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第十三章《\o"第13章电路初探"电路初探》考点专项复习(解析版)知识导航考点回顾考点1:初识家用电器和电路1、电路的组成(1)电路的组成:电路由电源、用电器、开关、导线四部分组成,缺少或不完整都会影响电路的正常工作;(2)电路各部分的作用
电源:提供电能的装置,它保证电路中有持续电流,工作时将其他形式的能转化为电能;
用电器:用电来工作的设备,工作时将电能转化为其他形式的能;
开关:用来接通或断开电路,起控制电路的作用,
导线:导线将电源、用电器、开关连接起来,形成让电荷移动的通路。
(3)电源:提供电能的装置,将其他形式的能转化为电能;
①干电池:干电池是日常生活中使用最多的直流电源,从手电筒、电动玩具、照相机、计算器到家用电器的遥控器,都需用干电池为它们提供电能;
②蓄电池:蓄电池也是电池中的一种,它的作用是把有限的电能储存起来,便于在合适的地方使用,如应用于汽车、摩托车、通讯等;
能的转化:蓄电池在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。2、电路图及元件符号(1)电路图:
用规定的符号表示电路连接情况的图叫做电路图;
(2)几种常见的元件符号如下:。3、电路的三种状态(1)通路:正常连接的电路,即用电器能够工作的电路;
通路特征:电路中有电流,用电器正常工作;
(2)断路(开路):断开的电路;
断路特征:电路中无电流,用电器不工作.原因有开关没闭合,接线处松动,导线断了,用电器损坏等;(3)短路:不经过用电器而直接跟电源的两极相连的电路;
短路特征:用电器不工作,电路有很大电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘皮,引起火灾。4、根据实物图画电路图(1)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。
(2)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。考点2:\o"13.2电路连接的基本方式"电路连接的基本方式1、实物的电路连接(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。2、根据电路图连接实物图的方法
(1)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)
(2)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。3、电路的基本连接方式(1)串联电路
①定义:把用电器逐个顺次连接起来的电路叫做串联电路
;
②特点:a.电流路径只有一条,无干路和支路之分;
b.用电器之间相互影响;
c.开关在任何位置的作用一样。(2)并联电路
①定义:把用电器并列的连接的电路,称为并联电路;
②特点:a.电流路径有两条或两条以上,有干路和支路之分;
b.各支路上用电器之间互不影响;
c.干路上的开关能控制整个电路,支路中的开关只能控制它所在的支路;(3)混联电路
定义:电路中既有串联部分又有并联部分的电路称为混联电路。
※注意串、并联电路是两种最基本的电路连接方式,判断电路连接时,要根据电路的基本特征和用电器的工作状态判断;不是只要是同时工作又同时停止工作的一定是串联,忘记了并联电路中开关在干路中时也可以实现用电器的同时工作与同时停止工作!!4、串联电路和并联电路(1)串联电路:电流只有一条路径,各处电流相等,用电器不能独立工作;(2)并联电路:电流有两条或两条以上路径,各用电器可以独立工作,各支路电压相等。5、串并联电路的判断方法
(1)根据电路图判断:电流只有一条路径的则是串联电路;有两条或两条以上路径的则是并联电路。
(2)根据电流关系判断:
①如果通过两个用电器的电流不相等,这两个用电器一定是并联的;
②如果通过两个用电器的电流相等,则可能是串联,也可能是并联;
③若是不同的用电器则是串联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
(3)根据电压关系判断
①如果通过两个用电器的电压不相等,这两个用电器一定是串联的;
②如果通过两个用电器的电压相等,则可能是串联,也可能是并联;
③若是不同的用电器则是并联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
(4)根据用电器的工作情况判断:
用电器只能同时工作的是串联电路,可以独立工作的是并联电路。6、串、并联电路的设计(1)串联电路定义:
用电器首尾相连成一串后再接入电路中,我们说这些用电器是串联的;如图所示,L1和L2组成串联电路:(2)并联电路定义:
用电器的两端分别连在一起,然后接到电路中的电路叫并联电路;如下图所示,L1和L2组成并联电路:(3)串联电路特点:
①电流只有一条路径,无干路、支路之分;
②电流通过每一个用电器,各用电器的工作互相影响,一个用电器因开路停止工作,则所有用电器都不能工作;③开关与用电器是串联的,一个开关控制所有用电器。
(4)并联电路特点:
①电流有两条或两条以上的路径,有干路和支路之分.如上图所示的电路,“+”→“a”与“b”→“”部分是干路;支路有两条:一条是L1所在的电路,由S1控制,另一条是L2所在的电路,由S2控制;(a、b是各支路两端的连接点,叫节点)②干路电流在“结点”处分成两条或多条支路电流,每一支路都与电源形成一条通路,各支路中的用电器的工作互不影响,当某一支路开路时,其他支路仍可为通路;
③干路上的开关控制整个电路的用电器,支路上的开关只控制本支路上的用电器。考点3:电流和电流表的使用1、电流的形成(1)电流形成的概念:电荷的定向移动形成电流(任何电荷的定向移动都会形成电流);(2)电流形成的原因:①电流是电荷的定向移动形成的;
在导体中,大量的自由电荷通常情况下做无规则运动,此时不会形成电流,只有当这些自由电荷发生了定向移动才能形成电流;
②形成电流的电荷有:正电荷、负电荷,酸、碱、盐的水溶液中是正、负离子,金属导体中是自由电子,球面显示器中电子枪的电子流等。
※注意:电荷必须定向移动才能形成电流,而电荷有两种,正电荷和负电荷;正电荷定向移动可以形成电流,负电荷定向移动可以形成电流,还可以是正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流。2、电流的方向(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;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。※注意判断电流方向时,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。3、电流的大小(1)定义:物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流,每秒内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大(强);(2)公式:电流用符号“I”表示,若“Q”表示电荷量,“t”表示时间,则,公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s);(3)方向:电路中的电流总是沿着电源正极→用电器→电源负极→电源正极的方向流动。4、电流的测量电流表:用来测量电流大小的仪表叫电流表。特点:其内阻很小,可视为零,接入电路中不影响电路中电流大小。(1)电流表电流表有两种:
①直入式:直接串联在一次电路中,这种适用于直流电路和小电流交流电路中;
②和电流互感器配合使用:这种是把电流互感器串接在一次回路,通过一定的变比感应出一次电流,这种适用于大电流交流回路及高压回路;
(2)万用表
万用表测试电流,比较麻烦,不仅要把电路断开把表针串在回路中,而且万用表的量程有限,适用于直流回路和小电流交流回路;
(3)钳型表
这种表比较实用,不需要断开电路,直接可以卡在线路上测量电流.但这种不适合高压线路。5、电流的符号和单位(1)电流:单位时间内通过导体横截面积的电荷量叫电流,用符号I表示。(2)单位:电流单位是安培,简称安,用符号A表示;电流常用单位还有:毫安(mA)、微安(μA);换算关系:1A=1000mA,1mA=1000μA。(3)电流的三种效应:1)电流的热效应,如白炽灯,电饭锅等;2)电流的磁效应,如电铃等;3)电流的化学效应,如电解、电镀等。※一些常见的电流值:家用电冰箱的电流约为1A,家用空调的电流约为5A,计算器中电流约为100μA,手电筒中的电流约为200mA等。6、电流表的使用、连接与读数(1)
电流表的使用规则:使用规则违反使用规则的后果要使电流表串联在被测电路中如果跟被测电路并联会造成短路,轻则会使被测电路中的用电器不工作,重则烧坏电流表和电源,此时电流表示数不等于通过用电器的电流要让电流从电流表“+”接线柱流入,从“”接线柱流出如果“+”“一”接线柱接反,则电流表的指针反向偏转,不仅测不出电路,指针还会被打弯,损坏电流表被测电流不能超过电流表的量程如果被测电流超过电流表的量程,则指针偏转的角度过大,指针会被打弯,甚至会烧坏电流表绝对不能把电流表不经过其他用电器直接接在电源的两极上电流表可以看做一根导线,若把电流表直接连接到电源的两极上,会造成短路,烧坏电流表,甚至有可能烧坏电源(2)
电流表的读数方法;
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,;
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。7、串联电路的电流规律(1)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。(2)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;※注意: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。8、并联电路的电流规律(1)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。9、串、并联电路的电流规律(1)气压计的种类有水银气压计及无液气压计,气压计的用途:①预测天气的变化,气压高时天气晴朗,气压降低时,将有风雨天气出现。②可测高度,每升高12米,水银柱即降低大约1毫米,因此可测山的高度及飞机在空中飞行时的高度。
(2)抽水机又名“水泵”。离心式水泵是利用大气压的作用,将水从低处提升至高处的水力机械。抽水机的原理是:先令水面上方的大气压强减小,然后水就在外界大气压的作用下,把水沿抽水机压上来。10、串联电路中电流的特点:(1)实验目的:探究串联电路中电流有什么特点;(2)实验猜想:a、串联电路中各点电流可能不相等,电流通过用电器后,能量不断地在消耗,所以会减小;b、串联电路中各点电流可能相等,由于串联电路的电流只有一条通路。(3)实验器材:干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线;(4)实验步骤:步骤①根据电路图连接电路,并进行测量;步骤②把测量数据记录在表格中;步骤③换上另外两个规格不同的灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系;步骤④整理实验器材。(5)实验结论:串联电路的电流大小处处相等:IA=IB=IC。11、并联电路中电流的特点:(1)实验目的:探究并联电路中电流有什么特点;(2)实验猜想:由于串联干路的电流只有一条通路,故支路的电流大小之和可能等于干路的电流大小。(3)实验器材:干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线;(4)实验步骤:步骤①根据电路图连接电路,并进行测量;步骤②把测量数据记录在表格中;步骤③换上另外两个规格不同的灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系;步骤④整理实验器材。(5)并联电路中,干路的电流大小等于各支路电路电流之和:I=I1+I2。考点4:电压和电压表的使用1、电压(1)电压与水压的类比:
抽水机是提供水压的装置,水压是形成水流的原因;电源是提供电压的装置,电压是形成电流的原因。(2)形成持续电流的条件:一是电路中有电源(或电路两端有电压);二是电路为通路(或电路是闭合的)。电路中有电流时一定有电压;有电压时却不一定有电流,关键是看电路是不是通路。(3)电压的单位国际单位:伏特;简称:伏;符号:V常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)换算关系:1kV=103V;1V=103mV;1mV=103μV;(4)常见电压值家庭电路电压:220V对人体安全电压:不高于36V一节铅蓄电池电压:2V(5)电压表是测量电压的仪表,表盘中央标有字母V,电路元件符号:。2、有持续电流的条件(1)只有电荷的定向移动才能形成电流;正电荷定向移动能形成电流,负电荷定向移动也能形成电流;形成电流的条件:一是有自由电荷,二是有外加电压;
(2)电路中有持续电流的条件是:电路中有电源;电路必须闭合。3、电压表:(1)电压的测量工具是电压表,实验室常用电压表及元件符号如图:
(2)实验室常用的电压表有三个接线柱,两个量程:
①当用“”“3”两个接线柱时,量程为0~3V,每一大格表示1V,每一小格表示0.1V;
。
4、电压表的连接规则是:
(1)与被测电路并联;
(2)电流从正接线柱流入,负接线柱流出;
(3)被测电压不能超过电压表使用的量程.为读数精确,能使用小量程时不使用大量程;
(4)电压表直接接在电源两极时,所测电压为电源电压;
注意:电压表与用电器串联时,尽管连接方法是错误的,但电压表有示数,示数约等于电源电压。5、电压表的使用:(1)电压表的使用规则:
①使用电压表前首先要校零,明确电压表的量程和分度值,被测电压不要超过电压表的量程;
②电压表应与被测电路并联;
③通过电压表的电流方向为红接线柱(+)入,黑接线柱()出;
④电压表可以直接接到电源两极上,所测电压为电源电压;
(2)试触:如果不知道被测电压的大约值,采取试触的方法.
①反向偏转:说明电压表正负接线柱接反了;
②正向偏转角度很小:说明电压表量程选大了;
③正向偏转到最大刻度之外:说明电压表量程选小了。
6、电压表的读数方法(1)基础知识:
①当用“”“3”两个接线柱时,量程为0~3V,每一大格表示1V,每一小格表示0.1V;
②当用“”“15”两个接线柱时,量程为0~15V,每一大格表示5V,每一小格表示0.5V.
(2)读数步骤:
①先看清量程,认清各量程的分度值;
②当使用0~15V量程时,应以上排刻度读数,其分度值为0.5V;当使用0~3V的量程时,应以下排刻度读数,其分度值为0.1V;
③用分度值乘以指针转过的小格数就是被测的电压值;
。
7、串联电路的电压规律(1)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。(2)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。
8、并联电路的电压规律(1)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(2)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。9、串联电路中电压的规律(1)实验目的:探究串联电路中电压有什么规律;(2)实验猜想:a、串联电路中各部分电路两端的电压相等;b、串联电路中各部分电路两端的电压之和等于总电压。(3)实验器材:干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电压表、若干导线。(4)实验步骤:步骤①根据电路图连接电路,并进行测量;步骤②分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点,B、C两点,A、C两点间测量电压,看看它们之间有什么关系;步骤③换上另外不同规格灯泡,再测两次,看看是否还有同样的关系;步骤④整理实验器材。实验分析:从实验过程和实验记录中可以看出,两灯泡的规格相同时,U1=U2;当两灯泡的规格不相同时,U1≠U2,但都满足U1+U2=U;实验结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2。10、并联电路中电压的规律(1)实验目的:探究并联电路中电压有什么规律;(2)实验猜想:a、并联电路各条支路两端的电压都相等;b、并联电路的总电压等于各条电路两端的电压之和。(3)实验器材:干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电压表、若干导线。(4)实验步骤步骤①根据电路图连接电路,并进行测量;步骤②分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点,C、D两点,E、F两点间测量电压,看看它们之间有什么关系;步骤③换上另外不同的灯泡,再测两次,看看是否还有同样的关系;步骤④整理实验器材。实验分析:并联电路中各支路两端电压相等,等于总电压(电源电压)与灯泡的规格没有关系;实验结论:并联电路中的总电压,等于各个支路两端的电压,各支路电压相等即:U=U1=U2。典例分析【考点1初识家用电器和电路】【典例1】(2022秋•隆回县期末)如图所示为小明连接的电路,他检查导线连接无误后,闭合开关S,发现两灯均不发光,于是他用一根导线分别连接到ab、bc、cd和ac两点,灯L1、L2均不发光,再用导线连接到bd两点时,灯L1发光,L2不发光,由此判定电路的故障可能是()A.开关S断路 B.灯L1与开关S均断路 C.灯L2断路 D.灯L2与开关S均断路【答案】D【分析】用电器短路是指用一根导线将某个用电器的两端连接起来,被短路的用电器中无电流通过。但与导线串联的其它用电器若能工作,说明除被导线并联的部分电路外电路是导通的。【解答】解:由图可知:L1与L2是串联电路,在电路中任意一处断开,则灯泡都不能工作。导线分别连接到ab、bc、cd和ac两点,灯L1、L2均不发光,说明电路故障为开路;当导线并联在ac两点间时,灯L1、L2均不发光,说明cd间有断路,即灯L2开路;当导线并联在cd两点间时,灯L1、L2均不发光,说明灯L1开路或开关开路;当导线并联在bd两点间时,灯泡L1发光,说明灯L1正常,bd间发生断路,因此电路故障为灯L2与开关S均开路。故选:D。【典例2】(2023•昆山市校级开学)无线蓝牙耳机的收纳盒相当于一个充电宝,当耳机没电时可以将其放入收纳盒中,收纳盒可以对耳机进行充电,此时收纳盒相当于电路中的电源将化学能转化为电能;收纳盒的电量消耗完毕后也可以在家庭电路中利用充电器进行充电,相当于电路中的用电器。【答案】电源;化学;电;用电器。【分析】电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成,缺少或不完整都会影响电路的正常工作。【解答】解:电源是提供电能的装置,使用收纳盒对耳机进行充电时,收纳盒为耳机提供电能,则收纳盒相当于电路中的电源,其发生的能量转化是将化学能转化为电能。收纳盒在家庭电路中利用充电器进行充电时,收纳盒消耗电能,此时收纳盒相当于电路中的用电器。故答案为:电源;化学;电;用电器。【典例3】(2023•成武县校级开学)请根据如图的实物图,在图框内画出相应的电路图。【答案】。【分析】由实物图分析开关、电流表、灯泡的连接方式,然后按连接顺序画出电路图。【解答】解:根据实物图可知,电流从电源的正极出发,经过开关后分成两条支路,一条经过灯泡和电流表,一条经过另一个灯泡,汇合后流回电源的负极,电路图如下所示:。【考点2电路连接的基本方式】【典例4】(2023•桂阳县二模)现代社会倡导文明出行,某班同对十字路口人行横道的红、绿交通信号灯进行了观察,画出了如图所示的控制人行横道红、绿灯的电路图,你认为可行的是()A. B. C. D.【答案】B【分析】根据生活经验可知,红绿交通信号灯不能同时工作、且互不影响即为并联,然后分析选项得出答案。【解答】解:A、两开关均闭合时,红绿交通信号灯同时发光,只闭合一个开关均不发光,故A不正确;B、只闭合开关S1时绿灯亮,只闭合开关S2时红灯亮,故B正确;C、两开关都闭合时,会造成电源短路且两灯泡不发光;任何一个开关断开时,红绿交通信号灯同时发光,故C不正确;D、当只闭合开关S2时,两灯泡都发光;只闭合S1时绿灯亮,故D不正确;故选:B。【典例5】(2022秋•衡山县期末)(多选)如图,下列说法正确的有()A.闭合开关S1,断开S2、S3,L1、L2串联 B.闭合开关S2,断开S1、S3,L1、L2串联 C.闭合开关S1、S2,断开S3,L1、L2并联 D.闭合开关S1、S3,断开S2,L1、L2并联【答案】BD【分析】串联电路中电流只有一条路径;并联电路中电流有多条路径,据此分析开关不同开、闭情况下电路的连接形式。【解答】解:A、闭合开关S1,断开S2、S3,电流从电源正极出发,依次经S1、灯泡L2回负极,则电路为关于灯L2的简单电路,故A错误;B、闭合开关S2,断开S1、S3,电流从电源正极出发,依次经S2、灯泡L1、L2回负极,则此时为灯L1、L2组成的串联电路,故B正确;C、闭合开关S1、S2,断开S3,电流从电源正极出发直接经过开关S1、灯泡L2回负极,灯泡L1被开关S1短路,故C错误;D、闭合开关S1、S3,断开S2,电流从电源正极出发,经过开关S1后开始分路,一路经过灯泡L1、S3,另一路经过灯泡L2,然后两路汇合回到电源负极,则灯L1、L2并联,故D正确。故选:BD。【典例6】(2023秋•二道区校级月考)如图,要使L1和L2并联在电路中,闭合的开关是S1、S3;要使L1和L2串联在电路中,应闭合的开关是S2;要使L1单独发光,可同时闭合的两开关是S1、S2为了保护电路,不能同时闭合的开关S2、S3。【答案】S1、S3;S2;S1、S2;S2、S3【分析】串联电路中电流只有一条路径,各用电器之间相互影响;并联电路中电流有多条流通路径,各个用电器之间互不影响,独立工作;电源短路是指用导线将电源两极直接连接起来的电路。【解答】解:(1)要使L1和L2并联在电路中,电流从电源正极流出分别经过支路S3、L2和支路L1,然后需要经过开关S1流回电源负极;因此应闭合开关S1、S3;(2)使L1和L2串联在电路中,则应将两灯首尾相连接到电源两端,由图可知应只闭合S2,断开S1、S3;(3)同时闭合开关S1、S2,断开S3,只有L1连入电路,单独发光;(4)当闭合开关S2、S3时,电流不经过用电器直接从电源的正极流回电源负极,从而形成电源短路。故答案为:S1、S3;S2;S1、S2;S2、S3。【典例7】(2023•郑州开学)按照如图甲所示的电路图,将如图乙所示的实物图连接起来,连线不能交叉。【答案】见解答图【分析】解答此类题的步骤:(1)分析电路中各元件之间的串、并联关系;(2)分析各个开关的作用;(3)按要求连接电路图。【解答】解:由图甲可知,电动机与灯泡是并联连接的,且下方的开关在干路中,上方的开关在电动机所在的支路中。由此我们可以连接如下实物图。如图所示:【典例8】(2023•齐齐哈尔一模)在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图。A点电流IAB点电流IBC点电流IC(1)电流表应串联(选填“串联”或“并联”)在被测电路中。若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的C点。(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是电流表的正负接线柱接反了;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为0.24A。(3)表格的数据是小亮同学在实验中用两盏规格不同(填“相同”或“不同”)的灯泡得出的,这样的实验结果是欠妥的;改进实验方法,正确进行实验后,A、B、C三点的电流IA、IB、IC正确的关系应该是IC=IA+IB。【答案】(1)串联;C;(2)电流表的正负接线柱接反了;0.24;(3)不同;IC=IA+IB。【分析】(1)电流表要串联在被测电路中;(2)连接电流表时要使电流“正进负出”,若接反了,会出现指针向左偏转的情况;电流表的读数要先看量程和分度值,然后进行读数;(3)为了避免偶然性,寻找普遍规律,要选择不同规格的灯泡进行多次实验;并联电路的电流规律:并联电路中干路的电流等于各支路电流之和。【解答】解:(1)电流表要串联在被测电路中;若测量干路电流,则需要将电流表接在甲图中的C点;(2)在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙,即指针反向偏转,这是因为电流表的正负接线柱接反了;图乙中电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,指针在0.2A右边两个小格处,其示数为0.24A;(3)为了避免偶然性,寻找普遍规律,要选择不同规格的灯泡进行多次实验;由表格数据可知:0.32A=0.16A+0.16A,所以,可以初步得出结论:并联电路中干路的电流等于各支路电流之和,改进实验方法,正确进行实验后,A、B、C三点的电流IA、IB、IC正确的关系应该是IC=IA+IB。故答案为:(1)串联;C;(2)电流表的正负接线柱接反了;0.24;(3)不同;IC=IA+IB。【考点3电流和电流表的使用】【典例9】(2023•岱岳区三模)下列估测中,最接近实际的是()A.一本物理课本质量约是1kg C.泰山山顶的大气压约是1.5×105Pa D.一位中学生正常步行的速度约是4km/h【答案】D【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。【解答】解:A、一个苹果的质量在300g左右,物理课本的质量与一个苹果的质量差不多为300g,故A不符合实际;B、家用电冰箱功率在220W左右,正常工作的电流在I===1A左右,故B不符合实际;C、大气压强随海拔高度的增加而减小,一个标准大气压约1×105Pa,泰山山顶海拔较高,所以大气压不可能为1.5×105Pa,故C不符合实际;D、中学生正常步行的速度约为4km/h=4×m/s≈1.1m/s,故D符合实际;故选:D。【典例10】(2023•李沧区一模)(多选)图中灯L1、L2在盒内的连接方式未知,电源电压恒定。开关闭合后两灯均发光,电流表示数为0.9A;若把灯L1取下,灯L2仍发光,电流表示数变为0.5A。以下判断正确的是()A.灯L1和L2是并联的 B.灯L1和L2是串联的 C.通过灯L1 D.通过灯L2【答案】AC【分析】串并联电路的判断:串联电路中电流只有一条流通路径,各处电流相等,各用电器之间相互制约、同时工作;并联电路中电流有多条流通路径,干路中电流等于各支路电流之和,各用电器之间互不影响、独立工作。在分析判断两个灯泡的连接方式时可根据各用电器的工作特点和电流大小的特性进行分析、判断。【解答】解:AB、取下L1,灯泡L2仍发光,并且电流表示数减小,说明两者之间互不影响,即L1、L2并联连接;故A正确,B错误;CD、取下L1,灯泡L2仍发光,电流表测量通过L2的电流,通过L2的电流是0.5A,则根据并联电路的特点可知:开关闭合后两灯均发光,电流表测量的是干路电流;根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知:通过L1的电流为I1=I﹣I2=0.9A﹣0.5A=0.4A,故C正确,D错误。故选:AC。【典例11】(2023秋•二道区校级月考)电流表测量的是通过灯泡L2的电流,如果让电流表测通过L1和L2的总电流,但只允许移动一根导线,应将导线b的右端接在电流表的﹣接线柱上(选填“a”、“b”、“c”,或“+”、“﹣”)。【答案】L2;b;﹣。【分析】(1)从图中可以看出L2与电流表串联后再与L1并联,开关在干路上。从图中看出电流表使用的是0﹣3A的量程,故电流为1.4A。(2)把电流表接在干路上,b线的右端改接电流表负接线柱上即可。【解答】解:(1)如图所示,灯L1、L2并联,L2与电流表串联。因此电流表测L2的电流。(2)用电流表测通过L1、L2的总电流,把电流表接在干路上,b线的右端改接电流表负接线柱上即可。故答案为:L2;b;﹣。【典例12】(2023•泗水县三模)如图电路,闭合开关,要使L1和L2都发光,图中a、b处分别接上合理的电表(电流表或电压表),请在圆圈中填上合适的字母A或V。【答案】【分析】电流表内阻很小,电流表可视为一根导线;电压表内阻较大,电压表所在支路可视为断路;则由电路的结构和题意要求可知电表的类型。【解答】解:闭合开关,要使L1和L2都发光,则两灯中均有电流通过,由于a与灯泡L1串联,则应接电流表,b在干路上,所以则应接入相当于导线的电流表,如图:【考点4电压和电压表的使用】【典例13】(2023•金乡县三模)小明探究串联电路的电压规律,连接了如图所示的电路,下列做法不正确的是()A.闭合开关S,电压表测量L2两端的电压 B.只将导线②的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表测量L1两端的电压 C.只将导线①的下端改接到L1右端,闭合开关S,电压表测量L2两端的电压 D.只将导线①的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表测量L1和L2的总电压【答案】B【分析】根据每个选项中的操作判定电路的连接方式和电压表的作用。【解答】解:A、闭合开关S,该电路为串联电路,电压表与L2并联,电压表测量L2两端的电压,故A正确;B、只将导线②的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表的正负接线柱接反了,无法测量L1两端的电压,故B错误;C、只将导线①的下端改接到L1右端,该电路为串联电路,电压表与L2并联,闭合开关S,电压表测量L2两端的电压,故C正确;D、只将导线①的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表并联到了电源的两端,测量L1和L2的总电压,故D正确。故选:B。【典例14】(2023•滨海新区模拟)(多选)如图所示的电路,开关S接到a时,电压表示数为9V,开关S接到b时,电压表示数为4V,下列说法正确的是()A.电源电压为9V B.灯L1两端的电压为5V C.灯L2两端的电压为5V D.开关S接a和开关S接b,电路中的电流不变【答案】ABD【分析】(1)当开关S接到a时,两灯泡串联,电压表测电源的电压;(2)当开关接到b时,两灯泡仍然串联,电压表测L2两端的电压,根据串联电路的电压特点求出灯L1两端的电压;(3)串联电路中电流处处相等。【解答】解:A、当开关S接到a时,两灯泡串联,电压表测电源的电压,即电源的电压U=9V,故A正确;BC、当开关接到b时,两灯泡仍然串联,电压表测L2两端的电压,即灯L2两端的电压U2=4V;根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可知:灯L1两端的电压U1=U﹣U2=9V﹣4V=5V,故B正确、C错误;D、开关S接a和开关S接b时,两灯泡都是串联,串联电路中电流处处相等,则电路中的电流不变,故D正确。故选:ABD。【典例15】(2023•怀宁县二模)在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。将A和B串联后接在电压为6V且不变的电源两端,则通过A的电流是0.4A。【答案】0.4。【分析】由图象可知,A、B两元件的U﹣I图象是过原点的一条斜直线,则两元件为定值电阻,根据图象读出任意一组电压和电流值,根据欧姆定律求出两元件的电阻,根据电阻的串联和欧姆定律求出将A和B串联后接在电压为6V电源两端时电路中的电流即为通过A的电流。【解答】解:由图象可知,两元件为定值电阻,当UA=UB=2V时,IA=0.4A,IB=0.2A,由I=可得,A、B两元件的电阻分别为:RA===5Ω,RB===10Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且串联电路中各处的电流相等,所以将A和B串联后接在电压为6V且不变的电源两端,通过A的电流:IA′=I===0.4A。故答案为:0.4。【典例16】(2022秋•七星关区期末)实验小组完成了“探究串联电路电压规律”的实验后,得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论,这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。老师引导同学们用如图甲所示的电路继续进行了深入探究:(1)测量电源及灯泡两端电压。电压表接在CD两点,是为了测量灯泡L1的电压,闭合开关,电压表的示数(如图乙所示)是1.7V。(2)测量电路中导线的电压。测出导线BC间的电压大约为0.05V,由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。为了能更明显地观察到导线分压的现象,应选择较细(选填“粗”或“细”)的导线,原因是在长度和材料相同时,横截面积越小电阻越大,分压大,更容易观察到实验现象。(3)完成以上步骤后,他们准备测量开关两端的电压,你觉得这一步骤有(选填:“有”或“没有”)必要。【答案】(1)L1;1.7;(2)细;在长度和材料相同时,横截面积越小电阻越大,分压大,更容易观察到实验现象;(3)有。【分析】(1)电压表在使用过程中与用电器并联,电压表确定其量程与分度值,读出其示数;(2)影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积、温度;(3)开关容易接触不良,造成电阻变大,分压增多。【解答】解:(1)电压表接在CD两点,与灯泡L1并联,测量灯泡L1的电压;闭合开关,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数1.7V;(2)在长度和材料相同时,横截面积越小电阻越大,故为了能更明显地观察到导线分压的现象,需要选用较细的导线使导线的电阻大,分压多;(3)有必要,开关容易接触不良,造成电阻变大,分压增多,故有必要测量开关两端的电压。故答案为:(1)L1;1.7;(2)细;在长度和材料相同时,横截面积越小电阻越大,分压大,更容易观察到实验现象;(3)有。【典例13】巩固训练1.(2022秋•巴中期末)在如图所示的各电路中,开关闭合后,两盏小灯泡都能发光的是()A. B. C. D.【答案】D【分析】要使两个灯泡都能发光,则通过两个灯泡都有电流。【解答】解:A、由图可知,图中无电源,灯泡不发光,故A错误;B、开关闭合后,灯泡L1的两端被导线相连,被短路,L1不发光,只有L2发光,故B错误;C、开关闭合后,电源被短路,两个灯泡都不发光,故C错误;D、开关闭合后,该电路为串联电路,两个灯泡都发光,故D正确。故选:D。2.(2023•嘉峪关校级二模)如图所示电路,当开关S1、S2均闭合后()A.铃不响、灯亮 B.铃响、灯不亮 C.铃响、灯亮 D.铃不响、灯不亮【答案】B【分析】判断开关闭合后,用电器是否可以正常工作,可以从以下几个方面来考虑:①电路中是否有电源;②电路中是否有断路的情况;③用电器或电源是否被短路。【解答】解:由图可知,当开关S1和S2均闭合时,灯泡被下方的导线短路,没有电流通过灯泡,但有电流通过电铃,所以灯泡不亮,只有电铃响,故B正确,ACD错误。故选:B。3.(2023•南岗区校级开学)关于生活中的一些电路连接,下列判断不正确的是()A.蝶湖公园的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,所以路灯间是串联的 B.教室里的日光灯与控制它的开关是串联的 C.教室里的风扇和日光灯是并联的 D.教室外楼道的电灯是由声控开关和光控开关共同控制的,只有在天暗并且有声音时才能亮,所以声控开关、光控开关及灯是串联的【答案】A【分析】电流只有一条路径的则是串联电路,用电器只能同时工作,开关控制整个电路;有两条或两条以上路径的则是并联电路,用电器可以独立工作,干路开关控制整个电路,支路开关只控制其所在的支路。【解答】解:A、路灯晚上同时亮,早上同时灭,但如果一盏灯坏掉,不会影响其它路灯,所以各灯是并联的,故A错误;B、教室里的日光灯之间都是并联的,控制灯的开关与灯是串联的,故B正确;C、教室墙上的三眼插座和日光灯,使用时互不影响,所以它们是并联的,故C正确;D、楼道里的声控开关和光控开关只有同时闭合时,电路才会接通,所以两个开关与灯是串联的,故D正确。故选:A。4.(2023•高新区校级模拟)在甲、乙两个实物图中,如果闭合两电路中的所有开关,各元件都能正常工作,现将一根导线接到两电路中的不同位置,会有不同的现象发生,下列说法中正确的是()A.在图甲中,如果断开开关S,并将导线接到开关S两接线柱上,则L1、L2不发光B.在图甲中,如果闭合开关S,并将导线接到L1两接线柱上,则L1发光,L2不发光C.在图乙中,如果闭合开关S1、S2,则电动机M与灯L并联,开关S2在灯L支路上D.在图乙中,闭合S1、断开S2,并将导线接到电动机两接线柱上,则电动机被短接,灯泡仍可以工作【答案】D【分析】当用电器或电源和导线连接,则用电器或电源被短路;根据这个特点和对串并联电路的了解判断各选项。【解答】解:A、在图甲中,如果断开开关S,并将导线接到开关S两接线柱上,开关被短路,但电路是通路,所以L1、L2都能发光,故A错误。B、在图甲中,如果闭合开关S,并将导线接到L1两接线柱上,则L1被短路,不发光,但电路是通路,故L2发光,故B错误。C、在图乙中,如果闭合开关S1、S2,则电动机M与灯L并联,开关S2在电动机M支路上,故C错误。D、在图乙中,闭合S1、断开S2,并将导线接到电动机两接线柱上,虽然电动机被短接,但电动机没有接入电路,电路为灯泡的简单电路,所以灯泡仍可以工作,故D正确。故选:D。5.(2023秋•二道区校级月考)如甲图,两灯正常发光,电流表A1的示数为0.6A,电流表A2的示数如乙图。则()A.两灯是串联连接的 B.流过L1 C.流过L2 【答案】B【分析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测L1支路的电流,电流表A2测干路电流,根据并联电路的电流特点和电流表指针的位置确定两电流表的量程并根据分度值读出示数,根据并联电路的电流特点求出通过灯L2的电流。【解答】解:A、由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测L1支路的电流,电流表A2测干路电流,故A错误。B、电流表A1测L1支路的电流,电流表A1的示数为0.6A,所以流过L1的电流是0.6A,故B正确;CD、因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即干路电流大于任意支路的电流,电流表A1的示数为0.6A,电流表A2的示数应大于电流表A1的示数,所以电流表A2的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数I=2.6A,干路电流为2.6A;由于并联电路电流规律:I=I1+I2,故通过灯L2的电流:I2=I﹣I1=2.6A﹣0.6A=2A,故CD错误。故选:B。6.(2023•淄川区二模)如图所示,在“用电流表测电流”的实验中,电路的其它部分都已连接完毕,只有导线M还未连入电路。下列说法正确的是()A.M与b接线柱相连且闭合开关时,电流表测量干路电流 B.M与b接线柱相连且闭合开关时,L1和L2串联 C.M与a接线柱相连且闭合开关时,发生短路故障 D.M从a接线柱改接到b接线柱,闭合开关时电流表示数减小【答案】A【分析】(1)根据串联电路中电流只有一条路径,并联电路中电流有多条路径可判断电路的性质。(2)电流表的正确使用方法是:与被测用电器串联;电流必须从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出;所测量的电流不能超过电流表的量程;绝对不允许不经过用电器把电流表直接接在电源两极上;【解答】解:AB、M与b连接,且闭合开关时,两灯并联,电流表测干路电流,故A正确,B错误;C、M与a连接且闭合开关时,两灯并联,电流表测L2电流,不会发生短路故障,故C错误;D、M先接a,再接b,电流表先测通过L2的电流,再测总电流,所以示数会变大,故D错误。故选:A。7.(2023•聊城三模)关于如图所示的电路,下列说法正确的是()A.通过断开或闭合开关,R1和R2可以串联也可以并联 B.通过断开或闭合开关,R2和R3可以串联也可以并联 C.电压表能直接测量R3两端的电压 D.电流表可以直接测量通过R2的电流【答案】D【分析】电路中有两只开关,它们的组合方式包括四种:S1、S2都断开;S1、S2都闭合;S1断开、S2闭合;S2断开、S1闭合,根据不同开关状态可判断电路的连接状态,进而判断电压表和电流表在电路中的作用。【解答】解:A、当S1、S2都闭合时,R1和R2并联,但通过断开或闭合开关无法使R1和R2串联,故A错误;B、当S1、S2都断开时,R2和R3串联,但通过断开或闭合开关,无法使R2和R3并联,故B错误;C、图中电压表无法并联在R3两端,所以不能直接测量R3两端的电压,故C错误;D、当只闭合S2时,电路为R2的简单电路,电流表可以直接测量通过R2的电流,故D正确。故选:D。8.(2022秋•南岗区校级期末)将完好的电流表、电压表、小灯泡连接成如图所示的电路,电源由两节新干电池组成,当开关S闭合后,会出现()A.电压表示数为3V B.电流表指针明显偏转 C.小灯泡发光 D.电池被烧坏【答案】A【分析】电压表相当于断路,测量用电器两端电压时,与用电器并联。【解答】解:由图知道电压表与电流表、灯泡串联,由于电压表的内阻很大,所以电路的电流几乎为零,故电流表指针几乎没有偏转、灯泡不会发光、电池也不会被烧坏;根据串联分压原理知道,电压表两端的电压几乎等于电源电压,故电压表指针明显偏转;由于电源由两节干电池组成,所以电源电压为3V,电压表示数为3V;故只有A符合题意。故选:A。9.(2023•青山区校级模拟)4月26日国内首条悬挂式空中轨道列车光谷空轨试乘发车,光谷空轨在车厢地板部分区域设置了透明式观景窗,拥有270°观景功能,实现“人在天上跑,景在地上追”。(1)该车在行驶过程中,电池对外供电时将化学能转化为电能。(2)一期工程线路全长约10.5km,最高运行时速为60km/h,光谷空轨行驶完全程至少需要630s。【答案】(1)化学;电;(2)630。【分析】(1)电池对外供电时,将化学能转化为电能,给电池充电时,将电能转化为化学能;(2)利用速度公式可直接计算运行时间。【解答】解:(1)该车在行驶过程中,电池对外供电时将化学能转化为电能;(2)光谷空轨行驶完全程需要的时间:t==0.175h=630s。故答案为:(1)化学;电;(2)630。10.(2023春•丰城市校级期末)如图所示的电路图中,要使灯泡L1和L2组成并联电路,应该闭合S1、S3,要使灯泡L1和L2组成串联电路应该闭合S2。【答案】见试题解答内容【分析】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。【解答】解:(1)如下图所示的电路中:当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,灯泡L1和L2并联;(2)如下图所示的电路中,当断开开关S1、S3,闭合开关S2时,灯泡L1和L2串联;故答案为:S1、S3;S2。11.(2023•台前县三模)将铭牌模糊不清的灯泡L1和标有“3V,1.2W”的L2接入如图所示电路中,先闭合开关S1,灯泡L2正常发光,再闭合开关S2,电流表A1的示数变化了0.2A,则此时电流表A1的示数为0.6A,灯泡L2将不变(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。【答案】0.6;不变。【分析】由电路图可知,闭合开关S1时,电路为灯泡的简单电路;闭合S1、S2时,两灯泡并联,电流表测量A1干路电流;根据P=UI求出灯L2的额定电流,再根据并联电路的特点求出电流表A1的示数、判断灯泡L2的亮度变化。【解答】解:由电路图可知,闭合开关S1时,电路为灯泡L2的简单电路,灯泡L2正常发光,此
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