第五章 电流和电路单元测试题15

第五章 电流和电路单元测试题15

知识点分析： （一）电荷

1. 电荷的种类：电荷有两种正电荷和负电荷。人们把绸子摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷，把毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷。原子核内质子带正电，核外电子带负电，中子不带电。

2. 电量：电荷的多少叫电量。电量的单位是库仑，符号是C。6.25×10个电子的电量为1库仑。

3. 使物体带电的方法：

（1）摩擦起电：两个原子核束缚电子本领不同的物体在相互摩擦时，原子核束缚电子能力较弱的物体的一些电子转移到另一个物体上，使自身因缺少电子带正电，使对方因有了多余电子而带负电。可见摩擦起电并不是创造了电，而是电子从一个物体转移到另一个物体。 （2）接触起电：物体与已带电荷的带电体接触，物体就会带上与带电体同种的电荷。 （3）感应起电：感应起电是利用静电感应现象来使物体带电的方法。

静电感应：不带电的金属导体内有许多自由电子，通常情况下这些自由电子的分布是均匀的，所以导体不论哪端都不带电。如图1所示，如果我们用另一个带正电物体C移近导体的A端，由于C的正电荷对导体中自由电子的吸引作用，其他部分自由电子被吸引到A端来，使A端多余电子带负电，B端缺少电子带正电。但整个金属导体仍不带电，要实现使其带电必须进行第二步，具体做法有两种：

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① 分离法：如图2所示，先应A、B分离，然后移开带电体C。这样可以使A、B带上等量异种电荷。

② 接地法：如图3若导体不能分离，可用接地法。先用手接触一下导体，即是将导体与地接通一下。地球的一些自由电子立即与B端正电荷中和，断开与地连接后，整个导体多余电子，因而带与C相异电荷。这个方法必须注意：先用手接触一下导体的一端（不一定非在B端），这个“一下”包括接触然后断开；最后才能移走带电体C，否则导体不可能感应起电。导体最终所带电荷性质与用来感应的电弧性质和接地点有关。

不论哪一种起电方法，其实都是电子转移，电子不可消失，也不可创生，总的电荷数不变，我们称之为电荷守恒。

4. 电荷的中和：两个带等量异种电荷的物体相互接触，带负电物体上多余电子转移到带正电物体上，使彼此都恢复不带电状态，叫做正、负电荷的中和。 5. 电荷的基本性质：

（1）带电体能吸引轻小物体；

（2）电荷间相互作用，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。 6. 检验物体是否带电方法： （1）看能否吸引轻小物体；

（2）看能否与已知带电体发生吸引和排斥作用，关键看排斥作用。 （3）用验电器检验，利用同种电荷互相排斥的性质，看金属箔是否张开。

（二）电流

1. 电流定义：电荷定向移动形成电流。定向移动的电荷可以是正电荷（如正离子），也可以是负电荷（如自由电子、负离子）。

2. 电流方向：物理学把正电荷定向移动方向规定为电流方向。 3. 电流形成的条件：由电源和导体构成一个闭合回路。

4. 电源：能使导体中自由电荷定向移动形成持续电流的装置。从能量转化观点来看，电源是把其他形式的能转化为电能的装置。

5. 导体和绝缘体：容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。两者的本质区别是导体中有能够自由移动的自由电荷，而绝缘体中的电荷几乎被束缚在原子内，不能自由移动。两者没有绝对界限。

（三）电路

1. 电路基本结构：用导线将电源、用电器、开关连接成闭合路径。 2. 电路三种基本情况：

（1）通路：处处连通，且用电器能正常工作的电路，通路也称闭合回路。 （2）开路：某处断开，电流无法通过的电路，开路也称断路。

（3）短路：用导线将电源或用电器两端直接连接的电路。短路分整体短路和局部短路两种情况。

（四）串联和并联

1. 串联电路：将用电器逐个顺次连接起来的电路。其特征是：电流从电源正极出发，经用电器流回电源负极途中，只有一条通路，无别的支路。任何一处断开，整个电路停止工作。 2. 并联电路：将用电器并列地连接起来的电路。其特征是：电流从电源正极出发，在中途分为若干支路，分别流入不同用电器，最后汇合在一起，流回电源负极。一个用电器断开，不影响其他用电器。

由串联电路和并联电路可组合成混联电路。

（五）家庭电路 1. 组成：

（1）进户线：是与户外供电线路相连的两条导线，一条是火线，一条是零线。火线与零线之间的电压是220伏，火线与地之间也有220伏电压，在通常情况下，零线与地之间没有电压。

测电笔是用来辨别火线和零线的；用手接触笔尾的金属体，笔尖接触电线（或与电线连通的导体），如果氖管发光，表示接触的是火线；如果氖管不发光，表示接触的是零线。 （2）电度表：用来测量用户在一定时间内消耗多少千瓦时（度）的电能。 （3）保险丝：

作用：在电流增大到危险程度之前，自动切断电路。

材料：用电阻率大，熔点低的铅锑合金制成。

正确选择保险丝：保险丝的额定电流，应等于或稍大于工作电路正常工作时的最大电流。 （4）插座：通常的插座有两个插孔，一个孔接零线，另一个孔接火线。

三孔插座如图4所示，其中2和3分别接火线或零线，1与大地相连。家用电器的外壳通过插头与1相连。这样使外壳与大地连接起来。

2. 安全用电

（1）人体触电：所谓人体触电即是有电流通过人体。通过人体的电流为8～10毫安，人手就很难摆脱带电体，达到100毫安就很容易使人窒息，心跳停止。只有不高于36伏电压对人体才是安全的。

（2）家庭电路触电原因：都是人体直接或间接跟火线连通造成的。 （3）家庭电路触电原因：都是人体直接或间接跟火线连通造成的。 （4）高压触电分类：高压弧触电，跨步电压触电。

（5）安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。

【典型例题】

一. 观察比较法：

观察比较法在本单元主要用于：物体带电情况的判别，静电现象的分析，电路正误的判别；电路连接情况的确定等。用观察比较法解答这些题目的基本思路是：由题意确定本题要用的“依据”，如电荷的基本性质；物体带电的实质；通路、断路、短路的标准；电流形成条件及方向规定；串联电路，并联电路特征等。然后将本题观察到的现象或对象与认定的“依据”进行比较，最终得出结论。 [例1] 如图1所示，将甲、乙两个金属半球壳合成一个球体，用一带正电的小球靠近乙球壳，并将两金属半球壳分开后撤走带电小球，如果用一导线连接甲、乙两半球壳，则导线中（ ）

A. 无电流通过，因两半球均不带电

B. 无电流通过，因两半球带同种电荷

C. 有瞬间电流通过，其方向由甲半球流向乙半球

D. 有瞬间电流通过，其方向由乙半球流向甲半球

分析：本题存在两个物理过程，其一是感应起电：带正电荷小球靠近乙球壳时，由于电荷间相互作用，使甲、乙两球壳发生电荷转移，结果甲带正电，乙带负电；其二是形成电流：将甲、乙两球壳分开后，乙球壳上有多余电子，甲球壳缺少电子。一旦用导线将它们连接起来，乙半球多余电子开始向甲半球定向移动，这定向移动电子便形成电流，直到两者均分完毕，又由电流方向规定可知，电流方向与自由电子定向移动方向相反，即由甲半球到乙半球。

答案：C

[例2] 两个完全相同的验电器，分别带上不等量的异种电荷，现将它们的金属球用一根金属导体接通后分开，则两验电器金属箔（ ）

A. 张角一定都减小，且带上等量的异种电荷 B. 张角一定都增大，且带上等量的异种电荷

C. 张角一定是有一个增大，且带上等量的同种电荷

D. 张角一定是有一个减小，且带上等量的同种电荷

分析：解答本题必须明确物体带电的实质，并且列举各种情况，全面分析总结。两验电器带异种电荷，必定一个有多余电子，一个缺少电子。两验电器连通后，带负电验电器多余电子立即去填补带正电验电器缺少的电子。又由于两验电器电量不等，且存在两种可能，一是两验电器所带电量相差不大，则将较小电量验电器电荷中和后，较大电量验电器上剩余少量电荷又均分到两验电器，使两验电器带上电量很小的等量同种电荷，此时两验电器张角都减小到很小；二是两验电器电量相差很大，将电量很小的验电器电荷中和后，较大电量验电器剩余的较大量电荷又均分到两验电器，使两验电器带上电量较大的等量同种电荷，此时原电量较大的验电器张角减小，原电量较小验电器相对自己张角变大。综合上述只有选项D正确。

答案：D

评注：本题获取正确结论的关键是要能列举了两验电器电荷“不等量”的几种情况。象这样需列举所有可能情况的思维方式，在物理解题过程中时常出现，这就要求同学们克服思维的定势和局限性，进行全方位的发散思维。

[例3] 电工师傅要在院子里装一盏灯，灯泡与室内的灯泡完全相同，并且共用一个开关。他打算在闭合开关时，两灯同时正常发光，断开开关时两灯同时熄灭，他要求一位学徒电工进行操作。学徒电工把接在院子里电灯的两根导线直接接在室内电灯开关的两个接线螺丝上，结果没有达到目的，在图2甲中画出学徒电工安装的电路图，并说明当开关断开和闭合时，两灯是否发光及亮度情况。然后在图2乙中画出正确的电路图。

图2

分析：由题意可知，原电灯一定是室内灯开关与电源线构成一个正确通路，若将院子灯直接接到室内电灯开关的两个接线螺丝上，相当于开关与院子灯并联，则开关闭合时院子灯被开关短路。开关断开时，院子灯与室内灯串联，这样两灯电压都低于正常工作电压。要使两灯都正常发光，且同时被控制，则两灯必须并联，且开关在干路上。

解：学徒电工安装的电路图如图3甲所示，开关断开时，两灯都发光，但亮度不够，开关闭合时，院子灯熄灭，室内灯正常发光、正确电路如图3乙所示。

图3

说明：用开关将电路局部（某个用电器）短路在电路中时常遇到，这种短路一般对整个电路不造成后果。在电路设计时，有时还会利用这一点。

二. 电路连接识别的技法：

1. 电路特征判断法：串联电路特征是所有用电器处于同一回路，一用电器断开，其他用电器均不能进行工作；并联电路的特征是，每个用电器处于各自相对独立回路，一用电器断开，不影响其他用电器工作。根据这一特性，即可由电路所出现的外在现象，确定电路内部结构，或者由使用要求确定所采用的电路。

2. 电流判断法：对于无法直接观察比较的电路，可以虚拟电流从电路一端流人，若整个电流途中不分流，依次流过每个用电器，则这几个用电器串联；若电流在某处分为几条支路，每条支路只有一个用电器，则这几个用电器并联；若支路不止一个用电器，或支路电流又合并再通过其他用电器，则是混联电路。

3. 等效电路法：电路图不容易一下子看出来的电路可以改画成它的等效电路，最简便方法即是将几个由导线直接相连的节点缩为一个点，从而将连接导线去掉，再经过适当变形，即简化为一目了然的电路。

[例4] 一个照明用的灯具如图4所示，接上电源后按下开关K1、K2时两灯都发光；断开K1，两灯都不发光；接通K1，断开K2，则L1发光，L2不发光，试根据这些现象画出灯具内的电路图。

图4

分析：本题先根据题中现象，利用串并联特点确定两灯的连接方式，及开关所处位置：因为接通K1，断开K2，L1发光，L2不发光，可以知道，两灯互不影响，则两灯一定并联，且K2在L2支路。又由断开K1，两灯都不发光，则知K1在干路上，因此电路图如图5所示。

解：

图5

[例5] 图6中四个灯泡的连接方式是（ ）

图6

A. 四个灯串联 B. 四个灯并联

C. L2、L3、L4并联，再与L1串联 D. L1、L2、L3并联，再与L4串联 分析：本题可采用两种方法分析

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