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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。