第四章 电流、电压和电阻(复习讲义)物理新教材教科版九年级上册
2026-08-17
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精品
摘要:
该初中物理单元复习讲义围绕“电流、电压和电阻”构建知识体系,通过要点清单、对比表格梳理核心概念,涵盖电流形成与测量、电压作用与规律、电阻特性及影响因素、变阻器应用等内容,明确电流表电压表使用、串并联电路规律等重难点,呈现清晰知识脉络。
讲义特色在于实验探究与分层训练结合,如“探究串并联电流规律”实验题,引导学生分析多次测量目的与故障原因,培养科学探究能力。动态电路分析题(滑动变阻器滑片移动判断电阻变化)强化科学推理,基础达标与能力进阶题满足不同学生需求,助力教师精准教学,提升学生物理观念与科学思维。
内容正文:
第四章 电流、电压和电阻
复习要点
1. 知道电流的形成、电流方向规定,识记电流符号、单位及单位换算;掌握电流表用途、使用规则,能正确选择量程、读数。
2. 理解电压的作用,识记电压符号、单位及换算;掌握电压表使用规则、量程选择与读数方法。
3. 理解串、并联电路中电流的规律,能利用规律进行计算、电路分析。
4. 理解串、并联电路中电压的规律,熟练运用规律分析、解题。
5. 知道电阻的概念、符号、单位换算;理解电阻是导体本身的一种性质,电阻大小与导体两端电压、通过电流无关。
6. 掌握影响导体电阻大小的四个因素(材料、长度、横截面积、温度),能结合实验进行分析判断。
7. 了解导体、绝缘体、半导体、超导体的特点与生活应用。
8. 掌握滑动变阻器构造、工作原理、接线方法;会判断滑片移动时接入电阻变化、电路电流变化。
9. 认识电阻箱,掌握电阻箱读数方法;了解电位器本质为旋转式滑动变阻器及其生活应用。
10. 会设计探究实验:探究串并联电流规律、探究串并联电压规律、探究影响电阻大小的因素,能分析实验操作、误差、实验改进。
复习重难点
重点:电流表、电压表正确使用与读数;串、并联电路电流、电压规律;电阻概念及影响电阻大小的因素;滑动变阻器原理、接线与阻值变化判断。
难点:电压表测量对象判断;串并联电路电流、电压规律综合应用;理解电阻是导体自身属性;滑动变阻器动态电路分析;探究实验的方案设计、现象分析与误差评估。
要点 电流
电流:电荷定向移动形成电流;规定正电荷定向移动方向为电流方向;电路中电流方向:电源正极→用电器→负极。
符号:I;单位:安培(A);换算:1A=10³mA=10⁶μA
测量工具:电流表
电流表的使用规则:①串联接入电路;②电流正进负出;③选择合适量程;④严禁直接接电源两极。
电路规律:串联电路:各处电流相等 I=I1=I2 并联电路:干路电流等于各支路电流之和I=I1+I2
特别提醒
电流表内阻极小,等效为导线。
要点速测
1.如图,开关S闭合后,电流表A1、A2、A3示数分别是0.5A、0.3A、0.7A,求通过灯L2的电流是( )
A.0.1A B.0.2A C.0.3A D.0.4A
2.(25-26九上·山西吕梁汾阳·期中)为了探究并联电路的电流规律,小明同学设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)小明刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,原因是______。
(2)图乙实物图中,电流表测量图甲中______(选填“A”、“B”或“C”)处电流;
(3)图乙中移动一根导线就可以测量通过的电流,请你在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路;
(4)在测量电流的过程中,闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,出现该现象的原因是______。
(5)在排除故障后,某次小明用电流表测量C处电流的示数如图丁所示,则电流表的示数为______A;
(6)小明完成了一次测量后,接下来换用不同规格的灯泡进行多次实验。得到的几次实验数据如表,分析数据,可得出实验的结论:在并联电路中,干路电流______(选填“大于”、“小于”或“等于”)各支路电流之和;
次数
1
0.12
0.12
0.23
2
0.16
0.20
0.36
3
0.12
0.24
0.36
4
0.14
0.16
0.28
(7)小明使用该实验器材继续来研究“串联电路的电流规律”,所接电路图如图戊所示。他实验时根据电流表指针偏转角度比小得多判断“串联电路中各处的电流不等”。请你指出造成该判断错误的可能原因是:______。
要点 电压
电压作用:使自由电荷定向移动形成电流;电源是提供电压的装置。
符号:U;单位:伏特(V);换算:1kV=10³V,1V=10³mV
测量工具:电压表
电压表的使用规则:①并联在用电器 / 电源两端;②电流正进负出;③选择合适量程。
电路规律 串联电路:总电压等于各部分电压之和 U=U₁+U₂ 并联电路:各支路两端电压相等 U=U₁=U₂
易错提醒
电压表内阻极大,电路分析时可看作断路;有电压不一定有电流(电路断路),有电流一定存在电压。
要点速测
1.如图所示,电源电压为4.5V保持不变。闭合开关后,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为3V,则两端的电压和通过的电流分别是( )
A.1.5V、0.8A B.3V、0.4A C.1.5V、0.4A D.4.5V、0.2A
2.小明在做“探究串联电路中的电压特点”的实验中,设计了如图所示的电路。
(1)小明选择两个不同规格的灯泡进行实验。连接电路时,开关应处于______状态。
(2)接下来小明将电压表与灯泡并联,当开关闭合后,两个灯泡都不亮,电压表的示数接近电源电压,下列分析合理的是 。
A.断路 B.短路
C.断路 D.两个灯泡电阻太小
(3)在老师的帮助下,小明排除故障正确实验后,用电压表分别测出电压、和。接着多次实验,数据记录见表格:
电压
电压
电压
1
1.2
1.6
2.8
2
1.3
1.5
2.8
3
1.1
1.7
2.8
分析表中数据,可得到串联电路中电压的规律:______(用字母表达式表示)。
要点 电阻
电阻:导体对电流的阻碍作用;符号 R,单位欧姆(Ω);1kΩ=10³Ω,1MΩ=10⁶Ω
本质:电阻是导体本身的一种性质,与导体两端电压、通过电流无关。
影响因素:材料、长度、横截面积、温度; 同种材料、横截面积相同时,导体越长,电阻越大; 同种材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小。
分类:导体、绝缘体;拓展:半导体、超导体(超导体电阻为 0)
要点速测
1.下列物质中全是导体的一组是( )
A.陶瓷、大地、人体 B.油、空气、金属
C.大地、金属、玻璃 D.金属、人体、大地
2.“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、规格及实验证据如下表所示。
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
更暗
(1)实验中通过观察______比较电阻丝电阻的大小,这种研究方法叫______法。
(2)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。
(3)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,根据实验现象可得出结论是:在导体的材料相同、长度也相同时,______。
(4)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______的工作原理中。(选填“电流表”、“电压表”、“滑动变阻器”或“电磁铁”)
(5)实验过程中小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,请你对实验电路的设计提出改进意见:______。
要点 变阻器
滑动变阻器 原理:通过改变接入电路电阻丝的长度改变电阻; 接线规则:一上一下; 判断方法:看下方接线柱,滑片远离下接线柱,接入电阻变大。
电阻箱:能够直接读出接入电阻阻值,阻值跳跃变化,不能连续调节。
电位器:旋转式滑动变阻器,应用:音量旋钮、调光台灯。
特别提醒
滑动变阻器同时接上面两个接线柱→接入电阻为 0;同时接下面两个接线柱→接入最大阻值(定值电阻),失去调节作用。
要点速测
1.图中,向右移动时,接入电路的阻值变大的是( )
A. B.
C. D.
2.如图为某同学在完成跨学科实践任务“自制调光台灯”中的设计,甲为台灯简图,乙为用于改变亮度的电阻片,按照该同学的设计,下列说法正确的是( )
A.若只将a、c接入电路,旋钮顺时针转动时灯泡变亮
B.若只将b、c接入电路,转动旋钮灯泡亮度不变
C.为实现顺时针旋转灯变暗,应把a、b接入电路
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变灯泡亮度
难点 电压表的测量对象
1. 滑移法(最常用):在电路图中,电压表导线可以沿着导线自由滑移(不能跨过电源、用电器),最终电压表两端直接贴合哪个用电器两端,就是测量该用电器电压。
去源法: 取下电源,电压表与哪部分用电器构成闭合回路,电压表就测这部分用电器两端电压。
注意:
1. 电压表不能同时跨过电源和一个用电器;
2. 电压表并联在电源两端,测量电源电压;
3. 串联电路中,电压表若同时并联多个用电器,测多个用电器总电压。
难点 串、并联电路电流、电压规律实验探究
1. 实验多次测量目的: 多次测量寻找普遍规律,避免偶然性。
2. 操作要点: 选用规格不同小灯泡多次实验。
3. 常见故障分析: 灯泡不亮、电流表无示数→断路;电流表指针反向偏转→正负接线柱接反;电压表无示数→被测部分短路或外部断路。
注意:串联电流处处相等,与灯泡亮度无关;并联各支路电压相等,但支路电流不一定相等。
考点 电流及其规律
▌例1 (25-26九上·广东潮州潮安区·期中)用电流表测量通过灯的电流,下列接法正确的是( )
A. B.
C. D.
▌迁移练1-1 (25-26九上·广东深圳南山外国语学校(集团)·期中)如图所示电路中,电流表都有和两个量程。当闭合开关后,两个电流表的指针偏转均如图所示。通过的电流和的电流分别为( )
A.1.44A 0.36A B.0.36A 1.44A C.0.36A 1.8A D.1.8A 0.36A
▌迁移练1-2 (25-26九上·湖南岳阳·期中)如图所示,其中能正确测出小灯泡L1中电流的是( )
A. B.
C. D.
考点 电压及其规律
▌例1 (25-26九上·广东梅州·期中)下列电路中电压表测量L2两端电压,且电路连接正确的是( )
A. B.
C. D.
▌迁移练2-1 (25-26九上·广东广州第三中学·期中)在如图1所示的电路中,、都是有0~3V和0~15V两个量程的电压表。当闭合开关后,电压表量程及指针偏转情况如图2所示。下列说法正确的是( )
A.电压表测两端电压,读数5.4V B.电压表测两端电压,读数1.4V
C.电压表测和电源电压,读数7V D.电压表测两端电压,读数1.4V
▌迁移练2-2 (25-26九上·山西怀仁·期中)如图所示的四个图中,闭合开关S后,用电压表测灯电压连接正确的是( )
A. B.
C. D.
考点 串、并联电路中电流的规律(实验题)
▌例1 (25-26九上·吉林松原·期中)小明探究并联电路中电流的关系,设计的电路如图甲所示:
电流表的位置
A
B
C
电流I/A
0.6
0.4
1.0
(1)连接电路时,开关应处于_________状态。
(2)闭合开关前,电流表的指针如图乙所示,接下来小明应该_________。
(3)实验过程中小明连接了如图丙所示的电路,闭合开关后,观察到灯___________(选填“发光”或“不发光”),是因为出现_________(选填“开路”或“短路”)现象。
(4)改正错误后,将电流表分别接入图甲电路中的AB、C处,测出电流如上表格所示。分析数据,小明得出结论:在并联电路中,干路电流等于_________;同组的小红同学认为实验有不足之处,不足的是只有一组数据就得出结论,具有_________,改进方法是_________。
▌迁移练3-1 (25-26九上·吉林松原·期中)要探究图甲中灯与组成的并联电路中电流特点:
次数
1
0.30
0.22
0.52
2
0.22
0.28
0.50
3
0.24
0.22
0.46
(1)按照图甲的电路图连接完整电路如图乙所示,电流表是测量_________(选填“A”“B”或“C”)点的电流。
(2)排除故障后,闭合开关,某次电流表的示数如图丙所示,为_________A。换用_________(选填“相同”或“不同”)规格的小灯泡进行实验,用电流表多次测量通过A、B、C三点的电流,记录实验数据如表格所示。分析数据得出结论:_________(用数据表格中的物理量符号写出表达式)。
▌迁移练3-2 (25-26九上·江西·期中)探究串联电路中各处电流的关系。
【证据】
(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图连接完整,使电流表测量A点的电流________。连接实物电路时,开关应处于________状态。
(2)闭合开关后,发现两个小灯泡忽明忽暗,电流表的指针也来回摆动。导致此现象的原因可能是________。
A.某段导线断开 B.开关处接触不良
(3)排除故障,正确连接电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,为________A,继续测量B、C两点的电流,填入表格中。
(4)换用________(选填“相同”或“不同”)规格的灯泡,再测出两组实验数据,填在表格中
序号
A点电流
B点电流
C点电流
1
0.30
0.30
2
0.28
0.28
0.28
3
0.22
0.22
0.22
【解释】
(5)分析实验数据,得出结论:在串联电路中,电流处处________。
【交流】
(6)实验后,小明猜想灯泡靠近电源正极的远近可能会影响灯泡亮度。为了验证这个猜想,以下方案可行的是________。
A.开关与电流表位置互换 B.两灯泡位置互换
考点 串、并联电路中电压的规律
▌例1 (25-26九上·广东江门鹤山·期中)“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示,请完成下列问题。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择_____________(填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)在连接电路时,开关必须_____________,小明根据电路图连接电路,闭合开关前,发现电压表的指针指在零刻度线的左侧,原因:_____________。
(3)正确连接后闭合开关,发现电压表示数为零,则故障可能是L1_____________(选填“短路”或断路);
(4)排除故障后进行测量,小明用电压表分别测A与B、A与C之间的电压,电压表的示数分别如图乙和图丙所示,则UAB=_____________V,UAC=_____________V。
▌迁移练4 -1 (25-26九上·广东深圳龙岗区·期中)某中学实验小组的同学在利用两节干电池进行“探究串联电路电压的规律”实验中设计了如图所示的电路。
(1)小深在连接电路之前发现,电压表的指针如图甲所示,接下来他应该进行的操作是_______________;
(2)在选择实验器材时,小深应该选择___________(填“相同”或“不相同”)规格的灯泡;
(3)图丙是他们按照图乙电路图连接的部分实物电路,请利用笔划线代替导线帮助他们完成电路连接;
(4)连接电路闭合开关后,小深发现两个灯泡都不亮,电压表的示数接近电源电压。小深接下来的操作最合理的是:断开开关,( )(选填下列字母),然后闭合开关,观察电压表示数;
A.立即更换两个灯泡 B.拧紧两端的接线柱 C.拧紧两端的接线柱
(5)排除故障后,闭合开关,测得AB两点间电压如图丁所示,电压表示数为_____V;
(6)小深和小圳在实验过程中进行了讨论交流,小深提出利用原来的电路图,电压表所接的B点不动,只将A点改接到C点上,便可测出两端的电压,小圳认为这个方法不可行,原因是________;
(7)下表是他们实验测量的数据,分析表格中的实验数据:
实验次数
灯泡规格
1
1.0
1.9
2.9
2
1.2
1.6
2.8
3
1.4
1.4
2.8
①设计的表格中存在的不足之处是____________;
②完善表格后,分析表格数据可以得出结论:____________;(用字母)、、表述)
▌迁移练4-2 (25-26九上·河北廊坊安次区·期中)物理兴趣小组在“探究串联电路电压的规律”实验中,设计了如图甲所示的电路。
1.2
1.8
3
(1)连接电路前,电压表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是________________;
(2)改正后连接电路并闭合开关,发现发光,不发光,则电路故障可能是________________;
(3)排除故障后完成了实验,实验数据如上表所示,分析实验数据可得出结论________________;
(4)兴趣小组组长认为需要再选取规格________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡,多做几次实验。这样做的目的是________________;
(5)根据电路测出两端电压后,小丽认为将电压表所接的B接点不动,只断开A点,并把接线改接到C接点上,就可以测出两端的电压。老师说这样做会损坏电压表,理由是________________。
考点 变阻器的应用
▌例1 (25-26九上·广东河源·期中)如图所示,给出了四种滑动变阻器接入电路的结构示意图。其中,当滑片P向左滑动时,使连入电路中的电阻变大的接法是( )
A. B.
C. D.
▌迁移练5-1如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,b与金属滑片相连,转动旋钮可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A.若只将a、c接入电路,转动旋钮灯泡可发生亮度改变
B.若只将b、c接入电路,顺时针转动旋钮灯泡亮度变亮
C.若只将a、b接入电路,顺时针转动旋钮灯泡亮度变亮
D.电位器和灯泡串联或并联起来,转动旋钮都可改变灯泡亮度
▌迁移练5-2 (25-26九上·广西北海·期中)中学生近视的一大因素就是在光线太弱或太强的环境中学习,为保护视力,预防近视,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.
基础达标
1.(25-26九上·辽宁大连·期中)通常情况下,下列物质属于导体的是( )
A.橡胶 B.塑料 C.玻璃 D.人体
2.(25-26九上·河南周口·期中)下列关于电阻的说法中,正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比
B.导体的电阻与通过导体的电流成反比
C.导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关
D.导体的电阻与温度无关
3.(25-26九上·湖北十堰张湾区·期中)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,电压表示数为2V,则以下说法正确的是( )
A.电源两端电压为2V
B.灯L2两端的电压2V
C.灯L1两端的电压为2V
D.电源与灯L2两端的电压之和为2V
4.电流表有0~0.6A和0~3A两个量程,小明在某次实验中接的是0~0.6A的量程,但他错按0~3A量程进行读数,读出电流值为1.5A,则实际测得的电流应是( )
A.0.25A B.0.3A C.0.43A D.4.5A
5.(25-26九上·广东茂名·期中)如图所示,两个电压表指针偏转幅度完全相同,则电阻、两端的电压比( )
A.1∶5 B.4∶1 C.1∶4 D.5∶1
6.小刚用如图所示的器材探究“影响导体电阻大小的因素”,a、b是长度相同的镍铬合金丝,a的横截面积小于b的横截面积。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.如果把镍铬合金丝换成铜丝或银丝进行实验,实验效果会更好
B.利用此装置不能探究导体电阻大小和材料的关系
C.灯泡的亮暗会影响接入电阻的大小
D.将a、b分别接入电路中,接b时灯泡会暗些
7.(25-26九上·山东济南东南片区·期中)小丽连接了如图所示的电路,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.电阻、在电路中是并联的 B.图中电压表的指针会反向偏转
C.此时电压表所测的是电源两端的电压 D.观察电流表可知通过的电流大小
8.如图所示的实物图中,如图与其对应的电路图正确的是( )
A. B.
C. D.
9.发光二极管是常用的电子元件,当电流从较长的脚流入时,发光二极管中有电流通过而发光。假如电流从较短的脚流入,电路处于___________(选填“通路”、“开路”或“短路”)状态,其不发光,这说明发光二极管具有___________性。
10.(25-26九上·湖南永州零陵区·期中)如图甲所示为可调亮度台灯,它和家中的电视机可以独立工作,说明它们之间是_________联的。图乙为其内部电位器的结构图,接线柱b与金属滑片相连,a、c分别与电阻丝的两端相连。若只将b、c接线柱接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡亮度将_________。
11.两个相同的电流表,均有两个量程(0~0.6A和0~3A)。如图甲,闭合开关S,两灯泡均发光,两个电流表指针偏转的角度恰好相同,如图乙,则通过灯泡的电流为_______A,通过与的电流之比为_______。
12.同学们在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表所示,小兵、小红两位同学做出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.8
B
镍铬合金
1.0
0.8
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.8
(1)在M、N之间分别接上不同的导体,我们应该通过比较______(选填“电流表的示数”或“小灯泡亮度”)来更准确地比较电阻丝的电阻大小;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号______两根电阻丝进行实验;
(3)为了验证猜想①,小红分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,发现电阻丝A接入时电流表示数较大,说明其电阻较______;由此,得到的结论是:材料与横截面积相同的电阻,长度越长,电阻越大;
(4)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就______(选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻,从而可以减小输电线上的电能损失。
13.(25-26九上·广东珠海第八中学·期中)在“探究串并联电路中电流、电压的特点”时,设计实验如图。
探究一:串联电路中电流的特点:
(1)在连接实物电路时,开关应处于______状态;
(2)第2次实验中,B点的电流表示数如图乙所示,则电流为______A;
(3)实验数据记录如表,分析数据可得:串联电路中电流______;
实验序号
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.18
0.18
0.18
2
0.32
0.32
3
0.50
0.50
0.50
(4)探究二:串联电路中电压的特点:
用电压表正确测量灯泡L1两端的电压之后,______(选填“能”或“不能”)只将A点的导线换到C点测L2两端的电压,理由是______;
(5)做实验时选用不同规格的小灯泡重复多次实验,这样做的目的是______;
(6)探究三:并联电路中电流的特点:
为了探究并联电路的电流规律,小吉同学设计了如图丁所示的电路进行实验。在不拆电路的情况下,只通过控制开关,直接测量L1和L2的电流大小,他的方案______(选填“可行”或“不可行”)。
能力进阶
1.如图电路中,电源电压保持不变,L1和L2是两只相同的灯泡,只闭合开关S1时电流表和电压表均有示数,再闭合S2,则( )
A.闭合开关S1、S2时,会出现电源短路
B.闭合开关S1、S2时,电流表A2测L2电流
C.闭合开关S1、S2时,电流表A1测干路电流
D.闭合开关S1、S2时,两灯串联
2.(25-26九上·黑龙江鹤岗·期中)如图所示的电路中,将开关S闭合,灯L1和灯L2均发光,则下列说法中正确的是( )
A.L1和灯L2串联
B.通过灯L1和灯L2的电流一定相等
C.电流表A1的示数一定大于电流表A2的示数
D.灯L1和灯L2两端的电压一定相等
3.(25-26九上·福建厦门大同中学·期中)如图所示电路中,电压表、、的示数分别为、、,电流表、的示数分别为、,那么下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,已知两只灯泡L1和L2是串联的,则在①、②和③三个电表中(电流表或电压表)判断正确的是( )
A.①是电流表,②和③是电压表 B.①和②是电流表,③是电压表
C.①和③是电压表,②是电流表 D.①②和③都是电流表
5.(25-26九上·江苏无锡宜兴·期中)如图所示,闭合开关和,灯和均能发光且灯比亮,两电表都有示数,则灯和两端的电压_______ (“>”、“<”或“=”,下同),电流表、的示数_______。若仅断开开关,则电流表的示数_______(“变大”、“变小”或“不变”,下同),的示数_______。
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第四章 电流、电压和电阻
复习要点
1. 知道电流的形成、电流方向规定,识记电流符号、单位及单位换算;掌握电流表用途、使用规则,能正确选择量程、读数。
2. 理解电压的作用,识记电压符号、单位及换算;掌握电压表使用规则、量程选择与读数方法。
3. 理解串、并联电路中电流的规律,能利用规律进行计算、电路分析。
4. 理解串、并联电路中电压的规律,熟练运用规律分析、解题。
5. 知道电阻的概念、符号、单位换算;理解电阻是导体本身的一种性质,电阻大小与导体两端电压、通过电流无关。
6. 掌握影响导体电阻大小的四个因素(材料、长度、横截面积、温度),能结合实验进行分析判断。
7. 了解导体、绝缘体、半导体、超导体的特点与生活应用。
8. 掌握滑动变阻器构造、工作原理、接线方法;会判断滑片移动时接入电阻变化、电路电流变化。
9. 认识电阻箱,掌握电阻箱读数方法;了解电位器本质为旋转式滑动变阻器及其生活应用。
10. 会设计探究实验:探究串并联电流规律、探究串并联电压规律、探究影响电阻大小的因素,能分析实验操作、误差、实验改进。
复习重难点
重点:电流表、电压表正确使用与读数;串、并联电路电流、电压规律;电阻概念及影响电阻大小的因素;滑动变阻器原理、接线与阻值变化判断。
难点:电压表测量对象判断;串并联电路电流、电压规律综合应用;理解电阻是导体自身属性;滑动变阻器动态电路分析;探究实验的方案设计、现象分析与误差评估。
要点 电流
电流:电荷定向移动形成电流;规定正电荷定向移动方向为电流方向;电路中电流方向:电源正极→用电器→负极。
符号:I;单位:安培(A);换算:1A=10³mA=10⁶μA
测量工具:电流表
电流表的使用规则:①串联接入电路;②电流正进负出;③选择合适量程;④严禁直接接电源两极。
电路规律:串联电路:各处电流相等 I=I1=I2 并联电路:干路电流等于各支路电流之和I=I1+I2
特别提醒
电流表内阻极小,等效为导线。
要点速测
1.如图,开关S闭合后,电流表A1、A2、A3示数分别是0.5A、0.3A、0.7A,求通过灯L2的电流是( )
A.0.1A B.0.2A C.0.3A D.0.4A
【答案】A
【详解】由图可知,三个灯泡、、为并联关系,根据并联电路电流规律和电流表位置:
电流表测量和的总电流,因此
电流表测量和的总电流,因此
电流表测量干路总电流,即三个灯泡的电流和,因此
解得
再代入
得
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(25-26九上·山西吕梁汾阳·期中)为了探究并联电路的电流规律,小明同学设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)小明刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,原因是______。
(2)图乙实物图中,电流表测量图甲中______(选填“A”、“B”或“C”)处电流;
(3)图乙中移动一根导线就可以测量通过的电流,请你在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路;
(4)在测量电流的过程中,闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,出现该现象的原因是______。
(5)在排除故障后,某次小明用电流表测量C处电流的示数如图丁所示,则电流表的示数为______A;
(6)小明完成了一次测量后,接下来换用不同规格的灯泡进行多次实验。得到的几次实验数据如表,分析数据,可得出实验的结论:在并联电路中,干路电流______(选填“大于”、“小于”或“等于”)各支路电流之和;
次数
1
0.12
0.12
0.23
2
0.16
0.20
0.36
3
0.12
0.24
0.36
4
0.14
0.16
0.28
(7)小明使用该实验器材继续来研究“串联电路的电流规律”,所接电路图如图戊所示。他实验时根据电流表指针偏转角度比小得多判断“串联电路中各处的电流不等”。请你指出造成该判断错误的可能原因是:______。
【答案】(1)连接电路时,开关没有断开
(2)A
(3)
(4)电流表没有调零
(5)0.24
(6)等于
(7)两个电流表所选量程不同
【详解】(1)刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,即电路中产生了电流,说明在连接电路时,开关没有断开。
(2)由图乙可知,电流从电源正极出发,经过电流表后,分成两条支路,所以电流表测量干路中电流,故电流表测量图甲中A处电流。
(3)要使电流表测量通过的电流,需要电流表与灯泡串联,所以将灯泡右端改接到电流表0.6A接线柱上即可。
(4)闭合开关前,电路中没有电流,由图丙可知,电流表的指针出现了反向偏转,所以是电流表指针没有调零。
(5)由图丁可知,电流表选择量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.24A。
(6)由表格中数据可得实验结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
(7)当两个电流表选择不同的量程,测量相同的电流时,电流表指针偏转的角度不同,所以用电流表和测量同一电路中的电流时,电流表指针偏转角度比小得多的原因可能是两个电流表所选量程不同。
要点 电压
电压作用:使自由电荷定向移动形成电流;电源是提供电压的装置。
符号:U;单位:伏特(V);换算:1kV=10³V,1V=10³mV
测量工具:电压表
电压表的使用规则:①并联在用电器 / 电源两端;②电流正进负出;③选择合适量程。
电路规律 串联电路:总电压等于各部分电压之和 U=U₁+U₂ 并联电路:各支路两端电压相等 U=U₁=U₂
易错提醒
电压表内阻极大,电路分析时可看作断路;有电压不一定有电流(电路断路),有电流一定存在电压。
要点速测
1.如图所示,电源电压为4.5V保持不变。闭合开关后,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为3V,则两端的电压和通过的电流分别是( )
A.1.5V、0.8A B.3V、0.4A C.1.5V、0.4A D.4.5V、0.2A
【答案】C
【详解】由图可知,闭合开关后,两灯串联,电流表测量电路中电流,电压表测两端的电压,则两端电压,由串联电路电压特点可得两端电压
根据串联电路的电流处处相等的特点可知通过的电流,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.小明在做“探究串联电路中的电压特点”的实验中,设计了如图所示的电路。
(1)小明选择两个不同规格的灯泡进行实验。连接电路时,开关应处于______状态。
(2)接下来小明将电压表与灯泡并联,当开关闭合后,两个灯泡都不亮,电压表的示数接近电源电压,下列分析合理的是 。
A.断路 B.短路
C.断路 D.两个灯泡电阻太小
(3)在老师的帮助下,小明排除故障正确实验后,用电压表分别测出电压、和。接着多次实验,数据记录见表格:
电压
电压
电压
1
1.2
1.6
2.8
2
1.3
1.5
2.8
3
1.1
1.7
2.8
分析表中数据,可得到串联电路中电压的规律:______(用字母表达式表示)。
【答案】(1)断开
(2)A
(3)
【详解】(1)为保护电路,在连接电路过程中开关应处于断开状态。
(2)电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源是连通的。两灯不亮,说明电路中有断开之处。综上所述,与电压表并联的灯泡断路,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)分析表中数据,有1.2V+1.6V=2.8V;1.3V+1.5V=2.8V;1.1V+1.7V=2.8V
三次实验都满足,因此串联电路电压规律的字母表达式为,即串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
要点 电阻
电阻:导体对电流的阻碍作用;符号 R,单位欧姆(Ω);1kΩ=10³Ω,1MΩ=10⁶Ω
本质:电阻是导体本身的一种性质,与导体两端电压、通过电流无关。
影响因素:材料、长度、横截面积、温度; 同种材料、横截面积相同时,导体越长,电阻越大; 同种材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小。
分类:导体、绝缘体;拓展:半导体、超导体(超导体电阻为 0)
要点速测
1.下列物质中全是导体的一组是( )
A.陶瓷、大地、人体 B.油、空气、金属
C.大地、金属、玻璃 D.金属、人体、大地
【答案】D
【详解】陶瓷、 油、空气、玻璃属于绝缘体, 金属、人体、大地均为常见导体。
故选D。
2.“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、规格及实验证据如下表所示。
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
更暗
(1)实验中通过观察______比较电阻丝电阻的大小,这种研究方法叫______法。
(2)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。
(3)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,根据实验现象可得出结论是:在导体的材料相同、长度也相同时,______。
(4)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______的工作原理中。(选填“电流表”、“电压表”、“滑动变阻器”或“电磁铁”)
(5)实验过程中小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,请你对实验电路的设计提出改进意见:______。
【答案】(1) 灯泡亮度 转换
(2)A、B
(3)导体横截面积越小,电阻越大
(4)滑动变阻器
(5)在电路中串联一个电流表完成实验
【详解】(1)[1][2]将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,灯泡亮度不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种研究问题的方法叫做转换法。
(2)要探究导体的电阻与导体材料的关系,应控制电阻丝长度和横截面积相同,而材料不同,因此应将编号为A、B的电阻丝接入电路进行实验。
(3)如果选用编号为B、C两根电阻丝进行实验,此时电阻丝的长度和材料相同,但横截面积不同,由表中信息可知,横截面积小,灯泡的亮度较暗,所以可得出结论:在导体的材料相同、长度也相同时,导体横截面积越小,电阻越大。
(4)如果选用编号为C、D两根电阻丝接入电路进行实验,此时电阻丝的材料和横截面积相同,但长度不同,从而得出结论:在导体的材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大,该结论被实际应用到了滑动变阻器的工作原理中。
(5)更换电阻丝后发现小灯泡的亮度变化不明显,则电路的电流变化较小;由于电流表能精确测量电流的大小,所以可在电路中串联一个电流表完成实验。
要点 变阻器
滑动变阻器 原理:通过改变接入电路电阻丝的长度改变电阻; 接线规则:一上一下; 判断方法:看下方接线柱,滑片远离下接线柱,接入电阻变大。
电阻箱:能够直接读出接入电阻阻值,阻值跳跃变化,不能连续调节。
电位器:旋转式滑动变阻器,应用:音量旋钮、调光台灯。
特别提醒
滑动变阻器同时接上面两个接线柱→接入电阻为 0;同时接下面两个接线柱→接入最大阻值(定值电阻),失去调节作用。
要点速测
1.图中,向右移动时,接入电路的阻值变大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】滑动变阻器向右移动时,滑动变阻器接入电路电阻增大,说明接入电阻丝的长度变长,应该是将滑片左半段的电阻丝接入电路,因此应该是左下角的接线柱与上方任一接线柱的组合,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.如图为某同学在完成跨学科实践任务“自制调光台灯”中的设计,甲为台灯简图,乙为用于改变亮度的电阻片,按照该同学的设计,下列说法正确的是( )
A.若只将a、c接入电路,旋钮顺时针转动时灯泡变亮
B.若只将b、c接入电路,转动旋钮灯泡亮度不变
C.为实现顺时针旋转灯变暗,应把a、b接入电路
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变灯泡亮度
【答案】C
【详解】A.若只将、接入电路,相当于把整个电阻丝全部接入电路,转动旋钮不会改变接入电阻的大小,电路电流不变,灯泡亮度不变,故A错误;
B.若只将、接入电路,接入电路的是滑片到之间的电阻丝,转动旋钮时,接入电阻丝的长度会发生变化,电阻改变,电路电流改变,灯泡亮度会改变,故B错误;
C.若将、接入电路,接入电路的是滑片到之间的电阻丝;旋钮顺时针转动时,滑片向移动,接入电阻丝长度变长,电阻变大,电路电流变小,灯泡变暗,符合要求,故C正确;
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变灯泡亮度,不是改变横截面积,故D错误。
故选C。
难点 电压表的测量对象
1. 滑移法(最常用):在电路图中,电压表导线可以沿着导线自由滑移(不能跨过电源、用电器),最终电压表两端直接贴合哪个用电器两端,就是测量该用电器电压。
去源法: 取下电源,电压表与哪部分用电器构成闭合回路,电压表就测这部分用电器两端电压。
注意:
1. 电压表不能同时跨过电源和一个用电器;
2. 电压表并联在电源两端,测量电源电压;
3. 串联电路中,电压表若同时并联多个用电器,测多个用电器总电压。
难点 串、并联电路电流、电压规律实验探究
1. 实验多次测量目的: 多次测量寻找普遍规律,避免偶然性。
2. 操作要点: 选用规格不同小灯泡多次实验。
3. 常见故障分析: 灯泡不亮、电流表无示数→断路;电流表指针反向偏转→正负接线柱接反;电压表无示数→被测部分短路或外部断路。
注意:串联电流处处相等,与灯泡亮度无关;并联各支路电压相等,但支路电流不一定相等。
考点 电流及其规律
▌例1 (25-26九上·广东潮州潮安区·期中)用电流表测量通过灯的电流,下列接法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.电流表接在干路,测的是干路电流,不是测L2的电流,故A错误;
B.电流表虽接在支路,但正负接线柱接反了,故B错误;
C.电流表与串联在同一支路中,测量的是L1支路的电流,故C错误;
D.电流表与串联在同一支路中,测量的是L2支路的电流,电流从电流表正接线柱流入、负接线柱流出,符合使用规则,可以测量的电流,故D正确。
故选D。
▌迁移练1-1 (25-26九上·广东深圳南山外国语学校(集团)·期中)如图所示电路中,电流表都有和两个量程。当闭合开关后,两个电流表的指针偏转均如图所示。通过的电流和的电流分别为( )
A.1.44A 0.36A B.0.36A 1.44A C.0.36A 1.8A D.1.8A 0.36A
【答案】A
【详解】如图所示,L1和L2是并联关系,其中A1表测L2的电流,A2测干路电流,根据并联电路电流的关系,所以干路电流大于支路电流,则A1表应为小量程,分度值为0.02A,即,A2表应为大量程,分度值为0.1A,即,由可得
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
▌迁移练1-2 (25-26九上·湖南岳阳·期中)如图所示,其中能正确测出小灯泡L1中电流的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.开关闭合后,两灯泡并联,电流表测量干路中的电流,故A不符合题意;
B.闭合开关后,两灯泡串联,但电流从电流表的负接线柱流入、正接线柱流出,接法错误,故B不符合题意;
C.开关闭合后,两灯泡并联,电流表与L1串联,且电流表的正负接线柱连接正确,能正确测出小灯泡L1中的电流,故C符合题意;
D.开关闭合后,电流表不经过用电器直接连到电源的两极上,会损坏电流表,故D不符合题意。
故选C。
考点 电压及其规律
▌例1 (25-26九上·广东梅州·期中)下列电路中电压表测量L2两端电压,且电路连接正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.由图可知,电流表并联到了灯泡L2两端,L2被短路,此时电压表测量的是一段导线两端的电压,故A错误;
B.电流表并联到了灯泡L2两端,电压表与灯泡L2串联,电流表和电压表的接法错误,故B错误;
C.该电路为串联电路,电压表并联到了灯泡L2两端,测量的是L2两端的电压,电流表串联在电路中,故C正确;
D.电压表并联到了灯泡L1两端,测量的是L1两端的电压,故D错误。
故选C。
▌迁移练2-1 (25-26九上·广东广州第三中学·期中)在如图1所示的电路中,、都是有0~3V和0~15V两个量程的电压表。当闭合开关后,电压表量程及指针偏转情况如图2所示。下列说法正确的是( )
A.电压表测两端电压,读数5.4V B.电压表测两端电压,读数1.4V
C.电压表测和电源电压,读数7V D.电压表测两端电压,读数1.4V
【答案】D
【详解】由图1电路图可知,两灯泡串联,电压表与灯泡并联,因此测量的是两端的电压,测的是电源电压。由图2可知,电压表选择的量程是0~3V,其分度值为0.1V,读数为1.4V。故ABC错误,D正确。
故选D。
▌迁移练2-2 (25-26九上·山西怀仁·期中)如图所示的四个图中,闭合开关S后,用电压表测灯电压连接正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.图中电压表串联在电路中,不能测量灯L1两端的电压,故A错误;
B.图中电压表和灯L2并联,测量灯L2两端的电压,故B错误;
C.图中电压表和灯L1并联,测量灯L1两端的电压,故C正确;
D.图中电压表的正负接线柱接反了,指针会向左偏转,不能测量灯L1两端的电压,故D错误。
故选C。
考点 串、并联电路中电流的规律(实验题)
▌例1 (25-26九上·吉林松原·期中)小明探究并联电路中电流的关系,设计的电路如图甲所示:
电流表的位置
A
B
C
电流I/A
0.6
0.4
1.0
(1)连接电路时,开关应处于_________状态。
(2)闭合开关前,电流表的指针如图乙所示,接下来小明应该_________。
(3)实验过程中小明连接了如图丙所示的电路,闭合开关后,观察到灯___________(选填“发光”或“不发光”),是因为出现_________(选填“开路”或“短路”)现象。
(4)改正错误后,将电流表分别接入图甲电路中的AB、C处,测出电流如上表格所示。分析数据,小明得出结论:在并联电路中,干路电流等于_________;同组的小红同学认为实验有不足之处,不足的是只有一组数据就得出结论,具有_________,改进方法是_________。
【答案】(1)断开
(2)对电流表调零
(3) 不发光 短路
(4) 各支路电流之和 偶然性 更换不同规格灯泡多次实验
【详解】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)闭合开关前,电流表的指针如图乙所示,指针没有正对零刻度线,接下来小明应该对电流表调零。
(3)实验过程中小明连接了如图丙所示的电路,闭合开关后,观察到灯不发光,分析电路连接情况,该电路存在的问题是灯短路,电流不流经。
(4)分析数据发现,小明得出结论:在并联电路中,干路电流等于 各支路电流之和。
根据实验数据可知,只测量了一次电路中支路和干路的电流,就总结了结论,同组的小红同学认为实验有不足之处,因此不足的是只有一组数据就得出结论,具有偶然性。改进方法是更换不同规格的灯泡多次实验,使实验更具普遍性,避免实验次数太少造成的偶然性。
▌迁移练3-1 (25-26九上·吉林松原·期中)要探究图甲中灯与组成的并联电路中电流特点:
次数
1
0.30
0.22
0.52
2
0.22
0.28
0.50
3
0.24
0.22
0.46
(1)按照图甲的电路图连接完整电路如图乙所示,电流表是测量_________(选填“A”“B”或“C”)点的电流。
(2)排除故障后,闭合开关,某次电流表的示数如图丙所示,为_________A。换用_________(选填“相同”或“不同”)规格的小灯泡进行实验,用电流表多次测量通过A、B、C三点的电流,记录实验数据如表格所示。分析数据得出结论:_________(用数据表格中的物理量符号写出表达式)。
【答案】(1)B
(2) 0.28 不同
【详解】(1)观察图乙的实物电路,电流表和灯串联在同一条支路中,对应图甲的并联电路,A点是支路的测量点,B点是支路的测量点,C点是干路的测量点,因此电流表测量的是B点的电流。
(2)图丙的电流表选用的是量程,该量程的分度值为,指针指向0.28A的位置,因此示数为。
为了避免实验偶然性,得到普遍规律,需要换用不同规格的小灯泡进行多次实验。
分析表格的三组数据:
,可得出并联电路的电流规律:干路电流等于各支路电流之和,对应表达式为。
▌迁移练3-2 (25-26九上·江西·期中)探究串联电路中各处电流的关系。
【证据】
(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图连接完整,使电流表测量A点的电流________。连接实物电路时,开关应处于________状态。
(2)闭合开关后,发现两个小灯泡忽明忽暗,电流表的指针也来回摆动。导致此现象的原因可能是________。
A.某段导线断开 B.开关处接触不良
(3)排除故障,正确连接电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,为________A,继续测量B、C两点的电流,填入表格中。
(4)换用________(选填“相同”或“不同”)规格的灯泡,再测出两组实验数据,填在表格中
序号
A点电流
B点电流
C点电流
1
0.30
0.30
2
0.28
0.28
0.28
3
0.22
0.22
0.22
【解释】
(5)分析实验数据,得出结论:在串联电路中,电流处处________。
【交流】
(6)实验后,小明猜想灯泡靠近电源正极的远近可能会影响灯泡亮度。为了验证这个猜想,以下方案可行的是________。
A.开关与电流表位置互换 B.两灯泡位置互换
【答案】(1) 断开
(2)B
(3)0.30
(4)不同
(5)相等
(6)B
【详解】(1)由图甲可知,电路为串联电路,电流表测量A点的电流,则应将电流表接电源负极,两个灯泡串联,如下图所示:
连接电路时开关应处于断开状态,目的是防止接线短路损坏元件,保护电路。
(2)A.选项某段导线断开会造成电路永久断路,灯泡不会发光、电流表指针不会摆动,故A不符合题意;
B.开关处接触不良会导致电路时通时断,因此灯泡忽明忽暗,电流表指针来回摆动,故B符合题意。
故选B。
(3)电流表选用的是0~0.6A量程,该量程的分度值为0.02A,指针指向0.30A,读数为。
(4)本实验是探究普遍规律的归纳性实验,换用不同规格的灯泡多次实验,可以避免实验偶然性,得到普遍适用的串联电路电流规律。
(5)分析三组实验数据,每组的A、B、C三点电流数值都完全相同,可归纳得出串联电路中各处电流相等的结论。
(6)要验证“灯泡靠近电源正极的远近影响亮度”,需要控制灯泡本身不变,改变灯泡到电源正极的距离:将两个灯泡位置互换,观察原本离正极近和远的灯泡亮度是否变化,即可验证猜想;A选项开关和电流表互换位置,两个灯泡到电源正极的距离都没有改变,无法验证该猜想。故选B。
考点 串、并联电路中电压的规律
▌例1 (25-26九上·广东江门鹤山·期中)“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示,请完成下列问题。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择_____________(填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)在连接电路时,开关必须_____________,小明根据电路图连接电路,闭合开关前,发现电压表的指针指在零刻度线的左侧,原因:_____________。
(3)正确连接后闭合开关,发现电压表示数为零,则故障可能是L1_____________(选填“短路”或断路);
(4)排除故障后进行测量,小明用电压表分别测A与B、A与C之间的电压,电压表的示数分别如图乙和图丙所示,则UAB=_____________V,UAC=_____________V。
【答案】(1)不同
(2) 断开 电压表没有调零
(3)短路
(4) 2.8 5
【详解】(1)为了使探究得出的结论避免偶然性,具有普遍意义,应该选择不同规格的小灯泡进行多次实验。
(2)在连接电路时,为了保护电路,开关要断开。
小明根据电路图连接电路,闭合开关前,发现电压表的指针指在零刻度线的左侧,没有在零刻度线处,原因是电压表没有调零。
(3)图中两灯串联,电压表测L1的电压,正确连接后闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是L1短路,此时电压表也被短路而无示数。
(4)AC间的电压是电源电压,AB间的电压是L1的电压,由图乙丙得,测量AB的电压表的偏转角度大于测量AC电压表的偏转角度,所以测量AB之间电压所用的电压表的量程是0~3V,分度值为0.1V,示数为2.8V,测量AC之间的电压所用的电压表的量程是0~15V,分度值为0.5V,示数为5V。
▌迁移练4 -1 (25-26九上·广东深圳龙岗区·期中)某中学实验小组的同学在利用两节干电池进行“探究串联电路电压的规律”实验中设计了如图所示的电路。
(1)小深在连接电路之前发现,电压表的指针如图甲所示,接下来他应该进行的操作是_______________;
(2)在选择实验器材时,小深应该选择___________(填“相同”或“不相同”)规格的灯泡;
(3)图丙是他们按照图乙电路图连接的部分实物电路,请利用笔划线代替导线帮助他们完成电路连接;
(4)连接电路闭合开关后,小深发现两个灯泡都不亮,电压表的示数接近电源电压。小深接下来的操作最合理的是:断开开关,( )(选填下列字母),然后闭合开关,观察电压表示数;
A.立即更换两个灯泡 B.拧紧两端的接线柱 C.拧紧两端的接线柱
(5)排除故障后,闭合开关,测得AB两点间电压如图丁所示,电压表示数为_____V;
(6)小深和小圳在实验过程中进行了讨论交流,小深提出利用原来的电路图,电压表所接的B点不动,只将A点改接到C点上,便可测出两端的电压,小圳认为这个方法不可行,原因是________;
(7)下表是他们实验测量的数据,分析表格中的实验数据:
实验次数
灯泡规格
1
1.0
1.9
2.9
2
1.2
1.6
2.8
3
1.4
1.4
2.8
①设计的表格中存在的不足之处是____________;
②完善表格后,分析表格数据可以得出结论:____________;(用字母)、、表述)
【答案】(1)对电压表进行调零
(2)不相同
(3)
(4)B
(5)1.8
(6)电压表的正负接线柱接反了,指针会反向偏转,无法正确测量电压
(7) 电压数据没有标注单位
【详解】(1)连接电路前电压表指针没有对准零刻度线,属于使用前的指针未校零,需要旋转调零旋钮,把指针调整到零刻度位置,这是电压表使用的基本操作规范。
(2)如果选用规格相同的灯泡做实验,得到的结论会存在特殊性,无法得到普遍规律;使用不同规格的灯泡多次实验,才能让串联电压的规律结论更具普遍性。
(3)根据图乙电路图,两灯串联,电压表并联在两端,电源电压为两节干电池电压3V,故选择0~3V量程。实物连接时,将的左侧接线柱和的右侧接线柱用导线相连,保证电流从电源正极出发,依次经过开关、、回到电源负极,且电压表正进负出并联在两端即可。
(4)两灯都不亮说明电路发生断路故障,电压表示数接近电源电压,说明电压表两端能连通电源两极,因此断路位置是和电压表并联的所在部分,故障大概率是接线柱接触不良,所以最合理的操作是拧紧两端的接线柱排查故障。故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(5)两节干电池总电压约3V,电压表选用的是0~3V量程,分度值为0.1V,故读数为1.8V。
(6)原本电压表接A的是正接线柱、接B的是负接线柱,把A点改接到C点后,电流会从电压表的负接线柱流入、正接线柱流出,违反电压表“正进负出”的使用规则,无法正常测量。
(7)物理量的记录必须附带对应单位,表格里的、、的数值都缺少电压单位V;
分析三组实验数据,第一组:
第二组:
第三组:
每组的AC间总电压都近似等于AB、BC两端的电压之和,即
▌迁移练4-2 (25-26九上·河北廊坊安次区·期中)物理兴趣小组在“探究串联电路电压的规律”实验中,设计了如图甲所示的电路。
1.2
1.8
3
(1)连接电路前,电压表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是________________;
(2)改正后连接电路并闭合开关,发现发光,不发光,则电路故障可能是________________;
(3)排除故障后完成了实验,实验数据如上表所示,分析实验数据可得出结论________________;
(4)兴趣小组组长认为需要再选取规格________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡,多做几次实验。这样做的目的是________________;
(5)根据电路测出两端电压后,小丽认为将电压表所接的B接点不动,只断开A点,并把接线改接到C接点上,就可以测出两端的电压。老师说这样做会损坏电压表,理由是________________。
【答案】(1)电压表指针未调零
(2)短路
(3)串联电路中,各用电器的电压之和等于电源电压
(4) 不同 使结论具有普遍性
(5)电压表正负接线柱接反
【详解】(1)连接电路前电压表还未接入电路,指针就没有对准零刻度线,是使用前没有将电压表的指针调至零位导致的。
(2)串联电路中发光说明电路是通路,不发光,故障为短路。
(3)由表格数据可得
归纳出串联电路的电压规律:串联电路中,各用电器的电压之和等于电源电压。
(4)如果只用相同规格的灯泡实验,得到的结论具有特殊性,换用不同规格灯泡多次实验,可以排除偶然因素,让实验结论符合普遍规律。
(5)原本测电压时,电流从电压表接A的正接线柱流入、接B的负接线柱流出;改接后电流会从原来的负接线柱流入、正接线柱流出,电压表正负接线柱反接,会导致指针反向偏转,损坏电压表。
考点 变阻器的应用
▌例1 (25-26九上·广东河源·期中)如图所示,给出了四种滑动变阻器接入电路的结构示意图。其中,当滑片P向左滑动时,使连入电路中的电阻变大的接法是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】滑动变阻器在连接时需一上一下的连接,当滑片离下端连接点最远时,表明其接入电路的阻值最大。
A.由图,该滑动变阻器连接正常,滑片向左滑动时,将靠近下端连接点,接入电路的阻值减小,故A不符合题意;
B.由图,该滑动变阻器连接正常,滑片向左滑动时,将远离下端连接点,接入电路的阻值增大,故B符合题意;
C.由图,该滑动变阻器连接正常,滑片向左滑动时,将靠近下端连接点,接入电路的阻值减小,故C不符合题意;
D.由图,该滑动变阻器同时连接的下方两个接线柱,滑动变阻器接入电路阻值最大,但不能起到调节作用,故D不符合题意。
故选 B。
▌迁移练5-1如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,b与金属滑片相连,转动旋钮可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A.若只将a、c接入电路,转动旋钮灯泡可发生亮度改变
B.若只将b、c接入电路,顺时针转动旋钮灯泡亮度变亮
C.若只将a、b接入电路,顺时针转动旋钮灯泡亮度变亮
D.电位器和灯泡串联或并联起来,转动旋钮都可改变灯泡亮度
【答案】B
【详解】A.若只将a、c接入电路,接入的是电位器的全部电阻丝。转动旋钮时,接入电路的电阻丝长度不变,电阻不变,电路电流不变,灯泡亮度不变,故A错误;
B.若只将b、c接入电路,滑片右边的电阻丝接入电路。逆时针转动旋钮时,电位器接入电路的电阻变大,电路中电流变小,灯泡变暗。同理可知,顺时针转动时,灯泡变亮,故B正确;
C.若只将a、b接入电路,滑片左边的电阻丝接入电路,滑片顺时针转动旋钮时,电阻变大,电路中电流变小,灯泡变暗,同理,滑片逆时针转动旋钮时,电阻变小,电路中电流变大,灯泡变亮,故C错误;
D.电位器与灯泡并联时,并联电路各支路独立工作、互不影响,转动旋钮改变电位器电阻,无法改变灯泡亮度。故D错误。
故选B。
▌迁移练5-2 (25-26九上·广西北海·期中)中学生近视的一大因素就是在光线太弱或太强的环境中学习,为保护视力,预防近视,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.
【答案】A
【详解】为了能连续调节台灯的亮度,则应在台灯所在的电路串联一个可以连续调节电路电阻的元件,故把一个滑动变阻器与台灯串联,移动滑片的位置,就可以通过改变电路的电阻从而改变台灯的亮度。
故选A。
基础达标
1.(25-26九上·辽宁大连·期中)通常情况下,下列物质属于导体的是( )
A.橡胶 B.塑料 C.玻璃 D.人体
【答案】D
【详解】橡胶、塑料、玻璃均为初中物理中常见的绝缘体,不容易导电,人体是常见导体,容易导电,故ABC错误,D正确。
故选D。
2.(25-26九上·河南周口·期中)下列关于电阻的说法中,正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比
B.导体的电阻与通过导体的电流成反比
C.导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关
D.导体的电阻与温度无关
【答案】C
【详解】电阻是导体本身的一种性质。根据电阻的决定因素可知,其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关。故C正确,ABD错误。
故选C。
3.(25-26九上·湖北十堰张湾区·期中)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,电压表示数为2V,则以下说法正确的是( )
A.电源两端电压为2V
B.灯L2两端的电压2V
C.灯L1两端的电压为2V
D.电源与灯L2两端的电压之和为2V
【答案】C
【详解】由电路图可知,闭合开关,灯泡L1和L2串联,电压表与灯泡L1并联,因此测灯泡L1两端的电压,电压表示数为2V,因此灯L1两端的电压为2V。故C正确,ABD错误。
故选C。
4.电流表有0~0.6A和0~3A两个量程,小明在某次实验中接的是0~0.6A的量程,但他错按0~3A量程进行读数,读出电流值为1.5A,则实际测得的电流应是( )
A.0.25A B.0.3A C.0.43A D.4.5A
【答案】B
【详解】从0~3A量程的刻度盘上读出电流值为1.5A,指针位置相同时,0~3A量程的读数是0~0.6A量程读数的5倍,所以使用0~0.6A量程时,读数为,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.(25-26九上·广东茂名·期中)如图所示,两个电压表指针偏转幅度完全相同,则电阻、两端的电压比( )
A.1∶5 B.4∶1 C.1∶4 D.5∶1
【答案】B
【详解】由图可知,与串联,测电源总电压(即和的总电压),测两端电压。根据串联电路电压规律
因此总电压。电压表有和两个测量范围,指针偏转幅度相同时,大量程的读数是小量程读数的5倍。因为,所以使用大量程,使用小量程,可得
两端电压
因此与两端电压比,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.小刚用如图所示的器材探究“影响导体电阻大小的因素”,a、b是长度相同的镍铬合金丝,a的横截面积小于b的横截面积。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.如果把镍铬合金丝换成铜丝或银丝进行实验,实验效果会更好
B.利用此装置不能探究导体电阻大小和材料的关系
C.灯泡的亮暗会影响接入电阻的大小
D.将a、b分别接入电路中,接b时灯泡会暗些
【答案】B
【详解】A.其他条件相同时铜丝或银丝的电阻很小,如果把镍铬合金丝换成导电能力非常好的铜丝或银丝进行实验,电路中电流变化不大,灯泡的亮度变化不明显,实验效果不明显,故A错误;
B.探究导体电阻和材料的关系,需要控制导体长度、横截面积相同,只改变导体的材料。a、b都是镍铬合金丝,材料相同,因此无法探究电阻大小与材料的关系,故B正确;
C.电阻是导体本身的性质,由导体的材料、长度、横截面积等决定,灯泡亮暗只能反映接入电阻的大小,不会影响接入电阻的大小,故C错误;
D.a、b材料、长度相同,a横截面积更小,因此,将a接入电路时,电路电流更小,灯泡会更暗,故D错误。
故选B。
7.(25-26九上·山东济南东南片区·期中)小丽连接了如图所示的电路,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.电阻、在电路中是并联的 B.图中电压表的指针会反向偏转
C.此时电压表所测的是电源两端的电压 D.观察电流表可知通过的电流大小
【答案】D
【详解】A.电流从电源正极流出后,只有一条路径,依次经过、、电流表、开关回到负极,因此、是串联,故A错误;
B.电压表连接符合“正进负出”的要求,电流从正接线柱流入、负接线柱流出,指针不会反向偏转,故B错误;
C.由图可知,电压表并联在两端,测量两端电压,故C错误;
D.串联电路中电流处处相等,电流表串联在电路中,因此电流表的示数就是通过的电流,可通过电流表得到的电流大小,故D正确。
故选D。
8.如图所示的实物图中,如图与其对应的电路图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据实物图可知,两灯L1、L2并联,开关接在干路上,电流表A2测量干路电流,电流表A1测量通过L2的电流。故选D。
9.发光二极管是常用的电子元件,当电流从较长的脚流入时,发光二极管中有电流通过而发光。假如电流从较短的脚流入,电路处于___________(选填“通路”、“开路”或“短路”)状态,其不发光,这说明发光二极管具有___________性。
【答案】 开路 单向导电
【详解】[1][2]发光二极管中有两条引脚,引脚中较长的为正极,较短的为负极,当电流从正极经过发光二极管流向负极时(电流从较长的脚流入,从较短的脚流出时),发光二极管中有电流通过而发光;反之,电流不能从负极流向正极(电流从较短的脚流入,从较长的脚流出),电路无法正常导通,处于开路状态,二极管不发光。即发光二极管中电流只能按照某个特定方向导通,说明发光二极管具有单向导电性。
10.(25-26九上·湖南永州零陵区·期中)如图甲所示为可调亮度台灯,它和家中的电视机可以独立工作,说明它们之间是_________联的。图乙为其内部电位器的结构图,接线柱b与金属滑片相连,a、c分别与电阻丝的两端相连。若只将b、c接线柱接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡亮度将_________。
【答案】 并 变亮
【详解】[1]同一电路中的两个电器可以独立工作,互不影响,说明它们是并联的。
[2]此时bc间电阻丝连入电路,当滑片顺时针旋转时,这部分电阻丝长度变小,连入电路的电阻变小,在电源电压不变时,电路中的电流变大,小灯要变亮。
11.两个相同的电流表,均有两个量程(0~0.6A和0~3A)。如图甲,闭合开关S,两灯泡均发光,两个电流表指针偏转的角度恰好相同,如图乙,则通过灯泡的电流为_______A,通过与的电流之比为_______。
【答案】 0.24 4︰1
【详解】[1]由图甲可知,L1与L2并联,电流表A1测干路总电流,电流表A2测通过L2的支路电流。根据并联电路电流规律,干路电流,因此干路电流一定大于支路电流。两表指针偏转角度相同,说明A1选0∼3A量程,分度值为0.1A,读数为1.2A;A2选0∼0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.24A,所以通过L2的电流为0.24A。
[2]干路总电流,则通过L1的电流
通过与的电流之比为
12.同学们在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表所示,小兵、小红两位同学做出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.8
B
镍铬合金
1.0
0.8
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.8
(1)在M、N之间分别接上不同的导体,我们应该通过比较______(选填“电流表的示数”或“小灯泡亮度”)来更准确地比较电阻丝的电阻大小;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号______两根电阻丝进行实验;
(3)为了验证猜想①,小红分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,发现电阻丝A接入时电流表示数较大,说明其电阻较______;由此,得到的结论是:材料与横截面积相同的电阻,长度越长,电阻越大;
(4)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就______(选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻,从而可以减小输电线上的电能损失。
【答案】(1)电流表的示数
(2)A、D
(3)小
(4)减小
【详解】(1)在M、N之间分别接上不同的导体,由于电流表可以测出电路中微小的电流,所以相比于观察小灯泡亮度,通过电流表的示数可以更准确地比较电阻丝的电阻大小。
(2)为了验证上述猜想③,即探究导体的电阻与导体的材料的关系,根据控制变量法,应该选用只有材料不同的A、D两根电阻丝进行实验。
(3)根据转换法,实验中通过电流表的示数比较电阻丝的电阻大小,电流表示数越大,说明电阻丝的电阻越小。所以为了验证猜想①,小红分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,发现电阻丝A接入时电流表示数较大,说明其电阻较小。
(4)其它条件相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就减小了输电线的电阻。
13.(25-26九上·广东珠海第八中学·期中)在“探究串并联电路中电流、电压的特点”时,设计实验如图。
探究一:串联电路中电流的特点:
(1)在连接实物电路时,开关应处于______状态;
(2)第2次实验中,B点的电流表示数如图乙所示,则电流为______A;
(3)实验数据记录如表,分析数据可得:串联电路中电流______;
实验序号
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.18
0.18
0.18
2
0.32
0.32
3
0.50
0.50
0.50
(4)探究二:串联电路中电压的特点:
用电压表正确测量灯泡L1两端的电压之后,______(选填“能”或“不能”)只将A点的导线换到C点测L2两端的电压,理由是______;
(5)做实验时选用不同规格的小灯泡重复多次实验,这样做的目的是______;
(6)探究三:并联电路中电流的特点:
为了探究并联电路的电流规律,小吉同学设计了如图丁所示的电路进行实验。在不拆电路的情况下,只通过控制开关,直接测量L1和L2的电流大小,他的方案______(选填“可行”或“不可行”)。
【答案】(1)断开
(2)0.32
(3)处处相等
(4) 不能 会导致电压表的正负接线柱接反
(5)使结论更具普遍性
(6)不可行
【详解】(1)为保护电路,在连接实物电路时,开关应处于断开状态。
(2)如图乙所示,第2次实验中,电流表选用的是的量程,分度值为0.02A,示数为0.32A,则B点的电流为0.32A。
(3)根据表格数据可知,每次实验中A、B、C三处的电流是相同的,故结论为:串联电路中电流处处相等。
(4)用电压表正确测量灯泡L1两端的电压之后,只将A点的导线换到C点测L2两端的电压,会导致电压表的正负接线柱接反,电压表的指针会反偏,不能测出L2两端的电压。
(5)本实验是探究类实验,做实验时选用不同规格的小灯泡重复多次实验,这样做的目的是使结论更具普遍性。
(6)根据图丁可知,当开关S1闭合时,电流表与灯泡L2串联,电流从电流表上端流入。当开关S2闭合时,电流表与灯泡L1串联,电流从电流表下端流入,此时电流表的接线柱肯定接反了,因此这种方案不可行。
能力进阶
1.如图电路中,电源电压保持不变,L1和L2是两只相同的灯泡,只闭合开关S1时电流表和电压表均有示数,再闭合S2,则( )
A.闭合开关S1、S2时,会出现电源短路
B.闭合开关S1、S2时,电流表A2测L2电流
C.闭合开关S1、S2时,电流表A1测干路电流
D.闭合开关S1、S2时,两灯串联
【答案】C
【详解】闭合开关S1、S2时,电流从电源正极流出,经过后分为两条独立支路,一支经过、,另一支经过、,支路电流汇合后经过回到电源负极,因此两灯为并联关系。且电流表测量灯L1的电流,电流表A1测干路电流。电压表测量L1两端电压。故ABD不符合题意;C符合题意。
故选C。
2.(25-26九上·黑龙江鹤岗·期中)如图所示的电路中,将开关S闭合,灯L1和灯L2均发光,则下列说法中正确的是( )
A.L1和灯L2串联
B.通过灯L1和灯L2的电流一定相等
C.电流表A1的示数一定大于电流表A2的示数
D.灯L1和灯L2两端的电压一定相等
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,电路中的电流有两条路径,两灯泡并列连接,因此两灯泡并联,故A错误;
B.当两灯泡的电阻不相同时,通过灯L1和灯L2的电流一定不相等,故B错误;
C.电流表A2测量干路电流,电流表A1测量通过L2的电流,电压表测量电源电压。因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A2的示数一定大于电流表A1的示数,故C错误;
D.由于并联电路各支路两端电压相等,因此灯L1和灯L2两端的电压一定相等,故D正确。
故选D。
3.(25-26九上·福建厦门大同中学·期中)如图所示电路中,电压表、、的示数分别为、、,电流表、的示数分别为、,那么下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】电路中与串联,电流表、均测串联电路的电流,因此;
电压表测两端电压,测两端电压,测电源(总)电压。根据串联电路电压规律,总电压等于各部分电压之和,即,符合串联电路的电压、电流规律,故A正确,BCD错误。
故选A。
4.如图所示,已知两只灯泡L1和L2是串联的,则在①、②和③三个电表中(电流表或电压表)判断正确的是( )
A.①是电流表,②和③是电压表 B.①和②是电流表,③是电压表
C.①和③是电压表,②是电流表 D.①②和③都是电流表
【答案】C
【详解】初中物理中,电流表相当于导线,需要串联接入电路;电压表相当于开路,并联在电路中,而串联电路的特点是电流只有一条路径,依次经过所有用电器。
要使和串联,电流需要依次经过、电表②、,只有一条路径;电表②必须是电流表(相当于导线,让电流通过);电表①和③必须相当于开路,也就是电压表。故C正确,ABD错误。
故选C。
5.(25-26九上·江苏无锡宜兴·期中)如图所示,闭合开关和,灯和均能发光且灯比亮,两电表都有示数,则灯和两端的电压_______ (“>”、“<”或“=”,下同),电流表、的示数_______。若仅断开开关,则电流表的示数_______(“变大”、“变小”或“不变”,下同),的示数_______。
【答案】 = > 变小 不变
【详解】[1]当闭合开关和时,与并联。并联电路中各支路两端电压相等,所以
[2]电流表测的电流,测干路电流,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此
[3][4]若仅断开开关,则所在支路断开,只有接入电路,电流表原本测干路电流,现在只测的电流,所以示数变小。电流表仍然测的电流,且两端电压不变、电阻不变,所以电流不变,即的示数不变。
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