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电路的几种状态: 1)通路:接通的电路 2)断路(开路):断开的电路 3)短路:分为电源短路和局部短路 电源短路...

电学试题分类

1. 检查电路的特性

例1 下列说法中正确的是( )

A. 电流是带电颗粒的运动 B. 电路中有电流,必须有电源

C. 电路中有电源,必须有电流 D. 电源是消耗电能的装置

分析电流是由带电粒子的定向运动形成的。如果带电粒子运动混乱,则无法形成电流,因此选项A错误;电源是电流形成的必要条件,而不是唯一条件。电路中必须有两个条件:一个是电源,另一个是电路关闭,因此选项C错误,B正确;电源的作用是在电路中提供电能,而不是消耗电能。所以选择B。

2. 检查串联并联电路

例2 图1所示电路的说法是正确的( )

A. 若全部关闭,则并联

B. 若全部关闭,则串联

C. 如果断开或关闭,则串联

D. 如果断开并关闭,则并联

图1

分析从图中可以看出,不能同时关闭,会导致电源短路,烧坏电源,因此选项A、B均是错误的;当断开,闭合时,电路中只有接入电路,被短路,所以选项C错误;只有断开,闭合时,电流分为两路,一路流过,另一路流过中的电流汇合再经过回到电源的负极,从而构成并联电路。故正确答案是D。

注:本问题的知识点是识别串和并联电路,并检查开关的闭合和断开对电路中电气连接的影响。回答这些问题的关键是正确地绘制等效电路图,以区分电路的连接。解决问题错误的原因是不会简化电路的等效性,也不能区分电路的连接方式。

3. 正确使用电表

例3 如图2所示,开关S关闭后,小灯泡工作正常,下列说法正确( )

A. 甲、乙都是电压表 B. A、B都是电流表

C. A是电流表,B是电压表 D. A是电压表,B是电流表

图2

【分析】开关S关闭后,小灯泡工作正常,说明小灯泡的连接方式可能是串联或并联。然而,右端和右端直接连接到电源的正极。因此,如果串联,导线将与B短路,因此只能并联,不能串联。左端应连接在一起,因此A为电流表,因为如果A为电压表,因为电压表视为开路,左端不能正常接入电源负极,不能正常发光。由于乙表左端连接到电源正极,右端通过甲表连接到电源负极,因此乙表应为电压表。故选C。

注:熟悉电流表和电压表的正确使用是解决此类问题的关键。记住:电流表相当于一根电线,只能与被测电器串联;电压表相当于断开开关,接入电路和不接入电路对电路没有影响。

4. 检查电路故障分析

例4 如图3所示,如果关闭开关,两盏灯不亮,电流表指针几乎没有移动,电压表指针明显偏转,电路故障可能是( )

A. 电流表坏了或没接好 B. 从a经L1到b的电路中有断路

C. L灯丝烧坏或灯座未接好 D. 电压表和L1、L2都坏了

图3

分析如果电流表坏了或者没有接好,L如果灯丝断了或者灯座没接好,整个电路就断了。这时,两盏灯都不亮,电压表也断了,指针应该是0,这与问题的含义相矛盾,所以选项A、C均错误。若电压表和L1、L如果两者都坏了,电压表就断了,所以指针不会偏转,所以选项D也错了。若从a经L如果1到B的电路中有断路,a-V-b该支路与电流表和灯L2串联在电源的两端。由于电压表内阻大,电流表指针几乎不动。此时,电压表相当于直接并联在电源的两端。因此,指针有明显的偏差,示数等于电源电压,因此选项B是正确的。

注:在分析电压表和电流表的电路故障时,应首先识别电路类型,并全面分析两个电表的使用规则和特点。

5. 影响电阻大小的因素

例5 在进行研究导体电阻与哪些因素有关的实验时,为了便于研究,采用控制变量法,即每次选择两根合适的电线,分别测量电阻,然后进行比较,最后得出结论(数据见下表)

(1)为研究导体电阻与长度的关系,应选择导线C和___________(填写代号);

(2)为研究电阻与导体材料的关系,应选择___________两根导线进行实验;

(3)如果选择A和D为了研究导线的电阻和___________的关系。

导体的电阻与导体的长度、材料、横截面积和温度有关。(1)研究导体长度与电阻的关系,控制材料和横截面积相同,长度不同。镍铬丝可以从表中选择,因为问题已经给出了C,所以只能选F;(2)研究电阻与导体材料的关系,控制不同材料的长度和横截面积。根据表中给出的数据,选择0.5m,横截面积为1.2mm2镍铬丝和铝,即F和G;(3)A和D一样长.0m,材料为铁,但A的横截面积为3.0mm2,D截面积为0.8mm2、即长度、材料相同,横截面积不同,因此这是研究导体电阻与横截面积的关系。

答案:(1)F (2)F、G (3)横截面积

注:在分析从两组数据中得出的结论时,我们必须观察哪些数据是相同的,哪些数量是不同的。相同的数量是实验中需要控制的相同条件,不同的数量是需要研究的关系。当通过控制变量法获得实验数据并总结实验结论(物理规律)时,关键是了解控制变量法研究问题的思想方法。

6. 检查滑动变阻器的连接和应用

例6 如图4所示,电源两端的电压一定,开关S1闭合,S2断开,如果电压表和电流表的示数增加,下列操作必须可行( )

A. 滑动变阻器的滑动P向右移动

B. 滑动变阻器的滑动P向左移动

C. 滑动变阻器的滑动P不动,关闭开关S2

D. 滑动变阻器的滑片P不动,断开S1

图4

【解析】当S1闭合,S断开时,电路中R1与R2串联,电压表V测量R两端电压,要使两表的示数都变大,对比四个选项进行分析:选项A中的滑片P向右移动,R2变大,电流变小,因此选项A错误;选项B中的滑片P向左移动,R2变小,电流变大,R如果两端的电压也变大,那么R两端电压变小,选项B错误;选项C中的滑片P不动,闭合开关S2,电阻R短路时,电路中的电阻变小,变大,R两端电压为电源电压,电压表V的示数变大,因此选项C正确;选项D中断开关S1.电路断开,电流表A示数为0,因此选项D错误。故选C。

注:为了回答类似的问题,我们必须首先分析电路的连接,然后通过滑板的移动来判断电阻的变化,然后分析电流和部分导体两端电压的变化。

7. 检查电流与电压、电阻的关系

例7 阅读短文,回答短文后的问题

在探索电流与电压、电阻之间的关系的过程中

猜想A:电阻两端的电压越大,通过的电流越小;

猜想B:电阻两端的电压越大,电流越大;

猜想C:电阻两端的电压增加,通过的电流保持不变。

为了验证上述猜测是否正确,小明根据实验要求设计了定值电阻、恒压电源及相关实验设备,并测量了相关物理量。

(1)为了完成实验,所需的测量仪器是____________、____________。

(2)请绘制能够验证上述猜想的实验电路图。

(3)下表是小明在实验中测量的数据,R电阻分别为20个定值电阻Ω、10Ω和5Ω,U是电阻R两端的电压,I是电阻R的电流。通过对实验序号的分析和比较____________数据,道猜想的数据____________是正确的(填A”、“B”或“C”)。

(4)通过对上述数据的分析和比较,你也发现了________________________。

【分析】(1)在实验中,控制电阻R不变,改变导体两端电压,记录每次通过导体的电流;或控制导体两端电压不变,改变导体电阻,记录每次通过导体的电流。标题中给出了定值电阻、恒压电源及相关实验设备,还需要电压表和电流表。

(2)在电路连接中,应通过改变滑动变阻器连接到电路中的电阻值来改变电路中的电流和导体两端的电压。使用上述设备可以绘制如图5所示的电路图。

(3)猜测是控制导体的电阻,探索导体中电流与导体两端电压之间的关系。分析表中的序列号1、2、3(或4、5、6或7、8、9)数据显示,导体中的电流与导体两端的电压成正比。也就是说,电阻两端的电压越大,通过的电流就越大。因此,猜测B是正确的。

(4)分析表中序号1、4、7(或2、5、8或3、6、9)的数据显示,当电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比,即当电压相同时,电阻越大,电流越小。

答:(1)电流表 电压表 (2)如图5所示 (3)1、2、3、4、5、6、7、8 B (4)电压相同时,电阻越大,电流越小。

图5电学考题分类

1. 检查电路的特性

例1 下列说法中正确的是( )

A. 电流是带电颗粒的运动 B. 电路中有电流,必须有电源

C. 电路中有电源,必须有电流 D. 电源是消耗电能的装置

分析电流由带电粒子的定向运动形成。如果带电粒子运动混乱,则无法形成电流,因此选项A是错误的;电源是电流形成的必要条件,而不是唯一条件,路中要有电流,必须具备两个条件:一是要有电源,二是电路闭合,故选项C错误,B正确;电源的作用是在电路中提供电能,而不是消耗电能,消耗电能的是用电器。故选B。

2. 考查串联和并联电路

例2  关于图1所示电路的说法中,正确的是(    )

A. 若都闭合时,则并联

B. 若都闭合时,则串联

C. 若断开,都闭合时,则串联

D. 若断开,都闭合时,则并联

图1

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【解析】由图中可以看出不能同时闭合,那样会造成电源短路而烧坏电源,所以选项A、B均是错误的;当断开,闭合时,电路中只有接入电路,被短路,所以选项C错误;只有断开,闭合时,电流分为两路,一路流过,另一路流过中的电流汇合再经过回到电源的负极,从而构成并联电路。故正确答案是D。

说明:本题考查的知识点是识别串、并联电路,考查通过开关的闭合与断开对电路中用电器连接所产生的影响。解答此类题的关键是正确地画出等效电路图,辨析出电路的连接情况。解题出错的原因是对电路不会等效简化,分不清电路的连接方式。

3. 考查电表的正确使用

例3  如图2所示,开关S闭合后,小灯泡均正常工作,则下列说法中正确的是(    )

A. 甲、乙都是电压表              B. 甲、乙都是电流表

C. 甲是电流表,乙是电压表        D. 甲是电压表,乙是电流表

图2

【解析】开关S闭合后,小灯泡均正常工作,说明小灯泡的连接方式可能是串联,也可能是并联。但的右端和的右端直接连在电源的正极上,因此,若串联,则导线就会将和乙短路,故只能并联,不可能是串联。的左端应连接在一起,故甲为电流表,因为若甲为电压表,则由于电压表视为开路,左端无法正常接入电源的负极,无法正常发光。由于乙表左端接在电源正极上,右端通过甲表接电源负极,则乙表应为电压表。故选C。

说明:熟悉电流表和电压表的正确使用是解决此类问题的关键。切记:电流表相当于一根导线,只能与被测用电器串联;电压表相当于断开的开关,接入电路与不接入电路对电路没有影响。

4. 考查电路故障的分析

例4  如图3所示,闭合开关,两灯都不亮,电流表指针几乎未动,而电压表指针有明显偏转,则该电路的故障可能是(    )

A. 电流表坏了或未接好            B. 从a经L1到b的电路中有断路

C. L2灯丝烧断或灯座未接好    D. 电压表和L1、L2都坏了

图3

【解析】若电流表坏了或未接好和L2灯丝断了或灯座未接好,则整个电路断路,此时两灯都不亮,电压表也断开,指针应在0,这与题意矛盾,故选项A、C均错误。若电压表和L1、L2都坏了,则电压表处于断开状态,因此指针不会偏转,故选项D也是错误的。若从a经L1到b的电路中有断路,则a-V-b这一支路与电流表和灯L2串联在电源两端,由于电压表内阻很大,所以几乎没有电流,电流表指针几乎不动,此时电压表相当于直接并联在电源两端,因此指针有明显偏转,且示数等于电源电压,故选项B正确。

说明:在分析有电压表和电流表的电路故障时,首先要识别电路类型,同时要抓住两个电表的使用规则和各自的特点进行综合分析。

5. 考查影响电阻大小的因素

例5  在做“研究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验时,为了便于研究而采用控制变量法,即每次须挑选两根合适的导线,分别测出它们的电阻,然后进行比较,最后得出结论(数据见下表)

(1)为了研究导体的电阻与长度的关系,应选用导线C和___________(填写代号);

(2)为了研究电阻与导体材料的关系,应选用___________两根导线进行实验;

(3)如果选用A和D两根导线进行实验,则是为了研究导线的电阻与___________的关系。

【解析】导体的电阻与导体的长度、材料、横截面积、温度有关。(1)要研究导体的长度与电阻的关系,则要控制材料、横截面积相同,长度不同。从表中可以选出镍铬丝,因为题中已给出C,所以只能选F;(2)要研究电阻与导体材料的关系,要控制长度、横截面积相同,材料不同。根据表中所给数据,选择长为0.5m,横截面积为1.2mm2的镍铬丝和铝,即F和G;(3)A和D的长度均是1.0m,材料都是铁,但A的横截面积为3.0mm2,D的横截面积为0.8mm2,即长度、材料相同,横截面积不同,因此这是为了研究导体的电阻与横截面积的关系。

答案:(1)F  (2)F、G       (3)横截面积

说明:在分析从某两组数据中可得出什么结论时,必须观察这两组数据中哪些量是相同的,哪些量是不同的,相同的量就是实验中要控制的相同条件,不同的量就是要研究的关系。这种由控制变量法得到的实验数据并总结出实验结论(物理规律)时,关键是要理解控制变量法研究问题的思想方法。

6. 考查滑动变阻器的连接和应用

例6  如图4所示,电源两端的电压一定,开关S1闭合,S2断开,如果使电压表和电流表的示数均增大,则下列操作中一定可行的是(    )

A. 滑动变阻器的滑片P向右移

B. 滑动变阻器的滑片P向左移

C. 滑动变阻器的滑片P不动,闭合开关S2

D. 滑动变阻器的滑片P不动,断开S1

图4

【解析】当S1闭合,S2断开时,电路中R1与R2串联,电压表V测R2两端电压,要使两表的示数都变大,对照四个选项分析:选项A中滑片P向右移动时,R2变大,电流变小,故选项A错误;选项B中滑片P向左移动时,R2变小,电流变大,R1两端电压也变大,那么R2两端电压变小,故选项B错误;选项C中滑片P不动,闭合开关S2,电阻R1被短路,电路中电阻变小,故电流变大,R2两端电压即为电源电压,电压表V的示数变大,故选项C正确;选项D中断开开关S1,电路断开,电流表A示数为0,故选项D错误。故选C。

说明:解答类似题目,首先必须分析电路的连接情况,然后由滑片的移动,判断电阻的变化,进而分析电流的变化、部分导体两端电压的变化。

7. 考查电流跟电压、电阻的关系

例7  阅读短文,并回答短文后的问题

在“探究电流与电压、电阻的关系”的过程中,一些同学作出了以下猜想:

猜想A:加在电阻两端的电压越大,通过的电流越小;

猜想B:加在电阻两端的电压越大,通过的电流越大;

猜想C:加在电阻两端的电压增大,通过的电流不变。

为了验证上述猜想是否正确,小明用定值电阻和一个电压恒定的电源及有关的实验器材,设计了电路,并按实验要求分别测出有关的物理量。

(1)为了完成该实验,需要的测量仪表是____________、____________。

(2)请你画出能验证上述猜想的实验电路图。

(3)下表是小明在实验中测出的数据,R为定值电阻,阻值分别为20Ω、10Ω和5Ω,U是电阻R两端的电压,I是通过电阻R的电流。通过分析比较实验序号____________的数据,可知猜想____________是正确的(填“A”、“B”或“C”)。

(4)通过分析比较以上数据,你还发现了________________________。

【解析】(1)在实验中,控制电阻R不变,改变导体两端的电压,记录每次通过导体的电流;或控制导体两端的电压不变,改变导体的电阻,记录每次通过导体的电流。题目中已给定了定值电阻和一个电压恒定的电源及有关的实验器材,还需要电压表和电流表。

(2)在电路连接中要通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值,来改变电路中的电流和改变导体两端的电压。利用上述器材可画出如图5所示的电路图。

(3)猜想中是控制导体的电阻不变,探究通过导体中的电流跟加在导体两端的电压的关系。分析表中的序号1、2、3(或4、5、6或7、8、9)数据可知:在电阻一定的情况下,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。即加在电阻两端的电压越大,通过的电流也越大。由此可知,猜想B是正确的。

(4)分析表中序号1、4、7(或2、5、8或3、6、9)的数据可知:在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比,即电压相同时,电阻越大,电流越小。

答案:(1)电流表     电压表      (2)如图5所示     (3)1、2、3或4、5、6或7、8、9 B       (4)电压相同时,电阻越大,电流越小。

图5

说明:“探究电流与电压、电阻的关系”的实验是研究欧姆定律的基本实验。在实验方法上采用的是控制变量法。第一步是控制电阻不变,研究电流与电阻的关系;第二步是控制电压不变,研究电流与电阻的关系。该类题是历年中考的热点,平时复习时应多加强训练。

说明:“探究电流与电压、电阻的关系”的实验是研究欧姆定律的基本实验。在实验方法上采用的是控制变量法。第一步是控制电阻不变,研究电流与电阻的关系;第二步是控制电压不变,研究电流与电阻的关系。该类题是历年中考的热点,平时复习时应多加强训练。

图5

说明:“探究电流与电压、电阻的关系”的实验是研究欧姆定律的基本实验。在实验方法上采用的是控制变量法。第一步是控制电阻不变,研究电流与电阻的关系;第二步是控制电压不变,研究电流与电阻的关系。该类题是历年中考的热点,平时复习时应多加强训练。

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