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第25讲 电
一、竞赛要点和热点
1．带电体可以吸引轻小物体。自然界只有正负两种电荷。电荷间相互作用规律是：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
2．摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，电荷总量不变。
3．大气中的放电现象是等量的正、负电荷发生的激烈的中和现象。
4．容易导电的材料叫做导体；不容易导电的材料叫做绝缘体；半导体是指导电性能介于金属与绝缘体之间的非离子性导电物质， 如硅、锗及其化合物。
超导现象是指在极低温度时，某些金属的电阻突然消失的现象，处于超导状态的物体叫超导体。
5．电路是由电源、用电器、开关和导线组成的电流路径，电路的基本连接方式是串联和并联。
6．有关电流、电压和电阻基本知识的归纳：
电流 电压 电阻
含义 单位时间里通过导体任一横截面的电量 电压是使电路中形成电流的原因 导体对电流的阻碍作用
符号 I U R
单位 安培A 伏特V 欧姆Ω
测量 用电流表测量 用电压表测量 用伏安法测电阻
特点 （1）串联电路I=I1=I2（2）并联电路I= I1+ I2 （1）串联电路 U=U1+U2（2）并联电路 U=U1=U2 （1）串联电路 R=R1+R2（2）并联电路 =+
7．欧姆定律是重要的电流定律，它的内容是：导体中的电流与它两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。公式是：I=U/R
二、拓展与提高
1、小明利用右图所示的电路进行实验，已知电源电压保持不变，L1、L2为电阻恒定的小灯泡，滑动变阻器有“45Ω 1A”字样，实验中各表均正常.
（1）小明将单刀双掷开关掷向1时，通过调节滑动变阻器的滑片P，得到各电表的示数如表一所示：则L1的阻值为 Ω.
由表一中的数据可归纳出两条结论① ，② .
（2）小明将单刀双掷开关掷向2，小心移动滑片P，得到各电表的示数如表二所示，由表二可知，此电路中出现的故障是 .
表一
实验序号 A1 A2 V1 V2 V
1 0.5A 0.5A 7.5V 4.5V 12V
2 0.6A 0.6A 9V 3V 12V
表二
实验序号 A1 A2 V1 V2 V
1 0.4A 0.4A 0 12V 12V
2 0.6A 0.6A 0 12V 12V
解：（1）L1的阻值为15欧。从表一中的数据可归纳出的结论有：①串联电路电流处处相等；②串联电路总电压等于各部分电路电压之和。
（2）电路中出现的故障是：L2短路。
三、例题精析
例1、经常使用的电风扇，扇叶表面往往会带一些灰尘，其原因是 。
分析：由于空气中总存在着灰尘颗粒，这些颗粒受重力作用，将会附着在物体表面，如桌面上常有一层灰尘就是这个原因。本题中扇叶朝下表面带有一些灰尘，显然不是重力原因.联想到带电体能吸引轻小物体，所以本题的答案是：电扇转动时，扇叶和空气摩擦带电，吸引空气中的灰尘.
例2、如图甲所示：闭合开关S，滑动变阻器取四个不同阻值时，可以得出电流表和电压表的四组对应的值，这四组对应的值在图乙的U-I坐标中分别用a、b、c、d四个点表示（坐标原点表示的电压值和电流值均为零），由这四个点作出的U-I图像为一条直线，延长直线交纵轴（U轴）于E点，交横轴（I轴）于F点，若电源电压为U0，定值电阻的阻值为R0，据此分析：
（1）E点表示的电流表、电压表的示数各为多少？此时电路处于什么状态？
（2）F点表示的电压表、电流表的示数各为多少？此时电路处于什么状态？
分析与解：本题是一道论证题，求解本题的关键在于理解图像的物理意义.
（1）在E点，从图像上可知I=0，即此时电流表示数为零，U=U0表示此时电压表示数为电源电压，意味着电压表要么与电源并联，要么串联在电路中，由此可见，此时S断开.
（2）在F点，从图像上可知U=0，即此时电压表示数为零，电流表示数由欧姆定律可知I0=，因为电压表V无示数，说明此时滑动变阻器处于短路状态，即闭合开关S、滑片P滑到变阻器最左端.
例3、一位同学设计了一个风力测定仪，如图所示，O是转动轴，OC是金属杆，下面连接着一块受风板，无风时OC是竖直的，风越强，OC杆偏转的角度越大.AB是一段圆弧形电阻，P点是金属杆与弧形电阻相接触的点，电路中接有一个小灯泡，测风力时，闭合开关S.通过分析 可以粗略地反映风力的大小，若要提高该装置反映风力大小的性能，可采取的方法是 .
解析：生活中的滑动变阻器其滑片的调节多数不是由手来调节，本题中用风来调节，还有象汽车油量表中是用浮标调节的.
答案：灯的亮度 串联一个电流表
例4：按照我国交通管理的规定，“红灯停、绿灯行、黄灯预备”.小明在科技活动中设计了一个实验电路，如图所示，用以模拟十字路口的红绿灯控制.请你认真分析后填空：
（1）当单刀多掷开关接通位置“1”时，有 个灯发光，发光灯的连接采用的是 联方式；
（2）当开关接通位置“3”时，允许 方向的车辆通行（填“东、西”或“南、北”）；
（3）你认为小明的设计是否可行 （填“可行”或“不可行”）；
（4）联系实际，对设计方案提一条改进性 .
解析：当单刀多掷开关接位置“1”时，可以看出电源给南北的绿灯、东西方向的红灯供电，且四个灯是并联的.
当单刀多掷开关接位置“2”时，可以看出电源给东南西北四个黄灯供电，四个灯并联.
当单刀多掷开关接位置“3”时，可以看出电源给东西绿灯和南北方向红灯同时供电，四个灯并联.
答案：（1）4 并 （2）东、西 （3）可行 （4）改为自动控制（加装时间显示或加装左右拐标志或加装行人标志）
四、能力训练.
1、在用电压表测量电压时，如果不能估计出被测电压的范围，应该先用电压表的大量程进行试触，某次实验中，只知道电压不超过安全电压，所用电压表如图所示，关于试触后的操作，下列说法中正确的是( )
A、如果示数大于15V，则需调换接线柱重新试触
B、如果示数大于15V，则必须换用另一个量程更大的电压表
C、如果示数在3V与15V之间，则需调换接线柱重新试触
D、如果示数小于3V，则必须换用另一个量程更小的电压表
2、如图所示是医院病房与护士值班室的示意图，为了让病人在需要护理时能方便地通知护士，在每张病床边都安装了一个按钮开关，每一个按钮开关都与护士值班室中的一盏灯相对应，某床位的病人按下开关后，护士值班室中对应的电灯就亮了，护士便知道哪位病人需要护理，按这个要求判定下面四种连接方式正确的是( )
A、每盏灯和它对应的开关串联后，将它们串联起来接到电源上
B、每盏灯和它对应的开关串联后，将它们并联起来接到电源上
C、每盏灯和它对应的开关并联后，将它们串联起来接到电源上
D、每盏灯和它对应的开关并联后，将它们并联起来接到电源上
3、一位同学在实验时连接出如图所示的电路图，已知图中甲、乙、丙是三个电表，且连接无错误，当接通开关S后，灯L1、L2均正常，关于甲、乙、丙三个电表判断正确的是( )
A、甲是电流表，乙是电流表，丙是电压表
B、甲是电流表，乙是电压表，丙是电压表
C、甲是电压表，乙是电流表，丙是电压表
D、甲是电压表，乙是电压表，丙是电流表
4、在右图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S后.灯L1、L2都发光，一段时间后，其中的一盏灯突然熄灭，而电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变为零，则产生这一现象的原因是( )
A、灯L1断路 B、灯L2断路 C、灯L1短路 D、灯L2短路
5、如右图所示电路，已知电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻R1阻值为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电源电压为6V，开关S闭合后，在滑动变阻器的滑片滑动过程中，保证电流表、电压表不被烧坏的情况下( )
A、滑动变阻器滑片允许滑到最左端
B、电压表最小示数是1V
C、电路中允许通过的最大电流是0.6A
D、滑动变阻器滑片移动过程中，电流表先达到最大量程
6、如右图所示，电源电压不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列判断正确的是( )
A、三只电表的示数都变大 B、三只电表的示数都变小
C、A1示数变大，A2和V的示数不变 D、A1和A2示数变大，V示数不变
7、给你两根长度相同但横截面积不同的镍铬合金线、一个电源、一只电流表、一只滑动变阻器、一个开关、若干根导线，现需要研究的课题有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，由上述实验器材，可以完成的研究课题是( )
A、只有① B、只有② C、①和② D、①②和③
8、甲、乙、丙三个轻质小球，任意两个靠近均相互吸引，已知甲带正电，则乙球不可能 ：若丙球能吸引不带电的轻小物体，则乙球一定 .
9、电学课中，老师曾讲过“水果电池”，激发了某同学对苹果导电性能的探究兴趣：
⑴你认为苹果的导电性能可能与苹果的哪些因素有关？
⑵下表是该同学用伏安法，在一定电压下研究苹果的形状、甜度和通过的电流的实验数据：
苹果1一般甜 苹果2较甜 苹果3很甜
完整 100μA 200μA 300μA
削了皮 100μA 200μA 300μA
切掉一部分 100μA 200μA 300μA
根据上述表格信息，把能得出的探究结论写出两条填在横线上：
结论一
结论二
10、小明想探究铁丝的电阻是否与温度有关，可家里没有电流表，也没有电压表，他能找到的器材有一个电压稳定的电池组，一个小灯泡，一个酒精灯，适量的铁丝和导线，请你为小明设计一个简明的探究方案，写出过程中提出的问题，猜想与假设，实验设计，进行实验时的观察要点，对实验结果进行分析的方法.
11、右图所示是一个密封盒，盒内由2个电阻和一些导线组成的电路，盒内电路与盒外的a、b、c、d四个连线柱相连，某活动小组欲探究盒内两电阻的阻值和电路，探测时，他们测得各接线柱之间的电阻分别是Rab=10Ω，Rcd=15Ω，Rac=5Ω，Rbd=0Ω，请在图中画出一种盒内的电路.
12、某精密电子仪器中为了便于调节电路中的电流，其调节部分使用了两个滑动变阻器，如图所示，已知这两个滑动变阻器是分别用不同的电阻丝绕在相同的绝缘瓷管上制成的，其中R1的总电阻是200Ω，R2的总电阻是5000Ω，开始时两变阻器都处于最大阻值.怎样调节都能使电流表的指针指到要求位置？
13、右图表示一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，简述它的工作过程.
14、已知导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，在如图所示的电路中，ab为粗细均匀长为L的电阻丝，滑片P与ab接触良好并可自由活动，R为定值电阻，若以电压表示数U为纵坐标，P离a点的距离X为横坐标，当闭合开关S后，U随X变化的图象应为图中的哪个图？(电源电压不变)并说明选择的理由.
15、右图所示电路中a、b、c、d、e、f都是接线柱.
⑴用导线分别将接线柱 和 、 和 、 和 连接，则灯L1、L2、L3组成并联电路.
⑵用导线分别将接线柱 和 连接起来，则灯L1和L3组成串联电路；如果用导线将接线柱 a和b、c和e、d和f连接起来，能亮的灯是 ，如果用导线将接线柱a和d、d和f、e和b连接起来，不会亮的灯是 .
16、某校科技小组自制一台可以测量电阻阻值的欧姆表，如图所示，欧姆表电路由一只灵敏电流表G、定值电阻R0、滑动变阻器和干电池组成，使用时可把待测电阻接在A、B两端，为了能直接从灵敏电流表盘上读出A、B端接入的电阻的阻值，需在表盘上重新标注A、B间所测的电阻的阻值数.当将A、B两端直接连接在一起时，调节滑动变阻器使灵敏电流表指针偏转到最大位置处，已知此时电流表内阻、滑动变阻器的有效值和定值电阻R0的总阻值为15Ω.问：
⑴在该欧姆表指针满偏的位置处，盘面应标注的示数是多少？
⑵当A、B间断开时，该欧姆表指针所指的位置处，盘面应标注的示数是多少？
⑶该欧姆表表盘正中间位置处应标注的示数是多少？简要说明为什么.
⑷该欧姆表表盘上的刻度值是否均匀？请从电路原理上说明理由.
第25讲参考答案：
1、B 2、B 3、B 4、D 5、B 6、C 7、C
8、带正电 不带电
9、电压一定时，通过苹果的电流与苹果的甜度有关，越甜电流越大；
电压一定时，通过苹果的电流与苹果的形状无关。
10、（1）将铁丝绕成一个铁丝圈，然后与灯泡串联，用导线接到电池组上；
（2）用酒精灯加热铁丝圈，同时观察灯泡亮度的变化。
分析办法：若灯泡的亮度变化，说明电路中电流在发生相应的变化（如灯变亮，则电流变大），引起电流变化的原因是铁丝被加热后温度升高引起电阻发生变化。
11、
12、先调节R2使电流表指针指到要求位置附近，再调节R1
13、当油量增多时，浮标上升，P向b端移动，电阻变小，电流变大。
14、A （设电源的电压为U0，则有电压表的示数U与x的关系式为：U=U0x/L，由此关系式可知U随x变化的图象为A．）
15、（1）a b、c d、e f
（2）b e、L1、L1 L2 L3
16、（1）满偏位置时盘面上应标注的示数为零；
（2）当A、B间断开时电表指针位置应标注的示数为无穷大；
（3）表盘正中间位置应标注的示数为15Ω；
（4）表盘上的刻度值是不均匀的。
1
2
E
F
b
c
d
5Ω
10Ω
a

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