第十五章 探究电路 学案 （有答案）2023-2024学年物理沪科版九年级全一册

第十五章 复习课
素养目标
1.知道影响导体电阻大小的因素,知道滑动变阻器在电路中的作用以及使用方法。
2.通过知识的梳理,对欧姆定律的内容有一个总体的理解,形成一个知识网络。
3.能够熟练地使用欧姆定律及串、并联电路中的电压和电流规律解决有关的电学问题。
4.知道家庭电路的组成及各部分的作用,掌握安全用电的方法。
◎重点:1.影响电阻大小因素的探究及应用。
2.欧姆定律的探究及应用。
【思维导图】
【单元达标】
达标点1电阻及影响电阻大小因素的应用
例1　科学方法在物理问题的研究中,起到了重要的作用。比如,两个定值电阻,一个5 Ω,一个10 Ω,粗细均匀。以下描述正确的是( )
A.如果这两个电阻的材料相同,则5 Ω的长度一定大于10 Ω的长度
B.如果这两个电阻的材料不同,则5 Ω的长度一定小于10 Ω的长度
C.如果这两个电阻的材料、横截面积相同,则5 Ω的长度一定小于10 Ω的长度
D.如果这两个电阻的材料、长度相同,则5 Ω的横截面积一定小于10 Ω的横截面积
思路导引　影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度,根据控制变量法进行分析。
【方法突破】
滑动变阻器接入电路的电阻大小变化的判断方法
判断移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻大小的变化,首先要明确滑动变阻器的哪一部分电阻接入了电路中,然后根据“远下阻大,近下阻小”的方法来判断,其中的“下”是指滑动变阻器接入电路中的下面的接线柱。
【答案】达标点一
例1　C
达标点2欧姆定律的理解及应用
例2　如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动时,下列说法正确的是 ( )
A.V1和V2的示数不变,A的示数变小
B.V1的示数不变,V2的示数变小,A的示数变大
C.V2的示数与A的示数之比不变
D.V1的示数与A的示数之比不变
思路导引　由电路图可知,R1与R2串联,电压表V2测R1两端的电压,电压表V1测电源两端的电压,电流表A测电路中的电流,根据电源的电压不变可知滑片移动时电压表V1的示数变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端电压的变化,进一步可知电压表示数与电流表示数之比的变化。
例3如图所示的电路中,电源电压为13.5 V,调节滑动变阻器滑片P从最右端b移动到最左端a,电流表示数由0.18 A变为0.54 A,则定值电阻R0= Ω,滑片位于b点时电压表示数为 V。
【答案】达标点二
例2　C
例3　25　9
解:由电路图可知,电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)滑动变阻器滑片P在最左端a时,只有R0连入电路,
由I=可得,R0的阻值:
R0===25 Ω
(2)滑动变阻器滑片P在最右端b时,电阻R0与滑动变阻器R的全部电阻串联,
由I=可得,R0两端的电压:
U0=IbR0=0.18 A×25 Ω=4.5 V
因串联电路中的总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压(即电压表示数):
U滑=U-U0=13.5 V-4.5 V=9 V
达标点3电阻的测量
例4　小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为1.5 V的整数倍保持不变)、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,以及导线若干。他正确串联电路后,将电压表并联在电路中。闭合开关,移动滑动变阻器滑片,将测得的两组数据记录在表一中。小华观察数据并思考后重新连接了电压表,将新测得的两组数据记录在表二中。小华通过数据处理求出了待测电阻的阻值,完成实验。
表一
实验序号 电压表示数/V 电流表示数/A
1 2.6 0.18
2 2.3 0.20
表二
实验序号 电压表示数/V 电流表示数/A
3 2.2 0.20
4 2.6 0.24
　　①获得表一实验数据的过程中,小华将电压表并联在 的两端;
②实验中小华所用的电源电压为 V;
③根据表一中实验序号1的数据,计算此次待测电阻的阻值为 (精确到0.1 Ω)Ω;
④根据实验数据,计算并判断所用滑动变阻器的规格能否为“10 Ω　2 A”。 (需写出计算过程)。
思路导引　①待测电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,当电流变大时,根据U=IR可知待测电阻的电压变化,由串联电路分压定律可知滑动变阻器电阻变化,据此分析;
②小华观察数据并思考后重新连接了电压表,即将电压表并联在待测电阻两端了,由表一和表二中的第2、3组数据知,电路的电流相等,则变阻器连入电路的电阻相同,由串联电路电压的规律得出电源电压;
③根据表一中实验序号1的数据,由串联电路电压的规律和欧姆定律计算此次待测电阻的阻值;
④由表中第1组数据,根据欧姆定律得出变阻器连入电路的电阻并与题中变阻器的最大电阻作比较。
【方法突破】
电阻的特殊测量方法
(1)安阻法:用电流表和一个阻值已知的定值电阻测量电阻的方法。测量过程中,把待测电阻和定值电阻并联,这样就有Ux==R0,然后根据公式Rx=求解。
(2)伏阻法:用电压表和一个阻值已知的定值电阻测量电阻R0的方法。测量过程中,把待测电阻和定值电阻串联,这样就有Ix==,然后根据公式Rx=求解。
(3)等效法:当电阻箱的电压、电流与待测电阻的电压、电流相等时,电阻箱的阻值就等于待测电阻的阻值。
【答案】达标点三
例4　①滑动变阻器　②4.5
③10.6　④不能;由表中第1组数据,根据欧姆定律,变阻器连入电路的电阻:R滑==≈14.4 Ω>10 Ω
达标点4动态电路分析
例5　如图所示,电源电压保持不变。以下判断正确的是 ( )
A.同时闭合开关S1、S2、S3时,灯泡L和电阻R并联
B.只闭合开关S2、S3时,灯泡L不发光
C.只闭合开关S2时,滑片P向右移动,灯泡L变暗
D.只闭合开关S1、S3时,滑片P向右移动,电压表示数变小
思路导引　(1)同时闭合开关S1、S2、S3时,电流从电源的正极出发,经S3、S2、S1回到电源的负极,会造成电源短路,据此进行判断;
(2)只闭合开关S2、S3时,电路为灯泡L的简单电路,据此进行判断;
(3)只闭合开关S2时,灯泡L与滑动变阻器串联,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压变化,进一步得出灯泡亮暗的变化;
(4)只闭合开关S1、S3时,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表测电源两端的电压,根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化。
【答案】达标点四　
例5　C
达标点5电路故障分析
例6 某同学用两节干电池串联做电源,连接如图所示的串联电路,闭合开关,发现灯不亮。为了查找原因,老师帮助他用导线分别连接a、b和b、c。连接a、b时,两灯不亮,连接b、c时,L1很亮,则故障的原因可能是 。两灯都不亮时,a、b两点之间的电压是 V。
思路导引　电路故障包括短路和断路;根据导线接入电路的情况和灯泡的发光情况确定电路的具体故障位置。
闭合开关后,发现两灯不亮;用导线连接a、b时,两灯不亮,说明ab之间是正常的,其它地方断路了,此时ab间的电压为0;连接b、c时,L1很亮,说明与导线并联部分发生了断路现象,即L2断路。
【方法突破】
根据试电笔的发光情况判断电路故障的技巧
1.试电笔在电路中任何位置都发光,用电器全部都不工作。出现该种现象说明了在电路中的任何位置,火线、试电笔、人和大地能够构成一个回路,而不是火线、用电器和零线构成回路。所以就可以得出一个结论:在任何位置火线和零线都没有接通,而火线进入了室内,所以就是进户零线断路。
2.试电笔在电路中任何位置都发光,部分用电器不工作。该类问题就比较简单,有部分用电器工作,说明电路中干路正常,所以有故障的电路就是不工作的用电器所在的支路。
3.试电笔在电路中任何位置都不发光,用电器全部都不工作。试电笔任何位置不发光,就是电路中不存在电压,也就是说火线没有接入到室内电路,也就是进户火线断路了。
【答案】达标点五　
例6　L2断路　0
达标点6家庭电路与安全用电
例7　安全用电,警钟长鸣。下列图中符合安全用电做法的是 ( )
思路导引　(1)有金属外壳的电器,外壳必须接地;
(2)发生触电的原因是人体在接触火线的同时又接触了零线或大地;
(3)人要远离高压带电体;
(4)湿物体是导体,接触带电体容易发生触电。
例8　生活中有一种插线板,在使用时发现插线板上的指示灯在开关断开时不发光,插孔不能提供工作电压;而在开关闭合时指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。根据上述现象,请在图中画出开关、指示灯、电阻和插孔的连接方式,并与电源线接通。
【答案】达标点六　
例7　A
例8　如图所示:
单元实践作业四
　　由欧姆定律和串联电路的特点导出:串联的两个导体的总电阻等于各导体的电阻之和。尝试设计一个实验方案进行验证