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文档简介
2024年中考物理一轮复习讲练测专题18电学微专题一(电路分析与设计、动态电路、电路安全与极值)(讲义)(原卷版)目录考情分析TOC\o"1-3"\h\u 2考点一电路分析与电路设计 3夯基·必备基础知识梳理 3提升·必考题型归纳 5考向01电路分析 5考向02电路设计 6考点二动态电路分析 7夯基·必备基础知识梳理 7提升·必考题型归纳 8考向01含滑动变阻器动态电路 8考向02多开关动态电路 9考向03含敏感电阻的动态电路 10考点三电路安全与电路极值 11夯基·必备基础知识梳理 11提升·必考题型归纳 12考向01电路极值问题 12考向02电路安全与取值范围 13
本单元是中考必考和常考热点内容,也是考生较为头疼的考题。解答此类问题,要求考生不但应具备较完善的电路理论基础,还要求考生具有较高分析问题、解决问题的能力。本单元考题主要集中在电路分析、电路设计、实物电路与电路图的转化、最值问题和电路安全。考题分值一般在2分-8分之间,选择题、填空题较低为2分,综合应用题分值可达8分。在此应说明的是,对本单元的考查常常和《欧姆定律》、《电功率》结合在一起,一般属于综合性试题。备考中,希望广大考生加强对此专题的练习、分考向地逐一展开。
考点一电路分析与电路设计一、电路分析1.串、并联电路的识别识别方法图解说明概念法(定义法)电流路径法拆除法(断路法)短路法移点法2.较复杂的电路图与实物图的转化方法(1)根据电路图连接实物图的方法标号法:从电源正极开始,先在电路图中各元件的符号两端标出序号,再在对应的实物图中各元件两端标上对应的序号,最后按照电路图连接实物电路。电流路径法:先确定电流方向,即电流从电源正极流出后依次经过哪些元件,再观察有无分支。若有分支,先将一条支路连接完成,再在对应的支路处并联上另一条支路。标号法:从电源正极开始,先在电路图中各元件的符号两端标出序号,再在对应的实物图中各元件两端标上对应的序号,最后按照电路图连接实物电路。(2)根据实物图画电路图的方法替换法:所谓替换法就是先将实物图中的元件用规定的符号替换下来,再将符号整理整理成规范电路图的一种方法。节点法:所谓节点法就是找出电路中电流的分流点和汇流点,以这些点为分界,将电路分成几段来画的方法。具体步骤:①先找出节点(并联电路的分流点和汇流点)的位置,画出干路;②对照实物图找出一条支路并画出来;③对照实物图找出其他支路并依次画出来;④将干路与各支路连接起来组成完整的电路图。二、电路设计是指通过一定规则和方法设计出符合使用要求的电路。主要是设计一些生活上比较新颖的电路:例如:探究抢答器电路、病房呼叫电路的设计、简易交通灯电路等。1.电路设计步骤:(1)仔细审题,分析需要哪些电路元件;(2)根据题意,弄清用电器之间如何连接;(3)找准开关和用电器之间的连接方式;(4)综合以上分析,画出草图;(5)对照题目要求,检查电路连接是否正确。2.电路设计中常见的方法:(1)用若干个开关控制同一个用电器:要求不管哪个开关闭合,用电器都能工作,那么这若干个开关一定是并联的,并且用电器在它们的干路上;(2)若要使某用电器通电工作,必须同时满足两个或以上条件才能实现,则这两个或以上条件即为开关,并且开关必须串联起来控制这个用电器;(3)开关的短路用法:如果要求当开关闭合时,某一灯发光,开关断开时两灯都发光,就要把这两盏灯串联,把开关与其中一灯并联,在开关闭合时造成这盏灯短路,从而达到只有另一盏灯发光的目的;(4)单刀双掷开关的应用:1)改变电路的连接方式,使用电器由并联变为串联,或由串联变为并联;2)分别控制一盏灯。把开关安置在两个不同的位置,随意拨动任何一个开关,都能使灯由亮变灭,由灭变亮。考向01电路分析【例1】如图所示,灯泡、串联的电路是()。A.B.C.D.【变式1-1】某保密室有三道门,关上一道门相当于闭合一个开关。只要有一道门没有关上红色和绿色的指示灯都会发光。当三道门都关上时,红灯会熄灭,只有绿灯会发光。请设计出符合要求的电路图画在虚线的方框内,并根据所设计的电路图在图中用笔画线将实物连接成符合要求的电路。(要求:连线不能交叉,线头接在接线柱上。)
【变式1-2】在如图所示的电路中,正确的说法是()。A.闭合S1,断开S2,L1发光,L2不发光B.闭合S1,S2,L1,L2都发光;C.S1,S2都断开,L1,L2都不发光D.闭合S2,断开S1,L1,L2都发光考向02电路设计【例2】小强把台灯的插头插在插座上,插座上有一个开关和一个指示灯,台灯开关和灯泡分别用、表示,当只闭合时,台灯不发光,当只闭合时,指示灯发光,再闭合时,台灯发光。下列设计的电路符合要求的是()。A.B.C.D.【变式2-1】如图是一种保险箱,小明为这种保险箱设计了智能解锁电路。正常解锁时,输入正确的密码使开关S1
闭合,小型电动机启动打开保险箱;也可通过使用正确的指纹使开关S2
闭合,电动机启动打开保险箱。若多次解锁失败,则系统的防盗模式启动,锁定开关S3
将会断开24小时,该时间段内,即便输入正确的密码或指纹都无法启动电动机。图中所示模拟电路中符合要求的是()。A.
B.C.
D.【变式2-2】同学们在学习“串联和并联”时,分别用完好的小灯泡(两个)、干电池(两节)、开关(一个)、导线(若干)设计并连接了各自的电路,小芳连接的两种电路在开关闭合或断开时两灯均同时亮或同时灭:小明将开关闭合后两灯均亮,再从灯座上取下其中一盏灯,另一盏灯依然发光:小聪在连接好电路的最后一根导线时,两灯都发光,但当闭合开关时,其中一盏灯泡熄灭了。请你解决下列问题:(1)在图甲的虚线框中将小芳连接的两种电路图补画完整______;(2)小明的电路连接方式为______联;(3)在图乙的虚线框内将小聪连接的电路图补画完整______。考点二动态电路分析中考物理中,动态电路分析主要以选择题、填空题和计算题形式出现。主要分为三种类型:(1)滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化;(2)开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化;(3)其他电学量发生变化或客观因素引起电路中电学物理量的变化。动态电路分析步骤如下:1.分析电路中各元件之间的关系:具体来说,就是要弄清电阻之间连接方式,是串联还是并联或两者皆有;所给的电表是测量干路的电流(或电压)还是支路中的电流(或电压)等。2.掌握电表的特点(1)电流表的电阻非常小,在电路中相当于导线,可看作短路;(2)电压表的电阻非常大,在电路中相当于断路(开路),即在分析此类问题时可先将电压表放在一边,暂不考虑。3.基本思想:明确电路中的变量和不变量,首先确定不变的物理量(如电源的电压、各定值电阻,小灯泡的电阻以及小灯泡的额定电压和额定功率),然后根据相关的规律去分析其它量的变化。4.解题思路总体遵循“先局部→再整体→再局部”的思路,具体说来:①由某个电阻或开头的变化分析总电阻的变化(局部);②根据欧姆定律,由总电阻的变化分析总电流的变化(整体);③由总电流的变化,根据欧姆定律和电路和串、并联规律分析各支路的电压、电流的变化(局部)。一、含滑动变阻器的动态电路滑动变阻器滑片的移动一般不会改变电路结构,只会改变电路中电阻的大小,解题步骤如下:(1)画出等效电路图,确定开关闭合前后电路的连接特点;(2)明确电压表、电流表测量的对象;(3)按照“先电阻、再电流、最后电压”的顺序,分析电路中电阻、电流、电压的变化情况。二、多开关动态电路开关类动态电路分析解题步骤:(1)画出等效电路图,确定开关闭合前后电路的连接特点;(2)明确电压表、电流表测量的对象;(3)分析开关闭合前后各物理量的变化情况,得出结论。三、含敏感电阻的动态电路敏感电阻(传感器)类动态电路分析:由各敏感电阻(如光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻等)引起的电流动态变化,其本质上与滑动变阻器滑片移动引起的电路的动态变化相同,其分析方法也基本相同。考向01含滑动变阻器动态电路【例1】如图,电源的电压不变。闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时()。A.电压表的示数不变,电流表的示数增大;B.电压表的示数减小,电流表的示数减小;C.两表的示数都减小;D.两表的示数都不变【变式1-1】如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片适当左移,下列说法正确的是()。A.电流表A1示数不变、电流表A2示数变小B.电流表A1示数变大、电压表V示数不变C.电流表A2示数变大、电压表V示数变小D.电流表A2示数变大、电压表V示数不变【变式1-2】(多选)图甲是探究欧姆定律的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象。下列说法中正确的是()。A.图线a是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象;B.当电压表V1、V2的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置;C.电源电压是6V;D.定值电阻阻值是10Ω考向02多开关动态电路【例2】如图,灯泡标有“6V3W”字样。定值电阻R1阻值为3Ω,滑动变阻器R2规格为“20Ω3A”。当电源电压为12V时,闭合S、S1,断开S2、S3,调节滑片,使灯泡正常发光,断开电路,改变电源电压。闭合S、S2、S3,断开S1,将滑片移到最右端,灯泡再次正常发光(不计温度对灯丝电阻的影响)。下列说法正确的是()。A.电源电压为12V,灯泡正常发光时,R2接入电路的阻值为12Ω;B.改变电源电压,灯泡再次正常发光时,电流表的示数为0.5A;C.改变后的电源电压为7.5V;D.前后两次灯泡正常发光时,电路消耗的总功率之比为2∶5【变式2-1】如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“”的字样,滑动变阻器R的最大阻值为,为定值电阻。当S闭合,、断开,滑片P由b端向a端滑动,使其连入电路的电阻是最大阻值的三分之一时,小灯泡恰好正常发光。当滑片位置保持不变,开关都闭合时,电流表的示数变化了。不考虑灯丝电阻的变化,下列说法正确的是()。A.电源电压是;B.小灯泡正常发光,整个电路消耗的电能是;C.的阻值为;D.当滑片位置保持不变,开关都闭合时,电路消耗总功率是【变式2-2】如图所示,电源电压不变,,,.只闭合开关,电流表、的示数之比为______,电压表、的示数之比为______。再闭合开关、,电流表、的示数之比为______,电压表、的示数之比为______。考向03含敏感电阻的动态电路【例3】如图所示是一种温度测试仪的电路,R1为定值电阻,R2为热敏电阻(阻值随温度升高而减小,电路图符号)。电源两端的电压不变,闭合开关S,当所测物体温度升高时,下列判断正确的是(
)。A.电流表示数变小B.电流表示数不变C.电压表示数变小D.电压表示数变大【变式3-1】如图所示是一种测定油箱内油量的装置模型,其中R为滑动变阳器的电阻片,与之接触的滑片P可以绕O点转到,当油量减少时,以下说法中正确的是()。A.电流表示数增大B.电路的总电阻减小;C.电路消耗的总功率增大D.定值电阻R0两端的电压减小【变式3-2】测温模拟电路如图1所示,温度表由量程为3V的电压表改装而成,电源电压U为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图2所示,则当开关S闭合后,电路可测量的最高温度为______℃,温度表的10℃应标在电压表______处,若增大U,电路可测量的最高温度将_______若U增大3V,R增大40Ω,电路可测量的最高温度为________℃。考点三电路安全与电路极值一、求最大(小)电功率问题根据公式P=U2/R可知:在电压一定时,电阻最小,电功率最大;电阻最大,电功率最小。所以,求电路消耗的最大(小)功率,实际上是寻找什么时候电路中的电阻最小(大)。一般来说,当用电器串联且电阻最大时,电功率最小;当用电器并联且电阻最小时,电功率最大。如果定值电阻与变阻器串联,变阻器不连入或连入阻值最小时,电路总电阻最小,电路电功率最大。二、电路安全问题电路安全问题,是难点也是重点,是考查学生能否综合应用所学知识,全面准确地分析电路问题。电路安全问题要坚持“取小原则”,即串联电路取小电流,并联电路取小电压,然后再综合分析电表的量程。这类问题一般来说,都是一个定值电阻与一个变阻器串联。但是电压表的位置不同,结果不同。1.电压表测定值电阻的电压如上图所示,电压表测定值电阻R的电压。此时,在确定电路中的最大电流时,不但要考虑电流表的量程,还要考虑R′允许通过的最大电流,关键还要考虑电压表的量程。一般来说,此时电路的最大电流由电压表的量程来确定,即I最大=Uv最大/R,此时R′取得最小值:R最小′=R总—R=U/I最大-R。此时R′所能取得的最大值为它的最大值。2.电压表测变阻器的电压(此情形较多)(1)如上图所示。此时,电路中的最大电流,一般由变阻器R2允许通过的最大值和电流表的较小量程来确定,一般是电流表的较小量程值,即I最大=0.6A,也有时候要考虑R1所允许通过的最大电流值。此时R2取得最小值:R2最小=R总-R1=U/I最大-R1。(2)此时,R2的最大值由电压表的量程来确定。因为R2两端的最高电压为电压表的量程,所以U2最大=Uv最大。R1两端的电压U1=U-U2最大;I最小=U1/R1。R2最大电阻:R2最大=R总-R1=U/I最小-R1。考向01电路极值问题【例1】图甲所示电路中,电源电压为3V且保持不变,闭合开关S后,滑片P从一端移动到另一端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示,下列判断中不正确的是()。A.R1的电阻为5Ω B.滑动变阻器的最大电阻为10ΩC.电路消耗的最大功率为1.8W D.R1消耗的最小功率为0.4W【变式1-1】小明测量小灯泡的电功率,电路如图甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U−I图象如图乙所示。下列分析不正确的是()。A.小灯泡的电阻约为12.7Ω;B.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路中的阻值约为7.3Ω;C.小灯泡的额定功率为1.14W;D.小灯泡两端电压为2.0V时,滑动变阻器消耗的电功率为0.88W【变式1-2】如图所示电路中,电源电压保持恒定,电阻R1的阻值为10Ω,电阻R2的阻值为40Ω,只闭合开关S和S1,将滑动变阻器R的滑动触头从最左端移到最右端的过程中,电流表的示数为0.2A逐渐增大到0.6A,求:(1)电源的电压U;(2)滑动变阻器R的最大阻值;(3)要使整个电路消耗的电功率为最大,请写出开关S1、S2的开闭状态和滑动变阻器滑片R的滑动触头所在位置,并计算出电功率的最大值。考向02电路安全与取值范围【例2】(多选)如图所示,电源电压为6V保持不变,电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器上标有“10Ω1A”的字样。在元件安全的情况下,移动滑动变阻器滑片P过程中,则()。A.R1的功率范围
5W~0.8WB.R1的功率范围7.2W~0.8WC.R2的最大功率是1.8WD.R2的最大功率为1.6W【变式2-1】(多选)如图所示,电源电压为4.5V保持不变,电压表量程选择“0~3V”,电流表量程选择“0~0.6A”,滑动变阻器R规格为“20Ω1A”,小灯泡L上标有“2.5V1.25W”字样(忽略灯丝电阻的变化)。闭合开关S,若两电表示数均不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压,下列说法中正确的是()。A.小灯泡灯丝电阻为5Ω B.电路中的最大电流为0.5A C.滑动变阻器阻值变化范围为4~20ΩD.电路的最大功率为2.25W【变式2-2】(多选)把标有“25Ω,1A”字样的滑动变阻器R2,与一个R1=5Ω的电阻串联接在6V的电源上,如图所示。在保证电路安全的情况下,则下列判断正确的是()。A.电阻R1消耗的最小功率是0.2W B.电压表应选0~15V的量程C.电路的最大功率是6W D.电压表示数的变化范围在0~5V之间专题18电学微专题一(电路分析与设计、动态电路、电路安全与极值)(讲义)(解析版)目录考情分析TOC\o"1-3"\h\u 2考点一电路分析与电路设计 3夯基·必备基础知识梳理 3提升·必考题型归纳 5考向01电路分析 5考向02电路设计 6考点二动态电路分析 8夯基·必备基础知识梳理 8提升·必考题型归纳 9考向01含滑动变阻器动态电路 9考向02多开关动态电路 11考向03含敏感电阻的动态电路 13考点三电路安全与电路极值 15夯基·必备基础知识梳理 15提升·必考题型归纳 16考向01电路极值问题 16考向02电路安全与取值范围 19
考情分析本单元是中考必考和常考热点内容,也是考生较为头疼的考题。解答此类问题,要求考生不但应具备较完善的电路理论基础,还要求考生具有较高分析问题、解决问题的能力。本单元考题主要集中在电路分析、电路设计、实物电路与电路图的转化、最值问题和电路安全。考题分值一般在2分-8分之间,选择题、填空题较低为2分,综合应用题分值可达8分。在此应说明的是,对本单元的考查常常和《欧姆定律》、《电功率》结合在一起,一般属于综合性试题。备考中,希望广大考生加强对此专题的练习、分考向地逐一展开。
考点一电路分析与电路设计一、电路分析1.串、并联电路的识别识别方法图解说明概念法(定义法)电流路径法拆除法(断路法)短路法移点法2.较复杂的电路图与实物图的转化方法(1)根据电路图连接实物图的方法标号法:从电源正极开始,先在电路图中各元件的符号两端标出序号,再在对应的实物图中各元件两端标上对应的序号,最后按照电路图连接实物电路。电流路径法:先确定电流方向,即电流从电源正极流出后依次经过哪些元件,再观察有无分支。若有分支,先将一条支路连接完成,再在对应的支路处并联上另一条支路。标号法:从电源正极开始,先在电路图中各元件的符号两端标出序号,再在对应的实物图中各元件两端标上对应的序号,最后按照电路图连接实物电路。(2)根据实物图画电路图的方法替换法:所谓替换法就是先将实物图中的元件用规定的符号替换下来,再将符号整理整理成规范电路图的一种方法。节点法:所谓节点法就是找出电路中电流的分流点和汇流点,以这些点为分界,将电路分成几段来画的方法。具体步骤:①先找出节点(并联电路的分流点和汇流点)的位置,画出干路;②对照实物图找出一条支路并画出来;③对照实物图找出其他支路并依次画出来;④将干路与各支路连接起来组成完整的电路图。二、电路设计是指通过一定规则和方法设计出符合使用要求的电路。主要是设计一些生活上比较新颖的电路:例如:探究抢答器电路、病房呼叫电路的设计、简易交通灯电路等。1.电路设计步骤:(1)仔细审题,分析需要哪些电路元件;(2)根据题意,弄清用电器之间如何连接;(3)找准开关和用电器之间的连接方式;(4)综合以上分析,画出草图;(5)对照题目要求,检查电路连接是否正确。2.电路设计中常见的方法:(1)用若干个开关控制同一个用电器:要求不管哪个开关闭合,用电器都能工作,那么这若干个开关一定是并联的,并且用电器在它们的干路上;(2)若要使某用电器通电工作,必须同时满足两个或以上条件才能实现,则这两个或以上条件即为开关,并且开关必须串联起来控制这个用电器;(3)开关的短路用法:如果要求当开关闭合时,某一灯发光,开关断开时两灯都发光,就要把这两盏灯串联,把开关与其中一灯并联,在开关闭合时造成这盏灯短路,从而达到只有另一盏灯发光的目的;(4)单刀双掷开关的应用:1)改变电路的连接方式,使用电器由并联变为串联,或由串联变为并联;2)分别控制一盏灯。把开关安置在两个不同的位置,随意拨动任何一个开关,都能使灯由亮变灭,由灭变亮。考向01电路分析【例1】如图所示,灯泡、串联的电路是()。A.B.C.D.【答案】B。【解析】ACD.闭合开关后,两灯的两端分别连在一起,然后接到电路中,两灯并联,故ACD不符合题意;B.闭合开关后,两灯依次相连,然后接到电路中,两灯串联,故B符合题意。故选B。【变式1-1】某保密室有三道门,关上一道门相当于闭合一个开关。只要有一道门没有关上红色和绿色的指示灯都会发光。当三道门都关上时,红灯会熄灭,只有绿灯会发光。请设计出符合要求的电路图画在虚线的方框内,并根据所设计的电路图在图中用笔画线将实物连接成符合要求的电路。(要求:连线不能交叉,线头接在接线柱上。)
【解析】只要有一道门没有关上红色和绿色的指示灯都会发光。当三道门都关上时,红灯会熄灭,只有绿灯会发光,即两灯串联,开关闭合时将红灯短路,如图所示:将电路图接成实物图,如图所示:【变式1-2】在如图所示的电路中,正确的说法是()。A.闭合S1,断开S2,L1发光,L2不发光B.闭合S1,S2,L1,L2都发光;C.S1,S2都断开,L1,L2都不发光D.闭合S2,断开S1,L1,L2都发光【答案】D。【解析】由电路图知道只要闭合S1,就会造成短路,故AB错误;S1,S2都断开,电路中只有L1,且发光,故C错误;闭合S2,断开S1,L1,L2并联,且都发光,故D正确。考向02电路设计【例2】小强把台灯的插头插在插座上,插座上有一个开关和一个指示灯,台灯开关和灯泡分别用、表示,当只闭合时,台灯不发光,当只闭合时,指示灯发光,再闭合时,台灯发光。下列设计的电路符合要求的是()。A.B.C.D.【答案】D。【解析】A.图中指示灯、台灯、两开关串联,只有两开关同时闭合,指示灯、台灯才能亮,故A不符合题意;B.图中指示灯、台灯并联,开关S1控制指示灯,开关S2控制台灯,开关S1闭合指示灯亮,开关S2闭合台灯亮,故B不符合题意;C.图中S2与台灯串联后与开关S1并联,再与指示灯串联,开关S1闭合台灯被短路,故C不符合题意;D.图中S2与台灯串联后与指示灯并联,再与开关S1串联,当只闭合时,台灯不发光,当只闭合时,指示灯发光,再闭合时,台灯发光,古D符合题意。故选D。【变式2-1】如图是一种保险箱,小明为这种保险箱设计了智能解锁电路。正常解锁时,输入正确的密码使开关S1
闭合,小型电动机启动打开保险箱;也可通过使用正确的指纹使开关S2
闭合,电动机启动打开保险箱。若多次解锁失败,则系统的防盗模式启动,锁定开关S3
将会断开24小时,该时间段内,即便输入正确的密码或指纹都无法启动电动机。图中所示模拟电路中符合要求的是()。A.
B.C.
D.【答案】A。【解析】由题意可知,开关S1
闭合,小型电动机启动打开保险箱;使用正确的指纹使开关S2
闭合,电动机启动打开保险箱;这说明开关S1
、S2
是并联的,能独立工作;锁定开关S3
断开时,即便输入正确的密码或指纹都无法启动电动机,这说明S3
串联在干路中,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。【变式2-2】同学们在学习“串联和并联”时,分别用完好的小灯泡(两个)、干电池(两节)、开关(一个)、导线(若干)设计并连接了各自的电路,小芳连接的两种电路在开关闭合或断开时两灯均同时亮或同时灭:小明将开关闭合后两灯均亮,再从灯座上取下其中一盏灯,另一盏灯依然发光:小聪在连接好电路的最后一根导线时,两灯都发光,但当闭合开关时,其中一盏灯泡熄灭了。请你解决下列问题:(1)在图甲的虚线框中将小芳连接的两种电路图补画完整______;(2)小明的电路连接方式为______联;(3)在图乙的虚线框内将小聪连接的电路图补画完整______。【解析】(1)[1]根据开关闭合或断开时两灯均同时亮或同时灭,则两灯串联、并联均可,如下图所示:(2)[2]根据从灯座上取下其中一盏灯,另一盏灯依然发光可知:两灯之间互不影响,故两灯应是并联。(3)[3]小聪在连接好电路的最后一根导线时,两灯都发光,说明电路是通路,当闭合开关时,其中一盏灯泡熄灭了,而另一盏灯仍然是通路,说明开关闭合时这盏灯泡短路,如图:考点二动态电路分析中考物理中,动态电路分析主要以选择题、填空题和计算题形式出现。主要分为三种类型:(1)滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化;(2)开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化;(3)其他电学量发生变化或客观因素引起电路中电学物理量的变化。动态电路分析步骤如下:1.分析电路中各元件之间的关系:具体来说,就是要弄清电阻之间连接方式,是串联还是并联或两者皆有;所给的电表是测量干路的电流(或电压)还是支路中的电流(或电压)等。2.掌握电表的特点(1)电流表的电阻非常小,在电路中相当于导线,可看作短路;(2)电压表的电阻非常大,在电路中相当于断路(开路),即在分析此类问题时可先将电压表放在一边,暂不考虑。3.基本思想:明确电路中的变量和不变量,首先确定不变的物理量(如电源的电压、各定值电阻,小灯泡的电阻以及小灯泡的额定电压和额定功率),然后根据相关的规律去分析其它量的变化。4.解题思路总体遵循“先局部→再整体→再局部”的思路,具体说来:①由某个电阻或开头的变化分析总电阻的变化(局部);②根据欧姆定律,由总电阻的变化分析总电流的变化(整体);③由总电流的变化,根据欧姆定律和电路和串、并联规律分析各支路的电压、电流的变化(局部)。一、含滑动变阻器的动态电路滑动变阻器滑片的移动一般不会改变电路结构,只会改变电路中电阻的大小,解题步骤如下:(1)画出等效电路图,确定开关闭合前后电路的连接特点;(2)明确电压表、电流表测量的对象;(3)按照“先电阻、再电流、最后电压”的顺序,分析电路中电阻、电流、电压的变化情况。二、多开关动态电路开关类动态电路分析解题步骤:(1)画出等效电路图,确定开关闭合前后电路的连接特点;(2)明确电压表、电流表测量的对象;(3)分析开关闭合前后各物理量的变化情况,得出结论。三、含敏感电阻的动态电路敏感电阻(传感器)类动态电路分析:由各敏感电阻(如光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻等)引起的电流动态变化,其本质上与滑动变阻器滑片移动引起的电路的动态变化相同,其分析方法也基本相同。考向01含滑动变阻器动态电路【例1】如图,电源的电压不变。闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时()。A.电压表的示数不变,电流表的示数增大;B.电压表的示数减小,电流表的示数减小;C.两表的示数都减小;D.两表的示数都不变【答案】A。【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表测干路电流,电压表测电源的电压。因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变。因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,变阻器接入电路中的电阻变小,通过R2的电流变大;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,即电流表的示数增大,故A正确、BCD错误。故选A。【变式1-1】如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片适当左移,下列说法正确的是()。A.电流表A1示数不变、电流表A2示数变小B.电流表A1示数变大、电压表V示数不变C.电流表A2示数变大、电压表V示数变小D.电流表A2示数变大、电压表V示数不变【答案】D。【解析】如图,小灯泡与滑动变阻器并联,电流表A1测量通过小灯泡的电流,电流表A2测量干路电流;在滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,小灯泡所在的支路两端的电压为电源电压保持不变(并联电路各支路两端的电压均等于电源电压),故通过小灯泡的电流不变,即电流表A1的示数不变;滑动变阻器所在的支路电阻变小,电流变大,故干路的电流变大(并联电路中干路电流等于各支路电流之和),即电流表A2的示数变大;电压表V测量电源电压保持不变。故选D。【变式1-2】(多选)图甲是探究欧姆定律的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象。下列说法中正确的是()。A.图线a是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象;B.当电压表V1、V2的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置;C.电源电压是6V;D.定值电阻阻值是10Ω【答案】ACD。【解析】A.通过定值电阻的电流与定值电阻两端电压成正比,所以图线b是对应的是定值电阻,a对应滑动变阻器。由甲图可知,电压表V1测定值电阻两端电压,故A正确;BD.定值电阻的阻值滑动变阻器的最大阻值当电压表V1、V2的示数相等时,即滑动变阻器的最值等于定值电阻的阻值,此时滑动变阻器的阻值故B错误,D正确;C.当电流为0.1A时,V1和V2的示数分别为1V和5V,串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和,故电源电压为6V,故C正确。故选ACD。考向02多开关动态电路【例2】如图,灯泡标有“6V3W”字样。定值电阻R1阻值为3Ω,滑动变阻器R2规格为“20Ω3A”。当电源电压为12V时,闭合S、S1,断开S2、S3,调节滑片,使灯泡正常发光,断开电路,改变电源电压。闭合S、S2、S3,断开S1,将滑片移到最右端,灯泡再次正常发光(不计温度对灯丝电阻的影响)。下列说法正确的是()。A.电源电压为12V,灯泡正常发光时,R2接入电路的阻值为12Ω;B.改变电源电压,灯泡再次正常发光时,电流表的示数为0.5A;C.改变后的电源电压为7.5V;D.前后两次灯泡正常发光时,电路消耗的总功率之比为2∶5【答案】D。【解析】A.电源电压为12V,闭合S、S1,断开S2、S3,调节滑片,灯泡正常发光时,灯泡与滑动变阻器R2、定值电阻R1串联,灯泡两端的电压为6V,滑动变阻器加R1两端的电压也为6V,此时有此时接入电路的R2的阻值为;故A错误;B.闭合S、S2、S3,断开S1,将滑片移到最右端,电路中灯泡与R1并联,改变电源电压,灯泡再次正常发光时,故此时电源电压为6V;通过灯泡的电流通过R1的电流为电流表的示数为;故B错误;C.改变后的电源电压为6V,故C错误;D.前后两次灯泡正常发光时,电路消耗的总功率之比为;故D正确。故选D。【变式2-1】如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“”的字样,滑动变阻器R的最大阻值为,为定值电阻。当S闭合,、断开,滑片P由b端向a端滑动,使其连入电路的电阻是最大阻值的三分之一时,小灯泡恰好正常发光。当滑片位置保持不变,开关都闭合时,电流表的示数变化了。不考虑灯丝电阻的变化,下列说法正确的是()。A.电源电压是;B.小灯泡正常发光,整个电路消耗的电能是;C.的阻值为;D.当滑片位置保持不变,开关都闭合时,电路消耗总功率是【答案】ABD。【解析】小灯泡正常工作的电流:IL==0.5A灯泡的电阻:RL==24ΩA.当S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时,灯泡与变阻器的电阻串联,因串联电路中各处的电流相等,且灯泡正常发光,所以,电路中的电流:I=IL=0.5A因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压:U=I(RL+R)=0.5A×(24Ω+×36Ω)=18V故A正确;B.小灯泡正常发光10s,整个电路消耗的电能:W=UIt=18V×0.5A×10s=90J,故B正确;CD.当滑片位置保持不变,开关都闭合时,电阻R0和变阻器并联,电流表测量干路中的电流,由串并联电阻的规律可知总电阻变小,干路中的电流变大,所以干路中的电流为I干=I+2A=0.5A+2A=2.5A电路的总电阻:R总=7.2Ω,,R0=18Ω;电路消耗的总功率:P=UI=18V×2.5A=45W。故C错误,D正确。故选ABD。【变式2-2】如图所示,电源电压不变,,,.只闭合开关,电流表、的示数之比为______,电压表、的示数之比为______。再闭合开关、,电流表、的示数之比为______,电压表、的示数之比为______。【答案】1:1;1:3;3:5;1:1。【解析】(1)只闭合开关,与串联,电流表、测量电路中的电流,根据串联电路中电流处处相等,电流表、的示数之比为1:1;(2)电压表测量两端的电压,电压表测量与两端的总电压,根据串联电路分压规律可得:电压表、的示数之比为;(3)(4)再闭合开关、,与并联,电压表、测量并联电路两端的电压,所以电压表、的示数之比为.电流表测量的电流,电流表测量干路电流,根据欧姆定律和并联电路的电流特点可得:电流表、的示数之比为:。考向03含敏感电阻的动态电路【例3】如图所示是一种温度测试仪的电路,R1为定值电阻,R2为热敏电阻(阻值随温度升高而减小,电路图符号)。电源两端的电压不变,闭合开关S,当所测物体温度升高时,下列判断正确的是(
)。A.电流表示数变小B.电流表示数不变C.电压表示数变小D.电压表示数变大【答案】D。【解析】已知R2为热敏电阻,其阻值随温度升高而减小。由图可知定值电阻R1、热敏电阻R2串联,电流表测电路电流,电压表测定值电阻R1两端电压,闭合开关S,当所测物体温度升高时,热敏电阻R2阻值减小,则通过电路电流增大,即电流表示数变大;定值电阻R1阻值不变,通过电流增大,根据U=IR可知,两端电压增大,即电压表示数变大。故ABC错误,D正确。故选D。【变式3-1】如图所示是一种测定油箱内油量的装置模型,其中R为滑动变阳器的电阻片,与之接触的滑片P可以绕O点转到,当油量减少时,以下说法中正确的是()。A.电流表示数增大B.电路的总电阻减小;C.电路消耗的总功率增大D.定值电阻R0两端的电压减小【答案】D。【解析】AB.当油量减少时,浮子向下运动,滑片向上运动,由图可知,此时滑动变阻器的电阻变大,电路总电阻变大,电源电压和定值电阻R0的电阻不变,根据公式得电路中的电流变小,电流表示数变小,故AB错误;C.电源电压一定,电流减小,根据公式得电路的总功率变小,故C错误;D.定值电阻R0的电阻不变,电路中的电流变小,根据公式得R0两端的电压减小,故D正确。故选D。【变式3-2】测温模拟电路如图1所示,温度表由量程为3V的电压表改装而成,电源电压U为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图2所示,则当开关S闭合后,电路可测量的最高温度为______℃,温度表的10℃应标在电压表______处,若增大U,电路可测量的最高温度将_______若U增大3V,R增大40Ω,电路可测量的最高温度为________℃。【答案】30;2;变小;30。【解析】[1]由1图可知,R、Rt串联,电压表测Rt两端电压,当电压表的示数最大,即Ut=3V时,电路允许测量的温度最高,根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得:定值电阻R两端的电压UR=U-Ut=6V-3V=3V则电路中的电流I=热敏电阻的阻值由图象可知,此电路允许的最高环境温度为30℃。[2]温度表在10℃时,Rt1=20Ω,电路中的电流=0.1A电压表的示数[3]若增大电源电压U,电压表的量程仍为0-3V,根据串联电路的分压作用知,定值电阻两端的电压增大,由欧姆定律知电路的电流增大,热敏电阻的阻值Rt的阻值减小,电路可测量的最高温度减小。[4]若U增大3V,即电源电压为3V+6V=9VR增大40Ω,此时电压表的量程仍为0-3V,根据串联电路的分压作用知,定值电阻两端的电压增大,变为9V-3V=6V此时电路的电流为热敏电阻的阻值Rt的阻值为=40Ω由图2知此时电路可测量的最高温度是30℃。考点三电路安全与电路极值一、求最大(小)电功率问题根据公式P=U2/R可知:在电压一定时,电阻最小,电功率最大;电阻最大,电功率最小。所以,求电路消耗的最大(小)功率,实际上是寻找什么时候电路中的电阻最小(大)。一般来说,当用电器串联且电阻最大时,电功率最小;当用电器并联且电阻最小时,电功率最大。如果定值电阻与变阻器串联,变阻器不连入或连入阻值最小时,电路总电阻最小,电路电功率最大。二、电路安全问题电路安全问题,是难点也是重点,是考查学生能否综合应用所学知识,全面准确地分析电路问题。电路安全问题要坚持“取小原则”,即串联电路取小电流,并联电路取小电压,然后再综合分析电表的量程。这类问题一般来说,都是一个定值电阻与一个变阻器串联。但是电压表的位置不同,结果不同。1.电压表测定值电阻的电压如上图所示,电压表测定值电阻R的电压。此时,在确定电路中的最大电流时,不但要考虑电流表的量程,还要考虑R′允许通过的最大电流,关键还要考虑电压表的量程。一般来说,此时电路的最大电流由电压表的量程来确定,即I最大=Uv最大/R,此时R′取得最小值:R最小′=R总—R=U/I最大-R。此时R′所能取得的最大值为它的最大值。2.电压表测变阻器的电压(此情形较多)(1)如上图所示。此时,电路中的最大电流,一般由变阻器R2允许通过的最大值和电流表的较小量程来确定,一般是电流表的较小量程值,即I最大=0.6A,也有时候要考虑R1所允许通过的最大电流值。此时R2取得最小值:R2最小=R总-R1=U/I最大-R1。(2)此时,R2的最大值由电压表的量程来确定。因为R2两端的最高电压为电压表的量程,所以U2最大=Uv最大。R1两端的电压U1=U-U2最大;I最小=U1/R1。R2最大电阻:R2最大=R总-R1=U/I最小-R1。考向01电路极值问题【例1】图甲所示电路中,电源电压为3V且保持不变,闭合开关S后,滑片P从一端移动到另一端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示,下列判断中不正确的是()。A.R1的电阻为5Ω B.滑动变阻器的最大电阻为10ΩC.电路消耗的最大功率为1.8W D.R1消耗的最小功率为0.4W【答案】D。【解析】A.由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片位于a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路中的电流最大,电路中只有R1,由图乙可知I1=0.6A电源电压为3V,故R1的电阻为,故A正确,不符合题意;B.当滑片位于b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知I2=0.2A,U2=2V由欧姆定律,则滑动变阻器的最大阻值,故B正确,不符合题意;C.电路消耗的最大功率P大=UI1=3V×0.6A=1.8W,故C正确,不符合题意;D.R1消耗的最小功率:P1=I22R1=(0.2A)2×5Ω=0.2WD不正确,符合题意。故选D。【变式1-1】小明测量小灯泡的电功率,电路如图甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U−I图象如图乙所示。下列分析不正确的是()。A.小灯泡的电阻约为12.7Ω;B.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路中的阻值约为7.3Ω;C.小灯泡的额定功率为1.14W;D.小灯泡两端电压为2.0V时,滑动变阻器消耗的电功率为0.88W【答案】A。【解析】A.小灯泡与变阻器串联,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测通过小灯泡的电流,由图乙知,小灯泡的电流随电压的变化关系为一曲线,说明小灯泡的电阻是变化的,故A错误,符合题意;B.灯泡的额定电压是3.8V,由图乙可知,灯泡在额定电压下的电流0.30A,电源电压恒为6V,由串联电路的规律及欧姆定律,灯正常发光时变阻器连入电路的电阻,故B正确,不符合题意;C.灯的额定功率PL=ULIL=3.8V×0.30A=1.14W,故C正确,不符合题意;D.由乙图知,当灯两端的电压为2.0V时,通过灯的电流为0.22A,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为U滑=U-U′=6V-2V=4V滑动变阻器消耗的电功率为P滑=U滑I′=4V×0.22A=0.88W故D正确,不符合题意。故选A。【变式1-2】如图所示电路中,电源电压保持恒定,电阻R1的阻值为10Ω,电阻R2的阻值为40Ω,只闭合开关S和S1,将滑动变阻器R的滑动触头从最左端移到最右端的过程中,电流表的示数为0.2A逐渐增大到0.6A,求:(1)电源的电压U;(2)滑动变阻器R的最大阻值;(3)要使整个电路消耗的电功率为最大,请写出开关S1、S2的开闭状态和滑动变阻器滑片R的滑动触头所在位置,并计算出电功率的最大值。【答案】(1)6V;(2)20Ω;(3)4.5W。【解析】(1)只闭合开关S和S1,该电路为串联电路;电阻R1与R串联接入电路中,电流表测量电路中的电流;当滑动变阻器的滑片移动到最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,该电路为R1的电路,此时电路中的总电阻值最小,电路中的电流是最大的,根据欧姆定律可知,电源电压为:U=I大R1=0.6A×10Ω=6V。(2)滑动变阻器的滑片移至最左端时,滑动变阻器全部接入电路中,此时电路中的电阻最大,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流是最小的,则电路的总电阻为:R'=U/I小=6V/0.2A=30Ω;则滑动变阻器的最大阻值为:R=R'﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω。(3)要使整个电路消耗的电功率为最大,根据公式P=U2/R可知,在电源电压不变时,需要使电路的总电阻最小;根据串联电路的电阻关系可知,串联的电阻越多,总电阻越大;根据并联电路的电阻关系可知,并联的电阻越多,总电阻越小;所以当滑动变阻器的滑片移动到最右端,开关S1、S2都闭合时,电路的总电阻是最小的,总功率最大,此时为并联电路,电阻R1、R2并联在电路中,最大功率为:P=P1+P2=U2R1+U2R答:(1)电源的电压U为6V;(2)滑动变阻器R的最大阻值为20Ω;(3)电功率的最大值为4.5W。考向02电路安全与取值范围【例2】(多选)如图所示,电源电压为6V保持不变,电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器上标有“10Ω1A”的字样。在元件安全的情况下,移动滑动变阻器滑片P过程中,则()。A.R1的功率范围
5W~0.8WB.R1的功率范围7.2W~0.8WC.R2的最大功率是1.8WD.R2的最大功率为1.6W【答案】BC。【解析】AB.当滑片P在最右端时,电路中总电阻最小,电流最I最大=U/R1=6V/5Ω=1.2A;此时R1的功率最大:P1最大=I最大2R1=(1.2A)2×5Ω=7.2W。当滑片P在最左端时,电路中总电阻最大,电流最小:I最小=U/R总=6V/(5Ω+10Ω)=0.4A,此时R1的功率最小:P1最小=I最小2R1=(0.4A)2×5Ω=0.8W。所以R1的功率范围7.2W~0.8W,A错,B正确。CD.当R2'=R1=5Ω时,滑动变阻器R2的功率最大,此时,电路中的电流:I2最大=UR总'=U最大功率P2最大=I2最大2R2'=(0.6A)2×5Ω=1.8W。C正确,D错。选BC。【变式2-1】(多选)如图所示,电源电压为4.5V保持不变,电压表量程选择“0~3V”,电流表量程选择“0~0.6A”,滑动变阻器R规格为“20Ω1A”,小灯泡L上标有“2.5V1.25W”字样(忽略灯丝电阻的变化)。闭合开关S,若两电表示数均不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压,下列说法中正确的是()。A.小灯泡灯丝电阻为5Ω B.电路中的最大电流为0.5A C.滑动变阻器阻值变化范围为4~20ΩD.电路的最大功率为2.25W【答案】ABD。【解析】由电路图可知:R与L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。A.由P=U2/R得,灯泡的阻值:RL=U额2PB.滑片移动的过程中,当灯泡正常发光时,电路中的电流是最大的;由P=UI得,电路中的最大电流:I大=P额/U额=1.25W/2.5V=0.5A,B正确。C.当电压表示数为3V时,滑动变阻器连入电路中的阻值最大,此时灯泡两端的电压:UL=U﹣U滑=4.5V﹣3V=1.5V,电路中的最小电流:I小=UL/RL=1.5V/5Ω=0.3A;滑动变阻器连入电路中的最大阻值:R滑大=U滑/I小=3V/0.3A=10Ω;灯泡正常发光时,电流最大,则电路的总电阻最小;滑动变阻器两端的电压U滑′=U﹣U额=4.5V﹣2.5V=2V,滑动变阻器连入电路中的最小阻值:R滑小=U滑′/I大=2V/0.5A=4Ω,所以滑动变阻器的阻值变化范围是4Ω~10Ω,C错。D.根据P=UI可知,电路中的电流最大时,总功率最大,最大功率为:P=UI大=4.5V×0.5A=2.25W,D正确。选ABD。【变式2-2】(多选)把标有“25Ω,1A”字样的滑动变阻器R2,与一个R1=5Ω的电阻串联接在6V的电源上,如图所示。在保证电路安全的情况下,则下列判断正确的是()。A.电阻R1消耗的最小功率是0.2W B.电压表应选0~15V的量程C.电路的最大功率是6W D.电压表示数的变化范围在0~5V之间【答案】ABC。【解析】A.电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量R2两端的电压,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,由电阻的串联可知电路的总电阻最大,由可知此时电路中的电流最小,由串联电路电阻的特点和欧姆定律可知最小电流为则电阻R1消耗的最小功率为P1=I小2R1=(0.2A)2×5Ω=0.2W,故A正确;B.由图可知电压表测量R2两端的电压,当R2连入电路阻值最大时,通过的电流为I小=0.2A,由欧姆定律可知此时R2两端的最大电压为U2=I小R2=0.2A×25Ω=5V,因此电压表应选0~15V的量程,故B正确;C.由题可知滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,为保护电路安全,则电路中最大电流应为I大=1A,则电路的最大功率为P=UI大=6V×1A=6W,故C正确;D.当电流最大时,R1两端的电压为U1=I大R1=1A×5Ω=5V由串联电路电压特点可知此时R2两端电压最小为U2小=U-U1=6V-5V=1V由B选项可知,R2两端的最大电压为5V,则电压表示数的变化范围是1~5V,故D错误。故选ABC。专题19生活用电(讲义)(原卷版)目录考情分析TOC\o"1-3"\h\u 2知识建构 2考点一家庭电路 2夯基·必备基础知识梳理 3提升·必考题型归纳 5考向01家庭电路的组成与连接 5考向02试电笔 5考点二家庭电路中电流过大的原因 6夯基·必备基础知识梳理 6提升·必考题型归纳 7考向01家庭电路中电流过大的原因 7考向02保险丝与空气开关 8考点三安全用电 8夯基·必备基础知识梳理 8提升·必考题型归纳 11考向01常见触电事故 11考向02安全用电 12
一、课标考点分析考点内容课标要求命题预测家庭电路的组成了解家庭电路的组成;了解我国家庭用电的电压和频率《生活用电》是初中物理与实际生活联系最为紧密的一章。是电学理论在实际生活中的延续与提升。所以,本单元在中考试卷同样属于必考内容,只是题目数量和所占分值较少一些。本单元考点主要集中在家庭电路的组成、连接家庭电路、家庭电路故障的分析判断、家庭电路中安全用电问题和防雷电等。考试题型一般有选择题、填空题和作图题等。从命题方向和命题点看,主要有:家庭电路的组成、安全用电常识、连接家庭电路、用试电笔判断火线和零线、保险丝和空气开关、防雷电措施、触电与急救等家庭电路的连接家庭电路中电流过大的原因有安全用电和节约用电的意识触电与急救有安全用电和节约用电的意识;在家庭用电中有保护自己和他人的意识安全用电常识与防雷二、考情分析《生活用电》是中考必考内容。其主要考试方向是通过考题,让考生了解家庭电路的组成以及家庭电路中常用电器连接,家庭电路中常见故障(电流过大的原因),防触电,防雷电和安全用电常识等。本单元的考题一般是一道题,分值在2分-3分之间。从考向出现的概率看主要有:安全用电常识、家庭电路的组成与连接、家庭电路中电流过大的原因、常用家用电器的连接方式、试电笔及应用、保险丝的作用及要求、触电急救与防雷电等。
考点一家庭电路一、家庭电路的组成基本组成家庭电路主要由两根进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器、导线等组成图示各部分作用及连接进户线连接户外供电电路的电线,通常有两根,分别是火线和零线电能表电能表安装在进户线之后,总开关之前,用来度量住户某一段时间内所消耗的电能总开关安装在电能表之后,用以控制整个电路的通断保险装置安装在总开关后的火线上,起到保护电路的作用;常见的保险装置有保险丝和空气开关两种,当短路中电流过大时,保险丝会熔断,空气开关会自动断开用电器利用电能工作的器件,工作时将电能转化为其他形式的能;在家庭电路中,常见的用电器有电灯、电冰箱、洗衣机、空调器等;各用电器并联在电路中插座包含双孔插座和三孔插座,主要用于给各用电器供电,要并联在电路中支路开关可以控制各支路的通断,安装时应串联在火线与被控制的用电器之间二、火线和零线火线和零线进户线的两条输电线中,一条叫做火线,另一条叫做零线。火线与零线之间的电压是220V,零线在入户之前已经和大地相连,故零线与大地之间无电压,火线与大地之间有220V的电压火线和零线的辨别(试电笔)作用:辨别火线和零线、检测电气设备外壳是否带电结构:常见的试电笔有钢笔式和螺丝刀式两种,其结构如下图所示。工作原理:试电笔氖管中充有稀薄的氖气,两端是两个金属电极。使用试电笔时,人手按住金属笔卡(或金属帽),当笔尖接触到火线时,火线、试电笔、人体与大地之间构成一个回路,有电流通过试电笔氖管,试电笔中的氖管发出红光使用方法:手握试电笔,并与试电笔的金属笔卡(笔帽金属部分)接触,试电笔的笔尖接触被检测部位,氖泡发光则是火线。如图:错误检测图解:注意事项:在使用试电笔时,千万不能用手接触试电笔的笔尖,以免发生触电事故三、插座与漏电保护器插座分类:插座一般可分为双孔插座和三孔插座作用:连接家用电器,给家用电器供电安装方式:并联在家庭电路中接线方法(左零右火上接地):三线插头与三孔插座:将三线插头插在三孔插座上,能把用电器的用电部分接入电路,也能把用电器的金属外壳与大地连接起来。这样,当用电器用电器的外壳与电源火线之间的绝缘层损坏而使外壳带电时,三线插头接外壳的插脚通过三孔插座的接地线将电流倒入大地,这样就防止了因外壳带电而触电漏电保护器作用:目前这种形式的漏电保护装置应用最为广泛,市场上的漏电保护开关根据功能常用的有以下几种类别:(1)只具有漏电保护断电功能,使用时必须与熔断器、热继电器、过流继电器等保护元件配合;(2)同时具有过载保护功能;(3)同时具有过载、短路保护功能;(4)同时具有短路保护功能;(5)同时具有短路、过负荷、漏电、过压、欠压功能使用安装:(1)漏电保护器安装在分支线路出口处,而漏电保护插座安装在每个用电电器端,属于末端安装。安装维修更方便;(2)漏电时区别:漏电保护器当线路漏电时,由于是分支线路出口处安装,终端故障会导致整个支路断电家里没有电,而漏电保护插座,当支路上电器或线中漏电时,只是单支线线路不通电,电器无法工作;(3)接线保护区别:漏电保护器只有火线保护,而漏电保护插座带有火线、零线保护;(4)低压配电系统中设漏电保护器是防止人身触电事故的有效措施之一,也是防止因漏电引起电气火灾和电气设备损坏事故的技术措施。但安装漏电保护器后并不等于绝对安全,运行中仍应以预防为主,并应同时采取其他防止触电和电气设备损坏事故的技术措施四、连接家庭电路连接顺序电能表、总开关和保险装置三个组成部分的安装顺序不能颠倒,且保护装置要串联接在火线上插座与用电器庭电路中的插座、用电器等并联在电路中用电器与开关用电器与控制用电器的开关串联,且开关要接在火线和用电器之间(开关断开后用电器不带电,可防止触电)插座双孔插座,接线规则是“左零右火”;三孔插座,接线规则是“左零右火上接地”螺口灯泡螺口灯泡的螺旋套接零线,顶端中心金属片接火线(可预防换灯泡时碰到螺旋套触电)考向01家庭电路的组成与连接【例1】如图所示为某家庭部分电路示意图。在三孔插座上刚插上电热烧水壶(开关未闭合)的插头时,保险丝e熔断,家中其他用电器都正常工作。以下叙述正确的是()。A.造成该故障的原因可能是电热烧水壶插头被短路了;B.保险丝熔断后,应立即更换新保险丝,恢复供电;C.保险丝e熔断后,用测电笔测试三孔插座的左右两孔,只有测右孔时氖管发光;D.在选择保险丝的规格时(以保险丝c为例),保险丝c熔断所需的电流应小于空调的额定电流【变式1-1】如图甲为带开关的三孔插座,请将图乙中的插座正确连入家庭电路。【变式1-2】家庭电路中火线和零线之间的电压是______V,用试电笔可辨别火线和零线,使氛管发光的是______。如图所示的电路,闭合开关后,发现电灯不亮,用试电笔测试图中的a、b、c、d四点,只有a点不发光,可能发生的故障是_______。考向02试电笔【例2】用试电笔可以辨别家庭电路中的火线与零线,如图所示的手拿试电笔方法正确的是______(选填“甲”或“乙”)图。【变式2-1】学校开展了一系列丰富多彩的安全教育活动,本期活动的主题是“安全用电,珍惜生命”,下列是活动的部分内容。如图a所示,接地导线应该与三孔插座的______(填“E”、“N”或“L”)孔相连接;如图b、c所示,两种使用测电笔的方法中,正确的是图______;如图d、e所示为家庭电路中造成电线燃烧的原因,其中图d所示情况的原因是______(填“用电器的总功率过大”或“短路”)。【变式2-2】如图为试电笔的结构图,下列说法正确的是()。A.使用试电笔验电时手不要触笔尖;B.使用试电笔时,若氖管发光,说用接触处与零线是连通的;C.使用试电笔验电时手不要触笔卡;D.试电笔外壳是导体考点二家庭电路中电流过大的原因一、家用电器总功率对家庭电路的影响家庭电路总功率P与电流I的关系家庭电路总功率P=P1+P2+…+Pn。家庭电路中的用电器彼此并联,当电路中的电压U=220V不变时,由可知,电路总功率越大,电路中电流I就越大家用电器总功率P过大的危害家用电器总功率过大时电路中总电流可能超过安全值,容易引起导线、开关、插座等处于过热状态,会加速绝缘材料老化,甚至引发事故,如火灾防止家庭电路中因功率过大而导致电流过大的方法要根据电能表的额定功率配置用电器,原则上用电器总功率不超过电能表的额定功率。如果用电器总功率超过电能表的额定功率,则各种大功率用电器应错开时间,交替使用根据各种用电器的工作电流设计线路,选用的导线的负荷能力应与电路中通过的电流大小相适应,对于空调、电暖气、电热水器等功率较大的用电器,采用专线独立供电二、短路对家庭电路的影响短路对家庭电路的危害家庭电路中,一旦发生短路,干路中的电流很大,产生大量的热使保险丝熔断,或使空气开关跳闸。若线路老化或没有安装保险装置,则导线的温度会升高,烧坏绝缘皮,易引起火灾家庭电路短路的原因连接电路时,误将火线和零线直接接通电线和用电器的绝缘皮破损或老化,导致火线和零线直接接通电器或插座进水等三、保险丝作用电流过大时,自动熔断,以保护用电器和人身安全制作材料一般为电阻较大、熔点较低的铅锑合金原理保险丝的电阻较大而熔点较低,当电路中通过较大电流时,保险丝会产生较多的热量,使温度达到熔点自动熔断,从而切断电路,起到保护电路作用选用原则保险丝的额定电流等于或稍大于电路正常工作时的电流熔断原因(1)电路总功率过大;(2)电路中发生短路连接方式与安装保险丝与被保护的电路串联,保险丝安装在总开关之后注意事项电路发生故障导致保险丝熔断时,首先应查清导致保险丝熔断的原因,在排除故障后才能恢复供电若无特别的原因,更换保险丝时要注意替换成相同规格的保险丝家庭电路中的保险丝不能用铁丝、铜丝代替,因为铁丝、铜丝的熔点高,在电流过大时不易熔断,起不到保护电路的作用考向01家庭电路中电流过大的原因【例1】如图所示,是某住宅户内配电系统的方框图,结合方框图的情景,下列分析正确的是()。A.空气开关①跳闸时,电路一定发生了短路;B.空调电流过大时,漏电保护器会迅速切断电流;C.漏电保护器切断电流时,空调和电灯不能工作;D.更换电灯的灯泡时,只需断开空气开关③即可【变式1-1】夏天的傍晚,小明家的空气开关经常“跳闸”(空气开关自动断开),原因可能是()。A.用电器使用时间过长;B.有的灯泡灯丝断了;C.有的用电器与线路接触不良;D.因同时使用了大功率的家用电器【变式1-2】小明家有100W的电视机一台,150W的冰箱一台,1000W的电热水器一台,照明灯总功率180W。现他家又买了一台全自动洗衣机,其铭牌如下表.他家安装的电能表上允许通过的最大电流为10A。则:额定电压220V额定频率50Hz机身尺寸600×560×850洗涤功率330W(1)现在,他家的这些用电器能不能同时使用?(2)他家新买的洗衣机在额定电压下洗衣时,通过洗衣机的电流是多少?(3)他家若再购一台1.5kW的空调,为安全用电,需考虑哪些因素?考向02保险丝与空气开关(1)使用保险丝时要关注三个因素:(1)使用保险丝时要关注三个因素:1)连接位置:连接在干路中时,保护总电路;连接在支路中时,保护相应的支路;2)规格匹配:过大的规格熔断电流过大,会使保险丝失去应有的保护作用;绝对不能用铜丝或铁丝代替保险丝;3)熔断后的电路安全:为了安全,保险丝熔断后要保证家庭电路与火线断开,所以保险丝要接在火线上。(2)空气开关的作用:只要电路中电流超过额定电流,空气开关就会自动断开。同理,电路中的电流不超过额定电流,不管电路中是否发生安全事故,空气开关都不会断开。【例2】保险丝在城乡家庭电路中仍然较为常用,以下关于保险丝的说法中正确的是(
)。A.只要电路里装了保险丝,就能起到保险作用;B.选用额定电流越小的保险丝就越安全;C.只有用适当的保险丝,才能既不妨碍供电,又能起到保险作用;D.保险丝熔断时可用同样粗细的铜丝代替【变式2-1】家庭电路中,关于空气开关正确的是()。A.只是家庭电路的总开关B.是家庭电路的某用电器开关C.代替了闸刀开关和熔丝D.跟漏电保护器作用相同【变式2-2】在家庭电路中,保险丝熔断的原因是用电器的总功率过大或______;串联在电路中的保险丝电阻比较大,熔点______(填“高”或“低”),当电流过大时,迅速升温熔断,切断电路。考点三安全用电一、电压越高越危险1.影响人体触电伤害的因素(1)通过人体的电流大小:超过一定大小后,电流越大,对人体的伤害越大。(2)持续时间:电流通过人体的时间越长,对人体的伤害越大。拓展培优:不同强度的电流对人体的伤害通过人体的电流人体的感觉或对人体造成的伤害1mA左右使人产生麻的感觉8~10mA人手很难摆脱带电体超过10mA使人感到剧痛,甚至神经麻痹,呼吸困难达到100mA3s就会使人窒息,心跳停止2.电压越高越危险根据欧姆定律可知,通过人体的电流取决于人体的电阻和加在人体两端的电压。通常情况下,在人的皮肤干燥的时候,人体电阻约为104~105Ω;人体的电阻可降到约103Ω。当人体触及带电体使人体成为闭合电路一部分时,就会有电流通过人体。根据可知,若通过人体的电流超过人体所承受的极限,就会造成生命危险。很明显,在人本身电阻一定情况下,电压越高越危险。3.安全电压只有不高于36V的电压对人体才是安全的。我国家庭电路的电压是220V,工厂用的动力电压是380V,高压输电线路的电压高达10~500kV,这些都远远超出了安全电压,因此人一旦发生触电,就会有生命危险。二、常见触电事故触电形式家庭电路触电单线触电站在地上的人接触到火线,则电流流入人体,通过人体流入大地,造成触电事故,如果这时脚下踩着绝缘材料,就不会触电双线触电人站在绝缘体上,若一只手接触火线,另一只手接触零线,电流将由火线流经人体回到零线,造成触电事故高压触电高压电弧触电高压带电体会在周围形成强大的电场,当人靠近高压带电体到一定距离时,高压的带电体和人体间发生放电现象,电流通过人体造成高压电弧触电跨步电压触电高压输电线掉落在地上,地面上和电线断头距离不同的各点间存在电压,当人两脚与电线断头的距离不等时,两脚之间存在相当高的电压,这时电流从一条腿流入,另一条腿流出,造成跨步电压触电触电事故急救处理原则使触电的人迅速和电源脱离,同时注意自身安全具体做法一是切断电源,或者用一根绝缘棒将电线挑开,使触电者尽快脱离电源;二是尽力抢救;三是发生电气火灾时,务必在切断电源后再灭火三、安全用电原则1.日常生活中的安全用电原则(1)不接触低压带电体,不靠近高压带电体;(2)更换灯泡,搬动电器前应断开电源开关;(3)不弄湿用电器,不损坏绝缘层;(4)保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命应及时更换;(5)有金属外壳的用电器要有接地线。2.家庭电路安装中的安全用电原则(1)保险丝必须安装在火线上;(2)开关必须安装在火线和用电器之间;(3)三孔插座要严格按照“左零右火上接地”接线;(4)带金属外壳的用电器要使用三线插头;(5)螺口灯泡的螺旋套接零线,顶部金属片接火线;(6)家庭电路的接地线要良好接地。四、注意防雷1.雷电:雷电是自然界所产生的一种大气放电现象,是由带电荷的雷云引起的。各种雷电现象中雷云对大地的放电只占少数,但一旦发生,可能带来严重的危害。2.防止雷电危害的措施(1)避雷针:高大建筑的顶端都有针状的金属物,通过很长的金属线与大地相连,可以防雷,叫做避雷针。(2)避雷线:高压输电线最上面的两条导线是用来防雷的,叫避雷线,又称架空地线,简称地线。避雷线在被保护导线的上方,避免雷电击中输电线路,保护导线正常送电。建筑物上安装的避雷针高压输电铁塔最上面安装避雷线(3)雷雨天的防雷雷雨天防雷措施:①留在室内,关好门窗;②不在室外使用电器和手机;③切勿有用或进行水上运动;④不要站在山顶及空旷场地;⑤原理高大树木和桅杆等,在空旷场地不易打伞。考向01常见触电事故(1)(1)判断是否低压触电的技巧:判断是否低压触电的关键是判断火线是否通过人体形成放电的通路。例如,站在地面上的人接触火线(或与火线连接的导体),则能形成电流通路,人就会触电;当站在绝缘的物体上的人单手接触火线(或者与火线相连的导体)时,因为不能形成电流通路,人就不会触电。(2)高压线上小鸟不会触电的原因:小鸟的脚确实有一定的绝缘能力,但高压输电线路上的电压很高,可以达到几万伏甚至几十万伏,小鸟脚上的绝缘层在这么高的电压下是微不足道的,如果真的将这个电压加在小鸟两脚之间,小鸟将在瞬间被电烧焦。(3)触电急救:有人触电或反射电气火灾时,首先应切断电源再施救,绝对不能不断电而直接用水泼起火的用电器。【例1】电给我们的生活带来了极大的便利,但不正确用电也会带来很大的危害,甚至会危及生命。家庭电路中,总开关上装有漏电保护器,若出现如图所示的两种情况,则下列说法错误的是()。A.甲图中,人站在大地上,如果两只手同时触摸到了火线,人也会触电;B.乙图中,人站在绝缘的板凳上,如果两只手同时触摸火线,人不会触电;C.发生图甲所示的触电事故时,漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用;D.发生图乙所示的触电事故时,漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用【变式1-1】如图,夏天经常看到一些小鸟站落在110KV的高压输电线上,虽然通电的高压线是裸露的电线,但小鸟仍能安然无恙。下面说法正确的是()。A.鸟有耐高压的天性;B.鸟的身体不导电;C.鸟两脚间的电压几乎为零;D.鸟体的电阻极大所以无电流通过【变式1-2】发现有人触电时,应立即切断电源,千万不能用手直接去拉触电者。下列物品不能直接用来救助触电者的是()。A.木擀面杖 B.橡胶手套 C.铝拖把杆 D.塑料凳子考向02安全用电(1)判断某做法是否符合安全用电原则,可以从以下两个方面着手:(1)判断某做法是否符合安全用电原则,可以从以下两个方面着手:1)注意平时多积累安全用电的措施,根据生活常识进行判断;2)可以根据安全用电的基本原则“不接触低压带电体,不靠近高压带电体”分析、判断相关做法是否有触电的可能。(2)防雷的两条原则:1)防止被雷电误伤:远离可能遭雷击的物体和场所(如高大的树木);2)防止引雷:在室外时不要携带易引起雷击的物品(如
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