专题04 探究电路(期中知识清单)九年级物理上学期新教材沪科版
2025-10-30
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2份
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58页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第十六章 探究电路 |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | 电压和电阻 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.89 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-10-03 |
| 作者 | 学物知理 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-10-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54147836.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题04 探究电路(解析版)
【清单01】电阻和变阻器
知识点一:电阻
1.电阻
电阻
导体对电流的 阻碍 作用的大小叫做电阻。
符号
通常用字母R表示
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 。
电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 材料 、 长度 和 横截面积 有关,与导体中是否有电流流过,以及导体两端是否有电压均 无关 。导体的电阻还与 温度 有关,对于大多数导体(如金属导体)来说,电阻随温度的升高而 增大 ;有些导体的电阻,如铅笔芯的电阻会随温度的升高而 减小 。
2.影响导体电阻大小的因素
实验目的
探究影响电阻大小的因素
电路图
实验器材
电源、导线、开关、电流表、小灯泡、电阻丝
实验设计与分析
(1)转换法:通过比较 电流表示数(或灯泡亮度) 判断电阻丝电阻的大小。电流表示数越 小 (灯泡越 暗 ),表明电阻越大。
(2)控制变量法:(影响电阻大小的因素:长度、横截面积、材料、温度)①探究电阻大小和长度的关系时,选择 材料、粗细 相同,长度 不同 的电阻丝;②探究电阻大小和横截面积的关系时,选择 材料、长度 相同,粗细 不同 的电阻丝;③探究电阻大小和材料的关系时,选择 长度、粗细 相同,材料 不同 的电阻丝。
(3)灯泡的作用:①反映电阻丝的电阻大小;②保护电路 。
(4)电流表的作用:更方便判断电阻丝的 电阻大小 关系。
(5)只用灯泡反映电阻大小的缺点:当电流变化不大时, 无法 比较出电阻的大小。
(6)只用电流表反映电阻大小的缺点:当电阻较小时容易 烧坏 电流表。
(7)只有一根电阻丝: 对折 ,可探究电阻与横截面积的关系;改变接入电路中的导体长度 ,可探究电阻与长度的关系; 无法 探究电阻与材料的关系。
拓展:
(8)金属导体的电阻还受温度的影响:温度越高,电阻越 大 。
实验结论
(1)材料和横截面积相同时,长度越长,电阻越大。
(2)材料和长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
(3)长度和横截面积相同时,材料不同,电阻不同。
知识点二:变阻器
变阻器能改变接入电路中电阻丝的长度,从而改变电阻大小的元件叫做变阻器。学生实验中常用的变阻器有两种,一种是 滑动变阻器 ,另一个是 电阻箱 。
(1)滑动变阻器
原理
通过改变接入电路中电阻丝的 长度 来改变电阻的大小。
作用
改变 电流 、 电压 和 保护 电路。
符号
铭牌
标注了它的 最大 阻值和允许通过的是最大 电流 ,如“50Ω 2A”表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω,允许通过滑动变阻器的最大电流为2A。
使用
(1)通过滑动变阻器的电流 不能 超过它允许通过的最大电流;
(2)滑动变阻器要 串 联在被控制的电路中;
(3)连接时要遵循“ 一上一下 ”的原则;
(4)闭合开关前,滑片应移到 阻值最大 处
规律
下接线柱接右,滑片右移电阻变 小 ;下接线柱接左,左移电阻变 小 。也可以理解为滑片 离下接线柱越近,电阻越小;离下接线柱越远,电阻越大 。
记忆口诀“下接右,右移小”或“离下近时小,离下远时大”。
应用
电位器:如图是电位器的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。将a和b接线柱接入电路中时,顺时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 大 ,逆时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 小 。将b和c接线柱接入电路中时,顺时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 小 ,逆时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 大 。
(2) 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4个旋钮,就能得到0~9999Ω之间的电阻值。
2.读数方法:
各旋钮所对应的示数乘以相应的倍数再相加,如图所示读数为 2035 Ω。
3.优缺点:
优点: 方便读数 ;
缺点: 不能连续改变电阻值 。
【清单02】探究:电流与电压、电阻的关系
知识点一:电流与电压的关系
1.实验器材:电源、开关、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器。
2.实验电路:
3.实验思路:应用控制变量法,控制电阻不变,改变电阻两端的电压,观察电流表的变化,记录数据,绘制I-R图象,寻找电流与电压之间的关系。
4.实验步骤:
(1)按照电路图连接实物图。
(2)闭合开关S后,换用不同的定值电阻R使电阻成整数倍地变化,如:5Ω、10Ω、15Ω等。
(3)分别通过调节滑动变阻器R′的滑片P,保持每次定值电阻两端的电压不变。
(4)把对应不同阻值的电流记录在数据表格中。
(5)绘制实验图象:
5.实验结论: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。
6.注意事项:
(1)电路连接时开关要断开,滑动变阻的滑片移到阻值最大处。
(2)电流表和电压表的量程选择:电压表根据电源电压估测后再确定.电流表要根据题中提示确定;如果无法估测,则选择大量程进行试触再确定适当的量程.一般尽可能使被测的值接近选用的量程的为佳。
知识点二:电流与电阻的关系
1.实验器材:电源、开关、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器。
2.实验电路:
3.实验思路:应用控制变量法,控制电压不变,改变定值电阻的阻值,观察电流表的变化,记录数据,绘制图象,寻找电流与电压之间的关系。
4.实验步骤:
(1)按照电路图连接实物图。
(2)闭合开关S后,调节滑动变阻器的划片P使定值电阻R两端的电压成整数倍地变化,如2V、4V、6V等。
(3)根据电压表和电流表的示数,读出每次R两端的电压值和通过R的电流值,并记录在表格中。
(4)绘制实验图象:
5.实验结论:在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
6.常见问题:
(1)更换电阻,滑动变阻器调节问题:定滑同大同小(操作:换大调大)
(2)所给电阻能否完成实验问题:串联分压算最大
【清单03】欧姆定律
■知识点一:欧姆定律
1.内容:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
2.公式:
3.单位:电流I的单位是安培A;电压U的单位是伏特V;电阻R的单位是欧姆Ω。
4.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)欧姆定律仅适用于纯电阻电路。
5.特别强调:
公式和的物理意义不同,表明导体中电流跟这段导体两端电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。若将理解为电阻跟它两端的电压成正比,跟流过的电流成反比,那就错了。电阻是导体本身的一种性质,其大小由导体的材料、长度、横截面积决定,与导体两端电压、电流无关.即使电压为零,电阻也不变,但可用这一公式来测量和计算电阻的阻值。
■知识点二:欧姆定律的应用
1.应用欧姆定理计算时要注意:
(1)同一性:U、I、R是对应同一导体或电路的值。
(2)统一性:U、I、R的单位要统一,分别是V、A、Ω。
(3)同时性:U、I、R对应同一时刻的值。
2.利用欧姆定律分析或计算:(知二求一)
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。
3.欧姆定理的变形式:
3.特别强调:利用欧姆定律解题的一般思路
第一步:可采用“去表法”判断电路的连接方式,将电压表去掉,将电流表看成一段导线,画出等效电路图,然后进行判断。判断出电路的连接方式后,再将电压表和电流表“恢复”到原来的位置,明确各测量哪部分电路两端的电压和电路中的电流。
第二步:认真审题,在电路图(或画出的电路图)上标出已知量、待求量。
第三步:找出各物理量之间的关系,利用欧姆定律和串、并联电路电流、电压的关系列出关系式,列式时要注意公式成立的条件要有必要的文字说明及涉及的物理公式,代入数值或写计算结果时不要忘记单位。
第四步:讨论结果的合理性,得出答案。
【清单04】测量:用电流表和电压表测量电阻
■知识点一:伏安法测定值电阻
1.实验目的:用电压表、电流表间接测电阻。
2.实验原理:。
3.实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。
4.实验思路:利用电流表、电压表分别测得经过电阻的电流和电阻两端的电压,利用欧姆定律的变形式计算得出电阻的值。
5.实验电路图:
6.实验步骤:
(1)调节电流表、电压表的指针到零刻度;按电路图连接实物.调节滑动变阻器的滑片到阻值最大端。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,分别读出电流表的示数 I、电压表的示数U,并记录在表格中。
(3)根据公式计算出R的值,并记录在表格中。
(4)调节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两端的电压,再测几组数据,并计算R的值。
(5)整理实验器材。
7.注意事项:
(1)在连接电路前要调节电流表、电压表到零刻度。
(2)连接电路时开关要断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片应调到最大阻值。
(3)连接好电路,在检查电路连接无误后要用开关试触,在确定电路完好后再闭合开关S。
(4)电压表和电流表要注意选择合适的量程。
■知识点二:伏安法测灯泡电阻与定值电阻的比较
测定值电阻的阻值
测小灯泡的电阻
实验原理
实验
电路图
实验过程
多次测量
多次测量
数据处理
分别计算出每次测量的电阻,求出平均值
分别计算出每次测量的灯泡电阻,寻求普遍规律,不能求平均值
实验结论
平均值为所求的电阻值
灯丝的电阻随温度的升高而增大
■知识点三:伏安法测电阻电路故障分析
现象
故障原因
灯泡
闭合开关,灯泡不亮,电流表、电压表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻或接入电路的阻值过大;
②电源电压太低
闭合开关,灯泡不亮,电流表、电压表无示数
①电源无电压或者电源断路;
②灯泡以外的电路有断路
闭合开关,灯泡不亮,电流表无示数,电压表有明显偏转并接近电源电压
①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良;
②电流表和电压表位置互换了,实质上是电压表串联在电路中
闭合开关,灯不亮,电流表有示数,电压表无示数
灯泡短路或电压表短路
连接电路时,连接完最后一根导线,灯泡立即发光
连接电路时,开关未断开
电表
灯泡发光,两表均有示数,移动滑动变阻器,两表示数变化相反
电压表接在了滑动变阻器两端
电流表或者电压表指针反方向偏转
正、负接线柱接反了
电流表或者电压表指针偏转角度很小
①电流表或电压表选择的测量范围很大;
②电源电压过低
电流表或者电压表指针偏转超过最大刻度
①测量范围选择过小;
②电路中出现短路或者断路;
③电源电压过大
电流表、电压表均无示数
滑动变阻器断路或者开关断路
滑动变阻器
滑动变阻器的滑片滑动时,电表示数以及灯泡的亮度无变化
滑动变阻器连接错误,没有遵循“一上一下”的接线原则,使滑动变阻器成为定值电阻或导线
无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数总小于灯泡的正常工作电压
电源电压过低,需要更换电源
无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数总是大于灯泡正常工作电压
电源电压过大或者所选择的滑动变阻器阻值过小
闭合开关瞬间,灯泡发出强光后立即熄灭,电流表指针偏转后又回到零刻度线处,电压表仍有示数
灯泡两端电压过高,滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大处或者滑动变阻器接入了上面两接线柱
【清单05】家庭电路
■知识点一:家庭电路的组成
1.家庭电路的组成:进户线、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关等。
2.家庭电路的连接:
(1)各种用电器是并联接入电路的。
(2)插座与灯座是并联的。
(3)控制各用电器工作的开关与电器是串联的。
3.家庭电路的各部分的作用:
(1)进户线:火线和零线。火线和零线间有220V 电压,火线和地线间也有220V电压,正常情况下,零线和地线间电压为 0V 。
(2)电能表:
A.用途:测量用户消耗的电能(电功)的仪表。
B.安装:串联在干路上。
(3)闸刀(空气开关):
A.作用:控制整个电路的通断,以便检测电路更换设备。
B.安装:家庭电路的干路上。
(4)插座:
A.作用:连接家用电器,给可移动家用电器供电。
B.种类: 二孔插座、三孔插座。
C.安装:并联在家庭电路中,具体接线情况:“左零右火上接地”。
D.把三脚插头插在三孔插座里,在把用电器的用电部分连入电路的同时,也把用电器的金属外壳与大地连接起来,防止因外壳带电引起的触电事故。
E.中间插头做得比较长:该插头是接地线的,做得比较长,是为了无论是插入还是拔出,它都是最先接入地线或最后离开地线,保证安全。
4.测电笔:
(1)用途:用来辨别火线和零线。
(2)使用方法:
手接触笔尾金属体,笔尖金属体接触导线,观察氖管是否发光。若氖管发光,则为火线;若氖管不发光,则为零线。
■知识点二:家庭电路电流过大的原因
1.发生短路:
(1)短路表现:家庭电路中用电器大多是并联的,无论哪个用电器被短路,都会造成电源短路。
A.不小心把火线、零线直接连通。
B.线路老化,绝缘皮破损而短路。
(2)短路危害:
由于短路时,电阻很小,根据欧姆定律:I=U/R可知,电路中电流很大,会烧坏导线绝缘皮引发火灾。
2.连入用电器总功率过大:
所以添置大功率用电器时,必须要考虑一下因素:
A.电能表规格。 B.空气开关规格。C.保险丝规格。 D.导线规格。
3.空气开关:
(1)是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。
(2)当电路中的电流过大时,空气开关自动断开,切断电路,俗称跳闸,从而保护电路。
■知识点三:安全用电
1.触电事故:
(1)定义:一定强度的电流通过人体所引起的伤害。
(2)危险性:与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。
(3)安全电压:不高于36V的电压。
2.触电形式:
(1) 家庭电路(低压触电):
A.单线触电; B.双线触电。
(2) 家庭电路触电事故:都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构成通路。
(3)高压触电:
A.高压电弧触电; B.跨步电压触电。
3.安全用电原则:不接触低压带电体 不靠近高压带电体
(1)更换灯泡、搬运电器前应断开电源开关。
(2)不弄湿用电器,不损坏绝缘层。
(3)保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命要及时更换。
(4)不能在电线附近放风筝。
4.家庭电路安装:
(1)家庭电路各用电器都是并联的。
(2)插座与灯座是并联的。
(3)控制各用电器工作的开关与电器是串联的。
(4)三孔插座:左零右火上接地。
(5)螺丝口灯泡:螺旋套只能接零线。
(6)开关和保险丝要接在火线上。
【考点题型一】电阻和变阻器
【例1】(24-25九年级上·广西南宁·期末)如图所示,将a和b两段导体连入电路中,这两段导体的材料、长度相同,横截面积不同。下列关于这两段导体说法正确的是( )
A.a的电阻较大 B.a、b的电阻相等
C.通过a的电流较小 D.通过a、b的电流相等
【答案】AD
【解析】a和b两段导体的材料、长度相同,a比b的横截面积小,在材料、长度、温度等相同时,导体的横截面积越大,导体的电阻越小,所以导体a的电阻较大,根据串联电路电流的规律,在串联电路中电流强度处处相等,所以两段电阻的电流是相同的,故BC错误,AD正确。
故选AD。
【变式1-1】(2024·天津·中考真题)如图所示的铝芯电缆是一种输电导线。在某村输电线路改造工程中,更换的铝芯电缆比旧铝芯电缆电阻更小,主要是因为新电缆的( )
A.铝芯更细 B.铝芯更粗 C.绝缘皮更薄 D.绝缘皮更厚
【答案】B
【解析】本题考查影响导体电阻的因素。影响导体电阻的因素为材料、长度、横截面积和温度,更换的铝芯电缆与旧铝芯电缆相比,材料和长度不变,新电缆电阻更小,主要是因为新电缆的横截面积大,即铝芯更粗。
故选B。
【变式1-2】(24-25九年级上·河北唐山·期中)某兴趣小组要探究导体电阻的大小与哪些因素有关,设计了如图所示的实验电路,电源电压不变。实验中使用的合金丝规格、材料、及实验数据如下表所示。
编号
材料
长度l/m
横截面积S/mm2
电流I/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.4
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)该实验是通过____________________来间接比较导体电阻的大小;
(2)分别将导体A、B接入电路,这是为了探究导体电阻大小与导体__________的关系;
(3)为了探究导体电阻大小与导体横截面积的关系,应选择导体_________(填导体编号)进行实验,得出的结论是:导体的材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越________;
(4)分别将编号为C、D的合金丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被应用到了________的工作原理中;
A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
(5)为了探究电阻大小与温度的关系,实验小组取下小灯泡中的灯丝设计了如图所示的电路,用酒精灯加热灯丝,发现随着小灯泡灯丝温度升高,电流表示数逐渐变小,由此可推断:小灯泡正常发光时灯丝的电阻________(选填“大于”“等于”“小于”)常温下灯丝电阻。
【答案】(1)电流表示数;(2)材料;(3)B、C;小;(4)C;(5)大于
【解析】(1)实验中利用了转换法,通过观察电流表的示数大小间接比较导体电阻的大小。电流表的示数越大,说明导体电阻越小。
(2)导体A、B只有材料不同,分别将导体A、B接入电路,这是为了探究导体电阻大小与导体材料的关系。
(3)为了探究导体电阻大小与导体横截面积的关系,应选择只有横截面积不同的B、C导体进行实验,B导体横截面积较大,对应的电流较大,说明电阻较小,可得:导体的材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小。
(4)分别将只有长度不同的编号为C、D的合金丝接入电路进行实验,比较电流大小可知,导体的材料和横截面积相同时,长度越长,电阻越大。此结论被应用到滑动变阻器。
故选C。
(5)用酒精灯加热灯丝,发现随着小灯泡灯丝温度升高,电流表示数逐渐变小,说明灯丝电阻变大。所以小灯泡正常发光时灯丝的电阻大于常温下灯丝电阻。
故选A。
【变式1-3】(24-25九年级上·四川乐山·期中)如图所示,用滑动变阻器调节灯的亮度,若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变暗,则M、N分别应接( )
A.A、D B.B、C C.A、B D.C、D
【答案】B
【解析】滑动变阻器的滑片右移,灯泡变暗,则电路中电流变小;电源电压不变,根据欧姆定律,电流变小,电阻变大,则滑动变阻器接入电路的电阻丝变长。所以M、N分别应接B、C。
故答案为B。
【变式1-4】(24-25九年级上·河南商丘·期中)如图所示,是某未连接完整的电路,当连接滑动变阻器不同的接线柱时,下列分析正确的是( )
A.M接A,N接D,闭合开关前,滑片应置于最左端
B.M接C,N接B,闭合开关前,滑片应置于最右端
C.M接A,N接D,向右滑动滑片,灯泡发光变亮
D.M接C,N接B,向右滑动滑片,灯泡发光变亮
【答案】D
【解析】AC.由图可知,当M接A,N接D,闭合开关前,滑片应位于阻值最大处,即最右端,向右滑动滑片,接入电路的电阻增大,电路中电流减小,灯泡发光变暗,故AC错误;
BD.当M接C,N接B,闭合开关前,滑片应位于阻值最大处,即最左端,向右滑动滑片,接入电路的阻值减小,电路中电流变大,灯泡发光变亮,故B错误,D正确。
故选D。
【变式1-5】(24-25九年级上·江苏扬州·期中)如图所示为旋转式变阻器,若图中旋转式变阻器的B、C两接线柱连入电路,则连入电路的弧形电阻片是_______段(选填“AP”、“PB”或“AB”)。若将该旋转式变阻器接入收音机中当作音量开关,当轴沿顺时针方向旋转时,收音机的音量将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。图中电阻箱的示数为________Ω 。
【答案】PB;变大;2035
【解析】如图所示,旋转式变阻器通过改变接入电路的电阻片的长度来改变接入电路的电阻值,当把B、C两接线柱连入电路,则连入电路的弧形电阻片是PB段。
当轴沿顺时针方向旋转时,接入电路的电阻片变短,电阻值变小,电路中电流变大,所以收音机的音量将变大。
图中电阻箱表示的电阻是:
2×1000Ω+0×100Ω+3×10Ω+5×1Ω=2035Ω
【考点题型二】探究:电流与电压、电阻的关系
【例2】(2025年广东省深圳市中考题)小虞同学利用如图所示装置探究“电流与电压的关系”。
(1)在如图所示的虚线框内,小虞同学应填入_________(填一种用电器)。
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最_______(填“左”或“右”)端。
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是__________________。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
1.6
2.4
2.8
电流I/A
0.2
0.32
0.48
0.56
(4)由上面表格数据可知,电压与电流的比值_________,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。
(5)分析如图坐标图,小虞同学发现导致甲组数据与乙和丙不同的原因是____________________。
【答案】(1)定值电阻;(2)右;(3)定值电阻断路;(4)不变;(5)选用的定值电阻不同
【解析】(1)探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变,通过改变电压来测量电流,所以电路中需要接入定值电阻。
(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。由图可知,滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻丝最长,阻值最大。
(3)电流表无示数,说明电路中有断路故障;电压表指针有较大偏转,说明电压表与电源连通,所以故障可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(4)根据表格数据,分别计算电压与电流的比值为:
可知电压与电流的比值不变。
(5)导致甲组数据与乙和丙不同的原因是选用的定值电阻阻值不同。根据欧姆定律可知,当定值电阻阻值不同时,在相同电压下,通过导体的电流不同,所以会导致I-U图象不同。
【变式1-1】(2025年河北省初中学业考题)18.在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图示的实验电路。电源电压为6V不变,R为定值电阻,AD间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和N)一起组成变阻器,A、B、C、D、E、F为电阻丝上的六个点,E、F两点未标出。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图中的实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了___________;
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表示数为6V,电路的故障(仅有一处)是___________;
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子M依次接在变阻器的A、B、E、C、F、D六个点,每次电表均选用合适的量程,进行实验,收集数据并记录在表格中。表格中①处的数据如图所示,为________A;
接线位置
A
B
E
C
F
D
电压U/V
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
6.0
电流I/A
0.3
①
0.5
0.6
0.8
1.2
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下,___________;
(6)在电阻丝C点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是:___________(写出一条即可);
(7)【拓展】在上面的实验电路中,电流表接0~0.6A量程,把另一电压表V1接在A点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子M接在A点不动,夹子N可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子N在任意位置时,用电阻R0替换R,使电压表V1和图中的电压表示数之比总是2∶3。则满足上述条件的R0的取值范围是_________Ω。
【答案】(1)见解析;(2)保护电路;(3)定值电阻R断路;(4)0.4;(5)电流和电压成正比;(6)见解析;(7)6~22.5
【解析】(1)将电流表串联接入电路中,开关右端的接线柱和电流表的负接线柱连接,如图所示:
(2)闭合开关前,为了保护电路,防止电路中的电流过大,烧坏用电器,将变阻器的全部电阻接入电路。
(3)闭合开关,电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表有示数,说明电压表和电源的两极连接,与电压表并联的电阻断路。
(4)由图可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A。
(5)由表中数据可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到电阻一定,电流和电压成正比。
(6)为使小蜡块熔化得更快,电阻丝产生的热量较多,可以更换电压更大的电源,使电路中的电流变大。
(7)把另一电压表V1接在A点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上,变阻器和定值电阻串联,电压表V1测量变阻器两端的电压,电压表V2测量定值电阻两端的电压;由表中数据可知,接线A位置电路中的电流最小,变阻器连入电路的电阻最大,由串联电路电压的规律和欧姆定律得到变阻器的最大阻值:
电压表V1和图中的电压表示数之比是2∶3,由串联分压可知,即
可以得到R0大=22.5Ω;电流表接0~0.6A量程,电路中的最大电流是0.6A,此时电路的总电阻最小,变阻器连入定律的电阻最小,R0的阻值最小,电压表V1和图中的电压表示数之比是2∶3,即①
电源电压是6V,由串联电路电压的规律可知U1+U2=6V②
由①②得到U1=2.4V,U2=3.6V,R0的阻值:
R0的阻值取值范围是6~22.5Ω。
【变式1-2】(2025年山东省学业考题)23.某小组在“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验中,设计的电路图如图甲所示。
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线在答题卡上将图乙中的电路补充完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表,电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P,分别显示0、0、3.0V,由此判断电路故障为__________。
(3)排除以上故障后,接入4Ω的定值电阻,闭合开关。调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.0V,此时电流表的示数如图丙所示,为___________。
(4)新开开关,用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是:__________________,并记录电流表的示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
R/Ω
4
5
8
10
20
0.25
0.2
0.125
0.1
0.05
1/A
0.40
0.32
0.21
0.16
0.08
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与电阻或反比。为了验证他的猜想,请在答题卡坐标纸上描点并作出图像。
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,在电压一定的情况下,通过导体的电流与_______成正比,即电流与_______成反比。
【答案】(1)见解析;(2)导线PM断路;(3)0.52A;(4)向左调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.0V;(5)见解析;(6)①;②电阻
【解析】(1)根据电路图甲,滑动变阻器应与定值电阻串联,且采用 “一上一下” 的接法(电路图中滑动变阻器右下接线柱接入电路,故选右下接线柱)。电压表并联在定值电阻两端(电源为2节电池,故电压表选用0~3V量程),如图所示:
(2)电流表、电压表均无示数,说明电路存在断路。将电压表两端依次连接图乙中的M与N、N与O显示0V,说明MN、NO之间没有断路;而连接O与P时显示3.0V,等于电源电压,说明OP之间存在断路,即导线PM断路。
(3)由图可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.52A。
(4)用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会变大。要探究电压一定时电流与电阻的关系,需保持定值电阻两端电压不变,所以接下来应向左调节滑动变阻器的滑片,调大滑动变阻器电阻,使电压表的示数为2.0V。
(5)据表格中的数据,在坐标纸上描出对应的点,然后将这些点连接起来,作出图像,如图所示:
(6)从作出的图像可以看出,在实验误差允许范围内,图像是一条过原点的直线,说明在电压一定的情况下,通过导体的电流与成正比,即电流与电阻成反比。
【变式1-3】(2025年黑龙江省龙东地区伊春市中考题)30.
(1)小王同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,小王同学在MN之间接入的两段导体应是________(选填导体的字母名称)。
②实验中可以通过观察 __________ 来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你给小王同学提一条解决方案:__________________。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图2甲所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40Ω,1A”,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。
①根据图2甲,用笔画线代替导线将图2乙中的电路连接完整;
②根据图2丙,该实验保持定值电阻两端的电压为_______V不变;
③闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,电路中可能出现的故障是:____________ (写出一个即可);
④用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向________(填“左”或“右”)移动;
⑤当接入25Ω的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,需要在电路中串联一个________Ω的电阻才能完成实验。
【答案】(1)①B、C;②灯泡亮度;③在原电路中再串联一个电流表;(2)①见解析;②2;③滑动变阻器断路;④左;⑤10
【解析】(1)探究导体的电阻与其横截面积的关系,应改变横截面积,保证其它条件相同,接入的两段导体应是B、C。
实验中可以通过观察灯泡的亮度来粗略地比较导体电阻的大小,灯泡越亮,电阻越小,灯泡越暗,电阻越大。
若接入MN之间的导体的阻值比较接近,灯泡亮度接近而无法判断它们的阻值大小,则在原电路中再串联一个电流表。
(2)应该将滑动变阻器一上一下串联在电路中,如图所示:
由图2丙可知,定值电阻两端的电压为:U1=IR=0.4A×5Ω=2V
应控制电压保持2V不变。
电流表和电压表均无示数,说明电路断路,若电阻断路,电压表会测量电源电压,有示数,不合题意,当滑动变阻器断路或者开关断路,电路无电流,电压表和电流表均无示数。
用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若滑片不动,则电路中的电流变小,定值电阻两端的电压减小,滑动变阻器两端的电压增大,为了控制定值电阻两端的电压不变,应该将滑动变阻器的阻值调大,滑片向左移动。
当接入25Ω的定值电阻时,根据串联电路的特点有:
此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为:
而原来滑动变阻器的规格为“40Ω,1A”,所以需要串联一个电阻的阻值为:
R2=50Ω-40Ω=10Ω
【考点题型三】欧姆定律
【例3】(24-25九年级上·湖北黄石·期末)根据欧姆定律可导出公式,依此可测量导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比
B.导体的电阻与本身的材料、长度和横截面积有关,与它两端的电压、通过它的电流无关
C.导体的电阻既与导体两端的电压成正比,又与导体中的电流成反比
D.导体的电阻与导体中的电流成反比
【答案】B
【详解】电阻是导体的本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关,与导体两端的电压和通过它的电流均无关,公式说明,导体电阻的大小等于导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值,故ACD错误,B正确。
故选B。
【变式3-1】(24-25九年级上·湖南衡阳·期末)根据欧姆定律可以得到公式,关于这个公式,下列说法中正确的是( )
A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比 B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比
C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零 D.同一导体两端的电压和电流的比值不变
【答案】D
【详解】ABC.电阻是导体本身的一种性质,其大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电流大小无关。 所以,同一导体的电阻与加在它两端的电压、通过它的电流大小无关,且导体两端电压为零时其阻值不为零,故ABC错误;
D.同一导体的电阻不变,由可知,同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变,故D正确。
故选D。
【变式3-2】(2025年吉林省中考题)16.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R2的电流
(2)电源电压。
【答案】(1)0.8A;(2)12V
【解析】(1)由电路图可知R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1的电流,根据并联电路电流规律可得,电阻R2的电流为I2=I-I1=1.2A-0.4A=0.8A
(2)根据并联电路电压规律和欧姆定律可得,电源电压U=U2=I2R2=0.8A×15Ω=12V
【变式3-3】(2025年湖南省长沙市初中学业考题)15.如图所示电路中,电阻R1和R2的连接方式为______联。已知电源电压为9V且保持不变,R1的阻值为10Ω。闭合开关后,通过R1的电流为______A,此时电流表的示数为1.2A,R2的阻值为______Ω。
【答案】并;0.9;30
【解析】由图可知,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,通过R1的电流为:
[3]根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流:I2=I-I1=1.2A-0.9A=0.3A
根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知R2的阻值:
【变式3-4】(24-25九年级上·江苏扬州·期末)如图是小明探究“电流一定时,电压与电阻的关系”的实验电路图,已知电源电压U=15V,滑动变阻器上标有“20Ω 3A”(实际最大阻值略小于20Ω),实验中所用的四个定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,为完成四次实验,电路中电流表选择的量程和应控制的电流最合理的是( )
A.0~0.6A,0.5A B.0~3 A,0.8A C.0~3A,0.7A D.0~3A,0.75A
【答案】C
【详解】定值电阻与变阻器串联,当定值电阻为5Ω,且滑动变阻器接入电路中的电阻为 0 时,电路中的电流最大,根据欧姆定律可得,最大电流为:
电路中的最大电流为3A,所以电流表的量程为0~3A,当定值电阻为20Ω时,电路中的最大电流为:
滑动变阻器上标有“20Ω 3A”表示变阻器的最大电阻为20Ω,当定值电阻为20Ω时,由电阻的串联和欧姆定律知,电路中的最小电流为:
因滑动变阻器的实际最大阻值略小于20Ω,故电路中的最小电流稍大于0.6A,为了使这四个电阻都能为实验所用,电路中电流应控制在0.7A最合理,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式3-5】(2025年苏州市学业考试卷)10.如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,则( )
A.电流表A示数变小 B.电压表V1示数不变
C.电压表V1示数与电流表A示数之比变大 D.电压表V2示数与电流表A示数之比变小
【答案】D
【解析】AB.由图可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量变阻器两端的电压,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,变阻器R2连入电路的电阻变小,由电阻的串联可知电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,由U=IR可知电阻R1两端的电压变大,即电压表V1示数变大,故AB不符合题意;
C.由可知电压表V1示数与电流表A示数等于R1的阻值,R1的阻值不变,所以电压表V1示数与电流表A示数之比不变,故C不符合题意;
D.由可知电压表V2示数与电流表A示数之比等于R2的阻值,R2的阻值变小,所以电压表V2示数与电流表A示数之比变小,故D符合题意。
故选D。
【考点题型四】测量:用电流表和电压表测量电阻
【例4】(2025年黑龙江省绥化市初中学业考题)25.实验室有一个标识不清的定值电阻,同学们设计了如下实验进行测量。
(1)实物电路如图甲所示,电源为两节新干电池,请用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应处于________状态,滑动变阻器的滑片P应滑动到_______(选填“A”或“B”)端。闭合开关,电压表的示数接近电源电压,电流表几乎无示数。经检查,电流表及各连接处均完好,则电路故障是____________。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.4V,电流表的示数如图乙所示,则电阻R的阻值为_______Ω。有同学把此次数据作为本实验的最终结果,请你对此作出评价或建议:__________________________________。
【答案】(1)见解析;(2);断开;B;电阻R断路;(3)12;没有多次测量求平均值,误差大
【解析】(1)测电阻的实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表接在定值电阻两端,电源电压为3V,电压表选用小量程,电路如图:
(2)连接电路时,为了保护电路,开关必须断开,滑片应置于最大阻值,即滑片应滑到B端。
闭合开关,电流表示数为0,说明电路存在断路;电压表示数约为电源电压,说明电压表与电源接通,经检查,电流表及各连接处均完好,则故障是电压表测量处断路,即定值电阻R断路。
(3)如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表的读数为0.2A,电阻R的阻值:
实验中只测量了一组数据就得到结果,测量结果可能存在较大误差,应多次改变滑片位置,测量多组数据计算出多个电阻值,然后求平均值,从而得到更准确的电阻的阻值。
【变式4-1】(2025年贵州省中考)18.在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,实验小组连接了如图甲所示的电路,小灯泡标有“2.5V”字样;
(1)连接电路时,开关应处于________状态;
(2)如图甲所示,还有一根导线未连接滑动变阻器,为使滑动变阻器能起到调节作用,这根导线应连接在滑动变阻器的________(选填“B”或“C”)接线柱上;
(3)移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为________V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,为________A,由此便可计算出小灯泡此时的电阻。
【答案】(1)断开;(2)C;(3)2.5;0.3
【解析】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(2)为使滑动变阻器能起到调节作用,滑动变阻器需要串联在电路中,滑动变阻器需要一上一下接入电路中,这根导线应连接在滑动变阻器的C接线柱。
(3)小灯泡标有“2.5V”字样,电压表测量小灯泡两端的电压,当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光。
电流表示数如图乙所示,分度值为0.02A,故读数为0.3A。
【变式4-2】在测量定值电阻的阻值的实验中,同学们连接了如图甲所示的部分实物电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路补充完整(要求滑动变阻器的滑片向右移动时电路中的电流变小) 。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至 (选填“A”或“B”)端。实验中闭合开关后发现,无论怎样移动滑片,电流表都没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 。
A.滑动变阻器断路 B.滑动变阻器短路 C.断路 D.短路
(3)排除故障后,小致闭合开关,将滑片移动到某位置时,电流表示数为0.2A,电压表示数如图乙所示,是 V,则此次测量中,的阻值为 。为使测量结果更准确,接下来应进行的操作是 。
【答案】(1)
(2) B C
(3) 1.8 9 移动滑片,再测几组数据
【详解】(1)电源由两节干电池组成,电源电压大约是3V,电压表的量程选择0~3V,电压表和电阻并联,根据滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中的电流变小,连入电路的电阻变大,确定变阻器的A接线柱连入电路,如图所示:
(2)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大处,即B端。
[2]电流表没有示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,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,则与电压表并联的支路断路了,故障可能是Rx断路,故选C。
(3)[1]图甲中,电压表选择小量程,分度值是0.1V,由图乙可知,电压表的示数是1.8V。
[2]Rx的阻值为
[3]为使测量结果更准确,移动变阻器的滑片,测量多组电压值和电流值,求出多组电阻值,求平均值,可以减小误差。
【变式4-3】小亮同学做测量“小灯泡的电阻”实验时,所用器材有:电源、符合实验要求的电表(均使用小量程)、开关和导线。如图(甲)是小亮同学没有连接完整的电路。
(1)本实验的实验原理是 ;
(2)请你用笔画线代替导线,将图(甲)所示的电路连接完整 ;
(3)小亮同学连好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表无示数,电流表有示数且随着滑片移动有明显变化,则故障可能是 ;
(4)小亮移动滑片P在某处时的电流与电压读数如图(乙)(丙)所示,则此时灯泡的电阻为 Ω;
(5)小亮继续移动滑动变阻器,通过测量的数据发现灯泡的电阻在变化,原因是 。
【答案】 灯泡短路 10 灯泡的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1]实验目的是测量小灯泡的电阻,是通过测量电压和电阻,利用电阻的计算公式计算电阻,所以该实验的实验原理是
(2)[2]根据题意可知,将电流表0.6A的接线柱与灯泡左接线柱相连,如图所示:
(3)[3]闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表有示数且随着滑片移动有明显变化,说明电路通路,小灯泡始终不亮,电压表无示数,说明灯泡短路。
(4)[4]电流表量程是0到0.6A,分度值是0.02A,示数是0.2A;电压表量程是0到3V,分度值是0.1V,示数是2V,灯泡的电阻
(5)[5]由于灯泡的亮度改变时,温度发生改变,所以使得灯丝的电阻改变。
【变式4-4】如图所示的电路,实验时,已知R1为20Ω,在闭合S的情况下,断开S1时电流表的读数是1.5A,闭合S1时电流表读数是2.1A,整个实验过程中电池的电压不变,求:
(1)电源电压为多大?
(2)通过R2的电流是多少?
(3)被测电阻R2的阻值。
【答案】(1)30V;(2)0.6A;(3)50Ω
【详解】解:(1)开关S闭合,S1断开时,该电路为只有R1的简单电路,电流表测电路中的电流,已知此时电流表的示数为1.5A,即电路中的电流为I1=1.5A,已知R1=20Ω,由欧姆定律可知R1两端的电压为
U1=I1R1=1.5A×20Ω=30V
即电源电压为
U=U1=30V
(2)闭合开关S和S1时,该电路为R1和R2的并联电路,则U2=U=30V,电流表测干路的电流;此时电流表示数为2.1A,即干路的电流为I=2.1A,由并联电路的电流特点可知通过R2的电流为
I2=I﹣I1=2.1A﹣1.5A=0.6A
(3)由欧姆定律可知电阻R2的阻值为
答:(1)电源电压为30V;
(2)通过R2的电流是0.6A;
(3)被测电阻R2的阻值为50Ω。
【变式4-5】(2025年天津市初中学业考题)24.小明从废弃的电热锅中拆下了一个加热盘,其阻值在28~32Ω之间。为测量其电阻,他找来了一个电源(电压U0为35V),一个电流表(量程为0~0.6A),两个滑动变阻器R1(最大阻值约为50Ω)和R2(最大阻值约为100Ω),开关和导线若干。请你合理选择上述器材设计实验,测出加热盘电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出加热盘电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)
【解析】(1)电流表量程为0~0.6A,则电路总电阻最小为:
所以为确保电路安全,变阻器使用R2,设计电路图如下:
(2)实验步骤:①按照电路图连接电路;
②闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数I1;
③断开开关S2,保持滑片位置不动,读出电流表的示数I2。
(3)闭合开关S1、S2,变阻器R2单独接入电路,电流表测电路电流,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数I1,则变阻器R2接入电路阻值为:
断开开关S2,Rx和变阻器R2串联,电流表测电路电流,保持滑片位置不动,读出电流表的示数I2,则总电阻为:
则Rx阻值为:
【考点题型五】家庭电路
【例5】如图所示是小明家简单的家庭电路示意图,有灯泡、开关、保险装置和总开关,且各元件的安装符合安全用电的原则,下列说法正确的是( )
A.图中①处是保险装置,②是总开关
B.图中③是开关,④是灯泡
C.有金属外壳的电热水壶应该接在⑤
D.可以把导线A和B连起来,电路形成一个通路
【答案】B
【详解】A.保险丝接在总开关之后,所以图中①处是总开关,②是保险装置,故A错误;
B.在家庭电路中,为了安全,开关要接在火线和用电器之间,所以③是开关,④是灯泡,故B正确;
C.有金属外壳的用电器,其外壳要接地,所以电热水壶要使用三孔插座⑥,故C错误;
D.A是火线,B是零线,将导线A和B连起来,电源会被短路,故D错误。
故选B。
【变式5-1】家庭电路的部分电路如图所示。只闭合开关S1灯L,正常发光,下列说法正确的是( )
A.图中进户线甲是零线
B.只闭合开关S1,灯泡 L1 正常发光时,用试电笔接触a点,试电笔的氖管不发光
C.若再闭合开关 S2,L2不发光,L1也熄灭,可能是L2断路
D.家庭电路中,可以只有火线和零线,不需要有地线
【答案】B
【详解】A.图中进户线甲连接开关后与电灯连接,再连接零线,所以甲是火线,故A错误;
B.只闭合开关S1,灯泡L1正常发光时,用试电笔接触a点,a点与零线相连,所以试电笔的氖管不发光,故B正确;
C.若再闭合开关S2,L2不发光,L1也熄灭,可能是L2短路,因为L1、L2并联,L2短路会影响L1的工作,此时L1也熄灭,若是L2断路,对L1的工作无影响。故C错误;
D.家庭电路中,火线和零线间的电压是220V,火线和地线间的电压也是220V,但地线的作用是为了防止用电器漏电而触电,所以家庭电路中,除了火线和零线外,还需有地线,故D错误。
故选B。
【变式5-2】图中,将家庭电路补充完整(虚框内一处接保险丝“ ”,另一处用导线连接)。
【答案】
【解析】用户线进入用户,火线首先进入保险丝,由图可知中间的线是零线,最上面的是火线,最下面的线是地线。三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线
【变式5-3】如图中的哪些图所示的情况不会发生触电事故( )
A.②④ B.③④ C.①② D.① ③
【答案】A
【解析】人体触电,原因是有电流流过,形成通路。人体为导体,一边与火线相接,一边与零线相接或与大地相接,都会形成通路,图①、③中有电流流过人体,会触电,图②、④中没有电流流过人体,不会触电。
【变式5-4】为了节约电能,小聪利用“声控开关”(有声音时自动闭合,无声音时自动断开)和“光控开关”(天黑时自动闭合,天亮时自动断开),设计了一个只有在天黑且有声音时灯才亮的楼道照明电路。下列电路图符合要求的是:( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】AB.根据题意可知,此楼道灯必须是声控开关和光控开关同时闭合时才能发光,故两个开关应该是串联关系,同时根据安全用电原则,开关应接和灯泡串联,且在火线和灯泡之间,故A符合题意,B不符合题意。
C.图中当光控和声控开关都闭合时,灯泡不亮且造成短路,故C不符合题意;
D.当声控开关闭合时会造成短路,故D不符合题意。
故选A。
【变式5-5】下列做法中符合安全原则的是( )
A. 开关接在零线与用电器之间
B. 使用试电笔时指尖抵住笔尾金属
C. 使用绝缘皮破损的电线
D. 在高压线下钓鱼
【答案】B
【解析】A.把开关用在家庭电路中控制电路时,开关要接在火线上,当断开开关,可以切断火线,避免触电事故的发生,故A不符合题意;
B.使用试电笔时,笔尖接触待检测物体,手要接触笔尾的金属体,故B符合题意;
C.将绝缘皮破损的导线接入电路容易造成触电事故,故C不符合题意;
D.在高压线下钓鱼,易发生高压电弧触电,故D不符合题意。
故选B。
【变式5-6】珍爱生命,安全用电,下列说法正确的是( )
A.照明电路的开关应接在零线上
B.多个大功率用电器可以同时用一个插座
C.有金属外壳的电器不需要用三孔插座
D.发生触电事故时,不能直接用手去拉触电者
【答案】D
【解析】A.连接照明电路时,开关应接在火线和用电器之间,这样开关断开后用电器就没有电压了,故A错误;
B.多个大功率用电器同时使用一个插座时,通过插座的电流过大,容易发生火灾,故B错误;
C.为了防止电器漏电发生触电事故,有金属外壳的家用电器需要用带保护接地的三孔插座,故C错误;
D.一旦发生触电事故,应立即断开电源开关,或用绝缘体将电线挑开,不能直接用手去拉触电者,故D正确。
故选D。
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专题04 探究电路(原卷版)
【清单01】电阻和变阻器
知识点一:电阻
1.电阻
电阻
导体对电流的 阻碍 作用的大小叫做电阻。
符号
通常用字母R表示
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 。
电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 材料 、 长度 和 横截面积 有关,与导体中是否有电流流过,以及导体两端是否有电压均 无关 。导体的电阻还与 温度 有关,对于大多数导体(如金属导体)来说,电阻随温度的升高而 增大 ;有些导体的电阻,如铅笔芯的电阻会随温度的升高而 减小 。
2.影响导体电阻大小的因素
实验目的
探究影响电阻大小的因素
电路图
实验器材
电源、导线、开关、电流表、小灯泡、电阻丝
实验设计与分析
(1)转换法:通过比较 电流表示数(或灯泡亮度) 判断电阻丝电阻的大小。电流表示数越 小 (灯泡越 暗 ),表明电阻越大。
(2)控制变量法:(影响电阻大小的因素:长度、横截面积、材料、温度)①探究电阻大小和长度的关系时,选择 材料、粗细 相同,长度 不同 的电阻丝;②探究电阻大小和横截面积的关系时,选择 材料、长度 相同,粗细 不同 的电阻丝;③探究电阻大小和材料的关系时,选择 长度、粗细 相同,材料 不同 的电阻丝。
(3)灯泡的作用:①反映电阻丝的电阻大小;②保护电路 。
(4)电流表的作用:更方便判断电阻丝的 电阻大小 关系。
(5)只用灯泡反映电阻大小的缺点:当电流变化不大时, 无法 比较出电阻的大小。
(6)只用电流表反映电阻大小的缺点:当电阻较小时容易 烧坏 电流表。
(7)只有一根电阻丝: 对折 ,可探究电阻与横截面积的关系;改变接入电路中的导体长度 ,可探究电阻与长度的关系; 无法 探究电阻与材料的关系。
拓展:
(8)金属导体的电阻还受温度的影响:温度越高,电阻越 大 。
实验结论
(1)材料和横截面积相同时,长度越长,电阻越大。
(2)材料和长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
(3)长度和横截面积相同时,材料不同,电阻不同。
知识点二:变阻器
变阻器能改变接入电路中电阻丝的长度,从而改变电阻大小的元件叫做变阻器。学生实验中常用的变阻器有两种,一种是 滑动变阻器 ,另一个是 电阻箱 。
(1)滑动变阻器
原理
通过改变接入电路中电阻丝的 长度 来改变电阻的大小。
作用
改变 电流 、 电压 和 保护 电路。
符号
铭牌
标注了它的 最大 阻值和允许通过的是最大 电流 ,如“50Ω 2A”表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω,允许通过滑动变阻器的最大电流为2A。
使用
(1)通过滑动变阻器的电流 不能 超过它允许通过的最大电流;
(2)滑动变阻器要 串 联在被控制的电路中;
(3)连接时要遵循“ 一上一下 ”的原则;
(4)闭合开关前,滑片应移到 阻值最大 处
规律
下接线柱接右,滑片右移电阻变 小 ;下接线柱接左,左移电阻变 小 。也可以理解为滑片 离下接线柱越近,电阻越小;离下接线柱越远,电阻越大 。
记忆口诀“下接右,右移小”或“离下近时小,离下远时大”。
应用
电位器:如图是电位器的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。将a和b接线柱接入电路中时,顺时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 大 ,逆时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 小 。将b和c接线柱接入电路中时,顺时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 小 ,逆时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 大 。
(2) 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4个旋钮,就能得到0~9999Ω之间的电阻值。
2.读数方法:
各旋钮所对应的示数乘以相应的倍数再相加,如图所示读数为 2035 Ω。
3.优缺点:
优点: 方便读数 ;
缺点: 不能连续改变电阻值 。
【清单02】探究:电流与电压、电阻的关系
知识点一:电流与电压的关系
1.实验器材:电源、开关、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器。
2.实验电路:
3.实验思路:应用控制变量法,控制电阻不变,改变电阻两端的电压,观察电流表的变化,记录数据,绘制I-R图象,寻找电流与电压之间的关系。
4.实验步骤:
(1)按照电路图连接实物图。
(2)闭合开关S后,换用不同的定值电阻R使电阻成整数倍地变化,如:5Ω、10Ω、15Ω等。
(3)分别通过调节滑动变阻器R′的滑片P,保持每次定值电阻两端的电压不变。
(4)把对应不同阻值的电流记录在数据表格中。
(5)绘制实验图象:
5.实验结论: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。
6.注意事项:
(1)电路连接时开关要断开,滑动变阻的滑片移到阻值最大处。
(2)电流表和电压表的量程选择:电压表根据电源电压估测后再确定.电流表要根据题中提示确定;如果无法估测,则选择大量程进行试触再确定适当的量程.一般尽可能使被测的值接近选用的量程的为佳。
知识点二:电流与电阻的关系
1.实验器材:电源、开关、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器。
2.实验电路:
3.实验思路:应用控制变量法,控制电压不变,改变定值电阻的阻值,观察电流表的变化,记录数据,绘制图象,寻找电流与电压之间的关系。
4.实验步骤:
(1)按照电路图连接实物图。
(2)闭合开关S后,调节滑动变阻器的划片P使定值电阻R两端的电压成整数倍地变化,如2V、4V、6V等。
(3)根据电压表和电流表的示数,读出每次R两端的电压值和通过R的电流值,并记录在表格中。
(4)绘制实验图象:
5.实验结论:在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
6.常见问题:
(1)更换电阻,滑动变阻器调节问题:定滑同大同小(操作:换大调大)
(2)所给电阻能否完成实验问题:串联分压算最大
【清单03】欧姆定律
■知识点一:欧姆定律
1.内容:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
2.公式:
3.单位:电流I的单位是安培A;电压U的单位是伏特V;电阻R的单位是欧姆Ω。
4.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)欧姆定律仅适用于纯电阻电路。
5.特别强调:
公式和的物理意义不同,表明导体中电流跟这段导体两端电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。若将理解为电阻跟它两端的电压成正比,跟流过的电流成反比,那就错了。电阻是导体本身的一种性质,其大小由导体的材料、长度、横截面积决定,与导体两端电压、电流无关.即使电压为零,电阻也不变,但可用这一公式来测量和计算电阻的阻值。
■知识点二:欧姆定律的应用
1.应用欧姆定理计算时要注意:
(1)同一性:U、I、R是对应同一导体或电路的值。
(2)统一性:U、I、R的单位要统一,分别是V、A、Ω。
(3)同时性:U、I、R对应同一时刻的值。
2.利用欧姆定律分析或计算:(知二求一)
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。
3.欧姆定理的变形式:
3.特别强调:利用欧姆定律解题的一般思路
第一步:可采用“去表法”判断电路的连接方式,将电压表去掉,将电流表看成一段导线,画出等效电路图,然后进行判断。判断出电路的连接方式后,再将电压表和电流表“恢复”到原来的位置,明确各测量哪部分电路两端的电压和电路中的电流。
第二步:认真审题,在电路图(或画出的电路图)上标出已知量、待求量。
第三步:找出各物理量之间的关系,利用欧姆定律和串、并联电路电流、电压的关系列出关系式,列式时要注意公式成立的条件要有必要的文字说明及涉及的物理公式,代入数值或写计算结果时不要忘记单位。
第四步:讨论结果的合理性,得出答案。
【清单04】测量:用电流表和电压表测量电阻
■知识点一:伏安法测定值电阻
1.实验目的:用电压表、电流表间接测电阻。
2.实验原理:。
3.实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。
4.实验思路:利用电流表、电压表分别测得经过电阻的电流和电阻两端的电压,利用欧姆定律的变形式计算得出电阻的值。
5.实验电路图:
6.实验步骤:
(1)调节电流表、电压表的指针到零刻度;按电路图连接实物.调节滑动变阻器的滑片到阻值最大端。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,分别读出电流表的示数 I、电压表的示数U,并记录在表格中。
(3)根据公式计算出R的值,并记录在表格中。
(4)调节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两端的电压,再测几组数据,并计算R的值。
(5)整理实验器材。
7.注意事项:
(1)在连接电路前要调节电流表、电压表到零刻度。
(2)连接电路时开关要断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片应调到最大阻值。
(3)连接好电路,在检查电路连接无误后要用开关试触,在确定电路完好后再闭合开关S。
(4)电压表和电流表要注意选择合适的量程。
■知识点二:伏安法测灯泡电阻与定值电阻的比较
测定值电阻的阻值
测小灯泡的电阻
实验原理
实验
电路图
实验过程
多次测量
多次测量
数据处理
分别计算出每次测量的电阻,求出平均值
分别计算出每次测量的灯泡电阻,寻求普遍规律,不能求平均值
实验结论
平均值为所求的电阻值
灯丝的电阻随温度的升高而增大
■知识点三:伏安法测电阻电路故障分析
现象
故障原因
灯泡
闭合开关,灯泡不亮,电流表、电压表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻或接入电路的阻值过大;
②电源电压太低
闭合开关,灯泡不亮,电流表、电压表无示数
①电源无电压或者电源断路;
②灯泡以外的电路有断路
闭合开关,灯泡不亮,电流表无示数,电压表有明显偏转并接近电源电压
①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良;
②电流表和电压表位置互换了,实质上是电压表串联在电路中
闭合开关,灯不亮,电流表有示数,电压表无示数
灯泡短路或电压表短路
连接电路时,连接完最后一根导线,灯泡立即发光
连接电路时,开关未断开
电表
灯泡发光,两表均有示数,移动滑动变阻器,两表示数变化相反
电压表接在了滑动变阻器两端
电流表或者电压表指针反方向偏转
正、负接线柱接反了
电流表或者电压表指针偏转角度很小
①电流表或电压表选择的测量范围很大;
②电源电压过低
电流表或者电压表指针偏转超过最大刻度
①测量范围选择过小;
②电路中出现短路或者断路;
③电源电压过大
电流表、电压表均无示数
滑动变阻器断路或者开关断路
滑动变阻器
滑动变阻器的滑片滑动时,电表示数以及灯泡的亮度无变化
滑动变阻器连接错误,没有遵循“一上一下”的接线原则,使滑动变阻器成为定值电阻或导线
无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数总小于灯泡的正常工作电压
电源电压过低,需要更换电源
无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数总是大于灯泡正常工作电压
电源电压过大或者所选择的滑动变阻器阻值过小
闭合开关瞬间,灯泡发出强光后立即熄灭,电流表指针偏转后又回到零刻度线处,电压表仍有示数
灯泡两端电压过高,滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大处或者滑动变阻器接入了上面两接线柱
【清单05】家庭电路
■知识点一:家庭电路的组成
1.家庭电路的组成:进户线、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关等。
2.家庭电路的连接:
(1)各种用电器是并联接入电路的。
(2)插座与灯座是并联的。
(3)控制各用电器工作的开关与电器是串联的。
3.家庭电路的各部分的作用:
(1)进户线:火线和零线。火线和零线间有220V 电压,火线和地线间也有220V电压,正常情况下,零线和地线间电压为 0V 。
(2)电能表:
A.用途:测量用户消耗的电能(电功)的仪表。
B.安装:串联在干路上。
(3)闸刀(空气开关):
A.作用:控制整个电路的通断,以便检测电路更换设备。
B.安装:家庭电路的干路上。
(4)插座:
A.作用:连接家用电器,给可移动家用电器供电。
B.种类: 二孔插座、三孔插座。
C.安装:并联在家庭电路中,具体接线情况:“左零右火上接地”。
D.把三脚插头插在三孔插座里,在把用电器的用电部分连入电路的同时,也把用电器的金属外壳与大地连接起来,防止因外壳带电引起的触电事故。
E.中间插头做得比较长:该插头是接地线的,做得比较长,是为了无论是插入还是拔出,它都是最先接入地线或最后离开地线,保证安全。
4.测电笔:
(1)用途:用来辨别火线和零线。
(2)使用方法:
手接触笔尾金属体,笔尖金属体接触导线,观察氖管是否发光。若氖管发光,则为火线;若氖管不发光,则为零线。
■知识点二:家庭电路电流过大的原因
1.发生短路:
(1)短路表现:家庭电路中用电器大多是并联的,无论哪个用电器被短路,都会造成电源短路。
A.不小心把火线、零线直接连通。
B.线路老化,绝缘皮破损而短路。
(2)短路危害:
由于短路时,电阻很小,根据欧姆定律:I=U/R可知,电路中电流很大,会烧坏导线绝缘皮引发火灾。
2.连入用电器总功率过大:
所以添置大功率用电器时,必须要考虑一下因素:
A.电能表规格。 B.空气开关规格。C.保险丝规格。 D.导线规格。
3.空气开关:
(1)是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。
(2)当电路中的电流过大时,空气开关自动断开,切断电路,俗称跳闸,从而保护电路。
■知识点三:安全用电
1.触电事故:
(1)定义:一定强度的电流通过人体所引起的伤害。
(2)危险性:与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。
(3)安全电压:不高于36V的电压。
2.触电形式:
(1) 家庭电路(低压触电):
A.单线触电; B.双线触电。
(2) 家庭电路触电事故:都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构成通路。
(3)高压触电:
A.高压电弧触电; B.跨步电压触电。
3.安全用电原则:不接触低压带电体 不靠近高压带电体
(1)更换灯泡、搬运电器前应断开电源开关。
(2)不弄湿用电器,不损坏绝缘层。
(3)保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命要及时更换。
(4)不能在电线附近放风筝。
4.家庭电路安装:
(1)家庭电路各用电器都是并联的。
(2)插座与灯座是并联的。
(3)控制各用电器工作的开关与电器是串联的。
(4)三孔插座:左零右火上接地。
(5)螺丝口灯泡:螺旋套只能接零线。
(6)开关和保险丝要接在火线上。
【考点题型一】电阻和变阻器
【例1】(24-25九年级上·广西南宁·期末)如图所示,将a和b两段导体连入电路中,这两段导体的材料、长度相同,横截面积不同。下列关于这两段导体说法正确的是( )
A.a的电阻较大 B.a、b的电阻相等
C.通过a的电流较小 D.通过a、b的电流相等
【变式1-1】(2024·天津·中考真题)如图所示的铝芯电缆是一种输电导线。在某村输电线路改造工程中,更换的铝芯电缆比旧铝芯电缆电阻更小,主要是因为新电缆的( )
A.铝芯更细 B.铝芯更粗 C.绝缘皮更薄 D.绝缘皮更厚
【变式1-2】(24-25九年级上·河北唐山·期中)某兴趣小组要探究导体电阻的大小与哪些因素有关,设计了如图所示的实验电路,电源电压不变。实验中使用的合金丝规格、材料、及实验数据如下表所示。
编号
材料
长度l/m
横截面积S/mm2
电流I/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.4
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)该实验是通过____________________来间接比较导体电阻的大小;
(2)分别将导体A、B接入电路,这是为了探究导体电阻大小与导体__________的关系;
(3)为了探究导体电阻大小与导体横截面积的关系,应选择导体_________(填导体编号)进行实验,得出的结论是:导体的材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越________;
(4)分别将编号为C、D的合金丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被应用到了________的工作原理中;
A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
(5)为了探究电阻大小与温度的关系,实验小组取下小灯泡中的灯丝设计了如图所示的电路,用酒精灯加热灯丝,发现随着小灯泡灯丝温度升高,电流表示数逐渐变小,由此可推断:小灯泡正常发光时灯丝的电阻________(选填“大于”“等于”“小于”)常温下灯丝电阻。
【变式1-3】(24-25九年级上·四川乐山·期中)如图所示,用滑动变阻器调节灯的亮度,若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变暗,则M、N分别应接( )
A.A、D B.B、C C.A、B D.C、D
【变式1-4】(24-25九年级上·河南商丘·期中)如图所示,是某未连接完整的电路,当连接滑动变阻器不同的接线柱时,下列分析正确的是( )
A.M接A,N接D,闭合开关前,滑片应置于最左端
B.M接C,N接B,闭合开关前,滑片应置于最右端
C.M接A,N接D,向右滑动滑片,灯泡发光变亮
D.M接C,N接B,向右滑动滑片,灯泡发光变亮
【变式1-5】(24-25九年级上·江苏扬州·期中)如图所示为旋转式变阻器,若图中旋转式变阻器的B、C两接线柱连入电路,则连入电路的弧形电阻片是_______段(选填“AP”、“PB”或“AB”)。若将该旋转式变阻器接入收音机中当作音量开关,当轴沿顺时针方向旋转时,收音机的音量将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。图中电阻箱的示数为________Ω 。
【考点题型二】探究:电流与电压、电阻的关系
【例2】(2025年广东省深圳市中考题)小虞同学利用如图所示装置探究“电流与电压的关系”。
(1)在如图所示的虚线框内,小虞同学应填入_________(填一种用电器)。
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最_______(填“左”或“右”)端。
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是__________________。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
1.6
2.4
2.8
电流I/A
0.2
0.32
0.48
0.56
(4)由上面表格数据可知,电压与电流的比值_________,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。
(5)分析如图坐标图,小虞同学发现导致甲组数据与乙和丙不同的原因是____________________。
【变式1-1】(2025年河北省初中学业考题)18.在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图示的实验电路。电源电压为6V不变,R为定值电阻,AD间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和N)一起组成变阻器,A、B、C、D、E、F为电阻丝上的六个点,E、F两点未标出。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图中的实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了___________;
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表示数为6V,电路的故障(仅有一处)是___________;
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子M依次接在变阻器的A、B、E、C、F、D六个点,每次电表均选用合适的量程,进行实验,收集数据并记录在表格中。表格中①处的数据如图所示,为________A;
接线位置
A
B
E
C
F
D
电压U/V
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
6.0
电流I/A
0.3
①
0.5
0.6
0.8
1.2
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下,___________;
(6)在电阻丝C点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是:___________(写出一条即可);
(7)【拓展】在上面的实验电路中,电流表接0~0.6A量程,把另一电压表V1接在A点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子M接在A点不动,夹子N可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子N在任意位置时,用电阻R0替换R,使电压表V1和图中的电压表示数之比总是2∶3。则满足上述条件的R0的取值范围是_________Ω。
【变式1-2】(2025年山东省学业考题)23.某小组在“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验中,设计的电路图如图甲所示。
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线在答题卡上将图乙中的电路补充完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表,电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P,分别显示0、0、3.0V,由此判断电路故障为__________。
(3)排除以上故障后,接入4Ω的定值电阻,闭合开关。调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.0V,此时电流表的示数如图丙所示,为___________。
(4)新开开关,用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是:__________________,并记录电流表的示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
R/Ω
4
5
8
10
20
0.25
0.2
0.125
0.1
0.05
1/A
0.40
0.32
0.21
0.16
0.08
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与电阻或反比。为了验证他的猜想,请在答题卡坐标纸上描点并作出图像。
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,在电压一定的情况下,通过导体的电流与_______成正比,即电流与_______成反比。
【变式1-3】(2025年黑龙江省龙东地区伊春市中考题)30.
(1)小王同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,小王同学在MN之间接入的两段导体应是________(选填导体的字母名称)。
②实验中可以通过观察 __________ 来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你给小王同学提一条解决方案:__________________。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图2甲所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40Ω,1A”,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。
①根据图2甲,用笔画线代替导线将图2乙中的电路连接完整;
②根据图2丙,该实验保持定值电阻两端的电压为_______V不变;
③闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,电路中可能出现的故障是:____________ (写出一个即可);
④用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向________(填“左”或“右”)移动;
⑤当接入25Ω的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,需要在电路中串联一个________Ω的电阻才能完成实验。
【考点题型三】欧姆定律
【例3】(24-25九年级上·湖北黄石·期末)根据欧姆定律可导出公式,依此可测量导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比
B.导体的电阻与本身的材料、长度和横截面积有关,与它两端的电压、通过它的电流无关
C.导体的电阻既与导体两端的电压成正比,又与导体中的电流成反比
D.导体的电阻与导体中的电流成反比
【变式3-1】(24-25九年级上·湖南衡阳·期末)根据欧姆定律可以得到公式,关于这个公式,下列说法中正确的是( )
A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比 B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比
C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零 D.同一导体两端的电压和电流的比值不变
【变式3-2】(2025年吉林省中考题)16.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R2的电流
(2)电源电压。
【变式3-3】(2025年湖南省长沙市初中学业考题)15.如图所示电路中,电阻R1和R2的连接方式为______联。已知电源电压为9V且保持不变,R1的阻值为10Ω。闭合开关后,通过R1的电流为______A,此时电流表的示数为1.2A,R2的阻值为______Ω。
【变式3-4】(24-25九年级上·江苏扬州·期末)如图是小明探究“电流一定时,电压与电阻的关系”的实验电路图,已知电源电压U=15V,滑动变阻器上标有“20Ω 3A”(实际最大阻值略小于20Ω),实验中所用的四个定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,为完成四次实验,电路中电流表选择的量程和应控制的电流最合理的是( )
A.0~0.6A,0.5A B.0~3 A,0.8A C.0~3A,0.7A D.0~3A,0.75A
【变式3-5】(2025年苏州市学业考试卷)10.如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,则( )
A.电流表A示数变小 B.电压表V1示数不变
C.电压表V1示数与电流表A示数之比变大 D.电压表V2示数与电流表A示数之比变小
【考点题型四】测量:用电流表和电压表测量电阻
【例4】(2025年黑龙江省绥化市初中学业考题)25.实验室有一个标识不清的定值电阻,同学们设计了如下实验进行测量。
(1)实物电路如图甲所示,电源为两节新干电池,请用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应处于________状态,滑动变阻器的滑片P应滑动到_______(选填“A”或“B”)端。闭合开关,电压表的示数接近电源电压,电流表几乎无示数。经检查,电流表及各连接处均完好,则电路故障是____________。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.4V,电流表的示数如图乙所示,则电阻R的阻值为_______Ω。有同学把此次数据作为本实验的最终结果,请你对此作出评价或建议:__________________________________。
【变式4-1】(2025年贵州省中考)18.在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,实验小组连接了如图甲所示的电路,小灯泡标有“2.5V”字样;
(1)连接电路时,开关应处于________状态;
(2)如图甲所示,还有一根导线未连接滑动变阻器,为使滑动变阻器能起到调节作用,这根导线应连接在滑动变阻器的________(选填“B”或“C”)接线柱上;
(3)移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为________V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,为________A,由此便可计算出小灯泡此时的电阻。
【变式4-2】在测量定值电阻的阻值的实验中,同学们连接了如图甲所示的部分实物电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路补充完整(要求滑动变阻器的滑片向右移动时电路中的电流变小) 。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至 (选填“A”或“B”)端。实验中闭合开关后发现,无论怎样移动滑片,电流表都没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 。
A.滑动变阻器断路 B.滑动变阻器短路 C.断路 D.短路
(3)排除故障后,小致闭合开关,将滑片移动到某位置时,电流表示数为0.2A,电压表示数如图乙所示,是 V,则此次测量中,的阻值为 。为使测量结果更准确,接下来应进行的操作是 。
【变式4-3】小亮同学做测量“小灯泡的电阻”实验时,所用器材有:电源、符合实验要求的电表(均使用小量程)、开关和导线。如图(甲)是小亮同学没有连接完整的电路。
(1)本实验的实验原理是 ;
(2)请你用笔画线代替导线,将图(甲)所示的电路连接完整 ;
(3)小亮同学连好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表无示数,电流表有示数且随着滑片移动有明显变化,则故障可能是 ;
(4)小亮移动滑片P在某处时的电流与电压读数如图(乙)(丙)所示,则此时灯泡的电阻为 Ω;
(5)小亮继续移动滑动变阻器,通过测量的数据发现灯泡的电阻在变化,原因是 。
【变式4-4】如图所示的电路,实验时,已知R1为20Ω,在闭合S的情况下,断开S1时电流表的读数是1.5A,闭合S1时电流表读数是2.1A,整个实验过程中电池的电压不变,求:
(1)电源电压为多大?
(2)通过R2的电流是多少?
(3)被测电阻R2的阻值。
【变式4-5】(2025年天津市初中学业考题)24.小明从废弃的电热锅中拆下了一个加热盘,其阻值在28~32Ω之间。为测量其电阻,他找来了一个电源(电压U0为35V),一个电流表(量程为0~0.6A),两个滑动变阻器R1(最大阻值约为50Ω)和R2(最大阻值约为100Ω),开关和导线若干。请你合理选择上述器材设计实验,测出加热盘电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出加热盘电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【考点题型五】家庭电路
【例5】如图所示是小明家简单的家庭电路示意图,有灯泡、开关、保险装置和总开关,且各元件的安装符合安全用电的原则,下列说法正确的是( )
A.图中①处是保险装置,②是总开关
B.图中③是开关,④是灯泡
C.有金属外壳的电热水壶应该接在⑤
D.可以把导线A和B连起来,电路形成一个通路
【变式5-1】家庭电路的部分电路如图所示。只闭合开关S1灯L,正常发光,下列说法正确的是( )
A.图中进户线甲是零线
B.只闭合开关S1,灯泡 L1 正常发光时,用试电笔接触a点,试电笔的氖管不发光
C.若再闭合开关 S2,L2不发光,L1也熄灭,可能是L2断路
D.家庭电路中,可以只有火线和零线,不需要有地线
【变式5-2】图中,将家庭电路补充完整(虚框内一处接保险丝“ ”,另一处用导线连接)。
【变式5-3】如图中的哪些图所示的情况不会发生触电事故( )
A.②④ B.③④ C.①② D.① ③
【变式5-4】为了节约电能,小聪利用“声控开关”(有声音时自动闭合,无声音时自动断开)和“光控开关”(天黑时自动闭合,天亮时自动断开),设计了一个只有在天黑且有声音时灯才亮的楼道照明电路。下列电路图符合要求的是:( )
A. B.
C. D.
【变式5-5】下列做法中符合安全原则的是( )
A. 开关接在零线与用电器之间
B. 使用试电笔时指尖抵住笔尾金属
C. 使用绝缘皮破损的电线
D. 在高压线下钓鱼
【变式5-6】珍爱生命,安全用电,下列说法正确的是( )
A.照明电路的开关应接在零线上
B.多个大功率用电器可以同时用一个插座
C.有金属外壳的电器不需要用三孔插座
D.发生触电事故时,不能直接用手去拉触电者
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