内容正文:
专题02 简单电路和欧姆定律(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
1.两种电荷
1.能准确说出两种电荷的种类及规定;
2.理解电荷间的相互作用规律;
3.掌握摩擦起电的实质及常见的带电现象;
4.了解验电器的工作原理及使用方法;
5.知道导体和绝缘体的区别,能区分常见的导体与绝缘体。
1.题型以选择题、填空题为主,难度较低;
2.高频考点包括电荷间的相互作用、摩擦起电实质、导体与绝缘体的判断;
3.常结合生活中的带电现象出题;
4.验电器的工作原理偶尔在填空题中考查,属于基础必拿分点。
2.电路的组成和连接方式
1.明确电路的基本组成部分及各部分的作用;
2.能区分通路、断路、短路三种电路状态,知道短路的危害;
3.掌握串联电路和并联电路的定义、特点及实物图连接方法;
4.能根据电路图画出对应的实物图,或根据实物图识别电路图;
5.学会分析简单的电路结构,判断用电器的连接方式。
1.题型涵盖选择题、填空题、作图题,是基础核心考点;
2.电路状态判断、串并联电路的区分是高频考点;
3.实物图与电路图的互画是重点题型,常结合开关控制作用考查;
4.偶尔会以电路故障分析的形式出现,难度中等。
3.电流与串并联电路电流的规律
1.理解电流的物理意义,知道电流的单位;
2.掌握电流表的使用规则及读数方法;
3.牢记串联电路电流规律和并联电路电流规律;
4.能运用电流规律解决简单的电路计算问题,能设计实验探究串并联电路的电流规律。
1.题型全面,包括选择、填空、实验探究、计算,是重点考点;
2.电流表的使用与读数是基础必考点,常结合实物图考查量程选择和读数错误分析;
3.串并联电路电流规律的应用是计算和实验题的核心,实验探究题常考查实验设计、数据处理、误差分析;
4.与后续欧姆定律结合紧密,是电路计算的基础,难度从基础到中等不等。
4.电压与串并联电路电压的规律
1.理解电压的物理意义,知道电压是形成电流的原因,掌握电压的单位;
2.牢记常见电源的电压值;
3.掌握电压表的使用规则及读数方法;
4.牢记串联电路电压规律和并联电路电压规律;
5.能运用电压规律解决简单计算,能设计实验探究串并联电路的电压规律。
1.题型与电流考点类似,覆盖选择、填空、实验、计算,是重点核心考点;
2.电压表的使用与读数、常见电源电压值是基础必拿分点;
3.串并联电路电压规律是实验探究和计算的重点,实验题常考查与电流表实验的对比;
4.常与欧姆定律、电阻考点结合出题,在综合电路计算中占据重要地位,难度中等。
5.电阻和变阻器
1.理解电阻的物理意义,知道电阻的单位;
2.掌握影响导体电阻大小的因素及具体影响规律;
3.了解定值电阻的特点,掌握滑动变阻器的工作原理;
4.学会滑动变阻器的正确使用方法,能分析其在电路中的作用;
5.了解电阻箱的读数方法及与滑动变阻器的区别。
1.题型以选择、填空、实验题为主,难度中等;
2.影响电阻大小的因素是高频考点,常以控制变量法的实验题形式出现;
3.滑动变阻器的使用是重点,尤其是接线方式判断、滑片移动对电路的影响,常结合欧姆定律考查;
4.电阻箱读数偶尔在填空题中考查,属于基础考点;
5.控制变量法的应用是本考点实验题的核心思想。
6.欧姆定律及其应用
1.准确理解欧姆定律的内容及表达式;
2.知道欧姆定律的适用条件;
3.能运用欧姆定律解决串并联电路中的电流、电压、电阻计算问题;
4.掌握伏安法测电阻的实验原理、实验器材、实验步骤、数据处理及误差分析;
5.能分析电路变化问题。
1.本专题的重中之重,题型涵盖选择、填空、实验探究、综合计算,难度从基础到难题均有涉及;
2.欧姆定律的直接应用、伏安法测电阻实验是期末必考内容,伏安法测电阻实验常考查实验设计、故障分析、多次测量的目的;
3.电路动态分析是难点题型,常作为选择题或填空题的压轴题;
4.常与串并联电路的电流、电压规律结合进行综合计算,是区分成绩的关键考点。
知识点01 两种电荷
一、摩擦起电
1.摩擦起电:用______的方法使物体带电叫摩擦起电。原因:不同物质原子核束缚电子的本领不同。
(1)摩擦起电并______创造了电,而是两个物体在摩擦过程中,电子发生了______,它从一个物体转移到另一个物体上,使失去电子的物体带______,得到电子的物体带______。
(2)不同物质组成的物体相互摩擦时,原子核束缚核外电子本领______的夺得电子,原子核束缚核外电子本领______的失去电子。
2.使物体带电的方法还有接触带电与感应带电
(1)______带电:物体和带电体接触后带了电。如带电体与验电器金属球接触使之带电。
(2)______带电:由于带电体的作用,使带电体附近的物体带电。
3.物体带电:摩擦过的物体有______轻小物体的性质,我们就说物体______。带电物体(带电体)
的基本性质:______轻小物体(轻小物体指:碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等)。
4.判断物体是否带电的方法
(1)看物体能否______轻小物体,因为任何带电体都具有吸引轻小物体的性质。
(2)看物体是否会跟其他带电体相互______,因为只有该物体带了电,它才有可能跟其他带电体相互排斥.若相互排斥,这时可以肯定该物体带有与其他带电体相同性质的电荷。
(3)利用验电器,只要物体带电,则当它接触(或靠近)验电器的金属球时,验电器的金属箔都会______一定的角度。
二、两种电荷及其相互间的作用
1.两种电荷:人们通过大量的实验发现,凡是与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引的,必定与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥,由此人们得出自然界中有且只有两种电荷——____________和______。
(1)正电荷:用______摩擦过的______所带的电;实质:物质中的原子失去了电子。
(2)负电荷:用______摩擦过的______所带的电;实质:物质中的原子得到了多余的电子。
2.电荷间的相互作用:同种电荷____________,异种电荷____________。
3.电荷量:电荷的______叫电荷量,简称电量;在国际单位制中,电量单位是______,简称为库,符号是______。
4.中和:放在一起的等量______电荷完全抵消的现象。
(1)如果物体所带正、负电量不等,也会发生______现象。这时,带电量多的物体先用部分电荷和带电量少的物体中和,剩余的电荷可使两物体带同种电荷。
(2)中和______意味着等量正负电荷被消灭,实际上电荷总量保持不变,只是______的正负电荷使物体整体显不出电性。
三、自然界和生活中的静电现象
1.静电:即相对静止不动的电荷,通常指因不同物体之间相互摩擦而产生的在物体表面所带的____________。
(1)静电放电:指具有不同静电电位的物体由于直接接触或静电感应所引起的物体之间静电电荷的______。
(2)自然界的静电现象——闪电:闪电是带有不同电荷的云层在相互靠近时发生的一种______的______现象。
2.生活中的静电现象
(1)干燥的日子里,脱毛衣时会听到“噼啪”声,如果在黑暗处,还会看到闪光,这是由于毛衣与内衣____________而导致的。
(2)塑料梳子梳干燥的头发,越梳越蓬松,这是因为梳子与头发摩擦,使头发带上______电荷相互排斥所致。
(3)穿化纤裤子走路时,裤脚上容易吸附灰尘,是由于____________造成的。
3.静电的应用与防护
(1)应用:静电复印、静电植绒、静电喷漆等。
(2)防护:高大建筑物上安装避雷针,油罐车尾部拖一条铁链等。
知识点02 电路的组成和连接方式
一、电路
1.电路的组成:电路由______、______、______、______四部分组成,缺少或不完整都会影响电路的正常工作。
2.电源:提供电能的装置,将其他形式的能转化为电能。
(1)干电池:干电池是日常生活中使用最多的直流电源,从手电筒、电动玩具、照相机、计算器到家用电器的遥控器,都需用干电池为它们提供电能。
(2)蓄电池:蓄电池也是电池中的一种,它的作用是把有限的电能储存起来,便于在合适的地方使用,如应用于汽车、摩托车、通讯等。
能的转化:蓄电池在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。
3.电路图:用规定的符号表示电路连接情况的图叫做电路图。
二、电路的三种状态
1.通路:正常连接的电路。通路特征是电路中有电流,用电器正常工作。
2.断路(开路):断开的电路。
(1)断路特征:电路中无电流,用电器不工作。
(2)断路原因:开关没闭合,接线处松动,导线断了,用电器损坏等。
3.短路:不经过用电器而直接跟电源的两极相连的电路。短路特征是用电器不工作,电路有很大电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘皮,引起火灾。
三、电路的基本连接方式
1.串联电路:把用电器____________连接起来的电路叫做串联电路。
2.并联电路:把用电器____________的电路,称为并联电路。
3.混联电路:电路中既有串联部分又有并联部分的电路称为____________。
四、实物的电路连接
1.串联电路:连接串联电路实物图较为简单些,只要注意连接时按照某一方向逐个的连接起来就可以了,这里我们通常以电流方向为次序。(在电路中,电源外部的电流方向总是从正极出发,经过各个用电器到达电源的负极)。
2.并联电路:第一步,连接一个电路元件尽可能多的闭合电路,这相当于串联电路的连接,尽可能多的元件连接,减少了后续连接元件的个数,使问题简单些。
第二步,在电路图中找出电流的分、合点,并在实物图中标出相应分、合点,这是致关重要的一步,是你犯错误的根源。
第三步,从分点出发,经过各支路的元件,到达合点,这相当于部分串联电路的连接。
五、串并联电路的判断方法
1.根据电路图判断:电流只有一条路径的则是串联电路;有两条或两条以上路径的则是并联电路。
2.根据电流关系判断
(1)如果通过两个用电器的电流不相等,这两个用电器一定是并联的。
(2)如果通过两个用电器的电流相等,则可能是串联,也可能是并联。
(3)若是不同的用电器则是串联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
3.根据电压关系判断
(1)如果通过两个用电器的电压不相等,这两个用电器一定是串联的。
(2)如果通过两个用电器的电压相等,则可能是串联,也可能是并联。
(3)若是不同的用电器则是并联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
六、串、并联电路的设计
1.串联电路特点
(1)电流只有一条路径,无干路、支路之分。
(2)电流通过每一个用电器,各用电器的工作互相影响,一个用电器因开路停止工作,则所有用电器都不能工作。
(3)开关与用电器是串联的,一个开关控制所有用电器。
2.并联电路特点
(1)电流有两条或两条以上的路径,有干路和支路之分.如上图所示的电路,“+”→“a”与“b”→“-”部分是干路;支路有两条:一条是L1所在的电路,由S1控制,另一条是L2所在的电路,由S2控制; (a、b是各支路两端的连接点,叫节点)。
(2)干路电流在“结点”处分成两条或多条支路电流,每一支路都与电源形成一条通路,各支路中的用电器的工作互不影响,当某一支路开路时,其他支路仍可为通路。
(3)干路上的开关控制整个电路的用电器,支路上的开关只控制本支路上的用电器。
知识点03 电流与串并联电路电流的规律
一、电流
1.电流形成的概念:电荷的定向移动形成电流。
2.电流形成的原因
(1)电流是电荷的____________形成的,在导体中,大量的自由电荷通常情况下做无规则运动,此时不会形成电流,只有当这些自由电荷发生了定向移动才能形成电流。
(2)形成电流的电荷有:正电荷、负电荷,酸、碱、盐的水溶液中是正、负离子,金属导体中是自由电子,球面显示器中电子枪的电子流等。
3.电流的方向:______定向移动的方向规定为电流的方向。
4.电流的大小:物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流,每秒内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大(强)。电流用符号“I”表示,若“Q”表示电荷量,“t”表示时间,则,公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s)。
5.电流的符号和单位
(1)电流:单位时间内通过导体横截面积的电荷量叫电流,用符号______表示。
(2)单位:电流单位是______,简称安,用符号______表示;电流常用单位还有:毫安(mA)、微安(μA);换算关系:1A=1000mA,1mA=1000μA。
(3)电流的三种效应:
①电流的____________,如白炽灯,电饭锅等。
②电流的____________,如电铃等。
③电流的____________,如电解、电镀等。
二、电流表
1.电流表:用来测量电流大小的仪表叫电流表。特点:其内阻____________,接入电路中不影响电路中电流大小。
2.电流表的使用规则
使用规则
违反使用规则的后果
要使电流表串联在被测电路中
如果跟被测电路并联会造成短路,轻则会使被测电路中的用电器不工作,重则烧坏电流表和电源,此时电流表示数不等于通过用电器的电流
要让电流从电流表“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
如果“+”“一”接线柱接反,则电流表的指针反向偏转,不仅测不出电路,指针还会被打弯,损坏电流表
被测电流不能超过电流表的量程
如果被测电流超过电流表的量程,则指针偏转的角度过大,指针会被打弯,甚至会烧坏电流表
绝对不能把电流表不经过其他用电器直接接在电源的两极上
电流表可以看做一根导线,若把电流表直接连接到电源的两极上,会造成短路,烧坏电流表,甚至有可能烧坏电源
3.电流表的读数方法
(1)确定量程,看清选用的是哪个量程,从而知道电流表可以测量的最大电流是0.6A还是3A。
(2)确定分度值,根据所使用的量程,看清每一大格表示的电流值,认清每一大格又分成多少小格,确定每一小格表示的电流值是多少,如果使用0-0.6A量程,则每一小格是0.02A,如果使用0-3A量程,则每一小格是0.1A。
(3)接通电流后,当指针稳定后(不再左右摆动时)读数,看清指针一共转过多少小格,用每一小格代表的电流值乘以格数即是被测的电流,即I=分度值×小格数。
三、串、并联电路的电流规律
1.串联电路的电流规律
(1)从理论上分析,经过电路中各个部分的电荷,不会消失,也不会凭空增加,所以单位时间内经过串联电路各处的电荷一样多,也就是说串联电路中电流____________,表达式为____________。
(2)无论串联电路中的用电器规格是否相同,只要串联,通过电路的电流处处相等;
2.并联电路的电流规律:电流和水流相似,我们以水流为例,从干渠里流出来的水分支后,由于每一条支路上的水流都是从干渠里流出来的,所以每一条支路上的水流都比干渠中的水流少,同理,在并联电路中,每一条支路中的电流都比干路中的电流小,所以并联电路有分流的特点,也就是说在并联电路中,干路电流等于____________,表达式为:I=____________。
知识点04 电压与串并联电路电压的规律
一、电压
1.电源是提供电压的装置,电压是形成电流的原因。
2.形成持续电流的条件:一是电路中有______(或电路两端有电压);二是电路为______(或电路是闭合的)。
电路中有电流时______有电压;有电压时却____________有电流,关键是看电路是不是通路。
3.电压的单位
(1)国际单位:伏特;简称:伏;符号:______。
(2)常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。
(3)换算关系:1kV=103V;1V=103mV;1mV=103μV。
二、电压表
1.电压表是测量电压的仪表,表盘中央标有字母V。
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。
3.电压表的连接规则
(1)与被测电路______。
(2)电流从正接线柱______,负接线柱______。
(3)被测电压不能超过电压表使用的量程.为读数精确,能使用小量程时不使用大量程。
(4)电压表直接接在电源两极时,所测电压为电源电压。
4.电压表的使用规则
(1)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。
(2)电压表应与被测电路______。
(3)通过电压表的电流方向为红接线柱(+)入,黑接线柱(-)出。
(4)电压表可以直接接到电源两极上,所测电压为电源电压。
5.试触:如果不知道被测电压的大约值,采取______的方法。
(1)反向偏转:说明电压表正负____________了。
(2)正向偏转角度很小:说明电压表____________了。
(3)正向偏转到最大刻度之外:说明电压表____________了。
三、串、并联电路的电压规律
1.串联电路的电压规律:串联电路中总电压等于各部分电路电压之和;数学表达式:U=____________。
2.并联电路的电压规律
(1)并联电路中各支路两端的电压相等,等于总电压。
数学表达式:U=____________
(2)对比记忆:
串联电路电压规律:总电压等于各部分电路电压之和。
串联电路电流规律:处处相等。
并联电路电压规律:各支路两端电压相等,等于总电压。
并联电路电流规律:干路电流等于各支路电流之和。
知识点05 电阻和变阻器
一、电阻概念
1.电阻定义:电阻是导体对电流的阻碍作用的大小.
2.电阻单位:欧姆.简称:欧.符号:______,其他单位:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ);换算:1MΩ=______kΩ;1kΩ=______Ω。
3.电阻是导体本身的一种性质,与电压、电流无关,与________________________等四个因素有关。
二、影响电阻大小的因素
1.影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度。
2.控制变量法:物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫____________。
三、电阻的串联
1.电阻串联的实质是增加了导体的______,因此串联电路的总电阻比任何一个分电阻都______。
2.串联电路的总电阻等于各分电阻______,公式:R=R1+R2。
3.串联电路的任何一个分电阻增大,总电阻就随着增大。
4.n个阻值相同的电阻串联,总电阻等于nR。
5.在串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电路电压之和。
6.串联电路中,电压与电阻成正比。
四、电阻的并联
1.电阻的并联实质是增大了导体的____________,所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻______。
2.并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,公式:。
3.并联电路中任何一个分电阻增大,总电阻也随之增大。
4.n个阻值相同的电阻并联,总电阻等于。
五、认电变阻器
1.定义:__________________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)。
六、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.接线规则:一上一下。
4.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。
5.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;
6.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。
7.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。
8.滑动变阻器的使用:滑动变阻器要______在电路中,电路中的电流____________铭牌上标记的电流值;闭合开关前应把滑片移至阻值____________,即远离下端使用的接线柱。
七、电阻箱
1.分类:旋盘式电阻箱、插塞式电阻箱。
2.优缺点:能够读出具体电阻值,不能连续改变电阻。
3.电阻箱的读数
旋钮式:用三角标志所对的数字乘以下面的倍数,然后把他们相加。
插块式:把拔掉的塞子对应的电阻线阻值相加。
知识点06 欧姆定律及其应用
一、欧姆定律
1.欧姆定律内容:导体中的电流与导体两端的电压成______,与导体的电阻成______。
2.欧姆定律公式:。
公式变形
(1):电阻等于电压与电流的比值;电阻是导体本身的性质,与电压、电流无关。
(2)U=IR:电压等于电流与电阻的乘积;电压与电流、电阻无关。
二、欧姆定律的应用
1.电流规律
串联:I=I1=I2串联电路电流处处______。
并联:I=I1+I2并联电路干路电流等于各支路____________。
2.电压规律
串联:U=U1+U2串联电路总电压等于各部分电路两端____________。
并联:U=U1=U2并联电路各支路两端电压相等,等于____________。
3.电阻规律
串联:R=R1+R2串联电路总电阻等于分电阻之和。
并联:并联电路总电阻的倒数等于各分电阻____________。
4.比例规律
串联:串联电路中电压与电阻成______。
并联:I1R1=I2R2并联电路中电流与电阻成______。
⑤欧姆定律: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。
题型一 两种电荷
解|题|技|巧
题型类别
解题关键
技巧要点
判断物体带电情况
“排斥”的唯一性;“吸引”的双重可能
1. 以已知带电体(如玻棒、橡胶棒)为参照;
2. 排斥→同种电荷;
3. 吸引→异种电荷或不带电;
4. 多物体相互作用时,优先用“排斥”锁定结论
摩擦起电实质分析
电子转移;原子核对电子束缚能力差异
1. 记常见物体束缚能力:毛皮<橡胶棒,丝绸>玻璃棒;
2. 电子从束缚弱的物体转移到束缚强的物体;
3. 失电子带正电,得电子带负电
验电器相关问题
同种电荷相互排斥;验电器的功能边界
1. 工作原理:同种电荷相互排斥;
2. 箔片张开→带电,不张开→不带电;
3. 判断电荷种类:需结合已知带电体,张角变大→同种,先合后开→异种
导体与绝缘体区分
是否有大量自由电荷;应用场景差异
1. 常见导体:金属、人体、大地、酸碱盐溶液;
2. 常见绝缘体:塑料、玻璃、橡胶、干燥木棒;
3. 二者无绝对界限,条件(如潮湿)可转化
通用解题思路
定参照、抓现象、避误区
1. 明确已知带电体性质;
2. 结合排斥/吸引/箔片变化等现象推理;
3. 警惕“吸引=异种电荷”“摩擦创造电荷”等误区
【典例1】(24-25八下·宁夏固原泾源县·期末)在下面电学中的几个小实验,说法正确的是( )
A.甲图将气球在小女孩头发上摩擦后,头发会飘起来,因为气球带电,头发不带电
B.乙图用毛皮摩擦的橡胶棒靠近另一根橡胶棒,它们相互排斥说明另一根橡胶棒带负电
C.图丙,用带正电的金属棒接触原来不带电的验电器的金属球,金属箔由于得到电子而张开一定的角度
D.丁图用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管一端,发现吸管向玻璃棒靠近,说明吸管一定带负电
【变式1】(24-25八下·陕西咸阳三原县·期末)如图是一种静电除尘掸,打扫卫生的时候用掸子头在物体表面摩擦就可以轻松地将灰尘和头发等吸附起来,避免扬尘。下列有关说法正确的是( )
A.掸子头与物体摩擦过程中创造了电荷
B.掸子头与物体摩擦后能吸引轻小物体
C.掸子头能够吸附灰尘和头发,与验电器的原理相同
D.掸子头与物体摩擦后能吸附灰尘,说明灰尘带了异种电荷
【变式2】(23-24九上·河南内黄县实验中学·期末)如图所示的懒人沙发“爆炸”了,裤腿上粘满了泡沫颗粒,拍打也不好使。粘在腿上的原因是由于摩擦,泡沫颗粒带了电荷,而带电体具有 的性质。如何去掉裤腿上的小泡沫球难住了她,请帮她写出一个去掉裤子上泡沫球的方法 。
题型二 电路的组成和连接方式
解|题|技|巧
题型类别
解题关键
技巧要点
电路组成与状态判断
四部分作用 + 三种状态核心特征
1. 组成:电源(供电)、用电器(耗能)、开关(控制)、导线(导电);
2. 状态:通路(有电流)、断路(无电流)、短路(电源正负极直接连,危险)
串并联电路区分
电流路径 + 用电器工作独立性
1. 电流法:无分支→串联,有分支→并联;
2. 拆除法:拆一个其余不工作→串联,仍工作→并联;
3. 开关法:单开关控全部→串联,支路开关控局部→并联
电路图与实物图互画
元件对应 + 连接规则 + 顺序一致
1. 按 “正极→元件→负极” 顺序连接;
2. 电表 “正进负出”,滑动变阻器 “一上一下”;
3. 导线不交叉,节点清晰,串并关系与原图一致
基础电路故障分析
电流有无 + 用电器工作情况
1. 无电流(灯不亮、电表无示数)→断路(接触不良、开关断开);
2. 有电流灯不亮→短路(用电器被导线短路);
3. 并联支路故障不影响其他支路
【典例1】按要求作图:
(1)如图所示,根据电路图,用笔画线代替导线连接实物图;
(2)如图所示,根据实物图在方框里画出对应的电路图。
【变式1】(23-24九上·广东梅州兴宁宋声学校·期末)如图所示的电动自行车使用时必须先插入钥匙,然后转动调速把手,自行车才能前进,如果不插入钥匙,即使转动调速把手,自行车也不能启动;反之,插入钥匙而不转动调速把手,自行车也不能启动。从钥匙所起的作用来看,钥匙相当于电路中的 ;分析上面信息可知,钥匙与调速把手的连接方式为 ;充电过程中,电池相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”)。
【变式2】(24-25九上·四川巴中恩阳区群乐初级中学·期末)抽油烟机有两个开关,使用时,有时需要照明灯和排气扇同时工作,有时需要它们独立工作,如图所示的电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
题型三 电流与串并联电路电流的规律
解|题|技|巧
题型类别
解题关键
技巧要点
电流表的使用与读数
量程选择+接线规则+分度值判断
1. 量程选择:先试触,不超量程(0~0.6A 分度值 0.02A,0~3A 分度值 0.1A);
2. 接线:“正进负出”,串联接入电路;
3. 读数:先看量程,再读大格 + 小格数
串并联电路电流规律应用
牢记规律公式+电路连接方式判断
1. 串联:I=I1=I2=…(各处电流相等,任一处电流代表总电流);2. 并联:I=I1+I2+…(干路电流 = 各支路电流之和);
3. 先判断电路连接方式,再套用规律计算
电流规律实验探究
实验设计+数据处理+误差分析
1. 实验器材:电源、开关、不同规格灯泡、电流表、导线(避免用相同灯泡,排除特殊性);
2. 数据处理:多次测量找普遍规律(非求平均值);
3. 误差分析:电流表量程选大、导线有电阻导致读数偏小
电路动态电流分析(滑片 / 开关变化)
先判电阻变化→再用规律 / 欧姆定律推导
1. 串联:某电阻变大→总电阻变大→总电流变小(各支路电流同步变化);
2. 并联:支路电阻变化→本支路电流变化,其他支路电流不变→干路电流随变化支路改变;
3. 结合滑动变阻器接线柱判断电阻变化趋势
【典例1】某实验小组“探究并联电路电流的关系”的实验,电路图如图甲所示。
实验次数
1
2
3
电流
0.12
0.12
0.18
电流
0.18
0.30
电流
0.36
0.30
0.48
(1)按图甲连接电路时,开关S应该 (选填“断开”或“闭合”)。在闭合开关前,观察电流表,发现指针指在如图乙所示的位置,他接下来的操作应该是 ;
(2)正确连接后,他在第一次实验电流表接在B处时,发现电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 ;
(3)换不同规格的灯泡进行多次实验,并把实验数据记录在表格中。分析表中数据,可得出并联电路电流规律的表达式为 (用表示),该实验多次测量的目的是 (选填“A”或“B”)。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
【变式1】(23-24九上·广东梅州兴宁宋声学校·期末)如图甲所示,这是部分不同物品的原子核对电子束缚能力强弱的排序图,梳子与图中的 摩擦最容易起电,且它们摩擦后梳子带 电。如图乙所示,将与毛皮摩擦过的梳子接触原来不带电的验电器的金属球,接触瞬间电流的方向是 (选填“从梳子到金属球”或“从金属球到梳子”)。
【变式2】(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)如图所示,标有“2.5V 0.3A”的灯泡L1和标有“6V 0.15A”的灯泡L2连接成 联电路,电源电压可调节。闭合开关S,使电源电压从0V逐渐增加,先正常发光的灯泡是 (选填“L1”或“L2”)。
题型四 电压与串并联电路电压的规律
解|题|技|巧
题型类别
解题关键
技巧要点
电压表的使用与读数
量程选择+接线规则+分度值判断
1. 量程选择:试触法(0~3V 分度值 0.1V,0~15V 分度值 0.5V),不超量程;
2. 接线:“正进负出”,并联在被测用电器两端(不能串联);
3. 读数:先确定量程,再累加大格与小格数值
串并联电路电压规律应用
牢记规律公式+电路连接方式判断
1. 串联:U=U1+U2+…(总电压=各用电器两端电压之和,某用电器断路则测电源电压);
2. 并联:U=U1=U2=…(各支路电压=电源电压,与支路数量无关);
3. 先判电路连接方式,再套用规律计算
电压规律实验探究
实验设计+数据处理+误差分析
1. 实验器材:电源、开关、不同规格灯泡、电压表、导线(避免相同灯泡,保证结论普遍性);
2. 数据处理:多次测量排除偶然误差,总结普遍规律;
3. 误差分析:电压表量程过大、导线分压导致读数偏差
电路动态电压分析(滑片 / 开关变化)
先判电阻变化→再用规律推导电压分配
1. 串联:某电阻变大→其两端电压变大,其他电阻两端电压变小(总电压不变);
2. 并联:支路电阻变化→本支路电压不变(等于电源电压),其他支路电压不受影响;
3. 结合滑动变阻器接线柱判断电阻变化,再分析电压分配
【典例1】(24-25九上·河北石家庄二十八中·期末)如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.当开关S1、S2都闭合时,电流表将被烧坏
B.只闭合开关S1时,电压表将被烧坏
C.当开关S1、S2都闭合时,灯L1亮、灯L2不亮
D.只闭合S1发现两只灯泡都亮,但电压表无示数,可能电压表短路
【变式1】小华和小明在做“探究串联电路电压的规律”实验时,设计了如图甲所示的电路。
(1)接通电路前,小明发现电压表的指针偏转如图乙所示,接下来他要进行的操作是 。
(2)如图甲所示,小明在测量小灯泡两端电压时,闭合开关,发现两灯泡都不发光,电压表的示数为0,已知电路中只有一处故障,则该电路故障可能是 。
(3)小华要用电压表测量小灯泡两端的电压,连接的实物电路如图丙所示,图中有一根导线连接错误,请你在接错的导线上打“”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(4)排除故障后,小明完成实验,将数据记录在表中。分析实验数据,得出两个实验结论:
①串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和;
②串联电路中,各用电器两端电压相等。
1.4
1.4
2.8
(5)实验中,为了避免偶然因素的影响,我们可以采用下列两种方法之一来重复实验:①改变电池节数;②更换其中一个小灯泡(规格不同)。本实验中,为了避免结论的错误,最好采用方法 (选填“①”或“②”)。
(6)小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路,在测量小灯泡两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点并把接线改接到C接点上,这个方法 (选填“能”或“不能”)测出小灯泡两端的电压,理由是 。
【变式2】(23-24九上·广东梅州兴宁宋声学校·期末)一节新干电池能提供的电压为 V;生日聚会时,人们常用小彩灯来装饰,现将12个相同的小彩灯串联使用,每个小彩灯只有在0.5V的电压下才能正常发光,要使每个小彩灯都正常发光,电路两端所加的总电压应为 V;若电路所需的电压由新干电池提供,要达到这个电压值,需要 节新干电池串联。
题型五 电阻和变阻器
解|题|技|巧
题型类别
解题关键
技巧要点
电阻大小影响因素判断
控制变量法+四因素(材料、长度、横截面积、温度)
1. 牢记:材料、温度相同时,长度越长电阻越大,横截面积越大电阻越小;
2. 温度影响:金属电阻随温度升高而增大(如灯丝),半导体相反;
3. 比较电阻时需控制无关变量,避免单一因素判断
滑动变阻器的使用与电路分析
接线规则+滑片移动对电阻、电路的影响
1. 接线:必须 “一上一下”(接上面两接线柱→电阻为 0,接下面两接线柱→电阻最大且不变);
2. 电阻变化:滑片靠近下接线柱→接入电阻变小,远离则变大;
3. 电路作用:保护电路(闭合开关前滑片移至最大电阻处)、改变电路电流、用电器两端电压
电阻箱读数
倍数对应+数值累加
1. 先看每个旋钮对应的 “倍数”(×1、×10、×100 等);
2. 读取每个旋钮指示的数字,乘以对应倍数后相加;
3. 注意单位(Ω),无需估读
控制变量法实验探究(影响电阻大小的因素)
变量控制+数据处理+结论总结
1. 实验设计:每次只改变一个变量(如研究长度时,保持材料、横截面积、温度不变);
2. 数据处理:对比不同组数据,归纳变量与电阻的关系;
3. 结论表述:“在 ×× 条件下,导体的电阻与 ×× 成正比/反比/有关”
变阻器在动态电路中的应用
先判电阻变化→再推导电流、电压变化
1. 串联电路:滑动变阻器电阻变大→总电阻变大→总电流变小→定值电阻两端电压变小,变阻器两端电压变大;
2. 并联电路:滑动变阻器电阻变化→本支路电流变化,其他支路不受影响→干路电流变化;
3. 结合欧姆定律和串并联规律综合分析
【典例1】在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,老师引导同学们做了如下实验:
编号
材料
长度/m
横截面积
灯泡亮度
a
铜丝
1
1
较亮
b
镍铬合金丝
1
0.5
最暗
c
铜丝
1
0.5
较暗
d
铜丝
0.5
1
最亮
(1)猜想:导体电阻可能与导体材料、横截面积、 等有关。
(2)实验时,同学们用图甲的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B之间,探究情况如表:当选用 (填编号)两根金属丝时,可探究导体电阻跟导体横截面积的关系,得到的结论是 。
(3)如图乙的实验,可探究导体电阻与 是否有关。
(4)实验中,是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种方法在物理学中被称为 法。本实验中还用到了另一种物理探究中常用的方法: 法。
【变式1】(24-25九上·海南三亚南滨中学·期末)如图为小明同学设计的调光灯模拟实验电路图。使用过程中要使灯泡变亮,滑片P应向 (填“A”或“B”)端移动;滑动变阻器原理是通过改变连入电路的电阻丝的 来改变电阻。(选填:材料、长度或横截面积)
【变式2】(23-24九上·广东梅州兴宁宋声学校·期末)阅读下列短文,回答问题。
热阻
当物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递。热传导是热传递的一种方式,物体对热量的传导有阻碍作用,称为热阻,用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比,与垂直传导方向的横截面积S成反比,还与物体的材料有关,关系式为 式中λ称为材料的导热系数,不同材料的导热系数一般不同。
为了保温,房屋的墙壁往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境,另一侧是低温环境,墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增(或递减),则在墙壁中能形成稳定的热量流动,单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比,与墙壁的热阻成反比。
(1)同种材料的导体,长度一定时,导体的横截面积越大,电阻越 ;电阻值为0的材料称为 ;
(2)同一物体发生热传导的条件是物体的不同部分之间存在 ;热量传导过程和电流相似,温度差相当于电路中的 (选填“电流”或“电压”);
(3)同样形状的材料,导热系数越大,热阻 (选填“越大”或“越小”);
(4)如图所示,长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、1.5L、3L,当热量从左向右流动时,铝块的热阻为R1,热量从下向上流动时,铝块的热阻为 R2,则(选填“>”“<”或“=”)。
题型六 欧姆定律及其应用
解|题|技|巧
题型类别
解题关键
技巧要点
欧姆定律公式直接应用(计算I/U/R)
公式变形+单位统一+纯电阻电路适用
1. 核心公式:(变形U=IR、),仅适用于纯电阻电路(电能全部转化为内能);
2. 单位统一:U用V、I用A、R用Ω;
3. 解题步骤:先明确已知量→选择对应公式→代入数据计算→验证结果合理性
伏安法测电阻实验(原理/操作/数据处理)
实验原理()+ 器材使用+误差分析
1. 实验器材:电源、开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表(串联)、电压表(并联)、导线;
2. 操作要点:滑动变阻器“一上一下”接线,闭合开关前滑片移至最大电阻处(保护电路);
3. 数据处理:多次测量求平均值(减小误差),记录多组U、I数据计算R;
4. 误差分析:电流表内接→R测量值偏大,外接→R测量值偏小(因电表分压/分流)
电路动态分析(滑片/开关变化)
先判电阻变化→再用欧姆定律+串并联规律推导
1. 串联电路:某电阻变大→总电阻变大→总电流变小→定值电阻U=IR变小,电源电压不变则另一电阻U=U总-IR变大;
2. 并联电路:支路电阻变化→本支路电流变化(,U=电源电压不变),其他支路不受影响→干路电流变化;
3. 关键逻辑:“电阻变化”是起点,“欧姆定律”是桥梁,“串并联规律”是依据
电路故障分析(电表异常/用电器不工作)
现象对应原因+欧姆定律反向推理
1. 电流表无示数:电路断路(如导线断开、开关未闭合)或电流表短路;
2. 电压表无示数:被测用电器短路,或电压表接线柱接触不良、与电源断开;
3. 电压表有示数(接近电源电压)、电流表无示数:被测用电器断路(电压表串联接入电路,电流极小);
4. 灯不亮、电流表示数大:灯泡短路
串并联电路综合计算(含多电阻/比例问题)
先简化电路→明确串并联关系→分段计算
1. 简化电路:去掉电压表(视为开路)、电流表(视为短路),判断电阻串并联关系;
2. 串联:R=R₁+R₂,电流处处相等,电压分配与电阻成正比(U₁:U₂=R₁:R₂);
3. 并联:,电压相等,电流分配与电阻成反比(I₁:I₂=R₂:R₁);
4. 比例问题:利用串并联规律推导比例关系,避免复杂计算
欧姆定律实验探究(电流与电压/电阻的关系)
控制变量法+实验设计+结论表述
1. 探究“电流与电压的关系”:控制电阻不变,改变电压(滑动变阻器),结论“电阻一定时,电流与电压成正比”;
2. 探究“电流与电阻的关系”:控制电压不变(滑动变阻器调节),更换不同电阻,结论“电压一定时,电流与电阻成反比”;
3. 注意:结论需注明“控制变量”,避免绝对化表述
【典例1】阅读短文,回答问题。
蓝牙测温手环
图甲为蓝牙测温手环,该手环产品型号参数等信息如下表所示。测温手环主要由温度传感模块、蓝牙模块、电源模块三个部分组成。
温度传感模块中,对温度敏感高的热敏电阻接入电路(图丙),佩戴手环时,导热金属片使热敏电阻温度升高阻值变化,电路中电流变大。测温芯片能根据电路中电流大小算出热敏电阻的温度,并显示到液晶屏上。蓝牙模块通过无线网络将温度数据传送给数据中心,实现对体温的监控。
为了降低手环的功耗,延长工作时间,手环还配有智能休眠仓,如图乙所示,手环是依靠内置的霍尔元件实现“休眠”的,霍尔元件是一种对磁场敏感的电子元件,当它周围存在较强的磁场时,它可以断开手环的电路。因此,这类手环的智能休眠仓下面需要预埋一个磁体。
产品型号
SHO6T
连续使用时间
6天
电池容量
72mA·h
(1)测温手环中, (选填“温度传感”“蓝牙”或“电源”)模块将温度数据传送给数据处理中心,实现对体温的实时监测;霍尔元件在测温手环的电路中相当于 (选填“开关”“电源”或“用电器”)。
(2)小明利用热敏电阻设计了如图丁所示的模拟测温报警电路:电源电压为18V,报警器(电阻不计)通过的电流超过10mA时就会报警,电阻箱最大阻值为999Ω,热敏电阻阻值随温度T的变化关系如图戊所示。在37℃时,热敏电阻的阻值为500Ω。
①要求:当所测温度达到或超过37℃时,系统报警。按照下列步骤调试电路:
a.电路接通前,应先将滑动变阻器滑片置于b端,再将电阻箱调到 Ω。
b.将开关S向c端闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至 。
c.保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关S向另一端闭合,报警系统即正常使用。
②如果使用一段时间后由于电源电压的降低,报警温度将会 (选填“偏低”“偏高”或“不变”),这时应将滑动变阻器阻值 (选填“调大一些”或“调小一些”)。
【变式1】如图甲所示,电源电压一定,已知定值电阻。闭合开关,滑动变阻器的滑片从最左端滑至最右端的过程中,电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值之间的关系如图乙所示。
(1)电源电压是多大?
(2)当电流表示数时,滑动变阻器接入电路中的阻值为多少?
(3)当电流表示数为时,定值电阻和滑动变阻器两端的电压之比为多少?
【变式2】如图所示的电路中,电阻的阻值为,电源电压不变。当断开,闭合时,电流表的示数为;断开,、闭合时,电流表的示数为。求:
(1)电源电压;
(2)的阻值;
(3)当闭合,、断开时电流表的示数。
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25九上·山西太原·期中)“金陵金箔”是国家级非物质文化遗产,金箔轻薄柔软,无法用手直接拿取。如图所示,工匠手持羽毛来回轻扫纸垫后,再将羽毛靠近绝缘工作台上的金箔,即可吸起金箔,对此过程分析正确的是( )
A.羽毛与纸垫摩擦创造了电荷
B.羽毛与纸垫摩擦后带上了同种电荷
C.羽毛带电,吸引不带电的金箔
D.羽毛与金箔带同种电荷而相互吸引
2.如图,比较电流表读数的大小,下列正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25九上·甘肃酒泉第七中学·期末)有2Ω和6Ω两个电阻串联在电路中,若2Ω的电阻两端的电压是4V,则通过6Ω电阻的电流和其两端的电压分别是( )
A.2A、6V B.6A、12V C.2A、12V D.0.5A、3V
4.(23-24九上·河南内黄县实验中学·期末)进入九年级,小付同学开始学习电学,老师强调首先要概念清晰。以下是他对电流、电压、电阻的理解,说法正确的是( )
A.电源不变,电路中的电流就不会变
B.电荷的移动就能形成电流
C.一段导体没有接入电路时,电压电流都为0,所以电阻也为0
D.没有“某点的电压”这种说法,只能说两点之间的电压或某某两端的电压
5.(24-25九上·广东汕头潮阳区灶浦第一初级中学·期末)小明在探究怎样使两个灯泡亮起来时,连接了如图所示的电路,分析该电路可知,灯L1、L2的连接方式是 ,该电路存在的缺陷是 。
6.(24-25九上·湖南衡阳衡南县冠联合学校·期末)如图所示,图甲中发光二极管具有 向导电性;图乙中的电路,形成电流的自由电子的移动方向是 (填“从A到B”或“从B到A”)。
7.(24-25九上·陕西西安阎良区第一中学·期末)物理实践活动中,小东利用如图甲所示的电位器和灯泡制作了一个可调节亮度的小台灯,实物电路如图乙所示。电位器是通过改变接入电路中导体的 来改变其接入电路中的电阻,从而调节灯泡亮度的;图乙电路中,闭合开关后,顺时针旋转滑片,灯泡的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”,下同),若只将电位器的电阻片更换为同一材料、长度相同、横截面积更大的电阻片,然后闭合开关,将滑片旋转到相同位置,将观察到灯泡的亮度比更换之前的亮度 。
8.(24-25九上·贵州黔西南州金成实验学校·期末)小阳根据所学知识设计了如图所示的电子量角器,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻RMP与滑片OP旋转角度θ成正比,当测量180°角时电压表为2V。在测量时随着所测角度θ增大,电压表示数 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
9.(24-25九上·广东茂名茂南区茂名龙岭学校·期末)小明选用两只规格相同的灯泡连接如图甲的串联电路,使用电压表和电流表进行探究串联电路电流、电压特点。
(1)闭合开关S后,发现灯L1发光,L2不发光。同学们有以下几种猜想:①L2灯丝断了;②L2短路;③灯L2也工作,但L2中电流比L1中电流小。以上猜想中正确的有 。(填序号)。
(2)为了寻找“串联电路的电流关系”,把 表分别接入图中A、B、C各点,闭合开关前,发现其中一个电表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是 。
(3)正确实验操作后,测得A、B、C三处的电流记IA、IB、IC,测得AB、BC、AC两点间的电压。UAB、UBC、UAC。下列说法正确的是_______。
A.IA>IB>IC B.IA<IB<IC
C.UAB=UBC=UAC D.UAC=UBC+UAB
(4)为了使结论更有普遍性,可采用的方法是:__________。
A.换用不同规格灯泡多次实验 B.重新连接电路多次实验
10.(24-25九上·山西忻州岢岚县多校·期中)项目化小组想探究食盐水溶液的导电性与哪些因素有关。他们猜想:食盐水溶液的导电性可能与溶液的浓度有关。为验证猜想,设计了如图甲所示的电路,将保持一定距离的A、B两金属片,插入质量一定、浓度不同的溶液进行探究。实验数据记录如下表。请你解答:
(1)此实验通过 来反映食盐水溶液导电性的;
(2)根据表中数据在图乙中作出对应的图象;
食盐水浓度/%
0
5
10
15
20
25
电流表示数/A
0.02
0.10
0.16
0.20
0.24
0.26
(3)分析表中数据和图象,获取的结论是 ;
(4)老师认为该小组的实验发现很有价值,还可以继续进行探究,请你提出一个可探究的问题: ?
11.(24-25八下·江西宜春丰城梅林中学·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,均为定值电阻,其中。当开关闭合,开关断开,滑动变阻器的滑片P移至最左端时,电压表的示数为10.0V,电流表的示数为0.40A。
(1)求电阻两端的电压;
(2)求电阻的阻值。
12.(23-24九上·吉林吉林亚桥中学·期末)如图,R1阻值为10Ω,开关S闭合后电流表A的示数为2.5A,电流表A1的示数为1.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
13.(24-25九上·广东汕头潮阳区灶浦第一初级中学·期末)如图所示,在电路中两个规格完全相同的小灯泡L1,L2,闭合开关S后,L1,L2两端的电压分别为U1、U2,通过电流分别为I1、I2,则下列说法正确的是( )
A. I1≠I2
B. I1= I2
C. U1≠U2
D.若L1灯丝烧断,灯L2仍能正常发光
14.(21-22九上·北京西城区·期末)关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A.自由电子定向移动的方向与电流方向相反 B.电路两端有电压,电路中一定有电流
C.导体电阻的大小是由电压和电流决定 D.只有正电荷的定向移动能形成电流
15.(23-24九上·广东梅州兴宁宋声学校·期末)将光敏电阻R、定值电阻R₀、电流表、电压表、开关和稳压电源连接成如图所示的电路,光敏电阻R的阻值随光照强度的增强而减小,闭合开关,当光照强度逐渐减弱时,下列说法正确的是( )
A.电流表和电压表示数均变小
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表和电压表示数均变大
16.(23-24九上·江苏盐城射阳县实验初级中学·期末)如图,这是在一次实验时某同学连接的一个电路,当闭合开关后发现两灯泡都不亮,检查发现电路出现了 (断路/短路)。解决方法有二种:一可以去掉 导线,将电路改成了串联电路;二可以去掉FG导线,再连接 导线,将电路改成并联电路。
17.(2025·吉林省松原市·模拟)人接触汽车有时会被“电”一下,这个“电”主要来自于汽车行驶时与空气的 ,手拿如图甲所示的静电消除器接触汽车,消除器中的LED灯发光,若瞬间电流方向是由消除器流向汽车,则汽车带的是 电荷;如图乙所示,某手机移动电源(俗称充电宝)有两个输出端,通过电源线可以单独或同时为手机充电,这两个输出端的连接方式是 联;用移动电源为手机充电时,手机相当于电路中的 。
18.(24-25九上·湖南衡阳船山实验中学·期末)如图所示,电阻R1和R2串联接在AB两端,电压表并联接在R1两端。已知R1=10Ω,R2=20Ω,电压表示数为3V,则通过R1的电流I1= A,AB两端的电压U= V。
19.(24-25九上·广东汕头潮阳区谷饶实验学校·期末)在探究串联电路中电压规律的实验中,小鑫同学将小灯泡L1、L2串联后接到电源上,如图甲所示。
(1)闭合开关S前,发现电压表的指针偏转如图乙所示,原因可能是 ;
(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______(填字母);
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
(3)实验中发现两个串联的小灯泡,一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是______(填字母);
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了
(4)小鑫改变电源电压和小灯泡进行三次实验,测量的数据分别如下表。第3次实验BC间的电压值如图丙所示,为 V。在分析数据时小鑫发现,第二组的实验数据结论和其他两组不一样,小鑫分析该组数据后发现有一个数据记录错误;纠正错误后,正确数据为 V;
次数
AC间的电压/V
AB间的电压/V
BC间的电压/V
1
1.4
0.7
0.7
2
2.8
5.0
1.7
3
4.0
1.4
(5)实验结束后, 小鑫应先断开开关,拆除 (选填“电源”或“灯泡”)两端的导线后,再拆除其他导线并整理器材。
20.小明实验小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压恒为6V,电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器一个、导线若干。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物图连接完整(要求:向右移动滑片,电流表的示数变小);
(2)连接好电路,闭合开关前滑动变阻器滑片置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)实验中多次改变R的阻值,正确操作,记下电流表的示数,得到如图丙所示的I—R图像;
①小明分析图像得出了“电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比”的结论,他得出该结论的依据是:
②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,用10Ω的电阻接入电路,保持滑片P不动,闭合开关,发现电压表的示数大于3V,接下来他的正确操作是: ;
(4)为完成整个实验,应该选取的滑动变阻器最大阻值不小于 Ω;
(5)完成实验后,该小组又设计了如图所示的电路测量未知电阻Rx,电源电压未知且保持不变,已知定值电阻的阻值为R0
请将以下实验步骤补充完整。
①闭合S1、断开S2时,电压表的示数为U1
② ,电压表的示数为U2
③电阻Rx= (用U1、U2、R0表示)。
21.(23-24九上·安徽宣城第六中学·期末)新房装修时,工人经常用普通量角器测量一些角度,不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为,电压表的量程为,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻与指针旋转角度成正比,电源电压恒为6V,为电阻箱。将滑片OP旋转至M处,调节的阻值,使电路中电流为0.5A。
(1)求电阻箱接入电路的阻值;
(2)调节为时,电流表示数为0.3A,求此时电压表示数;
(3)为能满足测量的要求,重新调节电阻箱,求满足要求的最小阻值。
期末综合拓展练(测试时间:5分钟)
22.(23-24九上·湖北武汉青山区·期末)小明在研究并联电路的电流规律时,根据如图所示电路图连接好电路,并闭合开关S和S1。电源电压不变,当他再闭合开关S2时,电流表示数变化正确的是( )
A.电流表A1的示数变大
B.电流表A的示数变小
C.电流表A与电流表A2的示数差值不变
D.电流表A与电流表A1的示数差值不变
23.(24-25九上·陕西西安阎良区第一中学·期末)如图1所示是甲、乙两个定值电阻的I﹣U图像,将甲、乙两电阻分别按图2和图3方式接入电路,以下有关说法正确的是( )
A.电阻甲的阻值大于电阻乙的阻值
B.图2电路中,闭合开关,甲、乙两端电压比U甲:U乙=2:1
C.图2电路中,闭合开关,当通过甲的电流为0.2A时,电源电压为3V
D.图3电路中,闭合开关,当电源电压为1V时,干路电流为0.5A
24.(23-24九上·辽宁盘锦兴隆台区·期末)如图甲所示的电路中,电流表A1示数如图乙所示,电流表A2指针位置与A1相同,则通过小灯泡L2的电流是 A。图丙的电路中电压表V2测量的是 (填“电源”、“L1”或“L2”)两端的电压;若两电压表指针位置也相同,则此时两灯L1、L2电阻之比为 。
25.(23-24九上·福建泉州·期末)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,当滑动变阻器R2的滑片P从某点a点移到b点时,滑动变阻器的U-I图像如图乙所示,则电源电压为 V,定值电阻R1的阻值为 Ω。
26.在“探究电流与电压关系”的实验中,图甲是某实验小组设计的电路,电源电压为3V且保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变大。
(2)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V,则电路故障可能是 。
(3)排除故障后,实验中测得五组数据,绘制出的定值电阻R的图像如图乙所示。由图像可知,实验中所用定值电阻R的阻值为 Ω。
(4)结合图乙分析,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
(5)小明利用电源(电压恒定)、电流表、阻值为的定值电阻、铭牌磨损的滑动变阻器、开关和单刀双掷开关各一个,设计了上图所示的电路,测量未知电阻的阻值,请将实验步骤补充完整:
①开关S闭合,开关接a时,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,此时电流表的示数为。
②开关S闭合,开关接b时,滑动变阻器的滑片 (选填“移到最左端”“移到最右端”或“保持不动”),此时电流表的示数为。
③电阻 (用、和表示)。
27.(24-25九上·河北廊坊三河·期末)如图1所示,电源电压可调,为标有“0.5A”字样的滑动变阻器,电流表量程为0~0.6A,、是额定电压均为3V的小灯泡,其电流与电压的关系如图2所示。若只闭合,电源电压调节为5V,滑片滑至中点时灯正常发光。求:
(1)正常发光时的电阻。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)只闭合,在滑动变阻器接入电路的电阻不小于2Ω的条件下移动滑片,使得电路中有一只小灯泡始终能正常发光。在保证电路安全的前提下,求电源电压的调节范围。(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
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专题02 简单电路和欧姆定律(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
1.两种电荷
1.能准确说出两种电荷的种类及规定;
2.理解电荷间的相互作用规律;
3.掌握摩擦起电的实质及常见的带电现象;
4.了解验电器的工作原理及使用方法;
5.知道导体和绝缘体的区别,能区分常见的导体与绝缘体。
1.题型以选择题、填空题为主,难度较低;
2.高频考点包括电荷间的相互作用、摩擦起电实质、导体与绝缘体的判断;
3.常结合生活中的带电现象出题;
4.验电器的工作原理偶尔在填空题中考查,属于基础必拿分点。
2.电路的组成和连接方式
1.明确电路的基本组成部分及各部分的作用;
2.能区分通路、断路、短路三种电路状态,知道短路的危害;
3.掌握串联电路和并联电路的定义、特点及实物图连接方法;
4.能根据电路图画出对应的实物图,或根据实物图识别电路图;
5.学会分析简单的电路结构,判断用电器的连接方式。
1.题型涵盖选择题、填空题、作图题,是基础核心考点;
2.电路状态判断、串并联电路的区分是高频考点;
3.实物图与电路图的互画是重点题型,常结合开关控制作用考查;
4.偶尔会以电路故障分析的形式出现,难度中等。
3.电流与串并联电路电流的规律
1.理解电流的物理意义,知道电流的单位;
2.掌握电流表的使用规则及读数方法;
3.牢记串联电路电流规律和并联电路电流规律;
4.能运用电流规律解决简单的电路计算问题,能设计实验探究串并联电路的电流规律。
1.题型全面,包括选择、填空、实验探究、计算,是重点考点;
2.电流表的使用与读数是基础必考点,常结合实物图考查量程选择和读数错误分析;
3.串并联电路电流规律的应用是计算和实验题的核心,实验探究题常考查实验设计、数据处理、误差分析;
4.与后续欧姆定律结合紧密,是电路计算的基础,难度从基础到中等不等。
4.电压与串并联电路电压的规律
1.理解电压的物理意义,知道电压是形成电流的原因,掌握电压的单位;
2.牢记常见电源的电压值;
3.掌握电压表的使用规则及读数方法;
4.牢记串联电路电压规律和并联电路电压规律;
5.能运用电压规律解决简单计算,能设计实验探究串并联电路的电压规律。
1.题型与电流考点类似,覆盖选择、填空、实验、计算,是重点核心考点;
2.电压表的使用与读数、常见电源电压值是基础必拿分点;
3.串并联电路电压规律是实验探究和计算的重点,实验题常考查与电流表实验的对比;
4.常与欧姆定律、电阻考点结合出题,在综合电路计算中占据重要地位,难度中等。
5.电阻和变阻器
1.理解电阻的物理意义,知道电阻的单位;
2.掌握影响导体电阻大小的因素及具体影响规律;
3.了解定值电阻的特点,掌握滑动变阻器的工作原理;
4.学会滑动变阻器的正确使用方法,能分析其在电路中的作用;
5.了解电阻箱的读数方法及与滑动变阻器的区别。
1.题型以选择、填空、实验题为主,难度中等;
2.影响电阻大小的因素是高频考点,常以控制变量法的实验题形式出现;
3.滑动变阻器的使用是重点,尤其是接线方式判断、滑片移动对电路的影响,常结合欧姆定律考查;
4.电阻箱读数偶尔在填空题中考查,属于基础考点;
5.控制变量法的应用是本考点实验题的核心思想。
6.欧姆定律及其应用
1.准确理解欧姆定律的内容及表达式;
2.知道欧姆定律的适用条件;
3.能运用欧姆定律解决串并联电路中的电流、电压、电阻计算问题;
4.掌握伏安法测电阻的实验原理、实验器材、实验步骤、数据处理及误差分析;
5.能分析电路变化问题。
1.本专题的重中之重,题型涵盖选择、填空、实验探究、综合计算,难度从基础到难题均有涉及;
2.欧姆定律的直接应用、伏安法测电阻实验是期末必考内容,伏安法测电阻实验常考查实验设计、故障分析、多次测量的目的;
3.电路动态分析是难点题型,常作为选择题或填空题的压轴题;
4.常与串并联电路的电流、电压规律结合进行综合计算,是区分成绩的关键考点。
知识点01 两种电荷
一、摩擦起电
1.摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。原因:不同物质原子核束缚电子的本领不同。
(1)摩擦起电并不是创造了电,而是两个物体在摩擦过程中,电子发生了转移,它从一个物体转移到另一个物体上,使失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电。
(2)不同物质组成的物体相互摩擦时,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子。
2.使物体带电的方法还有接触带电与感应带电
(1)接触带电:物体和带电体接触后带了电。如带电体与验电器金属球接触使之带电。
(2)感应带电:由于带电体的作用,使带电体附近的物体带电。
3.物体带电:摩擦过的物体有吸引轻小物体的性质,我们就说物体带电。带电物体(带电体)
的基本性质:吸引轻小物体(轻小物体指:碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等)。
4.判断物体是否带电的方法
(1)看物体能否吸引轻小物体,因为任何带电体都具有吸引轻小物体的性质。
(2)看物体是否会跟其他带电体相互排斥,因为只有该物体带了电,它才有可能跟其他带电体相互排斥.若相互排斥,这时可以肯定该物体带有与其他带电体相同性质的电荷。
(3)利用验电器,只要物体带电,则当它接触(或靠近)验电器的金属球时,验电器的金属箔都会张开一定的角度。
二、两种电荷及其相互间的作用
1.两种电荷:人们通过大量的实验发现,凡是与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引的,必定与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥,由此人们得出自然界中有且只有两种电荷——正电荷和负电荷。
(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电;实质:物质中的原子失去了电子。
(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电;实质:物质中的原子得到了多余的电子。
2.电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3.电荷量:电荷的多少叫电荷量,简称电量;在国际单位制中,电量单位是库仑,简称为库,符号是C。
4.中和:放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象。
(1)如果物体所带正、负电量不等,也会发生中和现象。这时,带电量多的物体先用部分电荷和带电量少的物体中和,剩余的电荷可使两物体带同种电荷。
(2)中和不是意味着等量正负电荷被消灭,实际上电荷总量保持不变,只是等量的正负电荷使物体整体显不出电性。
三、自然界和生活中的静电现象
1.静电:即相对静止不动的电荷,通常指因不同物体之间相互摩擦而产生的在物体表面
所带的正负电荷。
(1)静电放电:指具有不同静电电位的物体由于直接接触或静电感应所引起的物体之间静
电电荷的转移。
(2)自然界的静电现象——闪电:闪电是带有不同电荷的云层在相互靠近时发生的一种剧烈的放电现象。
2.生活中的静电现象
(1)干燥的日子里,脱毛衣时会听到“噼啪”声,如果在黑暗处,还会看到闪光,这是由于毛衣与内衣摩擦起电而导致的。
(2)塑料梳子梳干燥的头发,越梳越蓬松,这是因为梳子与头发摩擦,使头发带上同种电荷相互排斥所致。
(3)穿化纤裤子走路时,裤脚上容易吸附灰尘,是由于摩擦起电造成的。
3.静电的应用与防护
(1)应用:静电复印、静电植绒、静电喷漆等。
(2)防护:高大建筑物上安装避雷针,油罐车尾部拖一条铁链等。
知识点02 电路的组成和连接方式
一、电路
1.电路的组成:电路由电源、用电器、开关、导线四部分组成,缺少或不完整都会影响电路的正常工作。
2.电源:提供电能的装置,将其他形式的能转化为电能。
(1)干电池:干电池是日常生活中使用最多的直流电源,从手电筒、电动玩具、照相机、计算器到家用电器的遥控器,都需用干电池为它们提供电能。
(2)蓄电池:蓄电池也是电池中的一种,它的作用是把有限的电能储存起来,便于在合适的地方使用,如应用于汽车、摩托车、通讯等。
能的转化:蓄电池在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。
3.电路图:用规定的符号表示电路连接情况的图叫做电路图。
二、电路的三种状态
1.通路:正常连接的电路。通路特征是电路中有电流,用电器正常工作。
2.断路(开路):断开的电路。
(1)断路特征:电路中无电流,用电器不工作。
(2)断路原因:开关没闭合,接线处松动,导线断了,用电器损坏等。
3.短路:不经过用电器而直接跟电源的两极相连的电路。短路特征是用电器不工作,电路有很大电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘皮,引起火灾。
三、电路的基本连接方式
1.串联电路:把用电器逐个顺次连接起来的电路叫做串联电路。
2.并联电路:把用电器并列的连接的电路,称为并联电路。
3.混联电路:电路中既有串联部分又有并联部分的电路称为混联电路。
四、实物的电路连接
1.串联电路:连接串联电路实物图较为简单些,只要注意连接时按照某一方向逐个的连接起来就可以了,这里我们通常以电流方向为次序。(在电路中,电源外部的电流方向总是从正极出发,经过各个用电器到达电源的负极)。
2.并联电路:第一步,连接一个电路元件尽可能多的闭合电路,这相当于串联电路的连接,尽可能多的元件连接,减少了后续连接元件的个数,使问题简单些。
第二步,在电路图中找出电流的分、合点,并在实物图中标出相应分、合点,这是致关重要的一步,是你犯错误的根源。
第三步,从分点出发,经过各支路的元件,到达合点,这相当于部分串联电路的连接。
五、串并联电路的判断方法
1.根据电路图判断:电流只有一条路径的则是串联电路;有两条或两条以上路径的则是并联电路。
2.根据电流关系判断
(1)如果通过两个用电器的电流不相等,这两个用电器一定是并联的。
(2)如果通过两个用电器的电流相等,则可能是串联,也可能是并联。
(3)若是不同的用电器则是串联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
3.根据电压关系判断
(1)如果通过两个用电器的电压不相等,这两个用电器一定是串联的。
(2)如果通过两个用电器的电压相等,则可能是串联,也可能是并联。
(3)若是不同的用电器则是并联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
六、串、并联电路的设计
1.串联电路特点
(1)电流只有一条路径,无干路、支路之分。
(2)电流通过每一个用电器,各用电器的工作互相影响,一个用电器因开路停止工作,则所有用电器都不能工作。
(3)开关与用电器是串联的,一个开关控制所有用电器。
2.并联电路特点
(1)电流有两条或两条以上的路径,有干路和支路之分.如上图所示的电路,“+”→“a”与“b”→“-”部分是干路;支路有两条:一条是L1所在的电路,由S1控制,另一条是L2所在的电路,由S2控制; (a、b是各支路两端的连接点,叫节点)。
(2)干路电流在“结点”处分成两条或多条支路电流,每一支路都与电源形成一条通路,各支路中的用电器的工作互不影响,当某一支路开路时,其他支路仍可为通路。
(3)干路上的开关控制整个电路的用电器,支路上的开关只控制本支路上的用电器。
知识点03 电流与串并联电路电流的规律
一、电流
1.电流形成的概念:电荷的定向移动形成电流。
2.电流形成的原因
(1)电流是电荷的定向移动形成的,在导体中,大量的自由电荷通常情况下做无规则运动,此时不会形成电流,只有当这些自由电荷发生了定向移动才能形成电流。
(2)形成电流的电荷有:正电荷、负电荷,酸、碱、盐的水溶液中是正、负离子,金属导体中是自由电子,球面显示器中电子枪的电子流等。
3.电流的方向:正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
4.电流的大小:物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流,每秒内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大(强)。电流用符号“I”表示,若“Q”表示电荷量,“t”表示时间,则,公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s)。
5.电流的符号和单位
(1)电流:单位时间内通过导体横截面积的电荷量叫电流,用符号I表示。
(2)单位:电流单位是安培,简称安,用符号A表示;电流常用单位还有:毫安(mA)、微安(μA);换算关系:1A=1000mA,1mA=1000μA。
(3)电流的三种效应:
①电流的热效应,如白炽灯,电饭锅等。
②电流的磁效应,如电铃等。
③电流的化学效应,如电解、电镀等。
二、电流表
1.电流表:用来测量电流大小的仪表叫电流表。特点:其内阻很小,可视为零,接入电路中不影响电路中电流大小。
2.电流表的使用规则
使用规则
违反使用规则的后果
要使电流表串联在被测电路中
如果跟被测电路并联会造成短路,轻则会使被测电路中的用电器不工作,重则烧坏电流表和电源,此时电流表示数不等于通过用电器的电流
要让电流从电流表“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
如果“+”“一”接线柱接反,则电流表的指针反向偏转,不仅测不出电路,指针还会被打弯,损坏电流表
被测电流不能超过电流表的量程
如果被测电流超过电流表的量程,则指针偏转的角度过大,指针会被打弯,甚至会烧坏电流表
绝对不能把电流表不经过其他用电器直接接在电源的两极上
电流表可以看做一根导线,若把电流表直接连接到电源的两极上,会造成短路,烧坏电流表,甚至有可能烧坏电源
3.电流表的读数方法
(1)确定量程,看清选用的是哪个量程,从而知道电流表可以测量的最大电流是0.6A还是3A。
(2)确定分度值,根据所使用的量程,看清每一大格表示的电流值,认清每一大格又分成多少小格,确定每一小格表示的电流值是多少,如果使用0-0.6A量程,则每一小格是0.02A,如果使用0-3A量程,则每一小格是0.1A。
(3)接通电流后,当指针稳定后(不再左右摆动时)读数,看清指针一共转过多少小格,用每一小格代表的电流值乘以格数即是被测的电流,即I=分度值×小格数。
三、串、并联电路的电流规律
1.串联电路的电流规律
(1)从理论上分析,经过电路中各个部分的电荷,不会消失,也不会凭空增加,所以单位时间内经过串联电路各处的电荷一样多,也就是说串联电路中电流处处相等,表达式为I1=I2=…In。
(2)无论串联电路中的用电器规格是否相同,只要串联,通过电路的电流处处相等;
2.并联电路的电流规律:电流和水流相似,我们以水流为例,从干渠里流出来的水分支后,由于每一条支路上的水流都是从干渠里流出来的,所以每一条支路上的水流都比干渠中的水流少,同理,在并联电路中,每一条支路中的电流都比干路中的电流小,所以并联电路有分流的特点,也就是说在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,表达式为:I=I1+I2+…In。
知识点04 电压与串并联电路电压的规律
一、电压
1.电源是提供电压的装置,电压是形成电流的原因。
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)。
电路中有电流时一定有电压;有电压时却不一定有电流,关键是看电路是不是通路。
3.电压的单位
(1)国际单位:伏特;简称:伏;符号:V。
(2)常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。
(3)换算关系:1kV=103V;1V=103mV;1mV=103μV。
二、电压表
1.电压表是测量电压的仪表,表盘中央标有字母V。
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。
3.电压表的连接规则
(1)与被测电路并联。
(2)电流从正接线柱流入,负接线柱流出。
(3)被测电压不能超过电压表使用的量程.为读数精确,能使用小量程时不使用大量程。
(4)电压表直接接在电源两极时,所测电压为电源电压。
4.电压表的使用规则
(1)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。
(2)电压表应与被测电路并联。
(3)通过电压表的电流方向为红接线柱(+)入,黑接线柱(-)出。
(4)电压表可以直接接到电源两极上,所测电压为电源电压。
5.试触:如果不知道被测电压的大约值,采取试触的方法。
(1)反向偏转:说明电压表正负接线柱接反了。
(2)正向偏转角度很小:说明电压表量程选大了。
(3)正向偏转到最大刻度之外:说明电压表量程选小了。
三、串、并联电路的电压规律
1.串联电路的电压规律:串联电路中总电压等于各部分电路电压之和;数学表达式:U=U1+U2。
2.并联电路的电压规律
(1)并联电路中各支路两端的电压相等,等于总电压。
数学表达式:U=U1=U2
(2)对比记忆:
串联电路电压规律:总电压等于各部分电路电压之和。
串联电路电流规律:处处相等。
并联电路电压规律:各支路两端电压相等,等于总电压。
并联电路电流规律:干路电流等于各支路电流之和。
知识点05 电阻和变阻器
一、电阻概念
1.电阻定义:电阻是导体对电流的阻碍作用的大小.
2.电阻单位:欧姆.简称:欧.符号:Ω,其他单位:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ);换算:1MΩ=103kΩ;1kΩ=103Ω。
3.电阻是导体本身的一种性质,与电压、电流无关,与材料、长度、横截面积、温度等四个因素有关。
二、影响电阻大小的因素
1.影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度。
2.控制变量法:物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
三、电阻的串联
1.电阻串联的实质是增加了导体的长度,因此串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大。
2.串联电路的总电阻等于各分电阻之和,公式:R=R1+R2。
3.串联电路的任何一个分电阻增大,总电阻就随着增大。
4.n个阻值相同的电阻串联,总电阻等于nR。
5.在串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电路电压之和。
6.串联电路中,电压与电阻成正比。
四、电阻的并联
1.电阻的并联实质是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小。
2.并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,公式:。
3.并联电路中任何一个分电阻增大,总电阻也随之增大。
4.n个阻值相同的电阻并联,总电阻等于。
五、认电变阻器
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)。
六、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.接线规则:一上一下。
4.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。
5.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;
6.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。
7.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。
8.滑动变阻器的使用:滑动变阻器要串联在电路中,电路中的电流不许超过铭牌上标记的电流值;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。
七、电阻箱
1.分类:旋盘式电阻箱、插塞式电阻箱。
2.优缺点:能够读出具体电阻值,不能连续改变电阻。
3.电阻箱的读数
旋钮式:用三角标志所对的数字乘以下面的倍数,然后把他们相加。
插块式:把拔掉的塞子对应的电阻线阻值相加。
知识点06 欧姆定律及其应用
一、欧姆定律
1.欧姆定律内容: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.欧姆定律公式:。
公式变形
(1):电阻等于电压与电流的比值;电阻是导体本身的性质,与电压、电流无关。
(2)U=IR:电压等于电流与电阻的乘积;电压与电流、电阻无关。
二、欧姆定律的应用
1.电流规律
串联:I=I1=I2串联电路电流处处相等。
并联:I=I1+I2并联电路干路电流等于各支路电流之和。
2.电压规律
串联:U=U1+U2串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
并联:U=U1=U2并联电路各支路两端电压相等,等于总电压。
3.电阻规律
串联:R=R1+R2串联电路总电阻等于分电阻之和。
并联:并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。
4.比例规律
串联:串联电路中电压与电阻成正比。
并联:I1R1=I2R2并联电路中电流与电阻成反比。
⑤欧姆定律: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。
题型一 两种电荷
解|题|技|巧
题型类别
解题关键
技巧要点
判断物体带电情况
“排斥”的唯一性;“吸引”的双重可能
1. 以已知带电体(如玻棒、橡胶棒)为参照;
2. 排斥→同种电荷;
3. 吸引→异种电荷或不带电;
4. 多物体相互作用时,优先用“排斥”锁定结论
摩擦起电实质分析
电子转移;原子核对电子束缚能力差异
1. 记常见物体束缚能力:毛皮<橡胶棒,丝绸>玻璃棒;
2. 电子从束缚弱的物体转移到束缚强的物体;
3. 失电子带正电,得电子带负电
验电器相关问题
同种电荷相互排斥;验电器的功能边界
1. 工作原理:同种电荷相互排斥;
2. 箔片张开→带电,不张开→不带电;
3. 判断电荷种类:需结合已知带电体,张角变大→同种,先合后开→异种
导体与绝缘体区分
是否有大量自由电荷;应用场景差异
1. 常见导体:金属、人体、大地、酸碱盐溶液;
2. 常见绝缘体:塑料、玻璃、橡胶、干燥木棒;
3. 二者无绝对界限,条件(如潮湿)可转化
通用解题思路
定参照、抓现象、避误区
1. 明确已知带电体性质;
2. 结合排斥/吸引/箔片变化等现象推理;
3. 警惕“吸引=异种电荷”“摩擦创造电荷”等误区
【典例1】(24-25八下·宁夏固原泾源县·期末)在下面电学中的几个小实验,说法正确的是( )
A.甲图将气球在小女孩头发上摩擦后,头发会飘起来,因为气球带电,头发不带电
B.乙图用毛皮摩擦的橡胶棒靠近另一根橡胶棒,它们相互排斥说明另一根橡胶棒带负电
C.图丙,用带正电的金属棒接触原来不带电的验电器的金属球,金属箔由于得到电子而张开一定的角度
D.丁图用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管一端,发现吸管向玻璃棒靠近,说明吸管一定带负电
【答案】B
【解析】A.观察甲图,将气球在小女孩头发上摩擦后,头发和气球会因摩擦起电带上电荷,且是等量的异种电荷。根据电荷间相互作用规律,异种电荷相互吸引,所以头发会飘起来,并非头发不带电,故A错误;
B.看到乙图,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,当它靠近另一根橡胶棒时相互排斥。因为同种电荷相互排斥,所以能说明另一根橡胶棒也带负电,故B正确;
C.对于丙图,用带正电的金属棒接触原来不带电的验电器的金属球时,由于金属棒带正电,缺少电子,验电器上的部分电子会转移到金属棒上,使得验电器的金属箔因失去电子而带正电,同种电荷相互排斥,金属箔张开一定角度,并非得到电子,故C错误;
D.观察丁图,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,当它靠近吸管一端,吸管向玻璃棒靠近。这可能是因为吸管带负电,异种电荷相互吸引;也可能是因为吸管不带电,带电体具有吸引轻小物体的性质,故D错误。
故选B。
【变式1】(24-25八下·陕西咸阳三原县·期末)如图是一种静电除尘掸,打扫卫生的时候用掸子头在物体表面摩擦就可以轻松地将灰尘和头发等吸附起来,避免扬尘。下列有关说法正确的是( )
A.掸子头与物体摩擦过程中创造了电荷
B.掸子头与物体摩擦后能吸引轻小物体
C.掸子头能够吸附灰尘和头发,与验电器的原理相同
D.掸子头与物体摩擦后能吸附灰尘,说明灰尘带了异种电荷
【答案】B
【解析】A.掸子头与物体摩擦过程中发生了电荷的转移,没有创造电荷,故A错误;
B.带电体能吸引轻小的物体,掸子头与物体摩擦后带电能吸引轻小物体,故B正确;
C.掸子头能够吸附灰尘和头发是利用带电体能吸引轻小物体,而验电器是根据同种电荷相互排斥的原理制成的,所以与验电器的原理不同,故C错误。
D.掸子头与物体摩擦后带电能吸附灰尘,说明带电体能够吸引轻小物体,故D错误。
故选B。
【变式2】(23-24九上·河南内黄县实验中学·期末)如图所示的懒人沙发“爆炸”了,裤腿上粘满了泡沫颗粒,拍打也不好使。粘在腿上的原因是由于摩擦,泡沫颗粒带了电荷,而带电体具有 的性质。如何去掉裤腿上的小泡沫球难住了她,请帮她写出一个去掉裤子上泡沫球的方法 。
【答案】 吸引轻小物体 见解析
【解析】[1]由于摩擦,泡沫颗粒带了电荷,而带电体具有吸引轻小物体的性质,所以会粘在衣服上。
[2]为了消除静电,可以使用湿扫把或包有湿毛巾的扫把清理,增加湿度可以减少静电。
题型二 电路的组成和连接方式
解|题|技|巧
题型类别
解题关键
技巧要点
电路组成与状态判断
四部分作用 + 三种状态核心特征
1. 组成:电源(供电)、用电器(耗能)、开关(控制)、导线(导电);
2. 状态:通路(有电流)、断路(无电流)、短路(电源正负极直接连,危险)
串并联电路区分
电流路径 + 用电器工作独立性
1. 电流法:无分支→串联,有分支→并联;
2. 拆除法:拆一个其余不工作→串联,仍工作→并联;
3. 开关法:单开关控全部→串联,支路开关控局部→并联
电路图与实物图互画
元件对应 + 连接规则 + 顺序一致
1. 按 “正极→元件→负极” 顺序连接;
2. 电表 “正进负出”,滑动变阻器 “一上一下”;
3. 导线不交叉,节点清晰,串并关系与原图一致
基础电路故障分析
电流有无 + 用电器工作情况
1. 无电流(灯不亮、电表无示数)→断路(接触不良、开关断开);
2. 有电流灯不亮→短路(用电器被导线短路);
3. 并联支路故障不影响其他支路
【典例1】按要求作图:
(1)如图所示,根据电路图,用笔画线代替导线连接实物图;
(2)如图所示,根据实物图在方框里画出对应的电路图。
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)由电路图可知,L1与L2并联,开关S在干路上,控制整个电路,根据电路图连接实物图如图所示:
(2)由实物电路图可知,两灯L1与L2并联,开关S1在干路上,控制整个电路,开关S2在L2所在支路,控制L2所在支路,电路图如图所示:
【变式1】(23-24九上·广东梅州兴宁宋声学校·期末)如图所示的电动自行车使用时必须先插入钥匙,然后转动调速把手,自行车才能前进,如果不插入钥匙,即使转动调速把手,自行车也不能启动;反之,插入钥匙而不转动调速把手,自行车也不能启动。从钥匙所起的作用来看,钥匙相当于电路中的 ;分析上面信息可知,钥匙与调速把手的连接方式为 ;充电过程中,电池相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”)。
【答案】 开关 串联 用电器
【解析】[1]根据题意可知,如果不插入钥匙,无论转不转动调速把手,电动自行车都不会启动,说明钥匙起到控制电路的通断作用,相当于电路中的开关。
[2]根据题意可知,既要插入钥匙,还要转动调速把手,电动自行车才会启动,说明二者之间的连接方式是串联的。
[3]电源是提供电能的装置,将其他形式的能转化为电能;用电器是消耗电能的装置,将电能转化为其他形式的能,在给电动自行车充电时,将电能转化为电池的化学能,电池相当于电路中的用电器。
【变式2】(24-25九上·四川巴中恩阳区群乐初级中学·期末)抽油烟机有两个开关,使用时,有时需要照明灯和排气扇同时工作,有时需要它们独立工作,如图所示的电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.只闭合,照明灯和排气扇串联,同时工作;、均闭合,排气扇被短路,照明灯单独工作;只闭合,整个电路断路,照明灯和排气扇均不工作。排气扇不能独立工作,故A不符合题意;
B.只闭合,照明灯单独工作;只闭合,整个电路断路,照明灯和排气扇均不工作;、均闭合,照明灯和排气扇并联,同时工作。排气扇不能独立工作,故B不符合题意;
C.闭合开关S,照明灯和排气扇并联,同时工作;断开开关S,整个电路断路,照明灯和排气扇均不工作。照明灯和排气扇均不能独立工作,故C不符合题意;
D.只闭合,照明灯单独工作;闭合,排气扇单独工作;、均闭合,照明灯和排气扇并联,同时工作。故D符合题意。
故选D。
题型三 电流与串并联电路电流的规律
解|题|技|巧
题型类别
解题关键
技巧要点
电流表的使用与读数
量程选择+接线规则+分度值判断
1. 量程选择:先试触,不超量程(0~0.6A 分度值 0.02A,0~3A 分度值 0.1A);
2. 接线:“正进负出”,串联接入电路;
3. 读数:先看量程,再读大格 + 小格数
串并联电路电流规律应用
牢记规律公式+电路连接方式判断
1. 串联:I=I1=I2=…(各处电流相等,任一处电流代表总电流);2. 并联:I=I1+I2+…(干路电流 = 各支路电流之和);
3. 先判断电路连接方式,再套用规律计算
电流规律实验探究
实验设计+数据处理+误差分析
1. 实验器材:电源、开关、不同规格灯泡、电流表、导线(避免用相同灯泡,排除特殊性);
2. 数据处理:多次测量找普遍规律(非求平均值);
3. 误差分析:电流表量程选大、导线有电阻导致读数偏小
电路动态电流分析(滑片 / 开关变化)
先判电阻变化→再用规律 / 欧姆定律推导
1. 串联:某电阻变大→总电阻变大→总电流变小(各支路电流同步变化);
2. 并联:支路电阻变化→本支路电流变化,其他支路电流不变→干路电流随变化支路改变;
3. 结合滑动变阻器接线柱判断电阻变化趋势
【典例1】某实验小组“探究并联电路电流的关系”的实验,电路图如图甲所示。
实验次数
1
2
3
电流
0.12
0.12
0.18
电流
0.18
0.30
电流
0.36
0.30
0.48
(1)按图甲连接电路时,开关S应该 (选填“断开”或“闭合”)。在闭合开关前,观察电流表,发现指针指在如图乙所示的位置,他接下来的操作应该是 ;
(2)正确连接后,他在第一次实验电流表接在B处时,发现电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 ;
(3)换不同规格的灯泡进行多次实验,并把实验数据记录在表格中。分析表中数据,可得出并联电路电流规律的表达式为 (用表示),该实验多次测量的目的是 (选填“A”或“B”)。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
【答案】(1) 断开 对电流表进行调零
(2)0.24A
(3) B
【解析】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关S应该断开。
[2]在闭合开关前,若发现电流表出现如图乙所示的指针在零刻度线左侧,说明电流表没调零,所以他接下来的操作应是对电流表进行调零。
(2)丙图中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.24A。
(3)[1]表格中,,
所以可以初步得出干路电流等于各支路电流的和的结论,即
[2]实验中多次测量的目的有时是为了求平均值减小误差,有时是为了获得普遍规律。本实验多次测量的目的是寻找并联电路中干路电流与各支路电流之间关系的规律,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
【变式1】(23-24九上·广东梅州兴宁宋声学校·期末)如图甲所示,这是部分不同物品的原子核对电子束缚能力强弱的排序图,梳子与图中的 摩擦最容易起电,且它们摩擦后梳子带 电。如图乙所示,将与毛皮摩擦过的梳子接触原来不带电的验电器的金属球,接触瞬间电流的方向是 (选填“从梳子到金属球”或“从金属球到梳子”)。
【答案】 毛皮 负 从金属球到梳子
【解析】[1]摩擦起电的实质是对核外电子束缚能力强的将电子从束缚能力弱的原子那“抢”过来,故束缚能力越弱的原子越容易失去电子,故梳子与毛皮摩擦最容易起电。
[2]由于梳子从毛皮那获得电子,带负电,毛皮失去电子,带正电。
[3]当用带负电的梳子接触验电器的金属球时,电子从梳子流向金属球,而电流的方向与电子定向移动的方向相反,故接触瞬间电流的方向是从金属球到梳子。
【变式2】(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)如图所示,标有“2.5V 0.3A”的灯泡L1和标有“6V 0.15A”的灯泡L2连接成 联电路,电源电压可调节。闭合开关S,使电源电压从0V逐渐增加,先正常发光的灯泡是 (选填“L1”或“L2”)。
【答案】 串 L2
【解析】[1]由图可知,开关闭合后,整个电路只有一条闭合回路,灯泡L1和灯泡L2串联。
[2]由于串联电路中各处电流相等,且灯L2的额定电流为0.15A,小于L1的额定电流0.3A,所以增大电源电压过程中,电路中的电流先达到L2的额定电流,即灯泡L2先正常发光。
题型四 电压与串并联电路电压的规律
解|题|技|巧
题型类别
解题关键
技巧要点
电压表的使用与读数
量程选择+接线规则+分度值判断
1. 量程选择:试触法(0~3V 分度值 0.1V,0~15V 分度值 0.5V),不超量程;
2. 接线:“正进负出”,并联在被测用电器两端(不能串联);
3. 读数:先确定量程,再累加大格与小格数值
串并联电路电压规律应用
牢记规律公式+电路连接方式判断
1. 串联:U=U1+U2+…(总电压=各用电器两端电压之和,某用电器断路则测电源电压);
2. 并联:U=U1=U2=…(各支路电压=电源电压,与支路数量无关);
3. 先判电路连接方式,再套用规律计算
电压规律实验探究
实验设计+数据处理+误差分析
1. 实验器材:电源、开关、不同规格灯泡、电压表、导线(避免相同灯泡,保证结论普遍性);
2. 数据处理:多次测量排除偶然误差,总结普遍规律;
3. 误差分析:电压表量程过大、导线分压导致读数偏差
电路动态电压分析(滑片 / 开关变化)
先判电阻变化→再用规律推导电压分配
1. 串联:某电阻变大→其两端电压变大,其他电阻两端电压变小(总电压不变);
2. 并联:支路电阻变化→本支路电压不变(等于电源电压),其他支路电压不受影响;
3. 结合滑动变阻器接线柱判断电阻变化,再分析电压分配
【典例1】(24-25九上·河北石家庄二十八中·期末)如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.当开关S1、S2都闭合时,电流表将被烧坏
B.只闭合开关S1时,电压表将被烧坏
C.当开关S1、S2都闭合时,灯L1亮、灯L2不亮
D.只闭合S1发现两只灯泡都亮,但电压表无示数,可能电压表短路
【答案】A
【解析】AC.当开关S1、S2都闭合时,电流从电源的正极流出不经任何用电器,经过电流表回到电源的负极,此时发生电源短路,且因电路中电流过大,电流表将被烧坏,两灯泡均不亮,故A正确,C错误;
BD.只闭合开关S1时,电路为两灯泡并联,电压表测电源电压,有示数,此时电路是通路,两灯泡均亮,故BD错误。
故选A。
【变式1】小华和小明在做“探究串联电路电压的规律”实验时,设计了如图甲所示的电路。
(1)接通电路前,小明发现电压表的指针偏转如图乙所示,接下来他要进行的操作是 。
(2)如图甲所示,小明在测量小灯泡两端电压时,闭合开关,发现两灯泡都不发光,电压表的示数为0,已知电路中只有一处故障,则该电路故障可能是 。
(3)小华要用电压表测量小灯泡两端的电压,连接的实物电路如图丙所示,图中有一根导线连接错误,请你在接错的导线上打“”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(4)排除故障后,小明完成实验,将数据记录在表中。分析实验数据,得出两个实验结论:
①串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和;
②串联电路中,各用电器两端电压相等。
1.4
1.4
2.8
(5)实验中,为了避免偶然因素的影响,我们可以采用下列两种方法之一来重复实验:①改变电池节数;②更换其中一个小灯泡(规格不同)。本实验中,为了避免结论的错误,最好采用方法 (选填“①”或“②”)。
(6)小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路,在测量小灯泡两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点并把接线改接到C接点上,这个方法 (选填“能”或“不能”)测出小灯泡两端的电压,理由是 。
【答案】 电压表调零 断路 ② 不能 电流从电压表负接线柱流入了
【解析】(1)[1]如图乙所示,连接电路前,电压表的指针在零刻线左侧,指针没有正对零刻度线,接下来他要进行的操作是电压表调零。
(2)[2]两灯串联,电压表测L1两端的电压,闭合开关,发现两灯泡都不发光,电路可能断路,电压表的示数为0,说明电压表与电源没有连接,已知电路中只有一处故障,则该电路故障可能是L2断路。
(3)[3]如图丙所示,电压表与L2串联后再与L1并联是错误的,两灯串联,电压表测的L1电压,正确的实物图如图所示:
(5)[4]实验中得出结论:②串联电路中,各用电器两端电压相等,是因为选用的灯泡规格相同,本实验中,为了避免结论的错误,最好采用方法②更换其中一个小灯泡(规格不同),小灯泡规格不同时,检验能否得到结论②。
(6)[5][6]在测量小灯泡L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点并把接线改接到C接点上,这个方法不能测出小灯泡L2两端的电压,理由是电流从电压表负接线柱流入,即电压表正负接线柱接反了。
【变式2】(23-24九上·广东梅州兴宁宋声学校·期末)一节新干电池能提供的电压为 V;生日聚会时,人们常用小彩灯来装饰,现将12个相同的小彩灯串联使用,每个小彩灯只有在0.5V的电压下才能正常发光,要使每个小彩灯都正常发光,电路两端所加的总电压应为 V;若电路所需的电压由新干电池提供,要达到这个电压值,需要 节新干电池串联。
【答案】 1.5 6 4
【解析】[1]一节正规厂家生产的新干电池,无论型号是1号、2号,还是5号、7号,其出厂电压都是1.5V。
[2]根据串联电路的电压规律,若要让每个小彩灯都正常发光,电路两端所加的总电压
[3]若要达到这个电压值,假设需要n节干电池,则
题型五 电阻和变阻器
解|题|技|巧
题型类别
解题关键
技巧要点
电阻大小影响因素判断
控制变量法+四因素(材料、长度、横截面积、温度)
1. 牢记:材料、温度相同时,长度越长电阻越大,横截面积越大电阻越小;
2. 温度影响:金属电阻随温度升高而增大(如灯丝),半导体相反;
3. 比较电阻时需控制无关变量,避免单一因素判断
滑动变阻器的使用与电路分析
接线规则+滑片移动对电阻、电路的影响
1. 接线:必须 “一上一下”(接上面两接线柱→电阻为 0,接下面两接线柱→电阻最大且不变);
2. 电阻变化:滑片靠近下接线柱→接入电阻变小,远离则变大;
3. 电路作用:保护电路(闭合开关前滑片移至最大电阻处)、改变电路电流、用电器两端电压
电阻箱读数
倍数对应+数值累加
1. 先看每个旋钮对应的 “倍数”(×1、×10、×100 等);
2. 读取每个旋钮指示的数字,乘以对应倍数后相加;
3. 注意单位(Ω),无需估读
控制变量法实验探究(影响电阻大小的因素)
变量控制+数据处理+结论总结
1. 实验设计:每次只改变一个变量(如研究长度时,保持材料、横截面积、温度不变);
2. 数据处理:对比不同组数据,归纳变量与电阻的关系;
3. 结论表述:“在 ×× 条件下,导体的电阻与 ×× 成正比/反比/有关”
变阻器在动态电路中的应用
先判电阻变化→再推导电流、电压变化
1. 串联电路:滑动变阻器电阻变大→总电阻变大→总电流变小→定值电阻两端电压变小,变阻器两端电压变大;
2. 并联电路:滑动变阻器电阻变化→本支路电流变化,其他支路不受影响→干路电流变化;
3. 结合欧姆定律和串并联规律综合分析
【典例1】在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,老师引导同学们做了如下实验:
编号
材料
长度/m
横截面积
灯泡亮度
a
铜丝
1
1
较亮
b
镍铬合金丝
1
0.5
最暗
c
铜丝
1
0.5
较暗
d
铜丝
0.5
1
最亮
(1)猜想:导体电阻可能与导体材料、横截面积、 等有关。
(2)实验时,同学们用图甲的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B之间,探究情况如表:当选用 (填编号)两根金属丝时,可探究导体电阻跟导体横截面积的关系,得到的结论是 。
(3)如图乙的实验,可探究导体电阻与 是否有关。
(4)实验中,是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种方法在物理学中被称为 法。本实验中还用到了另一种物理探究中常用的方法: 法。
【答案】(1)长度和温度
(2) a、c 见解析
(3)温度
(4) 转换 控制变量
【解析】(1)导体电阻可能与导体材料、横截面积、长度和温度有关。
(2)[1][2]探究导体电阻跟导体横截面积的关系,应控制导体的长度、材料、温度相同,横截面积不同,故选择a、c两根电阻丝。由表格中数据可知,横截面积越大,灯泡越亮,说明电阻越小,可知导体的长度、材料、温度相同时,横截面积越大,电阻越小。
(3)图乙中,保持电阻丝的长度、横截面积和材料不变,用酒精灯给电阻丝加热,温度发生变化,可探究电阻与导体温度的关系。
(4)[1]实验中通过观察灯泡亮度来比较电阻大小,灯泡越亮,说明电阻越小,这种方法是转换法。
[2]影响导体电阻大小的因素有材料、长度、横截面积,另外还有温度,在研究时要采用控制变量法的思想。
【变式1】(24-25九上·海南三亚南滨中学·期末)如图为小明同学设计的调光灯模拟实验电路图。使用过程中要使灯泡变亮,滑片P应向 (填“A”或“B”)端移动;滑动变阻器原理是通过改变连入电路的电阻丝的 来改变电阻。(选填:材料、长度或横截面积)
【答案】 A 长度
【解析】[1]根据欧姆定律可知,在电源电压 U 不变的情况下,要使灯泡变亮,电路中的电流 I 需增大,那么电路的总电阻 R 就要减小,分析电路图,灯泡与滑动变阻器串联在一起,滑动变阻器接入电路的是 A 到滑片 P 之间的电阻丝,当滑片 P 向 A 端移动时,接入电路的电阻丝长度变短,滑动变阻器接入电路的电阻减小,从而使电路总电阻减小,电流增大,灯泡变亮。
[2]滑动变阻器的原理是通过改变连入电路的电阻丝的长度来改变电阻。因为电阻的大小与导体的长度、横截面积、材料和温度有关,滑动变阻器就是利用改变电阻丝接入电路的长度,来改变电阻大小,进而改变电路中的电流和用电器的电压等。
【变式2】(23-24九上·广东梅州兴宁宋声学校·期末)阅读下列短文,回答问题。
热阻
当物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递。热传导是热传递的一种方式,物体对热量的传导有阻碍作用,称为热阻,用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比,与垂直传导方向的横截面积S成反比,还与物体的材料有关,关系式为 式中λ称为材料的导热系数,不同材料的导热系数一般不同。
为了保温,房屋的墙壁往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境,另一侧是低温环境,墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增(或递减),则在墙壁中能形成稳定的热量流动,单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比,与墙壁的热阻成反比。
(1)同种材料的导体,长度一定时,导体的横截面积越大,电阻越 ;电阻值为0的材料称为 ;
(2)同一物体发生热传导的条件是物体的不同部分之间存在 ;热量传导过程和电流相似,温度差相当于电路中的 (选填“电流”或“电压”);
(3)同样形状的材料,导热系数越大,热阻 (选填“越大”或“越小”);
(4)如图所示,长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、1.5L、3L,当热量从左向右流动时,铝块的热阻为R1,热量从下向上流动时,铝块的热阻为 R2,则(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) 小 超导材料
(2) 温度差 电压
(3)越小
(4)>
【解析】(1)[1]根据探究影响导体电阻的因素实验结论可知,当导体的材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。
[2]当温度降低到一定程度时,某些物体的电阻突然接近于零,我们把材料的这种特性称为超导性;具有这种性质的材料称为超导材料(也称为超导体)。
(2)[1]热传导是热传递的一种方式,热传递的概念是内能从高温物体转移到低温物体或从同一物体的高温部分转移到低温部分的过程。根据定义可知,同一物体发生热传导的条件是物体的不同部分之间存在温度差。
[2]电压是使电荷定向移动形成电流的原因,故温度差相当于电路中的电压。
(3)根据可知,当导热系数越大,热阻越小。
(4)当热量从左向右流动时,铝块的热阻,当热量从下向上流动时,铝块的热阻,故。
题型六 欧姆定律及其应用
解|题|技|巧
题型类别
解题关键
技巧要点
欧姆定律公式直接应用(计算I/U/R)
公式变形+单位统一+纯电阻电路适用
1. 核心公式:(变形U=IR、),仅适用于纯电阻电路(电能全部转化为内能);
2. 单位统一:U用V、I用A、R用Ω;
3. 解题步骤:先明确已知量→选择对应公式→代入数据计算→验证结果合理性
伏安法测电阻实验(原理/操作/数据处理)
实验原理()+ 器材使用+误差分析
1. 实验器材:电源、开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表(串联)、电压表(并联)、导线;
2. 操作要点:滑动变阻器“一上一下”接线,闭合开关前滑片移至最大电阻处(保护电路);
3. 数据处理:多次测量求平均值(减小误差),记录多组U、I数据计算R;
4. 误差分析:电流表内接→R测量值偏大,外接→R测量值偏小(因电表分压/分流)
电路动态分析(滑片/开关变化)
先判电阻变化→再用欧姆定律+串并联规律推导
1. 串联电路:某电阻变大→总电阻变大→总电流变小→定值电阻U=IR变小,电源电压不变则另一电阻U=U总-IR变大;
2. 并联电路:支路电阻变化→本支路电流变化(,U=电源电压不变),其他支路不受影响→干路电流变化;
3. 关键逻辑:“电阻变化”是起点,“欧姆定律”是桥梁,“串并联规律”是依据
电路故障分析(电表异常/用电器不工作)
现象对应原因+欧姆定律反向推理
1. 电流表无示数:电路断路(如导线断开、开关未闭合)或电流表短路;
2. 电压表无示数:被测用电器短路,或电压表接线柱接触不良、与电源断开;
3. 电压表有示数(接近电源电压)、电流表无示数:被测用电器断路(电压表串联接入电路,电流极小);
4. 灯不亮、电流表示数大:灯泡短路
串并联电路综合计算(含多电阻/比例问题)
先简化电路→明确串并联关系→分段计算
1. 简化电路:去掉电压表(视为开路)、电流表(视为短路),判断电阻串并联关系;
2. 串联:R=R₁+R₂,电流处处相等,电压分配与电阻成正比(U₁:U₂=R₁:R₂);
3. 并联:,电压相等,电流分配与电阻成反比(I₁:I₂=R₂:R₁);
4. 比例问题:利用串并联规律推导比例关系,避免复杂计算
欧姆定律实验探究(电流与电压/电阻的关系)
控制变量法+实验设计+结论表述
1. 探究“电流与电压的关系”:控制电阻不变,改变电压(滑动变阻器),结论“电阻一定时,电流与电压成正比”;
2. 探究“电流与电阻的关系”:控制电压不变(滑动变阻器调节),更换不同电阻,结论“电压一定时,电流与电阻成反比”;
3. 注意:结论需注明“控制变量”,避免绝对化表述
【典例1】阅读短文,回答问题。
蓝牙测温手环
图甲为蓝牙测温手环,该手环产品型号参数等信息如下表所示。测温手环主要由温度传感模块、蓝牙模块、电源模块三个部分组成。
温度传感模块中,对温度敏感高的热敏电阻接入电路(图丙),佩戴手环时,导热金属片使热敏电阻温度升高阻值变化,电路中电流变大。测温芯片能根据电路中电流大小算出热敏电阻的温度,并显示到液晶屏上。蓝牙模块通过无线网络将温度数据传送给数据中心,实现对体温的监控。
为了降低手环的功耗,延长工作时间,手环还配有智能休眠仓,如图乙所示,手环是依靠内置的霍尔元件实现“休眠”的,霍尔元件是一种对磁场敏感的电子元件,当它周围存在较强的磁场时,它可以断开手环的电路。因此,这类手环的智能休眠仓下面需要预埋一个磁体。
产品型号
SHO6T
连续使用时间
6天
电池容量
72mA·h
(1)测温手环中, (选填“温度传感”“蓝牙”或“电源”)模块将温度数据传送给数据处理中心,实现对体温的实时监测;霍尔元件在测温手环的电路中相当于 (选填“开关”“电源”或“用电器”)。
(2)小明利用热敏电阻设计了如图丁所示的模拟测温报警电路:电源电压为18V,报警器(电阻不计)通过的电流超过10mA时就会报警,电阻箱最大阻值为999Ω,热敏电阻阻值随温度T的变化关系如图戊所示。在37℃时,热敏电阻的阻值为500Ω。
①要求:当所测温度达到或超过37℃时,系统报警。按照下列步骤调试电路:
a.电路接通前,应先将滑动变阻器滑片置于b端,再将电阻箱调到 Ω。
b.将开关S向c端闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至 。
c.保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关S向另一端闭合,报警系统即正常使用。
②如果使用一段时间后由于电源电压的降低,报警温度将会 (选填“偏低”“偏高”或“不变”),这时应将滑动变阻器阻值 (选填“调大一些”或“调小一些”)。
【答案】(1) 蓝牙 开关
(2) 500 报警器报警 偏高 调小一些
【解析】(1)[1]短文提到蓝牙模块通过无线网络将温度数据传送给数据中心,因此是蓝牙模块实现数据传送。
[2]霍尔元件周围存在较强磁场时,可断开手环电路,其作用相当于开关,控制电路通断。
(2)[1]当温度为时,热敏电阻,调试时用电阻箱模拟该阻值,因此电阻箱要为,使电阻箱的阻值与热敏电阻在37℃时的阻值相等。
[2]开关S向c端闭合后,移动滑动变阻器滑片,直至报警器报警,电路电流达到报警阈值,完成等效调试。
[3]电源电压降低时,根据,要达到报警电流,总电阻需减小。由图戊可知,热敏电阻随温度升高而减小,因此需温度更高才能达到报警电流,即报警温度偏高。
[4]调小滑动变阻器阻值,减小总电阻,使电源电压降低时仍能达到报警电流。
【变式1】如图甲所示,电源电压一定,已知定值电阻。闭合开关,滑动变阻器的滑片从最左端滑至最右端的过程中,电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值之间的关系如图乙所示。
(1)电源电压是多大?
(2)当电流表示数时,滑动变阻器接入电路中的阻值为多少?
(3)当电流表示数为时,定值电阻和滑动变阻器两端的电压之比为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流。由图像可知,当滑动变阻器阻值为0时, 电路中只有定值电阻R0,总电阻最小,根据欧姆定律可知电路中电流最大,为0.3A,可得电源电压为
(2)当电流表示数时,根据欧姆定律可知总电阻
滑动变阻器接入电路中的阻值为
(3)当电流表示数为时,滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω,串联电路中电流处处相等,定值电阻和滑动变阻器两端的电压之比为
【变式2】如图所示的电路中,电阻的阻值为,电源电压不变。当断开,闭合时,电流表的示数为;断开,、闭合时,电流表的示数为。求:
(1)电源电压;
(2)的阻值;
(3)当闭合,、断开时电流表的示数。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)当S1、S2断开,S3闭合时,电路中只有R1接入电路,电流表读数为0.4 A。电源电压为
(2)当S1断开,S2、S3闭合时, R1与R2并联,电流表读数为0.64 A,因并联电路各支路工作互不影响,则R2电流为
R2电阻为
(3)当S1闭合,S2、S3断开时,R1与R2串联,总电阻为
电流为
则电流表的示数为0.15A。
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25九上·山西太原·期中)“金陵金箔”是国家级非物质文化遗产,金箔轻薄柔软,无法用手直接拿取。如图所示,工匠手持羽毛来回轻扫纸垫后,再将羽毛靠近绝缘工作台上的金箔,即可吸起金箔,对此过程分析正确的是( )
A.羽毛与纸垫摩擦创造了电荷
B.羽毛与纸垫摩擦后带上了同种电荷
C.羽毛带电,吸引不带电的金箔
D.羽毛与金箔带同种电荷而相互吸引
【答案】C
【解析】AB.羽毛与纸垫摩擦,发生摩擦起电现象,电荷发生了转移,其中一个失去电荷,一个得到电荷,故它们带上了异种电荷,故AB错误;
CD.带电体具有吸引轻小物体的性质,羽毛带电,金箔不带电,金箔是轻小物体,所以羽毛可以吸引不带电的金箔,故C正确,D错误。
故选C。
2.如图,比较电流表读数的大小,下列正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由图分析可知,电路中三个灯并联,A3测一个灯的电流,示数为I3;A2测两个灯的电流,示数为I2;A1测总电流,示数为I1,根据并联电路电流的特点,可知三个电流表示数大小的关系是I1>I2>I3,故A正确,BCD错误。
故选A。
3.(24-25九上·甘肃酒泉第七中学·期末)有2Ω和6Ω两个电阻串联在电路中,若2Ω的电阻两端的电压是4V,则通过6Ω电阻的电流和其两端的电压分别是( )
A.2A、6V B.6A、12V C.2A、12V D.0.5A、3V
【答案】C
【解析】串联电路中电流处处相等,通过6Ω电阻的电流
由欧姆定律得,6Ω电阻两端的电压
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.(23-24九上·河南内黄县实验中学·期末)进入九年级,小付同学开始学习电学,老师强调首先要概念清晰。以下是他对电流、电压、电阻的理解,说法正确的是( )
A.电源不变,电路中的电流就不会变
B.电荷的移动就能形成电流
C.一段导体没有接入电路时,电压电流都为0,所以电阻也为0
D.没有“某点的电压”这种说法,只能说两点之间的电压或某某两端的电压
【答案】D
【解析】A.电源不变时,当改变电路中的电阻大小时,电流大小也会随之改变,故A错误;
B.导体内电荷做无规则运动,只有电荷的定向移动才形成电流,故B错误;
C.导体的电阻是本身的一种性质,与电流和电压无关,故C错误;
D.形容电流为通过导体的电流,形容电压为用电器两端或电源两端的电压,故D正确。
故选D。
5.(24-25九上·广东汕头潮阳区灶浦第一初级中学·期末)小明在探究怎样使两个灯泡亮起来时,连接了如图所示的电路,分析该电路可知,灯L1、L2的连接方式是 ,该电路存在的缺陷是 。
【答案】 并联 L2不受开关控制
【解析】【小题1】[1][2]如实物图可知,灯泡和在两条支路上,是并联的关系,开关只控制灯泡。该电路存在的缺陷是L2不受开关控制。
6.(24-25九上·湖南衡阳衡南县冠联合学校·期末)如图所示,图甲中发光二极管具有 向导电性;图乙中的电路,形成电流的自由电子的移动方向是 (填“从A到B”或“从B到A”)。
【答案】 单 从A到B
【解析】[1]由图可知,发光二极管具有单向导电性,只有从右向左的电流才能通过二极管。
[2]在电池的外部,电流从正极流出,负极流入,因此灯泡上的电流方向为从B到A,而形成电流的自由电子的移动方向和电流的方向相反,则自由电子的移动方向是从A到B。
7.(24-25九上·陕西西安阎良区第一中学·期末)物理实践活动中,小东利用如图甲所示的电位器和灯泡制作了一个可调节亮度的小台灯,实物电路如图乙所示。电位器是通过改变接入电路中导体的 来改变其接入电路中的电阻,从而调节灯泡亮度的;图乙电路中,闭合开关后,顺时针旋转滑片,灯泡的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”,下同),若只将电位器的电阻片更换为同一材料、长度相同、横截面积更大的电阻片,然后闭合开关,将滑片旋转到相同位置,将观察到灯泡的亮度比更换之前的亮度 。
【答案】 长度 变亮 变亮
【解析】【小题1】
[1][2][3]电位器是通过改变接入电路中导体的长度来改变其接入电路中的电阻,从而调节灯泡亮度的;图乙电路中,A、B接线柱接入电路,闭合开关后,顺时针旋转滑片,滑动变阻器接入电路电阻变小,灯泡的亮度将变亮,若只将电位器的电阻片更换为同一材料、长度相同、横截面积更大的电阻片,电阻变小,然后闭合开关,将滑片旋转到相同位置,将观察到灯泡的亮度比更换之前的亮度变亮。
8.(24-25九上·贵州黔西南州金成实验学校·期末)小阳根据所学知识设计了如图所示的电子量角器,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻RMP与滑片OP旋转角度θ成正比,当测量180°角时电压表为2V。在测量时随着所测角度θ增大,电压表示数 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】增大
【解析】由图可知,变阻器接入电阻为RMP,变阻器与电阻箱串联,电压表测量变阻器两端的电压。角度θ增大时,电阻RMP接入的长度增大,接入阻值增大,根据串联分压可知,电阻RMP两端电压增大,故电压表示数增大。
9.(24-25九上·广东茂名茂南区茂名龙岭学校·期末)小明选用两只规格相同的灯泡连接如图甲的串联电路,使用电压表和电流表进行探究串联电路电流、电压特点。
(1)闭合开关S后,发现灯L1发光,L2不发光。同学们有以下几种猜想:①L2灯丝断了;②L2短路;③灯L2也工作,但L2中电流比L1中电流小。以上猜想中正确的有 。(填序号)。
(2)为了寻找“串联电路的电流关系”,把 表分别接入图中A、B、C各点,闭合开关前,发现其中一个电表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是 。
(3)正确实验操作后,测得A、B、C三处的电流记IA、IB、IC,测得AB、BC、AC两点间的电压。UAB、UBC、UAC。下列说法正确的是_______。
A.IA>IB>IC B.IA<IB<IC
C.UAB=UBC=UAC D.UAC=UBC+UAB
(4)为了使结论更有普遍性,可采用的方法是:__________。
A.换用不同规格灯泡多次实验 B.重新连接电路多次实验
【答案】(1)②
(2) 电流 电流表指针没有调零
(3)D
(4)A
【解析】(1)串联电路中,若L2灯丝断了,整个电路断路,L1也不会发光,①错误;若L2短路,电路是通路,L1发光,L2不发光,②正确;串联电路中电流处处相等,③错误。
(2)探究串联电路的电流关系,需要把电流表分别接入 A、B、C各点。闭合开关前,电表指针不在零刻度线,是因为电表没有调零。
(3)串联电路中电流处处相等,所以,A、B 错误;串联电路中总电压等于各部分电路电压之和,即,C 错误,D 正确。故选D。
(4)为使结论更具普遍性,应换用不同规格的灯泡多次实验,A 正确;重新连接电路多次实验,灯泡规格相同,结论不具普遍性,B 错误。故选A。
10.(24-25九上·山西忻州岢岚县多校·期中)项目化小组想探究食盐水溶液的导电性与哪些因素有关。他们猜想:食盐水溶液的导电性可能与溶液的浓度有关。为验证猜想,设计了如图甲所示的电路,将保持一定距离的A、B两金属片,插入质量一定、浓度不同的溶液进行探究。实验数据记录如下表。请你解答:
(1)此实验通过 来反映食盐水溶液导电性的;
(2)根据表中数据在图乙中作出对应的图象;
食盐水浓度/%
0
5
10
15
20
25
电流表示数/A
0.02
0.10
0.16
0.20
0.24
0.26
(3)分析表中数据和图象,获取的结论是 ;
(4)老师认为该小组的实验发现很有价值,还可以继续进行探究,请你提出一个可探究的问题: ?
【答案】(1)电流表的示数
(2)
(3)其它条件相同时,食盐水的浓度越大,食盐水的导电能力越强
(4)食盐水的导电能力与两金属片插入的深度是否有关
【解析】(1)由表中数据可知,食盐水溶液的导电性可以由电流表示数来判断,电流表的示数越大,导电性能越好。
(2)根据表中数据,描点连线如图
(3)分析表格中的数据知,其它条件一定时,食盐水的浓度越大,电流表示数越大,故导电性越强,得到的结论是:其它条件一定时,食盐水的浓度越大,导电性越强。
(4)结合图示,提出一个值得深入探究的问题:食盐水的导电能力与两金属片插入的深度是否有关?
11.(24-25八下·江西宜春丰城梅林中学·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,均为定值电阻,其中。当开关闭合,开关断开,滑动变阻器的滑片P移至最左端时,电压表的示数为10.0V,电流表的示数为0.40A。
(1)求电阻两端的电压;
(2)求电阻的阻值。
【答案】(1)4V
(2)5Ω
【解析】(1)由图可知,当开关闭合,开关断开,滑动变阻器的滑片P移至最左端时,三个电阻串联,此时电流表的示数为0.4A,则电阻两端的电压为
(2)由图可知,当开关闭合,开关断开,滑动变阻器的滑片P移至最左端时,三个电阻串联,此时电流表的示数为0.4A,电压表测两端总电压,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,则两端电压为
则两端电压为
故电阻的阻值为
12.(23-24九上·吉林吉林亚桥中学·期末)如图,R1阻值为10Ω,开关S闭合后电流表A的示数为2.5A,电流表A1的示数为1.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
【答案】(1)15V
(2)15Ω
【解析】(1)由图可知,R1与R2并联,由于并联电路各支路两端的电压相等,电源的电压是
U=U2=U1=I1R1=1.5A×10Ω=15V
(2)根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知,通过电阻R2的电流
I2=I﹣I1=2.5A﹣1.5A=1AR2的阻值是
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
13.(24-25九上·广东汕头潮阳区灶浦第一初级中学·期末)如图所示,在电路中两个规格完全相同的小灯泡L1,L2,闭合开关S后,L1,L2两端的电压分别为U1、U2,通过电流分别为I1、I2,则下列说法正确的是( )
A. I1≠I2
B. I1= I2
C. U1≠U2
D.若L1灯丝烧断,灯L2仍能正常发光
【答案】B
【解析】由图可知,规格完全相同灯泡L1、L2串联,在串联电路中,电流处处相等,因此I1= I2。两灯规格相同,分得的电压相同,则有U1=U2;串联电路中各用电器之间互相影响,若L1灯丝烧断,灯L2不能正常发光。故ACD错误,B正确。
故选B。
14.(21-22九上·北京西城区·期末)关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A.自由电子定向移动的方向与电流方向相反 B.电路两端有电压,电路中一定有电流
C.导体电阻的大小是由电压和电流决定 D.只有正电荷的定向移动能形成电流
【答案】A
【解析】A.规定正电荷定向移动的方向为电流方向,而自由电子带负电荷,所以自由电子定向移动的方向与电流方向相反,故A正确;
B.电路两端有电压,但电路中不一定有电流;要使电路中有持续电流,必须有电源,并且电路是通路,故B错误;
C.导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关,故C错误;
D.电流是由电荷的定向移动形成的,无论是正电荷还是负电荷的定向移动都能形成电流,故D错误。
故选A。
15.(23-24九上·广东梅州兴宁宋声学校·期末)将光敏电阻R、定值电阻R₀、电流表、电压表、开关和稳压电源连接成如图所示的电路,光敏电阻R的阻值随光照强度的增强而减小,闭合开关,当光照强度逐渐减弱时,下列说法正确的是( )
A.电流表和电压表示数均变小
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表和电压表示数均变大
【答案】A
【解析】分析电路可知,光敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。因光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,所以,逐渐减弱光照强度时,R的阻值变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小;由可知,R0两端的电压变小,即电压表V的示数变小;故A正确,BCD错误。
故选A。
16.(23-24九上·江苏盐城射阳县实验初级中学·期末)如图,这是在一次实验时某同学连接的一个电路,当闭合开关后发现两灯泡都不亮,检查发现电路出现了 (断路/短路)。解决方法有二种:一可以去掉 导线,将电路改成了串联电路;二可以去掉FG导线,再连接 导线,将电路改成并联电路。
【答案】 短路 AF GE
【解析】[1]闭合开关后两灯泡都不亮,观察电路可知,电流从电源正极流出,经导线直接回到电源负极,造成电源短路,所以电路出现了短路。
[2]要组成串联电路,电流从电源的正极流出依次连接开关、EF间的灯泡、CD间的灯泡,回到电源的负极,此时电流不经过导线AF,说明AF导线多余,去掉即可。
[3]要构成并联电路,电流从电源的正极流出经过开关后,分别连接EF间的灯泡和CD间的灯泡,若电流从F位置分线会出现电源短路,所以在E位置分线满足并联电路,所以需要去掉FG导线,再连接GE导线。
17.(2025·吉林省松原市·模拟)人接触汽车有时会被“电”一下,这个“电”主要来自于汽车行驶时与空气的 ,手拿如图甲所示的静电消除器接触汽车,消除器中的LED灯发光,若瞬间电流方向是由消除器流向汽车,则汽车带的是 电荷;如图乙所示,某手机移动电源(俗称充电宝)有两个输出端,通过电源线可以单独或同时为手机充电,这两个输出端的连接方式是 联;用移动电源为手机充电时,手机相当于电路中的 。
【答案】 摩擦 负 并 用电器
【解析】【小题1】[1]人接触汽车有时会被“电”下,这是因为汽车行驶时与空气摩擦发生了摩擦起电现象。
[2]电流方向与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反,因为汽车带有电荷,如果汽车带的是正电荷,则电流方向是由汽车流向消除器,因为瞬间电流方向是由消除器流向汽车,则汽车带的是负电荷。
[3]通过电源线可以单独或同时为手机充电,说明两条线路之间互不影响,因此这两个输出端的连接方式是并联。
[4]用移动电源为手机充电时,手机消耗电能,则手机相当于电路中的用电器。
18.(24-25九上·湖南衡阳船山实验中学·期末)如图所示,电阻R1和R2串联接在AB两端,电压表并联接在R1两端。已知R1=10Ω,R2=20Ω,电压表示数为3V,则通过R1的电流I1= A,AB两端的电压U= V。
【答案】 0.3 9
【解析】[1]两电阻串联,电压表测R1两端的电压,通过R1的电流
[2]根据串联电路的电流处处相等的特点可知电路中的电流I=I1=0.3A
两电阻串联的总电阻R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
根据可得,AB两端电压U=IR=0.3A×30Ω=9V
19.(24-25九上·广东汕头潮阳区谷饶实验学校·期末)在探究串联电路中电压规律的实验中,小鑫同学将小灯泡L1、L2串联后接到电源上,如图甲所示。
(1)闭合开关S前,发现电压表的指针偏转如图乙所示,原因可能是 ;
(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______(填字母);
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
(3)实验中发现两个串联的小灯泡,一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是______(填字母);
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了
(4)小鑫改变电源电压和小灯泡进行三次实验,测量的数据分别如下表。第3次实验BC间的电压值如图丙所示,为 V。在分析数据时小鑫发现,第二组的实验数据结论和其他两组不一样,小鑫分析该组数据后发现有一个数据记录错误;纠正错误后,正确数据为 V;
次数
AC间的电压/V
AB间的电压/V
BC间的电压/V
1
1.4
0.7
0.7
2
2.8
5.0
1.7
3
4.0
1.4
(5)实验结束后, 小鑫应先断开开关,拆除 (选填“电源”或“灯泡”)两端的导线后,再拆除其他导线并整理器材。
【答案】(1)电压表未调零
(2)B
(3)C
(4) 2.5 1.0
(5)电源
【解析】(1)闭合开关S前,发现电压表的指针偏转如图乙所示,没有电流通过电压表,而指针没有指在零刻度线处,说明电压表使用前未调零。
(2)由图甲知道,测L1两端电压时,电压表与A点连接的接线柱为正接线柱,与B点连接的接线柱为负接线柱,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,则电压表正负接线柱接反,会造成指针反偏,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)A.两灯串联,通过两个灯泡的电流大小相同,故A不符合题意;
B.两灯串联,相互影响,若发光微弱的灯泡的灯丝断了,另一灯也不会亮,故B不符合题意;
C.灯泡的规格不同,电阻值不同,在电流相同时,分压不同,则亮度不同,故C符合题意;
D.若灯被短路,则不会发光,故D不符合题意。
故选C。
(4)[1]图丙中电压表是小量程,分度值为0.1V,读数为2.5V;
[2]AC间的电压为电源电压,所以AB间的电压不可能为5.0V,大于电源电压,可能的原因是读错量程,按照大量程读数了,应该是按照小量程读数,正确数据应为1.0V;
(5)为了电路安全,拆除电路时应先拆除电源。所以测量结束后,应先断开开关,拆除电源两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材。
20.小明实验小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压恒为6V,电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器一个、导线若干。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物图连接完整(要求:向右移动滑片,电流表的示数变小);
(2)连接好电路,闭合开关前滑动变阻器滑片置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)实验中多次改变R的阻值,正确操作,记下电流表的示数,得到如图丙所示的I—R图像;
①小明分析图像得出了“电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比”的结论,他得出该结论的依据是:
②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,用10Ω的电阻接入电路,保持滑片P不动,闭合开关,发现电压表的示数大于3V,接下来他的正确操作是: ;
(4)为完成整个实验,应该选取的滑动变阻器最大阻值不小于 Ω;
(5)完成实验后,该小组又设计了如图所示的电路测量未知电阻Rx,电源电压未知且保持不变,已知定值电阻的阻值为R0
请将以下实验步骤补充完整。
①闭合S1、断开S2时,电压表的示数为U1
② ,电压表的示数为U2
③电阻Rx= (用U1、U2、R0表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3) 每次测量的电流值和电阻的乘积是一个定值 向右移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V
(4)35
(5) 同时闭合和
【解析】(1)分析图甲电路可得,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端电压,所以电压表应与定值电阻并联;当滑动变阻器的滑片向右移动,电流表的示数变小,此时滑动变阻器的阻值变大,应将滑动变阻器左下方A接线柱与电阻的左接线柱相连,使两者串联,连接如图所示:
(2)为了保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应最大,即滑片应置于滑动变阻器的最右端端。
(3)[1]观察图丙图像可知,
电流与电阻之积为一定值,故由实验图像可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[2]用5Ω的电阻做完实验后,断开开关,将的定值电阻换为的定值电阻后,保持滑片位置不变,闭合开关,电压表示数大于,为完成实验需要保持定值电阻两端电压保持不变,即应使定值电阻两端电压减小至,由串联电路的电压规律可知,应使滑动变阻器两端电压增大,根据串联电路的分压规律可知:电阻越大,用电器分得电压越大;此时应增大滑动变阻器的电阻,故滑片应向B端(右端)移动,使电压表示数保持不变。
(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,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的倍,根据分压原理可知,当接入25Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为,即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于35Ω。
(5)[1][2]由电路图可知,闭合,断开时,和串联,电压表测两端电压即为;闭合、时,电路为的简单电路,则电压表测电源电压即为;当和串联时,根据串联电路的电压规律可得两端电压为
根据可得串联电路的电流
根据串联电路分压的特点和得待测电阻为
21.(23-24九上·安徽宣城第六中学·期末)新房装修时,工人经常用普通量角器测量一些角度,不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为,电压表的量程为,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻与指针旋转角度成正比,电源电压恒为6V,为电阻箱。将滑片OP旋转至M处,调节的阻值,使电路中电流为0.5A。
(1)求电阻箱接入电路的阻值;
(2)调节为时,电流表示数为0.3A,求此时电压表示数;
(3)为能满足测量的要求,重新调节电阻箱,求满足要求的最小阻值。
【答案】(1)12Ω
(2)2.4V
(3)32Ω
【解析】(1)将滑片OP旋转至M处,此时电路为R0单独接入的简单电路,电路中的电流为0.5A,则电阻箱接入电路的阻值
(2)电路是R0和半圆弧电阻串联,调节为时,电流表示数为0.3A,R0两端电压为
此时半圆弧电阻两端电压,即电压表的示数为
(3)当调节为时,半圆弧电阻接入电路中的阻值为
可得半圆弧电阻的总电阻为
根据串联分压原理可知,当电压表的示数最大时,半圆弧电阻接入电路中的阻值最大,R0的阻值最小,此时电路中的电流为
电阻箱两端电压为
满足要求的最小阻值为
期末综合拓展练(测试时间:5分钟)
22.(23-24九上·湖北武汉青山区·期末)小明在研究并联电路的电流规律时,根据如图所示电路图连接好电路,并闭合开关S和S1。电源电压不变,当他再闭合开关S2时,电流表示数变化正确的是( )
A.电流表A1的示数变大
B.电流表A的示数变小
C.电流表A与电流表A2的示数差值不变
D.电流表A与电流表A1的示数差值不变
【答案】C
【解析】A.闭合开关S和S1时,电路为R1的简单电路,电流表A1、A测通过R1的电流;再闭合开关S2时,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测R2支路的电流,电流表A测干路电流。因并联电路中各支路独立工作,所以,闭合开关S2前后,通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,故A错误;
B.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,闭合开关S2后,干路电流变大,故B错误;
C.因为电流表A与电流表A2的示数差值等于R1支路的电流,由于通过R1的电流不变,所以电流表A与电流表A2的示数差值不变,故C正确;
D.因电流表A与电流表A1示数的差值等于R2支路的电流,由于闭合开关S2后,R2支路的电流变大,所以电流表A与电流表A1的示数差值变大,故D错误。
故选C。
23.(24-25九上·陕西西安阎良区第一中学·期末)如图1所示是甲、乙两个定值电阻的I﹣U图像,将甲、乙两电阻分别按图2和图3方式接入电路,以下有关说法正确的是( )
A.电阻甲的阻值大于电阻乙的阻值
B.图2电路中,闭合开关,甲、乙两端电压比U甲:U乙=2:1
C.图2电路中,闭合开关,当通过甲的电流为0.2A时,电源电压为3V
D.图3电路中,闭合开关,当电源电压为1V时,干路电流为0.5A
【答案】C
【解析】
A.由图像可知,当通过甲、乙的电流均为0.2A时,甲、乙两端电压,U甲=1V,U乙=2V,由可知,甲、乙的电阻分别为
显然R甲<R乙,故A错误;
B.若将甲、乙串联,因串联电路处处电流相等,根据可得,甲、乙两端电压之比为U甲:U乙=IR甲︰IR乙=R甲︰R乙=5Ω:10Ω=1︰2
故B错误;
C.若将甲、乙串联,因串联电路处处电流相等,因此当通过乙的电流为0.2A时,通过甲的电流也为0.2A,由A选项可知,U甲=1V,U乙=2V,则电源电压U=U甲+U乙=1V+2V=3V
故C正确;
D.因并联电路中各支路两端电压相等,所以当电源电压为1V时,由图像可知,I甲=0.2A,I乙=0.1A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流I=I甲+I乙=0.2A+0.1A=0.3A
故D错误。
故选C。
24.(23-24九上·辽宁盘锦兴隆台区·期末)如图甲所示的电路中,电流表A1示数如图乙所示,电流表A2指针位置与A1相同,则通过小灯泡L2的电流是 A。图丙的电路中电压表V2测量的是 (填“电源”、“L1”或“L2”)两端的电压;若两电压表指针位置也相同,则此时两灯L1、L2电阻之比为 。
【答案】 1.2 L1 1:4
【解析】[1]由图甲所示电路可知,两灯泡并联,电流表A1测L1支路电流,电流表A2测干路电流。电流表A1是小量程,示数为0.3A,电流表A2指针位置与A1相同,因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,故电流表A2是0~3A量程,示数1.5A,根据并联电路的电流关系可知,通过L2的电流
[2][3]图丙的电路中两灯泡串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L1两端电压。根据串联电路的电压特点知,电压表V1示数大于V2示数,而两电压表指针位置相同,则电源电压与L1的电压之比为
根据串联电流特点和欧姆定律U=IR可得,两灯的电阻之比
25.(23-24九上·福建泉州·期末)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,当滑动变阻器R2的滑片P从某点a点移到b点时,滑动变阻器的U-I图像如图乙所示,则电源电压为 V,定值电阻R1的阻值为 Ω。
【答案】 18 30
【解析】[1][2]闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,由乙图可知电流表示数为0.3A时,电压表示数为9V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压U=IR1+U2=0.3A×R1+9V……①
由乙图可知当电流表示数为0.4A时,电压表示数为6V,所以,电源电压U=I′R1+U2′=0.4A×R1+6V……②
解①②得R1=30Ω,U=18V。
26.在“探究电流与电压关系”的实验中,图甲是某实验小组设计的电路,电源电压为3V且保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变大。
(2)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V,则电路故障可能是 。
(3)排除故障后,实验中测得五组数据,绘制出的定值电阻R的图像如图乙所示。由图像可知,实验中所用定值电阻R的阻值为 Ω。
(4)结合图乙分析,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
(5)小明利用电源(电压恒定)、电流表、阻值为的定值电阻、铭牌磨损的滑动变阻器、开关和单刀双掷开关各一个,设计了上图所示的电路,测量未知电阻的阻值,请将实验步骤补充完整:
①开关S闭合,开关接a时,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,此时电流表的示数为。
②开关S闭合,开关接b时,滑动变阻器的滑片 (选填“移到最左端”“移到最右端”或“保持不动”),此时电流表的示数为。
③电阻 (用、和表示)。
【答案】(1)
(2)定值电阻R断路
(3)5
(4)25
(5) 保持不动
【解析】(1)滑片P向右滑动时,电流表的示数变大,根据欧姆定律可知总电阻变小,则滑动变阻器接入电路的阻值变小,可将变阻器的D接线柱和开关的右侧接线柱相连,如图所示:
(2)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,因电路为串联电路,则电路可能断路。电压表示数接近3V,则电压表和电源接通,电路故障可能是电压表所并联的定值电阻R断路。
(3)根据欧姆定律可知,实验所用定值电阻R的阻值为
(4)从图中可知,电路电流最小值为0.1A,此时定值电阻两端的电压为0.5V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知滑动变阻器的最大阻值应不小于
(5)[1]开关S闭合,S1接a时,定值电阻R0与未知电阻Rx并联后再与滑动变阻器R串联,电流表测Rx的电流。移动变阻器的滑片到某一位置,此时电流表的示数为I1。保持变阻器的滑片不动,接着开关S闭合,S1接b时,改变了电流表测量的位置,整个电路的状态不变。此时电流表测通过定值电阻R0与未知电阻Rx的总电流,电流表的示数为I2。
[2]由并联电路的电流特点可知,通过R0的电流为
由欧姆定律可知,R0两端的电压为
由并联电路的电压特点可知,Rx两端的电压为
则未知电阻Rx的阻值为
27.(24-25九上·河北廊坊三河·期末)如图1所示,电源电压可调,为标有“0.5A”字样的滑动变阻器,电流表量程为0~0.6A,、是额定电压均为3V的小灯泡,其电流与电压的关系如图2所示。若只闭合,电源电压调节为5V,滑片滑至中点时灯正常发光。求:
(1)正常发光时的电阻。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)只闭合,在滑动变阻器接入电路的电阻不小于2Ω的条件下移动滑片,使得电路中有一只小灯泡始终能正常发光。在保证电路安全的前提下,求电源电压的调节范围。(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)当灯泡L1正常发光时,其两端电压,由图象可知此时通过L1的电流。根据欧姆定律可得L1正常发光时的电阻为
(2)只闭合时,灯泡L2与滑动变阻器串联。因L2正常发光,其两端电压、电流。已知电源电压,根据串联电路电压规律知,滑动变阻器两端电压
根据欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻
由题意知滑动变阻器最大阻值为接入电阻的2倍,因此滑动变阻器最大阻值为
(3)首先,根据欧姆定律计算L2正常发光时的电阻为
只闭合时,L1、L2与滑动变阻器串联。因L2的额定电流,电路最大电流由L2决定,即。
由图象可知,当电流时,L1两端电压,此时L1的实际电阻为
已知滑动变阻器接入电阻不小于,根据串联电路电阻规律,电路最小总电阻
滑动变阻器最大阻值为,电路最大总电阻
根据欧姆定律,电源最小电压为
电源最大电压为
因此,电源电压范围为。
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