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专题03 电路探秘之电学基础
期末复习·考点串讲
八年级科学上册·浙教版
模块一 知识清单
模块二 方法模型归纳
模块三 巩固提升
模块一 知识清单
模块二 方法模型归纳
1.根据公式 ,错误地认为导体的电阻跟电压成正比,跟电流成反比。
2.错误地认为无电流通过时,导体的电阻为零。电阻是导体本身的一种性质,只要导体的材料、长度、横截面积、温度都不变,其阻值就不变,跟导体中的电流大小以及有无电流、导体两端的电压大小无关。
一、导体两端的电压为0或通过导体的电流为0时,导体的电阻不变
例1、(2023秋 新昌县期末)为了探究物质的导电性,某同学利用一只废旧的白炽灯进行了如下实验:在甲图中,闭合开关S后,点燃酒精灯加热白炽灯的灯丝,小灯泡L的亮度慢慢变暗了;而在乙图中,闭合开关S后,用酒精灯加热废灯泡灯芯的玻璃柱至红热,小灯泡L慢慢变亮了。关于该实验下列说法不正确的是( )
A.甲图实验说明灯丝是导体,它的电阻会随温度的升高而增大
B.乙图实验说明玻璃是绝缘体,加热后变成了半导体
C.甲乙两图实验说明导体和绝缘体并不是绝对的,一定条件下会发生改变
D.本实验通过观察小灯泡的亮暗来判断物质的导电性,应用的科学方法是转换法
B
例2、 (2023秋 湖州期末)有一块长方体铁块,如图所示,分别沿不同方向接入电路,则( )
A.沿AB方向接入电路时电阻最大
B.沿CD方向接入电路时电阻最大
C.沿EF方向接入电路时电阻最大
D.沿各个方向接入电路时电阻一样大
A
例3、 (2024春 余姚市期末)如图为探究“影响导体电阻大小因素”的一套实验器材(其中A、B、C为锰铜合金,D为镍铬合金)。请回答下列问题。
(1)实验时无法借助仪器直接测得导体电阻大小,而是通过对比
得出。
小灯泡的亮度
(2)为探究导体电阻大小与横截面积的关系,可选取 两根导线进行实验。
(3)本实验在进行现象对比时,存在主观性。若在电路中串联一个
(填“电流表”或“电压表”),则可以通过定量的数据客观地比较导体电阻的大小。
a、c
电流表
欧姆定律适用于纯电阻电路中,且注意“同一性、同时性、统一性”,即适用于同一段导体或同一电路,、、对应于同一时刻,、、 对应的单位是A、、 。
二、运用欧姆定律计算时,不能忽略三个物理量的一一对应
例4、 (2023秋 仙居县期末)学习了伏安法测电阻后,小科想出了只用一只电流表测未知电阻阻值的方法(如图所示),定值电阻R1阻值为R,电源电压保持不变。当只闭合S时,电流表A的示数为I1:S、S1都闭合时电流表示数为I2,则电源电压为 ,R2的阻值为 。(用题中所给字母表示)
I1R
例5、 (2023秋 长兴县校级期末)如图所示的电路中,电源电压恒为10V,电阻R1为5Ω。同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数为2.5A。求:
(1)通过电阻R1的电流。
解:由电路图可知,同时闭合开关S1、S2时,R1与R2并联,电流表测干路电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过电阻R1的电流:
I12A;
例5、 (2023秋 长兴县校级期末)如图所示的电路中,电源电压恒为10V,电阻R1为5Ω。同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数为2.5A。求:
(2)电阻R2的阻值。
解:由电路图可知,同时闭合开关S1、S2时,R1与R2并联,电流表测干路电流。
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电阻R2的电流:I2=I﹣I1=2.5A﹣2A=0.5A,
则电阻R2的阻值:R220Ω。
例6、 (2023秋 绍兴期末)贺州市水利资源丰富,小明设计了如图甲所示的水文站测量桂江水位的原理图。电源电压U=3V,定值电阻R0=10Ω,滑动变阻器R长20cm,最大阻值20Ω。且滑动变阻器的阻值随滑片P从最上端C位置移动到最下端D位置的过程中均匀变化(滑片P移动过程中摩擦不计)。弹簧下端悬挂一重为50N的物体AB,其底面积为0.01m2、长为0.3m。弹簧伸长量与它受到拉力的关系如图乙所示(不计弹簧质量,连接弹簧两端的绝缘细绳不可伸长)。求
(1)当物体AB上表面与水面相平时,物体AB受到的浮力大小;
(1)当物体AB上表面与水面相平时,物体AB刚好浸没水中V排=V物=Sh=0.01m2×0.3m=3×10﹣3m3;
物体AB所受浮力F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N;
(2)当水面从物体AB的上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面的过程中,弹簧伸长了多少cm?
(2)水面与物体AB上表面相平时,弹簧对物体AB的拉力F弹=G物﹣F浮=50N﹣30N=20N;
水面下降至与物体AB下表面相平时,弹簧对物体AB的拉力F弹′=G物=50N;
水面从物体AB上表面逐渐下降至与下表面相平过程中,弹簧拉力的变化量ΔF弹=F弹'﹣F弹=50N﹣20N=30N;
由乙图可知:;
物体AB刚好离开水面时,由可得,弹簧伸长的长度ΔL′15cm;
(3)闭合开关S后,当水面在物体AB上表面时,滑片刚好在滑动变阻器R的最上端C位置,水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面时,电压表的示数是多少?
(3)水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面时,弹簧伸长15cm,即滑片下移15cm,接入电路的电阻变化量ΔR15Ω;
此时滑动变阻器接入电路中的电阻:R′=R﹣ΔR=20Ω﹣15Ω=5Ω;
因R′与R0串联,则通过R'的电流I′=I0.2A;
此时电压表的示数U′=I′R′=0.2A×5Ω=1V。
电路中所并联的用电器越多,并联的电阻个数就越多,相当于增大了导体的横截面积,则总电阻越小;并联电路中某支路的开关断开,总电阻是变大的
三、电路中所并联的用电器越多,电路中的总电阻越小
例7、 (2023秋 杭州期末)如图甲所示电路,滑动变阻器电阻R2的滑片P从下端往上端滑动过程中,电压表与电流表的示数呈图乙所示的规律。求:
(1)当电流表的示数为0.2A时,滑动变阻器R2接入电路的阻值。
(1)由图象可知,当电流表的示数为0.2A时,根据图象可知:R2两端的电压U2′=2V,
则滑动变阻器的连入电路的阻值:
R2′10Ω;
(2)滑动变阻器R2接入电路的阻值变化范围。
(2)由图象可知,电压表示数为零时,电路中的电流最大,即滑片位于上端时,电路为R1的简单电路,此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为0;
当滑片位于下端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大,电流表的示数最小,由图象可知,电压表的最大示数U2=2.5V,电路中的最小电流I小=0.1A,
则滑动变阻器的最大阻值:R2大25Ω;
所以,滑动变阻器R2接入电路的阻值变化范围是0~25Ω;
(3)电源电压和电阻R1各是多大?
(3)由电路图可知,滑片位于上端时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,当由图象可知,电路中的最大电流I大=0.6A,
由I可得,电源的电压:
U=I大R1=0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图象可知,电压表的最大示数U2=2.5V,电路中的最小电流I小=0.1A,
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和和欧姆定律可知:
电源的电压U=I小(R1+R2大)=0.1A×(R1+25Ω)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
因电源的电压不变,由①②解得:
R1=5Ω,U=3V。
例8、 (2022秋 婺城区期末)如图所示的电路中,已知电阻R1:R2=1:3.如果甲、乙两表均为电压表,当开关S闭合时,此时,两表的示数之比U甲:U乙= 如果甲、乙两表均为电流表,当开关S断开时,两表的示数之比I甲:I乙= 。
模块三 巩固提升
1、(2024秋 临平区校级月考)A、B是两个轻质泡沫小球,C是用毛皮摩擦过的橡胶棒,三者相互作用情景如图。则( )
A.A球一定带正电 B.B球一定带正电
C.B球可能不带电 D.A球可能不带电
D
2.如图所示是小勇连接的实验电路,他检在导线连接无误后,闭合开关,发现灯泡L1、L2均不发光,于是他用一根导线来排查故障。当导线连接L1两端时两灯仍不发光,连接L2两端时L1发光、L2不发光。由此判断电路的故障是( )
A.L1断路 B.L2断路 C.L1短路 D.L2短路
B
3、图中甲、乙两个滑动变阻器的外形、尺寸完全相同,而且两个滑动金属片固联在一起,可以同时向左或向右移动同样的距离。已知甲的最大阻值比乙的最大阻值小,以下判断中正确的是( )
A.滑片向左移动时,电灯变亮
B.滑片向右移动时,电灯变亮
C.滑片无论向左或向右移动,电灯亮度不变
D.滑片在滑动变阻器中央时电灯最亮,从中间无论向左、向右移动,电灯都变暗
B
4、如图所示的电路中圆圈内为电流表或电压表,在确保电路安全的前提下闭合开关S,两灯都能发光,下列说法不正确的是( )
A.若两灯串联,表2一定为电流表
B.若两灯串联,表3的示数大于表1的示数
C.若两灯并联,表2为电压表,表3测干路电流
D.若两灯并联,表2为电压表,表3的示数小于表1的示数
C
5、如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则下列判断错误的是( )
A.电源电压为6V
B.R2的最大阻值为20Ω
C.当滑片P位于a点时,电流表示数为0.6A
D.图乙中C点表示滑片P位于滑动变阻器的中点
D
6、把一根粗细均匀的电阻丝弯折成一个闭合的等边三角形abc, 如图所示,图中d点为底边ab的中点.如果c、d两点间的电阻为9,则( )
A.a、c两点间的电阻是6
B.a、c两点间的电阻是8
C.a、d两点间的电阻是4.5
D.a、d两点间的电阻是9
B
7、(2024秋 临平区校级月考)小明用如图所示的器材,探究“影响电阻大小的因素”,a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大,关于此实验,下列说法正确的是( )
A.小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B.利用此装置只能探究导体电阻大小和横截面积的关系
C.利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、材料的关系
D.为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表
D
8、(2024秋 临海市校级月考)某同学利用图甲所示电路探究欧姆定律,电源电压恒定。实验中,将滑动变阻器R2的滑片从最左端移动到最右端,电流表示数与两电压表示数的关系如图乙a、b所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压是5V
B.定值电阻阻值是10Ω
C.图线b是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象
D.当电压表V1、V2的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
B
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次
电压/V 0.5 1 1.2 2
电流/A 0.1 0.2 0.24 0.4
9、某同学在“探究电流与电压的关系”分组实验中,所用电源电压为3V,定值电阻R阻值为5Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,各仪器均完好。请完成下列问题:
(1)实验开始前,发现电流表指针如图乙所示,接下来正确的操作是
;
(2)闭合开关进行实验,移动滑片P到某一位置,电压表的示数如图丙所示,示数为 V;
(3)一小组展示实验数据如表格所示,其他小组发现有一次实验数据是拼凑的,请你指出是第 次实验数据,依据是:
;
(4)分析表格中有效实验数据,初步得出:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
调零
1.6
1
定值电阻R阻值为5Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω1A”,电路中最小电流为0.12A,所以第1次实验数据是拼凑的。
正比
10、(2024秋 临平区校级月考)如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为3Ω,电阻R2的阻值为9Ω。当开关S闭合时,电压表示数为3V。求:
(1)电流表的示数I;
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)因串联电路中各处的电流相等,
所以,电流表的示数:
I=I1=U1R1=3V3Ω=1A;
10、(2024秋 临平区校级月考)如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为3Ω,电阻R2的阻值为9Ω。当开关S闭合时,电压表示数为3V。求:
(2)R2两端的电压U2;
(3)电源电压U。
(2)由I=UR可得R2两端的电压为:
U2=IR2=1A×9Ω=9V;
(3)电源的电压:
U=IR=I(R1+R2)=1A×(3Ω+9Ω)=12V。