63讲 电学专有讲义（师生版） 2023年初中物理自主招生讲义68讲

第1 页/ 共43 页 初中物理自主招生讲义63 1．导体与绝缘体的概念 【知识点的认识】 定义：容易导电的物体叫做导体，例如：石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液； 【命题方向】 此考点较为基础，在中考中主要考查导体和绝缘的分类，一般以选择题和填空题出现． 例1 ：在通常情况下，均属于导体的是（ ） ．人体、海水、干木柴 B．橡胶、铁钉、陶瓷 ．硬币、石墨、铜块 D．水银、塑料、盐酸 分析：根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫 导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体． 解：人体、海水、铁钉、硬币、石墨、铜块、水银、盐酸是导体，干木柴、橡胶、陶瓷、 塑料是绝缘体． 故选． 点评：本题考查了导体和绝缘体的概念．对于常见的导体和绝缘体可以联系它们在日常生 活和工业生产中的应用来记忆，不要死记硬背．如塑料，橡胶，陶瓷等常用来制作用电器 的外壳，以防止触电，它们都是绝缘体；而电线芯用金属来做，因为金属容易导电，是导 体，酸碱盐的水溶液是导体． 例2：小青把以下物品分成两类：①铅笔芯、铜线、盐水；②塑料尺、橡皮擦、油．他分 成两类后的物品分别属于（ ） ．固体和液体 B ．导体和绝缘体 ．金属和非金属 D．晶体和非晶体 分析：容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；常见的导体包括：人体、大 地、各种金属、酸碱盐的溶液等．常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等． 解：第一类物体：①铅笔芯、铜线、盐水中，其共同特点是都能导电，属于导体；而第二 类物体②塑料尺、橡皮擦、油中，其共同特点是都不易导电，属于绝缘体． 故B 正确；D 错误； 第1 页/ 共43 页 故选B． 点评：物体的分类方法有很多，此题明显看出物体在导电性上的差别，生活中哪些物体为 导体，哪些物体为绝缘体，要有清晰的认识． 【解题方法点拨】 导体与绝缘体之间没有绝对的界限，一般情况下，不容易导电的物体，当条件改变时，也 有可能导电，变为导体．例如：常温下玻璃是绝缘体，而在高温达到红炽状态时，也就变 成导体了．【知识点的认识】 定义：不容易导电的物体叫做绝缘体，如：橡胶、玻璃、塑料等； 【命题方向】 此考点较为基础，在中考中主要考查导体和绝缘的分类，一般以选择题和填空题出现． 例1 ：下列学习用品中，通常情况下属于绝缘体的是（ ） ．铅笔芯 B ．塑料尺 ．铁质铅笔盒 D．金属小刀片 分析：不容易导电物体是绝缘体，例如：橡胶、玻璃、陶瓷等．容易导电的叫导体，例 如：金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液等． 解：铅笔芯、铁、刀片是导体；塑料是绝缘体． 故选B． 点评：本题考查学生对导体和绝缘体的识别，属于识记内容，注意区分． 例2：小东在安装如图所示的电路装置时，发现导线不够长．他用下列哪个物体将、B 两 点连接后，按下开关，灯泡却始终无法发亮（ ） ．塑料直尺 B ．石墨圆棒 ．钢制刀叉 D．银制筷子 分析：（1）不容易导电的物体叫绝缘体．常见绝缘体中包括：玻璃、陶瓷、塑料、各种油 等； （2）容易导电的物体叫导体．常见的导体：各种金属、石墨、以及酸碱盐的溶液等． 解：由于石墨、钢、银是导体，塑料是绝缘体，所以他用石墨圆棒、钢制刀叉、银质筷子 将、B 两点连接后，按下开关，灯泡发亮；而接入塑料直尺，灯不亮． 故选． 点评：记住绝缘体包括哪些物质、导体包括哪些物质是解决此题的关键．因此可知记住课 本中的基础知识对于解决此类识记性的基础题非常重要． 【解题方法点拨】 导体与绝缘体之间没有绝对的界限，一般情况下，不容易导电的物体，当条件改变时，也 有可能导电，变为导体．例如：常温下玻璃是绝缘体，而在高温达到红炽状态时，也就变 第1 页/ 共43 页 成导体了． 【知识点的认识】 （1）不容易导电的物体叫绝缘体．常见绝缘体中包括：玻璃、陶瓷、塑料、各种油等； （2）容易导电的物体叫导体．常见的导体：各种金属、石墨、以及酸碱盐的溶液等． 【命题方向】 此考点较为基础，在中考中主要考查导体和绝缘的分类，一般以选择题和填空题出现． 例1 ：关于导体和绝缘体的下列说法中，正确的是（ ） ．导体善于导电是因为导体内有大量的电荷存在 B．绝缘体不善于导电，是因为绝缘体内没有电荷存在 ．导体在任何情况下都可以导电，绝缘体在任何情况下都不会导电 D．有些绝缘体在一定的条件下可能变为导体 分析：根据导体和绝缘体的概念分析．容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘 体． 解：、说法错误，导体善于导电是因为导体内有大量能够自由移动的电荷存在． B、说法错误，绝缘体不善于导电，是因为绝缘体内几乎没有自由移动的电荷存在． 、说法错误，导体和绝缘体可以相互转化． D、说法正确，玻璃在炽红状态下是能够导电的． 故选D． 点评：本题考查了导体和绝缘体的导电能力不同的原因及它们在一定条件下可以相互转 化． 例2：通常情况下，干燥的木板是 绝缘体 ，但是在潮湿的天气里，木板也会成为 导 体 ．这说明导体和绝缘体之间没有绝对的 界限 ． 分析：根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫 导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体．它们之 间没有严格的界限． 解：通常情况下，干燥的木板是绝缘体，但是在潮湿的天气里，木板也会成为导体．这说 明导体和绝缘体之间没有绝对的界限． 故本题答为：绝缘体；导体；界限． 点评：本题考查了导体与绝缘体的界限是不绝对的．在一定条件可以转化． 【解题方法点拨】 导体与绝缘体之间没有绝对的界限，一般情况下，不容易导电的物体，当条件改变时，也 第1 页/ 共43 页 有可能导电，变为导体．例如：常温下玻璃是绝缘体，而在高温达到红炽状态时，也就变 成导体了． 一．导体与绝缘体的概念（共1 小题） 1．小明在家看电视，突然断电，发现空气开关跳闸。原来是楼上邻居家水管漏水，水流入 小明家的插座中，因为流入插座的水是 “ ” “ ” （选填导体或绝缘体），使电路发 生 路，导致空气开关跳闸。 2．电路图设计 【知识点的认识】 （1）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、简易交通灯电路的设计等． （2）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． 【解题方法点拨】 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）开关的短路用法：要求当开关闭合时，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，从而达到只有一盏 灯发光的目的． （3）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）方便控制一盏灯．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 第1 页/ 共43 页 由亮变灭，由灭变亮． （4）简单的混联：每个支路上的用电器工作时，总有一个特殊的用电器与它们一起工作， 这个特殊的用电器就要安装在它们的干路上． 【命题方向】 第一类常考题： 某种电脑键盘清洁器有两个开关，开关S1只控制照明用的小灯泡L，开关S2只控制吸尘用 的电动机M ．在图中所示的四个电路图中，符合上述要求的是（ ） ． B ． ． D ． 分析：开关S1只控制照明用的小灯泡L，开关S2只控制吸尘用的电动机M，说明，小灯泡 L 和电动机M 并联，各由一个开关控制． 解：、开关S1为总开关，控制小灯泡和电动机，开关S2只控制小灯泡，不合题意，该图错 误； B、开关S1 为总开关，控制小灯泡和电动机，开关S2 只控制电动机，不合题意，该图错 误； 、开关S2为总开关，控制小灯泡和电动机，开关S1只控制小灯泡，不合题意，该图错误； D、开关S1只控制小灯泡，开关S2只控制吸尘用的电动机，二者互不影响，符合题意，该 图正确．故选：D． 点评：（1）根据二者是否相互影响，判断出它们的连接方式，相互影响为串联，互不影响 为并联； （2）根据开关的控制作用，确定开关的位置，控制整个电路，开关在干路上，单独控制某 个用电器，开关在支路上． 第二类常考题： 第1 页/ 共43 页 自动售票公交车后门两侧的扶手上各装有一个红色按钮，如图甲所示．想要下车的乘客只 要按下其中任何一个按钮，装在车内的电铃就会响起，以提醒司机停车并打开车门．请你 再图乙的虚线框内画出这个电路的电路图． “ ” 分析：根据乘客只要按下任何一个按钮，电铃就会响起结合串并联电路特点判断两个开 关的连接方式． 解：只要按下任何一个按钮，电铃就会响起，说明这两个开关互不影响，是并联的； 如图所示： “ ” 点评：本题考查了两个开关的连接方式的判断，解题时要抓住关键字词任何一个判断两 开关为并联． 二．电路图设计（共1 小题） 2．如图给出了小明设计的楼梯照明电灯的四种控制电路，其中S1、S2 分别为楼上和楼下 的开关（都是单刀双掷开关）。要求拨动其中任一开关，都能改变电灯原来的发光或熄 灭状态。在实际应用中最好的方是（ ） ． B． 第1 页/ 共43 页 ． D． 3．焦耳定律 【知识点的认识】 （1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通 电时间成正比，这个规律叫焦耳定律． （2）公式：Q＝2Rt，公式中的电流的单位要用安培（），电阻R 的单位要用欧姆（Ω）， 通过的时间t 的单位要用秒（s）这样，热量Q 的单位就是焦耳（）． （3）变形公式：Q＝ t，Q＝Ut． 【解题方法点拨】 （1）在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即＝Q；在非纯电阻电路 中，电能大部分转化为其他能，已小部分转化为热能，电功大于电热，＝Q+其他． （2）探究电热与哪些因素有关： ①怎样用转换法体现电热：用温度计升高的度数；用细管内液柱升高的高度；用气球膨胀 的大小． ②怎样用控制变量法研究与电阻的关系：串联时控制电流和通电时间一定，并联时控制电 压与通电时间一定． 【命题方向】 本知识点主要考查焦耳定律的应用，考察的形式主要是选择题、填空题． 第一类常考题： 如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值．比 较通电后两根电阻丝各自两端的电压U 甲、U 乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q 甲、Q 乙 的大小，下面关系中正确的是（ ） ．U 甲＝U 乙，Q 甲＝Q 乙 B．U 甲＜U 乙，Q 甲＞Q 乙 ．U 甲＜U 乙，Q 甲＜Q 乙 D．U 甲＞U 乙， Q 甲＜Q 乙 分析：两电阻丝串联，流过它们的电流相等，通电时间t 相等， 由U＝R 判断它们间的电压关系，由Q＝2Rt 判断它们产生的热量关系． 第1 页/ 共43 页 解：由于两电阻丝串联，流过它们的电流相等，通电时间t 相等， 由题意知：R 甲＜R 乙，由U＝R 知：U 甲＜U 乙；由Q＝2Rt 知：Q 甲＜Q 乙；故选． 点评：本题考查了串联电路的特点，欧姆定律，焦耳定律，熟练掌握基础知识是正确解题 的关键． 第二类常考题： 关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（ ） ．根据Q＝2Rt 可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B．根据Q＝ t 可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少 ．根据Q＝Ut 可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关 D．根据Q＝2Rt 可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 分析：焦耳定律的定义式是Q＝2Rt，导出式有Q＝ t 和Q＝Ut，如果不是纯电阻电路， 只能用定义式来算，如果是纯电阻电路，关键是看控制什么因素一定，决定用哪个公式来 计算，如电流一定时用Q＝2Rt，电压一定时用Q＝ t 解：、没有说明控制电流一定，故缺少条件，结论不一定正确； B、没有说明控制电压一定，故缺少条件，结论不一定正确； 、此公式是导出式，只能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积，与电阻是否有 关要看定义式，故结论不正确； D、电流、时间一定时，电热与电阻成正比，故结论正确．故选D． 判断电热的多少，一要判断是否纯电阻电路，决定导出式是否可用，如果非纯电阻，只能 用Q＝2Rt，如果是纯电阻，Q＝2Rt 和Q＝ t 都适用；二要找出U 不变还是不变，如果U 第1 页/ 共43 页 不变，用Q＝ t，如果不变，用Q＝2Rt． 三．焦耳定律（共1 小题） 3．电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接电烙铁的导线却没有明显发热，这是主要是因 为（ ） ．导线的绝缘皮隔热 B．导线散热比电烙铁快 ．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流 D．导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻 4．家庭电路的组成与连接 【知识点的认识】 （1）进户线：一根叫火线，另一根叫零线，火线与零线之间有220V 电压，它们构成家庭 电路的电源．火线与大地之间也有220V 电压，零线与大地之间没有电压． （2）电能表：测量用户在一段时间内消耗的电能，装在干路上，进户线首先要进入电能 表． （3）总开关：控制整个家庭电路的通断，要安装在保险丝前． （4）保险丝：由电阻率较大、熔点较低的铅锑合金制成；当电路中电流过大时能自动熔断 而切断电路；要串联在电路中，不能用铜丝代替；保险丝的选择原则是保险丝的额定电流 等于或稍大于电路中最大正常工作电流．如果只有一根保险丝要安装在火线上． （5）插座与用电器：插座给可移动家用电器供电，插座并联在电路中，两孔插座右火左 零，三孔插座右火左零上地．用电器是直接利用电能工作的器件，各用电器之间通常是并 联的． （6）开关与灯泡：开关与被控制的灯泡串联．为了安全，开关应接在火线与灯泡的尾部金 属体之间． 【解题方法点拨】 家庭电路中各用电器之间是并联的，开关与被控制的用电器是串联的； 第1 页/ 共43 页 【命题方向】 家庭电路的连接在中考中以作图题较多，特别注意的是控制灯泡的开关安装在火线还是零 线上、三孔插座分别接什么． 例1 ：如图所示的家庭电路中，有两个器件连接错误，它们是（ ） ．闸刀开关和带开关的灯泡 B．带开关的灯泡和带熔丝的二线插座 ．带开关的灯泡和三线插座 D．闸刀开关和三线插座 分析：（1）保险丝不是在零线和火线上各接一根保险丝，而是只在火线上接一根，这样不 是为了节省，而是为了更安全，如果零线和火线各接一根保险丝，如果零线上的保险丝熔 断，电路处于断开状态，但是电路中还连接着火线，接触电路会发生触电事故． （2）开关控制灯泡的正确连接方法：火线首先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线 直接进入灯泡的螺旋套． （3）两孔插座的连接方法：左孔接零线，右孔接火线．当插座上进入大功率的用电器时， 还要在火线上串联一根保险丝． （4）三孔插座的连接方法：三孔接地线；左孔接零线；右孔接火线． 解：（1）进户线进入用户，首先接入总开关，总开关的后面接入保险丝，保险丝只在火线 上接一根，不是为了节省，而是为了更安全．当保险丝熔断后，家庭电路和火线断开，防 止触电事故的发生．图中总开关和保险丝连接正确．不符合题意． （2）开关控制灯泡时，火线首先进入开关，然后进入灯泡顶端的金属点，零线直接进入灯 泡的螺旋套．开关既能控制灯泡，又能在灯泡损坏后，断开开关，切断火线，安全的更换 灯泡．图中带开关的灯泡连接错误．符合题意． （3）两孔插座左孔接零线，右孔接火线．当插座上进入大功率的用电器时，还要在火线上 串联一根保险丝．这样在电流过大时，能自动切断电源，起到保险作用．图中连接正确， 不符合题意． （4）三孔插座的三孔接地线，左孔接零线，右孔接火线．当金属外壳的用电器插入三孔插 第1 页/ 共43 页 座时，金属外壳的用电器漏电时，接触用电器防止触电事故的发生．图中连接错误，符合 题意．故选． 点评：（1）掌握家庭电路中，总开关、保险丝、灯泡、开关、两孔插座、三孔插座的连接 方法． （2）掌握保险丝、开关、三孔插座的作用． 例2 ：在如图所示的家庭电路中，插座、螺口灯泡（及其开关）的连线正确的是（ ） ． B．B ． D． 分析：（1）两孔插座的接法：左孔接零线，右孔接火线． （2）三孔插座的接法：左孔接零线，右孔接火线，上孔接地线． （3）灯泡的接法：火线首先进开关，再入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋 套． 解：、左孔应接零线，右孔应接火线，故接线错误． B、左孔应接零线，右孔应接火线，上孔接地线，故接线错误． D、火线首先要进入开关，再接入灯泡顶端的金属点，零线直接接螺旋套，故接线错误，D 接线正确． 故选D． 点评：（1）掌握家庭电路的火线、零线、地线之间的电压． （2）掌握各用电器之间和插座之间连接方式． （3）掌握两孔插座、三孔插座、灯泡、开关的接法．【知识点的认识】 家庭电路的主要组成部分有：进户线、电能表、总开关、保险装置、开关和灯泡、插座和 用电器． 第1 页/ 共43 页 （1）进户线：连接户外的供电电路的电线，一根是火线，另一根是零线，它们之间有 220V 的电压． （2）电能表：测量用户在一段时间内消耗电能的仪器． （3）总开关：能同时切断火线和零线，方便室内电路的安装和检修． （4）保险丝：当电路中电流过大时，自动熔断并切断电源，起保护电路的作用．现在家庭 多用空气开关来取代保险丝． （5）插座与用电器：插座给可移动家用电器供电，插座并联在电路中，两孔插座右火左 零，三孔插座右火左零上地．用电器是直接利用电能工作的器件，各用电器之间通常是并 联的． （6）开关与灯泡：开关与被控制的灯泡串联．为了安全，开关应接在火线与灯泡的尾部金 属体之间． 【解题方法点拨】 （1）要分析清楚各组成部分的先顺序： 为防止偷电事故，进户线首先要进电能表；为检修电路保险丝时安全，总开关要安装在保 险丝前面． （2）开关与所控制的灯泡是串联的；各用电器之间是并联的． 【命题方向】 由于家庭电路与生活实际联系密切，所以应该重视，常在各组成部分的先后顺序方面出 第1 页/ 共43 页 题，以选择题为主． 例1 ：小明家的电路简化后如图所示，观察该电路