初中物理电学例题分类全解析(完全版)doc.pdf

初中物理电学例题分类全解析（完全版） 有关摩擦起电两种电荷例题 【例 1】悬吊在丝线上的泡沫塑料小球，用一带电体去靠近，会发现小球先被吸 引，与带电体接触后又立即就被带电体推开，这是为什么？ 【分析】 根据吸引、接触、排斥这三个过程，用带电的特点和电荷相互作用的规 律即可解释。 【解答】 因为带电体有吸引轻小物体的性质，所以小球先被带电体吸引。小球与 带电体接触后小球带上与原带电体相同的电荷，由于同种电荷相斥，所以小球立即被 带电体排斥而分开。 【例 2】有甲、乙、丙三个小球，将它们两两靠近它们都相互吸引，如图1 所 示，那么下面的说法中正确的是 A三个小球都带电 B只有一个小球带电 C有两个小球带同种电荷 D有两个小球带异种电荷 【分析】 根据电荷相互作用的规律，带电体之间要么相互吸引，要么相互排斥。 因此，如果三个小球都带电，其中必有两个小球带同种电荷而相互排斥，因此可否定 A 与 C。如果只有一个小球带电，那么另两个不带电的小球之间不会发生相互吸引。 【解答】 D 【说明】 判断这类轻小物体相互作用及带电体的带电问题，关键是必须明确自然 界只存在两种电荷，且非相互吸引即相互排斥，而不带电的轻小物体与带正电的物体 或带负电的物体都能相互吸引。 有关摩擦起电的原因原子结构例题 【例 1】如图 1 所示，已知验电器A 带的是正电，验电器B 带的电性未知。现拿 一根带有绝缘柄的金属棒去接触两验电器的金属球，如验电器A，B 的金属箔张角不 变，验电器 B 带什么电？为什么？如验电器A，B 的金属箔张角都减小为零，验电器 B 带什么电？为什么？ 【分析】 验电器 B 是带电的，只能是有多余电子而带负电或缺少电子而带正电， 现拿一根带有绝缘柄的金属棒去接触两验电器的金属球，验电器A、B 的电荷只能通 过金属棒发生转移，而且如有电荷的转移只能是电子的转移。 【解答】 (1)验电器 A，B 的金属箔张角不变，说明两验电器没有通过金属棒发生 电荷的转移，所以验电器B 带的是与 A 相同的正电荷。 (2)验电器 A，B 的金属箔张角都减小为零，说明两带电体相接触后都恢复成不带 电的状态，这是电中和的现象，必定有电荷的转移。由于验电器A 原来缺少电子而带 正电，所以验电器B 一定是有多余电子而带负电。 【说明】 解释摩擦起电、接触带电和电中和现象时，必须抓住有电荷的转移这一 关键，而且转移的只能是带负电的电子。 【例 2】两个形状大小完全相同的金属球A 和 B，如果 A 球带大量的正电荷， B 球带少量的负电荷，当A、B 两球接触后再分开，则 AA，B 两球都不带电 BA，B 两球带等量的正电荷 CA，B 两球带等量的负电荷 DA 球带正电荷， B 球不带电 【分析】 当 A，B 两球接触后，电子从B 球向 A 球转移，使得 A 球带的正电荷一 部分被 B 球带的负电荷中和掉了。这时A 球仍带正电荷，于是B 球的负电荷继续转移 到 A 球上，直到 A，B 两球缺少的电子相等为止，此时两球带上等量的正电荷。 【解答】 B 【说明】 电中和现象可以是完全中和，使两个原来带等量异种电荷的物体都恢复 成不带电的状态。也可以是部分中和，如题中情况。必须注意，只有两个球的大小、 形状相同时，才会平分中和后余下的电荷。 有关电流例题 【例 1】在电路中有电源，是否就一定有电流存在？ 【分析】 如图 1 所示，从常识可知，图 (a)因开关断开，电路未闭合，所以电路中 没有电流，灯不亮。图 (b)开关合上，电路闭合，电路中有电流，灯亮。比较(a)(b)两 图可知，得到持续电流的条件是：必须有电源；电路必须闭合。这两个条件，缺 一不可。 【解答】 不一定。要有持续的电流，除了要有电源外，电路必须闭合。 【例 2】如图 2 所示，A，B 为两验电器， A 带正电， B 带负电。用一条金属棒将 两验电器的金属棒接通的瞬间，实际发生定向移动的是_，方向是由 _到 _，电流的方向是由 _到_。 【分析】 金属导体中能发生定向移动的电荷是自由电子，电流的方向规定为正电 荷定向移动的方向与自由电子定向移动的方向相反。 【解答】 自由电子， B、A，A、B。 有关导体和绝缘体例题 【例 1】为什么电线芯线常用铜或铝来做？而电线芯线外面的包层常用橡胶或塑 料来做？ 【分析】 可以从铜（或铝）和橡胶（或塑料）这两类物质的导电能力上考虑。 【解答】 因为铜或铝是导电性能良好的金属，用它们做芯线可以导线，而橡胶或 塑料是绝缘体，用它们包在芯线外面可以防止电线漏电和人触电。 【例 2】绝缘体不容易导电是因为绝缘体中 A没有电荷B没有自由电荷 C有大量自由电荷D只有少量自由电荷 【分析】 在绝缘体中，电荷几乎都被束缚住了而不能自由移动，只有极少量自由 电荷，所以不容易导电。 【解答】 D 【说明】 导体、绝缘体都是由分子或原子组成的，因此都有大量的电荷存在。如 果物体中自由电荷极多那就是导体，如果物体中自由电荷极少那就是绝缘体。因此， 导体和绝缘体之间没有绝对的界限，而且条件变了可以转化。 【例 3】图 8 是某种按钮开关构造的截面图。A 为外壳， B 为按钮， C、D 为金属 片，其中 C 具有弹性。试简述按钮开关如何使电路通、断？制作A、B 部件的材料应 是导体还是绝缘体？为什么？ 【解答】 使用按钮开关时，按下按钮B，弹性金属片 C 与金属片 D 接触，于是电 路接通；松开按钮B，由于弹性，金属片C 恢复原位，与金属片D 分开，于是电路断 开。外壳 A 和按钮 B 都必须使用绝缘材料，例如胶木、塑料之类，这是为了使用时安 全，因为人身是导体。 【又问】 在塑料、大地、陶瓷、纯水、空气、玻璃和盐水中，通常属于导体的是 _。 【解答】 盐水。 【再问】 电工用的钢丝钳的柄上为什么要套一层橡胶或塑料？ 【分析】 电工用的钢丝钳接触的是电气设备，橡胶、塑料通常是绝缘体，钢丝钳 的柄上套一层橡胶或塑料，是为了使用安全。 【进一步思考】 一般导线的线芯是用铜或铝制成的，外面包一层橡胶或塑料；但高压输电铁塔上 的架空线却是裸导线。这是为什么？ 【分析】 为了传输电流，导线芯应当用导电性能良好的铜、铝制成。在一般导线 的外面包一层橡胶或塑料，是因为橡胶、塑料为绝缘体，有它们保护，使用时比较安 全。但导体和绝缘体之间并无绝对的界限，在高温或电压很高的条件下，原本不善于 导电的物体，也可变成导体。故高压输电铁塔上的架空线用橡胶、塑料是无法绝缘 的，只能借助空气绝缘，故为裸导线。 如果将图 8 中的按钮开关里的金属片D 换成塑料片，将会怎样？ 【分析】 按下铵钮 B，弹性金属片 C 虽与塑料片 D 接触，但因塑料是绝缘体，无 法将电路接通，按钮开关也就失去了控制电路通、断的作用。 观察拉线开关的构造，说明为什么它被拉一次电路接通，再拉一次电路又断开 了？ 【分析】 图 9 为拉线开关里面的构造示意图。A、B 两接线柱分别接电源和用电 器的一端，拉线簧C 通过拉线控制中心的胶木转轮D，在转轮 D 的周边间隔地分布着 一些金属片，它们的中心集中于转轮的一个侧面，和与接线柱B 相连的金属片 E 接 触；另一有弹性的铜片F 与接线柱 A 相连。转轮的周边还有一些卡口G，可使铜片 F 间隔地与金属片或胶木接触，如图10 所示。当拉线簧 C 使铜片 F 正好与转轮 D 周边 的金属片接触时，相当于A、B 相连，这时电流从电源经用电器形成通路。再拉一下 拉线，拉线簧 C 使铜片 F 与转轮 D 周边的金属片离开，接触的是胶木转轮，这时电流 就中断了。 可见拉线开关巧妙、合理地利用了导体与绝缘体材料，从而有效地控制了电流的 通、断。 有关电路和电路图例题 【例 1】如图 1 所示，S 闭合后电路将发生什么情况？ 【分析】 图 1(a)电路中虽然有用电器，但S 闭合后电流将直接从导线ab 流回电 源负极造成短路。图 (b)电路在表面上并没有发生短路，但却隐藏着短路的危险。当S 闭合后电流将直接从导线ab 流回电源负极造成短路。 【解答】 S 闭合后灯都不亮，电源都被短路，电源将烧坏。 【说明】 检查电源是否被短路的方法是：从电源正极出发，循着电 流方向，找出回到电源负极的各条路径，其中只要有一条没有接入用电器，就会造成 电源短路。应将引起短路的那段电路拆除。 【例 2】指出图 2 各图中的错误。 【分析】 判断电路的正确与否： (1)检查电路。是否缺少组成电路的元件；(2)检查 电路是否按规定符号和要求画；(3)检查闭合开关前后是否有电源被短路；(4)检查开关 闭合后用电器能否形成电流的回路。 【解答】 图(a)中的错误是没有电源。图(b)中的错误是没有开关。图(c)中的错误 是三盏灯不能形成电流的回路。图(d)中的错误是 S 闭合后会把电源短路。 【例 3】完成电路的连接，应注意哪些问题？ 【解答】 完成电路的连接，应注意以下几点：(1)要按照一定的顺序进行连接。根 据实际要求连接电路，可以从电池的正极开始，依次连接开关、用电器，最后连接电 池的负极，也可以从电池的负极开始，依次连接开关、用电器，最后连接电池的正 极。 (2)各元件与导线间的连接要牢靠。如果导线的芯线或元件的接头处有锈，要除锈 后再连接；当导线与接线柱绞接时，要沿着螺帽旋紧的方向缠绕，不然的话，在旋紧 螺帽时，导线可能被挤出来。 (3)在连接过程中，开关应该始终处于断开状态。电路连接好了，经检查无误，方 可闭合开关。 (4)连接电路时，一定要防止用导线直接把电源的正、负极连接起来（这叫做电源 短路，这样会损坏电源）。 【例 4】根据图 1 所示实物电路，画出它的电路图。 【分析】 根据实物图画出相应的电路图，一般的顺序是先按照实物图中电源的位 置，画出电源的符号，然后从电源的一个极出发，沿实物电路按所遇到的电路元件的 先后顺序，把它们的符号画在电路图的相应位置上，如图2(1)所示。最后整理成规范 的电路图如图 2(2)所示。 【解答】 见图 2(2) 【说明】 根据实物图画电路图，若能运用“电流法”的思路，则简便得多。具体 做法如下：首先在实物图上标明电流的方向，若发现电路中有“分岔”，说明这是并 联电路，要找出其分流点和汇流点，如图1 中 a 点为分流点， b 点为汇流点。然后顺 着电流的方向，先画出其中一个回路，如图3(1)；再把并联电路的另一支路添上，如 图 3(2)即为所求电路图。 串联电路和并联电路例题 【例 1】马路上的路灯，傍晚时同时开亮，天明时同时熄灭，请判断这些灯是串 联的还是并联的？ 【分析】路灯是串联还是并联，不能单纯地从同时亮同时灭的表面现象上判断， 应从串联和并联电路的特点上去分析。假如路灯是串联的，那么路灯中某一盏灯的灯 丝如果断了，其它路灯将全都不亮，这显然是不可能的。 【解答】马路上的路灯应该是并联的。 【说明】马路上路灯的控制开关安装在干路上，便能控制所有的灯。 【例 2】如图 1 所示，当 S1，S2断开时，能亮的灯是 _，它们是 _联 的。当 S1，S2闭合时，能亮的灯是 _，它们是 _联的。当 S1闭合、 S2断开 时，能亮的灯是 _。 【分析】当 S1，S2断开时，电流从正极流出经过L1再经过 L3流回负极，因此 L1，L3亮，是串联的。当S1，S2闭合时， L1被短路，电流从正极流出经过S1后分为 两路，分别经过 L2和 L3再合为一路流回负极，因此L2，L3亮，是并联的。当S1闭 合、S2断开时， L1被短路， L2是开路，因此只有L3亮。 【解答】L1，L3，串； L2，L3，并； L3。 【说明】判断哪些灯能亮时，一般看是否有电流通过；判断连接方式时，可根据 串联、并联电路的特点判断。 【例 3】S 要控制 L1和 L2，S 必在 L1，L2的干路中，且 L1，L2并联。因此可以先 把 S 与 L1串联后，再把 L2与 L1并联，让 S 在干路中。 【解答】如图 3 所示。 【例 4】如图 4 所示的三个电路图，哪是串联电路？哪是并联电路？ 【分析】判断电路是串联的还是并联的，最好的办法是从图中电源的正极出发， 用铅笔轻轻地沿电流的路径“走”上一圈，回到电源的负极。在这一圈中，如果一直 没有“分岔”，即出现支路，各支路电流汇合反又流回负极，这是并联电路。 因此，关键的一步是先找到电源，无论图中的电源在何处，都要从电源的正极出 发，“走”一圈，结论就出来了。 【解答】图 4(1)为串联电路，图4(2)和(3)为并联电路。 【说明】判断电路的串联或并联，切不可凭表面印象，“想当然”。如果从表面 上看，认为图 4(1)是并联电路；或把图4(3)看成是串联电路，那就错了！因此，“电 流法”是识别电路和检查电路连接情况的重要手段，要认真掌握。 【例 5】根据图 5 所示电路图，连接实物图（见图6）。 【分析与说明 】首先要根据电路图弄清楚各元件的连接情况。由图5 可知，灯 L1 与灯 L2并联， S1控制 L1，S2控制 L2，开关 S 在干路上。并联电路的分流点a，汇流 点 b。然后画出连接实物图。 画连接实物图有两种方法。第一种方法是先连接好两条支路，即L1与 S1串联， L2 与 S2串联，然后将两支路“头头相接”，标上字母a，“尾尾相接”，标上字母b。a 与电源正极相连接， b 经过开关 S 与电源负极相连接。第二种方法是顺着电流方向， 将电源与其中一个支路连接成一个回路，例如电流从电源正极出发L1S1S回到 电源负极。然后把另一支路连接在a、b 两点间。如图 7。 实验：组成串联电路和并联电路例题 【例 1】把图 1 给出的实物连接成电路，要求：只闭合S1，只有 L1亮；只闭合 S2，只有 L2亮。 【分析】根据题意， L1与 L2是并联的， S1与 S2分别控制 L1与 L2两灯的支路，因 此 S1与 L1串联组成一条支路跟S2与 L2串联组成的支路并联。其电路图如图2 所示。 【解答】实物连接图如图3 所示。 【例 2】如图 4 所示的电路，电灯属于哪种连接？S1和 S2分别控制什么？ 【分析】分析电路时，可以把原电路整理改画成常见的电路图。因为电路的起点 和终点是电源的两极，所以可以抓住电流的正负极向两边展开，从而可得到图5 所示 的电路图。 【解答】电灯 L1与 L2是并联， S1控制整个电路， S2只控制 L2所在的支路。 【说明】分析电路时，还可以从电源正极出发看电路是否有分支点。从电源正负 极到两个分支点是干路。再看开关是在干路中还是在支路中，从而确定用电器的连接 方式和开关的作用。 【例 3】给你两个灯泡 L1、L2，一个开关 S，还有一节电池和若干导线，请组成 电路：要求 L1、L2串联，开关 S 同时控制两盏灯。 【分析】在串联电路里，电流只有一条通路，开关控制了这条唯一通路的通、 断，可见开关 S 与两灯也是串联的。具体电路连接如图11 所示。 【扩展问题 】：利用例 3 所给的器材，按下述要求组成电路：两灯L1、L2并联， 开关 S 同时控制两盏灯。 【分析】由例 3 中的串联电路转化为本题中的并联电路。在并联电路里，并列的 各支路与电源自成通路；开关S 在同时控制两盏灯，必须安装在干路上，以控制整个 电路而不是某条支路的通、断。具体电路图如图12 所示。 【扩展问题 】利用例 3 所给的器材，按下述要求组成电路：两灯L1、L2互不干 扰，开关 S 控制灯 L1。 【分析】要求两灯 L1、L2互不干扰，表明它们必须并联；又要求开关S 控制灯 L1，则 S 必须安装在 L1支路上。具体电路图如图13 所示。 【扩展问题 】利用例 3 所给的器材，按下述要求组成电路：要求开关S 闭合时， 只有灯 L1亮；开关 S 断开时，两盏灯都亮。 【分析】由例 3 中的电路转化为改变开关的位置来进行发散思维。依题意开关S 闭合时，只有灯 L1亮，灯 L2不亮，由于只有一个开关，因此L2不亮不可能是断路的 缘故，唯一的可能是：开关S 闭合时，灯 L2被短路。故开关 S 应与灯 L2并联；但两 灯 L1、L2必须串联，否则，当L2被短路时， L1也将被短路，更严重的是，这样一来， 电源短路，电池很可能被烧坏。具体电路图如图14 所示。 【扩展问题 】图 15 中的两盏灯 L1、L2是如何连接的？ 【分析】根据例 3 所用到的知识来解决本题。由于开关S 的影响，对于两灯的关 系不能一概而论，应根据具体情况具体分析。当开关S 断开时，灯 L1、L2是串联的； 当开关 S 闭合时，灯 L1被短路，只有灯L2连接在电路里。 【扩展问题 】图 15 中，若将电池改为与开关S 串联，其余电路不变，如图16 所 示，这时两灯 L1、L2的关系又如何？ 【分析】这时开关 S 若打开，两灯都未接入电路；开关S 若闭合，两灯并联。 【扩展问题 】图 17 中的三盏灯 L1、L2和 L3是如何连接的？ 【分析】用所学过的串、并联电路知识来分析本题中的电路。三盏灯L1、L2、L3 排在一条线上，好像是串联。但因有了那两条导线，只要把图17 中每一盏灯的两个 端点依次标为 a、b，b、c，c、d 就不难看出，上面的那条导线把a、c 相连，下面的 那条导线把 b、d 相连，所以三盏灯实际上是并联的，如图18 所示。 【扩展问题 】如何利用图 19 中的各个开关，使信号灯L 亮或电铃 M 响？如果把 开关 S2改为与灯 L 并联，将会怎样？ 【分析】本题综合运用并联电路和短路等知识来进行发散思维。闭合开关S1、 S2，打开开关 S3，灯 L 亮，电铃不响；闭合开关S1、S3，打开开关 S2，电铃 M 响， 灯不亮。 将开关 S2与 L 并联后，若开关 S2打开，仍可闭合开关S1、S3，使电铃响；但若 闭合开关 S2，则灯 L 被短路，这时若闭合开关S1，将造成电源短路。这是绝对不允许 的。 【例 4】在图 20 所示的电路中，试分析当开关分别为下述几种情况时，各盏灯能 否还发光？ (1)S1、S3闭合， S2断开； (2)S2、S3闭合， S1断开； (3)S1、S2断开， S3闭合； (4)S1、S2、S3均断开； (5)S1、S2、S3均闭合。 【分析】此题突出了开关在改变和控制电路中的重要作用，强化了对通路、开路 的认识。由图可知， S3在干路上， S1、S2都在支路上。当S1、S3闭合而 S2断开时， L3所在的支路为开路，没有电流通过L3，这时 L1和 L2并联接在电源上，构成通路。 因此对于 (1)的情况， L1、L2发光， L3不发光。当 S2、S3闭合而 S1断开时， L2所在支 路为开路，没有电流通过L2，这时 L1、L3并联接在电源上，构成通路。对于(2)的情 况，L1、L3发光， L2不发光。当 S1、S2均断开而仅 S3闭合时， L2、L3所在的两条支路 均为开路，这时仅L1通过 S3与电源连接，形成通路。故对于(3)的情况，仅 L1发光， L2和 L3都不发光。当 S1、S2、S3均断开时，三盏灯所在支路均为开路，均无电流通 过，所以对于 (4)的情况， L1、L2和 L3都不发光。当 S1、S2、S3均闭合时，三盏灯所 在支路均为通路，可见对于(5)的情况， L1、L2、L3都发光。 【扩展问题 】图 20 中，要使 L1发光，必须闭合的开关是_；要使 L2发光， 必须闭合的开关是 _；要使 L3发光，必须闭合的开关是_。 【答】S3；S1、S3；S2、S3。 【扩展问题 】图 21 中，每个开关控制一盏灯的正确电路是： 【分析】由图 21 可知， (a)图中若 S1、S2、都闭合，则 S1 将使 L2短路；若 S1断 开、S2闭合，这时 L1、L2串联， S2同时控制了 L1和 L2，显然不合题意。 (c)图中，当 S1、S2都断开时， L1、L2仍然连在电源上，所以始终发光。而只要闭合S1，则无论 S2 是否闭合， L2都将被短路，也不合题意。(d)图中，当 S1、S2都闭合时， L1、L2串联接 在电源上，只要 S1、S2中有一个断开，即形成开路，从而致使L1、L2均不发光。这时 S1、S2中有一个成为多余，且不可能一个开关控制一盏灯。只有(b)图符合题目要求， 故应选 (b)。 【扩展问题 】利用图 22 中的开关 S1、S2和 S，如何操作可使电灯L1、L2串联或 并联在电源上？ 【分析】本题通过串、并联电路的特点和开关的控制作用这两个发散点间的联系 来进行发散思维。串联电路的特点是用电器逐个顺次地连接，电流流过时有先后之 分。故只闭合 S2，而断开 S1和 S 时，能使电流依次通过L1和 L2，满足两灯串联的要 求。 并联电路的特点是用电器并列连接在电路两点间，电流同时通过各支路。故同时 闭合 S1、S，而断开 S2，可使 L1和 L2并联在电源两极之间。 【扩展问题 】将图 21(c)改成一个开关控制一盏灯。 【分析】图 21(c)的错误在于：多了一段与开关S2平行的导线，它不仅使开关 S1、S2失去控制作用，而且当闭合开关S1时，会造成灯 L2短路。故应将多余的那段 导线去掉才能满足要求。正确的接法应如图21(b)。 【扩展问题 】假如图 21 各图中的开关 S1、S2均闭合，则哪个图能省去一个开 关？ 【分析】图 21 中，若闭合开关 S1、S2，(a)图将因 S1的闭合而使 L2短路； (b)图 L1、L2 两灯并联， S1、S2各控制一盏灯； (c)图将会因 S1的闭合造成 L2短路；只有 (d) 图，这时 L1、L2两灯串联，开关 S1、S2可省去任一个。 【扩展问题 】改正图 23 中的错误。 【分析】用短路知识来解决。图23 在闭合开关 S 时，将造成电源短路，故应去 掉 a、b 间多余的那段导线，使电流从电源正极经开关S，在 c 点分为两条支路，分别 通过灯 L1、L2，到 d 点又汇合回到电源负极。 【扩展问题 】试分析图 24 中开关 S 的作用。 【分析】图 24 中，开关 S 断开时，电熨斗与电灯L 串联接在电路中。若闭合开 关，电灯 L 被短路，这时通过电熨斗的电流增强，可使“预热”加快；而开关S 断开 时，电熨斗与电灯L 串联，这时通过电熨斗的电流减弱，熨烫衣服时，不会因电熨斗 温度太高而烫坏衣服。故“预热”时应闭合开关S，这时灯 L 不亮；烫衣时宜断开开 关 S，这时灯 L 亮。 【扩展问题 】某校传达室有一指示灯L 和电铃 D。请设计一个简单的电路，使得 从前门来的人按门铃时，电铃响，指示灯亮；而从后门来的人按门铃时，电铃响，但 指示灯不亮。 【分析】只要将电熨斗换成电铃即可。具体电路如图25 所示，其中 S1为前门按 钮，S2为后门按钮。