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童科学
本次课程:电路分析
年级:
八年级
科目
:
科学
本次课学习目标:
掌握1.串并联电路的特点2.电路分析与计算3.电路故障判断
part1.考点思维导图
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
考点1 串并联电路的特点-电流特点
例1-1.如图是一根粗细不同的导线,较细部分的横戴面积为S1,较粗部分的横截面积为S2,则电流通过导线时( )
A.通过S1的电流I1大
B、通过S2的电流I2大
C.通过S1、S2的电流I1、I2一样大
D、无法判断
例1-2.三只小灯L1、L2、L3串联在电路中,灯L1最亮,灯L3最暗,则通过它们的电流(
)
A.灯L1最大
B.灯L2最大
C.灯L3最大
D.一样大
例1-3.如图所示,连入电路中的电阻R1
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)、R2、R3允许通过的最大电流分别为I1、I2、I3,且I1>I2>I3,则此部分电路中允许通过的最大电流是(
)
A.I1
B.I2
C.I3
D.I1+I2+I3
例1-4.在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2中的电流分别为(
)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A.1.2A,0.22A
B.0.98
A,0.22
A
C.0.96
A,0.24
A
D.0.24
A,1.2
A
◆变式训练
1.如图甲所示的电路中,A1的示数为1.2A,A2的示数如图乙所示。下列判断正确的是(
)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A.通过L1的电流为0.7A
B.通过L1的电流为1.2A
C.通过L2的电流为1.2A
D.通过L2的电流为1.7A
2.(2020?安徽)R1、
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)R2、R3是三个阻值不同的定值电阻。将它们串联起来接入电路,如图甲所示,闭合开关后,测得各电阻两端的电压关系为U1>U2>U3;若将它们并联起来接入电路,如图乙所示,则闭合开关后,通过每个电阻的电流大小关系为( )21·cn·jy·com
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A.I1>I2>I3
B.I3>I2>I1
C.I1=I2=I3
D.I2>I1>I3
3.小明在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(1)在连接电路时发现,
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了
断开开关。
(2)他先将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是:
。21cnjy.com
L1断路
(3)他在测量B处的电流时,发现电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)流表的指针偏转如图乙所示,原因是
;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为
A。
(4)在解决了以上问题后,将电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律。请你指出他们实验应改进方法是
。换用不同的灯泡测量多组数据
(5)实验结束后,小明又利用器材
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)连接了如图丁所示的电路图,当开关S由断开到闭合时,电流表A2的示数
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
考点2 串并联电路的特点-电压特点
例2-1.按图甲的电路进行
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)实验,当闭合开关用电器正常工作时,电压表V1和V2的指针完全一样,如图乙所示,则L1两端的电压为
V,L2两端的电压为
V。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
例2-2.如图甲所示,当开关S由接点1
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)转到接点2时,电压表示数变化如图乙所示,则灯泡L2两端的电压是
V,电源电压是
V。【来源:21·世纪·教育·网】
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
例2-3.有两个电阻,R1=4
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)Ω,R2=6Ω,如果把它们串联在电路中,通过它们的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1,U2,则,I1:I2、U1:U2分别为
;
。
例2-4.某中学八年级物理兴趣小组按照如图所示电路图连接成电路,进行探究性实验,得到下表中的实验数据:
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(1)比较A1和A2的示数,得出串联电路的电流规律是:
;?
(2)比较V、V1、V2的示数,得出串联电路的电压规律是:
;?
(3)比较A1和V1的示数,得出的结论是
;
(4)根据表中电流表、电压表的数据算出定值电阻R1=??
Ω。
◆变式训练
1.小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(1)图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是??
C(选填“A”“B”或“C”)处的电流。
(2)请在图乙中移动一根导线,测量另外一处的电流。在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路。移动后电流表测量的是A或B??
(选填“A”“B”或“C”)处的电流。
(3)测出A、B、C三处的电流如表所示,由此得出初步结论:IC=IA+IB??
(只写表达式).小梅指出:为了得出更普遍的规律,应当进行多次实验。操作方法是:
换上规格不同的灯泡多次实验。
位置
A
B
C
电
流/A
0.30
0.24
0.54
(4)小海利用原有的实验器
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)材,添加一个开关,又设计了一个电路。利用这个电路,不用更换电流表的位置,就可直接测出A、B、C三处的电流,同样可得出三处电流的关系。请在图丙中的虚线框中画出电路图。
2.在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示,连接电路时,至少需要6根导线;实验中应选择规格
(相同/不同)的小灯泡。21教育网
6
不同
(2)在测L1两端电压时,闭合
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)开关,发现电压表示数为零,原因可能是
(填出一种即可)。
L2断路
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压?
,理由是
。
(4)小明分别测出AB、BC、AC
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价:
,改进方法是
。
一次实验具有偶然性
更换规格不同的灯泡进行多次实验
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
考点3 电路分析
例3-1.如图所示,开关闭合后,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中(
?)
A.
电流表示数变小,电压表示数变大
B.
电流表示数变小,电压表示数变小
C.
电流表示数变大,电压表示数变大
D.
电流表示数变大,电压表示数变小
例3-2.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关s由断开到闭合时,下列说法中正确的是( )
A.电流表的示数减小,电压表的示数增大
???????????
B.电流表的示数增大,电压表的示数不变
C.电流表的示数增大,电压表的示数减小????????????
D.电流表的示数不变,电压表的示数不变
例3-3.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,当开关S闭合时( )
A.
电压表示数变小,电流表示数变小
B.
电压表示数变大,电流表示数变大
C.
电压表示数不变,电流表示数不变
D.
电压表示数不变,电流表示数变小
例3-4.如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时,下列判断正确的是( )2·1·c·n·j·y
A.电压表和电流表的示数都增大,
B.电压表和电流表的示数都减小,
C.电流表示数增大,电压表示数变大,灯泡变亮
D.电流表示数变小,电压表示数不变,灯泡亮度不变
例3-5.(2020?深圳)电了
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)拉力计的简化原理如图。滑动变阻器的滑片P与弹簧上端固定在一起,同方向升降。在弹性限度内,弹簧所受拉力越大,弹簧伸长量越大。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器接入电路中的电阻随拉力增大而增大
B.电流表的示数随拉力增大而增大
C.电压表的示数随拉力增大而增大
D.定值电阻R0消耗的电功率随拉力增大而减小
◆变式训练
1.如图所示的电路中,开关闭合
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)后,滑动变阻器从左向右滑动的过程中,灯泡的亮度
(选填“变亮”“变暗”或“不变”),电压表的示数将
(选填“增大”或“减小”)。21·世纪
教育网
2.在如图所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时(
)
A.电流表示数变大,灯变暗
B.电流表示数变小,灯变亮
C.电压表示数不变,灯变亮
D.电压表示数不变,灯变暗
3.(2020?常德)如图在探究“电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)流与电阻关系”时,电源电压恒为3V,实验准备了阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的电阻,当将10Ω的电阻接入R所在位置时,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2V,再分别用5Ω、20Ω的电阻替换10Ω的电阻进行实验,下列说法正确的是( )www-2-1-cnjy-com
A.用5Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变大
B.用5Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变小
C.用20Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变大
D.用20Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变小
4.(2020?乐山)小华设计了如图所示的输液提示器,在护士站能够观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时( )21
cnjy
com
A.电压表示数减小,灯泡亮度变暗
B.电压表示数减小,灯泡亮度变亮
C.电压表示数增大,灯泡亮度变暗
D.电压表示数增大,灯泡亮度变亮
5.(2020?安徽)在图示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P自左向右滑动,则( )【来源:21cnj
y.co
m】
A.电流表A的示数减小
B.电压表V2的示数减小
C.电压表V1与电流表A的示数比值减小
D.电压表V2与电流表A的示数比值减小
6.(2020?滨州)如图所示的电路
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)中,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,下列判断正确的是( )【出处:21教育名师】
A.电压表示数变小,电流表示数变大
B.电压表示数不变,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数不变
D.电压表示数变大,电流表示数变小
7.(2020?自贡)在图的电路中,电源电压
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)保持不变,R为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从最右端移到中间某个位置,电压表和电流表的示数分别变化了△U和△I.下列分析正确的是( )【版权所有:21教育】
A.变大
B.变小
C.不变
D.先变小后变大
8.在图中,灯泡L1和灯泡L2是___
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)___联连接的。当开关K断开时,电压表的示数将_____;电流表的示数将_____
(选填“增大”、“不变”或“减小”)。21
cnjy
com
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
考点4 电路计算
例4-1.如图所示是电阻甲和乙的I-U图象,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为2
V时,R甲=0.4Ω
C.只将电阻甲和乙串联,若电路电流为0.2
A时,则电路总电阻为15Ω
D.只将电阻甲和乙并联,若电源电压为2
V时,则电路总电流为0.4
A
例4-2.如图所示,电源电压保
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示,下列说法不正确的是(
)
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V
例4-3.如图所示,电源电压恒定。当开关
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=4:1;当开关S1闭合、S2断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为( )
A.4:3
B.3:2
C.3:4
D.3:l
例4-4.如图所示,电源电压保持不变,闭合
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)开关后,两灯都能正常工作,灯L1,L2的电阻之比为R1:R2=1:2,此时甲、乙两电表的示数之比为( )
A.2:1
B.1:2
C.3:2
D.2:3
例4-5.如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I-U关系图象如图乙所示。则下列判断错误的是( )
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A.图线B是电阻R1的I-U关系图象
B.电源电压为18V
C.R1的阻值是20Ω
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
例4-6.某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3伏,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是( )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持0.5伏不变
C.滑动变阻器阻值变化范围为1欧~5欧
D.将Rx从5欧换成10欧后,应将滑片P向左移
例4-7.如图所示的电路中,
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)电源电压恒为30V,电阻R1为15Ω.同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数为2.5A.求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)电阻R2的阻值。2-1-c-n-j-y
例4-8.如图的电路中,电源电压U=6V且
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)保持不变,定值电阻R1=6Ω,定值电阻R2=4Ω.求:
(1)只闭合S1,通过R1的电流是多大?
(2)只闭合S2,R2两端的电压是多大?
◆变式训练
1.(2020?武汉)如图所示,电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)源电压15V保持不变,滑动变阻器的滑片P在最右端。闭合开关S1,断开开关S2.滑片P移至中点附近时,电流表的示数是0.5A;保持滑片P不动,闭合开关S2,断开开关S1时,电流表的示数是0.2A,则电阻R3的阻值是( )
A.20Ω
B.30Ω
C.45Ω
D.50Ω
2.如图所示的电路中,电阻R
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)1的阻值为20Ω,电源电压不变。当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.45A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.75A.求:
(1)电源电压为多少?
(2)R2的阻值为多少?
(3)S2、S3断开,S1闭合时,加在电阻R1两端的电压为多少?
3.如图甲是某电子秤的原理示意图,R1
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)为定值电阻,托盘下方的电阻R2为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系图如图乙所示。已知电源电压为6V保持不变。
(1)当托盘为空时,R2电阻;500Ω21教育名师原创作品
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,求定值电阻R1的阻值;
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,求该物体的质量大小。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
4.(2020?宁波)现有一个粗细均匀的金
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)属圆环,它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性,小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时,小科先将触点M与圆环上的A点连接,再移动滑动变阻器R1的滑片P至最右端后,闭合开关S,将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周,在触点N滑动的过程中,触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻,记为RMN.设滑过弧MN的长为x,电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V,铜丝的阻值不计,触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。
(1)由图乙可知,该金属圆环中铜丝的长度是
cm。
(2)在触点N滑动过程中,RMN的最大值是多少?
(3)每1cm电阻丝的阻值是
Ω.(提示:图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻)www.21-cn-jy.com
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考点5
串联电路故障
例5-1.在图所示的电路中,电源电压保
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)持不变。当电键S闭合后,只有一个电表的示数发生变化。若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R或小灯L上,则(
)
A.电压表V的示数发生变化,小灯L断路B.电压表V的示数发生变化,小灯L短路
C.电流表A的示数发生变化,电阻R断路D.电流表A的示数发生变化,电阻R短路
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例5-2.(2020?深圳)在物理
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)实验操作考核中,小明把两灯串联,闭合开关后,发现L1亮,L2不亮。为了找出原因,他把电压表并联在L2两端,如图所示,发现电压表示数为0,则原因可能是( )
A.L1
断路
B.L1短路
C.L2
断路D.L2
短路
例5-3.(2020?菏泽)如图
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)所示,闭合开关S后,灯泡L1和L都发光,两电表均有示数,由于某个灯泡发生障,两灯泡都熄灭,电流表示数为零,电压表示数比原来还大,以下对电路和电路故障的分析正确的是( )
A.灯泡L1和L2发光时,两灯并联
B.电压表测的是灯泡L1的电压
C.灯泡熄灭是由于灯泡L2开路
D.灯泡熄灭是由于灯泡L2短路
例5-4.(2020?襄阳)在如图所
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)示的电路中,闭合电键S,两个灯泡均不亮,电流表无示数,两个电压表的示数相等且等于电源电压,则电路故障可能是( )
A.L1断路
B.L2断路
C.L1短路
D.L2短路
◆变式训练
1.在图所示的电路中,电源电压保持不变。由于电阻R、灯L可能出现了故障,电键S闭合前后,电流表指针所在的位置不变且小灯始终不发光。
①
电路中一定存在的故障是__________。
②
电路中有A、B、C、D四点,将电压
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)表接入__________两点,断开电键,若电压表示数__________(选填“为零”或“不为零”),则可判断电阻R断路。
2.在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,电路正常工作。一段时间后,电压表的示数突然变小。经检查发现电路中发生断路,且故障发生在灯L1、L2处。若将电压表并联在灯L2两端,则电压表的示数
(
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A.一定为零
B.可能为零
C.一定为电源电压
D.可能为电源电压的一半
考点6
并联电路故障[
例6-1.在图所示的电路中,电源电压保持不变。R1或R2中的一个发生断路,闭合电键S,以下方法能检测出具体故障的是(
)
A.用完好的小灯替换R1
B.用电压表并联在R2两端
C.用电流表串联在干路中
D.用电流表串联在R1支路中
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例6-2.(2020?孝感)如图所示的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)电路中,电源电压恒定,L为小灯泡,滑动变阻器R的滑片P处于中点,通过控制开关S1、S2和S3的通断来研究电路的常见故障与串、并联,通过调节滑动变阻器来分析电路中电流的变化情况,则( )
A.闭合S3,断开S1、S2,R被短路
B.闭合S1,断开S2、S3,L与R串联
C.闭合S2,断开S1、S3,L与R并联
D.闭合S2,断开S1、S3,滑片P向右移动,电流表的示数变小
例6-3.在图所示的电路中,电源
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)电压保持不变。闭合电键S,电路正常工作。过了一会儿,两灯中有一灯熄灭,三个电表中只有一个电表的示数变小,则电路故障可能是
。电流表A1的示数
;电流表A2的示数
;电压表V的示数
。(均填“变大”,“变小”,“不变”)
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◆变式训练
1.在图所示的电路中,电源电压始终等于6伏,电阻R1、R2可能出现了断路故障。闭合电键S后:
①若各电表示数出现__________________________现象,说明电阻R2断路;
②若各电表示数出现__________________________现象,说明电阻R1和R2都断路。
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2.(2020?巴中)如图所
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)示,电源电压不变,闭合开关,两灯正常发光,电压表和电流表都有示数。一段时间之后,一个电表示数变小,另一个不变,则故障可能是( )
A.L1开路
B.L1短路
C.L2开路
D.L2短路
考点7
利用电表(导线)判断故障问题
例7-1.如图所示电路,闭
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)合电键S,两只小灯不亮。小蒋查看了电源、电灯、电键和接线柱连接都没问题,估计是某导线断路了。小蒋将电表的正接线柱与电源的正极a相连,再将电表的负接线柱分别与其它接线柱相连。下列有关检测的推断正确的是(
)
A.若电流表接在ad两端时,灯亮,则导线cd一定断路
B.若电流表接在ae两端时,灯亮,则导线ab一定断路
C.若电压表接在af两端时,示数为3V,则导线gh一定断路
D.若电压表接在ag两端时,示数为0V,则导线gh一定断路
例7-2.在图所示的电路中添加一根完好的导线,连接A、B、C、D四点中的两点:
(1)为避免实验中电源短路,导线不能连接
两点。
(2)在避免电源短路的情况下,若导线连接的是
两点,则闭合电键S前后,电路中一个电表的示数始终为零。
考点8
电路设计
例8-1.关于生活中的一些电路连接,下列判断
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)不正确的是(
)
A.道路旁的一排排路灯,晚上同时亮,早晨同时灭,因此它们是串联的
B.家庭电路中,电视机与照明灯的工作互不影响,因此它们是并联的
C.由于某灯短路使保险丝熔断时,其他用电器都不工作。因此保险丝是安装在干路上的
D.楼道的声控灯只有在天暗且有声音时才能亮,因此声控、光控开关及灯是串联的
例8-2.如图甲击剑比赛中,甲的剑击中乙的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)导电服,乙头顶上的指示灯就会亮;乙的剑击中甲的导电服,甲头顶上的指示灯就会亮。这里剑相当于“开关”,选项中能反映上述比赛原理的电路图是( )
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
例8-3.某机要保密室进出门有下列
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)要求:甲、乙两管理员必须同时用各自的钥匙(S甲、S乙分别表示甲、乙两资料员的钥匙)使灯亮才能进入保密室;而馆长只要用自己的钥匙(S馆长表示馆长的钥匙)使灯亮就可以进入保密室。下列电路中符合上述要求的是( )
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◆变式训练
1.小敏在爷爷的卧室设计了一个如图
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的“聪明”电路,方便爷爷。“光控开关”在光弱(晚上)时自动闭合,光强(白天)时自动断开;“声控开关”在有声时自动闭合,两分钟后自动断开,表中开关使用情况,不符合电路设计工作要求的是(
)
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2.电路知识在生活中有很多应用:如有的汽车装有日间行车灯以提高行车安全,当车启动时,S1闭合日间行车灯L1立即亮起,再闭合S2车前大灯L2也亮起;高铁上只有在两个相邻的洗手间都有人并且锁住时(开关闭合),红灯才亮起表示“有人”。下列电路图能实现上述功能的是( )
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A.甲和丙
B.甲和丁
C.乙和丙
D.乙和丁
part2.自我评价
1.本次课最重要的三个知识点:
1.串并联电路的特点
2.电路分析
3.电路故障分析
4.电路设计
选项
电路设计工作要求
开关使用情况
A
白天,灯不亮
闭合S2
断开S1
B
晚上,睡前,灯亮
断开S2
闭合S1
C
晚上,拍拍手,灯亮
闭合S2
断开S1
D
晚上,遇打雷,灯不亮
断开S2
闭合S1
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精品试卷·第
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(共
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童科学
本次课程:电路分析
年级:
八年级
科目
:
科学
本次课学习目标:
掌握1.串并联电路的特点2.电路分析与计算3.电路故障判断
part1.考点思维导图
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
考点1 串并联电路的特点-电流特点
例1-1.如图是一根粗细不同的导线,较细部分的横戴面积为S1,较粗部分的横截面积为S2,则电流通过导线时( )【来源:21·世纪·教育·网】
A.通过S1的电流I1大
B、通过S2的电流I2大
C.通过S1、S2的电流I1、I2一样大
D、无法判断
答案:C
例1-2.三只小灯L1、L2、L3串联在电路中,灯L1最亮,灯L3最暗,则通过它们的电流(
)
A.灯L1最大
B.灯L2最大
C.灯L3最大
D.一样大
答案:D
例1-3.如图所示,连入电路中的电阻R
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)1、R2、R3允许通过的最大电流分别为I1、I2、I3,且I1>I2>I3,则此部分电路中允许通过的最大电流是(
)
A.I1
B.I2
C.I3
D.I1+I2+I3
答案:C
例1-4.在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2中的电流分别为(
)2·1·c·n·j·y
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A.1.2A,0.22A
B.0.98
A,0.22
A
C.0.96
A,0.24
A
D.0.24
A,1.2
A
答案:C
◆变式训练
1.如图甲所示的电路中,A1的示数为1.2A,A2的示数如图乙所示。下列判断正确的是(
)
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A.通过L1的电流为0.7A
B.通过L1的电流为1.2A
C.通过L2的电流为1.2A
D.通过L2的电流为1.7A
答案:A
2.(2020?安徽)R1、R2、R3是三
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)个阻值不同的定值电阻。将它们串联起来接入电路,如图甲所示,闭合开关后,测得各电阻两端的电压关系为U1>U2>U3;若将它们并联起来接入电路,如图乙所示,则闭合开关后,通过每个电阻的电流大小关系为( )21教育名师原创作品
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A.I1>I2>I3
B.I3>I2>I1
C.I1=I2=I3
D.I2>I1>I3
【解答】甲中三个电阻串联,串联电路各处的电流相等,根据欧姆定律U=IR,因U1>U2>U3,故R1>R2>R3;
在乙中,三个电阻并联,根据并联电路各支路电压相等,由欧姆定律I=,I3>I2>I1,只有B正确。
故选:B。
3.小明在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图。
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(1)在连接电路时发现,刚接好最后一
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了
断开开关。
(2)他先将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是:
。
L1断路
(3)他在测量B处的电流时,
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是
;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为
A。
(4)在解决了以上问题后,将电流表分别接入
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)A、B、C三点处,闭合开关,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律。请你指出他们实验应改进方法是
。换用不同的灯泡测量多组数据
(5)实验结束后,小明又利用器材连接了
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)如图丁所示的电路图,当开关S由断开到闭合时,电流表A2的示数
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案:断开开关;L1断路;电流表正负接线柱接反了;0.24;换用不同的灯泡测量多组数据;变大
考点2 串并联电路的特点-电压特点
例2-1.按图甲的电路进
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)行实验,当闭合开关用电器正常工作时,电压表V1和V2的指针完全一样,如图乙所示,则L1两端的电压为
8
V,L2两端的电压为
2
V。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
答案:8
2
例2-2.如图甲所示,当开关S由接点
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)1转到接点2时,电压表示数变化如图乙所示,则灯泡L2两端的电压是
V,电源电压是
V。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)答案:4
6
例2-3.有两个电阻,R1=4Ω,R2
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)=6Ω,如果把它们串联在电路中,通过它们的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1,U2,则,I1:I2、U1:U2分别为
;
。答案:1:1
2:3
例2-4.某中学八年级物理兴趣小组按照如图所示电路图连接成电路,进行探究性实验,得到下表中的实验数据:
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(1)比较A1和A2的示数,得出串联电路的电流规律是:
;?
(2)比较V、V1、V2的示数,得出串联电路的电压规律是:
;?
(3)比较A1和V1的示数,得出的结论是
;
(4)根据表中电流表、电压表的数据算出定值电阻R1=??
Ω。
答案:(1)串联电路中电流大小处处相等(2)串联电路的总电压等于各部分电路的电压之和(3)导体中的电流跟它两端的电压成正比(4)10
◆变式训练
1.小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(1)图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是??
C(选填“A”“B”或“C”)处的电流。
(2)请在图乙中移动一根导线,测量另外一处的电流。在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路。移动后电流表测量的是A或B??
(选填“A”“B”或“C”)处的电流。
(3)测出A、B、C三处的电流如表所示,由此得出初步结论:IC=IA+IB??
(只写表达式).小梅指出:为了得出更普遍的规律,应当进行多次实验。操作方法是:
换上规格不同的灯泡多次实验。
位置
A
B
C
电
流/A
0.30
0.24
0.54
(4)小海利用原有的实验器材,添加一
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)个开关,又设计了一个电路。利用这个电路,不用更换电流表的位置,就可直接测出A、B、C三处的电流,同样可得出三处电流的关系。请在图丙中的虚线框中画出电路图。
答案:(1)C;
(2)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)(4)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(3)IC=IA+IB;换上规格不同的灯泡多次实验;
2.在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示,连接电路时,至少需要6根导线;实验中应选择规格
(相同/不同)的小灯泡。
6
不同
(2)在测L1两端电压时,闭合
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)开关,发现电压表示数为零,原因可能是
(填出一种即可)。
L2断路
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压?
,理由是
。
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价:
,改进方法是
。
一次实验具有偶然性
更换规格不同的灯泡进行多次实验
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
答案:不同;L2断路;不能;正负接线柱反接了;一次实验具有偶然性;改进方法是更换规格不同的灯泡进行多次实验。
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考点3 电路分析
例3-1.如图所示,开关闭合后,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中(
?)
A.
电流表示数变小,电压表示数变大
B.
电流表示数变小,电压表示数变小
C.
电流表示数变大,电压表示数变大
D.
电流表示数变大,电压表示数变小
答案:A
例3-2.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关s由断开到闭合时,下列说法中正确的是( )
A.电流表的示数减小,电压表的示数增大
???????????
B.电流表的示数增大,电压表的示数不变
C.电流表的示数增大,电压表的示数减小????????????
D.电流表的示数不变,电压表的示数不变
答案:B
例3-3.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,当开关S闭合时( )
A.
电压表示数变小,电流表示数变小
B.
电压表示数变大,电流表示数变大
C.
电压表示数不变,电流表示数不变
D.
电压表示数不变,电流表示数变小
答案:C
例3-4.如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时,下列判断正确的是( )21教育网
A.电压表和电流表的示数都增大,
B.电压表和电流表的示数都减小,
C.电流表示数增大,电压表示数变大,灯泡变亮
D.电流表示数变小,电压表示数不变,灯泡亮度不变
答案:D
例3-5.(2020?深圳)电了
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)拉力计的简化原理如图。滑动变阻器的滑片P与弹簧上端固定在一起,同方向升降。在弹性限度内,弹簧所受拉力越大,弹簧伸长量越大。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器接入电路中的电阻随拉力增大而增大
B.电流表的示数随拉力增大而增大
C.电压表的示数随拉力增大而增大
D.定值电阻R0消耗的电功率随拉力增大而减小
【解答】由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当拉力增大时,滑片上移,AP部分电阻丝的长度减小,则接入电路中的电阻减小,故A错误;
B.当拉力增大时,变阻器接入电路中的电阻减小,电路的总电阻减小,由I=可知,电路中的电流增大,即电流表的示数增大,故B正确;
C.当拉力增大时,变阻器接入电路中的电阻减小,由串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压减小,即电压表的示数减小,故C错误;
D.当拉力增大时,变阻器接入电路中的电阻减小,电路中的电流增大,由P=UI=I2R可知,定值电阻R0消耗的电功率增大,故D错误。故选:B。
◆变式训练
1.如图所示的电路中,开关闭合后,滑动变阻器
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)从左向右滑动的过程中,灯泡的亮度
(选填“变亮”“变暗”或“不变”),电压表的示数将
(选填“增大”或“减小”)。
答案:不变;减小
2.在如图所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时(
)
A.电流表示数变大,灯变暗
B.电流表示数变小,灯变亮
C.电压表示数不变,灯变亮
D.电压表示数不变,灯变暗
答案:D
3.(2020?常德)如图在探究“电流
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)与电阻关系”时,电源电压恒为3V,实验准备了阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的电阻,当将10Ω的电阻接入R所在位置时,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2V,再分别用5Ω、20Ω的电阻替换10Ω的电阻进行实验,下列说法正确的是( )
A.用5Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变大
B.用5Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变小
C.用20Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变大
D.用20Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变小
【解答】由图知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;
当将10Ω的电阻接入R所在位置时,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2V;
AB、用5Ω电阻替换,即R
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,其两端的电压减小;为了控制它两端电压不变(即电压表示数不变),应减小变阻器两端的电压来增大R两端的电压,根据串联电路分压规律可知,需要减小滑动变阻器的电阻,即滑片P应向左端移动,由于总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故AB错误;
CD、用20Ω电阻替换,即R的阻
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)值变大,根据串联电路的分压规律可知,其两端的电压变大;为了控制它两端电压不变,应增大变阻器两端的电压来减小R两端的电压,根据串联电路分压规律可知,需要增大滑动变阻器的电阻,即滑片P应向右端移动,由于总电阻增大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,即即电流表示数变小,故C错误,D正确;
故选:D。
4.(2020?乐山)小华设计了如图所示的输液提示器,在护士站能够观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时( )
A.电压表示数减小,灯泡亮度变暗
B.电压表示数减小,灯泡亮度变亮
C.电压表示数增大,灯泡亮度变暗
D.电压表示数增大,灯泡亮度变亮
【解答】由图可知,变阻器与灯泡串联,电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)压表测变阻器两端的电压;当袋中药液量减少时,滑片向上移动,变阻器连入电路的电阻变小,根据串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,灯泡亮度变亮;综上所述,B正确。21·世纪
教育网
故选:B。
5.(2020?安徽)在图示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P自左向右滑动,则( )
A.电流表A的示数减小
B.电压表V2的示数减小
C.电压表V1与电流表A的示数比值减小
D.电压表V2与电流表A的示数比值减小
【解答】
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,21cnjy.com
将滑动变阻器的滑片自右向左滑动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数增大,由U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,即电压表V2的示数增大,故AB错误;【出处:21教育名师】
电压表V1与电流表A的示数比值为滑动变阻器的电阻,电阻减小,比值减小,故C正确;
电压表V2与电流表A的示数比值为定值电阻的阻值,阻值不变,比值不变,故D错误。
故选:C。
6.(2020?滨州)如图所示
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,下列判断正确的是( )
A.电压表示数变小,电流表示数变大
B.电压表示数不变,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数不变
D.电压表示数变大,电流表示数变小
【解答】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,
因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,
滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变大,由I=可知,通过R2的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,www-2-1-cnjy-com
所以,干路电流变小,即电流表的示数变小,故B正确,ACD错误。
故选:B。
7.(2020?自贡)在图的电路中,
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从最右端移到中间某个位置,电压表和电流表的示数分别变化了△U和△I.下列分析正确的是( )【来源:21cnj
y.co
m】
A.变大
B.变小
C.不变
D.先变小后变大
【解答】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,
设滑片移动前后电路中的电流分别为I1、I2,则△I=I2﹣I1,
由I=可得,电压表的示数分别为:
U1=I1R,U2=I2R,
电压表示数的变化量:
△U=U2﹣U1=I2R﹣I1R=(I2﹣I1)R=△IR,
即=R,
所以,不变。
故选:C。
8.在图中,灯泡L1和灯
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)泡L2是______联连接的。当开关K断开时,电压表的示数将_____;电流表的示数将_____
(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
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答案:并”联电路;不变;减小
考点4 电路计算
例4-1.如图所示是电阻甲和乙的I-U图象,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为2
V时,R甲=0.4Ω
C.只将电阻甲和乙串联,若电路电流为0.2
A时,则电路总电阻为15Ω
D.只将电阻甲和乙并联,若电源电压为2
V时,则电路总电流为0.4
A
答案:C
例4-2.如图所示,电源电压保
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示,下列说法不正确的是(
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A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V
答案:C
例4-3.如图所示,电源电压恒定。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=4:1;当开关S1闭合、S2断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为( )【版权所有:21教育】
A.4:3
B.3:2
C.3:4
D.3:l21
cnjy
com
答案:C
例4-4.如图所示,电源电压保持不变,闭合开
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)关后,两灯都能正常工作,灯L1,L2的电阻之比为R1:R2=1:2,此时甲、乙两电表的示数之比为( )
A.2:1
B.1:2
C.3:2
D.2:3
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答案:B
例4-5.如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I-U关系图象如图乙所示。则下列判断错误的是( )
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A.图线B是电阻R1的I-U关系图象
B.电源电压为18V
C.R1的阻值是20Ω
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
答案:D
例4-6.某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3伏,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是( )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持0.5伏不变
C.滑动变阻器阻值变化范围为1欧~5欧
D.将Rx从5欧换成10欧后,应将滑片P向左移
答案:C
例4-7.如图所示的电路中,电源电压恒为3
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)0V,电阻R1为15Ω.同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数为2.5A.求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)电阻R2的阻值。
答案:(1)通过电阻R1的电流为2A;
(2)电阻R2的阻值为60Ω。
例4-8.如图的电路中,电源电压U=6V且保
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)持不变,定值电阻R1=6Ω,定值电阻R2=4Ω.求:
(1)只闭合S1,通过R1的电流是多大?
(2)只闭合S2,R2两端的电压是多大?
答案:(1)只闭合S1,通过R1的电流是1A。
(2)只闭合S2,R2两端的电压是2.4V。
◆变式训练
1.(2020?武汉)如图所示,
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)电源电压15V保持不变,滑动变阻器的滑片P在最右端。闭合开关S1,断开开关S2.滑片P移至中点附近时,电流表的示数是0.5A;保持滑片P不动,闭合开关S2,断开开关S1时,电流表的示数是0.2A,则电阻R3的阻值是( )
A.20Ω
B.30Ω
C.45Ω
D.50Ω
【解答】
闭合开关S1,断开开关S2,滑片P移至中点附近时,R2与R1串联,电流表测电路的电流,
此时电流表的示数是0.5A,由欧姆定律可得电路的总电阻:R1中+R2===30Ω;
保持滑片P不动,闭合开关S2,断开开关S1时,R2与R3串联后再与R1串联,电流表测电路的电流,
此时电流表的示数是0.2A,由欧姆定律可得此时电路的总电阻:R串===75Ω,
根据串联电路电阻的规律可得R串=R1中+R2+R3,
则电阻R3的阻值:R3=R串﹣(R1中+R2)=75Ω﹣30Ω=45Ω。
只有C正确。
故选:C。
2.如图所示的电路中,电阻R
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)1的阻值为20Ω,电源电压不变。当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.45A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.75A.求:
(1)电源电压为多少?
(2)R2的阻值为多少?
(3)S2、S3断开,S1闭合时,加在电阻R1两端的电压为多少?21·cn·jy·com
答案:(1)电源电压为9V;
(2)R2的阻值为30Ω;
(3)加在电阻R1两端的电压为3.6V。
3.如图甲是某电子秤的原理示意
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)图,R1为定值电阻,托盘下方的电阻R2为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系图如图乙所示。已知电源电压为6V保持不变。
(1)当托盘为空时,R2电阻;500Ω2-1-c-n-j-y
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,求定值电阻R1的阻值;
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,求该物体的质量大小。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
答案:(1)当托盘为空时,R2
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)电阻为500Ω;
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,定值电阻R1的阻值为100Ω;
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,该物体的质量为600g。
4.(2020?宁波)现有一个粗细
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)均匀的金属圆环,它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性,小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时,小科先将触点M与圆环上的A点连接,再移动滑动变阻器R1的滑片P至最右端后,闭合开关S,将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周,在触点N滑动的过程中,触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻,记为RMN.设滑过弧MN的长为x,电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V,铜丝的阻值不计,触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。
(1)由图乙可知,该金属圆环中铜丝的长度是
cm。
(2)在触点N滑动过程中,RMN的最大值是多少?
(3)每1cm电阻丝的阻值是
Ω.(提示:图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻)
【解答】
(1)当滑片在铜丝上移动时,金属圆环的总电阻不变,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流不变,
由图乙可知,x从30cm到40cm的过程中,电路的电流不变,则该金属圆环中铜丝的长度为40cm﹣30cm=10cm;
(2)当x=0或x=50cm时,金属圆环接入电路中的电阻为零,此时电路为R1的简单电路,
由图乙可知,电路中的电流I大=0.9A,
由I=可得,变阻器接入电路中的电阻R1===5Ω,
当电路中的电流最小时,电路的总电阻最大,金属圆环接入电路中的电阻最大,
由图乙可知,电路中的电流I小=0.5A,
此时电路的总电阻R总===9Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,M、N之间的最大值RMN大=R总﹣R1=9Ω﹣5Ω=4Ω;
(3)由题意可知,M、N之间两段弧形金属丝并联,分别设为R3、R4,如下图所示:
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,=+,即RMN=,
因金属圆环中电阻丝的总电阻一定,即R3+R4的值不变,
所以,由数学知识“两个正数和一定,两数相同时乘积最大”可知,R3=R4时,M、N之间的总电阻最大,
则RMN大=,即4Ω=,解得:R3=R4=8Ω,
金属圆环中电阻丝的总电阻R环=R3+R4=8Ω+8Ω=16Ω,
由图乙可知,金属圆环中电阻丝的总长度L=50cm﹣10cm=40cm,
所以,每1cm电阻丝的阻值是=0.4Ω;
答:(1)10;
(2)在触点N滑动过程中,RMN的最大值是4Ω;
(3)0.4;
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
考点5
串联电路故障[来
例5-1.在图所示的电路中,电源电压保持不变
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)。当电键S闭合后,只有一个电表的示数发生变化。若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R或小灯L上,则(
)
A.电压表V的示数发生变化,小灯L断路B.电压表V的示数发生变化,小灯L短路
C.电流表A的示数发生变化,电阻R断路D.电流表A的示数发生变化,电阻R短路
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
【解析】闭合前,V、A都为零,闭合后只有一个电表的示数发生变化,说明是V、A反向变化,则是V所测L出故障,又V变大A为零则为L断。
【答案】A
【教学建议】本题也可通过分析4种具体的故障时电表的变化情况来得出答案。
例5-2.(2020?深圳)在物理
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)实验操作考核中,小明把两灯串联,闭合开关后,发现L1亮,L2不亮。为了找出原因,他把电压表并联在L2两端,如图所示,发现电压表示数为0,则原因可能是( )
A.L1
断路
B.L1短路
C.L2
断路D.L2
短路
【解答】由图可知,该电路为串联电路,电压
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)表测量的是灯泡L2两端的电压;闭合开关后,发现L1亮,说明电路是通路,电路出现了短路现象,电压表示数为0,说明与电压表并联部分电阻为0,所以故障是灯泡L2短路。
故选:D。
例5-3.(2020?菏泽)如图所示,闭
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)合开关S后,灯泡L1和L都发光,两电表均有示数,由于某个灯泡发生障,两灯泡都熄灭,电流表示数为零,电压表示数比原来还大,以下对电路和电路故障的分析正确的是( )
A.灯泡L1和L2发光时,两灯并联
B.电压表测的是灯泡L1的电压
C.灯泡熄灭是由于灯泡L2开路
D.灯泡熄灭是由于灯泡L2短路
【解答】由图可知,开关闭合后,两个
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)灯泡串联在电路中,电流表测量电路中的电流,电压表测量的是灯泡L2两端的电压,根据串联电路的电压特点可知,此时电压表示数要小于电源电压;
某个灯泡发生障,两灯泡都熄灭,电流表示数为
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)零,说明电路出现了断路现象;电压表示数比原来还大,说明电压表与电源之间是接通的,即测量的是电源电压,所以故障是与电压表并联的灯泡L2断路;
综上所述ABD错误,C正确。故选:C。
例5-4.(2020?襄阳)在如图
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)所示的电路中,闭合电键S,两个灯泡均不亮,电流表无示数,两个电压表的示数相等且等于电源电压,则电路故障可能是( )21
cnjy
com
A.L1断路
B.L2断路
C.L1短路
D.L2短路
【解答】该电路中,由于两灯泡均不发光,且电流表无示数,即表明该电路是一个断开的电路,
故若L2断路时,电压表V2可以和电源的正负极
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)相连,即该电压表测的是电源电压,故有示数且等于电源电压;但电压表V1不能与电源的负接线柱相连,不能测量电源电压,故该电压表无示数,故该情况不符合题意;
故若L1断路时,电压表V1可以和电源的正负
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)极相连,即该电压表测的是电源电压,故该电压表有示数且等于电源电压;同时电压表V2也能与电源的两极相连,故该电压表也有示数,且等于电源电压,故符合题意;
故选:A。
◆变式训练
1.在图所示的电路中,电源电压保持不变。由于电阻R、灯L可能出现了故障,电键S闭合前后,电流表指针所在的位置不变且小灯始终不发光。
①
电路中一定存在的故障是__________。
②
电路中有A、B、C、D四点,将电压表接入
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)__________两点,断开电键,若电压表示数__________(选填“为零”或“不为零”),则可判断电阻R断路。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
【解析】电键S闭合前后,电流表
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)指针所在的位置不变且小灯始终不发光,电流表指针所在的位置不变从主故障上看是L断路或者R短路,而从小灯始终不发光则一定存在的故障是L断路。L已断且断开电键,当V表接AB一定为零,R可断可短可完好,故不可取。当V表接BC或BD时,有示数则R可能完好或短路,若无示数则R一定断路。
【答案】L断路;BC、BD;为零。
【教学建议】本题需要学生对电压表与用电器并联和串联时示数情况有清醒的认识,教师可
以先做一些铺垫性的提问与分析,再分析本题。
2.在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,电路正常工作。一段时间后,电压表的示数突然变小。经检查发现电路中发生断路,且故障发生在灯L1、L2处。若将电压表并联在灯L2两端,则电压表的示数
(
)
A.一定为零
B.可能为零
C.一定为电源电压
D.可能为电源电压的一半
【解析】故障发生在灯L1、
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)L2处,且只有断路,则分三种情况分析L1断路;L2断路;L1和L2同时断路。则电压表并联在L2两端的示数就较好判断了。
【答案】B
【教学建议】这类题目都有一个特点就是不会强调电路中只有一个故障,主要体现在“且故
障发生在灯L1、L2处”这句话上,中间的的标点符号为顿号,可以提醒学生这类问题往往
会出现多故障的可能。
考点6
并联电路故障[
例6-1.在图所示的电路中,电源电压保持不变。R1或R2中的一个发生断路,闭合电键S,以下方法能检测出具体故障的是(
)
A.用完好的小灯替换R1
B.用电压表并联在R2两端
C.用电流表串联在干路中
D.用电流表串联在R1支路中
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
【解析】若用完好的小灯替换R1
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
,R1断灯亮,R2断灯亮,故无法判定。
若用电压表并联在R2两端,R1断V为电源电压,R2断V为电源电压,故无法判定。
若用用电流表串联在干路中,R1断A有示数,R2断A有示数,若R1=R2则两次示数相等,故无法判定。
若用电流表串联在R1支路中,R1断A无示数,R2断A有示数,故可以判定。
【答案】D
【教学建议】注意并联故障电路时,有一条
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)支路的电流为零,但总电流还是有的,而支路两端的电压也都不变,所以可以利用观察哪条支路电流为零来判断故障的支路。
例6-2.(2020?孝感)如图所示的电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)路中,电源电压恒定,L为小灯泡,滑动变阻器R的滑片P处于中点,通过控制开关S1、S2和S3的通断来研究电路的常见故障与串、并联,通过调节滑动变阻器来分析电路中电流的变化情况,则( )
A.闭合S3,断开S1、S2,R被短路
B.闭合S1,断开S2、S3,L与R串联
C.闭合S2,断开S1、S3,L与R并联
D.闭合S2,断开S1、S3,滑片P向右移动,电流表的示数变小
【解答】A、闭合S3,断开S1、S2,只有灯泡接入电路中,此时通过R无电流,R被断路,故A错误;
B、闭合S1,断开S2、S3,只有R接入电路中,灯泡被断路,故B错误;
C、闭合S2,断开S1、S3,L与R串联在电路中,故C错误;
D、闭合S2,断开S1、S3,L与R串
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)联,电流表测量电路中的电流,滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻增大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表的示数变小,故D正确。故选:D。
例6-3.在图所示的电路
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)中,电源电压保持不变。闭合电键S,电路正常工作。过了一会儿,两灯中有一灯熄灭,三个电表中只有一个电表的示数变小,则电路故障可能是
。电流表A1的示数
;电流表A2的示数
;电压表V的示数
。(均填“变大”,“变小”,“不变”)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
【解析】首先还判断电路是一个并联电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)路,根据电路中有一个灯泡是发光的可以确定电路一定不会有短路,所以一定是另外一个灯泡断路,再根据电路中电流表的位置和题目的条件,答案应为A
【答案】一定是灯L1断路;变小;不变;不变。
【教学建议】对原来电路类型的准确判断,对每个电表测量目标的准确分析是解答单故障题目的基础和关键点。
◆变式训练
1.在图所示的电路中,电源电压始终等于6伏,电阻R1、R2可能出现了断路故障。闭合电键S后:
①若各电表示数出现__________________________现象,说明电阻R2断路;
②若各电表示数出现__________________________现象,说明电阻R1和R2都断路。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
【解析】此题为并联电路,电阻R2断路,只影响
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)该支路及干路电流的大小,对电压表无影响,故电流表A1和A2示数都不为零,且示数相等;电阻R1和R2都断路,电流表示数为零,电压表无影响。
【答案】电流表A1和A2示数都不为零,且示数相等;电流表A2示数为零。
2.(2020?巴中)如图所
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)示,电源电压不变,闭合开关,两灯正常发光,电压表和电流表都有示数。一段时间之后,一个电表示数变小,另一个不变,则故障可能是( )
A.L1开路
B.L1短路
C.L2开路
D.L2短路
【解答】由图可知,该电路为并联电路,电压表V测量的是电源电压,电流表A测量的是L1的电流;
A、L1开路,则改支路中的电流为0,即电流表示数为0,由于电源电压不变,则电压表示数不变,故A正确;
BD、L1短路或L2短路,则电源短路,电源会被烧坏,都无示数,故BD错误;
C、L2开路,电压表示数不变,根据并联电路的特点可知,电流表示数不变,故D错误。
故选:A。
考点7
利用电表(导线)判断故障问题
例7-1.如图所示电路,闭合
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)电键S,两只小灯不亮。小蒋查看了电源、电灯、电键和接线柱连接都没问题,估计是某导线断路了。小蒋将电表的正接线柱与电源的正极a相连,再将电表的负接线柱分别与其它接线柱相连。下列有关检测的推断正确的是(
)
A.若电流表接在ad两端时,灯亮,则导线cd一定断路
B.若电流表接在ae两端时,灯亮,则导线ab一定断路
C.若电压表接在af两端时,示数为3V,则导线gh一定断路
D.若电压表接在ag两端时,示数为0V,则导线gh一定断路
【解析】电流表接在ad两端时,灯亮,可能是a和d之间的任意一根导线断路,A选项错误;电流表接在ae两端时,灯亮,可能是a和e之间的任意一根导线断路,B选项错误;电压表接在af两端时,示数为3V,可能是a和f之间的任意一根导线断路;C选项错误;电压表接在ag两端时,示数为0V,则导线gh一定断路,D选项正确。
【答案】D【教学建议】本题是实
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)物图的故障电路分析,在以往出现的题目中很少,学生接触得也很少,所以建议老师对实物图题目注意搜集和改编,给学生一定数量的训练。
例7-2.在图所示的电路中添加一根完好的导线,连接A、B、C、D四点中的两点:
(1)为避免实验中电源短路,导线不能连接
两点。
(2)在避免电源短路的情况下,若导线连接的是
两点,则闭合电键S前后,电路中一个电表的示数始终为零。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
【解析】接在AC和BC时,电源直接
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)短路,接在AD两端,灯泡短路,电流表示数为零;接在BD两端,灯泡短路,电流表示数为零;接在CD两端电阻短路,电压表示数V2为零。
【答案】AC、BC;
AD、BD、CD
【教学建议】本题的特色是考察了学生对电源短路和局部短路的理解,教师可以先给学生举例分析几个典型的电源短路和局部短路的电路图,让学生对这两个概念有比较清晰的认识,再来分析本题会非常顺利。
考点8
电路设计
例8-1.关于生活中的一些电路
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)连接,下列判断不正确的是(
)
A.道路旁的一排排路灯,晚上同时亮,早晨同时灭,因此它们是串联的
B.家庭电路中,电视机与照明灯的工作互不影响,因此它们是并联的
C.由于某灯短路使保险丝熔断时,其他用电器都不工作。因此保险丝是安装在干路上的
D.楼道的声控灯只有在天暗且有声音时才能亮,因此声控、光控开关及灯是串联的
答案:A
例8-2.如图甲击剑比赛中,甲的剑击中乙
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的导电服,乙头顶上的指示灯就会亮;乙的剑击中甲的导电服,甲头顶上的指示灯就会亮。这里剑相当于“开关”,选项中能反映上述比赛原理的电路图是( )
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
答案:B
例8-3.某机要保密室进出门有下列要求:甲、
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)乙两管理员必须同时用各自的钥匙(S甲、S乙分别表示甲、乙两资料员的钥匙)使灯亮才能进入保密室;而馆长只要用自己的钥匙(S馆长表示馆长的钥匙)使灯亮就可以进入保密室。下列电路中符合上述要求的是( )
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
答案:C
◆变式训练
1.小敏在爷爷的卧室设计了一
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)个如图的“聪明”电路,方便爷爷。“光控开关”在光弱(晚上)时自动闭合,光强(白天)时自动断开;“声控开关”在有声时自动闭合,两分钟后自动断开,表中开关使用情况,不符合电路设计工作要求的是(
)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
答案:B
2.电路知识在生活中有很多应用:如有的汽车装有日间行车灯以提高行车安全,当车启动时,S1闭合日间行车灯L1立即亮起,再闭合S2车前大灯L2也亮起;高铁上只有在两个相邻的洗手间都有人并且锁住时(开关闭合),红灯才亮起表示“有人”。下列电路图能实现上述功能的是( )
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A.甲和丙
B.甲和丁
C.乙和丙
D.乙和丁
答案:A
part2.自我评价
1.本次课最重要的三个知识点:
1.串并联电路的特点
2.电路分析与计算
3.电路故障分析
4.电路设计
选项
电路设计工作要求
开关使用情况
A
白天,灯不亮
闭合S2
断开S1
B
晚上,睡前,灯亮
断开S2
闭合S1
C
晚上,拍拍手,灯亮
闭合S2
断开S1
D
晚上,遇打雷,灯不亮
断开S2
闭合S1
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精品试卷·第
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