第4章 电路探秘

第4章 电路探秘
第1节 电路图
联想情景导入
电给人们的生活带来了极大的方便，电给人们送来了动力、温暖、光明、和快乐，现代化电器又极大地发展了生产力，推动了社会的进步。电给人们的生活带来了革命性的变化，它已经成为现代社会离不开的“空气和水”，但是电给人们带来方便快捷生活的同时也带来很多危险与麻烦。
2008年4月16日晚6点30分左右，位于上海市香港路60号的中石化上海石油公司办公室突然起火，晚7点多，悬挂着“中石化上海石油销售公司”牌子的大楼二楼火光冲天，浓烟滚滚。事故调查发现，火灾原因可能与电路短路有关。
2008年3月3日中午12点多，位于上海浦东杨高南路、浦三路路口的“一汽马自达”4S店修理车间突然起火，车间内堆放着的修车工具、空调外机等设备被烧坏，修理车间顶棚被烧穿。有关人员从消防部门了解到，火灾可能与电路短路有关。
2002年l2月30 E1凌晨，伊朗北部戈尔甘市的一所监狱发生火灾，造成27名囚犯丧生，50名囚犯受伤。初步调查显示，火灾是由电路短路引起的。
什么是电路短路？电路短路为何会频频引发火灾呢？在生活中你遇到过电路短路的现象吗？我们应该如何使用电，让电为我们人类服务，给我们带来更加方便快捷的生活？相信你学习了本节课后，在用电方面你一定会有许多新的收获。
重点知识详解
一、电路
1．电源：像电池一样能提供电能的装置，叫做电源。发电机也是电源。
2．电路：把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流路径，叫做电路。
3．电路的几种连接情况：
(1)通路：当开关闭合时，电路中会产生电流，这样的电路叫做通路，也叫闭合电路。
(2)开路：当开关断开，或电路中某一处断开时，电路中就不再有电流，这样的电路叫做开路。
(3)短路：不经过用电器，直接用导线把电源两极连接起来，叫做电源短路。电源短路时电路中因电流过大会损坏电源，严重时会造成火灾。
二、电路元件和符号
为了方便表述，科学上规定每个元件都用一个特定的符号来表示。
三、电路图
1．电路图：用元件符号代替实物表示电路的图。
2．串联电路和并联电路。
(1)串联电路：把电路元件逐个顺次连接起来，叫做串联电路。串联电赂中，电流从电源的正极流出，经过用电器流到负极，流过的路径只有一条。串联电路中的某一处断开，整个电路中不再有电流通过。
(2)并联电路：把电路元件并列连接起来，叫做并联电路。并联电路中，电路中有分支，电流流过的路径有两条或两条以上。
(3)串联电路和并联的比较：
精典例题解析
[例1] 使用于电池(或蓄电池)时，绝不允许用导线把两极连接起来，是因为 ( )
A．放电电流过小会损坏电源
B．放电电流过大会损坏电源
C．放电电流过大会损坏导线
D．有触电的危险
[解析] 如果只用1根导线把电源的正、负极连接起来，电路中会有很大电流，可能烧坏电源。这种情况叫短路，这是不允许的。
[答案] B
[例2] 下列电路图与实物图一致的是 ( )
[解析] 本题考查电路图的画法，此电路图中两盏灯是串联。
[答案] A
[例3] 如图所示，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_____。
[解析] 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。
[答案] L1、L3 串 L2、L3 并 L3
实践创新应用
1．如图所示的四个电路图中，与左边的实物图对应的是 ( )
2．如下图所示的电路图中，开关S闭合后仅有L2灯能亮的是图 ( )
3．如右图所示，两个灯泡始终完好，当开关S断开时，两个灯泡都发光，当开关S闭合时，可能出现的现象是 ( )
A．L1不亮，L2亮
B．L1和L2都亮
C．L2不亮，L1亮
D．L1和L2都不亮
4．居民楼的楼道里，夜间只是偶尔有人经过，楼道灯总是亮着将造成很大浪费。科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”，它的作用是天黑时自动闭合，天亮时自动断开，利用“声敏”材料制成“声控开关”，它的作用是当有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开。如图各电路中，属于楼道灯电路的是 ( )
5．在日常生活中，人们常说“开灯”关灯”，其物理含义是 ( )
A．开灯是指断开开关，关灯是指闭合开关
B．开灯和关灯都是指闭合开关
C．开灯是指闭合开关，关灯是指断开开关
D．开灯和关灯都是指断开开关
6．在下图所示的电路图中，错误的是 ( )
7．以下电路中，电路正确而且有电流通过的是 ( )
8．如图所示，电冰箱门框上有一个通过冰箱门来控制的开关，当冰箱门打开时，与开关相连的弹簧伸长，开关闭合使冰箱内的照明灯发光；当冰箱门关闭时，弹簧被压缩，开关断开使冰箱内的照明灯熄灭。下列电路符合要求的是 ( )
9．如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S后，灯L1、L2都发光。一段时间后，其中一灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数都不变，则产生这一现象的原因是 ( )
A．灯Ll短路 B．灯L2短路 C．灯L1断路 D．灯L2断路
10．一般家庭的卫生问都要安装照明灯和换气扇。使用时，有时需要各自独立工作，有时需要它们同时工作。在下图所示的电路中，你认为符合上述要求的是 ( )
11．小红携带的手电筒不发光了，请你帮她找出原因。
(1)请根据图中手电筒的结构示意图，将电路图补画完整。
(2)写出手电筒不发光的三种可能原因。
①_______________________________________________________；
②_______________________________________________________；
③_______________________________________________________。
12．如图所示电路：
(1)闭合开关后电路将_________(填“通路”“断路”“短路”)；
(2)去掉导线a后。电路是_____联电路；
(3)改变a、b、c三根导线中一根的接法，使电路成为并联电路(先在原导线上打“×”。后再更改接法)。
13．如图所示电路中
(1)若使L1、L2串联，则应闭合______，断开______；
(2)若使L1、L2并联，则应闭合______，断开______；
(3)如果只闭合S，而断开S1、S2，则灯________亮；
(4)同时闭合开关_________和_________是不允许的。
参考答案
1．D 2．D 3．A 4．D 5．C 6．B 7．D 8．A． 9．D l0．D
ll．(1)电路图略 (2)①灯丝断了 ②电源失效 ③开关(或其他部位电路)接触不良
l2．(1)短路 (2)串 (3)略
13．(1)S2 S1、S (2)S1、S3 S2 (3)L1 (4)S2 S
课后练习答案
1．电路主要由电源、开关和用电器组成，控制电路的元件是开关
2．在一个支路上再串联一个开关
3．是不发光的支路断路了(或支路上灯泡的灯丝断了)
4．B A、D、E C
5．提示：注意各元件的连接顺序
第2节 电流的测量
联想情景导入
电给人们带来了光明。在家庭电路中，只要一按开关，电灯就会发光，再一按开关电灯就会熄灭。在生活中我们还发现，按下开关后，不同型号的灯泡，明亮程度不同。你是否思考过产生这些现象的原因？其实，这些现象都与我们本节课要学的电流的知识有着密切的关系。那么，电流又是怎样形成的？不同型号的灯泡，明亮程度不同与电流的大小有什么关系呢？我们怎样才能知道电路中电流的大小呢？本节课我们就要学习这方面的知识。
电流强度(简称电流)用字母I表示，单位是安培，简称安，符号为A；更小的单位为毫安和微安，符号分别为mA和μA
1A = 103mA，1mA = 103μA
重点知识详解
一、电流
1．电流的形成：在电路中，自由电荷(自然界存在正电荷、负电荷——即电子两种)移动而产生的。
2．电流的方向：正电荷从电源的正极经导线流向负极，而实际上是自由电子(负电荷)从电源负极经导线流向正极。可见，电流的方向与电子的移动方向相反。
3．电流的单位：安培，简称安，用符号A表示，较小的单位还有毫安和微安，符号分别为mA和μA。1A = 103mA，1mA = 103μA
二、电流的测量
1．测量电流的工具：电流表
2．量程：电流表通常有两个量程：0～0.6A和0～3A。
A．当使用0～0.6A量程时，每大格表示0.2A．每小格表示0.02A。
B．当使用0～3A量程时，每大格表示lA，每小格表示0.1A。读数时应“先看量程后读数”。
3．电流表的使用规则：
①必须把电流表串联在待测电路中。
②必须使电流从“+”接线柱流人电流表，从“-”接线柱流出电流表。
③绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。
4．电路接完后，接通电源前必须先选较大的量程试触，同时观看电流表的指针偏转情况：
①指针不偏转：可能电路有断开的地方。
②指针偏转过激，超过满刻度又被弹回，说明量程选小了。
③指针偏转很小，说明量程选大了。
④指针反向偏转，接线柱接反了。
三、用电流表测量电流
实验操作1：按右图所示电路图连接成串联电路，闭合开关S，使灯L1、L2发光。打开开关S，电流表分别串联接人a点、b点、c点。分别测出电流值I、I1、I2。填入下表。
实验次数
电流表位置
电流值(安)
1
a
I =
2
b
I1 =
3
c
I2 =
实验结论1：串联电路中电流处处相等。
实验操作2：按下图所示电路图连接成并联电路，闭合开关S1、S2、S，L1、L2发光。打开开关，将电流表分别接入a点、b点、c点，分别测出电流值I、I1、I2。填入下表。
实验次数
电流表位置
电流值(安)
1
a
I =
2
b
I1 =
3
c
I2 =
实验结论2：并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
精典例题解析
[例1] 如图为通电电路中一段导线内的电荷分布示意图。●表示带正电的原子核，○表示带负电的自由电子。关于导线中电荷的定向移动方向，正确的是 ( )
A．两种电荷都向左定向移动
B．两种电荷都向右定向移动
C．●不做定向移动。○向左定向移动
D．●不做定向移动，○向右定向移动
[解析] 电荷定向移动形成电流。在金属导体中，正电荷是不会移动的，所移动的是带负电的自由电子。在电学中规定，正电荷移动的方向为电流方向，负电荷移动的方向和电流方向相反。如图电流方向向右，则电子向左移动。
[答案] C
[例2] 在下图中，要用电流表测出L1中的电流，正确的电路图是 ( )
[解析] A图电流表是串联在干路里，测得的是L1和L2的总电流。C图电流表虽然是与L2串联的，但正负接线柱接反了。D图电流表是与L2并联的，而且电流表直接与电源两极相连，会将电流表烧坏。只有B图是正确的，电流表与L2串联，正、负接线柱也连接正确。
[答案] B
实践创新应用
1．下列说法中错误的是 ( )
A．电荷的定向移动形成电流
B．有电源就会有电流
C．正电荷定向移动的方向是电流的方向
D．金属导体里电流的方向与自由电子的定向移动的方向相反
2．如图所示的电路中，电流表测量的是 ( )
A．通过灯L，的电流
B．通过灯L。的电流
C．通过灯Ll和灯L2的电流之和
D．电源供给电路的总电流
3．在实验室，鲁慧中同学发现一个电流表有两个量程。大量程是0～9A，小量程模糊不清。为了测量小量程是多少。她先用大量程接人电路，指针位置如图(a)所示，然后再改用小量程接人同一电路，指针指示如图(b)所示，则电流表的小量程为 ( )
A．0～0.6A B．0～1A C．0～2A D．0～3A
4．一个学生使用电流表的时候，本应使用“-”和“3”两个接线柱，但误将“-”和“0.6”两个接线柱接入电路，而电流还是从“0.6”接线柱流进，从“-”接线柱流出，这样做的结果是 ( )
A．电流表的指针转过的角度变小了
B．电流表的指针不动
C．电流表的指针转过的角度变大了，电流表可能损坏
D．电流表的指针反向转动
5．在使用电流表的规则中，下列说法不正确的是 ( )
A．电流表要串联在电路中
B．必须使电流从“正”接线柱流进电流表，从“-”接线柱流出电流表
C．被测电流不要超过电流表的量程
D．可以把电流表直接连在电源的两极上
6．流过灯a的电流为Ia = 5500毫安，流过灯b的电流为Ib = 0.55安，流过灯c的电流为Ic = 5.5×103微安，比较三个电流大小正确的是 ( )
A．Ia= Ib< Ic B．Ia> Ib > Ic C．Ib> Ia> Ic D．Ic> Ib> Ia
7．某同学用电流表测量流过电灯的电流大小，所接电流表的量程为O～O.6安，但刻度盘上只能看清0～3安量程的刻度，发现指针在2.4安刻度线上，则该同学测得的电流大小为（ ）
A．2.4安 B．0.l2安 C．0.48安 D．1.2安
8．用电流表测量电路干路电流时，电路图正确的是
9．如图所示，由两个相同小灯泡连成并联电路，小明同学在测量电流时，将电流表分别接人电路的A、B、C三点，测得A、B、C三点的电流，其关系是 ( )
A．IA = IB = IC B．IC = IA + IB C．IA > IB > IC D．IC > IB > IA
10．在如下图所示电路中，闭合开关后。a、b、c、d四处的电流 ( )
A．a和d处最大 B．b处最大 C．c处最大 D．d处最小
11．我们已经学习了多种测量仪器的使用，现在我们来记录下图中的电流表所显示的示数(请填在图下括号中)
( )
12．日光灯工作电流约为0.15A，合为______mA。电流表使用前要先检查指针是否指在______位置。
13．五颜六色的小彩灯给街道、商店和旅游区增添了热闹的气氛。一串小彩灯的灯泡往往有四五十只。这么多的小彩灯是如何连接的呢？小明同学在市场上买了一串小彩灯，按下列步骤进行实验探究：
(1)把所买的这串小彩灯接入电路，闭合电键后发现所有的小彩灯均发光。取下任意一盏小彩灯，闭合电键后发现全部小彩灯均不发光。根据上述实验现象可知每盏小彩灯间是以 __________方式连接的。
(2)用电流表测量出这串小彩灯全部发光时通过每盏小彩灯的电流，则通过每盏小彩灯的电流大小有何关系？_____________。
14．如图所示的电路中，灯丝中的电流方向是_________，而灯丝中实际电子定向移动的方向是____________(填“A→B”或“B→A”)。
15．在方框中画出灯泡L1和灯泡L2并联，电流表测灯泡L1电流的电路图，并在图上连接实物图。
参考答案
1．B 2．B 3．D 4．C 5．D 6．B 7．C 8．B 9．B l0．A
ll．0.50A
12．150 0
13．(1)串联 (2)相等
l4．A→B B→A
l5．略

课后练习答案
1．L1支路上；干路上的电流(总电流)。 图略
2．0.52安 1.22安
3．略
4．略
第3节 物质的导电性
联想情景导入
在电路连接中我们是用金属导线把小灯泡和电源连接起来的，换用其他材料连接。小灯泡是否仍发光？我们常用的导线是由铜制成的，钢铁资源又比较丰富，并且又较便宜，为什么不用钢铁做导线呢？
在如上左图的电路检测器，分别将图中的啤酒瓶盖、橡皮、铅笔、塑料尺子连接到电路中，看看连接哪些物体时电路中的灯泡发光，连接哪些物体时电路中的灯泡不发光。
如上右图所示的按钮开关的各部分分别由什么材料制成，主要利用了这些材料的什么性质？以上这些现象或相关知识都与物质的导电性有关。
电阻用字母R表示。它的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。比欧姆大的单位有千欧(KΩ)、兆欧(MΩ)。
1兆欧(MΩ)=103千欧(KΩ)= 106欧(Ω)
重点知识详解
一、物质的导电能力
1．检测物质的导电能力实验操作：用下图所示的电路中的电源、导线、开关、电流表或小灯泡，检测下列物质能否导电：①金属丝；②塑料尺；③玻璃棒；④铅笔芯(碳棒)；⑤食盐水；⑥粉笔；⑦硬币。
实验结论：容易导电(小灯泡发光)的物质为①④⑤⑦，不容易导电(小灯泡不发光)的物质有②③⑥。
2．导体和绝缘体。
(1)导体：容易导电的物质。常见的导体有：所有金属(水银)、石墨、人体、大地和食盐的水溶液等。
(2)绝缘体：不容易导电的物质。常见的绝缘体有：橡胶、玻璃、塑料、瓷、干木头、油、干燥的空气、纯水等。家庭电路中的导线都是塑料、橡胶等绝缘材料，用绝缘材料做外套的原因是防止导电而使人触电。
3．半导体：导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做半导体。
二、金属导体的微观解释：因为金属中有自由移动的带电微粒——电子。带负电荷的电子的定向移动就是电流。
三、电阻
1．电阻：导体对电流的阻碍作用。导体对电流的阻碍作用越强，电阻就越大。电阻用字母R表示。
2．电阻的单位：欧姆，简称欧，符号是Ω。比欧姆大的单位有千欧(KΩ)、兆欧(MΩ)。
1兆欧(MΩ)=103千欧(KΩ)= 106欧(Ω)
精典例题解析
[例1] 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．只有极少量自由电荷
[解析] 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。
[答案] D
[例2] 通常情况下，下列物体中属于导体的是 ( )
A．玻璃棒 B．自行车轮胎 C．塑料绳 D．铜线
[解析] 自行车轮胎是橡胶制品，玻璃、塑料、橡胶都是绝缘体，只有铜是导体。为什么此题要加上通常情况下的条件？因为导体和绝缘体之间没有绝对的界限，当玻璃被加热到相当高的温度时，玻璃就会变成导体了。
[答案] D
实践创新应用
1．下列都是导体的是 ( )
A．铁、陶瓷、玻璃 B．石墨、油、大地
C．塑料、干木材、橡胶 D．水银、人体、大地
2．以下所列各组物体，通常都能导电的一组是 ( )
A．人体、铜片 B．塑料、铁钉 C．海绵、橡胶 D．蜡烛、陶瓷
3．在通常情况下．以下物质全部属于绝缘体的一组是 ( )
A．陶瓷、油 B．自来水、玻璃 C．塑胶鞋、大地 D．人体、空气
4．下列材料属于半导体材料的是 ( )
A．铜 B．石墨 C．橡胶 D．硅
5．如下图所示，是一种门铃按钮开关构造的截面图，其中( )
A．A、B是导体，C、D是绝缘体
B．C、D是导体，A、B是绝缘体
C．A、D是导体，B、C是绝缘体
D．A、B、C、D都是导体
6．图中标出了制成铅笔的几种材料，通常情况下属于绝缘体的是 ( )
A．木材、橡皮 B．石墨、金属 C．木材、金属 D．石墨、橡皮
7．物质甲的电阻R甲=300欧，物质乙的电阻R乙=3千欧，物质甲、乙的电阻大小比较正确的是 ( )
A．R甲>R乙 B．R甲=R乙 C．R甲8．关于绝缘体，下列说法中正确的是 ( )
A．绝缘体在任何情况下都不能导电
B．绝缘体不易导电。是因为不存在电子
C．绝缘体不易导电，是因为不存在带电微粒
D．绝缘体不易导电，是因为绝缘体中只有极少量自由电荷
9．金属导电是因为 ( )
A．具有原子 B．具有电子 C．具有自由电子 D．具有原子核
10．观察下图实物，然后将图中名称分类填入下表。
灯头／灯泡
闸刀／开关
导 体
绝缘体
参考答案
1．D 2．A 3．A 4．D 5．A 6．A 7．C 8．D 9．C l0．略
课后练习答案
1．导体 (2)(4)(6) 绝缘体：(1)(3)(5) 2．略
第4章知识归纳总结
第4章自主检测卷
一、选择题(30分)
1．如图所示的四个电路中连接正确的是 ( )
2．导体的电阻与下列哪个因数无关 ( )
A．导体的材料 B．导体的长度 C．导体的横截面积 D．导体两端的电压
3．如图所示，开关S闭合时，电压表示数为9V，开关S断开时，电压表示数为3V，则Rl与R2的关系是 ( )
A．2R1=R2 B．R1=3R2 C．R1=2R2 D．3R1=R2
4．如图所示，电源电压不变，滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中 ( )
A．电流表、电压表示数都减小 B．电流表、电压表示数都增大
C．电流表示数增大、电压表示数减小 D．电流表示数减小、电压表示数增大
5．如图所示，电源电压一定。关于电路的工作情况，下列说法正确的是 ( )
A．只闭合S1时，两只灯泡串联
B．先闭合S1，再闭合S2时，电压表的示数不变，电流表的示数变大
C．若电压表和电流表位置对调，则闭合S1、S2后，两表都被烧坏
D．若灯L1被短路，则闭合S1、S2后，电压表和电流表都被烧坏
6．德国物理学家欧姆，通过实验研究了电流跟电压、电阻的关系，发现了电流随电压、电阻变化的规律，被称为欧姆定律。这种研究方法属于 ( )
A．直接调查 B．间接调查 C．验证性实验 D．探索性实验
7．在如图所示的电路中，为使灯Ll与L2并联，应 ( )
A．闭合开关Sl、S2，断开S3 B．闭合开关S1、S3断开S2
C．闭合开关S2、S3，断开S1 D．同时闭合开关S1、S2、S3
8．在如图所示的电路中，闭合开关S，电压表的示数为U，电流表的示数为I，两电阻的阻值分别为R1与R2，则下列关系式正确的是 ( )
A．U／I=R1 B．U/I=R2 C．U／I=R1+R2 D．U／I=RlR2／(Rl+R2)
9．在如图所示的电路中，用滑动变阻器控制灯的亮度，若要求滑片P向左端滑动时灯逐渐变亮，则下列接法正确的是 ( )
A．M接C，N接D B．M接A，N接B C．M接C，N接B D．M接A，N接D
10．在如图所示的电路中，向左移动滑动变阻器的滑片P，则电流表的示数I与电压表的示数U的变化情况是 ( )
A．I变小，U不变 B．I变大，U不变
C．I变大，U变小 D．I变大，U变大
11．现有六种物品：金属小刀片、橡皮、食盐水、眼镜片、2B铅笔芯、塑料直尺，小红将它们分成两类，如下表所示。她是按照物质的哪种属性进行分类的 ( )
第一类
第二类
金属小刀片、2B铅笔芯、食盐水
塑料直尺、眼镜片、橡皮
A．状态 B．密度 C．硬度 D．导电性
12．如右图所示，闭合开关S，L1和L2两灯都不亮，电流表指针几乎没有偏转，电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是 ( )
A．电流表损坏 B．L1灯丝断了
C．L2灯丝断了 D．L2灯口处短路
13．某机要室大门控制电路的两把钥匙分别由两名工作人员保管，单把钥匙无法打开。下列电路中最为可行的是 ( )
14．如右图，电源电压保持不变，表①、②、③是电流表或电压表，滑动变阻器R2的滑片P在中点，闭合开关S，三只电表均有示数。当滑片P向左移动时，下列说法正确的是 ( )
A．若电阻串联，①、③是电压表，则表②示数变大
B．若电阻串联，①、③是电压表，则表②示数不变
C．若电阻并联，①、③是电流表，则表②示数变小
D．若电阻并联，①、③是电流表，则表②示数变大
15．利用右图所示的电路可以测量出电阻R0的电压，R为电阻箱，电源电压恒定不变，当R取不同阻值时，电压表均对应有不同读数U，多次改变电阻箱的阻值，所得到的电压的倒数与电阻的关系(1／U-R)图象为下图中的哪一个 ( )
二、填空题(38分)
1．家庭电路中，开关跟它控制的灯之间应_______联，插座跟电灯之间应______联。
2．有4Ω和6Ω两个电阻，将它们串联后的总电阻是_____Ω，将它们并联后的总电阻是______Ω。
3．导体两端的电压一定时，导体的电阻越小，通过导体的电流________；导体的电阻一定时，导体两端的电压变为原来的2倍，则通过导体的电流变为原来的_______倍。
4．如下图所示，电源电压是6V，当S闭合时，电压表的示数为2V，电压表测的是灯____两端的电压，灯L1两端的电压为______V。
5．汽车中有如图所示的电路，其中上端带金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路中，金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上。当汽车静止时，滑块M上的金属细杆与红、绿灯一端的触头(图中箭头)都不接触。当汽车向前启动时， ______灯亮；当汽车急刹车时，______灯亮(选填“红”或。绿”)。上述设计中应用到了一切物体都具有___________这一物理知识。
6．下图是大型电子地磅的电路图。当称重物时，在压力作用下滑片P向下端滑动，变阻器连入电路的电阻_________，电流表的示数________。这样把电流对应的重量刻在电流表的刻度盘上，就可以读出被称物体的重量。
7．如图所示，A和B分别是两个阻值不同的电阻R1和R2的电流和电压关系图。请判断两个电阻的阻值大小关系为R1________R2。(选填“大于”“小于”或“等于”)。若两个电阻串联，串联总电阻的图像在区域_________(选填 “Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”)。
8．在一次用伏安法测电阻的实验中，测得电流表示数为0.16A，电压表示数如右图，则电阻两端电压为______V。电阻的阻值是_______Ω。
9．小强妻自制滑动变阻器，老师向他提供了下表所示的几种材料及相关数据，他应选取________材料做电阻丝，因为在相同条件下，这种材料的电阻______(填“较大”或“较小”)。
几种长1m的横截面积为1mm2的金属导体在20℃时的电阻值
导体
电阻R／Ω
铜
0.017
铝
0.O27
铁
0.096
镍铬合金
1.1
三、实验探究题(14分)
在“研究电流跟电压关系”的实验中，小亮设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应滑到最________(左、右)端。
(2)闭合开关S试触时，发现电流表和电压表出现如图乙所示的情况，这是因为电流表__________，电压表________。
(3)排除故障后，调节电路中滑动变阻器滑片的位置，改变定值电阻两端的电压，电压表、电流表的示数如下表所示。对表格中的数据进行分析，可归纳的结论是：电阻一定时，电流与电压的关系是_______________________。
电压(U／V)
2.0
4.0
6.0
电流(j／A)
0.11
0.20
0.31
(4)如果利用这个电路探究电流跟电阻的关系，实验中应换用________，调节滑动变阻器滑片的位置，保持_________不变，记下对应的电流值。
(5)探究问题的方法通常有控制变量法、等效代换法、类比法、建模法等。本探究实验所采用的主要方法是______________。
四、分析计算题(18分)
为了锻炼身体，小莉设计了一个电子拉力计，试图用电压表的示数表示出拉力的大小。原理如图甲所示，其中，电源电压U=12V；电压表的量程为3V；R0=45Ω；R1是一根均匀电阻线(电阻值与长度成正比)，总长为10cm，总电阻为50Ω；弹簧右端固定金属片P，并连接拉环，P与R1的左端拉触，当拉环受到拉力作用时，弹簧伸长并带动P在R1上滑动。弹簧伸长的长度△L与所受拉力F的关系如图乙所示，弹簧能承受足够大拉力，其电阻值不计。
(1)该电子拉力计能测量的最大拉力是多？
(2)为了使电子拉力计能测量的最大拉力达到600N，在保持其他元件不变的情况下，R0应改用多大阻值的电阻？
参考答案
一、l．A 2．D 3．A 4．D 5．B 6．D 7．B 8．B 9．C l0．C ll．D l2．C 13．A l4．A l5．A
二、l．串 并 2．10 2.4 3．越大 2 4．L2 4 5．绿 红 惯性 6．变小 变大 7．大于 I 8．2.4 15 9．镍铬合金 较大
三、(1)左 (2)正负接线柱接反了 量程小了 (3)成正比 (4)不同阻值的电阻电压表的读数 (5)控制变量法
四、(1)300N (2)90Ω
第4节 影响导体电阻大小的因素
联想情景导入
我们已经知道，玻璃在通常情况下是绝缘体，但当玻璃被烧红时，玻璃也会导电。可见物质的导电性与温度有关。电阻的大小还与哪些因素有关呢？在用电器中人们为什么经常用铜做导线而不用铁做导线呢？空调电源线为什么比台灯电源线粗？灯丝较粗的灯泡为什么较为明亮？物质电阻的大小是否还跟物质的材料和横截面积有关呢？影响导体电阻大小的因素这么多。我们怎样进行逐一验证呢？通过本节课的学习，我们不但能够了解影响导体电阻大小的因素，而且还能掌握探究影响导体电阻大小的因素的方法。
重点知识详解
一、导体电阻与长度的关系
实验操作：用上图所示的装置连接电路，分别将长度不同的0.5mm2的镍铬合金线连接在电路中，闭合开关，观察电流表的示数。
实验现象：将较短的镍铬合金线连接在电路中时电流表的示数较大。
实验结论；导体的材料和横截面积相同时，导体越长，电阻越大。
二、研究导体电阻与横截面积的关系
实验操作：用上图所示的装置连接电路，分别将长度相同的的0.5mm2和1.Omm2的镍铬合金线连接在电路中，闭合开关，观察电流表的示数。
实验现象：将1.Omm2的镍铬合金线连接在电路中时电流表的示数较大。
实验结论：导体的材料和长度相同时，导体的横截面积越大，导体的电阻越小。
三、研究导体电阻与材料的关系
实验操作：用上图所示的装置连接电路，分别将长度相同的0.5mm2的锰铜和0.5mm2的镍铬合金线连接在电路中，闭合开关，观察电流表的示数。
实验现象：将锰铜连接在电路中时电流表的示数较大。
实验结论：长度、横截面积相同的导体，电阻大小与材料有关。
四、导体的电阻与温度的关系
金属导体的电阻与温度有关。温度升高，金属导体的电阻增大。温度降低，金属导体的电阻减小。某些材料的温度降低到一定的程度时，电阻会突然消失，这种现象叫超导现象(如水银在-269℃时，电阻会突然消失)。
五、导体电阻与其他因素的关系
一般来说，人体电阻的平均值是l000～2000欧。不同的人电阻是不同的，同一个人在不同情况下的电阻也是不同的，当气温高或人体出汗时人体电阻较小；而在气温低、空气干燥的冬天，人体皮肤很干燥时，电阻较大。
精典例题解析
[例1] 关于导体电阻大小的下列说法中，正确的是 ( )
A．细铜线比粗铜线的电阻大
B．粗细相同的导线，长的比短的电阻大
C．铁导线比铜导线的电阻大、
D．长短相同的两根铝导线，粗的比细的电阻小
[解析] 导体的电阻大小由长度、横截面积和材料三个因素决定，看电阻的大小必须同时考虑三方面的因素。选项A没有考虑长度，选项B没有考虑材料，选项C只考虑了材料，这三个选项都考虑不周，所得结论是错误的，只有选项D同时考虑了影响电阻大小的三个因素，得到的结论是正确的。
[答案] D
[例2] “观察导体的电阻与哪些因素有关”的示教板如图所示，示教板上四根金属线，其中a、b、c长均为1m，d长0.5m，a、b、d横截面积相同，b、c、d材料相同，那么下列比较中不能说明问题的是(不考虑温度对电阻的影响) ( )
A．比较a、b B．比较b、c C．比较a、d D．比较b、d
[解析] a、b金属线的长度、横截面积相同，材料不同，所以能说明导体的电阻与导体的材料有关；b、d的导体材料横截面积相同，可以比较电阻与长度的关系；b、c金属丝的材料、长度相同。而横截面积不同，所以能说明导体的电阻与导体的横截面积有关；a、d金属材料、长度均不同。仅仅横截面积相同，所以，不能说明电阻与什么因素有关。
[答案] C
[例3] 已知A、B、C是三根同种材料制成的电阻丝。如果把A和B相比，它们长度相同，A比B细；如果把B和C相比，它们粗细相同，B比C长，那么，这三根电阻线RA、RB、RC从大到小排列应为__________。如果将电阻丝C均匀拉长到和B一样长，则B的电阻________C的电阻(填“大于” “小于”或“等于”)。
[解析] 因为A、B长度、材料相同，但A的横截面积小于B的横截面积，根据材料、长度相同。横截面积越小，电阻越大，得到A的电阻大于B的电阻；B、C两电阻线材料、横截面积相等，B的长度大于C的长度，所以B的电阻大于C的电阻。所以，三电阻线从大到小顺序为RA>RB>RC，因为B、C两电阻线的横截面积相等，当把C拉长到与B一样长时，由于电阻线的体积不变，因此C电阻线拉长后的横截面积变小，当长度、材料相同时，横截面积小的电阻线的电阻大，所以，电阻线B的电阻小于C的电阻。
[答案] RA>RB>RC 小于
[例4] 在研究“导体的电阻跟横截面积关系”的实验中，用如图的装置，把两条电阻的AB和CD分别接入电路，AB比CD的横截面积小。将AB连入电路时。电流表示数为I1，将CD连人电路时，电流表示数为I2，且I2 > I1。
(1)AB和CD两根电阻丝还要满足的条件是：
①________________________；②___________________________。
(2)分析实验结果，得出的结论是______________________________________________。
[解析] 首先抓住实验目的，此处是研究电阻跟横截面积的关系，而它们的温度是一样的，因此，还应保持另外两因素相同，即长度相同、材料相同。在仔细分析实验过程、现象、数据之后，再来得出结论，此处是横截面积大的通过电流大，则电阻小；横截面积小的通过电流小，则电阻大。因此得出的结论是在长度、材料、温度相同时，导体横截面积越大，电阻越小(或横截面积越小，电阻越大)。千万不能将横截面积和电阻的顺序颠倒，因为该实验的目的是研究电阻跟横截面积的关系，即电阻随横截面积的变化而变化。
[答案] (1)①长度相同 ②材料相同 (2)在长度、材料、温度相同时，导体横截面积越大，电阻越小(或横截面积越小，电阻越大)。
实践创新应用
1．一根铝导线电阻是R，要使连入电路中的导线电阻变大，可采取 ( )
A．将这根铝导线拉长后接人电路中
B．将这根铝导线对折后接入电路中
C．降低导线两端的电压或增大通过导线的电流强度
D．用长度、横截面积相同的铜导线代替这根铝导线接人电路中
2．有关导体电阻的说法正确的是 ( )
A．粗细相同的两根导线，长度大的电阻一定大
B．长度相同的两根导线，横截面积小的电阻一定大
C．同种材料制成的长短相同的两根导线，横截面积小的电阻一定大
D．铝导线的电阻一定比铜导线的电阻大
3．粗细相同的铜丝甲、乙，甲的长度是乙的一半，则甲，乙电阻R甲、R乙的大小关系为( )
A．R甲=2R乙 B．2R甲=R乙 C．R甲=R乙 D．无法比较
4．把长10米、电阻为10欧的铜导线拉成长20米的铜导线，拉长后的铜导线电阻为( )
A．10欧 B．20欧 C．40欧 D．2.5欧
5．某同学用下图所示的电路图探究“影响导体电阻大小的因素”。右下图是提供的几种导线。
(1)当研究导体电阻与粗细的关系时，应该选择接人AB问的导线进行研究的是 ( )
A．1与2 B．2与3 C．3与5 D．l与4
(2)当研究导体电阻与材料的关系时，应该选择接入AB间的导线进行研究的是 ( )
A．2与4 B．3与5 C．3与4 D．1与5
6．当温度降到一定程度时，某些物质的电阻会变为零，这种物质叫超导体。当电流通过超导体时不发热，故超导体的应用具有十分诱人的前景。假如科学家已研制出室温下就能使用的超导体，你准备将它用来制作 ( )
A．家用保险丝 B．白炽灯泡的灯丝 C．电炉的电热丝 D．输电导线
7．在“探究影响导体电阻大小的因素”的活动中，小明发现实验器材中金属丝只有一根，其他器材足够，如果要他完成下面的一些实验探究活动，其中他不可能完成的是 ( )
A．探究导体电阻与长度的关系
B．探究导体电阻与横截面积的关系
C．探究导体电阻与材料的关系
D．探究导体电阻与温度的关系
8．电灯是家庭电路中常见的照明电器。灯泡的外壳和灯芯都是用玻璃制成的，它们是利用了玻璃的_________性能。若将玻璃灯芯接入右图所示的电路中，当玻璃灯芯升高到一定温度时，小量程电流表的指针_________(填“会”或“不会”)发生偏转，此现象说明__________________________________。
9．在探究导体电阻大小与哪些因素有关的实验中，采用了“控制变量”的方法。下表是某实验小组在实验中所用导体的相关物理量的记录：
导体编号
A
B
C
D
长 度(m)
1.0
1.0
1.O
0.5
横截面积(mm2)
1.2
1.2
2.4
1.2
材 料
镍铬丝
锰铜丝
镍铬丝
镍铬丝
(1)要探究导体电阻大小与长度是否有关，应选用__________两根导体；
(2)要探究导体电阻大小与横截面积是否有关．应选用__________两根导体。
10．小明同学想比较金属材料甲和金属材料乙哪个更容易导电，现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝，规格如下表所示：
金属丝代号
材 料
长度／m
横截面积／mm2
A
金属甲
1
0.1
B
金属甲
0.5
0.1
C
金属乙
l
0.1
D
金属乙
1
0.2
请你帮助小明同学完成下面的实验方案：
(1)实验器材除上述金属丝、干电池、开关、导线外，还必须选用的器材有：________
______________________________________________________________________________。
(2)实验中应选取的金属丝分别是：___________(只需填字母代号)。
(3)请在下面空白处画出实验电路图(用“”表示金属丝)。
(4)在本实验中，你是如何判断哪种金属材料更容易导电的？
参考答案
1．A 2．C 3．B 4．C 5．(1)D (2)D 6．D 7．C
8．绝缘 会 导体和绝缘体之间并元绝对界限
9．(1)A和D (2)A和C
l0．(1)电流表 (2)A、C (3)略 (4)(此答案不唯一，例如可用小灯泡代替电流表等。只要合理均可得分。)只闭合SA，读出电流表的示数IA；只闭合SC，读出电流表的示数IC；将IA和IC的电流大小进行比较，电流大的导电性能好。
课后练习答案
1．长度 粗细 材料 2．因长度增加，合金丝又变细，所以电阻增大了 3．C
第5节 变阻器
联想情景导入
打开具有调光器的台灯开关，通过调节调光器可以改变台灯的明亮程度；调节电话机上的音量控制器，可以控制电话机的音量；调节扩音设备中的音量控制器，可以控制音量的大小；打开电风扇的调速器并旋转，可以控制电风扇的转动速度；灯光的亮暗、声音的强弱、电风扇的转速都是由什么控制的呢?其实，这些用电器中都使用了一个相同的电器元件——变阻器。
重点知识详解
一、电阻器
1．电阻器：具有一定阻值的元件叫做电阻器。电阻的符号是：
2．电阻器的作用：控制电路中的电流大小。
二、滑动变阻器
1．滑动变阻器的工作原理：通过改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻的大小。
2．滑动变阻器的符号：
3．滑动变阻器的连接方法：滑动变阻器串联在电路中，四个接线柱的接法在任何情况都只能“一上一下”地接人两接线柱使用，这样可以起到改变电阻的作用，接法如图所示：
4．滑动变阻器的应用实验。
实验操作：用上图所示连接电路，左右移动滑动变阻器的滑动触头。观察灯的亮度如何变化。
实验现象：滑动变阻器的滑动触头向左滑动时灯泡亮度减弱，向右滑动时灯泡亮度增强。
实验结论：滑动变阻器可以通过改变接人电路的电阻丝的有效长度来改变电阻的大小。
精典例题解析
[例1] 如图所示的滑动变阻器的四种接法中，当滑片P向右移动时使电路中的电阻变小的接法是 ( )
A．①图 B．②图 C．③图 D．④图
[解析] 找准滑动变阻器的那一段电阻线连入电路是解题的关键。判断方法可有两种：一是电流流向法。如①④图，电流的路径是由C(D)→P→B，电流流经PB段，当滑片P向右移动时。PB段的电阻线变短，电阻则变小。二是直观法，就是看接入电路的接线柱是滑动变阻器下端的哪个，那么靠近它的那部分电阻线是接人电路的，如②③两图，都接的是A接线柱则用的就是AP段电阻，当滑片P向右移时，AP部分电阻线变长，电阻则变大，与上端的接线柱并无关系。
[答案] A、D
[例2] 如图所示，M、N为电路的两个接线柱，A、B、C、D为滑动变阻器的四个接线柱，当按下列方法将它们连接后，再将滑片P向B移动，那么电流表A读数将怎样变化。①M接C，N接D。电流表A读数将_________。②M接A，N接B电流表A读数将________。③M接C，N接A电流表A读数将_________。
[解析] 要找准滑动变阻器连人电路的电阻线，审清题目条件。①将C、D接人电路时，相当于短接，AB电阻线并没连人电路，所以滑片P的移动，不会引起电流的改变。②将A、B接人电路时，相当于接入了一个定值电阻。将滑片P向两端移动，对电路电阻并元影响，所以电路中的电流表并没有变化。③将C、A接入电路时，变阻器的PA部分接人电路中，将滑片P向B移动，电阻变大，所以电流会减小。
[答案] ①不变 ②不变 ③减小
[例3] 小宇在实验室用下图所示的电路做电学实验，请你帮助他完成以下的判断：
(1)当滑动变阻器的B、C两个接线柱接入电路中，滑片P向A端移动时，灯L将_______ (填“变暗”“不变”或“变亮”)。
(2)当滑动变阻器的A、D两个接线柱接入电路中，要使灯L变暗，滑片应向_______端移动。
[解析] 由下图可知，滑动变阻器和灯L串联起来接在电源两极之间，变阻器接入电路的是B、C两个接线柱，连入电路的是PB段电阻线，当滑片P向A端移动时，连入电路的电阻线长度变大，则连入电路的电阻变大。电源电压保持不变，电路中的电流变小，灯L因通过的电流变小而变暗；若把变阻器的A、D两个接线柱接人电路，则连入电路的电阻线是AP段，要使灯L变暗，电路中的电流必须变小，在电路两端电压一定的情况下，变阻器连入电路的电阻必须变大，滑片P应向B端移动。
[答案] (1)变暗 (2)B
实践创新应用
1．如图所示，A、B、C、D是滑动变阻器的四个接线柱，将这变阻器与一个小灯泡串联后接入电路，通电后使滑片P向左移动，小灯泡逐渐变暗，由此判断该滑动变阻器接入电路的两个接线柱应为 ( )
A．接线柱A、D B．接线柱B、D
C．接线柱C、D D．接线柱A、B
2．关于滑动变阻器的一些说法不正确的是 ( )
A．滑动变阻器是利用电阻率较小的合金线制成的
B．滑动变阻器是改变在电路中的电阻线长度来改变电阻的
C．滑动变阻器的电阻线是利用电阻率较大的材料制成的
D．滑动变阻器能改变电路中的电流大小
3．在下图四种接法中，当滑片P向右移动时，接入电路的电阻值增大的是 ( )
4．某滑动变阻器的铭牌上标有“l5Ω，0.6A”的字样，则表示 ( )
A．滑动变阻器的最小阻值为l5Ω，允许通过的最大电流为0.6A
B．滑动变阻器的最大电阻为l5Ω，允许通过的最大电流为0.6A
C．滑动变阻器的最小电阻为l5Ω，允许通过的最小电流为0.6A
D．滑动变阻器的最大电阻为l5Ω，允许通过的最小电流为0.6A
5．如图所示。闭合开关S，灯L发光，把滑动变阻器的滑片P向a端移动，灯L自亮度与电流表示数的变化情况是 ( )
A．灯L变亮，电流表示数变大
B．灯L变暗，电流表示数变小
C．灯L变亮，电流表示数变小
D．灯L变暗，电流表示数不变
6．将两个滑动变阻器如图所示串联起来。如果把a、b两接线柱接入电路后，要使这两只滑动变阻器的总电阻最大，滑片P1和P2所处的位置是 ( )
A．P1在最右端，P2在最左端
B．P1在最左端，P2在最右端
C．P1在最左端，P2在最左端
D．P1在最右端，P2在最右端
7．收音机上调节音量的旋钮实际上是一个旋钮型变阻器(如图所示)。若接线片A、B已接入了电路，则顺时针转动旋钮触片时，收音机的音量将变________________。
8．请用笔画线代替导线，将乙图中的实验实物按甲图的电路连接起来。
9．张薇同学在实验室里连接一个电路(如下图所示)，她想让小灯泡暗些，应该使滑动变阻器的滑片P向________端移动，在这一过程中，连入电路中的电阻值逐渐变____________。
10．分析如下图所示的实验，当线头M跟C连接，线头N跟A连接，闭合开关，滑片P向右滑动的过程中，连入电路的电阻变________，电路中的电流变_________。如果P向右滑动过程中，电阻、电流变化与上述相反，M连接不变，N应与________连接。
11．如图所示的电路中，有一滑动变阻器，其铭牌上标着 “50Ω，IA”的字样，它表示的是______________。滑动变阻器的中点O，当滑片P位于a点时，滑动变阻器连入电路的电阻值是_________，当滑片P位于0点时，滑动变阻器连人电路的电阻是，_________当滑片位于点，滑动变阻器连入电路的电阻最大。
参考答案
1．B 2．A 3．C 4．B 5．A 6．B
7．小
8．略
9．B大
10．大 小 B
11．电阻的最大值为50Ω，允许通过的最大电流为 1A 0 25Ω b
课后练习答案
1．变大 A B
2．大 小 左 应滑到最大电阻值，以保护灯泡和电流表不至于电流过大而损坏。
3．旋钮式变阻器相当于一个弯曲了的滑动变阻器，因此，接线时可以是一头接在中间(滑动触头)，另一头接在两边的任意一个端头都可以。
4．略
第6节 电压的测量
联想情景导入
我们知道，水从自来水厂流淌到用户家中，是因为自来水厂为水提供了一定的压力，我们称为“水压”。接通电路，电荷在电路中定向移动形成电流，用电器就可以工作。那么，是什么促使电荷作定向移动的呢？电荷的定向移动是否也需要一定的设备呢？把一支完好的手电筒里的电池取出，无论怎样按动开关，手电筒里的小电珠也不会发光。可见，手电筒里的电池为电荷的定向移动提供了动力，也就是我们本节课要学的电压。
同样一只小电珠，分别用导线与一节电池连接和两节电池连接，小电珠的明亮程度是不同的，这又是什么原因呢？原来，不同的电源可以为电路提供的电压是不同的，学习了本节知识后，我们可以利用电压表来测量电路中的电压的高低。
重点知识详解
一、电压
1．水流和电流的形成的对比。
左图中水流的形成是由于抽水机给水流提供能量，抽水机的工作使水，路存在一个稳定的水压，从而保证水流得以持续。右图中电源作用与左图中的抽水机作用类似，电源的作用，是给电路中的电流提供能量，使电路存在一个稳定的电压，从而保证电流得以持续。电源两端有电压是金属导体中存在电流的必要条件。
2．电压：电压是形成电流的原因。电源是提供电压的装置。电压符号：U
3．电压的单位：伏特，简称伏(V)。常用单位：千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(V)等。
1千伏= 1000伏 1伏= l000毫伏 l毫伏= 1000微伏
二、电压的测量
1．测量工具：电压表(如下图所示)。符号
2．电压表的作用方法：
(1)必须把电压表并联在被测电路的两端；
(2)把电压表的正接线柱接在跟电源正极相连的那端；
(3)被测电压不能超过电压表的量程；
(4)允许电压表直接连入电源两极上测电源电压。
三、用电压表测电压
实验器材：干电池两节、小灯泡两个、开关一个、电压表一个、导线若干。
实验过程：
1．测量串联电路的电压。
(1)按下图所示连接好电路。
(2)用电压表分别测出灯L1和灯L2两端的电压U1、U2及L1、L2串联后的总电压U。
实验结论：总电压等于各灯两端电压之和。
2．测量并联电路中的电压。
(1)按下图所示连接好电路。
(2)用电压表分别测出图中两盏电灯两端的电压U1、U2及电源两端的电压U。
实验结论：总电压与各支路的电压相等。
精典例题解析
[例1] 下列说法中正确的是 ( )
A．导体内有大量的自由电荷，只要使导体构成通路，导体中就有电流通过
B．电路中只要有电压，就会有电流
C．电压是产生电流的必要条件
D．电路呈开路时，电流为零，则电路两端电压也为零
[解析] 若导体中只有自由电荷而没有电源，或者电路两端虽有电压，而电路没有形成闭合回路，都不能使电路中有电流，而电路呈开路状态时，电流为零，也不能肯定电路两端的电压为零，所以上述A、B、D说法是错误的。
[答案] C
[例2] 如图所示，用电压表测灯泡两端的电压的电路图，正确的是 ( )
[解析] 电压表应与被测电路并联，且电流从“+”接线柱流进电表(即正接线柱靠近电源正极)，从“-”接线柱流出电表。
[答案] D
[例3] 如下图所示的电路中，电压表V1、V2和V3分别测量的是______、______和______的电压；如果电压表V1、V2的示数分别为6V和4V，那么电压表V3的示数为______V。
[解析] 要判断电压表测量哪段电路两端的电压，只要看电压表与哪段电路并联的。从图上可看出，电压表V1与电源两端相连，而V2和V3分别与L1和L2两端相连，因此电压表V1测量总电压，电压表V2和V3分别测量的是L1和L2两端的电压。由于电路中L1与L2是串联的，根据串联电路电压的特点，可得电压表V3的示数为6V-4V=2V。
[答案] 电路两端总电压 L1两端 L2 两端 2
[例4] 科学课后，小南和小雄将一块铜片和一块锌片插入西红柿，做成了一个 “西红柿电池”。小南和小雄想探究“西红柿电池的电压大小与哪些因素有关”，小雄说：“可能与两金属片之间的距离有关”。小南想了想说：“也可能与两金属片插入西红柿的深度有关”。”为了验证猜想是否正确，他们找来了电压表，连成了如图所示的电路。
(1)请你选择其中一个猜想，并提出验证的方法：
(2)目前人们乱扔废旧电池的现象非常普遍，请你针对这种现象，给有关部门提出一条合理建议：______________________________________________________________________。
[解析] 当一个物理量与其余几个物理量有关系时，为了使研究简化和方便，一般采用控制变量法。本题中要研究西红柿电池的电压与两金属片之间的距离有关时，就要控制插入的深度不变；同样要研究西红柿电池的电压与两金属片插入的深度有关时，就要控制距离不变。第二问意在培养学生环保意识及可持续发展意识。
[答案] (1)答案一：探究电压与两金属片插入深度的关系当两金属片插入西红柿某一深度时，观察并记录电压表示数。在同一位置，改变两金属片插入的深度，再观察并记录电压表示数，比较两次电压表示数的大小与深度的关系。答案二：探究电压与两金属片之间的距离的关系两块金属片相距一定的距离插入西红柿，记下插入的深度，观察并记录电压表示数。改变两金属片间的距离，仍插入相同的深度，再观察并记录电压表示数。比较两次电压表示数的大小与距离的关系。 (2)分类回收等。
实践创新应用
1．学生在学习电学知识时，在老师的引导下，联想到如图所示的力学实验现象，进行比较并找出相类似的规律，其中不准确的是 ( )
A．水压使水管中形成水流；类似地，电压使电路中形成电流
B．抽水机是提供水压的装置；类似地，电源是提供电压的装置
C．抽水机工作时消耗水能；类似地，电灯发光时消耗电能
D．抽水机给水流提供能量；类似地，电源给电路提供能量
2．同学们在学习了电压的知识后，对电压有各自不同的认识。下列说法中不正确的是
( )
A．电源是提供电压的装置 B．电路中有电流就一定有电压
C．电路中有电压就一定有电流 D．电压是电路中形成电流的原因
3．图中电表a、b接法都正确，由图可知 ( )
A．电表a和b都是电流表
B．电表a和b都是电压表
C．电表a是电压表，b是电流表
D．电表a是电流表，b是电压表
4．下列关于电压的单位换算关系式中，错误的是 ( )
A．1000伏=l千伏 B．1毫伏=10-3伏
C．1伏=1063微伏 D．1千伏=109毫伏
5．比较电流表和电压表的使用规则，下列说法中不正确的是 ( )
A．使用前都要检验指针是否对准零刻度线
B．测量前都要估计测量值的范围，以选定量程
C．接入电路时，都要使电流从表的正接线柱流入，从表的负接线柱流出
D．接入电路时，都要严禁将表的两个接线柱直接连到电源两极上
6．在如图所示的电路图中，能用电压表正确测出灯L1两端电压的是 ( )
7．在图a所示电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为图b所示，则电阻R1和R2两端的电压分别为 ( )
A．4.8V，1.2V B．6V，1.2V C．1.2V，6V D．1.2V，4.8V
8．如图所示的电路中，电压表示数为零，正确的判断是 ( )
A．灯L1短路
B．L2支路断路
C．灯L2短路
D．灯L2的灯丝断了
9．电压是使________发生________形成________的原因，而________是提供电压的装置。
10．实验室最常用的电压表有______个接线柱，______个量程。接线如右图所示，电压表量程为_____，刻度盘每个大格表示____伏特，每个小格表示______伏特，指针所指位置表示______伏特。
11．家庭电路电压是______伏，两节干电池串联起来可提供______伏电压。不高于_______伏的电压对人体是安全的。
12．有一收音机的电源电压标有4.5伏，可以用______节干电池______联起来供电。
13．在下图所示的电路中，开关S1和开关S2原来是断开的，如果将开关S1闭合，则电压表测量的是________两端的电压，如果将开关S2闭合，则电压表测量的是______两端的电压。
14．学校实验室常用电压表有3伏和l5伏两个量程，在某次实验中选用3伏的量程进行实验测量，可是某同学却从15伏量程的刻度盘上发现指针指在11伏位置上，则实际测得的电压值是________伏。
15．在下图中，要求L1、L2并联，用电流表测量干路中的电流(约为0.4A)，电压表测量灯泡L1两端的电压，变阻器调节L2的亮度，开关控制整个电路，将符合要求的电路图画在虚线框内，并用笔画线表示导线将右下图中各个元件连接起来。
参考答案
1．C 2．C 3．D 4．D 5．D 6．B 7．A 8．C
9．电荷 定向移动 电流 电源
l0．三 两 O～3V 1 0.1 2.3
11．220 3 36
12．3 串
13．L1 L1和L2
14．2.2
15．略
课后练习答案
1．A电压表、B电流表；A电流表、B电压表；A电压表、B电流表
2．提示：注意各元件的连接顺序
3．提示：可搜集一些相关资料了解更多关于电压的知识
第7节 电流、电压和电阻的关系
联想情景导入
你是否注意观察过家庭中所用的用电器，在用电高峰时，家中的电灯较暗，而在夜间打开灯泡，你会发现灯泡特别明亮？将不同型号的灯泡接人电路，你会发现，灯丝较粗的灯泡比较明亮，而灯丝较细的灯泡则相对暗一些。用久了的灯泡，灯丝被烧断了，再将断了的灯丝搭在一起重新接入电路，灯泡会比原来更亮。以上这些现象都说明电路中电流、电压和电阻存在密切的关系。电流、电压和电阻之间到底存在着什么关系呢？三种变量之间的关系我们怎样研究呢？本节课我们将学习运甩控制变量法来研究电流、电压和电阻的关系。
欧姆定律：导体中电流。跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。用U表示导体两端的电压，R表示这段导体的电阻，I表示通过导体的电流，欧姆定律可写成I=U/R。
重点知识详解
一、科学探究
1．保持电阻不变，改变电压，研究电流与电压之间的关系。
按图所示连接电路，闭合开关S，调节滑动变阻器R’。使电阻R=5欧上的电压改变(成倍增加)，并读出电流表、电压表的读数，并记入下表。
实验次数
电压(伏)
电流(安)
1
l
2
2
3
3
4
4

实验结论l：电阻不变时，电流跟电压成正比，即电压与电流的比值相等。
滑动变阻器R’在电路中起的作用是：改变电阻，改变电路中的电流，改变电阻上的电压。
2．保持电压不变，改变电阻，研究电流与电阻的关系。
按上图所示电路，在A、B间更换定值电阻R，调节滑动变阻器R’，使R两端的电压U=2伏，保持不变，测出电流值，并记入下表。
U=2伏
实验次数
电阻(欧)
电流(安)
1
2
2
4
3
6
4
8
实验结论2：电压不变时，电流跟电忸成反比，即电流与电阻的乘积相等。
二、欧姆定律：导体中电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比，用U表示导体两端的电压，R表示这段导体的电阻，I表示通过导体的电流，欧姆定律可写成I=U/R。
三、用电压表、电流表测导体的电阻
1．实验的电路图如下图所示。
2．实验前，开关处于打开状态，闭合开关前，滑动变阻器P处于阻值最大值位置。
3．检查电流表、电压表的量程和正负接线柱是否正确。
4．闭合开关，得到一组电流、电压数据，填入表中。
5．改变滑片P，得到两组电流、电压数据，填入表中。
6．实验数据记录表格。
实验次数
电流(安)
电压(伏)
电阻(欧)
1
R1=
2
R2=
3
R3=
7．实验结论：平均值=(R1+R2+R3)/3
精典例题解析
[例1] 关于公式I=U／R，以下说法中正确的是 ( )
A．加在导体两端的电压越大，导体的电阻就越大
B．通过导体的电流越大，导体的电阻越小
C．导体的电阻在数值上等于导体两端的电压与通过该导体的电流之比
D．导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比
[解析] 因为电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体本身的材料、长度、截面，还与温度有关，而与加在导体两端的电压和通过导体的电流大小无关。公式R=U／I只是电阻的一个计算式，而不是电阻大小的决定式。同一段导体，加在其两端的电压增大时，通过它的电流也增大，但电流与电压的比值不变。
[答案] C
[例2] 如图所示，电源电压保持不变，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电压表 ( )
A．V1示数增大，V2的示数增大
B．V1示数减小，V2的示数增大
C．V1示数减小，V2的示数减小
D．V1示数增大，V2的示数减小
[解析] 分析电路中电压的变化，还是考查对公式U=IR的理解。在串联电路中，由于R的变化，引起I的变化，从而引起某个电阻两端电压的变化。从图中看：R1和变阻器串联，V1测的是R1两端电压U1，V2测的是变阻器两端的电压U2，画出便于分析的下图
进一步分析可知，滑片P向右移动，变阻器电阻增大，根据I=U/R，总电压不变，总电阻变大，电流I减小，致使U1的变化：U1=IR1，其中R1不变，I减小，U1减小。U2的变化：U2=U-U1，U不变，U1减小，U2增大。
提示：如果用公式U2=IR2分析矾的变化不易得到结论，因为I减小，R2增大，两者的乘积如何变化是个未知数。所以采用先分析定值电阻两端的电压变化，再分析变化电阻两端的电压变化的方法更好。
[答案] B
[例3] 如图所示电路，已知电源电压为6V，电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2的最大值是20Ω，当滑动片P从口向b移动的过程中，电压表的最大示数是_________V，电流表最小示数是__________A。
[解析] 当电路中的电阻变化时，可将变化电路转化为不变电路进行求解。
已知：U=6V，R1=10Ω，R2=20Ω
求：电压表最大示数U1，电流表最小示数I
解：当滑片P在口端时，示数为电源电压、示数最大：U1=U=6V当滑片P在b端时，R1、R2串联，电路中电阻最大，电流最小。
I=U/(R1+R2)=6V/(10Ω+20Ω)=0.2A
[答案] 6V 0.2A
[例4] 在做研究电流与电压、电阻间关系的实验时，有如下数据：
表1 用电阻R1=5Ω实验时的记录
电压(V)
2
4
6
电流(A)
0.4
0.8
1.2
表2 用电阻R2=lOΩ实验时的记录
电压(V)
2
4
6
电流(A)
0.2
0.4
0.6
试回答，由表1和表2的数据，可以得出哪些结论？
[解析] 从表1(或表2)的实验数据中可见，电阻保持5Ω不变，导体两端的电压从2V增大到4V、6V时，通过导体的电流相应地从0.4A增大到0.8A、1.2A，由此可以看出，电阻保持不变时，导体中的电流随导体两端的电压的增大而增大，导体两端的电压增大几倍，电流就增大几倍。比较表1和表2中第1组实验数据可见，两次电压保持2V不变，导体的电阻从5Ω增大为10Ω，通过导体的电流相应地从0.4A减小为0.2A；即电压保持不变时，导体中的电流随导体的电阻的增大而减小。导体的电阻增大几倍，电流就减小几倍。
[答案] 当导体的电阻保持不变时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；当导体两端的电压保持不变时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
实践创新应用
1．如图所示，电源电压保持不变，当开关S闭合时，滑动变阻器R1的滑片P从b端滑到口端的过程中，下列说法正确的是( )
A．电压表、电流表的示数均变小
B．电压表、电流表的示数均不变
C．电压表的示数不变，电流表的示数变小
D．电压表的示数变小，电流表的示数不变
2．如图所示的电路，闭合开关S，滑动变阻器R的滑片向b端移动时，电流表的示数以及灯L的亮度变化情况应是 ( )
A．电流表示数变大，灯L变暗
B．电流表示数变小，灯L变暗
C．电流表示数变大，灯L变亮
D．电流表示数变小，灯L变亮
3．张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象，根据图象，下列说法错误的是 ( )
A．通过导体a的电流与其两端的电压成正比
B．导体a的电阻大于导体b的电阻
C．当在导体b的两端加上lV的电压时，通过导体b的电流为0.1A
D．将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时，通过导体的电流为0.2A
4．在右图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S后，小灯泡发光较暗。过了一会儿，小灯泡亮度明显变亮，而电压表与电流表示数的比值不变，则下列判断中正确的是 ( )
A．电阻R断路，电流表示数变小
B．电阻R短路，电压表示数变小
C．电阻R断路，电流表示数变大
D．电阻R短路，电压表示数变大
5．如图所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表、电压表的变化各为 ( )
A．变小、变小 B．变大、变大 C．变小、变大 D．变大、变小
6．如图是李华连接的“电流跟电压、电阻关系”实验的电路图，闭合开关S，电流表、电压表可能出现的现象是 ( )
A．电流表和电压表数均为零
B．电流表和电压表指针迅速发生最大偏转，电表损坏
C．电流表示数为零，电压表示数2.8伏
D．电流表示数为0.4安，电压表示数为2.8伏
7．在如图所示的电路中，当闭合开关S后，发现两灯都不亮，电流表的指针几乎指在“0”刻度线不动，电压表指针则有明显偏转，该电路中的故障可能是 ( )
A．电流表坏了 B．灯泡L1的灯丝断了
C．两个灯泡都断路 D．灯泡L2的灯丝断了
8．如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(即电流表)指针所指的刻度就可以知道油面的高度，它的工作过程是( )
A．油面升高，R变大，油量表指针偏转较小
B．油面升高，R变大，油量表指针偏转较大
C．油面降低，R变大，油量表指针偏转较小
D．油面降低，R变小，油量表指针偏转较大
9．如图所示的电路图．开关闭合后，把P向左移动，则 ( )
A．两表示数都变大 B．两表示数都变小
C．电流表示数变大，电压表示数变小 D．电流表示数变小，电压表示数变大
10．如图所示，电源电压不变，开关闭合后将滑动变阻器滑片P向b滑动时 ( )
A．电流表和电压表示数都变小 B．电流表和电压表示数都变大
C．电流表示数变大，电压表示数变小 D．电流表示数变小，电压表示数变大
11．如下图所示，M、N是两接线柱，当M接C、N接B时，闭合开关S后，为了使小灯泡变亮，滑片P应向______移动；如果要使电流表示数减小，当M接A、N应接______或_____同时滑片应向________移动。
12．如图所示电路中，电源电压为U=l0V，开关S闭合后，用电压表测得a、c之间的电压为5V，测得b、d之间的电压为7V，若已知电阻R1=6Ω，则三个电阻中阻值最大的那个电阻的阻值为_______Q。
13．某电阻两端接1.5伏电压时，它的电阻是5欧。若将这个电阻两端改接2伏电压，它的电阻是_________欧。
14．如图所示电路，电源电压不变。滑动变阻器R1的滑片P滑到n点和b点时，变阻器接入电路的电阻分别为Ra和Rb，且7Rz=Rb。当滑片P从a点滑到b点时，电压表示数由2伏增大到7伏，那么，滑片P在a点和b点时，电路中的电流之比为__________。
15．在相距20千米的甲、乙两地之间的两条输电线，已知输电线每米长的电阻为0.01欧。现输电线在某处发生短路，为确定短路位置，检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行测量，当电压表的示数为l.5伏时，电流表的示数为30毫安，则可确定出短路位置离甲地_________千米。
16．在“用电压表和电流表测电阻”的实验中。
(1)在下图的电源和滑动变阻器之间添上一根导线，使之成为正确的测量电路；
(2)下图中甲表应是___________表，乙表应是__________表；
(3)下图中电流表的读数为_______A．电压表的读数为______V，由此可知被测电阻的阻值为________Ω。
17．科学课中，老师曾讲过“水果电池”，激发了某同学对苹果导电性的探究：
(1)你认为苹果的导电性能可能与苹果的哪些因素有关？
你的猜想是：______________________________________________________________。
(2)下表是该同学用伏安法，在一定电压下研究苹果的形状、甜度和通过的电流的实验数据：
苹果1一般甜
苹果2较甜
苹果3很甜
完 整
100(μA)
200(μA)
300(μA)
削了皮
100(μA)
200(μA)
300(μA)
切掉一部分
100(μA)
200(μA)
300(μA)
根据上述表格信息，把能得出的探究结论写出两条填在横线上。
结论一：电压一定时，__________________________________________；
结论二：电压一定时，__________________________________________。
参考答案
1．D 2．B 3．B 4．D 5．C 6．C 7．D 8．C 9．A l0．A
11．右 D C 右
12．10
13．5
14．2:1
15．2.5
16．(1)略 (2)电流 电压 (3)0.48 2.4 5
17．(1)略(2)结论一：苹果的导电性与形状无关 结论二：苹果越甜，导电性能越好
课后练习答案
1．3.4欧
2．10欧 10伏 1.2安
3．(1)电流与电压成正比，且比值是4欧 (2)略
4．电流25～29毫安是生死边界，又因为人体电阻值一般为1000～2000欧，因此，安全电压U=IR=25毫安×1000欧=25伏
第8节 电路的连接
联想情景导入
在生活中我们发现，拉一下教室里的开关，几只灯泡会同时发光。在家庭里拉一下电灯的开关，只有一只灯泡发光，这是为什么呢？将两只同样的灯泡分别按照串联和并联的不同方式连接在电路中，灯泡的明亮程度会有所不同。原来串联电路和并联电路分别具有不同的特点。
一、串联电路的特点
1．串联电路中开关同时控制整个电路；
2．串联电路中电流处处相等：I1=I2=I3=I总
3．串联电路中总电压等于各支路两端电压之和：U总=U1+U2+U3
4．串联电路中只有一条电流路径。
二、并联电路的特点
1．各支路上的用电器互不影响；
2．并联电路中干路中的总电流等于各支路电流之和：I总=I1+I2+I3。
3．并联电路中干路电压等于各支路两端电压：U总=U1=U2=U3
重点知识详解
一、串联电路的特点
把两只灯L1、L2连接成下图的电路。
(1)闭合开关：灯L1亮，灯L2亮；断开开关，灯L1不亮，灯L2不亮。
实验结论：串联电路中开关同时控制整个电路。
(2)用电流表分别测出l、2、3处的电流大小I1、I2、I3。I1=I2=I3。
实验结论：串联电路中的电流处处相等。
(3)用电压表分别测1与2间、2与3间和l与3间的电压，即灯L1两端电压为U1，灯L2两端电压为U2，灯L1和L2两端的电压为U总。有U总=U1+U2。
实验结论：串联电路中总的电压等于各灯两端电压之和。
(4)闭合开关，灯L1、L2同时发光，拿掉其中一只灯。发生的现象是另一只灯不发光。
实验结论：串联电路中只有一条电流路径，电路上灯的亮灭相互影响。
二、并联电路的特点
把两只电灯Ll、L2连接成下图的电路。
(1)闭合开关S1、S2。闭合开关S，灯L1亮，灯L2亮，断开开关S，灯L1不亮，灯L2不亮。
实验结论：干路开关控制整个电路上的电灯。
(2)闭合开关S。闭合开关S1，灯L1亮；断开开关S1。灯L1不亮。闭合开关S2，灯L2亮；断开开关S2，灯L2不亮。
实验结论：支路开关控制该支路上的电灯。
(3)闭合开关S、S1、S2，灯L1、L2亮，拿掉一只灯，另一只灯亮。
实验结论：并联电路中各支路上的电灯相互不影响。
(4)闭合开关S、S1、S2用电流表分别测出灯L1、L2两条支路和干路上的电流I2、I2、I总。有I总=I1+I2。
实验结论：并联电路中干路中的总电流等于各支路电流之和。
(5)闭合开关S1、S2、S，用电压表分别测出灯L1、L2和两灯的总电压U1、U2、U总。有U1=U2=U总。
实验结论：并联电路两端的总电压等于各支路两端电压。
三、节日小灯泡的连接方法
节日用的小彩灯(又称“满天星”)灯泡数量很多。一串小彩灯就有约50只灯泡，我们可以按照下面的思路研究小彩灯灯泡的连接。
方案l：小彩灯串联，电路图如下。
缺点：当某一个灯丝烧毁不发光时，其余灯都不发光。
方案2：小彩灯并联，电路图如下。
缺点：干路电流过大，灯两端电压过大。
方案3：小彩灯混联，电路图。
缺点：连接复杂。
老师提供实际小彩灯研究。
(1)小彩灯的内部结构：如下图甲、乙。
每个灯除了有灯丝R1外，还有一个电阻R2并联在灯丝间，且R2>R1。灯发光时，电流几乎全部通过R1，灯正常发光。当灯丝被烧毁后，电流全部通过R2，R2上的电压将大大增加，使其他灯的电压减小，亮度变暗。
(2)小彩灯的连接方法见下图，看上去是串联，但当某一只灯烧毁时，其他灯仍发光，只是变暗。
精典例题解析
[例1] 如图(a)电路，电源电压保持不变，当开关S闭合时，电流表示数为0.8A；开关S断开后，电流表的示数改变了0.5A。则R1与R2的阻值之比为 ( )
A．13:5 B．3:5 C．5:3 D．5:8
[解析] 先分析出S闭合前后，电路中电阻的连接方式。然后再根据并联电路的特点。列出电压、电流、电阻的关系。S闭合，R1，R2并联，如图(b)。S断开，只有电阻R1，如图(c)。
解法1：根据并联电路特点，U不变，R1不变，流过R。的电流不变。则I’=I1，图(c)中总电流改变了0.5A，就是图(b)中流过R2的电流，所以I2=△I-0.5A。I1=I’=I-I2=0.8A-0.5A=0.3A。图(b)中，R1，R2并联。R1/R2=I2/I1=0.5A/0.3A=5/3
解法2：图(c)中总电流I’应小于图(b)中总电流I1
所以I’=I-0.5A=0.3A
图(b)(c)两次电路U不变
U=IR，I·R1R2/(R1+R2)=I’R1
0.8A·R1R2=(0.8A-0.5A)·(R1+R2)R1
0.8A·R2=0.3A·(R1+R2)
0.5A·R2=0.3A·R1
所以R1/R2=5/3
[答案] C
[例2] 如图所示电路，电源电压保持不变，当S闭合时，R1和R2两端电压之比为U1:U3=1:4，电流表的示数为I；当S断开时，R1、R2、R3两端电压分别为U1’、 U2’、 U3’，且U1’:U2’=1:2，电流表的示数为I’。则下列判断正确的是 ( )
A．I:I’=2:5 B．I:I’=5:2 C．U1:U1’=5:7 D．U3:U3’=7:5
[解析] S闭合。R1、R2串联，画出电路草图(a)；S断开，R1、R2、R3串联，画出电路草图(b)，并在图中注明已知条件。
解：由图(a)，串联U1/U3=R1/R3=1/4，得R3=4R1
由图(b)，串联U1’/U2’=R1/R2=1/2，得R2=2R1
U=I·(R1+R2)，U=I’(R1+R2+R3)
U不变，I·(R1+R3)=I’(R1+R2+R3)
I·(Rl+4R1)=I’(Rl+2Rl+4R1)
得I/I’=7/5
U1/U1’=IR1/I’R1=7/5
U3/U3’=IR3/I’R3=7/5
[答案] D
[例3] 某同学在“用电压表和电流表测导体的电阻”实验中，按如图所示的电路图连接好电路，移动滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器连入电路的阻值最大。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，分别读出电压表和电流表的几组示数并记录，根据记录的数据，作出如图所示的U-I图线。则被测电阻R的电阻值为______Ω。滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表的指针位置如图所示(电压表所接的量程为0～3V)。则电压表的示数为______V。
[解析] 该题考查学生的读图能力及电学的基本计算。从图可以看出。通过导体的电流与导体两端的电压成正比。从图中任取一组数据就可计算出电阻的阻值。如当I=0.3A时，U=2．4V，则R=U／I=2．4V／0.3A=8Ω。电压表所示的是接量程为0～3V的示数，则应读下面的数据，为l.6V。
[答案] 8 1.6
[例4] 某航模中心有一如图所示的配件，内由电压恒定的电源和一个4Ω的定值电阻R1串联组成，密封在一个盒子内，只露出两个接线柱A、B。若将一电流表直接接在A、B两接线柱上，电流表的示数为2.0A；若将一只定值电阻R2与电流表串联后接在A、B两接线柱上，电流表的示数为0.5A。求：
(1)电源电压为多少伏？
(2)电阻R2的阻值为多少欧？
[解析] (1)若将电流表直接接在A、B两端，R1两端的电压接近电源电压，U=IR1=2A×4Ω=8V。 (2)当将电阻R2接入电路时，R总=U总／I总=8V／0．5A=16Ω，R2=R总-R=12Ω。
[答案] (1)8V (2)12Ω
实践创新应用
1．如图，灯L1的电阻为R1，灯L2的电阻为R2，且R1>R2。闭合开关，导线a、b、c中电流的大小是 ( )
A．a中的电流最大 B．b中的电流最大
C．c中的电流最大 D．一样大
2．一位同学在做实验时，需要阻值为5Ω的电阻一个，但手边只有4Ω和l0Ω的电阻各两个，则下列办法可行的是 ( )
A．将两个4Ω的电阻串联起来 B．将两个l0Ω的电阻并联起来
C．将两个4Ω的电阻并联起来 D．将两个l0Ω的电阻串联起来
3．学习了电学知识后，物理兴趣小组对亮度可调的应急灯进行了探究，发现它的亮度调节开关相当于一个滑动变阻器，电路如图所示。闭合开关，用电压表和电流表对其进行测量。调节滑动变阻器使灯泡变亮的过程中，电压表和电流表的示数变化情况是(电源电压保持不变) ( )
A．电流表A的示数变小 B．电压表V1的示数变大
C．电压表V1的示数变小 D．电压表V2的示数不变
4．如图(a)所示，当开关S闭合时，两只电流表的示数分别由(b)、(c)两图读得，则电灯L1中的电流是 ( )
A．0.8A B．0.16A C．0.52A D．1.28A
5．有两个阻值不同的定值电阻R1、R2，它们的电流随电压变化的I-U图线如图所示。如果R1、R2串联后的总电阻为R串，并联后的总电阻为R并，则关于R并、R串的I-U图线所在的区域，下列说法中正确的是 ( )
A．R串在Ⅱ区域，R并在Ⅲ区域
B．R串在Ⅲ区域，R并在Ⅰ区域
C．R串在Ⅰ区域，R并在Ⅱ区域
D．R串在Ⅰ区域，R并在Ⅲ区域
6．如图所示，电源电压不变，当开关S闭合时，电流表示数是1安；当开关S断开时，电流表示数是0.6安，则电阻R1与电阻R2的阻值之比是 ( )
A．3:2 B．2:3 C．5:3 D．3:5
7．如图所示的电路中，电源电压U= 4.5伏，且保持不变，电阻R1=5欧。变阻器R2的最大阻值为20欧，电流表量程为0～0.6安，电压表量程为0～3伏。为保护电表，变阻器接入电路的阻值范围 ( )
A．2.5欧～l0欧 B．O～20欧
C．2.5欧～20欧 D．0～10欧
8．小明家照明用的白炽灯泡的灯丝烧断了，他爸爸将断了的灯丝搭在一起后继续使用。发现灯泡比往常更亮，原因是灯丝的 ( )
A．电阻变小，电流变大 B．电阻变小，电流变小
C．电阻变大，电流变大 D．电阻变大，电流变小
9．如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1=5Ω，R2=l5Ω。
(1)若开关S1、S2都断开时，电流表示数为0.2A。则电源电压是______V。
(2)若开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.9A，则通过电阻R3的电流是______A。
10．如图所示电路,R2=2欧。某同学在实验中，记录了三只电表的示数，但没有记录单位，记下的一组数据是3、2.5和1.5。请根据电路图和记录的数据，确定实验中所用的电源电压是______伏，电阻R1的阻值是______欧。
11．如图所示，电源电压不变，R1=6欧。当S断开时，电流表示数为1安；当S闭合时，电流表的示数为l.5安。则电源电压U=______伏，R2______欧。
12．如图，电源电压保持不变，电阻R1=R2=R3=10Ω。要使R2、R3并联，应闭合开关______，此时电流表的示数为I1；要使R1、R2串联，开关S1、S2应________(填“断开”或“闭合”)，此时电流表的示数为I2；则I1:I2=___________。
13．小明准备按图甲所示的电路图测量未知电阻的阻值。实验过程中，当小明连好并接通电路时发现电压表指针的偏转情况如图乙所示。
(1)用图甲所示电路测量未知电阻所依据的原理是______________________；
(2)产生图乙所示情况的原因可能是(只要求写出2个)：
①___________________________________。②_________________________________。
14．为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，下图甲是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)。定值电阻R0=5Ω，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值R1=25Ω。电源电压U=3V．电流表的量程为0～O.6A。
(1)小明在电路中连入R0的目的是_________________________
(2)当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后，电流表的读数为________A；
(3)已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力间的关系如上图乙所示。通过计算说明，开关S闭合后，当电流表的指针指到0.3A处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大？
参考答案
1．A 2．B 3．C 4．A 5．D 6．A 7．A 8．A
9．(1)4 (2)0.1
10．3 3
11．6 12
12．S1、S2 断开 4:l
l3．(1)欧姆定律 (2)本题有多个答案，只要求写出两个
14．(1)防止电流过大而烧坏电流表 (2)0.1 (3)此时变阻器连入电路中的电阻为R1=R总-R0=U/I-R0=5Ω，弹簧的伸长量为△L=（25Ω-5Ω）×5cm=4cm，由图象可知拉力F=400N。(提示：滑动变阻器连入电路的电阻是pb段的电阻。当拉环上施加拉力时，弹簧伸长，滑片p向右移动，从而改变电路的电阻和电流。由于ab是均匀电阻丝，所以Pb段的电阻与ab段的电阻之比等于加段的长度与ab长度之比，进而可知加段的长度。又pa段的长度等于弹簧的伸长量。由图乙可查得与它对应的拉力)
课后练习答案
1．U=20V U1=5V U2=15V 在串联电路中，电阻之比等于电压之比。
2．I1=3A I2=1.5A I=4.5A 在并联电路中，电流之比等于电阻的反比。
3．提示：根据串联与并联时电流的不同进行判断
4．I1=6A I2=3A I=9A