第四章 单元复习
一、电路
1.导体和绝缘体
(1) 的材料叫导体,如人体、大地、金属和酸、碱、盐的水溶液等。导体容易导电的原因:导体内部有大量的 。
(2) 的材料叫绝缘体,如橡胶、塑料、玻璃等。绝缘体不容易导电的原因:绝缘体内部几乎没有 。
(3)绝缘体在一定的条件下可以 导体,如 的玻璃和 的空气等。
2.电路
(1)电路是供 流动的路径,通常由 、 、 和 组成(如图所示)。
(2)电路的三种状态:通路、开路、短路。
3.电路图
(1)用电路 表示电路中各元件的连接关系的图叫电路图。
(2)常见的电路元件及其符号
名称 电池(组) 电灯 开关 电动机 电铃
符号
名称 滑动变阻器 电阻器 电流表 电压表
符号
4.电路的连接方式
连接方式 实物图 电路图 连接特点 电路特征
用电器 相连 电流只有 条通路
用电器 相连 电流至少有 条通路
二、电流和电压
5.电流
(1)单位时间里通过导体任一 叫 ,简称电流。
(2)电流表示导体中通过的电流的 ,符号是 ,单位是 ,单位符号是 。
(3)电流的形成:电荷的 形成电流(任何电荷的定向移动都会形成电流)。科学上规定 定向移动的方向为电流方向。
(4)电路中的电流从电源的 流出,经过用电器回到 。
6.电流表
(1)电路中的电流大小可以用 来测量。
(2)实验室常见的电流表有 和 两个量程,对应的分度值分别为
和 。
(3)使用电流表应该注意以下几点:①电流表必须 在待测电路中;②电流从电流表的“ ”接线柱流入,“ ”接线柱流出;③所测电流不能超过电流表的 ;④读数时一般不需要估读;⑤绝不允许将电流表直接接在电源的 (如图所示)。
7.电压
(1)金属导体中存在着大量地做无规则运动的 。
(2)电源:能产生 ,驱使 发生 移动而形成电流。
(3)电压的符号是 ,单位是 ,单位符号是 。
(4)不同类型的电源产生的电压一般 。
8.电压表
(1)电压表可以测量电路两端的 大小。
(2)实验室常见的电压表有 和 两个量程,对应的分度值分别是
和 。
(3)使用电压表应该注意以下几点:①电压表必须 在待测电路的两端;②电流从电压表的“ ”接线柱流入,“ ”接线柱流出;③所测电压不能超过电压表的 ;④读数时一般不需要估读。
三、电阻
9.导体的电阻
(1)表征导体对 作用的物理量叫导体的电阻。
(2)电阻的符号是 ,电阻的单位是 ,单位符号是 。
(3)电阻是导体的一种 ,决定导体电阻大小的因素是 、
和 ,金属导体的电阻还跟 有关。
(4)对于金属导体,温度越高,其电阻 。
10.滑动变阻器
(1)变阻器是指能 的一种电学仪器。
(2)滑动变阻器是变阻器的一种,它靠改变 来改变电阻。
①铭牌:如一个滑动变阻器标有“50 Ω 2 A”字样,表示的意义是 是50 Ω,
是2 A。
②正确使用:a.应与被控制电路 联;b.接线柱要“一 一 ”连接;c.闭合开关前应把
滑片调至 的位置。
11.半导体和超导体
(1)导电性能介于 和 之间的一种导电物质叫半导体。
(2)超导现象是指某些金属在温度下降到一定值时,其电阻会 的现象,处于超导状态的物体叫 。
四、欧姆定律
12.欧姆定律
(1)内容:一段导体中的 与 成正比,与 成反比。
(2)公式: 。
13.串联电路和并联电路
连接 电路图 电流关系 电压关系 电阻关系
串联
并联
14.伏安法测电阻
(1)实验原理:根据公式 ,可以用电流表测通过电阻的电流,用电压表测电阻两端的电压,再利用该公式即可求出导体的电阻。这种方法称之为 。
(2)实验电路(如图所示)
(3)实验步骤
①断开开关,按电路图连接好实物电路。
②将滑动变阻器的滑片移到阻值 的位置,闭合开关,读出电流表和电压表的示数,并记录。
③移动滑动变阻器的滑片,改变滑动变阻器的阻值,再读数,并记录。如此再重复一次。
④根据R=,求出三次测量的电阻值,并求三个电阻值的 ,作为待测电阻的测定值。
易错易混辨析
易错点 1 电路设计
1.小明为自家的花卉大棚设计了一套智能电路管理系统,整个电路的通断可以通过手动控制开关S1或手机远程控制开关S2实现。当大棚内光线较暗时,光控开关S3自动闭合,接通灯泡;当需要给大棚通风时,闭合开关S4,启动风机。灯泡和风机均可独立工作,图中简化电路符合要求的是 ( )
[易错点拨] 在电路设计中开关不仅控制用电器是否工作,还能改变整个电路的构成及连接方式,所以理解开关在电路中的作用是解决这类问题的关键,比如一个用电器被几个开关同时控制,这几个开关是串联关系,所以只有它们同时闭合时用电器才能工作。开关闭合有时会引起某些用电器不工作,即闭合的开关引起不工作的用电器短路。
易错点 2 电路故障和动态电路分析
2.如图2所示,闭合开关S,两只小灯泡不亮。小科查看了电源、电灯、开关和接线柱连接都没问题,估计是某导线断路了。小科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他接线柱相连。下列有关检测的推断中正确的是 ( )
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3 V,则导线gh一定断路
D.若电压表接在ag两端时,示数为0 V,则导线gh一定断路
3.某精密电子仪器中为了便于调节电路中的电流,其调节部分使用了两个滑动变阻器,如图所示。已知这两个滑动变阻器是分别用不同的电阻丝绕在相同的绝缘瓷管上制成的,其中R1的总电阻是200 Ω,R2的总电阻是5000 Ω,开始时两个变阻器都处于最大阻值处。下面的几种方法中,能够既快又准确地使电流表指针指到要求位置的是( )
A.先调节R1,使电流表指针指到要求位置附近,再调节R2
B.先调节R2,使电流表指针指到要求位置附近,再调节R1
C.同时调节R1和R2,使电流表指针指到要求位置
D.交替、反复调节R1和R2,使电流表指针指到要求位置
[易错点拨] (1)电路故障:电路故障是指电路连接完成通电时,整个电路或部分电路不能工作。 它产生的原因主要有:元件本身存在问题,如元件内部开路、短路;连接时选用的器材不当;电路导线接触不良或断开等。
(2)动态电路:根据引起电路变化的原因(开关通断、变阻器滑片移动、电路故障),分析判断电路中电阻的变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化(电流表示数变化),进一步判断部分电路两端电压的变化(电压表示数变化)或其他物理量的变化。
易错点 3 电路图像分析
4.如图甲所示,电源电压为U且保持不变,R0为定值电阻。闭合开关,电流表A的示数为I,电压表 V1的示数为U1,电压表 V2的示数为U2。移动滑动变阻器得到在不同电流下的U1-I图线和U2-I图线,如图乙所示。
(1)随着电路中电流的增大,电压表 V1的示数U1 ,电压表 V2的示数U2 。(均填“减小”或“增大”)
(2)在U-I坐标中两条图线在Q点相交,此状态滑动变阻器连入电路的阻值是 Ω。
(3)根据图像可知,电源电压U= V,定值电阻R0= Ω。
[易错点拨] 解决电学图像问题时,除了分析清楚电路的连接方式和各电表的作用以外,分析清楚图像中各曲线表示的含义并合理利用图像中特殊点是解此类题时的重要突破口。
易错点 4 欧姆定律
5.为了研究小灯泡电流与电压的关系,小明选择正常工作电压为2.5 V的小灯泡、电压为4 V 的电源以及其他相关器材按图甲连接电路,进行实验。
(1)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当观察到 时,可以判断此时小灯泡正常发光。
(2)在实验过程中,小明移动滑动变阻器的滑片直到小灯泡正常发光,在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据,并正确画出曲线a,如图乙所示,该实验小明选择的滑动变阻器可能是
(填字母)。
A.滑动变阻器R1(20 Ω 3 A)
B.滑动变阻器R2(50 Ω 2 A)
C.滑动变阻器R3(2000 Ω 0.25 A)
(3)小明在图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电压随电流变化的曲线b,老师据图指出该曲线是错误的,其理由是 。
[易错点拨] (1)电流跟电压、电阻都有关系,所以应采用控制变量法探究电流和电压、电阻的关系,即在研究电流跟电压的关系时,控制所研究的电阻不变;在研究电流与电阻的关系时,控制所研究电路两端的电压不变。
(2)欧姆定律的内容:一段导体中的电流与该段导体两端的电压成正比,与该段导体的电阻成反比。
本章知识清单
1.(1)容易导电 自由电荷
(2)不容易导电 自由电荷
(3)转变为 红热 潮湿
2.(1)电 导线 电源 开关 用电器
3.(1)元件符号
(2)
4.串联 依次 一 并联
两端并列 两
5.(1)横截面的电量 电流强度
(2)大小 I 安培 A
(3)定向移动 正电荷
(4)正极 负极
6.(1)电流表
(2)0~0.6 A 0~3 A 0.02 A 0.1 A
(3)①串联 ②+ - ③最大测量值 ⑤两端
7.(1)自由电子
(2)电压 自由电子 定向
(3)U 伏特 V
(4)不同
8.(1)电压
(2)0~3 V 0~15 V 0.1 V 0.5 V
(3)①并联 ②+ -
③最大测量值
9.(1)电流阻碍
(2)R 欧姆 Ω
(3)性质 导体的长度 横截面积 材料性质 温度
(4)越大
10.(1)改变电阻大小
(2)接入电路部分的电阻丝长度
①最大阻值 允许通过的最大电流
②串 上 下 阻值最大
11.(1)金属 绝缘体
(2)突然消失 超导体
12.(1)电流 该段导体两端的电压
该段导体的电阻
(2)I=
13.I1=I2=I U=U1+U2 R串=R1+R2
I=I1+I2 U=U1=U2 =+
14.(1)R= 伏安法
(3)②最大 ④平均值
易错易混辨析
1.C [解析] 由题知,整个电路的通断可以通过手动控制开关S1或手机远程控制开关S2实现,说明两开关能独立工作、互不影响,则S1和S2应并联在干路上。当光线较暗时,光控开关S3自动闭合,接通灯泡提供照明,说明开关S3与灯泡串联;闭合开关S4,启动风机,说明开关S4与风机串联,而灯泡和风机均可独立工作,所以灯泡与风机应并联。
2.D [解析] 若电流表接在ad两端时,灯亮,即说明该电路中有电流,所以应该是d—c—b—a中的某一部分断路。
若电流表接在ae两端时,灯亮,则说明e—d—c—b—a中的某一部分断路。
若电压表接在af两端时,示数为3 V,说明电压表可以与电源相连,则f—e—d—c—b—a中某处断路。
若电压表接在ag两端时,示数为0 V,说明此时电压表不能和电源相连通,即电源和电压表之间有断路的地方,所以导线gh一定断路。
3.B [解析] 由题意可知,R2比R1大很多,电路中调节R2,阻值变化大,对电流影响大,所以要想快速将电路中的电流调到要求值,应先调节大电阻R2;当电流表的指针指到要求位置附近时,若再调节R2使指针达到准确位置就很困难,因为只要R2有很小的调节,就会引起阻值很大的变化,电流I就有较大的改变,所以此时要调节小电阻R1,因为它对电流的影响较小,能使指针准确地指到要求位置。
4.(1)减小 增大
(2)0
(3)4.5 1
[解析] (1)在图甲中,当电流表的示数增大时,定值电阻R0两端的电压增大,故电压表 V1的示数减小;由于通过灯泡的电流增大,故电压表 V2的示数会增大。(2)在图乙中直线表示电压表 V1的示数与电流的关系,曲线表示电压表 V2的示数与电流的关系;Q点表示两个电压表的示数相等,则说明变阻器两端的电压为零,即它的阻值为零。(3)当电流为零时,说明电路发生了断路,由U1的示数可知,故障可能是电压表V1并联的电路某处断路,此时U1等于电源电压,所以电源电压U=U1=4.5 V,由图像知,当U1'=2.5 V时,电路中的电流I=2 A,R0两端的电压:U0=U-U1'=4.5 V-2.5 V=2 V,R0的阻值:R0===1 Ω。
5.(1)电压表示数为2.5 V
(2)B
(3)小灯泡与滑动变阻器串联,两者电压之和应等于4 V,而图中曲线b与a交点处,电压之和大于4 V