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- 2021-11-12 发布
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第
17
课时
电流和电路 电压 电阻
第五单元 电学与磁学
考点一 电荷
1
.
摩擦起电
两种电荷
用丝绸摩擦过的玻璃棒带
电
,
用毛皮摩擦过的橡胶棒带
电
相互作用
同种电荷相互
,
异种电荷相互
验电器
根据
的原理制成
,
用来检验物体
摩擦
起电
原因
不同物质的原子核束缚电子的本领不同
,
当两个物体摩擦时
,
失去电子的物体因为缺少电子而带
,
得到电子的物体因为有了多余的电子而带等量的
实质
摩擦起电并不是创造了电荷
,
只是电荷从一个物体
到另一个物体
正
负
排斥
吸引
同种电荷相互排斥
是否带电
正电
负电
转移
2.
物质的导电性
名称
定义
举例
联系
导体
容易导电的物体
金属、人体、大地、食盐水溶液等
导体和绝缘体之间没有绝对界限
,
当条件改变
(
高温、潮湿
)
时
,
绝缘体可以变成导体
绝缘体
不容易导电的物体
橡胶、陶瓷、玻璃、塑料等
半导体
导电性介于导体和绝缘体之间的物质
硅、锗、二极管等
超导体
某些物质在很低的温度时
,
电阻变为
0
输电线
(
减少电能损耗
)
、发电机线圈
(
减少产生热量
)
考点二 电流和电压及其测量
项目
电流
(
I
)
电压
(
U
)
形成
电荷的定向移动形成电流
,
把
定向移动的方向规定为电流的方向
电路中有电流
,
就一定有电压
单位及
换算
单位
:
安培
(A)
1 mA
=
A,1 μA
=
A
单位
:
伏特
(V)
1 mV
=
V,1 kV
=
V
正电荷
10
-
3
10
-
6
10
-
3
10
3
(
续表
)
常见值
家庭用节能灯电流约为
0
.
1 A;
家用空调电流约为
5 A
一节新干电池电压为
1
.
5 V;
我国家庭电路的电压为
220 V;
人体的安全电压不高于
36 V
测量
仪表
:
电流表
(0
~
0
.
6 A
和
0
~
3 A)
仪表
:
电压表
(0
~
3 V
和
0
~
15 V)
使用规则
:
①
电流表和电压表使用前必须先
,
用试触法选择合适的量程
;
②
电流表与被测元件
,
电压表与被测元件
;
③
都是
“
+
”
进
“-”
出
调零
串联
并联
(
续表
)
读数
分度值为
,
示数
为
;
若接
0
~
0
.
6 A
的量程
,
则该表示数为
分度值为
,
示数为
;
若接
0
~
15 V
的量程
,
则该表示数为
0
.
1 A
0
.
6 A
0
.
12 A
0
.
1 V
0
.
3 V
1
.
5 V
考点三 电路
1.
电路的构成
组成
电源、用电器、开关、导线
电源
能够提供
的装置。如电池、发电机
用
电器
用电能来工作的设备。工作时将
转化为其他形式的能
,
如电灯、电铃、电动机等
开关
控制电路的
电能
电能
通断
2.
电路的三种状态
状态
概念
特点
通路
正常
的电路
,
又叫闭合电路
电路中有电流通过
,
用电器能够工作
断路
某处
的电路
,
又叫开路
电路中无电流通过
,
用电器不能工作
短路
不经过用电器
,
直接用导线把电源两极连接起来的电路
电路中的电流会很大
,
可能烧坏电源
,
这是不允许的
接通
断开
3.
串联电路和并联电路
类型
串联电路
并联电路
电路图
电流
规律
电流处处相等
,
I=I
1
=I
2
=
…
=I
n
干路电流
等于
,
I=I
1
+I
2
+
…
+I
n
电压
规律
总电压等于各用电器两端电压之和
,
即
U=U
1
+U
2
+
…
+U
n
电源电压与各用电器两端电压相等
,
即
U=U
1
=U
2
=
…
=U
n
实例
开关和用电器的连接
家庭中各种用电器之间的连接
各支路电流之和
考点四 电阻及变阻器
1.
电阻
定义
导体对电流阻碍作用的大小
,
用字母
R
表示
单位
国际单位
:
(
符号
:
);
常用单位
:
千欧
(kΩ)
、兆欧
(MΩ);1 MΩ
=
Ω,1 kΩ
=
Ω
影响
因素
导体电阻的大小取决于导体的
、
、
,
还与
有关。同种材料
,
长度越
,
横截面积越
,
电阻越大
欧姆
Ω
10
6
10
3
材料
长度
横截面积
温度
长
小
2.
变阻器
变阻原理
通过改变
来
改变接入电路中电阻的大小
电路
符号
结构
图示
铭牌
某滑动变阻器标有
“50 Ω
1
.
5 A”
字样
,“50 Ω”
表示滑动变阻器的
,“1
.
5 A”
表示滑动变阻器允许通过的
接入电路中电阻丝的长度
最大阻值为
50 Ω
最大电流为
1.5 A
(
续表
)
使用
方法
①
根据铭牌选择合适的滑动变阻器
;
②
在电路中
;
③
接法
:“
”;
④
接入电路前应将电阻调到
。即
“
选
”“
串
”“
接
”“
调
”
作用
①
通过改变电路中的
逐渐改变电路中的
和部分电路两端的
;
②
保护电路
说明
滑动变阻器在使用时
,
如果接入两个上接线柱
,
相当于在电路中连入一段导线
;
如果接入两个下接线柱
,
相当于在电路中连入了一个定值电阻
,
两种接法都起不到变阻作用
串联
一上一下
最大
电阻
电流
电压
探究一 两种电荷
1
.
[2019·
娄底
]
用一段细铁丝做一个支架作为转动轴
,
把一根中间戳有小孔
(
没有戳穿
)
的饮料吸管放在转动轴上
,
吸管能在水平面内自由转动
(
如图
17-1
所示
)
。用餐巾纸摩擦吸管使其带电
,
将带负电的橡胶棒靠近带电吸管的一端时
,
发现吸管被推开。下列说法正确的是
(
)
A
.
吸管和橡胶棒带异种电荷
B
.
吸管和餐巾纸摩擦后
,
两者带同种电荷
C
.
吸管和餐巾纸摩擦时
,
吸管得到电子带负电
D
.
吸管和餐巾纸摩擦时
,
吸管失去电子带负电
图
17-1
[
答案
]C
[
解析
]
由题意可知
,
吸管和橡胶棒相互排斥
,
因此它们带的是同种电荷
,
故
A
错误
;
摩擦起电是电子的转移
,
所以吸管和餐巾纸摩擦后
,
两者带有异种电荷
,
故
B
错误
;
橡胶棒带负电
,
而吸管与橡胶棒相互排斥
,
说明吸管也带负电
,
因此
,
吸管和餐巾纸摩擦时
,
吸管得到了电子
,
故
C
正确
,D
错误。
2
.
(
多选
)
[2019·
保定一模
]
有甲、乙、丙三个小球
,
将它们任意两个靠近都相互吸引
,
则下面的说法中正确的是
(
)
A
.
三个小球都带电
B
.
只有一个小球不带电
C
.
有两个小球带同种电荷
D
.
有两个小球带异种电荷
BD
3
.
[2019·
保定一模
]
下列物品中
,
通常情况下属于导体的是
(
)
A
.
塑料安全帽
B
.
布手套
C
.
橡胶鞋
D
.
钢尺
D
探究二 电路分析
4
.
图
17-2
是电吹风的简化电路图
,
其中
M
是吹风机
,
R
是电热丝。由电路图可知
(
)
A
.
只将开关
S
1
闭合
,
吹出的是热风
B
.
M
和
R
是串联在电路中的
C
.
将
S
1
和
S
2
都闭合
,
吹出的是热风
D
.
开关
S
2
可以控制整个电路
图
17-2
[
答案
]C
[
解析
]
将开关
S
1
、
S
2
都闭合
,
吹出的才是热风
,A
不符合题意
,C
符合题意
;M
和
R
是并联在电路中的
,B
不符合题意
;
开关
S
2
只控制电热丝
,D
不符合题意。
5
.
[2018·
无锡模拟
]
如图
17-3
所示的电路中
,
闭合开关
S
1
、
S
2
,
电流表、灯泡
L
1
和
L
2
均能正常工作。则下列说法正确的是
(
)
A
.
开关
S
1
、
S
2
都闭合
,
灯泡
L
1
和
L
2
并联
B
.
开关
S
1
闭合
,S
2
断开
,
电源外部电流流向为
a
→
b
→
c
→
d
C
.
开关
S
1
、
S
2
都闭合
,
通过灯泡
L
1
的电流一定大于通过
灯泡
L
2
的电流
D
.
闭合
S
1
、
S
2
中任意一个开关
,
都会有灯泡发光
图
17-3
[
答案
] A
[
解析
]
由电路图可知
,
开关
S
1
、
S
2
都闭合时
,L
1
与
L
2
首首相连、尾尾相连
,
则两灯是并联的
,
故
A
正确。开关
S
1
闭合
,S
2
断开
,
电源外部电流流向为
d
→
c
→
b
→
a
,
故
B
错误。开关
S
1
、
S
2
都闭合
,L
1
与
L
2
并联
,
由于不知道两灯泡的规格
,
所以不能判断通过灯泡
L
1
的电流与通过灯泡
L
2
电流的关系
,
故
C
错误。由图知
,
开关
S
1
在干路上
,
控制两盏灯
,
开关
S
2
控制灯泡
L
1
;
只闭合
S
1
,
灯泡
L
2
发光
,S
1
、
S
2
都闭合
,
两灯泡都发光
,
只闭合
S
2
时两灯泡都不发光
,
故
D
错误。
探究三 电流、电压及其测量
6
.
关于如图
17-4
所示的电路
,
下列分析不正确的是
(
)
A
.
只闭合开关
S
1
时
,L
1
发光、
L
2
不发光
,
电流表
A
1
测通过
L
1
的电流
,
电流表
A
2
无示数
B
.
只闭合开关
S
3
时
,L
1
、
L
2
都发光
,
电流表
A
1
、
A
2
示数相等
C
.
闭合开关
S
1
、
S
2
时
,L
1
、
L
2
都发光
,
电流表
A
1
有示数
,
电流
表
A
2
无示数
D
.
闭合开关
S
1
、
S
3
时
,L
1
、
L
2
都发光
,
电流表
A
1
、
A
2
均有示数
图
17-4
D
7
.
某同学在做
“
用电流表测量电流
”
的实验中所用的电路如图
17-5
甲所示
,
两个电流表的规格相同。他按电路图甲正确连接电路并接通开关
S
后
,
电流表
A
1
、
A
2
的指针位置如图乙、丙所示
,
则下列说法中正确的是
(
)
A
.
电流表
A
1
的示数是
0
.
5 A
B
.
通过灯泡
L
1
的电流为
0
.
2 A
C
.
电流表
A
1
测量的是通过灯泡
L
1
的电流
D
.
两个灯泡是串联关系
图
17-5
B
8
.
如图
17-6
所示
,
当甲电路中的开关
S
闭合时
,
两个电压表的指针位置均如图乙所示
,
则电压表
V
1
和
V
2
的示数分别为
(
)
A
.
1
.
2 V,6 V B
.
6 V,1
.
2 V
C
.
4
.
8 V,1
.
2 V D
.
1
.
2 V,4
.
8 V
B
图
17-6
9
.
如图
17-7
所示电路
,
电源电压恒定
,
开关
S
闭合后两灯均发光
,
电压表
V
1
的示数为
6 V,
电流表
A
1
的示数为
0
.
2 A,
则下列说法正确的是
(
)
A
.
电压表
V
的示数可能为
6 V
B
.
电压表
V
的示数一定等于
12 V
C
.
电流表
A
的示数可能为
0
.
4 A
D
.
电流表
A
的示数一定等于
0
.
2 A
图
17-7
[
答案
]D
[
解析
]
由电路图知
,
两个灯泡串联
,
电流表
A
、
A
1
都测电路中电流
,
电压表
V
1
测
L
1
两端电压
,
电压表
V
测电源电压
,
因为串联电路中电流处处相等
,
所以电流表
A
1
、
A
的示数相等
,
都为
0
.
2 A,
故
C
错误
,D
正确。串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和
,
即
U=U
1
+U
2
,
所以
,
电压表
V
1
的示数为
6 V,
则电压表
V
的示数一定大于
6 V,
但不一定等于
12 V(
不知道两灯的规格及电源电压
),
故
A
、
B
错误。
10
.
如图
17-8
所示的电路中
,
闭合开关
S,
电压表
V
1
的示数为
6 V,
电压表
V
2
的示数为
3
.
4 V
。那么下列说法中不正确的是
(
)
A
.
电源电压为
6 V
B
.
L
1
两端电压为
2
.
6 V
C
.
将电压表
V
2
换成电流表
,
则
L
1
亮
,L
2
不亮
D
.
将电压表
V
2
换成电流表
,
则
L
1
与
L
2
并联
,
电流表测干
路上的电流
图
17-8
D
探究四 与电表相关的电路故障问题
11
.
如图
17-9
所示
,
闭合开关
S
时
,
小电灯
L
1
、
L
2
都不亮
,
用一段导线的两端接触
a
、
b
两点时
,
两灯都不亮
;
接触
b
、
c
两点时
,
两灯也不亮
;
接触
c
、
d
两点时
,
两灯都亮。电路故障可能是
(
)
A
.
灯
L
1
断路
B
.
灯
L
2
断路
C
.
开关
S
断路
D
.
灯
L
2
短路
图
17-9
C
12
.
小红在
“
探究串联电路
”
的实验中
,
按如图
17-10
所示电路图连接好了电路
,
闭合开关
S
后
,
发现小灯泡
L
1
、
L
2
均不发光
,
电流表示数为零。是哪里发生了故障呢
?
她思考了一下
,
然后用一个电压表分别接到电流表、灯
L
1
、灯
L
2
两端测量电压。测量结果
:
电流表、灯
L
1
两端无电压
,
灯
L
2
两端有电压
,
由此小红找出了电路发生故障的原因。则电路的故障可能是
(
)
A
.
电流表断路了
B
.
灯
L
1
断路了
C
.
灯
L
2
断路了
D
.
灯
L
2
短路了
C
图
17-10
13
.
小伟连接两灯并联电路的情况如图
17-11
所示。当他
“
试触
”
时
,
发现电压表的指针不动
,
电流表的指针很快向右偏转
,
两灯都不发光。小敏指出他在电路连接中有错误。若闭合开关
S,
可能造成的后果是
;
现在请你只改接图中的一根导线
,
使电路连接完全正确。
(
在错接的导线上画
“×”,
然后画出正确的接线
)
图
17-11
电流表被烧坏
如图所示
探究五 电阻与变阻器
14
.
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
.
通过导体的电流越大
,
则导体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
,
说明导体的电阻与材料有关
D
.
导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定
C
15
.
晓军在家里找到两根材质和长度相同
,
但粗细不同的导线
,
于是将它们带到实验室进行实验。若将较细的导线接入电路中后
,
与该导线串联的电流表的示数为
0
.
1 A,
则在其他条件不变的情况下
,
晓军想要使电流表指针的偏转幅度变大
,
他不可以进行的操作是
(
)
A
.
把导线剪断
,
并将其中的一段连入原电路
B
.
用较粗的导线代替较细的导线
,
连入原电路
C
.
在不损坏电流表的情况下
,
将电流表的量程换为较小的量程
D
.
将两根导线串联后连入原电路
D
16
.
如图
17-12
所示
,
图甲为某可调节亮度的台灯
,
图乙为其用于调光的电位器结构图
,
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
、
c
接入电路
,
顺时针转动旋钮时灯泡变亮
C
.
若只将
b
、
c
接入电路
,
顺时针转动旋钮时灯泡变暗
D
.
电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度的
D
图
17-12
突破一 探究串、并联电路中电流的规律
【
设计和进行实验
】
1
.
画电路图或连接实物图
,
在连接电路时
,
开关要
断开
。
2
.
电流表和电压表的
“
+
”“-”
接线柱不能接反
。
3
.
电流表、电压表要选择合适的量程
,
为了使读数精确
,
能用小量程的一定不要用大量程
,
可用
“
试触法
”
选择合适的电表量程。
4
.
连好电路后
,
先用开关试触
,
观察电表指针偏转情况
,
确认无误后
,
方可进行实验。
5
.
电表异常原因判断
:
①反向偏转
,
说明
正、负接线柱接反
;
②正向偏转幅度过小
,
说明
量程选择过大
;
③正向偏转幅度过大
,
指针到达右边没有刻度处
,
说明
量程选择过小
。
6
.
更换
不同规格的灯泡
或在电路中接入
滑动变阻器
或改变
电源电压
多次实验的目的是使实验结论具有普遍性。
【
实验结论
】
7
.
分析数据得出结论
:
串联电路中
各处电流均相等
,
电源电压等于
各用电器两端电压之和
;
并联电路中
,
各支路电压相等
且
等于电源电压
,
干路电流等于
各支路电流之和
。
例
1
小海和小梅一起做
“
探究并联电路中电流的规律
”
实验。
(1)
如图
17-13
甲所示是他们设计的电路图
,
图
乙是他们测量电流时连接的实物电路
,
此时
电流表测量的是
(
选填
“
A
”“
B
”
或
“
C
”)
处的电流。
图
17-13
C
例
1
小海和小梅一起做
“
探究并联电路中电流的规律
”
实验。
(2)
请在图乙中移动一根导线
,
测量另外一处
的电流。在移动的导线上画
“×”,
并用笔画
线代替导线连接正确的电路。移动后电流
表测量的是
(
选填
“
A
”“
B
”
或
“
C
”)
处
的电流。
图
17-13
(2)
如图所示
A
或
B
例
1
小海和小梅一起做
“
探究并联电路中电流的规律
”
实验。
(3)
测出
A
、
B
、
C
三处的电流如表一所示
,
由
此得出初步结论
:
(
只写表达
式
)
。小梅指出
:
为了得出具有普遍性的规
律
,
应当进行多次实验
,
操作方法是
。
图
17-13
表一
位置
A
B
C
电流
I/
A
0
.
30
0
.
24
0
.
54
I
C
=I
A
+I
B
换用规格不同的灯泡多次实验
例
1
小海和小梅一起做
“
探究并联电路中电流的规律
”
实验。
(4)
老师收集到其他几个组的数据如表二
所示
:
图
17-13
表二
组别
L
1
规格
L
2
规格
I
A
/
A
I
B
/
A
I
C
/
A
1
甲
甲
0
.
12
0
.
12
0
.
23
2
乙
丙
0
.
15
0
.
20
0
.
35
3
甲
丁
0
.
12
0
.
14
0
.
26
4
甲
丁
0
.
16
0
.
18
0
.
30
对于测量数据的相关分析
,
以下说法正确的两个是
。
(
填字母序号
)
A
.
第
1
组数据没有测量误差
B
.
分析多组数据是为了减小误差
C
.
选用不同规格的灯进行实验
,
可使结论更具普遍性
D
.
第
4
组数据的偏差可能是电流表未调零引起的
CD
例
1
小海和小梅一起做
“
探究并联电路中电流的规律
”
实验。
(5)
小海利用原有的实验器材
,
添加一个开关
,
又设计了一个电路。利用这个电路
,
不用更
换电流表的位置
,
就可直接测出
A
、
B
、
C
三
处的电流
,
同样可得出三处电流的关系。请
在图丙中的虚线框内画出电路图。
图
17-13
(5)
如图所示
例
1
小海和小梅一起做
“
探究并联电路中电流的规律
”
实验。
(6)
小海在实验过程中还发现
:
闭合开关时电
流表指针迅速偏转较大角度
,
紧接着指针再
偏回一定角度后
,
示数才稳定下来
;
同组的小
刚同学同时发现
,
闭合开关瞬间灯泡亮度较
大
,
紧接着变暗一点后
,
亮度才稳定下来。造
成这种现象的原因是
____________________
______________________________________
______________________________________
_____________________________
。
图
17-13
灯丝的电阻随着温度
的升高而增大。刚闭合开关时
,
灯丝的温度
较低
,
电阻较小
,
电流较大
;
当灯泡发光后灯
丝温度升高
,
电阻增大
,
电流减小
例
2
小明和小聪的实验小组在做
“
探究串联电路电压的规律
”
实验
,
其实验过程如下
:
(1)
小明在检查实验器材时发现电压表的指针位置
如图
17-14
甲所示
,
接下来他要对电压表进行的操作
是
。问题解决后
,
开始按图乙连接好电路
,
用开关试触时发现电压表的指针又偏转到图甲的位
置
,
则电压表产生此现象的原因是
。
改正错误后
,
他根据图乙连接好电路
,
闭合开关
S,
电压表
示数如图丙所示
,
为了使实验结果更准确
,
接下来他应该
。
图
17-14
调零
正负接线柱接反了
断开开关
,
将电压表改接到小量程
例
2
小明和小聪的实验小组在做
“
探究串联电路电压的规律
”
实验
,
其实验过程如下
:
(2)
改正错误后
,
小明用电压表分别测量
L
1
两端的电
压
U
AB
、
L
2
两端的电压
U
BC
和
L
1
、
L
2
两端的总电压
U
AC
,L
1
、
L
2
应该选择规格
(
选填
“
相同
”
或
“
不同
”)
的灯泡。更换不同灯泡
,
再做两次实验
,
将
三次测出的电压值填入下表
:
图
17-14
次数
U
AB
U
BC
U
AC
第一次
0
.
8
2
.
2
3
第二次
1
2
3
第三次
1
.
2
1
.
8
3
不同
请你根据他的实验过程和有关数据回答下列问题
:
①上面设计的表格中存在的不足之处是
。
②分析表格中的数据
,
得出实验结论
:
______________________________________
。
③在许多实验中都需要进行多次测量
,
有的是为了找到普遍规律
,
避免偶然性
;
有的是为了求平均值以减小误差。下列实验中多次测量的目的与本实验相同的是
。
(
填字母
)
A
.
测量物体的长度
B
.
“
伏安法
”
测电阻
C
.
探究重力大小与质量的关系
物理量没有单位
串联电路两端的总电压等于各串联电阻两
端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和
C
例
2
小明和小聪的实验小组在做
“
探究串联电路电压的规律
”
实验
,
其实验过程如下
:
(3)
测出
L
1
两端的电压后
,
小明断开开关
,
准备拆下电
压表
,
改接在
B
、
C
之间。小聪认为小明的操作太麻
烦
,
只需将与
A
点相连的导线改接到
C
点即可。你认
为小聪的办法是
(
选填
“
可
”
或
“
不可
”)
行的
,
理由是
。
图
17-14
不可
会造成电压表正负接线柱接反
·
实验拓展
·
另一实验小组完成了
“
探究串联电路电压规律
”
的实验后
,
得到
“
电源电压总大于各用电器两端电压之和
”
的结论
,
这与之前
“
电源电压等于各用电器两端电压之和
”
的猜想不符。老师引导同学们用如图
17-15
甲所示的电路继续进行了深入探究
:
(4)
测量电源及灯泡两端电压
:
电
压表接在
CD
两点
,
是为了测量灯
泡
两端的电压
,
闭合开
关
,
电压表的示数
(
如图乙所示
)
是
V
。
图
17-15
L
1
1
.
7
另一实验小组完成了
“
探究串联电路电压规律
”
的实验后
,
得到
“
电源电压总大于各用电器两端电压之和
”
的结论
,
这与之前
“
电源电压等于各用电器两端电压之和
”
的猜想不符。老师引导同学们用如图
17-15
甲所示的电路继续进行了深入探究
:
(5)
测量电路中导线的电压
:
测出导线
BC
间的电压大约为
0
.
05 V,
由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。
为了能更明显地观察到导线分压的
现象
,
应选择较
(
选填
“
粗
”
或
“
细
”)
的导线
,
原因是
。
图
17-15
细
在长度和材料相同时
,
横截面积越小电阻越大
另一实验小组完成了
“
探究串联电路电压规律
”
的实验后
,
得到
“
电源电压总大于各用电器两端电压之和
”
的结论
,
这与之前
“
电源电压等于各用电器两端电压之和
”
的猜想不符。老师引导同学们用如图
17-15
甲所示的电路继续进行了深入探究
:
(6)
完成以上步骤后
,
他们准备测量开关两端的电压
,
你认为这一步骤是否有必要
,
理由是
。
图
17-15
有必要
,
开关容易接触不良
,
造成电阻变大
,
分压增多
突破二 探究影响导体电阻大小的因素
【
设计和进行实验
】
1
.
实验主要器材
:
定值电阻
(
作用
:
保护电路
)
、电流表
(
电流表的使用和读数以及电流表指针偏转异常的原因
)
。
2
.
实验方法
:
①转换法
(
在电压一定时
,
用灯的亮度或电流表的示数的变化
判断电阻的大小
);
②控制变量法
(
讨论
“
电阻的大小与某一个因素的关系
”
时必须指明
“
在其他因素相同的条件下
”)
。
3
.
多次测量的目的
:
使实验结论更具有普遍性。
【
实验结论
】
4
.
导体的电阻是导体本身的一种性质
,
它的大小取决于导体的
材料、横截面积、长度和温度
。同种材料
,
长度
越长
、横截面积
越小
,
电阻
越大
。
【
交流、反思与评估
】
5
.
用电流表比小灯泡更好
(
原因
:
电流表可以检测微小电流的变化
,
而灯泡的亮暗不易区分
)
例
3
在探究影响导体电阻大小的因素时
,
某实验小组的猜想如下
:
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。
实验室提供了
4
根电阻丝
(
规格、材料如下表
所示
),
为了验证上述猜想
,
他们设计了如图
17-16
甲所示的实验电路。
编号
材料
长度
/
m
横截面积
/
mm
2
A
镍铬合金
0
.
5
0
.
5
B
镍铬合金
1
.
0
0
.
5
C
镍铬合金
0
.
5
1
.
0
D
锰铜合金
0
.
5
0
.
5
图
17-16
(1)
为了验证上述猜想①
,
应该选用编号为
的两根电阻丝进行实验
;
如果选用编号为
A
、
C
的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)
把
A
、
B
两导线首尾相连后再接入电路中
,
会发现电流表示数比只接
A
时变得更小
,
说明两导线串联后的电阻值将
(
选填
“
变大
”“
变小
”
或
“
不变
”)
。
A
、
B
②
导体的电阻与导体的材料有关
变大
(3)
要进一步探究导体材料的导电性能
,
就需要测量导体电阻的大小
,
图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的示数
,
已知一节干电池电压恒为
1
.
5 V,
则此合金丝的电阻为
Ω
。若该合金丝的横截面积为
1 mm
2
,
则这根合金丝的长度是
m
。
(
已知该合金丝长
1 m
、横截面积为
1 mm
2
的阻值为
1 Ω)
(4)
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阻值的变化情况
,
老师指出此实验中这种方法不可取
,
这是因为
_________________________________
。
(5)
有同学把一根白炽灯的钨丝接入电路
,
并用酒精灯加热
,
发现电流表的示数变小
,
得出导体的电阻还可能跟
有关的结论。
10
10
电源电压一定时
,
所选电阻丝的阻值相
差太小
,
灯泡亮度变化不明显
温度
(6)
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
,
这样是为了
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
”)
减小
减小
·
实验拓展
·
另一学习小组在探究影响导体电阻大小因素时
,
找资料发现在导体材料和粗细相同时
,
其电阻与长度成正比
,
即可以用下述表达式表示
:
R=Kx
,
其中
K
为比例常数
,
x
为导体的长度
,
于是他们用
下面的器材
:
电压恒定的电源、开关、粗细均匀的镍
铬合金丝、电压表等按图
17-17
甲所示电路连接
,
来探
究此问题
,
图中
AB
为镍铬合金丝
,
P
为滑动片
,
图乙为实
物连线图。
(7)
他们的实验方法是控制了
不变。
图
17-17
材料和横截面积
另一学习小组在探究影响导体电阻大小因素时
,
找资料发现在导体材料和粗细相同时
,
其电阻与长度成正比
,
即可以用下述表达式表示
:
R=Kx
,
其中
K
为比例常数
,
x
为导体的长度
,
于是他们用
下面的器材
:
电压恒定的电源、开关、粗细均匀的镍
铬合金丝、电压表等按图
17-17
甲所示电路连接
,
来探
究此问题
,
图中
AB
为镍铬合金丝
,
P
为滑动片
,
图乙为实
物连线图。
(8)
调节镍铬合金丝上的滑动片
P
,
电压表的示数
(
选填
“
能
”
或
“
不能
”)
反映导体
AP
间电
阻的变化
,
理由
。
图
17-17
能
电阻越大
,
分担的电压越大
,
电压表示数越大
另一学习小组在探究影响导体电阻大小因素时
,
找资料发现在导体材料和粗细相同时
,
其电阻与长度成正比
,
即可以用下述表达式表示
:
R=Kx
,
其中
K
为比例常数
,
x
为导体的长度
,
于是他们用
下面的器材
:
电压恒定的电源、开关、粗细均匀的镍
铬合金丝、电压表等按图
17-17
甲所示电路连接
,
来探
究此问题
,
图中
AB
为镍铬合金丝
,
P
为滑动片
,
图乙为实
物连线图。
(9)
要完成此实验
,
除了记录电压表示数外
,
还需要的测
量器材是
。
图
17-17
刻度尺
考点一 探究串、并联电路中电流的关系
1
.
[2016·
河北
34
题
7
分
]
小明利用如图
17-18
甲所示的电路探究串、并联电路中电流的关系。
(1)
探究串联电路中电流的关系。
①用笔画线代替导线将开关
S
3
连入电路中。
(
要求
:
只闭合开关
S
3
后
,
R
1
、
R
2
以及三个电流表串联
;
导线不允许交叉
)
(1)
①
如图所示
②小明将
S
3
闭合后
,
发现电流表均无示数。于是他用一只电压表对电路故障
(
电路中只有一处故障
)
进行了检测
,
将电压表接在
R
1
两端时
,
电压表与电流表均无示数
;
接在
R
2
两端时
,
电压表有示数
,
电流表无示数。电路中的故障是
。小明排除故障后继续实验
,
读出了电路中各电流表的示数
,
得到了串联电路中电流的关系是
:
串联电路中各处电流相等。
图
17-18
[
答案
] (1)
②
R
2
断路
[
解析
](1)
②闭合开关后
,
电流表无示数
,
说明电路故障为断路
;
电压表有示数
,
电流表无示数
,
说明电压表的正、负接线柱与电源两极相连
,
因此电路故障为此时与电压表并联的
R
2
断路。
1
.
[2016·
河北
34
题
7
分
]
小明利用如图
17-18
甲所示的电路探究串、并联电路中电流的关系。
(2)
完成上述实验后
,
小明继续探究并联电路中电流的关系。
①各开关的连接情况是
。
(
填写各开关断开或闭合
)
图
17-18
S
1
、
S
2
闭合
,S
3
断开
1
.
[2016·
河北
34
题
7
分
]
小明利用如图
17-18
甲所示的电路探究串、并联电路中电流的关系。
(2)
完成上述实验后
,
小明继续探究并联电路中电流的关系。
②分析实验中各电流表的示数
(
如图乙所示
),
可初步得出并联电路中电流的关系是
。
图
17-18
并联电路中干路电流等于各支路电流之和
1
.
[2016·
河北
34
题
7
分
]
小明利用如图
17-18
甲所示的电路探究串、并联电路中电流的关系。
(2)
完成上述实验后
,
小明继续探究并联电路中电流的关系。
③电阻
R
1
∶
R
2
=
。
图
17-18
[
答案
] (2)
③
1
∶
2
[
解析
] (2)
③并联电路各支路电压相等
,
在电压相等的情况下电流和电阻成反比
,
即
R
1
∶
R
2
=I
3
∶
I
2
=
0
.
8 A
∶
1
.
6 A
=
1
∶
2
。
1
.
[2016·
河北
34
题
7
分
]
小明利用如图
17-18
甲所示的电路探究串、并联电路中电流的关系。
(3)
为了验证结论的普遍性
,
你可以采用的方法是
。
图
17-18
[
答案
]
(3)
改变电源电压
[
解析
] (3)
为了验证结论的普遍性
,
应多次测量
,
可以采用的方法是改变电源电压。
1
.
[2016·
河北
34
题
7
分
]
小明利用如图
17-18
甲所示的电路探究串、并联电路中电流的关系。
[
拓展
]
(4)
在电源电压不变的情况下
,
小明两次实验中电路消耗的最大功率与最小功率之比
P
最大
∶
P
最小
=
。
图
17-18
[
答案
] (4)9∶2
考点二 探究影响电阻大小的因素
2.
[2015·
河北
34
题
7
分
]
学习了电学知识后
,
小明对影响电阻大小的部分因素进行了进一步的探究
,
器材有
:
开关、电流表、电源
(
电压恒为
1.5 V)
各一个
,
三根完全相同的合金丝
,
导线若干。
[
实验过程
]
电路如图
17-19
所示
,
将合金丝以不同方式分别接入电路
A
、
B
之间
,
闭合开关
S
后
,
记录的数据如表所示。
图
17-19
连接
方式
一根
两根
串联
三根
串联
两根
并联
三根
并联
电流表
示数
/A
0.3
0.2
1.2
1.8
0
.
6
回答下列问题
:
(1)
如图
17-20
所示是一根合金丝接入电路时电流表的示数
,
请将其填入表格中。
(2)
导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。
①电阻的大小与长度的关系
:
。
②电阻的大小与横截面积的关系
:
________________________________________
。
图
17-20
材料和横截面积相同时
,
导体的电阻跟长度成正比
材料和长度相同时
,
导体的电阻跟横截面积成
反比
(3)
进行多次测量的目的
:
________________________________________________
。
(4)
此实验也可得出电流与电阻的关系
:
____________________________________
。
图
17-20
得出电阻与导体长度和横截面积的关系
,
使结论更具普
遍性
导体两端的电压不变时
,
导体中的电流与
导体的电阻成反比
[
拓展
]
(5)
用上述合金材料制成的长
1 m
、横截面积为
1 mm
2
的电阻丝的阻值为
1 Ω,
而实验中所用合金丝的横截面积为
0.5 mm
2
,
则实验中一根合金丝的电阻为
Ω,
长度为
m
。
[
答案
] (5)2
.
5
1
.
25
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