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第十四章探究电路复习 一 电阻 R 导体对电流的阻碍作用叫电阻 1 电阻 2 电阻的符号 R 3 电阻的单位 欧姆 4 电阻的电路符号 5 电阻的大小跟哪些因素有关 电阻大小与导体材料 长度 横截面积有关 此外 温度也会影响电阻大小 第一节电阻和变阻器 二 变阻器 电阻阻值大小可以改变的器件叫变阻器 1 实验室常用的变阻器是 滑动变阻器 电阻箱 2 滑动变阻器的结构示意图和电路符号 结构示意图 电路符号 3 滑动变阻器的原理 改变电阻丝的长度来改变电阻的大小 4 滑动变阻器的作用是 1 保护电路 2 作用 改变电路的电流或用电器两端的电压 即限流或调压 5 接法 与被调节的用电器串联 接入原则 一上一下 不能同上或同下 通电前阻值应调至最大处 典例1 在探究影响导体电阻大小的因素时 小兵 小红两位同学作出了如下猜想 导体的电阻与导体的长度有关 导体的电阻与导体的横截面积有关 导体的电阻与导体的材料有关实验室提供了4根电阻丝 规格 材料如表所示 为了验证上述猜想 他们设计了如图所示的实验电路 1 为了验证上述猜想 应该选用编号为 两根电阻丝进行实验 如果选用编号为A C两根电阻丝进行实验 是为了验证猜想 填序号 如果选用编号为A D两根电阻丝进行实验 是为了验证猜想 填序号 分别将A和D两根电阻丝接入电路中M N两点间时 电流表示数不相同 由此 初步得到的结论是 长度和横截面积相同时 2 有同学认为 可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况 老师指出 此实验中这种方法不可取 这是因为电源电压一定时 所选电阻丝的阻值相差太小 灯泡亮度变化 选填 明显 或 不明显 3 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 了输电线的电阻 从而可以 输电线上的电能损失 均选填 增大 或 减小 二 欧姆定律1 电流与电压 电阻的关系 1 保持电阻不变时 电流跟电压成 关系 2 保持电压不变时 电流跟电阻成 关系 2 欧姆定律 1 内容 一段导体中的电流 跟 成正比 跟 成反比 2 公式 正比 反比 加在导体两端的电压 这段导体的电阻 典例2 关于导体中的电流跟导体两端的电压和导体的电阻之间的关系 下列说法正确的是 A 导体中的电流跟导体两端的电压成正比B 导体中的电流跟导体的电阻成反比C 在电压一定时 导体中的电流跟这段导体的电阻成反比D 导体的电阻与导体中的电流成反比 跟导体两端的电压成正比 典例3 小军采用如图所示的电路 研究 通过某导体的电流与它的电阻的关系 他分别用5 和10 的电阻做两次实验 当完成第一次实验后 小军将A B两点间的电阻R由5 更换为10 闭合开关后 则应 A 保持变阻器滑片不动B 将变阻器滑片向右移动C 将变阻器滑片向左移动D 更换阻值更大的滑动变阻器 3 应用 伏安法 测电阻 1 原理 2 实验电路图 如图所示 3 滑动变阻器的作用 保护电路 改变 和 以便多次测量求平均值 减小实验误差 被测电阻两端的电压 通过它的电流 典例4 广安中考 如图所示 电源电压为6V 甲图为伏安法测电阻的电路图 乙图为连接不完整的实物图 1 对照电路图甲 用笔画线代替导线将乙图中未连接部分连接起来 2 实验操作中有可能出现下列A B C D四种错误 如果出现电流表示数较大 电压表示数为零的现象 其原因是 A 电流表的正 负接线柱接反B 电压表的量程选小了C 电阻Rx发生了短路D 把滑动变阻器下端两接线柱连入电路 3 电路连接正确后 闭合开关 将滑片P向右移动时 电压表示数 选填 变大 变小 或 不变 4 实验过程中 某次电流表和电压表的示数如图丙所示 此时测得的Rx 5 此实验要多次测量电阻值 最后求电阻值的平均值 其目的是 三 电阻的串联和并联1 电阻的串联 1 等效电阻 2 理解 几个电阻的串联相当于增加了导体的 故串联电路的总电阻比任何一个分电阻都 3 关系 串联电路的总电阻等于 即R 长度 大 各分电阻之和 R1 R2 2 电阻的并联 1 等效电阻 2 理解 几个电阻的并联相当于增加了导体的 故并联电路的总电阻比任何一个分电阻都 3 关系 并联电路总电阻的倒数等于 即 横截面积 小 各分电阻的倒数之和 I I1 I2 I I1 I2 U U1 U2 U U1 U2 R R1 R2 四 家庭电路1 组成2 各组成部分的作用及连接 1 进户线 供电线路 一根是 一根是 它们之间的电压是 插座 熔断器 电能表 火线 零线 220V 2 电能表 测量用户在一段时间内 的仪表 3 闸刀开关 控制 的开关 4 熔断器 当电路中电流 时 自动切断电路 起保护作用 5 用电器及开关 所有家用电器都 在电路中 控制用电器的开关与用电器串联后直接接在 上 螺口灯泡的灯尾螺旋部分接 顶部触点接 消耗的电能 干路通断 过大 并联 火线 零线 火线 6 插座 用于给可移动的家用电器供电 三孔插座的接法是 其中地线可把用电器的金属外壳与 连接起来 防止发生触电事故 3 测电笔 1 作用 辨别 2 构造和使用 左零右火上地 大地 火线和零线 手指 导线 3 4 安全用电 1 家庭电路中的触电事故 都是人体直接或间接接触 并与零线或大地构成通路造成的 火线 零线 火线 2 防止触电的办法 家庭电路的安装要符合安全用电的要求 不弄湿用电器 保护好用电器的绝缘体 不使火线裸露 对于有金属外壳的家用电器 其外壳要 不要 高压带电体 3 处理触电事故的做法 尽快 或用干燥的木棍将电线挑开 接地 靠近 切断电源 典例5 下列四幅图中 符合安全用电原则的是 典例6 如图所示 请用笔画线代替导线 将图中元件接入家庭电路中 要求 开关控制电灯后接入 三孔插座单独接入 答案 如图所示 二 动态电路的分析由于滑动变阻器滑片的移动会引起电路中各个物理量发生变化 可分为串联电路和并联电路两种情况 分析思路如下 1 含滑动变阻器的串联电路 2 含滑动变阻器的并联电路 典例7 烟台中考 在如图所示的电路中 电源电压保持不变 开关闭合后 滑动变阻器的滑片向右移动时 三个电表的示数变化情况是 A 的示数变小 的示数不变 的示数变小B 的示数变大 的示数变大 的示数变小C 的示数变小 的示数不变 的示数变大D 的示数变大 的示数变小 的示数变大 典例8 德州中考 为防止酒驾事故的出现 酒精测试仪被广泛应用 有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪 当接触到的酒精气体浓度增加时 其电阻值降低 如图甲所示 当酒精气体的浓度为0时 R1的电阻为60 在图乙所示的工作电路中 电源电压恒为8V 定值电阻R2 20 求 1 当被检测者的酒精气体的浓度为0时 电压表的示数是多少 2 现在国际公认的酒驾标准是0 2mg mL 酒精气体浓度 0 8mg mL 当电流表的示数为0 2A时 试通过计算判断被检测者是否酒驾 思维导图 本题是一类动态电路问题 从图像中获取有用信息 结合串联电路的特点 灵活运用欧姆定律是解题的关键 酒精气体的浓度一定时 由图像得R1电阻求I根据U IR求电压R2与R1串联电路中电流一定时 R2与R1串联求R1由图像得酒精浓度根据电流求总电阻 精讲精析 1 当被检测者的酒精气体的浓度为0时 R1的电阻为60 电路中电流电压表示数即R1两端电压U1 IR1 0 1A 60 6V 2 当电流表的示数I 0 2A时 电路中总电阻酒精气体传感器的电阻 R1 R R2 40 20 20 由题中甲图可知 被检测者的酒精气体浓度为0 3mg mL 因为0 2mg mL 0 3mg mL 0 8mg mL 所以被检测者属于酒驾 答案 1 6V 2 见解析 一 串 并联电路中电流 电压 电阻的特点 方法技巧 1 串联 等流分压 串联电路中各电阻两端的电压与其阻值成正比 即 I I1 I2 I I1 I2 U U1 U2 U U1 U2 R R1 R2 2 并联 等压分流 并联电路各支路中的电流与其电阻成反比 即 3 n个相同阻值的电阻R串 并联 其总电阻 R串 nR 二 动态电路的分析由于滑动变阻器滑片的移动会引起电路中各个物理量发生变化 可分为串联电路和并联电路两种情况 分析思路如下 1 含滑动变阻器的串联电路 2 含滑动变阻器的并联电路 典例2 烟台中考 在如图所示的电路中 电源电压保持不变 开关闭合后 滑动变阻器的滑片向右移动时 三个电表的示数变化情况是 A 的示数变小 的示数不变 的示数变小B 的示数变大 的示数变大 的示数变小C 的示数变小 的示数不变 的示数变大D 的示数变大 的示数变小 的示数变大 三 欧姆定律的理解和应用1 内容2 应用 3 适用条件 1 同一性 适用于同一段导体或同一电路 2 同时性 I U R对应于同一时刻 3 统一性 I U R的单位分别是A V 4 解答计算题的思路 1 认清用电器的连接方式 明确各电表的作用 2 要在电路图中尽可能地标出已知量的符号 数据和未知量的符号 3 对电路进行分析 寻找已知量与未知量的关系 分析电路时要抓住电路中不变的量 例如 电源电压恒定 定值电阻 和变化的量 4 根据电路特点及相关公式列方程求解 中考警示 欧姆定律只适用于纯电阻电路 如接有电热器 白炽灯的电路 对于非纯电阻电路不适用 如接有电动机的电路 给蓄电池充电的电路 典例3 德州中考 为防止酒驾事故的出现 酒精测试仪被广泛应用 有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪 当接触到的酒精气体浓度增加时 其电阻值降低 如图甲所示 当酒精气体的浓度为0时 R1的电阻为60 在图乙所示的工作电路中 电源电压恒为8V 定值电阻R2 20 求 1 当被检测者的酒精气体的浓度为0时 电压表的示数是多少 2 现在国际公认的酒驾标准是0 2mg mL 酒精气体浓度 0 8mg mL 当电流表的示数为0 2A时 试通过计算判断被检测者是否酒驾 思维导图 本题是一类动态电路问题 从图像中获取有用信息 结合串联电路的特点 灵活运用欧姆定律是解题的关键 酒精气体的浓度一定时 由图像得R1电阻求I根据U IR求电压R2与R1串联电路中电流一定时 R2与R1串联求R1由图像得酒精浓度根据电流求总电阻 精讲精析 1 当被检测者的酒精气体的浓度为0时 R1的电阻为60 电路中电流电压表示数即R1两端电压U1 IR1 0 1A 60 6V 2 当电流表的示数I 0 2A时 电路中总电阻酒精气体传感器的电阻 R1 R R2 40 20 20 由题中甲图可知 被检测者的酒精气体浓度为0 3mg mL 因为0 2mg mL 0 3mg mL 0 8mg mL 所以被检测者属于酒驾 答案 1 6V 2 见解析 四 家庭电路故障1 常见故障 1 熔丝熔断 短路 电路中的总功率过大 2 火线断路 断点与火线之间能使测电笔氖管发光 断点与零线之间不能使测电笔的氖管发光 3 进户线零线断路 断点与火线之间能使氖管发光 从现象上看 插座中的两孔都能使测电笔的氖管发光 实际上是因为零线断了以后 电流从火线通过其他用电器的开关 灯丝 经过零线孔 测电笔流过人体到达大地 不是零线变成 火线 2 检测家庭电路故障的常用方法 1 利用测电笔检测 在检查电路时 能使氖管发光的地方说明此处与火线连接完好 不能使氖管发光的地方说明此处与火线之间有开路或此处与零线连接完好 2 利用 检验灯 检测 将干路保险丝部分换装为一盏白炽灯 额定电压为220V 若灯泡能正常发光 则可判定家庭电路发生短路 典例4 广州中考 如图所示的电路中 正常发光的三盏灯突然全部熄灭 经检查保险丝完好 用测电笔插进插座的两孔 氖管均发光 造成这一现象的原因是 A 插座发生短路了B 进户的火线断了C 进户的零线断了D 某盏电灯的灯丝断了 精讲精析 选C 插座短路时 火线与零线连通 电路中电流过大 保险丝会熔断 A错 当进户火线断了时 用测电笔插进插座的两孔 氖管均不会发光 B错 当进户的零线断了时 电路不能形成通路 三盏灯会熄灭 因户内零线与火线连通 故用测电笔插进插座的两孔 氖管均发光 C正确 若某盏电灯的灯丝断了 其余两盏灯会正常发光 用测电笔插进插座的两孔 只有一孔会使氖管发光 D错 一 实验探究 探究电阻的大小与哪些因素有关1 实验器材 电源 开关 规格不同的4根导线等 2 实验方法 3 实验结论 导体的电阻跟导体的 等因素有关 电流表 滑动变阻器 控制变量法 转换法 横截面积 长度 材料 4 问题探究 1 在实验中是怎样反映电阻大小的 提示 在电路中接入电流表 通过电流表示数的大小来比较所接导线电阻的大小 电流值越大 说明电阻越小 电流值越小 说明电阻越大 2 实验中是怎样应用控制变量法的 提示 保持导体的材料和长度相同 改变横截面积 探究导体的电阻跟横截面积的关系 保持导体的材料和横截面积相同 改变长度 探究导体的电阻跟长度的关系 保持导体的长度和横截面积相同 改变材料 探究导体的电阻跟材料的关系 3 在实验中滑动变阻器的作用是什么 提示 起保护电路的作用 在探究过程中 滑动变阻器的滑片不可以移动 即滑动变阻器的阻值需要保持不变 4 如何探究导体的电阻与温度的关系 请简要说明 提示 保持导体的材料 横截面积 长度都不变 用酒精灯对导体加热 观察电流表示数的变化 若有变化 说明导体的电阻与温度有关 若无变化 说明导体的电阻与温度无关 典例1 孝感中考 在探究影响导体电阻大小的因素时 小兵 小红两位同学作出了如下猜想 导体的电阻与导体的长度有关 导体的电阻与导体的横截面积有关 导体的电阻与导体的材料有关实验室提供了4根电阻丝 规格 材料如表所示 为了验证上述猜想 他们设计了如图所示的实验电路 1 为了验证上述猜想 应该选用编号为 两根电阻丝进行实验 如果选用编号为A C两根电阻丝进行实验 是为了验证猜想 填序号 如果选用编号为A D两根电阻丝进行实验 是为了验证猜想 填序号 分别将A和D两根电阻丝接入电路中M N两点间时 电流表示数不相同 由此 初步得到的结论是 长度和横截面积相同时 2 有同学认为 可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况 老师指出 此实验中这种方法不可取 这是因为电源电压一定时 所选电阻丝的阻值相差太小 灯泡亮度变化 选填 明显 或 不明显 3 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 了输电线的电阻 从而可以 输电线上的电能损失 均选填 增大 或 减小 延伸探究 结合典例探究以下问题 1 小兵 小红选择A B两根电阻丝进行实验 发现接入A电阻丝时电流表的示数大于接入B电阻丝时电流表的示数 说明A电阻丝的阻值 2 另一组的同学继续用上述电源设计了如图所示的电路图 来探究导体电阻大小与导体长度的关系 他选择两根电阻丝分别接入R1 R2所在位置 他只要通过比较 就可以判断R1 R2的阻值大小 二 实验探究 探究电流与哪些因素有关1 实验方法 法 2 实验电路图 如图所示3 实验器材 电源 开关 几个阻值不同的定值电阻 5 10 15 控制变量 电流表 电压表 滑动变阻器 4 实验结论 保持电阻不变时 电流跟电压成 关系 保持电压不变时 电流跟电阻成 关系 5 问题探究 1 在探究电流与电压的关系时 如何改变导体两端的电压 提示 保持导体的电阻不变 通过调节滑动变阻器的滑片 改变滑动变阻器连入电路的电阻 从而改变导体两端的电压 2 在实验探究电流与电阻的关系时 怎样保持导体两端的电压不变 提示 当换用不同的定值电阻后 应通过调节滑动变阻器使电阻两端的电压保持不变 正比 反比 3 实验中 滑动变阻器的作用是什么 提示 保护电路 改变导体两端的电压 中考警示 1 实验过程中 也可通过改变电池的节数或在电路中接入另一电阻 来改变电阻两端的电压 其缺点是 拆装电路不方便 在探究电流跟电压的关系时 不能使定值电阻两端的电压成倍增加 在探究电流与电阻的关系时 更换电阻后 不能控制定值电阻两端的电压不变 2 此实验中结论不可表述为 电压与电流成正比 电阻与电流成反比 因为电流随电压 电阻的变化而改变 存在因果关系 典例2 成都中考 在探究 电流与电压 电阻的关系 的过程中 两小组同学提出了以下猜想 小组1猜想 电流可能跟电压成正比 小组2猜想 电流可能跟电阻成反比 1 小组1的做法是 按如图所示连接电路 此时开关应处于 选填 断开 或 闭合 状态 保持定值电阻R 10 不变 闭合开关S后 调节滑动变阻器R 得到多组数据 在分析数据的基础上得出正确结论 2 小组2连接了如图所示的电路 正确的实验步骤为 让5 电阻接入电路 闭合开关 调节滑动变阻器 使电压表的示数为1 5V 记录电流表示数 将5 电阻换成10 电阻 闭合开关后发现电压表示数大于1 5V 应将滑动变阻器的滑片向 选填 左 或 右 移动 当观察到电压表示数为 V时 记录电流表示数 将10 电阻换成15 电阻 闭合开关后发现 当滑动变阻器的滑片移动到最右端时 电流表和电压表的示数如图所示 出现上述情况的原因可能是 A 滑动变阻器最大阻值太大B 滑动变阻器最大阻值太小C 滑动变阻器断路D 定值电阻短路 延伸探究 结合典例探究以下问题 1 小组1通过实验得出表中数据 分析后可以得出的结论是 2 小组2改进实验 正确操作后 记下电流表的示数 得到电流I随电阻R变化的图像如图所示 由图像可得出的结论是 三 实验探究 探究 伏安法 测电阻1 实验原理 用 测出被测电阻两端的电压U 用 测出通过被测电阻的电流I 利用公式 计算出阻值 2 实验器材 电源 开关 被测电阻 导线若干 3 问题探究 1 实验中滑动变阻器的作用是什么 提示 保护电路 改变被测电阻两端的电压和通过它的电流 以便多次测量求平均值 减小实验误差 电压表 电流表 电流表 电压表 滑动变阻器 2 如果测量小灯泡工作时的电阻 处理实验数据时 能不能通过求电阻平均值得出电阻值 提示 不能 因为小灯泡两端的电压不同 小灯泡的温度也不同 其电阻值也不同 方法技巧 其他测量方法和伏安法的比较 典例3 广安中考 如图所示 电源电压为6V 甲图为伏安法测电阻的电路图 乙图为连接不完整的实物图 1 对照电路图甲 用笔画线代替导线将乙图中未连接部分连接起来 2 实验操作中有可能出现下列A B C D四种错误 如果出现电流表示数较大 电压表示数为零的现象 其错误属于 A 电流表的正 负接线柱接反B 电压表的量程选小了C 电阻Rx发生了短路D 把滑动变阻器下端两接线柱连入电路 3 电路连接正确后 闭合开关 将滑片P向右移动时 电压表示数 选填 变大 变小 或 不变 4 实验过程中 某次电流表和电压表的示数如图丙所示 此时测得的Rx 5 此实验要多次测量电阻值 最后求电阻值的平均值 其目的是 延伸探究 结合典例探究以下问题 1 连接电路时 开关S应处于 状态 滑动变阻器的滑片P应位于最 选填 左 或 右 端 2 老师巡回指导时 发现某一小组的实验电路图如图所示 原来他们认为Rx两端的电压可以等于电源 两节串联干电池 的电压3V减去电压表的示数 在老师指导下 他们闭合开关后实测了电源两端的电压 发现其值小于3V 说明他们的方案是 选填 可行 或 不可行 的 一 电阻和变阻器1 泰安中考 下列关于导体的说法中 正确的是 A 一根金属丝被均匀拉长后 它的电阻将变大B 导体中没有电流通过时 导体就没有电阻C 保险丝都是用半导体材料制成的D 粗导线的电阻一定比细导线的电阻小 2 泰州中考 小明用如图所示的电路探究影响金属丝电阻大小的因素 他手边除了有电路中的器材外 还有一根金属丝 则 A 只能探究电阻与金属丝长度的关系B 只能探究电阻与金属丝横截面积的关系C 电阻与金属丝长度 横截面积的关系都能探究D 电阻与金属丝长度 横截面积的关系都不能探究 3 临沂中考 如图所示 R是用镍铬合金线做成的变阻器 当导线夹向A端移动时 小灯泡的亮度将 A 不变B 变亮C 变暗D 无法判定 二 电流与电压 电阻的关系4 宜昌中考 关于导体中的电流跟导体两端的电压和导体的电阻之间的关系 下列说法正确的是 A 导体中的电流跟导体两端的电压成正比B 导体中的电流跟导体的电阻成反比C 在电压一定时 导体中的电流跟这段导体的电阻成反比D 导体的电阻与导体中的电流成反比 跟导体两端的电压成正比 5 菏泽中考 小军采用如图所示的电路 研究 通过某导体的电流与它的电阻的关系 他分别用5 和10 的电阻做两次实验 当完成第一次实验后 小军将A B两点间的电阻R由5 更换为10 闭合开关后 则应 A 保持变阻器滑片不动B 将变阻器滑片向右移动C 将变阻器滑片向左移动D 更换阻值更大的滑动变阻器 解析 选B 根据串联电路分压的特点 电压比等于电阻比 当电阻R的阻值增大 由5 更换为10 时 若要使其两端电压保持不变 对应的滑动变阻器的阻值也应增大 即变阻器滑片向右移动 B正确 6 钦州中考 小华和小海为了探究通过导体的电流跟它两端电压的关系 设计了如图甲所示的电路图 小华同学连接了如图乙所示的实物电路 电源电压3V恒定 其中有一处连接错误或不妥 1 请你在连接错误或不妥处打 并画出正确的连线 导线不能交叉 2 小海纠正电路连接后 在闭合开关之前把滑动变阻器的阻值调到最大 这是为了 3 小海用A导体进行实验 调节滑片改变导体两端的电压大小 并将测量的数据记录在表中 分析处理数据得出结论 a 同一导体 通过导体的电流大小跟加在导体两端的电压大小成正比 b A导体的电阻为 4 如果电流表内阻对电路的影响不能忽略 而实验操作规范正确 则A导体的电阻测量值比真实值 选填 偏小 或 偏大 解析 本题考查探究通过导体的电流跟它两端电压关系的实验过程 1 因为电源电压为3V 所以电压表应选择0 3V量程 题中电压表的量程选择错误 2 在闭合开关之前把滑动变阻器的阻值调到最大 闭合开关后可使电流较小 使电压表两端的电压较小 避免烧坏电流表和电压表 起到保护作用 3 A导体的电阻 4 由于电流表有内阻 本题中电压表测量的是A导体和电流表的总电压 故测得的电压偏大 根据可知测得的A导体的电阻比真实值偏大 答案 1 如图所示 2 保护电表 3 5 4 偏大 三 欧姆定律及其应用7 衡阳中考 如图所示 电源电压保持不变 闭合开关S1 S2 电压表示数为6V 电流表示数为0 6A 断开S2后 电压表示数变为2V 则R2的电阻和电源电压分别是 A 10 9VB 20 6VC 20 9VD 10 6V 8 潜江中考 如图所示的电路中 电阻R1的阻值为20 电源电压不变 当S1 S2断开 S3闭合时 电流表的示数为0 45A 当S1断开 S2 S3闭合时 电流表的示数为0 75A 求 1 电源电压为多少 2 R2的阻值为多少 3 当S2 S3断开 S1闭合时 加在电