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1、 探究電路的復(fù)習(xí)與總結(jié) 科學(xué)探究:歐姆定律(一)科學(xué)探究:決定電流大小的因素對(duì)于電流、電壓、電阻之間的關(guān)系我們已經(jīng)知道了,電流是被電壓和電阻決定了?;蛘哒f(shuō)是電壓和電阻決定電流的。我們猜想,電壓越大,電阻越小,導(dǎo)體中的電流就越大。我是應(yīng)用控制變量法來(lái)進(jìn)行探究的。我們?nèi)绾蝸?lái)研究電流跟電壓、電阻兩個(gè)量的關(guān)系,應(yīng)該“固定電阻,單獨(dú)研究電流跟電壓的關(guān)系”,或“固定電壓,單獨(dú)研究電流跟電阻的關(guān)系”。這種把一個(gè)多因素的問(wèn)題轉(zhuǎn)變成為多個(gè)單因素問(wèn)題的研究方法是實(shí)驗(yàn)物理中極為有用的方法。1. 電流與電壓的關(guān)系(1)按下圖所示的電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路。先不連電壓表,看清回路:電流表與R串聯(lián)。讀數(shù)表示通過(guò)R的電流。然后再
2、將電壓表接入,看清:電壓表與R并聯(lián),讀數(shù)表示R兩端的電壓。(2)閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭,使R兩端電壓成整數(shù)倍地變化,同時(shí)將電流表和電壓表的讀數(shù)填入表格中。表格(R=5)結(jié)論:電阻R一定時(shí),流過(guò)R的電流跟R兩端的電壓成正比。2. 電流與電阻的關(guān)系電路圖同上,換用不同阻值的定值電阻,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭,使電壓表讀數(shù)保持不變,將定值電阻值和對(duì)應(yīng)的電流表讀數(shù)填入表格。表格 (U=3V)結(jié)論:電阻R兩端的電壓一定時(shí),流過(guò)R的電流跟電阻R的阻值成反比?!保ǘW姆定律 1. 內(nèi)容由實(shí)驗(yàn)我們已知道了在電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的
3、電阻成反比。把以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合起來(lái)得出結(jié)論,即歐姆定律。導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。歐姆定律是德國(guó)物理學(xué)家歐姆在19世紀(jì)初期(1827年)經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出的一條關(guān)于電路的重要定律。后人為了紀(jì)念他的貢獻(xiàn),把電阻的單位和上述電流定律都用他的名字命名。歐姆定律的公式:如果用U表示加在導(dǎo)體兩端的電壓,R表示這段導(dǎo)體的電阻,I表示這段導(dǎo)體中的電流,那么,歐姆定律可以寫(xiě)成如下公式:這個(gè)公式是怎樣概括表述了歐姆定律的內(nèi)容呢?我們以導(dǎo)體電阻R一定的情況來(lái)說(shuō)明,若導(dǎo)體兩端的電壓由U1變?yōu)閁2時(shí),流過(guò)導(dǎo)體電流由I1變?yōu)镮2,則由歐姆定律寫(xiě)出下面兩式,并將兩式相除,即得到:在電阻一定時(shí),
4、流過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。R一定時(shí),I1=U1RI2=U2R如果導(dǎo)體兩端的電壓一定,它的電阻由R1變?yōu)镽2時(shí),電流由I1變?yōu)镮2。則由歐姆定律寫(xiě)出下面兩式,并將兩式相除,即得到:在電壓一定時(shí),流過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。U一定時(shí),I1=UR1 I2=UR2 大家看到,歐姆定律的內(nèi)容和公式都簡(jiǎn)潔優(yōu)美地概括了前面一定條件下由實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論。而且從歐姆定律的公式我們可以看到,只要知道了導(dǎo)體的電阻值和它兩端的電壓,就可求出導(dǎo)體中的電流。所以歐姆定律更全面地反映了導(dǎo)體中電流、電壓和電阻的關(guān)系。公式中I、U、R的單位分別是安、伏和歐。有關(guān)歐姆定律的幾點(diǎn)說(shuō)明:歐姆定律中的電流、電壓和電阻這
5、三個(gè)量是對(duì)同一段導(dǎo)體而言的。對(duì)于一段電路,只要知道I、U和R三個(gè)物理量中的兩個(gè),就可以應(yīng)用歐姆定律求出另一個(gè)。使用公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),各物理量要用所要求的單位。歐姆定律中的電流、電壓和電阻這三個(gè)量是對(duì)同一段導(dǎo)體的同一時(shí)刻而言。2. 應(yīng)用歐姆定律計(jì)算有關(guān)電流、電壓和電阻的簡(jiǎn)單問(wèn)題。應(yīng)用歐姆定律計(jì)算電路問(wèn)題的一般步驟:(1)讀題、審題。(2)根據(jù)題意畫(huà)出完整的電路圖或某一段電路的示意圖。(3)在圖上標(biāo)明已知量的符號(hào)、數(shù)值和未知量的符號(hào)。(4)選用物理公式進(jìn)行計(jì)算(書(shū)寫(xiě)格式要完整,規(guī)范)。歐姆定律有三方面的應(yīng)用,一是計(jì)算電流,二是計(jì)算電壓,三是計(jì)算電阻。3. 伏安法測(cè)電阻只要用伏特表測(cè)出導(dǎo)體兩端的電壓和
6、用安培表測(cè)出流過(guò)導(dǎo)體的電流,就可以根據(jù)歐姆定實(shí)驗(yàn)電路:步驟:按電路圖連接電路。連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)是斷開(kāi)狀態(tài)。滑動(dòng)變阻器的滑片要放在最大電阻值位置。電壓表和電流表的正負(fù)接線柱要連接正確。電壓表使用03伏量程,電流表使用00.6安量程。檢查電路連接無(wú)誤后,閉合開(kāi)關(guān);調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,改變被測(cè)電阻兩端的電壓,觀察電壓表的示數(shù)為l伏、2伏和3伏時(shí)電流表的讀數(shù);將三組電壓和電流的對(duì)應(yīng)值填入自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)記錄表格中。根據(jù)記錄的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別算出未知電阻的三個(gè)值。為了減小誤差,算出電阻的平均值,作為被測(cè)電阻的阻值。即四. 等效電阻的替換1. 電阻的串聯(lián)把電阻一個(gè)接一個(gè)地順次地連接起來(lái),就叫電阻的串聯(lián)。我
7、們是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)找出串聯(lián)電路的總電阻跟各個(gè)串聯(lián)電阻的關(guān)系。為此我們根據(jù)歐姆定律,用伏安法測(cè)出每一個(gè)電阻的阻值,再測(cè)串聯(lián)電路的總電阻值。實(shí)驗(yàn)得出了串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。當(dāng)用2歐、3歐電阻串聯(lián)后去代替5歐電阻,電路中的電流、電壓跟接5歐電阻時(shí)一樣。這就是說(shuō)用2、3歐的串聯(lián)電阻替換5歐電阻時(shí),沒(méi)有改變電路的電流、電壓效果。所以常常把串聯(lián)電路的總電阻叫做等效電阻,即這個(gè)串聯(lián)電路等效于一個(gè)阻值為一定的電阻。用幾個(gè)電阻聯(lián)成電路去等效替換一個(gè)電阻,或用一個(gè)電阻去等效替換一個(gè)電路的方法叫等效替換法。把幾個(gè)電阻串聯(lián)起來(lái)后,相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長(zhǎng)度,所以總電阻比幾個(gè)串聯(lián)電阻中最大的那個(gè)還大。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出
8、的電阻關(guān)系還可以運(yùn)用我們已學(xué)過(guò)的歐姆定律及關(guān)于串聯(lián)電路的電流和電壓知識(shí)推導(dǎo)出來(lái)。先在如上電路圖上把各個(gè)電阻和整個(gè)電路的電流、電壓用下標(biāo)區(qū)別標(biāo)志出來(lái)。應(yīng)用歐姆定律于串聯(lián)電路和每一個(gè)電阻,得電阻關(guān)系式的推導(dǎo):由I=UR,U=IR分別求串聯(lián)電路中各個(gè)電阻的電壓得U=IR,U1=I1R1,U2=I2R2,U3=I3R3 (1)根據(jù)前面學(xué)到的串聯(lián)電路中的電流關(guān)系和電壓關(guān)系的知識(shí)可知I=I1=I2=I3 (2)U=U1+U2+U3 (3) IR=IR1+IR2+IR3R=R1+R2+R3 (4)(4)式與實(shí)驗(yàn)結(jié)論一致。推導(dǎo)的根據(jù)是歐姆定律和串聯(lián)電路的電流、電壓特點(diǎn),這也是我們解串聯(lián)電路時(shí)的根據(jù)。從推導(dǎo)中看
9、到,歐姆定律既可用于各個(gè)導(dǎo)體,也可能用于整個(gè)電路。這時(shí)要注意各個(gè)電阻的U、I、R要用不同的下標(biāo)區(qū)別,且同一電阻的U、I、R要用相同的下標(biāo),以正確表達(dá)歐姆定律公式中各量是同一導(dǎo)體的量,解電路時(shí)這樣“下標(biāo)配套”是避免出現(xiàn)“張冠李戴”的錯(cuò)誤的好措施。根據(jù)上述規(guī)律,如果是n個(gè)阻值均為R的電阻串聯(lián)后,總電阻R總=nR。另外由于在串聯(lián)電路中:I1=I2,這說(shuō)明在串聯(lián)電路中,電阻有分壓作用,而且電壓的分配與電阻成正比。這是很有價(jià)值的一條規(guī)律。2. 電阻的并聯(lián) 我們用研究電阻串聯(lián)規(guī)律的方法研究了電阻并聯(lián)的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中并聯(lián)電阻R1、R2的阻值分別為10歐和15歐,而它們的等效電阻只有6歐。為什么并聯(lián)電阻后總電阻
10、值變小呢?并聯(lián)電路中總電阻與分電阻間關(guān)系滿足什么數(shù)學(xué)規(guī)律呢?我們還不能直接看出來(lái),這就要用到物理的另一種研究方法:理論推導(dǎo)法。設(shè)電阻R1與R2并聯(lián)時(shí),總電阻為R。因?yàn)椋⒙?lián)電路中干路中的電流等于各支路中的電流之和,即I=I1+I2 (1)并聯(lián)電路里,各支路兩端的電壓都相等,即U=U1=U2 (2)用(1)式除以(2)式得所以,根據(jù)歐姆定律的變形式可知(3)式為:這時(shí)并聯(lián)電路中的電阻關(guān)系可以表述為:并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù),等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。對(duì)并聯(lián)電路電阻的關(guān)系作幾點(diǎn)說(shuō)明。(1)當(dāng)n個(gè)電阻并聯(lián)時(shí),電阻關(guān)系的表達(dá)式應(yīng)寫(xiě)成:這表明兩電阻并聯(lián)后,總電阻比兩個(gè)分電阻值中任何一個(gè)都小。其實(shí),任意多個(gè)
11、電阻并聯(lián)時(shí),總電阻一定小于它們中阻值最小的電阻。并聯(lián)電阻后總電阻減少,這相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的橫截面積。由于L1、L2是并聯(lián),有:U1=U2根據(jù)歐姆定律得:IlRl=I2R2表明:在并聯(lián)電路中電流的分配跟電阻成反比。這也是一條重要的規(guī)律。五. 家庭用電(一)家庭電路的組成 家庭電路是指用來(lái)給電燈、電視機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱等各種電器供電的電路。家庭電路由低壓線路供電,兩根進(jìn)戶線中一根叫零線,另一根叫火線,火線與零線間電壓為220伏,正常情況下零線接地,與地之間沒(méi)有電壓。地線不與外邊進(jìn)戶線相連,而是連接在住宅樓埋入大地的接地導(dǎo)體上。家庭電路中要安裝電能表,測(cè)量用戶在一定時(shí)間內(nèi)消耗的電能??傞_(kāi)關(guān)的作用是可
12、以控制整個(gè)電路,方便檢查和維修。電路里的電線都有規(guī)定的最大電流值,如果電流超過(guò)規(guī)定值,電線過(guò)熱易燒壞電器,引起火災(zāi),為了避免這類事故,電路里必須安裝保險(xiǎn)裝置接入一段電阻率較大而熔點(diǎn)較低的保險(xiǎn)絲。新建的樓房,在連接各戶的總開(kāi)關(guān)上大多裝有漏電保護(hù)器。正常情況下,用電器通過(guò)火線、零線和供電系統(tǒng)中的電源構(gòu)成閉合電路,不應(yīng)該有電流直接流入大地。但是,如果站在地上的人不小心接觸了火線,電流經(jīng)過(guò)人體流入大地,這時(shí),總開(kāi)關(guān)上的“漏電保護(hù)器” 就要起作用了。它會(huì)迅速切斷電路,對(duì)人身起到保護(hù)作用。接下的就是各個(gè)燈和兩孔插座和三孔插座了。其實(shí)兩孔插座和三孔插座可以看作一個(gè)個(gè)的用電器,這樣我們發(fā)現(xiàn)在家庭電路中,各個(gè)用
13、電器是并聯(lián)關(guān)系,原因之一就是這樣它們之間才不會(huì)相互影響。在電路中有兩孔插座和三孔插座之分,當(dāng)然對(duì)應(yīng)的插頭也就有兩腳和三腳之分了。兩孔插座中,一個(gè)孔接零線,一個(gè)孔接火線,把家用電器上的插頭插在插座里,家用電器就連入電路。仔細(xì)的同學(xué)可能會(huì)發(fā)現(xiàn),只有那些帶有金屬外殼的用電器(或者容易潮濕的用電器)才會(huì)使用三腳插頭。在三孔插座中,除了兩個(gè)孔分別接火線和零線外,另一個(gè)孔是跟大地連接的,也就是接地的,家用電器上的三腳插頭,兩個(gè)腳接用電部分(如電冰箱、洗衣機(jī)中的電動(dòng)機(jī))另外那個(gè)與接地插孔相應(yīng)的腳,是跟家用電器的外殼接通的。這樣,把三腳插頭插在三孔插座里,在把用電部分連入電路的同時(shí),也把外殼與大地連接起來(lái)。為
14、什么要這樣做呢?家用電器的金屬外殼本來(lái)是跟火線絕緣的,是不帶電的,人體接觸外殼并沒(méi)有危險(xiǎn)。但如果內(nèi)部火線絕緣皮破損或失去絕緣性能,致使火線與外殼接通,外殼帶了電,人體接觸外殼等于接觸火線,就會(huì)發(fā)生觸電事故。如果把外殼用導(dǎo)線接地,即使外殼帶了電,也會(huì)從接地導(dǎo)線流走,人體接觸外殼就沒(méi)有危險(xiǎn)了。(二)測(cè)電筆測(cè)電筆是用來(lái)辨別火線和零線的:用手接觸筆尾的金屬體,筆尖接觸電線(或與電線連通的導(dǎo)體),如果氛管發(fā)光,表示接觸的是火線:如果氖管不發(fā)光,表示接觸的是零線。需要注意的是使用測(cè)電筆,手一定要接觸筆尾的金屬體,如果手沒(méi)有接觸筆尾的金屬體,即使筆尖接觸火線,氖管也不發(fā)光,測(cè)電筆就失去作用了。只有人的手接觸
15、了筆尾的金屬體,這時(shí)才會(huì)有電流流過(guò)氖管,通過(guò)人體進(jìn)入大地,這時(shí)氖管才會(huì)發(fā)光。這時(shí)為什么人不會(huì)觸電呢?因?yàn)樵跍y(cè)電筆中有一個(gè)阻值很大的電阻,在一千歐以上。當(dāng)用測(cè)電筆接觸零線和地線時(shí),由于零線和地線間沒(méi)有電壓,當(dāng)然也就沒(méi)有電流流過(guò)氖管,所以氖管不發(fā)光。使用測(cè)電筆時(shí),人的手千萬(wàn)不要接觸筆尖金屬體,否則就會(huì)有大的電流流過(guò)人體而造成觸電事故。(三)電燈 家庭電路的主角是電燈。電燈是一個(gè)龐大的家族。包括白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈等。白熾電燈的發(fā)光,是因?yàn)闊襞趦?nèi)的細(xì)鎢絲通電后發(fā)熱,燈絲溫度高達(dá)2000攝氏度左右,達(dá)到白熾狀態(tài),于是燈絲發(fā)出明亮的白光。安裝家庭電路時(shí),各個(gè)用電器(包括兩孔和三孔插座)是并聯(lián)關(guān)
16、系,在火線上要安裝熔斷器(保險(xiǎn)盒)。兩孔插座中左邊接零線。右邊接火線。接白熾電燈時(shí),開(kāi)關(guān)一定要接在火線上,而且火線要接螺絲口燈頭上的錫點(diǎn),零線接螺旋套。(四)安全用電因?yàn)槿梭w是導(dǎo)體,人體觸及帶電體時(shí),有電流通過(guò)人體。當(dāng)電流達(dá)到一定的強(qiáng)度之后就會(huì)引起傷害事故,這就是觸電。電流對(duì)人體的危險(xiǎn)性跟電流的大小,通電時(shí)間的長(zhǎng)短等因素有關(guān)。通過(guò)人體的電流大小決定于外加電壓和人體的電阻;實(shí)踐證明:只有不高于36伏的電壓對(duì)人體才是安全的;家庭電路的電壓是220伏,動(dòng)力電路的電壓是380伏。都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人體的安全電壓。家庭電路中的觸電事故,都是人體直接或間接跟火線連通造成的。低壓觸電的兩種形式:?jiǎn)尉€觸電:站在地上的
17、人觸到火線,則電流由火線進(jìn)入人體到地線,經(jīng)地線形成回路,造成觸電事故。雙線觸電:站在絕緣體上的人若同時(shí)觸到兩根電線時(shí),電流將由火線進(jìn)入人體到另一根線(零線)而形成回路,造成觸電事故。所以,為了安全用電,絕對(duì)不要接觸沒(méi)有絕緣皮的火線以及跟火線連通的導(dǎo)體。在生活用電中要特別警惕的是本來(lái)是絕緣的物體導(dǎo)了電,本來(lái)是不該帶電的物體帶了電。例如:注意防止絕緣部分破損。保持絕緣部分干燥,不用濕手扳開(kāi)關(guān),不在電線上晾衣服。有人觸電,要先切斷電源,或者用干木棍等絕緣體撥開(kāi)電線。用電器有金屬外殼的要接地。所以對(duì)于低壓帶電體的用電原則是不接觸低壓帶電體。高壓觸電的兩種形式高壓電弧觸電:當(dāng)人體靠近高壓帶電體到一定距離
18、時(shí),高壓帶電體和人體之間會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象。這時(shí)有電流通過(guò)人體,造成高壓電弧觸電??绮诫妷河|電:高壓輸電線落在地面上,地面上與電線斷頭距離不同的各點(diǎn)存在著電壓,當(dāng)人走近斷頭時(shí),兩腳位于離斷頭遠(yuǎn)近不同的位置上,因而兩腳之間有了電壓(跨步電壓)。這時(shí)電流通過(guò)人體,造成跨步電壓觸電。所以,為了安全用電,不要靠近高壓帶電體。觸電的急救:首先,不能直接去拉觸電人,否則去救的人也會(huì)觸電。應(yīng)當(dāng)趕快切斷電源,或者用干燥的木棍等將電線挑開(kāi),迅速使被觸電的人脫離電源。發(fā)生火災(zāi)時(shí),要首先切斷電源,絕對(duì)不要帶電潑水救火。【典型例題】例1. 輸電導(dǎo)線的線芯一般都是用銅制成的而不用鐵,這是為什么?分析:在輸電導(dǎo)線的長(zhǎng)度和橫截
19、面積一定的情況下,應(yīng)選用導(dǎo)電性能較好的材料,即電阻率較小的材料。解答:因?yàn)樵陂L(zhǎng)度和橫截面積相同的情況下,銅導(dǎo)線的電阻比鐵導(dǎo)線的電阻小,所以選用銅而不用鐵。說(shuō)明:輸電導(dǎo)線的電阻越小,越可以減小導(dǎo)線對(duì)電流的阻礙作用,從而減少輸電導(dǎo)線上的電能損耗。例2. 如圖四種接法中,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),接入電路的電阻值增大的是( )分析:圖(A)接入電路的電阻線是PB段,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),PB部分電阻線在變短,因此接入電路的電阻值將變小。圖(B)接入電路的電阻線也是PB段,與圖(A)的效果完全相同。圖(C)中接A,B兩接線柱上,但多用了一根導(dǎo)線把B、D相連,當(dāng)有電流通過(guò)時(shí),PB部分的電阻線被金屬桿PD與導(dǎo)線短
20、接了,實(shí)際接入電路的電阻線為AP段,當(dāng)滑片P向右移時(shí),AP段將變長(zhǎng),故電阻值變大。圖D接在A,B兩接線柱,也就把整個(gè)變阻器的電阻全接入了電路,移動(dòng)滑片P,電阻值將不變(此時(shí)可視為定值電阻)。答:圖(C)。說(shuō)明:判斷滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)時(shí)接入電路電阻值的變化情況,關(guān)鍵是看這段電阻線的長(zhǎng)度變化,如變長(zhǎng)則電阻變大,反之則變小。例3. 如圖所示,已知:R1=15歐姆,滑動(dòng)變阻器變化范圍是050歐姆,則:(1)P在a端時(shí),Ra=_歐姆,R總a=_歐姆;(2)P在b端時(shí),Rb=_歐姆,R總b=_歐姆;(3)P在中點(diǎn)c處,Rc=_歐姆,R總c=_歐姆;(4)P從a向b移動(dòng),R將_,R總將_;(5)P從b向
21、a移動(dòng),R將_,R總將_。分析:滑片P在a端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻Ra=0歐,電路總電阻R總a=R1=15歐。滑片P在b端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)是最大時(shí),Rb=50歐姆,此時(shí)總電阻R總b=R1+Rb=65歐。當(dāng)滑片P在中點(diǎn)c處時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻是滑動(dòng)變阻器最大阻值的一半,Rc=25歐,此時(shí)電路中總電阻R總c=Rc+R1=40歐姆。當(dāng)滑片P從a向b移動(dòng)時(shí),若以c為動(dòng)點(diǎn),則很清楚地從圖中可以看到接入電路的電阻Rac變大,所以電路中總電阻也變大。當(dāng)滑片P從b向a移動(dòng)時(shí),若以c為動(dòng)點(diǎn),則很清楚可以看到接入電路電阻Rac變小,所以電路中總電阻也將變小。解答:(1)0,15(2)5
22、0,65(3)25,40(4)變大,變大(5)變小,變小說(shuō)明:對(duì)滑動(dòng)變阻器不僅要會(huì)根據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行分析,同時(shí)還要會(huì)根據(jù)滑動(dòng)變阻器在電路圖中的符號(hào)進(jìn)行分析。例4. 一只小燈泡上標(biāo)有“2.5V,0.3A”字樣,即該燈泡在2.5V的電壓下正常發(fā)光時(shí)的電流為0.3A?,F(xiàn)在只有一個(gè)電壓為4V的電源,為了使小燈泡正常發(fā)光,要串聯(lián)一個(gè)多大的電阻?分析:串聯(lián)的電阻R必須要分擔(dān)1.5V的電壓,才能使小燈泡正常發(fā)光,其電路如圖所示。解答:方法1:根據(jù)串聯(lián)電路電壓關(guān)系得到UR=UUL=4V2.5V=1.5V 方法2:燈正常發(fā)光時(shí)的電阻為根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配跟電阻成正比的特點(diǎn),公式需串聯(lián)一個(gè)5的電阻。說(shuō)明:最終結(jié)果
23、所求的物理量要用具體數(shù)值表示,不能用分?jǐn)?shù)表示。但在運(yùn)算過(guò)程中可用分?jǐn)?shù)代入,這樣一方面可便于計(jì)算,另一方面可避免多次舍取而造成的數(shù)值偏差。例5. 如圖所示的電路中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),電流表的示數(shù)將_;電壓表的示數(shù)將_;電壓表的示數(shù)將_。分析:在電路發(fā)生變化時(shí),只有電源電壓和定值電阻保持不變,通過(guò)電阻的電流和電阻兩端的電壓均可能發(fā)生變化。推理的一般步驟是:從電路的變化部分開(kāi)始,找出總電阻的變化,再應(yīng)用歐姆定律確定各部分電路的電流和電壓如何變化。當(dāng)P向右滑動(dòng)時(shí)R2的取值變大,電路總電阻(R總=R1+R2)變大,R2兩端的電壓U2=UU1,其中U不變,U1變小,所以U2變大。解答:變小;
24、變?。蛔兇?。說(shuō)明:R2兩端的電壓變化也可用串聯(lián)分壓原理得出,當(dāng)RL變大時(shí),RL兩端分到的電壓也變大。例6. R1=12歐,將它與R2串聯(lián)后接到8伏的電源上,已知R2兩端的電壓是2伏。求R2的阻值。思路分析:首先畫(huà)出電路圖,并在圖中標(biāo)出已知電路的電流和電壓的特點(diǎn),利用歐姆定律的變形公式即可求出R2的阻值。整個(gè)思路過(guò)程是:解答:例7. 如圖所示,R1=10歐姆,R2=20歐姆,R3=30歐姆,電源電壓恒定不變。S1閉合,S2斷開(kāi)時(shí)安培表的讀數(shù)為0.3安培。問(wèn):(1)電源的電壓是多少?(2)當(dāng)S1與S2均斷開(kāi)時(shí),電流表的讀數(shù)是多少?R1兩端的電壓是多少?(3)當(dāng)S1與S2均閉合時(shí),安培表的讀數(shù)又是多
25、少?通過(guò)R3的電流強(qiáng)度是多少?分析:這是電路變換類型題,這種題的關(guān)鍵就是識(shí)別電路的連接方式,而后畫(huà)出等效電路圖,再根據(jù)電路圖計(jì)算。該題(1)中,S1閉合,S2斷開(kāi),電路中只是R2和安培表串聯(lián);(3)中S1、S2均閉合,R2和R3并聯(lián)。在(1)和(3)中都要注意S1閉合時(shí),R1被短路。解答:(1)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí),R1被短路,R3斷路,電路只使用了R2則U=IR2=0.3安培20歐=6伏(2)S1與S2均斷開(kāi)時(shí),電路中R1與R2串聯(lián)使用。U1=IR1=0.2安10歐=2伏(3)S1與S2均閉合時(shí),電路中R2與R3并聯(lián)使用。例8. 圖中接線有幾處錯(cuò)誤?請(qǐng)逐一指出并加以說(shuō)明。分析:可從閘刀開(kāi)關(guān)和
26、插座的作用去考慮。答:有兩個(gè)錯(cuò)誤。第一個(gè)錯(cuò)誤是閘刀開(kāi)關(guān)裝倒了。如果照此裝法,拉開(kāi)閘刀開(kāi)關(guān),更換熔絲時(shí)就勢(shì)必帶電操作,而且被拉開(kāi)的閘刀在重力的作用下,可能會(huì)落下接通電路,所以很不安全。正確的裝法應(yīng)該是靜觸頭在上,動(dòng)觸頭在下。第二個(gè)錯(cuò)誤是將插座串聯(lián)接在火線上了,這會(huì)影響用電器的正常工作和安全使用。例9. 在家庭電路中,電能表總要裝在總開(kāi)關(guān)之前,這是因?yàn)開(kāi)。除了每個(gè)用電器安裝開(kāi)關(guān)外,還應(yīng)在電能表后面加總開(kāi)關(guān),這是因?yàn)開(kāi)。在家庭電路中,各照明設(shè)備和插座間采用并聯(lián),這是為了_。家庭電路中安裝插座的好處是_。分析:可從電能表、閘刀開(kāi)關(guān)、插座的作用及用電器的工作條件去考慮。答:(l)電能表接在總開(kāi)關(guān)前面可以
27、測(cè)量用戶所有用電設(shè)備所消耗的電能總共是多少。(2)在維修電路或遇到其他情況時(shí),可以及時(shí)切斷電路。(3)防止各用電器的工作狀態(tài)發(fā)生明顯干擾,可保證各用電器的額定電壓。(4)加接用電器比較方便,同時(shí)便于對(duì)移動(dòng)的用電器供電,如吸塵器等。例10. 發(fā)現(xiàn)電線起火,應(yīng)采用下面哪種方法?( )A. 用水撲滅火B(yǎng). 迅速拉下開(kāi)關(guān),切斷電源C. 用小刀或剪刀切斷電源D. 找電工處理分析:電線著火通常是電線中電流過(guò)大造成的。含雜質(zhì)的水是導(dǎo)體,用水搶救不但不能將火撲滅,反因水到處流動(dòng),使搶救的人員可能觸電,找電工處理又貽誤滅火的時(shí)機(jī)。小刀或剪刀是金屬,用這些金屬制品切斷電源時(shí)會(huì)造成觸電事故。最好的方法是拉下開(kāi)關(guān),切
28、斷電源。答:B。【模擬試題】(答題時(shí)間:80分鐘)一. 填空題1. 一根金屬導(dǎo)線接在12伏電源上,其電阻為10歐。若不接電源,它的電阻為_(kāi)歐。若接在6伏電源上,該導(dǎo)線的電阻為_(kāi)歐。這是因?yàn)殡娮枋莀,與導(dǎo)體的_有關(guān)。2. 20時(shí),1米長(zhǎng)、1毫米2橫截面積的銅、鐵、鋁導(dǎo)線的電阻值分別為0.017歐、0.096歐和0.027歐,這表明導(dǎo)電性能最好的是_,其次是_,因而電線的芯線一般不使用_。3. 兩根長(zhǎng)度和材料都相同的金屬導(dǎo)線,若甲導(dǎo)線質(zhì)量是乙導(dǎo)線質(zhì)量的3倍,則電阻小的是_導(dǎo)線。4. 如圖所示,當(dāng)電鍵S接通1或2位置時(shí),電流表A1的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù),可見(jiàn)R1_R2。若R1和R2分別為橫截面積
29、相同、同種材料制成的導(dǎo)線,則導(dǎo)線的長(zhǎng)度l1_l2。若R1和R2為長(zhǎng)度相同、同種材料制成的導(dǎo)線,則橫截面積S1_S2(以上均選填“”、“”)。若它們?yōu)殚L(zhǎng)度、橫截面積都相同的鎢絲和鐵絲,那么R1是_絲,R2是_絲。5. 將一根金屬導(dǎo)線對(duì)折后并成一條,它的電阻將變_(選填“大”、“小”),原因是導(dǎo)線的_不變,_變大,_變小所致。6. 將一根金屬導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)后,它的電阻將變_(選填“大”、“小”)。原因是導(dǎo)線的_和_不變,_變大,_變小所致。7. 如圖所示三個(gè)滑動(dòng)變阻器,欲使它們連入電路中的電阻值都為最大,則三個(gè)滑片P應(yīng)分別放在接線柱_、_和_所在位置。8. 按圖所示,把甲、乙兩滑動(dòng)變阻器連入電路中。
30、電流流過(guò)部分電阻分別為_(kāi)和_(選填“RAP”、“RBP”)。當(dāng)甲變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí),電路中電流將_,乙變阻器滑片P向下移動(dòng)時(shí),電路中電流將_。9. 如圖所示,把滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí),CD間電阻_,BD間電阻_(選填“變大”、“變小”或“不變”)。10. 如圖所示的電路中,如果滑動(dòng)變阻器滑片P由A向B滑動(dòng)時(shí),燈泡變暗,導(dǎo)線的E端應(yīng)接在滑動(dòng)變阻器的_接線柱上(選填“C”、“A”或“B”)。11. 如圖所示是插入式電阻箱的結(jié)構(gòu)示意圖。實(shí)驗(yàn)時(shí)需要12歐電阻,應(yīng)將圖中電阻箱上的_號(hào)銅塞同時(shí)拔去,也可將_號(hào)銅塞同時(shí)拔去。12. 在某一段電路上串聯(lián)一個(gè)4的電阻后,電路中的電流變?yōu)樵瓉?lái)的一半,那么原
31、來(lái)電路中的電阻是_。若要使電路中的電流降低為原來(lái)的1/5,則還需要再串聯(lián)一個(gè)_的電阻。13. 兩個(gè)電阻串聯(lián)后的總電阻為9,兩電阻兩端的電壓之比為1:2,則這兩個(gè)電阻的值分別為_(kāi)和_;把這兩個(gè)電阻并聯(lián)后總電阻值為_(kāi),兩電阻中的電流之比為_(kāi)。14. 把阻值為60的電阻R1與另一個(gè)電阻R2連接后,總電阻變?yōu)镽1的13,那么R1和R2是_聯(lián)的,R2為_(kāi)。15. 如圖所示,電源電壓為15V,R=20,R為0100的滑動(dòng)變阻器,在滑片P從a端滑到b端的過(guò)程中,電流表示數(shù)的變化范圍是_,電壓表示數(shù)的變化范圍是_,電壓表示數(shù)的變化范圍是_。如果電流表選的量程是00.6A,兩電壓表選的量程均為015V,那么R所
32、取的阻值不得小于_。16. 電阻R1為18,允許通過(guò)的最大電流為0.4A;電阻R2為12,允許通過(guò)的最大電流為0.5A。把它們串聯(lián)后,允許接在最大電壓為_(kāi)V的電路里,此時(shí)R1和R2兩端的電壓分別為_(kāi)V和_V。17. 把上題中的兩電阻并聯(lián)后,允許接在最大電壓為_(kāi)V的電路里,此時(shí)R1和R2中的電流分別為_(kāi)A和_A。18. R1和R2兩只電阻串聯(lián)后,接到6V的電源上,R1中的電流為0.2A,把兩電阻改為并聯(lián)后接上另一個(gè)電源后,R1,R2中的電流分別為0.15A和0.6A,那么R1,R2的阻值分別為_(kāi)和_。19. 如圖所示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在某一范圍內(nèi)滑動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)的變化范圍是1A2.4A,電
33、壓表示數(shù)的變化范圍是4.8V9V。那么該電源的電壓為_(kāi)V,電阻R的值為_(kāi)。二. 選擇題1. 兩條不同材料做成的電阻絲,已知電阻相同,長(zhǎng)度也相同,那么它們的橫截面積( )A. 一定相等 B. 一定不相等C. 有可能相等,也可能不相等 D. 以上都不對(duì)2. 一般情況下,純金屬、合金和絕緣體長(zhǎng)均為1米,橫截面積均為1毫米2時(shí)的電阻從小到大的排列次序是( )A. 純金屬、合金、絕緣體B. 合金、純金屬、絕緣體C. 純金屬、絕緣體、合金D. 合金、絕緣體、純金屬3. 如圖所示,滑動(dòng)變阻器接線柱A、D連入電路,A、C間用導(dǎo)線連接。當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí),連入電路的電阻將( )A. 變大 B. 變小C. 不變
34、D. 都有可能4. 若將上題中滑動(dòng)變阻器A、C接線柱間所連接的導(dǎo)線改接在B、D接線柱,如圖所示,則當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),連入電路的電阻將( )A. 變大B. 變小C. 不變D. 都有可能5. 標(biāo)有“050”字樣的滑動(dòng)變阻器R1與20歐固定電阻R2串連在一起,如圖所示。當(dāng)M、N端連入電路時(shí),MN間電阻的變化范圍是( )A. 050歐 B. 2050歐C. 070歐 D. 2070歐6. 有兩個(gè)電阻R1和R2,且R1=nR2,并聯(lián)后接入某電路中,那么干路中的電流為I,R1和R2中的電流分別為I1和I2,下列關(guān)系中錯(cuò)誤的是( )A. I2nI1 B. I=(n1)I27. 如圖所示電路中,R1和R2的
35、阻值均為20,電壓表的示數(shù)為2V,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( ) A. 通過(guò)R1的電流是0.1AB. 電壓表的示數(shù)為2VC. 電壓表的示數(shù)為4VD. 通過(guò)R2的電流是0.1A8. 如圖所示電路中滑動(dòng)變阻器R1的阻值為200,電阻R2阻值為300,電源電壓為6V,當(dāng)滑片由a端滑到b端,電壓表的示數(shù)的變化范圍是( )A. 6V0V B. 3.6V6VC. 6V3.6V D. 6V2.4V9. 一只20的定值電阻與一個(gè)最大阻值為60的滑動(dòng)變阻器并聯(lián),當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在兩端之間滑動(dòng)時(shí),總電阻的變化范圍是( )A. 20與60之間B. 0與15之間C. 15與20之間D. 0與20之間10. 在下圖電路中,
36、AB兩點(diǎn)間的電壓保持不變,開(kāi)關(guān)由斷開(kāi)變?yōu)楹仙希娏鞅硎緮?shù)將( )A. 不變 B. 變小C. 變大 D. 無(wú)法確定11. 有R1,R2和R3三只電阻,已知R1R2R3,連接成如圖所示三個(gè)電路,電源電壓相等。其中R1兩端電壓最大的是( )A. 甲圖 B. 乙圖C. 丙圖 D. 無(wú)法確定12. 如圖所示,電源電壓為10V,R的最大電阻值是R的3倍,滑片P在b點(diǎn)時(shí)電流表的示數(shù)比P在ab中點(diǎn)時(shí)減小了0.1A,那么R的值為( )A. 3B. 9C. 15 D. 25 13. 如圖所示的電路,當(dāng)在AB兩點(diǎn)間接一只10的電阻時(shí),電流表的示數(shù)為0.5A。在AB兩點(diǎn)間換接一只20的電阻,此時(shí)電流表的示數(shù)為( )A. 等于0.25A B. 小于0.25AC. 大于0.25A D. 因R0未知,故無(wú)法確定14. 如圖所示電路中,電源電壓為6V,且保持不變,R1為10,滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為50。在滑片P從A端滑到B端的過(guò)程中,電流表的示數(shù)的變化范圍是( )A. 0.6A0A B. 0.6A0.1AC. 保持0.1A不變 D. 保持0.6A不變?nèi)? 作圖題1. 有器材:電池組、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、小燈泡
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