专题03 电压 电阻和欧姆定律（期中复习清单）九年级物理上学期新教材人教版

专题03 电压 电阻和欧姆定律 【清单01】电压 一、电压的概念 1、电压 电源与电压的作用 电源是提供电压的装置，电压是形成电流的原因 电压符号 物理学中，电压常用“U”表示 电压单位 ①在国际单位制中，电压单位是伏特（简称为伏，符号是V）； ②电压常用单位还有：千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）； ③换算关系：1kV＝1000V，1V＝1000mV，1mV＝1000μV 2、形成持续电流的条件：一是电路中 （或电路两端有电压）；二是 （或电路是闭合的）。 3、常见电压值 （1）家庭电路电压：220V。 （2）对人体安全电压：不高于36V。 （3）手机电池的电压：3.7V。 （4）一节干电池电压：1.5V。 （5）一节铅蓄电池电压：2V。 二、电压表的连接和使用 1、电压表 （1）电压的测量工具是电压表，实验室常用电压表及元件符号如图 （2）实验室常用的电压表有三个接线柱，两个量程 ①当用“-”“3”两个接线柱时，量程为0～3V，每一大格表示1V，每一小格表示0.1V。 ②当用“-”“15”两个接线柱时，量程为0～15V，每一大格表示5V，每一小格表示0.5V。 2、电压表的使用方法 （1）使用前：使用电压表前首先要 ，明确电压表的 和 ，被测电压不要超过电压表的量程。如果指针不在零刻度线的位置就开始测量会出现两种情况：指针在零刻度线左侧时读数 ；指针在零刻度线右侧时读数 。 （2）使用时：并联电压表必须与被测用电器 。 （3）“+”进“-”出：电流必须从电压表的“+”接线柱流进，从“-”接线柱流出。如果电流从电压表的“-”接线柱流进，从“+”接线柱流出，则指针反转，不能测出电压，且容易损坏电压表。 （4）选择合适的量程：被测电压不能超过电压表的量程。如果不知道被测电压的大约值，测量前先用电压表的大量程，采用“ ”估计被测电压的大小，试触时，如果指针偏转角度超过满偏角度，说明电压表 了，无法测量且容易损坏电压表。必须换用更大量程的电压表进行测量。如果指针正常偏转，则用该量程进行测量。如果指针的偏转角度非常小，说明电压表 了，则应该换用较小量程进行测量。在不超过量程的情况下，应选用小量程，读数更精确，减小误差。如果指针反向偏转说明电压表正负 了。 三、电压表的读数方法 1、明确量程和分度值：先看清量程，认清各量程的分度值。 （1）当用“-”“3”两个接线柱时，量程为0～3V，每一大格表示1V，每一小格表示0.1V。 （2）当用“-”“15”两个接线柱时，量程为0～15V，每一大格表示5V，每一小格表示0.5V。 （3）当使用0～15V量程时，应以上排刻度读数，其分度值为0.5V；当使用0～3V的量程时，应以下排刻度读数，其分度值为0.1V。 （4）所测电压不能超过所选量程；在不超过量程的前提下，尽可能选用小量程测电压，以提高测量精度。 2、用分度值乘以指针转过的小格数就是被测的电压值。 （1）读数时视线垂直表盘刻度。 （2）例如：下图所使用的接线柱是“一”和“15”，即量程是0～15V，对应其分度值是0.5V，查出指针所指格数为11格（1大格是10小格），故读数为：11×0.5V=5.5V。 四、电流表、电压表在判断电路故障中的应用 1、串联电路中 （1）当电路断路时：电压表测断路处的电压等于电源电压；测没断路的用电器的电压为零；电流表在任何位置都是零。 （2）当电路短路时：电压表测短路处的电压等于零；测没短路的用电器的电压比原来增大；电流表示数变大。 2、并联电路中 （1）当某支路断路时：电压表测断路两端电压、没断路的支路两端电压都等于电源电压；电流表测断路所在支路示数为零；测没断路的支路仍为原来的示数． （2）当某支短断路时：电压表测短断两端电压、没短断的支路两端电压都等于零（而且这时干路如果没有用电器的话，电源直接形成回路，会烧坏电源）；电流表测短断所在支路示数会变大；测没短断的支路示数变为零。 【清单02】串、并联电路中电压的规律 一、探究串联电路中的电压规律实验 1、探究串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的规律 提出问题 两个或两个以上用电器组成的串联电路中，各用电器两端电压与电源两端电压有什么关系 实验目的 探究串联电路中电压有什么规律 猜想与假设 （1）与串联电路电流关系一样，处处相等。 （2）各用电器两端电压之和可能等于电源两端的电压。 （3）各用电器两端的电压可能与电源两端的电压相等。 设计实验 分别按甲、乙、丙所示电路图连接实物电路，其中两灯泡规格相同，测出A、B间的电压UAB，B、C间的电压UBC，A、C间的电压UAC，并分析三者间有何关系；换用不同规格的小灯泡重复实验，观察上述关系是否仍然成立。 进行实验与收集证据 （1）调节电压表指针归零； （2）按照电路图连接好实物电路，并检查电路是否连接无误； （3）分别将电压表接在A和B、B和C、A和C两点，将测得的电压记录在数据表格中； （4）换用不同规格的小灯泡，重复上述步骤 实验次数 A、B间电压U1/V B、C间电压U2/V A、C间电压U/V 1 1.5 1.5 3.0 2 1.8 1.2 3.0 3 2.1 0.9 3.0 …… 归纳总结 （1）由实验数据可得：U=U1+U2；当两个灯泡规格相同时，U1=U2；当两个灯泡规格不同时，U1≠U2； （2）结论：串联电路中，电源两端电压等于各个用电器两端电压之和，即U=U1+U2 特别提醒 （1）连接实物电路图，可对照电路图按一定的顺序（从电源的“+”极到“-”极或从电源“-”极到“+”极），逐个顺次连接。 （2）在连接实物电路过程中，开关要处于断开状态，防止电路出现短路而烧坏电源。 （3）电压表要并联在被测电路两端，同时要注意让电流从“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出，并采用试触法选择合适的量程。 （4）闭合开关进行实验之前，要检查电路的正确性，确定没有错误后，方可进行实验。 （5）实验中，每次读数后，应及时断开开关，以节约用电。 （6）记录实验数据时，要如实记录，不能随意改动数据，更不能“凑数”。 （7）实验时多次测量 ，以验证串联电路电压分配规律。 二、探究并联电路中的电压规律实验 1、探究并联电路的电压规律 基本实验 探究并联电路各支路用电器两端电压与电源两端电压的关系 提出问题 两个或两个以上用电器并联，那么各支路用电器两端电压与电源电压关系如何 猜想与假设 （1）各支路用电器两端电压可能都相等，且等于电源电压； （2）各支路用电器两端电压不相等，它们的和等于电源电压 设计并进行实验 （1）如图所示，选用两个规格相同的小灯泡并联在电路中，分别将电压表并联在A和B、C和D、E和F两点，测出相应的电压值（所用电压为两节串联的干电池），将数据填入表中。 （2）换上两个规格不同的灯泡，所用电源仍为两节串联的干电池，重复上述步骤； （3）分别选用两个规格相同和规格不同的小灯泡，所用电压为三节干电池，重复上述步骤。 实验数据 实验次数 A、B之间的的电压U1/V C、之间的电压U2/V E、F之间的电压U/V 1 3 3 3 2 3 3 3 3 4.5 4.5 4.5 4 4.5 4.5 4.5 …… 分析论证 分析实验数据可知，灯泡并联在电路中时，各灯泡两端电压相等，且等于电源电压，即U=U1=U2。该结论可表述为：并联电路中，各支路两端电压 。 特别提醒 （1）只测一组数据得出结论具有偶然性，要想得到普遍规律应多次实验，多次实验时可以更换灯泡规格也可以改变电池节数； （2）选用相同规格的灯泡具有特殊性，要想得到一般规律应选用不同规格的灯泡再进行多次实验。 【清单03】 电阻 一、电阻的概念 1、电阻 电阻 在物理学中，用“电阻”来表示导体对电流的 作用的大小。 符号 通常用“R”表示电阻。 单位及换算关系 在国际单位制中，电阻的单位是“欧姆”，简称“欧”，符号是“Ω”。常用单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）。 换算关系：1MΩ=103kΩ，1kΩ=103Ω。 对电阻的理解 导体的电阻越大，表示导体对电流阻碍作用越强，在电压相同的情况下，通过导体的电流越小 导体的电阻是导体本身的一种性质，即导体的电阻由导体自身的情况决定。不管导体是否接入电路、是否有电流通过，也不管导体两端电压是否改变或怎样改变，导体对电流的阻碍作用（即电阻）都是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有表现出来而已 二、影响电阻大小的因素 1、探究影响导体电阻大小的因素实验 提出问题 导体的电阻大小与哪些因素有关 猜想与假设 （1）路越窄，车辆越难同行—导体越细，可能阻碍作用越强，电阻越大； （2）道路越长，人走得越累—导体越长，可能阻碍作用越强，电阻越大； （3）不同的道路同行效率不同，如高速公路、水泥路、乡间小路—导体的电阻可能与制作导体的材料（铁、铜、银、铝等）有关； （4）物质的很多物理性质都受到温度的影响，如密度—导体的电阻是否也受温度的影响。 设计实验 （1）探究电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积是否有关，涉及的因素较多，应采用控制变量法涉及实验过程。 ①选取材料、粗细相同，而长度不同的镍铬合金丝，分别接入电路中（如图所示），观察 的变化情况，探究电阻大小与导体长度的关系。 ②选取材料、长度相同而粗细不同的镍铬合金丝，分别接入电路中，观察 的变化情况，探究电阻大小与导体横截面积的关系。 ③选取粗细、长度相同的铜丝和镍铬合金丝，接入电路中，观察电流表示数变化情况，探究电阻大小与导体材料的关系。 （2）转化法：电阻大小是通过电流表示数的大小比较的。电流表示数大的电阻小，电流表示数小的电阻大，此方法称之为转换法。 （3）将日光灯的灯丝与电流表接入电路中，比较灯丝温度不同时电流表示数的变化情况，探究导体电阻与温度的关系。 进行实验 （1）将图甲中的导线CD和EF分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。 甲 乙 丙 （2）将图甲中的导线CD与GH分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。 （3）将图甲中的导线AB与CD分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。 （4）如图丙所示，把电阻丝接入电路，慢慢地给电阻丝加热，观察电流表示数的变化情况。 分析论证 实验现象 实验结论 ICD<IEF 导体电阻大小跟导体的长度有关，在材料、横截面积相同时，长度越短，电阻越小 ICD<IGH 导体电阻大小跟导体横截面积有关，在材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小 ICD<IAB 导体电阻的大小跟导体的材料有关 给电阻丝加热，电流表示数越来越小 导体的电阻大小跟导体的温度有关 探究归纳 导体的电阻是导体本身的已知性质，它的大小取决于导体的 。同种材料导体，长度越长、横截面积越小，导体的电阻越大。另外，导体的电阻还受温度的影响。 2、电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系 （1）导体长度对电阻的影响：导体长度越长，电阻越大。当电流通过导体时，需克服导体本身的电阻产生的阻力，因此长度增加会导致电流通过的路径变长，从而增大电阻的阻力，使电阻值增加。 （2）导体横截面积对电阻的影响：导体横截面积越大，电阻越小。横截面积增大会减小电流通过的路径阻力，使电流更容易通过导体，因此电阻会减小。 （3）导体材料对电阻的影响：不同材料的导体具有不同的电阻率，电阻率越大，电阻就越大。常见金属导体的电阻率较小，较好地导电，而半导体和绝缘体通常具有较大的电阻率，其导体电阻较高。 （4）温度对电阻的影响：一般情况下，大多数金属导体的电阻随温度的升高而增大，这与杂质的影响以及晶格结构的变化有关。不过，也存在一些特殊材料，如热敏电阻体，在一定温度范围内，其电阻值会随温度升高而减小。 三、半导体与超导现象 1、半导体：有一些材料，如硅和锗，导电性能介于导体和绝缘体之间，常常称为半导体。 （1）半导体的导电性能比导体差，比绝缘体好； （2）温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响。 （3）应用：利用半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、三极管、集成电路等。 2、超导现象：某些物质在温度很低时，电阻就变成了0，这就是超导现象。在温度很低时，电阻为0的材料称为超导材料。超导材料也称为超导体。 （1）超导现象应用与实际的好处：①延长电路元件的使用寿命；②降低电能损耗；③实现电子设备微型化。 （2）超导材料的应用：利用超导材料可制造超导电动机、超导电缆、磁悬浮列车等。目前，超导材料还没有广泛应用于生活实际的主要原因是还没有发现常温下的超导体。 【清单04】变阻器 一、变阻器种类 1、认识变阻器 （1）定义：阻值可以 的电阻器叫变阻器。 （2）分类：滑动变阻器、电阻箱（旋钮式和插块式）。 2、滑动变阻器 （1）原理：通过改变连入电路中电阻线的 来改变电阻（注意“连入电路中的”）。 （2）构造：瓷筒、电阻线、支架、接线柱、金属杆、滑片。 （3）元件符号：。 （4）结构示意图：。 （5）铭牌的理解：例20Ω1A，表示此滑动变阻器的最大阻值是20Ω，允许通过的最大电流是1A。 （6）优缺点：能连续改变接入电路的电阻大小，不能读出具体电阻值。 3、电阻箱 （1）分类：旋盘式电阻箱、插塞式电阻箱。 （2）旋钮式电阻箱 ①使用方法：将电阻箱的两个接线柱接入电路中，调节六个旋钮，就能得到0—99999.9Ω之间的电阻值。 ②读数方法：将各旋钮对应的小三角对准的数字乘以面板上标记的倍数，然后将数值加在一起就是电阻箱接入电路中的电阻值。 （3）电阻箱优缺点：能够读出具体电阻值，不能连续改变电阻。 （4）插入式电阻箱 ①使用方法：插入式电阻箱有两个接线柱，接线柱之间有几段电阻丝的上方有能插入或拔出的铜塞。拔出铜塞时，对应那段电阻丝就接入了电路；插入铜塞时，对应的那段电阻丝就会被短路，相对于没有接入电路。 ②读数方法：如图所示，是插入式电阻箱的示意图，插入b、d铜塞，接入电路的总电阻R=10Ω+20Ω=30Ω。 二、滑动变阻器的使用 1、滑动变阻器构造和原理 （1）构造：滑动变阻器的构造如图所示：接线柱A、B之间时滑动变阻器的电阻丝；接线柱C、D之间是金属杆，电阻为零；P是金属滑片，与金属杆和电阻丝相连（电阻丝的表面涂有绝缘漆，但与滑片接触的地方绝缘漆被刮掉），滑片本身看作电阻为零。滑片移动到不同位置时，接入电路的A、C（D）或B、C（D）两个接线柱间电阻丝的长度不一样，这样就改变了接入电路中电阻的大小。 （2）原理‌：通过改变连入电路中电阻线的 来改变电阻（注意“连入电路中的”）。 2、滑动变阻器的作用：可以改变电路中的电流，可以改变与之串联用电器两端的电压，还可以保护电路。 3、滑动变阻器的使用 （1）当滑片远离下端使用的接线柱时，电阻变大；靠近下端使用的接线柱时，电阻变小。 （2）滑动变阻器的接线规则： 。“一上”即把上面金属棒两端的任一接线柱连入电路中；“一下”即把下面线圈两端的任一接线柱连入电路中。滑动变阻器只要一上一下方式接入电路，上接线柱的选择是不影响电阻变化情况的，如图，甲乙接法是等效的。 （3）滑动变阻器阻值变小，会引起电路中电流变大，与之串联的用电器两端电压变大。 （4）电路中的电流 铭牌上标记的电流值。 （5）滑动变阻器要与被控制电路串联。 （6）闭合开关前应把滑片移至 ，即远离下端使用的接线柱。 4、滑动变阻器的接法 （1）断路式接法:如图甲,滑片右边的电阳丝被断路,左侧电阻丝接入电路。 （2）短路式接法:如图乙,滑片右边的电阻丝被短路,左侧电阻丝接入电路。 （3）恒阻式接法:如图丙,滑动变阻器电阳丝全部接入电路,滑片滑动时接入电路中的阳值恒定不变,滑动变阻器的滑片滑动,只改变滑片左右两边电阻丝上分得的电压的比例关系。 5、用滑动变阻器控制电阻两端的电压：串联电路有分压作用，在串联电路中，某个电阻的阻值增大,则这个电阻分压也增大。 三、变阻器的应用 1、电位器:实验室常用的变阻器是滑动变阻器和电阻箱，生活中常用的变阻器一般叫做电位器。 2、常见的电位器有机械式电位器和数字式电位器。 （1）机械式电位器：是机械式电位器的一种。其电阻丝呈圆弧形，滑片可以在电阻丝上转动。其接线方法是“中间固定，两边接一边”。当接中间和左端接线柱时，接入电路的电阻丝为左侧部分，如果顺时针转动滑片，则电位器接入电路的阻值变大。可连续调节亮度的台灯、可连续调节声音大小的耳机等都是使用了这种电位器。 （2）数字式电位器：数字式电位器是用数字信号控制阻值的器件（集成电路等）。它有耐振动、噪声小、寿命长、抗环境污染等优点，已在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多领域得到应用。 【清单05】电流与电压和电阻的关系 一、探究电流与电压的关系 1、实验：探究电流与电压的关系 提出问题 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压存在什么关系 猜想与假设 电压是产生的电流的原因，同一个小灯泡，在以一节干电池供电时，小灯泡发光较暗，用两节干电池供电时，小灯泡发光较亮，所以有两种猜想：①导体两端电压越大，导体中电流越大；②通过导体的电流与导体两端电压成正比。 设计实验 运用控制变量法，控制导体（电阻）的阻值不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两端电压，观察并记录电流表的示数，分析电流随电压的变化规律。实验电路如图所示。 实验器材 电压表、电流表、滑动变阻器、10Ω的定值电阻、电源、开关、导线若干 进行实验 （1）按照电路图连接实物电路。 （2）闭合开关前检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器的滑片移动定值最大处。 （3）电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数分别为1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，从电流表上读出相应的电流值，并记录在表中。 定值R/Ω 10Ω 电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 （4）在坐标系中，根据各电流值与对应的电压值描点，并用平滑曲线连接各点，画出I-U关系图像，如图所示。 分析论证 分析实验数据和I-U图像可以看出：定值一定时，通过电阻的电流与其两端电压有关，电流随电压的最大而增大；电压变为原来的几倍，电流也变为原来的几倍，电流与电压的比值为一定值。 实验结论 在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端电压成 ，即电阻R不变时， 特别提醒 （1）连接电路时，开关应处于断开状态。 （2）为了使得出的结论更具有普遍性，可换用5Ω、15Ω的电阻重复上述实验步骤。 （3）实验中可以通过改变串联的干电池的个数或调节学生电源的电压，但实验时常采用移动滑动变阻器的滑片P来达到改变电压的目的。 （4）调节滑动变阻器时，要缓慢移动滑片，防止电压表、电流表示数变化过快。 （5）移动滑动变阻器滑片过程中，眼睛要紧盯电压表，当电压表示数达到设定值时，停止移动滑片，记录电流表的示数。 二、探究电流与电阻的关系 1、探究电流与电阻关系 提出问题 电压一定时，导体中的电流与导体的电阻存在什么关系 猜想与假设 因为电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小，所以电流与电阻的关系有两种猜想：①导体电阻越大，通过的电流越小；②通过导体的电流与导体的电阻成反比。 设计实验 （1）要研究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的电阻的大小，在实验时更换不同阻值的电阻接入电路即可； （2）在该实验中，更换电阻后要控制电阻两端电压不变，我们可以在电路中串联一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器使不同的电阻两端电压相等； （3）实验电路图如图所示。 实验器材 电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个，导线若干 进行实验与收集证据 （1）按实验电路图连接实物电路，将5Ω电阻接入电路中； （2）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器短片移到阻值最大处； （3）确定电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3V，再读出电流表的示数并填入表中； （4）断开开关，将阻值为5Ω的定值电阻更换为10Ω、15Ω的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持在3V不变，分别读出对应电流表的读数并填入表中； 电压U/V 3V 电阻R/Ω 5 10 15 电流I/A 0.6 0.3 0.2 （5）在坐标系中，根据各电流值和对应的电阻值描点，并用平滑的曲线连接各点，画出I-R关系图像，如图所示。 分析论证 分析数据和I-R关系图像可以看出：电压一定时，通过电阻的电流与其阻值有关，电阻变为原来的n倍，电流就变为原来的1/n，电流与电阻的乘积为一定值。 实验结论 在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成 ，即U不变时，I1R1=I2R2。 特别提醒 （1）理解实验方法：在探究电流与电压、电阻关系的实验中，由于两个因素都会对电流产生影响，所以我们采用控制变量法来进行研究，即研究电流与电压关系时要控制电阻一定，研究电流与电阻关系时要控制电压一定。 （2）理解探究过程：研究电流与电压关系时移滑动变阻器的滑片目的是改变定值电阻两端的电压；研究电流与电阻关系时移滑片的目的是使定值电阻两端的电压保持一定。 （3）理解结论描述：  ①两个实验的结论前面都要加上条件：“当导体的电阻一定时”、“当导体两端的电压一定时”。  ②注意用词先后顺序：“电流与电压”、“电流与电阻”不能说成“电压与电流”、“电阻与电流”。  ③“电压”“电流”“电阻”每个词前的修饰语都是不同的：“导体中的电流”，“导体两端的电压”，“导体的电阻”。 【清单06】欧姆定律 一、欧姆定律 1、欧姆定律 内容 导体中的电流跟导体两端的电压成 ，跟导体的电阻成 。 公式 符号的物理意义 U-表示导体两端电压，单位为伏特（V）；R-表示导体的电阻，单位为欧姆（Ω）；I-表示通过导体的电流，单位为安培（A）。 适用范围 欧姆定律适用于纯电阻电路。在非纯电阻电路中，如含有电动机的电路，欧姆定律将不适用。 意义 欧姆定律反映了电流与电压的因果性，电流与电压的制约性。 变形公式 （1）U=IR：导体两端电压等于通过导体的电流与导体的电阻的乘积。 （2）：导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。 2、欧姆定律的理解 （1）当导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。 （2）在使用公式及其导出式时，要注意 、 。 （3）初中阶段所描述的欧姆定律仅适用于纯电阻电路中，即电能完全转化成内能或光能。 二、利用欧姆定律进行计算 1、利用欧姆定律分析或计算：欧姆定律反映了同一导体中电流、导体两端电压和导体的电阻三者之间的关系。对于同一导体，只要知道电流、电压和电阻中的两个量，就可以根据公式及其变形公式求出第三个量。 2、利用欧姆定律进行计算的一般步骤 第一步：若题干中无电路图，根据题意画出电路图，并在电路图上标记出已知量和待求量； 第二步：明确电路的连接方式，各电表测量的对象； 第三步：根据欧姆定律和串并联电路电流和电压的规律，列方程求解； 第四步：讨论结果的合理性，得出答案。 3、利用欧姆定律解题时应注意的问题 注意事项 分析 同体性 欧姆定律中电流、电压和电阻，是对同一导体或同一段电路而言的，三者要一一对应；在解题过程中，习惯上把对应的同一导体的各个物理量符号用相同的下标表示，如R1、I1、U1 同时性 即使是同一段电路，由于开关的闭合、断开即滑动变阻器滑片的左右移动等，都会引起电路的变化，使电路中的电流、电压和电阻变化，因此，必须保证中的三个物理量是同一时刻的值，切不可混淆电路结构变化前后的I、U、R的对应关系 统一性 公式中的三个物理量，必须使用国际单位中的单位。U的单位是伏特（V）、R的单位是欧姆（Ω）、I的单位是安培（A） 规范性 （1）计算时，要写出必要文字说明；（2）代入数值或写计算结果时，不要忘记单位 【清单07】电阻的测量 一、伏安法测电阻实验 1、实验目的、原理、方法 （1）实验目的：用电流表、电压表测出未知电阻（或小灯泡）的阻值。 （2）实验原理：。 （3）实验方法：伏安法。 2、实验器材：干电池、开关、电压表、电流表、待测电阻、滑动变阻器、若干导线。 3、器材选择原则 （1）滑动变阻器：所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值。 （2）电流表、电压表量程：在不超过量程的前提下，选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确，这是因为小量程的分度值小，准确的高。因此测量时，能用小量程就不要大量程。 4、器材作用 （1）干电池：提供电压。 （2）开关：控制电路通断。 （3）电流表：测量电流大小。 （4）导线：连接电路。 （5）电压表：测量电压大小。 （6）滑动变阻器：a、保护电路；b、改变电路中的电流大小（或者改变电阻两端电压）。 （7）待测电阻：测量对象。 5、实验步骤 步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。 步骤②检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P的位置，改变电阻两端电压分别为U1、U2、U3观察电流表每次对应的数值，I1、I2、I3 分别填入设计的记录表格。 步骤③根据每次记录的电压和电流值，求它的对应的电阻值，再求出它们的平均值。 步骤④整理实验器材。 6、滑动变阻器在实验中的作用 （1）保护电路。 （2）改变待测电阻两端电压，实现多次测量。 7、常见故障分析：在实验中出现故障后要先断开开关，再分析查找故障原因，常见的故障及其现象如下表所示： 实验电路图 故障（有且只有一处） 现象 电压表 电流表 电流表被短接 有示数 无示数 电流表处断路 无示数 无示数 电压表被短接 无示数 有示数 电压表处断路 定值电阻被短接 无示数 有示数，且示数偏大 定值电阻处断路 有示数且接近电源电压 无示数 电压表串联在电路中 滑动变阻器上面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变，电压表示数接近电源电压 滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变 7、伏安法测定值电阻阻值和测小灯泡电阻的异同 定值电阻 小灯泡 原理 电路图 实验过程 多次测量 多次测量 数据处理 分别计算每次测量的电阻，然后取平均值 分别计算每次测量的小灯泡的电阻，然后寻找普遍规律 实验结论 平均值为所求电阻值 灯丝电阻随温度的升高而增大 特别提醒 （1）在连接电路的过程中，接线应有序进行，按照电路图从电源正极出发，把干路上的各元件串联起来，然后把电压表并联在待测电阻的两端。 （2）连接实物图时，要将开关断开。 （3）实验前，要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，以保证电路安全，防止开关突然闭合时，产生瞬间电流过大而损坏电源或电表。 （4）可采用试触法确定电表的路程。 （5）电表的正、负接线柱不能接反。 （6）滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式。 （7）进行多次测量并计算电阻的平均值，可以减小误差。 二、特殊方法测电阻 1、特殊方法测电阻：用伏安法测电阻时，需要同时使用电压表和电流表，如果只有电流表或电压表，则可借助一已知电阻的定值电阻、滑动变阻器或电阻箱，巧妙利用串、并联电路的电流、电压规律测出未知电阻的阻值。 2、伏阻法：只用电压表和已知阻值的电阻测量未知电阻。 设计思路 实验电路图 需要测量的物理量及RX的表达式 利用串联电路中电流处处相同求电阻值 （1）闭合开关S，分别测出R0、RX两端电压U0、UX； （2） 利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求电阻值 （1） 闭合开关S，读出变阻器接入定值最大时的电压表读数U1; （2） 读出变阻器接入阻值最小（等于0）时电压表的读数U2； 被测电阻： （1） 只闭合开关S，测出R0两端电压U0，闭合S、S1，测出电源电压U； （2） （1） 闭合S，将S1置于a，R0与Rx串联，读出电压表示数U； （2） 闭合S，将S1置于b，R0与Rx串联，读出电压表示数U0则Ux＝U-U0； （3） 3、安阻法：只用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻。 设计思路 实验电路图 需要测量的物理量及RX的表达式 利用并联电路各支路两端电压相等求阻值 （1）闭合S，分别测出通过R0、RX的电流I0、IX； （2） (1)闭合S、断开S1，此时只有R0连入电路，读出A的示数I0 (2)闭合S、S1，R0与Rx并联，读出A的示数I； (3) 利用电源电压不变列方程求阻值（已知R0阻值） (1)闭合S，将S1置于a时，读出A的示数I0 (2)闭合S，将S1置于b时，读出A的示数Ix， （3） (1)闭合S，将S1断开时，读出A的示数I0 (2)闭合S，将S1闭合时，读出A的示数Ix， （3） (1)闭合S，将滑动变阻器滑片移至a端时，此时R0＝0 ，读出A的示数I1， (2)闭合S，将滑动变阻器的滑片移至b端时，此时滑动变阻器连入电路的阻值为R，读出此时A表示数I2， （3） 4、等效替代法：利用电流表（或电压表）和电阻箱测量未知电阻的方法。 设计思路 实验电路图 需要测量的物理量及RX的表达式 利用等效思想测电阻 (1)闭合S，将S1置于a，调节R0，读出A的示数I1 (2)闭合S，将S1置于b，保持滑片P位置不变，调节电阻箱R′，使A的示数仍为I，读出此时R′连入电路的阻值R′。Rx＝R'。 【清单08】欧姆定律在串、并联电路中的应用 一、欧姆定律在串联电路中的应用 1、串联电路中电流的计算 （1）如图所示，根据串联电路中电流的规律，通过各个用电器的电流都相同，都是I。 （2）串联电路中，通过各个电阻的电流或串联电路的电流，等于电源两端电压除以各个电阻之和，公式表示。 2、串联电路的电阻关系 （1）以两个电阻串联为例，如图所示，两个电阻阻值分别为R1、R2串联电路两端电压为U，电路中的电流为I，R1、R2串联后的总电阻为R。 （2）串联电路的总电阻等于各个电阻之和，公式表示R=R1+R2。 3、串联电路中电阻的分压作用 如图所示，R1、R2串联，根据欧姆定律可知U1=IR1，U2=IR2，所以；即，串联电路中各电阻两端电压与其阻值成正比。 二、欧姆定律在并联电路中的应用 1、并联电路电流的计算：如图所示，根据并联电路电压的规律，电阻R1、R2两端电压都等于电源电压U。 （1）由欧姆定律可知，；当电阻R1的阻值发生变化，而电阻R2阻值不变时，因电源电压U不变，所以I1会变化，I2不变；根据并联电路电流规律，有：I=I1+I2，干路电流也会变化。 （2）总结：当并联电路的一个支路的电阻改变时，这个支路的电压不变，电流会变化，干路电流也会变化，但另一个支路的电流和电压都不变。 2、并联电路的电阻关系：以两个电阻的并联为例。如图所示，两个并联的电阻分别为R1、R2，并联电路两端电压为U，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，干路中电流为I，R1、R2并联后的总电阻（等效电阻）为R。 （1）由欧姆定律可知，，因为I=I1+I2，所以，即。 （2）结论：并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的 。 3、并联电路中电阻的分流作用 如图所示，R1与R2并联，根据欧姆定律可知，所以； 即：并联电路中，通过各支路的电流与其电阻成 。 三、电路故障的判断 1、在串联电路中 （1）当电路断路时：电压表测断路处的电压等于电源电压；测没断路的用电器的电压为零；电流表在任何位置都是零。 例如，当下图中L1断路时，L1两端电压为电源电压，L2两端电压为0，任何点的电流都是0。 （2）当电路短路时：电压表测短路处的电压等于零；测没短路的用电器的电压比原来增大；电流表示数变大。 例如，当下图中L1短路时，L1两端的电压为0，L2两端电压为电源电压，电路中电流比原来变大。 2、在并联电路中 （1）某支路断路时：电压表测断路两端电压、没断路的支路两端电压都等于电源电压；电流表测断路所在支路示数为零；测没断路的支路仍为原来的示数。 例如，当下图中L1断路时，L1两端电压等于电源电压，L2两端电压也等于电源电压，L1所在支路电流为0，L2所在支路电流不是0。 （2）某支路短路时：所有支路都被短路，电源烧坏。（不常考）   3、当电压表示数为电源电压时有两种推测 （1）是电压表所测范围电路断路。 （2）是电压表所测范围之外的所有用电器都短路。 4、当电压表示数为零时有两种推测 （1）是电压表所测范围电路短路。 （2）电压表所测范围之外有断路的地方。 5、常结合灯泡的亮灭来进一步判断：串联电路中两灯都不亮可能是某处断；串联电路中一亮一灭可能是灭的那个短；并联电路中一亮一灭可能是灭的那个断。 6、有时题意与上述推测矛盾：电压表或电流表自身坏了或没接上时，示数为零。 四、动态电路分析 1、此类问题解题之前要弄清的问题 （1）看懂电路图，弄清各电表测量哪些用电器的哪些物理量。 （2）弄清改变电阻的方法，利用滑动变阻器改变电阻还是利用开关改变电阻。 2、解题方法 方法①：按这样的顺序分析：局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变，导致电路中电流如何变化→依据U=IR分析不变的电阻两端的电压如何变化→依据U变化的电阻=U总-U不变的电阻分析变化的电阻两端的电压如何变化。 方法②：串联电路中，即电压与电阻成正比，由此可知串联电路中按电阻的比例分配电压，电阻所占比例分数越大，分得的电压比例就越大。 【考点题型一】电压的作用 【例1】小明学习电学的相关知识时，通过类比图甲、乙得出了以下结论，其中不合理的是（　　） A．开关类似于水路中的阀门，可以控制电流的通断 B．电源的作用类似于抽水机，可以使电路保持一定电压 C．灯泡类似于水路中的水轮机，可以形成电流 D．水的流动是因为有水压，自由电子定向移动是因为有电压 【变式1】小昭和小贺学习电压知识后有各自不同的认识，你认为下列说法中正确的是（　　） A．电流是电路中形成电压的原因 B．电路中有电流，则电路中一定有电源 C．电路中有电源，则电路中一定有电流 D．电压是电路中提供电源的装置 【考点题型二】电压表的读数 【例2】图中甲表的分度值为 　 　 A，乙表的读数为 　 　 V。 【变式2】与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒 　 　 电子（选填“得到”或“产生”）。电压是使导体中自由电荷定向移动形成 　 　 的原因。测量电压时电压表指针位置如图所示，读数是 　 　 。 【考点题型三】判断电压表测量的对象 【例3】在如图所示的电路中，闭合开关S，灯泡L1和灯泡L2都能发光，则下列操作及其判断正确的是（ ） A．若将一根导线的两端分别接在a、g接线柱后，电路发生开路 B．若将电压表并联在接线柱e、f上，断开开关，电压表的示数为零 C．若将电流表并联在接线柱a、b上，此时电流表测量流经灯泡L2的电流 D．若将电压表并联在接线柱g、h上，此时电压表测量灯泡L1、L2两端的总电压 【变式3】如图所示的电路中，闭合开关S1、S2，小灯泡L1和L2正常发光，电流表和电压表均有示数，下列关于该电路的说法正确的是（　　） A．电流表测量干路中的电流 B．电压表不能测量L1两端的电压 C．取下 L1时，L2正常发光 D．只断开开关S2时，电压表没有示数 【考点题型四】电学元件的选择 【例4】如图所示的电路中，甲、乙是连接在电路中的两只电学仪表，闭合开关S后，灯L1、L2均正常发光，则甲是 　 　 ，乙是 　 　 。（选填“电流表”或“电压表”） 【变式4】在如图所示，两灯泡均能正常发光，请在电路图中的圆圈内填上合适的电表（电流表或电压表）符号，并标明它们的正、负接线柱。 【考点题型五】电流表、电压表在判断电路故障中的应用 【例5】如图所示电路，闭合开关后小灯泡不亮，电路中只有一处故障出现在小灯泡或电阻上，为了寻找故障，小明设计了如下两种方案，方案一：将电压表分别与灯泡L和电阻R并联，闭合开关S，根据其示数来判断故障；方案二：将电流表串联在电路中，闭合开关S，根据其示数来判断故障，对于这两种方案下列说法正确的是（　　） A．方案一可行，方案二不可行 B．方案一不可行，方案二可行 C．方案一、方案二都可行 D．方案一、方案二都不可行 【变式5-1】如图所示，电源电压恒定，闭合开关，L1、L2两灯均正常发光，电流表和电压表均有示数，过一会儿，其中一只灯泡突然熄灭，两个电表示数均不变，假设故障是由其中某只灯泡引起的，则造成此现象的原因可能是（　　） A．L1短路 B．L1断路 C．L2短路 D．L2断路 【变式5-2】如题图所示，开关S闭合后，该电路为 　 　 （选填“串联”或“并联”）电路，其中电压表测的是 　 　 （选填“R1”或“R2”）两端电压，一段时间后，两表示数均变大，则故障可能是 　 （选填“R1短路”“R1断路”或“R2短路”）。 【考点题型六】探究串联电路中的电压规律 【例6】小礼选用两节新的干电池，多个小灯泡，一个电压表，用如图甲所示电路来探究“串联电路的电压特点”。 （1）闭合开关后，小礼发现两个灯泡都不亮，电压表的示数接近电源电压。小礼接下来的操作最合理的是：断开开关，　 　 （选填下列字母），然后闭合开关，观察电压表示数； A．立即更换两个小灯泡 B．拧紧L1及两端的接线柱 C．拧紧L2及两端的接线柱 （2）为了避免结论具有偶然性，L1、L2应选择 　 　 （选填“相同”或“不同”）规格的灯泡； （3）用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC，得到的数据记录在表中，分析实验数据，你可得到串联电路的电压特点是 　 　 （用字母表示）。 实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V 1 0.8 2.2 3.0 2 1.0 2.0 3.0 3 1.2 1.8 3.0 【变式6】小明同学用图所示电路探究“串联电路电压规律”： （1）在连接电路的过程中，开关应该 　 　 （选填“断开”或“闭合”）； （2）实验中发现两个小灯泡，一个很亮，一个发光微弱，造成这种现象的原因可能是 　 　 ； A．通过两个灯泡的电流大小不同 B．发光微弱的灯泡的灯丝断了 C．灯泡的规格不同 D．发光微弱的灯泡被短路 （3）在测量L2两端电压时，保持电压表B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上，闭合开关后，会出现电压表 　 　 ； A．超过电压表量程 B．指针反偏 C．正确测出灯泡L2两端的电压 （4）测量L2的电压时，小明连接了如图丙所示的电路，小明发现电压表的示数始终为3V，请你在图丙上改动一根线的连接，帮助小明完成对L2两端的电压的测量（在改动的线旁上打×，再用笔画出正确的接线）。 【考点题型七】运用串联电路中的电压规律计算 【例7】如图甲所示电路，闭合开关后，两个电压表的指针偏转情况均如图乙所示，则R1两端的电压为 　 V；通过R1的电流 　 　 （选填“大于”“小于”或“等于”）通过R2的电流；开关断开时，电压表V2的示数为 　 　 V。 【变式7-1】如图所示电路中，电源电压不变，当开关S断开时，V1的示数为5V，V2的示数为8V；当开关S闭合时，V1的示数为10V，V2的示数为6V。当开关S闭合时，L2两端的电压为 　 　 V，当开关S断开时，L2两端的电压 　 　 V。 【变式7-2】如图所示，当开关S接1时，电压表的示数为6V；当开关S接2时，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.2A。问： （1）电源电压为多少？ （2）当开关S接2时，灯泡L2两端的电压为多少？ （3）当开关S接2时，若灯泡L1断路，电压表、电流表的示数分别为多少？ 【考点题型八】探究并联电路中的电压规律 【例8】在“探究并联电路中的电压关系”实验中，实验电路如图甲所示。 （1）灯泡L1、L2规格不同，是为了使探究得出的结论具有 　 　 ； （2）如果将电压表接在L1两端，闭合开关，电压表示数如图乙所示，那么接下来的操作是：断开开关，　 　 ； （3）完成实验并在表格中记录数据，小灯泡两端的电压及电源两端的电压分别为U1、U2、U，实验结论是 　 　 。 【变式8】在“探究并联电路中的电压关系”实验中，实验电路如图甲所示。 （1）为了使探究得出的结论具有普遍意义，L1、L2应该选择规格 　 　 （选填“相同”或“不相同”）的小灯泡； （2）连接好电路后闭合开关，小欢发现L1亮L2不亮，初步分析故障可能L2　 　 （选填“断路”，“短路”）； （3）排除故障后，小欢将电压表接在L1两端，闭合开关，电压表示数如图乙所示，接下来他应该断开开关，　 　 ； （4）小欢闭合开关，发现指针向“0”刻度的左侧偏转。则电压表连接存在的错误是 　 　 ； （5）小欢按照正确步骤完成实验记录数据，通过这个实验，她得出的结论是 　 　 ；（请用给定的物理符号表示，小灯泡两端的电压及电源两端的电压分别为U1、U2、U） （6）在该实验中，小刚测出了多组数据，其目的是 　 　 。 【考点题型九】运用并联电路中的电压规律计算 【例9】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，通过小灯泡L2的电流为 　 　 A，L1和L2两端电压之比是 　 　 。 【变式9-1】在如图所示电路中，开关S闭合时，规格相同的灯泡L1、L2均能发光，图中甲、乙、丙为电表，粗心的小明在读数时只在纸上记录了如图所示数字，则下列说法中正确的是（　　） A．L1和L2并联，甲、乙、丙示数分别为0.6V，1.2A，0.3A B．L1和L2并联，电源电压为1.2V，通过L1、L2的电流分别为0.3A、0.6A C．L1和L2串联，甲、乙、丙示数分别为0.3A、0.6V、1.2V D．L1和L2串联，电路中的电流为0.6A，L1、L2两端的电压分别为0.3V、1.2V 【变式9-2】如图所示电路中，电源电压为6V，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A；同时闭合S1和S2时，电流表的示数为0.9A，求： （1）闭合开关S2后通过R2的电流； （2）闭合开关S2后R1两端的电压。 【考点题型十】探究影响电阻大小的因素 【例10】某兴趣小组在探究影响导体电阻大小的因素时，实验室提供了四根电阻丝，规格、材料如表所示，他们做出了如下猜想：①导体电阻与导体的长度有关； ②导体电阻与导体的横截面积有关； ③导体电阻与导体的材料有关。为了验证上述猜想，他们设计了如图所示的实验电路。 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 a 镍铬合金丝 1.0 0.2 b 镍铬合金丝 1.0 0.1 c 镍铬合金丝 0.5 0.1 d 锰铜合金丝 0.5 0.1 （1）实验中通过比较 　 　 的大小来比较合金丝电阻的大小，滑动变阻器的作用是 　 　 。 （2）为了验证猜想①，应该选用编号 　 　 两根合金丝进行实验。选用c、d两根合金丝进行实验时，目的是为了验证 　 　 。 【变式10】如图甲所示，在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中：导线a、b、c粗细相同，b、d粗细不同，a、b、d长度相同，根据实验回答下列问题： （1）实验中，通过观察 　 　 来比较电阻的大小，这种实验方法叫做 　 　 。 （2）分别取两根导线 　 　 （填导线对应的字母）接入电路中，可探究电阻大小跟导体横截面积的关系，这种实验方法叫做 　 　 。 （3）分别将a和b两导线接入电路进行实验，发现电流表的示数不同，说明电阻的横截面积和长度一定时，导体的电阻还与 　 　 有关。 （4）把一段钨丝MN连接在电路中，如图乙，闭合开关，用酒精灯给钨丝加热，发现电流表示数变小，这表明：温度升高，钨丝的电阻变 　 　 。 【考点题型十一】温度对导体电阻的影响 【例11】如图甲所示，用酒精灯给废灯泡（灯丝已断）的玻璃芯加热，在玻璃芯温度不断升高而达到红炽状态的过程中，另一盏灯泡的亮度逐渐变 　 　 （填“亮”或“暗”），该实验说明：　 　 ；如图乙所示，用酒精灯给电阻丝加热，在电阻丝温度不断升高的过程中，灯泡的亮度会逐渐变 　 　 （选填“亮”或“暗”），说明电阻丝的电阻在 　 　 （选填“增大”或“减小”）。 【变式11】下面是我们曾做过的两个实验： （1）在图甲中，闭合开关后，灯泡不发光。加热废灯泡灯芯的玻璃柱到红炽状态，小灯泡 　 　 （选填“发光”或“不发光”），这是因为玻璃在红炽状态下是 　 　 （选填“导体”或“绝缘体”）。 （2）在图乙中，闭合开关，加热电阻丝后灯泡变暗，说明导体电阻的大小与 　 　 有关。 【考点题型十二】滑动变阻器的使用 【例12】如图是滑动变阻器接入电路中的实验情形，实验过程中调节滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变大的是（　　） A． B． C． D． 【变式12】如图所示，若要使滑动变阻器的滑片P向左端滑动时，小灯泡变亮，那么可以将滑动变阻器的C接线柱与 　 　 接线柱接在电路的M、N两端。闭合开关前，滑片P应位于 　 　 （选填“A”或“B”）端。 【考点题型十三】探究电流与电压的关系 【例13】小伟同学在“探究电流与电压关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器的规格是“20欧 1安”， （1）闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于 　 　 端； （2）连接好电路，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是 　 　 ； （3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，小伟根据记录的数据得出结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成 　 　 ； （4）老师根据小伟记录的数据，指出第1组数据有拼凑的嫌疑，理由是闭合开关在滑动滑动变阻器的过程中，流过R的电流不小于 　 　 。 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 【变式13】在“探究电流与电压关系”的实验中，如图所示是某实验小组设计的电路，电源电压3V保持不变。 电压U/V 0.5 1 1.5 2 2.5 电流I/A 0.14 0.24 0.34 0.44 0.54 （1）请用笔画线代替导线完成电路连接，要求滑片P向A端滑动时，电流表的示数变小； （2）闭合开关后，电流表和电压表示数为0，移动滑片P，两表指针不偏转；将与电压表“3V”接线柱相连的导线从D端拆下，试触C点，电压表指针不偏转，试触A点，电压表指针偏转，若电路中只有一处故障，则可能是 　 　 ； （3）排除故障后，该小组改变滑动变阻器滑片P的位置进行了多组实验，本实验中多次测量的目的与下列 　 　 实验中多次测量的目的相同； A.探究重力大小与质量的关系 B.测量未知电阻的阻值 （4）某小组实验后，记录的数据如上表，分析数据发现表格中的电流与电压不成正比，你认为可能的原因是：　 　 。 【考点题型十四】探究电流与电阻的关系 【例14】在“探究电流与电阻关系”的实验中，已知电源电压为6V，实验用到的电阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。 （1）实验时，闭合开关发现电流表无示数，电压表也无示数，则 　 ； A.滑动变阻器短路 B.滑动变阻器断路 C.R短路 D.R断路 （2）排除故障，将电阻接入电路，闭合开关调节滑片，当电压表示数为 　 　 V时，记录电流表示数，如图乙，将R由5Ω换成10Ω时，应向 　 　 端移动滑片，实验过程中滑动变阻器的作用除了保护电路还有 　 　 。 （3）由图象可得到的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　 　 。 （4）为完成整个实验应选取的滑动变阻器最大阻值不小于 　 　 Ω。 【变式14】为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”，小明采用了如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器的最大阻值为40Ω。 （1）如图甲所示，是某小组进行实验时的实物连线图，小楠画出的电路图如图乙所示（未画完整），请你依据实物图在虚线框内把电路图补画完整； （2）实验前，滑动变阻器的滑片应移到 　 　 （选填“A”或“B”）端； （3）小明首先用5Ω电阻实验，闭合开关后发现，无论怎么移动滑片，电流表、电压表指针满偏且示数无任何变化，则电路中的故障可能是 　 　 （填字母）； A．开关被短路 B．滑动变阻器被短路 C．定值电阻被短路 D．电流表被短路 （4）排除电路故障后，适当调整滑动变阻器，当电压表示数为 　 　 V时，读出了对应的电流值； （5）5Ω电阻实验测量完成后断开开关，保持滑片P位置不变，用10Ω的电阻替换5Ω，闭合开关，发现电压表示数 　 　 （选填“偏小”、“偏大”），应向 　 　 （选填“A”或“B”）移动滑片P才能达到实验要求； （6）小赵再分别将定值电阻15Ω，20Ω，25Ω连入，根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像，如图丙所示，由图像可得出的结论是：　 　 。 【考点题型十五】欧姆定律的概念 【例15】根据欧姆定律公式I，也可变形得到R。对此，下列说法中正确的是（　　） A．流过导体的电流越大，导体电阻越小 B．某段导体两端电压为0时，其电阻为0 C．导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻 D．导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比 【变式15】由欧姆定律公式I变形得R，对此下列说法中正确的是（　　） A．加在导体两端的电压越大，则导体的电阻越大 B．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小 C．通过导体的电流与加在该导体两端的电压成正比 D．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 【考点题型十六】欧姆定律的简单计算 【例16】某段导体两端电压为9V时，导体中的电流是3A，则此导体的电阻为 　 　 ；如果导体两端的电压降为6V时，导体的电阻为 　 　 ，通过导体的电流为 　 。 【变式16-1】有两只不同材料制成的电阻RA和RB，各自的电压与电流关系图象分别为图中的A、B。若将它们串联接在电压为4.5V的电源上，则RB两端的电压为 　 　 V，此时RB的电阻是 　 　 Ω。 【变式16-2】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，则电源电压为 　 　 V，R2的最大阻值为 　 　 Ω，定值电阻R1为 　 　 Ω。 【考点题型十七】动态电路的分析 【例17】如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动，电压表V的示数　 　 ，电压表V的示数与电流表A1的示数之比　 　 （均选填“变大”，“变小”或“不变”）。 【变式17-1】如图是一个天然气泄漏检测电路的原理图。电源电压恒定不变，R0为定值电阻，R为气敏电阻（其阻值随天然气浓度的增大而减小），则（　　） A．天然气浓度增大，电压表示数变小 B．天然气浓度减小，电流表示数变大 C．天然气浓度增大，电压表的示数不变 D．天然气浓度减小，电压表与电流表示数的比值不变 【变式17-2】如图是一种监测温度变化的传感器的工作原理电路图。膨胀棒的长度由于热胀冷缩随温度变化，膨胀棒的一端固定，另一端与滑块M相连，滑块M与滑动变阻器滑片P相连。闭合开关S，当温度升高时，膨胀棒带动滑块M向右移动，此时电流表的示数将 　 ，电压表的示数将 　 　 。 【考点题型十八】欧姆定律的应用 【例18】小明观察了市场上自动测高仪后，设计了以下四个电路（其中R′是滑动变阻器，R是定值电阻，电源电压恒定）．其中能实现身高越高，电压表示数越大的电路是（　　） A． B．C． D． 【变式18-1】公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图，滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动，当货车质量增大时，电表示数随之增大，由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是（　　） A．接线柱“1”应与“2”连接 B．若货车质量增大，则电阻R0两端电压增大 C．“显示器”由电压表改装而成 D．为了节约电能，电阻R0可以去掉 【变式18-2】已知电流表G的满偏电流（即电流表指针偏转到最大刻度时的电流）为1mA，内阻600Ω，现将其与一定值电阻R0串联改成量程为15V的电压表，如图a所示。 （1）求电流表G指针满偏时，它两端电压为多少？ （2）求改装后的电压表电阻Rv的大小； （3）如图b所示，将改装后的电压表接入电路，电源电压15V不变，电阻R2＝6000Ω，改变接入的可变电阻大小，使电压表示数为5V，求此时可变电阻大小以及加在电压表内部表头G两端的电压。 【考点题型十九】欧姆定律在图像中的应用 【例19】如图甲所示电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，电压表和电流表的示数变化图像如图乙所示，以下说法正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值是20Ω B．电源电压为6V C．滑动变阻器的最大阻值10Ω D．当电流表的示数是0.6A时，滑动变阻器接入电路的电阻为5Ω 【变式19-1】如图甲所示电路，电源电压恒定。闭合开关S，滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中，分别记录了灯泡两端电压、滑动变阻器两端电压和电流表的示数。依据实验数据，绘出灯泡和滑动变阻器的I﹣U图像，如图乙所示。请结合图像信息，判断下列说法正确的是（　　） A．图线b描述的是通过灯泡L的电流随其两端电压的变化 B．电源两端输出的电压大小是3V C．通过灯泡L的电流与其两端电压的比值逐渐变大 D．滑动变阻器的铭牌可能是“20Ω，1A“ 【变式19-2】如图甲所示电路，R2为定值电阻，电源电压不变，闭合开关S，将滑片P从a端移动到b端的过程中，电流表和电压表示数变化关系如图乙所示，则滑动变阻器R1的最大阻值为 　 　 Ω，电源电压为 　 　 V。 【考点题型二十】伏安法测电阻 【例20】如图甲所示是小明用“伏安法”测定值电阻阻值的实物图，电源电压为3V。 （1）在图甲中完成实物电路连接，要求滑动变阻器的滑片向B端滑动时连入电路的电阻变大； （2）闭合开关，电压表无示数，电流表有示数，则产生故障的原因可能是 　 　 ； （3）排除故障后，正确连接电路，移动滑动变阻器滑片到某一位置，电压表和电流表示数如图乙、丙所示，则测得的Rx阻值为 　 　 Ω； （4）同组的小华用小明的方法测量另一定值电阻Rx′的阻值，得到多组数据如表所示： 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 1.8 2.1 电流I/A 0.3 0.24 0.17 电阻Rx′/Ω 5 7.5 12.4 ①若小华测得的电压和电流值是准确的，分析表格数据，小明实验电路连接存在的问题可能是 　 　 ； ②根据实验数据可知，小华所测的电阻Rx′＝ 　 　 Ω； （5）实验后小明发现滑动变阻器的最大阻值模糊不清，于是他利用电流表和一个阻值已知的定值电阻R0设计了如图丁所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值，实验步骤如下： ①闭合开关，将滑片移至最左端，读出此时电流表的示数为I1； ②　 　 ，读出此时电流表的示数为I2； ③则滑动变阻器的最大阻值R1＝ 　 （用I1、I2和R0表示）。 【变式20】某同学用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值，电路如图甲所示。 （1）连接电路时开关应处于　 　 状态，（选填“闭合”或“断开”）接通电路前，应将滑动变阻器的滑片P移动到　 　 端。（选填“A”或“B”） （2）闭合开关时，发现无论怎么调节滑动变阻器，电流表都无示数，电压表有示数，且接近于电源电压，其原因可能是　 　 A．电流表断路 B．待测电阻断路 C．滑动变阻器短路 D．电压表断路 （3）实验中调节滑动变阻器的滑片P到某一位置，观察到电压表和电流表的示数分别如图乙所示，测得电阻的阻值Rx＝　 　 Ω。 【考点题型二十一】伏安法测小灯泡的电阻 【例21】小明用以下实验器材测小灯泡正常工作时的电阻：电源（电压3V）、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为2.5V的待测手电筒灯泡（电阻约为8Ω），标有“20Ω，1A”的滑动变阻器一个。 （1）如图甲是小明同学连接的实物电路图，图中只有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根错接的导线，只改接一根导线使电路成为正确的电路（不能与其他导线交叉）。 （2）连接完电路后闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表有示数但均很小，无论怎样移动滑片都不能改变这种情况，可能的故障是 　 　 。 （3）排除故障后闭合开关，移动滑片至某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端电压为 　 　 V；为了测量小灯泡正常工作时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向 　　 （选填“左”或“右”）移动。 （4）图丙是根据实验数据画出的小灯泡的电流与电压的关系图象，则小灯泡正常工作时的电阻是 　 Ω。 （5）小红认为，利用图甲的装置也可以探究电流与电压的关系。小明认为小红的观点不合理，理由是 　 　 。 （6）在完成上述探究内容后，小明将电路中的灯泡替换成未知电阻Rx，图丁中电路不能成功测出未知电阻Rx阻值的是 　 　 。（R0阻值已知，电源电压不变） 【变式21】图甲是“测量小灯泡电阻”实验电路，电源电压3V，小灯泡的正常工作电压为2.5V。 （1）连接电路时，图中导线a端应与电压表上标有数字“　 　 ”（选填“3”或“15”）的接线柱相连。 （2）闭合开关前，应将滑片P置于 　 　 端（选填“A”或“B”）。 （3）若要测量灯泡正常工作时的电阻，应移动滑片P，使电压表的示数为 　 　 V时，记下电流表的示数，根据图像可知灯泡正常工时的电流为 　 　 A。 （4）根据实验数据画出I﹣U图像，如图乙所示，则小灯泡正常工作时的电阻是 　 　 Ω。 （5）我们知道，小灯泡是利用电流的 　 　 效应来工作的，根据如图乙所示的图像分析可知，小灯泡的热功率与电流的平方 　 　 （选填“成”或“不成”）正比。 （6）结合图乙的信息思考：能否利用图甲电路，采用控制变量的方法来“探究电流与电压的关系”？答：　 　 （能或不能），并说明理由：　 　 。 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 电压 电阻和欧姆定律 【清单01】电压 一、电压的概念 1、电压 电源与电压的作用 电源是提供电压的装置，电压是形成电流的原因 电压符号 物理学中，电压常用“U”表示 电压单位 ①在国际单位制中，电压单位是伏特（简称为伏，符号是V）； ②电压常用单位还有：千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）； ③换算关系：1kV＝1000V，1V＝1000mV，1mV＝1000μV 2、形成持续电流的条件：一是电路中有电源（或电路两端有电压）；二是电路为通路（或电路是闭合的）。 3、常见电压值 （1）家庭电路电压：220V。 （2）对人体安全电压：不高于36V。 （3）手机电池的电压：3.7V。 （4）一节干电池电压：1.5V。 （5）一节铅蓄电池电压：2V。 二、电压表的连接和使用 1、电压表 （1）电压的测量工具是电压表，实验室常用电压表及元件符号如图 （2）实验室常用的电压表有三个接线柱，两个量程 ①当用“-”“3”两个接线柱时，量程为0～3V，每一大格表示1V，每一小格表示0.1V。 ②当用“-”“15”两个接线柱时，量程为0～15V，每一大格表示5V，每一小格表示0.5V。 2、电压表的使用方法 （1）使用前：使用电压表前首先要校零，明确电压表的量程和分度值，被测电压不要超过电压表的量程。如果指针不在零刻度线的位置就开始测量会出现两种情况：指针在零刻度线左侧时读数偏小；指针在零刻度线右侧时读数偏大。 （2）使用时：并联电压表必须与被测用电器并联。 （3）“+”进“-”出：电流必须从电压表的“+”接线柱流进，从“-”接线柱流出。如果电流从电压表的“-”接线柱流进，从“+”接线柱流出，则指针反转，不能测出电压，且容易损坏电压表。 （4）选择合适的量程：被测电压不能超过电压表的量程。如果不知道被测电压的大约值，测量前先用电压表的大量程，采用“试触法”估计被测电压的大小，试触时，如果指针偏转角度超过满偏角度，说明电压表量程选小了，无法测量且容易损坏电压表。必须换用更大量程的电压表进行测量。如果指针正常偏转，则用该量程进行测量。如果指针的偏转角度非常小，说明电压表量程选小了，则应该换用较小量程进行测量。在不超过量程的情况下，应选用小量程，读数更精确，减小误差。如果指针反向偏转说明电压表正负接线柱接反了。 三、电压表的读数方法 1、明确量程和分度值：先看清量程，认清各量程的分度值。 （1）当用“-”“3”两个接线柱时，量程为0～3V，每一大格表示1V，每一小格表示0.1V。 （2）当用“-”“15”两个接线柱时，量程为0～15V，每一大格表示5V，每一小格表示0.5V。 （3）当使用0～15V量程时，应以上排刻度读数，其分度值为0.5V；当使用0～3V的量程时，应以下排刻度读数，其分度值为0.1V。 （4）所测电压不能超过所选量程；在不超过量程的前提下，尽可能选用小量程测电压，以提高测量精度。 2、用分度值乘以指针转过的小格数就是被测的电压值。 （1）读数时视线垂直表盘刻度。 （2）例如：下图所使用的接线柱是“一”和“15”，即量程是0～15V，对应其分度值是0.5V，查出指针所指格数为11格（1大格是10小格），故读数为：11×0.5V=5.5V。 四、电流表、电压表在判断电路故障中的应用 1、串联电路中 （1）当电路断路时：电压表测断路处的电压等于电源电压；测没断路的用电器的电压为零；电流表在任何位置都是零。 （2）当电路短路时：电压表测短路处的电压等于零；测没短路的用电器的电压比原来增大；电流表示数变大。 2、并联电路中 （1）当某支路断路时：电压表测断路两端电压、没断路的支路两端电压都等于电源电压；电流表测断路所在支路示数为零；测没断路的支路仍为原来的示数． （2）当某支短断路时：电压表测短断两端电压、没短断的支路两端电压都等于零（而且这时干路如果没有用电器的话，电源直接形成回路，会烧坏电源）；电流表测短断所在支路示数会变大；测没短断的支路示数变为零。 【清单02】串、并联电路中电压的规律 一、探究串联电路中的电压规律实验 1、探究串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的规律 提出问题 两个或两个以上用电器组成的串联电路中，各用电器两端电压与电源两端电压有什么关系 实验目的 探究串联电路中电压有什么规律 猜想与假设 （1）与串联电路电流关系一样，处处相等。 （2）各用电器两端电压之和可能等于电源两端的电压。 （3）各用电器两端的电压可能与电源两端的电压相等。 设计实验 分别按甲、乙、丙所示电路图连接实物电路，其中两灯泡规格相同，测出A、B间的电压UAB，B、C间的电压UBC，A、C间的电压UAC，并分析三者间有何关系；换用不同规格的小灯泡重复实验，观察上述关系是否仍然成立。 进行实验与收集证据 （1）调节电压表指针归零； （2）按照电路图连接好实物电路，并检查电路是否连接无误； （3）分别将电压表接在A和B、B和C、A和C两点，将测得的电压记录在数据表格中； （4）换用不同规格的小灯泡，重复上述步骤 实验次数 A、B间电压U1/V B、C间电压U2/V A、C间电压U/V 1 1.5 1.5 3.0 2 1.8 1.2 3.0 3 2.1 0.9 3.0 …… 归纳总结 （1）由实验数据可得：U=U1+U2；当两个灯泡规格相同时，U1=U2；当两个灯泡规格不同时，U1≠U2； （2）结论：串联电路中，电源两端电压等于各个用电器两端电压之和，即U=U1+U2 特别提醒 （1）连接实物电路图，可对照电路图按一定的顺序（从电源的“+”极到“-”极或从电源“-”极到“+”极），逐个顺次连接。 （2）在连接实物电路过程中，开关要处于断开状态，防止电路出现短路而烧坏电源。 （3）电压表要并联在被测电路两端，同时要注意让电流从“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出，并采用试触法选择合适的量程。 （4）闭合开关进行实验之前，要检查电路的正确性，确定没有错误后，方可进行实验。 （5）实验中，每次读数后，应及时断开开关，以节约用电。 （6）记录实验数据时，要如实记录，不能随意改动数据，更不能“凑数”。 （7）实验时多次测量避免偶然性，以验证串联电路电压分配规律。 二、探究并联电路中的电压规律实验 1、探究并联电路的电压规律 基本实验 探究并联电路各支路用电器两端电压与电源两端电压的关系 提出问题 两个或两个以上用电器并联，那么各支路用电器两端电压与电源电压关系如何 猜想与假设 （1）各支路用电器两端电压可能都相等，且等于电源电压； （2）各支路用电器两端电压不相等，它们的和等于电源电压 设计并进行实验 （1）如图所示，选用两个规格相同的小灯泡并联在电路中，分别将电压表并联在A和B、C和D、E和F两点，测出相应的电压值（所用电压为两节串联的干电池），将数据填入表中。 （2）换上两个规格不同的灯泡，所用电源仍为两节串联的干电池，重复上述步骤； （3）分别选用两个规格相同和规格不同的小灯泡，所用电压为三节干电池，重复上述步骤。 实验数据 实验次数 A、B之间的的电压U1/V C、之间的电压U2/V E、F之间的电压U/V 1 3 3 3 2 3 3 3 3 4.5 4.5 4.5 4 4.5 4.5 4.5 …… 分析论证 分析实验数据可知，灯泡并联在电路中时，各灯泡两端电压相等，且等于电源电压，即U=U1=U2。该结论可表述为：并联电路中，各支路两端电压相等。 特别提醒 （1）只测一组数据得出结论具有偶然性，要想得到普遍规律应多次实验，多次实验时可以更换灯泡规格也可以改变电池节数； （2）选用相同规格的灯泡具有特殊性，要想得到一般规律应选用不同规格的灯泡再进行多次实验。 【清单03】 电阻 一、电阻的概念 1、电阻 电阻 在物理学中，用“电阻”来表示导体对电流的阻碍作用的大小。 符号 通常用“R”表示电阻。 单位及换算关系 在国际单位制中，电阻的单位是“欧姆”，简称“欧”，符号是“Ω”。常用单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）。 换算关系：1MΩ=103kΩ，1kΩ=103Ω。 对电阻的理解 导体的电阻越大，表示导体对电流阻碍作用越强，在电压相同的情况下，通过导体的电流越小 导体的电阻是导体本身的一种性质，即导体的电阻由导体自身的情况决定。不管导体是否接入电路、是否有电流通过，也不管导体两端电压是否改变或怎样改变，导体对电流的阻碍作用（即电阻）都是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有表现出来而已 二、影响电阻大小的因素 1、探究影响导体电阻大小的因素实验 提出问题 导体的电阻大小与哪些因素有关 猜想与假设 （1）路越窄，车辆越难同行—导体越细，可能阻碍作用越强，电阻越大； （2）道路越长，人走得越累—导体越长，可能阻碍作用越强，电阻越大； （3）不同的道路同行效率不同，如高速公路、水泥路、乡间小路—导体的电阻可能与制作导体的材料（铁、铜、银、铝等）有关； （4）物质的很多物理性质都受到温度的影响，如密度—导体的电阻是否也受温度的影响。 设计实验 （1）探究电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积是否有关，涉及的因素较多，应采用控制变量法涉及实验过程。 ①选取材料、粗细相同，而长度不同的镍铬合金丝，分别接入电路中（如图所示），观察电流表示数的变化情况，探究电阻大小与导体长度的关系。 ②选取材料、长度相同而粗细不同的镍铬合金丝，分别接入电路中，观察电流表示数的变化情况，探究电阻大小与导体横截面积的关系。 ③选取粗细、长度相同的铜丝和镍铬合金丝，接入电路中，观察电流表示数变化情况，探究电阻大小与导体材料的关系。 （2）转化法：电阻大小是通过电流表示数的大小比较的。电流表示数大的电阻小，电流表示数小的电阻大，此方法称之为转换法。 （3）将日光灯的灯丝与电流表接入电路中，比较灯丝温度不同时电流表示数的变化情况，探究导体电阻与温度的关系。 进行实验 （1）将图甲中的导线CD和EF分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。 甲 乙 丙 （2）将图甲中的导线CD与GH分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。 （3）将图甲中的导线AB与CD分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。 （4）如图丙所示，把电阻丝接入电路，慢慢地给电阻丝加热，观察电流表示数的变化情况。 分析论证 实验现象 实验结论 ICD<IEF 导体电阻大小跟导体的长度有关，在材料、横截面积相同时，长度越短，电阻越小 ICD<IGH 导体电阻大小跟导体横截面积有关，在材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小 ICD<IAB 导体电阻的大小跟导体的材料有关 给电阻丝加热，电流表示数越来越小 导体的电阻大小跟导体的温度有关 探究归纳 导体的电阻是导体本身的已知性质，它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积。同种材料导体，长度越长、横截面积越小，导体的电阻越大。另外，导体的电阻还受温度的影响。 2、电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系 （1）导体长度对电阻的影响：导体长度越长，电阻越大。当电流通过导体时，需克服导体本身的电阻产生的阻力，因此长度增加会导致电流通过的路径变长，从而增大电阻的阻力，使电阻值增加。 （2）导体横截面积对电阻的影响：导体横截面积越大，电阻越小。横截面积增大会减小电流通过的路径阻力，使电流更容易通过导体，因此电阻会减小。 （3）导体材料对电阻的影响：不同材料的导体具有不同的电阻率，电阻率越大，电阻就越大。常见金属导体的电阻率较小，较好地导电，而半导体和绝缘体通常具有较大的电阻率，其导体电阻较高。 （4）温度对电阻的影响：一般情况下，大多数金属导体的电阻随温度的升高而增大，这与杂质的影响以及晶格结构的变化有关。不过，也存在一些特殊材料，如热敏电阻体，在一定温度范围内，其电阻值会随温度升高而减小。 三、半导体与超导现象 1、半导体：有一些材料，如硅和锗，导电性能介于导体和绝缘体之间，常常称为半导体。 （1）半导体的导电性能比导体差，比绝缘体好； （2）温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响。 （3）应用：利用半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、三极管、集成电路等。 2、超导现象：某些物质在温度很低时，电阻就变成了0，这就是超导现象。在温度很低时，电阻为0的材料称为超导材料。超导材料也称为超导体。 （1）超导现象应用与实际的好处：①延长电路元件的使用寿命；②降低电能损耗；③实现电子设备微型化。 （2）超导材料的应用：利用超导材料可制造超导电动机、超导电缆、磁悬浮列车等。目前，超导材料还没有广泛应用于生活实际的主要原因是还没有发现常温下的超导体。 【清单04】变阻器 一、变阻器种类 1、认识变阻器 （1）定义：阻值可以变化的电阻器叫变阻器。 （2）分类：滑动变阻器、电阻箱（旋钮式和插块式）。 2、滑动变阻器 （1）原理：通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻（注意“连入电路中的”）。 （2）构造：瓷筒、电阻线、支架、接线柱、金属杆、滑片。 （3）元件符号：。 （4）结构示意图：。 （5）铭牌的理解：例20Ω1A，表示此滑动变阻器的最大阻值是20Ω，允许通过的最大电流是1A。 （6）优缺点：能连续改变接入电路的电阻大小，不能读出具体电阻值。 3、电阻箱 （1）分类：旋盘式电阻箱、插塞式电阻箱。 （2）旋钮式电阻箱 ①使用方法：将电阻箱的两个接线柱接入电路中，调节六个旋钮，就能得到0—99999.9Ω之间的电阻值。 ②读数方法：将各旋钮对应的小三角对准的数字乘以面板上标记的倍数，然后将数值加在一起就是电阻箱接入电路中的电阻值。 （3）电阻箱优缺点：能够读出具体电阻值，不能连续改变电阻。 （4）插入式电阻箱 ①使用方法：插入式电阻箱有两个接线柱，接线柱之间有几段电阻丝的上方有能插入或拔出的铜塞。拔出铜塞时，对应那段电阻丝就接入了电路；插入铜塞时，对应的那段电阻丝就会被短路，相对于没有接入电路。 ②读数方法：如图所示，是插入式电阻箱的示意图，插入b、d铜塞，接入电路的总电阻R=10Ω+20Ω=30Ω。 二、滑动变阻器的使用 1、滑动变阻器构造和原理 （1）构造：滑动变阻器的构造如图所示：接线柱A、B之间时滑动变阻器的电阻丝；接线柱C、D之间是金属杆，电阻为零；P是金属滑片，与金属杆和电阻丝相连（电阻丝的表面涂有绝缘漆，但与滑片接触的地方绝缘漆被刮掉），滑片本身看作电阻为零。滑片移动到不同位置时，接入电路的A、C（D）或B、C（D）两个接线柱间电阻丝的长度不一样，这样就改变了接入电路中电阻的大小。 （2）原理‌：通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻（注意“连入电路中的”）。 2、滑动变阻器的作用：可以改变电路中的电流，可以改变与之串联用电器两端的电压，还可以保护电路。 3、滑动变阻器的使用 （1）当滑片远离下端使用的接线柱时，电阻变大；靠近下端使用的接线柱时，电阻变小。 （2）滑动变阻器的接线规则：一上一下。“一上”即把上面金属棒两端的任一接线柱连入电路中；“一下”即把下面线圈两端的任一接线柱连入电路中。滑动变阻器只要一上一下方式接入电路，上接线柱的选择是不影响电阻变化情况的，如图，甲乙接法是等效的。 （3）滑动变阻器阻值变小，会引起电路中电流变大，与之串联的用电器两端电压变大。 （4）电路中的电流不许超过铭牌上标记的电流值。 （5）滑动变阻器要与被控制电路串联。 （6）闭合开关前应把滑片移至阻值最大处，即远离下端使用的接线柱。 4、滑动变阻器的接法 （1）断路式接法:如图甲,滑片右边的电阳丝被断路,左侧电阻丝接入电路。 （2）短路式接法:如图乙,滑片右边的电阻丝被短路,左侧电阻丝接入电路。 （3）恒阻式接法:如图丙,滑动变阻器电阳丝全部接入电路,滑片滑动时接入电路中的阳值恒定不变,滑动变阻器的滑片滑动,只改变滑片左右两边电阻丝上分得的电压的比例关系。 5、用滑动变阻器控制电阻两端的电压：串联电路有分压作用，在串联电路中，某个电阻的阻值增大,则这个电阻分压也增大。 三、变阻器的应用 1、电位器:实验室常用的变阻器是滑动变阻器和电阻箱，生活中常用的变阻器一般叫做电位器。 2、常见的电位器有机械式电位器和数字式电位器。 （1）机械式电位器：是机械式电位器的一种。其电阻丝呈圆弧形，滑片可以在电阻丝上转动。其接线方法是“中间固定，两边接一边”。当接中间和左端接线柱时，接入电路的电阻丝为左侧部分，如果顺时针转动滑片，则电位器接入电路的阻值变大。可连续调节亮度的台灯、可连续调节声音大小的耳机等都是使用了这种电位器。 （2）数字式电位器：数字式电位器是用数字信号控制阻值的器件（集成电路等）。它有耐振动、噪声小、寿命长、抗环境污染等优点，已在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多领域得到应用。 【清单05】电流与电压和电阻的关系 一、探究电流与电压的关系 1、实验：探究电流与电压的关系 提出问题 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压存在什么关系 猜想与假设 电压是产生的电流的原因，同一个小灯泡，在以一节干电池供电时，小灯泡发光较暗，用两节干电池供电时，小灯泡发光较亮，所以有两种猜想：①导体两端电压越大，导体中电流越大；②通过导体的电流与导体两端电压成正比。 设计实验 运用控制变量法，控制导体（电阻）的阻值不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两端电压，观察并记录电流表的示数，分析电流随电压的变化规律。实验电路如图所示。 实验器材 电压表、电流表、滑动变阻器、10Ω的定值电阻、电源、开关、导线若干 进行实验 （1）按照电路图连接实物电路。 （2）闭合开关前检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器的滑片移动定值最大处。 （3）电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数分别为1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，从电流表上读出相应的电流值，并记录在表中。 定值R/Ω 10Ω 电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 （4）在坐标系中，根据各电流值与对应的电压值描点，并用平滑曲线连接各点，画出I-U关系图像，如图所示。 分析论证 分析实验数据和I-U图像可以看出：定值一定时，通过电阻的电流与其两端电压有关，电流随电压的最大而增大；电压变为原来的几倍，电流也变为原来的几倍，电流与电压的比值为一定值。 实验结论 在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端电压成正比，即电阻R不变时， 特别提醒 （1）连接电路时，开关应处于断开状态。 （2）为了使得出的结论更具有普遍性，可换用5Ω、15Ω的电阻重复上述实验步骤。 （3）实验中可以通过改变串联的干电池的个数或调节学生电源的电压，但实验时常采用移动滑动变阻器的滑片P来达到改变电压的目的。 （4）调节滑动变阻器时，要缓慢移动滑片，防止电压表、电流表示数变化过快。 （5）移动滑动变阻器滑片过程中，眼睛要紧盯电压表，当电压表示数达到设定值时，停止移动滑片，记录电流表的示数。 二、探究电流与电阻的关系 1、探究电流与电阻关系 提出问题 电压一定时，导体中的电流与导体的电阻存在什么关系 猜想与假设 因为电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小，所以电流与电阻的关系有两种猜想：①导体电阻越大，通过的电流越小；②通过导体的电流与导体的电阻成反比。 设计实验 （1）要研究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的电阻的大小，在实验时更换不同阻值的电阻接入电路即可； （2）在该实验中，更换电阻后要控制电阻两端电压不变，我们可以在电路中串联一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器使不同的电阻两端电压相等； （3）实验电路图如图所示。 实验器材 电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个，导线若干 进行实验与收集证据 （1）按实验电路图连接实物电路，将5Ω电阻接入电路中； （2）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器短片移到阻值最大处； （3）确定电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3V，再读出电流表的示数并填入表中； （4）断开开关，将阻值为5Ω的定值电阻更换为10Ω、15Ω的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持在3V不变，分别读出对应电流表的读数并填入表中； 电压U/V 3V 电阻R/Ω 5 10 15 电流I/A 0.6 0.3 0.2 （5）在坐标系中，根据各电流值和对应的电阻值描点，并用平滑的曲线连接各点，画出I-R关系图像，如图所示。 分析论证 分析数据和I-R关系图像可以看出：电压一定时，通过电阻的电流与其阻值有关，电阻变为原来的n倍，电流就变为原来的1/n，电流与电阻的乘积为一定值。 实验结论 在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比，即U不变时，I1R1=I2R2。 特别提醒 （1）理解实验方法：在探究电流与电压、电阻关系的实验中，由于两个因素都会对电流产生影响，所以我们采用控制变量法来进行研究，即研究电流与电压关系时要控制电阻一定，研究电流与电阻关系时要控制电压一定。 （2）理解探究过程：研究电流与电压关系时移滑动变阻器的滑片目的是改变定值电阻两端的电压；研究电流与电阻关系时移滑片的目的是使定值电阻两端的电压保持一定。 （3）理解结论描述：  ①两个实验的结论前面都要加上条件：“当导体的电阻一定时”、“当导体两端的电压一定时”。  ②注意用词先后顺序：“电流与电压”、“电流与电阻”不能说成“电压与电流”、“电阻与电流”。  ③“电压”“电流”“电阻”每个词前的修饰语都是不同的：“导体中的电流”，“导体两端的电压”，“导体的电阻”。 【清单06】欧姆定律 一、欧姆定律 1、欧姆定律 内容 导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 公式 符号的物理意义 U-表示导体两端电压，单位为伏特（V）；R-表示导体的电阻，单位为欧姆（Ω）；I-表示通过导体的电流，单位为安培（A）。 适用范围 欧姆定律适用于纯电阻电路。在非纯电阻电路中，如含有电动机的电路，欧姆定律将不适用。 意义 欧姆定律反映了电流与电压的因果性，电流与电压的制约性。 变形公式 （1）U=IR：导体两端电压等于通过导体的电流与导体的电阻的乘积。 （2）：导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。 2、欧姆定律的理解 （1）当导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。 （2）在使用公式及其导出式时，要注意同一段导体、同一时刻。 （3）初中阶段所描述的欧姆定律仅适用于纯电阻电路中，即电能完全转化成内能或光能。 二、利用欧姆定律进行计算 1、利用欧姆定律分析或计算：欧姆定律反映了同一导体中电流、导体两端电压和导体的电阻三者之间的关系。对于同一导体，只要知道电流、电压和电阻中的两个量，就可以根据公式及其变形公式求出第三个量。 2、利用欧姆定律进行计算的一般步骤 第一步：若题干中无电路图，根据题意画出电路图，并在电路图上标记出已知量和待求量； 第二步：明确电路的连接方式，各电表测量的对象； 第三步：根据欧姆定律和串并联电路电流和电压的规律，列方程求解； 第四步：讨论结果的合理性，得出答案。 3、利用欧姆定律解题时应注意的问题 注意事项 分析 同体性 欧姆定律中电流、电压和电阻，是对同一导体或同一段电路而言的，三者要一一对应；在解题过程中，习惯上把对应的同一导体的各个物理量符号用相同的下标表示，如R1、I1、U1 同时性 即使是同一段电路，由于开关的闭合、断开即滑动变阻器滑片的左右移动等，都会引起电路的变化，使电路中的电流、电压和电阻变化，因此，必须保证中的三个物理量是同一时刻的值，切不可混淆电路结构变化前后的I、U、R的对应关系 统一性 公式中的三个物理量，必须使用国际单位中的单位。U的单位是伏特（V）、R的单位是欧姆（Ω）、I的单位是安培（A） 规范性 （1）计算时，要写出必要文字说明；（2）代入数值或写计算结果时，不要忘记单位 【清单07】电阻的测量 一、伏安法测电阻实验 1、实验目的、原理、方法 （1）实验目的：用电流表、电压表测出未知电阻（或小灯泡）的阻值。 （2）实验原理：。 （3）实验方法：伏安法。 2、实验器材：干电池、开关、电压表、电流表、待测电阻、滑动变阻器、若干导线。 3、器材选择原则 （1）滑动变阻器：所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值。 （2）电流表、电压表量程：在不超过量程的前提下，选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确，这是因为小量程的分度值小，准确的高。因此测量时，能用小量程就不要大量程。 4、器材作用 （1）干电池：提供电压。 （2）开关：控制电路通断。 （3）电流表：测量电流大小。 （4）导线：连接电路。 （5）电压表：测量电压大小。 （6）滑动变阻器：a、保护电路；b、改变电路中的电流大小（或者改变电阻两端电压）。 （7）待测电阻：测量对象。 5、实验步骤 步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。 步骤②检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P的位置，改变电阻两端电压分别为U1、U2、U3观察电流表每次对应的数值，I1、I2、I3 分别填入设计的记录表格。 步骤③根据每次记录的电压和电流值，求它的对应的电阻值，再求出它们的平均值。 步骤④整理实验器材。 6、滑动变阻器在实验中的作用 （1）保护电路。 （2）改变待测电阻两端电压，实现多次测量。 7、常见故障分析：在实验中出现故障后要先断开开关，再分析查找故障原因，常见的故障及其现象如下表所示： 实验电路图 故障（有且只有一处） 现象 电压表 电流表 电流表被短接 有示数 无示数 电流表处断路 无示数 无示数 电压表被短接 无示数 有示数 电压表处断路 定值电阻被短接 无示数 有示数，且示数偏大 定值电阻处断路 有示数且接近电源电压 无示数 电压表串联在电路中 滑动变阻器上面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变，电压表示数接近电源电压 滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变 7、伏安法测定值电阻阻值和测小灯泡电阻的异同 定值电阻 小灯泡 原理 电路图 实验过程 多次测量 多次测量 数据处理 分别计算每次测量的电阻，然后取平均值 分别计算每次测量的小灯泡的电阻，然后寻找普遍规律 实验结论 平均值为所求电阻值 灯丝电阻随温度的升高而增大 特别提醒 （1）在连接电路的过程中，接线应有序进行，按照电路图从电源正极出发，把干路上的各元件串联起来，然后把电压表并联在待测电阻的两端。 （2）连接实物图时，要将开关断开。 （3）实验前，要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，以保证电路安全，防止开关突然闭合时，产生瞬间电流过大而损坏电源或电表。 （4）可采用试触法确定电表的路程。 （5）电表的正、负接线柱不能接反。 （6）滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式。 （7）进行多次测量并计算电阻的平均值，可以减小误差。 二、特殊方法测电阻 1、特殊方法测电阻：用伏安法测电阻时，需要同时使用电压表和电流表，如果只有电流表或电压表，则可借助一已知电阻的定值电阻、滑动变阻器或电阻箱，巧妙利用串、并联电路的电流、电压规律测出未知电阻的阻值。 2、伏阻法：只用电压表和已知阻值的电阻测量未知电阻。 设计思路 实验电路图 需要测量的物理量及RX的表达式 利用串联电路中电流处处相同求电阻值 （1）闭合开关S，分别测出R0、RX两端电压U0、UX； （2） 利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求电阻值 （1） 闭合开关S，读出变阻器接入定值最大时的电压表读数U1; （2） 读出变阻器接入阻值最小（等于0）时电压表的读数U2； 被测电阻： （1） 只闭合开关S，测出R0两端电压U0，闭合S、S1，测出电源电压U； （2） （1） 闭合S，将S1置于a，R0与Rx串联，读出电压表示数U； （2） 闭合S，将S1置于b，R0与Rx串联，读出电压表示数U0则Ux＝U-U0； （3） 3、安阻法：只用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻。 设计思路 实验电路图 需要测量的物理量及RX的表达式 利用并联电路各支路两端电压相等求阻值 （1）闭合S，分别测出通过R0、RX的电流I0、IX； （2） (1)闭合S、断开S1，此时只有R0连入电路，读出A的示数I0 (2)闭合S、S1，R0与Rx并联，读出A的示数I； (3) 利用电源电压不变列方程求阻值（已知R0阻值） (1)闭合S，将S1置于a时，读出A的示数I0 (2)闭合S，将S1置于b时，读出A的示数Ix， （3） (1)闭合S，将S1断开时，读出A的示数I0 (2)闭合S，将S1闭合时，读出A的示数Ix， （3） (1)闭合S，将滑动变阻器滑片移至a端时，此时R0＝0 ，读出A的示数I1， (2)闭合S，将滑动变阻器的滑片移至b端时，此时滑动变阻器连入电路的阻值为R，读出此时A表示数I2， （3） 4、等效替代法：利用电流表（或电压表）和电阻箱测量未知电阻的方法。 设计思路 实验电路图 需要测量的物理量及RX的表达式 利用等效思想测电阻 (1)闭合S，将S1置于a，调节R0，读出A的示数I1 (2)闭合S，将S1置于b，保持滑片P位置不变，调节电阻箱R′，使A的示数仍为I，读出此时R′连入电路的阻值R′。Rx＝R'。 【清单08】欧姆定律在串、并联电路中的应用 一、欧姆定律在串联电路中的应用 1、串联电路中电流的计算 （1）如图所示，根据串联电路中电流的规律，通过各个用电器的电流都相同，都是I。 （2）串联电路中，通过各个电阻的电流或串联电路的电流，等于电源两端电压除以各个电阻之和，公式表示。 2、串联电路的电阻关系 （1）以两个电阻串联为例，如图所示，两个电阻阻值分别为R1、R2串联电路两端电压为U，电路中的电流为I，R1、R2串联后的总电阻为R。 （2）串联电路的总电阻等于各个电阻之和，公式表示R=R1+R2。 3、串联电路中电阻的分压作用 如图所示，R1、R2串联，根据欧姆定律可知U1=IR1，U2=IR2，所以；即，串联电路中各电阻两端电压与其阻值成正比。 二、欧姆定律在并联电路中的应用 1、并联电路电流的计算：如图所示，根据并联电路电压的规律，电阻R1、R2两端电压都等于电源电压U。 （1）由欧姆定律可知，；当电阻R1的阻值发生变化，而电阻R2阻值不变时，因电源电压U不变，所以I1会变化，I2不变；根据并联电路电流规律，有：I=I1+I2，干路电流也会变化。 （2）总结：当并联电路的一个支路的电阻改变时，这个支路的电压不变，电流会变化，干路电流也会变化，但另一个支路的电流和电压都不变。 2、并联电路的电阻关系：以两个电阻的并联为例。如图所示，两个并联的电阻分别为R1、R2，并联电路两端电压为U，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，干路中电流为I，R1、R2并联后的总电阻（等效电阻）为R。 （1）由欧姆定律可知，，因为I=I1+I2，所以，即。 （2）结论：并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。 3、并联电路中电阻的分流作用 如图所示，R1与R2并联，根据欧姆定律可知，所以； 即：并联电路中，通过各支路的电流与其电阻成反比。 三、电路故障的判断 1、在串联电路中 （1）当电路断路时：电压表测断路处的电压等于电源电压；测没断路的用电器的电压为零；电流表在任何位置都是零。 例如，当下图中L1断路时，L1两端电压为电源电压，L2两端电压为0，任何点的电流都是0。 （2）当电路短路时：电压表测短路处的电压等于零；测没短路的用电器的电压比原来增大；电流表示数变大。 例如，当下图中L1短路时，L1两端的电压为0，L2两端电压为电源电压，电路中电流比原来变大。 2、在并联电路中 （1）某支路断路时：电压表测断路两端电压、没断路的支路两端电压都等于电源电压；电流表测断路所在支路示数为零；测没断路的支路仍为原来的示数。 例如，当下图中L1断路时，L1两端电压等于电源电压，L2两端电压也等于电源电压，L1所在支路电流为0，L2所在支路电流不是0。 （2）某支路短路时：所有支路都被短路，电源烧坏。（不常考）   3、当电压表示数为电源电压时有两种推测 （1）是电压表所测范围电路断路。 （2）是电压表所测范围之外的所有用电器都短路。 4、当电压表示数为零时有两种推测 （1）是电压表所测范围电路短路。 （2）电压表所测范围之外有断路的地方。 5、常结合灯泡的亮灭来进一步判断：串联电路中两灯都不亮可能是某处断；串联电路中一亮一灭可能是灭的那个短；并联电路中一亮一灭可能是灭的那个断。 6、有时题意与上述推测矛盾：电压表或电流表自身坏了或没接上时，示数为零。 四、动态电路分析 1、此类问题解题之前要弄清的问题 （1）看懂电路图，弄清各电表测量哪些用电器的哪些物理量。 （2）弄清改变电阻的方法，利用滑动变阻器改变电阻还是利用开关改变电阻。 2、解题方法 方法①：按这样的顺序分析：局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变，导致电路中电流如何变化→依据U=IR分析不变的电阻两端的电压如何变化→依据U变化的电阻=U总-U不变的电阻分析变化的电阻两端的电压如何变化。 方法②：串联电路中，即电压与电阻成正比，由此可知串联电路中按电阻的比例分配电压，电阻所占比例分数越大，分得的电压比例就越大。 【考点题型一】电压的作用 【例1】小明学习电学的相关知识时，通过类比图甲、乙得出了以下结论，其中不合理的是（　　） A．开关类似于水路中的阀门，可以控制电流的通断 B．电源的作用类似于抽水机，可以使电路保持一定电压 C．灯泡类似于水路中的水轮机，可以形成电流 D．水的流动是因为有水压，自由电子定向移动是因为有电压 【答案】C 【解答】解：A．阀门可以控制水的流动，开关类似于阀门，可以控制电路通断，故A合理，不符合题意； B．抽水机使两边水出现水压，电源的作用类似于抽水机，可以使电路保持一定电压，故B合理，不符合题意； C．灯泡的作用类似于水轮机，而电压才是形成电流的原因，故C不合理，符合题意； D．水的流动是因为有水压，电压使电路中的电子定向移动形成电流，故D合理，不符合题意。 故选：C。 【变式1】小昭和小贺学习电压知识后有各自不同的认识，你认为下列说法中正确的是（　　） A．电流是电路中形成电压的原因 B．电路中有电流，则电路中一定有电源 C．电路中有电源，则电路中一定有电流 D．电压是电路中提供电源的装置 【答案】B 【解答】解：A.电压是电路中形成电流的原因，故A错误； B.电路中有电流，则电路中一定有电源，故B正确； C.电路中有电源，则电路中不一定有电流，还得电路闭合，故C错误； D.电源是电路中提供电压的装置，故D错误； 故选：B。 【考点题型二】电压表的读数 【例2】图中甲表的分度值为 　0.02　 A，乙表的读数为 　11.5　 V。 【答案】0.02；11.5。 【解答】解：由图甲可知，电流表接入电路的量程为0﹣0.6A，每个大刻度代表0.2A，所以可知分度值为0.02A。由图乙可知，电表接入电路的量程为0﹣15V，分度值为0.5V，根据指针位置可知乙表的读数为11.5V。 故答案为：0.02；11.5。 【变式2】与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒 　得到　 电子（选填“得到”或“产生”）。电压是使导体中自由电荷定向移动形成 　电流　 的原因。测量电压时电压表指针位置如图所示，读数是 　2.5V　 。 【答案】得到；电流；2.5V。 【解答】解：与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒得到电子，由于有多余的电子而带负电； 电压是使导体中的自由电荷定向移动形成电流的原因； 由图可知，电压表选择小量程，示数为2.5V。 故答案为：得到；电流；2.5V。 【考点题型三】判断电压表测量的对象 【例3】在如图所示的电路中，闭合开关S，灯泡L1和灯泡L2都能发光，则下列操作及其判断正确的是（ ） A．若将一根导线的两端分别接在a、g接线柱后，电路发生开路 B．若将电压表并联在接线柱e、f上，断开开关，电压表的示数为零 C．若将电流表并联在接线柱a、b上，此时电流表测量流经灯泡L2的电流 D．若将电压表并联在接线柱g、h上，此时电压表测量灯泡L1、L2两端的总电压 【答案】D 【解答】解：由图可知，该电路为串联电路； A、若将一根导线的两端分别接在a、g接线柱后，会造成电源短路，故A错误； B、若将电压表并联在接线柱e、f上，断开开关，电压表与两个灯泡串联接在电源的两极上，电压表测量的是电源的电压，有示数，故B错误； C、若将电流表并联在接线柱a、b上，灯泡L2被短路，不发光，只有L1发光，此时电流表测量流经灯泡L1的电流，故C错误； D、若将电压表并联在接线柱g、h上，电压表与电源并联，测量的是电源电压，根据串联电路的电压关系可知，此时电压表也是测量L1和L2两端的总电压，故D正确。 故选：D。 【变式3】如图所示的电路中，闭合开关S1、S2，小灯泡L1和L2正常发光，电流表和电压表均有示数，下列关于该电路的说法正确的是（　　） A．电流表测量干路中的电流 B．电压表不能测量L1两端的电压 C．取下 L1时，L2正常发光 D．只断开开关S2时，电压表没有示数 【答案】C 【解答】解：A．由实物图可知，闭合开关S1、S2，两灯并联，电流表测量通过L1的电流，故A错误； B．由实物图可知，闭合开关S1、S2，两灯并联，电压表测L2两端的电压，由于并联电路各支路两端的电压相等，所以也可以量灯L1两端的电压，故B错误； C．由实物图可知，闭合开关S1、S2，两灯并联，工作时互不影响，取下L1时，L2还能发光，故C正确； D．只断开开关S2时，L2所在支路断路，但电压表仍能与电源相连，测电源电压，有示数，故D错误。 故选：C。 【考点题型四】电学元件的选择 【例4】如图所示的电路中，甲、乙是连接在电路中的两只电学仪表，闭合开关S后，灯L1、L2均正常发光，则甲是 　电压表　 ，乙是 　电流表　 。（选填“电流表”或“电压表”） 【答案】电压表；电流表 【解答】解：由图可知，乙串联在电路中，一定是电流表；此时，若甲也是电流表会形成电源短路，故甲不可能是电流表；若甲是电压表，则两灯泡并联，甲可以测量并联电路的电压。因此可判断：甲是电压表，乙是电流表。 故答案为：电压表；电流表。 【变式4】在如图所示，两灯泡均能正常发光，请在电路图中的圆圈内填上合适的电表（电流表或电压表）符号，并标明它们的正、负接线柱。 【答案】 【解答】解：由图可知，上面的圈与灯泡并联，所以是电压表；中间的圈串联在干路中，所以是电流表；下面的圈与灯泡串联，所以是电流表。在连接电流表和电压表时，电流都要从正接线柱入，负接线柱出，故电表符号及正负接线柱如图所示： 【考点题型五】电流表、电压表在判断电路故障中的应用 【例5】如图所示电路，闭合开关后小灯泡不亮，电路中只有一处故障出现在小灯泡或电阻上，为了寻找故障，小明设计了如下两种方案，方案一：将电压表分别与灯泡L和电阻R并联，闭合开关S，根据其示数来判断故障；方案二：将电流表串联在电路中，闭合开关S，根据其示数来判断故障，对于这两种方案下列说法正确的是（　　） A．方案一可行，方案二不可行 B．方案一不可行，方案二可行 C．方案一、方案二都可行 D．方案一、方案二都不可行 【答案】D 【解答】解：由图可知，该电路为串联电路；闭合开关后小灯泡不亮，这说明电路中出现了断路现象或小灯泡短路； 方案一：①将电压表与灯泡L并联，闭合开关S，若电压表无示数，说明灯泡短路或R断路；若电压表有示数，说明灯泡断路； ②再将电压表与R并联，闭合开关S，若电压表无示数，说明灯泡断路；若电压表有示数，说明灯泡短路或R断路； 由此可知，该方法只能判断灯泡是否断路，但不能判断灯泡短路或R断路，所以根据电压表示数不能判定故障的原因； 方案二：将电流表串联在电路中，闭合开关S，若电流表有示数，说明灯泡短路；若电流表无示数，说明灯泡断路或电阻断路，无法准确判定故障的原因。 故选：D。 【变式5-1】如图所示，电源电压恒定，闭合开关，L1、L2两灯均正常发光，电流表和电压表均有示数，过一会儿，其中一只灯泡突然熄灭，两个电表示数均不变，假设故障是由其中某只灯泡引起的，则造成此现象的原因可能是（　　） A．L1短路 B．L1断路 C．L2短路 D．L2断路 【答案】D 【解答】解： 由图知，两个灯泡是并联的，电流表测量L1的电流，电压表测量L2的电压，也就是测量整个电路的电压（并联电路中各支路的电压等于电源电压）； 根据题意可知，原来L1、L2两灯均正常发光，电流表和电压表均有示数；过一会儿，其中一只灯泡突然熄灭，两个电表示数均不变； AC、如果L1短路或L2短路，整个电路都会短路，两灯都会熄灭，电压表的示数减小为0，故AC都错误。 B、如果L1断路，电流表会没有示数，不符合题意，故B错误。 D、如果L2断路，L2不发光，L1的支路没有问题，L1仍然发光，电流表示数不变，此时电压表测量电源电压，其示数也不变，故D正确。 故选：D。 【变式5-2】如题图所示，开关S闭合后，该电路为 　串　 （选填“串联”或“并联”）电路，其中电压表测的是 　R1　 （选填“R1”或“R2”）两端电压，一段时间后，两表示数均变大，则故障可能是 　R2短路　 （选填“R1短路”“R1断路”或“R2短路”）。 【答案】串联；R1；R2短路。 【解答】解：如图所示电路，小灯泡R1和R2的连接方式为串联；电压表测量R1两端的电压； 一段时间后，如果R1短路，电压表也被短路示数变小，故不可能是R1短路； 如果R2短路，电路电阻减小，电流增大，电流表示数增大；电压表测量电源电压示数增大，故R2短路有可能； 故答案为：串联；R1；R2短路。 【考点题型六】探究串联电路中的电压规律 【例6】小礼选用两节新的干电池，多个小灯泡，一个电压表，用如图甲所示电路来探究“串联电路的电压特点”。 （1）闭合开关后，小礼发现两个灯泡都不亮，电压表的示数接近电源电压。小礼接下来的操作最合理的是：断开开关，　B　 （选填下列字母），然后闭合开关，观察电压表示数； A．立即更换两个小灯泡 B．拧紧L1及两端的接线柱 C．拧紧L2及两端的接线柱 （2）为了避免结论具有偶然性，L1、L2应选择 　不同　 （选填“相同”或“不同”）规格的灯泡； （3）用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC，得到的数据记录在表中，分析实验数据，你可得到串联电路的电压特点是 　UAB+UBC＝UAC　 （用字母表示）。 实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V 1 0.8 2.2 3.0 2 1.0 2.0 3.0 3 1.2 1.8 3.0 【答案】（1）B； （2）不同； （3）UAB+UBC＝UAC。 【解答】解：（1）发现两个灯泡都不亮，说明电路可能断路，电压表的示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的灯泡L1断路，故应拧紧L1及两端的接线柱，故B符合题意，AC不符合题意。 故选：B。 （2）根据一组数据得出的结论有偶然性，为得到普遍规律，实验中最好选择规格不同的小灯泡。 （3）表格中数据得： 0.8V+2.2V＝3.0V 1.0V+2.0V＝3.0V 1.2V+1.8V＝3.0V 则可得到串联电路的电压特点是 UAB+UBC＝UAC 故答案为：（1）B； （2）不同； （3）UAB+UBC＝UAC。 【变式6】小明同学用图所示电路探究“串联电路电压规律”： （1）在连接电路的过程中，开关应该 　断开　 （选填“断开”或“闭合”）； （2）实验中发现两个小灯泡，一个很亮，一个发光微弱，造成这种现象的原因可能是 　C　 ； A．通过两个灯泡的电流大小不同 B．发光微弱的灯泡的灯丝断了 C．灯泡的规格不同 D．发光微弱的灯泡被短路 （3）在测量L2两端电压时，保持电压表B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上，闭合开关后，会出现电压表 　B　 ； A．超过电压表量程 B．指针反偏 C．正确测出灯泡L2两端的电压 （4）测量L2的电压时，小明连接了如图丙所示的电路，小明发现电压表的示数始终为3V，请你在图丙上改动一根线的连接，帮助小明完成对L2两端的电压的测量（在改动的线旁上打×，再用笔画出正确的接线）。 【答案】（1）断开；（2）C；（3）B；（4）见解析中的图。 【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时开关要断开； （2）A.根据串联电路电流的规律，通过两个灯泡的电流大小相同，故A不符合题意； B.若发光微弱的灯泡的灯丝断了，整个电路断路，另一个灯也不能发光，故B不符合题意； C.通过两个灯泡的电流大小相同，而灯泡的规格不同，两灯的亮度不同，故C符合题意； D.若发光微弱的灯泡被短路，则这个灯泡不发光，故D不符合题意； 故选：C； （3）已测出L1两端的电压，与A相连的为电压表正接线柱，与B相连的为电压表的负接线柱，若保持电压表B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上，电压表正负接线接反了，闭合开关后，会出现电压表指针反偏，故选：B； （4）由图可知，两灯串联，电压表测的是两灯两端的电压之和，若使电压表测量L2的电压，电压表要与L2并联，如下所示：、 故答案为：（1）断开；（2）C；（3）B；（4）见解析中的图。 【考点题型七】运用串联电路中的电压规律计算 【例7】如图甲所示电路，闭合开关后，两个电压表的指针偏转情况均如图乙所示，则R1两端的电压为 　4.8　 V；通过R1的电流 　等于　 （选填“大于”“小于”或“等于”）通过R2的电流；开关断开时，电压表V2的示数为 　6　 V。 【答案】4.8；等于；6 【解答】解：由图可知，R1和R2串联，电压表V1测量的是电源电压，电压表V2测量的是R2两端的电压， 由于串联电路的总电压等于各分电压之和，所以电压表V1的示数大于电压表V2的示数， 由于两个电压表的指针位置相同， 所以电压表V1选的是大量程，分度值为0.5V，示数为6V，即电源电压为U＝6V， 电压表V2选的是小量程，分度值为0.1V，示数为1.2V，即R2两端的电压为U2＝1.2V， 所以R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝6V﹣1.2V＝4.8V； 因为串联电路中的电流处处相等，所以通过R1的电流等于通过R2的电流； 开关断开时，电压表V2与电阻R1串联，相当于测电源电压，所以电压表V2的示数为6V。 故答案为：4.8；等于；6。 【变式7-1】如图所示电路中，电源电压不变，当开关S断开时，V1的示数为5V，V2的示数为8V；当开关S闭合时，V1的示数为10V，V2的示数为6V。当开关S闭合时，L2两端的电压为 　4　 V，当开关S断开时，L2两端的电压 　2　 V。 【答案】（1）当开关S闭合时，L2两端的电压为4V； （2）当开关S断开时，L2两端的电压为2V。 【解答】解：（1）当开关S闭合时，灯泡L3被短路了，电压表V1测的是L1、L2两端的总电压，也是电源电压，电压表V2测的是L1两端的总电压，所以U总＝10V，U1＝6V，U2＝U总﹣U1＝10V﹣6V＝4V。 （2）当开关S断开时，电流经过L3、L2、L1，电压表V1测的是L1、L2两端的总电压，电压表V2测的是L1、L3两端的总电压，所以U1+U2＝5V，U1+U3＝8V； 当开关S断开时，L2两端的电压为U2＝U总﹣（U1+U3）＝10V﹣8V＝2V 答：（1）当开关S闭合时，L2两端的电压为4V； （2）当开关S断开时，L2两端的电压为2V。 【变式7-2】如图所示，当开关S接1时，电压表的示数为6V；当开关S接2时，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.2A。问： （1）电源电压为多少？ （2）当开关S接2时，灯泡L2两端的电压为多少？ （3）当开关S接2时，若灯泡L1断路，电压表、电流表的示数分别为多少？ 【答案】（1）电源电压为6V； （2）当开关S接2时，灯泡L2两端的电压为4V； （3）当开关S接2时，若灯泡L1断路，电压表示数为6V，电流表的示数0A。 【解答】解：（1）当开关S接1时，电路为L1的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流， 由电压表的示数可知，电源电压U＝6V； （2）将开关S接2时，L1与L2串联，此时电压表的示数为2V， 由串联电路的电压特点可知，灯泡L2两端的电压：U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V； （3）当开关S接2时，灯泡L1断路，电路断路，电流表示数为0A，电压表正负接线柱可以连接到电源两极上，电压表示数为6V。 答：（1）电源电压为6V； （2）当开关S接2时，灯泡L2两端的电压为4V； （3）当开关S接2时，若灯泡L1断路，电压表示数为6V，电流表的示数0A。 【考点题型八】探究并联电路中的电压规律 【例8】在“探究并联电路中的电压关系”实验中，实验电路如图甲所示。 （1）灯泡L1、L2规格不同，是为了使探究得出的结论具有 　普遍性　 ； （2）如果将电压表接在L1两端，闭合开关，电压表示数如图乙所示，那么接下来的操作是：断开开关，　电压表换用0～3V的量程　 ； （3）完成实验并在表格中记录数据，小灯泡两端的电压及电源两端的电压分别为U1、U2、U，实验结论是 　U＝U1＝U2　 。 【答案】（1）普遍性； （2）电压表换用0～3V的量程； （3）U＝U1＝U2。 【解答】解：（1）使用规格不同的灯泡的目的是避免偶然性，得出具有普遍性的规律。 （2）图中电压表连接的是大量程，指针偏转角度过小，示数为2V，小于小量程的最大测量值，所以为了提高精确度，接下来应将电压表换成小量程。 （3）用电压表分别测量小灯泡两端的电压及电源两端的电压，发现三处电压值相同，故可得：在并联电路中，支路电压等于电源电压，即U＝U1＝U2。 故答案为：（1）普遍性； （2）电压表换用0～3V的量程； （3）U＝U1＝U2。 【变式8】在“探究并联电路中的电压关系”实验中，实验电路如图甲所示。 （1）为了使探究得出的结论具有普遍意义，L1、L2应该选择规格 　不相同　 （选填“相同”或“不相同”）的小灯泡； （2）连接好电路后闭合开关，小欢发现L1亮L2不亮，初步分析故障可能L2　断路　 （选填“断路”，“短路”）； （3）排除故障后，小欢将电压表接在L1两端，闭合开关，电压表示数如图乙所示，接下来他应该断开开关，　电压表换用0～3V的量程　 ； （4）小欢闭合开关，发现指针向“0”刻度的左侧偏转。则电压表连接存在的错误是 　电压表的正负接线柱接反了　 ； （5）小欢按照正确步骤完成实验记录数据，通过这个实验，她得出的结论是 　U＝U1＝U2　 ；（请用给定的物理符号表示，小灯泡两端的电压及电源两端的电压分别为U1、U2、U） （6）在该实验中，小刚测出了多组数据，其目的是 　得出普遍规律　 。 【答案】（1）不相同； （2）断路； （3）电压表换用0～3V的量程； （4）电压表的正负接线柱接反了； （5）U＝U1＝U2； （6）得出普遍规律。 【解答】解：（1）为了得到普遍规律，实验中应选用规格不同的灯泡进行多次实验。 （2）并联电路中，灯泡L1亮，该支路是通路，而L2不亮，则支路是断路，则灯泡L2断路。 （3）乙图中电压表的指针偏转角度过小，量程不合适，因为量程选大了，因此应换用小量程进行实验。 （4）闭合开关，发现指针向“0”刻度的左侧偏转，说明电压表的正负接线柱接反了。 （5）根据实验数据可得结论为：并联电路中各支路两端电压相等且等于电源电压，即 U＝U1＝U2 （6）实验中为了得到普遍规律应进行多次实验，得出多组数据。 故答案为：（1）不相同； （2）断路； （3）电压表换用0～3V的量程； （4）电压表的正负接线柱接反了； （5）U＝U1＝U2； （6）得出普遍规律。 【考点题型九】运用并联电路中的电压规律计算 【例9】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，通过小灯泡L2的电流为 　0.3　 A，L1和L2两端电压之比是 　1：1　 。 【答案】0.3；1：1 【解答】解：由实物图可知，两灯泡并联，电流表A1测干路的电流，电流表A2测灯L2的电流； 闭合开关后，电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.3A，即I＝0.5A，I2＝0.3A， 因为并联电路中各支路电压都相等，所以L1和L2两端电压之比是1：1。 故答案为：0.3；1：1。 【变式9-1】在如图所示电路中，开关S闭合时，规格相同的灯泡L1、L2均能发光，图中甲、乙、丙为电表，粗心的小明在读数时只在纸上记录了如图所示数字，则下列说法中正确的是（　　） A．L1和L2并联，甲、乙、丙示数分别为0.6V，1.2A，0.3A B．L1和L2并联，电源电压为1.2V，通过L1、L2的电流分别为0.3A、0.6A C．L1和L2串联，甲、乙、丙示数分别为0.3A、0.6V、1.2V D．L1和L2串联，电路中的电流为0.6A，L1、L2两端的电压分别为0.3V、1.2V 【答案】C 【解答】解：规格相同的灯泡L1、L2均能发光时，它们的连接方式要么是串联、要么是并联。 （1）两灯泡串联时，电路中的电流只有一条路径，电流从电源的正极出发，依次经甲电表、灯泡L2、灯泡L1回到电源的负极， 则甲为电流表测电路中的电流，乙为电压表测L2两端的电压，丙为电压表测电源的电压， ∵串联电路中各处的电流相等，且两灯泡规格相同时它们两端的电压相等， ∴由I可知，电源的电压是L2两端电压的2倍，即丙的示数是乙示数2倍， 由图中数据可知： ①丙的示数为1.2V，乙的示数为0.6V，则甲的示数为0.3A， ②丙的示数为0.6V，乙的示数为0.3V，则甲的示数为1.2A，L1、L2两端的电压均为0.3V， 故C正确，D不正确； （2）两灯泡并联时，电路中电流有两条路径，电流从电源的正极出发，经乙电表后分支，一支经灯泡L1回到电源的负极，一支经灯泡L2、丙电表回到电源的负极， 则甲为电压表测电源的电压，乙为电流表测干路电流，丙为电流表测L2支路的电流， ∵并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和， ∴由I可知，通过两灯泡的电流相等，干路电流是L2支路电流的两倍， 由图中数据可知： ①乙的示数为1.2A，丙的示数为0.6A，则甲的示数为0.3V， ②乙的示数为0.6A，丙的示数为0.3A，则甲的示数为1.2V，通过L1、L2的电流均为0.3A， 故AB不正确。 故选：C。 【变式9-2】如图所示电路中，电源电压为6V，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A；同时闭合S1和S2时，电流表的示数为0.9A，求： （1）闭合开关S2后通过R2的电流； （2）闭合开关S2后R1两端的电压。 【答案】（1）闭合开关S2后通过R2的电流0.6A； （2）闭合开关S2后R1两端的电压6V。 【解答】解：（1）闭合开关 S2 后，R1 与 R2 并联，由于R1两端的电压不变，则通过R1的电流不变； 由并联电路的特点I＝I1+I2 可知，流过电阻R2的电流： I2＝I﹣I1＝0.9A﹣0.3A＝0.6A； （2）并联电路中 R1 的电压等于电源的电压，U1＝U＝6V。 答：（1）闭合开关S2后通过R2的电流0.6A； （2）闭合开关S2后R1两端的电压6V。 【考点题型十】探究影响电阻大小的因素 【例10】某兴趣小组在探究影响导体电阻大小的因素时，实验室提供了四根电阻丝，规格、材料如表所示，他们做出了如下猜想：①导体电阻与导体的长度有关； ②导体电阻与导体的横截面积有关； ③导体电阻与导体的材料有关。为了验证上述猜想，他们设计了如图所示的实验电路。 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 a 镍铬合金丝 1.0 0.2 b 镍铬合金丝 1.0 0.1 c 镍铬合金丝 0.5 0.1 d 锰铜合金丝 0.5 0.1 （1）实验中通过比较 　电流表示数　 的大小来比较合金丝电阻的大小，滑动变阻器的作用是 　保护电路　 。 （2）为了验证猜想①，应该选用编号 　b、c　 两根合金丝进行实验。选用c、d两根合金丝进行实验时，目的是为了验证 　导体电阻与导体的材料是否有关　 。 【答案】（1）电流表示数；保护电路；（2）b、c；导体电阻与导体的材料是否有关。 【解答】解：（1）实验中采用了转换法比较电阻大小，即通过比较电流表示数来比较导体电阻的大小；滑动变阻器的作用是保护电路； （2）若要验证猜想①导体的电阻与导体的长度有关时，应控制导体的材料和横截面积不变，编号b、c的电阻丝符合； 选用c、d两根合金丝进行实验，两者的横截面积和长度相同、材料不同，是验证导体的电阻与导体的材料是否有关。 故答案为：（1）电流表示数；保护电路；（2）b、c；导体电阻与导体的材料是否有关。 【变式10】如图甲所示，在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中：导线a、b、c粗细相同，b、d粗细不同，a、b、d长度相同，根据实验回答下列问题： （1）实验中，通过观察 　电流表的示数　 来比较电阻的大小，这种实验方法叫做 　转换法　 。 （2）分别取两根导线 　b、d　 （填导线对应的字母）接入电路中，可探究电阻大小跟导体横截面积的关系，这种实验方法叫做 　控制变量法　 。 （3）分别将a和b两导线接入电路进行实验，发现电流表的示数不同，说明电阻的横截面积和长度一定时，导体的电阻还与 　材料　 有关。 （4）把一段钨丝MN连接在电路中，如图乙，闭合开关，用酒精灯给钨丝加热，发现电流表示数变小，这表明：温度升高，钨丝的电阻变 　大　 。 【答案】（1）电流表的示数；转换法；（2）b、d；控制变量法；（3）材料；（4）大。 【解答】解：（1）当接入电路不同的导体时，结合实验电路分析可知可通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小，采用的是转换法； （2）为了探究电阻大小跟导体横截面积之间的关系，根据控制变量的思想，采用材料、长度相同，而横截面积不同的b、d接入电路中； （3）由图知a、b导体的长度、横截面积相同，材料不同，若将a和b两导体接入电路进行实验，发现电流表的示数不同，说明电阻的横截面积和长度一定时，导体的电阻还与材料有关； （4）闭合开关后，用酒精灯给钨丝加热，材料、长度和横截面积不变，温度升高，可以观察到电流表示数变小，这说明电路中的总电阻变大，钨丝电阻变大，即钨丝的电阻随温度的升高而增大。 故答案为：（1）电流表的示数；转换法；（2）b、d；控制变量法；（3）材料；（4）大。 【考点题型十一】温度对导体电阻的影响 【例11】如图甲所示，用酒精灯给废灯泡（灯丝已断）的玻璃芯加热，在玻璃芯温度不断升高而达到红炽状态的过程中，另一盏灯泡的亮度逐渐变 　亮　 （填“亮”或“暗”），该实验说明：　导体与绝缘体之间可以相互转化　 ；如图乙所示，用酒精灯给电阻丝加热，在电阻丝温度不断升高的过程中，灯泡的亮度会逐渐变 　暗　 （选填“亮”或“暗”），说明电阻丝的电阻在 　增大　 （选填“增大”或“减小”）。 【答案】亮；导体与绝缘体之间可以相互转化；暗；增大。 【解答】解：玻璃芯在平常情况下是绝缘体，在温度升高时，它会转变成导体；用酒精灯给电阻丝加热，在电阻丝温度不断升高的过程中，灯泡的亮度会逐渐变暗，因为电阻丝会随温度的改变而改变。 故答案为：亮；导体与绝缘体之间可以相互转化；暗；增大。 【变式11】下面是我们曾做过的两个实验： （1）在图甲中，闭合开关后，灯泡不发光。加热废灯泡灯芯的玻璃柱到红炽状态，小灯泡 　发光　 （选填“发光”或“不发光”），这是因为玻璃在红炽状态下是 　导体　 （选填“导体”或“绝缘体”）。 （2）在图乙中，闭合开关，加热电阻丝后灯泡变暗，说明导体电阻的大小与 　温度　 有关。 【答案】（1）发光；导体；（2）温度。 【解答】解： （1）常温下，玻璃是绝缘体，当接通开关S后，电路是断路，灯泡不亮，当用酒精灯加热废灯泡灯芯的玻璃柱，玻璃的温度升高，玻璃变为导体，电路形成通路，灯泡变亮。此现象说明导体和绝缘体之间没有绝对的界限，在一定条件下可以相互转化； （2）通过如图所示的实验可以观察到灯泡的亮度变暗，说明电流变小，电源电压不变，说明阻碍作用变大，电阻丝的电阻变大；故此实验说明温度升高，灯丝电阻增大。 故答案为：（1）发光；导体；（2）温度。 【考点题型十二】滑动变阻器的使用 【例12】如图是滑动变阻器接入电路中的实验情形，实验过程中调节滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变大的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：A、图中，滑动变阻器同时接上面两个接线柱，滑动变阻器此时相当于导线，故A不符合题意； B、图中，滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻丝变短，滑动变阻器连入电路的电阻变小，故B不符合题意； C、图中滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器被接成定值电阻，移动滑片，滑动变阻器接入电路的阻值不变，故C不符合题意； D、图中，向右移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻丝变长，接入电路的滑动变阻器阻值变大，故D符合题意。 故选：D。 【变式12】如图所示，若要使滑动变阻器的滑片P向左端滑动时，小灯泡变亮，那么可以将滑动变阻器的C接线柱与 　A　 接线柱接在电路的M、N两端。闭合开关前，滑片P应位于 　B　 （选填“A”或“B”）端。 【答案】A；B。 【解答】解：滑片P向左端滑动时，灯泡变亮，说明电路中接入电路的电阻变小，电流变大。根据欧姆定律可知，在电源电压不变时，电流变大，滑动变阻器接入电路的阻值变小，所以滑动变阻器的C接线柱与A接线柱接在电路的M、N两端。 闭合开关前，滑片在阻值最大处即B处。 故答案为：A；B。 【考点题型十三】探究电流与电压的关系 【例13】小伟同学在“探究电流与电压关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器的规格是“20欧 1安”， （1）闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于 　左　 端； （2）连接好电路，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是 　R断路　 ； （3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，小伟根据记录的数据得出结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成 　正比　 ； （4）老师根据小伟记录的数据，指出第1组数据有拼凑的嫌疑，理由是闭合开关在滑动滑动变阻器的过程中，流过R的电流不小于 　0.12A　 。 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）左；（2）R断路；（3）正比；（4）0.12A。 【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片应置于最左端，此时变阻器接入电路的阻值最大； （2）闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电路可能断路，电压表示数接近电源电压，电压表与电源连通，故原因可能是R断路； （3）横向分析实验数据，电压来原来的几倍，通过的电流为原来的几倍，即电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比； （4）定值电阻的阻值为5Ω，滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”，表示变阻器的最大电阻为20Ω，根据电阻的串联，电路中的最大电阻为：R串联＝R+R滑＝5Ω+20Ω＝25Ω， 由欧姆定律，电路中的最小电流：I小0.12A＞0.10A，所以第1组数据是拼凑的。 故答案为：（1）左；（2）R断路；（3）正比；（4）0.12A。 【变式13】在“探究电流与电压关系”的实验中，如图所示是某实验小组设计的电路，电源电压3V保持不变。 电压U/V 0.5 1 1.5 2 2.5 电流I/A 0.14 0.24 0.34 0.44 0.54 （1）请用笔画线代替导线完成电路连接，要求滑片P向A端滑动时，电流表的示数变小； （2）闭合开关后，电流表和电压表示数为0，移动滑片P，两表指针不偏转；将与电压表“3V”接线柱相连的导线从D端拆下，试触C点，电压表指针不偏转，试触A点，电压表指针偏转，若电路中只有一处故障，则可能是 　AC之间的导线断路　 ； （3）排除故障后，该小组改变滑动变阻器滑片P的位置进行了多组实验，本实验中多次测量的目的与下列 　A　 实验中多次测量的目的相同； A.探究重力大小与质量的关系 B.测量未知电阻的阻值 （4）某小组实验后，记录的数据如上表，分析数据发现表格中的电流与电压不成正比，你认为可能的原因是：　电流表使用前没有调零　 。 【答案】（1）见解答图；（2）AC之间的导线断路；（3）A；（4）电流表使用前没有调零。 【解答】解：（1）滑片P向A端滑动时，电流表的示数变小，说明滑动变阻器接入电路的阻值变大，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）闭合开关后，电流表示数为0，说明电路可能断路，电压表示数为0，说明电压表与电源没有连通；将与电压表“3”接线柱相连的导线从D端拆下，试触C点，电压表指针不偏转，试触A点，电压表指针偏转，说明此时电压表与电源连通，电压表并联的电路断路，若电路中只有一处故障，则可能是AC之间的导线断路； （3）本实验中测量了多组数据，目的是为了避免实验的偶然性，得出普遍性的结论， A、探究重力大小与质量的关系，多次测量是为了避免实验的偶然性，得出普遍性的结论；符合题意； B、测量未知电阻的阻值，多次测量是为了取平均值减小误差，不符合题意； 故选：A； （4）分析表格中数据可知，电流值都减去0.04A时，电流值与电压值成正比，所以可能的原因是电流表使用前没有调零。 故答案为：（1）见解答图；（2）AC之间的导线断路；（3）A；（4）电流表使用前没有调零。 【考点题型十四】探究电流与电阻的关系 【例14】在“探究电流与电阻关系”的实验中，已知电源电压为6V，实验用到的电阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。 （1）实验时，闭合开关发现电流表无示数，电压表也无示数，则 　B　 ； A.滑动变阻器短路 B.滑动变阻器断路 C.R短路 D.R断路 （2）排除故障，将电阻接入电路，闭合开关调节滑片，当电压表示数为 　2.5　 V时，记录电流表示数，如图乙，将R由5Ω换成10Ω时，应向 　左　 端移动滑片，实验过程中滑动变阻器的作用除了保护电路还有 　控制定值电阻两端电压一定　 。 （3）由图象可得到的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　反比　 。 （4）为完成整个实验应选取的滑动变阻器最大阻值不小于 　35　 Ω。 【答案】（1）B； （2）2.5；左；控制定值电阻两端电压一定； （3）反比； （4）35。 【解答】解：（1）小明实验时，闭合开关发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表没有示数，说明电压表、滑动变阻器、电流表、开关与电源不连通，则故障为滑动变阻器断路了，故选B； （2）由乙图可知，当电阻为5Ω时，对应的电流为0.5A，由欧姆定律，电阻的电压为：U＝IR＝0.5A×5Ω＝2.5V，即电压表示数为2.5V；研究电流与电阻的关系，要控制电阻的电压不变即电压表示数要保持2.5V，将R由5Ω换成10Ω时，根据串联电路分压规律，电压表示数会变大，为保证电压表示数要保持2.5V，变阻器接入阻值需要变大，即滑片向左移动； （3）由图乙可知，电阻两端的电压：UV＝IR＝0.1A×25Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝0.5A×5Ω＝2.5V，为一定值，故由图象可以得出结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比； （4）实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV＝2.5V， 根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2.5V＝3.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝1.4×25Ω＝35Ω，即所选择的变阻器的最大阻值不能小于35Ω。 故答案为：（1）B；（2）2.5；左；控制定值电阻两端电压一定；（3）反比；（4）35。 【变式14】为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”，小明采用了如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器的最大阻值为40Ω。 （1）如图甲所示，是某小组进行实验时的实物连线图，小楠画出的电路图如图乙所示（未画完整），请你依据实物图在虚线框内把电路图补画完整 　如图　 ； （2）实验前，滑动变阻器的滑片应移到 　A　 （选填“A”或“B”）端； （3）小明首先用5Ω电阻实验，闭合开关后发现，无论怎么移动滑片，电流表、电压表指针满偏且示数无任何变化，则电路中的故障可能是 　B　 （填字母）； A．开关被短路 B．滑动变阻器被短路 C．定值电阻被短路 D．电流表被短路 （4）排除电路故障后，适当调整滑动变阻器，当电压表示数为 　2.5　 V时，读出了对应的电流值； （5）5Ω电阻实验测量完成后断开开关，保持滑片P位置不变，用10Ω的电阻替换5Ω，闭合开关，发现电压表示数 　偏大　 （选填“偏小”、“偏大”），应向 　A　 （选填“A”或“B”）移动滑片P才能达到实验要求； （6）小赵再分别将定值电阻15Ω，20Ω，25Ω连入，根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像，如图丙所示，由图像可得出的结论是：　电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比　 。 【答案】（1）见解答图；（2）A；（3）B；（4）2.5；（5）偏大；A；（6）电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 【解答】解：（1）根据实物图画出电路图；电路图如图所示： （2）实验前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处B端，即A端。 （3）A．开关被短路，相当于闭合开关，移动滑片，电流表和电压表会有示数变化，故A不符合题意； B．若滑动变阻器被短路，则滑动变阻器不能工作，移动滑片，两表都没有示数变化，故B符合题意； C．若电阻短路，则滑动变阻器正常工作，移动滑片，电流表会有示数变化，电压表与电阻并联，电压表无示数，故C不符合题意； D．若电流表短路，电流表没有示数，电路为通路，电压表测量电阻的电压，因电源电压为4.5V，根据串联电路电压的规律，移动变阻器的滑片，电压表示数会有变化，故D不符合题意。 故选B。 （4）由图丙可知 UV＝IR＝0.5A×5Ω＝0.25A×10Ω＝⋯⋯＝0.1A×25Ω＝2.5V 即电阻两端的电压控制为2.5V，排除电路故障后，适当调整滑动变阻器，当电压表示数为2.5V时，读出了对应的电流值。 （5）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大，即电压表示数偏大；探究电流与电阻关系的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向A端移动，眼睛应注视电压表示数，使电压表的示数为2.5V。 （6）如图丙所示，由图像可得 0.5A×5Ω＝0.25A×10Ω＝⋯⋯＝0.1A×25Ω＝2.5V， 出的结论是：当电阻两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 故答案为：（1）见解答图；（2）A；（3）B；（4）2.5；（5）偏大；A；（6）电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 【考点题型十五】欧姆定律的概念 【例15】根据欧姆定律公式I，也可变形得到R。对此，下列说法中正确的是（　　） A．流过导体的电流越大，导体电阻越小 B．某段导体两端电压为0时，其电阻为0 C．导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻 D．导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比 【答案】C 【解答】解： ABD．电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与两端的电压和通过的电流无关，故ABD错误； C．公式R表示，导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻，故C正确。 故选：C。 【变式15】由欧姆定律公式I变形得R，对此下列说法中正确的是（　　） A．加在导体两端的电压越大，则导体的电阻越大 B．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小 C．通过导体的电流与加在该导体两端的电压成正比 D．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 【答案】C 【解答】解： （1）根据欧姆定律的内容可知，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，故C正确； （2）因电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与两端的电压和通过的电流无关， R只是计算导体电阻的一种方法，两端的电压为零时导体的电阻不为零，故ABD不正确。 故选：C。 【考点题型十六】欧姆定律的简单计算 【例16】某段导体两端电压为9V时，导体中的电流是3A，则此导体的电阻为 　3Ω　 ；如果导体两端的电压降为6V时，导体的电阻为 　3Ω　 ，通过导体的电流为 　2A　 。 【答案】3Ω；3Ω；2A 【解答】解：根据欧姆定律可得，此导体的电阻为； 电阻是导体本身的一种性质，电阻的大小与导体两端的电压无关， 所以导体两端的电压降为6V时，导体的电阻仍为3Ω； 此时通过导体的电流为。 故答案为：3Ω；3Ω；2A。 【变式16-1】有两只不同材料制成的电阻RA和RB，各自的电压与电流关系图象分别为图中的A、B。若将它们串联接在电压为4.5V的电源上，则RB两端的电压为 　1.5　 V，此时RB的电阻是 　5　 Ω。 【答案】1.5；5。 【解答】解：两只定值电阻RA和RB，若将它们串联接在电压为4.5V的电源上，因串联电路各处的电流都相等，且串联电路的总电压等于各部分电压之和，由图可知当电路中的电流为0.3A时，RA的电压为3V，RB的电压为1.5V，电源电压为3V+1.5V＝4.5V，根据欧姆定律可得RB的电阻：RB5Ω。 故答案为：1.5；5。 【变式16-2】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，则电源电压为 　3　 V，R2的最大阻值为 　10　 Ω，定值电阻R1为 　5　 Ω。 【答案】3；10；5。 【解答】解：由甲图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图乙可知I1＝0.6A， 根据欧姆定律可得，电源的电压： U＝I1R1＝0.6A×R1， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由右图可知，I2＝0.2A，U2＝2V， 滑动变阻器的最大阻值： R210Ω， 串联电路中总电压等于各分电压之和， 电源的电压：U＝I2R1+U2＝0.2A×R1+2V， 电源的电压不变， 0.6A×R1＝0.2A×R1+2V， 解得：R1＝5Ω， 电源的电压U＝0.6A×R1＝0.6A×5Ω＝3V。 故答案为：3；10；5。 【考点题型十七】动态电路的分析 【例17】如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动，电压表V的示数　不变　 ，电压表V的示数与电流表A1的示数之比　变大　 （均选填“变大”，“变小”或“不变”）。 【答案】不变；变大。 【解答】解：由图可知，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压，电流表A2测R1支路的电流，电流表A1测干路电流。 因电源电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表V的示数不变； 因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过R1的电流不变； 将变阻器的滑片P向左移动时，变阻器接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流变小；根据并联电路的电流规律可知，干路中的电流减小，即电流表A1示数变小；所以，电压表V的示数与电流表A1的示数之比变大。 故答案为：不变；变大。 【变式17-1】如图是一个天然气泄漏检测电路的原理图。电源电压恒定不变，R0为定值电阻，R为气敏电阻（其阻值随天然气浓度的增大而减小），则（　　） A．天然气浓度增大，电压表示数变小 B．天然气浓度减小，电流表示数变大 C．天然气浓度增大，电压表的示数不变 D．天然气浓度减小，电压表与电流表示数的比值不变 【答案】D 【解答】解：由电路图可知，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。 AC、因气敏电阻的阻值随天然气浓度的增大而减小，所以，当天然气浓度增大时，气敏电阻R的阻值减小，电路中的总电阻减小，由I可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；由U＝IR可知，R0两端电压变大，即电压表示数变大，故AC错误； B、反之，天然气浓度减小时，气敏电阻R的阻值增大，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，故B错误； D、由R可知，电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R0的阻值，所以两者的比值不变，故D正确。 故选：D。 【变式17-2】如图是一种监测温度变化的传感器的工作原理电路图。膨胀棒的长度由于热胀冷缩随温度变化，膨胀棒的一端固定，另一端与滑块M相连，滑块M与滑动变阻器滑片P相连。闭合开关S，当温度升高时，膨胀棒带动滑块M向右移动，此时电流表的示数将 　不变　 ，电压表的示数将 　变大　 。 【答案】不变；变大。 【解答】解：由题图可知，电流表串联接入电路中，电压表测量R左边部分电阻两端的电压。 当温度升高时，膨胀棒变长，物体M向右移动，电阻上的滑片右移，R接入电路的电阻不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流不变，电流表示数不变； P点左侧部分变长，左侧电阻变大，根据U＝IR可知，左侧两端的电压变大，电压表示数变大。 故答案为：不变；变大。 【考点题型十八】欧姆定律的应用 【例18】小明观察了市场上自动测高仪后，设计了以下四个电路（其中R′是滑动变阻器，R是定值电阻，电源电压恒定）．其中能实现身高越高，电压表示数越大的电路是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：A、由电路图可知：滑动变阻器和定值电阻串联，电压表测电源电压，示数不变，故A不符合题意； B、由电路图可知：滑动变阻器和定值电阻串联，电压表测定值电阻电压，身高越高，滑动变阻器接入电路中的电阻越大、电路中的总电阻越大，根据欧姆定律可知电路中的电流越小、定值电阻两端的电压越小，故B不符合题意； C、由电路图可知：电压表串联在电路中，电路中无电流，电压表测电源的电压，示数不变，故C不符合题意； D、由电路图可知：滑动变阻器和定值电阻串联，电压表测滑动变阻器的电压，身高越高，滑动变阻器接入电路中的电阻越大、电路中的总电阻越大，根据欧姆定律可知电路中的电流越小、定值电阻两端的电压越小，根据串联电路总电压等于各分电压之和可知滑动变阻器两端的电压越大即电压表示数越大，故D符合题意。 故选：D。 【变式18-1】公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图，滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动，当货车质量增大时，电表示数随之增大，由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是（　　） A．接线柱“1”应与“2”连接 B．若货车质量增大，则电阻R0两端电压增大 C．“显示器”由电压表改装而成 D．为了节约电能，电阻R0可以去掉 【答案】B 【解答】解：C、图中电表串联在电路中，所以该显示器由电流表改装而成，故C错误； A、当货车质量增大时，电表（电流表）示数随之增大，则说明电阻变小，所以接线柱“1”应与“3”连接，这样，当质量增大，滑片向下移动，变阻器阻值变小，电流表示数变大，故A错误； B、若货车质量增大，变阻器电阻减小，根据串联电路的电压与电阻的正比关系，变阻器R分得的电压减小，则电阻R0两端电压增大，故B正确； D、电阻R0不可以去掉，因为若去掉R0，则滑片在最下端时会造成电路发生短路，故D错误。 故选：B。 【变式18-2】已知电流表G的满偏电流（即电流表指针偏转到最大刻度时的电流）为1mA，内阻600Ω，现将其与一定值电阻R0串联改成量程为15V的电压表，如图a所示。 （1）求电流表G指针满偏时，它两端电压为多少？ （2）求改装后的电压表电阻Rv的大小； （3）如图b所示，将改装后的电压表接入电路，电源电压15V不变，电阻R2＝6000Ω，改变接入的可变电阻大小，使电压表示数为5V，求此时可变电阻大小以及加在电压表内部表头G两端的电压。 【答案】解：（1）由I可得U＝IR，所以求电流表G指针满偏时，它两端电压为：UG＝IGRG＝1×10﹣3A×600Ω＝0.6V； （2）改装后两电阻串联接入电路，电压表的量程为15V，所以改装后的电压表电阻：Rv1.5×104Ω； （3）电压表Rv与可变电阻R支并联后再与R2串联接入电路，此时电压表的示数为5V， 通过电压表的电流：IVA， 串联电路总电压等于各部分电压之和，所以R2两端的电压：U2＝U﹣UV′＝15V﹣5V＝10V， 通过R2的电流：IA，通过R2的电流即干路电流， 并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过可变电阻R支的电流：I支＝I﹣IVAAA， 并联电路各并联支路两端电压相等，所以此时可变电阻R支的阻值：R支3750Ω， 加在电压表内部表头G两端的电压：UG′＝IVRGA×600Ω＝0.2V。 答：（1）电流表G指针满偏时，它两端电压为0.6V； （2）改装后的电压表电阻Rv的阻值为1.5×104Ω； （3）此时可变电阻大小为3750Ω，加在电压表内部表头G两端的电压为0.2V。 【考点题型十九】欧姆定律在图像中的应用 【例19】如图甲所示电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，电压表和电流表的示数变化图像如图乙所示，以下说法正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值是20Ω B．电源电压为6V C．滑动变阻器的最大阻值10Ω D．当电流表的示数是0.6A时，滑动变阻器接入电路的电阻为5Ω 【答案】D 【解答】解： ABC、闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。 滑动变阻器滑片P在a端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω，滑动变阻器两端的电压为0V，电路为定值电阻的简单电路，从图中可知电路电流为0.9A，根据欧姆定律可知电源电压U＝0.9A×R0....①； 滑动变阻器滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，从图中可知电路电流为0.3A，滑动变阻器两端的电压为6V，根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知电源电压U＝6V+0.3A×R0....②； 联立以上两式可知：U＝9V，R0＝10Ω； 滑动变阻器滑片P在b端时，根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值R滑20Ω； 故ABC错误； D、当电流表的示数是0.6A时，根据欧姆定律可知总电阻R15Ω， 根据电阻串联的特点可知滑动变阻器接入电路的电阻为R滑′＝R﹣R0＝15Ω﹣10Ω＝5Ω，故D正确。 故选：D。 【变式19-1】如图甲所示电路，电源电压恒定。闭合开关S，滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中，分别记录了灯泡两端电压、滑动变阻器两端电压和电流表的示数。依据实验数据，绘出灯泡和滑动变阻器的I﹣U图像，如图乙所示。请结合图像信息，判断下列说法正确的是（　　） A．图线b描述的是通过灯泡L的电流随其两端电压的变化 B．电源两端输出的电压大小是3V C．通过灯泡L的电流与其两端电压的比值逐渐变大 D．滑动变阻器的铭牌可能是“20Ω，1A“ 【答案】B 【解答】解：由电路图可知，闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电压表V1测滑动变阻器两端的电压，电压表V2测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流； A、滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻变小，根据串联分压的规律可知滑动变阻器两端的电压变小，由串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压变大， 此过程中变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知通过电路的电流变大，所以，通过灯泡的电流随灯泡两端电压的增大而增大，而通过变阻器的电流随变阻器两端电压的增大而减小，由此可知，图线a描述的是通过灯泡L的电流随其两端电压的变化，图线b描述的是通过滑动变阻器的电流随其两端电压的变化，故A错误； B、ab两图线的交点表示灯泡和滑动变阻器两端的电压相等，由图像可知此时灯泡和滑动变阻器两端的电压都为1.5V，因串联电路的总电压等于各部分电压之和，则电源电压为1.5V+1.5V＝3V，故B正确； C、由图线a可知灯泡两端的电压每增大1V时，通过灯泡的电流增加量逐渐变小，所以通过灯泡L的电流与其两端电压的比值逐渐变小，故C错误； D、由图像可知电路中的最小电流为0.1A，由欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据图像可知此时滑动变阻器两端的电压为2.5V， 由欧姆定律可知此时变阻器接入电路的阻值：R25Ω，因图甲中滑片不是在最大阻值处，所以变阻器的最大电阻一定大于25Ω，即滑动变阻器的铭牌不可能是“20Ω，1A”，故D错误。 故选：B。 【变式19-2】如图甲所示电路，R2为定值电阻，电源电压不变，闭合开关S，将滑片P从a端移动到b端的过程中，电流表和电压表示数变化关系如图乙所示，则滑动变阻器R1的最大阻值为 　15　 Ω，电源电压为 　4　 V。 【答案】15；4。 【解答】解：闭合开关S，R1和R2串联，由图象可知，当电流为最小时，I小＝0.2A时，滑动变阻器两端电压为3V，此时滑动变阻器的阻值最大， U＝I小R2+3V…① 当电流为I′＝0.8A时，滑动变阻器滑片在a端，电压表示数为0， U＝I′R2…② 两式联立： I小R2+3V＝I′R2， 解得R2＝5Ω，U＝4V； 由I得：滑动变阻器R1的最大阻值： R115Ω。 故答案为：15；4。 【考点题型二十】伏安法测电阻 【例20】如图甲所示是小明用“伏安法”测定值电阻阻值的实物图，电源电压为3V。 （1）在图甲中完成实物电路连接，要求滑动变阻器的滑片向B端滑动时连入电路的电阻变大； （2）闭合开关，电压表无示数，电流表有示数，则产生故障的原因可能是 　Rx短路（或电压表短路）　 ； （3）排除故障后，正确连接电路，移动滑动变阻器滑片到某一位置，电压表和电流表示数如图乙、丙所示，则测得的Rx阻值为 　8　 Ω； （4）同组的小华用小明的方法测量另一定值电阻Rx′的阻值，得到多组数据如表所示： 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 1.8 2.1 电流I/A 0.3 0.24 0.17 电阻Rx′/Ω 5 7.5 12.4 ①若小华测得的电压和电流值是准确的，分析表格数据，小明实验电路连接存在的问题可能是 　小明将电压表并联在滑动变阻器的两端　 ； ②根据实验数据可知，小华所测的电阻Rx′＝ 　5.1　 Ω； （5）实验后小明发现滑动变阻器的最大阻值模糊不清，于是他利用电流表和一个阻值已知的定值电阻R0设计了如图丁所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值，实验步骤如下： ①闭合开关，将滑片移至最左端，读出此时电流表的示数为I1； ②　将滑片移至最右端　 ，读出此时电流表的示数为I2； ③则滑动变阻器的最大阻值R1＝ 　•R0　 （用I1、I2和R0表示）。 【答案】（1）图见解答；（2）Rx短路（或电压表短路）；（3）8；（4）①小明将电压表并联在滑动变阻器的两端；②5.1；（5）②将滑片移至最右端；③•R0。 【解答】解：（1）在伏安法测电阻实验中，电压表与待测电阻并联，测量其两端电压，电流表串联在电路中测量电路电流，滑动变阻器采用“一上一下”的方法串联在电路中，由实验数据知，电流表选择0～0.6A量程；滑动变阻器的滑片向B端滑动时连入电路的电阻变大，需要连接A接线柱。电路连接如图所示： ； （2）串联电路只有一条电流的路径，闭合开关，发现电流表有示数，说明电路通路，电压表无示数，则产生故障的原因可能是Rx短路或电压表短路； （3）由图乙知，电压表的量程是0～3V，分度值是0.1V，其示数为2.4V；由图丙知，电流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，其示数为0.3A； 根据欧姆定律可得，测得的Rx阻值为：； （4）①根据表格数据知，当电压表示数增大时，电流表示数减小，说明电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，即小明将电压表并联在滑动变阻器的两端； ②根据串联电路的电压规律和欧姆定律可得，三次测量Rx′阻值分别为： Rx′5Ω，Rx′5Ω，Rx′5.3Ω， 则小华所测的电阻Rx′5.1Ω； （5）实验步骤： ①闭合开关，将滑片移至最左端，读出此时电流表的示数为I1； ②将滑片移至最最右端，读出此时电流表的示数为I2； ③在步骤①中，电路为只有R0的简单电路，电流表测电路的电流为I1，则电源电压为U＝I1R0； 在步骤②中，R0与滑动变阻器最大阻值串联，电流表测电路的电流为I2，则电源电压为U＝I2（R0+Rx）； 因电源电压不变，即I1R0＝I2（R0+Rx）， 解得：Rx•R0。 故答案为：（1）图见解答；（2）Rx短路（或电压表短路）；（3）8；（4）①小明将电压表并联在滑动变阻器的两端；②5.1；（5）②将滑片移至最右端；③•R0。 【变式20】某同学用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值，电路如图甲所示。 （1）连接电路时开关应处于　断开　 状态，（选填“闭合”或“断开”）接通电路前，应将滑动变阻器的滑片P移动到　A　 端。（选填“A”或“B”） （2）闭合开关时，发现无论怎么调节滑动变阻器，电流表都无示数，电压表有示数，且接近于电源电压，其原因可能是　B　 A．电流表断路 B．待测电阻断路 C．滑动变阻器短路 D．电压表断路 （3）实验中调节滑动变阻器的滑片P到某一位置，观察到电压表和电流表的示数分别如图乙所示，测得电阻的阻值Rx＝　5　 Ω。 【答案】（1）断开；A；（2）B；（3）5。 【解答】解：（1）为保护电路，连接电路时开关应该断开；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处，由图知滑片应位于A端； （2）闭合开关时，发现无论怎么调节滑动变阻器，电流表都无示数，说明电路故障为断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为待测电阻断路，故B正确； 故选B； （3）由图乙可知，电压表使用的是0～3V的量程，分度值为0.1V，所以电阻两端的电压为2V， 电流表使用的是0～0.6A的量程，分度值为0.02A，所以通过电阻的电流为0.4A。 由I可得，电阻Rx的阻值：Rx5Ω。 故答案为：（1）断开；A；（2）B；（3）5。 【考点题型二十一】伏安法测小灯泡的电阻 【例21】小明用以下实验器材测小灯泡正常工作时的电阻：电源（电压3V）、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为2.5V的待测手电筒灯泡（电阻约为8Ω），标有“20Ω，1A”的滑动变阻器一个。 （1）如图甲是小明同学连接的实物电路图，图中只有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根错接的导线，只改接一根导线使电路成为正确的电路（不能与其他导线交叉）。 （2）连接完电路后闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表有示数但均很小，无论怎样移动滑片都不能改变这种情况，可能的故障是 　将变阻器的下面两个接线柱连入了电路　 。 （3）排除故障后闭合开关，移动滑片至某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端电压为 　2.3　 V；为了测量小灯泡正常工作时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向 　右　 （选填“左”或“右”）移动。 （4）图丙是根据实验数据画出的小灯泡的电流与电压的关系图象，则小灯泡正常工作时的电阻是10　 Ω。 （5）小红认为，利用图甲的装置也可以探究电流与电压的关系。小明认为小红的观点不合理，理由是 　灯丝电阻随温度的变化而变化　 。 （6）在完成上述探究内容后，小明将电路中的灯泡替换成未知电阻Rx，图丁中电路不能成功测出未知电阻Rx阻值的是 　B　 。（R0阻值已知，电源电压不变） 【答案】（1）见解析；（2）将变阻器的下面两个接线柱连入了电路；（3）2.3；右；（4）10；（5）灯丝电阻随温度的变化而变化；（6）B。 【解答】解：（1）测小灯泡正常工作时的电阻实验，需要将电源、开关、滑动变阻器、电流表、灯泡串联，电压表测量灯泡电压。如图所示： ； （2）闭合开关，发现小灯泡发光，电流表示数小，说明电路为通路，电压表示数很小，说明变阻器阻值大，无论怎样移动滑片都不能改变这种情况，说明将变阻器的下面两个接线柱连入了电路； （3）电压表选择的是小量程，分度值是0.1V，所以读数为2.3V； 此时灯泡电压不到2.5V，需要将滑动变阻器电阻调小，滑动变阻器用的是右下接线柱，所以应将滑片向右调； （4）从图丙可以看出，灯泡电压2.5V时，电流为0.25A，故小灯泡正常工作时的电阻是 ； （5）探究电流与电压的关系，需要电阻一定，小灯泡灯丝电阻随温度的变化而变化，小红的观点不合理。 （6）图B电压表始终测量电源电压，无法得知Rx两端电压，则不能测出Rx阻值。也就无法根据欧姆定律计算其阻值，而图A可以；图CD中电流表可测量通过Rx的电流，也能算出Rx两端的电压，因此可得出Rx阻值。故选B。 故答案为：（1）见解析；（2）将变阻器的下面两个接线柱连入了电路；（3）2.3；右；（4）10；（5）灯丝电阻随温度的变化而变化；（6）B。 【变式21】图甲是“测量小灯泡电阻”实验电路，电源电压3V，小灯泡的正常工作电压为2.5V。 （1）连接电路时，图中导线a端应与电压表上标有数字“　3　 ”（选填“3”或“15”）的接线柱相连。 （2）闭合开关前，应将滑片P置于 　B　 端（选填“A”或“B”）。 （3）若要测量灯泡正常工作时的电阻，应移动滑片P，使电压表的示数为 　2.5　 V时，记下电流表的示数，根据图像可知灯泡正常工时的电流为 　0.25　 A。 （4）根据实验数据画出I﹣U图像，如图乙所示，则小灯泡正常工作时的电阻是 　10　 Ω。 （5）我们知道，小灯泡是利用电流的 　热　 效应来工作的，根据如图乙所示的图像分析可知，小灯泡的热功率与电流的平方 　不成　 （选填“成”或“不成”）正比。 （6）结合图乙的信息思考：能否利用图甲电路，采用控制变量的方法来“探究电流与电压的关系”？答：　不能　 （能或不能），并说明理由：　小灯泡的电阻随温度的变化而变化　 。 【答案】（1）3；（2）B；（3）2.5；0.25；（4）10；（5）热；不成；（6）不能；小灯泡的电阻随温度的变化而变化。 【解答】解：（1）电源电压由2节干电池组成，为3V，电压表的量程选用0～3V即可，即导线a端应与电压表上标有数字“3”的接线柱相连。 （2）闭合开关前，为了保护电路，应将滑片P置于阻值最大的B端。 （3）由图甲得，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡的电压，电流表测量电路电流。若要测量灯泡正常工作时的电阻，应移动滑片P，使电压表的示数为灯泡的额定电压2.5V。 根据图像乙可知灯泡正常工时，即电压为2.5V时的电流为0.25A。 （4）由欧姆定律得，小灯泡正常工作时的电阻是 。 （5）我们知道，小灯泡是利用电流的热效应来工作的，根据如图丙所示的图像可知，灯的电阻不是一个定值，小灯泡的热功率P＝I2R，故与电流的平方不成正比。 （6）“探究电流与电压的关系”要控制研究对象的电阻不变，灯泡的电阻随温度的改变而改变，无法用于“探究电流与电压的关系”。 故答案为：（1）3；（2）B；（3）2.5；0.25；（4）10；（5）热；不成；（6）不能；小灯泡的电阻随温度的变化而变化。 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $