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第15讲 电流和电路 电压 电阻
命题点1 导体和绝缘体(8年6考)
1.(2017·河北)下列四种物质符合如图所示关系的是(A)
A.石墨
B.干冰
C.沥青
D.陶瓷
2.几乎每年的理化综合题“物质分类”中有一个选项涉及“导体和绝缘体”的辨别,如:
①(2016·河北)陶瓷、石墨、食盐水溶液都是导体
②(2014·河北)橡胶、氯化钠溶液、石墨属于导体
③(2013·河北)物质
④(2012·河北)石墨是绝缘体
⑤(2011·河北)非金属都是绝缘体
其中正确的有__③__.
命题点2 电荷间的相互作用(8年1考)
3.(2013·河北)如图所示,验电器的金属箔张开一定角度,是由于__同种电荷相互排斥__.
命题点3 探究串并联电路中的电流特点(8年1考)
4.(2016· 河北)小明利用如图甲所示的电路“探究串、并联电路中电流的关系”.
(1)探究串联电路中电流的关系.
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乙
①用笔画线代替导线将开关S3连入电路中.(要求:只闭合开关S3后,R1、R2以及电流表串联;导线不许交叉)
解:
②小明将S3闭合后,发现电流表均无示数.于是他用一只电压表对电路故障(电路中只有一处故障)进行了检测,将电压表接在R1两端时,电压表与电流表均无示数;接在R2两端时,电压表有示数,电流表无示数.电路中的故障是__R2断路__.
小明排除故障后继续实验,读出了电路中各电流表的示数,得到了串联电路中电流的关系是:串联电路中各处电流相等.
(2)完成上述实验后,小明继续探究并联电路中电流的关系.
①各开关的连接情况是__闭合S1和S2,断开S3__(填写各开关断开或闭合).
②分析实验中各电流表的读数(如图乙所示),可知并联电路中电流的关系是:__在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和__.
③电阻R1∶R2=__1∶2__.
(3)为了验证结论的普遍性,你可以采用的方法是__改变电源电压__.
【拓展】在电源电压不变的情况下,小明两次实验中电路消耗的最大功率与最小功率之比P最大∶P最小=__9∶2__.
命题点4 探究影响电阻大小的因素(8年1考)
5.(2015·河北)学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的部分因素进行了进一步的探究,器材有:开关、电流表、电源(电压恒为1.5 V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干.
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【实验过程】
电路如图甲所示.将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间,闭合开关S后,记录的数据如下表.
连接方式
一根
两根串联
三根串联
两根并联
三根并联
电流表读数/A
0.6
0.3
0.2
1.2
1.8
回答下列问题:
(1)如图乙是一根合金丝接入电路时电流表的读数,请将其填入表格中.
(2)导体电阻的大小跟材料、长度、横截面积的关系.
①电阻的大小与长度的关系是:__横截面积相同的同种导体,其电阻大小跟导体长度成正比__;
②电阻的大小与横截面积的关系是:__长度相同的同种导体,其电阻大小跟导体横截面积成反比__.
(3)进行多次测量的目的是__使结论具有普遍性__.
(4)此实验也可以得出电流与电阻的关系是:__电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比__.
【拓展】用上述合金材料制成的长1 m,横截面积1 mm2的电阻丝的阻值为1 Ω.若实验中所用合金丝的横截面积为0.5 mm2,则实验中一根合金丝的电阻为__2.5__Ω,长度为__1.25__m.
重难点1 串、并联电路的识别
根据如图所示电路,回答下列问题:
(1)只闭合S1时,灯__L1__工作,灯__L2__不工作;
(2)只闭合S2时,灯__L2__工作,灯__L1__不工作;
(3)只闭合S3时,灯L1、L2__串联__;
(4)闭合S1、S2时,灯L1、L2__并联__;
(5)闭合S1、S3时,灯L2__短路__;
(6)闭合S2、S3时,灯L1__短路__;
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(7)同时闭合开关__S1、S2、S3__会造成电源短路.
【变式训练1】 如图所示的电路中,电源电压为3 V,当只闭合开关S1时,灯L1与L2__并__联,电压表测的是__电源__两端的电压,电流表测__干路__电流;再将S2闭合,会出现的情况是__B__.
A.电压表被烧坏
B.电流表将被烧坏
C.灯L1亮,灯L2不亮
D.两只灯泡都将被烧坏
重难点2 实物图的连接与画电路图
(2018·兰州)根据下面的实物图画出与之对应的电路图.
解:
(2017·兰州)根据电路图,以笔画线代替导线连接实物电路.
解:
重难点3 电路故障的判断
(多选)(2017·宜宾)如图所示,小敏在做“组成串联电路”的实验时,电路连好后,闭合开关,两灯均不亮,经检查,电路连接无误,老师告诉她是其中有一个小灯泡坏了,下面哪些方法能够检测出坏灯泡(ACD)
A.用一根导线分别与两个灯泡并联
B.用一个电流表分别串联在图中的a、b、c三点
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C.用一个电压表分别与两个灯泡并联
D.用一个小灯泡分别与两个灯泡并联
实验突破1 探究串、并联电路的电流规律
(2018·济宁)用如图所示的电路探究并联电路中的电流关系.
电流表的
测量对象
电流表的
示数I/A
L1所在的支路
0.30
L2所在的支路
0.20
干路
0.50
(1)闭合开关,发现L1亮,而L2不亮.小易认为L2不亮的原因是L2短路,你认为他的判断是__错误__(填“正确”或“错误”)的.
(2)小易将电路中右侧的导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“-”接线柱上,其他都不动.这样连接的目的是测__L2__(填“干路”或“L2”)的电流,请评价其可行性并说明理由:__不可行,因为电流表的正负接线柱接反了__.
(3)小易将实验数据记录在表中.分析表中数据,可得出结论:__并联电路中干路电流等于各支路电流的和__.
【拓展】根据上表信息,若灯泡L1的电阻大小为10 Ω,则电路的总电阻为__6__Ω.
(4)图中电流表测量的是通过__L1__的电流,请在图中移动一根导线,使电流表测量干路的电流,在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接改接后的电路.
解:
(5)小易又想到:为了得出更普遍的规律,应当进行多次实验.操作方法是:__换用规格不同的灯泡多次实验__.
(6)小易利用原有的实验器材,添加一个开关,又设计了一个电路.利用这个电路,不用更换电流表的位置,就可直接测出L1、L2和干路三处的电流,同样可得出三处电流的关系.请在下面的虚线框中画出电路图.
解:
实验突破2 探究串、并联电路的电压规律
在探究“串联电路电压规律”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路.
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(1)图甲是小明连接的部分电路,请你用笔画线代替导线帮他完成电路.
解:
(2)小明在检查实验器材时,发现电压表的指针如图乙所示,他接下来的操作是__将电压表指针调零__.
(3)解决上述问题后,小明闭合开关进行实验,得到的实验数据如表所示.测R2电压时电压表示数如图丙所示,请你将电压表的示数填入表格中.
U1/V
U2/V
U/V
1.4
1.4
2.9
(4)根据表格中的数据,小明得出以下结论:
①串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和.
②串联电路中各用电器两端电压相等.
【评估】请你对他得出结论的过程进行评估
①__应进行多次实验找普遍规律__;
②__应选用两个不同电阻进行实验,找一般规律__.
【拓展】小明发现,串联电路各部分电压之和很接近但小于总电压.这与“串联电路中总电压等于各用电器电压之和”不完全一致.老师告诉他电池是有内阻的,电池可简化为如图丁所示的部分,小明想要测量这两节干电池串联后的内阻.他将图甲电路中的两个定值电阻拆下,换成一个阻值为5 Ω的定值电阻,闭合开关,电压表示数为2.5 V;若将电压表直接接在电源两端,电压表示数为3 V,据此小明算出两节干电池的内阻为__1__Ω.
(5)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是__L2断路或L1短路__(填出一种即可).
(6)在许多实验中都需要进行多次测量:有的是为了找到普遍规律,避免偶然性;有的是为了求平均值以减小误差.下列实验中多次测量的目的与本实验相同的是__C__(填字母).
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A.测量物体的长度
B.伏安法测电阻
C.探究重力大小与质量的关系
实验突破3 探究影响导体电阻大小的因素
(2017·桂林)小禹在复习“探究导体的电阻与哪些因素有关”的实验时,产生了一些疑惑:实验中为什么选择不常见的镍铬合金作为研究的导体,而不选用常见的铜丝?难道选用钢丝会不利于探究?带着这些思考,小禹决定进行实验验证.
(1)为了能够更好地反映出电阻的变化,小禹可以在如图1所示的电路中接入__电流表__,且与研究导体__串__联.
(2)连接电路时,开关必须处于__断开__状态.
(3)实验中,选择一根带鳄鱼夹的导线,主要是为了方便改变__导体接入的长度__.
(4)分别用铜丝、镍铬合金丝进行实验,记录实验数据如表一,对比实验记录,发现用__铜丝__作为研究导体,实验现象不明显.不明显之处是:__铜丝电阻小,电流变化小__.
表一
研究导体
铜丝
镍铬合金丝
长度/cm
100
80
50
100
100
80
50
100
直径/mm
0.5
0.5
0.5
0.7
0.5
0.5
0.5
0.7
灯泡亮度
很亮
很亮
很亮
很亮
较亮
较亮
亮
亮
电流/A
0.42
0.42
0.43
0.43
0.24
0.26
0.31
0.30
(5)通过实验,小禹解开了心中的疑惑,并进一步理解了滑动变阻器的原理及其在电学实验中的作用,如在图2所示的“探究电流与电阻的关系”实验中,将电阻R由5 Ω换成10 Ω后,滑动变阻器的滑片应该向__上__(填“上”或“下”)端移动,以起到使电阻R两端电压__保持不变__的作用.
图3
(6)小禹又选择了一些其他器材进行了如图3所示实验来探究导体电阻与温度的关系.闭合开关,用酒精灯对铅笔芯加热,每隔10秒记录一次电流值,实验测得的数据如表二所示:
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表二
实验次数
1
2
3
4
电流/A
0.16
0.19
0.21
0.22
由此可以得出:铅笔芯的电阻随温度的升高而__减小__.
1.(2018·益阳)通常情况下,下列都属于导体的一组物质是(A)
A.铁、铜、大地、食盐水 B.铝、石墨、陶瓷、铅
C.水银、锡箔、橡胶、镍 D.铜、塑料、人体、黄金
2.(2018·石家庄18县联考)现有三个轻质小球,实验发现其中任意两个小球相互靠近(未接触)都相互吸引,由此可判断(B)
A.两个小球带负电,一个小球带正电
B.两个小球带电,一个小球不带电
C.两个小球带正电,一个小球带负电
D.一个小球带电,两个小球不带电
3.(2018·临沂)用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球(如图所示),发现验电器的两个金属箔片张开.以下说法正确的是(B)
A.毛皮和橡胶棒摩擦的过程中创造了电子
B.毛皮和橡胶棒摩擦的过程中橡胶棒得到电子
C.验电器的金属箔片张开是因为带了异种电荷
D.橡胶棒接触验电器的金属球时,电子向橡胶棒转移
4.(2018·海南)现代生活照明多采用低碳节能的LED灯,其核心元件的主要材料是(D)
A.导体 B.纳米材料 C.超导体 D.半导体
5.(2018·怀化)下列各电路图中完全无误的是(D)
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6.(2018·巴中)如图所示电路中,开关能够同时控制两盏灯,且两灯发光情况互不影响的电路是(B)
7.(2018·武汉)下列电路图中,与实物电路对应的是(B)
8.(2018·扬州)如图所示,闭合开关后两灯不亮,用电压表先后测得UAD=UAC=UAB=4.5 V,则故障可能是(A)
A.灯L1发生断路 B.灯L2发生断路
C.灯L1发生短路 D.灯L2发生短路
9.(2018·玉林)下列关于导体电阻的说法正确的是(D)
A.长度长的导体,电阻一定大
B.横截面积大的导体,电阻一定小
C.导体的电阻由其两端的电压和通过的电流决定
D.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
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10.(2018·成都)如图所示的串联和并联电路,两个灯泡阻值不等,开关S闭合,关于电路中的电流或电压关系,下列说法正确的是(C)
A.甲电路中,U=U1=U2
B.甲电路中,U>U1=U2
C.乙电路中,I=Il+I2
D.乙电路中,I>I1=I2
11.(2018·陕西)如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数,下列关于该电路的说法正确的是(C)
A.电流表测量干路中的电流
B.电压表不能测量L1两端的电压
C.取下L1时,L2正常发光
D.只断开开关S2时,电压表有示数
12.(2018·德州)自动售票公交车后门两侧的扶手上各装有一个红色按钮(如图甲所示),想要下车的乘客只要按下其中任意一个按钮,装在车内的电铃就会响起,以提醒司机停车.图乙所示的电路图符合要求的是(B)
13.(2018·嘉兴)如图是未连接完整的电路,若要求闭合开关后,滑动变阻器的滑片P向左移动时,灯泡变亮.则下列接法符合要求的是(A)
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A.M接A,N接D B.M接B,N接C
C.M接A,N接B D.M接C,N接D
14.(2018·石家庄18县联考)如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数为7.5 V,电压表V2的示数为9 V,若电源电压为12 V,则L2两端电压是(A)
A.4.5 V B.5.5 V C.3 V D.2 V
15.(2018·济宁)打扫房间时,小刚用干绸布擦穿衣镜,发现擦过的镜面很容易粘上细小绒毛.这是因为他擦过的镜面因__摩擦__而带了电,带电体有__吸引轻小物体__的性质,所以绒毛被吸在镜面上.
16.(2017·枣庄)如图,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,这样就制成了一个盐水电池.观察电压表的接线情况和指针偏转可知:锌片是盐水电池的__负__极,电池的电压为__0.6__V.
17.(2017·舟山)小明在研究并联电路电流特点时,按图甲电路图连接好电路,闭合开关S和S1,观察示数,再闭合开关S2,示数保持不变的电流表是__A1__(电源电压不变),同时小明观察到电流表A的示数如图乙所示,为了使测量更精确,断开开关后,接下来的操作是__将“3__A”上的线头改接到“0.6__A”处__.
甲 乙
18.在如图所示的电路中,如果电压表V1的示数为4.5 V,则V2的示数为__4.5__V,V3的示数为__4.5__V.
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19.(2018·成都)小佑收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯.如图所示,是他用身边的器材自制的简易调光灯电路.闭合开关,夹子A向右移动的过程中灯泡亮度应该__变亮__(填“变亮”“变暗”或“不变”);夹子A从最左端移动到最右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,他应该换用更__细__(填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验.
20.(2018·淄博)请将电源、电流表、电压表三个元件的符号填入下图电路的虚线框内,并将电路补充完整.要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小.
解:
21.(2018·自贡)在“探究串联电路电压的特点”活动中.
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.6
1.8
4.4
(1)如图所示,连接电路时,至少需要__6__根导线;实验中应选择规格__不同__(填“相同”或“不同”)的小灯泡.
(2)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是__电压表断路或短路__(填出一种即可).
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压.她能否测出L2两端电压?__不能__,理由是:__电压表的正负接线柱接反了__.
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和.请对小明的做法进行评价:__根据一次实验得出的结论具有偶然性__,改进方法是__应更换规格不同的灯泡进行多次实验__.
22.(2017·十堰)为了验证并联电路的电流特点,小兰设计了如图1所示的电路进行实验.
(1)在连接电路时,开关应处于__断开__状态.
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(2)小兰先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是:__灯泡L1断路__.
(3)排除故障后,她测出了L1、L2支路和干路上的电流分别为I1,I2和I,电流表示数如图2中甲、乙、丙所示,可读出I1=0.5 A,I2=__0.5__A,I=__1.0__A,你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是:__I=I1+I2__(写出关系式即可).
(4)为了验证结论的普遍性,小兰采用了更换不同灯泡继续实验的方法进行验证,你还可以采用的方法是:__更换电压不同的电源多次实验__.
23.(2018·随州)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触金属箔已张开的验电器金属球,发现验电器的金属箔先闭合,后又张开,以下说法正确的是(D)
A.摩擦过程中创造了电荷
B.验电器的金属箔开始时带负电荷
C.验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
D.此过程中,产生的瞬间电流是从箔片流向橡胶棒
24.(2018·石家庄18县联考)如图所示电路,要使电阻R1、R2并联,则应将(A)
A.S2、S3闭合,S1断开 B.S1、S2闭合,S3断开
C.S2闭合,S1、S3断开 D.S1闭合,S2、S3断开
25.(多选)在如图所示的电路中,S闭合后下列各种情况不正确的是(ABC)
A.如果甲、乙、丙是电压表,当S1闭合后U丙=U甲=U乙
B.如果甲是电压表,乙、丙电流表,S1断开形成串联电路
C.电路中甲表和乙表可以同时是电流表
D.如果电路是并联电路,则乙表的示数大于丙表的示数
26.(2018·石家庄18县联考)如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,电流表、灯泡L1和L2均能正常工作.则下列说法正确的是(B)
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A.开关S1闭合,S2断开,电源外部电流流向为a→b→c→d
B.开关S1、S2都闭合,灯泡L1和L2并联
C.开关S1、S2都闭合,通过灯泡L1的电流一定大于通过灯泡L2的电流
D.闭合S1、S2中任意一个开关,都会有灯泡发光
27.(2018·临沂)如图所示,在探究串联电路的电压关系时,小明先用电压表测量了电阻R1两端的电压为1 V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那一段导线改接到电路中的C点,电压表示数为3 V.已知R1=5 Ω,则电阻R2两端的电压为__2__V,通过R2的电流为__0.2__A.如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点,这种接法是错误的,理由是__电流从电压表负接线柱流入了__.
28.(2018·襄阳)电流表内部电阻很小,当电流表__串__联接入电路中时,电路的总电阻和电流的变化可以忽略.但是,电流表的接入使电路有所变化,测量是有误差的,由此引起电流的测量值比真实值略__小__(填“大”或“小”).
29.(RJ教材9全P35T2变式)(2018·宜昌)用一段细铁丝做一个支架作为转动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放在转动轴上,吸管能在水平面内自由转动(如图所示).用餐巾纸摩擦吸管使其带电,将带负电的橡胶棒靠近带电吸管的一端时,发现吸管被推开,下列说法正确的是(C)
A.吸管和橡胶棒带异种电荷
B.吸管和餐巾纸摩擦后,两者带同种电荷
C.吸管和餐巾纸摩擦时,吸管得电子带负电
D.吸管和餐巾纸摩擦时,吸管失电子带负电
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