排斥的原理制成的,故B正确;
C.通常情况下橡胶棒不容易导电,是绝缘体,故C错误;
D.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,当橡胶棒和金属球接触后,橡胶棒上的自由电子就会转移到金属球,由金属球转移到金属箔,瞬间电流的方向是由金属箔到金属球,故D错误。
故选B。
24.(2020·山东滨州)如图所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,下列判断正确的是( )。
A. 电压表示数变小,电流表示数变大;B. 电压表示数不变,电流表示数变小;
C. 电压表示数变大,电流表示数不变;D. 电压表示数变大,电流表示数变小
【答案】B。
【解析】由图可知,电阻R1和变阻器R2并联,电流表测量干路中的电流,电压表测量电源电压,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,变阻器连入电路的电阻变大,由并联电路电阻的规律可知电路的总电阻变大,由I=可知通过干路中的电流变小,即电流表的示数变小,电压表测量电源电压,电压表的示数不变。
故选B。
二、填空题
1.(2020·山东泰安)A、B、C三个轻质小球,已知A带负电,B和A互相吸引,C和A互相排斥。则B、C两个轻质小球,一定带电的是______小球。
【答案】C。
【解析】A带负电,B和A互相吸引,根据异种电荷互相吸引,所以B可能带正电,根据带电体吸引轻小物体的性质,B也可能不带电;C和A互相排斥,根据同种电荷互相排斥,所以C带负电,一定带电的是C小球。
2.(2020·四川甘孜州)用带电体接触验电器的金属球,验电器的金属箔会张开,这是因为________ ( 选填“同种”或“异种”)电荷相互排斥。电炉中,电炉丝热的发红而导线却几乎不发热,说明电炉丝的电阻远远_________ (选填 “大于”或“小于”)导线的电阻。
【答案】(1)同种;(2)大于。
【解析】用带电体接触验电器的金属球,两金属箔片会带上同种电荷,因同种电荷相互排斥,所以验电器中闭合着的金属箔片会张开一个角度。
电炉丝和导线串联在电路中,电流和通电时间相同,电炉丝的电阻比导线电阻大,根据 ,电炉丝产生的电热多,所以电炉丝热得发红,导线不怎么热。
3.(2020·四川遂宁)生产生活中我们经常用到汽油,汽油易挥发,易燃易爆,运输中汽油与油罐摩擦产生静电,油罐失去电子带上 电荷,电荷累积到一定程度极易出现放电观象,引起汽油燃烧爆炸,为防止爆炸事故发生,油罐车通常都在车架加装铁链与大地接触以中和油罐所带电荷,该过程铁链中自由电子定向移动方向是从 (选填“大地到油罐”或“油罐到大地”)。
【分析】(1)摩擦起电的实质是电荷的转移,失去电子的带正电,得到电子的带负电;
(2)规定正电荷定向移动的方向为电流方向;金属导电是因为金属导体中有能够自由移动的自由电子,自由电子带负电荷。
【解答】解:运输中汽油与油罐摩擦产生静电,油罐失去电子带上正电荷;
油罐带多余的正电荷,当铁链与大地接触时,会产生从油罐到大地的电流;铁链中带负电荷的自由电子定向移动的方向与电流方向相反,会从大地到油罐发生定向移动,和油罐中多余的正电荷发生中和,避免发生放电现象。
故答案为:正;大地到油罐。
【点评】本题考查了摩擦起电的原因和实质,以及电流的形成及电流方向等知识的掌握;要理解摩擦起电的实质是电荷的转移。
4.(2020·河南)用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带 电。用这个橡胶棒接触验电器的金属 球,如图 3 所示,验电器的两金属箱片由于带同种电荷互相 而张开。
【答案】负、排斥
【解析】自然界中存在两种电荷:由毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子带负电,由丝绸摩擦过的玻璃棒由于失去电子带正电;验电器的工作原理就是利用同种电荷相互排 斥。
5.(2020·四川乐山)如图所示,在两个透明容器中密封着等量的空气,U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1=2R2=20Ω,电源电压U=6V。闭合开关后,甲管中液面比乙管中液面上升得______(选填“慢”、“快”或“相同”),当滑动变阻器滑片P移至最右端时,在1分钟内电流通过电阻丝R1产生的热量Q=______ J。
【答案】(1)快;(2)48。
【解析】两电阻串联,电流相等,R1=2R2,由焦耳定律Q=I2Rt得,电阻大的在相同电流、相同时间产生的热量多,升高的温度快,故甲管中液面比乙管中液面上升得快。
当滑动变阻器滑片P移至最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,R1、R2串联,此时电路中的电流为:
1分钟内电流通过电阻丝R1产生的热量:
6.(2020·四川成都A)在“连接并联电路”的实验中,小红同学用两个不同的小灯泡组成了如图所示的电路。
(1)连接电路时,开关S应该处于__________状态;
(2)她将所有开关闭合,发现S1支路的灯不亮,S2支路的灯发光。于是她断开所有开关,交换两灯位置后,再闭合所有开关,发现仍然是S1支路的灯不亮,S2支路的灯发光。故障的原因可能是_________;
A.某个灯泡的灯丝断路
B.干路上某根导线断路
C.S1支路某根导线断路
D.S2支路某根导线断路
(3)她排除故障后,继续进行实验。为了探究开关S1的作用,在观察灯泡发光情况时,她应该_________。
A.同时观察两个支路上的灯泡
B.只观察S1所在支路上的灯泡
C.只观察S2所在支路上的灯泡
【答案】(1)断开;(2)C;(3)A。
【解析】(1)为了电学元件的安全,在连接电路时,开关应该断开,所以开关S应该处于断开状态。
(2)如图所示,闭合所有开关后电路为并联电路,将所有开关闭合,发现S1支路的灯不亮,S2支路的灯发光,说明干路和开关S2所在支路没有问题,故BD不符合题意;交换两灯位置后,再闭合所有开关,发现仍然是S1支路的灯不亮,S2支路的灯发光,说明灯泡没有问题,只能是开关S1所在支路某根导线断路,故A不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)为了探究开关S1的作用,在其他两个开关闭合或者断开的情况下,通过操作开关S1,同时观察观察支路上两个灯泡的亮暗情况来判断开关S1的作用;故应该选A。
一、选择题
1.(2020·黑龙江龙东)如图所示电路,电源电压为5V,当开关S闭合时,却只有一只灯泡发光,且电压表示数为0V。由此可以判断电路的故障可能是 ( )
A.灯L1短路 B.灯L2短路 C.灯L1开路 D.灯L2开路
【答案】A。
【解析】由题意可知本电路为串联电路,当开关S闭合时,只有一只灯泡发光,由此可判定电路中有电流,电路故障必定为短路,又因电压表的示数为0V,故可以判断灯L1短路,故选A
2.(2020·贵州黔东南)常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的,若其中任一方式解锁失败后,锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能,S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能.若用灯泡L发光模拟手机解锁成功,则符合要求的模拟电路是( )。
A. ;B.
C. ;D.
【答案】C。
【解析】由题意知开关S1或开关S2均可接通电路,所以S1、S2并联,开关S3断开手机解锁功能暂停,说明S3位于电路干路.故C项符合题意;
3.(2020·贵州黔南)某自动售货机,它可通过手机扫码(闭合S1)或通过投币(闭合S2),启动电动机完成自动售货;在光线较暗时光控开关S3自动闭合,接通灯泡照明。符合上述情况的电路设计是下图中的( )。
A. ;B. ;C. ;D.
【答案】C。
【解析】由题意可知,通过手机扫码使开关S1闭合或通过投币使开关S2闭合都能启动电动机完成自动售货,由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,开关S1和开关S2应并联共同控制电动机;由题知,在光线较暗时光控开关S3自动闭合,接通灯泡照明,则灯泡与电动机并联能独立工作,且只由光控开关S3控制,综上结合选项可知,只有C图符合题意。故选C。
4.(2020·湖南常德)如图所示是小刚同学测量小灯泡电功率的电路图,当闭合开关时,发现灯L不亮,电压表有明显示数,电流表示数为零,若故障只出现在变阻器R和灯L中的一处,则下列判断正确的是( )。
A. 变阻器R短路;B. 变阻器R断路;C. 灯L短路;D. 灯L断路
【答案】D。
【解析】由电路图知,滑动变阻器R和灯L串联,电压表测灯两端的电压,闭合开关时,灯不亮,且电流表无示数,则电路中出现了断路,而电压表有明显示数,意味着电压表与电源是接通的,故出现的故障是灯L断路了。故ABC错误,D正确。
故选D。
5.(2020·江苏泰州)如图所示电路,电源电压保持不变,开关S闭合后,在滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是( )。
A. 电压表V1示数变大,电流表A示数变大;
B. 电压表V1示数不变,电压表V2示数变小;
C. 电压表V2示数不变,电流表A示数变大;
D. 电压表V1示数变大,电压表V2示数变小
【答案】C。
【解析】由题图可知,滑动变阻器与定值电阻R串联,电压表V1测量滑动变阻器两端的电压,电压表V2测量电源电压,电流表测量电路中的电流;在滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,由可知,此时电路中的电流变大,即电流表的示数变大;由可知,定值电阻R两端的电压变大,由于串联电路中电源电压等于各用电器两端的电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,即电压表V1的示数变小;由于电源电压保持不变,所以电压表V2的示数不变。
故选C。
6.(2020·山东聊城)电冰箱是现代家庭的常用电器,它内部的电路元件主要包括压缩机(其主要部件是电动机)和冷藏室内的照明灯。如图是一台能正常工作的电冰箱的简化电路图,下列判断正确的是( )。
A. 电路图中的照明灯与电动机是串联的;
B. 冰箱门关闭时,灯开关断开,照明灯熄灭;
C. 冰箱内温度降低到设定温度时,电动机停止工作;
D. 电动机利用了电磁感应的原理使线圈转动起来
【答案】BC。
【解析】AB.由图可知,电路是两条支路,一条是温控开关控制电动机,另一条是灯开关控制照明灯,电动机和照明灯是并联的,冰箱门关闭时,灯开关断开,照明灯不亮,故A错误,B正确;
C.冰箱内温度降低到设定温度时,温控开关自动断开,电动机停止工作,故C正确;
D.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,故D错误。
故选BC。
7.(2020·山东泰安)如图所示,闭合开关,两灯均不亮。已知电路连接正确,是其中一个小灯泡出现了故障。将电压表并联在灯泡L1两端时,电压表有示数。则电路故障是( )。
A. 灯L1短路;B. 灯L2短路;C. 灯L1断路;D. 灯L2断路
【答案】C。
【解析】AB.灯L1短路或灯L2短路,另一个灯泡发光,题目中两灯均不亮,故AB不符合题意;
C.灯L1断路,两灯均不亮,将电压表并联在灯泡L1两端时,相当于电压表和灯泡L2串联,电压表有示数,故C符合题意;
D.灯L2断路,两灯均不亮,将电压表并联在灯泡L1两端时,电压表断路,电压表没有示数,故D不符合题意。
故选C。
8.(2020·山东泰安)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,下列说法中( )。
①电流表A的示数变小;
②电压表V的示数变大;
③电压表V与电流表A1的比值变小;
④滑动变阻器R2消耗的电功率变小
A. 只有①④正确;B. 只有②③正确;C. 只有①③正确;D. 只有②④正确
【答案】A。
【解析】①由图可知,电阻R1和变阻器R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A测量干路中的电流,电压表测量电源电压,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,滑动变阻器R2连入电路的电阻变大,由I=可知通过变阻器的电流变小,由并联电路的特点可知通过电阻R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,由并联电路电流的规律可知干路中的电流变小,即电流表A的示数变小;故①的说法正确;
②电压表测量电源电压,电压表V的示数不变,故②的说法错误;
③电压表V的示数不变,电流表A1的示数不变,电压表V与电流表A1的比值不变,故③的说法错误;
④变阻器两端的电压等于电源电压,所以变阻器两端的电压不变,通过变阻器的电流变小,由P=UI可知滑动变阻器R2消耗的电功率变小,故④的说法正确。
故选A。
9.(2020·四川乐山)小华设计了如图所示的输液提示器,在护士站能够观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时( )。
A. 电压表示数减小,灯泡亮度变暗;B. 电压表示数减小,灯泡亮度变亮;
C. 电压表示数增大,灯泡亮度变暗;D. 电压表示数增大,灯泡亮度变亮
【答案】B。
【解析】由图可知,变阻器与灯泡串联,电压表测变阻器两端的电压;当袋中药液量减少时,滑片向上移动,变阻器连入电路的电阻变小,根据串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,灯泡亮度变亮。
故选B。
10.(2020·四川南充)如图所示电路,当闭合开关,灯泡正常发光,滑动变阻器滑片向右移动时,下列说法正确的是( )。
A. 灯L亮度变暗;
B. 电压表V与电流表A1,示数之比不变;
C. 电路的总功率变小;
D. 电压表示数变大
【答案】C。
【解析】分析电路图可知,灯泡和滑动变阻器并联,电流表A1测滑动变阻器的电流,A2测灯泡L的电流,电压表测电源电压;
AD.滑动变阻器滑片向右移动时,电压表测电源电压,因此示数灯泡L电压与电流都不变,由公式可知,灯泡的电功率不变,即灯泡的亮度不变,AD错误;
B.电压表V与电流表A1,示数之比为滑动变阻器阻值,当滑动变阻器滑片向右移动时,滑动变阻器阻值变大,即电压表V与电流表 ,示数之比变大,B错误;
C.当滑动变阻器滑片向右移动时,滑动变阻器阻值变大,电路总电阻变大,根据公式 可知,电路的总功率变小,C正确。
故选C。
11.(2020·四川雅安)如图所示的电路,闭合开关S、S1后,以下说法正确的是( )。
A. 灯L1、L2串联 B. 电流表A1和A2示数相等
C. 断开S1后,电流表A1示数变小 D. 断开S1后,电流表A2示数变小
【答案】D。
【解析】电路元件的连接有串联和并联两种方式:由于串联电路只有一条电流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此各元件相互影响;而并联电路中有多条支路,所以各元件独立工作、互不影响,据此判断两灯泡的连接方式,再根据电流表与被测电路元件串联判断测量的电路元件,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,开关S1断开时电流表A2的示数变化。
【详解】A.由图知,闭合开关S、S1后,A1、L1在同一支路上,L2 、S1在一个支路上,所以L1与L2并联,故A错误;
B.A1支路上测L1的电流, A2测干路电流,则电流表A1的示数小于A2示数,故B错误;
CD.当开关S1断开时,L2所在支路断路,电流变为0,由并联电路的特点可知,L1所在支路的电流不受影响,即电流表A1示数不变,而干路电流变小,因此电流表A2的示数变小,故C错误、D正确。
故选D。
12.(2020·四川遂宁)电动自行车两制车手柄中各有一只开关S1、S2在行驶中用任意一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作。下列电路设计符合要求的是( )。
A. B.
C. D.
【分析】任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,说明两开关相互影响、不能独立工作即为串联。
【解答】由题知,任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,说明两开关相互影响、不能独立工作,所以两开关应串联接在电路中,比较可知C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
【点评】本题要牢牢把握住关键点“任一只手柄刹车时,开关立即断开、电动机停止工作”,从而判断出两个开关的连接方式是串联。
13. (2020·安徽)R1、R2、R3 是三个阻值不同的定值电阻。将它们串联起来接入电路,如图甲所示,闭合开关后,测得各电阻两端的电压关系为 U1>U2>U3;若将它们并联起来接入电路,如图乙所示,则闭合开关后,通过每个电阻的电流大小关系为( )。
A. I1>I2>I3 B. I3>I2>I1 C. I1=I2=I3 D. I2>I1>I3
【答案】B。
【解析】图甲中各三个电阻串联在电路中,根据串联电路特点,通过三个电阻的电流相同,测的 U1>U2>U3, 由公式得 R1>R2>R3 ;将三个电阻按照图乙并联起来时,并联电路各支路电压相等U1=U2=U3 ,又知 R1>R2>R3,所以由公式 得 I3>I2>I1,故 B 正确。
14. (2020·安徽)在图示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关 S 后,将滑动变阻器的滑片 P 自左向右滑动,则( )。
A. 电流表 A 的示数减小;
B. 电压表 V2 的示数减小;
C. 电压表 V1 与电流表 A 的示数比值减小 ;
D. 电压表 V2 与电流表 A 的示数比值减小
【答案】C。
【解析】A、B.由题图可知,电路为串联电路,电压表 V1 测量滑动变阻器 R1 的电压,电压表 V2 测量定值电阻
R2 的电压,电流表测量串联电路的电流,当滑动变阻器滑片由左向右滑动时,滑动变阻器 R1 阻值变小,故电路总电阻变小,由公式 可知,电流表示数变大,R2 两端电压 V2 示数变大,R1 两端电压 V1 示数变小,故 AB 选项错误;
C.电压表 V1 示数变小,电流表示数变大,所以电压表 V1 示数与电流表示数比值减小,故 C 正确;
D.电压表 V2 测 R2 的电压,电流表测 R2 的电流,所以电压表 V2 示数与电流表示数比值为 R2,阻值不变,故 D 错误。
15.(2020·四川遂宁)物理科代表为全班同学设计了如图四个电路图,图中电源电压未知但不变,R0为阻值已知的定值电阻,R1为最大阻值已知的滑动变阻器,通过断开、闭合开关或调节R1接入电路阻值不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )。
A. B.
C. D.
【分析】要测量Rx的阻值,根据R=可知,需知道被测电阻两端电压和通过的电流,据此分析;或者利用电源电压不变列方程可求得被测电阻的阻值。
【解答】解:由图知:
A、闭合两只开关,待测电阻与定值电阻并联,电流表测量通过定值电阻R0的电流。根据电流表示数和R0阻值,利用U=IR可以得到R0两端电压,再根据并联电路电压特点,可以得到待测电阻两端电压,但无论哪只开关闭合,都不能测量通过待测电阻Rx的电流,所以无法得到待测电阻Rx的阻值。故A符合题意;
B、闭合两只开关,定值电阻R0被短路,只有待测电阻有电流通过,电压表测量电源电压,示数为U;
闭合S1、断开S2,待测电阻与定值电阻串联,电压表测量待测电阻两端电压,示数为Ux,
根据串联电路电压特点知,定值电阻两端电压为U0=U﹣Ux,
所以此时电路电流为I==,
根据I=得,
待测电阻阻值为Rx===.故此电路可以得到待测电阻Rx的阻值。故B不符合题意;
C、闭合开关,滑动变阻器滑片位于最右端时,滑动变阻器被短路,只有待测电阻有电流通过,电压表测量电源电压,示数为U;
闭合开关,移动滑片,使滑动变阻器全部接入电路与待测电阻串联,电压表测量待测电阻两端电压,示数为Ux,
根据串联电路电压特点知,滑动变阻器两端电压为U1=U﹣Ux,
所以此时电路电流为I==,
根据I=得,
待测电阻阻值为Rx===.故此电路可以得到待测电阻Rx的阻值。故C不符合题意;
D、闭合开关,滑动变阻器滑片位于最右端时,滑动变阻器被短路,只有待测电阻有电流通过,电流表示数为I,由U=IR得,电源电压为U=IRx;
闭合开关,移动滑片,使滑动变阻器全部接入电路与待测电阻串联,电流表示数为I串,由U=IR得,电源电压为U=I串(R1+Rx),
根据IRx=I串(R1+Rx)得,
待测电阻阻值为Rx=.故此电路可以得到待测电阻Rx的阻值。故D不符合题意。
故选:A。
【点评】利用电压表或电流表测未知电阻的阻值,具有一定的难度。会在只有电压表或电流表时,利用电表与已知阻值部分电路结合间接测量电压或电流是关键。
16.(2020·重庆)刚搬新家的小超对家里卫生间的电路进行探究,发现照明灯和换气扇能同时使用,也能独立使用,图3中最符合此卫生间电路特点的是( )。
【答案】D。
【解析】文中提到照明灯和换气扇既能用时使用也能独立使用,即照明灯和换气扇为并联电路,开关分别控制它们,故选D。
17.(2020·河南)如果家中有人触电,在不能立即切断电源的情况下,千万不能用手直接去拉触电者,可以用一些物品使触电者脱离带电体。下列物品中不能使用的是( )。
A.木擀面杖 B.橡胶手套
C.铝拖把杆 D.塑料凳子
【答案】C。
【解析】铝拖把杆是导体,故不能使用;故答案选 C。
18.(2020·四川甘孜州)电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响,温控开关S1控制压缩机M,与冰箱门联动的开关S2控制照明灯L。为此,小丽设计了图中的四种电路,其中正确的是( )。
A. B. C. D.
【答案】D。
【解析】A.要使电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响,则电路设计时要让压缩机M和照明灯L并联,并且温控开关S1串联在压缩机M支路,与冰箱门联动的开关S2串联在照明灯L支路,故A错误;
B.要使电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响,则电路设计时要让压缩机M和照明灯L并联,并且温控开关S1串联在压缩机M支路,与冰箱门联动的开关S2串联在照明灯L支路,故B错误;
C.要使电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响,则电路设计时要让压缩机M和照明灯L并联,并且温控开关S1串联在压缩机M支路,与冰箱门联动的开关S2串联在照明灯L支路,故C错误;
D.要使电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响,则电路设计时要让压缩机M和照明灯L并联,并且温控开关S1串联在压缩机M支路,与冰箱门联动的开关S2串联在照明灯L支路,故D正确。
故选D。
19.(2020·山东济宁)如图是已连接的部分电路,表中的结果符合 ab间、ac间、bc间的连接情况的是( )。
选项
ab间连接
ac间连接
bc间连接
结果
A
2V的电源
不接
不接
电流表示数为0.04A
B
不接
一根导线
2V的电源
电路总功率为0.08W
C
一根导线
2V的电源
不接
电路的总电阻为25Ω
D
2V的电源
电压表
一根导线
电流表示数为0.5A
A. A B. B C. C D. D
【答案】D。
【解析】A.在ab间连接2V的电源,ac、bc间不连接,此时电路为R1的简单电路,可算出电流表示数:;A不符合题意;
B.ab间不连接,ac间连接一根导线,bc间连接2V电源,此时电路为R1的简单电路,可算出电路总功率为:;B不符合题意;
C.ab间连接一根导线,ac间连接2V电源,bc间不连接,此时电路为R2的简单电路,此时电路的总电阻为20Ω,C不符合题意;
D.ab间连接2V电源,ac间连接电压表,bc间连接一根导线,此时电路为R1、R2并联的电路,电流表测总电流,可算出并联后的电阻为:
电流表示数为: ;D符合题意。
故选D。
20.(2020·江苏连云港)如图所示电源电压恒定闭合开关,滑动变阻器滑片向右移动的过程中,下列说法正确的是( )。
A. 电流表示数增大;
B. 电压表示数减小;
C. 定值电阻R两端的电压增大;
D. 电压表示数与电流表示数比值增大
【答案】D。
【解析】ABC.由图可知,电阻R和变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,滑动变阻器滑片向右移动,变阻器连入电路的电阻变大,由电阻的串联可知电路的总电阻变大,由I=可知通过电路的电流变小,即电流表的示数变小,由U=IR可知定值电阻R两端的电压变小,由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故ABC错误;
D.电压表的示数变大,电流表的示数变小,电压表示数与电流表示数比值增大,故D正确。
故选D。
21.(2020·重庆B)某种电子测温枪测靠近被测者额头,闭合测温开关S1,只有热敏电阻R工作,测温枪显示被测者额头温度。在环境看不清示数时,再闭合开关S2,显示屏补光灯泡L发光;测温开关S1断开S2闭合时灯泡L不发光。关于热敏电阻R与补光灯泡L在电路中的连接方式,图中的电路符合要求的是( )。
A. B. C. D.
【答案】D。
【解析】由题意可知,同时闭合开关S2和S1时,补光灯泡L发光;补光灯泡L不发光时热敏电阻也能正常工作,说明补光灯泡与热敏电阻并联,图中的电路符合要求的是D选项的电路图。
故选D。
22.(2020•岳阳)小明家里有一台透明电冰箱,他发现电冰箱的门相当于一个开关,当打开电冰箱的门时,灯亮,将门关上时,灯熄;电冰箱主要是利用压缩机工作,压缩机由温控开关控制。下列电路图符合上述要求的是( )。
【答案】C。
【解析】根据题意,电灯和压缩机工作不相互影响,属于并联,温控开关只控制压缩机。只有C符合题意。
故选C。
23.(2020·山东滨州)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器后,验电器金属箔张开,以下说法正确的是( )。
A. 毛皮摩擦过的橡胶棒带正电;
B. 验电器的工作原理是同种电荷相互排斥;
C. 通常情况下橡胶棒是导体;
D. 金属箔张开瞬间电流的方向是由金属球到金属箔
【答案】B。
【解析】A.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故A错误;
B.验电器是根据同种电荷相互排斥的原理制成的,故B正确;
C.通常情况下橡胶棒不容易导电,是绝缘体,故C错误;
D.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,当橡胶棒和金属球接触后,橡胶棒上的自由电子就会转移到金属球,由金属球转移到金属箔,瞬间电流的方向是由金属箔到金属球,故D错误。
故选B。
24.(2020·山东滨州)如图所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,下列判断正确的是( )。
A. 电压表示数变小,电流表示数变大;B. 电压表示数不变,电流表示数变小;
C. 电压表示数变大,电流表示数不变;D. 电压表示数变大,电流表示数变小
【答案】B。
【解析】由图可知,电阻R1和变阻器R2并联,电流表测量干路中的电流,电压表测量电源电压,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,变阻器连入电路的电阻变大,由并联电路电阻的规律可知电路的总电阻变大,由I=可知通过干路中的电流变小,即电流表的示数变小,电压表测量电源电压,电压表的示数不变。
故选B。
二、填空题
1.(2020·山东泰安)A、B、C三个轻质小球,已知A带负电,B和A互相吸引,C和A互相排斥。则B、C两个轻质小球,一定带电的是______小球。
【答案】C。
【解析】A带负电,B和A互相吸引,根据异种电荷互相吸引,所以B可能带正电,根据带电体吸引轻小物体的性质,B也可能不带电;C和A互相排斥,根据同种电荷互相排斥,所以C带负电,一定带电的是C小球。
2.(2020·四川甘孜州)用带电体接触验电器的金属球,验电器的金属箔会张开,这是因为________ ( 选填“同种”或“异种”)电荷相互排斥。电炉中,电炉丝热的发红而导线却几乎不发热,说明电炉丝的电阻远远_________ (选填 “大于”或“小于”)导线的电阻。
【答案】(1)同种;(2)大于。
【解析】用带电体接触验电器的金属球,两金属箔片会带上同种电荷,因同种电荷相互排斥,所以验电器中闭合着的金属箔片会张开一个角度。
电炉丝和导线串联在电路中,电流和通电时间相同,电炉丝的电阻比导线电阻大,根据 ,电炉丝产生的电热多,所以电炉丝热得发红,导线不怎么热。
3.(2020·四川遂宁)生产生活中我们经常用到汽油,汽油易挥发,易燃易爆,运输中汽油与油罐摩擦产生静电,油罐失去电子带上 电荷,电荷累积到一定程度极易出现放电观象,引起汽油燃烧爆炸,为防止爆炸事故发生,油罐车通常都在车架加装铁链与大地接触以中和油罐所带电荷,该过程铁链中自由电子定向移动方向是从 (选填“大地到油罐”或“油罐到大地”)。
【分析】(1)摩擦起电的实质是电荷的转移,失去电子的带正电,得到电子的带负电;
(2)规定正电荷定向移动的方向为电流方向;金属导电是因为金属导体中有能够自由移动的自由电子,自由电子带负电荷。
【解答】解:运输中汽油与油罐摩擦产生静电,油罐失去电子带上正电荷;
油罐带多余的正电荷,当铁链与大地接触时,会产生从油罐到大地的电流;铁链中带负电荷的自由电子定向移动的方向与电流方向相反,会从大地到油罐发生定向移动,和油罐中多余的正电荷发生中和,避免发生放电现象。
故答案为:正;大地到油罐。
【点评】本题考查了摩擦起电的原因和实质,以及电流的形成及电流方向等知识的掌握;要理解摩擦起电的实质是电荷的转移。
4.(2020·河南)用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带 电。用这个橡胶棒接触验电器的金属 球,如图 3 所示,验电器的两金属箱片由于带同种电荷互相 而张开。
【答案】负、排斥
【解析】自然界中存在两种电荷:由毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子带负电,由丝绸摩擦过的玻璃棒由于失去电子带正电;验电器的工作原理就是利用同种电荷相互排 斥。
5.(2020·四川乐山)如图所示,在两个透明容器中密封着等量的空气,U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1=2R2=20Ω,电源电压U=6V。闭合开关后,甲管中液面比乙管中液面上升得______(选填“慢”、“快”或“相同”),当滑动变阻器滑片P移至最右端时,在1分钟内电流通过电阻丝R1产生的热量Q=______ J。
【答案】(1)快;(2)48。
【解析】两电阻串联,电流相等,R1=2R2,由焦耳定律Q=I2Rt得,电阻大的在相同电流、相同时间产生的热量多,升高的温度快,故甲管中液面比乙管中液面上升得快。
当滑动变阻器滑片P移至最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,R1、R2串联,此时电路中的电流为:
1分钟内电流通过电阻丝R1产生的热量:
6.(2020·四川成都A)在“连接并联电路”的实验中,小红同学用两个不同的小灯泡组成了如图所示的电路。
(1)连接电路时,开关S应该处于__________状态;
(2)她将所有开关闭合,发现S1支路的灯不亮,S2支路的灯发光。于是她断开所有开关,交换两灯位置后,再闭合所有开关,发现仍然是S1支路的灯不亮,S2支路的灯发光。故障的原因可能是_________;
A.某个灯泡的灯丝断路
B.干路上某根导线断路
C.S1支路某根导线断路
D.S2支路某根导线断路
(3)她排除故障后,继续进行实验。为了探究开关S1的作用,在观察灯泡发光情况时,她应该_________。
A.同时观察两个支路上的灯泡
B.只观察S1所在支路上的灯泡
C.只观察S2所在支路上的灯泡
【答案】(1)断开;(2)C;(3)A。
【解析】(1)为了电学元件的安全,在连接电路时,开关应该断开,所以开关S应该处于断开状态。
(2)如图所示,闭合所有开关后电路为并联电路,将所有开关闭合,发现S1支路的灯不亮,S2支路的灯发光,说明干路和开关S2所在支路没有问题,故BD不符合题意;交换两灯位置后,再闭合所有开关,发现仍然是S1支路的灯不亮,S2支路的灯发光,说明灯泡没有问题,只能是开关S1所在支路某根导线断路,故A不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)为了探究开关S1的作用,在其他两个开关闭合或者断开的情况下,通过操作开关S1,同时观察观察支路上两个灯泡的亮暗情况来判断开关S1的作用;故应该选A。