第3课时 串联和并联电路
知识点 1 研究电阻的串联
1.用如图所示的电路来探究串联电路的电压特点时:
(1)实验中应选择规格 (填“相同”或“不相同”)的灯泡。
(2)用电压表分别测出L1和L2两端电压及串联电路总电压的值分别为U1、U2、U,经过多次实验,得到的数据记录在下表中。分析实验数据,可得到串联电路的电压特点是
(用公式写出)。
实验次数 U1/V U2/V U/V
1 2.3 0.7 3
2 2 1 3
3 1.7 1.3 3
(3)进行多次实验的主要目的是 (填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”)。
知识点 2 研究电阻的并联
2.为了验证并联电路的电流特点,小薇设计了如图所示的电路进行实验。
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)小薇先将电流表接在L1所在的支路,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: 。
(3)排除故障后,她测出了L1、L2支路和干路上的电流分别为I1、I2和I,电流表示数如图甲、乙、丙所示,可读出:I1=0.5 A,I2= A,I= A。根据测量结果,在误差允许范围内你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是: 。(写出关系式即可)
(4)为了验证结论的普遍性,小薇采用了更换不同灯泡继续实验的方法进行验证,你还可以采用的方法是: 。
3.如图所示是东东用图形表达他对并联电阻的理解。由图可知并联电阻的总阻值比任何一个分电阻的阻值都 (填“大”或“小”),电阻并联相当于改变了导体的 ,从而引起电阻变化。
4.有两个电阻R1、R2(R1>R2),如图所示情况中阻值最大的是 ( )
图
5.如图(a)所示是电阻甲和乙的I-U图像,图(b)(c)是它们的部分电路连接示意图,下列说法错误的是 ( )
图
A.当电阻乙两端的电压为2.5 V时,它的阻值和电阻甲的阻值相等
B.图(b)中,当电压U为3 V时,电阻乙的阻值为5 Ω
C.图(c)中,当电压U为2 V时,干路电流为0.6 A
D.图(c)中,在电压U从0增大到2.5 V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小
6.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是2∶3,此时灯L1、L2的电阻之比是 ( )
A.2∶1 B.1∶2 C.3∶2 D.2∶3
7.如图所示电路,电源电压为12 V保持不变,定值电阻R1=7 Ω,滑动变阻器R0的最大阻值为5 Ω。当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P从a端滑向b端的过程中,电压表示数的变化范围是 ( )
A.5~12 V B.12~7 V C.0~5 V D.0~12 V
8.如图甲所示电路,电源电压不变。闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压是 ,定值电阻R的阻值是 ,滑动变阻器的最大阻值为 。
9.两个电阻分别标有“3 V 0.5 A”和“6 V 0.3 A”字样,将它们串联后接入电路使用,那么电路中的电流不能超过 A;将它们并联后接入电路使用,那么电路两端的电压不能超过
V。
10.在学习“串联电路的总电阻与各串联电阻之间关系”的时候,小强和小刚利用滑动变阻器(铭牌上标有“50 Ω 1 A”)、两个定值电阻(5 Ω和10 Ω)、电压表、电流表、电源等器材对此进行了探究。他们设计了如图甲所示的电路。
(1)根据电路图,请你在图乙中用笔画线代替导线将没有连接完的实物电路连接好(导线不允许交叉且电流表的量程选取要适当)。
(2)请你根据电路图分析:在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 (填“A”或“B”)端。
(3)下表是小强和小刚在这次实验中所记录的数据。请你根据他们的测量数据进行分析,可得出的结论是: 。
R1=5 Ω R2=10 Ω
次数 1 2 3
电压U/V 1.5 2.4 3
电流I/A 0.1 0.16 0.2
(4)若闭合开关后发现电流表有示数,而电压表无示数,则出现该现象的原因可能是
(填字母)。
A.滑动变阻器某处断路
B.只有R1短路
C.只有R2短路
D.电压表的某一个接线柱接触不良
(5)在这次实验中,滑动变阻器的主要作用是: 。
答案
1.(1)不相同 (2)U=U1+U2
(3)寻找普遍规律
2.(1)断开
(2)L1或电流表开路
(3)0.52 1 I=I1+I2
(4)用改变电源电压继续实验的方法进行验证(合理即可)
3.小 横截面积
4.A
5.B
6.B
7.B
8.9 V 6 Ω 12 Ω
9.0.3 3
10.(1)如图所示
(2)A
(3)串联电路的总电阻等于各串联电阻之和
(4)D
(5)改变电路中的电流第2课时 伏安法测电阻
知识点 伏安法测电阻
1.如图甲所示为“伏安法测电阻”的实验电路,电源为两节新干电池。
(1)请在图乙虚线框中画出如图甲所示的实物图对应的电路图。
(2)该实验的原理是 。
(3)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 (填“A”或“B”)端。
(4)当电压表示数为2.7 V时,电流表示数如图丙所示,则通过R的电流大小为 A,它的阻值是 Ω。
(5)该同学完成一次实验后,为确保测量结果的准确性,接下来的操作是 。
A.换用阻值不同的电阻再进行几次测量
B.调节滑动变阻器的滑片P到不同位置,再进行几次测量
2.在用电流表、电压表测电阻的实验中,下列注意事项中没有必要的是 ( )
A.连接电路之前,先断开开关
B.应先从电源的正极开始连接,开关应靠近电源的正极
C.在无法估计被测值大小时,电流表、电压表应选用较大的量程并进行试触
D.在连接电流表与电压表时,要注意“+”“-”接线柱的正确接法
3.测电阻时,使用的电源电压是15 V,电压表有0~3 V和0~15 V两个量程,电流表有0~0.6 A和0~3 A两个量程,估计待测电阻的阻值大约为10 Ω,则电压表应选择 量程,电流表应选择 量程。
4.在“用伏安法测电阻”的实验中,某同学不小心将两电表位置接反了,如图所示,已知两表量程合适,则闭合开关后,会发生的现象是 ( )
A.电流表被烧坏 B.电压表被烧坏
C.电源被烧坏 D.电压表示数约等于电源电压
5.在“用伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了它们对应的U-I图像,如图甲、乙所示。对于图像的分析,以下说法错误的是 ( )
A.由图甲可知,定值电阻的阻值为1 Ω
B.由图甲可知,电阻不随其两端的电压和导体中电流的改变而改变
C.由图乙及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
6.在“用伏安法测电阻”的实验中,如果被测电阻大约为80 Ω,选用的电源电压为1.5 V,选用的电流表量程为0~0.6 A,对于电流表和电源电压的选择,下列说法中正确的是( )
A.电源选择错误,因此会烧坏电源
B.电流表量程不合适,因此电流表无示数
C.电源电压选择不当,电路中电流过小,电流表指针偏转角度太小,读数误差大
D.电流表量程选择错误,读数误差较大
7.某同学在做“伏安法测电阻”的实验时,将器材连接成如图所示的电路,每节干电池的电压为1.5 V,被测电阻约为10 Ω。则电路中出现的两处错误分别是:
(1) 。
(2) 。
8.小明想测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电阻,请回答下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整。
(2)连好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最 (填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,发现电流表、电压表均有示数。但灯泡不亮,原因可能是 。
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器接入电路的阻值过大
(4)调节滑动变阻器,测得实验数据如下表所示:
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次
电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5
电流/A 0.14 1.00 0.25 0.30
电阻/Ω
在分析实验数据时,发现一个数据有明显的错误,这个数据是 ;若此错误是看错电表量程导致的,则该数据的正确值应是 。
(5)根据实验数据可知,当小灯泡两端的电压是2.5 V时,小灯泡的电阻是 Ω。
(6)实验完成后,分析数据发现,小灯泡电阻呈逐渐增大的趋势,其原因可能是
。
9.某同学利用电压表和电流表测量电阻R1的阻值(约9 Ω左右),电源选用两节干电池。
(1)按图甲中电路,将图乙中电流表正确连入电路(要求导线不交叉)。
(2)该同学检查电路连接正确,他闭合开关,无论怎样移动滑片,电压表的示数均为3 V,你认为发生故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,他将滑片P向右滑动时,电压表示数将 (填“增大”“减小”或“不变”),当滑片P滑到某一位置时,两表的读数情况如图丙所示,由此可知R1= Ω,这个计算结果是否可靠 ,理由是 。
答案
1.(1)如图所示
(2)R= (3)B
(4)0.3 9 (5)B
2.B
3.0~15 V 0~3 A
4.D
5.D
6.C
7.(1)电压表量程选择过大
(2)电流表量程选择过大
8.(1)如图所示
(2)左
(3)D
(4)1.00 0.20
(5)8.3
(6)温度越高,小灯泡的电阻越大
9.(1)如图所示
(2)R1断路或R2短路
(3)减小 10 不可靠 没有多次测量求平均值,误差较大第4课时 欧姆定律的应用
知识点 1 串联电路中电流、电压和电阻的计算
1.如图所示的电路,电源电压为6 V且保持不变,R=10 Ω,当闭合开关S,电压表的示数为2 V,以下判断正确的是 ( )
A.通过电阻R的电流是0.6 A B.电阻R两端的电压是2 V
C.通过灯泡L的电流是0.2 A D.灯泡L两端的电压是2 V
2.如图所示电路中,已知电源电压U=12 V保持不变,电阻R3=8 Ω,闭合开关S,电压表的示数为8 V。求:
(1)电流表的示数。
(2)R1与R2阻值之和。
知识点 2 并联电路中电流、电压和电阻的计算
3.如图所示,闭合开关S后,电流表A1的示数为1.0 A,电流表A2的示数为0.4 A,其中R1=10 Ω,求:
(1)电源电压。
(2)R2的阻值。
4.定值电阻R1两端加4.5 V电压时,通过的电流为0.45 A。在如图所示电路中,电源电压不变,R1和定值电阻R0并联,电流表示数为0.50 A;用阻值为30 Ω的电阻R2替换R1,电流表示数变为0.30 A。求:
(1)R1的阻值。
(2)电源电压。
5.如图所示,电源电压不变。当开关S闭合时,电流表的示数为0.8 A。开关S断开后,电流表的示数改变了0.5 A。则R1与R2的阻值之比为 ( )
A.13∶5 B.3∶5 C.5∶3 D.5∶13
6.如图所示,电源电压不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.25 A,电压表的示数为8 V;断开电路后,将电压表、电流表的位置互换,然后S1断开,S2闭合,电流表的示数为0.2 A,则 ( )
A.R1=8 Ω,R2=40 Ω B.R1=32 Ω,R2=40 Ω
C.R1=40 Ω,R2=32 Ω D.R1=32 Ω,R2=8 Ω
7.如图所示,M、N间电压稳定,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为20 Ω。当滑动变阻器的滑片P处于a端时,电流表示数为0.25 A;当滑片P处于ab中点时,电流表示数为0.40 A,则MN间的电压是 ( )
A.6 V B.5 V C.4 V D.3 V
8.如图所示,电源电压U=2 V不变,R=4 Ω,虚线框内所有电阻均未知。闭合开关,电流表示数为1 A;如果用一个2 Ω 的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,则电流表的示数将变为 ( )
A.2 A B.1.5 A C.1.2 A D.0.5 A
9.如图所示是电阻A和B的I-U图像。若把二者并联后接入电路中,当通过电阻B的电流是0.2 A时,通过电阻A的电流是 A。若把二者串联后接入某电路,当通过电阻
A的电流为0.3 A,电阻B两端的电压是 V。
10.如图(a)所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图(b)所示。根据图像中的信息可知: (填“甲”或“乙”)是电压表V2示数变化的图像,电源电压为 V,电阻R1的阻值为 Ω。
11.如图所示,图甲为电路的连接情况,R1=20 Ω,R2为滑动变阻器,图乙为R3的I-U图像,电源电压保持不变。当S1闭合,S2断开时,若滑片P在a端,则电流表示数为0.6 A;若滑片P在b端,则电压表示数为8 V。求:
(1)电源电压。
(2)滑动变阻器R2的最大阻值。
(3)当S1、S2均闭合,且滑片P在a端时,电流表的示数。
答案
1.D
2.解:(1)由电路图可知,电阻R1、R2、R3串联,电压表测量电阻R1、R2两端的电压,根据串联电路的电压特点,R3两端的电压:U3=U-U12=12 V-8 V=4 V,电流表的示数:I===0.5 A。
(2)R1与R2的阻值之和:R1+R2===16 Ω。
3.解:由图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过R2的电流,则由题知
I=1.0 A,I2=0.4 A。
(1)由并联电路的电流特点可得,通过R1的电流:I1=I-I2=1.0 A-0.4 A=0.6 A,
电源电压:U=U1=I1R1=0.6 A×10 Ω=6 V。
(2)由欧姆定律可得R2的阻值:
R2====15 Ω。
4.解:(1)根据I=可得:
R1===10 Ω。
(2)根据欧姆定律和并联电路的电流特点可知:
R1和R0并联时,则+=I1,
即+=0.50 A①;
R2和R0并联时,+=I2,
即+=0.30 A②,
由①②可得:U=3 V。
5.C
6.D
7.D
8.B
9.0.4 3
10.乙 6
10 由电路图(a)可知,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,其连入电路的电阻变大,电路中的电流变小,R1两端的电压变小,电源电压保持不变,R2两端的电压变大;结合图(b)可知,甲是R1的U-I图像,乙是R2的U-I图像。由图像可知,当U1=U2=3 V时,I=0.3 A,由此可得R1===10 Ω,电源电压:U=U1+U2=3 V+3 V=6 V。
11.解:(1)当S1闭合,S2断开,滑片P在a端时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由I=可得,电源电压:U=IaR1=0.6 A×20 Ω=12 V。
(2)当S1闭合,S2断开,滑片P在b端时,R2接入电路的阻值最大,电压表测R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R1两端的电压:U1=U-U2=12 V-8 V=4 V,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流:Ib==,即=,解得:R2最大=40 Ω。
(3)当S1、S2均闭合,且滑片P在a端时,R1与R3并联,电流表测干路电流,由图乙可知,R3的阻值:R3===20 Ω,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,所以,电路中的总电阻:R===10 Ω,电流表的示数:I===1.2 A。5 欧姆定律
第1课时 欧姆定律
知识点 1 检验欧姆定律
1.在探究电阻一定时,电流与电压关系的实验中:
(1)请根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线完成图乙的电路连接。
(2)实验时移动滑动变阻器的滑片P,得到了如下表所示的实验数据。此实验中滑动变阻器的作用是 、保护电路。
实验序号 1 2 3 …
电压U/V 0.8 1.6 2.4 …
电流I/A 0.16 0.32 …
(3)实验过程中得到的部分数据如上表所示。第3次实验时,电流表的示数如图丙所示,请将该数据填入表格中。
(4)在图丁中的坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线。
(5)通过分析,可得到的初步结论是: 。
知识点 2 欧姆定律的应用
2.某段金属丝两端的电压为6 V时,通过它的电流为0.3 A。
(1)请计算该电阻丝的电阻大小。
(2)当该金属丝两端的电压降为4 V时,通过它的电流是多少
(3)当该金属丝两端的电压降为0 V时,它的电阻为多少
3.通过人体的电流过大会危及人的生命安全。两手间电阻约为2 kΩ;穿干燥胶鞋时,手与地面之间电阻约为800 kΩ。如果分别加220 V电压,则前一种情况通过人体的电流约为后一种的( )
A.2倍 B.400倍 C.220倍 D.800倍
4.在“探究电流与电阻关系”的实验中,某同学根据实验数据作出如图所示的图像,下列说法正确的是 ( )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.电源至少选用两节新干电池
C.换用2 Ω电阻做实验时,需要更换电压表量程
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
5.在“探究电流与电压的关系”的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行了探究,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的I-U关系图像,从图中可以看出R1、R2的大小关系为 ( )
A.R1>R2 B.R16.如图所示是通过小灯泡的电流与其两端电压的关系图像,下列说法中正确的是 ( )
A.小灯泡的电阻不变,阻值为7.2 Ω
B.小灯泡的电流随其两端电压的增大而增加得越来越快
C.小灯泡的电阻与其两端电压有关,随电压的增大而减小
D.小灯泡的电阻可能随温度的升高而增大
7.一个定值电阻两端的电压从2 V增大到2.8 V 时,通过该电阻的电流增加了0.1 A,则该电阻的阻值是 ( )
A. 8 Ω B. 20 Ω C. 28 Ω D. 无法确定
8.一段导体的电阻为R,当其两端的电压为U时,通过它的电流为I,下列说法中错误的是 ( )
A.欧姆定律的表达式是U=IR
B.R的大小与U无关
C.电阻R一定时,电流I随电压U的增大而增大
D.电路中有电源不一定会有电流
9.小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验数据绘出了I-图像,如图乙所示。分析图像可知,当导体的电阻为 Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为 ;实验过程中,小明控制导体两端的电压为 V。
自|我|提|升
10.[例题] 如图所示,电源电压不变,开关S闭合后,把滑片P向右移动,则滑动变阻器接入电路的阻值将 ,电压表示数将 。(均填“变大”“变小”或“不变”)
[提示] 开关S闭合后,把滑片P向右移动,则滑动变阻器接入电路的阻值将变 ,根据欧姆定律,当电压不变时,电流与电阻成 ,所以电路中的电流将变 。此时定值电阻R的阻值不变,电流与电压成 ,因此电压表示数将变 。
[变式] (2021衢州)小科利用器材探究通过M、N之间导体的电流与电压的关系,部分电路如图所示。
(1)图中M、N之间应连入 (填“定值电阻”或“小灯泡”)。
(2)图中M、N之间若接入定值电阻,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器两端的电压 (填变化情况)。
答案
1.(1)如图所示
(2)改变电阻两端电压,多次实验,避免实验的偶然性,获得普遍规律
(3)0.48
(4)如图所示
(5)在电阻一定的情况下,导体中的电流与导体两端的电压成正比
2.解:(1)电阻丝的电阻:R===20 Ω。
(2)通过金属丝的电流:I1===0.2 A。
(3)当该金属丝两端的电压降为0 V时,电阻不变,仍为20 Ω。
3.B
4.B
5.B
6.D
7.A
8.A
9.10 2∶1 2
10.[例题] 变大 变小
大 反比 小 正比 小
[变式] (1)定值电阻 (2)变小
