第十六章《探究电路》学案-2026-2027学年物理九年级全一册沪科版
2026-07-25
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精品
摘要:
该初中物理学案聚焦《探究电路》核心知识,涵盖电阻与变阻器、欧姆定律、伏安法测电阻、串并联电路及家庭电路。通过预习训练衔接基础概念,实验探究(如控制变量法研究电阻影响因素)搭建从理论到实践的学习支架,系统梳理电路知识脉络。
以科学探究为主线,融入转换法等科学思维方法,结合家庭电路、体重秤等生活实例强化物理观念。分层习题覆盖基础到中考真题,助力学生巩固知识、提升实验操作与问题解决能力,有效培养科学探究精神与严谨态度。
内容正文:
第十六章《探究电路》§16.1电阻和变阻器------(课本第91页)
一.预习训练、基础训练(一):电阻
1.阅读课本91页,观察演示实验,如图所示,把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入同一电路中。当把铜丝接入电路时,小灯泡亮(电流大);当把镍铬合金丝接入电路时,小灯泡暗(电流小)。为什么?原来,导体虽然容易导电,但是对电流也有一定的________作用。在相同条件下,铜丝对电流的_________作用小,镍铬合金丝对电流的________作用大。
(第1题图) (第2题图) (第4题图)
2.水在水管中定向流动会受到阻力;如图所示,电荷在导体中定向移动也会受到阻力。我们把导体对电流的__________作用叫电阻,电阻用字母________来表示。
3.电阻的单位是欧姆 ,简称 欧 (符号_______)。比较大的单位有千欧(符号________)、兆欧(符号_______)。它们的换算关系是:1kΩ=_______Ω= 103 Ω,1MΩ= 1000 kΩ=________Ω。
4.实验室小灯泡灯丝的电阻约为10Ω左右,一根铜导线的电阻很小可忽略不计。绝缘体不容易导电是因为绝缘体的________非常大。在电子技术中,经常用到定值电阻,简称电阻,如图所示。电阻在电路图中的符号是_______。
5.在探究“导体电阻大小与哪些因素有关”的实验中,采用了控制变量法和转换法。
(1)上面第1题中,把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入相同的电路中,看到通过铜丝的电流大(灯泡亮),说明铜丝对电流的阻碍小,铜丝的电阻小。由此得出:导体电阻的大小与__________有关。
(2)观察演示实验,如图甲所示,把材料、横截面积相同,长度不同的镍铬合金丝分别接入相同的电路中,看到通过长度短的镍铬合金丝的电流大、电阻小。由此得出:导体的电阻与________有关,当材料、横截面积相同,导体越长,电阻越______。
(3)观察演示实验,如图乙所示,把长度、材料相同,横截面积不同的镍铬合金丝分别接入相同的电路中,看到通过横截面积大的镍铬合金丝的电流大、电阻小。由此得出:导体的电阻与____________有关,当长度、材料相同,横截面积越大,电阻越______。
(第5题:甲图) (第5题:乙图) (第6题图)
6.【例题】如图所示,导体B、C材料、长度相同,横截面积不同,把它们先后接入同一电路中,发现接入B时灯泡亮一些,则RB_______RC(选填:大于、等于或小于),这一结论的得出采用了__________法。
7.一根导体两端的电压为3V时,导体的电阻为12Ω,断开电源使导体两端的电压为零时,导体的电阻为( )
A.0 B.12Ω C.3Ω D.6Ω
8.【P93】知道导电性能介于导体和绝缘体之间的材料叫做__________,利用__________材料可以制作二极管、三极管、芯片,还可制作热敏电阻、光敏电阻等。知道有些物质在温度很低时,电阻变为______,叫超导现象。
二.预习训练、基础训练(二):变阻器
1.变阻器是一种能够改变_________大小的仪器,常用的变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝的__________来改变电阻的。
2.常用的变阻器有两种_______________和__________,它们在电路中的符号分别是_________、_________。
3.如图所示,是滑动变阻器的实物图、连线示意图、应用电路图。细致的阅读课本,完成下面自主学习。
图甲:实物图 图乙:连线示意图 图丙:应用电路图
(1)图甲,滑动变阻器结构中是导体的有:ABCD四个接线柱、金属杆、___________和电阻丝绕成的_______。
(2)图甲,把滑动变阻器接入电路中时,用四个接线柱中的两个,且这两个接线柱一定要“___________”。
(3)图乙,滑动变阻器接入电路中的电阻线是_______段(选填:PA或PB),当滑片P向左移动时,接入电路中的电阻线的长度_______,连入电路中的电阻________(后两空选填:“变大”或“变小”)。
(4)图丙,当滑动变阻器的金属滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻_________(选填“变大”或“变小”),电路中的电流_________(选填“变大”或“变小”),灯泡变_______(选填“亮”或“暗”),电压表的示数_________(选填“变大”或“变小”)。
4.在老师指导下,按图丙连接实物电路,探究滑动变阻器的作用,通过探究实验你可以得出滑动变阻器的作用:
(1)_________电路,即闭合开关之前,滑动变阻器的电阻要取________值;
(2)改变电路中_________;
(3)改变用电器两端的_________。
5.电阻箱也是一种变阻器,如图所示,电阻箱接入电路中的电阻是________Ω;这个
电阻箱电阻值的变阻范围为________至________Ω。
6.【双选】如图所示,在滑动变阻器的四种接线情况中,连线正确的是( )
A B C D (第5题图)
7.图示,电源电压不变,闭合开关后,当滑动变阻器滑片P向左端滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数变大,电压表V示数变小 B.电流表A示数变小,电压表V示数变大
C.电流表A示数变大,电压表V示数不变 D.电流表A示数变小,电压表V示数不变
(第7题图) (第8题图) (第9题图) (第10题图)
8.(2023眉山)如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P适当左移,下列说法中正确的是( )
A.电流表A1示数不变、电流表A2示数不变 B.电流表A1示数变大、电压表V示数变小
C.电流表A2示数变大、电压表V示数变小 D.电流表A2示数变大、电压表V示数不变
9.如图所示,请将滑动变阻器接入电路,要求:滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮。
10.(2025·江苏常州)如图所示,滑片P适当左移,则电流表A示数变_______,电压表V示数变_______。
三.§16.1电阻和变阻器------笔记
1.电阻的概念:导体对电流的________作用叫电阻;
2.电阻的单位:国际单位是 欧(Ω) ,单位换算1MΩ= 103 kΩ=________Ω。
3.电阻的决定因素:电阻是导体本身的一种属性,导体的电阻只与导体本身的__________、_________、_______________、 温度 有关;导体的电阻与加在导体两端的________和通过导体的________无关。探究得出:
(1)导体电阻的大小与长度有关,在材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻________;
(2)导体电阻的大小与横截面积有关,在长度和材料相同时,导体的横截面积越大,电阻________;
(3)导体电阻的大小还与导体的 材料 有关;
(4)导体的电阻还与 温度 有关,灯泡发光时温度高,灯丝的电阻_______。(填:大/小)
4.滑动变阻器:(1)原理:靠改变接入电路中的电阻丝的________来改变电阻(填:长度/材料);
(2)连线:要“____________”;
(3)作用:保护_________,改变电路中的 电流 ,改变用电器两端的_________。
5.电阻箱:能够显示接入电路中电阻大小的变阻器,读数时 先乘 后______。
四.§16.1电阻和变阻器------巩固训练
1.(2025·湖北武汉)某同学利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中四根金属丝的规格如下表所示。下列说法正确的是( )
编号
材料
长度/m
横截面积/
①
锰铜丝
1.0
0.2
②
镍铬合金丝
0.5
0.2
③
镍铬合金丝
1.0
0.2
④
镍铬合金丝
1.0
0.6
A.实验过程中,灯泡越亮,说明接入电路中金属丝的电阻越大
B.选择金属丝①和③可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
C.选择金属丝②和④可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.选择金属丝①和④可以探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
2.(长沙•中考)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,说明导体的电阻和材料有关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定
3.(2024天津)如图所示铝芯电缆是一种输电导线。在农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
4.用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”。a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B.利用此装置只能探究导体电阻大小和横截面积的关系
C.利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系
D.为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电压表
5.(2025·西藏)为了保护视力,需设计一盏能连续调节亮度的台灯,下列电路图符合要求的是( )
A B C D (第6题图)
6.如图所示为旋转式变阻器,生活、生产中称为___________,a、b、c为变阻器的三个接线柱,d为旋钮触片。将该变阻器接入电路中调节灯泡的亮度,当顺时针旋转旋钮触片时,灯泡变亮,则应连接线柱 (选填“ab”、“bc”或“ac”)和灯泡 联后接入电路中。
7. 如图所示,滑动变阻器上标有“50Ω l.5A”的字样,“50Ω”的意义是________________________________,“l.5A”的意义是_____________________________。
(第7题图) (第8题图) (第9题图)
8.如图所示。(1)请将滑动变阻器接入电路中,要求:滑动变阻器的滑片向左滑动时电流变大、灯泡变亮。
(2)在虚线框内画对应的电路图。
9.如图所示,是一种测定油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片和滑杆相连,滑杆可绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。 当油量越多时,电流表示数越______(填:大/小)。
10.“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
(1)实验中通过观察_______________比较电阻丝电阻的大小;
(2)实验中采用的研究方法是________________和转换法;
(3)分别将编号为___________的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关;
(4)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的___________有关;
(5)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了__________________(选填:电压表、电流表或滑动变阻器)的工作原理中;
(6)实验过程中,更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可用______________代替小灯泡完成实验。
(7)实验得出导体的电阻大小与导体的长度、材料和____________等因素有关,与电压和_________无关。
第十六章《探究电路》§16.2探究:电流与电压、电阻的关系---(课本98页)
一.§16.2探究:欧姆定律------预习训练、基础训练
1.实验探究:电流的大小与哪些因素有关。
(1)猜想与假设:导体有电阻,在导体的两端加上电压,就会在导体中产生电流。
①电压是_________电流的原因,我们的猜想是,若增大导体两端的电压,通过导体的电流将________;
②电阻对电流有_________作用,我们的猜想是,若增大导体的电阻,通过导体的电流将________。
(2)设计实验与制定计划:电流可能受电压、电阻等因素的影响,所以采用______________,分别研究:电流的大小与_________的关系、电流的大小与________的关系。
①器材:电源、开关、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω),导线若干,电流表及电压表,还需要________________。
②在虚线框内画出电路图,并根据电路图连接实物图。
(3)进行实验与收集证据
①保持电阻不变,改变电阻两端的电压:把R=10Ω的电阻连入电路,移动滑动变阻器的滑片,改变电阻R两端的电压,测得三组数据如表一所示;
表一:电阻R=10 Ω 表二:电压U=2 V
电压(V)
1
2
3
电流(A)
0.1
0.2
0.3
电阻(Ω)
5
10
20
电流(A)
0.4
0.2
0.1
②保持电阻两端的电压不变,选用不同的定值电阻接入电路:分别把三个定值电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,保持每个电阻两端的电压都为2 V,测得三组数据如表二所示。
(4)分析与论证:①分析表一得出的结论是:保持_________不变时,电流跟电压_________关系;
②分析表二得出的结论是:保持_________不变时,电流跟电阻_________关系。
2.一段导体中的电流,跟加在这段导体两端的电压成_________,跟这段导体的电阻成_________。这个规律叫做欧姆定律。欧姆定律的公式_________。变形公式分别是U=_______和R=_______。
3.根据表一数据,如图所示,画出“I—U图像”。
4.根据表二数据,如图所示,画出“I—R图像”。
二.小专题训练(一):欧姆定律的实验题
1.(2025·江苏盐城)小明选用电源(电压恒为4.5V)、定值电阻(若干)、滑动变阻器(20Ω2A)、电流表、电压表、开关及导线,探究电流与电压的关系。
(1)如图甲所示,小明选取阻值为10Ω的电阻进行实验。用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)将滑动变阻器的滑片移至最右端。闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,为 A;
(3)小明测得多组数据,分析得出结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。为验证结论是否具有普遍性,小明应更换 重复上述实验;
(4)第(2)问中,若预先未将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关时, 可能损坏;
(5)另一组的小华记录的数据比较杂乱,如图丙所示。请指出小华操作中存在的问题: 。
2.小明用图(甲)所示的电路探究“导体中的电流跟两端电压的关系”,图(乙)是小明未完成连接的实验电路,用两新节干电池作电源。
(1)若要求滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大。请用笔画线代替导线,完成图(乙)中实验电路的连接。
(2)小明按要求正确连接电路后,闭合开关,发现电压表指针偏转到满刻度的位置。其原因可能是:
(写出一个) 。
(3)小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片,测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值,如下表所示。
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.6
1.9
2.5
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
①请根据表中数据在图(丙)中画出电阻R的UI关系图象;②小明在实验中所用电阻R的阻值为 Ω。
(4)小明在测得第5组数据后,未做其他操作就直接将电阻R换成10 Ω的定值电阻,准备探究“电路中电流与电阻的关系”,接通电路后电流表的示数可能是 。
A.0.5 A B.0.25 A C.0.28 A D.0.15 A
3.【广东中考】在“探究电流与电阻的关系”实验中,实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)和开关各一个,定值电阻五个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)将题图甲实验电路连接完整;
(2)连接电路时开关要______,闭合开关前,
应将滑动变阻器的滑片P移到最________端;
(3)图乙是根据实验数据画出的定值电阻
的图象,其中阴影面积的物理意义是
________,其数值为________。
(4)若闭合开关后发现电流表指针不偏转,电压表指针偏转,该故障的原因是:____________________。
(5)计算当定值电阻R1=5Ω时,滑动变阻器接入电路中的阻值R2=________Ω;当定值电阻R1=25Ω时,滑动变阻器接入电路中的阻值R2=_______Ω。
(7)根据五组实验数据,把每次实验的电流值与对应滑动变阻器的阻值,在乙图中描点连线,得到一条新的“反比例曲线”,请你判断新旧两条反比例曲线______交点(填:有/没有)。
4.(2025·西藏)如图所示,某实验小组“探究电压一定时电流与电阻的关系”。
(1)实验时须注意安全用电,因此,连接电路时开关应处于 状态。
(2)请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整,要求:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P置于A端。
(3)闭合开关后,某同学发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近电源电压。请你分析电路故障原因可能是: 。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P至适当位置,记录此时电流表的示数。更换不同阻值的定值电阻,调节滑片的位置使电压表的示数保持不变,记录电流表的示数并填入表格。图丙是第2次实验时电流表指针的位置,其示数为 A。
次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
20
50
电流I/A
0.40
0.10
0.04
(5)分析表中的数据可知:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
5.某学习小组计划探究“电流与电阻的关系”。可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值分别为5Ω、15Ω、25Ω的定值电阻各一个、导线若干。
(1)连接电路时开关应该_________(选填“断开”或“闭合”)。
(2)如图甲所示的实物电路中存在错误,小兰发现只需要改接一根导线就可以了,请在那一根错误的导线上画“×”,再画线把它改到正确的位置上。(导线不允许交叉)
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为________V。为保证分别使用三个定值电阻均能顺利完成实验,滑动变阻器的最大阻值至少是_________Ω。
(4)利用本实验提供的器材 (填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
三.欧姆定律小专题训练(二):欧姆定律的简单计算
1.欧姆定律的公式 ,欧姆定律公式变形U=_______和 ;由此可知,对于一个导体,只要知道电流、电压、电阻中的两个量,就可以利用欧姆定律求出第三个量。公式中电压U、电阻R和电流I的单位分别为_______、________和________。
2.(2025·黑龙江大庆)物理学中经常看到形如的公式,一种情况是x的大小与y、z都有关,另一种情况是x虽然可由y、z计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于前一种情况的是( )
A.物质的密度 B.导体中的电流 C.物质的比热容 D.燃料的热值
3.如图所示,一煎饼锅煎饼时的电阻为44Ω,接在220V的电压上,通过它的电流是多少?
4.将一个阻值为R定值电阻接入电路中,当R两端的电压是3V时,R中的电流为0.2A。求:定值电阻的阻值。
5.利用如图甲所示的电路进行探究,电源电压恒为9 V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图象。则:
(1)该实验探究的是 的关系;
(2)五次记录实验数据中,电压表的示数为多少?
(3)滑动变阻器阻值变化范围是多少?
6.如图所示,电路中电源电压为3V,闭合开关S后,电流表A的示数为I=0.9A,电流表A1的示数为I1=0.6A。求:(1)通过电阻R2的电流;(2)电阻 R1、R2的阻值。
7.(2025·四川甘孜)如图所示,电阻R1=30Ω,闭合S1、断开S2时,电流表的示数为0.4A;闭合S1和S2时,电流表的示数为0.5A。求:(1)电源电压;(2)电阻R2的阻值。
三.§16.2科学探究:欧姆定律------笔记
1.探究“电流跟电压的关系”时:滑动变阻器的作用是___________、改变电阻两端的_________;
2.探究“电流跟电阻的关系”时:滑动变阻器的作用是___________、保持每个定值电阻两端的电压________。
3.欧姆定律:(1)内容:一段导体中的电流,跟加在这段导体两端的 电压 成正比,跟这段导体的___________成反比;
(2)公式:I=_______,公式变形U=_______、R=_______;
(3)图像:I~U图像找点可计算 电阻 ;I~R图像找点可计算________。
4.注意:(1)一定要注意、理解“电流、电压、电阻”这三个物理量的 同时 性, 性、不能张冠______。
(2)牢记电流、电压、电阻的单位只能分别为 A 、_____、_____。
第十六章《探究电路》§16.3用电流表和电压表测量电阻------(课本第104页)
一.§16.3“伏安法”测电阻------基础训练
1.欧姆定律的应用之一,告诉了我们一种间接测量电阻的方法-------“伏安法”。“伏安法”测电阻的原理是R=______(填写公式),即用电压表、电流表同时测出电阻器工作时的_________和_________,再用公式计算出电阻。
2.“伏安法”测电阻连接电路时,开关要________;闭合开关前,滑动变阻器接入电路的电阻值要_________。
3.在测量电阻的定值电阻Rx的实验中,用如图所示的器材进行实验。
(1)用笔画线代替导线在甲图中完成实物电路连接,要求:滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小;
电流表用小量程。
丙 丁
(2)连接电路时,开关要________;闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移动到最_______端(填:左或右)。
(3)移动滑片P,改变定值电阻Rx两端的电压和通过的电流,两次测得的电阻值分别为R1=10.1Ω,R2=10.2Ω,第3次测量时,电流表的示数为0.26A,电压表的示数如图乙所示,则第3次测得的电阻值R3=_______Ω。
(4)根据以上三次实验数据,最后得出Rx=_______Ω。
(5)测量定值电阻的实验时,正确操作可画出如图丙所示的“I-U”图像。如果根据实验数据,画出了类似如图丁所示的“I-U”图像,原因是_________________________________________________________。
4.(2024南充)要测量标有“1.5V”字样小灯泡正常发光时的电阻,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,实验如下:
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路
连接完整;
(2)检查无误,闭合开关,发现电流表
无示数,小灯泡不亮,电压表的示数接近
电源电压;造成这一故障的原因可能是小
灯泡________(选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______Ω;接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的图象,如图丙所示,
由此小红认为不能利用图甲的装置“探究电流与电压的关系”,理由是___________________________________。
5.在“伏安法”测小灯泡电阻的实验中,误将电压表并联在滑动变阻器的两端,如图所示。已知电源是两节新干电池,电压表和电流表的示数分别为 0.6V和0.3A 。求此时小灯泡的电阻。
二.§16.3“伏安法”测电阻------笔记
1.“伏安法”测电阻:原理是_________(填写公式),即用_________测电压、用_________测电流。
2.“伏安法”测电阻的实验中滑动变阻器的作用:闭合开关前,滑动变阻器的电阻要取________值,保护_______;
测量时,改变被测电阻两端的_________。
3.测量小灯泡电阻时,多次测量,但不能求平均值,原因是___________________________________。
三.§16.3“伏安法”测电阻------拓展训练
2.【2026山西】如图甲所示,高铁列车通过车顶受电弓上的碳滑板与接触网滑动获取电能。碳滑板在使用中会磨损,影响获取电能,需定期检测更换。小明想:是不是碳滑板变薄引起电阻变化导致的呢?他测量碳板在不同磨损程度下的电阻:
实验思路:根据伏安法测量电阻的原理设计电路。将同一块碳板先后磨成不同的厚度,分别测量碳板在1.5V电压下通过的电流,利用欧姆定律算出电阻。
实验过程:(1)用笔画线表示导线将图乙电路连接完整。
(2)闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是___________________________。
(3)排除故障后,测量厚度为10mm碳板电阻时,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为1.5V,电流表示数如图丙所示,算出电阻__________Ω。继续将长度、宽度一定的碳板磨成不同厚度,重复上述实验,得到数据如下表所示。
厚度d/mm
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
10
1.5
8
1.5
0.4
3.75
6
1.5
0.3
5
4
1.5
0.2
7.5
2
1.5
0.1
15
实验拓展:(4)根据实验数据在图丁中作出碳板电阻与厚度的关系图像。分析图像和数据得出结论:长度、宽度和材料一定时,碳板的电阻与厚度成________比。根据结论可以建议检修人员定期测量碳滑板的_________来判断是否需要更换。
3.物理创新实验小组连接了如图(甲)所示的电路,测量定值电阻Rx的阻值。电源电压有4 V和6 V两挡可选,Rx的阻值约为10 Ω,滑动变阻器有(a:“15 Ω3 A”和b:“50 Ω2 A”)两种规格。
(1)李华同学发现(甲)图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接电路(只改接一根导线)。
(2)李华正确连接导线后,将滑动变阻器的滑片P移至最右端,闭合开关后,电压表示数为1 V,电流表示数为0.1 A。由此判断电源电压选择的是 (选填“4 V”或“6 V”)挡,滑动变阻器选择的是 (选填“a”或“b”)规格。
(3)继续移动滑动变阻器的滑片P完成后续测量,第3次实验时,电流表的示数如图(乙)所示,请根据实验过程将表格填写完整,并将①②两处的数据填写在横线上。(Rx的平均值精确到0.1 Ω)。
实验次数
电压Ux/V
电流Ix/A
电阻Rx/Ω
Rx的平均值/Ω
1
1
0.1
10
②
2
2.5
0.24
10.4
3
2.8
①
(4)多次测量求Rx的平均值是为了_______________(选填:“避免偶然性、得出正确结论”/“减小误差”)
(5)另一实验小组的电流表损坏不能使用,小组成员找老师更换电流表。老师向他们指出:不用电流表,利用现有器材也能进行测量。测量电路如(丙)图,操作步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为U1;
②再将滑片P移至B端,电压表示数为U;
③则Rx =_________(用U1、U、Rp表示)。
4.(2024南充)小红想测量标有“1.5V”字样小灯泡正常发光时的电阻,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验;
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压;造成这一故障的原因可能是小灯泡________(选填“断路”或“短路”);
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω ;接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的图象,如图丙所示,由此发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受_______的影响。
(4)小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系,理由是___________________________________;
(5)小红还想测出另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于U额且未知,滑动变阻器R最大阻值未知,定值电阻阻值为R0);请将实验步骤补充完整:
①闭合S、S2,断开S1,移动滑片P,使电流表示数为______时,小灯泡正常发光;
②闭合S、S1,断开S2,保持滑片P位置不变,读出电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时的电阻RL=______。(用U额、I、R0表示)
5.(2025·青海)“问天”兴趣小组设计的一种电子计重器的电路原理如图所示,
M、N均为金属板,N固定不动,电源电压保持不变。要求:当体重增大时,
计重器的示数也增大。则:当计重器上物体质量越大时,滑动变阻器接入电
路中的阻值越_______,电流表的示数越_______。__________(填:电压表
或电流表)示数的变化可间接反映体重的变化。
第十六章《探究电路》§16.3用电流表和电压表测电阻(第2课时):电阻的串联、并联
一.§16.3串联、并联电路的特点------归纳、牢记、灵活应用
1.电阻的串联:相当于增大了导体的_______,所以总电阻(等效电阻)比任何一个分电阻都_______。
2.电阻的并联:相当于增大了导体的____________,所以总电阻(等效电阻)比任何一个分电阻都_______。
3.串联电路、并联电路的特点:
1.串联电路, 可以局部短路
2.并联电路, 可以单独工作 , 互不影响
(1)电流:处处相等, I1 :I2 =_______
(1)电流:干路电流I=________
并联反比分流:I1 :I2 = R2:R1
(2)电压:总电压U=________
串联等比分压:U1 :U2= R1:R2
(2)电压:各支路两端电压________,U1 :U2=________
(3)电阻:总电阻R=________
(3)电阻:总电阻的倒数等于分电阻倒数之和,即
两个电阻并联的总电阻R=________
(4)电功:W1 :W2=________
(4)电功:W1 :W2 =________
(5)电功率:P 1 :P 2=________
(5)电功率:P1 :P 2 =________
二.§16.3串联、并联电路的总电阻------公式推导
1.“串联电路的总电阻等于各分电阻 之和 ”的推导过程如下:
(1)由欧姆定律可知: U1=IR1
U2=IR2
U=IR
(2)串联电路中有:U=U1+U2
所以:IR=IR1+IR2 ,即:R=R1+R2。
2.把R1=20Ω,R2=50Ω两个电阻串联接在14V的电源上。求:(1)R1、R2串联的总电阻;(2)R1、R2两端的电压U1和U2。
3.“两个并联电阻的总电阻的倒数,等于两个分电阻的倒数 之和 ”的推导过程如下:
(1)由欧姆定律可知:
(2)并联电路中:I=I1+I2
所以: ,即: 。
4.把R1=20Ω,R2=80Ω两个电阻并联接在16V的电源上。求:(1)R1、R2并联的总电阻;(2)通过R1、R2的电流I1和I2。
三.§16.3小专题训练------欧姆定律在串联电路中的应用
1.有两个电阻,其中R1=10 Ω,R2=15 Ω,将它们串联后的总电阻是( )
A.25 Ω B.5 Ω C.6 Ω D.12 Ω
2.滑动变阻器标有 “1.5 A50 Ω” ,当它与阻值为30 Ω的电阻串联接入电路,整个电路总电阻的变化范围为( )
A.30~80 Ω B.0~80 Ω C.0~50 Ω D.0~30 Ω
3.一个2 Ω的电阻和一个4 Ω的电阻串联,已知2 Ω电阻两端的电压是 1 V,则4 Ω电阻两端的电压和串联电路中的电流分别是( )
A.2 V和0.5 A B.1 V和0.6 A C.2 V和0.6 A D.1 V和1 A
4.如图所示,闭合图甲开关S,两个电压表的指针位置均为如图乙所示,则灯泡L1和L2两端的电压分别为( )
A.2V和10V B.10V和2V C.2V和8V D.8V和2V
(第4题图) (第5题图) (第6题图)
5.如图所示的电路中,R1=10 Ω,R2=30 Ω。闭合开关S,电压表V1与V2的示数之比是( )
A.1∶3 B.3∶1 C.3∶4 D.4∶3
6.如图所示电源电压不变,当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.4 A;当S1和S2都闭合时,电流表的示数为1.6 A,则电阻R1与R2的比值为_______。
7.一只小灯泡正常工作时的电压为8 V,正常发光时通过它的电流为0.5 A,现将该小灯泡接在12 V的电源上,为使其正常发光,应________联一个________Ω的电阻。
8.“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器(甲“50Ω 1A”,乙“10Ω 2A”)和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图乙所示的实物连接成完整电路图;
(2)连接电路时,开关应处于______状态,滑动变阻器的滑片P应放在 ______(选填“A”或“B”)端;
(3)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是 ___________(填序号);
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R开路 C.滑动变阻器开路 D.电流表开路
(4)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到图丙所示的I-R图像。由图像可以得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 ________;
(5)上述实验中,小强用R=5Ω电阻做完实验后,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向 _______(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 _______V时,读出电流表的示数;
(6)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 _________(选填“甲”或“乙”)。
9.【2026山西】创新小组设计“简易坐位体前屈测试仪”。电路设计要求:不允许电源被短路;使用滑动变阻器作为可变电阻,R0为定值电阻;推动绝缘滑块M的距离越远,电表示数越大。下列设计符合要求的是( )
A B C D
10.(2025·四川巴中)如图甲是一台放置在水平地面的智能体重秤,图乙是它的电路结构图,R0为阻值100Ω的定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随人对秤盘压力的变化关系如图丙所示,已知电源电压为3V且保持不变(g取10N/kg)。求:(1)当秤盘为空时,R的阻值为_______Ω;
(2)某同学站在体重秤上时,电压表示数为2V,该同学的质量。
11.【2026山西】家里厨房天然气浓度测试仪:图甲是其内部简化电路图,电源电压恒为4.5 V,定值电阻R0为40 Ω,R为气敏电阻,图乙是其电阻随天然气浓度变化的图像,用测量范围为0~3 V的电压表改装成显示天然气浓度的仪表。
(1)当电压表示数为3 V时,求通过R0的电流。(2)求电压表最大刻度值处应标注的天然气浓度值。
12.【2024成都】小孟设计了一款测量物体重力的装置,其示意图如图甲,物体放在有弹簧支撑的托盘上,弹簧底部固定,该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值RP,与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V,定值电阻R0为30Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,变阻器标有“50Ω 1A”。(1)闭合开关S,当电流表示数I=0.4A时,求物体的重力G。
(2)在保证电路各元件安全的情况下,求RP的变化范围。
四.§16.3小专题训练------欧姆定律在并联电路中的应用
1.电阻R1=30 Ω,电阻R2=70Ω,则R1和R2并联后的总电阻是( )
A.100Ω B.21 Ω C.大于30Ω小于100 Ω D.50 Ω
2.将一个100 Ω的电阻和一个1 Ω的电阻并联,其总电阻将( )
A.小于1 Ω B.大于100 Ω C.等于101 Ω D.小于100 Ω而大于1 Ω
3.阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的“I-U图线”如图所示,从图中得到的下列结论中正确的是( )
A.R1>R2
B.R1、R2并联后的总电阻的I-U图线在区域Ⅱ
C.R1、R2串联后的总电阻的I-U图线在区域Ⅲ
D.R1、R2串联后的总电阻的I-U图线在区域Ⅰ
4.电阻R1=15 Ω,R2=45 Ω,并联在电压为4.5 V的电路中,则R1、R2两端的电压之比为__________,通过他们的电流之比为___________。将电阻R1和R2,按A、B、C、D四种不同接法接入电路中,其中总电阻最大的接法是 ,最小的是 。
A B C D
(第4题图) (第5题图) (第6题图)
5.如图所示是电阻甲和乙的U-I图象。则甲的电阻值为_______Ω;当甲、乙并联在电路中,电源电压为2V时,电路总电流为_______A;当甲、乙串联在电路中,当电路中的电流为0.2A时,电源电压为_______V。
6.如图所示,闭合开关S,两电流表A1、A2的示数之比为5∶3,则R1与R2两端的电压之比U1∶U2=_________,阻值之比R1∶R2=__________。
7.按图甲所示的电路进行实验,当闭合开关用电器正常工作时,电流表A1和A的指针位置完全一样,如图乙所示,则通过R1的电流为_______A,通过R2的电流为_______A。
(第7题图) (第8题图)
8.如图所示,当甲电路中的开关闭合时,两个电流表的指针位置均为如图乙所示,则通过小灯泡L1和L2的电流分别为__________A和__________A;小灯泡L1和L2的电阻之比为____________。
9.如图所示,电源电压恒定,R1=20Ω,闭合开关S,断开开关S1,电流表示数是0.3A;若再闭合S1,发现电流表示数为0.5A。求:(1)电源电压;(2)R2的阻值。
10.(2024江西)如图所示,电源两端电压为24V,电阻R2为20Ω。求:(1)只闭合开关S,通过电阻R2的电流;
(2)同时闭合开关S、S1,若通过干路的电流为1.6A,通过电阻R1的电流和电阻R1的阻值。
11.(2025·青海)“问天”兴趣小组在实验室发现一个未知电阻Rx,想要测量其阻值。发现电压表坏了,但有两个电流表。经小组讨论,设计了如图的电路图,两个电流表的示数分别为0.3A和0.9A,根据以上信息。求:
(1)通过Rx的电流;(2)Rx的电阻。
12.灯泡与定值电阻R接入如图所示的电路中,只闭合开关S,电流表的示数为0.25A;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.1 A。已知R的阻值为20 Ω。求:
(1)电源的电压;(2)灯泡的电阻;(3)电路中的总电阻(保留一位小数)。
13.【云南中考】如图所示,电源电压6V恒定不变,R1阻值为15Ω,电流表量程为0~0.6A。
(1)开关S、S1都闭合,滑片P不能移到a端的原因是会造成电路___________(选填:通路、短路或断路);
(2)开关S闭合、S1断开时,求电流表示数;
(3)开关S、S1都闭合时,为了电流表不超量程,求变阻器R2连入电路的最小阻值。
14.如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器R1 标有“50Ω 2A ”字样。
(l)将滑片P移到最右端,闭合S1,断开S2,求电流表的示数I1;
(2)保持滑片P在最右端,闭合S1、S2,电流表示数I=5 I1,求R2的阻值;
(3)将滑片P移至某一位置,闭合S1、S2,电流表示数为0.68A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值。
第十六章《探究电路》§16.4家庭电路------(课本第108页)
一.§16.4家庭电路------基础训练
1.观察家庭电路,家庭电路的组成有进户线、_________表、__________(也叫闸刀开关、现今家庭都是安装“空气开关”)、_________器(也叫保险丝)、插座、电灯和控制电灯的_________等。
(电能表) (测电笔)
(1)进户线:连接户外的供电电路的电线,进户线有两根,即火线和零线,火线和零线之间的电压_______V。
(2)地线:连接在住宅楼埋入大地的接地导体上,三孔插座中的一个孔就是连接在地线上,家用电器的金属外壳必须接________。
(3)电能表:用来测量家用电器消耗_______的多少。
(4)总开关:作用是控制整个_______,修理家庭电路时,必须断开总开关。 (第2题图)
(5)熔断器:要接在_____线上,作用是当电路中的电流过大时,熔断器的温度达到_______而熔化,保护电路。
(6)用电器和控制用电器的开关:开关与被控制的用电器要________联,开关要接在______线上。
(7)插座:就是电源,三孔插座要“左_____右_____上_________”。
2.测电笔用来判别________和________,测电笔中的高阻值电阻的作用是____________(填:串联分压/并联分流),使用测电笔时,金属体笔尖接触要判别的导线,______要与金属体笔尾接触,氖管发光,就是________。
3.触电,是指一定大小的________通过人体所引起的伤害事故。大量事实表明:_____________V的电压才是安全电压。家庭电路的电压为_________V,超过了安全电压,家庭电路中的触电事故,都是人体直接或间接接触_________引起的。
4.家庭电路的安装应当符合安全用电的要求。开关要接在_______上,螺口灯泡的螺纹金属一定要接在_______上,三孔插座应左孔接________、右孔接________、上孔要接________。
5.安全用电原则,不接触______带电体,不靠近______带电体。发现有人触电、发生火灾时,要迅速切断______。
6.【例题】如图所示的家庭电路,三孔插座连接正确,①和②为电灯和开关所在位置,闭合开关电灯正常工作。下列说法正确的是( )
A. ②处应接开关 B. 电能表应接在空气开关后
C. 若开关短路,空气开关会切断电路
D. 用试电笔接触a孔中的金属片,氖管会发光
二.§16.4家庭电路------过关训练
1.【多选题】我们的学习和生活都离不开电,在日常生活中树立安全用电的意识十分重要。如图所示的各种做法中,符合安全用电原则的是( )
A.用测电笔检测插座是否有电 B.用电器的金属外壳要接地线,“机壳没有接地”危险
C.多个大功率用电器使用同一插座 D.发现有人触电立刻切断电源
2.(2025·内蒙古)小智发现奶奶家墙上的两孔插座烧坏了,他更换新插座的过程包括五个环节:①断开总开关②将新插座装回墙上③拆下旧插座④闭合总开关⑤将电线按“左零右火”接入新插座的接线柱上。下列操作顺序符合安全用电原则的是( )
A.①③④⑤② B.①③⑤②④ C.③⑤①②④ D.③⑤②①④
3.(2025·江苏徐州)家庭电路有两根进户线,分别是火线和零线。火线和零线之间的电压为 V。各用电器都是一端接在火线上,另一端接在零线上,即这些用电器是 联的。用测电笔的笔尖接触电线,如果氖管发光,表示接触的是 线。
4.(2025·江苏镇江)测电笔由氖管和高电阻串联构成,可以辨别火线与零线。正确使用时,手要接触测电笔 部的金属电极,笔尖与 线接触时氖管发光;氖管发光时其两端电压为70V,通过测电笔的电流不得超过0.1mA,则高电阻的阻值至少为 Ω(不计人体的电阻)。
5.(2025·黑龙江大庆)鱼缸的水泵需要连接在三孔插座上,鱼缸上方需要安装照明灯,请用笔画线代替导线,将三孔插座、开关和照明灯分别接入电路,开关只控制照明灯。
(第5题图) (第6题图) (第7题图)
6.如图所示,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)。
7.有一种自动控制的楼道灯,只有光线暗且有声音时,电路接通,灯亮;光线亮时,不论发出多大声音,灯也不亮;楼道中还有一个三孔插座,且与楼道灯互不影响。请用笔画线代替导线完成电路。
8.如图所示,闭合开关S后,电灯L不亮且保险丝没有熔断。用测电笔测试灯头的两根电线C、D,这两处测电笔的氖管都发光;再测试火线A和零线B时,测火线A时氖管发光、测零线B时不发光。则故障是______________(填:AC段某处断路/BD段某处断路)
9. 电工师傅常用一只额定电压为220 V的灯泡L0(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况,如图所示。当总开关S闭合后,再分别闭合S1、S2、S3(每次只能闭合其中之一)时,可能出现以下三种情况,试判断故障原因(均选填:“短路”、“断路”或“正常”):
(1)L0不亮,则该支路_______。(2)L0正常发光,则该支路_______。(3)L0发光呈暗红色,则该支路_______。
三.§16.4家庭电路------笔记
1.家庭电路:(1)由 进户线 、__________表和 总开关 、熔断器、电灯、开关等组成。
(2)火线和零线之间的电压为______V,用_________来判别火线和零线。
(3)开关要接在______上,开关与灯泡要_______,螺口灯泡的螺纹要接_______上。
(4)三孔插座连接要“左_____右 火 上________”。
2.安全用电原则:不 靠近 高压带电体、不 低压带电体。
3.触电事故都是:人体直接或间接接触了火线,发现触电事故首先切断_______。
4.家庭电路中电流过大的原因:一是用电器的_________过大,二是发生______。
第 109 页 共 118 页 编者:徐zx
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