内容正文:
第4讲 电压与电阻
知识点1:电压
1.定义
电压是使电路中形成电流的原因,电压由电源提供的。有电压不一定有电流,有电流一定有电压。电压用符号“U”表示,电压的单位是伏特,符号V。电压常用单位还有:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。换算关系:1kV=103V=106mV=109μV。
2.常见的电压值
干电池
铅蓄电池
手机电池
对人体安全电压
家庭电路
1.5 V
2.0 V
3.7 V
不高于36 V
220 V
3.电压的测量
电压表
作用
测量用电器两端的电压
使用规则
与被测用电器并联
电压表可以直接接在电源两端
a.实际测量前,如果电表指针未指在零刻度线位置,应先调零再连接
b.必须正确选择合适的量程,选择时要试触
c.电流“正进负出”,被测电压不能超过电压表的量程
表盘
读数
读数方法
看清所选量程及对应的分度值.电表示数=指针偏过的小格数×分度值
量程
0~3V
0~15V
分度值
0.1V
0.5V
示数
1.2V
6.0V
注意事项
①电压表的电阻很大,初中把电压表当做断路。
②电压表指针位置相同时,选用0~15 V量程的读数是0~3 V量程读数的5倍。
③如果电压表所选量程太小,使用时指针偏转角度太大,容易损坏电压表;如果电压表所选量程太大,使用时指针偏转角度太小,读数不准确。指针偏转到该刻度的2/3左右时读数最准确。
1.下列选项中正常情况下电压为2V的是( )
A.一节干电池 B.一块铅蓄电池 C.家庭电路电压 D.手机电池
【答案】B
【详解】A.一节干电池的电压是1.5V,所以一节干电池的电压不是2V,故A不符合题意;
B.一块铅蓄电池的电压是2V,这是铅蓄电池的标准电压值,故B符合题意;
C.在我国,家庭电路的电压是220V,远远高于2V,故C不符合题意;
D.手机电池的电压一般为3.7V左右,也不是2V,故D不符合题意;
故选B。
2.如图所示,是小明同学设计的用电压表测量灯两端的电压的电路图,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.图中电压表并联在灯L1两端,此时电压表测量灯L1两端的电压,且电流从电压表正接线柱流入,负接线柱流出,故A正确;
B.图中电压表并联在灯L2两端,此时电压表测量灯L2两端的电压,且电流从电压表正接线柱流入,负接线柱流出,故B错误;
C.图中电压表并联在电源两端,此时电压表测量电源两端的电压,且电流从电压表正接线柱流入,负接线柱流出,故C错误;
D.图中电压表并联在灯L1两端,但电流从电压表负接线柱流入,正接线柱流出,会导致电压表反向偏转,无法测量灯L1的电压,故D错误。
故选A。
3.如图所示的电路中,甲、乙为电流表或电压表。要使小灯泡、均能发光。则下列说法正确的是( )
A.、都闭合,甲为电流表,乙为电压表
B.、都闭合,甲为电压表,乙为电流表
C.闭合、断开,甲、乙均为电流表
D.闭合、断开,甲、乙均为电压表
【答案】C
【详解】A.当、都闭合后,甲为电流表,电流从电源正极流出,因为电流表相当于导线,所以电流直接流经甲,而不流经小灯泡、,所以两个小灯泡不亮,故A错误;
B.当、都闭合后,电流从电源正极流出,流经小灯泡,因为乙为电流表,相当于导线,所以电流流经乙,而不流经小灯泡,故小灯泡不亮,故B错误;
C.当闭合、断开后,电流从电源正极流出,一路流经小灯泡,再经过电流表乙回到电源负极,另一路流经电流表甲,再经过小灯泡,再流经电流表乙回到电源负极,所以小灯泡、都亮,故C正确;
D.闭合、断开后,电流从电源正极流出,一路流经小灯泡,再经过电压表乙,因为电压表需要并联在电路中,在电路中相当于断路,所以电流回不到电源负极,因此小灯泡不亮,因为甲也是电压表,同样小灯泡也不亮,故D错误。
故选C。
4.如图所示的电路,下列说法正确的是( )
A.灯与灯串联,电压表测灯两端的电压
B.灯与灯并联,电压表测灯两端的电压
C.灯与灯串联,电压表测灯两端的电压
D.灯与灯并联,电压表测灯两端的电压
【答案】A
【详解】电流从电源正极流出,依次经过开关、电流表、 L2、 L1,最后回到电源负极,因此灯 L1与 L 2串联。 电压表并联在L1两端,因此电压表测L1两端的电压。故A正确,BCD错误。
故选A。
5.如图所示,判断图中电压表的测量对象:闭合开关后,甲测 两端的电压,乙测 两端的电压。
【答案】 电源
【详解】[1]因为电压表要与被测用电器并联,由电路图知,甲电压表并联在电源的两端,所以甲电压表测电源两端的电压。
[2]乙电压表与并联,所以乙电压表测的是两端的电压。
知识点2:串、并联电路电压的规律
1.探究串联电路中电压的规律
小明和同学进行“探究串联电路电压规律”的实验。所用器材有:电压恒为3V的电源,一个开关,两只灯泡(L1和L2),两只相同电压表和(量程均为0-3V和0-15V),导线若干。
考点剖析
(1)他们按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压。每次拆接电压表时,开关应处于断开状态。闭合开关,若灯L2断路,则L1两端无(选填“有”或“无”)电压.
(2)为测量L1两端电压,请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(3)具有创新精神的小明决定改进实验。他按照图丙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现电压表和的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表V2(选填“”或“”)的量程选大了,此时电压表和的示数分别为0.6V和3V;
(4)解决问题后,小明同学测出了AB间和AC间的电压,为了测量BC间的电压,断开开关,接下来可以B;
A.保持B接线不动,将电压表连线由A改接到C
B.保持C接线不动,将电压表连线由A改接到B
(5)在测UBC时,一同学认为只需要将电压表接A点的导线换接到C点即可,该方法是错误(选填“正确”或“错误”)的,原因是会导致电压表正负接线柱接反.接着更换不同(选填“相同”或“不同”)规格的小灯泡并多次实验,数据记录如表所示.
(6)分析AB、BC、AC间的电压关系,得出结论:在串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
(7)为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验.此外,还可以更换不同电压的电源进行多次实验。
(8) 小明认为可将电路图甲中的一个小灯泡换为滑动变阻器,改进后的电路如图所示,其优点是电压可连续变化,操作方便。
2.探究并联电路中电压的规律
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。
考点剖析
(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,她用手按一下L2,两灯都亮,松开手仍然是L1亮L2不亮,则故障可能是L2与灯座接触不良导致断路;
(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,其目的是排除偶然性,得出普遍规律。
3.串并联电路电压规律的区别
连接方式
串联电路
并联电路
实物图及电路图
电压规律
各用电器两端电压之和等于电源总电压,即电源电压(串联分压)U=U1+U2+……
各支路用电器两端的电压等于电源电压,即电源电压U=U1=U2=……
特点
串联分压不分流,并联分流不分压
1.如图所示,当电路中的开关S闭合时,两电压表的指针位置均如图乙所示,则电阻和两端的电压分别为( )
A.4.8V 1.2V B.1.2V 4.8V C.6V 1.2V D.1.2V 6V
【答案】A
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量R2两端的电压。由于串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以电压表V1选的是0~15V的量程,分度值为0.5V,电压表的示数是6V,电源电压为U=6V;电压表V2选的是0~3V的量程,分度值为0.1V,电压表的示数是1.2V,即R2两端的电压为U2=1.2V,则R1两端的电压为U1=U-U2=6V-1.2V=4.8V
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.如图所示,将开关闭合后,电压表和的示数分别是6V和2V,则灯两端的电压是( )
A.8V B.6V C.4V D.2V
【答案】C
【详解】由图可知,灯泡L1与L2是串联,电压表V2测量的是灯泡L2两端的电压,故灯泡L2两端的电压为U2=2V;电压表V1测量的是电源电压,即U=6V,根据串联电路电压规律U=U1+U2,故灯泡L1两端电压为 U1=U−U2=6V−2V=4V
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.(多选)如图甲所示电路,电源电压为不变,闭合开关后电压表指针偏转如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.小灯泡、串联连接,电压表测的是两端电压
B.小灯泡、并联连接,电压表测的是两端电压
C.两端的电压是,断开开关S,电压表示数为
D.两端的电压是,断开开关S,电压表示数为
【答案】AD
【详解】AB.分析电路可知,闭合开关S后,小灯泡、首尾相连,是串联的关系,电压表与并联,测的是两端电压,故A正确,B错误;
CD.电源电压为不变,闭合开关后电压表指针偏转如图乙所示,则电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1V,则两端电压为1V,根据串联电压规律,两端的电压
断开开关S,整个电路断路,电压表两端无法与电源相通,则电压表示数为。故C错误,D正确。
故选AD。
4.小明做探究“串、并联电路电流及电压的特点”的实验
(1)如图甲是“探究并联电路电流的特点”实验电路图:
①小明断开开关连接电路,这样做的目的是防止连接电路时因电路发生 (填“短路”或“断路”) 而导致电流过大烧坏电流表;
②在图乙所示电路中,只移动一根导线测量C处的电流,请在需移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线改接正确;
③改接后闭合开关,观察到灯L1发光,但灯L2不亮,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是 (选填“灯L2断路”或“灯L2短路”) 。
(2)如图丙是“探究串联电路电压规律”实验电路图
①实验时,闭合开关后,小明发现两灯都发光,且L1比L2更亮,则通过L1的电流 (选填“大于”“等于”“小于”) L2的电流;
②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.过电压表量程 B.指针反偏 C. 正确测出灯泡L₂两端的电压。
③正确完成该实验后得到数据如表,小明分析数据得出得出两个实验结论:
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
结论1:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和结论;2:串联电路中,各部分用电器两端电压相等。
老师认为结论 2 是错误的,造成结论错误的原因可能是 ,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是 。
【答案】(1) 短路 灯L2断路
(2) 等于 B 所选灯泡规格相同 见解析
【详解】(1)[1]在拆接电路时,开关必须断开,其目的是:防止电路连接过程中发生短路,因电流过大烧坏电流表,因为电路发生短路时,电路不经过用电器,电路中的电流很大。
[2]由图乙可知,经过电流表的电流经过L1、L2后均再回到电源的负极,对照甲图可知,电流表测的是干路A点电流。只移动一根导线测量C处的电流,即测L2所在支路电流,可把L1的右接线柱上的导线接在开关的右接线柱,如图所示:
[3]观察到灯L1发光,说明灯L1所在支路正常电流流过,但灯L2不亮,电流表的示数为零,说明电流表所在支路出现了断路故障,若出现短路故障,电流表会有示数,则电路可能存在的故障是灯L2断路。
(2)[1]串联电路电流处处相等,实验时,闭合开关后,小明发现两灯都发光,且L1比L2更亮,则通过L1的电流等于L2的电流,亮度不同是因为小灯泡的规格不同。
[2]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,此时电压表的正负接线柱接反了,闭合开关后,会出现电压表指针反偏,故选B。
[3]若两个灯泡的规格相同,则它们串联在一起时,会平分电源电压,导致两个灯泡两端电压相等,所以造成结论错误的原因可能是:所选灯泡规格相同。
[4]想要得到普遍性的结论,需要进行多次实验,所以小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是实验次数少,具有偶然性,不能得到普遍结论。
知识点3:电阻
1.定义
表示导体对电流的阻碍作用。导体对电流的阻碍作用越大,电阻就越大,而通过导体的电流就越小。
单位:国际单位是欧姆(符号:Ω)。常用的单位有:兆欧(MΩ)、千欧(kΩ),1MΩ=103kΩ=106Ω。
2.电阻大小的影响因素
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度等因素有关,与加在导体两端的电压和通过的电流无关。
①同种材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大;
②同种材料、长度相同的导体,横截面积越小,电阻越大;
③大多数导体的电阻随温度的升高而增大,如灯泡等;少部分导体的电阻随温度的升高而减小,如热敏电阻等。
3.探究影响导体电阻大小的因素
小明所在的实验小组在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,提出了如下猜想:
猜想1:导体的电阻跟导体的材料有关;
猜想2:导体的电阻跟导体的横截面积有关;
猜想3:导体的电阻跟导体的长度有关.
为了验证上述猜想,小明设计了如图甲所示的实验电路,电源电压保持不变.
考点剖析
(1)该实验是通过观察电流表的示数大小来比较接入M、N间的电阻大小.示数越小,表示接入电阻丝的阻值越大.此实验方法为转换法。
(2)实验中选择了带鳄鱼夹的导线,主要是为了方便改变接入电路中的电阻丝·
(3)分别将编号为A、B、C、D的4根电阻丝接入电路,闭合开关,记录数据如表所示.
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
A
锰铜合金
0.5
0.4
0.40
B
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
C
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
D
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
①选用A、D两根电阻丝接入电路,可以探究导体电阻的大小与材料是否有关;根据表中数据可知电阻丝A的阻值小于(选填“大于”“等于”或“小于”)电阻丝D的阻值;
②为了探究导体电阻大小与导体长度的关系,应选用电阻丝BD(填编号)进行实验,可初步得出结论:当导体的材料和横截面积相同时,导体的长度越长,导体的电阻越大;
③为了探究导体电阻大小与横截面积的关系,应选用电阻丝CD(填编号)进行实验,可初步得出结论:当导体材料和长度相同时,导体横截面积越大,导体的电阻越小.
(4)实验中小明将电阻丝A对折后再次接入电路中,发现电流表的示数变大,由此得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小.请你判断这种做法是否正确?错误(选填“正确”或“错误”),理由是:没有控制导体的长度不变。
(5)实验小组对实验过程进行交流反思时,提出“是否可以用小灯泡代替电流表”的议题,经过讨论后,一致认为不能用小灯泡代替电流表,主要原因是电路中电阻变化不大时,小灯泡亮度变化不明显(选填“明显”或“不明显”).小灯泡还有另外一个作用:保护电路。
(6)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样是为了减小输电线的电阻,从而可以减小输电线上的电能损失.(均选填“增大”或“减小”)
(7)实验完成后,小华利用如图丙所示电路进行实验,该同学探究的是导体的电阻大小与温度的关系;闭合开关后,用酒精灯给细铁丝加热,在铁丝温度逐渐升高并发红的过程中,观察到电流表的示数变小,小灯泡的亮度变暗(选填“变亮”或“变暗”),说明:细铁丝的电阻大小随温度的升高而变大(选填“变大”或“变小”).
1.下列关于电阻的说法正确的是( )
A.当导体两端不加电压,没有电流通过时,其电阻为零
B.导体中的电流越大,其电阻越大
C.导体两端的电压越大,其电阻越小
D.导体电阻的大小取决于导体本身
【答案】D
【详解】电阻是导体本身的一种性质,导体电阻的大小取决于导体本身的材料、长度、横截面积和温度,与它两端的电压、通过的电流以及是否有电流通过无关,故ABC错误,D正确。
故选D。
2.一根导体的电阻为R,要使这根导体连入电路的电阻变小,可以采用的方法是( )
A.将导线对折后连入电路 B.将导线拉长后连入电路
C.减小导线两端的电压 D.增大导线中的电流
【答案】A
【详解】导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体两端的电压和通过的电流无关。将导体对折,导体长度变短,横截面积变大,导体电阻变小;将导体拉长,导体长度变长,横截面积变小,导体电阻变大。故A正确,BCD错误。
故选A。
3.如图,将同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体AB和BC连接在一起,则通过AB的电流 通过BC的电流,AB的电阻 BC的电阻。(选填大于、等于、小于)
【答案】 等于 大于
【详解】[1]因为串联电路中电流处处相等,所以AB和BC串联在电路中,通过这两段导体的电流大小相等。
[2]AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,导体AB横截面积小,所以导体AB的电阻大于导体BC的电阻。
4.小明在课堂上进行了以下电学实验探究。
(1)小明先用如图甲所示的电路“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,分别将、、三段导体接入电路:
导体代号
材料
长度
横截面积
镍铬合金
锰铜合金
镍铬合金
本实验通过观察 来比较导体电阻的大小,这种研究方法在物理中称为 法。
为了研究导体的电阻大小与导体横截面积是否有关,应将电阻丝 填序号先后接入图中电路、两点间进行实验。
根据所给器材,小明 选填“能”或“不能”探究电阻大小跟导体长度的关系。
(2)小明接着利用如图乙所示电路“探究并联电路中电流规律”。
实验时需要测量、、三处的电流。图丙是某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (填“”“”或“”)处的电流。
小明同学测出一组、、三处的电流,、、,由此得出结论:干路电流等于各支路电流之和。
小组内交流讨论后,一致认为小明同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 选填“相同”或“不同”的灯泡进行实验。
【答案】(1) 电流表的示数 转换 1、3 能
(2) C 不同
【详解】(1)[1][2]在实验中,电阻的大小通过电流表的读数来反映。电阻越大,电流越小;电阻越小,电流越大。这种通过易观测的量(电流)来反映不易直接观测的量(电阻)的方法称为转换法。
[3]要探究电阻与横截面积的关系,需要选择材料相同、长度相同,但横截面积不同的导体。根据表格,导体1和3都是镍铬合金,长度都是1.0 m,横截面积分别为0.5 mm²和1.0 mm²满足这一条件。应将电阻丝1、3先后接入图中电路、两点间进行实验。
[4]根据所给器材,小明可以选同一条导体,改变夹子的位置,从而改变接入电路的长度,即能探究电阻大小跟导体长度的关系。
(2)小明接着利用如图乙所示电路“探究并联电路中电流规律”。
[1]实验时需要测量、、三处的电流。图丙是某次测量时连接的实验电路,此时电流表串联在干路上,且图乙中点位于干路,因此测量的是处的电流。
[2]小组内交流讨论后,一致认为小明同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,为了让实验结论具有普遍性,还应该选用规格不同的灯泡进行多次实验,避免实验结果的偶然性。
知识点4:变阻器
1.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接入电路的电阻
图示
电路符号:
实物图:
结构图示:
铭牌
某滑动变阻器标有“50Ω、2A”表示的意义“50Ω”表示该滑动变阻器的最大阻值是50Ω;“2A”表示该滑动变阻器允许通过的最大电流是2A。
使用方法
a.串联连接;b.接线要“一上一下”;c.闭合开关前,滑片应处于阻值最大处
作用
a.保护电路;b.通过调节其阻值来改变电路中的电流
2.电阻箱
实物图
符号
在电路图中用符号“”表示
特点
能改变接入电路中电阻的大小,也能直接读出接入电路中电阻的阻值.
读数方法
各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后相加,就是接入电路的阻值,如图所示电阻箱的示数为2035Ω.
缺点
不能连续地改变连入电路的电阻值。
1.如图甲所示是一个好玩的灯具,当顺时针转动灯具,灯就逐渐变暗,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,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度,该滑片跟着灯具一起转动。下列分析正确的是( )
A.电位器与灯泡并联
B.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变灯泡亮度的
C.该电路中,电位器只将a、b接入电路
D.该电路中,电位器只将b、c接入电路
【答案】C
【详解】A.电位器若与灯泡并联,则无法通过改变自身电阻调节灯泡的电流(并联电路各支路独立工作),无法实现 “灯逐渐变暗” 的效果。实际上,电位器应与灯泡串联,通过改变电路总电阻调节电流。故A 错误;
B.电位器(类似滑动变阻器)的工作原理是:通过改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻,进而改变电路电流和灯泡亮度,而非改变电阻丝的横截面积。故B 错误;
C.若电位器只将a、b接入电路,当顺时针转动滑片时,滑片与a之间的电阻丝长度变长,接入电路的电阻增大。根据欧姆定律,电源电压U不变,总电阻R总增大,电路电流I减小,灯泡逐渐变暗,与题目现象一致。故C 正确;
D.若电位器只将b、c接入电路,当顺时针转动灯具时,滑片与c之间的电阻丝长度变短,接入电路的电阻减小,电路电流增大,灯泡应变亮,与题目中 “灯逐渐变暗” 的现象矛盾。故D 错误。
故选C。
2.某兴趣小组的同学在了解冰箱内压缩机和灯泡连接情况的过程中,打开冰箱门后,看到灯亮但压缩机不工作的现象,可以断定压缩机和灯泡是 联。电阻箱的读数是 Ω。
【答案】 并 7408
【详解】[1]打开冰箱门后,可以看到灯亮而压缩机停止工作,说明电冰箱内的照明灯泡与压缩机应该是互不影响的,所以它们之间应该是并联的。
[2]电阻箱的读数为R=7×1000Ω+4×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=7408Ω
3.(1)如图,若要使图中阻值变大,滑片P应该 旋转(顺时针/逆时针);
(2)如图乙电阻箱的示数是 Ω,如图丙所示的是插入式电阻箱的结构示意图,则A、B两个接线柱之间的电阻值是 Ω,最大可以调到 Ω。
【答案】(1)顺时针
(2) 3608 10 22
【详解】(1)由图可知,当滑片P顺时针旋转时,接入电路中电阻丝变长,电阻变大,故若要使图中阻值变大,滑片P应该顺时针旋转。
(2)[1]如图乙电阻箱的示数是
[2][3]如图丙所示的是插入式电阻箱的结构示意图,则A、B两个接线柱之间的电阻值是
最大可以调到
4.如图所示的是电动汽车的“油门”示意图,脚向下踩“油门”时,旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。请用笔画线代替导线将变阻器接入电路中。
【答案】
【详解】电阻圈和旋钮滑片构成了变阻器,是通过改变电阻圈接入电路中的长度来改变电阻大小的。当脚向下踩“油门”时,汽车速度加快,说明电路中的电流变大,电阻圈接入电路中的长度变短,因此将A、B两个触点分别与a、b相连,当滑片逆时针转动(踩下油门)时,接入电阻变小,电流变大,如图所示:
命题点1:对电压的理解和电压表的读数
【针对练习1】下列说法不正确的是( )
A.一节新干电池的电压是1.5V
B.智能手机的电池电压约为3.7V
C.对人体安全的电压是36V
D.一节铅蓄电池的电压是2V
【答案】C
【详解】A.由常见的电压可知一节新干电池的电压为1.5V,故A正确,不符合题意;
B.从手机电池铭牌上看出智能手机电池电压约为3.7V,故B正确,不符合题意;
C.对于人体来说,不高于36V的电压为安全电压,不是36V,故C不正确,符合题意;
D.由常见的电压可知一节铅蓄电池的电压为2V,故D正确,不符合题意。
故选C。
【针对练习2】在如图所示的电路中,闭合开关S,电压表的测量对象是( )
A. B. C.电源 D.和
【答案】A
【详解】电压表的使用规则是:电压表要与被测用电器并联。分析电路中电压表的连接情况,在如图所示的电路中,闭合开关S后,电流从电源正极流出,依次经过L2、L1、开关S,最后回到电源负极,所以L1和L2是串联的。电压表V的两个接线柱分别连接在L2的两端,即电压表与L2并联,可知电压表测量的是L2两端的电压。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【针对练习3】下列电路图中,闭合开关后电压表能直接测出两端电压的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.图中电压表与电源并联,测电源电压,但电压表的正负接线柱接反,导致无法正确测量,故A不符合题意;
B.图中电压表与灯泡L1并联,测灯泡L1两端电压,且电压表的正负接线柱连接正确,但不符合题目要求,故B不符合题意;
C.图中电压表与灯泡L2并联,测灯泡L2两端电压,且电压表的正负接线柱连接正确,故C符合题意;
D.图中电压表与灯泡L2并联,但电压表的正负接线柱接反,导致无法正确测量,故D不符合题意。
故选C。
【针对练习4】如图所示,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,这样就制成了一个电池。观察电压表指针的偏转与接线可知这个电池的电压是 V,铜片是 极。
【答案】 0.3 正
【详解】[1][2]根据图示可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为0.3V;因为铜与电压表的正接线柱相连,因此铜为盐水电池的正极。
【针对练习5】两只水果点亮了一个发光二极管(如图所示)。金属片A是水果电池的 (选填“正极”或“负极”),现将二极管正负极接线对调,发光二极管不发光,原因是发光二极管具有 。此时发光二极管两端 (选填“有”或“没有”)电压。
【答案】 负极 单向导电性 有
【详解】[1]图中发光二极管发光,发光二极管的连接是正确的,金属片A与发光二极管的负极相连,说明金属片A是水果电池的负极。
[2][3]现将发光二极管正负极接线对调,二极管不发光,是因为它的正负极接反了,说明二极管具有单向导电性,且此时水果电池的正负极之间仍然有电压,发光二极管两端有电压。
命题点2:串并联电路中电压的规律
【针对练习6】如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,且小灯泡L1比L2暗,电流表和电压表均有示数。下列分析正确的是( )
A.电压表的示数等于电源电压
B.电流表测量电路中的总电流
C.灯泡L1两端的电压比灯泡L2两端的电压小
D.若只断开开关S2,电压表的示数不变
【答案】A
【详解】ABC.由图可知,闭合开关S1、S2,两灯泡并联,电流表与小灯泡L2串联,测通过L2的电流,电压表测L1的电压,因为并联电路各支路两端电压相等且等于电源两端的电压,所以电压表的示数等于电源电压,L1和L2两端电压相等,故A正确,BC错误;
D.只断开开关S2时,整个电路被断开,电压表的示数变为0,故D错误。
故选A。
【针对练习7】如图甲所示的电路中,当开关S闭合时,电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3,电流表A1、A2的示数分别为I1和I2(五块电表的读数均不为零),其中V2、V3两个电压表指针偏转均为图乙所示,下列结论正确的是( )
A.U1=U 2,I1=I2
B.R2两端电压为9.2V,I1=I2
C.R1两端电压为9.2V,U 2=U 1+U 3
D.R1两端电压为2.3V,I1>I2
【答案】C
【详解】如图可知,当开关S闭合时,R1与R2串联,由串联电路中电流的规律知,I1=I2;电压表V1测量R1两端的电压,V2测量电源电压,V3测量R2两端电压,由串联电路中电压的规律知:U2=U1+U3,又已知V2、V3两个电压表指针偏转均为图乙所示,而V2的示数大于V3的示数,说明V2接大量程,分度值为0.5V,示数为U2=11.5V;V3接小量程,分度值为0.1V,示数为2.3V,即R2两端的电压为U3=2.3V,由串联电路中电压的规律知,R1两端的电压为U1=U2﹣U3=11.5V﹣2.3V=9.2V
故C正确,ABD错误。
故选C。
【针对练习8】(多选)如图所示的电路中,闭合开关S1,开关接到a时,电压表示数为9V。开关S2接到b时,电压表示数为4V,下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V B.灯L1两端的电压为4V
C.灯L2两端的电压为4V D.灯L1和L2两端的总电压为9V
【答案】ACD
【详解】A.当开关接到a时,两灯泡串联,电压表测电源的电压,即电源的电压U=9V,故A正确;
B.当开关接到b时,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,即灯L2两端的电压U2=4V,根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可知:灯L1两端的电压
故B错误;
C.当开关接到b时,电压表测L2两端的电压,即灯L2两端的电压U2=4V,故C正确;
D.根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知,灯L1和L2两端的总电压等于电源电压,大小为9V,故D正确。
故选ACD。
【针对练习9】如图所示电路,电源为2节新的干电池,开关S闭合后,电压表的示数为2V,则灯泡两端的电压为 V;若断开开关,电压表示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);闭合开关时,若电压表示数为零,则电路故障可能是灯泡 。
【答案】 1 变大 断路
【详解】[1]根据题意,电源是由两节新干电池组成,电源电压是3V,据图可知,闭合开关后,电路是两灯泡串联,电压表测灯泡L2两端电压,电压表的示数是2V,即灯泡L2两端电压是2V,由串联电压规律可得,灯泡L1两端电压为
[2]若断开开关,电压表串联接入电路,测电源电压,因此电压表的示数会变大。
[3]闭合开关时,若电压表示数为零,则可能是灯泡L2发生短路,电压表相当于测导线电压,因此无示数,或灯泡L1发生断路,此时电路无通路,电压表无示数。
【针对练习10】如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变。当开关S由接a转到接b时,电压表和电流表的示数变化如图乙所示,则电源电压是 V;开关S接到b处时,通过灯的电流是 A,灯两端的电压是 V。
【答案】 6 0.2 4
【详解】[1]当开关S接a时,电路为L1的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,由图乙可知,此时电压表示数为6V,所以电源电压U=6V。
[2]当开关S接b时,两灯泡L1、L2串联,电压表测L1两端的电压,电流表测串联电路的电流。由图乙可知,此时电路中的电流I=0.2A。因为串联电路中各处的电流相等,所以通过灯L1的电流I1=I=0.2A
[3]当开关S接b时,电压表测L1两端的电压,由图乙可知U1=2V。根据串联电路中总电压等于各分电压之和,可得灯L2两端的电压U2=U−U1=6V−2V=4V
命题点3:电阻及变阻器的应用
【针对练习11】关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用
B.导体的电阻越大,它对电流的阻碍作用越小
C.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与导体的材料有关
D.长度相同的铁丝和镍铬合金丝电阻一定不同
【答案】C
【详解】A.导体虽然容易导电,但仍存在电阻,只是电阻较小,对电流阻碍作用较小。故A错误;
B.导体对电流有阻碍作用,电阻越大,对电流的阻碍作用越大。故B错误;
C.在导体的长度、横截面积、温度相同时,铜导线比铁导线导电性能更好,直接证明了导体的电阻与材料密切相关。故C正确;
D.电阻大小除了与材料和长度有关,还与横截面积和温度等因素有关。长度相同的铁丝和镍铬合金丝,若横截面积或温度不同,电阻可能相同。只有在长度、横截面积和温度都相同的情况下,因材料不同,电阻才一定不同。故D错误。
故选C。
【针对练习12】如图所示,有关滑动变阻器的使用,下列说法错误的是( )
A.铭牌上的“10Ω 2A”表示滑动变阻器的变阻范围是0~10Ω
B.滑动变阻器要“一上一下”接线才能发挥变阻的作用
C.接线柱C、D端接进电路为定值电阻
D.滑片P和线圈之间是导电的
【答案】C
【详解】A.铭牌说明变阻器连入电路的最大阻值为10Ω,即该变阻器的变阻范围为0~10Ω。故A正确,不符合题意;
B.只有一上一下的接线,才能改变变阻器连入电路的电阻丝的长度,从而改变变阻器连入电路的电阻。故B正确,不符合题意;
C.接线柱C、D端接进电路时,变阻器中只有金属杆部分有电流通过,相当于电阻为0的导线。故C错误,符合题意;
D.滑片P和线圈之间是导电的,这样才能通过滑片移动改变接入电路的电阻,故D正确,不符合题意。
故选C。
【针对练习13】如图所示,小明在家中观察爸爸连接导线时会将导线紧密缠绕多圈,经过思考以后小明得知这样做的目的是( )
A.只是让导线连接得更稳固
B.增大接线部分的长度,从而减小接线处的电阻
C.减小接线与主线的接触面积,从而减小接线处的电阻
D.增大接线处导体的横截面积,从而减小接线处的电阻
【答案】D
【详解】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。在连接导线时,需要将导线紧密缠绕多圈,主要是为了通过增大接线处导体的横截面积,从而减小电阻,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【针对练习14】如图所示的是插入式电阻箱的结构示意图。图中A、B两个接线柱之间的电阻值是 Ω。如图乙中电阻箱接线柱间的电阻值是 Ω。
【答案】 7 2021
【详解】[1]当铜塞插入时,则该铜塞处的电阻丝就会短路,这部分电阻就会消失。由图可知,A、B两个接线柱之间的电阻是
R甲=5Ω+2Ω=7Ω
[2]由图乙可知,电阻箱接入电路的阻值
R=2×1000Ω+0×100Ω+3×10Ω+1×1Ω=2021Ω
【针对练习15】如图是一种调节音响音量的电路元件的结构示意图,A、B、C是固定的铜片,d是一段裸露的弧形电阻,e是一端连接在B上,另一端可在d上滑动的滑片。现将铜片C和B接入电路中,使滑片逆时针转动,则通过该元件的电流将 (选填“变大”或“变小”),从而调节音响音量的大小,其实质是通过改变接入电路中的电阻线的 改变电阻的大小。若要使音量最小(电路中电流最小),滑片e该位于弧形电阻d的 (选填“A”或“C”)端。
【答案】 变大 长度 A
【详解】[1][2]同种材料的电阻丝,横截面积一定时,长度越短,电阻越小。当铜片C和B接入电路中,使滑片逆时针转动时,从图中可以看出电阻丝接入的长度变短,故其实质是改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻大小的,此时接入的电阻变小,对电流的阻碍作用变小,则通过该元件的电流将变大。
[3]若要使音量最小即电路中电流最小 ,则电路中电阻应最大,电阻丝接入的长度应最长,由图可知,滑片e应位于弧形电阻d的A端。
命题点4:实验探究串并联电路中电压的规律
【针对练习16】学习完电压知识后,小亮从实验室借来一些仪器探究“串联电路的电压特点”。
【实验器材】三节新干电池、两只小灯泡、一个电压表、一个开关和若干导线。
【实验步骤】
(1)连接电路时,开关应处于 状态。连接完电路后,开始实验前,应进行的检查有 (写出一项即可);
(2)小亮将电压表接在两端,闭合开关后发现电压表示数如图乙所示,接下来他应该 ;
(3)改进实验后小亮将实验数据记录在下表,分析实验数据得出两个实验结论:
两端电压/V
两端电压/V
和两端总电压/V
2.2
2.2
4.4
①串联电路各用电器两端电压之和 电源两端电压;
②串联电路中,各用电器两端电压相等。
(4)实验结束后小亮和同学交流,同学指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是 ;小亮的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是 。
【答案】(1) 断开 电路是否连接正确
(2)换用小量程进行测量
(3)等于
(4) 使用了相同规格的小灯泡 一次实验得出的结论不具有普遍性
【详解】(1)[1]为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
[2]开始实验前,应检查电路是否连接正确,电压表是否调零等。
(2)如图乙,电压表接入了0~15V量程,分度值为0.5V,读数为2V,小于3V,指针偏转角度太小,为了减小误差,接下来应换用0~3V量程进行测量。
(3)由表中数据可知,L1两端电压与L2两端电压之和等于电源电压,故可初步得出结论:串联电路各用电器两端电压之和等于电源两端电压。
(4)[1]由于实验中选用了相同规格的小灯泡,使得两小灯泡两端电压相等,从而得出了错误的结论。应该选用不同规格的灯泡进行实验。
[2]小亮的实验中只做了一次实验,得出的结论不具有普遍性,应换用不同规格的灯泡,多次实验。
【针对练习17】为探究“并联电路中电压的规律”,实验室提供的器材有:干电池组(电压为3V)、电压表、多个小灯泡、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整,要求电压表测量灯两端的电压;
(2)电路连接正确后进行实验,某小组分别测出灯、两端的电压和并联电路的总电压,电压表示数相同,如图乙所示,其值为 V。根据这组数据,该小组得出并联电路中电压的规律。你认为实验的疏漏之处是 ;
(3)小华发现,实验中电压表示数明显小于电源电压,他认为产生这一现象的原因是导线分得一部分电压。为了验证猜想是否正确,闭合开关后,小华又测出了电池组两端的电压为2.65V,由此可以判断,导线分得一部分电压 (选填“是”或“不是”)电压表示数明显小于电源电压的主要原因,理由是 。
【答案】(1)
(2) 2.6 没有更换规格不同的灯泡多次实验
(3) 不是 见解析
【详解】(1)探究“并联电路中电压的规律”,两灯泡应并联,则两灯泡的左端与左端相连,右端与右端相连;电压表测量灯两端的电压,则电压表应并联在灯两端,电源电压为3V,则电压表的量程选用0~3V,如图所示:
(2)[1]由图乙得,电压表的分度值为0.1V,示数为2.6V。
[2]只根据一组实验数据就得出实验结论,会导致实验结论的偶然性,为了得到普遍规律,应更换规格不同的灯泡多次实验,即实验的疏漏之处是没有更换规格不同的灯泡多次实验。
(3)[1][2]因为电池内部有电阻,它和外部电阻是串联关系,起分压作用,相当于电源电压被外部电阻和电池内阻两者分担了,所以,并联的两个灯泡两端的电压会明显小于电源电压,电压减小并不是因为线路上的电阻引起的,因为线路的电阻非常小,可以忽略不计。
【针对练习18】在“探究串联电路电压的特点”实验中,小明设计了图甲所示的电路。其中R0为定值电阻,R为滑动变阻器,L为小灯泡。
(1)根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图乙所示的实物图补充完整。
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,记录电流表的示数;选择合适的量程,用电压表分别测出ab、bc、bd、ac、cd、ad间的电压。将这些数据记入如表。改变滑动变阻器滑片的位置,在保证电路安全的情况下再做几次实验。读取数据①时电压表的示数如图丙所示,示数为 V。
数据序号
电流/A
Uab/V
Ubc/V
Ucd/V
Uac/V
Ubd/V
Uad/V
1
0.20
1.0
2.5
1.0
3.5
3.5
4.5
2
0.24
①
1.5
1.2
②
2.7
4.5
3
0.30
2.5
0.5
③
3.0
2.0
4.5
…
(3)根据数据可知R0的阻值为 Ω。
(4)根据第1组的实验数据可初步得出结论:串联电路中,总电压等于这部分电路中的各用电器两端电压之和。再做几次实验的目的是 。
(5)读取数据 (选填“②”或“③”)时,电压表指针没有对准刻度线。
(6)根据表中的实验数据,写出一条你还能发现的规律: 。
(7)小明完成实验后,和小组内的同学进行了交流提问:
①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Ubc
②测量Uab时,灯L突然熄灭,电压表示数变为0,电流表有示数,若故障可能是由灯泡“短路”或“断路”引起的,则灯泡发生的故障类型是 。
【答案】(1)
(2)1.8
(3)5
(4)寻找普遍规律
(5)②
(6)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比
(7) C 短路
【详解】(1)由甲图可知,灯泡L与滑动变阻器、电阻R0串联,滑动变阻器“一上一下”接入电路,如图所示:
(2)由图丙可知,电压表接的是小量程,分度值0.1V,故电压表示数为1.8V,即数据①处的电压表的示数为1.8V。
(3)由甲图可知,R0两端的电压即为c、d两点间的电压,根据数据可知,当c、d两点间的电压为1.0V时,电路中的电流为0.2A,所以R0的阻值为
(4)探究串联电路电压的特点实验中,需多次测量,通过归纳总结得出规律,多次实验的目的是寻找普遍规律,避免实验的偶然性。
(5)分析表格中的数据,数据②的大小为Uac2=Uad2-Ucd2=4.5V-1.2V=3.3V,此时电压表用的大量程,分度值为0.5V,则读取3.3V电压值时电压表的指针没有对准刻度线。
(6)分析表格中的数据,观察R0两端电压与电流可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(7)①[1]A.为了保护电路,连接电路时,开关S处于断开状态,故A正确,不符合题意;
B.为了不超过量程,电压表采用大量程试触的方法,选择合适的量程,故B正确,不符合题意;
C.测量Ubc时,将电压表a接点连线转接至c接点,这样会导致电压表正负接线柱接反,不能测量出b、c两点间电压,故C错误,符合题意。
故选C。
②[2]灯泡熄灭,可能是灯泡断路或灯泡短路,由于电流表的示数不为0,说明电路通路,电压表的示数为零,说明与电压表并联的灯泡短路了,所以故障为灯泡短路。
命题点5:实验探究影响导体电阻大小的因素
【针对练习19】小明在课堂上进行了以下电学实验探究。
(1)小明先用如图甲所示的电路“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,分别将、、三段导体接入电路:
导体代号
材料
长度
横截面积
镍铬合金
锰铜合金
镍铬合金
本实验通过观察 来比较导体电阻的大小,这种研究方法在物理中称为 法。
为了研究导体的电阻大小与导体横截面积是否有关,应将电阻丝 填序号先后接入图中电路、两点间进行实验。
根据所给器材,小明 选填“能”或“不能”探究电阻大小跟导体长度的关系。
(2)小明接着利用如图乙所示电路“探究并联电路中电流规律”。
实验时需要测量、、三处的电流。图丙是某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (填“”“”或“”)处的电流。
小明同学测出一组、、三处的电流,、、,由此得出结论:干路电流等于各支路电流之和。
小组内交流讨论后,一致认为小明同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 选填“相同”或“不同”的灯泡进行实验。
【答案】(1) 电流表的示数 转换 1、3 能
(2) C 不同
【详解】(1)[1][2]在实验中,电阻的大小通过电流表的读数来反映。电阻越大,电流越小;电阻越小,电流越大。这种通过易观测的量(电流)来反映不易直接观测的量(电阻)的方法称为转换法。
[3]要探究电阻与横截面积的关系,需要选择材料相同、长度相同,但横截面积不同的导体。根据表格,导体1和3都是镍铬合金,长度都是1.0 m,横截面积分别为0.5 mm²和1.0 mm²满足这一条件。应将电阻丝1、3先后接入图中电路、两点间进行实验。
[4]根据所给器材,小明可以选同一条导体,改变夹子的位置,从而改变接入电路的长度,即能探究电阻大小跟导体长度的关系。
(2)小明接着利用如图乙所示电路“探究并联电路中电流规律”。
[1]实验时需要测量、、三处的电流。图丙是某次测量时连接的实验电路,此时电流表串联在干路上,且图乙中点位于干路,因此测量的是处的电流。
[2]小组内交流讨论后,一致认为小明同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,为了让实验结论具有普遍性,还应该选用规格不同的灯泡进行多次实验,避免实验结果的偶然性。
【针对练习20】在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红作出了如下猜想。
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表。
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
(1)在实验中,通过观察 来比较导体电阻的大小,这种研究方法叫 ;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号为 和 的两根电阻丝进行实验;
(3)若选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号);
(4)若选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。分别将A、B两根电阻丝接入电路中M、N两点间,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此得到的结论是 ;
(5)以上研究问题的科学方法是 ;
(6)比较B、C两根电阻丝的大小,RB (选填“大于”“小于”或“等于”)RC。
【答案】(1) 电流表示数 转换法
(2) A D
(3)②
(4) ① 在材料和横截面积相同时,导体的长度越大,电阻越大
(5)控制变量法
(6)大于
【详解】(1)[1][2]实验中运用转换法,通过观察电流表示数的大小来表示导体电阻的大小。
(2)[1][2]要探究导体电阻的大小与导体材料是否有关,需要控制导体的长度、横截面积相同,材料不同,因此选择A、D两根电阻丝。
(3)A、C两根电阻丝的材料、长度相同,横截面积不同,因此探究的是导体的电阻与导体的横截面积是否有关,即猜想②。
(4)[1]A、B两根电阻丝的材料、横截面积相同,长度不同,因此探究的是导体的电阻与导体的长度是否有关,即猜想①。
[2]A、B两根电阻丝的材料、横截面积相同,A电阻丝的长度短,电流表示数较大,说明A电阻丝的电阻小,B电阻丝的长度长,电阻大,因此可得结论为:材料和横截面积相同时,导体的长度越大,电阻越大。
(5)上述探究其中一个因素时,需要控制其他因素保持不变,运用了控制变量法。
(6)B、C两根电阻丝材料相同,B电阻丝的长度长,且横截面积小,根据上述探究可知,电阻丝的长度越长、横截面积越小,电阻越大,因此。
【针对练习21】如图甲所示为“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,图乙中A、B、C、D是实验用的几种电阻丝(S代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)在图甲中M、N之间接入不同导体时,可通过灯泡的亮度来判断导体的电阻大小,这种研究方法叫 法;
(2)为了探究导体的电阻与导体长度的关系,M、N之间应接入图乙中的 (填字母);这样做是为了控制横截面积和 相同,这种研究方法叫 法;
(3)若在M、N之间接入导体A、B,可探究导体的电阻与 的关系;
(4)实验小组在实验中发现,如果接入M、N之间的导体电阻阻值比较接近,实验现象不明显,你的解决办法是 ;
(5)完成上述实验后,小明进行了如图丙所示的实验,他把M、N与旧日光灯管中的钨丝连接,闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,观察到电流表示数变小,这说明温度升高,钨丝的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)转换
(2) B、D 材料 控制变量
(3)材料
(4)将一个电流表串联到电路中
(5)变大
【详解】(1)M、N之间的电阻越大,电路中的电流越小,灯泡亮度越小(暗),所以可以通过灯泡的亮暗来判断M、N之间接入的导体的电阻大小,采用了转换法。
(2)[1][2][3]探究导体的电阻与导体长度的关系,应该控制材料、横截面积相同,长度不同,所以应该选择B、D来探究导体长度对电阻的影响,这种探究方法是控制变量法;由此可得结论为:当导体的材料和横截面积一定时,导体越长,电阻越大。
(3)A、B的长度、横截面积相同,材料不同,所以可以探究导体的材料对电阻的影响。
(4)当M、N之间接入的导体电阻比较接近,人眼无法分辨灯泡的亮暗,可以增加一个电流表串联接入到电路中,通过电流表读数大小来判断。
(5)根据题意可知,电流变小,则电路中电阻增大,说明钨丝的电阻随温度的升高而增大。
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第4讲 电压与电阻
知识点1:电压
1.定义
电压是使电路中形成 的原因,电压由电源提供的。有电压 有电流,有电流 有电压。电压用符号“ ”表示,电压的单位是伏特,符号 。电压常用单位还有:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。换算关系:1kV= V= mV= μV。
2.常见的电压值
干电池
铅蓄电池
手机电池
对人体安全电压
家庭电路
V
2.0 V
V
V
V
3.电压的测量
电压表
作用
测量用电器两端的电压
使用规则
与被测用电器 联
电压表可以直接接在电源两端
a.实际测量前,如果电表指针未指在零刻度线位置,应先 再连接
b.必须正确选择合适的量程,选择时要
c.电流“ 进 出”,被测电压不能超过电压表的
表盘
读数
读数方法
看清所选量程及对应的分度值.电表示数=指针偏过的小格数×分度值
量程
V
V
分度值
V
V
示数
V
V
注意事项
①电压表的电阻很大,初中把电压表当做 。
②电压表指针位置相同时,选用0~15 V量程的读数是0~3 V量程读数的 倍。
③如果电压表所选量程太小,使用时指针偏转角度太大,容易损坏电压表;如果电压表所选量程太大,使用时指针偏转角度太小,读数不准确。指针偏转到该刻度的2/3左右时读数最准确。
1.下列选项中正常情况下电压为2V的是( )
A.一节干电池 B.一块铅蓄电池 C.家庭电路电压 D.手机电池
2.如图所示,是小明同学设计的用电压表测量灯两端的电压的电路图,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示的电路中,甲、乙为电流表或电压表。要使小灯泡、均能发光。则下列说法正确的是( )
A.、都闭合,甲为电流表,乙为电压表
B.、都闭合,甲为电压表,乙为电流表
C.闭合、断开,甲、乙均为电流表
D.闭合、断开,甲、乙均为电压表
4.如图所示的电路,下列说法正确的是( )
A.灯与灯串联,电压表测灯两端的电压
B.灯与灯并联,电压表测灯两端的电压
C.灯与灯串联,电压表测灯两端的电压
D.灯与灯并联,电压表测灯两端的电压
5.如图所示,判断图中电压表的测量对象:闭合开关后,甲测 两端的电压,乙测 两端的电压。
知识点2:串、并联电路电压的规律
1.探究串联电路中电压的规律
小明和同学进行“探究串联电路电压规律”的实验。所用器材有:电压恒为3V的电源,一个开关,两只灯泡(L1和L2),两只相同电压表和(量程均为0-3V和0-15V),导线若干。
考点剖析
(1)他们按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压。每次拆接电压表时,开关应处于 状态。闭合开关,若灯L2断路,则L1两端 (选填“有”或“无”)电压.
(2)为测量L1两端电压,请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(3)具有创新精神的小明决定改进实验。他按照图丙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现电压表和的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表 (选填“”或“”)的量程选大了,此时电压表和的示数分别为 V和 V;
(4)解决问题后,小明同学测出了AB间和AC间的电压,为了测量BC间的电压,断开开关,接下来可以 ;
A.保持B接线不动,将电压表连线由A改接到C
B.保持C接线不动,将电压表连线由A改接到B
(5)在测UBC时,一同学认为只需要将电压表接A点的导线换接到C点即可,该方法是
(选填“正确”或“错误”)的,原因是会 .接着更换 (选填“相同”或“不同”)规格的小灯泡并多次实验,数据记录如表所示.
(6)分析AB、BC、AC间的电压关系,得出结论:在串联电路两端的总电压 各部分电路两端的电压 。
(7)为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验.此外,还可以 。
(8) 小明认为可将电路图甲中的一个小灯泡换为滑动变阻器,改进后的电路如图所示,其优点是 。
2.探究并联电路中电压的规律
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。
考点剖析
(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,她用手按一下L2,两灯都亮,松开手仍然是L1亮L2不亮,则故障可能是 ;
(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 ;
(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 。
3.串并联电路电压规律的区别
连接方式
串联电路
并联电路
实物图及电路图
电压规律
各用电器两端电压之和 电源总电压,即电源电压(串联分压)U= +……
各支路用电器两端的电压 电源电压,即电源电压U= =……
特点
串联分压不分流,并联分流不分压
1.如图所示,当电路中的开关S闭合时,两电压表的指针位置均如图乙所示,则电阻和两端的电压分别为( )
A.4.8V 1.2V B.1.2V 4.8V C.6V 1.2V D.1.2V 6V
2.如图所示,将开关闭合后,电压表和的示数分别是6V和2V,则灯两端的电压是( )
A.8V B.6V C.4V D.2V
3.(多选)如图甲所示电路,电源电压为不变,闭合开关后电压表指针偏转如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.小灯泡、串联连接,电压表测的是两端电压
B.小灯泡、并联连接,电压表测的是两端电压
C.两端的电压是,断开开关S,电压表示数为
D.两端的电压是,断开开关S,电压表示数为
4.小明做探究“串、并联电路电流及电压的特点”的实验
(1)如图甲是“探究并联电路电流的特点”实验电路图:
①小明断开开关连接电路,这样做的目的是防止连接电路时因电路发生 (填“短路”或“断路”) 而导致电流过大烧坏电流表;
②在图乙所示电路中,只移动一根导线测量C处的电流,请在需移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线改接正确;
③改接后闭合开关,观察到灯L1发光,但灯L2不亮,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是 (选填“灯L2断路”或“灯L2短路”) 。
(2)如图丙是“探究串联电路电压规律”实验电路图
①实验时,闭合开关后,小明发现两灯都发光,且L1比L2更亮,则通过L1的电流 (选填“大于”“等于”“小于”) L2的电流;
②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.过电压表量程 B.指针反偏 C. 正确测出灯泡L₂两端的电压。
③正确完成该实验后得到数据如表,小明分析数据得出得出两个实验结论:
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
结论1:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和结论;2:串联电路中,各部分用电器两端电压相等。
老师认为结论 2 是错误的,造成结论错误的原因可能是 ,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是 。
知识点3:电阻
1.定义
表示导体对电流的 作用。导体对电流的阻碍作用越大,电阻就越 ,而通过导体的电流就越 。
单位:国际单位是 (符号: )。常用的单位有:兆欧(MΩ)、千欧(kΩ),1MΩ= kΩ= Ω。
2.电阻大小的影响因素
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 、 、 和 等因素有关,与加在导体两端的电压和通过的电流 。
①同种材料、横截面积相同的导体,长度越 ,电阻越大;
②同种材料、长度相同的导体,横截面积越小,电阻越 ;
③大多数导体的电阻随温度的升高而 ,如灯泡等;少部分导体的电阻随温度的升高而 ,如热敏电阻等。
3.探究影响导体电阻大小的因素
小明所在的实验小组在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,提出了如下猜想:
猜想1:导体的电阻跟导体的材料有关;
猜想2:导体的电阻跟导体的横截面积有关;
猜想3:导体的电阻跟导体的长度有关.
为了验证上述猜想,小明设计了如图甲所示的实验电路,电源电压保持不变.
考点剖析
(1)该实验是通过观察 来比较接入M、N间的电阻大小.示数越 ,表示接入电阻丝的阻值越大.此实验方法为 。
(2)实验中选择了带鳄鱼夹的导线,主要是为了方便改变 ·
(3)分别将编号为A、B、C、D的4根电阻丝接入电路,闭合开关,记录数据如表所示.
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
A
锰铜合金
0.5
0.4
0.40
B
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
C
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
D
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
①选用A、D两根电阻丝接入电路,可以探究导体电阻的大小与 是否有关;根据表中数据可知电阻丝A的阻值 (选填“大于”“等于”或“小于”)电阻丝D的阻值;
②为了探究导体电阻大小与导体长度的关系,应选用电阻丝 (填编号)进行实验,可初步得出结论:当导体的材料和横截面积相同时,导体的长度越长,导体的电阻越 ;
③为了探究导体电阻大小与横截面积的关系,应选用电阻丝 (填编号)进行实验,可初步得出结论:当导体材料和长度相同时,导体横截面积越大,导体的电阻越 .
(4)实验中小明将电阻丝A对折后再次接入电路中,发现电流表的示数变大,由此得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小.请你判断这种做法是否正确? (选填“正确”或“错误”),理由是: 。
(5)实验小组对实验过程进行交流反思时,提出“是否可以用小灯泡代替电流表”的议题,经过讨论后,一致认为不能用小灯泡代替电流表,主要原因是电路中电阻变化不大时,小灯泡亮度变化 (选填“明显”或“不明显”).小灯泡还有另外一个作用: 。
(6)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样是为了 输电线的电阻,从而可以 输电线上的电能损失.(均选填“增大”或“减小”)
(7)实验完成后,小华利用如图丙所示电路进行实验,该同学探究的是导体的电阻大小与 的关系;闭合开关后,用酒精灯给细铁丝加热,在铁丝温度逐渐升高并发红的过程中,观察到电流表的示数变小,小灯泡的亮度 (选填“变亮”或“变暗”),说明:细铁丝的电阻大小随温度的升高而 (选填“变大”或“变小”).
1.下列关于电阻的说法正确的是( )
A.当导体两端不加电压,没有电流通过时,其电阻为零
B.导体中的电流越大,其电阻越大
C.导体两端的电压越大,其电阻越小
D.导体电阻的大小取决于导体本身
2.一根导体的电阻为R,要使这根导体连入电路的电阻变小,可以采用的方法是( )
A.将导线对折后连入电路 B.将导线拉长后连入电路
C.减小导线两端的电压 D.增大导线中的电流
3.如图,将同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体AB和BC连接在一起,则通过AB的电流 通过BC的电流,AB的电阻 BC的电阻。(选填大于、等于、小于)
4.小明在课堂上进行了以下电学实验探究。
(1)小明先用如图甲所示的电路“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,分别将、、三段导体接入电路:
导体代号
材料
长度
横截面积
镍铬合金
锰铜合金
镍铬合金
本实验通过观察 来比较导体电阻的大小,这种研究方法在物理中称为 法。
为了研究导体的电阻大小与导体横截面积是否有关,应将电阻丝 填序号先后接入图中电路、两点间进行实验。
根据所给器材,小明 选填“能”或“不能”探究电阻大小跟导体长度的关系。
(2)小明接着利用如图乙所示电路“探究并联电路中电流规律”。
实验时需要测量、、三处的电流。图丙是某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (填“”“”或“”)处的电流。
小明同学测出一组、、三处的电流,、、,由此得出结论:干路电流等于各支路电流之和。
小组内交流讨论后,一致认为小明同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 选填“相同”或“不同”的灯泡进行实验。
知识点4:变阻器
1.滑动变阻器
原理
通过改变接入电路中电阻丝的 来改变接入电路的电阻
图示
电路符号:
实物图:
结构图示:
铭牌
某滑动变阻器标有“50Ω、2A”表示的意义“50Ω”表示 ;“2A”表示 。
使用方法
a. 连接;b.接线要“ ”;c.闭合开关前,滑片应处于
作用
a.保护电路;b.通过调节其阻值来改变电路中的
2.电阻箱
实物图
符号
在电路图中用符号“”表示
特点
能改变接入电路中电阻的大小,也能直接读出接入电路中电阻的阻值.
读数方法
各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后相加,就是接入电路的阻值,如图所示电阻箱的示数为 Ω.
缺点
不能连续地改变连入电路的电阻值。
1.如图甲所示是一个好玩的灯具,当顺时针转动灯具,灯就逐渐变暗,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,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度,该滑片跟着灯具一起转动。下列分析正确的是( )
A.电位器与灯泡并联
B.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变灯泡亮度的
C.该电路中,电位器只将a、b接入电路
D.该电路中,电位器只将b、c接入电路
2.某兴趣小组的同学在了解冰箱内压缩机和灯泡连接情况的过程中,打开冰箱门后,看到灯亮但压缩机不工作的现象,可以断定压缩机和灯泡是 联。电阻箱的读数是 Ω。
3.(1)如图,若要使图中阻值变大,滑片P应该 旋转(顺时针/逆时针);
(2)如图乙电阻箱的示数是 Ω,如图丙所示的是插入式电阻箱的结构示意图,则A、B两个接线柱之间的电阻值是 Ω,最大可以调到 Ω。
4.如图所示的是电动汽车的“油门”示意图,脚向下踩“油门”时,旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。请用笔画线代替导线将变阻器接入电路中。
命题点1:对电压的理解和电压表的读数
【针对练习1】下列说法不正确的是( )
A.一节新干电池的电压是1.5V
B.智能手机的电池电压约为3.7V
C.对人体安全的电压是36V
D.一节铅蓄电池的电压是2V
【针对练习2】在如图所示的电路中,闭合开关S,电压表的测量对象是( )
A. B. C.电源 D.和
【针对练习3】下列电路图中,闭合开关后电压表能直接测出两端电压的是( )
A. B.
C. D.
【针对练习4】如图所示,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,这样就制成了一个电池。观察电压表指针的偏转与接线可知这个电池的电压是 V,铜片是 极。
【针对练习5】两只水果点亮了一个发光二极管(如图所示)。金属片A是水果电池的 (选填“正极”或“负极”),现将二极管正负极接线对调,发光二极管不发光,原因是发光二极管具有 。此时发光二极管两端 (选填“有”或“没有”)电压。
命题点2:串并联电路中电压的规律
【针对练习6】如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,且小灯泡L1比L2暗,电流表和电压表均有示数。下列分析正确的是( )
A.电压表的示数等于电源电压
B.电流表测量电路中的总电流
C.灯泡L1两端的电压比灯泡L2两端的电压小
D.若只断开开关S2,电压表的示数不变
【针对练习7】如图甲所示的电路中,当开关S闭合时,电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3,电流表A1、A2的示数分别为I1和I2(五块电表的读数均不为零),其中V2、V3两个电压表指针偏转均为图乙所示,下列结论正确的是( )
A.U1=U 2,I1=I2
B.R2两端电压为9.2V,I1=I2
C.R1两端电压为9.2V,U 2=U 1+U 3
D.R1两端电压为2.3V,I1>I2
【针对练习8】(多选)如图所示的电路中,闭合开关S1,开关接到a时,电压表示数为9V。开关S2接到b时,电压表示数为4V,下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V B.灯L1两端的电压为4V
C.灯L2两端的电压为4V D.灯L1和L2两端的总电压为9V
【针对练习9】如图所示电路,电源为2节新的干电池,开关S闭合后,电压表的示数为2V,则灯泡两端的电压为 V;若断开开关,电压表示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);闭合开关时,若电压表示数为零,则电路故障可能是灯泡 。
【针对练习10】如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变。当开关S由接a转到接b时,电压表和电流表的示数变化如图乙所示,则电源电压是 V;开关S接到b处时,通过灯的电流是 A,灯两端的电压是 V。
命题点3:电阻及变阻器的应用
【针对练习11】关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用
B.导体的电阻越大,它对电流的阻碍作用越小
C.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与导体的材料有关
D.长度相同的铁丝和镍铬合金丝电阻一定不同
【针对练习12】如图所示,有关滑动变阻器的使用,下列说法错误的是( )
A.铭牌上的“10Ω 2A”表示滑动变阻器的变阻范围是0~10Ω
B.滑动变阻器要“一上一下”接线才能发挥变阻的作用
C.接线柱C、D端接进电路为定值电阻
D.滑片P和线圈之间是导电的
【针对练习13】如图所示,小明在家中观察爸爸连接导线时会将导线紧密缠绕多圈,经过思考以后小明得知这样做的目的是( )
A.只是让导线连接得更稳固
B.增大接线部分的长度,从而减小接线处的电阻
C.减小接线与主线的接触面积,从而减小接线处的电阻
D.增大接线处导体的横截面积,从而减小接线处的电阻
【针对练习14】如图所示的是插入式电阻箱的结构示意图。图中A、B两个接线柱之间的电阻值是 Ω。如图乙中电阻箱接线柱间的电阻值是 Ω。
【针对练习15】如图是一种调节音响音量的电路元件的结构示意图,A、B、C是固定的铜片,d是一段裸露的弧形电阻,e是一端连接在B上,另一端可在d上滑动的滑片。现将铜片C和B接入电路中,使滑片逆时针转动,则通过该元件的电流将 (选填“变大”或“变小”),从而调节音响音量的大小,其实质是通过改变接入电路中的电阻线的 改变电阻的大小。若要使音量最小(电路中电流最小),滑片e该位于弧形电阻d的 (选填“A”或“C”)端。
命题点4:实验探究串并联电路中电压的规律
【针对练习16】学习完电压知识后,小亮从实验室借来一些仪器探究“串联电路的电压特点”。
【实验器材】三节新干电池、两只小灯泡、一个电压表、一个开关和若干导线。
【实验步骤】
(1)连接电路时,开关应处于 状态。连接完电路后,开始实验前,应进行的检查有 (写出一项即可);
(2)小亮将电压表接在两端,闭合开关后发现电压表示数如图乙所示,接下来他应该 ;
(3)改进实验后小亮将实验数据记录在下表,分析实验数据得出两个实验结论:
两端电压/V
两端电压/V
和两端总电压/V
2.2
2.2
4.4
①串联电路各用电器两端电压之和 电源两端电压;
②串联电路中,各用电器两端电压相等。
(4)实验结束后小亮和同学交流,同学指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是 ;小亮的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是 。
【针对练习17】为探究“并联电路中电压的规律”,实验室提供的器材有:干电池组(电压为3V)、电压表、多个小灯泡、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整,要求电压表测量灯两端的电压;
(2)电路连接正确后进行实验,某小组分别测出灯、两端的电压和并联电路的总电压,电压表示数相同,如图乙所示,其值为 V。根据这组数据,该小组得出并联电路中电压的规律。你认为实验的疏漏之处是 ;
(3)小华发现,实验中电压表示数明显小于电源电压,他认为产生这一现象的原因是导线分得一部分电压。为了验证猜想是否正确,闭合开关后,小华又测出了电池组两端的电压为2.65V,由此可以判断,导线分得一部分电压 (选填“是”或“不是”)电压表示数明显小于电源电压的主要原因,理由是 。
【针对练习18】在“探究串联电路电压的特点”实验中,小明设计了图甲所示的电路。其中R0为定值电阻,R为滑动变阻器,L为小灯泡。
(1)根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图乙所示的实物图补充完整。
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,记录电流表的示数;选择合适的量程,用电压表分别测出ab、bc、bd、ac、cd、ad间的电压。将这些数据记入如表。改变滑动变阻器滑片的位置,在保证电路安全的情况下再做几次实验。读取数据①时电压表的示数如图丙所示,示数为 V。
数据序号
电流/A
Uab/V
Ubc/V
Ucd/V
Uac/V
Ubd/V
Uad/V
1
0.20
1.0
2.5
1.0
3.5
3.5
4.5
2
0.24
①
1.5
1.2
②
2.7
4.5
3
0.30
2.5
0.5
③
3.0
2.0
4.5
…
(3)根据数据可知R0的阻值为 Ω。
(4)根据第1组的实验数据可初步得出结论:串联电路中,总电压等于这部分电路中的各用电器两端电压之和。再做几次实验的目的是 。
(5)读取数据 (选填“②”或“③”)时,电压表指针没有对准刻度线。
(6)根据表中的实验数据,写出一条你还能发现的规律: 。
(7)小明完成实验后,和小组内的同学进行了交流提问:
①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Ubc
②测量Uab时,灯L突然熄灭,电压表示数变为0,电流表有示数,若故障可能是由灯泡“短路”或“断路”引起的,则灯泡发生的故障类型是 。
命题点5:实验探究影响导体电阻大小的因素
【针对练习19】小明在课堂上进行了以下电学实验探究。
(1)小明先用如图甲所示的电路“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,分别将、、三段导体接入电路:
导体代号
材料
长度
横截面积
镍铬合金
锰铜合金
镍铬合金
本实验通过观察 来比较导体电阻的大小,这种研究方法在物理中称为 法。
为了研究导体的电阻大小与导体横截面积是否有关,应将电阻丝 填序号先后接入图中电路、两点间进行实验。
根据所给器材,小明 选填“能”或“不能”探究电阻大小跟导体长度的关系。
(2)小明接着利用如图乙所示电路“探究并联电路中电流规律”。
实验时需要测量、、三处的电流。图丙是某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (填“”“”或“”)处的电流。
小明同学测出一组、、三处的电流,、、,由此得出结论:干路电流等于各支路电流之和。
小组内交流讨论后,一致认为小明同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 选填“相同”或“不同”的灯泡进行实验。
【针对练习20】在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红作出了如下猜想。
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表。
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
(1)在实验中,通过观察 来比较导体电阻的大小,这种研究方法叫 ;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号为 和 的两根电阻丝进行实验;
(3)若选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号);
(4)若选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。分别将A、B两根电阻丝接入电路中M、N两点间,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此得到的结论是 ;
(5)以上研究问题的科学方法是 ;
(6)比较B、C两根电阻丝的大小,RB (选填“大于”“小于”或“等于”)RC。
【针对练习21】如图甲所示为“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,图乙中A、B、C、D是实验用的几种电阻丝(S代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)在图甲中M、N之间接入不同导体时,可通过灯泡的亮度来判断导体的电阻大小,这种研究方法叫 法;
(2)为了探究导体的电阻与导体长度的关系,M、N之间应接入图乙中的 (填字母);这样做是为了控制横截面积和 相同,这种研究方法叫 法;
(3)若在M、N之间接入导体A、B,可探究导体的电阻与 的关系;
(4)实验小组在实验中发现,如果接入M、N之间的导体电阻阻值比较接近,实验现象不明显,你的解决办法是 ;
(5)完成上述实验后,小明进行了如图丙所示的实验,他把M、N与旧日光灯管中的钨丝连接,闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,观察到电流表示数变小,这说明温度升高,钨丝的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
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