1、電流的形成
(1)電流形成的概念:電荷的定向移動形成電流(任何電荷的定向移動都會形成電流);
(2)電流形成的原因:①電流是電荷的定向移動形成的; 在導體中,大量的自由電荷通常
情況下做無規(guī)則運動,此時不會形成電流,只有當這些自由電荷發(fā)生了定向移動才能形成電
流; ②形成電流的電荷有:正電荷、負電荷,酸、堿、鹽的水溶液中是正、負離子,金屬
導體中是自由電子,球面顯示器中電子槍的電子流等。
(3)注意:電荷必須定向移動才能形成電流,而電荷有兩種,正電荷和負電荷;正電荷定
向移動可以形成電流,負電荷定向移動可以形成電流,還可以是正、負電荷同時向相反方向
定向移動形成電流。
2、電流的方向
(1)電流的方向:正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流的方向;
(2)對電流方向的理解:
①正、負電荷的定向移動都可形成電流;
按照規(guī)定,負電荷的定向移動方向與電流的方向相反,如金屬導線中的電流,主要是由自由電子(可以移動的電子稱為自由電子)的定向移動形成的,由于電子帶負電,所以金屬導線中電流方向與自由電子定向移動的方向相反;
②在電源的外部,電流的方向是從電源正極出發(fā),經(jīng)用電器回到電源負極;
③在電源的內(nèi)部,電流的方向是從電源負極流向正極。
※注意判斷電流方向時,要明確以下三點:
(1)發(fā)生定向移動的是什么電荷;
(2)此電荷從哪個物體轉(zhuǎn)移到哪個物體上;
(3)如果定向移動的電荷是正電荷,則電流方向與該電荷移動的方向相同;如果定向移動的電荷是負電荷,則電流方向與該電荷移動的方向相反。
3、電流的大小
(1)定義:物理學中用每秒通過導體任一橫截面的電荷量來表示電流,每秒內(nèi)通過導體橫截面的電荷量越多,電流就越大(強);
(2)公式:電流用符號“I”表示,若“Q”表示電荷量,“t”表示時間,則,公式中三個量的單位分別為安(A)、庫(C)、秒(s);
(3)方向:電路中的電流總是沿著電源正極→用電器→電源負極→電源正極的方向流動。
4、電源及其能量轉(zhuǎn)化
(1)電源:提供電能的裝置,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。
①干電池:干電池是日常生活中使用最多的直流電源,從手電筒、電動玩具、照相機、計算器到家用電器的遙控器,都需用干電池為它們提供電能。
②蓄電池:蓄電池也是電池中的一種,它的作用是把有限的電能儲存起來,便于在合適的地方使用,如應用于汽車、摩托車、通訊等。
(3)能的轉(zhuǎn)化:蓄電池在充電時,電能轉(zhuǎn)化為化學能,放電時化學能又轉(zhuǎn)化為電能。
5、有持續(xù)電流的條件
(1)只有電荷的定向移動才能形成電流;正電荷定向移動能形成電流,負電荷定向移動也能形成電流;形成電流的條件:一是有自由電荷,二是有外加電壓;
(2)電路中有持續(xù)電流的條件是:電路中有電源;電路必須閉合。
6、電路的組成
(1)電路的組成:電路由電源、用電器、開關(guān)、導線四部分組成,缺少或不完整都會影響電路的正常工作;
(2)電路各部分的作用
電源:提供電能的裝置,它保證電路中有持續(xù)電流,工作時將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能;
用電器:用電來工作的設備,工作時將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能;
開關(guān):用來接通或斷開電路,起控制電路的作用,
導線:導線將電源、用電器、開關(guān)連接起來,形成讓電荷移動的通路。
(3)電源:提供電能的裝置,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能;
①干電池:干電池是日常生活中使用最多的直流電源,從手電筒、電動玩具、照相機、計算器到家用電器的遙控器,都需用干電池為它們提供電能;
②蓄電池:蓄電池也是電池中的一種,它的作用是把有限的電能儲存起來,便于在合適的地方使用,如應用于汽車、摩托車、通訊等;
能的轉(zhuǎn)化:蓄電池在充電時,電能轉(zhuǎn)化為化學能,放電時化學能又轉(zhuǎn)化為電能。
7、電路圖及元件符號
(1)電路圖:用規(guī)定的符號表示電路連接情況的圖叫做電路圖;
(2)幾種常見的元件符號如下:
8、電路的三種狀態(tài)
(1)通路:正常連接的電路,即用電器能夠工作的電路;
通路特征:電路中有電流,用電器正常工作;
(2)斷路(開路):斷開的電路;
斷路特征:電路中無電流,用電器不工作.原因有開關(guān)沒閉合,接線處松動,導線斷了,用電器損壞等;
(3)短路:不經(jīng)過用電器而直接跟電源的兩極相連的電路;
短路特征:用電器不工作,電路有很大電流,會損壞電源甚至燒壞導線的絕緣皮,引起火災。
【考點1 電流的形成與方向】
【典例1-1】(2023?撫遠市三模)兩個相同的驗電器A和B,A帶正電,B不帶電。如圖所示,用帶絕緣柄的金屬棒把A、B連接起來,下列說法正確的是( )
A.A帶正電是因為A創(chuàng)造了電荷
B.金屬棒中有持續(xù)電流從A流向B
C.金屬棒中自由電子從A流向B
D.金屬棒中瞬間電流方向從A流向B
【答案】D
【分析】(1)摩擦起電的實質(zhì)是電荷(電子)的轉(zhuǎn)移;
(2)電荷的定向移動形成電流,金屬導體中是自由電子的定向移動形成電流;
(3)規(guī)定正電荷定向移動的方向是電流的方向,自由電子的定向移動方向與電流方向相反。
【解答】解:A、A帶正電是因為A失去了電子,故A錯誤;
B、C、D、用帶絕緣柄的金屬棒把A、B連接起來后,金屬棒中自由電子的定向移動形成瞬間電流,且電子從B移動到A,所以電流方向由A到B,故B、C錯誤,D正確。
故選:D。
【典例1-2】(2022秋?金安區(qū)校級期中)研究表明,在金屬導體組成的電路中,電流是由帶負電的自由電子定向移動形成的。在如圖的電路中,s閉合后小燈泡發(fā)光時,電路中自由電子按 逆時針 (填“逆時針”“順時針”)方向移動形成電流。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【分析】在電源的外部,電流的方向是從電源正極出發(fā),經(jīng)用電器回到電源負極;正電荷移動的方向是電流的方向;自由電子的定向移動方向與電流方向相反。
【解答】解:
在電源的外部,電流的方向是從電源正極流向負極,則圖中電流方向為順時針方向;
在金屬導體中自由電子定向移動形成電流,自由電子帶負電,電流方向和自由電子定向移動的方向相反,所以電路中自由電子按逆時針方向移動形成電流。
故答案為:逆時針。
【變式1-1】(2022秋?寧津縣月考)關(guān)于電流的形成原因,下列說法正確的是( )
A.自由電子,正、負離子運動就形成電流
B.正、負電荷定向移動都形成電流
C.電荷移動的方向就是電流方向
D.電流總是從電源正極流向負極
【答案】B
【分析】正電荷定向移動能形成電流,負電荷定向移動能形成電流,正負電荷向相反的方向移動也能形成電流。規(guī)定正電荷定向移動的方向是電流的方向,負電荷定向移動的方向和電流方向相反。
【解答】解:A、電荷的定向移動才能形成電流,故A錯誤;
B、電荷包括正電荷和負電荷,正負電荷的定向移動都能形成電流,故B正確;
C、規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向,負電荷定向移動的方向與電流方向相反,故C錯誤;
D、電源外部電流的方向總是從電流正極流向負極,內(nèi)部是電流的方向總是從電流負極流向正極,故D錯誤。
故選:B。
【變式1-2】(2022秋?龍港區(qū)期末)如圖所示,用毛皮摩擦過的橡膠棒接觸不帶電驗電器的金屬球,驗電器的金屬箔片會張開,在這一實驗過程中,下列說法正確的是( )
A.電子從橡膠棒轉(zhuǎn)移到了驗電器金屬球上
B.橡膠棒能帶上電荷,說明橡膠棒是導體
C.瞬間的電流方向是從橡膠棒到驗電器金屬箔
D.驗電器的兩金屬箔片因帶不同電荷相互排斥而張開
【答案】A
【分析】(1)用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電荷;
(2)絕緣體能夠帶電;
(3)正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流的方向;
(4)用電器的原理是同種電荷相互排斥。
【解答】解:A、橡膠棒帶負電,接觸瞬間電子從橡膠棒轉(zhuǎn)移到了驗電器金屬球上,故A正確;
B、橡膠棒是絕緣體,能夠帶電,故B錯誤;
C、瞬間的電流方向是從驗電器金屬箔到橡膠棒,故C錯誤;
D、驗電器的兩金屬箔片因帶同種電荷相互排斥而張開,故D錯誤。
故選:A。
【變式1-3】(2023?新鄉(xiāng)三模)油罐車運輸過程中汽油與油罐摩擦,產(chǎn)生靜電現(xiàn)象,油罐失去電子帶 正 電荷,極易引起汽油燃燒爆炸。油罐車通常加裝鐵鏈與大地接觸以中和油罐所帶電荷,如圖所示。該過程鐵鏈中電流的方向是從 油罐到大地 (選填“大地到油罐”或“油罐到大地”)。
【答案】正;油罐到大地。
【分析】摩擦起電的實質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移;失去電子的物體帶正電,得到電子的物體帶負電;電流的方向與正電荷定向移動的方向相同。
【解答】解:電子帶負電,摩擦時油罐失去電子帶正電;該過程鐵鏈中電流的方向是從油罐到大地。
故答案為:正;油罐到大地。
【考點2 電路的三種狀態(tài)】
【典例2-1】(2023?南開區(qū)三模)在如圖所示的電路中,當開關(guān)S閉合時;燈L1、L2均不亮。某同學用一根導線去查找電路的故障。他將導線先并聯(lián)接在燈L1兩端時發(fā)現(xiàn)燈L2亮,燈L1不亮,然后將導線并聯(lián)接在燈L2兩端時發(fā)現(xiàn)兩燈均不亮。由此可以判斷( )
A.燈L1斷路B.燈L1短路C.燈L2斷路D.燈L2短路
【答案】A
【分析】由圖可知兩燈的連接方式,根據(jù)接入導線后燈泡的亮暗判斷電路故障。
【解答】解:閉合開關(guān)時兩燈均不亮,說明電路中某處斷路,或是兩燈均短路;
用導線先并聯(lián)在L1兩端時,發(fā)現(xiàn)L2亮,燈L1不亮,說明電路通路,兩燈泡不可能短路,L2不可能斷路;
同時因?qū)Ь€與燈L2并聯(lián),兩燈均不亮,說明燈L1不可能短路,故只能為燈L1發(fā)生了斷路。
故選:A。
【典例2-2】(2022秋?同江市期末)如圖所示電路,要組成串聯(lián)電路需要閉合的開關(guān)是 S2 ,開關(guān) S2和S3 不能同時閉合,否則會造成短路。
【答案】S2;S2和S3。
【分析】根據(jù)串聯(lián)、短路的概念分析后連接。把幾個用電器首尾相接,連入電路就是串聯(lián)。把幾個用電器首首相接,尾尾相接,再連入電路,就是并聯(lián),電源短路是指電源兩極不經(jīng)過用電器直接連通的電路。
【解答】解:(1)若閉合開關(guān)S2時,則電流從電源正極出發(fā)后先后依次經(jīng)過兩盞燈泡,所以它們是串聯(lián)的;
(3)同時閉合開關(guān)S2、S3時,導線直接連在了電源的兩端,所以會造成短路。
故答案為:S2;S2和S3。
【變式2-1】(2023春?澠池縣月考)在探究串聯(lián)電路特點實驗中,粗心的小明同學連接了如圖所示電路。若閉合開關(guān),一定會發(fā)生的現(xiàn)象是(各元件以及電路連接均完好)( )
A.電源短路B.燈泡L1不發(fā)光
C.燈泡L2不發(fā)光D.電流表燒壞
【答案】B
【分析】結(jié)合電路的連接,根據(jù)電流流向法判斷電流的流向,從而判斷電路中出現(xiàn)的現(xiàn)象。
【解答】解:由圖可知,電流表并聯(lián)在燈泡L1兩端,當開關(guān)閉合時,相當于燈泡L1被短路,電流從電源正極經(jīng)燈泡L2、電流表、開關(guān)直接流回電源的負極,故出現(xiàn)的現(xiàn)象是:燈泡L2發(fā)光,燈泡L1不發(fā)光,電流表和電源都不會被燒壞,故B正確。
故選:B。
【變式2-2】(2023?錦江區(qū)校級模擬)小樂連接了如圖所示的電路,下列判斷正確的是( )
A.閉合S1和S2,L1亮,L2不亮
B.閉合S1和S2,L1和L2都不亮
C.只閉合S1,L1亮,L2不亮
D.只閉合S2,L1不亮,L2亮
【答案】B
【分析】串聯(lián)是指用電器依次連接的電路。
并聯(lián)是指用電器并排連接的電路。
短路是指電流沒有經(jīng)過用電器而將電源兩極直接連通的電路。
有電流通過的燈泡會發(fā)光,沒有電流通過的燈泡不發(fā)光。
【解答】解:AB、根據(jù)電路圖可知,閉合S1、S2時,電路短路,燈泡L1、L2都不亮,故A錯誤、B正確;
C、根據(jù)電路圖可知,只閉合S1,斷開S2時,兩燈泡并聯(lián),因此L1、L2都亮,故C錯誤;
D、根據(jù)電路圖可知,只閉合S2時,電路斷路,因此L1、L2都不亮,故D錯誤。
故選:B。
【變式2-3】(2023?東臺市開學)如圖所示,小明利用兩個相同規(guī)格的燈泡探究做“并聯(lián)電路特點“的實驗。閉合所有開關(guān),發(fā)現(xiàn)L1不亮,L2發(fā)光,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)導線以及導線與接線柱接觸完好,則L1不發(fā)光的原因可能是 L1斷路或S1斷路 。為了準確判斷故障的原因,在不添加器材且不拆除導線的情形下,操作是 將L1和L2互換 。
【答案】L1斷路或S1斷路;將L1和L2互換。
【分析】(1)由圖可知,燈L1與L2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)關(guān)系分析故障原因;
(2)將燈L2換到燈L1的位置,只要能看到燈L2發(fā)光,就說明燈L2自身沒有問題。
【解答】解:(1)由圖可知,燈L1與L2并聯(lián),發(fā)現(xiàn)L1不亮,L2發(fā)光,不可能是L1短路,如果L1短路,L2也會被短路,不能發(fā)光,所以L1不發(fā)光的原因可能是L1斷路或S1斷路;
(2)為了準確判斷故障的原因,在不添加器材且不拆除導線的情形下,操作是將L1和L2互換,將燈L1與燈L2互換位置后,若燈L1發(fā)光燈L2不發(fā)光,則說明干路及原燈L2所在支路、開關(guān)S1沒有問題,問題在燈L2自身,若燈L1不發(fā)光燈L2發(fā)光,則說明干路及燈L2自身沒有問題,是開關(guān)S1斷路,因燈L1自身也沒有問題。
故答案為:L1斷路或S1斷路;將L1和L2互換。
【考點3 電源及其能量轉(zhuǎn)化】
【典例3-1】(2022秋?石景山區(qū)期末)如圖所示,把4對銅片、鋅片分別平行插入臍橙中,用導線把銅片、鋅片和發(fā)光二極管連接起來,可以觀察到發(fā)光二極管發(fā)光。在這個電路中,能將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置是( )
A.插有銅片和鋅片的臍橙B.導線
C.發(fā)光二極管D.鱷魚夾
【答案】A
【分析】電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,水果中有化學能,可轉(zhuǎn)化為電能,再通過二極管轉(zhuǎn)化為光能。
【解答】解:要使發(fā)光二極管發(fā)光,電路中必須要有電源,插有銅片和鋅片的臍橙能使二極管發(fā)光,說明在這個的電路中插有銅片和鋅片的臍橙能提供電壓,所以插有銅片和鋅片的臍橙相當于電源;是能將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
故選:A。
【典例3-2】(2022秋?合江縣期末)電動車使用前要先對車上的蓄電池充電,這時是電能轉(zhuǎn)化為 化學 能。騎車時,蓄電池的該種能量轉(zhuǎn)化為 電 能提供給電動機,電動機又將其轉(zhuǎn)化為 機械 能。
【答案】化學;電;機械。
【分析】要解答本題需掌握:對蓄電池充電,以及蓄電池放電的能量的轉(zhuǎn)化,電動機能量的轉(zhuǎn)化。
【解答】解:電動車使用前要先對車上的蓄電池充電,電能轉(zhuǎn)化為化學能;騎車時,蓄電池的化學能轉(zhuǎn)化為電能對電動機供電,電動機對車提供動力,電能轉(zhuǎn)化為機械能。
故答案為:化學;電;機械。
【變式3-1】(2022?碧江區(qū) 校級一模)當今時代是人類能源變革的重要時代,國家十四五規(guī)劃要大力推進新能源汽車的發(fā)展。新能源汽車中最重要的一種就是電動汽車……下列關(guān)于電動汽車的說法不正確的是( )
A.電動汽車行駛時電能轉(zhuǎn)化為機械能
B.電動汽車充電的過程要將電能轉(zhuǎn)化為機械能
C.電動汽車行駛起來很安靜,能有效減小城市的噪聲污染
D.電動汽車需要安裝大量電池,會一定程度增大對路面的壓強
【答案】B
【分析】(1)電動汽車在行駛過程中將電能轉(zhuǎn)化為機械能;
(2)電動汽車充電時電能轉(zhuǎn)化為化學能;
(3)電動車聲音較小,噪聲污染?。?br>(4)壓強與壓力的大小和受力面積的大小有關(guān)。
【解答】解:A.電動汽車在行駛過程中主要將電能轉(zhuǎn)化為機械能,故A正確;
B.電動汽車充電時電能轉(zhuǎn)化為化學能,故B錯誤;
C.電動車比燃油車噪聲小,噪聲污染小,故C正確;
D.電動車安裝大量電池,增加了對地面的壓力,在受力面積不變的情況下,會一定程度增大對路面的壓強,故D正確。
故選:B。
【變式3-2】(2023?寶山區(qū)模擬)移動電源充電寶可解決手機電量不足的問題,如圖充電寶正在給手機充電,此時的充電寶相當于 電源 (選填“用電器”或“電源”),此過程中充電寶將 化學 能轉(zhuǎn)化為電能。
【答案】電源;化學。
【分析】充電寶類似于教材上的蓄電池,可以通過充電將電能轉(zhuǎn)化為化學能,也可以向外供電,將化學能轉(zhuǎn)化為電能。
【解答】解:
給充電寶充電時,充電寶消耗電能轉(zhuǎn)化為化學能,相當于簡單電路中的用電器;充電寶給手機充電時,充電寶提供電能,此時充電寶相當于簡單電路中的電源,是化學能轉(zhuǎn)化為電能。
故答案為:電源;化學。
【考點4 電路的組成】
【典例4-1】(2023?承德模擬)下列電路圖符合電路組成的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】一個正確的電路由電源、導線、開關(guān)、用電器組成,而且連接過程中不能出現(xiàn)短路。
【解答】解:A、選項中缺少用電器,故A錯誤;
B、選項中電源短路,故B錯誤;
C、選項具備完整且符合電路要求,故C正確;
D、選項缺少電源,故D錯誤;
故選:C。
【典例4-2】(2022秋?河東區(qū)期末)冰箱作為家居必備家電,已經(jīng)成為使用頻次最高的家電之一。放進冷藏室的蔬菜溫度降低,內(nèi)能減小,這是通過 熱傳遞 方式改變了它的內(nèi)能;從冷凍室取出的凍肉上的白霜消失的過程需要 吸收 (選填“吸收”或“放出”)熱量;打開冰箱門時照明燈就被點亮,這說明在冰箱照明電路中,冰箱門相當于基本電路中的 開關(guān) 。
【答案】熱傳遞;吸收;開關(guān)。
【分析】(1)改變物體內(nèi)能有兩種方式:做功和熱傳遞;熱傳遞過程是能量的轉(zhuǎn)移,而做功過程是能量的轉(zhuǎn)化;
(2)物質(zhì)由固態(tài)變成氣態(tài)的過程叫升華,升華吸熱;
(3)電路是由提供電能的電源、消耗電能的用電器、控制電路通斷的開關(guān)和輸送電能的導線四部分組成,缺少或不完整都會影響電路的正常工作。
【解答】解:放進冷藏室的蔬菜溫度降低,內(nèi)能減小,通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能;
從冷凍室取出的凍肉上的白霜消失是物質(zhì)由固態(tài)變成氣態(tài)的過程,屬于升華現(xiàn)象,該過程需要吸熱;
打開冰箱門時照明燈就被點亮,說明冰箱門控制燈的亮滅,相當于電路中的開關(guān)。
故答案為:熱傳遞;吸收;開關(guān)。
【變式4-1】(2022秋?天橋區(qū)期末)共享單車的車筐底部覆蓋著太陽能發(fā)電板,如圖所示,它是通過太陽光給里面的蓄電池充電,從而為定位系統(tǒng)和通信模塊供電。在太陽能發(fā)電板給蓄電池充電的電路中,蓄電池相當于電路中的( )
A.用電器B.電源C.導線D.開關(guān)
【答案】A
【分析】電路的組成:電路是由提供電能的電源、消耗電能的用電器、控制電路通斷的開關(guān)和輸送電能的導線四部分組成,缺少或不完整都會影響電路的正常工作。
【解答】解:在太陽能發(fā)電板給蓄電池充電的電路中,太陽能發(fā)電板相當于電源,而蓄電池相當于用電器。用電器是用電來工作的設備,工作時將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
故選:A。
【變式4-2】(2022秋?濟南期末)(多選)電路與水路有許多相似之處,關(guān)于電路和水路,下列說法正確的是( )
A.電源提供電壓與水泵維持水壓相似
B.電路中的開關(guān)與水路中水輪機相似
C.燈泡反映電流與水泵反映水流相似
D.電路中的電流與水路中的水流相似
【答案】AD
【分析】在電路中,電源是提供能量的裝置,開關(guān)是起控制作用的裝置,用電器是消耗能量的裝置,導線的作用是連接電路,傳輸電能。
【解答】解:A、電源相當于水泵的作用,水泵提供了水壓,電源提供了電壓,故A正確;
B、電路中的開關(guān)與水路中閥門相似,起到了控制作用,故B錯誤;
C、燈泡反映電流與水輪機反映水流相似,故C錯誤;
D、電壓使電路中形成電流,類似于水壓使水流形成,故D正確。
故選:AD。
【變式4-3】(2022秋?孟津縣期末)近年來,我國私人小汽車持有量逐年增加,請回答以下問題:在行駛過程中,汽車內(nèi)燃機工作的四個沖程中,為汽車提供動力的是 做功 沖程;如圖是國產(chǎn)某品牌的電動混合動力汽車,給汽車蓄電池充電時,蓄電池相當于 用電器 (填“用電器”或“電源”);冬天開車門時經(jīng)常被“電”到,這是由于 摩擦起電 的緣故。
【答案】做功;用電器;摩擦起電。
【分析】(1)汽車內(nèi)燃機工作的四個沖程中,做功沖程對外做功;
(2)電路中用電器消耗電能;
(3)衣物之間、衣物和人體之間的摩擦轉(zhuǎn)移了電荷,產(chǎn)生了靜電。
【解答】解:在行駛過程中,汽車內(nèi)燃機工作的四個沖程中,做功沖程對外做功,為汽車提供動力;
給汽車蓄電池充電時,蓄電池消耗了電能,相當于用電器;
冬天開車門時經(jīng)常被“電”到,這是由于冬天人穿的衣服多,而大部分纖維特別是化學纖維都是不良導體和絕緣體,人在活動時衣物之間、衣物和人體之間的摩擦產(chǎn)生了靜電聚集在衣服纖維上,當達到一定的電壓強度后,人手碰觸門把手等物體時進行放電的緣故。
故答案為:做功;用電器;摩擦起電。
【考點5 電路圖及元件符號】
【典例5-1】(2022?綏化)下列電路圖中正確的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】一個完整的電路至少由電源、開關(guān)、用電器組成,據(jù)此分析各電路圖,進行解答。
【解答】解:A、電路缺少開關(guān),為不完整電路,故A錯誤;
B、包括電源、開關(guān)、導線和用電器四部分,為完整的電路,故B正確;
C、閉合開關(guān),會形成短路,故C錯誤;
D、電燈沒有接入電路,故D錯誤。
故選:B。
【典例5-2】(2022秋?洛陽期中)寫出下列元件符號:
電流表 電壓表 滑動變阻器 電鈴 電動機
【答案】見試題解答內(nèi)容
【分析】根據(jù)所學習的各種元件的電路符號對應的畫出來。
【解答】解:電流表;電壓表;滑動變阻器:;電鈴;電動機;
故答案為:;;;;。
【變式5-1】(2023?祁陽縣校級模擬)為了安全,汽車行駛時駕駛員必須系好安全帶。當系好安全帶時,相當于閉合開關(guān),指示燈不亮;未系好安全帶時,相當于斷開開關(guān),指示燈發(fā)光。如圖所示符合上述要求的電路圖是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】由題意知,未系好安全帶時指示燈亮,系好安全帶燈泡不亮,說明開關(guān)斷開指示燈亮,否則燈泡不亮即被短路了。
【解答】解:由題意知,指示燈與S并聯(lián),但電路不會出現(xiàn)短路,即電路中有保護電阻;
AD、由圖知,無論開關(guān)斷開還是閉合,燈泡都發(fā)光,故A、D不符合題意;
B、由圖知,開關(guān)斷開,燈泡與保護電阻串聯(lián),燈能夠發(fā)光;開關(guān)閉合造成電源短路,故B不符合題意;
C、由圖知,開關(guān)斷開,燈泡和保護電阻串聯(lián),燈能夠發(fā)光;開關(guān)閉合時只有保護電阻連入電路中,燈泡被短路不能發(fā)光,故C符合題意。
故選:C。
【變式5-2】(2022秋?臨高縣期中)如圖所示,在兩個虛框內(nèi)分別填電源和開關(guān)的電路符號,需要滿足:當開關(guān)閉合時,兩燈組成并聯(lián)電路。則正確完成后的電路圖中A框內(nèi)填的符號是 開關(guān) ,B框內(nèi)填的符號是 電源 。
【答案】開關(guān);電源。
【分析】將各個元件并列地連接在一起構(gòu)成并聯(lián)電路,根據(jù)題目中的要求,試著將開關(guān)和電源放入虛線框,分析是否符合要求。
【解答】解:圖中,若將電源置于下面的虛線框,開關(guān)置于上面的虛線框,則兩個開關(guān)都閉合后,上面的燈泡被開關(guān)短路,只剩下面的燈泡工作,不符合要求;
若將電源置于上面的虛線框,開關(guān)置于下面的虛線框,兩個開關(guān)都閉合時,兩燈可組成并聯(lián)電路,符合要求;如圖所示:
故答案為:開關(guān);電源。
一、選擇題。
1.(2022秋?天心區(qū)校級期末)下列關(guān)于電流的說法不正確的是( )
A.規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向
B.只有正電荷的移動,才能形成電流
C.金屬導體中自由電子定向移動的方向與電流方向相反
D.在一個閉合電路中,電源外部電流從電源正極流出,經(jīng)過用電器,流向電源負極
【答案】B
【分析】電荷的定向移動形成電流,正電荷的定向移動方向是電流的方向;在電源外部,電流由正極流向負極,在電源內(nèi)部,電流由負極流向正極。
【解答】解:AC、物理學中規(guī)定,正電荷定向移動的方向是電流的方向,金屬導體中自由電子的定向移動方向與電流方向相反,故AC正確;
B、自由電子的定向移動,能形成電流,正負離子的定向移動也能形成電流,故B錯誤;
D、閉合電路中,在電源外部電流的方向是從電源正極流出,經(jīng)過用電器,流向電源負極,故D正確。
故選:B。
2.(2023?雙峰縣模擬)兩個相同的驗電器A和B,A帶正電,B不帶電,用金屬棒把A、B連接起來的瞬間如圖,則( )
A.A中正電荷通過金屬棒一部分流向B,電流方向由A到B
B.A中正電荷通過金屬棒全部流向B,電流方向由B到A
C.B中負電荷通過金屬棒一部分流向A,電流方向由A到B
D.B中負電荷通過金屬棒全部流向A,電流方向由A到B
【答案】C
【分析】(1)電流方向與正電荷定向移動的方向相同,與負電荷定向運動方向相反;
(2)驗電器使用時金屬箔帶上同種電荷,同種電荷相互排斥從而驗證物體是否帶電的。
【解答】解:A帶正電,B不帶電,用金屬棒把A、B連接起來的瞬間,B上的部分電子(即負電荷)會沿著金屬棒運動到A,從而使B與A帶上等量的正電荷,而電流的方向與電子定向移動的方向相反,故電流是從A流向B,故C符合題意;
故選:C。
3.(2022秋?臨邑縣期末)在如圖所示的電路中,當開關(guān)S閉合時,燈L1、L2均不亮,某同學用一根導線去查找電路的故障,他將導線先接在燈L1兩端時發(fā)現(xiàn)燈L2亮,燈L1不亮,然后并接在燈L2的兩端時發(fā)現(xiàn)兩燈都不亮,由此可判斷( )
A.燈L1斷路B.燈L1短路C.燈L2斷路D.燈L2短路
【答案】A
【分析】由圖可知兩燈的連接方式,根據(jù)接入導線后燈泡的亮暗判斷電路故障。
【解答】解:閉合開關(guān)時兩燈均不亮,說明電路中某處斷路,或是兩燈均短路;
用導線先并聯(lián)在L1兩端時,發(fā)現(xiàn)L2亮,燈L1不亮,說明電路通路,兩燈泡不可能短路,L2不可能斷路;
同時因?qū)Ь€與燈L2并聯(lián),兩燈均不亮,說明燈L1不可能短路,故只能為燈L1發(fā)生了斷路。
故選:A。
4.(2022秋?五華縣期末)下列關(guān)于電學知識的說法,正確的是( )
A.只有正電荷定向移動才能形成電流
B.毛皮與橡膠棒摩擦的過程中,橡膠棒帶負電,說明毛皮失去了電子
C.驗電器的工作原理是:異種電荷相互吸引
D.電路兩端有電壓,電路中就一定有電流
【答案】B
【分析】(1)物理學中規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流方向;
(2)摩擦起電實質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移,原子核束縛電子的能力強,得到電子帶負電,原子核束縛電子的能力弱,失去電子帶正電;
(3)驗電器的原理:同種電荷相互排斥;
(4)電壓是使電路形成電流的原因;電路中有電壓且電路是通路,電路中才有電流。
【解答】解:A、電荷的定向移動形成電流,正電荷、負電荷的定向移動都可以形成電流,故A錯誤;
B、毛皮與橡膠棒摩擦的過程中,橡膠棒帶負電,是由于毛皮失去電子,橡膠棒得到了電子形成的,故B正確;
C、驗電器的原理:同種電荷相互排斥,故C錯誤;
D、電路兩端有電壓,且是通路,電路中才會有電流,故D錯誤。
故選:B。
5.(2022秋?永興縣校級月考)電路中獲得持續(xù)電流的條件是( )
A.電路中存在大量的自由電子
B.電路中電壓必須足夠大
C.電路中有電源,且電路為通路
D.電路中有電源,且有用電器
【答案】見試題解答內(nèi)容
【分析】電壓使電路中的電荷發(fā)生定向移動,形成電流。而電源是提供電壓的裝置。電路中獲得持續(xù)電流的條件:一是必須有電源;二是電路必須是閉合回路。
【解答】解:A、電路中存在大量自由電子不能形成電流,必須讓自由電子發(fā)生定向移動才能形成電流。故A錯誤;
B、電路中有足夠大的電壓,還必須是閉合回路,才能得到持續(xù)電流。故B錯誤;
C、電路中有電源,還必須是閉合回路,才能得到持續(xù)電流。故C正確;
D、電路中有電源,有用電器,只要不是閉合電路,就不能得到持續(xù)電流。故D錯誤。
故選:C。
6.(2022秋?簡陽市期末)如圖所示,幾只插有銅片和鋁片的水果串聯(lián)后能夠點亮發(fā)光二極管。插有銅片和鋁片的水果相當于電路中的( )
A.電源B.用電器C.開關(guān)D.導線
【答案】A
【分析】電路由電源、用電器、開關(guān)和導線等元件組成;電源的作用是提供電能,水果電池對外供電的過程中,將化學能轉(zhuǎn)化為電能。
【解答】解:要使用電器工作,電路中必須要有電源,水果能使二極管發(fā)光,在這個電路中的水果能提供電能,所以插入金屬片的水果相當于電路中的電源,因此BCD錯誤,A正確。
故選:A。
二、填空題。
7.(2023?青山湖區(qū)模擬)如圖所示,小明用毛皮摩擦過的橡膠棒去接觸不帶電的驗電器時,驗電器的金屬箔片張開,金屬箔片因得到電子帶上 負 電荷,接觸瞬間電流的方向是 金屬球到橡膠棒 (選填“金屬球到橡膠棒”或“橡膠棒到金屬球”)。
【答案】負;金屬球到橡膠棒。
【分析】與毛皮摩擦過的橡膠棒得到電子;同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引;物理學中把正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流方向,負電荷定向移動的方向與電流方向相反。
【解答】解:一根與毛皮摩擦過的橡膠棒得到電子帶負電荷;用毛皮摩擦過的橡膠棒去接觸不帶電的驗電器,金屬箔片因得到電子帶上負電荷;
橡膠棒接觸驗電器時,橡膠棒中的自由電子定向移動方向是從橡膠棒到金屬球,瞬間電流方向是從金屬球到橡膠棒。
故答案為:負;金屬球到橡膠棒。
8.(2023?海州區(qū)校級一模)最初驗電器A帶負電,B不帶電?,F(xiàn)用帶有絕緣柄的金屬棒把驗電器A、B兩金屬球連接起來的瞬間,如圖所示,金屬棒中電荷定向移動方向由 A到B ,電流方向由 B到A (填“A到B”或“B到A”)。驗電器B的金屬箔片張開,是因為 同種 (填“同種”或“異種”)電荷相互排斥,此時驗電器B帶了 負 電荷(選題“正”或“負”)。
【答案】A到B;B到A;同種;負。
【分析】(1)電荷的定向移動形成電流;正電荷移動的方向是電流的方向;自由電子的定向移動方向與電流方向相反。
(2)電荷間的作用規(guī)律是:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
【解答】解:(1)A帶負電,B不帶電,用一根帶有絕緣柄的金屬棒把A、B連接起來,自由電子由A到B;自由電子的定向移動方向與電流方向相反;故電流方向由B到A。
(2)電荷間的作用規(guī)律是:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。驗電器的金屬箔張開,是因為同種電荷相互排斥;
用一根帶有絕緣柄的金屬棒把A、B連接起來時,驗電器A上的負電荷運動到驗電器B上,所以此時驗電器B帶了負電荷
故答案為:A到B;B到A;同種;負。
9.(2023?巴楚縣開學)有人設計了一個轎車儀表盤上提醒司機車門是否關(guān)好的電路工作原理圖,如圖所示,若四個車門中任意一個車門未關(guān)好,指示燈 發(fā)光 (選擇“發(fā)光”或“不發(fā)光”)。若四個車門都關(guān)好了,指示燈 不發(fā)光 (選擇“發(fā)光”或“不發(fā)光”)。
【答案】發(fā)光;不發(fā)光。
【分析】由電路分析可知,四個開關(guān)是串聯(lián)的,故有一個不閉合,即為斷路,電流流過燈泡,當四門全關(guān)閉時,燈被短路而熄滅。
【解答】解:在串聯(lián)電路中,無論哪個門沒有被關(guān)上(即任何一個開關(guān)斷開),都會使得燈泡亮起來,
當開關(guān)都閉合時,燈泡被短路,所以指示燈不發(fā)光。
故答案為:發(fā)光;不發(fā)光。
三、實驗探究題。
10.(2022秋?寧陵縣月考)小明想用剛學習的電路基本知識,連接一個電路。于是他找來一個干電池,一個小燈泡一個開關(guān)和若干導線,連接成了如圖所示的電路圖。
(1)連接電路時,開關(guān)應處于 斷開 狀態(tài)。
(2)改正錯誤后,閉合開關(guān)前,小燈泡不發(fā)光,這時的電路是 斷路 (填“通路”、“斷路”或“短路”);閉合開關(guān)后,小燈泡發(fā)光,這時的電路是 通路 (填“通路”、“斷路”或“短路”)。
(3)電源在電路中是 提供 (填“提供”或“消耗”)電能的裝置。小明看到實驗桌上有一個“+、﹣”極模糊不清的電池盒,他用一個 發(fā)光二極管 (填“電鈴”或“發(fā)光二極管”)就可以判斷出電源的“+、﹣”極。
【答案】(1)斷開;(2)斷路;通路;(3)提供;發(fā)光二極管。
【分析】(1)為了保護電路,連接電路時,開關(guān)應斷開;
(2)處處連通的電路為通路,某處斷開的電路為開路;開關(guān)控制電路的通與斷;
(3)電源是提供電壓的裝置,將化學能轉(zhuǎn)化為電能;要判斷電池的正、負極,我們可以利用與電流方向有關(guān)的,在使用過程中要考慮電流方向的器材來進行辨別。
【解答】解:(1)為了保護電路,連接電路時,開關(guān)應斷開;
(2)由圖知,圖中開關(guān)并沒有接入電路(只連接了一個接線柱),則開關(guān)無論斷開還是閉合,燈泡都發(fā)光;
改正錯誤后,開關(guān)斷開時,電路處于斷路狀態(tài);當閉合開關(guān)時,小燈泡發(fā)光,此時電路處于通路狀態(tài);
(3)電源在電路中是提供電能的裝置,用電器是消耗電能的裝置;
發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦?,而電鈴沒有這樣的性質(zhì),所以可用發(fā)光二極管判斷電源的正負極;具體方法為:把二極管的正負極分別與電池的兩極相連,若二極管發(fā)光,則與二極管正極相連的一極為電池的正極,與二極管負極相連的一極為電池的負極;若二極管不發(fā)光,則與二極管正極相連的一極為電池的負極,與二極管負極相連的一極為電池的正極。
故答案為:(1)斷開;(2)斷路;通路;(3)提供;發(fā)光二極管。
四、解答題。
11.(2022?撫順模擬)如圖所示是工廠、加油站里常見的靜電清除桿。當工人進行靜電清除時,需站在桿旁手摸清除桿頂部的黑色圓球,可將人體與衣物摩擦所帶電荷導入大地。對于清除靜電的過程,請結(jié)合所學物理知識,回答下列問題:
(1)靜電清除桿上的黑色圓球是導體還是絕緣體?
(2)若人體帶負電,除電過程中電流從大地流向人體還是人體流向大地?
(3)人體與衣物能發(fā)生摩擦起電的原因是什么?
【答案】(1)為了將人體的靜電釋放掉,桿上端的黑色圓球應該容易導電,是導體;
(2)若人體帶有負電,電子會由人體通過金屬桿流向大地,電流方向與自由電子定向移動的方向相反,因此清除靜電過程中電流從大地流向人體;
(3)人體與衣物互相摩擦時,因為原子核束縛核外電子的本領(lǐng)不同,所以其中必定有一個物體失去一些電子,另一個物體得到多余的電子,也就是說摩擦起電就是電子的轉(zhuǎn)移。
【分析】(1)容易導電的物體叫導體;
(2)物理學中把正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流方向,電流方向與負電荷定向移動的方向相反;
(3)摩擦起電的實質(zhì):摩擦起電并不是創(chuàng)造了電荷,而是發(fā)生了電荷的轉(zhuǎn)移,使正負電荷分開。
【解答】解:(1)為了將人體的靜電釋放掉,桿上端的黑色圓球應該容易導電,是導體;
(2)若人體帶有負電,電子會由人體通過金屬桿流向大地,電流方向與自由電子定向移動的方向相反,因此清除靜電過程中電流從大地流向人體;
(3)人體與衣物互相摩擦時,因為原子核束縛核外電子的本領(lǐng)不同,所以其中必定有一個物體失去一些電子,另一個物體得到多余的電子,也就是說摩擦起電就是電子的轉(zhuǎn)移。

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