内容正文:
第五单元 电路和欧姆定律
一轮考点复习
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第18课时 电流 电压 电阻
基础知识
归类探究
限时集训
1. 电流、电压和电阻
比 较:
名称 电流I 电压U 电阻R
定义 电荷定向移动形成电流 形成电流的原因 表示导体对电流阻碍作用的大小
单位 安培(A) 伏特(V) 欧姆(Ω)
测量 电流表 电压表 伏安法
基 础 知 识
说 明:(1)一节新干电池的电压为1.5V;人体安全电压为不高于36V;我国家庭电路电压为220V。电源是提供电压的装置。
(2)电流由电压和电阻决定;电压由电源决定(跟电流、电阻无关);电阻由导体的材料、长度、横截面积及温度决定(跟电压、电流无关,它是导体本身的一种性质)。
(3)电源是提供电压的装置,而电压是形成电流的原因。若一段电路中有电流,它两端就一定有电压;若一段电路两端有电压,电路中不一定有电流,必须同时是通路才有电流。
(4)电流的常用单位还有毫安(mA)、微安(μA),换算关系:1A=1 000mA,1mA=1 000μA。电压的常用单位还有千伏(kV)、毫伏(mV),换算关系:1kV=1 000V,1V=1 000mV。电阻的常用单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),换算关系:1MΩ=1 000kΩ,1kΩ=1 000Ω。
2. 电流表和电压表的正确使用
比 较:
电流表 电压表
使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出 使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
不能超过量程 不能超过量程
电流表要 串联 在被测电路中 电压表要 并联 在被测电路两端
不允许直接连到电源两极上 能直接连到电源两极上测电源电压
串联
并联
说 明:(1)电流表的电阻很小,在电路中相当于一根导线。
(2)电压表的电阻很大,在电路中相当于开路。若电压表与灯泡串联,则灯泡相当于开路,不能正常工作,不发光,电压表示数接近于电源电压。
(3)电流表和电压表使用前都要检查指针是否对准 零刻度线 ,观察其 量程 和 分度值 (电流表一般有“0~0.6A”和“0~3A”两个量程,分度值分别为0.02A和0.1A;电压表一般有“0~3V”和“0~15V”两个量程,分度值分别为0.1V和0.5V)。
(4)在不能估计电流、电压大小的情况下,应采取“试触法”,试触时,要先试触较大的量程。
零刻度线
量程
分度值
3. 串、并联电路中的电流、电压的关系
串联电路:(1)各处的电流都 相等 ,I=I1=I2=…=In。
(2)总电压等于各部分电路两端电压 之和 ,U=U1+U2+…+Un。
(3)串联电池组的电压等于各节电池的电压之和。
并联电路:(1)干路中的电流等于各支路中的电流 之和 ,I=I1+I2+…+In。
(2)各支路两端的电压相等,并且总电压 等于 各支路两端的电压,U=U1=U2=…=Un。
注 意:测得电流相等不一定是串联电路,测得电压相等也不一定是并联电路。如两个相同规格的用电器并联,通过它们的电流相等,如串联,它们两端的电压也相等。
相等
之和
之和
等于
4. 影响导体电阻大小的因素
决定因素:与导体的 长度 、 横截面积 和 材料 有关,与是否接入电路、外加电压大小及通过电流的大小等因素无关(导体的电阻是导体本身的一种性质)。
影响因素:导体温度。大多数金属导体温度越高,电阻越大。某些物质在温度很低时,电阻就变为零,这种现象称为 超导 现象。
说 明:半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的材料,可以制成热敏电阻和光敏电阻,用半导体制作的二极管具有 单向导电 性。
长度
横截面积
材料
超导
单向导电
5. 滑动变阻器
原 理:通过改变接入电路中电阻丝的 长度 来改变电阻大小。
作 用:(1)保护电路。
(2)调节滑动变阻器滑片可以逐渐改变连入电路中的电阻,从而逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压。
接 法:串联在要改变的电路中,两接线头要接入“一上一下”两接线柱。
注 意:使用前要观察变阻器的铭牌,如某滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 2A”字样,“20Ω”表示它的最大电阻值是20Ω,“2A”表示它允许通过的最大电流是2A;闭合开关前,滑片应处于 最大阻值 位置(远离下接线柱,下接线柱至滑片P为接入电阻)。
说 明:(1)滑动变阻器不能显示出接入电路的阻值, 电阻箱 是一种能表示出阻值的变阻器,但不可以连续改变连入电路中的电阻。电阻箱在电路图中的符号: 。
(2)若滑动变阻器“两上”接入电路中时,它相当于导线;“两下”接入电路中时,它相当于定值电阻,都起不到变阻的作用。
长度
最大阻值
电阻箱
6. 重点实验突破
探究影响导体电阻大小的因素
探究过程:(1)选择横截面积、材料相同,长度不同的合金丝接入电路,观察电流表示数,可判断电阻大小与导体 长度 的关系。
(2)选择长度、材料相同,横截面积不同的合金丝接入电路,观察电流表示数,可判断导体电阻大小与导体 横截面积 的关系。
(3)选择长度、横截面积相同,材料不同的合金丝接入电路,观察电流表示数,可判断导体电阻大小与导体 材料 的关系。
长度
横截面积
材料
(4)选择同一根合金丝接入电路,用酒精灯对合金丝加热,观察电流表示数的变化情况,可判断导体电阻大小与导体 温度 的关系。
实验结论:导体电阻大小与导体的 长度 、 横截面积 和 材料 有关。导体越长,横截面积越小,导体的电阻 越大 。导体的电阻受温度的影响,大多数金属导体,温度越高,电阻越大。
实验方法:实验用到的物理方法有 转换 法和 控制变量 法。
温度
长度
横截面积
材料
越大
转换
控制变量
[2024·广安]如图所示,电源电压恒定不变,甲、乙为两个相同的电表。当开关S1闭合、S2断开时,甲、乙两电表示数之比为5∶3,则两电表均为 电流表 (填“电压表”或“电流表”)。一段时间后,电阻R1产生的热量为Q1;现同时更换两电表种类,并调整开关状态,使两电表均有正常示数,经过相同的时间,电阻R1产生的热量为Q2,则Q1∶Q2为 25∶9 。
电流表
25∶9
归 类 探 究
类型之一 电流表、电压表的正确使用
【变式】 [2023·济南]如图所示的实物电路由电源、开关S、两个灯泡L1、L2和甲、乙、丙三个电表(电流表或电压表)组成。闭合开关S后,两个灯泡L1、L2均能发光。下列关于甲、乙、丙三个电表的判断,正确的是( B )
A. 甲是电压表,乙、丙是电流表
B. 乙是电压表,甲、丙是电流表
C. 甲是电流表,乙、丙是电压表
D. 丙是电流表,甲、乙是电压表
B
[2024·成都]在“探究并联电路中的电流特点”实验中,图甲是某小组同学设计的电路图。
(1)图乙是该小组连接的电路,闭合开关S,电流表测量通过灯泡 L2 的电流。
L2
类型之二 探究串、并联电路电流、电压规律
(2)该小组同学换用不同规格的灯泡进行实验,用电流表多次测量A、B、C三点电流,记录实验数据如下表。
实验次数 IA/A IB/A IC/A
第1次 0.30 0.22 0.50
第2次 0.22 0.28 0.50
第3次 0.24 0.22 0.46
第4次 0.28 0.30 0.28
分析表格中的数据,下列说法不合理的是 B 。
A. 四次实验中电流表选用的量程为0~0.6A
B. 表中的数据均在误差范围内
C. 此实验还可测量更多组数据
D. 通过多次实验,可避免偶然性
B
(3)小成同学测量通过灯泡L1电流时,L1正常发光,L2忽亮忽灭,他接下来的操作应该是 检查L2支路的接线柱是否连接好(或检查L2是否拧紧) (写出一条即可)。
检查
L2支路的接线柱是否连接好(或检查L2是否拧紧)
[2022·乐山]某小组同学在学习了欧姆定律后,对探究实验“影响导体电阻大小的因素”进行了改良,结合实验室所提供的几种规格的导体(如下表),设计了如图甲所示的电路图。
类型之三 导体的电阻跟哪些因素有关
编号 长度/m 横截面积/mm2 材料
A 1.0 0.2 锰铜
B 1.0 0.4 锰铜
C 1.0 0.6 锰铜
D 0.5 0.4 锰铜
E 1.5 0.4 锰铜
F 1.0 0.6 镍铬合金
G 1.0 0.6 铁
(1)图甲中,将三个电阻串联是为了保证 电流 (填“电压”或“电流”)相等。
电流
(2)在“探究导体电阻与横截面积的关系”时,R1、R2、R3分别选用A、B、C三段导体。某次读数,电压表V1示数为1.5V、V2示数为0.7V,电压表V3示数如图乙所示,为 0.5 V。由欧姆定律分析得出,电压表示数越大,导体电阻越 大 (填“大”或“小”)。多次调节滑动变阻器重复读数,可得出结论:材料和长度相同时,横截面积越大,导体电阻越 小 (填“大”或“小”)。
(3)在“探究导体电阻与长度的关系”时,选用B、 D 和 E (填导体编号),重复上述操作,可得出结论:材料和横截面积相同时,长度越长,导体电阻越大。
(4)本实验主要运用的物理方法是 控制变量法 (填“控制变量法”或“模型法”)。
0.5
大
小
D
E
控制变量法
[2023·常德]有A、B、C三根完全相同的导线,将A导线剪去一半,电阻变为R1;将B导线均匀地拉伸到原来长度的两倍,电阻变为R2;将C导线从中间对折,电阻变为R3。下列大小关系正确的是( B )
A. R1>R2>R3 B. R2>R1>R3
C. R2>R3>R1 D. R3>R1>R2
B
[2024·广安]LED灯已广泛应用于展示台装饰、居家照明、城市夜景美化等,制作LED灯的材料是 半导体 (填“半导体”或“超导体”)。如图所示为某学校电子屏中滚动播放的标语,其显示屏中的“增”字有一部分未显示出来,其他部分正常发光,由此可知,未发光部分与其他部分之间是 并 联的。
[预测变形][2024·凉山州]在如图所示的电路中R1∶R2=1∶2,当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两电压表示数之比为 3∶2 ;当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两电流表示数之比为 1∶3 。
半导体
并
3∶2
1∶3
1. [2024·自贡]如图所示是滑动变阻器的结构示意图,当滑片P向右移动时,要使连入电路中的电阻变大,应该选择的接线柱为( D )
A. A和B B. B和C
C. B和D D. A和D
2. [2024·成都]如图所示,纸盒外有两个灯泡和一个开关,闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都不亮。下列判断正确的是( B )
A. 盒内一定有两节电池
B. 盒内一定有电源供电
C. 两个灯泡一定是串联关系
D. 两个灯泡一定是并联关系
D
B
限 时 集 训
3. [2024·云南]如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S、S1和S2,灯泡L1、L2都正常发光,下列说法正确的是( C )
A. 电流表A2测量通过灯泡L2的电流
B. 电流表A1和A2示数相等
C. 断开S2,电流表A2示数变小
D. 断开S2,灯泡L1的亮度变暗
4. [2024·内江]长短粗细都相同的铜导线和镍铬合金线,电阻分别为R1和R2,且R1<R2,将它们串联在电路中,通过的电流分别为I1和I2;将它们并联在电路中,R1、R2两端的电压分别为U1和U2。则下列判断正确的是( A )
A. I1=I2 B. I1>I2
C. U1>U2 D. U1<U2
C
A
5. [2022·自贡]小谢在做实验时,先连成如图所示的电路,闭合开关S1并观察灯泡亮暗情况后,再闭合开关S2,小谢看到的现象是( D )
A. 两个灯泡一直都不亮
B. 两个灯泡一直亮
C. 两个灯泡开始都亮,后来L2不亮
D. 两个灯泡开始都亮,后来L1不亮
D
6. [2024·内江]家用电冰箱正常工作时的电压为 220 V;电冰箱内的压缩机和灯都能够独立工作,互不影响,则压缩机和灯之间的连接方式是 并联 (填“串联”或“并联”)。
7. [2023·天津]在探究串、并联电路中电流的规律时,做了如图所示的实验。闭合开关后,电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.3A,则通过灯泡L1的电流为 0.2 A,通过灯泡L2的电流为 0.3 A。
220
并联
0.2
0.3
8. [2024·成都]小张用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,电流表和电压表选用小量程。闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是 保护电路 。闭合开关,她发现灯泡不亮,两电表的示数均很小,经过检查,确认电路连接正确,两电表均完好,小张的下一步操作应该是 移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡是否能发光,两电表是否有示数 。
保护电路
移动滑
动变阻器的滑片,观察灯泡是否能发光,两电表是否有示数
9. [2023·达州]如图所示,电源电压为3V,闭合开关S后,电流表A的示数为0.54A,电流表A1的示数为0.2A,则通过灯泡L1的电流为 0.2 A,通过灯泡L2的电流为 0.34 A,电压表V的示数为
3 V。
0.2
0.34
3
10. [2023·成都]某小组同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。
(1)下列操作不正确的是 C 。
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)测量灯泡L1两端电压时,两灯泡突然熄灭,电压表示数变为0,若故障可能是由某只灯泡“短路”或“开路”引起的,则发生故障的灯泡及故障类型是 灯泡L2开路 。
C
灯泡L2开路
(3)该小组同学用电阻箱代替故障灯泡,继续进行实验,记录数据如表所示。
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
第1次 0.8 2.0 2.8
第2次 1.0 1.8 2.8
第3次 1.4 1.4 2.7
分析表中实验数据,在误差允许范围内,可得出的结论是 D 。
A. 串联电路中各处电流相等
B. 灯泡阻值随灯泡两端电压增大而增大
C. 串联电路中电阻值越大的部分两端电压越大
D. 串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和
D
11. [2024·达州]如图所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( B )
A. 电流表示数变大,电压表V1示数变小
B. 电流表示数变小,电压表V2示数变大
C. 电压表V1与电流表示数的比值变大
D. 电压表V2与电流表示数的比值变小
B
12. [2023·连云港]两个电阻R1、R2串联在电路中,已知R1>R2。通过两个电阻的电流I1、I2的大小关系是I1 = I2,加在两个电阻两端的电压U1、U2的大小关系是U1 > U2。(均填“>”“<”或“=”)
=
>
13. [2024·自贡]小布同学在经过十字路口时,观察了人行横道的红、绿交通信号灯,画出下列控制红、绿灯的电路图,你认为正确的是( C )
C
14. [2024·遂宁]在甲图所示的电路中,闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表A1的示数变大,此时两电流表指针都指在刻度盘的中央,均如乙图所示,则通过R1的电流为 1.2 A,R1∶R2= 1∶4 ,在相同的时间内,两电阻产生的热量之比Q1∶Q2= 4∶1 。
1.2
1∶4
4∶1
$$