期末复习:电路、电流、电压和电阻
教学过程
一、课堂导入
电灯给我们照亮黑夜,电视给我们带来远方信 ( http: / / www.21cnjy.com )息,电话让我们可以与远方的亲朋交谈,电脑可让我们同网友们“见面”,电冰箱、电热水器……我们生活在依赖于“电”的时代。那么,电是什么?电从哪里来?我们是怎样实现电的传输与控制的?
二、复习预习
1、电路的组成:把 、 、 用 连接起来组成的电流的路径叫做电路。
2、电路的三种状态。
3、常用的电路元件符号
电池 电池组 灯泡 电铃 定值电阻 开关 滑动变阻器 电流表 电压表
A V
4、画电路图应注意的问题:
A、元件位置安排要适当,分布要均匀; B、元件不要画在拐角处;
C、整个电路图最好呈矩形; D、图要完整美观,横平竖直,简洁、工整。
5、电路的两种基本连接方法――串联和并联。
6、电流的形成、方向和单位。
7、电流表的使用规则
①必须把电流表 在待测电路中。
②必须使电流从 电流表,从 流出电流表。
③绝对 而把电流表直接连到电源的两极上。
8、电阻及影响导体电阻大小的因素
9、电压表的使用:①必须把电压表 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 连入电源两极上测电源电压。
10、电流、电压、电阻的关系
三、知识讲解
考点1 电路
1、电路的组成:把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流的路径叫做电路。
2、电路的三种状态:1)通路:接通的电路 (闭合开关);2)开路:断开的电路(断开开关);
3)短路:电路中没有用电器,直接用导线将电源正负极相连的电路叫短路。
发生短路时,电路中会有很大的电流,轻则损坏电源,重则发生事故。
通路、开路、短路三种状态下的电流的比较:
电路状态 通路 开路 短路
电流大小 电流正常 没有电流 电流过大
持续电流存在的条件是:除电路中有电源外,电路还必须是通路,这两个条件缺一不可。
3、电路图:用元件符号代替实物表示电路的图称为__电路图__。
常用的电路元件符号
电池 电池组 灯泡 电铃 定值电阻 开关 滑动变阻器 电流表 电压表
A V
4、画电路图应注意的问题:
A、元件位置安排要适当,分布要均匀; B、元件不要画在拐角处;
C、整个电路图最好呈矩形; D、图要完整美观,横平竖直,简洁、工整。
5、电路的两种基本连接方法――串联和并联。
(1)串联电路-----把电路元件逐个顺次 ( http: / / www.21cnjy.com )连接起来的电路。电流只有一条回路,没有分支;用电器之间会相互影响;开关控制所有用电器,而且开关的位置不会影响它的控制作用。
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(2)并联电路-----将电路元件并列连接在电路两点间的电路。电流至少有2条回路;各支路上的用电器不会相互影响;干路的开关控制整个干路,支路的开关只控制本支路。
在并联电路里,并联用电器的连接点叫做电路的分支点。从电源的两极到两个分支点的那部分电路叫做干路,两个分支点之间的两条电路叫支路。
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考点2 电流
1、电荷
1)摩擦起电:用摩擦 的方法使物体带电 ( http: / / www.21cnjy.com ),叫做摩擦起电。自然界中只有2种电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫做正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷。
摩擦起电的实质:电荷从一个物体转移到另一个物体上,电荷的总量不变,并不是创造了荷。
2)电荷间的相互作用:
同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
3)验电器
检验物体是否带电的仪器,它是根据同种电荷互相排斥的原理制成的
4)判断物体是否带电及所带的电性判断依据:
检验物体是否带电的方法:法一是看它能否吸引轻小物体,如能则带电;法二是利用验电器,用物体接触验电器的金属球,如果金属箔张开则带电。
判断物体带电性质的方法:把物体靠近 ( http: / / www.21cnjy.com )(不要接触)已知带正电的轻质小球或验电器金属球,如果排斥(张开)则带正电,如果吸引(张角减小)则带负电。(如果靠近带负电物体时,情况恰好相反)
2、电流方向和单位
1)电流的形成:电荷的定向移动形成电流,金属导体中的电流是自由电子的定向移动形成的。
酸碱盐水溶液中的电流是正负离子同时向相反的方向定向移动形成的。
2)电流的方向:正电荷定向移动的方向为电流的方向,即负电荷定向移动的反方向。在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极。
3)电流单位
电流是用来表示电流强弱的物理量,用字母I表示。电流强度等于1秒钟内通过导体横截面的电量
电流的国际单位是安培,简称安,用符号A表示;电流的单位还有mA、uA
1A=103mA, 1mA=103uA
3、电流的测量工具----电流表
(1)电流表的量程:电流表通常有两个量程:0~0.6A和0~3A。
当使用0~0.6A量程时,每大格表示0.2A,每小格表示0.02A。
当使用0~3A量程时, 每大格表示1A, 每小格表示0.1A。
读数时应“先看量程后读数”。
(2)电流表的使用规则
A、必须把电流表串联在待测电路中。
B、必须使电流从“+”接线柱流入电流表,从“-”接线柱流出电流表。
C、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。
(3)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:
A、指针不偏转:可能电路有断开的地方。
B、指针偏转过激,超过满刻度又被弹回,说明量程选小了。
C、指针偏转很小,说明量程选大了。
D、指针反向偏转,接线柱接反了。
4、串并联电路电流特点:
串联电路电流处处相等,公式表示:I=I1+I2。
并联电路中干路电流等于各支路两端的电流之和,公式表示:I=I1+I2
考点3 电压
1、电压
1)电压的作用:使自由电荷定向移动形成电流。
2)电压的单位:电压的国际单位是伏特,简称伏,用符号V表示;
电压的单位还有千伏(KV)、毫伏(mV) 1KV=103V, 1V=103mV
3)常见的电压值:①1节干电池的电 ( http: / / www.21cnjy.com )压1.5伏; ②1节铅蓄电池电压是2伏; ③家庭照明电压为220伏;④安全电压是:不高于36伏; ⑤工业电压380伏。
2、电压表的用法
① 量程 0-3V 0-15V
② 使用规则
A、并联在电路中。
B、使电流从“+”接线柱流入,从“—”接线柱流出。
C、不能超过电压表的量程。
注意:电压表电阻很大,与用电器串联时,该支路相当于开路。
3、串并联电路电压特点
串联电路的总电压等于各部分电路的两端电压之和。U=U1+U2
并联电路各条支路两端的电压都相等。U=U1=U2
考点4 电阻
1、电阻
(1)概念:导体对电流阻碍作用叫做电阻。用符号R表示。
(2)单位:欧姆,简称欧,符号Ω。还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
(3)换算关系:1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω。
(4)影响导体电阻大小的因素有:材料、长度、横截面积。
导体越长,横截面积越小,导体的电阻就大。
导体的电阻还跟温度有关,金属导体的电阻随温度的升高而增大。某些材料当温度降低到一定程度时,电阻突然消失,就会出现超导现象。
2、滑动变阻器:
(1)原理和作用:靠改变连入电路中的电阻线的有效长度来改变电阻,从而改变电路中的电流强度和部分电路两端的电压。
(2)使用方法:
A、要与控制电路串联
B、连入电路的两个接线柱必须是“一上一下”
C、为保护电路,在电路接通前应把滑片移到使电路中的电阻最大的位置(滑动变阻器的最大电阻一定)
D、通过滑动变阻器的电流不能超过其允许通过的最大电流
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(3)滑动变阻器的作用:可以改变电路中的电阻、电流、部分电路两端电压、灯泡的实际功率(亮度),但不能改变电路总电压。
考点5 识别串、并联电路的常用方法
1、定义法(简单电路)
若电路中的各元件是逐个顺次首尾连接来的-------串联电路;
若各元件“首首相接,尾尾相连”并列地连在电路两点之间------并联电路。
2、电流流向法:(最常用的方法)
从电源的正极(或负极)出发,沿电流流向,分析 ( http: / / www.21cnjy.com )电流通过的路径。若只有一条路径通过所有的用电器,则这个电路是串联的(如图l所示);若电流在某处分支,又在另一处汇合,则分支处到汇合处之间的电路是并联的(如图2所示)。
3、节点法
在识别电路的过程中,不论导 ( http: / / www.21cnjy.com )线有多长,只要其间没有电源、用电器等,导线两端点均可以看成同一个点,从而找出各用电器两端的公共点。以图丙为例,具体方法:先在图中各接点处用字母表示出来,如图5所示。
由“节点法”可知,导线的 ( http: / / www.21cnjy.com )a端和c端看成一个点,导线的b端和d端看成一个点,这样L1、L2和L3的一端重合为一个点,另一端重合为另一个点,由此可知,该电路有三条支路,并由“电流流向法”可知,电流分三条叉,因此这个电路是三盏电灯的并联,等效电路如右下图所示。
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4、拆除法/断开法:
根据串联电路中各用电器互相影响,并联电 ( http: / / www.21cnjy.com )路中各用电器互不影响的特点,逐个拆除电路中的用电器,再根据电路中其他用电器中有无电流通过来识别电路的方法
A、拆除任一用电器,其他用电器都不能工作---------串联
B、拆除任一用电器,其他用电器还能工作------------并联
考点6 电路故障的判断
“电路的故障”问题在中考时常出现在电路 ( http: / / www.21cnjy.com )选择题中,它主要分为无电表(电流表、电压表)和有电表两种情况下的电路故障,电路故障主要包括断路和短路。
1、断路的判断
(1)、如果电路中用电器不工作(常是灯不亮),且电路中无电流,则电路断路。
(2)、具体到那一部分断路,有两种判断方式:
把电压表分别和各处并联,则有示数且比较大(常表述为等于电源电压),则当与电压表并联处断路;
把电流表分别与各部分并联,如其他部分能正常工作,则当时与电流表并联的部分断开了。
2、短路的判断
(1)、串联电路或者串联部分中一部分用电器不能正常工作,其他部分用电器能正常工作,则不能正常工作的部分短路。
(2)、把电压表分别和各部分并联,导线部分的电压为零,表示导线正常,如某一用电器两端的电压为零,则此用电器短路。
考点7 动态电路的分析
变阻器或开关引起的动态电路分析
1、串联电路:串联的电阻个数增多,总电阻变大;其中的某个电阻变大,总电阻也变大。串联电路电压分配与电阻成正比
2、并联电路:并联的电阻个数增多, ( http: / / www.21cnjy.com )总电阻变小;其中的某个电阻变大,总电阻变大。并联电路电流分配与电阻成反比。并联电路各支路上的电器互不影响,变阻器只影响所在支路和干路的电流变化。
3、电源电压一般不变,定值电阻一般不变
解题思路:
1、分析电路的串并联。
2、确定电表的所测对象。
3、根据滑片的移动开关断闭,确定变阻器电阻大小或个数变化。
4、如果串联判断总电阻变化情况。
5、根据欧姆定律确定电流变化情况。
6、根据不变的量判断电表示数变化情况。
考点8 电流表、电压表及电流和电压的特点
电 流 表 和 电 压 表 的 比 较
对比 电流表(也叫安培表) 电压表(也叫伏特表)
不同点 1、电流表要和用电器串联后接到电路中 1、电压表要和用电器并联后接到电路中
2、电流表不能不经过用电器直接接到电源两极上 2、电压表可以直接接到电源两极上
3、电流表的符号是A 3、电压表的符号是V
4、电流表在电路中相当于导线(电流表的内阻很小) 4、电压表在电路中相当于断路(电压表的内阻很大)
相同点 1、电流都要从“+”接线柱流进,从“-”接线柱流出2、被测电流或电压都不能超过所选量程或接线柱旁标出的最大测量值;3、在预先不知道被测电流或电压的大约值时,需先用大量程试触.
电 流 和 电 压 的 比 较
比较 电压 电流
符号 U I
含义 在电源两极间产生使自由电荷发生定向移动形成电流的原因 单位时间(1S)内通过导体横截面的电荷量
单位及符号 伏(V) 安(A)
测量仪表 电压表 电流表
特点 串联电路 U=U1+U2+…+Un I1=I2=…= In
并联电路 U1=U2=…=Un U=I1+I2+…+In
四、例题精析
【例题1】
【题干】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( )
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A.1.2A 0.22A B. ( http: / / www.21cnjy.com )0.98A 0.22A C.0.96A 0.24A D.0.24A 1.2A
【答案】C
【解析】从电路图连接可知,电路为并联 ( http: / / www.21cnjy.com )电路,电流表测干路电流,电流表测支路R2的电流,根据并联电路电流规律可知,干路电流大于支路电流,因此可判断电流表使用0~3 A 量程,读数为1.2 A,电流表使用0~0.6 A量程,读数为0.24 A,所以通过电阻R1的电流为1.2 A-0.24 A=0.96 A,C选项正确。
【例题2】
【题干】如图所示的电蚊拍,具有灭蚊 ( http: / / www.21cnjy.com )和照明等功能.当开关S1闭合,S2断开时,只有灭蚊网通电起到灭蚊作用;当开关S1和S2都闭合时,灭蚊网与灯都通电同时起到灭蚊和照明的作用。下列电路设计符合这种要求的是( )
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【答案】D
【解析】由题意知,灭蚊网可独立 ( http: / / www.21cnjy.com )工作,也可与照明灯同时工作,可推断出灭蚊网和照明灯是并联在电路中的。A项中的开关S2闭合会造成电源短路;B项中的灭蚊网和照明灯是串联在电路中的;C项中S1闭合,S2断开时,灯泡亮,灭蚊网不工作,若将S2闭合,灭蚊网和照明灯同时工作,不符合灭蚊网独立工作的要求;只有D项中的电路设计符合要求。
【例题3】
【题干】小芳和小明分别设计了探究“ ( http: / / www.21cnjy.com )并联电路电流规律”的实验,他们各自设计的实验电路及实验数据记录如下所示。小芳和小明实验时电路连接及记录的数据都没有错误。
( http: / / www.21cnjy.com )
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(1)从他们的实验数据可以看出并联电路干路电流与各支路电流之间的关系是: 。
(2)小明根据他的实验数据断定“并联电路各支路的电流一定相等”,这是因为他选用的两个电阻R1、R2的大小关系是:R1 R2。
(3)请指出小芳的实验设计需要改进之处: 。
小明的实验设计需要改进之处: 。
【答案】(1)并联电路干路电流等于各支路电流之和;(2)=;(3)多测几组数据;换不同电阻实验。
【解析】(1)从小芳的实验数据可得:I=I ( http: / / www.21cnjy.com )1+I2,从小明的三次实验数据也可得同样的结论,所以可以总结:并联电路中干路电流等于各支路电流之和;(2)因为小明用的两个电阻阻值相等,根据I=U/R,两支路电流相等;(3)二人的设计均存在不足:小芳只做了一次实验,不能得到普遍的结论,应换用不同规格的电阻多做几次;小明每次实验中的两个电阻的规格相同,会得出“并联电路各支路的电流一定相等”的错误结论,每次实验应取阻值不同的电阻做实验。
【例题4】
【题干】小明观察了市场上 ( http: / / www.21cnjy.com )自动测高仪后,设计了以下四个电路,其中R1是滑动变阻器,R是定值电阻,电源两极间电压恒定。其中能实现身高越高,电压表示数越大的电路是( )
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【答案】B
【解析】A.由电路图可知:电压表串联在 ( http: / / www.21cnjy.com )电路中,电路无电流通过,电压表示数为电源电压,不变化。故A错误;B.由电路图可知:滑阻和定值电阻串联,电压表测量滑阻的电压,身高越高,滑阻阻值越大,电压表示数越大。故B正确;C.由电路图可知:滑阻和定值电阻串联,但电压表测电源电压,示数不变。故C错误;D.由电路图可知:滑阻和定值电阻串联,电压表测定值电阻电压,身高越高,滑阻阻值越大,而电压表示数越小。故D错误。
【例题5】
【题干】在研究性学习活动中,小美同 ( http: / / www.21cnjy.com )学用如图所示的电路探究导体的电阻跟哪些因素有关.她选取了6根金属丝.其材料、规格和测得的电压、电流值如下表所示,并计算出了每一根金属丝的电阻值。
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(1)请你利用代号为①②③的三组数据,在坐标纸中画出R—L图线。
(2)金属丝代号为_____的3根导线, ( http: / / www.21cnjy.com )是用来探究导体电阻与横截面积的关系.金属丝代号为_____的2根导线.是用来探究导体电阻与材料的关系。
(3)根据表中数据所反映出的规律,可推知代号为⑦的金属丝的电阻值,请将结果填在表中。
【答案】(1)如图所示
( http: / / www.21cnjy.com )
(2)②④⑤ ⑤⑥ (3)8
【解析】解:(1)先确定每组电阻与电阻丝长度的对应点,然后描点连线,如下图所示:
(2)研究电阻大小与横截面积的关系时,要保持材料、长度都相同,横截面积不同,由数据知:需要选择②④⑤进行实验;研究电阻大小与材料的关系时,要保持长度、横截面积都相同,材料不同,由数据知:需要选择⑤⑥进行实验;
(3)由数据知⑤⑦两组材料相同,横截面积相同,所以电阻大小只与长度有关。因为⑤中电阻丝的长度为0.9m,电阻为2Ω,所以⑦中电阻丝的长度为3.6m时,电阻应为R=×2Ω=8Ω。
【例题6】
【题干】如图1所示为两个灯组成的串联电路 ( http: / / www.21cnjy.com ),电源电压为6V,闭合开关S后两灯均不发光,用一只理想电压表测量电路中ab间电压为0,bc间电压为6V,则电路中的故障可能为:( )
A、L1短路且L2断路 B、L1和L2均断路 C、L1断路且L2短路 D、只有L2断路
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【答案】D
【解析】本题主要考查电路发生故障原因 ( http: / / www.21cnjy.com )的判断,解题关键是理解电路的连接及特性。分析时可以从有示数的电表或有工作的用电器开始分析:①当电压表接在ab间时电压为0,说明电压表中无电流通过,即电压表、电源、开关、灯L2组成的是开路;②当电压表接在bc间时电压为6V,说明电压表中有持续的电流通过,即电压表、电源、开关、灯L1组成通路,这时电压表示数接近电源电压为6V。③若L1短路,Uab也为零,Ubc=6v,但L2应发光,与题目不符。
【例题7】
【题干】在图9所示的电路中,电源电 ( http: / / www.21cnjy.com )压不变。闭合开关K后,灯L1、L2都发光,—段时间后,其中的一盏灯突然变亮,而电压表Vl的示数变小,电压表V2的示数变大,则产生这一现象的原因是( )
A、灯L1断路。 B、灯Ll短路 C、灯L2断路 D、灯L2短路
【答案】B
【解析】“―段时间后,其中的一盏灯突然变 ( http: / / www.21cnjy.com )亮”排除了电路出现断路的情况,那么,故障现象只有发生短路了。电压表V2的示数变大,是小灯变亮的原因,一定是小灯L2突然变亮;电压表Vl的示数变小说明小灯L1发生了短路。本题正确答案为B。
【例题8】
【题干】如图所示是一种自动测定 ( http: / / www.21cnjy.com )邮箱内油量多少的装置,R1是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就能知道邮箱内油量的多少,则( )
A、油量增加,R1的电阻值增大,油量表指针偏转变小
B、油量增加,R1的电阻值减小,油量表指针偏转变大
C、油量减少,R1的电阻值增大,油量表指针偏转变大
D、油量减少,R1的电阻值减小,油量表指针偏转变小
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【答案】B
【解析】当油量发生为化时,浮标随之运 ( http: / / www.21cnjy.com )动,带动与浮标相连的指针运动,则可知滑动变阻器接入电阻的变化,由欧姆定律可得出电路中各电流的变化。因浮标在油中处于平衡状态,故当油量上升时,浮标随之上浮,则指针下移,滑动变阻器接入电阻减小,由欧姆定律可得电路中电流增大,即油量表示数变大;故B正确,A错误;当油量下降时,浮标下降,指针上移,滑动变阻器接入电阻增大,则由欧姆定律可得电路中电流减小,即油量表示数减小,故C、D均错误;故选B。
五、课堂运用
【基础】
1、请按照图1所示的电路图将图2中的实物元件连接起来。
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【答案】
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【解析】首先在图1中任选一条单一的回路 ( http: / / www.21cnjy.com ),我们可以选择电池、开关S和灯L2、L3所组成的电路,并按此回路在图2中将对应的实物依次连接起来,将电池的正极接L3的左端,L3的右端接L2的左端,L2的右端接S的右端,S的左端接电池的负极。然后对照图1,将漏选的灯L1、S1连接在分流点(L3的左端)和汇合点(L2的右端),即L1的左端接L3的左端,L1的右端接S1的左端,S1的右端接L2的右端,这样整个电路就连接好了(如图3所示)。
2、如图电路中,用导线连接下列两点后,会导致电路短路的是( )
A、a、c B、b、c C、b、d D、 d、e
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【答案】C
【解析】根据电路图可知两灯并联,把任一盏灯两端用导线连接都会使电路短路。
3、下列四个电路中,电流表能测量通过灯L1电流的是( )
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【答案】D
【解析】电流表与被测电路串联,由图知,A、B项电流表串联在干路上测干路电流,C项电流表与L2串联测L2电流。
4、如图所示,L1、L2规格不同。闭合开关,灯L1发光,L2不发光,下列判断正确的是( )
A.U>U1 B.U2=U C.U1+U2<U D.U1+U2>U
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【答案】A
【解析】根据电路图可知,L1 ( http: / / www.21cnjy.com )、L2串联连接,电流表V1测量灯泡L1两端电压,电压表V2测量L2两端电压,电压表V测量电源电压。根据串联电路两端电压等于各部分电压之和进行分析可知为A。
5、用同种材料制成的粗细均匀的某段金属导体,对于其电阻大小下列说法正确的是( )
A.当导体两端电压和通过导体的电流为零时,导体的电阻为零
B.当导体被均匀拉长至原来的二倍时,他的电阻减小为原来的一半
C.电阻是导体本身的一种性质,所以温度无论如何变化,电阻也不可能变为零
D.电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流无关
【答案】D
【解析】导体的电阻是导体的 ( http: / / www.21cnjy.com )一种属性,与导体的长度、横截面积、材料和温度有关,与电压、电流无关,A、C错误,D正确;导体被均匀拉长至原来的2倍时,长度变成2倍,横截面积变成一半,电阻是原来的4倍,B错误。
6、某同学做电学实验,电路如图所示,开关闭 ( http: / / www.21cnjy.com )合后,小灯泡发光,两电表均有示数,在实验过程中,突然电灯熄灭、电压表示数增大、电流表示数几乎为零。请判断出现该现象的原因可能是( )
A.灯泡被短路 B.开关被断开 C.灯丝被烧断 D.滑动变阻器被烧断
【答案】C
【解析】
A、灯泡被短路,电路中还有电流。电压表也短路,示数为0,电流表有示数。不合题意。
B、开关被断开,整个电路断路,电路中无电流,电表都无实数,灯不亮。不合题意。
C、灯丝被烧断,即灯断路,电压表与电路串联,分担电源电压,示数接近电源电压,电流表无示数,灯不亮。符合题意。
D、滑动变阻器被烧断,整个电路断路,电路中无电流,电表都无实数,灯不亮,不符合题意。
7、如图所示电路,将S1、S2都闭合后,则下列说法正确的是( )
A.能亮的灯是11、L2、L3,且它们是串联的 B.能亮的灯是L1、L2、L3,且它们是并联的
C.只有灯L1发光,因为闭合开关S1后,灯12、L3被短路 D.电源被短路
【答案】B
【解析】据S1、S2都闭合时电路的连接形式.按电流的走向来进行分析。若S1、S2都闭合时,电流流向如图所示:
从图中可以看出电流有3条回路,所以三盏灯并联。故选 B。
8、如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将变阻器滑片P向左移动时( )
A.灯泡L亮度不变,电压表示数变大 B.灯泡L亮度变亮,电压表示数变大
C.灯泡L亮度不变,电压表示数不变 D.电流表示数变大,电压表示数变大
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【答案】A
【解析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联 ( http: / / www.21cnjy.com ),电压表测变阻器右边部分的电压,电流表测电路中的电流;当滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻不变;根据欧姆定律可知电路中的电流不变,即电流表的示数不变;灯泡两端的电压不变,所以灯泡的亮度不变;滑片P向左移动,使电压表所测电阻R的右端与滑片之间的电阻变大,电压变大,即电压表示数变大。故选A
【巩固】
1、根据图所示,要求Ll、L2并联,S1控制L1,S2控制L2,S3在干路,连线不要交叉,请将图中元件连成电路并画出电路图。
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【答案】
【解析】两灯泡并联,S1与L1串联,S2与L ( http: / / www.21cnjy.com )2串联,S3位于干路中,实物图如下图所示;按电流流向法,先画出符合的电源,从电源的正极出发依次连接开关S2、灯泡L2、开关S3回到电源的负极,再把开关S1和灯泡L1串联后并联在开关S2和灯泡L2的两端,电路图如下图所示:
2、在一个电路中安装了两盏电 ( http: / / www.21cnjy.com )灯、一个开关、一个电源,闭合开关两盏电灯能正常发光。要用探究方法来判断这两盏电灯的连接方式是串联还是并联,某学习小组进行了讨论,四个同学都发表了自己的观点。以下哪个观点可以推断这两盏电灯肯定是串联的( )
A.开关能同时控制这两盏灯的亮与灭
B.用电流表分别测出这两盏灯都发光时的电流,发现电流不相等
C.用电压表分别测出这两盏灯都发光时两端的电压,发现它们的电压相等
D.用电压表分别测出这两盏灯都发光时两端的电压,发现它们的电压不相等
【答案】D
【解析】若开关连接在并联电路的干 ( http: / / www.21cnjy.com )路上,能同时控制这两盏灯的亮与灭,因此A不正确;用电流表分别测出这两盏灯都发光时的电流,发现电流不相等,这两盏灯肯定是并联,因此B不正确;用电压表分别测出这两盏灯都发光时两端的电压,发现他们的电压相等,这两盏灯可能串联(两灯电阻相等),也可能并联,因此C不正确;串联电路中电流处处相等,根据欧姆定律U=IR得到,当两盏灯的电阻不等时,电压肯定不相等,D正确。
3、如图所示电路,电源电压不变,闭合开关 ( http: / / www.21cnjy.com )S,灯L1和L2均发光.一段时间后,一盏灯突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,出现这一现象的原因可能是( )
A.灯L1短路 B.灯L1断路 C.灯L2短路 D.灯L2断路
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【答案】A
【解析】如图所示,两灯泡并联,电流表测 ( http: / / www.21cnjy.com )量的是灯L2中电流,电压表测量的是灯L1两端的电压,也就是灯L2两端的电压,即电源电压。A、灯L1短路,则电压表与导线并联,则电压表被短路,电压表无示数,不合题意。B、灯L1断路,则电压表直接测电源电压,并且示数不变.L2支路不受影响,故电流表示数不变,符合题意。C、灯L2短路,则电流表直接与电源两极相连,会损坏,不合题意。D、灯L2断路,则电流表被断路,电流表无示数。不合题意。故选B
4、将两只滑动变阻器按如图所示方法连接,要使这两只变阻器连入电路的电阻最大,应把滑片P1、P2放在( )
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A.滑片P1放在最右端,滑片P2也放在最右端 B.滑片P1放在最左端,滑片P2也放在最左端
C.滑片P1放在最右端,滑片P2放在最左端 D.滑片P1放在最左端,滑片P2放在最右端
【答案】A
【解析】考查了滑动变阻器的基本应用,连入电路的电阻丝的长度最长,电阻最大。根据上下接线柱的位置应该选A。
5、如图所示的电路中,电源两端电压 ( http: / / www.21cnjy.com )保持不变,当开关S闭合时,灯L正常发光。如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动,下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数变大,灯L变亮 B.电压表的示数变小,灯L变暗
C.电压表的示数变大,灯L变暗 D.电压表的示数变小,灯L变亮
【答案】C
【解析】滑动变阻器、灯泡、定值电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻串联在电路中,将滑动变阻器的滑片P向右滑动,接入电路的电阻变大,电源电压不变,通过电路的电流变小,灯泡变暗。电压表测定值电阻和滑动变阻器两端的电压,通过灯泡的电流变小,灯泡的电阻不变,根据欧姆定律灯泡两端的电压变小,所以电压表的示数变大。所以A、B、D错误,C正确。故选C
6、二氧化锡传感器能用于汽车尾气中一氧 ( http: / / www.21cnjy.com )化碳浓度的检测,它的原理是其中的电阻随一氧化碳浓度的增大而减小。将二氧化锡传感器接入如图所示的电路中,则当二氧化锡传感器所处空间中的一氧化碳浓度增大时,电压表示数U与电流表示数I发生变化,其中正确的是( )
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A.U变大,I变大 B.U变小,I变小 C.U变小,I变大 D.U变大,I变小
【答案】A
【解析】由题意知二氧化锡传感器电阻 ( http: / / www.21cnjy.com )随一氧化碳浓度增大而减小,从电路图可知,传感器电阻减小时,根据欧姆定律可知电路中电流变大,定值电阻两端电压变大,所以A选项正确。
【拔高】
1、如图是小明设计的拉力计的原理图, ( http: / / www.21cnjy.com )他把电压表的表盘改成拉力计表盘,希望能体现出当拉力增大时,电压表的示数均匀增大。电源电压恒定,下列设计能满足他的要求的是( )
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】C
【解析】首先读题,要求拉力越大,电压表 ( http: / / www.21cnjy.com )示数越大,B、D都是拉力越大,示数越小,所以直接排除。C选项,你会发现这个滑动变阻器是“同下”接入电路,所以电流I不变,电阻是随拉力增加而成比例增加,R与I成正比,根据U=IR得I不变R=a F(a是常数F是拉力),可得U与F大小成正比,所以示数会均匀增大,这正是A选项中所缺乏的特点。
2、在图9所示的电路中, ( http: / / www.21cnjy.com )电源电压不变。闭合开关K后,灯L1、L2都发光,—段时间后,其中的一盏灯突然变亮,而电压表Vl的示数变小,电压表V2的示数变大,则产生这一现象的原因是 ( )
A.灯L1短路 B.灯L1断路 C.灯L2断路 D.灯L2短路
【答案】A
【解析】因两灯串联,而发生故障后仍 ( http: / / www.21cnjy.com )有一只灯泡正常发光,则说明电路仍然是导通的,即不可以发生开路现象,只能为短路;因V1的示数变小,V2的示数增大,说明应是L1短路,L2正常。故选A
3、小阳设计一个天然气泄 ( http: / / www.21cnjy.com )漏检测电路,如图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压恒定不变。则下列说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.天然气浓度增大,电压表示数变小 B.天然气浓度减小,电流表示数变大
C.天然气浓度增大,电路消耗的总功率变小 D.天然气浓度减小,电压表与电流表示数的比值不变
【答案】D
【解析】R为气敏电阻,其阻值随天然 ( http: / / www.21cnjy.com )气浓度变化曲线如图乙所示,天然气浓度越大,电阻越小。电路中的电流越大,电压表的示数越大。电压表与电流表示数的比值是R0的电阻不变。所以D是正确的
4、某同学在测量一电阻的阻值时, ( http: / / www.21cnjy.com )用相同的器材设计了两个电路,电路图如图所示。若把滑动变阻器的滑片从最左端移到最右端(电压表、电流表均未超过量程),下列说法正确的是( )
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A.甲图的电压表示数变化范围大 B.乙图的电压表示数变化范围大
C.甲图的电流表示数变化范围大 D.甲图和乙图的电流表示数变化范围一样大
【答案】B
【解析】分析甲图可知,两个电阻是串 ( http: / / www.21cnjy.com )联的,电压表测量定值电阻两端电压,电流表测量电路中电流,当滑片在最左端时,电压表示数最小,当滑片移至最右端时,电压表测量电源电压;乙图中两只电阻是并联的,电压表测量定值电阻两端电压,定值电阻与滑动变阻器右端部分串联后再与左端部分并联,当滑片在最左端时,电压表被短路,示数为零,其示数比甲图要小,当滑片移至最右端时,电压表测量电源电压,与甲图示数也相同,故电压表示数变化范围乙图比甲图大,故A错误,B正确;同理,乙图的电流表变化范围也大于甲图电流表变化范围,故C、D错误。
5、小明家台灯的插头插在如 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示的插座上,插座上有一个开关和一个指示灯(相当于电阻很大的灯泡)。若插座开关和指示灯用S1、L1表示,台灯开关和灯泡用S2、L2表示。小明断开或闭合S1、S2时,记录现象如下表。则符合事实的电路图是( )
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【答案】C
【解析】解决此题的最好办法是结 ( http: / / www.21cnjy.com )合表格中的开关闭合和灯泡亮度情况,在选项中的电路图检验,如果一致则选项中的电路图符合题意,否则不符合。A、当闭合开关Sl、断开S2时,灯泡L1不亮,所以不符合题意;B、当闭合开关S2、断开S1时,灯泡L2亮,所以不符合题意;C、当闭合开关Sl、断开S2时,灯泡L1亮,当闭合开关S2、断开S1时,灯泡L2不亮,当Sl、S2都闭合时,两灯都亮,与表格完全一致,符合题意;D、当闭合开关S2、断开S1时,两灯泡都亮,所以不符合题意;答案:C
6、世界首台220千伏超导限流器已于2011 ( http: / / www.21cnjy.com )年在我国电网中并网运行,这是我国超导产业在电网行业应用的重大突破.超导限流器能有效限制电网的短路电流(电路能够承受的最大电流,用I1表示)、减少短路电流对电网设备的损坏、维护国家电网的稳定.如图甲是它接入电网后的电路图,图乙是它的电阻R随电流I的变化关系.
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)当电路正常工作时,超导限流器的电阻为 欧,对电路没有影响;
(2)根据图乙分析可知,当电网在某处 ( http: / / www.21cnjy.com )发生短路,电流达到I1时,超导限流器 ,保证电流稳定在正常范围,从而使电网保持在稳定状态。
【答案】(1)0;(2)电阻瞬间增大到R0
【解析】超导限流器是一种 ( http: / / www.21cnjy.com )有效的短路电流限制装置,在发生短路故障时,能够迅速将短路电流限制到可接受的水平,从而避免电网中大的短路电流对电网和电气设备的安全稳定运行构成重大危害,可以大大提高电网的稳定性,改善供电的可靠性和安全性。(1)在电路正常时,超导限流器的电阻为零,对电路没有影响;(2)由图线知,当电网在某处发生短路,电流达到I1时,超导限流器电阻瞬间增大到R0,保证电流稳定在正常范围,从而使电网保持在稳定状态。
7、楠楠同学在资料上看到了一份材料,某大学物理系的同学在测定额定电压为2.5V灯泡的电阻的实验中,得到部分U和I的数据如下表所示:
实验次数 1 2 3 4 5 6
U/V 0.20 0.80 1.40 2.00 2.50 3.00
I/A 0.02 0.08 0.14 0.18 0.20 0.21
(1)楠楠想根据表中的数据画出该小灯泡的电流随电压变化的图像,于是她设计了如图所示的坐标。
a.请你帮楠楠在坐标图中 ( http: / / www.21cnjy.com )画出该小灯泡的电流随电压变化的图像;b.从材料或图像中可知,该小灯泡的额定电流为_____A,正常发光时的电阻为______Ω。
(2)楠楠还想利用初中的物理实验器材 ( http: / / www.21cnjy.com ),通过实验来验证上述表格中的每一组数据是否正确,于是她又设计了如图甲所法的电路图,同时找来了实验器材并连接了部分实物电路,其中电源用的是2节新干电池,滑动变阻器的电阻可在0~50Ω内调节。
a.请你用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,帮楠楠将图乙中的实物电路连接完整。
b.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 ( http: / / www.21cnjy.com )___________端(选填“A”或“B”);实验中,由于操作不小心,导致电压表的示数变为零,电流表的示数增大,则电路中可能出现的故障是_________________。
c.楠楠通过这个实验来验证上述表格中的每一组实验数据的正确性,你认为楠楠能做到吗?请简要说明理由。
【答案】(1)a.如图(描点画出并连线)b.0.20A;12.5Ω
(2)a.见上图;b.A;灯泡短路c.不 ( http: / / www.21cnjy.com )能做到,因为电源电压才3V,导线和电源都有电阻,灯泡两端的电压不可能达到3V;最小电流也不能达到0.02A。
【解析】(1)a.画图像时,利用描点法 ( http: / / www.21cnjy.com )对相应的电压及电流画出即可;b.从实验数据或图像中可以看出当电压为2.5V时,小灯泡的电流为0.20A,根据欧姆定律可以算出小灯泡正常发光时电阻为12.5Ω。(2)a.主要是电流表量程的选择,因为电源是两节电池,电压约为3V,而小灯泡的电阻约10欧姆作用,电流则约为0.3A,故电流表量程选择0~0.3A即可,电压表选择0~3V即可;滑动变阻器由于没有特殊要求,只要接法正确即可(一上一下接);b.根据图中接法,为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器阻值应达到最大值,需要将画片移至左端,即A端。电流表示数增大,说明电路没有发生断路,而是短路,电压表示数变为零,说明电压表测量部分被短路,即灯泡被短路;c.不能做到的原因是,楠楠选择的电源电压为3V,导线和电源都有电阻,灯泡两端的电压不可能达到3V,这样第六组数据就不能得到验证,再者,即使滑动变阻器全部接入电路,小灯泡两端的电压也高于0.2V,电流中的最小电流要比0.02A大得多。
8、图为自动的握力计的原理示意图,将滑动变 ( http: / / www.21cnjy.com )阻器R1的金属片与三股弹簧的连片相接,弹簧另一端的连片通过保护电阻R2接在电源的负极。手握测力计(弹簧的上下连片),当李在0-500N范围变化时,可使R1接入电路的电阻值在5-15欧范围内变化。已知R2=5欧,电源两端电压为6V且恒定不变(弹簧电阻可以忽略)
(1)简述握力计工作原理
(2)请指出该设计中某一处的不足之处,并提出改进的想法。
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【答案】(1)握力计原理:当握 ( http: / / www.21cnjy.com )力为0时,滑动变阻器R1接入电路中的电阻为5Ω,这时电流表的示数为0.6A,当握力为500N时,滑动变阻器R1接入电路中的电阻为15Ω,电流表的示数为0.3A。由此可知,观察电流表的示数变化便可知握力大小变化。
2)不足:握力增大时电流表的示数变小,握力减小时电流表的示数增大。
改进:把电流表换成电压表,并把电压表并联在R1两端。这样当握力增大时电压表的示数变大,握力减小时电压表的示数变小。
【解析】由电路图可知,滑动变阻器R ( http: / / www.21cnjy.com )1与R2串联,电流表测电路中的电流;当握力为0时,滑动变阻器R1接入电路中的电阻为5Ω,当握力达到最大值时,滑动变阻器接入电路的电阻为15Ω,根据串联电路的电阻关系求出电路的总电阻,根据欧姆定律求出电路中的电流,即为电流表的示数。所以观察电流表的示数变化便可知握力大小变化。图中当握力增大时电流表的示数变小,握力减小时电流表的示数增大,不合理。可以把电流表换成电压表,并把电压表并联在R1两端。
课程小结
一、电路
1、电路的组成:把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流的路径叫做电路。
2、电路的三种状态:1)通路:接通的电路 (闭合开关);2)开路:断开的电路(断开开关);
3)短路:电路中没有用电器,直接用导线将电源正负极相连的电路叫短路。
3、电路图:用元件符号代替实物表示电路的图称为__电路图__。
4、电路的两种基本连接方法――串联和并联。
二、电流
1、电荷
2、电流方向和单位
3、电流的测量工具----电流表
4、串并联电路电流特点:
三、电压
1、电压
2、电压表的用法
3、串并联电路电压特点
四、电阻
1、电阻:导体对电流阻碍作用叫做电阻。用符号R表示。
影响导体电阻大小的因素有:材料、长度、横截面积。导体越长,横截面积越小,导体的电阻就大。
导体的电阻还跟温度有关,金属导体的电阻随温度的升高而增大。某些材料当温度降低到一定程度时,电阻突然消失,就会出现超导现象。
2、滑动变阻器:并把电压表并联在R1两端。
V
V
V
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小明的实验数据记录
小芳的实验数据记录