第08讲 电学基础(上)(学生版+教师版)2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案(广东专版)

文档属性

名称 第08讲 电学基础(上)(学生版+教师版)2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案(广东专版)
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文件大小 11.1MB
资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2023-12-20 11:24:30

文档简介

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2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案(广东专版)
第一部分 单元整合培优学案
第08讲 电学基础(上)
课标要求
1. 观察摩擦起电现象,了解静电现象。了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。2. 从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。3. 知道电压、电流和电阻。探究电流与电压、电阻的关系, 理解欧姆定律。4.会使用电流表和电压表。5. 会看、会画简单的电路图。会连接简单的串联电路和并联电路。能说出生产生活中釆用简单串联电路或并联电路的实例。探究并了解串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 电学基础知识 ☆☆ 电学基础上部分,广东省物理试卷里,每年考查2~3道题,分值为10分左右。一般以考查规律的理解为主。题型有选择、填空、实验和计算,难度系数为0.5。2024年可能会出现电路故障或者动态电路分析试题。计算题会和电功率计算综合呈现出来。探究电流与电压、电阻的关系和伏安法测电阻是2024年中考重点。
考点2 电路图和实物图的相互转化 ☆☆
考点3 电路故障及动态电路分析题 ☆☆
考点4 电学实验——欧姆定律实验 ☆☆
考点5 电学实验——伏安法测量性实验 ☆☆
考点6 欧姆定律的理解及简单计算 ☆☆☆
☆☆☆ 代表必考点,☆☆代表常考点,☆星表示中频考点。
知识点一:电路的三种状态
1. 常见的电路状态有:通路、断路、短路。
2. 通路:接通的电路叫通路,此时电路中有电流通过,电路是闭合的。
3. 断路:断开的电路叫断路,此时电路不闭合,电路中无电流。
4. 短路:不经过用电器而直接用导线把电源正、负极连在一起。短路时,电路中会有很大的电流,可能把电源烧坏,或使导线的绝缘皮燃烧引起火灾,这是绝对不允许的。用电器两端直接用导线连接起来的情况也属于短路(此时电流将直接通过导线而不会通过用电器,用电器不会工作)。
知识点二:电路的连接方式
1. 串联电路:把电路元件逐个顺次连接起了就组成了串联电路。特点:
①电流只有一条路径;
②各用电器之间互相影响,一个用电器因开路停止工作,其它用电器也不能工作;
③只需一个开关就能控制整个电路。
2. 并联电路:把电路元件并列地连接起来就组成了并联电路。电流在分支前和合并后所经过的路径叫做干路;分流后到合并前所经过的路径叫做支路。特点:
①电流两条或两条以上的路径,有干路、支路之分;
②各用电器之间互不影响,当某一支路为开路时,其它支路仍可为通路;
③干路开关能控制整个电路,各支路开关控制所在各支路的用电器。
知识点三:电流及串并联电路电流规律
1. 电流:在物理学中,用电流强度(简称电流)来表示电流的大小;
2. 电流方向:在电源外部,电流的方向从电源的正极到负极。
3. 获得持续电流的条件:①电路中有电源、②电路为通路。
4. 电流的强弱
(1)物理意义:表示电流强弱的物理量。
(2)单位:电流单位是安培,简称安,用符号A表示;电流常用单位还有:毫安(mA)、微安(μA);换算关系:1A=1000mA,1mA=1000μA。
(3)一些常见的电流值:家用电冰箱的电流约为1A,家用空调的电流约为5A,计算器中电流约为100μA,手电筒中的电流约为200mA等。
5. 认识电流表
(1)读数时应做到“两看清”即看清接线柱上标的量程,看清每大格电流值和每小格电流值。
(2)使用规则:两要、两不要。1)电流表要串联在电路中;2)电流要从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出,否则指针反偏。
(3)被测电流不要超过电流表的量程。危害:被测电流超过电流表的最大测量值时,不仅测不出电流值,电流表的指针还会被打弯,甚至表被烧坏。
(4)选择量程:实验室用电流表量程是0~0.6A和0~3A。测量时,先选大量程,用开关试触,若被测电流在0.6A~3A可测量,若被测电流小于0.6A,则换用小的量程,若被测电流大于3A则换用更大量程的电流表。
(5)绝对不要不经用电器直接把电流表连到电源两极上,原因电流表相当于一根导线。
6. 串并联电路电流规律
(1)串联电路的电流规律:串联电路中各处电流都相等;公式:I=I1=I2
(2)并联电路的电流规律:并联电路中总电流等于各支路中电流之和;公式: I=I1+I2
知识点四:电压及串并联电路电压规律
1. 电压的单位:在国际单位制中,电压单位是伏特(简称为伏,符号是V);电压常用单位还有:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)
换算关系:1kV=1000V,1V=1000mV,1mV=1000μV。
2. 生活中常见电压值:一节干电池1.5V,一节蓄电池2V,家庭用电电压220V,安全电压不高于36V。
3. 认识电压表
(1)读数时,看清接线柱上标的量程(3V、15V两个量程)、分度值(3V量程分度值是0.1V,15V路程分度值是0.5V);
(2)使用规则:
1)电压表要并联在电路中;
2)电流从电压表的“正接线柱”流入,“负接线柱”流出,否则指针会反偏。
3)被测电压不要超过电压表的最大量程。
4. 串并联电路中的电压规律
(1)串联电路电压特点:串联电路中,电源两端电压等于各用电器两端电压之和,即U=U1+U2
(2)并联电路电压特点:在并联电路中,电源两端电压等于各支路用电器两端电压,即U=U1=U2
知识点五:电阻和滑动变阻器
1.电阻的定义:导体对电流的阻碍作用叫电阻。
2.电阻的单位:国际单位制中电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω。比欧大的单位还有千欧(KΩ)、兆欧(MΩ),它们之间的换算关系是:1Ω=10KΩ=10MΩ。
3.决定电阻大小因素:导体的材料、长度、横截面积。此外与温度也有关系。
4.滑动变阻器的原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。
5.滑动变阻器的作用:调节滑动变阻器的滑片可以改变电路中的电阻,从而改变电路中的电流。
6.滑动变阻器的接法:串联在要改变的电路中,两接线头要“一上一下”。
注意:使用前要观察滑动变阻器的铭牌,弄清它的最大阻值和允许通过的最大电流;闭合开关前,滑片应处于阻值最大位置。
知识点六:探究电流与电压、电阻的关系
一、探究电流与电压关系
1. 实验电路图
2. 控制不变的量:电阻。控制方法:使用同一个定值电阻进行实验。
3. 改变的量:定值电阻两端的电压。改变方法:(1)改变电池节数;(2)调节滑动变阻器滑片。
4. 滑动变阻器在实验中的作用:(1)保护电路;(2)改变定值电阻两端的电压。
5. 实验结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
二、探究电流与电阻关系
1. 实验电路图
2. 控制不变的量:电压。控制方法:调节滑动变阻器滑片。
3. 改变的量:电阻。改变方法:更换定值电阻。
4. 滑动变阻器在实验中的作用:(1)保护电路;(2)使定值电阻两端的电压保持不变。
5. 实验结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
知识点六:理解欧姆定律
1. 内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
2. 公式:
U—电压—伏特(V);R—电阻—欧姆(Ω);I—电流—安培(A)
3. 注意事项
(1)在国际单位制中,电流(I)的单位是A,电压(U)的单位是V,电阻(R)的单位是Ω;
(2) 不能被理解为导体的电阻跟这段导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。因为电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度,其大小跟导体的电流和电压无关。
(3)I、U、R三个物理量具有同体性和同时性,三个物理量是针对同一段导体、同一时刻的。
4. 欧姆定律在串、并联电路中的应用
串联电路 并联电路
电流特点 串联电路中各处电流相等。 并联电路的干路总电流等于各支路电流之和
电压特点 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。 并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压
电阻特点 串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和。;把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。 并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和;若只有两个电阻R1和R2并联,则总电阻R总=把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配特点 串联电路中,电压的分配与电阻成正比= 并联电路中,电流的分配与电阻成反比 =
电路作用 分压 分流
知识点七:伏安法测电阻
【实验原理】R = U / I
【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。
【实验电路】
【实验步骤】
1. 按电路图连接实物电路。
2. 检查无误后闭合开关,使小灯泡发光,记录电压表和电流表的示数,代入公式R = U / I算出小灯泡的电阻。
3. 移动滑动变阻器滑片P的位置,多测几组电压和电流值,根据R = U / I,计算每次的电阻值,并求出电阻平均值。
【实验表格】
次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 平均值R/Ω
1
2
3
【注意事项】(1)接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;
(2)连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
(3)滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路。
考点1. 电学基础知识
【例题1】(2023广东省)题图是氢的原子模型示意图,原子核是_______,核外电子是______,其中带负电的是_______。(均选填“A”或“B”)
【答案】 B A A
【解析】原子是由原子核和核外电子组成,核外电子绕着原子核运动,原子核是由质子和中子组成的,其中质子带正电,中子不带电,电子带负电。
【例题2】(2023广东省广州)手与硅胶管M均不带电,用手摩擦M后,M与带负电的塑料管互相排斥,则(  )
A. M带正电 B. M不带电
C. 手摩擦M时,正电荷从手转移到M D. 手摩擦M时,电子从手转移到M
【答案】D
【解析】由题意可知,开始手与硅胶管M均不带电,用手摩擦M后,M与带负电的塑料管互相排斥,根据同种电荷互相排斥可知此时M带负电;根据摩擦起电的本质可知,得到电子的带负电,失去电子的带正电,因此手摩擦M时,电子从手转移到M。故选D。
【变式训练1】(2022广东)与毛皮摩擦过的橡胶棒因得到电子而带___________电。用带电的橡胶棒接触验电器的金属球,金属箔张开,如图所示。这两片金属箔带___________种电荷。
【答案】 负 同
【解析】摩擦起电的实质是电子的转移,与毛皮摩擦过的橡胶棒得到电子而带负电,毛皮失去电子而带正电。验电器的两片金属箔带上了同种电荷,同种电荷相互排斥,所以金属箔片会张开。
【变式训练2】(2023广东省) 如题图所示,标有“2.5V 0.3A”的灯泡L1和标有“6V 0.15A”的灯泡L2连接成________联电路,电源电压可调节;闭合开关S,使电源电压从0V逐渐增加,先正常发光的灯泡是________,此时通过另一灯泡的电流是______A。
【答案】 串 L2 0.15
【解析】由图可知,开关闭合后,整个电路只有一条闭合回路,灯泡L1和灯泡L2串联。
通过小灯泡的电流达到额定电流时,小灯泡正常发光,由图可知,两灯泡串联,根据串联电路中电流处处相等的规律可知,灯泡L2的额定电流小于灯泡L1的额定电流,故先正常发光的是灯泡L2;且此时通过另一灯泡的电流也是灯泡L2的额定电流,即0.15A。
考点2. 电路图和实物图的相互转化
【例题】(2022深圳)如图是某实物连接电路,请根据实物图在方框内画出对应的电路图。
【答案】如图所示。
【解析】实物图中电源、开关和电动机串联,所以电路图与实物图对应,作串联电路图。
【变式训练1】(2022·重庆A)如图所示为一种新型“水温感应龙头”。自带水流发电电源。当水流温度低于40℃。感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流;当水温达40℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,以警示用水人。下列电路设计能实现该功能的是(  )。
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流,说明开关S1与绿灯串联;感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,说明开关S2与红灯串联。且红灯和绿灯工作时互不影响,则红灯和绿灯并联。符合以上要求的电路连接方式只有B图,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
【变式训练2】(2022深圳二模)某船上装有平衡警示电路,其中S为重力开关,金属片M可绕O点自由转动。当船水平时,M在a、b中间;当船左倾到一定程度时,绿灯亮、电铃响;当船右倾到一定程度时、红灯亮、电铃响。请完成电路图。
【答案】如图所示。
【解析】当船左倾到一定程度时,重力开关M与a接通,此时绿灯亮、电铃响,则将绿灯和电铃接入电路中;当船右倾到一定程度时、重力开关M与b接通,此时红灯亮、电铃响,则将红灯和电铃接入电路中。两种情况下电铃都响,则电铃在干路中,红灯、绿灯单独工作,互不影响,则红灯和绿灯并联。
考点3. 电路故障及动态电路分析题
【例题1】(2022广东二模)如图所示为小明连接的电路,他先检查导线连接无误后,闭合开关S,发现两灯均不发光,于是他用一个电压表分别并联接到ab、bc、ac两点,灯L1、L2均不发光,且电压表无示数,再用电压表并联接到dc两点时,灯L1、L2均不发光,但电压表指针有明显偏转,由此判定电路的故障可能是(  )
A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L1短路 D.灯L2短路
【答案】B
【解析】灯泡的故障分为断路和短路两种,根据电压表连接在不同位置时的示数表现情况,分别对断路和短路的情况进行判断,看出现的可能性有哪些,最终得出结论。
解:由题意可知,并联接到ab、bc、ac两点,灯L1、L2均不发光,不能是短路,且电压表无示数,说明ac外的电路有断路;
再连接到dc两点之间,灯L1、L2均不发光,不能是短路,但电压表指针有明显偏转,说明有微弱电流从电源正极经过电压表再经过L1回到电源负极,说明与电压表并联的部分断路;
故是灯L2断路。
【例题2】(2022深圳)如图所示为油量表示意图,当油量减少时,下列说法正确的是(  )
A. R不断减小 B. R总不断减小
C. I总不断减小 D. R两端电压不断减小
【答案】C
【解析】由电路图可知,R0与R串联,电流表测量电路中的电流。当油量减少时,浮子下降,滑杆右端向上滑动,R接入电阻增大,串联电路中,电路的总电阻等于各个电阻之和,所以电路中总电阻R总增大,根据可知,电压不变时,电流I总减小;R接入电阻增大,根据串联正比分压可知,R两端电压不断增大,故C正确,ABD错误。故选C。
【变式训练1】(2023广州三模) 如图所示,闭合开关S,滑动变阻器滑片P移动过程中,灯突然熄灭,电压表和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障不可能是( )
A. 电流表接线松开 B. 小灯泡L断路 C. 滑动变阻器R断路 D. 开关S接触不良
【答案】B
【解析】A.如果电流表接线松开,电路断路,灯泡不亮,电压表和电流表均无示数,故A不符合题意;
B.小灯泡L断路,电压表串联在电路中,电压表的内阻很大,通过电路的电流很小,电压表有示数,电流表没有示数,灯泡不亮,故B符合题意;
C.滑动变阻器R断路,电路断路,灯泡不亮,电压表和电流表均无示数,故C不符合题意;
D.开关S接触不良,电路断路,灯泡不亮,电压表和电流表均无示数,故D不符合题意。
故选B。
【变式训练2】(2023广东省广州) 小明按图示电路图正确连接电路,电阻R标有“5Ω”,灯L标有“3.8V 0.3A”。闭合开关S,L发光,电流表A和A1正常工作,示数均为0.24A。小明认为出现上述现象的原因是R被短路。该说法是否正确?___________;若正确,写出理由;若不正确,分析出现该实验现象的原因并写出分析过程。___________。
【答案】 不正确 见解析
【解析】若R被短路,分析电路可知,灯泡也会被短路,造成电源短路,此时电流表A1不会有示数,因此小明的说法不正确。由题意可知,两个电流表都能正常工作,且示数相同,分析电路可知,电流表A1在支路,电流表A在干路,此时两电表示数相同证明另一条支路没有电流,即发生了断路,因此应是R断路。
考点4. 电学实验——欧姆定律实验
【例题1】(2021广东省)在“探究电流与电阻的关系”实验中,实物器材有:电源电压恒为、电流表、电压表、滑动变阻器标有“”字样和开关各一个,定值电阻五个、、、、,导线若干。
将如图甲实验电路连接完整。
闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最______ 端。
图乙是根据实验数据画出的定值电阻的图象,其中阴影面积的物理意义是______ ,其数值为______ 。
【答案】左 电阻两端的电压
【解析】滑动变阻器一上一下的串联在电路中,电流表串联在电路中,如下图所示:

为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端;
根据画出图象如图乙知,图中阴影面积为长方形,其面积等于IR,由欧姆定律得,,阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压,其数值为。
【变式训练】(2021广东一模)在探究“电流与电阻关系”实验时,老师给小明提供了如下器材:电源(电压恒定为4.5V),电流表,电压表,开关各一个,滑动变阻器甲“10Ω;2A”和滑动变阻器乙“20Ω;1A”各一个,定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个,导线若干。
(1)注意在连接电路时,开关必须处于__________状态;
(2)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,导线不允许交叉)__________;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,则故障可能是__________(答出一种情况即可);
(4)排除故障后,小明把5Ω的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如图乙所示,正确记录后,小明又改用10Ω电阻继续实验,闭合开关后,小明应将滑片P向______(选填“左”或者“右”)移动至电压表示数为_______V;
(5)小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是_______(选填“甲”或“乙”);
(6)利用老师给的器材,还能完成的电学实验有:__________(写出一个即可)。
【答案】 (1)断开 (2) (3)定值电阻短路(电压表短路) (4)右 2.5 (5)乙 (6)探究电流和电压的关系(测定值电阻的阻值)(答案合理即可)
【解析】(1)在连接电路时,为保护电路,要先断开开关。
(2)由题意知,当滑动变阻器A端与定值电阻正接线柱连接,使得滑动变阻器与定值电阻串联接入电路,滑动变阻器滑片P向左滑动时,接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,从而电流表示数变大,如图所示:
(3)由题意知,电流表有示数,说明电路有电流为通路,而此时电压表无示数,说明与电压表并联的电阻R短路。
(4)有图乙知,电流表接入量程为0~0.6A,且最小分度值为0.02A,则电流表示数为0.5A。根据可得,电压表示数为
小明又改用10Ω电阻继续实验,应利用控制变量法,保持电压表示数不变,根据串联电路分压特点,为控制定值电阻两端电压保持不变,此时应滑动变阻器滑片P向右移动,增大接入电路电阻,从而增大滑动变阻器两端电压。
(5)实验中使用的定值电阻阻值最大为15Ω时,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数倍数为
根据分压原理,当接入15Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
因此小军实验所选用的滑动变阻器应该是乙“20Ω;1A”。
(6)电流表可测量电路中电流,电压表可测量用电器两端电压,因此还可通过该实验装置探究电流和电压的关系和测定值电阻的阻值的实验。
考点5. 电学实验——伏安法测量性实验
【例题】(2023深圳) 已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图;(要求:滑片在最右端时,电阻最大。)( )
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到端______(选填“M”或“N”);
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是:______,接下来亮亮同学的提作方法是:______;
(4)实验数据如下图:
电压U/V 1 1.5 2 2.5 2.8
电流I/A 0.14 0.21 0.27 0.3 0.31
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是:______Ω;
(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而______ ;(选填:“增大”,“变小”或“不变”)
(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)( )
【答案】 (1)
(2)N (3)灯泡的实际功率很小 移动滑动变阻器滑片(4)8.3 (5)增大
(6)
【解析】(1)滑动变阻器滑片在最右端时阻值最大,所以滑动变阻器应接左下接线柱,如图所示:
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到N端,使得滑动变阻器为最大阻值,保护电路。
(3)闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值,闭合开关,由于电路总电阻很大,电路电流较小,灯泡的实际功率很小,可能不足以引起灯泡发光。
闭合开关后,如果灯泡不亮,应移动滑动变阻器滑片,减小电路的总电阻,使电灯泡发光。
(4)由题意可知小灯泡的额定电压是2.5V,所以小灯泡正常发光时,电压为2.5V,而电流由表中数据得0.3A,所以小灯泡电阻为
(5)由表中数据得电压为1V,电流为0.14A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为1.5V,电流为0.21A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为2V,电流为0.27A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为2.8V,电流为0.31A,小灯泡电阻为
所以小灯泡的电阻随电压的增大而增大。
(6)闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,说明小灯泡断路了,电压表测电源的电压示数接近电源电压3V,如图所示:
【变式训练】(2022广东)图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图(小灯泡额定电压为1.5V)。
(1)小明按电路图连接实物,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确,造成这种异常现象的原因是___________。
(2)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数如下:
测量次序 1 2 3 4 5
电压U/V 1.8 1.5 1.0 ___________ 0.3
电流I/A 0.32 0.30 0.26 ___________ 0.18
①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是___________V,通过它的电流是___________A。
②小灯泡正常发光时的电阻是___________Ω。
③第5次测量中,小灯泡不发光。小明断定是灯丝断了。这个判断是___________(选填“正确”或“错误”)的,理由是___________。
【答案】 (1)连接电路时,开关没有断开 (2)0.6 0.22 5 错误 见解析
【解析】(1)由题意可知,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转,说明电路是一个通路,所以造成这种异常现象的原因是连接电路时,开关没有断开。
(2)由图乙中的电压表图可知,电压表选择的量程为0~3V,根据指针所在的位置可得,该电压表的示数为0.6V。
由图乙中的电流表图可知,电流表选择的量程为0~0.6A,根据指针所在的位置可得,该电流表的示数为0.22A。
由题意可知,小灯泡额定电压为1.5V,再由表格可知,当小灯泡两端电压为额定电压时,通过小灯泡的电流为0.3A,根据欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电阻是
小灯泡不发光,小明断定是灯丝断了,这个判断是错误的,因为若是小灯泡灯丝断了,那么电压表将串联在电路之中,此时电压表的示数将接近于电源电压,电流表的示数接近于0,根据表格中的数据可知,与实际情况不符,所以不是小灯泡灯丝断了,故小明的判断是错误的。
考点6. 欧姆定律的理解及简单计算
【例题】(2023广东一模)如图所示,电阻、为定值电阻,电源电压保持不变。当开关闭合,接a端时,电流表示数为I;当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,则未知电阻的阻值是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据电路图可知,当开关闭合,接a端时,电流表示数为I,由欧姆定律可知,电源电压为
当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,由欧姆定律可知,电源电压为
由于电源电压保持不变,则有
解得
故选D。
【变式训练】(2023广东三模)小锋设计如图所示的电路来判断梅雨季节教室里相对湿度的变化.选用的器材有:电源、湿度传感器(其电阻的阻值随相对湿度的增大而减小)、定值电阻、一只电压表(量程为)等。当相对湿度为时,,电压表示数为,则电压表是并联在____的两端。当电压表示数变大时,教室里相对湿度在______。
【答案】定值电阻R##R##定值电阻 增大
【解析】由题图可知,两电阻串联,由串联电路分压原理可得
因为电源电压为,电压表示数为,所以电压表测量的是定值电阻R两端的电压,即电压表并联在定值电阻R的两端。
电压表示数变大,即定值电阻两端电压变大,由欧姆定律可得,流过电路的电流变大,则电路的总电阻变小,可知湿度传感器的电阻减小,所以教室里的相对湿度增大。
1. 解决串、并联电路动态问题思路
滑动变阻器滑片位置的改变、压力、温度等因素的改变是导致电阻变化的常见原因。解决此类问题的关键是从变化的源头出发,即根据R 、R压 或 R温的变化情况,判断电路中R总和电路中电流的变化,然后再根据欧姆定律和串、并联特点或分压、分流原理判断其他物理量的变化或进行相关的计算。
(1)含滑动变阻器的串联电路:由于电源电压不变,按以下思路分析:
→→→→
(2)含滑动变阻器的并联电路,由于电源电压不变,且并联电路中各个支路互相独立、互不影响,所以含定值电阻的支路各量都不变化,含滑动变阻器的支路,按以下思路分析:
→→→
2. 解决电路故障问题判断方法
A.串联特点:一断都断,一短不都短
(1)确定故障类型(短路或断路):
1)依据电流表的示数:电流表有示数故障为短路,电流表无示数故障为断路。
2)依据灯的亮灭:2个灯都不亮故障为断路,一个灯亮一个灯不亮故障为短路。
(2)确定故障的具体位置:
1)断路时用电压表确定断路位置:若电压表有示数,则与其并联的用电器断路;若电压表无示数,则断点在电压表并联的两点之外。
2)短路时用电压表确定短路位置:若电压表无示数,则与其并联的用电器短路;若电压表有示数,则短路在电压表并联的两点之外。
B.并联特点:一短都短,一断不都断
(1)电路故障主要表现
a.电路断路现象:
1)灯泡不亮;
2)电流表无示数;
3)电压表无示数(电压表所测部分两节点之外断路);
4)电压表有示数(接近电源电压)(电压表所测部分两节点之间断路)。
b.电路短路现象:一是电源短路,具体表现是用电器不工作,电压表、电流表都无示数,有可能烧坏电源;二是部分短路(也叫短接),电路仍通。具体表现
1)灯泡仍亮(没有被短路);
2)灯泡不亮(被短路);
3)电流表有示数(没有被短路);
4)电压表有示数(所测部分没有短路);
5)电压表无示数(所测部分短路)。
C.查找断路故障的方法
(1)用导线(或电流表)并接法来查找故障位置。当导线两端接在电路中某两点之间时,原来不能工作的用电器工作,说明导线并接两点之间的部分可能有断路。注意:不能并接在电源两端。
(2)用电压表并接在电路某两点之间时,电压表有示数,说明与电压表并接部分有可能断路。电压表无示数,说明与电压表并联部分以外断路。
(3)用小灯泡并接在电路某两点之间时,若小灯泡发光,说明与小灯泡并接的电路部分断路。
(4)根据各支路互不影响,在并联电路中,若某一支路用电器不工作,则此支路出现了断路。短路会损坏电源,因此初中阶段一般不考查短路。
注意:使用欧姆定律时应注意:
1. 同体性:定律中的电压、电阻和电流三个量是对同一个电阻或同一段电路而言的,不可乱套公式。
2. 同时性:定律中的电压、电阻和电流三个量必须是在同一时刻的数值,若由于某种原因,电路中的电压或电阻发生了变化,则电流也相应变化。
3. 对变形公式的理解:导体的电阻可以由计算,同一段电路,电阻R的大小与电压U和电流I无关,因为导体的电阻是导体本身的一种性质,由本身的材料、长度和横截面积决定,不能说电阻R与电压U成正比、与电流I成反比
考点1. 电学基础知识
【对点训练】
1. (2022广州)如图,用绝缘线分别悬吊甲、乙两轻小物体,甲带电,用带电棒丙分别靠近甲、乙。下列能证明乙带电且甲、乙带异种电荷的现象是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.若丙带正电,由图可知丙吸引甲,故甲带负电,丙吸引乙,故乙带负电或不带电,故A不符合题意;
B.若丙带正电,由图可知丙排斥甲,故甲带正电,丙排斥乙,故乙带正电,故B不符合题意;
C.若丙带正电,由图可知丙排斥甲,故甲带正电,丙吸引乙,故乙带负电或不带电,故C不符合题意;
D.若丙带正电,由图可知丙吸引甲,甲带电故甲带负电,丙排斥乙,故乙带正电,所以甲、乙带异种电荷,故D符合题意。故选D。
2. (2021深圳)教室有CO2通风机M,手动闭合S1,CO2达到定值闭合S2。只有S1闭合,CO2达到定值电动机才工作,下列图中,哪个电路图是正确的(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.图中两开关并联后与通风机M串联。只要其中一个开关闭合,通风机M就可以工作,故A错误;
B.图中开关S1、通风机M串联后开关S2并联。S1闭合,通风机M就可以工作,S2闭合,通风机M被短路,故B错误;
C.图中开关S1、通风机M、开关S2并联。只要其中一个开关闭合,通风机M被短路,故C错误;
D.图中开关S1、通风机M、开关S2串联。两开关同时闭合,通风机M才可以工作,故D正确。
3.(2023广东省) 如题图所示,电压表读数为________V;滑动变阻器以图所示方式接入电路,当滑片向左滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 2.3 变小
【解析】由图可知,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,此时电压表的示数为2.3V。
由滑动变阻器的连接方式可知,当滑片向左滑动时,接入电路中的电阻丝变短,则滑动变阻器连入电路的电阻阻值变小。
考点2. 电路图和实物图的相互转化
【对点训练】
1. (2023广州一模)如图所示,闭合开关,说法正确的是(  )
A. 两只小灯泡并联
B. 电压表测量L1两端的电压
C. 若L1不发光,一定是L1断路
D. 若L2不发光,电压表一定无示数
【答案】B
【解析】AB.如图所示,电流从电源的正极出发经过开关,灯泡L1,灯泡L2回到电源的负极,灯泡L1和灯泡L2串联,电压表测量两端L1的电压,故A错误;B正确;
C.灯泡L1和灯泡L2串联,若不发光,可能是L2断路,也可能是L1短路、断路或开关断路,故C错误;
D.若L2被短路,则L2不发光,电压表测L1两端的电压,有示数,故D错误。故选B。
2.(2019广东二模)根据电路实物图,画出对应的电路图(电流表位置可以变动,但要符合使用规则)。
【答案】如图所示。
【解析】从电源的正极开始,按照电流的方向,依次串联各元件符号,到电源的负极,最后把电压表并联在灯泡两端。
考点3. 电路故障及动态电路分析题
【对点训练】
1.(2023辽宁抚顺) 如图所示的电路,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从中点向左滑动。下列说法正确的是(  )
A. 电流表A1示数变大 B. 电压表V的示数变大
C. 电流表 A1与电流表A2示数的差不变 D. 电压表V与电流表A2示数的比值变小
【答案】C
【解析】AB.由电路图可知,闭台开关S,定值电阻与滑动变阻器并联,电压表V测电源两端的电压,电流表A1测干路的电流,电流表A2测滑动变阻器支路电流。因电源电压保持不变,所以,滑片移动时电压表V的示数不变,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过定值电阻的电流不变;将滑动变阻器的滑片P向左移动,变阻器接入电路中的电阻变大,由欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变小,即电流表A2的示数变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,故AB错误;
C.由电流表A1示数与电流表A2示数的差值等于通过定值电阻的电流可知,其差值不变,故C正确;
D.电压表V示数不变,电流表A2示数变小,故电压表V与电流表A2示数的比值将变大,故D错误。故选C。
2.(2023齐齐哈尔) 如图所示,电源电压恒定,先只闭合开关,两电表均有示数;再断开,同时闭合和,此过程中(  )
A.电压表示数变大,电流表示数变小 B. 电压表示数变小,电流表示数不变
C. 电压表示数与电流表示数乘积变大 D. 电压表示数与电流表示数比值不变
【答案】C
【解析】AB.只闭合开关S1时,两个电阻串联,电压表测量电源电压,电流表测量电路中的电流,电流表的示数
断开S1,同时闭合S2和S3,两个电阻并联,电压表测量电源电压,电压表的示数不变,电流表测量通过R1的电流,电流表的示数
因为
所以电流表的示数变大,故AB不符合题意;
C.电压表的示数不变,电流表的示数变大,电压表示数与电流表示数乘积变大,故C符合题意;
D.电压表的示数不变,电流表的示数变大,电压表示数与电流表示数比值变小,故D不符合题意。
故选C。
考点4. 电学实验——欧姆定律实验
【对点训练】
1. (2024广东重点)小明同学想探究“通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系”,设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,在图乙中将实物电路连接完整(要求连线不得交叉;滑动变阻器的滑片向左移动,小灯泡变亮);______
(2)小明同学正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大。接下来正确的操作是______;
A.检查电路是否短路
B.更换电流表
C.检查小灯泡是否接触良好或损坏
D.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)排除电路故障后,下表是按正确的操作测得的数据,其中第一次测得的电流如图丙所示,则电流表示数为______A。从表中数据可看出,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比,其原因是________。
实验次数 1 2 3
电压U/V 2.0 3.0 3.8
电流I/A 0.38 0.40
【答案】(1)见解析 (2)C (3) 0.32 灯泡的电阻随温度发生变化,其电阻不是定值
【解析】(1)电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路;滑动变阻器“一上一下”接线柱接入电路;如下图所示:
(2)闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大,可能与电压表并联的小灯泡断路,接下来应检查小灯泡是否接触良好或损坏。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)由图丙可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值是0.02A,根据指针位置可知,其示数是0.32A。
由表中数据可知,灯泡的电压增大,对应的电流也增大,灯泡的实际功率变大,灯丝温度升高,灯泡电阻变大,灯泡的电流跟灯泡两端电压的不成正比,其原因是灯丝的电阻随着温度的升高而增大。
考点5. 电学实验——伏安法测量性实验
【对点训练】
1. (2023湖北天门)实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)实验的原理是_________;
(2)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线__________(导线不得交叉);
(3)改正错误后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向_________(选填“A”或“B”)端移动;
(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示为__________A。此时小灯泡的电阻是_________Ω(保留1位小数);
(5)小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,它的电阻__________(选填“增大”“减小”或“不变”),其原因是灯丝电阻受__________的影响;
(6)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路,测出了RX的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;
③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则=__________(用I1、I2和R表示)
【答案】(1) (2) (3)B
(4)0.26 9.6 (5)增大 温度 (6)
【解析】(1)用伏安法测量小灯泡的电阻,徐测出灯泡两端的电压和刘国小灯泡的电流,用计算灯泡的电阻,实验的原理是。
(2)如图,测量小灯泡电阻的实验中,电压表应接在灯泡两端,图中滑动变阻器接在灯泡与滑动变阻器两端,改正后的电路如图
(3)闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,小灯泡的额定电压为2.5V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端的电压,即减小电路中的电阻,应将滑片P向B端移动,直到电压表的示数为2.5V。
(4)如图,电流表接量程,分度值为0.02A,读数为0.26A,此时小灯泡的电阻是
(5)小灯泡I-U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,电压的变化速度大于电流的变化速度,由可这,它的电阻增大;其原因是灯丝电阻受温度的影响,温度越高,灯丝的电阻越大。
(6)①将滑片移到a端,闭合开关S,电路为Rx的简单电路,读出电流表的示数,记为I1,电源电压为
②将滑片移到b端,闭合开关S,电阻Rx与滑动变阻器串联,变阻器的最大阻值为R,读出电流表的示数,记为I2,电源电压为
③联立以上两式解得
考点6. 欧姆定律的理解及简单计算
【对点训练】
1. (2023湖南郴州)如图所示,电源电压恒为3V。闭合开关S,电压表的示数为0.5V,则灯泡L2两端的电压为_____V,灯泡L1与L2的电阻之比为____。
【答案】 2.5 1∶5
【解析】分析电路可知,闭合开关S,灯泡L1与L2串联,电压表测L1两端的电压,根据串联电路电压规律可知,灯泡L2两端的电压
在串联电路中,电流处处相等,假设该电路电流为I,则灯泡L1的电阻
灯泡L2的电阻
灯泡L1与L2的电阻之比
2. (2022广州二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关S1,断开开关S2,电流表A1的示数为0.3A;闭合开关S1和S2,电流表A2的示数为1.2A,求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2的阻值。
【答案】(1)9V;(2)10Ω
【解析】(1)根据电阻R1为30Ω,闭合开关S1,断开开关S2,电流表A1的示数为0.3A;根据欧姆定律可得电源电压为
(2)当开关S2也打开时,此时电源电压不变,此时A1的示数仍为0.3A,电流表A2的示数为1.2A,故此时通过R2的电流为0.9A,故R2的电阻为
答:(1)电源电压9V;(2)电阻R2的阻值10Ω。
【重点训练】
1. (2023安徽)玻璃棒与丝绸摩擦后,玻璃棒带正电,丝绸带负电,在摩擦过程中(  )
A. 玻璃棒和丝绸都得到电子
B. 玻璃棒和丝绸都失去电子
C. 玻璃棒失去电子,丝绸得到电子
D. 玻璃棒得到电子,丝绸失去电子
【答案】C
【解析】由于玻璃棒上的原子核束缚电子的能力弱,在与丝绸摩擦的过程中,一部分电子从玻璃棒转移到丝绸上,从而使得玻璃棒失去电子,带正电;而丝绸得到电子,带负电。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
2. (2023湖南岳阳)将两个带电轻质小球悬挂起来,慢慢靠近,会出现的现象是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据电荷间的相互作用“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”可知,D符合题意,ABC不符合题意。故选D
3. (2023湖南益阳)如图所示,将塑料绳撕成丝带状,用毛巾分别摩擦塑料丝带和PVC管,然后将塑料丝带放在PVC管上方,塑料丝带就会像章鱼一样悬在空中,这就是神奇的静电“章鱼”实验。下列关于“章鱼”实验的说法正确的是(  )
A. 塑料丝带是导体
B. 毛巾摩擦塑料丝带时创造了电荷
C. 摩擦过的塑料丝带和PVC管带上了同种电荷
D. 摩擦过的塑料丝带和PVC管带上了异种电荷
【答案】C
【解析】A.塑料丝带是绝缘体,故A错误;
B.毛巾摩擦塑料丝带时,发生了带电现象是电子的转移,而不是创造了电荷,故B错误;
CD.将塑料丝带放在PVC管上方,塑料丝带就会像章鱼一样悬在空中,说明塑料丝带和PVC管发生排斥作用,根据电荷间的相互作用可知,塑料丝带和PVC管带上了同种电荷,故C正确,D错误。
故选C。
4. (2023安徽)老师给小龙一个密封盒,其表面可见两个开关S1、S2和两盏灯L1、L2。为了探究开关和灯在密封盒内是如何连接的,小龙进行了如下操作:先闭合S1,只有灯L1发光;又闭合S2,两灯都发光:再断开S1,两灯都熄灭。符合上述实验结果的连接方式为(  )
A. B.
C D.
【答案】B
【解析】A.由图可知,先闭合S1时,只有灯L1发光;又闭合S2,两灯都发光:再断开S1,灯L2发光,故A不符合题意;
B.由图可知,先闭合S1时,只有灯L1发光;又闭合S2,两灯都发光:再断开S1,两灯都不发光,故B符合题意;
C.由图可知,先闭合S1时,两灯不发光;故C不符合题意。
D.由图可知,先闭合S1时,两灯都发光;故D不符合题意。故选B。
5. 如图所示,电源电压不变,灯L1、L2完全相同。闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2是_________联的。闭合S1、S2,断开S3,电压表示数为U1;闭合S1、S3,断开S2,电压表示数为U2,则_________。
【答案】 串 2∶1
【解析】闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2串联,电压表没有接入电路。
闭合S1、S2,断开S3,灯L1、L2串联,灯L1、L2串联,电压表测量电源电压,即电源电压为U1;闭合S1、S3,断开S2,灯L1、L2串联,电压表测量L2两端的电压,又两灯完全相同,则L1和L2两端电压相等,根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和,则
6. (2022广州)两款温控开关K1和K2,当温度低于50℃时,K1保持闭合,K2保持断开;当温度高于50℃时,K1保持断开,K2保持闭合,某保温水壶用其中一款开关检测水温,其加热电阻R在水温低于50℃时工作,在水温高于50℃时不工作,下列电路图中符合用电安全且能实现该保温水壶功能的是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】AB.由电路图可知,电路中加热电阻R与开关并联,当开关闭合时会对电源短路,将会烧坏电源,故AB不符合题意;
CD.由电路图可知,加热电阻R与开关串联,加热电阻在水温低于50℃时工作,即水温低于50℃时开关应闭合;加热电阻在水温高于50℃时不工作,即水温高于50℃时开关应断开,由题意可知,符合这一规律的应该是K1,故C符合题意,D不符合题意。故选C。
7.(2023·四川眉山)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。

(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小。
(2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因是电阻R 。
(3)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向 (选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变。
(4)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,由此可得,当电压一定时,
(5)小静同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到原来的3V,为了完成这次实验,她采取的措施可行的是 。
A.调高电源电压 B.再串联一个10Ω的电阻 C.将电压表改接到滑动变阻器两端
(6)下列图像中能大致反映本实验各物理量之间关系的是 。
A.电流表示数I与R阻值的关系 B.电压表示数U与R阻值的关系
C.变阻器接入电路阻值RP与R阻值的关系 D.电阻R的功率RP与R阻值的关系
【答案】(1)见解析 (2) 短路 (3)右 (4) 通过导体的电流与导体电阻成反比 (5)B (6) B
【解析】(1)根据滑片P向右移动时电流表示数变小可知,滑动变阻器电阻变大,因此如图所示:

(2)电流表有示数证明电路故障是短路,电压表无示数证明与之并联的定值电阻短路。
(3)根据串联分压可知,当定值电阻换用较大时,为使其两端电压不变,应增大滑动变阻器的阻值,由题可知,滑片向右调。
(4)由图丙可知,电流随电阻的增大而减小,因而可以得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
(5)根据串联分压可知,当换用50Ω的定值电阻后,滑动变阻器的阻值应为
解得R滑=25Ω,超过了滑动变阻器的最大阻值,因此为了完成这次实验,她采取的措施可行的是换用较大阻值的滑动变阻器,或者串联一个阻值大于5Ω的定值电阻。
故选B。
(6)A.电流表示数I随R阻值的增大而减小,故A不符合题意;
B.实验时,保持定值电阻两端电压不变,电压表示数U不随R阻值的增大而改变,故B符合题意;
C.根据串联分压可知,变阻器接入电路阻值RP随R阻值的增大而增大,故C不符合题意;
D.实验时,保持定值电阻两端电压不变,根据可知,电阻R的功率RP随R阻值的增大而减小,故D不符合题意。故选B。
【难点训练】
1.(2023北京) 小京在复习时,用两端电压不变的电源及其他器材再次做了如图所示的实验。她将电阻丝R1、R2先后分别接入电路中的a、b两端,闭合开关后,观察到接入R2时,小灯泡的亮度更亮,电流表的示数更大。已知灯泡亮度变亮时,灯丝电阻变大。请分析并判断R1与R2阻值的大小关系。(可画电路图辅助说明)
【答案】
【解析】R1、R2分别接入电路中,等效电路如图甲、乙所示:
电源电压U不变,电流I12.(2023·辽宁大连)如图所示的电路,闭合开关S,电压表无示数,说明电路中存在故障。此时,可以通过观察电流表来做进一步判断。已知故障发生在R1或R2上,下列判断正确的是( )

A.若电流表有示数,则R1被短接 B.若电流表有示数、则R2断路
C.若电流表无示数、则R2被短接 D.若电流表无示数、则R1断路
【答案】D
【解析】由图可知,电阻R1与电阻R2串联,电压表测量电阻R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
A.若R1被短接,电路为通路,则电流表和电压表都有示数,故A错误;
B.若R2断路,电路为断路,电压表与两极相通有示数,电流表无示数,故B错误;
C.若R2被短接,电路为通路,则电压表被短路无示数,电流表有示数,故C错误;
D.若R1断路,电路为断路,电流表和电压表都没有示数,故D正确。故选D。
【易错点训练】
1.(2023福建省) 学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10~30℃之间,项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路,电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
(1)利用图甲所示电路探究热敏电阻Rt阻值随环境温度t变化的规律;
①根据图甲,用笔画线表示导线,将图乙中的实物电路连接完整_________;
②连接电路的过程中,应将开关________,将电阻箱的阻值调至最大,起到__________的作用;
③将热敏电阻置于0℃的环境中,闭合S1、断开S2,记录电流表示数I0,然后_________(描述开关状态),调节电阻箱R0直至电流表示数为__________,此时Rt=R0;
④将热敏电阻Rt置于不同温度的环境中,重复步骤③,测得的数据如下表:
温度t/℃ 0 10 20 30 40
阻值Rt/Ω 2800 1800 1200 800 600
分析数据可得:热敏电阻的阻值随温度的升高而________;
(2)根据上述探究结果,设计报警电路。
实验器材:电源(恒为12V)、热敏电阻Rt、电阻箱R0(0~9999Ω)、数字电压表(U≥7.2V时报警)、数字电流表(I≥6mA时报警)、开关一个、导线若干。
设计要求:小屋温度t≥30℃或t≤10℃时都有一个电表报警。
①虚线框中的电路图是学习小组设计的报警电路,但它不能完全满足要求,请你根据设计要求将电路图补画完整________;
②设计的电路中,电阻箱R0应调为_________Ω。当温度降低到10℃时电路报警,此时电流表的示数为_________mA。
【答案】(1) 断开 保护电路 断开S1、闭合S2 I0 减小 (2) 1200 4
【解析】(1)①由图甲可知,Rt与R0并联,开关S1控制Rt,开关S2控制R0,电流表测干路电流,电路连接如下图所示
②]连接电路时,为了保护电路,应将开关断开,同时将电阻箱的阻值调至最大。
③在实验过程中,当流过热敏电阻的电流等于流过电阻箱的电流时,由欧姆定律可得,此时热敏电阻的阻值等于电阻箱的阻值,故可知此时应断开S1、闭合S2,调节电阻箱R0直至电流表示数为I0,则此时热敏电阻的阻值等于电阻箱的示数。
④由表中数据可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
(2)①由图中可知,此时Rt与R0串联,当温度过高时,此时Rt的阻值减小,电路中电流增大,会触发报警,但温度过低时不会触发报警,由串联电路电阻等比例分压可知,此时应将电压表并联在Rt两端进行改进,电路连接如下图所示
②由题意可知,当温度降低到10℃时电路报警,此时Rt两端电压为Ut=7.2V,此时Rt的阻值为Rt=1800Ω,由欧姆定律可得,此时电路中电流为
由串联电路的电压规律可得,此时电阻箱两端电压为
U0=U-Ut=12V-7.2V=4.8V
故由欧姆定律可得,此时电阻箱的阻值为
2. (2023安徽)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图1所示。将它接入图2所示的电路,电源电压不变,R为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,导致电阻变大,则电路中的(  )
A.电压表和电流表示数都变大
B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表和电流表示数都变小
D. 电压表示数变大,电流表示数变小
【答案】D
【解析】由于塑料中的金属丝会被拉长变细,导致电阻变大,则总电阻变大,又电源电压不变,可知电流变小,电流表示数变小,定值电阻R两端的电压变小,而应变片两端的电压变大,即电压表的示数变大。故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
3. 图示电路在闭合开关后,两电流表正常工作,且读数相同,则可能发生的故障是( )
A.R短路 B.R断路 C.L短路 D.L断路
【答案】B
【详解】A.如果R短路,与灯泡L在一条支路的电流表被短路,示数为零,电源被短路,电路中电流过大,干路中电流表示数较大,可能会烧坏电流表,故A不符合题意;
B.如果R断路,两个电流表测量L中的电流,两个电流表示数相等,故B符合题意;
C.如果L短路,电源被短路,电路中电流过大,可能会烧坏电流表,故C不符合题意;
D.如果L断路,与灯泡L在一条支路的电流表示数为零,干路中的电流表测量R中的电流,此电流表有示数,故D不符合题意。故选B。
考情分析
夯实基础
知识清单
技巧点拨
易错提醒
真题对点练练对点练
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2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案(广东专版)
第一部分 单元整合培优学案
第08讲 电学基础(上)
课标要求
1. 观察摩擦起电现象,了解静电现象。了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。2. 从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。3. 知道电压、电流和电阻。探究电流与电压、电阻的关系, 理解欧姆定律。4.会使用电流表和电压表。5. 会看、会画简单的电路图。会连接简单的串联电路和并联电路。能说出生产生活中釆用简单串联电路或并联电路的实例。探究并了解串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 电学基础知识 ☆☆ 电学基础上部分,广东省物理试卷里,每年考查2~3道题,分值为10分左右。一般以考查规律的理解为主。题型有选择、填空、实验和计算,难度系数为0.5。2024年可能会出现电路故障或者动态电路分析试题。计算题会和电功率计算综合呈现出来。探究电流与电压、电阻的关系和伏安法测电阻是2024年中考重点。
考点2 电路图和实物图的相互转化 ☆☆
考点3 电路故障及动态电路分析题 ☆☆
考点4 电学实验——欧姆定律实验 ☆☆
考点5 电学实验——伏安法测量性实验 ☆☆
考点6 欧姆定律的理解及简单计算 ☆☆☆
☆☆☆ 代表必考点,☆☆代表常考点,☆星表示中频考点。
知识点一:电路的三种状态
1. 常见的电路状态有:____、____、_____。
2. 通路:接通的电路叫通路,此时电路中有电流通过,电路是____的。
3. 断路:断开的电路叫断路,此时电路不闭合,电路中____电流。
4. 短路:不经过用电器而直接用导线把电源正、负极连在一起。短路时,电路中会有____的电流,可能把电源烧坏,或使导线的绝缘皮燃烧引起火灾,这是绝对不允许的。用电器两端_____起来的情况也属于短路(此时电流将直接通过导线而不会通过用电器,用电器_____工作)。
知识点二:电路的连接方式
1. 串联电路:把电路元件逐个_____连接起了就组成了串联电路。特点:
①电流只有____路径;
②各用电器之间_____影响,一个用电器因开路停止工作,其它用电器也不能工作;
③只需____个开关就能控制整个电路。
2. 并联电路:把电路元件_____地连接起来就组成了并联电路。电流在分支前和合并后所经过的路径叫做干路;分流后到合并前所经过的路径叫做支路。特点:
①电流_____或两条以上的路径,有干路、支路之分;
②各用电器之间_____,当某一支路为开路时,其它支路仍可为通路;
③干路开关能控制整个电路,各支路开关控制所在各_____的用电器。
知识点三:电流及串并联电路电流规律
1. 电流:在物理学中,用电流强度(简称电流)来表示电流的大小;
2. 电流方向:在电源外部,电流的方向从电源的正极到负极。
3. 获得持续电流的条件:①电路中有电源、②电路为通路。
4. 电流的强弱
(1)物理意义:表示_____的物理量。
(2)单位:电流单位是_____,简称安,用符号A表示;电流常用单位还有:毫安(mA)、微安(μA);换算关系:1A=_____mA,1mA=____μA。
(3)一些常见的电流值:家用电冰箱的电流约为____,家用空调的电流约为_____,计算器中电流约为_____,手电筒中的电流约为______等。
5. 认识电流表
(1)读数时应做到“两看清”即看清接线柱上标的量程,看清_____电流值和_____电流值。
(2)使用规则:两要、两不要。1)电流表要_____在电路中;2)电流要从电流表的________流入,_______流出,否则指针____。
(3)被测电流不要超过电流表的______。危害:被测电流超过电流表的最大测量值时,不仅测不出电流值,电流表的指针还会被打弯,甚至表被烧坏。
(4)选择量程:实验室用电流表量程是_____A和_____A。测量时,先选大量程,用开关试触,若被测电流在0.6A~3A可测量,若被测电流小于0.6A,则换用小的量程,若被测电流大于3A则换用更大量程的电流表。
(5)绝对不要不经用电器直接把电流表连到_____上,原因电流表相当于一根_____。
6. 串并联电路电流规律
(1)串联电路的电流规律:串联电路中各处电流都_____;公式:I=I1=I2
(2)并联电路的电流规律:并联电路中总电流等于各支路中电流____;公式: I=I1+I2
知识点四:电压及串并联电路电压规律
1. 电压的单位:在国际单位制中,电压单位是_____(简称为伏,符号是____);电压常用单位还有:_____(kV)、______(mV)、_____(μV)
换算关系:1kV=____V,1V=_____mV,1mV=____μV。
2. 生活中常见电压值:一节干电池_____V,一节蓄电池V,家庭用电电压____V,安全电压______V。
3. 认识电压表
(1)读数时,看清接线柱上标的____(3V、15V两个量程)_____(3V量程分度值是0.1V,15V路程分度值是0.5V);
(2)使用规则:
1)电压表要____联在电路中;
2)电流从电压表的“____接线柱”流入,“_____接线柱”流出,否则指针会_____。
3)被测电压____超过电压表的最大量程。
4. 串并联电路中的电压规律
(1)串联电路电压特点:串联电路中,电源两端电压等于各用电器两端电压____,即U=U1+U2
(2)并联电路电压特点:在并联电路中,电源两端电压____各支路用电器两端电压,即U=U1=U2
知识点五:电阻和滑动变阻器
1.电阻的定义:导体对_____的阻碍作用叫电阻。
2.电阻的单位:国际单位制中电阻的单位是_____,简称欧,符号是Ω。比欧大的单位还有千欧(KΩ)、兆欧(MΩ),它们之间的换算关系是:1Ω=______KΩ=10MΩ。
3.决定电阻大小因素:导体的_____、______、______。此外与_____也有关系。
4.滑动变阻器的原理:通过改变接入电路中电阻丝的______来改变电阻。
5.滑动变阻器的作用:调节滑动变阻器的滑片可以改变电路中的_____,从而改变电路中的电流。
6.滑动变阻器的接法:______在要改变的电路中,两接线头要“一上一下”。
注意:使用前要观察滑动变阻器的铭牌,弄清它的_____和允许通过的_____;闭合开关前,滑片应处于阻值______位置。
知识点六:探究电流与电压、电阻的关系
一、探究电流与电压关系
1. 实验电路图
2. 控制不变的量:电阻。控制方法:使用同一个定值电阻进行实验。
3. 改变的量:定值电阻两端的电压。改变方法:(1)改变电池节数;(2)调节滑动变阻器滑片。
4. 滑动变阻器在实验中的作用:(1)保护电路;(2)改变定值电阻两端的电压。
5. 实验结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
二、探究电流与电阻关系
1. 实验电路图
2. 控制不变的量:电压。控制方法:调节滑动变阻器滑片。
3. 改变的量:电阻。改变方法:更换定值电阻。
4. 滑动变阻器在实验中的作用:(1)保护电路;(2)使定值电阻两端的电压保持不变。
5. 实验结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
知识点六:理解欧姆定律
1. 内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成_____,跟导体的电阻成______。
2. 公式:
U—电压—伏特(V);R—电阻—欧姆(Ω);I—电流—安培(A)
3. 注意事项
(1)在国际单位制中,电流(I)的单位是____,电压(U)的单位是____,电阻(R)的单位是___;
(2) 不能被理解为导体的电阻跟这段导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。因为电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度,其大小跟导体的电流和电压无关。
(3)I、U、R三个物理量具有同体性和同时性,三个物理量是针对____导体、_____的。
4. 欧姆定律在串、并联电路中的应用
串联电路 并联电路
电流特点 串联电路中各处电流相等。 并联电路的干路总电流等于各支路电流之和
电压特点 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。 并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压
电阻特点 串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和。;把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。 并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和;若只有两个电阻R1和R2并联,则总电阻R总=把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配特点 串联电路中,电压的分配与电阻成正比= 并联电路中,电流的分配与电阻成反比 =
电路作用 分压 分流
知识点七:伏安法测电阻
【实验原理】【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。
【实验电路】
【实验步骤】
1. 按电路图连接实物电路。
2. 检查无误后闭合开关,使小灯泡发光,记录电压表和电流表的示数,代入公式R = U / I算出小灯泡的电阻。
3. 移动滑动变阻器滑片P的位置,多测几组电压和电流值,根据R = U / I,计算每次的电阻值,并求出电阻平均值。
【实验表格】
次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 平均值R/Ω
1
2
3
【注意事项】(1)接通电源前应将开关处于______状态,将______的阻值调到最大;
(2)连好电路后要通过_____的方法选择电压表和电流表的量程;
(3)滑动变阻器的作用:改变电阻两端的_____和通过的_____;保护_____。
考点1. 电学基础知识
【例题1】(2023广东省)题图是氢的原子模型示意图,原子核是_______,核外电子是______,其中带负电的是_______。(均选填“A”或“B”)
【答案】 B A A
【解析】原子是由原子核和核外电子组成,核外电子绕着原子核运动,原子核是由质子和中子组成的,其中质子带正电,中子不带电,电子带负电。
【例题2】(2023广东省广州)手与硅胶管M均不带电,用手摩擦M后,M与带负电的塑料管互相排斥,则(  )
A. M带正电 B. M不带电
C. 手摩擦M时,正电荷从手转移到M D. 手摩擦M时,电子从手转移到M
【答案】D
【解析】由题意可知,开始手与硅胶管M均不带电,用手摩擦M后,M与带负电的塑料管互相排斥,根据同种电荷互相排斥可知此时M带负电;根据摩擦起电的本质可知,得到电子的带负电,失去电子的带正电,因此手摩擦M时,电子从手转移到M。故选D。
【变式训练1】(2022广东)与毛皮摩擦过的橡胶棒因得到电子而带___________电。用带电的橡胶棒接触验电器的金属球,金属箔张开,如图所示。这两片金属箔带___________种电荷。
【答案】 负 同
【变式训练2】(2023广东省) 如题图所示,标有“2.5V 0.3A”的灯泡L1和标有“6V 0.15A”的灯泡L2连接成________联电路,电源电压可调节;闭合开关S,使电源电压从0V逐渐增加,先正常发光的灯泡是________,此时通过另一灯泡的电流是______A。
【答案】 串 L2 0.15
考点2. 电路图和实物图的相互转化
【例题】(2022深圳)如图是某实物连接电路,请根据实物图在方框内画出对应的电路图。
【答案】如图所示。
【解析】实物图中电源、开关和电动机串联,所以电路图与实物图对应,作串联电路图。
【变式训练1】(2022·重庆A)如图所示为一种新型“水温感应龙头”。自带水流发电电源。当水流温度低于40℃。感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流;当水温达40℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,以警示用水人。下列电路设计能实现该功能的是(  )。
A. B. C. D.
【答案】B
【变式训练2】(2022深圳二模)某船上装有平衡警示电路,其中S为重力开关,金属片M可绕O点自由转动。当船水平时,M在a、b中间;当船左倾到一定程度时,绿灯亮、电铃响;当船右倾到一定程度时、红灯亮、电铃响。请完成电路图。
【答案】如图所示。
考点3. 电路故障及动态电路分析题
【例题1】(2022广东二模)如图所示为小明连接的电路,他先检查导线连接无误后,闭合开关S,发现两灯均不发光,于是他用一个电压表分别并联接到ab、bc、ac两点,灯L1、L2均不发光,且电压表无示数,再用电压表并联接到dc两点时,灯L1、L2均不发光,但电压表指针有明显偏转,由此判定电路的故障可能是(  )
A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L1短路 D.灯L2短路
【答案】B
【解析】灯泡的故障分为断路和短路两种,根据电压表连接在不同位置时的示数表现情况,分别对断路和短路的情况进行判断,看出现的可能性有哪些,最终得出结论。
解:由题意可知,并联接到ab、bc、ac两点,灯L1、L2均不发光,不能是短路,且电压表无示数,说明ac外的电路有断路;
再连接到dc两点之间,灯L1、L2均不发光,不能是短路,但电压表指针有明显偏转,说明有微弱电流从电源正极经过电压表再经过L1回到电源负极,说明与电压表并联的部分断路;
故是灯L2断路。
【例题2】(2022深圳)如图所示为油量表示意图,当油量减少时,下列说法正确的是(  )
A. R不断减小 B. R总不断减小
C. I总不断减小 D. R两端电压不断减小
【答案】C
【解析】由电路图可知,R0与R串联,电流表测量电路中的电流。当油量减少时,浮子下降,滑杆右端向上滑动,R接入电阻增大,串联电路中,电路的总电阻等于各个电阻之和,所以电路中总电阻
R总增大,根据可知,电压不变时,电流I总减小;R接入电阻增大,根据串联正比分压可知,R两端电压不断增大,故C正确,ABD错误。故选C。
【变式训练1】(2023广州三模) 如图所示,闭合开关S,滑动变阻器滑片P移动过程中,灯突然熄灭,电压表和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障不可能是( )
A. 电流表接线松开 B. 小灯泡L断路 C. 滑动变阻器R断路 D. 开关S接触不良
【答案】B
【变式训练2】(2023广东省广州) 小明按图示电路图正确连接电路,电阻R标有“5Ω”,灯L标有“3.8V 0.3A”。闭合开关S,L发光,电流表A和A1正常工作,示数均为0.24A。小明认为出现上述现象的原因是R被短路。该说法是否正确?___________;若正确,写出理由;若不正确,分析出现该实验现象的原因并写出分析过程。___________。
【答案】 不正确 见解析
考点4. 电学实验——欧姆定律实验
【例题1】(2021广东省)在“探究电流与电阻的关系”实验中,实物器材有:电源电压恒为、电流表、电压表、滑动变阻器标有“”字样和开关各一个,定值电阻五个、、、、,导线若干。
将如图甲实验电路连接完整。
闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最______ 端。
图乙是根据实验数据画出的定值电阻的图象,其中阴影面积的物理意义是______ ,其数值为______ 。
【答案】左 电阻两端的电压
【解析】滑动变阻器一上一下的串联在电路中,电流表串联在电路中,如下图所示:

为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端;
根据画出图象如图乙知,图中阴影面积为长方形,其面积等于IR,由欧姆定律得,,阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压,其数值为。
【变式训练】(2021广东一模)在探究“电流与电阻关系”实验时,老师给小明提供了如下器材:电源(电压恒定为4.5V),电流表,电压表,开关各一个,滑动变阻器甲“10Ω;2A”和滑动变阻器乙“20Ω;1A”各一个,定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个,导线若干。
(1)注意在连接电路时,开关必须处于__________状态;
(2)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,导线不允许交叉)__________;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,则故障可能是__________(答出一种情况即可);
(4)排除故障后,小明把5Ω的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如图乙所示,正确记录后,小明又改用10Ω电阻继续实验,闭合开关后,小明应将滑片P向______(选填“左”或者“右”)移动至电压表示数为_______V;
(5)小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是_______(选填“甲”或“乙”);
(6)利用老师给的器材,还能完成的电学实验有:__________(写出一个即可)。
【答案】 (1)断开 (2) (3)定值电阻短路(电压表短路) (4)右 2.5 (5)乙 (6)探究电流和电压的关系(测定值电阻的阻值)(答案合理即可)
考点5. 电学实验——伏安法测量性实验
【例题】(2023深圳) 已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图;(要求:滑片在最右端时,电阻最大。)( )
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到端______(选填“M”或“N”);
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是:______,接下来亮亮同学的提作方法是:______;
(4)实验数据如下图:
电压U/V 1 1.5 2 2.5 2.8
电流I/A 0.14 0.21 0.27 0.3 0.31
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是:______Ω;
(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而______ ;(选填:“增大”,“变小”或“不变”)
(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)( )
【答案】 (1)
(2)N (3)灯泡的实际功率很小 移动滑动变阻器滑片(4)8.3 (5)增大
(6)
【解析】(1)滑动变阻器滑片在最右端时阻值最大,所以滑动变阻器应接左下接线柱,如图所示:
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到N端,使得滑动变阻器为最大阻值,保护电路。
(3)闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值,闭合开关,由于电路总电阻很大,电路电流较小,灯泡的实际功率很小,可能不足以引起灯泡发光。
闭合开关后,如果灯泡不亮,应移动滑动变阻器滑片,减小电路的总电阻,使电灯泡发光。
(4)由题意可知小灯泡的额定电压是2.5V,所以小灯泡正常发光时,电压为2.5V,而电流由表中数据得0.3A,所以小灯泡电阻为
(5)由表中数据得电压为1V,电流为0.14A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为1.5V,电流为0.21A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为2V,电流为0.27A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为2.8V,电流为0.31A,小灯泡电阻为
所以小灯泡的电阻随电压的增大而增大。
(6)闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,说明小灯泡断路了,电压表测电源的电压示数接近电源电压3V,如图所示:
【变式训练】(2022广东)图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图(小灯泡额定电压为1.5V)。
(1)小明按电路图连接实物,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确,造成这种异常现象的原因是___________。
(2)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数如下:
测量次序 1 2 3 4 5
电压U/V 1.8 1.5 1.0 ___________ 0.3
电流I/A 0.32 0.30 0.26 ___________ 0.18
①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是___________V,通过它的电流是___________A。
②小灯泡正常发光时的电阻是___________Ω。
③第5次测量中,小灯泡不发光。小明断定是灯丝断了。这个判断是___________(选填“正确”或“错误”)的,理由是___________。
【答案】 (1)连接电路时,开关没有断开 (2)0.6 0.22 5 错误 见解析
考点6. 欧姆定律的理解及简单计算
【例题】(2023广东一模)如图所示,电阻、为定值电阻,电源电压保持不变。当开关闭合,接a端时,电流表示数为I;当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,则未知电阻的阻值是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据电路图可知,当开关闭合,接a端时,电流表示数为I,由欧姆定律可知,电源电压为
当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,由欧姆定律可知,电源电压为
由于电源电压保持不变,则有
解得
故选D。
【变式训练】(2023广东三模)小锋设计如图所示的电路来判断梅雨季节教室里相对湿度的变化.选用的器材有:电源、湿度传感器(其电阻的阻值随相对湿度的增大而减小)、定值电阻、一只电压表(量程为)等。当相对湿度为时,,电压表示数为,则电压表是并联在____的两端。当电压表示数变大时,教室里相对湿度在______。
【答案】定值电阻R 增大
1. 解决串、并联电路动态问题思路
滑动变阻器滑片位置的改变、压力、温度等因素的改变是导致电阻变化的常见原因。解决此类问题的关键是从变化的源头出发,即根据R 、R压 或 R温的变化情况,判断电路中R总和电路中电流的变化,然后再根据欧姆定律和串、并联特点或分压、分流原理判断其他物理量的变化或进行相关的计算。
(1)含滑动变阻器的串联电路:由于电源电压不变,按以下思路分析:
→→→→
(2)含滑动变阻器的并联电路,由于电源电压不变,且并联电路中各个支路互相独立、互不影响,所以含定值电阻的支路各量都不变化,含滑动变阻器的支路,按以下思路分析:
→→→
2. 解决电路故障问题判断方法
A.串联特点:一断都断,一短不都短
(1)确定故障类型(短路或断路):
1)依据电流表的示数:电流表有示数故障为短路,电流表无示数故障为断路。
2)依据灯的亮灭:2个灯都不亮故障为断路,一个灯亮一个灯不亮故障为短路。
(2)确定故障的具体位置:
1)断路时用电压表确定断路位置:若电压表有示数,则与其并联的用电器断路;若电压表无示数,则断点在电压表并联的两点之外。
2)短路时用电压表确定短路位置:若电压表无示数,则与其并联的用电器短路;若电压表有示数,则短路在电压表并联的两点之外。
B.并联特点:一短都短,一断不都断
(1)电路故障主要表现
a.电路断路现象:
1)灯泡不亮;
2)电流表无示数;
3)电压表无示数(电压表所测部分两节点之外断路);
4)电压表有示数(接近电源电压)(电压表所测部分两节点之间断路)。
b.电路短路现象:一是电源短路,具体表现是用电器不工作,电压表、电流表都无示数,有可能烧坏电源;二是部分短路(也叫短接),电路仍通。具体表现
1)灯泡仍亮(没有被短路);
2)灯泡不亮(被短路);
3)电流表有示数(没有被短路);
4)电压表有示数(所测部分没有短路);
5)电压表无示数(所测部分短路)。
C.查找断路故障的方法
(1)用导线(或电流表)并接法来查找故障位置。当导线两端接在电路中某两点之间时,原来不能工作的用电器工作,说明导线并接两点之间的部分可能有断路。注意:不能并接在电源两端。
(2)用电压表并接在电路某两点之间时,电压表有示数,说明与电压表并接部分有可能断路。电压表无示数,说明与电压表并联部分以外断路。
(3)用小灯泡并接在电路某两点之间时,若小灯泡发光,说明与小灯泡并接的电路部分断路。
(4)根据各支路互不影响,在并联电路中,若某一支路用电器不工作,则此支路出现了断路。短路会损坏电源,因此初中阶段一般不考查短路。
注意:使用欧姆定律时应注意:
1. 同体性:定律中的电压、电阻和电流三个量是对同一个电阻或同一段电路而言的,不可乱套公式。
2. 同时性:定律中的电压、电阻和电流三个量必须是在同一时刻的数值,若由于某种原因,电路中的电压或电阻发生了变化,则电流也相应变化。
3. 对变形公式的理解:导体的电阻可以由计算,同一段电路,电阻R的大小与电压U和电流I无关,因为导体的电阻是导体本身的一种性质,由本身的材料、长度和横截面积决定,不能说电阻R与电压U成正比、与电流I成反比
考点1. 电学基础知识
【对点训练】
1. (2022广州)如图,用绝缘线分别悬吊甲、乙两轻小物体,甲带电,用带电棒丙分别靠近甲、乙。下列能证明乙带电且甲、乙带异种电荷的现象是(  )
A. B. C. D.
2. (2021深圳)教室有CO2通风机M,手动闭合S1,CO2达到定值闭合S2。只有S1闭合,CO2达到定值电动机才工作,下列图中,哪个电路图是正确的(  )
A. B. C. D.
3.(2023广东省) 如题图所示,电压表读数为________V;滑动变阻器以图所示方式接入电路,当滑片向左滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
考点2. 电路图和实物图的相互转化
【对点训练】
1. (2023广州一模)如图所示,闭合开关,说法正确的是(  )
A. 两只小灯泡并联
B. 电压表测量L1两端的电压
C. 若L1不发光,一定是L1断路
D. 若L2不发光,电压表一定无示数
2.(2019广东二模)根据电路实物图,画出对应的电路图(电流表位置可以变动,但要符合使用规则)。
考点3. 电路故障及动态电路分析题【对点训练】
1.(2023辽宁抚顺) 如图所示的电路,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从中点向左滑动。下列说法正确的是(  )
A. 电流表A1示数变大 B. 电压表V的示数变大
C. 电流表 A1与电流表A2示数的差不变 D. 电压表V与电流表A2示数的比值变小
2.(2023齐齐哈尔) 如图所示,电源电压恒定,先只闭合开关,两电表均有示数;再断开,同时闭合和,此过程中(  )
A.电压表示数变大,电流表示数变小 B. 电压表示数变小,电流表示数不变
C. 电压表示数与电流表示数乘积变大 D. 电压表示数与电流表示数比值不变
考点4. 电学实验——欧姆定律实验【对点训练】
1. (2024广东重点)小明同学想探究“通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系”,设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,在图乙中将实物电路连接完整(要求连线不得交叉;滑动变阻器的滑片向左移动,小灯泡变亮);______
(2)小明同学正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大。接下来正确的操作是______;
A.检查电路是否短路
B.更换电流表
C.检查小灯泡是否接触良好或损坏
D.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)排除电路故障后,下表是按正确的操作测得的数据,其中第一次测得的电流如图丙所示,则电流表示数为______A。从表中数据可看出,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比,其原因是________。
实验次数 1 2 3
电压U/V 2.0 3.0 3.8
电流I/A 0.38 0.40
考点5. 电学实验——伏安法测量性实验【对点训练】
1. (2023湖北天门)实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)实验的原理是_________;
(2)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线__________(导线不得交叉);
(3)改正错误后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向_________(选填“A”或“B”)端移动;
(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示为__________A。此时小灯泡的电阻是_________Ω(保留1位小数);
(5)小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,它的电阻__________(选填“增大”“减小”或“不变”),其原因是灯丝电阻受__________的影响;
(6)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路,测出了RX的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;
③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则=__________(用I1、I2和R表示)
考点6. 欧姆定律的理解及简单计算
【对点训练】
1. (2023湖南郴州)如图所示,电源电压恒为3V。闭合开关S,电压表的示数为0.5V,则灯泡L2两端的电压为_____V,灯泡L1与L2的电阻之比为____。
2. (2022广州二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关S1,断开开关S2,电流表A1的示数为0.3A;闭合开关S1和S2,电流表A2的示数为1.2A,求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2的阻值。
【重点训练】
1. (2023安徽)玻璃棒与丝绸摩擦后,玻璃棒带正电,丝绸带负电,在摩擦过程中(  )
A. 玻璃棒和丝绸都得到电子
B. 玻璃棒和丝绸都失去电子
C. 玻璃棒失去电子,丝绸得到电子
D. 玻璃棒得到电子,丝绸失去电子
2. (2023湖南岳阳)将两个带电轻质小球悬挂起来,慢慢靠近,会出现的现象是(  )
A. B. C. D.
3. (2023湖南益阳)如图所示,将塑料绳撕成丝带状,用毛巾分别摩擦塑料丝带和PVC管,然后将塑料丝带放在PVC管上方,塑料丝带就会像章鱼一样悬在空中,这就是神奇的静电“章鱼”实验。下列关于“章鱼”实验的说法正确的是(  )
A. 塑料丝带是导体
B. 毛巾摩擦塑料丝带时创造了电荷
C. 摩擦过的塑料丝带和PVC管带上了同种电荷
D. 摩擦过的塑料丝带和PVC管带上了异种电荷
4. (2023安徽)老师给小龙一个密封盒,其表面可见两个开关S1、S2和两盏灯L1、L2。为了探究开关和灯在密封盒内是如何连接的,小龙进行了如下操作:先闭合S1,只有灯L1发光;又闭合S2,两灯都发光:再断开S1,两灯都熄灭。符合上述实验结果的连接方式为(  )
A. B.
C D.
5. 如图所示,电源电压不变,灯L1、L2完全相同。闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2是_________联的。闭合S1、S2,断开S3,电压表示数为U1;闭合S1、S3,断开S2,电压表示数为U2,则_________。
6. (2022广州)两款温控开关K1和K2,当温度低于50℃时,K1保持闭合,K2保持断开;当温度高于50℃时,K1保持断开,K2保持闭合,某保温水壶用其中一款开关检测水温,其加热电阻R在水温低于50℃时工作,在水温高于50℃时不工作,下列电路图中符合用电安全且能实现该保温水壶功能的是(  )
A. B. C. D.
7.(2023·四川眉山)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。

(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小。
(2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因是电阻R 。
(3)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向 (选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变。
(4)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,由此可得,当电压一定时,
(5)小静同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到原来的3V,为了完成这次实验,她采取的措施可行的是 。
A.调高电源电压 B.再串联一个10Ω的电阻 C.将电压表改接到滑动变阻器两端
(6)下列图像中能大致反映本实验各物理量之间关系的是 。
A.电流表示数I与R阻值的关系 B.电压表示数U与R阻值的关系
C.变阻器接入电路阻值RP与R阻值的关系 D.电阻R的功率RP与R阻值的关系
【难点训练】
1.(2023北京) 小京在复习时,用两端电压不变的电源及其他器材再次做了如图所示的实验。她将电阻丝R1、R2先后分别接入电路中的a、b两端,闭合开关后,观察到接入R2时,小灯泡的亮度更亮,电流表的示数更大。已知灯泡亮度变亮时,灯丝电阻变大。请分析并判断R1与R2阻值的大小关系。(可画电路图辅助说明)
2.(2023·辽宁大连)如图所示的电路,闭合开关S,电压表无示数,说明电路中存在故障。此时,可以通过观察电流表来做进一步判断。已知故障发生在R1或R2上,下列判断正确的是( )

A.若电流表有示数,则R1被短接 B.若电流表有示数、则R2断路
C.若电流表无示数、则R2被短接 D.若电流表无示数、则R1断路
【易错点训练】
1.(2023福建省) 学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10~30℃之间,项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路,电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
(1)利用图甲所示电路探究热敏电阻Rt阻值随环境温度t变化的规律;
①根据图甲,用笔画线表示导线,将图乙中的实物电路连接完整_________;
②连接电路的过程中,应将开关________,将电阻箱的阻值调至最大,起到__________的作用;
③将热敏电阻置于0℃的环境中,闭合S1、断开S2,记录电流表示数I0,然后_________(描述开关状态),调节电阻箱R0直至电流表示数为__________,此时Rt=R0;
④将热敏电阻Rt置于不同温度的环境中,重复步骤③,测得的数据如下表:
温度t/℃ 0 10 20 30 40
阻值Rt/Ω 2800 1800 1200 800 600
分析数据可得:热敏电阻的阻值随温度的升高而________;
(2)根据上述探究结果,设计报警电路。
实验器材:电源(恒为12V)、热敏电阻Rt、电阻箱R0(0~9999Ω)、数字电压表(U≥7.2V时报警)、数字电流表(I≥6mA时报警)、开关一个、导线若干。
设计要求:小屋温度t≥30℃或t≤10℃时都有一个电表报警。
①虚线框中的电路图是学习小组设计的报警电路,但它不能完全满足要求,请你根据设计要求将电路图补画完整________;
②设计的电路中,电阻箱R0应调为_________Ω。当温度降低到10℃时电路报警,此时电流表的示数为_________mA。
2. (2023安徽)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图1所示。将它接入图2所示的电路,电源电压不变,R为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,导致电阻变大,则电路中的(  )
A.电压表和电流表示数都变大
B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表和电流表示数都变小
D. 电压表示数变大,电流表示数变小
3. 图示电路在闭合开关后,两电流表正常工作,且读数相同,则可能发生的故障是( )
A.R短路 B.R断路 C.L短路 D.L断路
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