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八上第四章 期末备考
(复习范围:4.6-4.7)
考点一、电阻不变,研究电流和电压的关系
考点精要:保持电阻不变,研究电流和电压的关系。
①电流表测量通过电阻R的电流;电压表测量电阻R两端的电压;
②滑动电阻器R′的作用:改变电阻R两端电压。(闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到电阻最大的位置。)该实验保持电阻R不变,改变电阻R两端的电压,研究电流与电阻R两端的电压之间的关系。
结论:导体的电阻不变时,通过导体的电流和它两端的电压成正比。
典例1:(2023八上·余杭期末) 在“探究电流与电压的关系”实验中,选用的实验器材是:电源(3V)、电流表(0﹣0.6A)、电压表(0﹣3V)、定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)某同学根据图甲所示电路图,准备在图乙中实物连线。请你帮助把图乙补画完整。
(2)滑动变阻器在本次实验中除了保护电路,还有一个作用 。
(3)确认电路无误后,闭合开关,共进行4次实验,他们记录的数据如表所示,你认为是第 组(填写实验序号)有可能是伪造的,理由 。
实验序号 ① ② ③ ④
电压/V 0.5 1.2 1.8 2.5
电流/A 0.10 0.24 0.36 0.5
【答案】(1)
(2)改变定值电阻两端的电压
(3)①;如表数据所示,第①组实验时,电压表示数0.5V,电流0.1A,则滑动变阻器的电压为U滑=U-UR=3V-0.5V=2.5V,滑动变阻器连入的阻值R滑=U滑/I=2.5V/0.1A=25Ω,而实验器材中滑动变阻器最大的阻值为20Ω,所以第①组实验数据有拼凑的嫌疑(合理即可)
【解析】(1)滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,电压表选用小量程与定值电阻并联;
(2)根据控制变量法,研究电流与电压的关系时,需调节定值电阻两端的电压;
(3)根据表中数据,由得出第①次实验的电阻;电源电压为3V,根据 U滑=U-UR 计算出变阻器两端的电压,再根据计算变阻器接入的阻值,最后与变阻器的最大阻值进行比较即可。
【解答】(1)滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,电压表选用小量程与定值电阻并联,如图所示:
;
(2)根据控制变量法,研究电流与电压的关系时,滑动变阻器需调节定值电阻两端的电压。
考点二、电压不变,研究电流和电阻的关系
考点精要:保持电压不变,研究电流和电阻的关系。
①电流表测量通过电阻R的电流;电压表测量电阻R两端的电压;
②滑动电阻器R′的作用:保持电阻R两端电压不变。(闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到电阻最大的位置。)2·com
③更换不同的电阻做实验保持电阻R两端的电压不变,改变电阻R,研究电流与这段导体的电阻之间的关系。【来源:21·世纪·教育·网】
结论:导体两端的电压不变时,通过导体的电流和它的电阻成反比。
典例2:(2024八上·临海期末)为探究“电流与电阻的关系”,小明开展相关实验。器材有:电源(恒为6V)、滑动变阻器(1A,50Ω)、电压表、电流表(0~0.6A)、电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、导线若干。
(1)根据电路图甲连接实物图乙。
(2)分析丙图可得出的结论是 。
(3)实验结束后,为了得到更加可靠的普遍规律,小明又找来一个50Ω的电阻接入电路,但无论怎么移动滑片都无法使电压表示数达到丙图中的设定值。请分析出现此现象的原因 。
【答案】(1)
(2)电压一定时,电流与电阻成反比
(3)这是串联电路,具有分压特点。电源电压6V,滑动变阻器最大阻值50欧,定值电阻50欧,滑动变阻器最大只能分走3V电压,无法分走4V电压,即无法使定值电阻两端电压为2V。
【解析】根据电压、电流、电阻的关系,即电流=电压/电阻分析解答。
【解答】(1)由图丙可知,定值电阻两端电压为U=IR=0.5A×5Ω=2.5V,故电压表选用小量程并联在定值电阻两端;滑片在最左端时滑动变阻器接入阻值最大,故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
;
(2)由图丙可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比;
(3)定值电阻两端电压为2.5V,变阻器两端的电压:U滑=U-Uv=6V-2.5V=3.5V,
根据串联电路的分压规律得到:,即:,,当滑动变阻器的阻值为50Ω时,它的分压为3V,也是它的最大分压,无法分走4V电压,即无法使定值电阻两端电压为2V。
故答案为:(1) ;(2)电压一定时,电流与电阻成反比;(3)这是串联电路,具有分压特点。电源电压6V,滑动变阻器最大阻值50欧,定值电阻50欧,滑动变阻器最大只能分走3V电压,无法分走4V电压,即无法使定值电阻两端电压为2V。
考点三、欧姆定律的应用
考点精要:电阻R一定,导体中的电流I跟这段导体两端的电 ( http: / / www.21cnjy.com )压U成正比;电压U不变,导体中的电流I跟导体的电阻R成反比。对于欧姆定律I=U/R的变形公式R=U/I不能理解为导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过的电流成反比,因为导体的电阻大小由导体本身的长度、横截面积、材料、温度等因素决定。
典例3:(2022·浙江杭州·八年级期末)以下对欧姆定律的认识,其中正确的是( )
A.欧姆定律揭示了导体的电阻与导体两端电压、通过导体的电流有关
B.同一导体,它两端电压越大,通过它的电流也越大
C.当加在导体两端的电压改变时,电压与电流的比值也随之改变
D.根据欧姆定律的变形公式可知:导体的的电阻随电压和电流的变化而变化
【答案】B
【解析】A.电阻是导体本身的一种性质,与电流和电压无关,欧姆定律研究的是电流与电压、电阻的关系,故A错误;
B.同一导体,电阻不变,由可知,它两端电压越大,则通过它的电流也越大,故B正确;
C.电阻是导体本身的一种性质,与电流和电压无关,当加在导体两端的电压改变时,电压与电流的比值等于电阻值,保持不变,故C错误;
D.电阻是导体本身的一种性质,与电流和电压无关,不能说导体的电阻随电压和电流的变化而变化,故D错误。
考点四、伏安法测电阻
考点精要:伏安法测电阻:
原理:根据R=U/I;
电路图:用电压表测出电阻R两端电压;用电流表测出通过电阻R的电流,然后计算出电阻的值。
典例4:(2024八上·武义期末)同学们通常用“伏安法”测量并计算某导体的电阻。科学兴趣小组设计并制作了一个可以直接测量电阻阻值的仪器。他们设计了如图甲所示的电路,a、b为接线柱用于接待测电阻。当a、b接入电阻阻值不同时,电流表示数也随之改变,在电流表相应位置标上对应电阻值。已知电源电压恒为9V,电流表量程为0.6A。
⑴根据电路图甲用笔画线代替导线在图乙中完成实物图的连接,使滑片P向右移时阻值变小。
⑵标零。用导线将a、b直接连起来,移动滑动变阻器R的滑片P,使电流表指针正好偏转到满刻度0.6A处,在此刻度处标为“0Ω”,如图丙所示,此时变阻器接入电路中的阻值R= 。
⑶标刻度。调零后保持滑动变阻器阻值不变,将一个阻值为30Ω的定值电阻接入a、b接线柱后,计算此时电流表示数应为 A,在电流表该刻度处标上“30Ω”。据此原理,可把电流表改为测量电阻的仪器。
⑷测量。使用制作的测电阻仪器测未知导体的电阻。
【答案】;15;0.2
【解析】考查滑动变阻器使用方法,欧姆定律的应用。
【解答】(1)滑片向右移时阻值变小,所以应取右下方的接线柱,图略;
(2) R= U/I=9V/0.6A=15 Ω ;
(3)I=U/R=9U/(15 Ω +30 Ω )=0.2A,故答案为0.2A。
考点五、串联电路的特点
考点精要:在串联过程中电流的大小处处相等(I总=I1=I2=……=In),串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和U总=U1+U2+……+Un,导体串联相当于增加了导体的长度,因此 ( http: / / www.21cnjy.com ),串联导体的总电阻大于任何一个串联导体的电阻,总电阻等于各串联导体电阻之和,即R=R1+R2+……+Rn。如果用n个阻值均为R0的导体串联,则总电阻R=nR0。
典例5:(2023八上·浙江省台州市临海期中) 小科按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻R的阻值。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为 V,电阻R的阻值为 。
【答案】2.5;5
【解析】对于电压表和电流表的读数,要看清所选的量程和分度值;此题中,电压表量程为0~3V,对应的分度值为0.1V;电流表量程为0~0.6A,对应的分度值为0.02A;根据欧姆定律可计算出电阻的阻值。
【解答】题中电压表所选量程为0~3V,对应的分度值为0.1V;根据指针所指位置可读出电压值为2.5V;
题中电流表所选量程为0~0.6A,对应的分度值为0.02A;根据指针所指位置可读出电流值为0.5A;
根据欧姆定律可求出电阻值:;
考点六、并联电路的特点
考点精要:在并联电路中干路电流等于各支路电流之和(I总=I1+I2+……+In),并联电路两端的总电压与各支路两端电压相等。(U总=U1=U2=……=Un),导体并联,相当于增大了导体的横截面积,因此,并联导体的总电阻小于任何一个并联导体的电阻。
典例6:(2024八上·临平期末)如图所示电路,,R2为未知电阻,电源电压不变。只闭合,电流表示数为;、均闭合,电流表示数为。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值。
【答案】(1)解:U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
U=U1=3V
(2)解:I=I1+I2
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A
R2=U2/I2=3V/0.2A=15Ω
【解析】(1)由电路图可知,只闭合S1时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源电压;
(2)S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变,根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流,利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出R2的阻值。
【解答】(1)由电路图可知,只闭合S1时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,
则电源电压:U=I1R1=0.3A×10Ω=3V;
(2)S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以此时通过R1的电流仍为0.3A不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2的电流:I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以得R2的阻值:。
考点七、电路动态分析
考点精要:串联电路中电压与电阻成正比,即=(分压原理),因此串联电路中,电阻越大电压就越大,当其中一个电阻增大时,它两端的电压也会变大,又因为电路总电压不变,所以其他用电器的电压就会变小。并联电路中,电流与电阻成反比,即=(分流原理),因此串联电路中,电阻越大电流就越小。
典例7:(2024八上·滨江期末)如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,其中,油量表是用 表改装而成的;当油箱中的油面下降时,R接入电路的电阻将 ,油量表的示数将 。(后两空均填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】电压;增大;增大
【解析】(1)根据电压表并联在电路中,电流表串联在电路中,判断油量表的类型;
(2)根据油面的变化可知浮标的变化,进一步可知滑片的移动,从而得出R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R0两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R两端的电压变化
【解答】(1)由图可知,油量表并联在R两端,所以油量表是由电压表改装而成的;
(2)当油箱中的油面下降时,浮标下移,在杠杆的作用下滑片上移,R接入电路中的电阻增大,电路中的总电阻增大,
由可知,电路中的电流减小,
由U=IR可知,R0两端的电压减小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以R两端的电压增大,即油量表(电压表)的示数增大。
考点八、电路故障分析专题
考点精要:
故障 原因
闭合开关后,灯泡忽明忽暗,两表指针来回摆动 电路某处接触不良
闭合开关前灯泡发光,闭合开关后灯泡不亮了两表也无示数 开关与电源并联导致所有东西都被短路
闭合开关后灯泡不亮电流表几乎无示数电压表所呈示数几乎为电源电压 灯泡断路故电压表串联到了电路中或电流表与电压表位置互换
闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片灯泡亮度与两表示数均无改变 变阻器没有按照一上一下的方法来接
闭合开关后,无论怎样移动滑片灯泡都不亮 电路某一处断路或灯泡被导线或电流表短路
典例8:如图所示,当开关S闭合时,发现灯泡L1、L2均不发光,电流表无示数,电压表示数约等于电源电压,根据上述现象,下列判断正确的是( )
A.灯泡L2断路 B.电流表断路 C.灯泡L1断路 D.灯泡L2短路
【答案】A
【解析】电压表有示数,则说明它与电源两极直接连通;否则,它与两极之间存在断路。当电压表和电流表串联时,由于电压表的内阻很大,也会导致电流表的示数几乎为零,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,开关S闭合时,发现灯泡L1、L2均不发光,电流表无示数,说明电路断路。电压表示数约等于电源电压,说明电压表的正、负接线柱与电源正、负极之间是连通的,即电压表测量的用电器发生断路,故灯泡L2断路。
故选A。
1.(2024八下·鄞州期中)电动汽车利用旋钮变阻器实现对转速的控制,车速仪由电路中的电流表改装,图中0、E、F为变阻器的三个接线柱。驾驶员踩下“油门”,旋钮滑片逆时针转动,车速仪示数变大。则与M、N相连接的是( )
A.E和F B.0和E C.0和F D.以上接法均可
【答案】B
【解析】旋钮滑片逆时针转动,车速仪示数变大,连入电路电阻变小,据此分析。
【解答】由题意可知,驾驶员踩下“油门”,旋钮滑片逆时针转动,此时车速仪示数变大,电路中的电流变大,根据欧姆定律,电路的总电阻变小,则变阻器连入电路的电阻变小,如果接线柱M接0点,则接线柱N应该接E点。故B正确。故答案为:B。
2.(2024八上·南浔期末)比较法是一种科学研究方法,是通过观察、分析,找出研究对象的相同点和不同点。它是认识事物的一种基本方法。在学习电学过程中,小明对“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”的这两个实验进行比较,下列说法不正确的是( )
A.两个实验采用的都是控制变量的研究方法
B.两实验的实验电路在教科书中是相同的
C.前者收集多组数据的目的,是为了得出电流跟电阻的定量关系
D.后者收集多组数据的目的,是为了取电阻的平均值,减小误差
【答案】A
【解析】这两个实验都需要测量出通过电阻的电流和其两端的电压,实验电路图都是相同的,在做“探究电流跟电阻的关系”时,要控制电阻两端的电压不变;伏安法测量电阻实验要采用多次测量取平均值的办法来减小误差。
【解答】A、在“探究电流跟电阻的关系”时需要采用控制(电压不变)变量法,而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法,故A符合题意;
B、这两个实验的实验电路图都相同,故B不符合题意;
C、探究电流与电压的关系实验,进行多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系,故C不符合题意;
D、伏安法测电阻阻值实验,后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差,故D不符合题意。
故选:A。
3.在如图所示的电路中,电源电压恒定,电阻R1=R2。当闭合开关时,若发现两个电流表示数相等,且均在正常值范围内,则出现的故障是( )
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
【答案】B
【解析】根据图片可知,两个电阻并联,它们两端的电压都等于电源电压,且它们的阻值相等,根据可知,通过两个电阻的电流也相等。电流表A1测总电流,A2测通过电阻R2的电流,根据I总=I1+I2可知,前者的示数应该是后者的2倍。
A.R1短路时,R2同时被短路,A2的示数为零,A1的示数会很大,超出正常范围,故A不合题意;
B.R1断路时,只有R2工作,此时两个电流表都测通过它的电流,因此示数相等,故B符合题意;
C.R2短路时,R1同时被短路,A2的示数为零,A1的示数会很大,超出正常范围,故C不合题意;
D.R2断路时,A2的示数为零,A1的示数不为零,故D不合题意。
4.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,当开关S闭合时( )
A.电压表示数变小,电流表示数变小,灯变暗
B.电压表示数变大,电流表示数变大,灯变亮
C.电压表示数不变,电流表示数不变,灯的亮度不变
D.电压表示数不变,电流表示数变小,灯变暗
【答案】C
【解析】首先根据电路图确定电路的串并联关系,然后确定电表所测的物理量,最后利用串并联电路的特点,结合欧姆定律,对电表的示数变化进行判断即可。
根据电路图可知,灯泡L与定值电阻R并联,电压表测电源电压,而电流表测通过灯泡的电流。
当开关S断开时,电路里只有灯泡自己工作,此时电压表的示数等于电源电压,而电流表的示数为;
当开关S闭合时,电路里灯泡与定值电阻R并联,电压表的示数仍然等于电源电压,电流表的示数还是 ,因此电压表和电流表的示数不变,灯泡的亮度也不变。故C正确,而A、B、D错误。
5.(2022·浙江宁波·八年级期中)某学习小组在一次实验探究中利用电压表和电流表测得了多组数据,记录如下表。请根据表中给出的数据,判断分析出他们实验时的电路可能是图中的( )
U/V 3.0 2.5 2.0 1.8 1.5 1.3
I/A 0.20 0.30 0.40 0.44 0.50 0.54
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由表中的数据分析可知,随着电流的增大,电压表的示数是越来越小的。
A.电压表测量的是电源的电压,电压表的示数不会变化,故A错误。
B.电压表测量的是电源的电压,电压表的示数不会变化,故B错误。
C.电压表测的是变阻器两端的电压,当电流增大时,定值电阻两端的电压变大,根据串联电路中电压的特点可知,电压表的示数应变小,符合题意,故C正确。
D.电压表测量的是定值电阻两端的电压,当电流增大时,电压表的示数也变大,与题意不符,故D错误。
6.(2022·浙江金华·八年级期末)某科技小组设计了一种压力测量仪。在如图所示的各电路中,电源电压不变,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,滑片会随金属片受到的压力大小而上下平移,压力表实际上是一个电压表。能够实现压力越大,压力表示数越大的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.电路中压力表测R的电压,当金属片受到的压力增大时,R阻值变大,根据串联电路分压规律,电阻越大,则分得电压也越大,故压力表示数变大,故A正确。
B.电路中压力表测电源电压,示数始终不变,故B错误。
C.电路中压力表测R0的电压,当金属片受到的压力增大时,R阻值变大,根据串联电路分压规律,电阻越大,则分得电压也越大,所以R0两端电压变小,故压力表示数变小,故C错误。
D.电路中压力表测电源电压,示数始终不变,故D错误。
7.在课外科技实践活动中,某物理兴趣小组看到市场上使用的电子秤后,设计了一种电子秤.原理如图所示,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,当物体放在秤盘上时,滑片下移.现将秤盘上增加重物后,下列说法正确的是( )
A.电流表读数变大,电压表读数变小 B.电流表读数变小,电压表读数变小
C.电流表读数不变,电压表读数变大 D.电流表读数变小,电压表读数变大
【答案】C
【解析】滑动变阻器R和定值电阻R0串联在电路中,并且R相当于一个定值电阻接入电路中,电压表测R上半部分电压,电流表测电路中电流,
闭合开关S,将秤盘上增加重物后,滑片下移,电路中总电阻不变,根据I=电路中电流不变,即电流表示数不变;
由U=IR,电压表所测部分电阻增大,所以电压表示数变大.所以ABD错误,C正确.故选C.
分析电路的连接方式,判断电流表和电压表测哪个电路元件的电流和电压,进一步根据欧姆定律判断电流和电压的变化.
8.(2020八上·滨江期末)如图是酒驾检测中酒精测试仪的简化电路图。R0为定值电阻,R1为气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度增大而减小。闭合开关,电源电压保持不变,若驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,测试仪的电路中电流 , 电压表示数 。(填增大、减小或不变)
【答案】 增大;增大
【解析】首先根据酒精浓度的变化确定气敏电阻R1的阻值变化,再根据R总=R0+R1确定总电阻的变化,接下来根据“电流与电阻的反比关系”确定电流的变化,最后根据U=IR判断电压表的示数变化。
【解答】根据电路图可知,定值电阻R0与气敏电阻R1串联,电流表测总电流,电压表测R0的电压。若驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,那么R1的阻值减小。据R总=R0+R1可知,总电阻变小,因此总电流变大。根据U0=I0R0可知,电压表的示数增大。
9.如图所示,电阻R0=20 Ω,R=30 Ω,电源电压保持9 V不变,当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表的示数是________V,电流表示数是________A。滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表的示数是________V,电流表示数是________A。
【答案】3.6;0.18;9;0.18
【解析】根据电路图可知,定值电阻R0与变阻器串联,且无论滑片怎样移动,变阻器都是全部阻值接入电路。
(1)当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表只与定值电阻R0并联,只测R0两端的电压。首先根据计算出总电流,再根据U0=I0R0计算电压表的示数即可;
(2)滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表测它们的总电压,但是电流表的示数不变,根据(1)中的分析计算即可。
【解答】根据电路图可知,定值电阻R0与变阻器串联,且无论滑片怎样移动,变阻器都是全部阻值接入电路。
(1)当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表只与定值电阻R0并联,只测R0两端的电压。
此时通过电路的总电流;
此时电压表的示数U0=I0R0=0.18A×20Ω=3.6V。
(2)滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表测它们的总电压,
那么此时电压表的示数U=U总=9V;
由于总电阻保持不变,所以总电流保持不变;
那么此时电流表的示数还是0.18A。
10.(2024八上·南浔期末)如图为一种测量体重的装置,其中体重示数计是由 (选填“电流”或“电压”)表改装成的;当体重越重时,电表示数 (选填“越大”或“越小”)。
【答案】电流;越大
【解析】滑动变阻器和定值电阻串联接入电路,体重示数计串联接入电路,所以体重示数计为电流表,电路总电阻等于各部分电阻之和,分析电路总电阻的变化,根据欧姆定律可知电流表示数的变化。
【解答】滑动变阻器和定值电阻串联接入电路,体重示数计串联接入电路,所以体重示数计为电流表,由电路图可知,变阻器的上部分连入电路,体重越大,滑片向上移动的越多,变阻器连入电路中的电阻越小,电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻越小,由欧姆定律可知通过电路电流越大。
11.王璐同学对电学中的一个重要元件——滑动变阻器的作用进行归纳,发现除了“保护电路”这一作用外,它在不同电路中还有着不完全相同的作用,请你与王璐同学一起完成以下问题:
(1)如果图是研究欧姆定律的实验,在该实验中:当“探究导体中的电流与导体两端的电压的关系”时,滑动变阻器的作用是___________;当“探究导体中的电流与导体的电阻的关系”时,滑动变阻器的作用是___________;
(2)如果图是“伏安法测电阻”的实验,在该实验中滑动变阻器的作用是为了___________,减小实验的误差。
【答案】改变电阻两端的电压(和通过的电流) 保持电阻两端的电压不变 多次测量求平均值
【解析】(1)[1]探究导体中的电流与导体两端的电压的关系时,保持电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,滑动变阻器的作用可以改变电路中的电流和电阻两端的电压。
[2]探究导体中的电流与导体的电阻的关系时,保持电阻两端的电压不变,改变电路中的电阻,滑动变阻器的作用是保持电阻两端的电压不变。
(2)[3]伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压和通过的电流,多次测量求平均值,减小实验的误差。
12.(2022·浙江宁波·八年级期末)图甲为“伏安法”测电阻的实验电路。
(1) 请用笔画线代替导线将电路补充完整;
(2) 闭合开关,当滑动变阻器的滑片移动到某一位置时,电压表和电流表的指针位置如图乙,则被测电阻的阻值为___________欧;
(3) 为减小实验误差,需进行___________。
【答案】 6 见解析
【解析】(1)[1]在“伏安法”测电阻的实验中,除了电压表与电阻并联,其它的都是串联。滑动变阻器接线“一上一下”,根据甲图知道,只需将变阻器右下角的接线柱与定值电阻右端相连即可,如下图
(2)[2]根据图乙知道,电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数为1.8V。电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,则被测电阻的阻值
(3)[3]为减小实验误差,需进行多次测量求平均值。
13.(2024八上·临平期末)小明同学利用图甲所示的电路进行了两个电学实验。实验中电源电压为3V且恒定不变,滑动变阻器的规格为“10Ω,1.5A”。
(1)第一个实验“测量电阻Rx的阻值”。小明在A、B间接入待测电阻Rx,然后不断改变滑动变阻器的滑片位置,读出相应电流表电压表的读数,测得数据如表一。
表一
实验序号 电压/V 电流/A
1 2.0 0.20
2 2.5 0.24
3 2.8 0.28
表二
实验序号 电阻/Ω 电流/A
1 5 0.30
2 10 0.20
3 20 0.12
①请你用笔画线代替导线,在答题卷相应位置将图乙中的实物图连接完整 ;
②滑动变阻器在本实验中的作用是 ;
③根据表一数据可得Rx= 。
(2)第二个实验“探究电流跟电阻的关系”。小明在AB间分别接入阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻,记下电流表的示数,数据如表二。结果显示,通过导体的电流不与导体的电阻成反比,原因是在实验中 。
【答案】(1)电路如图;保护电路和改变Rx两端的电压获得多组数据;10Ω
(2)未保持电阻两端电压不变
【解析】(1)①根据表一中的数据确定电压表量程,将电压表并联在Rx两端;滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中;
②该实验中,滑动变阻器的基本作用是保护电路;为减小误差,要多次测量取平均值,据此分析;
③根据表一中的数据利用求出三次实验的电阻,然后取平均值作为Rx的阻值;
(2)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变。
【解答】(1)①由表一中的数据可知,电压表选用小量程并联在Rx两端;滑动变阻器上下各选一个接线柱与Rx串联在电路中,如下图所示:
;
②该实验中,滑动变阻器的作用是:保护电路;为减小误差,要多次测量取平均值,故滑动变阻器还有改变定值电阻两端电压的作用;
③由表一中的数据可知,三次实验的电阻为:
,
,
,
则;
(2)探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”需控制电阻两端的电压不变,分析表格数据结合U=IR可知实验中没有控制电阻两端的电压一定。
14.(2024八上·南浔期末)小明用如图所示的电路做“探究一定电压下,电流与电阻的关系”实验时,保持定值电阻两端的电压为2V不变,多次更换定值电阻进行实验,实验室提供的实验器材有:电源(3节新干电池串联),电流表、电压表各一个,开关一个,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),一个滑动变阻器(规格为“20Ω1.5A”),导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线将图中的实物电路连接完整;
(2)如图所示,电路连接完整后,小明应将滑动变阻器的滑片移至 (选填A或B)端后,再闭合开关进行实验。
(3)在接入25Ω的电阻进行实验时,小明发现,不管怎样移动滑片,都不能使电压表的示数变为2V。小明通过在原电路中增加或减少实验室提供的原有器材,解决了上述问题,并完成了实验。他采取的操作可能是: (列举一种方法即可。)
【答案】(1)解:如图所示:
(2)A
(3)减少一节干电池
【解析】(1)保持定值电阻两端的电压为2V不变,故电压表选用小量程与电阻并联;
(2)为保护电路,电路连接完整后,小明应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处;
(3)根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,由分压原理求出在接入25Ω的电阻进行实验时变阻器连入电路中的电阻与原滑动变阻器的最大电阻比较,故可得出都不能使电压表的示数变为2V的原因,据此分析。
【解答】(1)保持定值电阻两端的电压为2V不变,故电压表选用小量程与电阻并联,如下所示:
(2)如图,电路连接完整后,小明应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处的A端,再闭合开关进行实验。
(3)根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为4.5V﹣2V=2.5V,变阻器的电压是电压表法数的=1.25倍,由分压原理,在接入25Ω的电阻进行实验时,变阻器连入电路中的电阻至少为:1.25×25Ω=31.25Ω>25Ω,故不管怎样移动滑片,都不能使电压表的示数变为2V(大于2V),故可减小一节干电池完成实验。
15.(2022·浙江宁波·八年级期中)小宁用如图甲所示的电路图,探究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6V。改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的2次实验的电流和电阻值,描绘在图乙中。
(1)请用笔画线代替导线,在图丙中将电压表正确连入电路;___________
(2)实验中,她所选择的变阻器规格是___________(填序号);
A.10Ω 0.5A B.20Ω 1A C.50Ω 2A
(3)图乙中阴影部分面积表示的科学量是___________;
(4)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障可能是________。
【答案】 C 电压 电阻R断路
【解析】(1)由图乙可知当电阻为20Ω时,对应电流是0.1A,R两端电压是UV=I1R1=0.1A×20Ω=2V
所以电压表的示数为2V不变,所以电压表的量程为0~3V,然后把电压表并联在定值电阻的两端,如下图所示:
(2)[2]由图乙可知,实验中的最小电流I1=0.1A,电压表的示数UV=2V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压U滑=U-UV=6V-2V=4V
滑动变阻器接入电路中的电阻所以,滑动变阻器的规格为C。
(3)阴影部分为横、纵坐标的乘积,即阴影部分的面积为U=IR=0.2A×10Ω=2V表示物理量是电压。
(4)实验过程中,出现了电流表示数为0,可能电路中出现断路,电压表示数接近6V,可能电阻R断路。
16.(2022·浙江台州·八年级期末)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,所用的器材有:学生电源(选择4V档),阻值为5Ω、8Ω、10Ω、 20Ω、25Ω的定值电阻,“30Ω 1A” 的滑动变阻器,电流表,电压表,开关和导线若干。小明连好电路后,按下列步骤进行实验:
实验次数 1 2 3 4 5
电流I/A 0.4 0.25 0.2 0.1 0.08
电阻R/Ω 5 8 10 20 25
步骤一:将R=5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器,当滑片位于A点(如图甲)时,电压表的示数为2V,观察电流表示数(如图乙)。
步骤二:将定值电阻换成8Ω接入电路,移动滑动变阻器滑片,当电压表的示数为2V时,滑片位于B点。
步骤三:小明再将定值电阻换成其他阻值接入电路后,重复上述实验,将结果记录在表格丙中。
请结合上述过程回答下列问题:
(1)连接图甲电路时,应将开关断开,滑动变阻器的滑片P应处在___________端(选填“左”或“右”),以保护电路。
(2)步骤一中电流表指针偏转过小,为了提高测量的准确性,应进行的操作是___________。
(3)步骤一、二中,滑片位置B应该在A点的___________ (选填“左边”或“右边”)。
(4)由表格丙可得,该实验的结论是___________。
【答案】右 断开开关,电流表改接到0~0.6A的量程 右边 当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
【解析】(1)[1]由甲图知道,滑片在最右端时阻值最大,所以,连接图甲电路时,应将开关断开,将滑动变阻器的滑片P应处在右端。
(2)[2]步骤一中电流表指针偏转过小,为了提高测量的准确性,应进行的操作是:断开开关,电流表改接到0~0.6A的量程。
(3)[3]在实验中,电压表的示数保持不变,即定值电阻和变阻器两端的电压比值不变。根据“在串联电路中,电压的分配与电阻成正比”知道故R变'>R变
即滑片位置B应该在A点的右边。
(4)[4]由于将表格中每组数据中的电阻和电流相乘,乘积都等于2,故得到结论:当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
17.(2022·浙江缙云县八年级期末)小科和同学们在做“研究电流与电压的关系”实验过程中:
(1)小科和同学们经过讨论,完成了“研究电流与电压的关系”两次实验电路的设计,如图甲、乙所示。由图甲改进为图乙,是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能改变_________,进行多次测量,方便寻找普遍规律;
(2)请用笔画线代替导线,帮助小科按电路图乙,将图丙中的实物电路连接完整_________;
(3)小科连完电路,闭合开关后,发现电流表的示数为0,电压表有示数。若电路仅有一处故障,则故障为_________;
(4)在排除故障后,用同一定值电阻进行实验,移动滑动变阻器的滑片P位于不同位置,读出电表的示数并记录。数据如下表。则可得出结论_________。
电压U/V 3.00 2.50 2.00 1.50
电流I/A 0.30 0.25 0.20 0.15
【答案】电阻R两端的电压 定值电阻R断路 见解析
【解析】(1)[1]研究电流与电压关系实验中,要控制电阻不变,为得出普遍性的结论,要多次测量,由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节使电阻R两端的电压改变。
(2)由图乙可知,变阻器的滑片向右移动,变阻器连入电路的电阻变小,连接B接线柱,如图所示
(3)闭合开关后,发现电流表示数为零,说明电路出现断路,电压表有示数,可能是定值电阻断路。
(4)[4]由表中数据可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比。
18.(2024·浙江)小科用“伏安法”测量未知电阻R的阻值。
(1)根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙的实物图补充完整。要求滑动变阻器滑片向右滑动时它的电阻增大、电压表选择合适的量程。
(2)电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图丙所示,则电阻R的阻值为 Ω。
(3)他接着移动滑动变阻器的滑片测出多组电压和电流的值,算出对应的电阻值及电阻的平均值。计算电阻的平均值的目的是 。
(4)测出电阻R的阻值后,小科还对标有2.5V的小灯泡的电阻进行了测量,他测量了多组数据,如下表所示。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 2.5 2.1 1.7 0.9 0.1
电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.19 0.05
电阻R/Ω 8.93 8.08 7.08 4.74 2.00
小灯泡亮度 亮度越来越暗
小科发现5次测量的电阻值相差较大,和其他小组交流发现都存在类似情况,且小灯泡的电阻随电压减小而减小,亮度也变暗。同学们认为这种情况不是误差造成的,而是小灯泡电阻受 影响。
【答案】(1)
(2)5
(3)为了减小误差
(4)温度
【解析】(1)根据电池的节数确定电源电压的范围,进而确定电压表的量程。滑动变阻器滑片向右滑动时它的电阻增大,由此可知滑动变阻器下面接线柱是哪一边的接入电路;
(2)电流表读数时要先分析量程和分度值,再进行读数,由欧姆定律计算阻值;
(3)为了实验数据的精确度可以多测几组数据求平均值,从而减小误差;
(4)小灯泡的阻值和温度有关,灯泡的亮暗程度表示灯泡的实际功率大小
【解答】(1)根据图片可知,两节干电池则电源电压为3V,所以电压表选择0~3V量程。滑动变阻器滑片向右滑动时它的电阻增大,所以滑动变阻器左下接线柱接入电路,电路连接如图所示;
;
(2)电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以读数为0.3A;
则电阻R的阻值:;
(3)他接着移动滑动变阻器的滑片测出多组电压和电流的值,算出对应的电阻值及电阻的平均值。计算电阻的平均值的目的是为了减小误差;
(4)同学们认为这种情况不是误差造成的,而是小灯泡电阻受温度影响。
19.小科想利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,已知R0的阻值是20Ω。当闭合S1、断开S2时,电流表的示数是0.3A;当S1、S2均闭合时,电流表的示数是0.5A。求
(1)电源两端的电压;
(2)电阻Rx阻值。
【答案】(1)由电路图可知,当S1闭合、S2断开时,只有电阻R0接入电路,电流表测通过R0的电流,I0=IA=0.3A,
由I= 可得,电源电压U=U0=I0R0=0.3A×20Ω=6V;
(2)当S1、S2都闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,
并联电路中支路间线不影响,所以R0的电流不变,
由并联电路特点可得,通过电阻Rx的电流:Ix=IA′﹣IA=0.5A﹣0.3A=0.2A,
Rx的两端电压:U=Ux=6V,由I= 可得,电阻Rx阻值:Rx= = =30Ω;
【解析】本题考查了求电源电压、电阻阻值问题,分析清楚电路结构、熟练应用并联电路特点、欧姆定律即可正确解题。(1)由电路可知,当S1闭合、S2断开时,只有电阻R0接入电路,电流表测通过R0的电流,由欧姆定律求出电源电压;(2)当S1、S2都闭合时,两电阻并联接在电源两端,电流表测干路电流;由并联电路特点求出通过电阻Rx的电流,然后欧姆定律可以求出电阻Rx阻值。
20.(2021八上·杭州期末)下图甲是一个电子拉力计原理图,硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计)。电压表量程为0~3V,a、b是一根长为6cm的均匀电阻丝,阻值R1=30 ,电源电压U=6V。
(1)要保证电压表能正常工作,电路中R。至少应为________。
(2)当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,闭合开关后电压表的读数为________V
(3)已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系如图乙所示,若R0=45 ,通过计算说明,开关S闭合后,当电压表指针指在0.8V处,作用在拉环上水平向右的拉力为多大?此拉力器量程为多少?
【答案】(1)30Ω (2)0V
(3)当开关S闭合后,电压表的指针在0.8V处,
这时电流为:;
这时变阻器的电阻为:;
这时弹簧伸长:;
根据图乙可知,这时拉力受到的水平拉力为200N;
当弹簧伸长6cm时,受到的拉力是600N。
那么拉力器的量程是200N~600N。
【解析】(1)保证电压表能正常工作,其实就是当变阻器全部使用时电压表的示数最大为3V。首先根据计算出串联电路电流,然后根据计算出R0两端的电压,最后根据欧姆定律计算它的阻值即可;
(2)首先确定滑片在a端时的阻值,然后根据U=IR计算它的电压即可;
(3)当开关S闭合后,电压表的指针在0.8V处,根据欧姆定律计算出这时变阻器接入电阻;接下来根据电阻与长度成正比,计算出弹簧伸长的长度,根据图乙确定此时的拉力,这就是拉力器的最小值;当弹簧伸长6cm时的拉力就是拉力器的最大值,据此确定拉力器的量程。
【解答】(1)当电压表的示数为3V时,通过电阻R1的电流为:;
这时电阻R0的电压为:;
那么R0的最小值为:;
(2)当拉环不受拉力作用时,滑片P处于a端,这时变阻器电压表并联的电阻为0,它的示数肯定为0V;
21.(2021八上·柯桥月考)在综合实践活动中,为了防止某器械所受压力过大,科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路,如图所示,电源电压恒为15V,报警器(电阻不计)通过的电流达到或超过10mA会报警,超过25 mA会损坏。其阻值随压力F的变化规律如下表所示。
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻RX/Ω 500 480 460 440 420 380 …
(1)当压敏电阻不受压力时,滑动变阻器能否移到最小阻值端?
(2)当压敏电阻Rx所受压力达到250N时,报警电路就实现报警功能,则此时滑动变阻器的接入阻值是多少?
(3)现要提高该器械其所受的最大压力,则该电路应做如何调整?
【答案】(1)I=15V/500Ω=30mA>25mA,不能
(2)报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,
由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为: ,
由表格数据可知,压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,
则压敏电阻受到的压力为250时,
其阻值为 ,
所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R滑=R-Rx=1500-400=1100Ω。
(3)可在电路中串联电阻
【解析】从表格数据知,压敏电阻每增加50N,电阻减小20.求出压力为500N时的电阻,进一步求出电路总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值至少为多少。
(1)由于报警器超过25mA会损坏,而I=15V/500Ω=30mA,30mA>25mA,因此当压敏电阻不受压力时,滑动变阻器不能移到最小阻值端。
(2)报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为:,由表格数据可知,压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,则压敏电阻受到的压力为250时,其阻值为 , 所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R滑=R-Rx=1500-400=1100Ω。
(3)现要提高该器械其所受的最大压力,可在电路中串联电阻。
由图象可知,此时弹簧所受压力为20N,即G′=F′=20N,所以物体的质量 ;
(3)刻度不均匀,而且当物重增加时,电表示数反而要降低
【解析】(1)根据题意得出最大称量时,弹簧的压缩量,并从图象中读出此时弹簧受到的压力,并且压力等于重力,利用 即可求出最大称量;当滑片在a端时,电路中电流最大,利用欧姆定律求出此时电路中的最大电流,根据最大电流即可确定电流表的量程;(2)已知电源电压、电流以及R0的阻值,利用欧姆定律即可求出此时接入电路的阻值,再根据题意求出弹簧的压缩量,从图象中读出此时的压力,利用 即可求出此时物体的质量;(3)根据欧姆定律表示出电流与R的关系,分析关系式即可得出电流I与电阻R不成正比,也不成反比;根据这一特点分析其方案的最大不足之处。本题主要考查欧姆定律的应用以及滑动变阻器使用的掌握情况,本题的难点为(3)小题分析其方案的不足,只有找出不足之处,才会设计出符合要求的电路.
【解答】(1)当弹簧的压缩量为6cm时,称为最大称量;
由图象可知,此时弹簧所受的压力为60N,即G=F=60N,所以 ;
由图可知,当滑片P在R的a端时,电路中的电流最大,即 ;
即为电流表的最大量程为0~0.6A;(3)由 可知,U、R0为定值,I与R不成正比,也不成反比,即I不能随R的变化而均匀变化,故该方案的最大不足是表盘刻度不均匀.如图所示:
典例分析
典例分析
典例分析
典例分析
典例分析
典例分析
典例分析
典例分析
精选精练
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八上第四章 期末备考
(复习范围:4.6-4.7)
考点一、电阻不变,研究电流和电压的关系
考点精要:保持电阻不变,研究电流和电压的关系。
①电流表测量通过电阻R的电流;电压表测量电阻R两端的电压;
②滑动电阻器R′的作用:改变电阻R两端电压。(闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到电阻最大的位置。)该实验保持电阻R不变,改变电阻R两端的电压,研究电流与电阻R两端的电压之间的关系。
结论:导体的电阻不变时,通过导体的电流和它两端的电压成正比。
典例1:(2023八上·余杭期末) 在“探究电流与电压的关系”实验中,选用的实验器材是:电源(3V)、电流表(0﹣0.6A)、电压表(0﹣3V)、定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)某同学根据图甲所示电路图,准备在图乙中实物连线。请你帮助把图乙补画完整。
(2)滑动变阻器在本次实验中除了保护电路,还有一个作用 。
(3)确认电路无误后,闭合开关,共进行4次实验,他们记录的数据如表所示,你认为是第 组(填写实验序号)有可能是伪造的,理由 。
实验序号 ① ② ③ ④
电压/V 0.5 1.2 1.8 2.5
电流/A 0.10 0.24 0.36 0.5
考点二、电压不变,研究电流和电阻的关系
考点精要:保持电压不变,研究电流和电阻的关系。
①电流表测量通过电阻R的电流;电压表测量电阻R两端的电压;
②滑动电阻器R′的作用:保持电阻R两端电压不变。(闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到电阻最大的位置。)2·com
③更换不同的电阻做实验保持电阻R两端的电压不变,改变电阻R,研究电流与这段导体的电阻之间的关系。【来源:21·世纪·教育·网】
结论:导体两端的电压不变时,通过导体的电流和它的电阻成反比。
典例2:(2024八上·临海期末)为探究“电流与电阻的关系”,小明开展相关实验。器材有:电源(恒为6V)、滑动变阻器(1A,50Ω)、电压表、电流表(0~0.6A)、电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、导线若干。
(1)根据电路图甲连接实物图乙。
(2)分析丙图可得出的结论是 。
(3)实验结束后,为了得到更加可靠的普遍规律,小明又找来一个50Ω的电阻接入电路,但无论怎么移动滑片都无法使电压表示数达到丙图中的设定值。请分析出现此现象的原因 。
考点三、欧姆定律的应用
考点精要:电阻R一定,导体中的电流I跟这段导体两端的电 ( http: / / www.21cnjy.com )压U成正比;电压U不变,导体中的电流I跟导体的电阻R成反比。对于欧姆定律I=U/R的变形公式R=U/I不能理解为导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过的电流成反比,因为导体的电阻大小由导体本身的长度、横截面积、材料、温度等因素决定。
典例3:(2022·浙江杭州·八年级期末)以下对欧姆定律的认识,其中正确的是( )
A.欧姆定律揭示了导体的电阻与导体两端电压、通过导体的电流有关
B.同一导体,它两端电压越大,通过它的电流也越大
C.当加在导体两端的电压改变时,电压与电流的比值也随之改变
D.根据欧姆定律的变形公式可知:导体的的电阻随电压和电流的变化而变化
考点四、伏安法测电阻
考点精要:伏安法测电阻:
原理:根据R=U/I;
电路图:用电压表测出电阻R两端电压;用电流表测出通过电阻R的电流,然后计算出电阻的值。
典例4:(2024八上·武义期末)同学们通常用“伏安法”测量并计算某导体的电阻。科学兴趣小组设计并制作了一个可以直接测量电阻阻值的仪器。他们设计了如图甲所示的电路,a、b为接线柱用于接待测电阻。当a、b接入电阻阻值不同时,电流表示数也随之改变,在电流表相应位置标上对应电阻值。已知电源电压恒为9V,电流表量程为0.6A。
⑴根据电路图甲用笔画线代替导线在图乙中完成实物图的连接,使滑片P向右移时阻值变小。
⑵标零。用导线将a、b直接连起来,移动滑动变阻器R的滑片P,使电流表指针正好偏转到满刻度0.6A处,在此刻度处标为“0Ω”,如图丙所示,此时变阻器接入电路中的阻值R= 。
⑶标刻度。调零后保持滑动变阻器阻值不变,将一个阻值为30Ω的定值电阻接入a、b接线柱后,计算此时电流表示数应为 A,在电流表该刻度处标上“30Ω”。据此原理,可把电流表改为测量电阻的仪器。
⑷测量。使用制作的测电阻仪器测未知导体的电阻。
考点五、串联电路的特点
考点精要:在串联过程中电流的大小处处相等(I总=I1=I2=……=In),串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和U总=U1+U2+……+Un,导体串联相当于增加了导体的长度,因此 ( http: / / www.21cnjy.com ),串联导体的总电阻大于任何一个串联导体的电阻,总电阻等于各串联导体电阻之和,即R=R1+R2+……+Rn。如果用n个阻值均为R0的导体串联,则总电阻R=nR0。
典例5:(2023八上·浙江省台州市临海期中) 小科按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻R的阻值。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为 V,电阻R的阻值为 。
考点六、并联电路的特点
考点精要:在并联电路中干路电流等于各支路电流之和(I总=I1+I2+……+In),并联电路两端的总电压与各支路两端电压相等。(U总=U1=U2=……=Un),导体并联,相当于增大了导体的横截面积,因此,并联导体的总电阻小于任何一个并联导体的电阻。
典例6:(2024八上·临平期末)如图所示电路,,R2为未知电阻,电源电压不变。只闭合,电流表示数为;、均闭合,电流表示数为。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值。
考点七、电路动态分析
考点精要:串联电路中电压与电阻成正比,即=(分压原理),因此串联电路中,电阻越大电压就越大,当其中一个电阻增大时,它两端的电压也会变大,又因为电路总电压不变,所以其他用电器的电压就会变小。并联电路中,电流与电阻成反比,即=(分流原理),因此串联电路中,电阻越大电流就越小。
典例7:(2024八上·滨江期末)如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,其中,油量表是用 表改装而成的;当油箱中的油面下降时,R接入电路的电阻将 ,油量表的示数将 。(后两空均填“增大”“减小”或“不变”)
考点八、电路故障分析专题
考点精要:
故障 原因
闭合开关后,灯泡忽明忽暗,两表指针来回摆动 电路某处接触不良
闭合开关前灯泡发光,闭合开关后灯泡不亮了两表也无示数 开关与电源并联导致所有东西都被短路
闭合开关后灯泡不亮电流表几乎无示数电压表所呈示数几乎为电源电压 灯泡断路故电压表串联到了电路中或电流表与电压表位置互换
闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片灯泡亮度与两表示数均无改变 变阻器没有按照一上一下的方法来接
闭合开关后,无论怎样移动滑片灯泡都不亮 电路某一处断路或灯泡被导线或电流表短路
典例8:如图所示,当开关S闭合时,发现灯泡L1、L2均不发光,电流表无示数,电压表示数约等于电源电压,根据上述现象,下列判断正确的是( )
A.灯泡L2断路 B.电流表断路 C.灯泡L1断路 D.灯泡L2短路
1.(2024八下·鄞州期中)电动汽车利用旋钮变阻器实现对转速的控制,车速仪由电路中的电流表改装,图中0、E、F为变阻器的三个接线柱。驾驶员踩下“油门”,旋钮滑片逆时针转动,车速仪示数变大。则与M、N相连接的是( )
A.E和F B.0和E C.0和F D.以上接法均可
2.(2024八上·南浔期末)比较法是一种科学研究方法,是通过观察、分析,找出研究对象的相同点和不同点。它是认识事物的一种基本方法。在学习电学过程中,小明对“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”的这两个实验进行比较,下列说法不正确的是( )
A.两个实验采用的都是控制变量的研究方法
B.两实验的实验电路在教科书中是相同的
C.前者收集多组数据的目的,是为了得出电流跟电阻的定量关系
D.后者收集多组数据的目的,是为了取电阻的平均值,减小误差
3.在如图所示的电路中,电源电压恒定,电阻R1=R2。当闭合开关时,若发现两个电流表示数相等,且均在正常值范围内,则出现的故障是( )
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
4.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,当开关S闭合时( )
A.电压表示数变小,电流表示数变小,灯变暗
B.电压表示数变大,电流表示数变大,灯变亮
C.电压表示数不变,电流表示数不变,灯的亮度不变
D.电压表示数不变,电流表示数变小,灯变暗
5.(2022·浙江宁波·八年级期中)某学习小组在一次实验探究中利用电压表和电流表测得了多组数据,记录如下表。请根据表中给出的数据,判断分析出他们实验时的电路可能是图中的( )
U/V 3.0 2.5 2.0 1.8 1.5 1.3
I/A 0.20 0.30 0.40 0.44 0.50 0.54
A. B. C. D.
6.(2022·浙江金华·八年级期末)某科技小组设计了一种压力测量仪。在如图所示的各电路中,电源电压不变,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,滑片会随金属片受到的压力大小而上下平移,压力表实际上是一个电压表。能够实现压力越大,压力表示数越大的电路是( )
A. B.
C. D.
7.在课外科技实践活动中,某物理兴趣小组看到市场上使用的电子秤后,设计了一种电子秤.原理如图所示,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,当物体放在秤盘上时,滑片下移.现将秤盘上增加重物后,下列说法正确的是( )
A.电流表读数变大,电压表读数变小 B.电流表读数变小,电压表读数变小
C.电流表读数不变,电压表读数变大 D.电流表读数变小,电压表读数变大
8.(2020八上·滨江期末)如图是酒驾检测中酒精测试仪的简化电路图。R0为定值电阻,R1为气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度增大而减小。闭合开关,电源电压保持不变,若驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,测试仪的电路中电流 , 电压表示数 。(填增大、减小或不变)
9.如图所示,电阻R0=20 Ω,R=30 Ω,电源电压保持9 V不变,当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表的示数是________V,电流表示数是________A。滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表的示数是________V,电流表示数是________A。
10.(2024八上·南浔期末)如图为一种测量体重的装置,其中体重示数计是由 (选填“电流”或“电压”)表改装成的;当体重越重时,电表示数 (选填“越大”或“越小”)。
11.王璐同学对电学中的一个重要元件——滑动变阻器的作用进行归纳,发现除了“保护电路”这一作用外,它在不同电路中还有着不完全相同的作用,请你与王璐同学一起完成以下问题:
(1)如果图是研究欧姆定律的实验,在该实验中:当“探究导体中的电流与导体两端的电压的关系”时,滑动变阻器的作用是___________;当“探究导体中的电流与导体的电阻的关系”时,滑动变阻器的作用是___________;
(2)如图是“伏安法测电阻”的实验,在该实验中滑动变阻器的作用是为了_____,减小实验的误差。
12.(2022·浙江宁波·八年级期末)图甲为“伏安法”测电阻的实验电路。
(1) 请用笔画线代替导线将电路补充完整;
(2) 闭合开关,当滑动变阻器的滑片移动到某一位置时,电压表和电流表的指针位置如图乙,则被测电阻的阻值为___________欧;
(3) 为减小实验误差,需进行___________。
13.(2024八上·临平期末)小明同学利用图甲所示的电路进行了两个电学实验。实验中电源电压为3V且恒定不变,滑动变阻器的规格为“10Ω,1.5A”。
(1)第一个实验“测量电阻Rx的阻值”。小明在A、B间接入待测电阻Rx,然后不断改变滑动变阻器的滑片位置,读出相应电流表电压表的读数,测得数据如表一。
表一
实验序号 电压/V 电流/A
1 2.0 0.20
2 2.5 0.24
3 2.8 0.28
表二
实验序号 电阻/Ω 电流/A
1 5 0.30
2 10 0.20
3 20 0.12
①请你用笔画线代替导线,在答题卷相应位置将图乙中的实物图连接完整 ;
②滑动变阻器在本实验中的作用是 ;
③根据表一数据可得Rx= 。
(2)第二个实验“探究电流跟电阻的关系”。小明在AB间分别接入阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻,记下电流表的示数,数据如表二。结果显示,通过导体的电流不与导体的电阻成反比,原因是在实验中 。
14.(2024八上·南浔期末)小明用如图所示的电路做“探究一定电压下,电流与电阻的关系”实验时,保持定值电阻两端的电压为2V不变,多次更换定值电阻进行实验,实验室提供的实验器材有:电源(3节新干电池串联),电流表、电压表各一个,开关一个,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),一个滑动变阻器(规格为“20Ω1.5A”),导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线将图中的实物电路连接完整;
(2)如图所示,电路连接完整后,小明应将滑动变阻器的滑片移至 (选填A或B)端后,再闭合开关进行实验。
(3)在接入25Ω的电阻进行实验时,小明发现,不管怎样移动滑片,都不能使电压表的示数变为2V。小明通过在原电路中增加或减少实验室提供的原有器材,解决了上述问题,并完成了实验。他采取的操作可能是: (列举一种方法即可。)
15.(2022·浙江宁波·八年级期中)小宁用如图甲所示的电路图,探究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6V。改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的2次实验的电流和电阻值,描绘在图乙中。
(1)请用笔画线代替导线,在图丙中将电压表正确连入电路;___________
(2)实验中,她所选择的变阻器规格是___________(填序号);
A.10Ω 0.5A B.20Ω 1A C.50Ω 2A
(3)图乙中阴影部分面积表示的科学量是___________;
(4)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障可能是________。
16.(2022·浙江台州·八年级期末)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,所用的器材有:学生电源(选择4V档),阻值为5Ω、8Ω、10Ω、 20Ω、25Ω的定值电阻,“30Ω 1A” 的滑动变阻器,电流表,电压表,开关和导线若干。小明连好电路后,按下列步骤进行实验:
实验次数 1 2 3 4 5
电流I/A 0.4 0.25 0.2 0.1 0.08
电阻R/Ω 5 8 10 20 25
步骤一:将R=5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器,当滑片位于A点(如图甲)时,电压表的示数为2V,观察电流表示数(如图乙)。
步骤二:将定值电阻换成8Ω接入电路,移动滑动变阻器滑片,当电压表的示数为2V时,滑片位于B点。
步骤三:小明再将定值电阻换成其他阻值接入电路后,重复上述实验,将结果记录在表格丙中。
请结合上述过程回答下列问题:
(1)连接图甲电路时,应将开关断开,滑动变阻器的滑片P应处在___________端(选填“左”或“右”),以保护电路。
(2)步骤一中电流表指针偏转过小,为了提高测量的准确性,应进行的操作是___________。
(3)步骤一、二中,滑片位置B应该在A点的___________ (选填“左边”或“右边”)。
(4)由表格丙可得,该实验的结论是___________。
17.(2022·浙江缙云县八年级期末)小科和同学们在做“研究电流与电压的关系”实验过程中:
(1)小科和同学们经过讨论,完成了“研究电流与电压的关系”两次实验电路的设计,如图甲、乙所示。由图甲改进为图乙,是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能改变_________,进行多次测量,方便寻找普遍规律;
(2)请用笔画线代替导线,帮助小科按电路图乙,将图丙中的实物电路连接完整_________;
(3)小科连完电路,闭合开关后,发现电流表的示数为0,电压表有示数。若电路仅有一处故障,则故障为_________;
(4)在排除故障后,用同一定值电阻进行实验,移动滑动变阻器的滑片P位于不同位置,读出电表的示数并记录。数据如下表。则可得出结论_________。
电压U/V 3.00 2.50 2.00 1.50
电流I/A 0.30 0.25 0.20 0.15
18.(2024·浙江)小科用“伏安法”测量未知电阻R的阻值。
(1)根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙的实物图补充完整。要求滑动变阻器滑片向右滑动时它的电阻增大、电压表选择合适的量程。
(2)电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图丙所示,则电阻R的阻值为 Ω。
(3)他接着移动滑动变阻器的滑片测出多组电压和电流的值,算出对应的电阻值及电阻的平均值。计算电阻的平均值的目的是 。
(4)测出电阻R的阻值后,小科还对标有2.5V的小灯泡的电阻进行了测量,他测量了多组数据,如下表所示。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 2.5 2.1 1.7 0.9 0.1
电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.19 0.05
电阻R/Ω 8.93 8.08 7.08 4.74 2.00
小灯泡亮度 亮度越来越暗
小科发现5次测量的电阻值相差较大,和其他小组交流发现都存在类似情况,且小灯泡的电阻随电压减小而减小,亮度也变暗。同学们认为这种情况不是误差造成的,而是小灯泡电阻受 影响。
19.小科想利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,已知R0的阻值是20Ω。当闭合S1、断开S2时,电流表的示数是0.3A;当S1、S2均闭合时,电流表的示数是0.5A。求
(1)电源两端的电压;
(2)电阻Rx阻值。
20.(2021八上·杭州期末)下图甲是一个电子拉力计原理图,硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计)。电压表量程为0~3V,a、b是一根长为6cm的均匀电阻丝,阻值R1=30 ,电源电压U=6V。
(1)要保证电压表能正常工作,电路中R。至少应为________。
(2)当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,闭合开关后电压表的读数为________V
(3)已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系如图乙所示,若R0=45 ,通过计算说明,开关S闭合后,当电压表指针指在0.8V处,作用在拉环上水平向右的拉力为多大?此拉力器量程为多少?
21.(2021八上·柯桥月考)在综合实践活动中,为了防止某器械所受压力过大,科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路,如图所示,电源电压恒为15V,报警器(电阻不计)通过的电流达到或超过10mA会报警,超过25 mA会损坏。其阻值随压力F的变化规律如下表所示。
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻RX/Ω 500 480 460 440 420 380 …
(1)当压敏电阻不受压力时,滑动变阻器能否移到最小阻值端?
(2)当压敏电阻Rx所受压力达到250N时,报警电路就实现报警功能,则此时滑动变阻器的接入阻值是多少?
(3)现要提高该器械其所受的最大压力,则该电路应做如何调整?
典例分析
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