内容正文:
第十六章 电压和电阻(原卷版)
课时16.5 第十六章 电压和电阻复习总结
2022年课程标准
物理素养
3.4.2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
3.4.3会使用电流表和电压表。
3.4.4探究并了解串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
物理观念:电压的单位及其换算关系;电阻是导体本身的一种性质;能画出电阻在电路图中的符号;电阻大小的单位及其单位换算;正确使用滑动变阻器的方法;电压的作用和电源是提供电压的装置;生活中常见电源电压值;变阻器的结构、电路符号;
科学思维:电压表的用途与符号,会使用电压表测量电压;用控制变量法探究影响电阻大小的因素;连接使用变阻器;理解:电压的概念;电阻的概念;电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关;变阻器的工作原理;
科学探究:通过实验探究串联电路中的电压规律;提高连接电路的能力,分析实验,掌握规律,并能运用规律解决问题;通过实验探究并联电路中的电压规律;提高连接电路的能力,分析实验,掌握规律,并能运用规律解决问题。
思维导图
问题一:判断电路中电表的类型
※专题概述
判断电路中电表的类型是中学物理考试中常考的题型。解答此类问题,一般有四种方法:
方法
解读
直接观察法
根据电流表、电压表接入电路的方式来判断。电流表串联在电路中,电压表并联在电路中。
电流路径法
根据题中要求,画出电路中电流的路径,在路径中的电表是电流表,不在电流路径中的电表是电压表
去表分析法
如果把电路中电表去掉,影响了某些用电器的工作,则去掉的是电流表;反之,去掉的是电压表
假设判断法
先假设电路中的电表是电流表或电压表,再分析电路对否出现故障,或是否符合要求。如无故障或符合要求,则假设正确;若出现短路、断路等电路故障或不符合要求,则假设错误
【典例1】(2022秋·河南濮阳·九年级统考期末)在如图所示的电路中,灯泡L1、L2均正常发光,“〇”处连接的是电流表或电压表。以下说法中正确的是( )。
A.a为电流表,b为电压表,c为电流表 B.a为电压表,b为电压表,c为电流表
C.a为电流表,b为电流表,c为电压表 D.a为电压表,b为电流表,c为电流表
【典例2】(17-18九年级上·北京·期中)某电路如图所示,灯与完全相同,圆圈内为电压表或电流表:
()若甲、乙两处均为电流表,其示数分别为、,则电源输出的电流为 。
()若甲、乙两处均为电压表,其示数分别为、,则电源输出的电压为 。
【典例3】(2022秋·河南平顶山·九年级统考期末)如图所示,当开关 S闭合,下列说法正确的是( )。
A.若L1、L2串联,则②表为电流表,①③表为电压表
B.若L1、L2串联,则①②表为电流表,③表为电压表
C.若L1、L2并联,则①③表为电流表,②表为电压表
D.若①②表为电流表,开关S闭合,L1、L2都能发光
【典例4】(2022秋·河南驻马店·九年级统考期末)如图所示电路中,当开关S闭合后,要使电阻R1、R2串联,甲、乙应该接入的是 、 。
问题二:利用电流表、电压表判断电路故障
※专题概述
初中阶段的电路故障一般可以概括为断路、短路两种。分析和判断电路故障的一般思路是先判断故障原因是断路还是短路,然后再判断判断故障位置。常见故障见下表:
现象
分析
故障
电流表有示数而电压表无示数
电流表有示数,表明电路是通路;电压表无示数,表明无电流通过电压表
电压表损坏
电压表接触不良
与电压表并联的用电器短路
电压表有示数,而电流表无示数
电压表有示数,表明电路中有电流流过电压表;电流表无示数,表明没有或几乎没有电流流过电流表
电流表短路
与电压表并联的用电器断路,此时电流表与电压表串联(电压表内阻很大),电路中的电流太小,致使电流表无明显示数,但电压表示数几乎等于电源电压
两表均无示数
无电流通过两电表
两表同时短路
与电压表并联的用电器之外的部分断路
灯泡不亮
无电流通过小灯泡
灯丝被烧断
灯泡被短路
灯泡接线柱到电源两极间的电路中某处出现断路
【典例1】(2024·安徽亳州·三模)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,开始电路没有故障,过了一会儿突然有一个电表的示数减小,另外两个表的示数不变。下列关于电路故障的说法中不可能的是( )。
A.开路 B.开路 C.电压表V开路 D.电流表短路
【典例2】(2024·四川达州·一模)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯L1和L2均发光。一段时间后,一盏灯突然熄灭,而电流表示数变小,电压表的示数不变,出现这一现象的原因可能是( )。
A.灯L1开路 B.灯L2开路 C.灯L1短路 D.灯L2短路
【典例3】(23-24九年级下·湖北宜昌·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,过一会儿发现电压表V1和电流表几乎无示数,电压表V2的示数明显变大,则故障是( )。
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
【典例4】(2024·江苏南京·一模)如图所示,闭合开关电流表示数为零,在不拆开导线的情况下,将M接电源“+”极,N依次试触A、B接线柱,发现电压表示数前后两次相等,且接近3V。若故障是由两电阻引起的,则可能是( )。
A.R1、R2都短路 B.R1、R2都断路
C.R1断路且R2短路 D.R1短路且R2断路
问题三:串、并联电路电压规律的探究与应用
※专题概述
串并联电路中电压规律的探究
(1)串联电路中电压规律的探究
取两个小灯泡L1、L2串联在电路中,用电压表分别测量L1、L2和电源两端电压。换用不同规格的小灯泡重复实验,找出电压之间的规律,得出U1+U2=U。
(2)并联电路中电压规律的探究
取两个小灯泡L1、L2并联在电路中,用电压表分别测量L1、L2和电源两端电压。换用不同规格的小灯泡重复实验,找出电压之间的规律,得出U1=U2=U。
(3)应注意的问题
连接电路时开关应断开;电压表应与被测部分并联;电流应从电压表正极流入,从负极流出;正确选择电压表量程;应选用不同规格的小灯泡进行多次测量,使实验结论更具有普遍性。
【典例1】(2024·北京平谷·一模)某小组同学用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。在由灯泡L1、L2组成的串联电路中,L1两端的电压用U1表示,L2两端的电压用U2表示,L1和L2两端的总电压用U表示。他猜想,在串联电路中,U=U1+U2,并用实验验证猜想。
(1)实验中下列操作不正确的是 ;
A.连接电路时,开关S处于断开状态
B.连接电压表时,试触后再选择合适量程
C.将电压表A接点连线转接至C接点,测量L2两端电压
(2)小华进行实验时,测得U1为0.8V,U2为2V,U为2.8V,于是得出结论:在串联电路中,U=U1+U2,同组同学指出他的实验不能实现探究目的,请你写出小华的实验不能实现探究目的的原因: ;
(3)针对小华不能实现探究目的的原因,请你写出能够完成探究目的的操作方法(可以添加适当的实验器材) ;
(4)请你画出改进后的实验设计表格 。
【典例2】(21-22九年级上·湖北武汉·期中)在如图所示的电路中电源电压U=12V不变。
①若在a、c接线柱间接入电压表V1,b、d接线柱间接入电压表V2。闭合开关,电压表V1、V2的示数分别是6V、8V,则小等泡L2两端的电压U2= ;
②若在a、c接线柱间接入电流表A1,b、d接线柱间接入电流表A2。闭合开关.通过小灯泡L1、L2和L3的电流分别为0.3A、0.6A和02A。则电流表A1示数是 A,A2的示数是 A。
【典例3】(21-22九年级上·湖北武汉·期中)在如图所示的电路中电源电压U=12V不变。
①若在a、c接线柱间接入电压表V1,b、d接线柱间接入电压表V2。闭合开关,电压表V1、V2的示数分别是6V、8V,则小等泡L2两端的电压U2= ;
②若在a、c接线柱间接入电流表A1,b、d接线柱间接入电流表A2。闭合开关.通过小灯泡L1、L2和L3的电流分别为0.3A、0.6A和02A。则电流表A1示数是 A,A2的示数是 A。
【典例4】(22-23九年级上·湖北武汉·阶段练习)某实验小组在做“探究串联电路电压的规律”实验,设计了如图甲所示的电路,并在实验室找到了如下器材:电源、电压表、小灯泡若干、开关以及导线若干。
(1)连接电路前,发现电压表的指针如图乙所示,接下来的操作是 ;
(2)正确连接好电路后,闭合开关,将电压表连在A、B两点测量L1两端电压如图丙所示,为 V;
(3)在测L2两端的电压时,为了节省实验时间,想让电压表所接的B接点不动,只断开A接点并改接到C接点上测出BC间的电压,这种做法存在的问题是 ;
(4)该实验小组完成三次实验,并记录数据如下表所示,分析数据,可得出的结论为: ;
实验次数
AB两端电压U1/V
BC两端电压U2/V
AC两端电压U3/V
1
1.3
1.5
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
(5)在测L1两端电压的时候,若两灯都不亮,但是电压表有示数,对此现象,同学们有以下几种猜想:①灯L1灯丝断了;②灯L2接触不良;③灯L1的灯座短路。以上猜想可能符合题意的是 。(选填序号)
问题四:影响电阻大小的因素
※专题概述
【典例1】(2022秋·河南漯河·九年级统考期末)利用如图所示的电路探究影响导体电阻大小的因素,演示板上固定有a、b、c、d四根合金丝,长度关系为La=Lb==,横截面积关系为Sa=Sb=Sc=,其中a、c、d均为镍铬合金丝,b为锰铜合金丝。将导线P、Q分别接在同一根合金丝两端的接线柱上,下列说法正确的是( )。
A.选用a和b进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
B.选用c和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体长度的关系
C.选用a和c进行实验,可以探究导体电阻跟横截面积的关系
D.选用b和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
【典例2】(21-22九年级上·北京房山·期中)关于如图所示的三个实验,请回答下列问题:
(1)图甲所示,A、B两只灯泡串联后接在电路中,观察到A灯泡比B灯泡亮,则通过两只灯泡电流的关系是:I甲 I乙。(选填“>”、“=”或“<”)
(2)图乙所示,是电子在电路中的移动方向,通过电子的移动可以判断出电源上端是 极,灯泡发光时电池将化学能转化为 能。
(3)图丙所示,为了探究影响电阻大小的因素,选用粗细相同、长度不同的两根镍铬合金丝,将它们分别接入电路,通过观察电流表的示数可以比较电阻大小。实验时选用粗细相同的镍铬合金丝的目的是 ,实验观察到通过长电阻丝的电流小,通过短电阻丝的电流大,由此可以得到的实验结论是 。
【典例3】(2022秋·河南许昌·九年级统考期末)科技落后,就要受制于人。美国对中国科技公司进行封锁制裁,限制华为等中国公司获取芯片。制造芯片的主要材料是( )。
A.超导体 B.绝缘体
C.半导体 D.导体
【典例4】(2022秋·河南濮阳·九年级统考期末)学校实验室里的电阻丝规格如表,为了探究电阻大小与材料、长度、横截面积三个因素的关系,几位同学挑选了不同的电阻丝进行实验,其中选择合理的一组是( )。
材料
编号
长度(m)
横截面积(mm2)
材料
编号
长度(m)
横截面积(mm2)
镍铬合金
①
1
0.5
锰铜
⑤
1
0.5
②
1
1
⑥
1
1
③
1.5
0.5
⑦
1.5
0.5
④
1.5
1
⑧
1.5
1
A.③④⑤⑥ B.⑤⑥⑦⑧ C.②③⑥⑦ D.①⑤⑥⑦
问题五:滑动变阻器
※专题概述
(1)滑动变阻器接线原则:“一上一下”,一端接上接线柱,一端接下接线柱;
(2)滑动变阻器阻值变化原则:“远大近小”,滑片与下接线柱的距离越远阻值越大,越近阻值越小;
(3)滑动变阻器在电路中的作用:保护电路—连接好电路,开关闭合前,应调节变阻器在阻值最大处;通过改变接入电路中阻值的变化,来改变电路中电流大小,从而改变与之串联的导体两端电压。
【典例1】(2022秋·河南开封·九年级统考期末)如图所示,是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案,你认为可能达到目的方案是( )。
A. B. C. D.
【典例2】(2022秋·河南郑州·九年级期末)如图甲是常用的一种可调风速的小风扇,图乙为其用于调风速的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连,转动旋钮,通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变风扇风速,下列分析正确的是( )。
A.若将a、c接入电路中,逆时针转动旋钮时,风扇风速加快
B.若将a、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速减弱
C.若将a、b接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速加快
D.若将b、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速加快
【典例3】(2022秋·河南信阳·九年级期末)在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:滑动变阻器能改变灯泡L的亮度,闭合开关S,向左移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数变大。
【典例4】(2022秋·河南郑州·九年级期末)小欣用如图所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理,并连接了部分实验电路。
(1)小欣在连接实验电路前,应该首先将开关 ;
(2)请你用笔画线代替导线,帮小欣连接成完整的实验电路,并让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大; ( )
(3)小欣连接完成上述实验电路,检查无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮。小欣想:是不是电路中某处发生了断路?小欣为了判断电路是否发生断路接下来最简单的操作是: ,观察小灯泡是否发光。
(4)你还有哪些判断电路是否发生断路的方法?请写出一种: 。
【过关检测】
一、选择题
1.(2022·河南开封·九年级期末)取一个橙子,把铜片、锌片插入其中,就制成了一个水果电池。用电压表测量电压如图所示,下列说法正确的是( )。
A.橙子是绝缘体 B.铜片是水果电池的负极
C.该水果电池的电压是3V D.两个相同水果电池串联后可提供更高的电压
2.(2024·江苏宿迁·模拟预测)小明探究串联电路的电压规律,连接了如图所示的电路,下列做法不正确的是( )。
A.闭合开关S,电压表测量L2两端的电压
B.只将导线①的下端改接到L1右端,闭合开关S,电压表测量L2两端的电压
C.只将导线①的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表测量L1和L2的总电压
D.只将导线②的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表测量L1两端的电压
3.(2024·山东枣庄·三模)善于动手的小乔做了一个小实验:将一张口香糖包装锡纸剪开,形成中间狭窄的条形,并将锡纸接在5号电池的正负极(如图所示),随后,锡纸中间部分竟然快速燃烧起来。下列说法错误的是( )。
A.锡纸连在电池两极,利用了锡纸的导电性
B.锡纸能燃烧的原因是将热能转化为电能
C.锡纸两端的电压为
D.锡纸中间狭窄的部分横截面积小,电阻大
4.(2024·陕西商洛·一模)如图所示电路,闭合开关、,小灯泡和均正常发光,两电表都有示数,下列判断不正确的是( )。
A.用电压表测、两端电压示数相等
B.电流表的示数比的小
C.灯被短路时,不发光
D.仅断开只有一个表有示数
5.(2024·四川内江·一模)在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,过一会儿,灯L突然变亮,电流表、电压表示数都变大。则电路的故障是( )。
A.灯L短路 B.灯L断路 C.电阻R短路 D.电阻R断路
6.(23-24九年级上·贵州贵阳·期中)如图所示是测量电压的电路图。连接实物电路并闭合开关,实验中可能出现的现象与小灯泡故障相对应的是( )。
A.若仅有L1发光,则可能是L2开路
B.若仅有L2发光,则可能是L1短路
C.若电压表示数为零,则可能是L1开路
D.若电压表示数等于电源电压,则可能是L2短路
二、填空题
7.(2022·河南洛阳·九年级期末)如图甲所示的电路中,两端的电压为,两端的电压如图乙所示,则两端的电压________V,电源电压_________V。
8.(2022·河南驻马店·九年级期末)如图所示电源电压保持不变,当开关S断开,甲、乙为电流表时,若两表指针位置相同,则通过灯泡L1、L2的电流I1∶I2=___________;当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的示数之比U甲∶U乙=1∶3,则灯泡L1、L2的电压比U1∶U2=___________。
9.(23-24九年级下·广东广州·开学考试)①请在图1中画出图2对应的电路图: ;
②若实验过程中,A2的示数如图3,滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω,通过滑动变阻器的电流为0.5A,则A1的示数为 A,滑动变阻器10s内产生的热量为 J;
③若实验过程中,连接完图2电路,闭合开关后,发现A1有示数,电压表无示数,A2无示数,则原因可能是: 。(选填字母)
A.滑动变阻器断路 B.R断路 C.A2断路 D.电压表断路
三、实验题
10.(2024九年级下·全国·专题练习)滑动变阻器:
原理
通过改变连入电路中电阻线的 来改变连入电路中的电阻
结构图示
电路
符号
接法
断路式:
右侧电阻线断路,左侧电阻线接入电路
短路式:
右侧电阻线短路,左侧电阻线接入电路
定值电阻式:
电阻线全部接入电路
(1)说明:
当变阻器接入两上接线柱时,其连入电阻为零;
当变阻器接入两下接线柱时,其连入的是最大阻值;
(2)使用: 联在电路中;
接线方式: ,接入电路前,滑动变阻器滑片应滑到最大阻值处;
(3)应用:调节音量的电位器
【提示】电阻变化的判断:取决于所接下接线柱,滑片远离变阻变大,靠近则变小。
11.(23-24九年级上·广东河源·期末)如图所示是探究导体电阻与导体长度的关系的实验电路,器材有:电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,干电池两节,粗细相同的镍铬合金丝6根,导线若干。
实验次数
1
2
3
4
5
6
长度L/cm
10
20
30
40
50
60
电压U/V
2.4
电流I/A
1.2
0.6
0.4
0.3
0.24
0.2
电阻R/Ω
2
4
6
10
12
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移动到 (选填“a”或“b”)端;
(2)依次将镍铬合金丝接入电路进行实验,调节滑动变阻器,使电压表示数保持为2.4V,记录电流表示数到表格中,分析表中数据可知,第4根镍铬合金丝的电阻为 Ω;可得出的结论是:导体材料和 相同时,导体的电阻与导体长度成 ;
(3)如图所示是一种测定油箱内油量的装置图,其中R是滑动变阻器的电阻片,金属杆AP可以绕O点转动,P为金属滑片,油箱内油量越多,油量表的示数越大,请将电路图补充完整 。
12.(2022·河南新乡·九年级期末)学校物理小组的同学分组进行“探究串联电路电压规律”的实验活动:
(一)第一组进行了以下实验
(1)如图1所示,连接电路时,开关应该处断开状态,为了让实验结论可靠,实验中应选择规格________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)排除故障后第一组的小田分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,发现:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
由下表中实验数据可知:小田同学主要通过________方式来多次实验;
UAB/V
UAB/V
UAB/V
1
1.0
2.0
3.0
2
1.5
3.0
4.5
3
2.0
4.0
6.0
A.更换不同规格的小灯泡
B.更换不同的电源
C.同时更换了电源和小灯泡
同组的小名同学在电路中串联了________也实现了多次实验的目的;
(二)第二小组也完成了“探究串联电路电压规律”的实验,但是他们得到“电源两端电压大于各用电器两端电压之和”的结论,物理老师引导第二组的同学们用如图2甲所示的电路继续进行了深人探究,他们的步骤如下:
(3)测量电源及灯泡两端电压。电压表接在CD两点,是为了测量灯泡________的电压:闭合开关,电压表的示数(如图2乙所示)是________V;
(4)用精密的电压表测量电路中导线的电压。测出导线BC间的电压大约为0.05V,由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。完成以上步骤后,他们觉得有必要侧量开关两端的电压,他们这么认为的理由是________。
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第十六章 电压和电阻(解析版)
课时16.5 第十六章 电压和电阻复习总结
2022年课程标准
物理素养
3.4.2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
3.4.3会使用电流表和电压表。
3.4.4探究并了解串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
物理观念:电压的单位及其换算关系;电阻是导体本身的一种性质;能画出电阻在电路图中的符号;电阻大小的单位及其单位换算;正确使用滑动变阻器的方法;电压的作用和电源是提供电压的装置;生活中常见电源电压值;变阻器的结构、电路符号;
科学思维:电压表的用途与符号,会使用电压表测量电压;用控制变量法探究影响电阻大小的因素;连接使用变阻器;理解:电压的概念;电阻的概念;电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关;变阻器的工作原理;
科学探究:通过实验探究串联电路中的电压规律;提高连接电路的能力,分析实验,掌握规律,并能运用规律解决问题;通过实验探究并联电路中的电压规律;提高连接电路的能力,分析实验,掌握规律,并能运用规律解决问题。
思维导图
问题一:判断电路中电表的类型
※专题概述
判断电路中电表的类型是中学物理考试中常考的题型。解答此类问题,一般有四种方法:
方法
解读
直接观察法
根据电流表、电压表接入电路的方式来判断。电流表串联在电路中,电压表并联在电路中。
电流路径法
根据题中要求,画出电路中电流的路径,在路径中的电表是电流表,不在电流路径中的电表是电压表
去表分析法
如果把电路中电表去掉,影响了某些用电器的工作,则去掉的是电流表;反之,去掉的是电压表
假设判断法
先假设电路中的电表是电流表或电压表,再分析电路对否出现故障,或是否符合要求。如无故障或符合要求,则假设正确;若出现短路、断路等电路故障或不符合要求,则假设错误
【典例1】(2022秋·河南濮阳·九年级统考期末)在如图所示的电路中,灯泡L1、L2均正常发光,“〇”处连接的是电流表或电压表。以下说法中正确的是( )。
A.a为电流表,b为电压表,c为电流表 B.a为电压表,b为电压表,c为电流表
C.a为电流表,b为电流表,c为电压表 D.a为电压表,b为电流表,c为电流表
【答案】B。
【解析】电压表与用电器并联,电流表与用电器串联。由图可知a表跟灯泡L1并联,所以应为电压表;b表与灯泡L2并联,应为电压表;c表跟灯泡L1串联,所以应为电流表,综上分析知, 故ACD错误,B正确。
故选B。
【典例2】(17-18九年级上·北京·期中)某电路如图所示,灯与完全相同,圆圈内为电压表或电流表:
()若甲、乙两处均为电流表,其示数分别为、,则电源输出的电流为 。
()若甲、乙两处均为电压表,其示数分别为、,则电源输出的电压为 。
【答案】0.7;8。
【解析】(1)[1]若甲、乙都是电流表时,则三灯并联,甲测L2与L3的电流,乙测L1与L2的电流,由并联电路的电流特点可知I1+I2=I乙=0.6A
灯L1与L2完全相同,所以I1=I2=0.3A,I2+I3=I甲=0.4A
所以I3=I甲-I2=0.4A-0.3A=0.1A
所以干路电流I=I1+12+I3=I乙+I3=0.6A+0.1A=0.7A
(2)[2]若甲、乙两表均是电压表时,则三个灯泡串联,甲测L1与L2的电压,乙测L2与L3的电压,由串联电路电压特点可知:U1+U2=U甲=4V
甲灯L1与L2完全相同,所以U1=U2=2V,U2+U3=U乙=6V,U=U1+U2+U3=U1+U乙=2V+6V=8V。
【典例3】(2022秋·河南平顶山·九年级统考期末)如图所示,当开关 S闭合,下列说法正确的是( )。
A.若L1、L2串联,则②表为电流表,①③表为电压表
B.若L1、L2串联,则①②表为电流表,③表为电压表
C.若L1、L2并联,则①③表为电流表,②表为电压表
D.若①②表为电流表,开关S闭合,L1、L2都能发光
【答案】AC。
【解析】A B.若L1、L2串联,则除去电压表只有一条电流路径,电流从电池的正极发出经过开关,经过②、两灯泡回到负极,故则②表为电流表,①③表为电压表,故A正确;B错误;
C.若L1、L2并联,则电流从电池的正极出发经过开关、③后再分流,一个经过灯泡L1、另外一个经过灯泡L2、①汇合回到负极,故①③表为电流表,②表为电压表,故C正确;
D.若①②表为电流表,开关S闭合,电流直接从正极出发经过开关、电流表②、①后回到负极,造成了电源短路,故L1、L2都不能发光,故D错误。
故选AC。
【典例4】(2022秋·河南驻马店·九年级统考期末)如图所示电路中,当开关S闭合后,要使电阻R1、R2串联,甲、乙应该接入的是 、 。
【答案】电压表;电压表。
【解析】[1][2]要使R1、R2串联,则电流从电源正极流出,依次经过R1、R2、开关回到电源负极,故甲、乙都为电压表。
问题二:利用电流表、电压表判断电路故障
※专题概述
初中阶段的电路故障一般可以概括为断路、短路两种。分析和判断电路故障的一般思路是先判断故障原因是断路还是短路,然后再判断判断故障位置。常见故障见下表:
现象
分析
故障
电流表有示数而电压表无示数
电流表有示数,表明电路是通路;电压表无示数,表明无电流通过电压表
电压表损坏
电压表接触不良
与电压表并联的用电器短路
电压表有示数,而电流表无示数
电压表有示数,表明电路中有电流流过电压表;电流表无示数,表明没有或几乎没有电流流过电流表
电流表短路
与电压表并联的用电器断路,此时电流表与电压表串联(电压表内阻很大),电路中的电流太小,致使电流表无明显示数,但电压表示数几乎等于电源电压
两表均无示数
无电流通过两电表
两表同时短路
与电压表并联的用电器之外的部分断路
灯泡不亮
无电流通过小灯泡
灯丝被烧断
灯泡被短路
灯泡接线柱到电源两极间的电路中某处出现断路
【典例1】(2024·安徽亳州·三模)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,开始电路没有故障,过了一会儿突然有一个电表的示数减小,另外两个表的示数不变。下列关于电路故障的说法中不可能的是( )。
A.开路 B.开路 C.电压表V开路 D.电流表短路
【答案】B。
【解析】由题意可得,R1与滑动变阻器串联,电压表测电源电压,电流表A测干路电流,电流表A1测滑动变阻器电流。
A.由题意可得,若R1开路,干路电流减小,电流表A示数变小,电压表示数不变,电流表A1示数不变,故A不符合题意;
B.若R2开路,干路电流减小,电流表A示数变小,电压表示数不变,电流表A1示数变为零,故B符合题意;
C.若电压表V开路,电压表示数变为零,干路电流不变,电流表A示数不变,电流表A1示数不变,故C不符合题意;
D.若电流表A1短路,电流表A1示数变为零,电压表示数不变,电流表A示数不变,故D不符合题意。
故选B。
【典例2】(2024·四川达州·一模)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯L1和L2均发光。一段时间后,一盏灯突然熄灭,而电流表示数变小,电压表的示数不变,出现这一现象的原因可能是( )。
A.灯L1开路 B.灯L2开路 C.灯L1短路 D.灯L2短路
【答案】A。
【解析】如图所示,闭合开关S,两灯泡并联,电流表测量的是灯L1 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。根据电流表、电压表在电路中的特征逐一进行判断。
A. 若灯L1 开路,电流表测的是灯L1的电流,电流表示数为零,即示数变小,故A符合题意;
B. 灯L₂断路,电流表在另一支路不受影响,示数不变;电压表测最灯L2两端的电压示数不变。故B不符合题意;
C. 灯L₁短路,同时发生电源短路,灯L₂也不亮,电流表和电压表示数会都等于零,故C不符合题意;
D. 灯L₂短路。同时发生电源短路,灯L₁ 也不亮,电流表和电压表示数会等于零,故D不符合题意。故选A。
【典例3】(23-24九年级下·湖北宜昌·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,过一会儿发现电压表V1和电流表几乎无示数,电压表V2的示数明显变大,则故障是( )。
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
【答案】D。
【解析】由图可知,两灯泡串联,V1测L1两端电压,V2测L2两端电压,电流表测串联电路中的电流;
A.若L1短路,则电压表V1的示数为零,电压表V2测量电源电压示数变大,电流表有示数且变大,故A不符合题意;
B.若L2短路,则电压表V1示数变大,V2的示数为0,电流表有示数且变大,故B不符合题意;
C.若L1断路,则电压表V2的示数为零,电压表V1测量电源电压示数变大,由于电路断路,则电流表示数为零,故C不符合题意;
D.若L2断路,则电压表V1的示数为零,电压表V2测量电源电压示数变大,由于电路断路,则电流表示数为零,故D正确。
故选D。
【典例4】(2024·江苏南京·一模)如图所示,闭合开关电流表示数为零,在不拆开导线的情况下,将M接电源“+”极,N依次试触A、B接线柱,发现电压表示数前后两次相等,且接近3V。若故障是由两电阻引起的,则可能是( )。
A.R1、R2都短路 B.R1、R2都断路
C.R1断路且R2短路 D.R1短路且R2断路
【答案】C。
【解析】A.若R1、R2都短路,电压表N试触A、B时电压表示数都为0,故A不符合题意;
B.若R1、R2都断路,电压表N试触A时电压表示数为0,试触B时电压表示数为3V,故B不符合题意;
C.R1断路且R2短路,电压表N试触A、B时电压表示数都为3V,故C符合题意;
D.R1短路且R2断路,电压表N试触A时电压表示数为0,试触B时电压表示数为3V,故D不符合题意。故选C。
问题三:串、并联电路电压规律的探究与应用
※专题概述
串并联电路中电压规律的探究
(1)串联电路中电压规律的探究
取两个小灯泡L1、L2串联在电路中,用电压表分别测量L1、L2和电源两端电压。换用不同规格的小灯泡重复实验,找出电压之间的规律,得出U1+U2=U。
(2)并联电路中电压规律的探究
取两个小灯泡L1、L2并联在电路中,用电压表分别测量L1、L2和电源两端电压。换用不同规格的小灯泡重复实验,找出电压之间的规律,得出U1=U2=U。
(3)应注意的问题
连接电路时开关应断开;电压表应与被测部分并联;电流应从电压表正极流入,从负极流出;正确选择电压表量程;应选用不同规格的小灯泡进行多次测量,使实验结论更具有普遍性。
【典例1】(2024·北京平谷·一模)某小组同学用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。在由灯泡L1、L2组成的串联电路中,L1两端的电压用U1表示,L2两端的电压用U2表示,L1和L2两端的总电压用U表示。他猜想,在串联电路中,U=U1+U2,并用实验验证猜想。
(1)实验中下列操作不正确的是 ;
A.连接电路时,开关S处于断开状态
B.连接电压表时,试触后再选择合适量程
C.将电压表A接点连线转接至C接点,测量L2两端电压
(2)小华进行实验时,测得U1为0.8V,U2为2V,U为2.8V,于是得出结论:在串联电路中,U=U1+U2,同组同学指出他的实验不能实现探究目的,请你写出小华的实验不能实现探究目的的原因: ;
(3)针对小华不能实现探究目的的原因,请你写出能够完成探究目的的操作方法(可以添加适当的实验器材) ;
(4)请你画出改进后的实验设计表格 。
【答案】C;实验次数太少,不具有普遍性(或没有改变自变量);串联一个滑动变阻器,通过移动划片改变自变量(或更换不同规格的灯泡五次;或改变电源电压5次);如图。
【解析】(1)[1]A.为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态,故A正确,不符合题意;
B.若不能预先估计被测电压的大小,要先使用大量程进行试触,故B正确,不符合题意;
C.将电压表A接点连线转至C接点,此时电流从电压表的负接线柱流入,会导致电压表指针反偏,会损坏电压表,故C错误,符合题意。
故选C。
(2)[2]小华只测了一组实验数据就得出结论,这样得出的实验结论具有偶然性。
(3)[3]小华只测了一组实验数据就得到结论,该结论存在特殊性,得出的结论不具有普遍性,因此应更换不同的灯泡,同时改变电源电压再做几次实验。
(4)[4]为探究串联电路中的电压规律,应测量L1两端的电压、L2两端的电压、L1和L2两端的总电压和电源电压,故设计表格如下
U1/V
U2/V
U1+U2/V
U/V
【典例2】(21-22九年级上·湖北武汉·期中)在如图所示的电路中电源电压U=12V不变。
①若在a、c接线柱间接入电压表V1,b、d接线柱间接入电压表V2。闭合开关,电压表V1、V2的示数分别是6V、8V,则小等泡L2两端的电压U2= ;
②若在a、c接线柱间接入电流表A1,b、d接线柱间接入电流表A2。闭合开关.通过小灯泡L1、L2和L3的电流分别为0.3A、0.6A和02A。则电流表A1示数是 A,A2的示数是 A。
【答案】2V;0.8;0.9。
【解析】①[1]由电路图知,a、c间接入的是电压表V1,b、d间接入的是电压表V2,再将d端与电源负极相连,电源正极与开关的左端接线柱相连,闭合开关,三灯串联连接。V1测的是灯L1、L2的总电压,V2测的是灯L2、L3的总电压。据串联电路的电压特点知,L1两端的电压U1=U-Ubc=12V-8V=4V
L2两端的电压U2=Uac-U1=6V-4V=2V
②[2]由电路图知,a、c间接入电流表A1,b、d间接入电流表A2,其它连接与第①题的相同,闭合开关,三灯并联在电路中,A1测灯L2、L3的电流,A2测灯L1、L2的电流,那么A1的示数I1=0.6A+0.2A=0.8A
[3]A2的示数I2=0.3A+0.6A=0.9A。
【典例3】(21-22九年级上·湖北武汉·期中)在如图所示的电路中电源电压U=12V不变。
①若在a、c接线柱间接入电压表V1,b、d接线柱间接入电压表V2。闭合开关,电压表V1、V2的示数分别是6V、8V,则小等泡L2两端的电压U2= ;
②若在a、c接线柱间接入电流表A1,b、d接线柱间接入电流表A2。闭合开关.通过小灯泡L1、L2和L3的电流分别为0.3A、0.6A和02A。则电流表A1示数是 A,A2的示数是 A。
【答案】2V;0.8;0.9。
【解析】①[1]由电路图知,a、c间接入的是电压表V1,b、d间接入的是电压表V2,再将d端与电源负极相连,电源正极与开关的左端接线柱相连,闭合开关,三灯串联连接。V1测的是灯L1、L2的总电压,V2测的是灯L2、L3的总电压。据串联电路的电压特点知,L1两端的电压U1=U-Ubc=12V-8V=4V
L2两端的电压U2=Uac-U1=6V-4V=2V
②[2]由电路图知,a、c间接入电流表A1,b、d间接入电流表A2,其它连接与第①题的相同,闭合开关,三灯并联在电路中,A1测灯L2、L3的电流,A2测灯L1、L2的电流,那么A1的示数I1=0.6A+0.2A=0.8A
[3]A2的示数I2=0.3A+0.6A=0.9A。
【典例4】(22-23九年级上·湖北武汉·阶段练习)某实验小组在做“探究串联电路电压的规律”实验,设计了如图甲所示的电路,并在实验室找到了如下器材:电源、电压表、小灯泡若干、开关以及导线若干。
(1)连接电路前,发现电压表的指针如图乙所示,接下来的操作是 ;
(2)正确连接好电路后,闭合开关,将电压表连在A、B两点测量L1两端电压如图丙所示,为 V;
(3)在测L2两端的电压时,为了节省实验时间,想让电压表所接的B接点不动,只断开A接点并改接到C接点上测出BC间的电压,这种做法存在的问题是 ;
(4)该实验小组完成三次实验,并记录数据如下表所示,分析数据,可得出的结论为: ;
实验次数
AB两端电压U1/V
BC两端电压U2/V
AC两端电压U3/V
1
1.3
1.5
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
(5)在测L1两端电压的时候,若两灯都不亮,但是电压表有示数,对此现象,同学们有以下几种猜想:①灯L1灯丝断了;②灯L2接触不良;③灯L1的灯座短路。以上猜想可能符合题意的是 。(选填序号)
【答案】将电压表指针调零;1.5;电压表正负接线柱接反;串联电路中,电源两端电压等于各用电器两端电压之和;①。
【解析】(1)[1]连接电路前,发现电压表的指针如图乙所示,指针没有指向零刻度线,接下来的操作是将电压表指针调零。
(2)[2]将电压表连在A、B两点测量L1两端电压如图丙所示,分度值为0.1V,读数为1.5V。
(3)[3]将电压表连在A、B两点测量L1两端电压时,电压表从B流入,C流出,让电压表所接的B接点不动,只断开A接点并改接到C接点上测出BC间的电压,则从C流入,B点流出,无法测量小灯泡两端的电压,故电压表正负接线柱接反。
(4)[4]分析表格中的数据发现,AB端的电压与BC端的电压之和为AC端的电压,故结论为串联电路中,电源两端电压等于各用电器两端电压之和。
(5)[5]在测L1两端电压的时候,若两灯都不亮,电路中存在断路,但是电压表有示数,说明电压表所在的电路是通路,则电压表所测量的灯泡L1断路,故选①。
问题四:影响电阻大小的因素
※专题概述
【典例1】(2022秋·河南漯河·九年级统考期末)利用如图所示的电路探究影响导体电阻大小的因素,演示板上固定有a、b、c、d四根合金丝,长度关系为La=Lb==,横截面积关系为Sa=Sb=Sc=,其中a、c、d均为镍铬合金丝,b为锰铜合金丝。将导线P、Q分别接在同一根合金丝两端的接线柱上,下列说法正确的是( )。
A.选用a和b进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
B.选用c和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体长度的关系
C.选用a和c进行实验,可以探究导体电阻跟横截面积的关系
D.选用b和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
【答案】A。
【解析】a、b、c、d四根合金丝,a、c、d均为镍铬合金丝,b为锰铜合金丝,长度关系为
横截面积关系为
A.选用a和b进行实验,a和b长度相同,横截面相同,材料不同,因此根据控制变量法,可以探究导体电阻跟导体材料的关系,故A正确;
B.选用c和d进行实验,c和d长度相同,横截面不相同,材料相同,因此根据控制变量法,可以探究导体电阻跟导体横截面的关系,故B错误;
C.选用a和c进行实验,a和c长度不相同,横截面相同,材料不同,因此根据控制变量法,可以探究导体电阻跟长度的关系,故C错误;
D.选用b和d进行实验,b和d长度不相同,横截面不相同,材料不同,有多个变量,无法得出结果,故D错误。故选A。
【典例2】(21-22九年级上·北京房山·期中)关于如图所示的三个实验,请回答下列问题:
(1)图甲所示,A、B两只灯泡串联后接在电路中,观察到A灯泡比B灯泡亮,则通过两只灯泡电流的关系是:I甲 I乙。(选填“>”、“=”或“<”)
(2)图乙所示,是电子在电路中的移动方向,通过电子的移动可以判断出电源上端是 极,灯泡发光时电池将化学能转化为 能。
(3)图丙所示,为了探究影响电阻大小的因素,选用粗细相同、长度不同的两根镍铬合金丝,将它们分别接入电路,通过观察电流表的示数可以比较电阻大小。实验时选用粗细相同的镍铬合金丝的目的是 ,实验观察到通过长电阻丝的电流小,通过短电阻丝的电流大,由此可以得到的实验结论是 。
【答案】=;负;电;控制材料和横截面积相同,探究电阻大小与导体长度的关系 当导体的材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大。
【解析】(1)[1]A、B两只灯泡串联在电路中,根据串联电路的电流规律知,通过两灯的电流相等,即I甲=I乙。
(2)[2][3]由图乙知,金属导线中电子定向移动方向是从电源上端流出,经灯泡、开关后回到电源的下端,所以电源外部电流是从电源下端流出,经开关、灯泡后回到电源上端的,故电源上端为负极;灯泡发光时,电池相当于电源,将化学能转化为电能。
(3)[4][5]影响电阻大小的因素有:材料、长度、横截面积、温度,选用粗细相同、长度不同的两根镍铬合金丝是为了控制材料和横截面积相同,探究电阻大小与导体长度的关系的;实验观察到通过长电阻丝的电流小,通过短电阻丝的电流大,说明长的电阻丝电阻大,短的电阻丝电阻小,由此可得的实验结论是:当导体的材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大。
【典例3】(2022秋·河南许昌·九年级统考期末)科技落后,就要受制于人。美国对中国科技公司进行封锁制裁,限制华为等中国公司获取芯片。制造芯片的主要材料是( )。
A.超导体 B.绝缘体
C.半导体 D.导体
【答案】C。
【解析】常见的半导体材料有:硅、锗、砷、镓等。芯片的核心部件是其中的电子芯片,制造芯片的主要材料是半导体硅制成的,综上分析知,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【典例4】(2022秋·河南濮阳·九年级统考期末)学校实验室里的电阻丝规格如表,为了探究电阻大小与材料、长度、横截面积三个因素的关系,几位同学挑选了不同的电阻丝进行实验,其中选择合理的一组是( )。
材料
编号
长度(m)
横截面积(mm2)
材料
编号
长度(m)
横截面积(mm2)
镍铬合金
①
1
0.5
锰铜
⑤
1
0.5
②
1
1
⑥
1
1
③
1.5
0.5
⑦
1.5
0.5
④
1.5
1
⑧
1.5
1
A.③④⑤⑥ B.⑤⑥⑦⑧ C.②③⑥⑦ D.①⑤⑥⑦
【答案】D。
【解析】探究电阻的大小与导体的长度的关系时,需要控制导体的材料、横截面积相同,长度不同,实验中需要对比②和④或⑤和⑦导体;
探究电阻的大小与导体的横截面积的关系时,需要控制导体的材料、长度相同,横截面积不同,实验中需要对比①和②或⑤和⑥导体;
探究电阻的大小与导体的材料的关系时,需要控制导体的长度、横截面积相同,材料不同,实验中需要对比①和⑤或②和⑥或③和⑦或④和⑧导体;
综上所述,要想探究电阻大小与材料、长度、横截面积三个因素的关系,需要选择①⑤⑥⑦。
故选D。
问题五:滑动变阻器
※专题概述
(1)滑动变阻器接线原则:“一上一下”,一端接上接线柱,一端接下接线柱;
(2)滑动变阻器阻值变化原则:“远大近小”,滑片与下接线柱的距离越远阻值越大,越近阻值越小;
(3)滑动变阻器在电路中的作用:保护电路—连接好电路,开关闭合前,应调节变阻器在阻值最大处;通过改变接入电路中阻值的变化,来改变电路中电流大小,从而改变与之串联的导体两端电压。
【典例1】(2022秋·河南开封·九年级统考期末)如图所示,是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案,你认为可能达到目的方案是( )。
A. B. C. D.
【答案】C。
【解析】A.图中,灯泡被导线短路,灯泡不亮,滑动变阻器更不能调节灯泡的亮度,故A不符合题意;
B.滑动变阻器接入下半段,灯泡和滑动变阻器的下半段是并联的,滑动变阻器不能改变灯泡的亮度,故B不符合题意;
C.滑动变阻器和灯泡是串联的,移动滑动变阻器的滑片,改变电路中的电阻,改变电路中的电流,改变灯泡的亮度,故C符合题意;
D.灯泡和滑动变阻器都被导线短路,灯泡不能发光,滑动变阻器更不能调节灯泡的亮度,故D不符合题意。
故选C。
【典例2】(2022秋·河南郑州·九年级期末)如图甲是常用的一种可调风速的小风扇,图乙为其用于调风速的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连,转动旋钮,通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变风扇风速,下列分析正确的是( )。
A.若将a、c接入电路中,逆时针转动旋钮时,风扇风速加快
B.若将a、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速减弱
C.若将a、b接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速加快
D.若将b、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速加快
【答案】D。
【解析】AB.若将a、c接入电路中,等于是把电阻片最大阻值接入,旋转旋钮无法改变其阻值,故无法改变风扇速度,故错误。
C.若将a、b接入电路中,顺时针转动旋钮时,接入的电阻片长度变大,阻值变大,电路中电流变小,风扇风速减慢,故错误。
D.若将b、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,接入的电阻片长度变小,阻值变小,电路中电流变大,风扇风速加快,故正确。
故选D。
【典例3】(2022秋·河南信阳·九年级期末)在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:滑动变阻器能改变灯泡L的亮度,闭合开关S,向左移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数变大。
【解析】经分析可知,灯L与滑动变阻器串联,滑动变阻器的左下接线柱与电流表0.6接线柱相连、灯泡右接线柱与电流表的负接线柱相连,向左移动 滑动变阻器的滑片时电流表的示数变大,如下图所示:
【典例4】(2022秋·河南郑州·九年级期末)小欣用如图所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理,并连接了部分实验电路。
(1)小欣在连接实验电路前,应该首先将开关 ;
(2)请你用笔画线代替导线,帮小欣连接成完整的实验电路,并让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大; ( )
(3)小欣连接完成上述实验电路,检查无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮。小欣想:是不是电路中某处发生了断路?小欣为了判断电路是否发生断路接下来最简单的操作是: ,观察小灯泡是否发光。
(4)你还有哪些判断电路是否发生断路的方法?请写出一种: 。
【答案】断开;如图;向左移动滑动变阻器的滑片;在电路中串联一个电流表。
【解析】(1)[1]小欣在连接实验电路前,为了连接电路时保护电路,应该首先将开关断开。
(2)[2]滑动变阻器要调整灯泡的亮暗,应采用串联,电路连接完后,让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大,则变阻器的左下端接线柱连入电路中。
(3)[3]灯泡不亮的原因可能是通过灯泡的电流过小、断路、短路等原因,则检查无误后,闭合开关小欣应向左移动滑动变阻器的滑片,减小变阻器接入电路中的电阻,增大通过灯泡的电流,观察小灯泡是否发光,若灯泡发光,则说明电路不存在断路。
(4)[4]若电路出现断路现象,则电路中没有电流,故可以在电路中串联一个电流表,若电流表没有示数,则可能是断路导致。
【过关检测】
一、选择题
1.(2022·河南开封·九年级期末)取一个橙子,把铜片、锌片插入其中,就制成了一个水果电池。用电压表测量电压如图所示,下列说法正确的是( )。
A.橙子是绝缘体 B.铜片是水果电池的负极
C.该水果电池的电压是3V D.两个相同水果电池串联后可提供更高的电压
【答案】D。
【解析】A.橙子相当于是电源,内部有电流通过,是导体,故A错误;
B.电压表使用时,电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连接,因此铜电极为正极,故B错误;
C.由图知电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,水果电池的电压为0.6V,故C错误;
D.电池串联时,总电压等于每个电池的电压之和,两个相同水果电池串联后可提供更高电压,故D正确。故选D。
2.(2024·江苏宿迁·模拟预测)小明探究串联电路的电压规律,连接了如图所示的电路,下列做法不正确的是( )。
A.闭合开关S,电压表测量L2两端的电压
B.只将导线①的下端改接到L1右端,闭合开关S,电压表测量L2两端的电压
C.只将导线①的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表测量L1和L2的总电压
D.只将导线②的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表测量L1两端的电压
【答案】D。
【解析】A.如图所示,电压表直接并联在灯泡L2两端,故电压表测量灯泡L2的电压,故A正确,不符合题意;
B.只将导线①的下端改接到L1右端,此时电压表仍然直接并联在L2两端,测量灯泡L2的电压,故B正确,不符合题意;
C.只将导线①的下端改接到L1左端,闭合开关S,此时电压表直接并联在L1、L2两端,故电压表测量L1和L2的总电压,故C正确,不符合题意;
D.只将导线②的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表的正负接线柱接反了,不能够测量灯泡L1的电压,故D错误,符合题意。
故选D。
3.(2024·山东枣庄·三模)善于动手的小乔做了一个小实验:将一张口香糖包装锡纸剪开,形成中间狭窄的条形,并将锡纸接在5号电池的正负极(如图所示),随后,锡纸中间部分竟然快速燃烧起来。下列说法错误的是( )。
A.锡纸连在电池两极,利用了锡纸的导电性
B.锡纸能燃烧的原因是将热能转化为电能
C.锡纸两端的电压为
D.锡纸中间狭窄的部分横截面积小,电阻大
【答案】B。
【解析】A.锡纸连在电池两极,锡纸能导电,利用了锡纸的导电性,故A正确,不符合题意;
B.锡纸能燃烧的原因是将电能转化为内能,故B错误,符合题意;
C.锡纸接在5号电池的正负极,锡纸两端的电压为1.5V,故C正确,不符合题意;
D.锡纸中间狭窄的部分横截面积小,在材料、长度相同时,电阻大,故D正确,不符合题意。
故选B。
4.(2024·陕西商洛·一模)如图所示电路,闭合开关、,小灯泡和均正常发光,两电表都有示数,下列判断不正确的是( )。
A.用电压表测、两端电压示数相等
B.电流表的示数比的小
C.灯被短路时,不发光
D.仅断开只有一个表有示数
【答案】D。
【解析】A.、是并联的,并联电路电压相等,所以用电压表测、两端电压示数相等,故A正确,不符合题意;
B.电流表在干路上,测量干路中的电流,即小灯泡和的总电流,电流表测量的是的电流,所以电流表的示数比的小,故B正确,不符合题意;
C.灯被短路时,同时短路,所以不能发光,故C正确,不符合题意;
D.在干路上,仅断开,整个电路断路,电流表和都无示数,故D错误,符合题意。
故选D。
5.(2024·四川内江·一模)在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,过一会儿,灯L突然变亮,电流表、电压表示数都变大。则电路的故障是( )。
A.灯L短路 B.灯L断路 C.电阻R短路 D.电阻R断路
【答案】C。
【解析】由图可知,电阻R、电灯L和电流表串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路电流。
A.如果灯L发生了短路,电压表示数变为零,故A不符合题意;
B.如果灯L发生了断路,电流表示数变为零,故B不符合题意;
C.如果电阻R短路,电压表测量电源电压,示数变大;电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,故C符合题意;
D.如果电阻R断路,电流表示数变为零,故D不符合题意。
故选C。
6.(23-24九年级上·贵州贵阳·期中)如图所示是测量电压的电路图。连接实物电路并闭合开关,实验中可能出现的现象与小灯泡故障相对应的是( )。
A.若仅有L1发光,则可能是L2开路
B.若仅有L2发光,则可能是L1短路
C.若电压表示数为零,则可能是L1开路
D.若电压表示数等于电源电压,则可能是L2短路
【答案】BD。
【解析】A.两灯泡串联接入电路,电压表测灯泡L1两端的电压,若仅有L1发光,说明电路通路,灯泡L2短路,故A不符合题意;
B.两灯泡串联接入电路,电压表测灯泡L1两端的电压,若仅有L2发光,说明电路通路,灯泡L1短路,故B符合题意;
C.两灯泡串联接入电路,电压表测灯泡L1两端的电压,电压表示数为零,则灯泡L1相当于导线或电路断路,故电路故障为灯泡L1短路或灯泡L2开路,故C不符合题意;
D.两灯泡串联接入电路,电压表测灯泡L1两端的电压,电压表示数等于电源电压,则电路为灯泡L1的简单电路或电压表串联接入电路,故电路故障为灯泡L2短路或灯泡L1开路,故D符合题意。
故选BD。
二、填空题
7.(2022·河南洛阳·九年级期末)如图甲所示的电路中,两端的电压为,两端的电压如图乙所示,则两端的电压________V,电源电压_________V。
【答案】2.3;6.0。
【解析】[1]如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.3V,即L2两端的电压为2.3V。
[2]由图甲电路可知,L1与L2串联,由串联电路的电压规律可得电源电压
U=U1+U2=3,7V+2.3V=6.0V
即电源电压为6.0V。
8.(2022·河南驻马店·九年级期末)如图所示电源电压保持不变,当开关S断开,甲、乙为电流表时,若两表指针位置相同,则通过灯泡L1、L2的电流I1∶I2=___________;当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的示数之比U甲∶U乙=1∶3,则灯泡L1、L2的电压比U1∶U2=___________。
【答案】1∶4;1∶2。
【解析】[1]当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两灯泡并联,电流表甲测干路电流,电流表乙测量通过L1支路的电流;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两表指针偏转角度相同,所以,两电流表的示数比
通过灯泡L1、L2的电流之比
[2]当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两灯泡串联,甲电压表测L1两端电压,乙电压表测电源电压;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,两电阻两端的电压之比
9.(23-24九年级下·广东广州·开学考试)①请在图1中画出图2对应的电路图: ;
②若实验过程中,A2的示数如图3,滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω,通过滑动变阻器的电流为0.5A,则A1的示数为 A,滑动变阻器10s内产生的热量为 J;
③若实验过程中,连接完图2电路,闭合开关后,发现A1有示数,电压表无示数,A2无示数,则原因可能是: 。(选填字母)
A.滑动变阻器断路 B.R断路 C.A2断路 D.电压表断路
【答案】如图;0.7;25;C。
【解析】①[1]由图2得,定值电阻R与滑动变阻器并联,电压表测量定值电阻的电压,电流表A2测量定值电阻R的电流,电流表A1测量干路电流,滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电路图如图所示
②[2]如图3,A2的接线柱是“0.6”和“-”,分度值为0.02A,其示数为:0.2A。定值电阻R与滑动变阻器并联,电压表测量定值电阻的电压,电流表A2测量定值电阻R的电流,电流表A1测量干路电流,通过滑动变阻器的电流为0.5A,根据并联电路的电流规律,A1的示数是
[3]滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω,通过滑动变阻器的电流为0.5A,根据焦耳定律Q=I2Rt,滑动变阻器10s内产生的热量为
③[4]A.如果仅仅是滑动变阻器断路,A1有示数,电压表有示数,A2有示数,故A不符合题意;
B.如果仅仅是R断路,A1有示数,电压表有示数,A2无示数,故B不符合题意;
C.如果仅仅是A2断路,A1有示数,电压表无示数,A2无示数,故C符合题意;
D.如果仅仅是电压表断路,A1有示数,电压表无示数,A2有示数,故D不符合题意。
故选C。
三、实验题
10.(2024九年级下·全国·专题练习)滑动变阻器:
原理
通过改变连入电路中电阻线的 来改变连入电路中的电阻
结构图示
电路
符号
接法
断路式:
右侧电阻线断路,左侧电阻线接入电路
短路式:
右侧电阻线短路,左侧电阻线接入电路
定值电阻式:
电阻线全部接入电路
(1)说明:
当变阻器接入两上接线柱时,其连入电阻为零;
当变阻器接入两下接线柱时,其连入的是最大阻值;
(2)使用: 联在电路中;
接线方式: ,接入电路前,滑动变阻器滑片应滑到最大阻值处;
(3)应用:调节音量的电位器
【提示】电阻变化的判断:取决于所接下接线柱,滑片远离变阻变大,靠近则变小。
【答案】长度;串;一上一下。
【解析】[1]导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关,在材料、横截面积一定时,导体的长度越长,电阻越大,滑动变阻器就是根据这一原理制成的,通过改变接入电路中电阻线的长度来改变接入电路中的电阻。
(2)[2][3]根据滑动变阻器的使用规则可知:滑动变阻器应一上一下串联在电路中,闭合开关前应将滑片调到阻值最大处;当变阻器接两个上接线柱时,其连入电路的阻值为零;当变阻器接两个下接线柱时,其连入电路的阻值是其最大阻值。
11.(23-24九年级上·广东河源·期末)如图所示是探究导体电阻与导体长度的关系的实验电路,器材有:电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,干电池两节,粗细相同的镍铬合金丝6根,导线若干。
实验次数
1
2
3
4
5
6
长度L/cm
10
20
30
40
50
60
电压U/V
2.4
电流I/A
1.2
0.6
0.4
0.3
0.24
0.2
电阻R/Ω
2
4
6
10
12
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移动到 (选填“a”或“b”)端;
(2)依次将镍铬合金丝接入电路进行实验,调节滑动变阻器,使电压表示数保持为2.4V,记录电流表示数到表格中,分析表中数据可知,第4根镍铬合金丝的电阻为 Ω;可得出的结论是:导体材料和 相同时,导体的电阻与导体长度成 ;
(3)如图所示是一种测定油箱内油量的装置图,其中R是滑动变阻器的电阻片,金属杆AP可以绕O点转动,P为金属滑片,油箱内油量越多,油量表的示数越大,请将电路图补充完整 。
【答案】a;8;横截面积;正;见解析。
【解析】(1)[1]闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大的a端。
(2)[2]由欧姆定律得,第4根镍铬合金丝的电阻为
[3][4]由表格中数据得,导体材料和横截面积相同时,导体的电阻与导体长度扩大的倍数相同,说明导体材料和横截面积相同时,导体的电阻与导体长度成正比。
(3)[5]R0为保护电阻,与变阻器串联,油箱内油量越多,滑片向下移动,油量表的示数越大,说明此时变阻器接入电路中电阻变小,则变阻器的下端接入电路中,如图所示:
12.(2022·河南新乡·九年级期末)学校物理小组的同学分组进行“探究串联电路电压规律”的实验活动:
(一)第一组进行了以下实验
(1)如图1所示,连接电路时,开关应该处断开状态,为了让实验结论可靠,实验中应选择规格________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)排除故障后第一组的小田分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,发现:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
由下表中实验数据可知:小田同学主要通过________方式来多次实验;
UAB/V
UAB/V
UAB/V
1
1.0
2.0
3.0
2
1.5
3.0
4.5
3
2.0
4.0
6.0
A.更换不同规格的小灯泡
B.更换不同的电源
C.同时更换了电源和小灯泡
同组的小名同学在电路中串联了________也实现了多次实验的目的;
(二)第二小组也完成了“探究串联电路电压规律”的实验,但是他们得到“电源两端电压大于各用电器两端电压之和”的结论,物理老师引导第二组的同学们用如图2甲所示的电路继续进行了深人探究,他们的步骤如下:
(3)测量电源及灯泡两端电压。电压表接在CD两点,是为了测量灯泡________的电压:闭合开关,电压表的示数(如图2乙所示)是________V;
(4)用精密的电压表测量电路中导线的电压。测出导线BC间的电压大约为0.05V,由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。完成以上步骤后,他们觉得有必要侧量开关两端的电压,他们这么认为的理由是________。
【答案】不同;B;滑动变阻器;L2;1.7;开关容易接触不良,造成电阻变大,分压增多。
【解析】(1)[1]为了让实验结论可靠,可以进行多次实验,实验中应该选择规格不同的小灯泡。
(2)[2]由表中数据可知,总电压发生改变,这是换用电压不同的电源进行多次实验,故选B。
[3]本实验探究串联电路电压规律,只要可以改变电路中灯泡两端电压就可以,所以在电路中串联一个滑动变阻器也可以实现多次实验。
(3)[4]电压表接在CD两点,并联在灯泡L2两端,是为了测量灯泡L2的电压。
[5]由图乙可知,电压表的量程为,分度值为0.1V,则电压表的示数为1.7V。
(4)[6]开关容易接触不良,造成电阻变大,分压增多,故有必要测量开关两端的电压。
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