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PAGE1專題十六電壓電阻總覽一、知識結(jié)構(gòu)二、知識清單+方法清單模塊一電壓知識清單知識清單一、電壓1.電壓的作用:電壓是使自由電荷定向移動(dòng)形成電流。物理學(xué)中常用字母U表示電壓。2.電源的作用:是給用電器兩端提供電壓。3.用類比法理解電壓的作用水壓電壓圖示分析抽水機(jī)提供水壓形成水流電源提供電壓形成電流4.電壓的單位(1)國際單位:伏特,簡稱伏,符號V。(2)常用單位:千伏(kV)、毫伏(mV)等。(3)單位換算:1kV=103V,1V=103mV5.常見的電壓值一節(jié)干電池的電壓為1.5V;一節(jié)鉛蓄電池的電壓為2V;手機(jī)電池的電壓為3.7V;家庭電路的電壓為220V;對人體安全的電壓為不高于36V。二、電壓的測量1.認(rèn)識電壓表(1)作用:測量電路兩端的電壓。(2)電壓表的電路符號:。(3)電壓表的構(gòu)造:三個(gè)接線柱(兩個(gè)紅色的為正接線柱、一個(gè)黑色的為負(fù)接線柱)、表盤、指針、調(diào)零螺絲等。2.電壓表的量程與分度值:實(shí)驗(yàn)室用電壓表有三個(gè)接線柱,兩個(gè)量程。(1)使用“-”與“3”接線柱時(shí),量程為0~3V,分度值為0.1V。(2)使用“-”與“15”接線柱時(shí),量程為0~15V,分度值為0.5V。電壓表的構(gòu)造電壓表的示數(shù)3.電壓表的讀數(shù):明確所選電壓表的量程;確定電壓表的分度值;由指針位置讀出示數(shù),先大格后小格。如圖所示,電壓表的量程0~15V;分度值為0.5V;示數(shù)為2.5V。4.電壓表的使用(1)使用前進(jìn)行調(diào)零。使用電壓表前應(yīng)該先觀察指針,是否指在零刻度線上,若不指在零刻度線,則調(diào)零旋鈕使指針指在零刻度線。(2)電壓表與被測用電器并聯(lián)。(3)電壓表的“+”接線柱靠近電源的正極,“-”接線柱靠近電源的負(fù)極。(4)被測電壓不能超過電壓表的最大量程。5.使用電壓表常見的錯(cuò)誤(1)正、負(fù)接線柱接反:這樣電壓表指針會(huì)反偏,損壞電壓表;(2)量程選擇不合理:指針偏角較小,電壓表量程選擇過大;指針偏轉(zhuǎn)超過最大刻度,電壓表量程選擇偏小。(3)電壓表串聯(lián)接入電路:此時(shí)電壓表測的是電源電壓,不能測出用電器兩端電壓。方法清單方法清單考向01電壓的概念常見電壓值 【例題1】(2023·四川自貢·中考真題)下列關(guān)于電壓值的說法錯(cuò)誤的是()A.一節(jié)干電池的電壓是1.5VB.電子手表內(nèi)氧化銀電池的電壓是1.5VC.我國家庭電路的電壓是110VD.對人體安全的電壓不高于36V【答案】C【詳解】A.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),一節(jié)新干電池電壓為1.5V,故A正確,不符合題意;B.一只氧化銀電池的電壓是1.5V,故B正確,不符合題意;C.我國家庭電路的電壓是220V,故C錯(cuò)誤,符合題意;D.為保護(hù)人用電安全,對人體安全的電壓不高于36V,故D正確,不符合題意。故選C。方法技巧1.電源、電壓、電流的關(guān)系:電源是提供電壓的裝置,電壓是形成電流的原因。電路中有電流必須要滿足兩個(gè)條件:電路兩端有電壓,且是通路。2.識記常見的電壓值:對于考查常見家用電器的工作電壓這類題目,要多看用電器的銘牌,識記常見的電壓值,一般家用電器的工作電壓為220V,小的用電器工作電壓一般為幾伏或幾十伏?!居?xùn)練1-1】(2024·江西·中考真題)生活中常用干電池作為,它是提供電壓的裝置,電壓是電路中形成的原因。【答案】電源電流【詳解】電源是提供電能的裝置,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,包括發(fā)電機(jī)、電池等,它的作用是給電路兩端提供電壓。電壓是使電路中形成電流的原因,電源是提供電壓的裝置。【訓(xùn)練1-2】在學(xué)習(xí)電學(xué)時(shí),小魯結(jié)合圖(甲)、(乙)作出以下類比,其中不正確的是(
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A.開關(guān)類似于閥門,可以控制電路通斷B.電源的作用類似于水泵,使電路兩端形成電壓C.水壓使水管中形成水流;類似地,電壓使電路中形成電流D.電流類似于水流,電源外部電流方向從電池負(fù)極經(jīng)用電器到正極【答案】D【詳解】A.閥門可以控制水的流動(dòng),開關(guān)類似于閥門,可以控制電路通斷,故A正確;B.水泵使兩邊水出現(xiàn)水壓,電源的作用類似于水泵,使電路兩端形成電壓,故B正確;C.水壓使水管中水流動(dòng)形成水流;類似地,電壓使電路中電荷定向移動(dòng)形成電流,故C正確;D.電流類似于水流,在電源外部,電流方向從電池正極經(jīng)用電器到負(fù)極,故D錯(cuò)誤。故選D??枷?2電壓表的使用 【例題2】在如圖所示的電路圖中,能用電壓表正確測出燈L1兩端電壓的是()ABCD【答案】B【詳解】A.由圖可知,電壓表與電源并聯(lián),測量電源電壓,故A不符合題意;B.由圖可知,電壓表與L1并聯(lián),測量L1兩端電壓,故B符合題意;C.由圖可知,電壓表與L2并聯(lián),測量L2兩端電壓,故C不符合題意;D.由圖可知,電壓表與L1并聯(lián),但電壓表的正負(fù)接線柱接反了,不能正確測量L1兩端電壓,故D不符合題意;故選B。方法技巧1.電壓表的使用:電壓表在使用時(shí)要先調(diào)零,選擇量程時(shí)要試觸,指針偏轉(zhuǎn)角度不到滿刻度的一半時(shí)測量誤差較大。2.判斷電壓表測量對象:以電壓表接在電路中的兩個(gè)連接點(diǎn)為分點(diǎn),可將電路分成兩部分,將兩點(diǎn)間含有電源的電路“去掉”,看電壓表與哪個(gè)用電器組成閉合電路,電壓表測量的就是哪個(gè)用電器兩端電壓。3.電壓表、電流表對電路的影響:在判斷含電表電路的結(jié)構(gòu)時(shí),可用“去表”法:①與電流表連接的部分看成短路,把電流表當(dāng)做一條導(dǎo)線;②與電壓表連接的部分看成斷路,把電壓表當(dāng)做一個(gè)斷開的開關(guān)。這樣就可以把一個(gè)看似復(fù)雜的電路簡化,然后認(rèn)準(zhǔn)各電表測量的對象,對電路作出準(zhǔn)確的判斷。【訓(xùn)練2-1】如圖所示,開關(guān)閉合時(shí),電壓表所測的是()A.電源電壓B.燈L1兩端的電壓C.燈L2兩端的電壓D.燈L1與L2兩端的電壓【答案】C【詳解】由圖知道,開關(guān)閉合時(shí),兩燈串聯(lián),電壓表與燈L2并聯(lián),所測的是燈L2兩端的電壓,故C符合題意,ABD不符合題意。故選C。【訓(xùn)練2-2】完成下列作圖。(1)如圖甲是某電路的實(shí)物圖,請根據(jù)實(shí)物圖在方框內(nèi)畫出對應(yīng)的電路圖。(2)如圖乙所示,請?jiān)凇啊稹眱?nèi)填入合適的電表,使閉合開關(guān)時(shí),L1,L2組成并聯(lián)電路?!敬鸢浮恳娤隆!驹斀狻浚?)由圖可知,兩燈并聯(lián),電流表串聯(lián)在L2支路上,開關(guān)在干路上,電路圖如圖所示:(2)電流表相當(dāng)于導(dǎo)線,電壓表相當(dāng)于斷路,電流從電源正極流出之后,必須分為兩支,才能使兩燈并聯(lián),故填表后如圖所示??枷?3用電壓表判斷電路故障【例題3】(多選題)(2024·山東煙臺(tái)·中考真題)如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),假設(shè)電路中只有一個(gè)元件發(fā)生故障,則故障的原因可能是()A.燈泡L1短路 B.燈泡L2短路 C.燈泡L1斷路 D.燈泡L2斷路【答案】AD【詳解】根據(jù)題意知,電壓表無示數(shù),一是電壓表并聯(lián)部分短路,即燈L1短路,二是電壓表兩接線柱到電源兩極中間某處斷路,即燈L2斷路,故AD符合題意,BC不符合題意。故選AD。方法技巧利用電壓表判斷電路故障的方法1.當(dāng)用電壓表去測某段電路兩端的電壓時(shí),若電壓表有示數(shù),則說明電壓表中有電流通過,或者說明電壓表的兩個(gè)接線柱到電源兩極之間是連通的,如果該電路中有斷路,則斷路處一定在電壓表所并聯(lián)的部分,此時(shí)電壓表示數(shù)接近電源電壓。如果有短路,則是與電壓表并聯(lián)電路以外的電路短路(簡稱“內(nèi)斷外短”),如圖所示。2.若電壓表無示數(shù),則說明電壓表中沒有電流通過,可能的原因是:電壓表的接線柱接觸不良;被測電路短路;除被測電路以外有斷路(簡稱“內(nèi)短外斷”),如圖乙所示。甲L1斷路或L2短路乙L1短路或L2斷路【訓(xùn)練3-1】如圖所示,閉合開關(guān)只有一個(gè)燈亮,電流表電壓表都有示數(shù),其原因可能是()A.L1短路 B.L1斷路 C.L2短路 D.L2斷路【答案】A【詳解】圖中兩個(gè)燈泡串聯(lián),電流表測量電路中的電流,電壓表測量L2的電壓;閉合開關(guān)只有一個(gè)燈亮,電流表有示數(shù),說明電路不是斷路,只可能短路,電壓表有示數(shù),說明電壓表沒有短路,只有一處故障,其原因可能是L1短路。故選A?!居?xùn)練3-2】(2024·江蘇鹽城·中考真題)在探究串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)時(shí),閉合開關(guān),燈泡都不發(fā)光,電壓表無示數(shù)。以下可能的是()
A.L1短路 B.L1斷路 C.L2短路 D.L2斷路【答案】B【詳解】A.由圖知,兩燈串聯(lián),電壓表測量的是L2兩端電壓,閉合開關(guān),燈泡都不發(fā)光,說明電路發(fā)生了斷路故障;電壓表無示數(shù),說明電壓表不能連接電源兩極,說明是L1發(fā)生了斷路故障,故ACD不符合題意,B符合題意。故選B。模塊二串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律知識清單知識清單【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄看?lián)電路中用電器兩端電壓與電源兩端電壓的規(guī)律?!緦?shí)驗(yàn)器材】規(guī)格不同的燈泡若干、電壓表、電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干?!驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】如圖所示,選用規(guī)格不同(選填“相同”或“不同”)的小燈泡L1、L2連接電路。根據(jù)電源電壓選擇電壓表的量程。將電壓表的兩端分別連到A與B、B與C、A與C之間,測量電壓U1、U2、U。改變兩個(gè)小燈泡的,重做上述實(shí)驗(yàn)。【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并收集證據(jù)】(1)根據(jù)電路圖連接電路,閉合電鍵,測出AB兩點(diǎn)間(即L1兩端)的電壓并記錄;(2)根據(jù)電路圖連接電路,閉合電鍵,測出BC兩點(diǎn)間(即L2兩端)的電壓并記錄;(3)根據(jù)電路圖連接電路,閉合電鍵,測出AC兩點(diǎn)的電壓(電源兩端電壓)并記錄;(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)序號L1兩端電壓U1/VL2兩端電壓U2/V電源兩端電壓U/V11.81.23.021.11.93.031.41.63.0【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得結(jié)論:串聯(lián)電路中,電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和。數(shù)學(xué)表達(dá)式:U=U1+U2?!窘涣髋c評估】(1)采用不同規(guī)格的小燈泡多次測量的目的是使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性,防止偶然性。(2)換用不同規(guī)格的小燈泡時(shí),各小燈泡兩端的電壓會(huì)發(fā)生改變,但電源兩端的電壓(總電壓)是不變的。(3)串聯(lián)電池組的電壓串聯(lián)電池組兩端的電壓等于每節(jié)電池兩端電壓之和,即U=1.5V×n(n為電池節(jié)數(shù))【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄坎⒙?lián)電路各支路用電器兩端的電壓與電源兩端電壓的關(guān)系?!緦?shí)驗(yàn)器材】【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】(選填“相同”或“不同”)電源【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】并聯(lián)電路中,電源兩端電壓與各支路用電器兩端電壓相等。數(shù)學(xué)表達(dá)式:U=U1=U2?!窘涣髋c評估】(1)當(dāng)電路中有多個(gè)用電器并聯(lián)時(shí),此結(jié)論仍然成立,表達(dá)式為U1=U2=U3=…=Un=U。(2)當(dāng)把幾節(jié)相同的新干電池并聯(lián)時(shí),并聯(lián)電池組兩端的電壓等于一節(jié)干電池兩端的電壓,即U=U1=1.5V。③采用不同的方法多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的方法清單方法清單考向01探究串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律【例題1】在“探究串聯(lián)電路中用電器兩端的電壓與電源兩端電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,器材有兩只燈泡、兩節(jié)新干電池、電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線等。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的電路圖如圖甲所示。(1)兩只燈泡的連接方式是,開關(guān)(選填“是”或“不是”)電路的一個(gè)組成部分;(2)按電路圖連接好實(shí)物后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)兩燈泡都不發(fā)光,隨即輕輕按壓燈泡L1,發(fā)現(xiàn)兩燈泡依然不發(fā)光;再輕輕按壓燈泡L2,兩燈泡均發(fā)光。根據(jù)這一現(xiàn)象,請寫出電路中出現(xiàn)故障的原因:;(3)先測出AB兩端的電壓為1.6V,再測出BC兩端的電壓如圖乙所示,為V;(4)為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模酉聛響?yīng)測量兩端的電壓并記錄。若要得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,做法是?!敬鸢浮浚?)串聯(lián)是;(2)見解析;(3)1.3;(4)AC見解析【詳解】(1)圖甲中,電路中電流只有一條路徑,是串聯(lián)電路,兩只燈泡串聯(lián)連接。開關(guān)是控制電路通斷的,是電路的一個(gè)組成部分。(2)兩燈泡串聯(lián),閉合開關(guān),兩燈不亮,按L1,兩燈不亮,說明L1以外部分電路可能存在斷路,按壓L2,兩燈均發(fā)光,說明L2處斷路了,故障是:燈泡L2與燈座接觸不良。(3)由圖乙知,電壓表選用小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為1.3V。(4)測量AB及BC兩端的電壓,即為兩燈兩端的電壓,要探究串聯(lián)電路中用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓的關(guān)系,還需要測量兩燈的總電壓,所以接下來應(yīng)測量AC兩端的電壓。為避免實(shí)驗(yàn)的偶然性,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,應(yīng)更換不同規(guī)格的燈泡進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。方法技巧探究串聯(lián)電路電壓規(guī)律常考的三個(gè)問題1.燈泡的選擇:為了得出普遍規(guī)律,,應(yīng)該選用規(guī)格不同的燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2.電壓表的使用規(guī)則:注意量程的選擇及接線柱是否正確。3.實(shí)驗(yàn)改進(jìn):用一個(gè)電壓表測量三處電壓時(shí),需要拆線,實(shí)驗(yàn)改用三個(gè)電壓表可以直接測量出三個(gè)電壓值,方便、直接,提高了實(shí)驗(yàn)的效率,便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?!居?xùn)練1-1】在“探究并聯(lián)電路各支路用電器兩端的電壓與電源兩端電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小明使用了兩個(gè)相同的燈泡。(1)如圖甲所示電路,把電壓表接在a、b兩點(diǎn)之間時(shí),閉合,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,電壓表的讀數(shù)為V;(2)依次將電壓表接在電路中的ab、cd、ef兩點(diǎn)之間,小明發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)相等。由此他得出結(jié)論:并聯(lián)電路中,各支路用電器兩端的電壓相等。此結(jié)論(選填“科學(xué)”或“不科學(xué)”),接下來應(yīng)該進(jìn)行的操作是更換不同規(guī)格的燈泡,改變電源電壓,再做幾次實(shí)驗(yàn),這樣做的目的是;A.減小誤差B.尋找普遍規(guī)律(3)小明發(fā)現(xiàn)家里客廳的燈比臥室的燈亮,兩燈對應(yīng)的電壓U1和U2的大小關(guān)系是U1(選填“>”“<”或“=”)U2。判斷的依據(jù)是并聯(lián)電路中,各支路用電器兩端的電壓?!敬鸢浮浚?)開關(guān)2.8;(2)不科學(xué)B;(3)=相等【詳解】(1)連接好電路,應(yīng)閉合開關(guān),讓電路接通,用電器工作。由圖乙知,電壓表選用小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為2.8V。(2)小明用相同規(guī)格的燈泡只進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn),得出的結(jié)論具有偶然性,所以不科學(xué)。為了得到具有普遍性的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,更換不同規(guī)格的燈泡,改變電源電壓進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。故A不符合題意,B符合題意。故選B。(3)家庭電路中,各用電器之間是并聯(lián)連接,即客廳的燈和臥室的燈是并聯(lián)連接,而并聯(lián)電路中,各支路用電器兩端的電壓相等,所以兩燈對應(yīng)的電壓相等?!居?xùn)練1-2】在“探究串聯(lián)電路電壓規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中:(1)為了使探究得出的結(jié)論具有普遍意義,L1、L2應(yīng)該選擇規(guī)格(選填“相同”或”不同”)的小燈泡;(2)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于狀態(tài)。小明根據(jù)電路圖連接電路,閉合開關(guān)前,發(fā)現(xiàn)電壓表的指針指在零刻度的左側(cè),造成這種現(xiàn)象的原因是?!敬鸢浮浚?)不同;(2)斷開電壓表未調(diào)零【詳解】(1)為了避免偶然性,尋找普遍規(guī)律,使得出的結(jié)論具有普遍意義,應(yīng)選用規(guī)格不相同的燈泡實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。(2)為了保護(hù)電路,連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)。根據(jù)電表的使用方法可知,在使用電流表或電壓表之前,要注意指針調(diào)零;因此閉合開關(guān)前,發(fā)現(xiàn)電壓表的指針指在零刻度的左側(cè),造成這種現(xiàn)象的原因是沒有調(diào)零??枷?2串、并聯(lián)電路的電壓規(guī)律的應(yīng)用【例題2】(2023·湖南懷化·中考真題)在圖所示電路中,閉合開關(guān)后電壓表V1的示數(shù)為2.5V,V的示數(shù)為4.5V,則電路的電源電壓為V,燈L2兩端電壓為V?!敬鸢浮?.52【詳解】由電路圖知,兩燈串聯(lián),電壓表V測電源電壓,V1測燈L1兩端的電壓,V2測燈L2兩端的電壓,所以電源電壓為4.5V。據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)得,燈L2兩端電壓U2=U-U1=4.5V-2.5V=2V。方法技巧三解串、并聯(lián)電路電壓和電流的應(yīng)用問題1.明確電路是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,對于復(fù)雜的電路可用等效法簡化電路。2.分析電壓表測干路電壓還是支路電壓;分析電流表測干路電流還是支路電流。3.運(yùn)用串、并聯(lián)電路電壓、電流規(guī)律解題?!居?xùn)練2-1】小明家衛(wèi)生間裝有照明燈和換氣扇,簡化電路如圖所示,下列說法正確的是()A.照明燈和換氣扇不能同時(shí)工作B.照明燈和換氣扇都工作時(shí),通過它們的電流一定相等C.照明燈和換氣扇都工作時(shí),它們兩端的電壓一定相等D.若照明燈發(fā)生斷路故障,閉合開關(guān)S2后,換氣扇也無法工作【答案】C【詳解】A.當(dāng)開關(guān)都閉合時(shí),照明燈和換氣扇同時(shí)工作,故A錯(cuò)誤;B.照明燈和換氣扇都工作時(shí),電壓相同,但是電流不同,故B錯(cuò)誤;C.照明燈和換氣扇是并聯(lián)電路,根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn),它們兩端的電壓相等,故C正確;D.由于照明燈和換氣扇是并聯(lián)電路,獨(dú)立工作,互不影響,故若照明燈發(fā)生斷路故障,閉合開關(guān)S2后,換氣扇工作,故D錯(cuò)誤。故選C?!居?xùn)練2-2】如圖所示,電源電壓恒定不變。(1)當(dāng)S閉合時(shí),電壓表的示數(shù)為4V,電壓表測量的是什么電壓?電源電壓為多少?(2)當(dāng)S斷開時(shí),電壓表的示數(shù)為1.5V,L1和L2是串聯(lián)還是并聯(lián)?電壓表測量的是什么電壓?L2兩端的電壓是多少?【答案】(1)L1或電源電壓,4V;(2)串聯(lián),L1,2.5V【詳解】(1)當(dāng)S閉合時(shí),燈泡L2發(fā)生短路,即此時(shí)電壓表測的是L1兩端的電壓,同時(shí)也是電源電壓,此時(shí)電壓表的示數(shù)是4V,即電源電壓是U=4V(2)當(dāng)S斷開時(shí),兩燈泡串聯(lián),且電壓表測得是L1兩端的電壓,此時(shí)電壓表示數(shù)為1.5V,故L1兩端的電壓U1=1.5V根據(jù)串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各用電器兩端的電壓之和可知,此時(shí)L2兩端的電壓應(yīng)是U2=U-U1=4V-1.5V=2.5V答:(1)當(dāng)S閉合時(shí),電壓表的示數(shù)為4V,測量的是L1兩端的電壓,也是電源電壓;電源電壓為4V;(2)當(dāng)S斷開時(shí),L1和L2是串聯(lián);電壓表測量的是L1兩端的電壓,L2兩端的電壓是2.5V??枷?3用電壓表和電流表判斷電路故障【例題3】(2024·四川達(dá)州·中考真題)如圖所示電路,閉合開關(guān)后,整個(gè)電路正常工作。其中一盞燈突然熄滅,兩只電表示數(shù)均變大,則該電路可能發(fā)生的故障為()A.L1短路 B.L2短路 C.L1開路 D.L2開路【答案】A【詳解】由圖可知,兩燈串聯(lián),電壓表測L2兩端電壓,電流表測串聯(lián)電路電流;A.如果L1短路,則串聯(lián)電路的總電阻變小,由歐姆定律可知,電路中電流變大,則電流表示數(shù)變大。由于L1短路,電路中只有L2,L2兩端電壓等于電源電壓,電壓表示數(shù)變大。此時(shí)燈泡L2發(fā)光。則A符合題意;B.如果L2短路,電路中電流變大,電流表的示數(shù)變大,由于電壓表測L2兩端電壓,則電壓表的示數(shù)為0,即電壓表的示數(shù)變小,故B不符合題意;C.如果L1開路,兩個(gè)電表與電源不通,則兩個(gè)電表的示數(shù)都變?yōu)?,即示數(shù)都變小。故C不符合題意;D.如果L2開路,電路斷路,電流表的示數(shù)變小。此時(shí)電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓,則電壓表的示數(shù)變大。故D不符合題意。故選A?!居?xùn)練3-1】(2023·四川達(dá)州·中考真題)如圖所示,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,燈泡L1、L2都發(fā)光。一段時(shí)間后,由于某個(gè)燈泡發(fā)生故障,使兩燈都熄滅,且電流表示數(shù)為零,電壓表示數(shù)變大,則下列說法正確的是()
A.燈泡L1和L2發(fā)光時(shí),兩燈并聯(lián)B.燈泡熄滅是由于燈L2斷路造成的C.燈泡熄滅是由于燈L1斷路造成的D.燈泡熄滅是由于燈L2短路造成的【答案】C【詳解】A.開關(guān)閉合后,兩個(gè)燈泡串聯(lián)在電路中,電流表測電路中的電流,電壓表測的是L1兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,此時(shí)電壓表示數(shù)要小于電源電壓,故A錯(cuò)誤;BCD.某燈泡發(fā)生故障,兩燈泡都熄滅,電流表示數(shù)為零,說明電路出現(xiàn)了斷路現(xiàn)象,電壓表的示數(shù)比原來還大,說明電壓表和電源之間是接通的,即測量的是電源電壓,所以故障是與電壓表并聯(lián)的燈泡L1斷路造成的,故BD錯(cuò)誤,C正確。故選C。【訓(xùn)練3-2】如圖所示電路,當(dāng)開關(guān)閉合,兩燈正常發(fā)光。使用中發(fā)現(xiàn)兩燈突然熄滅,電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)增大,則故障可能是()A.燈L1被短接 B.燈L2被短接 C.燈L1斷路 D.燈L2斷路【答案】D【詳解】首先分析電路,此電路是串聯(lián),電壓表測量燈泡L2當(dāng)使用中發(fā)現(xiàn)兩燈突然熄滅,說明是斷路,電壓表示數(shù)增大,則故障可能是電壓表并聯(lián)的L2斷路了,正確選D.【訓(xùn)練3-3】如圖所示電路,電源由兩節(jié)干電池組成,閉合開關(guān),兩個(gè)小燈泡都發(fā)光,兩電表均有示數(shù)。過一段時(shí)間后,兩個(gè)小燈泡都熄滅,兩電表中有一個(gè)電表指針接近滿偏,另一個(gè)電表指針幾乎指到零刻度線。若電路中只有一處故障,則下列說法正確的是()A.小燈泡Ll短路 B.小燈泡L2斷路C.電流表示數(shù)變大 D.電壓表示數(shù)變小【答案】B【詳解】由電路圖知,兩燈泡串聯(lián)在電路中,電壓表測量燈泡L2兩端電壓,電流表測量通過電路的電流;兩個(gè)小燈泡都熄滅,電路中只有一處故障,則是電路某處斷開;A.若小燈泡Ll短路,小燈泡L2會(huì)發(fā)光,則兩個(gè)電表的示數(shù)都變大,故A不符合題意;B.若小燈泡L2斷路,則電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)變大、接近電源電壓,故B符合題意;CD.若電流表示數(shù)變大,則電路有電流,則有燈泡會(huì)發(fā)光;若電壓表示數(shù)變小,則電流表示數(shù)變大,亦是如此,故CD不符合題意。故選B。模塊三電阻知識清單知識清單一、電阻1.概念:在物理學(xué)中,用電阻表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。用字母R表示。2.單位:(1)國際單位:歐姆,簡稱歐,符號Ω.(2)常用單位:千歐(kΩ)、兆歐(MΩ).(3)換算關(guān)系:1kΩ=103Ω1MΩ=103kΩ.3.電阻器:在電子技術(shù)中,我們常用到有一定電阻值的元件——電阻器,也叫做定值電阻。電路圖中用符號表示。4.對電阻的理解:(1)導(dǎo)體的電阻越大,表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大。在相同的電壓下,導(dǎo)體對電流的阻礙作用(電阻)越大,電路中的電流越小。(2)導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),由自身情況決定。不管這個(gè)導(dǎo)體是否連入電路,是否有電流通過,也不管它兩端的電壓是否改變,導(dǎo)體對電流的阻礙作用(電阻)總是不變的。5.一些物體的電阻值小燈泡約10歐人體約幾千歐白熾燈約800歐電流表約0.1歐熱水壺約50歐電壓表約幾十兆歐二、探究影響電阻大小的因素【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄侩娮璧拇笮∨c什么因素有關(guān)?!緦?shí)驗(yàn)器材】三根鎳鉻合金絲a、c、d,a、c長度相同、粗細(xì)不同;a、d粗細(xì)相同、長度不同,b是銅絲,與a長度、粗細(xì)相同;電流表,電源,開關(guān),導(dǎo)線若干,酒精燈,日光燈絲等?!驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】(1)實(shí)驗(yàn)方法①控制變量法:在探究電阻的大小可能與導(dǎo)體的材料、導(dǎo)體的長度、導(dǎo)體的粗細(xì)、導(dǎo)體的溫度有關(guān)時(shí),利用控制變量法去探究每一個(gè)因素對電阻大小的影響。②轉(zhuǎn)換法:在電源電壓不變的情況下,通過電流表的示數(shù)或燈泡亮度來判斷導(dǎo)體電阻的大小。(2)實(shí)驗(yàn)器材:電源(電池或蓄電池)、導(dǎo)線、規(guī)格不同的鎳鉻合金絲、錳銅合金絲、電流表、燈泡、開關(guān)、【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)】(1)根據(jù)所研究的問題連接如圖所示的實(shí)物圖。探究導(dǎo)體的電阻與長度、橫截面積、材料及溫度的關(guān)系(2)選用長度和橫截面積相同的錳銅合金絲a和鎳鉻合金絲b,分別將它們接入電路,觀察電流表的示數(shù),記入表格中。(3)選用橫截面積相同,長度不同的兩根鎳鉻合金絲b和c,分別將它們接入電路,觀察電流表的示數(shù),記入表格中。(4)選用長度相同,橫截面積不同的兩根鎳鉻合金絲b和d,分別將它們接入電路,觀察電流表的示數(shù),記入表格中。(5)探究導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系控制導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積相同,導(dǎo)體的溫度不同。用酒精燈給日光燈絲加熱,觀察燈泡的亮暗情況及電流表的示數(shù),記入表格中。(6)數(shù)據(jù)收集【分析論證】(1)電阻與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積的關(guān)系①由實(shí)驗(yàn)次數(shù)1與2可得出:在導(dǎo)體的長度和橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)。②由實(shí)驗(yàn)次數(shù)2與3可得出:在導(dǎo)體的材料和橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體的長度越長,電阻越大。③由實(shí)驗(yàn)次數(shù)2與4可得出:在導(dǎo)體的材料和長度相同時(shí),導(dǎo)體的橫截面積越大,電阻越小。(2)金屬導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系:同一燈絲的電阻隨溫度的升高而增大?!緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積有關(guān);材料一定時(shí),導(dǎo)體越長、橫截面積越小,導(dǎo)體的電阻越大;導(dǎo)體越短、橫截面積越大,導(dǎo)體的電阻越小。在一定條件下,金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大。三、半導(dǎo)體與超導(dǎo)體1.半導(dǎo)體(1)概念:有些材料,如硅和鍺,導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間,常常稱為半導(dǎo)體。(2)特點(diǎn):半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能比導(dǎo)體差,比絕緣體好;半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能受溫度、壓力、光照等因素的影響較大。(3)應(yīng)用:利用半導(dǎo)體材料可制成光敏電阻、熱敏電阻、壓敏電阻、晶體管、集成電路等。2.超導(dǎo)現(xiàn)象(1)超導(dǎo)現(xiàn)象:某些物質(zhì)在溫度很低時(shí),如鋁在-271.76°C以下,鉛在-265.95°C以下,電阻就變?yōu)?,這就是超導(dǎo)現(xiàn)象。電阻為0的材料稱為超導(dǎo)材料,超導(dǎo)材料也稱為超導(dǎo)體。(2)超導(dǎo)現(xiàn)象應(yīng)用于實(shí)際的好處:①延長電路元件的使用壽命;②降低電能損耗;③實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備微型化。(3)超導(dǎo)材料的應(yīng)用:利用超導(dǎo)材料可制造超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)、超導(dǎo)電纜、磁懸浮列車等。目前,超導(dǎo)材料還沒有廣泛應(yīng)用于生活實(shí)際的主要原因是還沒有發(fā)現(xiàn)常溫下的超導(dǎo)體。方法清單方法清單考向01電阻【例題1】下列有關(guān)電阻的說法正確的是()A.導(dǎo)體的電阻越大,表明導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)B.導(dǎo)體兩端的電壓為0時(shí),電阻也為0C.導(dǎo)體中的電流為零時(shí)電阻也為零D.導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積等因素有關(guān)【答案】D【詳解】A.導(dǎo)體的電阻越大,表明導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越弱,故A錯(cuò)誤;B.導(dǎo)體兩端的電壓為0時(shí),電阻不為0,因?yàn)殡娮枧c電壓無關(guān),故B錯(cuò)誤;C.導(dǎo)體中的電流為零時(shí),電阻不為0,因?yàn)殡娮枧c電流無關(guān),故C錯(cuò)誤;D.導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積等因素有關(guān),故D正確。故選D。方法技巧對電阻的理解電阻表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用的大小,是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),電阻的大小與電流、電壓無關(guān)。只能說電流的大小與電阻大小有關(guān),不能說電阻受電流的影響?!居?xùn)練1-1】以下說法中正確的是()A.絕緣體有電阻,導(dǎo)體沒有電阻B.導(dǎo)體兩端電壓為零時(shí),電流為零,但電阻不為零C.只有導(dǎo)體才能用于做電工材料D.通過導(dǎo)體的電流越大,導(dǎo)體的電阻就一定越小【答案】B【詳解】A.絕緣體是不容易導(dǎo)電,有電阻,導(dǎo)體是容易導(dǎo)電,也是有電阻的,故A錯(cuò)誤;B.導(dǎo)體兩端電壓為零時(shí),電流為零,但是電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),不受電壓、電流的影響,電阻不為零,故B正確;C.導(dǎo)體和絕緣體都是可以做電工材料的,故C錯(cuò)誤;D.電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),不受電壓、電流的影響,通過導(dǎo)體的電流越大,導(dǎo)體的電阻大小不變,故D錯(cuò)誤。故選B?!居?xùn)練1-2】物理學(xué)家歐姆通過大量實(shí)驗(yàn)和理論研究發(fā)現(xiàn)了電流與電壓和電阻的關(guān)系,即“歐姆定律”,為了紀(jì)念歐姆的杰出貢獻(xiàn),以他的名字命名為物理量的單位;為了紀(jì)念意大利物理學(xué)家,以他的名字命名為電壓的單位?!敬鸢浮侩娮璺亍驹斀狻繗W姆是德國物理學(xué)家,他最先提出了歐姆定律,后來人們?yōu)榱思o(jì)念歐姆的貢獻(xiàn),將電阻的單位命名為歐姆。意大利科學(xué)家伏特發(fā)明了最早的化學(xué)電源——伏打電堆,人們以他的名字來命名電壓的單位??枷?2探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素 【例題2】探究“導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,a、b、c三條金屬電阻絲長度相同;a為錳銅絲,b、c為鎳鉻合金絲;b的橫截面積是c的橫截面積的2倍;a、b橫截面積相同。(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于狀態(tài);(2)為了探究電阻跟導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系,應(yīng)該選用編號兩根電阻絲分別接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn);(3)若選用a、b兩根電阻絲分別接入電路M、N兩點(diǎn)間,是探究導(dǎo)體電阻的大小與的關(guān)系;(4)該實(shí)驗(yàn)中通過的大小來反映導(dǎo)體電阻的大小,這種方法叫做法?!敬鸢浮繑嚅_b、c導(dǎo)體的材料電流表讀數(shù)轉(zhuǎn)換【詳解】(1)為了保護(hù)電路,在連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)。(2)根據(jù)控制變量法,為了探究電阻和橫截面積的關(guān)系,應(yīng)控制材料、長度相同,所以應(yīng)選用b、c兩根電阻絲。(3)a、b兩根電阻絲長度、橫截面積相同,材料不同,所以若將這兩根電阻絲接入電路,探究的是導(dǎo)體的電阻與材料的關(guān)系。(4)電流表可用來測量電路電流大小,能精確地反映電路中電流的變化情況,所以該實(shí)驗(yàn)中通過電流表讀數(shù)的大小來反映導(dǎo)體電阻的大小,這是轉(zhuǎn)換法。方法技巧探究導(dǎo)體電阻大小與哪些因素有關(guān)時(shí)的“兩種方法、兩點(diǎn)注意”1.本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的兩種科學(xué)研究方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法。2.①在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟時(shí),要注意正確運(yùn)用控制變量法;②做出猜想時(shí),要注意猜想全面,考慮到影響導(dǎo)體電阻大小的因素有導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度。【訓(xùn)練2-1】在做探究“影響電阻大小的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí),將一根粗細(xì)均勻的鎳鉻合金絲截成兩段后分別接入電路中,如圖所示。則這個(gè)實(shí)驗(yàn)探究的是()A.導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系 B.導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系C.導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度的關(guān)系 D.導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體溫度的關(guān)系【答案】C【詳解】由導(dǎo)體的決定因素可知,電阻的大小與四個(gè)因素有關(guān),因此要探究導(dǎo)體電阻的大小與決定因素的關(guān)系,需要用到控制變量法。由題意可知,將一根粗細(xì)均勻的電阻絲分成兩段,由此可以確定這兩段電阻絲的材料、橫截面積是相同的,根據(jù)圖示的兩根電阻絲,可以知道電阻絲的長度不同,因此實(shí)驗(yàn)探究的是導(dǎo)體的電阻與長度的關(guān)系,故ABD不符合題意,C符合題意。故選C。【訓(xùn)練2-2】在“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”中,用如圖的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),①②④橫截面積相同,③橫截面積最大;①③④長度相同,②長度最長;①②③材料相同,④與它們的材料不同。(1)該實(shí)驗(yàn)中,通過觀察(選填“電流表示數(shù)”或“燈泡亮度”)來反映電阻的大??;(2)選用①②兩根導(dǎo)體分別接入電路,可探究導(dǎo)體電阻的大小與的關(guān)系;(3)選用兩根導(dǎo)體分別接入圖中M、N兩點(diǎn)間,可探究導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體的材料有關(guān);(4)將①③兩段金屬絲串聯(lián)接入同一電路中,流過①③的電流關(guān)系是I①I③(選填“<”、“>”或“=”)?!敬鸢浮侩娏鞅硎緮?shù)長度①④=【詳解】(1)實(shí)驗(yàn)中通過電流表示數(shù)的大小來反映電阻的大小,所以采用的是轉(zhuǎn)換法。(2)選用①②兩根導(dǎo)體分別接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),①②的材料、橫截面積相同,長度不同,可驗(yàn)證導(dǎo)體電阻與長度的關(guān)系。(3)要探究導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體材料的關(guān)系,需要控制導(dǎo)體的長度、橫截面積相同,改變導(dǎo)體的材料,材料①④符合題意。(4)將①③兩段金屬絲串聯(lián)接入同一電路中,根據(jù)串聯(lián)電路的電路規(guī)律可知,串聯(lián)電路中處處電流相同,即I①=I③??枷?3半導(dǎo)體與超導(dǎo)體 【例題3】2023年8月29日,橫空出世的華為新手機(jī)mate60向世界展示了中國高科技企業(yè)的集體實(shí)力。手機(jī)、智能家用電器、軍事領(lǐng)域等都離不開芯片,芯片核心主要是由材料制成的;科學(xué)家發(fā)現(xiàn),鋁在-271.76℃以下時(shí),電阻變成了零,這就是現(xiàn)象?!敬鸢浮堪雽?dǎo)體超導(dǎo)【詳解】半導(dǎo)體在介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì),芯片核心主要是由半導(dǎo)體材料制成的。當(dāng)降到一定溫度時(shí),導(dǎo)體的電阻變?yōu)榱?,叫做超?dǎo)現(xiàn)象。【訓(xùn)練3-1】現(xiàn)代生產(chǎn)生活中需要各種各樣的材料,下列分析正確的是()A.導(dǎo)體的電阻是由其兩端的電壓和通過的電流決定B.超導(dǎo)體材料可以應(yīng)用在電飯鍋等電器上C.有些半導(dǎo)體材料對光比較敏感,可以制造光敏電阻D.橡膠、鋁、塑料都是很好的絕緣材料【答案】C【詳解】A.導(dǎo)體的電阻與材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān);與加在導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān),故A錯(cuò)誤;B.超導(dǎo)體的電阻為零,不可以用在電飯鍋上面,故B錯(cuò)誤;C.半導(dǎo)體材料可以制成熱敏、光敏、壓敏電阻,對光比較敏感的半導(dǎo)體材料,可以制造光敏電阻,故C正確;D.橡膠、塑料都是很好的絕緣材料,鋁是較好的導(dǎo)體,故D錯(cuò)誤。故選C。模塊四變阻器知識清單知識清單一、變阻器1.變阻器:能改變接入電路中電阻大小的元件叫做變阻器。常見的有:滑動(dòng)變阻器、電阻箱、電位器等。2.滑動(dòng)變阻器(1)構(gòu)造:電阻線,接線柱ABCD、金屬桿、滑片P等。變阻器結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖變阻器符號(2)原理:改變接入電路中電阻絲的長度來改變電路的電阻。(3)結(jié)構(gòu)示意圖和符號如圖所示,A、B、C、D分別表示四個(gè)接線柱,P表示滑片。(4)銘牌上各物理量的意義:如圖所示,一滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω1.5A”,其中“20Ω”表示變阻器接入電路中的阻值可以在0?20Ω之間變化;“1.5A”表示允許通過的最大電流是1.5A。(5)滑動(dòng)變阻器的接法:滑動(dòng)變阻器應(yīng)串聯(lián)接入電路,兩個(gè)接線柱按照“一上一下”的方式接入電路中。若按照“同上”或“同下”的接法,則不能改變電阻。甲乙①如圖甲所示,滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻絲是AP段,滑片向右移動(dòng),滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻絲變長,阻值變大;滑片向左移動(dòng)時(shí),連入電路中的電阻絲變短,阻值變小。②如圖乙所示,滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻絲是BP段,滑片向右移動(dòng),滑動(dòng)變阻器連入電
路中的電阻絲變短,阻值變??;滑片向左移動(dòng)時(shí),連入電路中的電阻絲變長,阻值變大。③如圖丙所示,把接線柱C、D連入電路時(shí),相當(dāng)于一條導(dǎo)線,滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為0,移動(dòng)滑片不能改變電阻。丙?、苋鐖D丁所示,把接線柱A、B連入電路時(shí),電流要經(jīng)過全部電阻線,此時(shí)變阻器連入電路的電阻值為變阻器的最大阻值,相當(dāng)于一個(gè)定值電阻,移動(dòng)滑片不能改變電阻。3.電阻箱(1)電阻箱的特點(diǎn):電阻箱由若干個(gè)不同阻值的定值電阻,按一定的方式連接而成,是一種可以調(diào)節(jié)電阻大小并且能夠顯示出電阻阻值的變阻器。(2)電阻箱的讀數(shù):使用時(shí),把兩個(gè)接線柱接入電路,調(diào)節(jié)旋盤就能得到0~×××××Ω(通常為9999.9Ω)之間的任意阻值。各旋盤對應(yīng)的指示點(diǎn)的示數(shù)乘以面盤上標(biāo)出的倍數(shù),然后加在一起,就是接入電路的阻值。如圖所示電阻箱接入電路的阻值為=3000+600+8=3608Ω。(3)插孔式電阻箱:插入式電阻箱的工作原理為:把銅塞插進(jìn)去,靠銅棒來短接下面的電阻,電流不從電阻絲走了使之失去作用來調(diào)整電阻大小的;缺點(diǎn)是阻值不能連續(xù)變化,只能是幾個(gè)固定阻值電阻的組合數(shù)。如圖所示電阻箱接入電路的阻值為1+2=3Ω。二、用滑動(dòng)變阻器改變小燈泡的亮度用滑動(dòng)變阻器改變小燈泡的亮度,滑動(dòng)變阻器應(yīng)該與小燈泡串聯(lián)。移動(dòng)變阻器的滑片時(shí),電阻變大→電流變小→燈泡變暗;電阻變小→電流變大→燈泡變亮;所以滑動(dòng)變阻器可以起到控制電路中電流的作用(也叫限流作用)。三、用滑動(dòng)變阻器控制電阻兩端的電壓利用滑動(dòng)變阻器可以改變定值電阻兩端的電壓。方法是“換大調(diào)大,換小調(diào)小”(即如果定值電阻的阻值變大時(shí),則需要把滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值也變大)。四、變阻器的應(yīng)用1.電位器及其應(yīng)用滑動(dòng)變阻器一般只在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用。有些家用電器(如收音機(jī))音量調(diào)節(jié)的器件也是一種變阻器,通常稱為電位器。(1)機(jī)械式電位器:如圖所示是機(jī)械式電位器,由內(nèi)部構(gòu)造圖可知,電位器在電路相當(dāng)于滑動(dòng)變阻器的作用。如圖所示,把A和B兩個(gè)接線柱串聯(lián)接入收音機(jī)電路,當(dāng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),接入電路中的電阻變大,電流變小,音量變小,反之音量變大。電位器電位器結(jié)構(gòu)圖電位器原理(2)數(shù)字電位器數(shù)字電位器是一種用數(shù)字信號控制阻值的器件(集成電路)。與機(jī)械式電位器相比,數(shù)字電位器具有可程序控制改變阻值、耐震動(dòng)、噪聲小、壽命長、抗環(huán)境污染等重要優(yōu)點(diǎn),因而,已在自動(dòng)檢測與控制、智能儀器儀表、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等許多重要領(lǐng)域得到應(yīng)用。2.變阻器在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用實(shí)例(1)亮度可變的燈、轉(zhuǎn)動(dòng)速度可變的電風(fēng)扇、舞臺(tái)用到的調(diào)音臺(tái)、家庭用的調(diào)溫電褥子等都是應(yīng)用了變阻器。(2)汽車油量表、稱重儀、測高儀等也應(yīng)用了變阻器。方法清單方法清單考向01滑動(dòng)變阻器的使用 【例題1】在圖所示的電路中,閉合開關(guān)S后,要使滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)減小,則M、N應(yīng)與滑動(dòng)變阻器上的哪兩個(gè)接線柱連接()A.M接C、N接DB.M接A、N接BC.M接A、N接DD.M接C、N接B【答案】C【詳解】滑片向右移動(dòng),電流表示數(shù)減?。徽f明滑片向右移動(dòng)時(shí)接入電路的阻值變大,所以應(yīng)將M接A,N接C或D,或者M(jìn)接C,N接A,故C符合題意,ABD不符合題意。故選C。方法技巧滑動(dòng)變阻器的使用及接法1.使用:滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)用電器中的電流時(shí),要使滑動(dòng)變阻器與用電器串聯(lián),根據(jù)滑動(dòng)變阻器的使用規(guī)則,閉合開關(guān)前,應(yīng)使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大。2.接法:“一上一下”接入電路中,接入電路的有效部分取決于下方接線柱?!居?xùn)練1-1】當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向a端滑動(dòng)時(shí),下列四種接法中,變阻器阻值變小的是()ABCD【答案】C【詳解】A.由圖可知,滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為零,移動(dòng)滑片,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值不變,故A不符合題意;B.由圖可知,向a端移動(dòng)滑片時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻絲長度變長,則滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變大,故B不符合題意;C.由圖可知,向a端移動(dòng)滑片時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻絲長度變短,則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小,故C符合題意;D.由圖可知,向a端移動(dòng)滑片時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻絲長度變長,則滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變大,故D不符合題意。故選C?!居?xùn)練1-2】如圖的電路中,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),下列判斷正確的是()A.電流表、電壓表的示數(shù)都變小B.電流表、電壓表的示數(shù)都變大C.電流表的示數(shù)變大,電壓表的示數(shù)變小D.電流表的示數(shù)變小,電壓表的示數(shù)變大【答案】A【詳解】分析電路圖可知,燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電流表測量電路中電流,當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器的電阻變大,則電路中的總電阻變大,則電路中的電流變小,所以電流表示數(shù)變?。挥纱?lián)電路中電壓規(guī)律可知,滑動(dòng)變阻器的電阻變大,則滑動(dòng)變阻器兩端電壓增大,則燈泡兩端電壓變小,由于電壓表測量燈泡兩端電壓,所以電壓表示數(shù)變小,故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選A。考向02變阻器在生活中的使用【例題2】如圖是一種測定油箱內(nèi)油量的裝置,其中R是滑動(dòng)變阻器的電阻片。當(dāng)油量增加時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片P向下移動(dòng),則電路中()A.總電阻增大,電流減小 B.總電阻增大,電流增大C.總電阻減小,電流減小 D.總電阻減小,電流增大【答案】D【詳解】當(dāng)油量增加時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片P向下移動(dòng),接入電路中的電阻絲長度變短,所以滑動(dòng)變阻器的阻值減小,故電路中的總電阻減小,由于電阻是對電流的阻礙作用,所以電路中電流增大,故D符合題意,ABC不符合題意。故選D。方法技巧生活中的滑動(dòng)變阻器在分析滑動(dòng)變阻器的實(shí)際應(yīng)用題時(shí),要認(rèn)真分析應(yīng)用原理圖,明確電路中的哪部分相當(dāng)于滑動(dòng)變阻器,滑片移動(dòng)時(shí)連入電路的電阻怎樣變化,從而導(dǎo)致了電路發(fā)生了怎樣的變化。即準(zhǔn)確識別并分析實(shí)際應(yīng)用中的滑動(dòng)變阻器,是解答此類題目的關(guān)鍵。【訓(xùn)練2-1】如圖所示是一個(gè)自動(dòng)體重測試儀的工作原理圖,體重顯示表是由(選填“電流表”或“電壓表”)改裝而成的,它的示數(shù)越大,說明所測人的質(zhì)量越。【答案】電流表大【詳解】如圖所示,體重顯示表是串聯(lián)在電路中的,電壓表要與被測用電器并聯(lián),故體重顯示表是由電流表改裝而成的。體重測試儀(電流表)的示數(shù)越大,電路的總電阻越小,由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知,滑動(dòng)變阻器R2接入電路中的電阻越小,則體重測試臺(tái)受到的壓力越大,即所測人的重力越大,其質(zhì)量也越大?!居?xùn)練2-2】如圖,甲為亮度可調(diào)的臺(tái)燈,圖乙電位器是調(diào)節(jié)其亮度的裝置,a、b、c是它的三個(gè)接線柱,旋鈕帶動(dòng)滑片轉(zhuǎn)動(dòng)。若順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕時(shí)燈泡發(fā)光變亮,則(選填“a和b”、“a和c”或“b和c”)接線柱接入電路。圖丙是一滑動(dòng)變阻器銘牌,其中“1.2A”表示是1.2A。圖丁中電阻箱的讀數(shù)為Ω?!敬鸢浮縝和c允許通過的最大電流為1.2A3608【詳解】順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋片時(shí),燈泡變亮,原因是電流變大,電源電壓不變,根據(jù)歐姆定律可知,電路中電阻變小,則應(yīng)連接接線柱b、c與燈泡串聯(lián)后接入電路。圖丙是一滑動(dòng)變阻器銘牌,其中“1.2A”表示允許通過的最大電流為是1.2A?!?0Ω”表示滑動(dòng)變阻器的最大阻值為50Ω。圖丁中電阻箱的讀數(shù)為R三、易混易錯(cuò)分析易混易錯(cuò)點(diǎn)1易混易錯(cuò)點(diǎn)1不能正確判斷電壓表的測量對象
【辨析】如圖所示的電路圖,從表面上看容易誤認(rèn)為三個(gè)燈泡并聯(lián),實(shí)際上電壓表在電路中相當(dāng)于開路。對于這類題,可以用“去表法”判斷電路的連接。將電壓表去掉,發(fā)現(xiàn)三個(gè)燈泡首尾逐次連接,如圖甲所示,很容易看出是串聯(lián);然后用“去表去源法”判斷電壓表的測量范圍:將電源和電壓表V2去掉,只留一個(gè)電壓表V1,發(fā)現(xiàn)V1和燈泡L1、L2組成閉合電路,如圖乙所示,所以V1測的是L1和L2串聯(lián)電路兩端電壓,同理可判斷V2測的是L2和L3串聯(lián)電路兩端電壓?!纠}1】如圖所示,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,電壓表V1的示數(shù)為6V,電壓表V2的示數(shù)為4V。下列說法正確的是()A.L1兩端電壓為4VB.L1與L2電流之比為2∶1C.若燈L1發(fā)生斷路,燈L2不能繼續(xù)發(fā)光D.?dāng)嚅_開關(guān),只將電壓表V2換成電流表,則L1與L2串聯(lián)【答案】C【詳解】A.由電路圖可知,兩燈泡串聯(lián),電壓表V1測電源的電壓,電壓表V2測L2兩端的電壓,由兩個(gè)電壓表的示數(shù)可知,電源的電壓U=6V;電壓表V2的示數(shù)為4V,則L2兩端的電壓U2=4V;因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,L1兩端電壓U1=U-U2=6V-4V=2V故A錯(cuò)誤;B.兩燈泡串聯(lián),串聯(lián)電路中電流處處相等,通過兩燈的電流相等,則L1與L2電流之比為1∶1,故B錯(cuò)誤;C.串聯(lián)電路只有一條電流路徑,若燈L1發(fā)生斷路,整個(gè)電路斷開,燈L2不會(huì)發(fā)光,C正確;D.將電壓表V2換成電流表,燈泡L2短路,電路為燈泡L1的簡單電路,電流表測量燈泡L1的電流,故D錯(cuò)誤。故選C。易混易錯(cuò)易混易錯(cuò)點(diǎn)2不能正確判斷滑動(dòng)變阻器測哪一部分電阻
【辨析】如圖所示的電路,因?yàn)殡娮杞zBP段與金屬桿PD段并聯(lián),所以電阻絲的PB段被短路,滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻絲為PA段。當(dāng)P向右滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻絲PA段變長,故滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻變大?!纠}2】在“用滑動(dòng)變阻器改變小燈泡的亮度”的實(shí)驗(yàn)課上,老師給出的實(shí)驗(yàn)器材如圖所示。閉合開關(guān)后,將滑片P向右滑動(dòng)時(shí),燈變亮,連入電路中的接線柱應(yīng)是()
A.A和B B.C和BC.A和D D.C和D【答案】B【詳解】滑動(dòng)變阻器的接線柱選擇應(yīng)遵循“一上一下”原則,同時(shí),滑片P向右滑動(dòng)時(shí),燈變亮,說明電流變大,則電阻變小,故一定選擇了右下角的接線柱,所以連入電路中的接線柱可能的選擇是“B和C”或者“B和D”,故ACD不符合題意,B符合題意。故選B。不能判斷電壓表測量哪段電路兩端的電壓不能判斷電壓表測量哪段電路兩端的電壓易混易錯(cuò)點(diǎn)3【辨析】解答這類題目的關(guān)鍵是明確電壓表測量的是跟其并聯(lián)的電源以外的部分電路兩端的電壓。常用的一種判斷方法是“去源法”,即選取電壓表接在電路中的兩個(gè)接點(diǎn)為分點(diǎn),將電路分成兩部分,將兩點(diǎn)間含有電源的部分電路“去掉”,分析電壓表與哪部分電路(用電器)組成回路,電壓表就是測量哪部分電路(用電器)兩端的電壓。【例題3-1】如圖所示的電路中,開關(guān)S閉合時(shí),電壓表所測的電壓是()A.電燈L1兩端的電壓 B.電燈L2兩端的電壓C.電燈L1和L2兩端的電壓 D.電源電壓【答案】B【詳解】電壓表的使用規(guī)則之一是:并聯(lián)在電路中,即與被測電路并聯(lián);此題中,電壓表與燈泡L2并聯(lián),故電壓表是測L2兩端的電壓。故選B?!纠}3-2】在如圖所示的電路中,①、②、③是三個(gè)電表(電壓表或電流表)。閉合開關(guān)S。燈L1與L2串聯(lián),電路中是電流表。測電源電壓的是電表,若兩燈為并聯(lián),則表①測量的是(選填“L1”或“L2”)的(選填“電流”或“電壓”)?!敬鸢浮竣冖貺2電流【詳解】閉合開關(guān)S,要讓燈泡L1和L2串聯(lián),電流的路徑只有一條,電流從正極流出,要經(jīng)過電表②、L2和L1,所以②是電流表,①和③是電壓表,其中①并聯(lián)在L1和L2的兩端,測電源電壓。要讓L1和L2并聯(lián),則電流同時(shí)經(jīng)過兩個(gè)燈泡。電流從電源的正極流出,經(jīng)過電表③后分為兩條支路,一條經(jīng)過L1,另一條經(jīng)過L2、電表①,然后兩條支路匯合,回到電源的負(fù)極,所以電表③測的是干路上的總電流,電表①測的是通過L2的電流,②是電壓表,測的是電源電壓。四、中考熱點(diǎn)掃描考點(diǎn)一判斷電路中的電表類型考點(diǎn)一判斷電路中的電表類型考點(diǎn)突破:在中考命題中,判斷電路圖中的電表是電流表還是電壓表的問題已成為中考命題的熱點(diǎn),解答此類題目,通常有四種方法。1.直接觀察法:直接觀察電路中的電表接入電路的方式,若電表跟其他元件串聯(lián),則這個(gè)電表為電流表;若電表跟其他元件并聯(lián),則這個(gè)電表為電壓表。2.電表刪除法:刪除電路中的某個(gè)電表,若不影響電路中所有用電器的工作,則這個(gè)電表為電壓表;若刪除電表后會(huì)影響電路中某個(gè)用電器或所有用電器的工作,則這個(gè)電表為電流表。3.假設(shè)判斷法:先假設(shè)電路中的電表是電流表或電壓表,再分析電路中是否出現(xiàn)故障,或是否符合題意,若無故障或符合題意,則假設(shè)正確;若出現(xiàn)斷路或短路等電路故障或不符合題意,則假設(shè)錯(cuò)誤。4.分析電路法:先分析電路的連接方式,再根據(jù)電表接入電路的方式進(jìn)行判斷。運(yùn)用以上方法解題時(shí),要根據(jù)題目特點(diǎn),靈活選用?!纠}1】如圖所示的電路中,甲、乙、丙是連接在電路中的三只電學(xué)儀表。閉合開關(guān)S后,燈L1、L2均正常發(fā)光。則()A.甲是電壓表,乙、丙是電流表 B.乙是電壓表,甲、丙是電流表C.丙是電壓表,甲、乙是電流表 D.甲、乙、丙都是電流表【答案】B【詳解】B.圖示影響力中,開關(guān)閉合,兩燈均正常發(fā)光,則電路處于通路,若甲、丙為電壓表,乙為電流表,則兩燈串聯(lián)在電路中;若甲、丙都為電流表,乙為電壓表,則兩燈并聯(lián)在電路中,甲測通過L2的電流,丙測干路電路,故B符合題意,A.甲為電壓表,乙、丙為電流表,則燈L2被短路,不能發(fā)光,故A不符合題意;C.丙是電壓表,甲、乙是電流表,則電源被知路,兩燈不能發(fā)光,電路被損壞,故C不符合題意;D.三個(gè)都是電流表,電路也被短路了,兩燈不能發(fā)光,故D不符合題意。故選B??键c(diǎn)二串、并聯(lián)電路中電壓規(guī)律的探究和應(yīng)用考點(diǎn)二串、并聯(lián)電路中電壓規(guī)律的探究和應(yīng)用考點(diǎn)突破:1.探究實(shí)驗(yàn)(1)連接電路過程中,開關(guān)要斷開。(2)電壓表常見問題分析:①指針反向偏轉(zhuǎn)——正、負(fù)接線柱接反。②指針偏轉(zhuǎn)角度過小——量程選擇過大。③指針正向偏轉(zhuǎn)到右邊無刻度處——量程選擇過小。(3)改變電源電壓或換用不同規(guī)格的小燈泡進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),目的是尋找普遍規(guī)律,避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性。2.電壓規(guī)律(1)串聯(lián)電路中,電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和;(2)并聯(lián)電路中,電源兩端電壓與各支路用電器兩端電壓相等?!纠}2】小明設(shè)計(jì)的電路圖如圖甲,小燈泡L1、L2的額定電壓分別為2.5V、1.5V。(1)根據(jù)電路圖,用筆畫線表示導(dǎo)線,把圖乙中的實(shí)物連接起來______;(2)電路正確連接后,閉合開關(guān),兩燈發(fā)光,如圖丙電壓表V1的示數(shù)為,V2的示數(shù)為2.8V,L2是否正常發(fā)光?
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