章末复习
一、电阻
1.定义:电阻表示导体对电流 的大小,符号为 。
2.国际单位: ;换算:1 MΩ= kΩ,1 kΩ= Ω。
3.影响电阻大小的因素:导体的电阻是导体本身的一种 ,由导体的 、 、 决定,还与 有关。“探究导体的电阻与哪些因素有关”的实验中应用了 法和 法。
二、滑动变阻器
4.符号: 。
5.原理:通过改变连入电路的电阻丝的 来改变电阻。
6.接法:一 一 ,以 为主。(均选填“上”或“下”)
7.使用:使用前应将滑动变阻器连入电路的电阻值调到 ,目的是 。
三、欧姆定律
8.电流与电压、电阻的关系
(1)在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 比;在电压不变的情况下,导体中的电流与导体的电阻成 比。
(2)实验中应用到 法。
9.欧姆定律
(1)内容:一段导体中的电流,跟这段导体两端的电压成 比,跟这段导体的电阻成 比。
(2)公式:I= , 其中I、U、R对应同一导体或同一段电路,三者的单位依次是 、 、 。利用R= 可计算导体的电阻,但电阻R的大小与外加电压U和通过的电流I 关。
10.伏安法测电阻
(1)伏安法:用电压表测 ,用电流表测 。原理: 。
(2)对于定值电阻要进行多次测量,目的是 。
串、并联电路中的电流、电压、电阻关系
电路 类型 电路图 电流 关系 电压 关系 电阻 关系
串联 电路 I= I1=I2 U= U1+U2 R串= R1+R2
并联 电路 I= I1+I2 U= U1=U2 R并=
命题点1 比较不同导体对电流的阻碍作用
如图示,实验表明,不同的金属丝对电流的阻碍作用是 的。
命题点2 探究导体的电阻跟哪些因素有关
(1)如图示,连接电路,闭合开关后,让夹子在A、B之间移动,观察 和 的变化情况。实验结果表明:导体的电阻跟导体的长度有关,其他条件相同时,导体越长,电阻越 。
(2)选择 和 可探究导体的电阻跟导体的横截面积有关,其他条件相同时,导体的横截面积越大,电阻越 。
(3)选择 和 可探究导体的电阻跟导体的材料有关,不同材料的导体,其电阻 。
命题点3 认识滑动变阻器
(1)如图示,滑动变阻器是通过改变导体 来改变电阻的。
(2) 两个接线柱之间的电阻很小,几乎为零。
(3)当滑片向右滑动时, 两个接线柱间的电阻变大, 两个接线柱间的电阻变小, 和 两个接线柱间的电阻不变。
实验一 探究电流与电压、电阻的关系
1.实验电路图:如图示。
2.设计实验:为了探究电流与导体两端的电压和导体电阻的关系,需采用控制变量法分别研究。可以先保持电压不变,探究电流与电阻之间的关系,再保持电阻不变,探究电流与电压之间的关系。
3.测量工具:电流表、电压表。
4.进行实验
(1)按照电路图连接实验器材。
(2)保持电压U不变,探究电流与电阻之间的关系,这一过程要通过 ,使电阻R两端电压U保持不变。如图保持U=6 V不变,将5 Ω、10 Ω、15 Ω的电阻分别换到电路中,每换一次都需要重新 ,保持电压不变,并记录电流表的示数,填入表格:
实验序号 电阻R/Ω 电阻R两端 的电压U/V 电流I/A
1
2
3
(3)保持电阻不变,探究电流与导体两端电压的关系,这一过程要通过 ,使R两端电压成整数倍增加,读出不同电压下电流表的示数。如图保持电阻10 Ω不变,使R两端的电压分别为2 V、4 V、6 V,记录电流表的示数,填入表格:
实验序号 电阻R/Ω 电阻R两端 的电压U/V 电流I/A
1
2
3
5.实验结论:保持电压不变,电流跟电阻成 关系;保持电阻不变,电流跟电压成
关系。
6.评估交流
(1)在“探究电流与电阻关系”时滑动变阻器的作用是 、 ;在“探究电流与电压关系”时,滑动变阻器的作用是 、 。
(2)实验测量次数尽量多些,至少三次,这是为了 。
实验二 伏安法测电阻
1.实验电路图:如图示。
2.设计实验:实验过程中,同时用电压表和电流表测量待测电阻两端的电压及通过的电流,然后应用欧姆定律的推导公式 计算待测电阻的阻值。
3.测量工具:电流表、电压表。
4.进行实验
(1)按电路图正确连接实物图。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片位置,改变待测电阻两端的电压U,记录电流表对应的示数I。
5.实验结论:根据记录的数据正确计算三次电阻值和平均值。
6.评估交流
(1)测定值电阻的阻值时,滑动变阻器的作用是 、 。
(2)测小灯泡的阻值时,改变小灯泡两端的电压,小灯泡的亮度改变, 也改变,导致电阻改变。如图果移动滑动变阻器的滑片多次测小灯泡的电阻 (选填“能”或“不能”)计算平均值。
类型一 电阻
1.[2020·荆门] 如图示,AB和BC是由不同材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后接入电路中,下列说法正确的是 ( )
A.AB段电阻大,电流小
B.BC段电阻小,电流小
C.AB段电阻一定大,电流与BC段相等
D.BC段电阻可能大,电流与AB段相等
2.[2020·呼和浩特改编] (多选)用如图示的电路探究“影响电阻大小因素”的实验时,下列说法正确的是 ( )
A.该电路中小灯泡的作用是代替电流表判断电流强弱
B.该电路探究导体的电阻大小与导体的横截面积有关
C.该电路探究导体的电阻大小与温度有关
D.该电路探究导体的电阻大小与导体材料有关
3.[2020·襄阳] 在“探究导体电阻大小与导体长度关系”的实验中,某物理兴趣小组在如图示的电路中的A、B两点间接入待研究的电阻丝,电源电压恒定。忽略电阻丝的电阻随温度变化的影响,待用电阻丝的规格如图表格所示。
序号 材料 长度 横截面积
1 碳钢合金丝 L S
2 镍铬合金丝 2L S
3 镍铬合金丝 L 2S
4 镍铬合金丝 2L 2S
(1)他们应选择序号为 的两根电阻丝来研究。
(2)从表中所给电阻丝的规格看,还可以用这些电阻丝来做另一个探究实验,即探究导体的电阻大小与导体 的关系,这次应该选择序号为 的两根电阻丝来做实验。
类型二 欧姆定律及其应用
4.[2020·江西] 如图示,电源电压恒定不变,闭合开关S,若滑片P向上移动,下列说法正确的是 ( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数变小,电压表示数不变
C.电流表示数变大,电压表示数变小
D.电流表示数变大,电压表示数不变
5.[2020·深圳] 某电子玩具表面有a、b两个插孔,若把电压表正确接上插孔,示数为3 V;若把电流表正确接上插孔,示数为0.3 A。中能正确反映玩具内部连接情况的电路图是 ( )
6.[2020·哈尔滨] 小聪用如图所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。将电阻R1接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,电压表的示数为U;用电阻R2(R2>R1)替换电阻R1后,实验中,应调节滑片,使电压表的示数为 ,则前后两次电流表的示数之比为 。
7.[2020·绥化] 电阻R1的U-I图像如图所示,R1的阻值是 Ω,把R1与阻值为30 Ω的电阻R2并联在电源电压为4 V的电路中,通过R1与R2的电流之比是 ,R1与R2两端的电压之比是 。
8.[2020·烟台] 如图甲所示是小明“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路图。选用的实验器材是:电源(电压恒为3 V不变)、电流表(量程为0~0.6 A)、电压表(量程为0~3 V),定值电阻(R1=5 Ω、R2=10 Ω、R3=20 Ω),滑动变阻器(规格为“40 Ω 2 A”)、开关、导线若干。
(1)探究电流与电压的关系:
①探究电流与电压的关系时,要保持 不变,采用的物理研究方法是 。
②小明在实验中进行多次测量的目的是 。
③小明选用5 Ω和10 Ω的两只电阻分别进行实验后,由实验数据画出的图像如图图乙所示,其中M图线对应的是哪只电阻 。由M图线得到的实验结论是 。
(2)探究电流与电阻的关系:
①小明在实验中,首先确定一个保持不变的电压值U,当A、B间的电阻R由5 Ω换成10 Ω时,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“a”或“b”)端移动,才能使电压表示数变为U。
②当A、B间换接20 Ω的电阻时,小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数都无法达到U。请你告诉他,为完成实验,U的取值范围是 。
9.[2020·安徽] 有一个量程为0~1 mA的小量程电流表G,内阻Rg=30 Ω,选择一定值电阻R0与它并联起来,如图所示。将A、B两端接入电路(图中I表示电流表G与电阻R0并联后,通过它们的总电流)。
(1)调节电路,使电流表的指针指在最大刻度处(即1 mA),这时电流I为0.6 A,求电阻R0的值(计算结果保留两位小数)。
(2)继续调节电路,使电流表的指针指在刻度盘中央(即0.5 mA),此时电流变为多少
类型三 伏安法测电阻
10.[2020·绥化节选] 小飞要测量标有“2.5 V”字样的小灯泡的电阻,选取电压为6 V的电源。
(1)用笔画线代替导线,将甲中的实物图连接完整。(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,导线不允许交叉)
(2)此实验的原理是 。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 (选填“左”或“右”)端。
(3)图乙中,小灯泡的U-I图像不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随 的变化而变化。
(4)小飞又取来阻值是600 Ω的定值电阻R0、一个开关和阻值约为5 Ω的未知电阻Rx,用如图图丙所示的电路来测量Rx的阻值,小飞的实验方案如图下:
①闭合S1,断开S2,读出电压表的示数是U1。
②闭合S1和S2,读出电压表的示数是U2。
则电阻Rx= (用U1、U2和R0表示)。小飞的实验方案 (选填“能”或“不能”)准确测得电阻Rx的阻值,理由是 。
【核心要点突破】
1.阻碍作用 R
2.欧姆(Ω) 1000 1000
3.性质 材料 长度 横截面积 温度 控制变量
转换
4. 5.长度
6.上 下 下
7.最大 保护电路
8.(1)正 反 (2)控制变量
9.(1)正 反 (2) A V Ω 无
10.(1)电压 电流 R= (2)取平均值减小误差
【教材图片解读】
命题点1 不同
命题点2 (1)灯泡的亮度 电流表示数 大
(2)AB(或CD) EF 小
(3)AB(或CD) MN 不同
命题点3 (1)接入电路中电阻丝的长度 (2)CD
(3)AD(或AC) BC(或BD) AB CD
【重点实验再现】
实验一
4.(2)调节滑动变阻器 调节滑动变阻器
(3)调节滑动变阻器
5.反比 正比
6.(1)保护电路 控制电阻两端电压不变
保护电路 改变电阻两端的电压大小
(2)使得出的实验结论具有普遍性
实验二 2.R=
6.(1)保护电路
改变待测电阻两端的电压,实现多次测量
(2)温度 不能
【中考真题链接】
1.D
2.AD
3.(1)3、4 (2)横截面积 2、4
4.B 由图可知,电阻R2和滑动变阻器R并联,电流表测量干路中的电流,电压表测量电源电压,滑片P向上移动,变阻器连入电路的电阻变大,由电阻的并联规律可知电路的总电阻变大,由I=可知电路中的总电流变小,即电流表的示数变小,电压表仍然测量电源电压,电压表的示数不变。
5.D 图A:当电流表接入a、b中时,两电阻并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以干路电流表的示数I=+=+=0.6 A,故A不符合题意;图B:当电压表接入a、b中时,两电阻串联,电压表测上面电阻两端的电压,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流I==,则电压表的示数UV=IR=×R===1.5 V,故B不符合题意;图C:当电流表接入a、b中时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中电流表的示数I===0.15 A,故C不符合题意;图D:当电压表接入a、b中时,电路为下面电阻的简单电路,电压表测电源两端的电压,其示数为3 V,当电流表接入a、b中时,两电阻并联,电流表测上面支路的电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电流表的示数:I===0.3 A,故D符合题意。
6.U R2∶R1
7.10 3∶1 1∶1
8.(1)①电阻 控制变量法 ②得出普遍性的结论
③5 Ω 电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比
(2)①b ②1~3 V
(1)探究电流与电压的关系:①探究电流与电压的关系时,要保持电阻不变,采用的物理研究方法是控制变量法。②小明在实验中进行多次测量的目的是得出普遍性的结论。③小明选用5 Ω和10 Ω的两只电阻分别进行实验后,由图乙作图如图下:
由图可知,当电压相等时,M对应的电流大,由欧姆定律,R=,M图线对应的电阻小,故M图线对应的是5 Ω;由于M图线为过原点的直线,故由M图线可得到的实验结论是:电阻一定时,电流与电压成正比。
(2)探究电流与电阻的关系:①根据串联分压原理可知,将定值电阻由5 Ω改接成10 Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的关系实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向b端移动,才能使电压表示数变为U。②由串联电路电压的规律和分压原理有:=,方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入的电阻最大时对应的滑动变阻器两端电压也最大,此时电压表的示数最小,即=,U=1 V,即控制的最小电压为1 V,最大电压为3 V,U的取值范围是1~3 V。
9.(1)电流表两端电压:
Ug=IgRg=0.001 A×30 Ω=0.03 V,
电流表G与电阻R0并联,故R0两端电压:U0=Ug=0.03 V,
通过R0的电流:I0=I-Ig=0.6 A-0.001 A=0.599 A,
R0的阻值:R0===0.05 Ω。
(2)电流表的示数为0.5 mA时,Rg两端电压:Ug'=Ig'Rg=0.0005 A×30 Ω=0.015 V,
R0两端电压:U0'=Ug'=0.015 V,
通过R0的电流:
I0'===0.2995 A,
此时干路中的总电流:
I'=Ig'+I0'=0.0005 A+0.2995 A=0.3 A。
10.(1)如图图所示
(2)R= 左 (3)温度
(4) 不能 U1的读数小于电压表的分度值,所以测得Rx的阻值误差较大