2022年中考物理复习题(含解析)--电流和欧姆定律
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这是一份2022年中考物理复习题(含解析)--电流和欧姆定律,共87页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2022年中考物理复习新题速递之电流和欧姆定律(2022年5月)
一、选择题(共10小题)
1.(2022春•仪征市期中)关于静电现象,下列说法正确的是
A.用带电体接触验电器时,验电器的金属箔张开,是由于异种电荷相互排斥
B.两个轻质泡沫球靠近时能相互吸引,则它们一定带异种电荷
C.毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒失去电子带上了负电
D.运输汽油的油罐车通常在地上拖一根铁链,是为了防止静电危害
2.(2022•越秀区一模)粒子甲、乙、丙的带电情况如表,甲由乙、丙构成,如图,以下选项与题意相符的是
粒子
带点情况
甲
不带电
乙
带负电
丙
带正电
A.甲是中子,乙是电子,丙是质子
B.甲是原子,乙是质子,丙是中子
C.甲是原子,乙是电子,丙是原子核
D.甲是原子核,乙是电子,丙是质子
3.(2022•延庆区一模)关于家庭电路,下列说法中正确的是
A.某家庭电路中多开了一盏照明灯,干路中的电流将变大
B.家庭电路中空气开关“跳闸”,一定是短路造成的
C.我国家庭电路的电压是
D.家庭电路中总电流过大,一定是电路中用电器的实际功率过大引起的
4.(2022•武侯区模拟)丝绸摩擦过的玻璃棒能“粘”纸屑,下列现象中“粘”的原理与其相同的是
A.拔火罐时罐子“粘”在皮肤上
B.口罩熔喷布能“粘”住轻小飞沫
C.两块磁铁会“粘”在一起
D.平滑的铅块紧压后会“粘”在一起
5.(2022•乌鲁木齐一模)用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是由于摩擦过程中玻璃棒
A.得到电子 B.失去电子 C.得到质子 D.失去质子
6.(2022•唐河县一模)如图所示,带负电的橡胶棒靠近吸管的端,端会远离橡胶棒。以下说法正确的是
A.橡胶棒和吸管都是导体
B.吸管因失去电子而带有负电
C.在潮湿的环境中实验现象更明显
D.验电器就是根据这一原理工作的
7.(2022•梁山县校级模拟)如图所示,两个相同的不带电验电器和,先用毛摩擦过的橡胶棒去接触验电器的金属球,再用带有绝缘柄的金属棒把和连接起来,下列说法中
①连接起来后,验电器带负电,带正电
②连接的瞬间自由电子从验电器向定向移动
③在用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒得到电子,毛皮失去电子
④在连接的瞬间,电流方向由验电器到
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有①④正确 D.只有②③正确
8.(2022•来安县一模)如图所示电路,电源电压恒定,三个小灯泡的规格完全相同,当开关闭合后,三个小灯泡都发光,通过小灯泡、和的电流分别为、和,两端的电压分别为、和。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列有关三个小灯泡的电压、电流的关系正确的是
A. B.
C. D.
9.(2022•惠州一模)如图所示,小明为新家装修,利用周末用静电喷漆枪给物件上漆,发现涂料小液滴之间相互排斥,但被物件吸引。则
A.小液滴一定带正电 B.小液滴一定带负电
C.小液滴一定带同种电荷 D.小液滴可能不带电
10.假如自然界存在第三种电荷,且遵循已有的电荷间的作用规律。、、三个轻质小球分别带正电荷、负电荷和第三种电荷,均用绝缘细线竖直悬挂,相互靠近但始终不接触,三个小球的最终状态可能为
A.
B.
C.
D.
二、填空题(共5小题)
11.(2022•瑶海区校级模拟)手机电池上标有“电压”和“容量”两个重要参数,容量的单位通常为“毫安时”(符号。某款手机电池铭牌上标有“容量:”,这表示的物理意义是 。
12.(2022•香洲区校级开学)原子是由原子核和 组成。原子核由 和中子组成在摩擦起电过程中,物体得到电子,物体带 (选填“正电”或“负电” 。
13.(2022•金水区校级模拟)(1)如图所示,飞机上的着地轮装有搭地线或不用搭地线而用 (选填“导电”或“绝缘” 橡胶做轮胎,是为了及时地把飞机在飞行过程中由于与空气发生了 而带上了电荷转移给大地,以免发生放电现象,保证飞机和人员的安全。
(2)是大气中直径小于等于,即小于等于 的颗粒悬浮物,能被肺泡吸收并进入血液,某大学的科研队伍成功研制出净化器,其原理如图所示。闭合开关、后,风扇旋转吸入含有颗粒物空气,当颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网时会被快速吸引过来,这是因为带电体具有吸引 的性质;当颗粒物快速通过光洁金属网后,会带上负电荷,然后被带有正电荷的棉芯吸附住,这是因为 。
14.(2022•河南模拟)雷雨天气时乌云密布,云层之间由于 而导致云层带电;当云层带电量积累到一定地步时,便会击穿空气产生强大的电流,从而对人畜造成危害。这时的空气能导电,说明这时的空气是 。
15.(2022•船营区校级开学)如图所示电路,当闭合开关后,电路无故障,两电表指针如图所示,则通过的电流是 ,通过的电流是 。
三、作图题(共2小题)
16.(2021秋•建湖县期中)连接实物图,要求:两个灯泡、并联,电流表和在干路上,控制。
17.(2021•东莞市校级二模)请根据图1的实物图在如图2方框内画出对应的电路图。
四、实验探究题(共3小题)
18.(2022•兴化市模拟)如图,将吸管放在铁支架上,吸管可在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管右端,为了检验吸管的右端带电吸管情况,小明设计了如下实验方案:
用手靠近吸管右端,观察它们是否互相吸引;
用一丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管右端,观察它们的相互作用情况;
用一毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管右端,观察它们的相互作用情况。
方案的设计依据是 ,如果观察到吸引,表明吸管右端带电;按方案实验,如果观察到相互吸引, (选填“能”或“不能” 判断吸管带负电;按方案实验,如果观察到相互排斥,则可以确定吸管带负电,方案设计依据的原理是 。
19.(2022•市南区一模)电流的测量
某同学通过比较电路中不同位置电流表的读数来研究串联电路的电流规律。所接电路图如图甲所示,闭合开关后,两电流表指针偏转情况如图乙所示。
(1)电流表的读数是 。
(2)该同学发现电流表指针偏转较小,所以他认为“串联电路电流每流经一个用电器,电流都会减弱一些”。请你指出造成他判断错误的原因 。
(3)另一位同学连接电路后,两灯泡都亮,由于连线较乱,一时无法确定电路是串联还是并联,以下两种简单判断方法是否可行?请你在表中空格填写“可行”或“不可行”。
方法
操作
现象
结论
方法是否可行
方法一
把其中一灯泡从灯座中取下
另一灯熄灭
两灯一定是串联
方法二
把任意一根导线断开
两灯熄灭
两灯一定是串联
(4)常用的实验室电流表为磁电式仪表,主要由蹄形永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六个部分组成,其内部结构如图丙所示。电流表的工作原理是:当电流通过线圈时,导线会 ,安装在轴上的线圈就会转动,从而带动指针偏转。
20.(2022•花山区校级一模)小明在做“串联电路的电压”实验时,如图所示,不慎把电路中灯泡的玻璃打碎了。此时他惊奇地发现:灯泡几乎不发光了,反而更亮了。就此现象,回答:
(1)通过两灯的电流 (选填“相等”或“不相等” 。
(2)灯几乎不发光的原因是 。
五、计算题(共3小题)
21.(2022春•杭州期中)人体意外触电时的危害程度与通过人体的电流大小有关。
查阅资料得知:由于人体的电阻会
随着环境的改变而改变,人体的安全电压有5个等级伏,36伏,24伏,12伏,6伏)。如在皮肤干燥等情况下42伏以下的电压是安全的:在极端潮湿等环境中6伏以下的电压才是安全的。
请回答下列问题:
(1)图甲为测电笔结构简图,用此测电笔辨别零线、火线时,除笔尖金属体接触电线外,手还要接触 ;
(2)乙图中,用笔画线代替导线将插座和控制插座的开关正确接入家庭电路中;
(3)如图乙,在使用测电笔接触家庭电路火线时,人体和测电笔串联。为确保人体在任何环境中都安全,测电笔内部电阻设计至少为21400欧,则允许通过人体的最大电流为多少?
22.(2022•通州区一模)如图所示电路,电源电压保持不变,灯标有“”的字样,定值电阻的阻值为。设灯丝电阻为灯正常发光时的电阻,且灯丝电阻保持不变。求:
(1)灯丝电阻。
(2)当开关闭合、断开,电流表示数为时,灯两端电压。
(3)当开关、均闭合时,定值电阻消耗的电功率。
23.小明同学要测定导体的电阻,小华同学要测定标有“”字样小灯的额定功率。他们选取了电压均为6伏的电源、均标有“”字样的滑动变阻器及开关和导线等。但在选取电表时,发现可选择的器材中只有一个电流表和一个电压表,经讨论后两位同学各选取了一个电表。接着,他们分别将所选电表接入电路,并按规范步骤进行操作。
①为了能顺利完成各自的测量任务,选取电流表的是 同学。
②选取电压表的同学闭合开关时,电压表示数为2.8伏;移动变阻器滑片至中点位置时(即它接入电路的电阻为5欧),电压表示数为1.8伏。选取电流表的同学闭合电键时,电流表示数为0.26安;将滑片移至中点位置时,电流表示数为0.3安。
综合上述信息,请计算求出小明同学两次测定的的阻值。(计算电阻时精确到0.1欧)小华同学测得小灯的额定功率。
2022年中考物理复习新题速递之电流和欧姆定律(2022年5月)
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题)
1.(2022春•仪征市期中)关于静电现象,下列说法正确的是
A.用带电体接触验电器时,验电器的金属箔张开,是由于异种电荷相互排斥
B.两个轻质泡沫球靠近时能相互吸引,则它们一定带异种电荷
C.毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒失去电子带上了负电
D.运输汽油的油罐车通常在地上拖一根铁链,是为了防止静电危害
【答案】
【考点】静电现象
【专题】电流和电路;应用能力;应用题
【分析】(1)验电器的工作原理是:同种电荷相互排斥;
(2)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,带电体能够吸引轻小的物体;
(3)物理学规定:毛皮摩擦过的橡胶棒带负电;
(4)运输汽油的油罐车通常在地上拖一根铁链,是为了把油和桶摩擦产生的静电导入大地。
【解答】解:、用带电体接触验电器时,验电器的金属箔张开,是由于同种电荷相互排斥,故错误;
、两个轻质泡沫球靠近时能相互吸引,它们可能带异种电荷,也可能一个带电,一个不带电,故错误;
、毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒得到电子带上了负电,故错误;
、运输汽油的油罐车通常在地上拖一根铁链,是为了把油和桶摩擦产生的静电导入大地,这样能够防止静电带来的危害,故正确。
故选:。
【点评】本题主要考查了摩擦起电的实质以及验电器的工作原理,是一道好题。
2.(2022•越秀区一模)粒子甲、乙、丙的带电情况如表,甲由乙、丙构成,如图,以下选项与题意相符的是
粒子
带点情况
甲
不带电
乙
带负电
丙
带正电
A.甲是中子,乙是电子,丙是质子
B.甲是原子,乙是质子,丙是中子
C.甲是原子,乙是电子,丙是原子核
D.甲是原子核,乙是电子,丙是质子
【答案】
【考点】原子结构、元电荷与带电情况
【专题】粒子与宇宙、材料世界;应用题;应用能力
【分析】原子是由原子核和核外电子组成,原子核又由质子和中子组成。其中原子核带正电,质子带正电,核外电子带负电,中子不带电。
【解答】解:由图可知,粒子甲由粒子乙和粒子丙组成,由表中信息可知,甲不带电,因此甲只能是原子,乙丙可能是电子或原子核;
因为乙带负电,故乙为电子;丙带正电,故丙为原子核,故错误,正确。
故选:。
【点评】本题考查原子结构和粒子带电情况,是一道基础题。
3.(2022•延庆区一模)关于家庭电路,下列说法中正确的是
A.某家庭电路中多开了一盏照明灯,干路中的电流将变大
B.家庭电路中空气开关“跳闸”,一定是短路造成的
C.我国家庭电路的电压是
D.家庭电路中总电流过大,一定是电路中用电器的实际功率过大引起的
【答案】
【考点】家庭电路的故障分析;并联电路的电流规律;家庭电路工作电压、零线火线的辨别方法
【专题】电与热、生活用电;应用能力;应用题
【分析】(1)家庭电路中用电器之间是并联的,据此分析多开用电器后干路电流的变化;
(2)家庭电路中过大的原因是:短路和用电器总功率过大;电流超过空气开关允许的最大电流时会跳闸;
(3)我国家庭电路的电压是。
【解答】解:
、家庭电路中用电器是并联的,且支路间互不影响,所以多开了一盏照明灯,其他支路用电器电流不变,由并联电路的电流规律知,干路中的电流将变大,故正确;
、家庭电路中空气开关“跳闸”,说明家庭电路中电流过大,可能是由于电路出现的短路,也可能是用电器总功率过大造成的,故错误;
、我国家庭电路的电压是,故错误。
故选:。
【点评】本题考查对家庭电路用电器连接方式、电压、电流过大的原因的认识,属于一道基础题。
4.(2022•武侯区模拟)丝绸摩擦过的玻璃棒能“粘”纸屑,下列现象中“粘”的原理与其相同的是
A.拔火罐时罐子“粘”在皮肤上
B.口罩熔喷布能“粘”住轻小飞沫
C.两块磁铁会“粘”在一起
D.平滑的铅块紧压后会“粘”在一起
【答案】
【考点】物体带电现象
【专题】应用题;应用能力;磁现象、电生磁
【分析】(1)拔火罐内外压强差使得罐子“粘”在皮肤上;
(2)带电体有吸引轻小物体的性质;
(3)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;
(4)分子间存在相互作用斥力和引力。
【解答】解:丝绸摩擦过的玻璃棒能“粘”纸屑,是因为摩擦起电使玻璃棒上带上了电荷,玻璃棒是带电体,带电体能够吸引轻小的物体。
、拔火罐时罐子“粘”在皮肤上是因为有大气压强,故错误;
、由于带电体能吸引轻小物体,口罩拥有很强的防护能力,是因为口罩中间层的熔喷布是一种超细静电纤维,能够有效利用静电吸附轻小的病毒粉尘、飞沫,故正确;
、两块磁铁会“粘”在一起,是由于异名磁极相互吸引,故错误;
、表面平滑的铅块紧压后会“粘”在一起是因为分子间存在引力,故错误。
故选:。
【点评】本题考查了摩擦起电现象、分子之间的作用力、大气压的掌握情况,需要结合具体实例进行分析。
5.(2022•乌鲁木齐一模)用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是由于摩擦过程中玻璃棒
A.得到电子 B.失去电子 C.得到质子 D.失去质子
【答案】
【考点】摩擦起电的实质
【专题】电流和电路;应用能力;应用题
【分析】摩擦起电的实质是电子的转移;丝绸与玻璃棒摩擦,玻璃棒因失去电子带正电,丝绸得到电子而带负电。
【解答】解:丝绸摩擦过的玻璃棒由于失去电子而带正电。
故选:。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质,属于基础题。
6.(2022•唐河县一模)如图所示,带负电的橡胶棒靠近吸管的端,端会远离橡胶棒。以下说法正确的是
A.橡胶棒和吸管都是导体
B.吸管因失去电子而带有负电
C.在潮湿的环境中实验现象更明显
D.验电器就是根据这一原理工作的
【答案】
【考点】摩擦起电的实质;验电器的原理及使用
【专题】电流和电路;应用题;应用能力
【分析】容易导电的物体是导体;把带负电的橡胶棒去靠近吸管,吸管端被排斥,利用电荷间作用规律可以确定吸管的带电情况;同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。
【解答】解:、橡胶棒和吸管不容易导电,是绝缘体,故错误;
、把带负电的橡胶棒靠近吸管端时,吸管端远离橡胶棒被排斥,说明吸管端与橡胶棒带的是同种电荷,橡胶棒带负电,则吸管端也带负电,端带负电的原因是得到了电子,故错误;
、在潮湿的环境中橡胶棒上的电荷可以通过潮湿的空气导走,不再带有电荷,所以在潮湿的环境下重复实验,橡胶棒不能带电、不相互排斥,故错误;
、验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故正确。
故选:。
【点评】本题考查了电荷间的相互作用规律、验电器的工作原理、导体和绝缘体等知识,难度不大。
7.(2022•梁山县校级模拟)如图所示,两个相同的不带电验电器和,先用毛摩擦过的橡胶棒去接触验电器的金属球,再用带有绝缘柄的金属棒把和连接起来,下列说法中
①连接起来后,验电器带负电,带正电
②连接的瞬间自由电子从验电器向定向移动
③在用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒得到电子,毛皮失去电子
④在连接的瞬间,电流方向由验电器到
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有①④正确 D.只有②③正确
【答案】
【考点】摩擦起电的实质;验电器的原理及使用;电流的方向
【专题】应用题;电流和电路;应用能力
【分析】(1)摩擦起电的实质是电荷的转移,当用毛皮摩擦橡胶棒时,毛皮上的电子转移到橡胶棒上,橡胶棒上就有多余的电子,从而使橡胶棒带上负电;
(2)电荷的定向移动形成电流。
【解答】解:①验电器金属薄片张开是由于它们都带上负电荷,连接后,也带负电,故①错误;
②带负电,不带电,所以连接后,自由电子从流向,形成瞬间电流,故②正确;
③用毛皮摩擦橡胶棒时,毛皮上的电子转移到橡胶棒上,故③正确;
④连接后,自由电子从流向形成瞬间电流,电流方向由到,故④错误。
故选:。
【点评】知道橡胶棒所带电的性质,理解电流的形成和电流的方向,可解答此题。
8.(2022•来安县一模)如图所示电路,电源电压恒定,三个小灯泡的规格完全相同,当开关闭合后,三个小灯泡都发光,通过小灯泡、和的电流分别为、和,两端的电压分别为、和。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列有关三个小灯泡的电压、电流的关系正确的是
A. B.
C. D.
【答案】
【考点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;串联电路的电压规律
【专题】电流和电路;应用题;应用能力
【分析】由电路图可知,电源电压恒定,三个小灯泡的规格完全相同,当开关闭合后,三个小灯泡都发光,小灯泡、并联然后再与的串联,不考虑温度对灯丝电阻的影响,根据串并联的电流、电阻、电压的特点分析解答。
【解答】解:由电路图可知,电源电压恒定,三个小灯泡的规格完全相同,小灯泡、、的电阻相等,不考虑温度对灯丝电阻的影响,当开关闭合后,三个小灯泡都发光,小灯泡、并联然后再与的串联,小灯泡、和的电流分别为、和,由串、并联电路的特点可知,,即,故错误、正确;
小灯泡、并联总电阻变为小灯泡、单个电阻的一半,再与的串联,根据串并联电路电压的特点,小灯泡、的电压相等,小灯泡的电压是小灯泡、的2倍,即,故错误。
故选。
【点评】本题主要考查了电路串并联电路电压、电阻电流的特点,是一道综合题。
9.(2022•惠州一模)如图所示,小明为新家装修,利用周末用静电喷漆枪给物件上漆,发现涂料小液滴之间相互排斥,但被物件吸引。则
A.小液滴一定带正电 B.小液滴一定带负电
C.小液滴一定带同种电荷 D.小液滴可能不带电
【答案】
【考点】物体带电情况的判断
【专题】应用能力;电流和电路;应用题
【分析】(1)电荷间的作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)带电体能够吸引轻小物体。
【解答】解:喷枪喷出的涂料小液滴相互排斥而散开,所以带同种电荷;
涂料小液滴被喷涂的物件吸引,物件有两种可能:①与涂料小液滴带异种电荷,因异种电荷相互吸引;②不带电,带电的小液滴吸附在不带电的物件表面;
综上分析,正确,错误。
故选:。
【点评】本题要求同学们知道静电喷漆的工作原理,了解物理学在实际生活中的运用。
10.假如自然界存在第三种电荷,且遵循已有的电荷间的作用规律。、、三个轻质小球分别带正电荷、负电荷和第三种电荷,均用绝缘细线竖直悬挂,相互靠近但始终不接触,三个小球的最终状态可能为
A.
B.
C.
D.
【答案】
【考点】电荷间的相互作用规律
【专题】应用能力;应用题;电流和电路
【分析】同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,据此分析。
【解答】解:、由图可知,三个轻质小球相互吸引,由异种电荷相互吸引可知,三个轻质小球分别带正电荷、负电荷和第三种电荷,故正确;
、由图可知,、、三个轻质小球相互排斥,由同种电荷相互排斥可知,三个轻质小球带同种电荷,故错误;
、由图可知,、两个轻质小球相互排斥,由同种电荷相互排斥可知,、两个轻质带同种电荷,故错误;
、由图可知,、两个轻质小球相互排斥,由同种电荷相互排斥可知,、两个轻质带同种电荷,故错误。
故选:。
【点评】本题考查了学生对电荷间相互作用规律的理解与掌握,是一道较为简单的应用题。
二、填空题(共5小题)
11.(2022•瑶海区校级模拟)手机电池上标有“电压”和“容量”两个重要参数,容量的单位通常为“毫安时”(符号。某款手机电池铭牌上标有“容量:”,这表示的物理意义是 以的电流放电可以持续放电 。
【答案】以的电流放电可以持续放电。
【考点】电量及其计算
【专题】应用能力;应用题;电流和电路
【分析】容量:,这表示的物理意义是以的电流放电可以持续放电。
【解答】解:“容量:”,这表示的物理意义是以的电流放电可以持续放电。
故答案为:以的电流放电可以持续放电。
【点评】本题考查电池电量的物理意义,题目比较基础。
12.(2022•香洲区校级开学)原子是由原子核和 核外电子 组成。原子核由 和中子组成在摩擦起电过程中,物体得到电子,物体带 (选填“正电”或“负电” 。
【答案】核外电子;质子;负电。
【考点】原子结构、元电荷与带电情况;摩擦起电的实质
【专题】应用能力;应用题;电流和电路
【分析】(1)原子由原子核与核外电子组成,原子核由质子与中子组成;
(2)不同物质的原子核束缚电子的本领不同,两个物体互相摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子的本领弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上,失去电子的物体因缺少电子而带正电,得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电。
【解答】解:原子是由原子核和核外电子组成。原子核由质子和中子组成。在摩擦起电过程中,物体得到电子,物体带负电。
故答案为:核外电子;质子;负电。
【点评】本题对摩擦起电的实质进行了剖析,是我们应该了解的基础知识。
13.(2022•金水区校级模拟)(1)如图所示,飞机上的着地轮装有搭地线或不用搭地线而用 导电 (选填“导电”或“绝缘” 橡胶做轮胎,是为了及时地把飞机在飞行过程中由于与空气发生了 而带上了电荷转移给大地,以免发生放电现象,保证飞机和人员的安全。
(2)是大气中直径小于等于,即小于等于 的颗粒悬浮物,能被肺泡吸收并进入血液,某大学的科研队伍成功研制出净化器,其原理如图所示。闭合开关、后,风扇旋转吸入含有颗粒物空气,当颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网时会被快速吸引过来,这是因为带电体具有吸引 的性质;当颗粒物快速通过光洁金属网后,会带上负电荷,然后被带有正电荷的棉芯吸附住,这是因为 。
【答案】(1)导电;摩擦;(2);轻小物体;异种电荷相互吸引。
【考点】摩擦起电;导体;电荷间的相互作用规律;物体带电现象
【专题】应用能力;电流和电路;应用题
【分析】(1)静电危害是由于相互间不断摩擦,从而产生大量的静电,不及时导走,会出现放电危害。
(2)带电体具有吸引轻小物体的性质;电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:(1)飞机在飞行时,与空气摩擦产生大量的静电,所以着落时通过飞机轮上装搭地线或用导电橡胶做轮胎将静电导走,防止对飞机带来危害;
(2);带有负电荷的光洁金属网,能够吸引不带电的轻小物体;
不带电的颗粒与带负电的金属网接触后,颗粒带上负电,由于异种电荷互相吸引,带负电的颗粒物又会被带有正电荷的棉芯牢牢吸引。
故答案为:(1)导电;摩擦;(2);轻小物体;异种电荷相互吸引。
【点评】此题考查知识面广,运用摩擦起电现象、带电体的性质、电荷间的作用规律等知识,可以做出解答,难度不大。
14.(2022•河南模拟)雷雨天气时乌云密布,云层之间由于 摩擦 而导致云层带电;当云层带电量积累到一定地步时,便会击穿空气产生强大的电流,从而对人畜造成危害。这时的空气能导电,说明这时的空气是 。
【答案】摩擦;导体。
【考点】导体;摩擦起电
【专题】应用题;应用能力;电流和电路
【分析】(1)云层带电是电荷的转移;
(2)容易导电的物体是导体,不容易导电的物体是绝缘体。
【解答】解:(1)云层带电是云朵运动时,发生摩擦,电荷转移,导致云层带电;
(2)空气能导电,说明空气是导体。
故答案为:摩擦;导体。
【点评】本题考查摩擦起电以及导体的判断,难度不大。
15.(2022•船营区校级开学)如图所示电路,当闭合开关后,电路无故障,两电表指针如图所示,则通过的电流是 ,通过的电流是 。
【答案】;。
【考点】电流表的读数方法;并联电路的电流规律
【专题】应用能力;应用题;电流和电路
【分析】(1)并联电路中,总电流等于各并联支路的电流之和;
(2)电流表读数时,应先看清量程和分度值,再根据指针位置读数。
【解答】解:由图可知,两灯泡并联,测灯的电流,测干路电流;
因并联电路中干路电流等于各支路的电流之和,
所以,电流表的示数应大于的示数,而电流表、的指针偏转一样,这说明电流表选择的量程是,电流表选择的量程是,
由图知,电流表的分度值是,由指针位置可知,的示数是,即通过灯的电流;
电流表的分度值是,由指针位置可知,其示数为,即干路电流,
因并联电路中干路电流等于各支路的电流之和,
所以通过的电流:。
故答案为:;。
【点评】本题考查了并联电路的电流规律和电流表的使用和读数等,确定好电流表的量程是关键。
三、作图题(共2小题)
16.(2021秋•建湖县期中)连接实物图,要求:两个灯泡、并联,电流表和在干路上,控制。
【答案】
【考点】实物的电路连接
【专题】作图题;电流和电路;应用能力
【分析】电流表应与被测用电器串联;用电器并列连接的电路叫并联电路,并联电路中支路开关只控制其所在支路,干路开关控制整个电路,据此连接实物图。
【解答】解:要求两个灯泡、并联,电流表和在干路上,控制,将电流表的“”接线柱与左侧接线柱相连,控制的右侧接线柱相连即可,如图所示:
【点评】本题考查实物电路的连接,知道电路的连接方式、电流表以及开关的作用是关键。
17.(2021•东莞市校级二模)请根据图1的实物图在如图2方框内画出对应的电路图。
【答案】
【考点】根据实物图画电路图
【专题】应用能力;电流和电路;作图题
【分析】由实物图分析电路的连接情况,再画出对应的电路图。
【解答】解:由实物图知,两灯并联,开关在其中一个灯泡的支路上,电路图如图所示:
。
【点评】本题考查根据实物图画电路图,正确分析电路的连接方式是关键,属于一道基础题。
四、实验探究题(共3小题)
18.(2022•兴化市模拟)如图,将吸管放在铁支架上,吸管可在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管右端,为了检验吸管的右端带电吸管情况,小明设计了如下实验方案:
用手靠近吸管右端,观察它们是否互相吸引;
用一丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管右端,观察它们的相互作用情况;
用一毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管右端,观察它们的相互作用情况。
方案的设计依据是 带电体能够吸引轻小物体 ,如果观察到吸引,表明吸管右端带电;按方案实验,如果观察到相互吸引, (选填“能”或“不能” 判断吸管带负电;按方案实验,如果观察到相互排斥,则可以确定吸管带负电,方案设计依据的原理是 。
【答案】带电体能够吸引轻小物体;不能;同种电荷相互排斥。
【考点】电荷间的相互作用规律;物体带电情况的判断
【专题】应用题;电流和电路;应用能力
【分析】同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电;带电体的性质是能够吸引轻小物体;相互排斥一定是同种电荷,相互吸引有可能是异种电荷,也有可能是带电体吸引不带电的轻小物体。
【解答】解:、用手靠近吸管右端,观察它们是否互相吸引,依据是带电体能够吸引轻小物体;
、用一丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管右端,如果观察到相互吸引,不能判断吸管带负电,也有可能是吸管不带电;
、用一毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管右端,如果观察到相互排斥,则可以确定吸管带负电,原理是同种电荷相互排斥。
故答案为:带电体能够吸引轻小物体;不能;同种电荷相互排斥。
【点评】本题考查了电荷间的相互作用规律,难度不大。
19.(2022•市南区一模)电流的测量
某同学通过比较电路中不同位置电流表的读数来研究串联电路的电流规律。所接电路图如图甲所示,闭合开关后,两电流表指针偏转情况如图乙所示。
(1)电流表的读数是 0.4 。
(2)该同学发现电流表指针偏转较小,所以他认为“串联电路电流每流经一个用电器,电流都会减弱一些”。请你指出造成他判断错误的原因 。
(3)另一位同学连接电路后,两灯泡都亮,由于连线较乱,一时无法确定电路是串联还是并联,以下两种简单判断方法是否可行?请你在表中空格填写“可行”或“不可行”。
方法
操作
现象
结论
方法是否可行
方法一
把其中一灯泡从灯座中取下
另一灯熄灭
两灯一定是串联
方法二
把任意一根导线断开
两灯熄灭
两灯一定是串联
(4)常用的实验室电流表为磁电式仪表,主要由蹄形永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六个部分组成,其内部结构如图丙所示。电流表的工作原理是:当电流通过线圈时,导线会 ,安装在轴上的线圈就会转动,从而带动指针偏转。
【答案】(1)0.4;(2)没有注意观察电流表的量程;(3)可行;不可行;(4)受到磁场力的作用
【考点】探究串并联电路中的电流特点实验
【专题】分析、综合能力;实验题;电动机、磁生电;电流和电路
【分析】(1)根据电流表选用的量程和分度值读数;
(2)选用的量程不同;
(3)串联电路中,电流只有一条路径,一个灯不亮,另一个灯也不亮;并联电路,如果干路断路,两灯也同时熄灭;
(4)通电导体在磁场中受力运动。
【解答】解:(1)图中电流表用的量程为,分度值为,故读数为;
(2)实验中出现电流表指针偏转较小,说明没有注意观察电流表的量程,两个电流表的量程不一致造成的;
(3)串联电路中,电流只有一条路径,一个灯不亮,另一个灯也不亮,把其中一灯泡从灯座中取下,另一个灯泡不亮,说明是串联电路,该方法可行;
在并联电路中,若导线在干路,把其中一根导线断开,两灯熄灭;在串联电路中,把其中一根导线断开,两灯熄灭,所以该方法不可行;
(4)当电流通过线圈时,通电的导线在磁场中受到力的作用,安装在轴上的线圈就会转动,从而带动指针偏转。
故答案为:(1)0.4;(2)没有注意观察电流表的量程;(3)可行;不可行;(4)受到磁场力的作用。
【点评】本题考查电流表使用、归纳法的运用、串联和并联电路的特点和电流表的工作原理,属于基础题。
20.(2022•花山区校级一模)小明在做“串联电路的电压”实验时,如图所示,不慎把电路中灯泡的玻璃打碎了。此时他惊奇地发现:灯泡几乎不发光了,反而更亮了。就此现象,回答:
(1)通过两灯的电流 相等 (选填“相等”或“不相等” 。
(2)灯几乎不发光的原因是 。
【答案】(1)相等;(2)灯丝温度较低,灯丝电阻较小,灯泡两端电压较小,灯泡的实际功率较小。
【考点】串联电路的电流规律;实际功率
【专题】实验题;探究型实验综合题;实验基本能力
【分析】(1)串联电路中电流处处相等;
(2)灯丝温度较低,灯丝电阻较小,灯泡两端电压较小,灯泡的实际功率较小。
【解答】解:(1)把电路中灯泡的玻璃打碎了。此时他惊奇地发现:灯泡几乎不发光了,反而更亮了,此时两灯泡串联,串联电路中电流处处相等,通过两灯的电流相等;
(2)灯几乎不发光的原因是灯丝温度较低,灯丝电阻较小,灯泡两端电压较小,灯泡的实际功率较小。
故答案为:(1)相等;(2)灯丝温度较低,灯丝电阻较小,灯泡两端电压较小,灯泡的实际功率较小。
【点评】本题考查了灯泡玻璃外壳的作用,知道玻璃外壳能起保温作用、灯丝电阻随温度升高而变大是正确解题的关键。
五、计算题(共3小题)
21.(2022春•杭州期中)人体意外触电时的危害程度与通过人体的电流大小有关。
查阅资料得知:由于人体的电阻会
随着环境的改变而改变,人体的安全电压有5个等级伏,36伏,24伏,12伏,6伏)。如在皮肤干燥等情况下42伏以下的电压是安全的:在极端潮湿等环境中6伏以下的电压才是安全的。
请回答下列问题:
(1)图甲为测电笔结构简图,用此测电笔辨别零线、火线时,除笔尖金属体接触电线外,手还要接触 笔尾金属体 ;
(2)乙图中,用笔画线代替导线将插座和控制插座的开关正确接入家庭电路中;
(3)如图乙,在使用测电笔接触家庭电路火线时,人体和测电笔串联。为确保人体在任何环境中都安全,测电笔内部电阻设计至少为21400欧,则允许通过人体的最大电流为多少?
【答案】(1)笔尾金属体;(2)见解析;(3)允许通过人体的最大电流为
【考点】欧姆定律的应用;家庭电路的连接;测电笔的使用
【专题】应用题;欧姆定律;电与热、生活用电;应用能力
【分析】(1)使用测电笔时,手要接触笔尾金属体,笔尖接触电线,若氖管发光,接触的是火线,否则为零线;
(2)家庭电路中接入用户的电线一般有两条:火线和零线,三孔插座的接法是上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线,简称“上地左零右火”;为了用电的安全,开关要接在用电器和火线之间;
(3)确保人体在任何环境中都安全的电压不高于,根据欧姆定律求出人体允许通过的最大电流。
【解答】解:(1)使用测电笔时,手要接触笔尾金属体,但不能接触笔尖金属体;
(2)为了安全,开关接在插座与火线之间,三孔插座的上面的孔接地线,左孔接入零线,右孔通过开关接火线,如图所示:
;
(3)为确保人体在任何环境中都安全,对人体的安全电压不高于,串联电路中电流处处相同,则人体允许通过的最大电流:。
故答案为:(1)笔尾金属体;(2)见解析;(3)允许通过人体的最大电流为。
【点评】本题考查了试电笔的使用、家庭电路的连接、欧姆定律的应用,难度不大。
22.(2022•通州区一模)如图所示电路,电源电压保持不变,灯标有“”的字样,定值电阻的阻值为。设灯丝电阻为灯正常发光时的电阻,且灯丝电阻保持不变。求:
(1)灯丝电阻。
(2)当开关闭合、断开,电流表示数为时,灯两端电压。
(3)当开关、均闭合时,定值电阻消耗的电功率。
【答案】(1)灯丝电阻为;
(2)当开关闭合、断开,电流表示数为时,灯两端电压为;
(3)当开关、均闭合时,定值电阻消耗的电功率为。
【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算
【专题】计算题;电路和欧姆定律;电能和电功率;应用能力
【分析】(1)知道灯泡的额定电压和额定电流,根据欧姆定律求出灯丝电阻;
(2)当开关闭合、断开,电流表示数为时,灯泡与定值电阻串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出灯两端电压;
(3)当开关闭合、断开时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压;当开关、均闭合时,灯被短路,只有电阻接入电路,电流表测电路中的电流,根据求出消耗的电功率。
【解答】解:(1)由可得,灯丝电阻:;
(2)当开关闭合、断开,电流表示数为时,灯泡与定值电阻串联,电流表测电路中的电流,
则灯两端电压:;
(3)当开关闭合、断开时,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压;
当开关、均闭合时,灯被短路,只有电阻接入电路,电流表测电路中的电流,
则消耗的电功率。
答:(1)灯丝电阻为;
(2)当开关闭合、断开,电流表示数为时,灯两端电压为;
(3)当开关、均闭合时,定值电阻消耗的电功率为。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,是一道较为简单的应用题。
23.小明同学要测定导体的电阻,小华同学要测定标有“”字样小灯的额定功率。他们选取了电压均为6伏的电源、均标有“”字样的滑动变阻器及开关和导线等。但在选取电表时,发现可选择的器材中只有一个电流表和一个电压表,经讨论后两位同学各选取了一个电表。接着,他们分别将所选电表接入电路,并按规范步骤进行操作。
①为了能顺利完成各自的测量任务,选取电流表的是 小华 同学。
②选取电压表的同学闭合开关时,电压表示数为2.8伏;移动变阻器滑片至中点位置时(即它接入电路的电阻为5欧),电压表示数为1.8伏。选取电流表的同学闭合电键时,电流表示数为0.26安;将滑片移至中点位置时,电流表示数为0.3安。
综合上述信息,请计算求出小明同学两次测定的的阻值。(计算电阻时精确到0.1欧)小华同学测得小灯的额定功率。
【答案】①小华;②的阻值为,小灯的额定功率为。
【考点】伏安法测电阻的探究实验;电功率的测量实验
【专题】分析、综合能力;电能和电功率;电路和欧姆定律;测量型实验综合题
【分析】①灯正常发光时的功率为额定功率,小华同学要测定标有“”字样小灯的额定功率,据此分析;
②由题意,根据分压原理和串联电路电压的规律确定电压表与变阻器并联了;
因按规范步骤进行操作,即闭合开关前,变阻器连入电路中电阻最大,由欧姆定律求出小明第一次操作中,电路中的电流;
根据串联电路的规律及欧姆定律求出第一次待测电阻大小:
由欧姆定律求出小明的第二次操作中电路中的电流;根据串联电路的规律及欧姆定律,求出第二次操作中待测电阻大小;为减小误差,将两次测量的平均值作为测量结果;
小华在第2次测量中,根据已知条件,由欧姆定律求出变阻器的电压,根据串联电路电压的规律得出灯的额定电压,根据求出灯的额定功率。
【解答】解:①灯正常发光时的功率为额定功率,小华同学要测定标有“”字样小灯的额定功率,即当灯的电流为时,灯正常发光,故小华用的是电流表,小明用的是电压表;
②选取电压表的同学闭合开关时,电压表示数为2.8伏;移动变阻器滑片至中点位置时(即它接入电路的电阻为5欧),根据分压原理,变阻器的电压变小,根据串联电路电压的规律,电阻的电压变大,因电压表示数为1.8伏,故电压表与变阻器并联了;
因按规范步骤进行操作,即闭合开关前,变阻器连入电路中电阻最大,为;
根据欧姆定律,在小明的第一次操作中,电路中的电流:
,
根据串联电路的规律及欧姆定律,待测电阻:
,
在小明的第二次操作中,电路中的电流:
,
根据串联电路的规律及欧姆定律,待测电阻:
,
为减小误差,将两次测量的平均值作为测量结果:
;
小华在第2次测量中,变阻器连入电路中的电阻为,此时电流表的示数为,灯正常发光,由欧姆定律,变阻器的电压为:
,
根据串联电路电压的规律,灯的额定电压为:
,
灯的额定功率为:
。
故答案为:①小华;②的阻值为,小灯的额定功率为。
【点评】本题测电阻大小和功率,考查器材的选择、串联电路的规律及欧姆定律和串联电路的规律,有一定难度。
考点卡片
1.串联电路的电流规律
【知识点的认识】
从理论上分析,经过电路中各个部分的电荷,不会消失,也不会凭空增加,所以单位时间内经过串联电路各处的电荷一样多,也就是说串联电路中电流处处相等.表达式为I1=I2=…In
【命题方向】
判断串联电流中各电路中的电流大小是中考的热点,常以选择题,填空题出题
例1:用同种材料制成两段长度相等,横截面积不同的圆柱形导体,A比B的横截面积大,如图所示,将它们串联在电路中,通过的电流关系是( )
A.IA>IB B.IA<IB C.IA=IB D.无法确定
分析:A和B是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,横截面积越大,电阻越小,串联时电流相同.
解:已知A和B是由同种材料制成的且长度相同,A比B的横截面积大,串联时电流相同,即IA=IB.
故选C.
点评:本题考查影响电阻大小的因素和欧姆定律的应用,关键知道影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度,要熟记串联电路电流、电压的特点,这是今后学习中最常用的解题方法之一.
例2:节日用小彩灯由28个小灯泡 串 联而成,接入电路,现测得第1只小灯泡的电流为0.1A,那么通过第25只小灯泡的电流为 0.1 A.
分析:在串联电路中,电流只有一条流通路径,并且串联电路中各个用电器相互影响;串联电路中处处电流相等.
解:节日小彩灯是“串联”的.由于串联电路中,电路中处处电流相等,第1只小灯泡的电流为0.1A,那么通过第25只小灯泡的电流为0.1A.
故答案为:串;0.1.
点评:掌握串联电路的特点:电流只有一条流通路径,电流处处相等.
【解题方法点拨】
无论串联电路中的用电器规格是否相同,只要串联,通过电路的电流处处相等.串联电路中电流相等不要理解为电流是不变的,一个用电器的电流改变,流过其他用电器的电流也改变,但两者相等.
2.探究串并联电路中的电流特点实验
【知识点的认识】
实验目的:探究串并联电路中的电流特点实验
探究过程:
(1)将L1和L2两个不同的小灯泡组成串联电路(如图甲),用电流表分别测量出A、B、C三处的电流,并进行比较.
(2)将电路改装成并联电路(如图乙),用电流表分别测出a、b、c、d四处的电流,并进行比较分析.
数据表格:
两次实验中测得的电流记录表格如下:
表一(串联)
实验次数
IA/A
IB/A
IC/A
第一次
0.32
0.32
0.32
第二次
0.28
0.28
0.28
第三次
0.24
0.24
0.24
表二(并联)
实验次数
Ia/A
Ib/A
Ic/A
Id/A
第一次
0.6
0.28
0.32
0.6
第二次
0.46
0.24
0.22
0.46
第三次
0.36
0.20
0.16
0.36
数据分析:
由表一可知,串联电路中,各处电流相等,即:IA=IB=IC.
由表二可知,并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,即:Ia=Id=Ib+Ic.
探究结论:
串联电路中,电流处处相等;并联电路中,干路电流等于各支路电流之和.
【命题方向】
例:某实验小组按照课本要求探究并联电路中电流的关系,他们设计的电路如图所示.把电流表分别接入到电路中的A、B、C处,测出它们的电流,填入下表:
次数
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.20
0.24
0.44
3
0.25
0.30
0.55
(1)通过对上面数据的分析,可以得出: 并联电路干路中的电流等于各支路电流之和 ;
(2)测量三次的目的是: 使结论更具有普遍性、可靠性 ,在实验中我们可以采用 更换不同规格的小灯泡 的方法改变电流的大小从而进行三次实验;
(3)结合你用一个电流表做实验时的体会,提出一条对本实验的改进意见: 使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处,测出它们的电流 .
分析:(1)对数据分析处理,从三次的实验数据中找出共同的特点,就是结论.
(2)实验都要多做几次,使得结论更具普遍性,使得数据更准确.
(3)一个电流表在干路和支路不同位置测量使实验误差增大,可以用三个电流表同时对支路和干路测量.
解:(1)三次数据都具有共同的特点:A点、B点是支路电流,它们两点的电流之和等于C点的干路电流.所以可以得出结论:并联电路干路中的电流等于各支路电流之和.
(2)本实验是要得出一个普遍的结论,所以要多测量,使实验结论更具有普遍性、可靠性.为了达到多次测量的目的,可以更换不同规格的小灯泡.
(3)一个电流表在不同位置测量时,读数误差较大,为了减小误差可以使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处,测出它们的电流.
故答案为:(1)并联电路干路中的电流等于各支路电流之和;
(2)使结论更具有普遍性,可靠性、更换不同规格的小灯泡;
(3)使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处,测出它们的电流.
点评:实验时要得出普遍结论就要多次量几次数据,避免偶然性,同时还要尽量减少实验误差.
【解题方法点拨】
(1)对数据分析处理,从这三次的实验数据中找出共同的规律,就是结论.
(2)实验至少得做三次,使结论更具普遍性.
(3)可以用三个电流表同时对支路和干路电流进行测量.
3.静电现象
【知识点的认识】
静电的基本概念
(1)静电:即相对静止不动的电荷,通常指因不同物体之间相互摩擦而产生的在物体表面所带的正负电荷。
(2)静电放电:指具有不同静电电位的物体由于直接接触或静电感应所引起的物体之间静电电荷的转移。通常指在静电场的能量达到一定程度之后,击穿其间介质而进行放电的现象。
(3)静电产生的原因:
1、微观原因:
根据原子物理理论,电中性时物质处于电平衡状态。由于不同物质原子的接触产生电子的得失,使物质失去电平衡,产生静电现象。
2、宏观原因:
①物体间摩擦生热,激发电子转移;
②物体间的接触和分离产生电子转移;
③电磁感应造成物体表面电荷的不平衡分布;
④摩擦和电磁感应的综合效应。
(4)静电造成的危害:
①高压静电放电造成电击,危及人身安全。
②在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。
③电子工业:吸附灰尘,造成集成电路和半导体元件的污染,大大降低成品率。
④胶片和塑料工业:使胶片或薄膜收卷不齐;胶片、CD塑盘沾染灰尘,影响品质。
⑤造纸印刷工业:纸张收卷不齐,套印不准,吸污严重,甚至纸张黏结,影响生产。
⑥纺织工业:造成绒丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。
静电的危害有目共睹,现在日常生活中和工业生产中越来越多的已经开始实施各种程度的防静电措施和工程。
(5)静电的防范:①保持空气湿度;②使用避雷针;③良好接地
【命题方向】
生活常见的静电现象有哪些,怎样防止静电的危害,用静电知识解释生活中的现象都是命题的方向
例1:下列现象中与静电有关的是( )
A.用塑料梳子梳干燥的头发,越梳越蓬松
B.通信卫星采用硅光电池板提供电能
C.运送石油的大卡车常在地上拖一条铁链
D.晚上脱化纤毛衣时会有火花产生
分析:A、头发的蓬松是由于同种电荷相互排斥造成的,因此将其与静电联系在一起。
B、硅光电池板是一种光电电池,它是将光能转化为电能的一种装置。
C、油罐车的铁链是将导走石油与油罐摩擦产生的静电的。由此可知该现象与静电有关。
D、火花的产生,是由于化纤衣服与人体摩擦,产生了静电荷,静电荷放电产生了电火花。
解:A、梳子与头发摩擦,摩擦起电,使头发上带上了同种电荷,同种电荷相互排斥,导致了头发比较蓬松。这是一种与静电有关的现象。故A符合题意。
B、硅光电池板是一种光电电池,其工作时,是将光能转化为电能,为太空中的设备提供电能。与静电现象无关。故B不合题意,故B错误。
C、油罐车在运送石油的过程中,石油与油罐相互摩擦,摩擦起电,如果产生的静电荷不及时导走,容易产生电火花,引起火灾。所以在油罐车的下面挂一个铁链,目的是导走石油与油罐摩擦产生的静电荷。故该现象与静电有关,符合题意。
D、化纤衣服与身体摩擦,摩擦起电,产生了静电荷,脱衣服时,静电荷之间放电,产生电火花。这一现象也与静电有关。故D符合题意。
故选A、C、D。
点评:静电是因为摩擦使物体带电的现象,平时所见到的摩擦起电现象都是一种静电现象。如:塑料的梳子梳理干燥的头发的时候,头发和梳子会粘在一起,而且会产生噼啪的响声;玻璃棒和丝绸摩擦,用玻璃棒可以吸引碎纸片玻璃棒带正电,丝绸带负电;毛皮和橡胶棒摩擦也产生静电,现象和上面一样橡胶棒带负电,毛皮带正电;注意闪电不属于静电,静电积累到一定程度,正负电子引诱,而产生的放电现象。
例2:在生产、生活中,由于摩擦等原因,常常产生静电,静电既可利用也能造成危害。
(1)请各举一个实例,说明静电对人们生活、生产的利与弊。
(2)请举例说明防止静电带来不利影响的具体措施。
分析:静电也就是生活中摩擦起电现象产生的,例如用塑料梳子梳头发,塑料梳子和头发之间就会发生摩擦起电现象。空气干燥时,用手接触电视屏幕就会听到噼啪声,这也是摩擦起电现象。
答。(1)利用静电现象的实例:如人们利用静电可以除尘、静电复印等。
静电危害的实例:如穿着化纤的衣物易“电人”或“吸尘”等。
(2)防止静电带来不利影响的具体措施,如;在运输汽油的汽车尾部拖一根铁链与大地相连,以防止静电的积累发生放电现象产生而引起火灾。
点评:此题考查的是我们生活中经常出现的静电现象。
【解题方法点拨】
(1)在日常生活中,我们用梳子在理头发的时候,常常会发现毛发在高压静电场力的作用下形成射线状。我们在每天夜晚脱衣服的时候,也常常会发现一种闪光效应和劈了啪啦的闪光声响。有时,我们在触摸“猫或狗”的皮毛时,你会受到微量的“电击”。还有,你用梳子理一下你的头发,你就可以将碎纸屑吸引起来。这些都是日常的静电现象。
(2)静电现象往往和摩擦、静电感应有关,静电不会产生持续电流,静电累积到一定程度会产生放电现象,拌有火花和声音。
4.并联电路的电流规律
【知识点的认识】
电流和水流相似,我们以水流为例,从干渠里流出来的水分支后,由于每一条支路上的水流都是从干渠里流出来的,所以每一条支路上的水流都比干渠中的水流少,同理,在并联电路中,每一条支路中的电流都比干路中的电流小,所以并联电路有分流的特点.也就是说在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和.表达式为:I=I1+I2+…In
【命题方向】
通常以判断并联电路中各部位的电流大小情况,难点是电路的分析,中考常以选择题、填空题和实验探究题等形式出题.
例1:如图所示电路,闭合开关后,比较a、b、c、d四处电流的大小,其中正确的是( )
A.Ia=Id B.Ia<Ib C.Ib>Ic D.Ic=Id
分析:根据并联电路中干路的电流等于各支路电流之和的特点分析,同时根据欧姆定律可知:在两端的电压相同时,用电器的阻值不能判断时,通过用电器的电流大小就不能判断.
解:由图可知:a、d在并联电路的干路上,b、c分别在两支路上,由并联电路中电流的特点知,干路中的电流等于各支路电流之和;
所以,A选项的关系正确,B、D选项中的关系错误.
虽两灯并联,两灯两端的电压相等,但由于灯泡的阻值不知,所以不能判断通过灯泡的电流大小;故C选项错误.
故选:A.
点评:本题考查了并联电路中干路电流比任意支路上的电流都大的特点,注意支路上的电流还与用电器的阻值有关.
例2:如图所示电路中,通过灯L1、L2、L3的电流分别为0.1A,0.2A,0.4A,则电流表A1的示数为 0.7 A,电流表A2的示数为 0.6 A,电流表A3的示数为 0.4 A.
分析:由电路图可知,三个灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测流过灯L2与L3的电流,电流表A3测流过灯L3的电流;根据电流表示数及并联电路特点求出通过各灯的电流.
解:由电路图可知,三个灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测流过灯L2与L3的电流,电流表A3测流过灯L3的电流;
根据并联电路电流规律可知:
通过灯L3的电流I3=0.4A,则电流表A3的示数为0.4A,
电流表A2的示数=I2+I3=0.2A+0.4A=0.6A,
电流表A1的示数=I1+I2+I3=0.1A+0.2A+0.4A=0.7A,
故答案为:0.7;0.6;0.4.
点评:本题考查了并联电路中电流的计算,分析清楚电路结构、熟练应用并联电路的电流规律是正确解题的关键.
【解题方法点拨】
解决此类题目时,分析电路连接情况以及电流表是测量哪一部分电路的电流是关键,必要时可画出其等效电路图,然后再根据串、并联电路的电流规律得出正确结论.
5.物体带电现象
【知识点的认识】
用摩擦的方法使物体带电,叫摩擦起电,这时物体带的是静电.带电体有了吸引轻小物体的性质,我们就说物体带了电,或者说带了电荷
使物体带电的三种方法:
1、摩擦起电.起电实质:电子从一个物体转移到另一个物体
2、接触起电.起电实质:电子通过直接接触发生转移
3、感应起电.起电实质:物体中的电荷重新排列
【命题方向】
生活中的物体带电现象分析是命题的方向,通常以选择题为主
例1:电脑显示屏表面比它下面电脑桌表面有更多的灰尘,是因为( )
A.显示屏工作时,表面温度较高
B.显示屏工作时,显示屏表面带电,容易吸附灰尘
C.房间里灰尘的自然堆积
D.显示屏是用吸附灰尘能力较强的材料制成的
分析:(1)使物体带电的方法:摩擦起电、接触带电、感应起电;
(2)带电体具有吸引轻小物体的性质.
解:电脑显示器内部电路很复杂,在工作时,由于电流感应产生大量的静电,可以吸引轻小的灰尘.
故选B.
点评:该题考查带电体的性质,属于基础知识,难度不大.
例2:用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近碎纸屑,发现碎纸屑被吸引,这是由于带电体会 吸引 不带电的轻小物体(选填“吸引”或“排斥”).
分析:要解决本题,需要了解:
①摩擦起电现象;
②带电体具有吸引轻小物体的性质;
解:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;
碎纸屑被吸引是因为带电体具有吸引轻小物体的性质;
故答案为:吸引.
点评:了解摩擦起电现象,知道带电体吸引轻小物体的性质,对解决此类题目很关键.
【解题方法点拨】
结合摩擦起电的知识分析判断,会利用静电现象进行分析生活现象.
6.原子结构、元电荷与带电情况
【知识点的认识】
(1)原子是由原子核和核外电子组成,原子核又由质子和中子组成.其中质子带正电,核外电子带负电,中子不带电;
(2)把最小的电荷叫元电荷(一个电子所带电荷)用e表示;
(3)e=1.60×10﹣19C;
(4)在通常情况下,原子核所带正电荷与核外电子总共所带负电荷在数量上相等,整个原子呈中性.
原子结构模型发展:
从1803年道尔顿提出的第一个原子结构模型开始,经过一代代科学家不断地发现和提出新的原子结构模型的过程.
道尔顿实心球模型:英国自然科学家约翰•道尔顿提出了世界上第一个原子.
汤姆生枣糕模型:1904年约瑟夫•约翰•汤姆逊模型,原子是一个带正电荷的球,电子镶嵌在里面,原子好似一块“葡萄干布丁”.
卢瑟福行星模型:1911年卢瑟福提出行星模型:原子的大部分体积是空的,电子按照一定轨道围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转.
玻尔量子化轨道:1913年为了解释氢原子线状光谱这一事实,玻尔在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型.
现代电子云模型:20世纪20年代以来 现代模型(电子云模型) 电子绕核运动形成一个带负电荷的云团,这是德国物理学家海森堡在1927年提出的著名的 测不准原理.
【命题方向】
此类问题多以考查原子组成和判断质子、中子、电子和原子核心的带电情况为主,主要以填空或者选择题的形式出现.
例1:2011年11月9日,俄罗斯“福布斯─土壤”火星探测器在地球近地轨道上因主发动机启动失败而无法变轨.经查,是太空中的带电粒子对机载计算机系统产生影响导致程序出错.下列粒子中,因不带电首先可以排除的是( )
A.电子 B.原子核 C.中子 D.质子
分析:根据原子由原子核和核外电子构成,其中原子核由质子和中子构成的.在原子中,质子带正电,电子带负电,原子核带正电.中子不带电.进行分析解答本题.
解:在原子中,质子带正电,电子带负电,原子核带正电是由于质子带正电,而中子不带电.
故选C.
点评:本题考查了原子内各种微粒的电性,要记住.
例2:一个物体没有带电是因为( )
A.物体内部没有电荷
B.物体内部没有自由电子
C.物体内部原子核带的正电荷总数与核外电子所带负电荷的总数相等
D.原子核所带的正电荷与一个电子所带负电相等
分析:解答本题应掌握:原子由原子核和核外电子组成;原子核由质子和中子组成,质子带正电而中子不带电,而核外电子带负电,故如果质子数与电子数相等时,物体呈电中性,即不带电.
解:平常物体不带电并非没有电荷,而是原子内部的原子核所带的正电荷数与核外带负电的电子数相等,而带正电的质子与带负电的电子所带电量相等,故对外不显电性,即我们所说的不带电.
故选C.
点评:原子及原子核的结构是解决本题的关键,也是物理考查中的热点,应熟记并理解.
【解题方法点拨】
牢固记忆原子的核式结构及带电情况是解答此类问题的关键.
7.电量及其计算
【知识点的认识】
(1)定义:电荷的多少叫电荷量,电荷量也可简称电荷.符号:Q.
(2)单位:库仑,符号:C.
一个电子所带的电荷量是1.6×10﹣19C.一根实验室中常用的玻璃棒或橡胶棒,摩擦后所带的电荷量大约只有10﹣7C.
(3)公式:根据电流定义式:I=Q/t,可知:Q=It.
【命题方向】
电荷量一般通过计算方式考查较多,可直接利用公式计算或求比值,也可以在串联或并联电路中时行相关的计算.多以填空、选择题或计算题出现.
例1:如果某蓄电池放电量一定,用蓄电池供电,输出电流是5A时,可供电150s,若输出电流是2A时,则可持续供电( )
A.150s B.300s C.375s D.425s
分析:由电流的定义可求得总电量,则可求得放电电流为2A时持续供电的时间.
解:蓄电池的总电量q=It=5A×150s=750C;
则输出电流2A时的时间t′===375s;
故选C.
点评:本题考查电流与电量的关系,属公式的简单应用.
【解题方法点拨】
(1)关于电荷量的计算,要能灵活运用公式及其变形公式;
(2)计算中要注意物理单位的统一,时间单位用秒(s).这是一个易出错点.
8.摩擦起电
【知识点的认识】
摩擦起电(electrification by friction)是电子由一个物体转移到另一个物体的结果.得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电.因此原来不带电的两个物体摩擦起电时,它们所带的电量在数值上必然相等.摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象.两种电荷:自然界中只存在两种电荷.规定丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷.电荷间的相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引.任何两个物体摩擦,都可以起电.18世纪中期,美国科学家本杰明〃富兰克林经过分析和研究,认为有两种性质不同的电,叫做正电和负电.物体因摩擦而带的电,不是正电就是负电.
【命题方向】
生活中摩擦起电现象的判断,已经摩擦起电在生活中的应用都是中考的命题方式,主要以选择题为主.
例1:下列现象中,由于摩擦起电造成的是( )
A.演奏二胡时,琴弓的弓毛与琴弦摩擦产生声音
B.冬天感到手冷时,双手摩擦会使手变暖和
C.在干燥的天气里脱毛衣,会听到轻微的噼啪声
D.把钢针沿磁体摩擦几下,钢针就能吸引铁屑
分析:两种不同物质组成的物体相互摩擦后,物体能吸引轻小物体的现象是摩擦起电.
解:A、演奏二胡时,琴弓的弓毛与琴弦摩擦产生声音,属于振动产生声音,不属于摩擦起电;
B、冬天感到手冷时,双手摩擦会使手变暖和,是摩擦生热,机械能转化成内能,不属于摩擦起电;
C、在干燥的天气里脱毛衣,会听到轻微的噼啪声,是因为毛衣和衬衣摩擦带电,放电产生的噼啪声,符合题意;
D、把钢针沿磁体摩擦几下,钢针就能吸引铁屑,是磁化现象,不是摩擦起电.
故选C.
点评:摩擦现象生活中很常见,晚上衣服上有闪电,衣服上易沾有灰尘,梳子梳头发,头发随梳子飘起来等.
例2:在晴朗的冬日,用塑料梳子梳干燥的头发,头发会越梳越蓬松,主要原因是( )
A.梳头时,空气进入头发
B.头发和梳子摩擦后,头发因带同种电荷而相互排斥
C.梳子对头发有吸引作用
D.头发和梳子摩擦后,头发因带异种电荷而相互吸引
分析:根据题中的现象结合电荷间的相互作用规律即可作出选择.
解:梳子梳头发,属于摩擦起电现象.被梳子摩擦过的头发会带上同种电荷,同种电荷互相排斥,所以头发越梳越蓬松.
故选 B.
点评:本题是基础题,考查了电荷间的相互作用规律.
【解题方法点拨】
(1)摩擦起电并不是创造了电,而是两个物体在摩擦过程中,电于发生了转移,它从一个物体转移到另一个物体上,使失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电.
(2)不同物质组成的物体相互摩擦时,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子.
9.摩擦起电的实质
【知识点的认识】
(1)物质是由原子核与核外电子组成的,原子核带正电,核外电子带负电.通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子带的负电荷在数量上相等,整个原子不显电性,也就是物体对外不显电性.
(2)由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同.当两个不同物体互相摩擦的时候,束缚电子本领弱的就会失去电子,失去电子的物体因缺少电电子带正电;束缚电子能力强的就会得到电子,得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电.
(3)在电荷转移的过程中,电荷的总量是保持不变的,即电荷是守恒的.在转移过程中,只能转移带负电荷的电子.可见,摩擦起电不是创造了电荷,而是电荷发生了转移.
【命题方向】
对摩擦起电本质的理解是中考的命题方式,主要以选择题为主.
例1:橡胶棒与毛皮摩擦后,橡胶棒带负电荷,这是因为摩擦使橡胶棒( )
A.失去一些电子 B.得到一些电子 C.失去一些质子 D.得到一些质子
分析:摩擦起电的实质是电荷的转移,得电子的物质带负电,失去电子的物质带正电.
解:毛皮与橡胶棒摩擦时,毛皮失去电子,橡胶棒得到电子,由于电子带负电,所以橡胶棒带负电;
故选B.
点评:本题是一道基础题,熟练掌握基础知识即可正确解题.
例2:摩擦起电现象说明了( )
A.物质是由分子组成的
B.分子是由原子组成的
C.原子是由更小的微粒组成的
D.用摩擦的方法可能创造电荷
分析:当两种束缚电子的能力不同的物质相互摩擦时,束缚电子能力强的得到电子,因电子比质子数量多而带负电,束缚电子能力弱的失去电子,因电子比质子数量少而带正电,一种物质失去多少电子,另一种物质就得到多少电子.
解:摩擦起电过程是得到和失去电子的过程,因此其实质是电子的转移,当某种物质失去了电子时,物质的电子比质子少,带正电,当某种物质得到了电子时,物质的电子比质子多,带负电.所以摩擦起电现象说明了原子是由更小的微粒组成的.
故选C.
点评:摩擦起电不是创造了电,而是电的转移,相互摩擦的两种物质,一种物质失去了多少电子,另一种物质一定得到了多少电子,两种物质所带的电荷多少是相同的,电性是相反的.
【解题方法点拨】
(1)摩擦起电并不是创造了电,而是两个物体在摩擦过程中,电于发生了转移,它从一个物体转移到另一个物体上,使失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电.
(2)不同物质组成的物体相互摩擦时,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子.
10.电荷间的相互作用规律
【知识点的认识】
(1)电荷间相互作用:
同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引.
(2)两个物体(不涉及磁体)相互排斥,有两种可能:
a.都带正电;
b.都带负电.
(3)两个物体相互吸引,有三种可能:
a.一物体带正电,另一物体带负电;
b.一物体带正电,另一物体不带电;
c.一物体带负电,另一物体不带电.
【命题方向】
判断物体带电情况是主要的命题方式,主要以选择填空为主
例1:现有A、B、C三个轻质小球,已知A带负电,A和B互相吸引,C和A互相排斥,则( )
A.B一定不带电,C带正电 B.B可能带正电,C带正电
C.B一定带正电,C带负电 D.B可能不带电,C带负电
分析:①电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
②带电体可以吸引轻小物体;
③解题时,根据小球间的作用关系并结合A球带负电这个已知条件判断.
解:已知A带负电,C和A互相排斥,根据同种电荷互相排斥,所以C带负电;
又因为A和B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.所以B可能不带电,C带负电.
故选:D.
点评:异种电荷相吸引和带电体吸引轻小的物体这两个知识点要考虑周全,考虑不全是此题选错答案的原因.
例2:如图所示,把一根塑料绳一端扎紧,从另一端撕开许多细丝,用干燥的手向下捋几下,发现细丝张开了,细丝张开的原因是( )
A.大气压的作用 B.静摩擦的作用 C.分子间有斥力 D.同种电荷互相排斥
分析:用手摩擦塑料绳时,由于摩擦生电而使塑料绳带上同种电荷,电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
解:用干燥的手从上向下在塑料绳上捋几下,手与塑料绳反复摩擦,使塑料绳带上了同种电荷,因为同种电荷相互排斥,故细丝会张开;
故选D.
点评:本题是一道基础题,考查了摩擦起电、电荷间的相互作用等问题,熟练掌握基础知识即可正确答题.
【解题方法点拨】
在根据物体间的作用规律判定物体带电情况时,要注意两者相互吸引有两种可能:异种电荷相互吸引;带电体具有吸引轻小物体的性质.因此考虑问题要全面.
11.物体带电情况的判断
【知识点的认识】
判断物体是否带电的方法:
(1)看物体能否吸引轻小物体.因为任何带电体都具有吸引轻小物体的性质.
(2)看物体是否会跟其他带电体相互排斥.因为只有该物体带了电,它才有可能跟其他带电体相互排斥.若相互排斥,这时可以肯定该物体带有与其他带电体相同性质的电荷.
(3)利用验电器.只要物体带电,则当它接触(或靠近)验电器的金属球时,验电器的金属箔都会张开一定的角度.同时,验电器还能大致判别带电的多少(即通过观察验电器金属箔的张角大小来比较)和检验带电体所带电荷的种类(即将待检验的带电体与带有已知电性的电荷的验电器的金属球接触,观察验电器的金属箔的张角有无减小的过程,若有,则带电体上就带有跟验电器上电荷电性相异的电荷.反之,亦然).
【命题方向】
利用电荷间的相互作用规律判断物体带电情况是命题的方式,主要以选择填空为主.
例1:如图所示,通草球甲、乙相互排斥,甲、丙相互吸引,如果已知甲带正电,那么乙、丙的带电情况是( )
A.乙带负电、丙带正电
B.乙带正电、丙带正电
C.乙带负电、丙带负电或不带电
D.乙带正电、丙带负电或不带电
分析:排斥的一定带同种电荷,
吸引的可能带异种电荷,可能一个带电,一个不带电.
根据上面的两个规律进行判断.
解:∵甲带正电,甲、乙相互排斥,
∴甲、乙一定带同种电荷,即乙一定带正电.
∵甲与丙相互吸引,而吸引的现象:一是带异种电荷的带电体之间;二是一个带电,一个不带电.
由于已知甲一定带正电.
∴一是丙可能和甲带异种电荷,即带负电;二是丙可能不带电.
故选D.
点评:本题的关键是知道相互吸引的情况有两种,所以相互排斥的物体一定带同种电荷,相吸的物体可能带异种电荷,可能是带电体吸引轻小物体.
例2:将带正电的玻璃棒靠近泡沫球,出现如图所示情形.若改用带负电的橡胶棒靠近这个泡沫球,下列推理正确的是( )
A.若相互吸引,则泡沫球带正电
B.若相互吸引,则泡沫球不带电
C.若相互排斥,则泡沫球带正电
D.若相互排斥,则泡沫球不带电
分析:带电体能够吸引轻小物体;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
解:带电体能够吸引轻小物体,异种电荷相互吸引,带正电的玻璃棒靠近泡沫球相互吸引,小球有可能不带电或带负电;
改用带负电的橡胶棒靠近这个泡沫球,若相互吸引,则小球不带电,选项B正确,选项A错误;
若相互排斥,则小球带负电,选项C、D错误.
故选B.
点评:此题考查带电体的性质和电荷间的相互作用规律,要综合分析解答.
【解题方法点拨】
(1)利用作用规律判断物体带电性质或电荷种类
利用作用规律判断的前提是物体一定带电,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引作出带电异同的判断.
(2)利用带电体的性质判断
利用带电体的吸引轻小物体的性质判断.
12.验电器的原理及使用
【知识点的认识】
(1)定义:验电器是检验物体是否带电的仪器.
(2)组成:金属球,金属杆,金属箔等几部分组成
(3)原理:同种电荷相互排斥;
(4)验电器的使用:
取两个相同的验电器A和B,使A带电,B不带电.用金属棒把A和B连接起来,可以看到A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔张开,实验现象说明,有电荷通过金属杆从验电器A流动到B,使验电器B也带了电.也就是说金属杆上有了电荷的定向移动.(如图)
【命题方向】
此考点通常考查验电器的工作原理及判断其带电情况,主要以选择、填空为主.
例1:取两个相同的验电器A和B,使A带电,B不带电,可以看到A的金属锡箔张开,B的金属锡箔闭合(如图).用带绝缘柄的金属棒将A和B上的金属球连接起来,则A、B金属箔张角的变化情况是( )
A.A和B都不变 B.A变小,B张开 C.A变大,B不变 D.A闭合,B张开
分析:(1)验电器使用时是让金属杆上的金属箔带上同种电荷,然后同种电荷会相互排斥从而验证物体是否带电的;
(2)A带电,B不带电,连接的瞬间,会发生电荷的转移.
解:A带电,B不带电,用带绝缘手柄的金属棒将AB连接起来,连接的瞬间,A使B带上电,B的金属箔张开,A带的电减少,金属箔片张角变小.
故选B.
点评:验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的,通过金属箔片的张角的大小可以确定其所带电荷的多少.
【解题方法点拨】
两个带异种电荷的物体相互接触时,如果两个带电体的电荷量相等,这时正负电荷会完全抵消.如果不等,有一种电荷被完全抵消,两个物体都会带同种电荷,电荷的电性由原来带电量多的物体的电性决定.
13.电流的方向
【知识点的认识】
(1)电流的方向:
正电荷定向移动的方向规定为电流的方向.
(2)对电流方向的理解:
①正、负电荷的定向移动都可形成电流.那么按照规定,负电荷的定向移动方向与电流的方向相反,如金属导线中的电流,主要是由自由电子(可以移动的电子称为自由电子)的定向移动形成的,由于电子带负电,所以金属导线中电流方向与自由电子定向移动的方向相反.
②在电源的外部,电流的方向是从电源正极出发,经用电器回到电源负极.
③在电源的内部,电流的方向是从电源负极流向正极.
【命题方向】
第一类常考题:根据验电器判断电流方向
如图甲所示,验电器A带负电,B不带电.用带有绝缘手柄的金属棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间(如图乙所示),金属棒中( )
A.电流方向由A到B B.电流方向由B到A
C.有电流但方向无法确定 D.始终无电流
分析:人们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,所以负电荷定向移动的方向与电流的方向相反.
解:当金属棒把验电器A、B两金属球相连时,电子会发生定向移动,从A移动到B使验电器B也带上了电.由于电子带的是负电,而电流的方向是正电荷定向移动的方向,所以电流方向与电子移动的方向相反,故电流方向由B到A.
故选 B.
点评:本题考查了电流的方向,要明确电流的形成与电流方向的区别:电荷的定向移动形成电流,发生定向移动形成电流的可能是正电荷,也可能是负电荷,还可能是正、负电荷同时向相反方向发生定向移动;而电流方向是人们规定的,把正电荷定向移动的方向规定为电流方向.
第二类常考题:电流的方向与生活结合
雷雨天时,避雷针的尖端就能不断地、向空中释放电子,对此有以下说法正确的是( )
A.避雷针中没有电流 B.电流从大地流向尖端
C.电流从尖端流向大地 D.电流方向无法确定
分析:电荷的定向移动形成电流,物理学中规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向.
解:避雷针的尖端不断地、向空中释放电子,说明带负电荷的电子移动方向为从大地流向尖端;而这个方向与正电荷的移动方向相反,故电流的方向是由尖端流向大地;
故ABD错误;C正确;
故选C.
点评:正电荷定向移动的方向为电流的方向,而与自由电子定向移动的方向相反.
【解题方法点拨】
判断电流方向时,要明确以下三点:
(1)发生定向移动的是什么电荷;
(2)此电荷从哪个物体转移到哪个物体上;
(3)如果定向移动的电荷是正电荷,则电流方向与该电荷移动的方向相同;如果定向移动的电荷是负电荷,则电流方向与该电荷移动的方向相反.
14.导体
【知识点的认识】
定义:容易导电的物体叫做导体,例如:石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液;
【命题方向】
此考点较为基础,在中考中主要考查导体和绝缘的分类,一般以选择题和填空题出现.
例1:在通常情况下,均属于导体的是( )
A.人体、海水、干木柴
B.橡胶、铁钉、陶瓷
C.硬币、石墨、铜块
D.水银、塑料、盐酸
分析:根据导电性的不同,材料可分为导体,半导体,绝缘体三大类,容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体.
解:人体、海水、铁钉、硬币、石墨、铜块、水银、盐酸是导体,干木柴、橡胶、陶瓷、塑料是绝缘体.
故选C.
点评:本题考查了导体和绝缘体的概念.对于常见的导体和绝缘体可以联系它们在日常生活和工业生产中的应用来记忆,不要死记硬背.如塑料,橡胶,陶瓷等常用来制作用电器的外壳,以防止触电,它们都是绝缘体;而电线芯用金属来做,因为金属容易导电,是导体,酸碱盐的水溶液是导体.
例2:小青把以下物品分成两类:①铅笔芯、铜线、盐水;②塑料尺、橡皮擦、油.他分成两类后的物品分别属于( )
A.固体和液体 B.导体和绝缘体 C.金属和非金属 D.晶体和非晶体
分析:容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等.常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等.
解:第一类物体:①铅笔芯、铜线、盐水中,其共同特点是都能导电,属于导体;而第二类物体②塑料尺、橡皮擦、油中,其共同特点是都不易导电,属于绝缘体.
故B正确;ACD错误;
故选B.
点评:物体的分类方法有很多,此题明显看出物体在导电性上的差别,生活中哪些物体为导体,哪些物体为绝缘体,要有清晰的认识.
【解题方法点拨】
导体与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:常温下玻璃是绝缘体,而在高温达到红炽状态时,也就变成导体了.
15.根据实物图画电路图
【知识点的认识】
一、根据实物图画电路图
(1)看实物画电路图,关键是在看图,图看不明白,就无法作好图。实物图实际上只有两种电路,一种串联,另一种是并联,
(2)串联电路非常容易识别,先找电源正极,用铅笔尖沿电流方向顺序前进直到电源负极为止。明确每个元件的位置,然后作图。顺序是:先画电池组,按元件排列顺序规范作图,横平竖直,转弯处不得有元件若有电压表要准确判断它测的是哪能一段电路的电压,在检查电路无误的情况下,将电压表并在被测电路两端。
(3)对并联电路,判断方法如下,从电源正极出发,沿电流方向找到分叉点,并标出中文“分”字,(遇到电压表不理它,当断开没有处理)用两支铅笔从分点开始沿电流方向前进,直至两支笔尖汇合,这个点就是汇合点。并标出中文“合”字。首先要清楚有几条支路,每条支路中有几个元件,分别是什么。特别要注意分点到电源正极之间为干路,分点到电源负极之间也是干路,看一看干路中分别有哪些元件,在都明确的基础上开始作电路图,
(5)具体步骤如下:先画电池组,分别画出两段干路,干路中有什么画什么。在分点和合点之间分别画支路,有几条画几条(多数情况下只有两条支路),并准确将每条支路中的元件按顺序画规范,作图要求横平竖直,铅笔作图检查无误后,将电压表画到被测电路的两端。
二、画好电路图的方法:
①应完整地反映电路的组成,即有电源、用电器、开关和导线:
②规范地使用电路元件符号,不能自选符号:
③交叉相连的点要画粗黑圆点;
④合理地安排电路元件符号的位置,尽可能让这些元件符号均匀地分布在电路中,使电路图清楚美观,并注意元件符号绝不能画在拐角处;
⑤导线要横平竖直,转弯画成直角,电路图一般呈长方形;
⑥最好从电源的正极开始,沿着电流的方向依次画电路元件,且知道在电路图中导线无长短之分的原则。
如图所示的电路及它的电路图。
【命题方向】
根据实物图画电路图是中考考查的热点,主要以选择题和作图题为主。
例1:如图所示实验电路相对应的电路图是图中的( )
A. B.
C. D.
分析:从实物图可以判断出是并联电路,且S1控制L1,S2控制整个电路,故可以选择出正确的答案。
解:A、从该电路图中可以看出,两灯泡并联,并且两开关分别控制两条支路,故A不合题意;
B、从该电路图中可以看出,两灯泡串联,两个开关同时控制串联电路;故B不合题意;
C、从该电路图中可以看出,两灯泡并联,两个开关都在干路中同时控制并联电路;故C不合题意;
D、从电路图中可以看出,两灯泡并联,S1控制L1,S2控制整个电路,故D符合题意。
故选:D。
点评:本题考查了电路的识别能力,应首先判断连接方式及开关的位置。
例2:根据图1所示的实物连接图,在图2的框中画出电路图。
分析:(1)由实物图画电路图的方法:从电源的正极开始,依次画出各元件,直到电源的负极。
(2)电压表并联在用电器两端。
解:从电源正极开始依次串联灯泡L2、开关、灯泡L1以及电流表,然后回到电源负极,电压表与灯泡L1和电流表的两端;如图所示:
点评:根据实物图画电路图时,先分析电路,看干路和支路各有什么元件,然后根据电路图的要求画出电路图。
【解题方法点拨】
根据实物图画出电路图的方法:
(1)先理清电流的路径,可从电源正极开始,沿着电流的方向逐个寻找,直到电源负极;
(2)所画出的电路图中各元件的顺序应与实物图保持一致。
16.实物的电路连接
【知识点的认识】
(1)对于串联电路:按电路图,从电源的正极出发,按顺序把电路元件用笔画线代替导线连接起来.
(2)对于并联电路:根据电路图,找到“分节点”和“合节点”,从电源正极出发,按“哪里分就分,哪里合就合”的方法把电路元件连接起来.
(3)应该注意:实物图中的导线是不允许相交的;导线要连接到电路元件的接线柱上,不能到处乱接.
【命题方向】
第一类常考题:实物电路的判断
如图所示是小明同学测量小灯泡L1两端电压的电路,图中有一条导线接错了,接错的导线是( )
A.导线1 B.导线2 C.导线3 D.导线4
分析:掌握电压表的连接方法:电压表并联在电路中,并要注意其正负接线柱的接法和量程的选择.
解:要测量小灯泡L1两端的电压,需将电压表与L1并联,由图知,电压表所测的是两盏灯泡的总电压,应将3挪到L1右边的接线柱处.
故选C.
点评:此题主要考查了电压表的连接方法,在考虑时,注意其连接方式、量程和正负接线柱的接法.
第二类常考题:根据条件连接实物图
将图所示各元件按要求连接起来.要求:当开关S1闭合时,只有灯泡L1发光,当开关S2闭合时,只有灯泡L2发光,电流表测L1灯泡的电流.
分析:当开关S1闭合时,只有灯泡L1发光,说明开关S1控制灯泡L1;当开关S2闭合时,只有灯泡L2发光,说明开关S2控制灯泡L2;两灯泡互不影响,说明两灯并联,电流表测L1灯泡的电流.
解:如图:从正极开始分支,一支经电流表、灯泡L1、开关S1回到负极,另一支经开关S2、灯泡L2回到负极.
点评:本题考查实物图的连接,难点是根据题意明白电路中各个用电器的连接情况,开关分别控制哪个灯泡,要知道电流表测量哪一部分的电流就和哪一部分串联.
【解题方法点拨】
根据电路图连接实物图的方法:
一、串联电路
连接串联电路实物图较为简单些,只要注意连接时按照某一方向逐个的连接起来就可以了,这里我们通常以电流方向为次序.(在电路中,电源外部的电流方向总是从正极出发,经过各个用电器到达电源的负极)
二、并联电路
第一步,连接一个电路元件尽可能多的闭合电路,这相当于串联电路的连接,尽可能多的元件连接,减少了后续连接元件的个数,使问题简单些.
第二步,在电路图中找出电流的分、合点,并在实物图中标出相应分、合点,这是致关重要的一步,是你犯错误的根源!
第三步,从分点出发,经过各支路的元件,到达合点,这相当于部分串联电路的连接.
17.电流表的读数方法
【知识点的认识】
(1)确定量程,看清选用的是哪个量程,从而知道电流表可以测量的最大电流是0.6A还是3A.
(2)确定分度值,根据所使用的量程,看清每一大格表示的电流值,认清每一大格又分成多少小格,确定每一小格表示的电流值是多少.如果使用0﹣0.6A量程,则每一小格是0.02A,如果使用0﹣3A量程,则每一小格是0.1A.
(3)接通电流后,当指针稳定后(不再左右摆动时)读数.看清指针一共转过多少小格,用每一小格代表的电流值乘以格数即是被测的电流,即I=分度值×小格数.
【命题方向】
电流表的读数是中考的热点,重点考查电流表的量程、读数及正确连接方式.
例1:在实验室,某同学发现一个电流表有两个量程,大量程是0~9A,小量程模糊不清.为了测量小量程是多少,她先用大量程接入电路,指针位置如图a所示,然后再改用小量程接入同一电路,指针指示如图b所示,则电流表的小量程为( )
A.0~0.6A B.0~1A C.0~2A D.0~3A
分析:因为大小量程的电流表接入的是同一电路,示数应该是相同的,首先读出大量程的示数是1.5A,然后在b的指针位置标出1.5A,由此可以确定小量程的范围.
解:大量程的每一个大格是3A,每一个小格是0.3A,示数是1.5A,
大小量程的电流表接入的是同一电路,示数应该是相同的,
b图中指针的位置是1.5A,
所以,小量程为0~3A.
故选D.
点评:大小量程的电流表接入的是同一电路,示数应该是相同,这是本题的关键.
例2:如图(a)所示,当开关S闭合时,两只电流表的示数分别由(b)、(c)两图读得,则电灯L1中的电流是( )
A.0.8A B.0.16A C.0.52A D.1.28A
分析:本题首先读出两个电流表的示数.然后根据并联电路的电流关系,可求出通过L1的电流.
解:电流表A1测量的是干路电流,电流表A2测量的L2是电流,干路电流大于支路电流.
所以电流表A1选的是0﹣3A的量程,分度值是0.1A,读数是1.8A;
电流表A2选的是0﹣0.6A的量程,分度值是0.02A,读数是O.52A,
I2=0.52A,I1=I﹣I2=1.8A﹣0.52A=1.28A.
故选D.
点评:本题考查了电流表的读数方法,并联电路的电流关系.
【解题方法点拨】
电流表的读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数,根据指针的位置进行读数.电流表不同量程的读数.读数时要看清使用的量程和对应的分度值.在电流表的同一刻度处,0﹣3A量程的读数是0﹣0.6A量程读数的5倍.
18.串联电路的电压规律
【知识点的认识】
串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。
数学表达式:U=U1+U2
【解题方法点拨】
(1)对比记忆串联电路的电压规律和电流规律:
串联电路电压规律:总电压等于各部分电路电压之和。
串联电路电流规律:处处相等。
并联电路电压规律:各支路两端电压相等,等于总电压。
并联电路电流规律:干路电流等于各支路电流之和。
(2)首先判断电路是否为串联电路,其次弄清电压表所测是谁的电压。避免判断不当出现错误。
例如:图甲看似串联,实质是并联电路,电压表测的L2电压等于电源电压;图乙看似并联,实质串联。电压表V2比V1测量范围宽,但V1只测L2电压,V2测电源电压。
(3)串联电路中,电压表测导线的电压为零,由此可以推理,电压表测短路用电器的电压为零;电压表串联在电路中测电源电压,由此可以推理电压表测断路处的电压为电源电压。
【命题方向】
串并联电路的电压特点在中考中常出现,常常贯穿在欧姆定律、电功率等综合知识中,结合对电路的分析进行考查,所以电压规律是解决电学综合题的一项重要基础,电压表所测范围的判断也是隐藏在这一知识点中的考查问题。
例1:如图所示,在“探究串联电路中电压的规律”时,小雨同学用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=3V,UBC=3V,UAC=6V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A.整理器材,分析数据,得出结论
B.对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
C.改变电源电压,再测出几组电压值
D.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
分析:无论做什么实验,实验结论一定要具有普遍性,因此在研究串联电路中的电压关系时,为了使结论具有普遍性需采用相同灯泡和不同灯泡进行多次实验。
解:用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为为UAB=3V,UBC=3V,UAC=6V,说明两个小灯泡是同一个规格的,接下来的操作是换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值,然后分析数据,这样的结论才具有科学性。
故选D。
点评:探究串联、并联电路的电流、电压的特点时要选择相同规格的灯泡,不同规格的灯泡,不同的用电器进行实验,才能使实验结论更准确。
例2:在探究串联电路电压关系实验中,物理实验小组按如图所示的电路测得V的示数是3.8V,V1的示数是2.3V,V2的示数应为( )
A.1.5V B.3.8V C.2.3V D.6.1V
分析:串联电路两端电压等于各部分电路电压之和。
解:根据电路图可知,电压表V1测的是灯L1两端电压,V2测的是灯L2两端电压,V测电源两端电压,由于串联电路两端电压等于各部分电路电压之和,因此V2的示数为:3.8V﹣2.3V=1.5V。
故选A。
点评:本题考查串联电路电压的特点,是一道基础题。
19.并联电路的电压规律
【知识点的认识】
并联电路中各支路两端的电压相等,等于总电压。
数学表达式:U=U1=U2
对比记忆:
串联电路电压规律:总电压等于各部分电路电压之和。
串联电路电流规律:处处相等。
并联电路电压规律:各支路两端电压相等,等于总电压。
并联电路电流规律:干路电流等于各支路电流之和。
【解题方法点拨】
首先判断电路是否为串联电路,其次弄清电压表所测是谁的是压。避免判断不当出现错误。
例如:图甲看似串联,实质是并联电路电压表测的L2电压等于电源电压;图乙看似电压表V1比V2测量范围宽,但V1只测L2电压,V2测电源电压。
【命题方向】
串并联电路的电压特点在中考中常出现,常常贯穿在欧姆定律、电功率等综合知识中,结合对电路的分析进行考查,所以电压规律是解决电学综合题的一项重要基础,电压表所测范围的判断也是隐藏在这一知识点中的考查问题。
例1:L1和L2两个灯泡并联在电路中,已知灯泡L1两端的电压为3V,则灯泡L2两端的电压为 3 V,两灯泡并联后的总电压为 3 V。
分析:利用并联电路的电压特点(各支路两端的电压相等)分析。
解:∵在并联电路中,各支路两端的电压相等,
∴U=U2=U1=3V
故答案为:3,3。
点评:本题考查了对并联电路的电压特点的掌握和运用。
例2:三穗中学八(5)班的同学连接了如图所示的电路,开关闭合后,发现灯L1比L2要亮些,下列有关分析正确的是( )
A.L1的电压比L2的电压大 B.L1的电压比L2的电压小
C.L1与L2的电压大小相等 D.两个灯泡是串联
分析:(1)首尾依次连接的电路叫串联电路,首首相连、尾尾相连的电路叫并联电路;
(2)并联电路中各支路两端的电压相等。
解:(1)由电路图可知,两灯泡首首相连、尾尾相连,即为并联,故D不正确;
(2)∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴灯L1、L2两端的电压相等,故AB不正确,C正确。
故选C。
点评:本题考查了串并联电路的辨别和并联电路的电压特点,是一道基础题目。
20.欧姆定律的应用
【知识点的认识】
(1)相关基础知识链接:
①电流规律:
串联:I=I1=I2.串联电路电流处处相等。
并联:I=I1+I2.并联电路干路电流等于各支路电流之和。
②电压规律:
串联:U=U1+U2.串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
并联:U=U1=U2.并联电路各支路两端电压相等,等于总电压。
③电阻规律:
串联:R=R1+R2.串联电路总电阻等于分电阻之和。
并联:=+.并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。
④比例规律:
串联:=.串联电路中电压与电阻成正比。
并联:I1R1=I2R2.并联电路中电流与电阻成反比。
⑤欧姆定律:
I=.导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
【解题方法点拨】
(一)比例问题
解决这类问题一要掌握规则,二要弄清是哪两部分相比。
①串联电路电流处处相等,即电流之比为:I1:I2=1:1;根据I=可知电压与电阻成正比,=。
②并联电路各支路电压相等,即电压之比为U1:U2=1:1;根据U=IR可知电流与电阻成反比,I1R1=I2R2。
例一:R1=3Ω,R2=5Ω,如图甲,由于是串联电路,所以电流之比I1:I2=1:1;电压之比等于电阻之比,所以电压之比U1:U2=3:5;如果电路变式成乙图,则两电压表示数比为U1:U2=(3+5):5=8:5。
例二:R1=3Ω,R2=5Ω,如图甲,由于是并联电路,所以电压之比U1:U2=1:1;电流之比等于电阻之反比,所以电流之比I1:I2=5:3;如果电路变成乙图,则两电流表示数之比为I1:I2=5:(3+5)=5:8。
(二)电表示数变化问题
(1)解决这类问题最重要的是弄清电路是串联还是并联,不同的连接方式有不同的判断规则。
①串联电路:
电流与电阻的变化相反,即电阻变大时电流变小,电阻变小时电流变大;按电阻的正比例来分配电压。
例如如图:当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电阻变大,所以电流变小;电阻R1尽管大小没变,但它占总电阻的比例变小了,所以R1两端电压变小,R2占总电阻的比例增大了,所以R2两端电压变大。
②并联电路:
各支路的电压都与电源电压相等,所以电压是不变的;阻值变化的支路电流随之变化,阻值不变的支路电流也不变。
例如如图:当滑片向右滑动时,尽管R2的阻值在变,但它两端的电压总等于电源电压,所以R2两端电压不变,R1两端电压当然也不变;R2所在支路电阻变大,所以电流变小,R1所在支路电阻不变,所以电流也不变,干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小。
③电压表与电流表示数的比值:
根据导出式R=可知,电压表与电流表示数的比值代表了某个电阻的大小,只要电阻不变化,两表比值是不变的。
例如如图甲,电压表与电流表的比值代表了电阻R1的阻值,所以当滑片移动时,两表示数的比值不变;如图乙,电压表与电流表的比值代表了电阻R2的阻值,所以两表示数的比值在变大。
(但需要注意的是,当滑片移动时,R2两端电压的变化量与R1两端电压的变化量相等,所以电压表的变化量与电流表的变化量之比代表了电阻R1的阻值,是不变的。)
(2)解决这类电表示数变化的问题时,常在第一步判断串并联时出错。请注意下面的电路,例如图甲是串联电路,图乙是并联电路。
(滑片向右滑时,图甲:A变小,V变大;图乙A1变小,A2变小,V不变。)
(3)滑动变阻器连入电路的是哪一部分,没有判断清楚,也是解决电表示数变化问题常出现的错误。图甲滑动变阻器接入电路的是全部,图乙接入电路的是左半部分。注意滑片移动时对电流的影响有何不同。
(滑片向右滑动时,甲:A不变,V1不变,V2变大;乙:A变小,V1变小,V2变大)
综上所述,解决电表示数变化的问题要按照下面的程序进行:
①判断电路是串联还是并联;
②分析滑动变阻器接入的是哪一部分;
③找准各个表所测量的对象是哪里;
④按照串并联各自的规则来判断电流、电压的变化。
【命题方向】
欧姆定律的综合应用是电学部分的核心,也是最基础的内容,这一节知识是难点也是中考必考点。常结合日常生活生产中遇到的电路问题考查欧姆定律的应用,计算题多与后面的电功率计算结合在一起,作为中考的压轴题出现。训练时应足够重视。
例1:在图甲所示的电路中,当滑片P由b移到a的过程中,电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电阻R1的阻值为20Ω
B.滑片P移到b端时,R2两端的电压为6V
C.滑片P移到a端时,R1消耗的功率为0.2W
D.当滑片P移到中点时,通过R1的电流为0.3A
分析:(1)当滑片P移到b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,电路为R1的简单电路,电压表的示数为电源的电压,根据图象读出电源的电压;
(2)滑片P移到a端时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联,根据图象读出电压表的示数和滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律和电路中的电流特点得出等式即可求出R1的阻值,根据P=求出滑片P移到a端时R1消耗的功率;
(3)根据图象得出滑片P移到中点时电压表的示数,根据欧姆定律求出通过R1的电流。
解:(1)当滑片P移到b端时,电路为R1的简单电路,电压表的示数为电源的电压,此时滑动变阻器接入电路中的电阻为0,两端的电压为0,故B不正确;
由图象可知,电压表的示数为6V即电源的电压U=6V;
(2)滑片P移到a端时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联,
由图象可知,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电压表的示数U1=2V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴滑片P移到a端时,滑动变阻器两端的电压:
U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴=,即=,
解得:R1=10Ω,故A不正确;
R1消耗的功率:
P1===0.4W,故C不正确;
(3)由图象可知,当滑片P移到中点即R2′=10Ω时,U1′=3V,
通过R1的电流:
I1===0.3A,故D正确。
故选D。
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图象读出滑片接入电路中不同电阻时对应电压表的示数。
例2:如图所示的电路,电源电压为12V,R1=R3=4Ω,R2=6Ω,求:
(1)当S1、S2都断开时,电流表和电压表的示数各是多少?
(2)当S1、S2都闭合时,电流表和电压表的示数各是多少?
分析:(1)当S1、S2都断开时,R2与R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出R3两端的电压;
(2)当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电压表被短路,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出各支路的电流,利用并联电路的电流特点求出干路电流。
解:(1)当S1、S2都断开时,R2与R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴根据欧姆定律可得,电流表的示数:
I===1.2A,
电压表的示数:
U3=IR3=1.2A×4Ω=4.8V;
(2)当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电压表被短路即示数为0,电流表测干路电流,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴通过两电阻的电流分别为:
I1===3A,I2===2A,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴电流表的示数:
I′=I1+I2=3A+2A=5A。
答:(1)当S1、S2都断开时,电流表的示数为1.2A,电压表的示数为4.8V;
(2)当S1、S2都闭合时,电流表的示数为5A,电压表的示数为0V
点评:本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的应用,关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别和电表所测电路元件的判断。
21.伏安法测电阻的探究实验
【知识点的认识】
(1)实验原理:根据欧姆定律的导出式R=。
(2)实验器材:电源、开关、导线、滑动变阻器、被测小灯泡或定值电阻、电压表、电流表。
(3)电路图:左图为测灯泡电阻,右图为测定值电阻。
(4)滑动变阻器在实验中的作用:保护电路;改变灯泡(定值电阻)两端的电压;改变通过灯泡(定值电阻)的电流。
(5)实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器调到阻值最大处;
②闭合开关,移动滑片,使电压表的示数等于小灯泡的正常工作电压,记下此时电流表、电压表示数;
③调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压逐次降低,记下每次读出的电流表、电压表示数;
④计算每次的电阻值,整理器材。
(6)记录数据的表格为:
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
(7)分析与归纳:灯丝的电阻随温度的升高而增大。
【解题方法点拨】
(1)滑动变阻器在实验中的作用:①保护电路;②改变通过灯泡(或定值电阻)的电流;③改变灯泡(或定值电阻)两端的电压。
(2)连接电路的两条注意事项:①连接电路时把开关断开;②闭合开关前把滑动变阻器调到阻值最大处。
(3)实验过程中滑动变阻器的调节顺序:闭合开关,调节滑片,使小灯泡达到正常工作的电压,再使小灯泡电压逐次降低。
(4)数据处理:测灯泡电阻时不能求平均值,因为在不同电压下灯泡的温度不同,其电阻是不同的,求平均值没有意义;测定值电阻的阻值时应该求平均值,因为定值电阻的阻值不变,求平均值可以减小误差。
(5)实验过程中的常见故障
现象
故障分析
灯泡不亮
灯泡与灯座处接触不良,或灯丝烧断,或灯泡被短路,或灯泡两接线柱到电源两极间的电路中某处出现断路
电压表无示数
电压表短路或电压表两接线柱到电源两极间的电路中某处断路
电流表无示数,电压表示数接近于电源电压
灯泡开路或电压表串联在电路中了
电流表无示数
电流表被短路或从电流表两接线柱到电源两极间的电路中某处断路
无论怎样移动滑片,电压表和电流表示数都不变,灯泡亮度不变
滑动变阻器的接线柱使用的都是上端接线柱,或使用的都是下端接线柱
【命题方向】
伏安法测电阻综合性较强,涉及欧姆定律的应用和电流表、电压表、滑动变阻器的使用,难点是测量电阻的实验过程的把握,如电表的接法、电流表和电压表量程的选择、画电路图、连实物图、滑动变阻器的作用与接法等,这一知识点是每年各地市中考的重要考点,以实验探究题为主,分值也较高,是电学几个重点实验之一。
例:某同学利用图1所示的电路来测量一未知电阻Rx。
(1)请用笔画线代替导线,将图1中实物图连接完整。
(2)闭合开关后,当滑动电阻器的滑片向左移动到某一位置时,电压表的示数为1.2V,电流表的示数如图2所示,则I= 0.3 A,Rx= 4 Ω。
(3)该同学又设计了如图3所示的测量电路,同样可以测量未知电阻Rx,其中R0是定值电阻。请在空格内把实验步骤补充完整。
① 闭合开关S、S1 ,用电压表测出电源的电压U;
② 闭合开关S、断开S1 ,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
③请用测量值U和U1,已知量R0来表达Rx= 。
分析:(1)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,要注意开关闭合前滑动变阻器处于最大阻值处;
(2)根据电流表的量程和分度值读出示数,根据欧姆定律求出Rx的阻值;
(3)由电路图可知,当开关S、S1均闭合时电路为Rx的简单电路,电压表测电源的电压;当开关S闭合、S1断开时,R0、Rx串联,电压表测Rx两端的电压;根据串联电路的分压特点和定值电阻的阻值求出Rx的阻值,据此设计实验步骤得出结果。
解:(1)滑动变阻器的下方接线柱与开关的右方接线柱相连即可,如下图所示:
(2)由图2可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则I=0.3A,
由I=可得,Rx===4Ω;
(3)实验步骤:
①闭合开关S、S1,用电压表测出电源的电压U;
②闭合开关S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
③因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R0两端的电压:
U0=U﹣Ux=U﹣U1,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,I==,即=,
解得:Rx=。
故答案为:
(1)如上图所示;
(2)0.3;4;
(3)①闭合开关S、S1;②闭合开关S、断开S1;③。
点评:本题考查了实物图的连接和电流表的读数、欧姆定律的应用、串联电路的特点等,关键是知道有电压表、无电流表时可根据串联电路的电流、电压特点进行设计实验。
22.家庭电路的连接
【知识点的认识】
(1)进户线:一根叫火线,另一根叫零线,火线与零线之间有220V电压,它们构成家庭电路的电源.火线与大地之间也有220V电压,零线与大地之间没有电压.
(2)电能表:测量用户在一段时间内消耗的电能,装在干路上,进户线首先要进入电能表.
(3)总开关:控制整个家庭电路的通断,要安装在保险丝前.
(4)保险丝:由电阻率较大、熔点较低的铅锑合金制成;当电路中电流过大时能自动熔断而切断电路;要串联在电路中,不能用铜丝代替;保险丝的选择原则是保险丝的额定电流等于或稍大于电路中最大正常工作电流.如果只有一根保险丝要安装在火线上.
(5)插座与用电器:插座给可移动家用电器供电,插座并联在电路中,两孔插座右火左零,三孔插座右火左零上地.用电器是直接利用电能工作的器件,各用电器之间通常是并联的.
(6)开关与灯泡:开关与被控制的灯泡串联.为了安全,开关应接在火线与灯泡的尾部金属体之间.
【解题方法点拨】
家庭电路中各用电器之间是并联的,开关与被控制的用电器是串联的;
【命题方向】
家庭电路的连接在中考中以作图题较多,特别注意的是控制灯泡的开关安装在火线还是零线上、三孔插座分别接什么.
例1:如图所示的家庭电路中,有两个器件连接错误,它们是( )
A.闸刀开关和带开关的灯泡
B.带开关的灯泡和带熔丝的二线插座
C.带开关的灯泡和三线插座
D.闸刀开关和三线插座
分析:(1)保险丝不是在零线和火线上各接一根保险丝,而是只在火线上接一根,这样不是为了节省,而是为了更安全,如果零线和火线各接一根保险丝,如果零线上的保险丝熔断,电路处于断开状态,但是电路中还连接着火线,接触电路会发生触电事故.
(2)开关控制灯泡的正确连接方法:火线首先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套.
(3)两孔插座的连接方法:左孔接零线,右孔接火线.当插座上进入大功率的用电器时,还要在火线上串联一根保险丝.
(4)三孔插座的连接方法:三孔接地线;左孔接零线;右孔接火线.
解:(1)进户线进入用户,首先接入总开关,总开关的后面接入保险丝,保险丝只在火线上接一根,不是为了节省,而是为了更安全.当保险丝熔断后,家庭电路和火线断开,防止触电事故的发生.图中总开关和保险丝连接正确.不符合题意.
(2)开关控制灯泡时,火线首先进入开关,然后进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套.开关既能控制灯泡,又能在灯泡损坏后,断开开关,切断火线,安全的更换灯泡.图中带开关的灯泡连接错误.符合题意.
(3)两孔插座左孔接零线,右孔接火线.当插座上进入大功率的用电器时,还要在火线上串联一根保险丝.这样在电流过大时,能自动切断电源,起到保险作用.图中连接正确,不符合题意.
(4)三孔插座的三孔接地线,左孔接零线,右孔接火线.当金属外壳的用电器插入三孔插座时,金属外壳的用电器漏电时,接触用电器防止触电事故的发生.图中连接错误,符合题意.
故选C.
点评:(1)掌握家庭电路中,总开关、保险丝、灯泡、开关、两孔插座、三孔插座的连接方法.
(2)掌握保险丝、开关、三孔插座的作用.
例2:在如图所示的家庭电路中,插座、螺口灯泡(及其开关)的连线正确的是( )
A.A B.B C.C D.
分析:(1)两孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线.
(2)三孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线.
(3)灯泡的接法:火线首先进开关,再入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套.
解:A、左孔应接零线,右孔应接火线,故接线错误.
B、左孔应接零线,右孔应接火线,上孔接地线,故接线错误.
CD、火线首先要进入开关,再接入灯泡顶端的金属点,零线直接接螺旋套,故C接线错误,D接线正确.
故选D.
点评:(1)掌握家庭电路的火线、零线、地线之间的电压.
(2)掌握各用电器之间和插座之间连接方式.
(3)掌握两孔插座、三孔插座、灯泡、开关的接法.
23.家庭电路的故障分析
【知识点的认识】
在进行家庭电路故障分析时,可有两种方法:
(1)用测电笔:如果氖管发光,则被测点与火线之间连通,如果氖管不发光,则被测点与火线之间是断的.
(2)用检验灯泡:根据断路、短路、正常电路表现出的现象判断.
【解题方法点拨】
(1)如果测电笔测试家庭电路中所有点时氖管都不发光,则确定是进户的火线断了;如果电路闭合,但用电器不工作,测电笔测试火线和零线时氖管都发光,则确定是进户的零线断了.
(2)如果检验灯泡不发光,则被测灯泡断路;如果检验灯泡较暗,则被测灯泡正常;如果检验灯泡正常,则被测灯泡短路.
(3)突然家里所有用电器都停止工作,则有保险丝断的可能性.
【命题方向】
电路故障的判断是中考的必考题型,家庭电路的故障分析是判断电路故障的一种,要足够重视.
例1:如图是某同学家中的部分电路,开始时各部分工作正常,将电饭煲的插头插入电源的三孔插座后,正在烧水的电热壶突然不能工作,但电灯仍正常发光拔出电饭煲的插头,电热壶仍不能工作,把测电笔分别插入插座的左、右孔,氖管均能发光.则可以判断出电路的故障是( )
A.电热壶所在电路的B、D两点间断路
B.插座的接地线断路
C.电路的C、D两点间导线断路
D.电路的A、B两点间导线断路
分析:正在烧水的电热壶突然不能工作,但电灯仍正常工作,说明有地方开路了.
解:电灯仍正常工作,说明不是保险丝烧坏了,没有发生短路,而把测电笔分别插入插座的左、右插孔,氖管均能发光,说明火线有电,而零线开路了,且是在C、D之间开路.
故选C.
点评:本题考查了家庭电路故障的检修.测电笔能亮,说明火线上有电,而零线上本该不亮,但也亮了,说明是零线开路了.
例2:家庭电路中有时会出现这样的现象:原来各用电器都在正常工作,当再将一个手机充电器的插头插入插座时,家里所有的用电器全部停止了工作,关于这种现象以及形成的原因,以下说法正确的是( )
A.可能是这个插座的火线和零线原来就相接触形成了短路
B.可能是这个用电器的插头与插座没有形成良好接触,仍然是断路状态
C.可能是插头插入这个插座时,导致火线和零线相接触形成了短路
D.可能同时工作的用电器过多,导致干路中总电流过大,保险开关跳闸
分析:室内用电器全部停止工作,表明干路上的保险丝被熔断了,保险丝被熔断是由于电路中的电流过大.而产生电流过大的原因有两个:一是用电器的总功率过大,另一个是发生短路.由生活常识可知,手机充电器的功率比较小,因此造成保险丝熔断的原因不会是因干路的总功率过大.
由手机充电器插头插入插座,闭合开关,室内用电器全部停止工作可知,是手机充电器的两个接头短路了.
解:A、若是插座处原来有短路,则在没有插入手机充电器之前,电路就已经出现了短路,室内用电器不会正常工作,所以选项A不正确;
B、若是用电器的插头与插座断路状态,则用电器不工作,不会影响室内其它用电器,所以选项B不正确;
C、若是插头插入这个插座时,导致火线和零线相接触形成了短路,室内所有的用电器全部停止了工作,若不及时断电会发生火灾,所以选项C正确;
D、手机充电器的功率很小,使用后不会导致干路中总电流过大,保险开关跳闸,所以选项D不正确.
故选 C.
点评:本题考查对家庭电路故障的分析判断能力,要结合家庭电路的特点熟练掌握.
24.家庭电路工作电压、零线火线的辨别方法
【知识点的认识】
(1)家庭电路的电压是220V.其中火线与大地之间是220V,火线与零线之间是220V,零线与大地之间是0V.
(2)用测电笔检验,如果测电笔氖管发光则被测线是火线,如果测电笔氖管不发光则被测线是零线.
【解题方法点拨】
(1)在我国家庭电路的工作电压都是220V,各种用电器的额定电压也应是220V,在其他某些国家不是.
(2)用测电笔检验火零线时,手一定要接触尾部金属体,一定不要接触笔尖金属体.
【命题方向】
家庭电路的电压要求记住,电学很多题常作为隐含的已知条件.
例1:无需电源电压的转换设备,能直接在家庭电路220伏电压下正常工作的用电器是( )
A.手机 B.手电筒 C.电视机 D.电视机遥控器
分析:手机电池的电压是3.6V;两节电池的手电筒的电源电压是3V,三节电池的手电筒的电源电压是4.5V;电视机的额定电压是220V;电视机遥控器的电源电压是3V.
解:A、手机电池的电压是3.6V,直接接在220V电源上会被烧坏.不符合题意.
B、手电筒的电源电压是3V或4.5V,直接接在220V电源上会被烧坏.不符合题意.
C、电视机的额定电压是220V,直接接在220V电源上会正常工作.符合题意.
D、电视机遥控器电源电压是3V,直接接在220V电源上会被烧坏.不符合题意.
故选C.
点评:(1)记住一节干电池的电压是1.5V.
(2)记住家用电器的额定电压都是220V,直接接在220V电源上,都能正常工作.
例2:家庭电路中的进户的两条输电线中,正常情况下,零线和地之间的电压是0,火线和零线之间的电压是 220V .用 测电 笔可以判断哪条是火线.
分析:正常情况下火线和零线之间的电压是220V,火线和地线之间的电压是220V,零线和地线之间的电压是0V.
手接触测电笔的笔尾金属体,测电笔的笔尖金属体接触导线,测电笔氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线.
解:火线和零线之间的电压是220V.
用测电笔可以分辨火线和零线,测电笔的氖管发光的是火线,测电笔氖管不发光的是零线.
故答案为:220V;测电.
点评:掌握火线、零线、地线之间的电压,测电笔的正确使用.
25.测电笔的使用
【知识点的认识】
(1)测电笔的用途:用来辨别火线和零线.
(2)测电笔的结构:笔尖、电阻、氖管、弹簧、笔卡(或笔部金属体).
(3)测电笔的使用方法:笔尖接触被测导线,手接触尾部金属体.
【解题方法点拨】
掌握测电笔的正确使用,手一定接触笔尾金属体,手一定不能接触笔尖金属体.
【命题方向】
常通过图片的形式,让同学辨别测电笔的哪种使用方法是正确的,一定注意手不能接触笔尖金属体;也经常出现一个简单的知识点填空.
例1:有关测电笔的使用,下列说法正确的是( )
A.氖管发光时测电笔接触的是零线
B.使用时手可以接触测电笔的任何部位
C.测电笔不能用来辨别电池的正负极
D.测电笔与手接触的部分都是绝缘体
分析:用测电笔来鉴别火线与零线.使用测电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体,才能在接触火线时氖管发光,接触零线时氖管不发光.
解:A、当测电笔笔尖接触火线时,氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线.故说法错误.
B、使用测电笔时,笔尖接触要检测的导线,因此手不能接触笔尖金属体.故说法错误.
C、测电笔是来鉴别火线与零线,测电笔不能辨别电池的正负极.故说法正确.
D、使用测电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体.故说法错误.
故选C.
点评:掌握测电笔的正确使用,手一定接触笔尾金属体,手一定不能接触笔尖金属体.
例2:我国家庭照明电路的电压是 220 V; 如图所示,人们用测电笔辨别火线和零线的两种使用方法中,正确的是 乙 .
分析:(1)家庭电路中火线和零线之间的电压是220V.
(2)正确使用测电笔:手接触笔尾金属体,笔尖接触导线,氖管发光,导线是火线;氖管不发光的是零线.手千万不要接触笔尖金属体.
解:(1)家庭照明电路的电压是220V.
(2)甲图的使用方法是错误的,测电笔接触火线或零线,氖管都不发光;乙图的使用方法是正确的,手接触笔尾金属体.
故答案为 220;乙.
点评:(1)掌握测电笔的正确使用.
(2)记住家庭电路电压是220V,有时家庭电路电压是个隐含条件,注意挖掘.
26.电功率的计算
【知识点的认识】
(1)定义式:P=UI.即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积,该公式是电功率的普适公式,适用于所有的用电器。
P表示电功率,单位是W;U表示某段电路两端的电压,单位是V;I表示通过这段电路的电流,单位是A
(2)导出式:P=I2R,P=.这两个公式只适用于纯电阻电路,即能将电能全部转化为内能的用电器,如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
【解题方法点拨】
(1)分析比较用电器的电功率:
首先考虑公式P=UI分析,如果不好使,可以考虑:
①对于串联电路,因为电流到处相等,用P=I2R较为利便;
串联电路中电功率与电压、电阻的关系:串联电路:==(电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比)
②对于并联电路,因为各并联电路两端电压相等,用P=较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系:==(电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比)
(2)计算用电器的电功率:计算每个用电器的电功率,无论串联、并联电路,都可以用P=I2R计算,也都可以用P=计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
【命题方向】
第一类常考题:电功率计算公式的简单运用
标有“6V3W”的小灯泡,通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与一只阻值为8Ω的电阻并联接在电压为4V的电路中,则整个电路消耗的功率为( )
A.3W B.3.3W C.3.6W D.5W
分析:从图象上可以看出当电源电压为4V时,通过灯泡的电流为I1=0.4A,根据公式I=可求通过电阻的电流,进一步求出总电流,根据公式P=UI可求整个电路消耗的功率。
解:通过电阻的电流I2===0.5A,电路总电流I=I1+I2=0.4A+0.5A=0.9A,
则整个电路消耗的功率为P=UI=4V×0.9A=3.6W。
故选C。
点评:本题考查并联电流和电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是并联电路电流的规律,还要学会从题目所给信息中找到有用的数据。
第二类常考题:变形公式的综合应用
如图所示,R1=20欧,R2=40欧,电源电压保持不变。
(1)当S1、S2都闭合时,电流表A1的示数是0.6安,小灯泡L恰好正常发光,求电源电压和小灯泡的额定电压;
(2)当S1、S2都断开时,电流表A2的示数是0.2安,求小灯泡的实际功率;
(3)小灯泡的额定功率是多少?
分析:(1)当当S1、S2都闭合时,R1和灯泡L并联,R2被短路。电流表A1的测R1的电流。由电流表A1的示数是0.6安,R1=20欧可算出电源电压。小灯泡L恰好正常发光,电源电压和小灯泡的额定电压相等。
(2)当S1、S2都断开时,R2与L串联,R1被断路。由R2=40欧,电流表A2的示数是0.2安,可算出R2的电压,由电源电压减去R2的电压,可算出灯泡实际电压,由电压和电流可由公式P=UI算出灯泡功率。由R=可算出灯泡电阻。
(3)小灯泡的额定电压已算出,再由电阻通过P=算出额定功率。
解:(1)当S1、S2都闭合时,R1与L并联,R2被短路
U=U额=U1=I1•R1=0.6A×20Ω=12V
(2)当S1、S2都断开时,R2与L串联,R1被断路
IL=I2=0.2A
UL=U﹣U2=U﹣I2•R2=12V﹣0.2A×40Ω=4V
RL===20Ω
P实=U实•IL=4V×0.2A=0.8W
(3)P额===7.2W
答:(1)电源电压12V,小灯泡的额定电压12V;
(2)小灯泡的实际功率0.8W;
(3)小灯泡的额定功率7.2W。
点评:本题综合性较强,考查的内容较多。会辨别串、并联,会用欧姆定律计算,会用电功率公式计算,知道串、并联电路的电压规律,电流规律。需要注意的是:P=I2R和P=这两个公式在电功率计算题里要经常用到。
27.实际功率
【知识点的认识】
定义:①用电器正常工作时的电压叫额定电压;用电器在额定电压下的功率叫额定功率.②用电器实际工作时的电压叫实际电压;用电器在实际电压下的功率叫实际功率.
【解题方法点拨】
(1)灯泡铭牌的意义:例如“PZ220﹣40”,其中PZ表示该灯泡适用于普通照明电路,220表示该灯泡的额定电压是220V,40表示该灯泡的额定功率是40W.
(2)灯泡的亮度取决于实际功率,如果实际功率相等,则亮度相同.
(3)额定功率是唯一的、确定的,不随实际工作电压而改变;实际功率是不确定的,随实际电压而改变.
(4)用电器只有在额定电压下才能正常工作.
【命题方向】
电功率的综合计算题是电学计算的难点,近年来特别注重与科技、社会、生活相关的综合考查.而这四个概念的理解是解决这类综合问题的基础.
28.电功率的测量实验
【知识点的认识】
(1)实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。
测量电功率的方法:①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。②用电能表测量出电流通过用电器做的功,用秒表测量出所用的时间。根据公式P=计算出用电器的电功率。③用电压表测出加在用电器两端的电压,用电流表测出通过用电器的电流,根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率,这种方法叫做伏安法。
(2)伏安法测电功率的电路图:如图所示,测量小灯泡电功率的电路有两种接法。
(3)如果没有电压表,我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表,根据U=IR可得出电压值,这时应将小灯泡与已知电阻并联,因为得出了已知电阻两端的电压,就知道了小灯泡两端的电压;反之,如果没有电流表,我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表,根据I=可得出电流值,这时应将小灯泡与已知电阻串联,因为得出了已知电阻的电流,就知道了通过小灯泡的电流。
【解题方法点拨】
伏安法测电功率的实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡、灯座、开关、导线若干。
选择器材的规格时要注意:
①电源电压要适当大于小灯泡的额定电压。
②电压表、电流表量程要满足测量需要。
③滑动变阻器允许通过的电流要大于小灯泡正常发光时的电流,最大阻值与小灯泡的电阻差不多即可。
【命题方向】
第一类常考题:
在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)连接电路时开关应 断开 ,电流表的量程应选0~ 0.6 A。
(2)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前,图2中滑动变阻器的滑片P应位于 A 选填“A”或“B”)端。
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图2所示)为 2.2 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图1中滑片P向 B 选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图3所示的I﹣U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W。
(6)小勇同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 灯丝断了 (写出一种即可)。
分析:从保护电路(用电器)出发,确定开关状态和闭合开关前滑片所处位置;知道小灯泡的大体阻值可确定所用量程及实物图的连接;由U﹣I图象提供信息算出额定功率。
解:(1)为保护电路,连接电路时,开关要断开,闭合开关前滑片P应处于连入阻值最大处(A端),
(2)电路图连接如图所示:;
(3)因为灯正常发光时:I=≈=0.25A,所以选0﹣0.6A量程。
(4)由图读数灯两端电压为2.2V,要使之变大为2.5V,就要使滑动变阻器两端电压减小,连入电阻减小,所以要向B移动滑片。
(5)由U﹣I图象可得:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
(6)电压表有示数,说明问题出在电压表两接线柱之间的电路,短路不对(这样电压表示数为0),只能是开路:小灯泡灯丝断了。
点评:从U﹣I图象可以得出的信息:知道一定电压下的通过导体电流可以求导体电阻,同时也可求电功率。
第二类常考题:
小宇同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的电功率,他设计了下列四个电路图。图中的电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为U0,且U>U0,定值电阻的阻值为R.在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是( )
A. B. C. D.
分析:小灯泡的额定功率等于额定电压和额定电流的乘积,小灯泡的额定电压U0已知,关键是测出额定电流。可以不考虑S1和滑动变电阻的作用,假设都是闭合状态,分别分析每个电路的开关及电流表和电压表的关系,看哪一个电路图能测量出灯泡的额定电流。
解:A、S2闭合S3断开时,电流表把灯泡短路,灯泡不发光;S2断开S3闭合时,电流表把电阻短路;两个都闭合或断开时,电流表均无示数。测不出灯泡的额定电流,故不符合题意;
B、S2闭合S3断开,电压表测电灯两端的电压,其上端为正接线柱、下端为负接线柱;S3闭合S2断开,电压表测定值电阻R两端的电压,其上端为负接线柱,下端为正接线柱;电压表的两次接线方法相反,在不改变电路连接方式的情况下,无法进行测量,故不合题意;
C、开关处于1的位置,电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U;开关处于2的位置,电压表测量的是灯泡的两端电压U0,则小灯泡的电流为I=,小灯泡的额定功率表达式是P=U0I=U0,故符合题意;
D、开关处于1的位置,电流表把灯泡和电阻短路,电流表测量滑动电阻的电流;开关处于2的位置,电流表把小灯泡短路,测量的是通过电阻的电流。测不出灯泡的额定电流,该不符合题意。
故选C。
点评:本题考查了测灯泡额定功率问题,分析电路图,判断能不能测出灯泡正常发光时流过它的电流是解题的关键;分析开关闭合与断开时电路的连接情况,综合性较强,很容易出错。
声明:试题解析
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