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八年級(jí)科學(xué)領(lǐng)軍精英行動(dòng)
第十七講 電路探秘
學(xué)習(xí)指引
知識(shí)要點(diǎn)
知識(shí)要點(diǎn)
1.串聯(lián)電路特點(diǎn)
電流處處相等，即I＝I1＝I2＝…＝In；
總電壓等于各個(gè)分電阻兩端的電壓之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un；
串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn。
串聯(lián)電路電壓分配規(guī)律：U1∶U2∶…∶Un＝R1∶R2∶…∶Rn。
2.并聯(lián)電路特點(diǎn)
干路中的電流等于各支路的電流之和，即I＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n；
各支路兩端的電壓都相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un；
并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)之和，即1/R＝1/R1＋1/R2＋…＋1/Rn。
并聯(lián)電路電流分配規(guī)律I1R1＝I2R2＝…＝InRn。
3.動(dòng)態(tài)電路
（1）電路動(dòng)態(tài)問題：一是由開關(guān)的斷開和閉合引起的電路變動(dòng)，二是由滑動(dòng)變阻器引起的電路變動(dòng)問題。
（2）動(dòng)態(tài)電路分析解題方法：
①弄清電阻之間是串聯(lián)還是并聯(lián)；電表是測量干路的電流（或電壓）還是支路中的電流（或電壓）。
②結(jié)合串聯(lián)分壓，并聯(lián)分流的特點(diǎn)進(jìn)行分析。
學(xué)習(xí)指引
知識(shí)要點(diǎn)
4.電路的故障分析
（1）故障類型
①短路：電路部分短路，電路中仍有電流通過（電流表有示數(shù)），短路兩點(diǎn)之間沒有電壓（電壓表無示數(shù)）。
②斷路：電路部分?jǐn)嗦罚娐分袥]有電流通過（電流表無示數(shù)），斷路兩點(diǎn)之間有電壓，斷路同側(cè)導(dǎo)線兩點(diǎn)無電壓。
（2）電路故障分析思路
①認(rèn)真審題，判斷電路各元件連接方式，明確電流表、電壓表測量的元件，各電路控制的元件。先根據(jù)故障現(xiàn)象分析有無電流，得出電路是短路還是斷路，再根據(jù)電表示數(shù)變化進(jìn)行分析。
②分析識(shí)別電器故障時(shí)，一定要根據(jù)電路中出現(xiàn)的各種反常現(xiàn)象，如燈泡不亮，電流表和電壓表示數(shù)反常等，分析其發(fā)生的各種可能原因，再根據(jù)題中給的其他條件和現(xiàn)象、測試結(jié)果等進(jìn)行綜合分析，找出故障位置確定故障種類。
學(xué)習(xí)指引
知識(shí)要點(diǎn)
（3）利用電流表、電壓表判斷電路故障
1.電流表示數(shù)正常而電壓表無示數(shù)
“電流表示數(shù)正常”表明電流表所在電路為通路，“電壓表無示數(shù)”表明無電流通過電壓表。
故障原因可能是：①電壓表損壞； ②電壓表接觸不良； ③與電壓表并聯(lián)的用電器短路。
2.電壓表有示數(shù)而電流表無示數(shù)
“電壓表有示數(shù)”表明電路中有電流通過，“電流表無示數(shù)”說明沒有或幾乎沒有電流流過電流表。
故障原因可能是：①電流表損壞； ②和電壓表并聯(lián)的用電器斷路（電壓表串聯(lián)在電路中）
3.電流表電壓表均無示數(shù)
“兩表均無示數(shù)”表明無電流通過兩表，除了兩表同時(shí)短路外，可能是干路斷路導(dǎo)致無電流。
學(xué)習(xí)指引
方法指導(dǎo)
1．歐姆定律適用條件是純電阻電路；I、U、R對(duì)應(yīng)同一導(dǎo)體或同一段電路、同一時(shí)刻。不同時(shí)刻、不同導(dǎo)體或不同電路狀態(tài)下的U、I、R不能混用；同一導(dǎo)體，電阻一定時(shí)，I與U成正比；在電路兩端電壓一定時(shí)，I與R成反比。
2．R＝U/I，是歐姆定律的變形公式，不能說“電阻R跟電壓成正比，跟電流成反比”。電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它只跟導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)，跟電流、電壓無關(guān)。
3．伏安法測電阻時(shí)，滑動(dòng)變阻器的作用是：(1)保護(hù)電路；(2)改變電路中的電流，從而讀出多組數(shù)據(jù)，然后算出平均值。多次測量取平均值的目的是減小誤差，不是得出普遍結(jié)論。
典型例題
【例1】如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表的示數(shù)為6V；將電壓表、電流表的位置互換，當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合，電流表的示數(shù)為0.3A，則正確的是(　 　)
A．R1＝8Ω B．R2＝8Ω　
C．R1＝20Ω D．R2＝20Ω
B
典型例題
【例2】如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。當(dāng)閉合開關(guān)S1并將開關(guān)S2斷開，乙兩表均為電流表時(shí)，兩表的示數(shù)之比I甲：I乙為5：3；當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合，甲、乙兩表均為電壓表時(shí)，兩表示數(shù)之比U甲：U乙為（ ）
C
A．3：5
B．3：2
C．2：5
D．5：3
典型例題
【例3】小金制作了一個(gè)利用電壓表測物體重力的小作品，它能在電壓表盤上讀出所放物體重力的大小，如圖所示。
（1）當(dāng)秤盤不放任何重物時(shí)，滑片 P 恰好處于 a 點(diǎn)。閉合開關(guān)，當(dāng)秤盤上所放鉤碼個(gè)數(shù)增多時(shí)，電壓表示數(shù)將 （填“變大”、“變小”或“不變”）；
（2）一段時(shí)間后，在秤盤放 2 牛重的鉤碼時(shí)，表盤讀數(shù)比 2 牛大，換不同重的鉤碼反復(fù)試驗(yàn)，每次讀數(shù)都不同且大于鉤碼的重力。產(chǎn)生這一現(xiàn)象是由于 引起的（填字母）。
A．R1 短路 B．R1 斷路 C．R2短路 D．R2斷路
變大
A
典型例題
【例4】如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器，電源電壓不變。閉合開關(guān)S后，滑片P從a端移動(dòng)到b端，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖乙所示，則電源電壓為 V，R1的阻值為 Ω。
甲 乙
6
5
典型例題
【例5】如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S，燈L亮，一段時(shí)間后燈L熄滅。已知電路中只有一處故障，且只發(fā)生在燈L或電阻R上，則下列判斷正確的是（　 　）
A.將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表無示數(shù)，則一定是燈L斷路
B.將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表有示數(shù)，則一定是燈L短路
C.將電壓表并聯(lián)在燈L兩端，若電壓表有示數(shù)，則一定是電阻R短路
D.將電壓表并聯(lián)在燈L兩端，若電壓表無示數(shù)，則一定是電阻R斷路
B
典型例題
【例6】科學(xué)興趣小組的同學(xué)利用學(xué)過的知識(shí)，測量定值電阻Rx的阻值。
（1）同學(xué)們利用電路甲測量Rx的阻值，測量數(shù)據(jù)和結(jié)果如下表一:
表一
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 電壓U（伏） 電流I（毫安） 電阻R（歐）
1 2．0 2．30 870
2 2．5 2．90 862
3 4．0 4．70 851
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可求得該電阻的阻值是 。
861Ω
典型例題
【例6】科學(xué)興趣小組的同學(xué)利用學(xué)過的知識(shí)，測量定值電阻Rx的阻值。
（1）同學(xué)們利用電路甲測量Rx的阻值，測量數(shù)據(jù)和結(jié)果如下表一:
表一
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 電壓U（伏） 電流I（毫安） 電阻R（歐）
1 2．0 2．30 870
2 2．5 2．90 862
3 4．0 4．70 851
（2）同學(xué)們發(fā)現(xiàn)該電阻的標(biāo)定阻值為1000歐、為什么測量值與標(biāo)定值之間有較大偏差 他們查資料尋找原因，發(fā)現(xiàn)平時(shí)認(rèn)為電阻為零的電流表和電阻無窮大的電壓表實(shí)際上都有一定的內(nèi)阻，只是電壓表的內(nèi)阻比較大，電流表的內(nèi)阻比較小，但都會(huì)對(duì)測量結(jié)果產(chǎn)生影響。然后，同學(xué)們找來他們使用的電流表和電壓表的說明書，說明書顯示：
電壓表：量程0~6伏，內(nèi)阻6000歐
電流表：量程0~10毫安，內(nèi)阻40歐
根據(jù)這些信息，可判斷甲電路中由于 （“電流表”或“電壓表”）內(nèi)阻的影響，使測量結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。
電壓表
典型例題
（3）小組同學(xué)經(jīng)過思考，改成電路乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量數(shù)據(jù)和結(jié)果如下表二：
表二
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 電壓U（伏） 電流I（毫安） 電阻R（歐）
1 2．5 1．92 1042
2 2．5 2．45 1020
3 4．0 3．75 1067
比較兩次測量結(jié)果，同學(xué)們做出了以下分析，你認(rèn)為正確的是 。
A. 測量該定值電阻選擇電路乙更合適
B. 用電壓表和電流表測量得到的電阻阻值都會(huì)偏大或偏小
C. 選擇合適的電路，測得的電阻值偏差會(huì)減小，更接近真實(shí)值
（4）拓展應(yīng)用：根據(jù)以上的探究，如果需要測量阻值約20歐小阻值電阻時(shí)，選用了合適量程的電壓表和電流表后，為了使測量結(jié)果更精確，應(yīng)選擇甲和乙中的哪一電路 并說明理由。
ABC
典型例題
外
同步練習(xí)
1.在如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S，燈L不亮，電壓表有示數(shù)，若電路故障在燈L或電阻R上某一處，對(duì)于故障的分析，下列判斷正確的是（ ）
A. 一定是電阻R斷路
B. 用導(dǎo)線連接R兩端，根據(jù)燈的亮暗可以檢測出故障原因
C. 在電路中再串聯(lián)一個(gè)電流表，根據(jù)電流表有無示數(shù)可以檢測出故障原因
D. 在L兩端再并聯(lián)一個(gè)電壓表，根據(jù)電壓表有無示數(shù)可以檢測出故障原因
同步練習(xí)
2．如圖所示電路，各元件完好，下列說法正確的是(　 　)
A．若甲乙都是電壓表，S1、S2都閉合，則R1和R2并聯(lián)
B．若甲乙都是電流表，S1閉合、S2斷開，則R1和R2是串聯(lián)
C．若甲是電流表，乙是電壓表，S1閉合、S2斷開，則甲表測R2的電流
D．若甲是電壓表，乙是電流表，S1閉合、S2斷開，則甲表測電源電壓
D
同步練習(xí)
3．如圖所示電路中，若電源電壓不變。R1為定值電阻，開關(guān)S閉合后，滑片向左移動(dòng)時(shí)(　　)
B
A．電流表示數(shù)變小，兩電表示數(shù)之比不變
B．電壓表示數(shù)變大，兩電表示數(shù)之比不變
C．電流表示數(shù)變大，兩電表示數(shù)之比變小
D．電壓表示數(shù)變小，兩電表示數(shù)之比變小
同步練習(xí)
4.電熱水器金屬內(nèi)膽出水口加接一段曲長管道，在電熱水器漏電且接地線失效時(shí)，能形成“防電墻”，保障人的安全，如圖所示，當(dāng)熱水器漏電且接地線失效時(shí)，其金屬內(nèi)膽與大地間電壓為220V，由于曲長管道中水具有電阻（簡稱“隔電電阻”），因而人體兩端的電壓不高于12V，下列說法正確的是（　　）
A．“隔電電阻”大于“人體電阻”
B．曲長管道應(yīng)選用導(dǎo)電性能好、管壁較厚的銅管
C．熱水器漏電且接地線失效時(shí)，“防電墻”使人體內(nèi)無電流通過
D．熱水器漏電且接地線失效時(shí)，“隔電電阻”與“人體電阻”并聯(lián)
A
能力拓展
5．如圖所示，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)的過程中（不考慮電表內(nèi)阻），下列判斷正確的是 (　 　)
A．燈泡發(fā)光變亮
B．電壓表示數(shù)變小
C．電流表示數(shù)變大
D．燈泡發(fā)光變暗
B
能力拓展
6．利用伏安法測電阻時(shí)常常用到如圖所示的兩種電路，
某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)所用電流表的內(nèi)阻約為10 Ω，電壓表的內(nèi)阻約為20 kΩ，
待測電的阻值約為100 Ω，為了減小誤差，他應(yīng)該采用圖
(填“甲”或“乙”)所示的連接方法，利用該方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，
測量結(jié)果會(huì)偏 (填“大”或“小”)。
甲
小
甲
乙
能力拓展
7．現(xiàn)有一個(gè)粗細(xì)均勻的金屬圓環(huán)，它是由一段銅絲和一段同種材料制成的電阻絲連接而成的。為了研究它的導(dǎo)電性，小科把它接入到如圖甲所示的電路中。實(shí)驗(yàn)時(shí)，小科先將觸點(diǎn)M與圓環(huán)上的A點(diǎn)連接，再移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P至最右端后，閉合開關(guān)S，將觸點(diǎn)N從A開始沿逆時(shí)針方向滑動(dòng)一周，在觸點(diǎn)N滑動(dòng)的過程中，觸點(diǎn)M、N之間的電阻等效于一個(gè)變化的電阻，記為RMN。設(shè)滑過弧MN的長為x，電流表示數(shù)I與x之間的關(guān)系如圖乙所示。己知電源電壓恒為4.5V，銅絲的阻值不計(jì)，觸點(diǎn)接觸良好。粗細(xì)均勻、同種材料制成的電阻絲阻值與其長度成正比。
（1）由圖乙可知，該金屬圓環(huán)中銅絲的長度是 cm。
（2）在觸點(diǎn)N滑動(dòng)過程中，RMN的最大值是多少？21cnkxtj2008
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(2)當(dāng)x=0時(shí)：
R變=5Ω
當(dāng)x=20cm時(shí)，電路中電流最小，電阻最大,
R總=9Ω
此時(shí)觸點(diǎn)M、N之間的阻值最大，為RMN=R總-R變=9Ω-5Ω=4Ω
能力拓展
（3）每lcm電阻絲的阻值是 Ω。（提示：圖甲中M、N之間的電阻等效于M、N之間兩段弧形金屬絲并聯(lián)后的總電阻）
0.4
THANKS第十七講 電路探秘
一、學(xué)習(xí)指引
（一）知識(shí)要點(diǎn)
1.串聯(lián)電路特點(diǎn)
電流處處相等，即I＝I1＝I2＝…＝In；
總電壓等于各個(gè)分電阻兩端的電壓之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un；
串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn。
串聯(lián)電路電壓分配規(guī)律：U1∶U2∶…∶Un＝R1∶R2∶…∶Rn。
2.并聯(lián)電路特點(diǎn)
干路中的電流等于各支路的電流之和，即I＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n；
各支路兩端的電壓都相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un；
并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)之和，即＝＋＋…＋。
并聯(lián)電路電流分配規(guī)律I1R1＝I2R2＝…＝InRn。
3.動(dòng)態(tài)電路
（1）電路動(dòng)態(tài)問題：一是由開關(guān)的斷開和閉合引起的電路變動(dòng)，二是由滑動(dòng)變阻器引起的電路變動(dòng)問題。
（2）動(dòng)態(tài)電路分析解題方法：
①弄清電阻之間是串聯(lián)還是并聯(lián)；電表是測量干路的電流（或電壓）還是支路中的電流（或電壓）。
②結(jié)合串聯(lián)分壓，并聯(lián)分流的特點(diǎn)進(jìn)行分析。
4.電路的故障分析
（1）故障類型
①短路：電路被短路部分有電流通過（電流表有示數(shù)），
被短路兩點(diǎn)之間沒有電壓（電壓表無示數(shù)）。
②斷路：電路斷路部分沒有電流通過（電流表無示數(shù)），
斷路兩點(diǎn)之間有電壓，斷路同側(cè)導(dǎo)線兩點(diǎn)無電壓。
（2）電路故障分析思路
①認(rèn)真審題，判斷電路各元件連接方式，明確電流表、電壓表測量的元件，各電路控制的元件。先根據(jù)故障現(xiàn)象分析有無電流，得出電路是短路還是斷路，再根據(jù)電表示數(shù)變化進(jìn)行分析。
②分析識(shí)別電器故障時(shí)，一定要根據(jù)電路中出現(xiàn)的各種反常現(xiàn)象，如燈泡不亮，電流表和電壓表示數(shù)反常等，分析其發(fā)生的各種可能原因，再根據(jù)題中給的其他條件和現(xiàn)象、測試結(jié)果等進(jìn)行綜合分析，找出故障位置確定故障種類。
（3）利用電流表、電壓表判斷電路故障
①電流表示數(shù)正常而電壓表無示數(shù)
“電流表示數(shù)正常”表明電流表所在電路為通路，“電壓表無示數(shù)”表明無電流通過電壓表。
故障原因可能是：①電壓表損壞； ②電壓表接觸不良； ③與電壓表并聯(lián)的用電器短路。
②電壓表有示數(shù)而電流表無示數(shù)
“電壓表有示數(shù)”表明電路中有電流通過，“電流表無示數(shù)”說明沒有或幾乎沒有電流流過電流表。
故障原因可能是：①電流表短路； ②和電壓表并聯(lián)的用電器斷路
③電流表電壓表均無示數(shù)
“兩表均無示數(shù)”表明無電流通過兩表，除了兩表同時(shí)短路外，可能是干路斷路導(dǎo)致無電流。
（二）方法指導(dǎo)
歐姆定律適用條件是純電阻電路；I、U、R對(duì)應(yīng)同一導(dǎo)體或同一段電路、同一時(shí)刻。不同時(shí)刻、不同導(dǎo)體或不同電路狀態(tài)下的U、I、R不能混用；同一導(dǎo)體，電阻一定時(shí)，I與U成正比；在電路兩端電壓一定時(shí)，I與R成反比。
2．R＝U/I，是歐姆定律的變形公式，不能說“電阻R跟電壓成正比，跟電流成反比”。電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它只跟導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)，跟電流、電壓無關(guān)。
3．伏安法測電阻時(shí)，滑動(dòng)變阻器的作用是：(1)保護(hù)電路；(2)改變電路中的電流，從而讀出多組數(shù)據(jù)，然后算出平均值。多次測量取平均值的目的是減小誤差，不是得出普遍結(jié)論。
二、典型例題
【例1】如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表的示數(shù)為6V；將電壓表、電流表的位置互換，當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合，電流表的示數(shù)為0.3A，則正確的是(　B　)
A．R1＝8Ω B．R2＝8Ω　
C．R1＝20Ω D．R2＝20Ω
【例2】如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。當(dāng)閉合開關(guān)S1并將開關(guān)S2斷開，
乙兩表均為電流表時(shí)，兩表的示數(shù)之比I甲：I乙為5：3；當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合，
甲、乙兩表均為電壓表時(shí)，兩表示數(shù)之比U甲：U乙為（ C ）
A．3：5 B．3：2
C．2：5 D．5：3
【例3】小金制作了一個(gè)利用電壓表測物體重力的小作品，它能在電壓表盤上讀
出所放物體重力的大小，如圖所示。
（1）當(dāng)秤盤不放任何重物時(shí)，滑片 P 恰好處于 a 點(diǎn)。閉合開關(guān)，當(dāng)秤盤上所放鉤碼個(gè)數(shù)增多時(shí)，電壓表示數(shù)將 變大 （填“變大”、“變小”或“不變”）；
（2）一段時(shí)間后，在秤盤放 2 牛重的鉤碼時(shí)，表盤讀數(shù)比 2 牛大，換不同重的鉤碼反復(fù)試驗(yàn)，每次讀數(shù)都不同且大于鉤碼的重力。產(chǎn)生這一現(xiàn)象是由于 A 引起的（填字母）。
A．R1 短路 B．R1 斷路 C．R2短路 D．R2斷路
【例4】如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器，電源電壓不變。閉合開關(guān)S后，滑片P從a端移動(dòng)到b端，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖乙所示，則電源電壓為 6 V，R1的阻值為 5 Ω。
　　
甲 乙
【例5】如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S，燈L亮，一段時(shí)間后燈L熄滅。已知電路中只有一處故障，且只發(fā)生在燈L或電阻R上，則下列判斷正確的是（　B　）
A.將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表無示數(shù)，則一定是燈L斷路
B.將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表有示數(shù)，則一定是燈L短路
C.將電壓表并聯(lián)在燈L兩端，若電壓表有示數(shù)，則一定是電阻R短路
D.將電壓表并聯(lián)在燈L兩端，若電壓表無示數(shù)，則一定是電阻R斷路
【例6】科學(xué)興趣小組的同學(xué)利用學(xué)過的知識(shí)，測量定值電阻Rx的阻值。
（1）同學(xué)們利用電路甲測量Rx的阻值，測量數(shù)據(jù)和結(jié)果如下表一:
表一
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 電壓U（伏） 電流I（毫安） 電阻R（歐）
1 2．0 2．30 870
2 2．5 2．90 862
3 4．0 4．70 851
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可求得該電阻的阻值是 861Ω 。
（2）同學(xué)們發(fā)現(xiàn)該電阻的標(biāo)定阻值為1000歐、為什么測量值與標(biāo)定值之間有較大偏差 他們查資料尋找原因，發(fā)現(xiàn)平時(shí)認(rèn)為電阻為零的電流表和電阻無窮大的電壓表實(shí)際上都有一定的內(nèi)阻，只是電壓表的內(nèi)阻比較大，電流表的內(nèi)阻比較小，但都會(huì)對(duì)測量結(jié)果產(chǎn)生影響。然后，同學(xué)們找來他們使用的電流表和電壓表的說明書，說明書顯示：
電壓表：量程0~6伏，內(nèi)阻6000歐
電流表：量程0~10毫安，內(nèi)阻40歐
根據(jù)這些信息，可判斷甲電路中由于 電壓表 （“電流表”或“電壓表”）內(nèi)阻的影響，使測量結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。
（3）小組同學(xué)經(jīng)過思考，改成電路乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量數(shù)據(jù)和結(jié)果如下表二：
表二
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 電壓U（伏） 電流I（毫安） 電阻R（歐）
1 2．5 1．92 1042
2 2．5 2．45 1020
3 4．0 3．75 1067
比較兩次測量結(jié)果，同學(xué)們做出了以下分析，你認(rèn)為正確的是 ABC 。
A. 測量該定值電阻選擇電路乙更合適
B. 用電壓表和電流表測量得到的電阻阻值都會(huì)偏大或偏小
C. 選擇合適的電路，測得的電阻值偏差會(huì)減小，更接近真實(shí)值
（4）拓展應(yīng)用：根據(jù)以上的探究，如果需要測量阻值約20歐小阻值電阻時(shí)，選用了合適量程的電壓表和電流表后，為了使測量結(jié)果更精確，應(yīng)選擇甲和乙中的哪一電路 并說明理由。甲、如果要測量阻值約為20Ω的電阻時(shí)，由于它電阻較小，因此通過它的電流較大，電壓表與它并聯(lián)時(shí)對(duì)電流表的示數(shù)影響比較小，測得的電阻誤差會(huì)比較小。
【解析】（1）該電阻的阻值為：；
（2）該電阻的阻值為1000Ω，而電壓表的電阻6000Ω，這時(shí)二者電阻相近，電流表測得的電流與通過電阻的電流相差比較大，因此計(jì)算出的電阻產(chǎn)生較大誤差，那么甲電路中由于電壓表內(nèi)阻的影響，使測量結(jié)果產(chǎn)生較大偏差；
（3）圖乙測得的電阻為：;
A.通過計(jì)算可知，圖乙測出的電阻與實(shí)際阻值誤差更小，故A正確；
B.無論使用哪種方法測得的電阻阻值都會(huì)和實(shí)際阻值有差異，故B正確；
C.相同的電阻，使用不同的測量方法，測出的值誤差大小不同，故C正確。
故選ABC。
（4）如果要測量阻值約為20Ω的電阻時(shí)，由于它電阻較小，因此通過它的電流較大，電壓表與它并聯(lián)時(shí)對(duì)電流表的示數(shù)影響比較小，測得的電阻誤差會(huì)比較小。
同步練習(xí)
第十七講 電路探秘 同步練習(xí)
基礎(chǔ)鞏固
1.在如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S，燈L不亮，電壓表有示數(shù)，若電路故障在燈L或電阻R上某一處，對(duì)于故障的分析，下列判斷正確的是（ C ）
A. 一定是電阻R斷路
B. 用導(dǎo)線連接R兩端，根據(jù)燈的亮暗可以檢測出故障原因
C. 在電路中再串聯(lián)一個(gè)電流表，根據(jù)電流表有無示數(shù)可以檢測出故障原因
D. 在L兩端再并聯(lián)一個(gè)電壓表，根據(jù)電壓表有無示數(shù)可以檢測出故障原因
2.如圖所示電路，各元件完好，下列說法正確的是(　D　)
A．若甲乙都是電壓表，S1、S2都閉合，則R1和R2并聯(lián)
B．若甲乙都是電流表，S1閉合、S2斷開，則R1和R2是串聯(lián)
C．若甲是電流表，乙是電壓表，S1閉合、S2斷開，則甲表測R2的電流
D．若甲是電壓表，乙是電流表，S1閉合、S2斷開，則甲表測電源電壓
3．如圖所示電路中，若電源電壓不變。R1為定值電阻，開關(guān)S閉合后，滑片向左移動(dòng)時(shí)(　B　)
A．電流表示數(shù)變小，兩電表示數(shù)之比不變
B．電壓表示數(shù)變大，兩電表示數(shù)之比不變
C．電流表示數(shù)變大，兩電表示數(shù)之比變小
D．電壓表示數(shù)變小，兩電表示數(shù)之比變小
4.電熱水器金屬內(nèi)膽出水口加接一段曲長管道，在電熱水器漏電且接地線失效時(shí)，能形成“防電墻”，保障人的安全，如圖所示，當(dāng)熱水器漏電且接地線失效時(shí)，其金屬內(nèi)膽與大地間電壓為220V，由于曲長管道中水具有電阻（簡稱“隔電電阻”），因而人體兩端的電壓不高于12V，下列說法正確的是（　A　）
A． “隔電電阻”大于“人體電阻”
B． 曲長管道應(yīng)選用導(dǎo)電性能好、管壁較厚的銅管
C． 熱水器漏電且接地線失效時(shí)，“防電墻”使人體內(nèi)無電流通過
D． 熱水器漏電且接地線失效時(shí)，“隔電電阻”與“人體電阻”并聯(lián)
能力拓展
5．如圖所示，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)的過程中，下列判斷正確的是 (　B　)
A．燈泡發(fā)光變亮
B．電壓表示數(shù)變小
C．電流表示數(shù)變大
D．燈泡發(fā)光變暗
6．利用伏安法測電阻時(shí)常常用到如 ( http: / / www.21cnjy.com )圖所示的兩種電路，某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)所用電流表的內(nèi)阻約為10 Ω，電壓
表的內(nèi)阻約為20 kΩ，待測電阻的阻值約為100 Ω，為了
減小誤差，他應(yīng)該采用圖 甲 (填“甲”或“乙”)所示的連接
方法，利用該方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，測量結(jié)果會(huì)偏 小 (填“大”
或“小”)。
7．現(xiàn)有一個(gè)粗細(xì)均勻的金屬圓環(huán)，它是由一段銅絲和一段同種材料制成的電阻絲連接而成的。為了研究它的導(dǎo)電性，小科把它接入到如圖甲所示的電路中。實(shí)驗(yàn)時(shí)，小科先將觸點(diǎn)M與圓環(huán)上的A點(diǎn)連接，再移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P至最右端后，閉合開關(guān)S，將觸點(diǎn)N從A開始沿逆時(shí)針方向滑動(dòng)一周，在觸點(diǎn)N滑動(dòng)的過程中，觸點(diǎn)M、N之間的電阻等效于一個(gè)變化的電阻，記為RMN。設(shè)滑過弧MN的長為x，電流表示數(shù)I與x之間的關(guān)系如圖乙所示。己知電源電壓恒為4.5V，銅絲的阻值不計(jì)，觸點(diǎn)接觸良好。粗細(xì)均勻、同種材料制成的電阻絲阻值與其長度成正比。
由圖乙可知，該金屬圓環(huán)中銅絲的長度是 10 cm。
（2）在觸點(diǎn)N滑動(dòng)過程中，RMN的最大值是多少？
（3）每lcm電阻絲的阻值是 0.4 Ω。（提示：圖甲中M、N之間的電阻等效于M、N之間兩段弧形金屬絲并聯(lián)后的總電阻）
【解析】(1)10
(2)解：當(dāng)x=0時(shí)：
R變=5Ω
當(dāng)x=20cm時(shí)，電路中電流最小，電阻最大：
R總=9Ω
此時(shí)觸點(diǎn)M、N之間的阻值最大，為RMN=R總-R變=9Ω-5Ω=4Ω
答：實(shí)驗(yàn)過程中，觸點(diǎn)M、N之間的最大阻值RMN是4歐姆。
(3)0.4第十七講 電路探秘
一、學(xué)習(xí)指引
（一）知識(shí)要點(diǎn)
1.串聯(lián)電路特點(diǎn)
電流處處相等，即I＝I1＝I2＝…＝In；
總電壓等于各個(gè)分電阻兩端的電壓之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un；
串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn。
串聯(lián)電路電壓分配規(guī)律：U1∶U2∶…∶Un＝R1∶R2∶…∶Rn。
2.并聯(lián)電路特點(diǎn)
干路中的電流等于各支路的電流之和，即I＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n；
各支路兩端的電壓都相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un；
并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)之和，即＝＋＋…＋。
并聯(lián)電路電流分配規(guī)律I1R1＝I2R2＝…＝InRn。
3.動(dòng)態(tài)電路
（1）電路動(dòng)態(tài)問題：一是由開關(guān)的斷開和閉合引起的電路變動(dòng)，二是由滑動(dòng)變阻器引起的電路變動(dòng)問題。
（2）動(dòng)態(tài)電路分析解題方法：
①弄清電阻之間是串聯(lián)還是并聯(lián)；電表是測量干路的電流（或電壓）還是支路中的電流（或電壓）。
②結(jié)合串聯(lián)分壓，并聯(lián)分流的特點(diǎn)進(jìn)行分析。
4.電路的故障分析
（1）故障類型
①短路：電路被短路部分有電流通過（電流表有示數(shù)），
被短路兩點(diǎn)之間沒有電壓（電壓表無示數(shù)）。
②斷路：電路斷路部分沒有電流通過（電流表無示數(shù)），
斷路兩點(diǎn)之間有電壓，斷路同側(cè)導(dǎo)線兩點(diǎn)無電壓。
（2）電路故障分析思路
①認(rèn)真審題，判斷電路各元件連接方式，明確電流表、電壓表測量的元件，各電路控制的元件。先根據(jù)故障現(xiàn)象分析有無電流，得出電路是短路還是斷路，再根據(jù)電表示數(shù)變化進(jìn)行分析。
②分析識(shí)別電器故障時(shí)，一定要根據(jù)電路中出現(xiàn)的各種反常現(xiàn)象，如燈泡不亮，電流表和電壓表示數(shù)反常等，分析其發(fā)生的各種可能原因，再根據(jù)題中給的其他條件和現(xiàn)象、測試結(jié)果等進(jìn)行綜合分析，找出故障位置確定故障種類。
（3）利用電流表、電壓表判斷電路故障
①電流表示數(shù)正常而電壓表無示數(shù)
“電流表示數(shù)正常”表明電流表所在電路為通路，“電壓表無示數(shù)”表明無電流通過電壓表。
故障原因可能是：①電壓表損壞； ②電壓表接觸不良； ③與電壓表并聯(lián)的用電器短路。
②電壓表有示數(shù)而電流表無示數(shù)
“電壓表有示數(shù)”表明電路中有電流通過，“電流表無示數(shù)”說明沒有或幾乎沒有電流流過電流表。
故障原因可能是：①電流表短路； ②和電壓表并聯(lián)的用電器斷路
③電流表電壓表均無示數(shù)
“兩表均無示數(shù)”表明無電流通過兩表，除了兩表同時(shí)短路外，可能是干路斷路導(dǎo)致無電流。
（二）方法指導(dǎo)
歐姆定律適用條件是純電阻電路；I、U、R對(duì)應(yīng)同一導(dǎo)體或同一段電路、同一時(shí)刻。不同時(shí)刻、不同導(dǎo)體或不同電路狀態(tài)下的U、I、R不能混用；同一導(dǎo)體，電阻一定時(shí)，I與U成正比；在電路兩端電壓一定時(shí)，I與R成反比。
2．R＝U/I，是歐姆定律的變形公式，不能說“電阻R跟電壓成正比，跟電流成反比”。電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它只跟導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)，跟電流、電壓無關(guān)。
3．伏安法測電阻時(shí)，滑動(dòng)變阻器的作用是：(1)保護(hù)電路；(2)改變電路中的電流，從而讀出多組數(shù)據(jù)，然后算出平均值。多次測量取平均值的目的是減小誤差，不是得出普遍結(jié)論。
二、典型例題
【例1】如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表的示數(shù)為6V；將電壓表、電流表的位置互換，當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合，電流表的示數(shù)為0.3A，則正確的是(　 　)
A．R1＝8Ω B．R2＝8Ω　
C．R1＝20Ω D．R2＝20Ω
【例2】如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。當(dāng)閉合開關(guān)S1并將開關(guān)S2斷開，
乙兩表均為電流表時(shí)，兩表的示數(shù)之比I甲：I乙為5：3；當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合，
甲、乙兩表均為電壓表時(shí)，兩表示數(shù)之比U甲：U乙為（ ）
A．3：5 B．3：2
C．2：5 D．5：3
【例3】小金制作了一個(gè)利用電壓表測物體重力的小作品，它能在電壓表盤上讀
出所放物體重力的大小，如圖所示。
（1）當(dāng)秤盤不放任何重物時(shí)，滑片 P 恰好處于 a 點(diǎn)。閉合開關(guān)，當(dāng)秤盤上所放鉤碼個(gè)數(shù)增多時(shí)，電壓表示數(shù)將 （填“變大”、“變小”或“不變”）；
（2）一段時(shí)間后，在秤盤放 2 牛重的鉤碼時(shí)，表盤讀數(shù)比 2 牛大，換不同重的鉤碼反復(fù)試驗(yàn)，每次讀數(shù)都不同且大于鉤碼的重力。產(chǎn)生這一現(xiàn)象是由于 引起的（填字母）。
A．R1 短路 B．R1 斷路 C．R2短路 D．R2斷路
【例4】如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器，電源電壓不變。閉合開關(guān)S后，滑片P從a端移動(dòng)到b端，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖乙所示，則電源電壓為 V，R1的阻值為 Ω。
　　
甲 乙
【例5】如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S，燈L亮，一段時(shí)間后燈L熄滅。已知電路中只有一處故障，且只發(fā)生在燈L或電阻R上，則下列判斷正確的是（　 　）
A．將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表無示數(shù)，則一定是燈L斷路
B．將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表有示數(shù)，則一定是燈L短路
C．將電壓表并聯(lián)在燈L兩端，若電壓表有示數(shù)，則一定是電阻R短路
D．將電壓表并聯(lián)在燈L兩端，若電壓表無示數(shù)，則一定是電阻R斷路
【例6】科學(xué)興趣小組的同學(xué)利用學(xué)過的知識(shí)，測量定值電阻Rx的阻值。
（1）同學(xué)們利用電路甲測量Rx的阻值，測量數(shù)據(jù)和結(jié)果如下表一:
表一
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 電壓U（伏） 電流I（毫安） 電阻R（歐）
1 2．0 2．30 870
2 2．5 2．90 862
3 4．0 4．70 851
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可求得該電阻的阻值是 。
（2）同學(xué)們發(fā)現(xiàn)該電阻的標(biāo)定阻值為1000歐、為什么測量值與標(biāo)定值之間有較大偏差 他們查資料尋找原因，發(fā)現(xiàn)平時(shí)認(rèn)為電阻為零的電流表和電阻無窮大的電壓表實(shí)際上都有一定的內(nèi)阻，只是電壓表的內(nèi)阻比較大，電流表的內(nèi)阻比較小，但都會(huì)對(duì)測量結(jié)果產(chǎn)生影響。然后，同學(xué)們找來他們使用的電流表和電壓表的說明書，說明書顯示：
電壓表：量程0~6伏，內(nèi)阻6000歐
電流表：量程0~10毫安，內(nèi)阻40歐
根據(jù)這些信息，可判斷甲電路中由于 （“電流表”或“電壓表”）內(nèi)阻的影響，使測量結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。
（3）小組同學(xué)經(jīng)過思考，改成電路乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量數(shù)據(jù)和結(jié)果如下表二：
表二
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 電壓U（伏） 電流I（毫安） 電阻R（歐）
1 2．5 1．92 1042
2 2．5 2．45 1020
3 4．0 3．75 1067
比較兩次測量結(jié)果，同學(xué)們做出了以下分析，你認(rèn)為正確的是 。
A. 測量該定值電阻選擇電路乙更合適
B. 用電壓表和電流表測量得到的電阻阻值都會(huì)偏大或偏小
C. 選擇合適的電路，測得的電阻值偏差會(huì)減小，更接近真實(shí)值
（4）拓展應(yīng)用：根據(jù)以上的探究，如果需要測量阻值約20歐小阻值電阻時(shí)，選用了合適量程的電壓表和電流表后，為了使測量結(jié)果更精確，應(yīng)選擇甲和乙中的哪一電路 并說明理由。
。
同步練習(xí)
第十七講 電路探秘 同步練習(xí)
一、基礎(chǔ)鞏固
1．在如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S，燈L不亮，電壓表有示數(shù)，若電路故障在燈L或電阻R上某一處，對(duì)于故障的分析，下列判斷正確的是（ ）
A．一定是電阻R斷路
B．用導(dǎo)線連接R兩端，根據(jù)燈的亮暗可以檢測出故障原因
C．在電路中再串聯(lián)一個(gè)電流表，根據(jù)電流表有無示數(shù)可以檢測出故障原因
D．在L兩端再并聯(lián)一個(gè)電壓表，根據(jù)電壓表有無示數(shù)可以檢測出故障原因
2．如圖所示電路，各元件完好，下列說法正確的是(　 　)
A．若甲乙都是電壓表，S1、S2都閉合，則R1和R2并聯(lián)
B．若甲乙都是電流表，S1閉合、S2斷開，則R1和R2是串聯(lián)
C．若甲是電流表，乙是電壓表，S1閉合、S2斷開，則甲表測R2的電流
D．若甲是電壓表，乙是電流表，S1閉合、S2斷開，則甲表測電源電壓
3．如圖所示電路中，若電源電壓不變。R1為定值電阻，開關(guān)S閉合后，滑片向左移動(dòng)時(shí)(　 　)
A．電流表示數(shù)變小，兩電表示數(shù)之比不變
B．電壓表示數(shù)變大，兩電表示數(shù)之比不變
C．電流表示數(shù)變大，兩電表示數(shù)之比變小
D．電壓表示數(shù)變小，兩電表示數(shù)之比變小
4．電熱水器金屬內(nèi)膽出水口加接一段曲長管道，在電熱水器漏電且接地線失效時(shí)，能形成“防電墻”，保障人的安全，如圖所示，當(dāng)熱水器漏電且接地線失效時(shí)，其金屬內(nèi)膽與大地間電壓為220V，由于曲長管道中水具有電阻（簡稱“隔電電阻”），因而人體兩端的電壓不高于12V，下列說法正確的是（　 　）
A． “隔電電阻”大于“人體電阻”
B． 曲長管道應(yīng)選用導(dǎo)電性能好、管壁較厚的銅管
C． 熱水器漏電且接地線失效時(shí)，“防電墻”使人體內(nèi)無電流通過
D． 熱水器漏電且接地線失效時(shí)，“隔電電阻”與“人體電阻”并聯(lián)
二、能力拓展
5．如圖所示，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)的過程中，下列判斷正確的是 (　 　)
A．燈泡發(fā)光變亮 B．電壓表示數(shù)變小
C．電流表示數(shù)變大 D．燈泡發(fā)光變暗
6．利用伏安法測電阻時(shí)常常用到如 ( http: / / www.21cnjy.com )圖所示的兩種電路，某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)所用電流表的內(nèi)阻約為10 Ω，電壓
表的內(nèi)阻約為20 kΩ，待測電阻的阻值約為100 Ω，為了
減小誤差，他應(yīng)該采用圖 (填“甲”或“乙”)所示的連接
方法，利用該方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，測量結(jié)果會(huì)偏 (填“大”
或“小”)。
7．現(xiàn)有一個(gè)粗細(xì)均勻的金屬圓環(huán)，它是由一段銅絲和一段同種材料制成的電阻絲連接而成的。為了研究它的導(dǎo)電性，小科把它接入到如圖甲所示的電路中。實(shí)驗(yàn)時(shí)，小科先將觸點(diǎn)M與圓環(huán)上的A點(diǎn)連接，再移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P至最右端后，閉合開關(guān)S，將觸點(diǎn)N從A開始沿逆時(shí)針方向滑動(dòng)一周，在觸點(diǎn)N滑動(dòng)的過程中，觸點(diǎn)M、N之間的電阻等效于一個(gè)變化的電阻，記為RMN。設(shè)滑過弧MN的長為x，電流表示數(shù)I與x之間的關(guān)系如圖乙所示。己知電源電壓恒為4.5V，銅絲的阻值不計(jì)，觸點(diǎn)接觸良好。粗細(xì)均勻、同種材料制成的電阻絲阻值與其長度成正比。
由圖乙可知，該金屬圓環(huán)中銅絲的長度是 cm。
（2）在觸點(diǎn)N滑動(dòng)過程中，RMN的最大值是多少？
（3）每lcm電阻絲的阻值是 Ω。（提示：圖甲中M、N之間的電阻等效于M、N之間兩段弧形金屬絲并聯(lián)后的總電阻）

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