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第十五章 探究电路
第一节　电阻和变阻器
目标要求 核心素养提升
1.通过实验认识电阻,知道电阻是导体本身的一种性质。 2.利用控制变量法,探究影响电阻大小的有关因素。 3.了解滑动变阻器的工作原理,并能正确使用滑动变阻器。 1.理解金属导体对电流也存在着阻碍作用,以培养学生的科学思维能力。
2.经历整个实验过程,提高学生的动手能力和小组合作精神。
3.通过拆分滑动变阻器,了解滑动变阻器的工作原理,培养学生动手能力及敢于探究的科学精神。
一、电阻
1.定义:导体对电流的　 　叫电阻,导体的电阻越大,对电流的阻碍作用就　 　。
2.符号:　 　。
3.电路图符号:　 。
4.单位
(1)国际单位是　 　,简称　 　,符号是“　 　”。
(2)常用单位:　 　和　 　。
二、影响电阻大小的主要因素
电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的　 　、　 　、　 　 和　 _
有关。
阻碍作用
越大
R
欧姆
欧
Ω
千欧(kΩ)
兆欧(MΩ)
材料
长度
横截面积
温度
三、滑动变阻器
1.原理:实验室中常用的滑动变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝的　 　改变电阻的。
2.电路图符号:　 。
3.滑动变阻器的铭牌
例如“50 Ω　2 A”:“50 Ω”表示　 ,“2 A”表示　 　。
4.使用方法
(1)滑动变阻器要与被控制的用电器　 　在电路中。
(2)将滑动变阻器连入电路中时,接线柱应采取“　 ”的接法。(若接“同上”,则相当于一根导线,在电路中的电阻为　 　Ω;若接的是“同下”,则相当于一个　 　电阻,在电路中的阻值为它的最大值)
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到　 　处。
长度
该滑动变阻器的最大阻值是50 Ω　
该滑动变阻器允许通过的最大电流是2 A
串联
一上一下　
0
定值
阻值最大
5.在电路中的作用
(1)保护电路,防止电路中的　 过大,损坏电表或其他用电器。
(2)调节电路中的　 　,改变用电器两端的　 　。
四、电阻箱
1.电阻箱是一种可以调节电阻大小、并能够显示　 　的变阻器。
2.电路图符号:　 。
电流　
电流
电压
电阻阻值
知识点一　电阻
B
5 000
1.有两段导体甲和乙,在相同的电压下,通过导体甲的电流较大,通过导体乙的电流较小,两段导体电阻较大的是( )
A.导体甲
B.导体乙
C.两段导体的电阻一样大
D.无法比较
2.人的双手间在干燥时的电阻约为5×10-3 MΩ=　 　Ω,人双手在潮湿时的电阻约为0.8 kΩ=　 　Ω,这说明人体双手间的电阻与　 　有关。
800
潮湿(或干燥)程度
知识点二　电阻大小的影响因素
B
3.下列方法中,能使金属丝电阻增大的是( )
A.增大金属丝的横截面积
B.增大金属丝的长度
C.增大金属丝两端的电压
D.增大金属丝中的电流
4.某兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关,设计了如图(甲)所示的实验电路,电源电压不变,分别将a,b,c,d四根电阻丝接入电路,得到表格所示的数据。
导体 编号 长度/m 横截面 积/mm2 材料 电流大
小/A
a 0.5 0.4 锰铜合金 0.20
b 0.5 0.4 镍铬合金 0.16
c 0.5 0.2 镍铬合金 0.08
d 1.0 0.4 镍铬合金 0.04
(1)该实验中是通过比较　 　间接比较导体电阻大小的。
(2)若分别将电阻丝a,b接入电路,这是为了探究电阻大小与导体的　 　的关系,根据表格数据可知,电阻丝a的阻值　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)电阻丝b的阻值。
(3)为了验证“导体电阻大小与导体的长度有关”,可将电阻丝　 　(填导体编号)分别接入电路中进行实验。
(4)选用编号为b,c的两根电阻丝进行实验,分析表格数据可得出,控制其他因素相同时,导体的横截面积越大,导体的电阻越　 　(选填“大”或“小”)。
(5)小何在实验中将电阻丝d对折后接入电路中,发现电流表的示数比将导体d全部接入电路时的示数大,由此得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小。这种做法　 (选填“正确”或“错误”),理由是　 　。
电流表示数
材料
小于
b,d
小
错误　
没有控制电阻丝的长度不变
(6)一般说来,所有物体都有电阻,探究过程中,又有同学提出猜想:电阻还可能跟温度有关。小明为了研究物体的电阻大小与温度的关系,连接了如图(乙)所示的电路,开关S1,S2闭合后,分别用酒精灯给玻璃芯柱、细铁丝加热。请回答:
①在玻璃芯柱温度不断升高而发红的过程中,看到L1灯泡从不发光到发光,且亮度逐渐变亮,说明玻璃的导电性能随温度升高而　 　(选填“变强”“变弱”或“不变”)。
②在细铁丝温度不断升高而发红的过程中,看到L2灯泡亮度逐渐变暗,说明铁丝的电阻随温度升高而　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
变强
变大
知识点三　变阻器
5.在如图所示的电路中,用滑动变阻器调节灯的亮度,若要求滑片P向左端滑动时灯逐渐变亮,则下列接法正确的是( )
A.M接A,N接B
B.M接C,N接D
C.M接C,N接B
D.M接A,N接D
6.图中电阻箱的示数为　 　Ω,此电阻箱的可调范围是　 　。
C
647
0～9 999 Ω
7.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,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定一个浮子。当电流表示数越小时,滑动变阻器连入电路的阻值　 　(选填“越大”或“越小”),油箱内油量　 (选填“越多”或“越少”)。其中R0的作用是　 　。
越大
越少　
保护电路
(1)滑动变阻器接法规律
(2)电阻箱的读数方法:指针指示的示数乘以面板上的倍数再把它们相加就是该电阻箱接入电路中的电阻值。
知识目标 题号 目标达成(题号) 不足之处
决定电阻 大小的因素 1,3,6,11, 12,13
滑动变阻器 2,4,5, 8,9,10
变阻箱 7
1.(2023枣庄)小亮想“探究在温度一定的条件下,导体电阻与长度、横截面积的关系”。他已选好代号为“a”的导体,他还应选用表中哪两个导体进行实验探究( )
D
导体代号 a b c d e
导体长度L/m 1.5 0.5 1.0 1.0 1.5
导体横截 面积S/mm2 1.2 1.2 0.8 1.2 2.0
导体材料 镍铬 镍铬 镍铬 锰铜 镍铬
A.bc B.ce C.cd D.be
2.(2023内江)如图所示,给出了滑动变阻器四种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( )
C
3.物理课上老师给同学们提供了如下器材,三根镍铬合金丝a,b,c,其长度关系La=Lb>Lc,横截面积关系Sa>Sb=Sc;电源、电压表、开关各一个,导线若干。想要探究的课题有:①导体的电阻跟它的横截面积的关系;②导体的电阻跟它的长度的关系;③导体的电阻跟它的材料的关系。同学们利用上述器材可以完成的探究课题是( )
A.仅有① B.仅有②
C.①和② D.①②和③
C
4.将两只滑动变阻器按如图所示的方法连接,如果把a,b两根导线接入电路里,要使这两只滑动变阻器接入电路中的总电阻最大,应把滑片P1,P2放在( )
A.P1放在最右端,P2放在最右端
B.P1放在最左端,P2放在最左端
C.P1放在最右端,P2放在最左端
D.P1放在最左端,P2放在最右端
5.如图所示的电路中,开关S闭合后,若滑动变阻器的滑片移到最下端,可能出现的现象是 ( )
A.烧坏灯泡和电流表
B.烧坏灯泡和电源
C.烧坏电流表和电压表
D.烧坏电流表和电源
D
D
6.如图所示是四根高压输电线上的一个装置,利用这个装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的　 　,从而减小了导线的　 　。
横截面积
电阻
7.电阻箱也是一种变阻器。如图所示是两种常见的电阻箱:旋盘式电阻箱和插孔式电阻箱的示意图,则图(甲)中电阻箱的示数为　 　Ω,图(乙)中电阻箱的示数为　 　Ω。
427
70
8.连接图中的电路,使得滑动变阻器能够控制灯泡的亮度。要求:滑动变阻器的滑片向右移 动,灯泡变亮(滑动变阻器必须接C接线柱),连接实物并画出对应的电路图。
答案:如图所示
9.如图为“用滑动变阻器改变电流”的实验。
(1)在闭合开关前,滑片P应移动到最　 　(选填“左”或“右”)端。
(2)滑片向A端滑动时,小灯泡　 　(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
(3)开始实验后,如果甲同学发现无论怎样移动滑片P,灯的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是　 　。
左
变暗
将滑动变阻器下面两个接线柱同时接入了电路
10.如图所示为某台灯用于调节亮度的电位器结构图,A,B,C是它的三个接线柱,A,C分别与弧形电阻丝的两端相连,B与金属滑片P相连,转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度,下列分析正确的是( )
A.电位器与灯泡并联
B.若只将A,B接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
C.若只将A,C接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
D.若只将B,C接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
D
11.小明、小红和小亮在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,做出了如下猜想。
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关。
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关。
猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.25 1.0
B 镍铬合金 0.50 1.0
C 镍铬合金 0.25 2.0
D 锰铜合金 0.25 1.0
(1)如图所示电路,闭合开关后,在M,N之间分别接上不同导体,通过观察相关现象来比较导体电阻大小,小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点:
小明认为:电流表是多余的,观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小
小红认为:灯泡是多余的,根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小
小亮认为:灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表
你赞同　 (选填“小明”“小红”或“小亮”)的观点。
(2)为了验证猜想二,可依次把M,N跟　 　的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小。
小亮　
A,C
(3)依次把M,N跟电阻丝A,B的两端连接,闭合开关,电流表的示数不同,分析比较A,B两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟　 　的关系,其结论是　 _
　。
长度
当其他条件相同时,电阻丝越长,电
阻越大
12.如图所示,a为一根铅笔芯,闭合开关后,小灯泡发光,说明铅笔芯是　 　(选填“导体”或“绝缘体”)。将夹子在铅笔芯上向左移动时,观察到小灯泡变　 　,这说明铅笔芯的电阻大小与　 　有关。如果断开开关,铅笔芯的电阻　 　(选填“等于”或“不等于”)零。
导体
亮
长度
不等于
13.(物理学与日常生活)如图所示,将包装口香糖的纸剪成中间较窄的细条,然后将锡箔细条的两端连接电池正负极,很快发现细条中较窄处ab段开始冒烟起火,这是因为细条将电池短路。若ab段长度等于bc段长度,则ab段电阻　 　bc段电阻,此时ab段电流　 　bc段电流。
大于
等于
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*第四节　电阻的串联和并联
目标要求 核心素养提升
1.能运用欧姆定律和串联电路的电流、电压特点,得出串联电路的电阻关系。 2.能运用串联电路的电阻关系,解决串联电路中的问题。 1.运用欧姆定律和串并联电路的电流、电压规律,实际推导得出串联电路的分压规律、并联电路的分流规律。
2.通过运用串、并联电路的电阻关系,解决串并联电路中的问题。提高学生的分析能力和计算能力。
一、电阻的串联
1.电阻串联的实质:几个电阻串联起来相当于增加了导体的　 　。
2.串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都　 　。
3.特点:两个串联电阻的总电阻等于各分电阻　 　,表达式为　 　。
4.当n个阻值相同的电阻R串联起来,总电阻R总=　 　。
二、电阻的并联
1.电阻并联的实质:几个电阻并联起来相当于增大了导体的　 。
2.并联电路总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都　 　。
3.特点:两个并联电阻的总电阻的倒数,等于两个分电阻的　 　,表达式为　 　。
4.当n个阻值相同的电阻R并联起来,总电阻R总=　 　。
长度
大
之和
R=R1+R2
nR
横截面积　
小
倒数之和
知识点一　电阻的串联
串
1.(2023哈尔滨改编)一只灯泡正常发光时,其两端电压为6 V,通过小灯泡的电流为 0.4 A,若将该灯泡接在10 V的电源上,为使其正常发光,应　 　联一个　 　 Ω的定值电阻。
2.两个定值电阻,甲标有“12 V　0.2 A”,乙标有“6 V　0.3 A”,现把它们串联起来,则该串联电路两端允许加的最高电压是( )
A.18 V B.16 V
C.6 V D.12 V
10
B
(1)串联电路中,当一个分电阻增大时,总电阻随之增大。
知识点二　电阻的并联
D
3.下列各组的两个电阻并联后,总电阻最小的一组是( )
A.10 Ω,10 Ω B.30 Ω,60 Ω
C.30 Ω,20 Ω D.1 000 Ω,1 Ω
4.在科技创新活动中,小明需要一个4 Ω的电阻,他可以将一个20 Ω的电阻跟一个　 　Ω的电阻并联来获得。
5
(1)并联电路中,当一个分电阻增大时,总电阻随之增大。
知识点三　电阻串、并联的相关计算
5.某同学要把一个阻值为15 Ω、正常工作电压为3 V的灯泡接在电压为9 V的电源上使其正常工作,那么需给灯泡( )
A.串联一个阻值为45 Ω的电阻
B.串联一个阻值为30 Ω的电阻
C.并联一个阻值为45 Ω的电阻
D.并联一个阻值为30 Ω的电阻
6.阻值为4 Ω的电阻R1与阻值为 2 Ω的电阻R2按如图所示的方式接入电路时,电流表的示数为3 A,则通过电阻R1与R2的电流之比为　 ,电源电压为　 　V。
B
1∶2　
4
7.如图所示,R1=12 Ω,R2=4 Ω,将它们串联后接到8 V的电源上。求:
(1)串联电路的总电阻。
(2)电路中的电流。
解析:(1)电阻R1和R2串联,R1=12 Ω,R2=4 Ω,电路中的总电阻为R=R1+R2=12 Ω+4 Ω=16 Ω。
答案:(1)16 Ω　(2)0.5 A
知识目标 题号 目标达成 (题号) 不足之处
电阻的串、并联 1,2
电阻串、并联 的相关计算 3,4,5,6, 7,8,9
1.两定值电阻R1,R2,已知R1>R2。在如图所示电路中,总电阻由大到小排列正确的是( )
A.甲>乙>丙>丁 B.乙>丙>丁>甲
C.丙>甲>乙>丁 D.丁>甲>乙>丙
2.一个滑动变阻器上标有“50 Ω,1.5 A”字样,把它和30 Ω的定值电阻串联起来接入电路,则电路的总电阻变化范围是( )
A.0～30 Ω B.0～50 Ω
C.0～80 Ω D.30～80 Ω
C
D
3.如图所示电路,电源电压恒定,R1=12 Ω,R2=6 Ω,R3是定值电阻。闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6 A,接b时电流表的示数可能为( )
A.0.3 A B.0.6 A
C.0.9 A D.1.2 A
4.两个标有“5 Ω　1 A”和“10 Ω　0.6 A”的定值电阻,将它们串联起来使用时等效电阻为　 　Ω,电源电压最多为　 　V;若将它们并联时干路电流最大是　 　A。
5.电阻R1=8 Ω,R2=2 Ω,若将两电阻串联在24 V电源两端,此时电路中的总电阻为　 　Ω。电阻R1两端的电压为 　 　V。若将两电阻并联后接在24 V电源两端,通过R1的电流为　 　A。
6.如图所示,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的读数之比U甲∶U乙=4∶1,则 R1∶R2=
　 　;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表的读数之比I甲∶I乙=　 　。
C
15
9
1.5
10
19.2
3
3∶1
3∶4
7.如图所示,一根均匀的电阻丝总电阻为20 Ω,把它围成一个圆形,在圆周上等间距安装5个接线柱,连接处接触良好,将其任意两个接线柱接入到电路中,则两接线柱间的等效电阻的最大值为　 　Ω,最小值为　 　Ω。
4.8
3.2
8.如图所示,电源电压为 6 V 且保持不变,滑动变阻器R1标有“50 Ω　2 A”字样。
(1)将滑片P移到最右端,闭合S1,断开S2,求电流表的示数I1。
答案:(1)0.12 A
(2)保持滑片P在最右端,闭合S1,S2,电流表示数 I=5I1,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0.68 A,求此时滑动变阻器接入电路的 阻值。
答案:(2)12.5 Ω　(3)30 Ω
9.如图(甲)所示电路中,电源电压为3 V且保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图(乙)所示。求:
(1)R1的阻值。
答案:(1)5 Ω
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)当滑动变阻器滑片置于中点时,电压表示数与电流表示数。
答案:(2)10 Ω　(3)1.5 V　0.3 A
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专题三　电路的有关计算
简单计算
题组一　利用电阻不变的特点进行简单计算
1.导体两端的电压为4 V,通过导体的电流为0.25 A,则导体的电阻是　 　Ω。若电压增加到6 V,则导体的电阻为　 　Ω,此时通过导体的电流为　 A。
2.某导体接在20 V的电路中时,电流强度为2 A;若要使通过该导体的电流为0.5 A,则导体两端所加电压为　 　V。当电流减为0时,导体的电阻是　 　Ω。
16
16
0.375　
5
10
题组二　串联电路简单计算
3.如图所示电路图中,R1,R2串联在电路中,闭合开关S,电压表示数为4 V,电流表示数为 0.4 A,电源电压为6 V。求:
(1)R1,R2两端的电压。
(2)R1,R2的阻值。
解析:(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,所以R1两端的电压为4 V,电流表测通过电路的电流,由串联电路电压规律可知,R2两端的电压U2=U-U1=6 V-4 V=2 V。
答案:(1)4 V　2 V　(2)10 Ω　5 Ω
4.如图所示,滑动变阻器标有“100 Ω　1 A”,电源电压为18 V保持不变,当开关S闭合后,电流表示数为0.5 A,电压表示数为 13 V。求:
(1)R0的阻值。
(2)滑动变阻器连入电路的阻值。
答案:(1)26 Ω　(2)10 Ω
题组三　并联电路简单计算
5.如图所示的电路中,电阻R1=15 Ω,电源电压保持不变。仅闭合开关S1后,电流表的示数为0.2 A,再闭合开关S2后,电流表示数为0.5 A。求:
(1)电源电压。
(2)通过R2的电流。
(3)R2的阻值。
答案:(1)3 V　(2)0.3 A　(3)10 Ω
(2)再闭合开关S2后,两电阻并联,电流表测干路电流,通过R2的电流I2=I-I1=0.5 A-0.2 A= 0.3 A。
6.如图所示的电路中,R2=20 Ω,当S闭合时电流表示数为0.5 A,当S断开时电流表的示数为0.3 A,请计算:
(1)电源电压。
(2)R1的阻值。
解析:(1)当S断开时,R1开路,只有R2接入电路,所以电源电压U=I2R2=0.3 A×20 Ω=6 V。
答案:(1)6 V　(2)30 Ω
图像专题计算
7.如图是电阻甲和乙的U-I图像,小明对图像信息作出的判断,正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5 V时,通过它的电流为0.3 A
B.当乙两端电压为2.5 V时,其电阻值为10 Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.3 A,则它们两端的电压为2 V
D.将甲和乙并联,若电压为1 V,则它们的干路电流为0.4 A
8.如图是关于电阻A,B的I-U图像。由图可知,电阻较大的电阻值是　 　Ω。若将A,B两电阻并联后接在电压为2 V的电源两端,则并联电路干路中的电流是　 　A,此时电路总电阻是　 Ω。(结果保留两位小数)
C
10
0.6
3.33　
比例专题计算
9.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的阻值之比为( )
A.1∶2 B.2∶1
C.1∶3 D.3∶1
10.(2023天津)如图所示电路,电阻R1为3 Ω,R2为1 Ω。当开关S闭合后,通过电阻R1,R2的电流之比为　 　,电压表 V1, V2的示数之比为　 　。
C
1∶1
3∶4
电路的有关计算
(1)串并联电路的特点
①串联电路
a.串联电路中,各用电器两端电压之和等于电源电压,即U=U1+U2。
b.串联电路中电流处处相等,即I=I1=I2。
c.串联电路总电阻等于各用电器电阻之和,即R=R1+R2。
②并联电路
a.并联电路中,各支路电压等于电源电压,即U=U1=U2。
b.并联电路中,各支路电流之和等于干路电流,即I=I1+I2。
综合计算
11.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20 Ω,电源电压不变。当S1,S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.6 A;S1断开,S2,S3闭合时,电流表的示数为0.9 A。求:
(1)电源电压及R2的阻值。
答案:(1)12 V　40 Ω
(2)S1闭合,S2,S3断开时,电阻R1两端的电压。
(3)S1,S2闭合,S3断开时,电流表的示数。
答案:(2)4 V　(3)0.3 A
12.如图所示,电源电压不变,R1=10 Ω,R2=20 Ω,(不计温度对小灯泡电阻的影响)求:
(1)当S闭合,S1,S2都断开时,R2两端的电压为2 V,通过R2的电流多大 电源电压是多少
答案:(1)0.1 A　3 V　
(2)当S,S1,S2都闭合时,此时通过干路的电流是0.6 A,则小灯泡的电阻是多少
答案:(2)10 Ω
13.如图所示,电源电压保持不变,R1=5 Ω。
(1)当开关S1闭合,S2断开,滑片P滑至最左端时,电压表示数为6 V,电流表示数为0.3 A,滑动变阻器的最大阻值为多少
答案:(1)15 Ω　
(2)当开关S1,S2均闭合,滑片P滑至最右端时,电流表的示数是1.5 A,求电阻R2的阻值。
答案:(2)20 Ω
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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　 　,跟这段导体的电阻成　 　。
正比
第2课时　欧姆定律及其应用
反比
电流
安培(A)
电压
伏特(V)
电阻
欧姆(Ω)
IR
知识点一　欧姆定律的理解
B
知识点二　欧姆定律的应用
15　
2.导体两端的电压为6 V,通过它的电流是 0.4 A,则该导体的电阻是　 Ω;若导体两端的电压变为12 V,则通过它的电流为　 　A;若将电路断开,则通过导体的电流为　 　A,此时该导体的电阻为　 　Ω。
3.两只定值电阻,甲标有“10 Ω　1 A”,乙标有“15 Ω　0.8 A”,把它们串联在同一电路中,电路中允许通过的最大电流为　 　A,两端允许加的最大电压为　 　V。
0.8
0
15
0.8
20
4.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为30 Ω,电阻R2的阻值为60 Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.2 A。求:
(1)电源电压。
(2)电流表A的示数。
解析:(1)电源电压U=IR=I1R1=0.2 A×30 Ω=6 V。
答案:(1)6 V　(2)0.3 A
欧姆定律的应用
(1)电路图的分析
(3)公式的应用
知识点三　动态电路分析
5.(2023云南改编)如图所示,电源电压恒定,灯丝电阻不变,闭合开关S,当滑片P向右滑动时,下列说法错误的是( )
A.电流表A的示数变大
B.电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
C.电压表V1的示数与电流表A的示数乘积增大
D.当滑片滑到最右端时,电压表V2的示数接近电源电压
6.(2022青海改编)如图所示,电源电压保持不变,先闭合开关S1,再闭合开关S2,电压表的示数
　 　,电流表的示数　 　,(以上两空均选填“变大”“不变”或“变小”)灯泡L1的亮度　 (选填“变亮”“不变”或“变暗”)。
D
不变
变大
不变　
知识目标 题号 目标达成(题号) 不足之处
对欧姆定律的理解 1
欧姆定律的应用 2,3,4,7,8,9, 10,11,12,13
动态电路分析 及电路故障 5,6
B
2.如图所示,电源两端电压为3 V,R1=5 Ω。闭合开关S,电流表示数为0.1 A,下列说法正确的是( )
A.通过R1的电流为0.6 A
B.R2的电阻为25 Ω
C.R2两端的电压为3 V
D.R1两端的电压为2.5 V
3.(2023安徽)如图所示为电阻R1和R2的 I-U 图像,由图可知( )
A.R1的阻值为5 Ω
B.R1的阻值小于R2的阻值
C.将R1,R2串联接入电路,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压
D.将R1,R2并联接入电路,通电后通过R1的电流大于通过R2的电流
B
C
4.如图所示,电源电压保持不变,开关S断开后,灯L1,L2都能正常发光,甲、乙两个电表的示数之比是 3∶2。此时灯L1,L2的电阻之比是( )
A.2∶1 B.3∶2 C.2∶3 D.1∶2
A
5.(2023永州)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表示数变小
B.灯泡变亮
C.电流表示数变小
D.电压表的示数与电流表的示数的比值变小
C
6.(2023陕西)如图所示,电源电压不变。闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数且等于电源电压。排除故障后,滑动变阻器的滑片P向左移动,下列分析正确的是( )
A.灯泡不亮是因为滑动变阻器阻值过大
B.灯泡不亮是因为灯泡短路
C.排除故障后,滑片P向左移动,灯泡变暗
D.排除故障后,滑片P向左移动,电流表和电压表示数均变大
7.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=10 Ω。闭合开关S,移动滑动变阻器R2的滑片P到最右端b时,电流表的示数为0.6 A;移动滑片P到最左端a时,电流表的示数为0.2 A。则电源电压和滑动变阻器的最大阻值分别为( )
A.6 V　20 Ω B.12 V　20 Ω
C.6 V　10 Ω D.12 V　10 Ω
D
A
8.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1,R2为定值电阻,其中R1=10 Ω。当只闭合开关S1时,电流表示数为0.6 A,则电源电压为　 　 V;当同时闭合开关S1,S2时,电流表的示数增大了0.5 A,则R2的阻值是　 　Ω。
9.如图(甲)所示的电路中,电源电压为 9 V保持不变,G为灵敏电流计,其内电阻为Rg保持不变;R为热敏电阻,其电阻与温度的关系如图(乙)所示。闭合开关,当热敏电阻所在的环境温度等于20 ℃ 时,灵敏电流计的示数是 2 mA。则灵敏电流计的阻值是　 Ω,当灵敏电流计的示数是 9 mA 时,热敏电阻所在的环境温度是　 　℃。
6
12
500　
140
10.如图所示的电路,电源电压保持不变,灯泡正常发光时的电压为6 V,当开关S1闭合,S2断开时,灯泡恰好正常发光,电流表读数为0.5 A,电压表读数为4 V。求:
(1)电源电压和电阻R0的阻值。
(2)当开关S1,S2都闭合时,电流表和电压表的读数分别是多少
答案:(1)10 V　8 Ω　(2)1.25 A　10 V
11.(多选题)在如图所示的测量电路中,闭合开关S后,电压表V1的示数是 2.5 V,V2的示数是 3.8 V,此时小灯泡L1的电阻为7.5 Ω,则关于该测量,下列说法中正确的是( )
A.电压表V的示数是6.3 V
B.电压表V的示数是1.3 V
C.此时小灯泡L2的电阻小于7.5 Ω
D.电流表的两个量程(0～0.6 A;0～3 A)中应选0～0.6 A
AD
12.如图(甲)所示为一个超声波加湿器,如图(乙)所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12 V,定值电阻R0的阻值为20 Ω,电流表的量程为0～200 mA,电压表的量程为0～9 V。湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图(丙)所示,其阻值最大为120 Ω(图中未画出)。在电路安全工作的前提下,求:
(1)当电流表的示数为0.2 A时,R接入电路中的阻值是多少
答案:(1)40 Ω
(2)当电压表示数为8.5 V时,通过R0的电流是多少
答案:(2)0.175 A
(3)装置能监测湿度的最大值是百分之多少
答案:(3)50%
13.小聪同学设计的模拟防踩踏报警装置的工作原理如图(甲)所示。ABO为一水平硬棒,可绕O点转动,B处装有水平踏板,OA∶OB=5∶1。当踏板所受压力增大,电压表示数达到6 V时,报警器R0开始报警。已知电源电压为8 V不变,R0的阻值恒为15 Ω,压力传感器R的阻值随所受压力F变化的关系如图(乙)所示,踏板、硬棒和压杆的质量均忽略不计。下列说法正确的是( )
A.踩踏板的力为动力,杠杆ABO属于省力杠杆
B.压力传感器R的阻值随压力F的增大而增大
C.闭合开关S,没踩踏板时,电压表的示数为2.25 V
D.当报警器R0开始报警时,踏板上的压力为40 N
D
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第二节　科学探究:欧姆定律
目标要求 核心素养提升
1.知道电流大小的影响因素。 2.知道欧姆定律的内容、公式、使用条件,会用欧姆定律分析解决简单的电路问题。 1.通过实验探究知道影响电流大小的因素:电压和电阻,培养学生严谨的科学态度。
2.通过实验探究电流跟电压和电阻的定量关 系,分析归纳出欧姆定律,能进行简单的计算,培养学生良好的解题习惯。
一、探究电流与电压的关系
1.实验方法:控制　 　不变,改变　 　。
2.实验结论:保持　 　不变时,电流跟电压成　 　关系。
3.滑动变阻器的作用:(1)保护电路。(2)改变定值电阻两端的电压。
二、探究电流与电阻的关系
1.实验方法:控制　 　不变,改变　 。
2.实验结论:保持　 　不变时,电流跟电阻成　 　关系。
3.滑动变阻器的作用:(1)保护电路。(2)控制不同阻值的电阻两端的电压相同。
电阻
第1课时　电流与电压、电阻的关系
电压
电阻
正比
电压
电阻　
电压
反比
[注意] 探究实验中实验数据的处理方法
(2)图像法:利用实验得到的数据进行描点分析,画出电阻不变时电流随电压变化的图像和电压不变时电流随电阻(或电阻的倒数)变化的图像,分析图像从而得出电流跟电压、电阻的 关系。
知识点一　探究电流与电压的关系
C
1.下图中能正确反映通过某一定值电阻的电流与它两端电压的关系的是( )
2.(2024衡阳)如图所示是小成同学做“探究电流与电压关系”实验的电路图,按照电路图连接好电路,闭合开关S,发现电流表和电压表的指针均没有偏转,电路中仅有一处故障,故障可能是( )
A.电阻R1开路 B.电阻R1短路
C.滑动变阻器R开路 D.滑动变阻器R短路
C
断开
3.“在电阻一定时,探究电流与电压关系”的实验中,小凯所在的兴趣小组用导线将开关、电源、定值电阻、电流表、电压表和规格为“20 Ω　2 A”的滑动变阻器连接成如图所示的 电路。
(1)连接电路时,开关应处于　 　状态。连接好电路闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于　 　(选填“A”或“B”)端。
A
(2)小凯正准备闭合开关时,旁边的小兰急忙告诉他,电路连接有错,只要改接一根导线就可以了。请你在图中把小凯接错的那根导线找出来,并打上“×”,再用笔画线代替导线连接到正确的位置上。
答案:(2)如图所示
(3)小凯排除故障闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,得到的实验数据如表所示。
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
①实验中,调节滑动变阻器滑片P的目的是　 　。
②分析表格中的数据可得出结论:　 　。
(4)小凯想将定值电阻换成小灯泡完成以上实验,但这种方案其实是不可行的,其原因主要是
　 　。
改变通过定值电阻的电流和两端的电压
电阻一定时,电流与电压成正比
灯泡的电阻随温度的变化而变化
知识点二　探究电流与电阻的关系
B
4.在“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”实验过程中,应通过观察下列哪个元件来移动滑动变阻器滑片( )
A.滑动变阻器滑片 B.电压表示数
C.电流表示数 D.电阻
5.(多选题)如图所示,在“探究电流与电阻的关系”实验中,下列说法中正确的是( )
A.闭合开关前,移动滑片P到最右端是为了保护电路
B.闭合开关后,移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变
C.闭合开关后,移动滑片P的作用是控制通过电阻的电流保持不变
D.闭合开关后,移动滑片P的目的是多次测量取平均值减小误差
AB
6.用图(甲)所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压为3 V,滑动变阻器的规格为“20 Ω　1.5 A”。
滑动变阻器的
(1)实验时,依次更换不同的电阻,调节　 　,保证电阻两端电压不变,分别记录每次电阻R和电流表示数I,数据如下表:
(2)第4次实验的电流表示数如图(乙)所示,示数为　 　A。
0.24
答案:(3)如图所示
(4)根据图像可以得到的实验结论是　 _
　。
电压一定时,电流与电阻的倒数成正比(或电压一定时,
电流与电阻成反比)
知识目标 题号 目标达成(题号) 不足之处
电流与电 压的关系 3
电流与电 阻的关系 1,6,8
综合 2,4,5,7
1.根据下列一组实验数据,可以得到的结论是( )
D
A.导体电阻一定时,电压跟电流成正比
B.导体电阻一定时,电流跟电压成正比
C.电压一定时,电阻跟电流成反比
D.电压一定时,电流跟电阻成反比
导体两端电压 导体的电阻 通过导体的电流
2 V 5 Ω 0.4 A
2 V 10 Ω 0.2 A
2 V 20 Ω 0.1 A
2.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的 I-R 图像,下列结论与图像相符的是( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
3.某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.当导体两端的电压为0 V时,电阻为0 Ω
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为0 V时,电流为0 A
D.当导体两端的电压为2 V时,电流为0.6 A
C
C
4.如图所示是探究电流与电压、电阻关系的电路图,实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行。在“保持电压不变”这一步实验时应( )
A.保持R2滑片的位置不动
B.保持R1不变
C.更换R1,并调节R2滑片到适当位置,保持电压表示数不变
D.保持电路中电流不变
5.在“探究电流与电压、电阻关系”的实验时,小红和小东设计了(甲)、(乙)两种方案(如 图)来探究“电流与电压的关系”。你认为图(甲)和图(乙)两种方案中可行的是　 　,理由是:　 　。
C
(乙)
(甲)图不能控制电阻不变[或(乙)图能控制电阻不变]
6.在“探究电流和电阻的关系”实验中,器材有:电源(6 V),电阻箱(0～9 999 Ω),滑动变阻器(200 Ω　1 A),电压表、电流表,开关和导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,使滑片向左移动时电阻减小。
答案:(1)如图所示
(2)第一组数据的测量过程中,有下列步骤,正确的顺序是　 　。
①保持开关断开,连接实物电路
②检查电路无误后闭合开关
③读出电流表的示数,断开开关
④将滑动变阻器的金属滑片置于阻值最大处
⑤转动电阻箱的旋钮使它的阻值为20 Ω,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为4 V
(3)将电阻箱调到15 Ω,闭合开关,发现电流表示数如图(乙)所示,示数为　 A,该电流值与15 Ω电阻值　 　(选填“能”或“不能”)作为第二组数据记录在表格中,此时若电压表示数为0,可能发生的故障是　 。
①④②⑤③
0.24　
不能
电阻箱短路　
7.(2023昆明官渡区期末)有如下器材:电压为3 V的电源、电压表、电流表、定值电阻R(5Ω,
10 Ω,20 Ω,30 Ω),标有“10 Ω　1 A”字样的滑动变阻器RP、开关及导线若干。
(1)在“探究电流与电压的关系”实验时:
①请你用笔画线代替导线,将图(甲)中的电路连接完整(要求滑片P向左滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大)。
答案:(1)①如图所示　
②当连接完最后一根导线时,发现电流表和电压表都有示数,操作过程中存在的问题是
　 　。
③将滑片P移动到某一位置,记下电压表和电流表的示数,接下来的操作是　 　(选填字母)。
A.换用另一定值电阻,保持滑片P位置不变,记下电压表和电流表的示数
B.将滑片P移动到另外几个位置,分别记下对应的电压表和电流表的示数
④小明根据实验数据画出I-U图像如图(乙)所示,分析可知,电阻一定时,电流跟电压成　 _关系。
(2)在“探究电流与电阻关系”实验时:
①将R=5 Ω的定值电阻接入图(甲)所示电路中,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为
2 V,读出电流表示数;断开开关,将电阻R由5 Ω换成10 Ω,闭合开关,此时应将滑动变阻器的阻值调　 　(选填“大”或“小”),从而达到控制变量的目的;再将电阻R由10 Ω换成20 Ω,重复上面的实验,这样做的目的是　 　(选填字母)。
A.多次测量,寻找普遍规律
B.多次测量取平均值,减小实验误差
开关未断开
B
正比
大
A
②将电阻R换成30 Ω进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P都无法使电压表的示数为2 V,此时可以　 　(选填“增大”或“减小”)电源电压来完成实验。
减小
8.小玲做“探究电流与电阻的关系”实验中电源电压为4.5 V恒定不变,电流表选用“0～0.6 A”量程,电压表选用“0～3 V”量程,滑动变阻器规格为“50 Ω　1 A”。
断开
(1)连接电路时,开关应　 　。
(2)在如图(甲)所示的电路中,闭合开关,移动滑片,发现电流表示数几乎为零,电压表有示数,原因是　 　;经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路。
电压表串联在电路中了
答案:(2)如图所示
(3)小玲连接好正确电路后,在AB间分别接入阻值不同的电阻R,测量了五组实验数据,其中第 2组实验的电流表示数如图(乙)所示为　 　A;测得的其他四组数据如表所示,小玲检查后发现有一组数据存在错误,导致出错的原因是　 　。
0.3
实验组次 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 25 30
电流I/A 0.6 1 0.12 0.1
(4)小玲根据正确的实验数据得出实验结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成
　 　。
没有控制导体两端的电压一定
反比
谢谢观赏！(共30张PPT)
第三节　“伏安法”测电阻
目标要求 核心素养提升
会测定值电阻及小灯泡的电阻。 培养学生认真严谨、实事求是做好实验的科学态度。
1.实验原理:　 　。
2.实验器材:电源、　 　、　 　、　 　、开关、导线、待测电阻。
3.实验电路图
4.连接电路的注意事项:开关应　 　;滑动变阻器的滑片移到　 　处。
5.滑动变阻器的作用:(1)保护电路。(2)改变定值电阻两端的电压。
6.多次测量的目的:　 　。
7.换用小灯泡后,测得的小灯泡的灯丝电阻变化的原因(灯丝的电阻随温度的变化而变化)。
电压表
电流表
滑动变阻器
断开
阻值最大
求平均值,减小误差
知识点一　“伏安法”测电阻
BCD
1.(多选题)在用电流表、电压表测电阻的实验中,下列注意事项中正确的是( )
A.连接电路之前,先闭合开关
B.连接电路时,可以先从电源的负极开始
C.在无法估计被测值大小时,电流表、电压表应选用较大的量程试触
D.能将电压表直接接在电源的两极上
断开
2.小明同学做“伏安法测电阻”的实验中。
(1)在连接电路时,开关S应处于　 　的状态,滑动变阻器的滑片P应放在阻值最　 (选填“大”或“小”)的位置。
(2)小明同学连接了如图(甲)的电路,闭合开关,电流表　 　示数,电压表　 　示数。(均选填“有”或“无”)
大
无
有
(3)他仔细检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在图(甲)中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线。
答案:(3)如图所示
(4)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为2 V时,观察到电流表示数如图(乙)所示,他记下数据并算出电阻R的阻值为　 　Ω。
(5)同组小斌同学继续向　 　(选填“A”或“B”)端移动滑片P,适当增大电阻R两端的电压,并进行了多次测量,计算电阻的平均值从而减小实验误差。
10
A
知识点二　用“伏安法”测小灯泡的电阻
D
3.在“测量小灯泡电阻”的实验中,某同学连接好电路并闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是( )
A.更换小灯泡
B.更换电源
C.检查电路是否开路
D.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
4.如图(甲)所示是“测量小灯泡的电阻”的实验电路图。
(1)请根据图(甲)所示电路图,用笔画线代替导线完成图(乙)未连接好的实物电路。
答案:(1)如图所示
(2)电路连接好后闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,小灯泡不亮,如果电路只有一个元件有故障,该故障可能是小灯泡　 　。
(3)排除故障后,继续进行实验,小灯泡正常发光时电压表示数如图(丙)所示,其读数为　
　 V。
(4)根据实验数据,作出小灯泡工作时I-U的关系图像如图(丁)所示,则小灯泡正常发光时的电阻为　 Ω。
(5)由图(丁)可知,不同电压下,小灯泡电阻值不同,灯丝的电阻会随温度升高而变　 　。
短路
2.5
10　
大
知识点三　特殊方法测电阻
5.(多选题)为了测出未知电阻Rx的阻值,某同学利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
BD
6.用如图(甲)所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中Rx为待测电阻,R为电阻箱(符号为 ),S为单刀双掷开关,R0为定值电阻。某同学用该电路进行实验,主要步骤有:
A.把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I
B.读出电阻箱的示数R
C.把开关S接a点,读出电流表的示数为I
D.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大
(1)上述步骤的合理顺序是　 　(只需填写序号)。
(2)电路中接入电阻R0的目的是　 　。
(3)步骤A中电阻箱调节好后示数如图(乙)所示,则它的示数为　 　Ω,若已知R0的阻值为10 Ω,则待测电阻的阻值为　 　Ω。
(4)本实验所采用的物理思想方法可称为　 　(选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
DCAB
保护电路
47
47
等效替代法
知识目标 题号 目标达成(题号) 不足之处
伏安法测 电阻实验 1,2,3,4,5, 6,7,8,9,10
1.在“伏安法测小灯泡电阻”的实验中,下列操作中有问题的是( )
A.在连接电路的过程中,开关处于断开状态
B.在连接电路的过程中,滑动变阻器的滑片处于阻值最大的位置
C.电压表并联在被测灯泡两端,电流表串联在被测电路中
D.试触时发现电流表指针反向偏转,电压表正常,应断开开关,将电池的正负极对调
D
2.要测未知电阻Rx的阻值,现提供电压未知的电源、2只电流表、阻值为20 Ω的定值电阻R0、未知电阻Rx、开关、导线若干。小路同学设计了如图(甲)所示电路图,并据图连接电路,闭合开关S,电流表A1和A2的示数分别如图(乙)和图(丙)所示,则Rx的阻值为( )
A.5 Ω B.10 Ω
C.15 Ω D.20 Ω
B
3.(多选题)在“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U-I的图像,如图(甲)、(乙)所示。对于图像的分析,以下说法正确的是( )
A.由(甲)图可知,定值电阻的阻值为1 Ω
B.由(甲)图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流的改变而改变
C.由(乙)图及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量求平均值的方法,计算小灯泡的电阻
4.为了测量Rx的阻值,某同学设计了如图(甲)所示的电路。已知R0为10 Ω,当S1断开,S2闭合 时,电压表的示数为3 V;当S2断开,S1闭合时,电压表的示数如图(乙)所示。由此可知R0两端的电压为　 　V,Rx的阻值为　 　Ω。
ABC
0.6
40
5.小张根据老师提供的器材设计了如图(甲)所示的电路,已知电源电压恒定不变,R0=18 Ω。当只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3 A;当开关S1,S2均闭合时,电流表示数如图(乙)所示。则电源电压为　 　 V,Rx为　 　 Ω。
3.6
12
6.在测电阻的实验中,小明发现电流表已损坏,于是他设计了如图所示的电路来测量Rx的阻值,已知电源电压为12 V,R1的阻值为10 Ω,开关闭合后,当R2的滑片位于最左端时,电压表的示数为 5 V,则待测电阻Rx的阻值为　 　 Ω。调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数变为3 V,则R2接入电路中的阻值为　 　 Ω。
14
16
7.(2023昆明市五华区质量检测)小明用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,实验电路如图(甲)所示。
答案:(1)如图所示
(1)请你用笔画线代替导线,将图(甲)中电路连接完整,导线不得交叉;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最　 　(选填“左”或“右”)端。
右
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则电路故障原因可能是
　 。
(3)利用图(甲)的实验器材还能完成　 　(选填“A”或“B”)的实验。
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流与电阻的关系
(4)实验中电流表突然损坏,小明设计了如图(乙)所示的电路,也可测出Rx的阻值。已知滑动变阻器最大阻值为R1,请你把以下测量步骤补充完整。
①闭合开关S,将滑片P移到a端时,读出电压表示数为U1;
②再次将滑片P移动　 　端时,读出电压表示数为U2;
③则待测电阻Rx=　 　。(用已知和测量出的物理量符号表示)
电阻Rx开路
A
B
(5)测出电阻R的阻值后,小明还对标有 2.5 V 的小灯泡的电阻进行了测量,他测量了多组数据,如下表所示。
温度
次数 1 2 3 4 5
电压U/ V 2.5 2.1 1.7 0.9 0.1
电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.19 0.05
电阻R/ Ω 8.93 8.08 7.08 4.74 2.00
小灯泡亮度 亮度越来越暗
小明发现5次测量的电阻值相差较大,和其他小组交流发现都存在类似情况,且小灯泡的电阻随电压减小而减小,亮度也变暗。同学们认为这种情况不是误差造成的,而是小灯泡电阻受
　 　影响所致。
8.用图(甲)所示电路测量正常工作电压为 2.5 V 的小灯泡的电阻,根据实验数据绘制的小灯泡的I-U图像如图(乙)所示。
(1)为保证实验顺利进行,应选用　 　(选填序号)滑动变阻器。
A.“10 Ω　0.5 A” B.“50 Ω　0.3 A”
C.“100 Ω　0.2 A”
B
(2)用笔画线代替导线,将图(甲)所示电路补充完整。
答案:(2)如图所示
(3)电路连接完整后闭合开关,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,可能是小灯泡　 。
(4)排除故障后继续进行实验,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电流表示数如图(丙)所 示,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向　 　(选填“左”或“右”)移动。
(5)由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为　 　Ω。
(6)由图像可知,实验过程中小灯泡的电阻是逐渐变大的,滑动变阻器接入电路的电阻是逐渐变小的,则小灯泡电阻的变化量ΔRL　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)滑动变阻器电阻的变化量ΔR。
短路
右
10
小于
9.如图(甲)所示是小明在测量定值电阻的阻值时连接的电路。电源电压为3 V不变,定值电阻的阻值约为5 Ω,滑动变阻器的最大阻值是20 Ω。
(1)请你用笔画线代替导线将电路补充完整(滑动变阻器滑片向右移动时接入电路的阻值变小)。
答案:(1)如图所示
(2)正确连接电路后,调节滑动变阻器的滑片,分别读出两组电压表与电流表的示数,求出定值电阻的阻值分别为5 Ω,5.2 Ω,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为1.6 V时,电流表的示数如图(乙)所示,为　 A;则测得定值电阻的阻值为　 　 Ω。实验中多次测量定值电阻阻值求平均值的目的是　 　。
(3)实验完成后,小明要拆除原有的实验电路,则他应该进行的第一步操作是　 　。
0.3　
5.2
减小误差
断开开关
定值电阻与待测电阻两端的电压不相等
将滑片移到
最小阻值端
10.(2023云南模拟)小明所在学习小组的同学进行了“测量定值电阻阻值”的实验。
(1)该实验的原理是　 　。
(2)如图(甲)所示,这是小明连接的部分电路,请你用笔画线代替导线,在图中将电路连接完整。要求:当滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中的电流变大。
答案:(2)如图所示
(3)闭合开关前,发现电压表指针指在“0”刻度线左侧,则小明接下来应该进行的操作是
　 。
(4)实验时,闭合开关,当滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5 V,电流表的示数如图 (乙)所示,为　 A,则待测电阻的阻值为Rx=　 　Ω。
(5)实验中电流表突然损坏,同组的小丽同学说去掉电流表,将与电流表相连的两根导线互相连接,在不增加其他器材的情况下也能测出定值电阻的阻值(滑动变阻器的最大阻值为R0),请你一起完成以下实验步骤。
①闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最右端,读出电压表的示数为U;
②　 　,读出电压表的示数为Ux;
③待测定值电阻的阻值为Rx=　 　。
将电压表调零　
0.5　
5
将滑动变阻器的滑片滑到最左端
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第十五章 　探究电路 章末知识复习
实验一　探究电阻的大小与哪些因素有关
1.实验方法:(1)　 　法。(2)转换法。
2.实验器材:电源、导线、开关、　 　,镍铬合金丝、锰铜合金丝若干。
3.实验电路
4.特别注意:实验中,通过　 　来反映电阻的大小。
控制变量
电流表
电流表示数的大小
5.实验结论
(1)导体的电阻跟导体的长度有关,其他条件相同时,导体的长度越长,电阻　 　。　
(2)导体的电阻跟导体的横截面积有关,其他条件相同时,导体的横截面积越大,电阻　 。
(3)导体的电阻跟导体的　 　有关。
越大
越小
材料
实验二　探究电流与电压和电阻的关系
1.实验方法:　 　法。
2.实验器材:电源,电流表(1只),电压表(1只),滑动变阻器(1个),阻值为5 Ω,10 Ω,20 Ω,25 Ω的定值电阻各1个,开关(1个),导线若干。
3.实验电路图
4.实验结论
(1)在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成　 　。
(2)在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成　 　。
控制变量
正比
反比
实验三　“伏安法”测电阻
1.实验原理:　 　。
2.实验电路
3.滑动变阻器的作用
(1)调节被测电阻两端的　 　。
(2)　 　。
4.连接电路的注意事项:开关应　 　;滑动变阻器的滑片移到　 　处。
5.多次测量的目的:　 　。
电压
保护电路
断开
阻值最大
求平均值,减小误差
题组一　电阻、变阻器
1.如图所示的滑动变阻器中,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变小的是( )
C
2.(2023武汉)某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
D
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料
① 1.0 0.2 锰铜
② 1.0 0.4 锰铜
③ 0.5 0.4 锰铜
④ 1.0 0.4 镍铬合金
A.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与②
B.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体②与④
题组二　欧姆定律及其应用
3.在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为20 Ω的电阻替换R1,可能使电压表示数与替换R1前相等的方法是( )
A.电源电压不变,不移动滑片
B.电源电压不变,向左移动滑片
C.减小电源电压,不移动滑片
D.增大电源电压,向左移动滑片
4.如图所示电路中,电阻R1=12 Ω,R2=6 Ω。当单刀双掷开关S置于位置1时,电压表读数为3 V。则当S置于位置2时,电压表读数的可能值为( )
A.1 V B.2 V
C.3 V D.4 V
C
B
5.(2023乐山)课外探究实践作业中小明同学想利用气敏电阻自制一个烟雾浓度检测仪,通过翻阅资料了解到N形气敏元件阻值随气体浓度的增大而减小。如图是小明设计的电路图,其中R为N形气敏元件,R0为定值电阻。闭合开关S,当气体浓度越高时,会出现( )
A.电流表示数增大,电压表示数增大
B.电流表示数增大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数增大
D.电流表、电压表示数均不变
6.(2023龙东)如图所示,电源电压保持不变,R1,R2为定值电阻。若开关S1,S2闭合,甲、乙两表均为电压表,示数之比为5∶2,则R1,R2电阻之比为　 　;若开关S1闭合、S2断开,两表均为电流表,甲、乙两表的示数之比为　 　。
A
3∶2
3∶5
7.(2023常德)在创建全国交通模范城市过程中,便携式酒精测试仪是交警查酒(醉)驾的利器。图(甲)是其原理图,电源电压恒定为 3 V,Rp是酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图(乙)所示,R0是报警器,其阻值恒定为50 Ω。当气体中酒精浓度为0时,电路中的电流是　 　A;在对某司机的检测中,电压表的示数为 1.5 V,请根据计算和法律规定,判定该司机是　 　(选填“非酒驾”“酒驾”或“醉驾”)。
0.012
我国法律规定,当每100 mL气体中酒精浓度M
非酒驾 M<20 mg
酒驾 20 mg≤M<80 mg
醉驾 M≥80 mg
酒驾
8.如图所示的电路中,电源电压U不变,r,R1和R2均为定值电阻,其中r=1 Ω,R1=14 Ω,S1为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。闭合S1,将S2掷于1端,电压表V的示数U1=2.8 V;将S2切换到2端,电压表V的示数U2=2.7 V。求:
(1)电源电压U的大小。
答案:(1)3 V　
(2)电阻R2的阻值。
答案:(2)9 Ω
题组三　家庭用电
9.(2023自贡)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.一旦发生触电事故,应先断开电源再进行抢救
B.使用测电笔时,手指不能接触笔尾金属体
C.选用插座时,所有家用电器都使用两孔插座
D.空气开关跳闸后,重新闭合开关就可以了
10.如图是某家庭电路的一部分,下列说法正确的是( )
A.电冰箱接入三孔插座后其外壳与零线相连
B.断开开关S时,用测电笔接触A点时氖管发光,接触B点时氖管不会发光
C.保险丝烧断后可用铜丝代替
D.闭合开关S时,电灯不亮,保险丝未烧断,可能是电灯短路
A
B
11.(2023营口)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。
答案:如图所示
题组四　重点实验
12.(2024昆明)小明家用双芯导线铺设了一条从他家到水上养殖场的家庭用电线路,全长2千多米。由于磨损,输电线上某处发生了短路。正在上初中的小明想用学过的物理知识找出短路发生的地点,于是他拿出实验仪器盒里的器材:一个电流表、一个电压表、1.5 V干电池一节、开关、导线若干(电阻忽略不计)以及家里一个量程为15 kg的电子秤。家里还分别有一卷和一根2 m长的同规格双芯导线[如图1(甲)(乙)所示]。请你加入进来,利用现有的器材,帮助小明一起测算出短路点离他家的距离。
(1)①用电子秤测出2 m长那根导线的质量m=190 g,算出这种双芯导线单位长度的质量为
　 g/m。
②用电子秤称出那一卷导线的质量M=11 400 g,则这卷双芯导线的长度为　 　m。
③如图2所示,将电池、电流表、电压表、开关接到那一卷导线一端A的两个线头上,再将另一端B的两个线头用导线连接起来。闭合开关后,电压表的示数是1.4 V,电流表的示数是1.37 A。则那一卷双芯导线里面每一根电线的电阻为　 Ω,每一根电线单位长度的电阻为　　 Ω/m。(两空均用最简分数表示)
④通过上面的计算,不能直接测量2 m长那根导线电阻的原因是　 　。
95　
120
电流过大,超出电流表的量程
(2)接下来还要做的工作是
①小明在家里将电池、电流表、电压表、开关接到他家发生短路的线路一端的两个线头上,还有一根导线未连接,如图3所示。请你用笔画线代替导线,将电路连接完整。
答案:(2)①如图所示
②设计这个电路的目的是测量　 　,　 　和由这两个物理量计算得到的　 　。(均用物理量符号表示)
③图4是测量后小明随手记录在纸上的两个数据,则短路点离他家的距离为　 　m。
I
U
R
1 438.5
13.(2024邵阳)小芳和同学们一起做“探究电流与电阻的关系”的实验,她们准备了电压为3 V的电源。规格为“30 Ω　1 A”的滑动变阻器,阻值分别为5 Ω,10 Ω,15 Ω,20 Ω 的四个定值电阻。电流表、电压表、开关各一个,导线若干。她们利用这些器材设计了如图(甲)所示的电路。实验中控制定值电阻两端电压为2 V不变,请帮助小芳和同学们完成以下问题。
(1)小芳和同学们先将5 Ω的电阻接入电路中,滑动变阻器阻值调至最大,检查连接无误之后闭合开关,发现电流表示数接近零,电压表示数接近于电源电压,经分析可能是定值电阻处发生了
　 　(选填“短路”或“开路”)。
开路
(2)电路故障排除后,继续进行实验,调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为2 V,电流表的示数如图(乙)所示,把示数填入表格中。
(3)接下来,小芳和同学们将5 Ω的电阻更换成10 Ω的电阻接入电路,要使电压表的示数保持2 V不变,应向　 　(选填“左”或“右”)移动滑片。
(4)小芳和同学们通过实验得到了以下实验数据。
电阻/Ω 5 10 15 20
电流/A 　 　 0.2 0.13 0.1
分析表中数据,可以得出结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成　 　比。
左
0.4
反
14.(2023常德)在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为 6 V的电源、“3.8 V　0.4 A”的小灯泡、标有“20 Ω　1.5 A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)甲组同学接好最后一根导线,灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,则他一定是将导线接在了图中滑动变阻器的　　(选填“A”或“B”)接线柱上了,此外他们还存在一个不当的实验操作:
　 　。
(2)为了保证实验安全,滑动变阻器的调节范围为　 　～20 Ω。
A
实验前没有断开开关
5.5
(3)下表是乙组同学将电路连接完整后并按正确的操作测得的数据。当他们做完第1次实验后做第2次,应将滑动变阻器的滑片向　 　(选填“A”或“B”)端移动。
实验次数 1 2 3
电压/V 2.0 3.0 3.8
电流/A 0.33 0.34 0.40
(4)在乙组中小洋是负责数据分析的,他认为用表格中的数据求出小灯泡电阻的平均值为 8.1 Ω,即为小灯泡电阻的测量值。请你对此作出简要的评估:　 _
　。
B
不正确,小灯泡的阻值和温度
有关,不是定值
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第五节　家庭用电
目标要求 核心素养提升
1.了解家庭电路的组成和连接方式;知道火线和零线;知道用测电笔辨别火线和零线。 2.了解生活中安全用电知识。 1.通过观察了解家庭电路的组成和连接方式,培养学生的观察能力。
2.通过实验探究知道用测电笔辨别火线和零线的方法,使安全用电的教育更加深入。
3.培养安全用电常识。
一、家庭电路
1.家庭电路进户的两根输电线中,一根叫　 　线,另一根叫　 　线。这两根线之间的电压为　 　,零线和大地之间　 　电压。
2.通常情况下,家庭电路中的用电器应该与开关　 　后接在电路中,控制用电器的开关要连接在　 　和　 之间;各个用电器　 　接入电路。
3.三脚插头:上脚与用电器的　 　相连。
4.三孔插座:左插孔接　 ,右插孔接　 　,上孔与　 　相连。
5.测电笔
(1)作用:　 　。
(2)使用方法:用食指接触　 　,将金属体笔尖接触　 ,若氖管发光,则说明接触的是　 　线。若氖管不发光,则说明接触的是　 　线。
火
零
220 V
没有
串联
火线
用电器　
并联
金属外壳
零线　
火线
地线
辨别火线、零线
金属体笔尾
进户线　
火
零
[注意](1)三脚插头上脚比较长,目的是当外壳是金属的用电器接入电路时,使外壳最先接地线,防止因用电器漏电而触电。
(2)当使用测电笔时,手绝对不能触碰到笔尖金属体,否则会有触电危险,使用时导线和测电笔的各个部分和人体串联构成串联电路。
二、安全用电
1.触电:是指一定大小的　 　通过人体所引起的伤害事故。
2.安全电压:　 　 V的电压。
3.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.安全用电的“四不”原则:不接触　 　带电体;不靠近　 　带电体;不弄湿　 　;不损坏　 　。
5.注意防雷:高大的建筑物顶端要装避雷针、雷雨天气不要到大树下避雨等。
6.电路安装规范
(1)开关要接在　 线上。
电流
不高于36
火线
低压
高压
用电器
绝缘层
火　
(2)螺口灯的螺旋金属一定要接在　 　线上。
(3)三孔插座应有接　 　线。
7.触电急救:发现有人触电,要先切断　 　 ,或者用　 　、　 将电线挑开,使触电的人脱离电源,然后进行施救。
8.发生火灾时,要首先切断　 ,绝不能带电泼水救火。
[注意] (1)熔丝熔断后不能用铜丝代替。(2)在三孔插座的火线上接一根保险丝。(3)控制电灯的开关要接在火线上。(4)螺口灯泡的螺旋金属一定要接在零线上。
零
地
电源
干燥的木棍
竹竿
电源　
知识点一　家庭电路的组成
1.(2023锦州)如图所示是小明设计的部分家庭电路,下列说法正确的是( )
A.灯泡与开关的连接符合安全用电要求
B.若保险丝熔断,可以用铜丝替换
C.闭合开关,若灯泡不亮,一定是灯泡短路
D.三孔插座的连接符合安装要求
A
2.如图为测电笔的结构图,下列说法正确的是( )
A.使用测电笔验电时手不能接触笔尖
B.使用测电笔时,若氖管发光,说明接触处与零线是连通的
C.使用测电笔验电时手不要接触笔卡
D.测电笔外壳是导体
A
家庭电路的连接记忆口诀
火线零线并排走,零线直接进灯座,
火线先过保险盒,再过开关进灯座,
开关灯座要串联,插座电灯要并联,
三孔插座的接法是左零右火上接地。
知识点二　安全用电
C
3.下列四种做法中,符合安全用电原则的是( )
A.在同一个插线板中同时使用多个大功率用电器
B.用湿抹布擦发光的灯泡
C.家用冰箱的金属外壳已接地
D.在电线上晾晒湿衣服
知识点三　家庭电路故障
4.小林像往常一样将台灯的插头插入书房插座,闭合台灯开关时,家里空气开关跳闸,你认为小林家发生短路的部位最有可能的是( )
A.书房插座 B.台灯插头
C.台灯灯座 D.台灯开关
5.家里一盏电灯突然熄灭,用测电笔分别测试电路中的a,b,c,d四点(如图所示),只有测a点时氖管发光,若电路中只有一处故障,则故障可能是( )
A.进户零线开路 B.灯泡L开路
C.开关S接触不良 D.导线cd开路
C
C
知识目标 题号 目标达成 (题号) 不足之处
家庭电路 1,4,6,8
安全用电 2,3,7
家庭电路故障 5
1.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.用测电笔接触a孔中的金属片,氖管会发光
2.(多选题)如图所示,以下为安全用电知识常见的例子,其中说法正确的是( )
A.图(甲)使用测电笔时,要用指尖抵住上端的金属帽
B.图(乙)不靠近高压带电体
C.图(丙)绝缘皮破损的插头也可以使用
D.图(丁)洗衣机的电源插头上标有“E”字样的导线是与室外的大地相连的
D
ABD
3.(2023河北)如图所示是小明家的一个插线板,他在使用中发现,插线板上的开关闭合时插孔能提供工作电压。选项图中电路的连接符合上述要求及安全用电原则的是( )
B
4.我国家庭电路电压是　 　 V,家庭电路中电视机和电灯的连接方式是　 (选填“串联”或“并联”)的。如图所示,是家庭中常用的三孔插座,其中①孔应与　 　相连。
220
并联
地线
5.(2024龙东)如图所示的家庭电路,两虚线框中连入了电灯和开关,则方框　 　中为开关;闭合开关后,发现电灯不亮,使用测电笔测试a,b,c三点时测电笔的氖管均发光,测试d点时测电笔的氖管不发光,则该电路的故障为　 　。
乙
cd之间开路
6.(2023遂宁)请用笔画线代替导线,按照安全用电的要求,将图中的电灯、控制电灯的开关及插座接入家庭电路中。
答案:如图所示
7.(2023新疆)根据电工手册可知,通过人体的电流与通电时间的乘积大于30 mA·s时,会对人体产生致命危险。下列4组通过人体的电流和通电时间中,会对人体产生致命危险的是( )
A.30 mA　0.5 s
B.20 mA　1.2 s
C.25 mA　2.0 s
D.35 mA　0.2 s
C
8.(2023兰州)如图(甲)是宾馆床头柜上开关示意图,图(乙)是其控制的电路,其中S1为旋钮开关,单独控制台灯的通断和亮度,S2为单独控制电视插座的开关。在图(乙)中将电路图连接完整,要求符合安全用电原则。
答案:如图所示
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