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第08講 電學基礎(上)(學生版+教師版)2024年中考物理新課標總復習一輪培優學案(廣東專版)

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第08講 電學基礎(上)(學生版+教師版)2024年中考物理新課標總復習一輪培優學案(廣東專版)

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2024年中考物理新課標總復習一輪培優學案(廣東專版)
第一部分 單元整合培優學案
第08講 電學基礎(上)
課標要求
1. 觀察摩擦起電現象,了解靜電現象。了解生產生活中關于靜電防止和利用的技術。2. 從能量轉化的角度認識電源和用電器的作用。3. 知道電壓、電流和電阻。探究電流與電壓、電阻的關系, 理解歐姆定律。4.會使用電流表和電壓表。5. 會看、會畫簡單的電路圖。會連接簡單的串聯電路和并聯電路。能說出生產生活中釆用簡單串聯電路或并聯電路的實例。探究并了解串聯電路和并聯電路中電流、電壓的特點。
考點分布 考查頻率 命題趨勢
考點1 電學基礎知識 ☆☆ 電學基礎上部分,廣東省物理試卷里,每年考查2~3道題,分值為10分左右。一般以考查規律的理解為主。題型有選擇、填空、實驗和計算,難度系數為0.5。2024年可能會出現電路故障或者動態電路分析試題。計算題會和電功率計算綜合呈現出來。探究電流與電壓、電阻的關系和伏安法測電阻是2024年中考重點。
考點2 電路圖和實物圖的相互轉化 ☆☆
考點3 電路故障及動態電路分析題 ☆☆
考點4 電學實驗——歐姆定律實驗 ☆☆
考點5 電學實驗——伏安法測量性實驗 ☆☆
考點6 歐姆定律的理解及簡單計算 ☆☆☆
☆☆☆ 代表必考點,☆☆代表常考點,☆星表示中頻考點。
知識點一:電路的三種狀態
1. 常見的電路狀態有:通路、斷路、短路。
2. 通路:接通的電路叫通路,此時電路中有電流通過,電路是閉合的。
3. 斷路:斷開的電路叫斷路,此時電路不閉合,電路中無電流。
4. 短路:不經過用電器而直接用導線把電源正、負極連在一起。短路時,電路中會有很大的電流,可能把電源燒壞,或使導線的絕緣皮燃燒引起火災,這是絕對不允許的。用電器兩端直接用導線連接起來的情況也屬于短路(此時電流將直接通過導線而不會通過用電器,用電器不會工作)。
知識點二:電路的連接方式
1. 串聯電路:把電路元件逐個順次連接起了就組成了串聯電路。特點:
①電流只有一條路徑;
②各用電器之間互相影響,一個用電器因開路停止工作,其它用電器也不能工作;
③只需一個開關就能控制整個電路。
2. 并聯電路:把電路元件并列地連接起來就組成了并聯電路。電流在分支前和合并后所經過的路徑叫做干路;分流后到合并前所經過的路徑叫做支路。特點:
①電流兩條或兩條以上的路徑,有干路、支路之分;
②各用電器之間互不影響,當某一支路為開路時,其它支路仍可為通路;
③干路開關能控制整個電路,各支路開關控制所在各支路的用電器。
知識點三:電流及串并聯電路電流規律
1. 電流:在物理學中,用電流強度(簡稱電流)來表示電流的大小;
2. 電流方向:在電源外部,電流的方向從電源的正極到負極。
3. 獲得持續電流的條件:①電路中有電源、②電路為通路。
4. 電流的強弱
(1)物理意義:表示電流強弱的物理量。
(2)單位:電流單位是安培,簡稱安,用符號A表示;電流常用單位還有:毫安(mA)、微安(μA);換算關系:1A=1000mA,1mA=1000μA。
(3)一些常見的電流值:家用電冰箱的電流約為1A,家用空調的電流約為5A,計算器中電流約為100μA,手電筒中的電流約為200mA等。
5. 認識電流表
(1)讀數時應做到“兩看清”即看清接線柱上標的量程,看清每大格電流值和每小格電流值。
(2)使用規則:兩要、兩不要。1)電流表要串聯在電路中;2)電流要從電流表的正接線柱流入,負接線柱流出,否則指針反偏。
(3)被測電流不要超過電流表的量程。危害:被測電流超過電流表的最大測量值時,不僅測不出電流值,電流表的指針還會被打彎,甚至表被燒壞。
(4)選擇量程:實驗室用電流表量程是0~0.6A和0~3A。測量時,先選大量程,用開關試觸,若被測電流在0.6A~3A可測量,若被測電流小于0.6A,則換用小的量程,若被測電流大于3A則換用更大量程的電流表。
(5)絕對不要不經用電器直接把電流表連到電源兩極上,原因電流表相當于一根導線。
6. 串并聯電路電流規律
(1)串聯電路的電流規律:串聯電路中各處電流都相等;公式:I=I1=I2
(2)并聯電路的電流規律:并聯電路中總電流等于各支路中電流之和;公式: I=I1+I2
知識點四:電壓及串并聯電路電壓規律
1. 電壓的單位:在國際單位制中,電壓單位是伏特(簡稱為伏,符號是V);電壓常用單位還有:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)
換算關系:1kV=1000V,1V=1000mV,1mV=1000μV。
2. 生活中常見電壓值:一節干電池1.5V,一節蓄電池2V,家庭用電電壓220V,安全電壓不高于36V。
3. 認識電壓表
(1)讀數時,看清接線柱上標的量程(3V、15V兩個量程)、分度值(3V量程分度值是0.1V,15V路程分度值是0.5V);
(2)使用規則:
1)電壓表要并聯在電路中;
2)電流從電壓表的“正接線柱”流入,“負接線柱”流出,否則指針會反偏。
3)被測電壓不要超過電壓表的最大量程。
4. 串并聯電路中的電壓規律
(1)串聯電路電壓特點:串聯電路中,電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和,即U=U1+U2
(2)并聯電路電壓特點:在并聯電路中,電源兩端電壓等于各支路用電器兩端電壓,即U=U1=U2
知識點五:電阻和滑動變阻器
1.電阻的定義:導體對電流的阻礙作用叫電阻。
2.電阻的單位:國際單位制中電阻的單位是歐姆,簡稱歐,符號是Ω。比歐大的單位還有千歐(KΩ)、兆歐(MΩ),它們之間的換算關系是:1Ω=10KΩ=10MΩ。
3.決定電阻大小因素:導體的材料、長度、橫截面積。此外與溫度也有關系。
4.滑動變阻器的原理:通過改變接入電路中電阻絲的長度來改變電阻。
5.滑動變阻器的作用:調節滑動變阻器的滑片可以改變電路中的電阻,從而改變電路中的電流。
6.滑動變阻器的接法:串聯在要改變的電路中,兩接線頭要“一上一下”。
注意:使用前要觀察滑動變阻器的銘牌,弄清它的最大阻值和允許通過的最大電流;閉合開關前,滑片應處于阻值最大位置。
知識點六:探究電流與電壓、電阻的關系
一、探究電流與電壓關系
1. 實驗電路圖
2. 控制不變的量:電阻。控制方法:使用同一個定值電阻進行實驗。
3. 改變的量:定值電阻兩端的電壓。改變方法:(1)改變電池節數;(2)調節滑動變阻器滑片。
4. 滑動變阻器在實驗中的作用:(1)保護電路;(2)改變定值電阻兩端的電壓。
5. 實驗結論:當電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。
二、探究電流與電阻關系
1. 實驗電路圖
2. 控制不變的量:電壓。控制方法:調節滑動變阻器滑片。
3. 改變的量:電阻。改變方法:更換定值電阻。
4. 滑動變阻器在實驗中的作用:(1)保護電路;(2)使定值電阻兩端的電壓保持不變。
5. 實驗結論:當電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
知識點六:理解歐姆定律
1. 內容:導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。
2. 公式:
U—電壓—伏特(V);R—電阻—歐姆(Ω);I—電流—安培(A)
3. 注意事項
(1)在國際單位制中,電流(I)的單位是A,電壓(U)的單位是V,電阻(R)的單位是Ω;
(2) 不能被理解為導體的電阻跟這段導體兩端的電壓成正比,跟導體中的電流成反比。因為電阻是導體本身的一種性質,它的大小決定于導體的材料、長度、橫截面積和溫度,其大小跟導體的電流和電壓無關。
(3)I、U、R三個物理量具有同體性和同時性,三個物理量是針對同一段導體、同一時刻的。
4. 歐姆定律在串、并聯電路中的應用
串聯電路 并聯電路
電流特點 串聯電路中各處電流相等。 并聯電路的干路總電流等于各支路電流之和
電壓特點 串聯電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。 并聯電路中,各支路兩端的電壓相等,且都等于電源電壓
電阻特點 串聯電路的總電阻,等于各串聯電阻之和。;把幾個導體串聯起來相當于增大了導體的長度,所以總電阻比任何一個串聯分電阻都大。 并聯電阻中總電阻的倒數,等于各并聯電路的倒數之和;若只有兩個電阻R1和R2并聯,則總電阻R總=把幾個電阻并聯起來相當于增加了導體的橫截面積,所以并聯總電阻比每一個并聯分電阻都小。
分配特點 串聯電路中,電壓的分配與電阻成正比= 并聯電路中,電流的分配與電阻成反比 =
電路作用 分壓 分流
知識點七:伏安法測電阻
【實驗原理】R = U / I
【實驗器材】電源、開關、導線、小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器。
【實驗電路】
【實驗步驟】
1. 按電路圖連接實物電路。
2. 檢查無誤后閉合開關,使小燈泡發光,記錄電壓表和電流表的示數,代入公式R = U / I算出小燈泡的電阻。
3. 移動滑動變阻器滑片P的位置,多測幾組電壓和電流值,根據R = U / I,計算每次的電阻值,并求出電阻平均值。
【實驗表格】
次數 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω 平均值R/Ω
1
2
3
【注意事項】(1)接通電源前應將開關處于斷開狀態,將滑動變阻器的阻值調到最大;
(2)連好電路后要通過試觸的方法選擇電壓表和電流表的量程;
(3)滑動變阻器的作用:改變電阻兩端的電壓和通過的電流;保護電路。
考點1. 電學基礎知識
【例題1】(2023廣東省)題圖是氫的原子模型示意圖,原子核是_______,核外電子是______,其中帶負電的是_______。(均選填“A”或“B”)
【答案】 B A A
【解析】原子是由原子核和核外電子組成,核外電子繞著原子核運動,原子核是由質子和中子組成的,其中質子帶正電,中子不帶電,電子帶負電。
【例題2】(2023廣東省廣州)手與硅膠管M均不帶電,用手摩擦M后,M與帶負電的塑料管互相排斥,則(  )
A. M帶正電 B. M不帶電
C. 手摩擦M時,正電荷從手轉移到M D. 手摩擦M時,電子從手轉移到M
【答案】D
【解析】由題意可知,開始手與硅膠管M均不帶電,用手摩擦M后,M與帶負電的塑料管互相排斥,根據同種電荷互相排斥可知此時M帶負電;根據摩擦起電的本質可知,得到電子的帶負電,失去電子的帶正電,因此手摩擦M時,電子從手轉移到M。故選D。
【變式訓練1】(2022廣東)與毛皮摩擦過的橡膠棒因得到電子而帶___________電。用帶電的橡膠棒接觸驗電器的金屬球,金屬箔張開,如圖所示。這兩片金屬箔帶___________種電荷。
【答案】 負 同
【解析】摩擦起電的實質是電子的轉移,與毛皮摩擦過的橡膠棒得到電子而帶負電,毛皮失去電子而帶正電。驗電器的兩片金屬箔帶上了同種電荷,同種電荷相互排斥,所以金屬箔片會張開。
【變式訓練2】(2023廣東省) 如題圖所示,標有“2.5V 0.3A”的燈泡L1和標有“6V 0.15A”的燈泡L2連接成________聯電路,電源電壓可調節;閉合開關S,使電源電壓從0V逐漸增加,先正常發光的燈泡是________,此時通過另一燈泡的電流是______A。
【答案】 串 L2 0.15
【解析】由圖可知,開關閉合后,整個電路只有一條閉合回路,燈泡L1和燈泡L2串聯。
通過小燈泡的電流達到額定電流時,小燈泡正常發光,由圖可知,兩燈泡串聯,根據串聯電路中電流處處相等的規律可知,燈泡L2的額定電流小于燈泡L1的額定電流,故先正常發光的是燈泡L2;且此時通過另一燈泡的電流也是燈泡L2的額定電流,即0.15A。
考點2. 電路圖和實物圖的相互轉化
【例題】(2022深圳)如圖是某實物連接電路,請根據實物圖在方框內畫出對應的電路圖。
【答案】如圖所示。
【解析】實物圖中電源、開關和電動機串聯,所以電路圖與實物圖對應,作串聯電路圖。
【變式訓練1】(2022·重慶A)如圖所示為一種新型“水溫感應龍頭”。自帶水流發電電源。當水流溫度低于40℃。感應開關S1閉合,只有綠燈照亮水流;當水溫達40℃及以上,感應開關S2閉合,只有紅燈照亮水流,以警示用水人。下列電路設計能實現該功能的是(  )。
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】感應開關S1閉合,只有綠燈照亮水流,說明開關S1與綠燈串聯;感應開關S2閉合,只有紅燈照亮水流,說明開關S2與紅燈串聯。且紅燈和綠燈工作時互不影響,則紅燈和綠燈并聯。符合以上要求的電路連接方式只有B圖,故B符合題意,ACD不符合題意。故選B。
【變式訓練2】(2022深圳二模)某船上裝有平衡警示電路,其中S為重力開關,金屬片M可繞O點自由轉動。當船水平時,M在a、b中間;當船左傾到一定程度時,綠燈亮、電鈴響;當船右傾到一定程度時、紅燈亮、電鈴響。請完成電路圖。
【答案】如圖所示。
【解析】當船左傾到一定程度時,重力開關M與a接通,此時綠燈亮、電鈴響,則將綠燈和電鈴接入電路中;當船右傾到一定程度時、重力開關M與b接通,此時紅燈亮、電鈴響,則將紅燈和電鈴接入電路中。兩種情況下電鈴都響,則電鈴在干路中,紅燈、綠燈單獨工作,互不影響,則紅燈和綠燈并聯。
考點3. 電路故障及動態電路分析題
【例題1】(2022廣東二模)如圖所示為小明連接的電路,他先檢查導線連接無誤后,閉合開關S,發現兩燈均不發光,于是他用一個電壓表分別并聯接到ab、bc、ac兩點,燈L1、L2均不發光,且電壓表無示數,再用電壓表并聯接到dc兩點時,燈L1、L2均不發光,但電壓表指針有明顯偏轉,由此判定電路的故障可能是(  )
A.燈L1斷路 B.燈L2斷路 C.燈L1短路 D.燈L2短路
【答案】B
【解析】燈泡的故障分為斷路和短路兩種,根據電壓表連接在不同位置時的示數表現情況,分別對斷路和短路的情況進行判斷,看出現的可能性有哪些,最終得出結論。
解:由題意可知,并聯接到ab、bc、ac兩點,燈L1、L2均不發光,不能是短路,且電壓表無示數,說明ac外的電路有斷路;
再連接到dc兩點之間,燈L1、L2均不發光,不能是短路,但電壓表指針有明顯偏轉,說明有微弱電流從電源正極經過電壓表再經過L1回到電源負極,說明與電壓表并聯的部分斷路;
故是燈L2斷路。
【例題2】(2022深圳)如圖所示為油量表示意圖,當油量減少時,下列說法正確的是(  )
A. R不斷減小 B. R總不斷減小
C. I總不斷減小 D. R兩端電壓不斷減小
【答案】C
【解析】由電路圖可知,R0與R串聯,電流表測量電路中的電流。當油量減少時,浮子下降,滑桿右端向上滑動,R接入電阻增大,串聯電路中,電路的總電阻等于各個電阻之和,所以電路中總電阻R總增大,根據可知,電壓不變時,電流I總減小;R接入電阻增大,根據串聯正比分壓可知,R兩端電壓不斷增大,故C正確,ABD錯誤。故選C。
【變式訓練1】(2023廣州三模) 如圖所示,閉合開關S,滑動變阻器滑片P移動過程中,燈突然熄滅,電壓表和電流表均無示數。若電路中僅有一處故障,則故障不可能是( )
A. 電流表接線松開 B. 小燈泡L斷路 C. 滑動變阻器R斷路 D. 開關S接觸不良
【答案】B
【解析】A.如果電流表接線松開,電路斷路,燈泡不亮,電壓表和電流表均無示數,故A不符合題意;
B.小燈泡L斷路,電壓表串聯在電路中,電壓表的內阻很大,通過電路的電流很小,電壓表有示數,電流表沒有示數,燈泡不亮,故B符合題意;
C.滑動變阻器R斷路,電路斷路,燈泡不亮,電壓表和電流表均無示數,故C不符合題意;
D.開關S接觸不良,電路斷路,燈泡不亮,電壓表和電流表均無示數,故D不符合題意。
故選B。
【變式訓練2】(2023廣東省廣州) 小明按圖示電路圖正確連接電路,電阻R標有“5Ω”,燈L標有“3.8V 0.3A”。閉合開關S,L發光,電流表A和A1正常工作,示數均為0.24A。小明認為出現上述現象的原因是R被短路。該說法是否正確?___________;若正確,寫出理由;若不正確,分析出現該實驗現象的原因并寫出分析過程。___________。
【答案】 不正確 見解析
【解析】若R被短路,分析電路可知,燈泡也會被短路,造成電源短路,此時電流表A1不會有示數,因此小明的說法不正確。由題意可知,兩個電流表都能正常工作,且示數相同,分析電路可知,電流表A1在支路,電流表A在干路,此時兩電表示數相同證明另一條支路沒有電流,即發生了斷路,因此應是R斷路。
考點4. 電學實驗——歐姆定律實驗
【例題1】(2021廣東省)在“探究電流與電阻的關系”實驗中,實物器材有:電源電壓恒為、電流表、電壓表、滑動變阻器標有“”字樣和開關各一個,定值電阻五個、、、、,導線若干。
將如圖甲實驗電路連接完整。
閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片P移到最______ 端。
圖乙是根據實驗數據畫出的定值電阻的圖象,其中陰影面積的物理意義是______ ,其數值為______ 。
【答案】左 電阻兩端的電壓
【解析】滑動變阻器一上一下的串聯在電路中,電流表串聯在電路中,如下圖所示:

為了保護電路,閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處,即最左端;
根據畫出圖象如圖乙知,圖中陰影面積為長方形,其面積等于IR,由歐姆定律得,,陰影面積表示的物理量是電阻兩端的電壓,其數值為。
【變式訓練】(2021廣東一模)在探究“電流與電阻關系”實驗時,老師給小明提供了如下器材:電源(電壓恒定為4.5V),電流表,電壓表,開關各一個,滑動變阻器甲“10Ω;2A”和滑動變阻器乙“20Ω;1A”各一個,定值電阻5Ω、10Ω、15Ω各一個,導線若干。
(1)注意在連接電路時,開關必須處于__________狀態;
(2)用筆畫線代替導線,將圖甲的實驗電路連接完整(要求:滑動變阻器滑片P向左滑動時電流表示數變大,導線不允許交叉)__________;
(3)正確連接電路后閉合開關,發現電流表有示數,無論怎樣移動滑片P,電壓表都無示數,則故障可能是__________(答出一種情況即可);
(4)排除故障后,小明把5Ω的電阻接入電路中,移動滑片P到適當位置,讀出電流表示數如圖乙所示,正確記錄后,小明又改用10Ω電阻繼續實驗,閉合開關后,小明應將滑片P向______(選填“左”或者“右”)移動至電壓表示數為_______V;
(5)小明在實驗中所選用的滑動變阻器應該是_______(選填“甲”或“乙”);
(6)利用老師給的器材,還能完成的電學實驗有:__________(寫出一個即可)。
【答案】 (1)斷開 (2) (3)定值電阻短路(電壓表短路) (4)右 2.5 (5)乙 (6)探究電流和電壓的關系(測定值電阻的阻值)(答案合理即可)
【解析】(1)在連接電路時,為保護電路,要先斷開開關。
(2)由題意知,當滑動變阻器A端與定值電阻正接線柱連接,使得滑動變阻器與定值電阻串聯接入電路,滑動變阻器滑片P向左滑動時,接入電路的電阻變小,根據歐姆定律可知,電路中的電流變大,從而電流表示數變大,如圖所示:
(3)由題意知,電流表有示數,說明電路有電流為通路,而此時電壓表無示數,說明與電壓表并聯的電阻R短路。
(4)有圖乙知,電流表接入量程為0~0.6A,且最小分度值為0.02A,則電流表示數為0.5A。根據可得,電壓表示數為
小明又改用10Ω電阻繼續實驗,應利用控制變量法,保持電壓表示數不變,根據串聯電路分壓特點,為控制定值電阻兩端電壓保持不變,此時應滑動變阻器滑片P向右移動,增大接入電路電阻,從而增大滑動變阻器兩端電壓。
(5)實驗中使用的定值電阻阻值最大為15Ω時,根據串聯電路電壓的規律,變阻器分得的電壓
變阻器分得的電壓為電壓表示數倍數為
根據分壓原理,當接入15Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為
因此小軍實驗所選用的滑動變阻器應該是乙“20Ω;1A”。
(6)電流表可測量電路中電流,電壓表可測量用電器兩端電壓,因此還可通過該實驗裝置探究電流和電壓的關系和測定值電阻的阻值的實驗。
考點5. 電學實驗——伏安法測量性實驗
【例題】(2023深圳) 已知:電源電壓為3V,小燈泡額定電壓為2.5V,滑動變阻器(30Ω,1.2A)
(1)請幫助亮亮根據電路圖,連接實物圖;(要求:滑片在最右端時,電阻最大。)( )
(2)在閉合開關前,滑動變阻器滑片需要調到端______(選填“M”或“N”);
(3)亮亮同學檢查電路連接正確,并且電路元件沒有故障后,閉合開關,發現小燈泡不發光,電流表偏轉角度很小,請問故障原因是:______,接下來亮亮同學的提作方法是:______;
(4)實驗數據如下圖:
電壓U/V 1 1.5 2 2.5 2.8
電流I/A 0.14 0.21 0.27 0.3 0.31
請問:正常發光時,小燈泡的電阻是:______Ω;
(5)由實驗數據說明:小燈泡的電阻隨電壓的增大而______ ;(選填:“增大”,“變小”或“不變”)
(6)小白同學在電路連接正確后,閉合開關,小燈泡亮了一下之后就熄滅,電流表無示數,電壓表有示數,請在圖丙中,畫出電壓表指針指的位置。(用帶箭頭的線段表示)( )
【答案】 (1)
(2)N (3)燈泡的實際功率很小 移動滑動變阻器滑片(4)8.3 (5)增大
(6)
【解析】(1)滑動變阻器滑片在最右端時阻值最大,所以滑動變阻器應接左下接線柱,如圖所示:
(2)在閉合開關前,滑動變阻器滑片需要調到N端,使得滑動變阻器為最大阻值,保護電路。
(3)閉合開關前,滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值,閉合開關,由于電路總電阻很大,電路電流較小,燈泡的實際功率很小,可能不足以引起燈泡發光。
閉合開關后,如果燈泡不亮,應移動滑動變阻器滑片,減小電路的總電阻,使電燈泡發光。
(4)由題意可知小燈泡的額定電壓是2.5V,所以小燈泡正常發光時,電壓為2.5V,而電流由表中數據得0.3A,所以小燈泡電阻為
(5)由表中數據得電壓為1V,電流為0.14A,小燈泡電阻為
由表中數據得電壓為1.5V,電流為0.21A,小燈泡電阻為
由表中數據得電壓為2V,電流為0.27A,小燈泡電阻為
由表中數據得電壓為2.8V,電流為0.31A,小燈泡電阻為
所以小燈泡的電阻隨電壓的增大而增大。
(6)閉合開關,小燈泡亮了一下之后就熄滅,電流表無示數,電壓表有示數,說明小燈泡斷路了,電壓表測電源的電壓示數接近電源電壓3V,如圖所示:
【變式訓練】(2022廣東)圖甲是測量小燈泡在不同電壓下電阻的實驗電路圖(小燈泡額定電壓為1.5V)。
(1)小明按電路圖連接實物,剛接上最后根導線,看到電流表指針立刻有偏轉。若電路連線正確,造成這種異常現象的原因是___________。
(2)實驗中,調節滑動變阻器,分別記錄電壓表和電流表的示數如下:
測量次序 1 2 3 4 5
電壓U/V 1.8 1.5 1.0 ___________ 0.3
電流I/A 0.32 0.30 0.26 ___________ 0.18
①第4次測量對應的電壓表和電流表示數如圖乙所示,此時小燈泡兩端的電壓是___________V,通過它的電流是___________A。
②小燈泡正常發光時的電阻是___________Ω。
③第5次測量中,小燈泡不發光。小明斷定是燈絲斷了。這個判斷是___________(選填“正確”或“錯誤”)的,理由是___________。
【答案】 (1)連接電路時,開關沒有斷開 (2)0.6 0.22 5 錯誤 見解析
【解析】(1)由題意可知,剛接上最后根導線,看到電流表指針立刻有偏轉,說明電路是一個通路,所以造成這種異常現象的原因是連接電路時,開關沒有斷開。
(2)由圖乙中的電壓表圖可知,電壓表選擇的量程為0~3V,根據指針所在的位置可得,該電壓表的示數為0.6V。
由圖乙中的電流表圖可知,電流表選擇的量程為0~0.6A,根據指針所在的位置可得,該電流表的示數為0.22A。
由題意可知,小燈泡額定電壓為1.5V,再由表格可知,當小燈泡兩端電壓為額定電壓時,通過小燈泡的電流為0.3A,根據歐姆定律可得小燈泡正常發光時的電阻是
小燈泡不發光,小明斷定是燈絲斷了,這個判斷是錯誤的,因為若是小燈泡燈絲斷了,那么電壓表將串聯在電路之中,此時電壓表的示數將接近于電源電壓,電流表的示數接近于0,根據表格中的數據可知,與實際情況不符,所以不是小燈泡燈絲斷了,故小明的判斷是錯誤的。
考點6. 歐姆定律的理解及簡單計算
【例題】(2023廣東一模)如圖所示,電阻、為定值電阻,電源電壓保持不變。當開關閉合,接a端時,電流表示數為I;當開關閉合,接b端時,電流表示數為2I,則未知電阻的阻值是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根據電路圖可知,當開關閉合,接a端時,電流表示數為I,由歐姆定律可知,電源電壓為
當開關閉合,接b端時,電流表示數為2I,由歐姆定律可知,電源電壓為
由于電源電壓保持不變,則有
解得
故選D。
【變式訓練】(2023廣東三模)小鋒設計如圖所示的電路來判斷梅雨季節教室里相對濕度的變化.選用的器材有:電源、濕度傳感器(其電阻的阻值隨相對濕度的增大而減小)、定值電阻、一只電壓表(量程為)等。當相對濕度為時,,電壓表示數為,則電壓表是并聯在____的兩端。當電壓表示數變大時,教室里相對濕度在______。
【答案】定值電阻R##R##定值電阻 增大
【解析】由題圖可知,兩電阻串聯,由串聯電路分壓原理可得
因為電源電壓為,電壓表示數為,所以電壓表測量的是定值電阻R兩端的電壓,即電壓表并聯在定值電阻R的兩端。
電壓表示數變大,即定值電阻兩端電壓變大,由歐姆定律可得,流過電路的電流變大,則電路的總電阻變小,可知濕度傳感器的電阻減小,所以教室里的相對濕度增大。
1. 解決串、并聯電路動態問題思路
滑動變阻器滑片位置的改變、壓力、溫度等因素的改變是導致電阻變化的常見原因。解決此類問題的關鍵是從變化的源頭出發,即根據R 、R壓 或 R溫的變化情況,判斷電路中R總和電路中電流的變化,然后再根據歐姆定律和串、并聯特點或分壓、分流原理判斷其他物理量的變化或進行相關的計算。
(1)含滑動變阻器的串聯電路:由于電源電壓不變,按以下思路分析:
→→→→
(2)含滑動變阻器的并聯電路,由于電源電壓不變,且并聯電路中各個支路互相獨立、互不影響,所以含定值電阻的支路各量都不變化,含滑動變阻器的支路,按以下思路分析:
→→→
2. 解決電路故障問題判斷方法
A.串聯特點:一斷都斷,一短不都短
(1)確定故障類型(短路或斷路):
1)依據電流表的示數:電流表有示數故障為短路,電流表無示數故障為斷路。
2)依據燈的亮滅:2個燈都不亮故障為斷路,一個燈亮一個燈不亮故障為短路。
(2)確定故障的具體位置:
1)斷路時用電壓表確定斷路位置:若電壓表有示數,則與其并聯的用電器斷路;若電壓表無示數,則斷點在電壓表并聯的兩點之外。
2)短路時用電壓表確定短路位置:若電壓表無示數,則與其并聯的用電器短路;若電壓表有示數,則短路在電壓表并聯的兩點之外。
B.并聯特點:一短都短,一斷不都斷
(1)電路故障主要表現
a.電路斷路現象:
1)燈泡不亮;
2)電流表無示數;
3)電壓表無示數(電壓表所測部分兩節點之外斷路);
4)電壓表有示數(接近電源電壓)(電壓表所測部分兩節點之間斷路)。
b.電路短路現象:一是電源短路,具體表現是用電器不工作,電壓表、電流表都無示數,有可能燒壞電源;二是部分短路(也叫短接),電路仍通。具體表現
1)燈泡仍亮(沒有被短路);
2)燈泡不亮(被短路);
3)電流表有示數(沒有被短路);
4)電壓表有示數(所測部分沒有短路);
5)電壓表無示數(所測部分短路)。
C.查找斷路故障的方法
(1)用導線(或電流表)并接法來查找故障位置。當導線兩端接在電路中某兩點之間時,原來不能工作的用電器工作,說明導線并接兩點之間的部分可能有斷路。注意:不能并接在電源兩端。
(2)用電壓表并接在電路某兩點之間時,電壓表有示數,說明與電壓表并接部分有可能斷路。電壓表無示數,說明與電壓表并聯部分以外斷路。
(3)用小燈泡并接在電路某兩點之間時,若小燈泡發光,說明與小燈泡并接的電路部分斷路。
(4)根據各支路互不影響,在并聯電路中,若某一支路用電器不工作,則此支路出現了斷路。短路會損壞電源,因此初中階段一般不考查短路。
注意:使用歐姆定律時應注意:
1. 同體性:定律中的電壓、電阻和電流三個量是對同一個電阻或同一段電路而言的,不可亂套公式。
2. 同時性:定律中的電壓、電阻和電流三個量必須是在同一時刻的數值,若由于某種原因,電路中的電壓或電阻發生了變化,則電流也相應變化。
3. 對變形公式的理解:導體的電阻可以由計算,同一段電路,電阻R的大小與電壓U和電流I無關,因為導體的電阻是導體本身的一種性質,由本身的材料、長度和橫截面積決定,不能說電阻R與電壓U成正比、與電流I成反比
考點1. 電學基礎知識
【對點訓練】
1. (2022廣州)如圖,用絕緣線分別懸吊甲、乙兩輕小物體,甲帶電,用帶電棒丙分別靠近甲、乙。下列能證明乙帶電且甲、乙帶異種電荷的現象是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.若丙帶正電,由圖可知丙吸引甲,故甲帶負電,丙吸引乙,故乙帶負電或不帶電,故A不符合題意;
B.若丙帶正電,由圖可知丙排斥甲,故甲帶正電,丙排斥乙,故乙帶正電,故B不符合題意;
C.若丙帶正電,由圖可知丙排斥甲,故甲帶正電,丙吸引乙,故乙帶負電或不帶電,故C不符合題意;
D.若丙帶正電,由圖可知丙吸引甲,甲帶電故甲帶負電,丙排斥乙,故乙帶正電,所以甲、乙帶異種電荷,故D符合題意。故選D。
2. (2021深圳)教室有CO2通風機M,手動閉合S1,CO2達到定值閉合S2。只有S1閉合,CO2達到定值電動機才工作,下列圖中,哪個電路圖是正確的(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.圖中兩開關并聯后與通風機M串聯。只要其中一個開關閉合,通風機M就可以工作,故A錯誤;
B.圖中開關S1、通風機M串聯后開關S2并聯。S1閉合,通風機M就可以工作,S2閉合,通風機M被短路,故B錯誤;
C.圖中開關S1、通風機M、開關S2并聯。只要其中一個開關閉合,通風機M被短路,故C錯誤;
D.圖中開關S1、通風機M、開關S2串聯。兩開關同時閉合,通風機M才可以工作,故D正確。
3.(2023廣東省) 如題圖所示,電壓表讀數為________V;滑動變阻器以圖所示方式接入電路,當滑片向左滑動時,滑動變阻器連入電路的電阻_______(選填“變大”“變小”或“不變”)。
【答案】 2.3 變小
【解析】由圖可知,電壓表量程為0~3V,分度值為0.1V,此時電壓表的示數為2.3V。
由滑動變阻器的連接方式可知,當滑片向左滑動時,接入電路中的電阻絲變短,則滑動變阻器連入電路的電阻阻值變小。
考點2. 電路圖和實物圖的相互轉化
【對點訓練】
1. (2023廣州一模)如圖所示,閉合開關,說法正確的是(  )
A. 兩只小燈泡并聯
B. 電壓表測量L1兩端的電壓
C. 若L1不發光,一定是L1斷路
D. 若L2不發光,電壓表一定無示數
【答案】B
【解析】AB.如圖所示,電流從電源的正極出發經過開關,燈泡L1,燈泡L2回到電源的負極,燈泡L1和燈泡L2串聯,電壓表測量兩端L1的電壓,故A錯誤;B正確;
C.燈泡L1和燈泡L2串聯,若不發光,可能是L2斷路,也可能是L1短路、斷路或開關斷路,故C錯誤;
D.若L2被短路,則L2不發光,電壓表測L1兩端的電壓,有示數,故D錯誤。故選B。
2.(2019廣東二模)根據電路實物圖,畫出對應的電路圖(電流表位置可以變動,但要符合使用規則)。
【答案】如圖所示。
【解析】從電源的正極開始,按照電流的方向,依次串聯各元件符號,到電源的負極,最后把電壓表并聯在燈泡兩端。
考點3. 電路故障及動態電路分析題
【對點訓練】
1.(2023遼寧撫順) 如圖所示的電路,閉合開關,將滑動變阻器的滑片從中點向左滑動。下列說法正確的是(  )
A. 電流表A1示數變大 B. 電壓表V的示數變大
C. 電流表 A1與電流表A2示數的差不變 D. 電壓表V與電流表A2示數的比值變小
【答案】C
【解析】AB.由電路圖可知,閉臺開關S,定值電阻與滑動變阻器并聯,電壓表V測電源兩端的電壓,電流表A1測干路的電流,電流表A2測滑動變阻器支路電流。因電源電壓保持不變,所以,滑片移動時電壓表V的示數不變,因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響,所以,滑片移動時,通過定值電阻的電流不變;將滑動變阻器的滑片P向左移動,變阻器接入電路中的電阻變大,由歐姆定律可知,通過滑動變阻器的電流變小,即電流表A2的示數變小,因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,干路電流變小,即電流表A1的示數變小,故AB錯誤;
C.由電流表A1示數與電流表A2示數的差值等于通過定值電阻的電流可知,其差值不變,故C正確;
D.電壓表V示數不變,電流表A2示數變小,故電壓表V與電流表A2示數的比值將變大,故D錯誤。故選C。
2.(2023齊齊哈爾) 如圖所示,電源電壓恒定,先只閉合開關,兩電表均有示數;再斷開,同時閉合和,此過程中(  )
A.電壓表示數變大,電流表示數變小 B. 電壓表示數變小,電流表示數不變
C. 電壓表示數與電流表示數乘積變大 D. 電壓表示數與電流表示數比值不變
【答案】C
【解析】AB.只閉合開關S1時,兩個電阻串聯,電壓表測量電源電壓,電流表測量電路中的電流,電流表的示數
斷開S1,同時閉合S2和S3,兩個電阻并聯,電壓表測量電源電壓,電壓表的示數不變,電流表測量通過R1的電流,電流表的示數
因為
所以電流表的示數變大,故AB不符合題意;
C.電壓表的示數不變,電流表的示數變大,電壓表示數與電流表示數乘積變大,故C符合題意;
D.電壓表的示數不變,電流表的示數變大,電壓表示數與電流表示數比值變小,故D不符合題意。
故選C。
考點4. 電學實驗——歐姆定律實驗
【對點訓練】
1. (2024廣東重點)小明同學想探究“通過燈泡的電流與燈泡兩端電壓的關系”,設計了如圖甲所示的電路圖。
(1)請用筆畫線代替導線,按照圖甲所示的電路圖,在圖乙中將實物電路連接完整(要求連線不得交叉;滑動變阻器的滑片向左移動,小燈泡變亮);______
(2)小明同學正確連接電路后,閉合開關,發現小燈泡不發光,電流表無示數,但電壓表示數較大。接下來正確的操作是______;
A.檢查電路是否短路
B.更換電流表
C.檢查小燈泡是否接觸良好或損壞
D.移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發光
(3)排除電路故障后,下表是按正確的操作測得的數據,其中第一次測得的電流如圖丙所示,則電流表示數為______A。從表中數據可看出,通過燈泡的電流與燈泡兩端的電壓不成正比,其原因是________。
實驗次數 1 2 3
電壓U/V 2.0 3.0 3.8
電流I/A 0.38 0.40
【答案】(1)見解析 (2)C (3) 0.32 燈泡的電阻隨溫度發生變化,其電阻不是定值
【解析】(1)電流表、燈泡、滑動變阻器、開關串聯接入電路;滑動變阻器“一上一下”接線柱接入電路;如下圖所示:
(2)閉合開關,發現小燈泡不發光,電流表無示數,但電壓表示數較大,可能與電壓表并聯的小燈泡斷路,接下來應檢查小燈泡是否接觸良好或損壞。故ABD不符合題意,C符合題意。
故選C。
(3)由圖丙可知,電流表所選量程為0~0.6A,分度值是0.02A,根據指針位置可知,其示數是0.32A。
由表中數據可知,燈泡的電壓增大,對應的電流也增大,燈泡的實際功率變大,燈絲溫度升高,燈泡電阻變大,燈泡的電流跟燈泡兩端電壓的不成正比,其原因是燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大。
考點5. 電學實驗——伏安法測量性實驗
【對點訓練】
1. (2023湖北天門)實驗小組用伏安法測量小燈泡的電阻,連接了如圖甲所示的電路,小燈泡的額定電壓為2.5V,電源電壓恒定。
(1)實驗的原理是_________;
(2)圖甲中有一根導線連接錯誤,請在該導線上打“×”,并用筆重新畫一根正確連接的導線__________(導線不得交叉);
(3)改正錯誤后,閉合開關,移動滑片至某位置時,電壓表的示數為2V,為測量小燈泡正常發光時的電阻,應將滑片P向_________(選填“A”或“B”)端移動;
(4)小燈泡正常發光時,電流表的示數如圖乙所示為__________A。此時小燈泡的電阻是_________Ω(保留1位小數);
(5)小燈泡的I-U關系如圖丙,當小燈泡的兩端電壓增大時,它的電阻__________(選填“增大”“減小”或“不變”),其原因是燈絲電阻受__________的影響;
(6)小組同學計劃用該裝置測量某定值電阻阻值時,發現電壓表損壞,于是設計了如圖丁所示的電路,測出了RX的阻值。實驗步驟如下:
①將滑片移到a端,閉合開關S,讀出電流表的示數,記為I1;
②將滑片移到b端,閉合開關S,讀出電流表的示數,記為I2;
③讀出滑動變阻器的最大阻值為R,則=__________(用I1、I2和R表示)
【答案】(1) (2) (3)B
(4)0.26 9.6 (5)增大 溫度 (6)
【解析】(1)用伏安法測量小燈泡的電阻,徐測出燈泡兩端的電壓和劉國小燈泡的電流,用計算燈泡的電阻,實驗的原理是。
(2)如圖,測量小燈泡電阻的實驗中,電壓表應接在燈泡兩端,圖中滑動變阻器接在燈泡與滑動變阻器兩端,改正后的電路如圖
(3)閉合開關,移動滑片至某位置時,電壓表的示數為2V,小燈泡的額定電壓為2.5V,為測量小燈泡正常發光時的電阻,應增大燈泡兩端的電壓,即減小電路中的電阻,應將滑片P向B端移動,直到電壓表的示數為2.5V。
(4)如圖,電流表接量程,分度值為0.02A,讀數為0.26A,此時小燈泡的電阻是
(5)小燈泡I-U關系如圖丙,當小燈泡的兩端電壓增大時,電壓的變化速度大于電流的變化速度,由可這,它的電阻增大;其原因是燈絲電阻受溫度的影響,溫度越高,燈絲的電阻越大。
(6)①將滑片移到a端,閉合開關S,電路為Rx的簡單電路,讀出電流表的示數,記為I1,電源電壓為
②將滑片移到b端,閉合開關S,電阻Rx與滑動變阻器串聯,變阻器的最大阻值為R,讀出電流表的示數,記為I2,電源電壓為
③聯立以上兩式解得
考點6. 歐姆定律的理解及簡單計算
【對點訓練】
1. (2023湖南郴州)如圖所示,電源電壓恒為3V。閉合開關S,電壓表的示數為0.5V,則燈泡L2兩端的電壓為_____V,燈泡L1與L2的電阻之比為____。
【答案】 2.5 1∶5
【解析】分析電路可知,閉合開關S,燈泡L1與L2串聯,電壓表測L1兩端的電壓,根據串聯電路電壓規律可知,燈泡L2兩端的電壓
在串聯電路中,電流處處相等,假設該電路電流為I,則燈泡L1的電阻
燈泡L2的電阻
燈泡L1與L2的電阻之比
2. (2022廣州二模)在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電阻R1的阻值為30Ω,閉合開關S1,斷開開關S2,電流表A1的示數為0.3A;閉合開關S1和S2,電流表A2的示數為1.2A,求:
(1)電源電壓U;
(2)電阻R2的阻值。
【答案】(1)9V;(2)10Ω
【解析】(1)根據電阻R1為30Ω,閉合開關S1,斷開開關S2,電流表A1的示數為0.3A;根據歐姆定律可得電源電壓為
(2)當開關S2也打開時,此時電源電壓不變,此時A1的示數仍為0.3A,電流表A2的示數為1.2A,故此時通過R2的電流為0.9A,故R2的電阻為
答:(1)電源電壓9V;(2)電阻R2的阻值10Ω。
【重點訓練】
1. (2023安徽)玻璃棒與絲綢摩擦后,玻璃棒帶正電,絲綢帶負電,在摩擦過程中(  )
A. 玻璃棒和絲綢都得到電子
B. 玻璃棒和絲綢都失去電子
C. 玻璃棒失去電子,絲綢得到電子
D. 玻璃棒得到電子,絲綢失去電子
【答案】C
【解析】由于玻璃棒上的原子核束縛電子的能力弱,在與絲綢摩擦的過程中,一部分電子從玻璃棒轉移到絲綢上,從而使得玻璃棒失去電子,帶正電;而絲綢得到電子,帶負電。故C符合題意,ABD不符合題意。故選C。
2. (2023湖南岳陽)將兩個帶電輕質小球懸掛起來,慢慢靠近,會出現的現象是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根據電荷間的相互作用“同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引”可知,D符合題意,ABC不符合題意。故選D
3. (2023湖南益陽)如圖所示,將塑料繩撕成絲帶狀,用毛巾分別摩擦塑料絲帶和PVC管,然后將塑料絲帶放在PVC管上方,塑料絲帶就會像章魚一樣懸在空中,這就是神奇的靜電“章魚”實驗。下列關于“章魚”實驗的說法正確的是(  )
A. 塑料絲帶是導體
B. 毛巾摩擦塑料絲帶時創造了電荷
C. 摩擦過的塑料絲帶和PVC管帶上了同種電荷
D. 摩擦過的塑料絲帶和PVC管帶上了異種電荷
【答案】C
【解析】A.塑料絲帶是絕緣體,故A錯誤;
B.毛巾摩擦塑料絲帶時,發生了帶電現象是電子的轉移,而不是創造了電荷,故B錯誤;
CD.將塑料絲帶放在PVC管上方,塑料絲帶就會像章魚一樣懸在空中,說明塑料絲帶和PVC管發生排斥作用,根據電荷間的相互作用可知,塑料絲帶和PVC管帶上了同種電荷,故C正確,D錯誤。
故選C。
4. (2023安徽)老師給小龍一個密封盒,其表面可見兩個開關S1、S2和兩盞燈L1、L2。為了探究開關和燈在密封盒內是如何連接的,小龍進行了如下操作:先閉合S1,只有燈L1發光;又閉合S2,兩燈都發光:再斷開S1,兩燈都熄滅。符合上述實驗結果的連接方式為(  )
A. B.
C D.
【答案】B
【解析】A.由圖可知,先閉合S1時,只有燈L1發光;又閉合S2,兩燈都發光:再斷開S1,燈L2發光,故A不符合題意;
B.由圖可知,先閉合S1時,只有燈L1發光;又閉合S2,兩燈都發光:再斷開S1,兩燈都不發光,故B符合題意;
C.由圖可知,先閉合S1時,兩燈不發光;故C不符合題意。
D.由圖可知,先閉合S1時,兩燈都發光;故D不符合題意。故選B。
5. 如圖所示,電源電壓不變,燈L1、L2完全相同。閉合S1,斷開S2、S3,燈L1、L2是_________聯的。閉合S1、S2,斷開S3,電壓表示數為U1;閉合S1、S3,斷開S2,電壓表示數為U2,則_________。
【答案】 串 2∶1
【解析】閉合S1,斷開S2、S3,燈L1、L2串聯,電壓表沒有接入電路。
閉合S1、S2,斷開S3,燈L1、L2串聯,燈L1、L2串聯,電壓表測量電源電壓,即電源電壓為U1;閉合S1、S3,斷開S2,燈L1、L2串聯,電壓表測量L2兩端的電壓,又兩燈完全相同,則L1和L2兩端電壓相等,根據串聯電路的總電壓等于各用電器兩端的電壓之和,則
6. (2022廣州)兩款溫控開關K1和K2,當溫度低于50℃時,K1保持閉合,K2保持斷開;當溫度高于50℃時,K1保持斷開,K2保持閉合,某保溫水壺用其中一款開關檢測水溫,其加熱電阻R在水溫低于50℃時工作,在水溫高于50℃時不工作,下列電路圖中符合用電安全且能實現該保溫水壺功能的是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】AB.由電路圖可知,電路中加熱電阻R與開關并聯,當開關閉合時會對電源短路,將會燒壞電源,故AB不符合題意;
CD.由電路圖可知,加熱電阻R與開關串聯,加熱電阻在水溫低于50℃時工作,即水溫低于50℃時開關應閉合;加熱電阻在水溫高于50℃時不工作,即水溫高于50℃時開關應斷開,由題意可知,符合這一規律的應該是K1,故C符合題意,D不符合題意。故選C。
7.(2023·四川眉山)探究“電流與電阻的關系”時,實驗器材有:三節新的干電池(電壓為4.5V)、電流表、電壓表、滑動變阻器(標有“20Ω 2A”字樣)、定值電阻4個(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),開關一個,導線若干。小靜等同學設計了如圖甲所示的電路圖。

(1)請用筆畫線代替導線將圖乙中的實物圖連接完整,要求:滑片P向右移動時電流表示數變小。
(2)滑片P位于滑動變阻器阻值最大處,閉合開關,電流表有示數,電壓表無示數,則電路故障原因是電阻R 。
(3)排除故障后,將定值電阻由5Ω更換為10Ω時,應向 (選填“左”或“右”)適當調節滑動變阻器的滑片P,使電壓表示數保持3V不變。
(4)圖丙是根據實驗數據畫出的定值電阻的I-R圖像,由此可得,當電壓一定時,
(5)小靜同學繼續探究,再次換接50Ω的定值電阻后,發現無論怎樣移動滑片P,都不能使電壓表示數達到原來的3V,為了完成這次實驗,她采取的措施可行的是 。
A.調高電源電壓 B.再串聯一個10Ω的電阻 C.將電壓表改接到滑動變阻器兩端
(6)下列圖像中能大致反映本實驗各物理量之間關系的是 。
A.電流表示數I與R阻值的關系 B.電壓表示數U與R阻值的關系
C.變阻器接入電路阻值RP與R阻值的關系 D.電阻R的功率RP與R阻值的關系
【答案】(1)見解析 (2) 短路 (3)右 (4) 通過導體的電流與導體電阻成反比 (5)B (6) B
【解析】(1)根據滑片P向右移動時電流表示數變小可知,滑動變阻器電阻變大,因此如圖所示:

(2)電流表有示數證明電路故障是短路,電壓表無示數證明與之并聯的定值電阻短路。
(3)根據串聯分壓可知,當定值電阻換用較大時,為使其兩端電壓不變,應增大滑動變阻器的阻值,由題可知,滑片向右調。
(4)由圖丙可知,電流隨電阻的增大而減小,因而可以得出結論:當電壓一定時,通過導體的電流與導體電阻成反比。
(5)根據串聯分壓可知,當換用50Ω的定值電阻后,滑動變阻器的阻值應為
解得R滑=25Ω,超過了滑動變阻器的最大阻值,因此為了完成這次實驗,她采取的措施可行的是換用較大阻值的滑動變阻器,或者串聯一個阻值大于5Ω的定值電阻。
故選B。
(6)A.電流表示數I隨R阻值的增大而減小,故A不符合題意;
B.實驗時,保持定值電阻兩端電壓不變,電壓表示數U不隨R阻值的增大而改變,故B符合題意;
C.根據串聯分壓可知,變阻器接入電路阻值RP隨R阻值的增大而增大,故C不符合題意;
D.實驗時,保持定值電阻兩端電壓不變,根據可知,電阻R的功率RP隨R阻值的增大而減小,故D不符合題意。故選B。
【難點訓練】
1.(2023北京) 小京在復習時,用兩端電壓不變的電源及其他器材再次做了如圖所示的實驗。她將電阻絲R1、R2先后分別接入電路中的a、b兩端,閉合開關后,觀察到接入R2時,小燈泡的亮度更亮,電流表的示數更大。已知燈泡亮度變亮時,燈絲電阻變大。請分析并判斷R1與R2阻值的大小關系。(可畫電路圖輔助說明)
【答案】
【解析】R1、R2分別接入電路中,等效電路如圖甲、乙所示:
電源電壓U不變,電流I12.(2023·遼寧大連)如圖所示的電路,閉合開關S,電壓表無示數,說明電路中存在故障。此時,可以通過觀察電流表來做進一步判斷。已知故障發生在R1或R2上,下列判斷正確的是( )

A.若電流表有示數,則R1被短接 B.若電流表有示數、則R2斷路
C.若電流表無示數、則R2被短接 D.若電流表無示數、則R1斷路
【答案】D
【解析】由圖可知,電阻R1與電阻R2串聯,電壓表測量電阻R2兩端的電壓,電流表測量電路中的電流;
A.若R1被短接,電路為通路,則電流表和電壓表都有示數,故A錯誤;
B.若R2斷路,電路為斷路,電壓表與兩極相通有示數,電流表無示數,故B錯誤;
C.若R2被短接,電路為通路,則電壓表被短路無示數,電流表有示數,故C錯誤;
D.若R1斷路,電路為斷路,電流表和電壓表都沒有示數,故D正確。故選D。
【易錯點訓練】
1.(2023福建省) 學校“水培種植小屋”的蔬菜適宜生長的溫度在10~30℃之間,項目式學習小組利用熱敏電阻和電阻箱設計溫度報警電路,電阻箱是可以調節并顯示阻值的變阻器。
(1)利用圖甲所示電路探究熱敏電阻Rt阻值隨環境溫度t變化的規律;
①根據圖甲,用筆畫線表示導線,將圖乙中的實物電路連接完整_________;
②連接電路的過程中,應將開關________,將電阻箱的阻值調至最大,起到__________的作用;
③將熱敏電阻置于0℃的環境中,閉合S1、斷開S2,記錄電流表示數I0,然后_________(描述開關狀態),調節電阻箱R0直至電流表示數為__________,此時Rt=R0;
④將熱敏電阻Rt置于不同溫度的環境中,重復步驟③,測得的數據如下表:
溫度t/℃ 0 10 20 30 40
阻值Rt/Ω 2800 1800 1200 800 600
分析數據可得:熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而________;
(2)根據上述探究結果,設計報警電路。
實驗器材:電源(恒為12V)、熱敏電阻Rt、電阻箱R0(0~9999Ω)、數字電壓表(U≥7.2V時報警)、數字電流表(I≥6mA時報警)、開關一個、導線若干。
設計要求:小屋溫度t≥30℃或t≤10℃時都有一個電表報警。
①虛線框中的電路圖是學習小組設計的報警電路,但它不能完全滿足要求,請你根據設計要求將電路圖補畫完整________;
②設計的電路中,電阻箱R0應調為_________Ω。當溫度降低到10℃時電路報警,此時電流表的示數為_________mA。
【答案】(1) 斷開 保護電路 斷開S1、閉合S2 I0 減小 (2) 1200 4
【解析】(1)①由圖甲可知,Rt與R0并聯,開關S1控制Rt,開關S2控制R0,電流表測干路電流,電路連接如下圖所示
②]連接電路時,為了保護電路,應將開關斷開,同時將電阻箱的阻值調至最大。
③在實驗過程中,當流過熱敏電阻的電流等于流過電阻箱的電流時,由歐姆定律可得,此時熱敏電阻的阻值等于電阻箱的阻值,故可知此時應斷開S1、閉合S2,調節電阻箱R0直至電流表示數為I0,則此時熱敏電阻的阻值等于電阻箱的示數。
④由表中數據可知,熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。
(2)①由圖中可知,此時Rt與R0串聯,當溫度過高時,此時Rt的阻值減小,電路中電流增大,會觸發報警,但溫度過低時不會觸發報警,由串聯電路電阻等比例分壓可知,此時應將電壓表并聯在Rt兩端進行改進,電路連接如下圖所示
②由題意可知,當溫度降低到10℃時電路報警,此時Rt兩端電壓為Ut=7.2V,此時Rt的阻值為Rt=1800Ω,由歐姆定律可得,此時電路中電流為
由串聯電路的電壓規律可得,此時電阻箱兩端電壓為
U0=U-Ut=12V-7.2V=4.8V
故由歐姆定律可得,此時電阻箱的阻值為
2. (2023安徽)將一根細金屬絲置入柔性塑料中,可以制成用來檢測物體形變的器件應變片,其結構如圖1所示。將它接入圖2所示的電路,電源電壓不變,R為定值電阻。閉合開關S,當應變片隨被檢測物體發生拉伸形變時,塑料中的金屬絲會被拉長變細,導致電阻變大,則電路中的(  )
A.電壓表和電流表示數都變大
B. 電壓表示數變小,電流表示數變大
C. 電壓表和電流表示數都變小
D. 電壓表示數變大,電流表示數變小
【答案】D
【解析】由于塑料中的金屬絲會被拉長變細,導致電阻變大,則總電阻變大,又電源電壓不變,可知電流變小,電流表示數變小,定值電阻R兩端的電壓變小,而應變片兩端的電壓變大,即電壓表的示數變大。故ABC不符合題意,D符合題意。故選D。
3. 圖示電路在閉合開關后,兩電流表正常工作,且讀數相同,則可能發生的故障是( )
A.R短路 B.R斷路 C.L短路 D.L斷路
【答案】B
【詳解】A.如果R短路,與燈泡L在一條支路的電流表被短路,示數為零,電源被短路,電路中電流過大,干路中電流表示數較大,可能會燒壞電流表,故A不符合題意;
B.如果R斷路,兩個電流表測量L中的電流,兩個電流表示數相等,故B符合題意;
C.如果L短路,電源被短路,電路中電流過大,可能會燒壞電流表,故C不符合題意;
D.如果L斷路,與燈泡L在一條支路的電流表示數為零,干路中的電流表測量R中的電流,此電流表有示數,故D不符合題意。故選B。
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2024年中考物理新課標總復習一輪培優學案(廣東專版)
第一部分 單元整合培優學案
第08講 電學基礎(上)
課標要求
1. 觀察摩擦起電現象,了解靜電現象。了解生產生活中關于靜電防止和利用的技術。2. 從能量轉化的角度認識電源和用電器的作用。3. 知道電壓、電流和電阻。探究電流與電壓、電阻的關系, 理解歐姆定律。4.會使用電流表和電壓表。5. 會看、會畫簡單的電路圖。會連接簡單的串聯電路和并聯電路。能說出生產生活中釆用簡單串聯電路或并聯電路的實例。探究并了解串聯電路和并聯電路中電流、電壓的特點。
考點分布 考查頻率 命題趨勢
考點1 電學基礎知識 ☆☆ 電學基礎上部分,廣東省物理試卷里,每年考查2~3道題,分值為10分左右。一般以考查規律的理解為主。題型有選擇、填空、實驗和計算,難度系數為0.5。2024年可能會出現電路故障或者動態電路分析試題。計算題會和電功率計算綜合呈現出來。探究電流與電壓、電阻的關系和伏安法測電阻是2024年中考重點。
考點2 電路圖和實物圖的相互轉化 ☆☆
考點3 電路故障及動態電路分析題 ☆☆
考點4 電學實驗——歐姆定律實驗 ☆☆
考點5 電學實驗——伏安法測量性實驗 ☆☆
考點6 歐姆定律的理解及簡單計算 ☆☆☆
☆☆☆ 代表必考點,☆☆代表常考點,☆星表示中頻考點。
知識點一:電路的三種狀態
1. 常見的電路狀態有:____、____、_____。
2. 通路:接通的電路叫通路,此時電路中有電流通過,電路是____的。
3. 斷路:斷開的電路叫斷路,此時電路不閉合,電路中____電流。
4. 短路:不經過用電器而直接用導線把電源正、負極連在一起。短路時,電路中會有____的電流,可能把電源燒壞,或使導線的絕緣皮燃燒引起火災,這是絕對不允許的。用電器兩端_____起來的情況也屬于短路(此時電流將直接通過導線而不會通過用電器,用電器_____工作)。
知識點二:電路的連接方式
1. 串聯電路:把電路元件逐個_____連接起了就組成了串聯電路。特點:
①電流只有____路徑;
②各用電器之間_____影響,一個用電器因開路停止工作,其它用電器也不能工作;
③只需____個開關就能控制整個電路。
2. 并聯電路:把電路元件_____地連接起來就組成了并聯電路。電流在分支前和合并后所經過的路徑叫做干路;分流后到合并前所經過的路徑叫做支路。特點:
①電流_____或兩條以上的路徑,有干路、支路之分;
②各用電器之間_____,當某一支路為開路時,其它支路仍可為通路;
③干路開關能控制整個電路,各支路開關控制所在各_____的用電器。
知識點三:電流及串并聯電路電流規律
1. 電流:在物理學中,用電流強度(簡稱電流)來表示電流的大小;
2. 電流方向:在電源外部,電流的方向從電源的正極到負極。
3. 獲得持續電流的條件:①電路中有電源、②電路為通路。
4. 電流的強弱
(1)物理意義:表示_____的物理量。
(2)單位:電流單位是_____,簡稱安,用符號A表示;電流常用單位還有:毫安(mA)、微安(μA);換算關系:1A=_____mA,1mA=____μA。
(3)一些常見的電流值:家用電冰箱的電流約為____,家用空調的電流約為_____,計算器中電流約為_____,手電筒中的電流約為______等。
5. 認識電流表
(1)讀數時應做到“兩看清”即看清接線柱上標的量程,看清_____電流值和_____電流值。
(2)使用規則:兩要、兩不要。1)電流表要_____在電路中;2)電流要從電流表的________流入,_______流出,否則指針____。
(3)被測電流不要超過電流表的______。危害:被測電流超過電流表的最大測量值時,不僅測不出電流值,電流表的指針還會被打彎,甚至表被燒壞。
(4)選擇量程:實驗室用電流表量程是_____A和_____A。測量時,先選大量程,用開關試觸,若被測電流在0.6A~3A可測量,若被測電流小于0.6A,則換用小的量程,若被測電流大于3A則換用更大量程的電流表。
(5)絕對不要不經用電器直接把電流表連到_____上,原因電流表相當于一根_____。
6. 串并聯電路電流規律
(1)串聯電路的電流規律:串聯電路中各處電流都_____;公式:I=I1=I2
(2)并聯電路的電流規律:并聯電路中總電流等于各支路中電流____;公式: I=I1+I2
知識點四:電壓及串并聯電路電壓規律
1. 電壓的單位:在國際單位制中,電壓單位是_____(簡稱為伏,符號是____);電壓常用單位還有:_____(kV)、______(mV)、_____(μV)
換算關系:1kV=____V,1V=_____mV,1mV=____μV。
2. 生活中常見電壓值:一節干電池_____V,一節蓄電池V,家庭用電電壓____V,安全電壓______V。
3. 認識電壓表
(1)讀數時,看清接線柱上標的____(3V、15V兩個量程)_____(3V量程分度值是0.1V,15V路程分度值是0.5V);
(2)使用規則:
1)電壓表要____聯在電路中;
2)電流從電壓表的“____接線柱”流入,“_____接線柱”流出,否則指針會_____。
3)被測電壓____超過電壓表的最大量程。
4. 串并聯電路中的電壓規律
(1)串聯電路電壓特點:串聯電路中,電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓____,即U=U1+U2
(2)并聯電路電壓特點:在并聯電路中,電源兩端電壓____各支路用電器兩端電壓,即U=U1=U2
知識點五:電阻和滑動變阻器
1.電阻的定義:導體對_____的阻礙作用叫電阻。
2.電阻的單位:國際單位制中電阻的單位是_____,簡稱歐,符號是Ω。比歐大的單位還有千歐(KΩ)、兆歐(MΩ),它們之間的換算關系是:1Ω=______KΩ=10MΩ。
3.決定電阻大小因素:導體的_____、______、______。此外與_____也有關系。
4.滑動變阻器的原理:通過改變接入電路中電阻絲的______來改變電阻。
5.滑動變阻器的作用:調節滑動變阻器的滑片可以改變電路中的_____,從而改變電路中的電流。
6.滑動變阻器的接法:______在要改變的電路中,兩接線頭要“一上一下”。
注意:使用前要觀察滑動變阻器的銘牌,弄清它的_____和允許通過的_____;閉合開關前,滑片應處于阻值______位置。
知識點六:探究電流與電壓、電阻的關系
一、探究電流與電壓關系
1. 實驗電路圖
2. 控制不變的量:電阻。控制方法:使用同一個定值電阻進行實驗。
3. 改變的量:定值電阻兩端的電壓。改變方法:(1)改變電池節數;(2)調節滑動變阻器滑片。
4. 滑動變阻器在實驗中的作用:(1)保護電路;(2)改變定值電阻兩端的電壓。
5. 實驗結論:當電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。
二、探究電流與電阻關系
1. 實驗電路圖
2. 控制不變的量:電壓。控制方法:調節滑動變阻器滑片。
3. 改變的量:電阻。改變方法:更換定值電阻。
4. 滑動變阻器在實驗中的作用:(1)保護電路;(2)使定值電阻兩端的電壓保持不變。
5. 實驗結論:當電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
知識點六:理解歐姆定律
1. 內容:導體中的電流,跟導體兩端的電壓成_____,跟導體的電阻成______。
2. 公式:
U—電壓—伏特(V);R—電阻—歐姆(Ω);I—電流—安培(A)
3. 注意事項
(1)在國際單位制中,電流(I)的單位是____,電壓(U)的單位是____,電阻(R)的單位是___;
(2) 不能被理解為導體的電阻跟這段導體兩端的電壓成正比,跟導體中的電流成反比。因為電阻是導體本身的一種性質,它的大小決定于導體的材料、長度、橫截面積和溫度,其大小跟導體的電流和電壓無關。
(3)I、U、R三個物理量具有同體性和同時性,三個物理量是針對____導體、_____的。
4. 歐姆定律在串、并聯電路中的應用
串聯電路 并聯電路
電流特點 串聯電路中各處電流相等。 并聯電路的干路總電流等于各支路電流之和
電壓特點 串聯電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。 并聯電路中,各支路兩端的電壓相等,且都等于電源電壓
電阻特點 串聯電路的總電阻,等于各串聯電阻之和。;把幾個導體串聯起來相當于增大了導體的長度,所以總電阻比任何一個串聯分電阻都大。 并聯電阻中總電阻的倒數,等于各并聯電路的倒數之和;若只有兩個電阻R1和R2并聯,則總電阻R總=把幾個電阻并聯起來相當于增加了導體的橫截面積,所以并聯總電阻比每一個并聯分電阻都小。
分配特點 串聯電路中,電壓的分配與電阻成正比= 并聯電路中,電流的分配與電阻成反比 =
電路作用 分壓 分流
知識點七:伏安法測電阻
【實驗原理】【實驗器材】電源、開關、導線、小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器。
【實驗電路】
【實驗步驟】
1. 按電路圖連接實物電路。
2. 檢查無誤后閉合開關,使小燈泡發光,記錄電壓表和電流表的示數,代入公式R = U / I算出小燈泡的電阻。
3. 移動滑動變阻器滑片P的位置,多測幾組電壓和電流值,根據R = U / I,計算每次的電阻值,并求出電阻平均值。
【實驗表格】
次數 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω 平均值R/Ω
1
2
3
【注意事項】(1)接通電源前應將開關處于______狀態,將______的阻值調到最大;
(2)連好電路后要通過_____的方法選擇電壓表和電流表的量程;
(3)滑動變阻器的作用:改變電阻兩端的_____和通過的_____;保護_____。
考點1. 電學基礎知識
【例題1】(2023廣東省)題圖是氫的原子模型示意圖,原子核是_______,核外電子是______,其中帶負電的是_______。(均選填“A”或“B”)
【答案】 B A A
【解析】原子是由原子核和核外電子組成,核外電子繞著原子核運動,原子核是由質子和中子組成的,其中質子帶正電,中子不帶電,電子帶負電。
【例題2】(2023廣東省廣州)手與硅膠管M均不帶電,用手摩擦M后,M與帶負電的塑料管互相排斥,則(  )
A. M帶正電 B. M不帶電
C. 手摩擦M時,正電荷從手轉移到M D. 手摩擦M時,電子從手轉移到M
【答案】D
【解析】由題意可知,開始手與硅膠管M均不帶電,用手摩擦M后,M與帶負電的塑料管互相排斥,根據同種電荷互相排斥可知此時M帶負電;根據摩擦起電的本質可知,得到電子的帶負電,失去電子的帶正電,因此手摩擦M時,電子從手轉移到M。故選D。
【變式訓練1】(2022廣東)與毛皮摩擦過的橡膠棒因得到電子而帶___________電。用帶電的橡膠棒接觸驗電器的金屬球,金屬箔張開,如圖所示。這兩片金屬箔帶___________種電荷。
【答案】 負 同
【變式訓練2】(2023廣東省) 如題圖所示,標有“2.5V 0.3A”的燈泡L1和標有“6V 0.15A”的燈泡L2連接成________聯電路,電源電壓可調節;閉合開關S,使電源電壓從0V逐漸增加,先正常發光的燈泡是________,此時通過另一燈泡的電流是______A。
【答案】 串 L2 0.15
考點2. 電路圖和實物圖的相互轉化
【例題】(2022深圳)如圖是某實物連接電路,請根據實物圖在方框內畫出對應的電路圖。
【答案】如圖所示。
【解析】實物圖中電源、開關和電動機串聯,所以電路圖與實物圖對應,作串聯電路圖。
【變式訓練1】(2022·重慶A)如圖所示為一種新型“水溫感應龍頭”。自帶水流發電電源。當水流溫度低于40℃。感應開關S1閉合,只有綠燈照亮水流;當水溫達40℃及以上,感應開關S2閉合,只有紅燈照亮水流,以警示用水人。下列電路設計能實現該功能的是(  )。
A. B. C. D.
【答案】B
【變式訓練2】(2022深圳二模)某船上裝有平衡警示電路,其中S為重力開關,金屬片M可繞O點自由轉動。當船水平時,M在a、b中間;當船左傾到一定程度時,綠燈亮、電鈴響;當船右傾到一定程度時、紅燈亮、電鈴響。請完成電路圖。
【答案】如圖所示。
考點3. 電路故障及動態電路分析題
【例題1】(2022廣東二模)如圖所示為小明連接的電路,他先檢查導線連接無誤后,閉合開關S,發現兩燈均不發光,于是他用一個電壓表分別并聯接到ab、bc、ac兩點,燈L1、L2均不發光,且電壓表無示數,再用電壓表并聯接到dc兩點時,燈L1、L2均不發光,但電壓表指針有明顯偏轉,由此判定電路的故障可能是(  )
A.燈L1斷路 B.燈L2斷路 C.燈L1短路 D.燈L2短路
【答案】B
【解析】燈泡的故障分為斷路和短路兩種,根據電壓表連接在不同位置時的示數表現情況,分別對斷路和短路的情況進行判斷,看出現的可能性有哪些,最終得出結論。
解:由題意可知,并聯接到ab、bc、ac兩點,燈L1、L2均不發光,不能是短路,且電壓表無示數,說明ac外的電路有斷路;
再連接到dc兩點之間,燈L1、L2均不發光,不能是短路,但電壓表指針有明顯偏轉,說明有微弱電流從電源正極經過電壓表再經過L1回到電源負極,說明與電壓表并聯的部分斷路;
故是燈L2斷路。
【例題2】(2022深圳)如圖所示為油量表示意圖,當油量減少時,下列說法正確的是(  )
A. R不斷減小 B. R總不斷減小
C. I總不斷減小 D. R兩端電壓不斷減小
【答案】C
【解析】由電路圖可知,R0與R串聯,電流表測量電路中的電流。當油量減少時,浮子下降,滑桿右端向上滑動,R接入電阻增大,串聯電路中,電路的總電阻等于各個電阻之和,所以電路中總電阻
R總增大,根據可知,電壓不變時,電流I總減小;R接入電阻增大,根據串聯正比分壓可知,R兩端電壓不斷增大,故C正確,ABD錯誤。故選C。
【變式訓練1】(2023廣州三模) 如圖所示,閉合開關S,滑動變阻器滑片P移動過程中,燈突然熄滅,電壓表和電流表均無示數。若電路中僅有一處故障,則故障不可能是( )
A. 電流表接線松開 B. 小燈泡L斷路 C. 滑動變阻器R斷路 D. 開關S接觸不良
【答案】B
【變式訓練2】(2023廣東省廣州) 小明按圖示電路圖正確連接電路,電阻R標有“5Ω”,燈L標有“3.8V 0.3A”。閉合開關S,L發光,電流表A和A1正常工作,示數均為0.24A。小明認為出現上述現象的原因是R被短路。該說法是否正確?___________;若正確,寫出理由;若不正確,分析出現該實驗現象的原因并寫出分析過程。___________。
【答案】 不正確 見解析
考點4. 電學實驗——歐姆定律實驗
【例題1】(2021廣東省)在“探究電流與電阻的關系”實驗中,實物器材有:電源電壓恒為、電流表、電壓表、滑動變阻器標有“”字樣和開關各一個,定值電阻五個、、、、,導線若干。
將如圖甲實驗電路連接完整。
閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片P移到最______ 端。
圖乙是根據實驗數據畫出的定值電阻的圖象,其中陰影面積的物理意義是______ ,其數值為______ 。
【答案】左 電阻兩端的電壓
【解析】滑動變阻器一上一下的串聯在電路中,電流表串聯在電路中,如下圖所示:

為了保護電路,閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處,即最左端;
根據畫出圖象如圖乙知,圖中陰影面積為長方形,其面積等于IR,由歐姆定律得,,陰影面積表示的物理量是電阻兩端的電壓,其數值為。
【變式訓練】(2021廣東一模)在探究“電流與電阻關系”實驗時,老師給小明提供了如下器材:電源(電壓恒定為4.5V),電流表,電壓表,開關各一個,滑動變阻器甲“10Ω;2A”和滑動變阻器乙“20Ω;1A”各一個,定值電阻5Ω、10Ω、15Ω各一個,導線若干。
(1)注意在連接電路時,開關必須處于__________狀態;
(2)用筆畫線代替導線,將圖甲的實驗電路連接完整(要求:滑動變阻器滑片P向左滑動時電流表示數變大,導線不允許交叉)__________;
(3)正確連接電路后閉合開關,發現電流表有示數,無論怎樣移動滑片P,電壓表都無示數,則故障可能是__________(答出一種情況即可);
(4)排除故障后,小明把5Ω的電阻接入電路中,移動滑片P到適當位置,讀出電流表示數如圖乙所示,正確記錄后,小明又改用10Ω電阻繼續實驗,閉合開關后,小明應將滑片P向______(選填“左”或者“右”)移動至電壓表示數為_______V;
(5)小明在實驗中所選用的滑動變阻器應該是_______(選填“甲”或“乙”);
(6)利用老師給的器材,還能完成的電學實驗有:__________(寫出一個即可)。
【答案】 (1)斷開 (2) (3)定值電阻短路(電壓表短路) (4)右 2.5 (5)乙 (6)探究電流和電壓的關系(測定值電阻的阻值)(答案合理即可)
考點5. 電學實驗——伏安法測量性實驗
【例題】(2023深圳) 已知:電源電壓為3V,小燈泡額定電壓為2.5V,滑動變阻器(30Ω,1.2A)
(1)請幫助亮亮根據電路圖,連接實物圖;(要求:滑片在最右端時,電阻最大。)( )
(2)在閉合開關前,滑動變阻器滑片需要調到端______(選填“M”或“N”);
(3)亮亮同學檢查電路連接正確,并且電路元件沒有故障后,閉合開關,發現小燈泡不發光,電流表偏轉角度很小,請問故障原因是:______,接下來亮亮同學的提作方法是:______;
(4)實驗數據如下圖:
電壓U/V 1 1.5 2 2.5 2.8
電流I/A 0.14 0.21 0.27 0.3 0.31
請問:正常發光時,小燈泡的電阻是:______Ω;
(5)由實驗數據說明:小燈泡的電阻隨電壓的增大而______ ;(選填:“增大”,“變小”或“不變”)
(6)小白同學在電路連接正確后,閉合開關,小燈泡亮了一下之后就熄滅,電流表無示數,電壓表有示數,請在圖丙中,畫出電壓表指針指的位置。(用帶箭頭的線段表示)( )
【答案】 (1)
(2)N (3)燈泡的實際功率很小 移動滑動變阻器滑片(4)8.3 (5)增大
(6)
【解析】(1)滑動變阻器滑片在最右端時阻值最大,所以滑動變阻器應接左下接線柱,如圖所示:
(2)在閉合開關前,滑動變阻器滑片需要調到N端,使得滑動變阻器為最大阻值,保護電路。
(3)閉合開關前,滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值,閉合開關,由于電路總電阻很大,電路電流較小,燈泡的實際功率很小,可能不足以引起燈泡發光。
閉合開關后,如果燈泡不亮,應移動滑動變阻器滑片,減小電路的總電阻,使電燈泡發光。
(4)由題意可知小燈泡的額定電壓是2.5V,所以小燈泡正常發光時,電壓為2.5V,而電流由表中數據得0.3A,所以小燈泡電阻為
(5)由表中數據得電壓為1V,電流為0.14A,小燈泡電阻為
由表中數據得電壓為1.5V,電流為0.21A,小燈泡電阻為
由表中數據得電壓為2V,電流為0.27A,小燈泡電阻為
由表中數據得電壓為2.8V,電流為0.31A,小燈泡電阻為
所以小燈泡的電阻隨電壓的增大而增大。
(6)閉合開關,小燈泡亮了一下之后就熄滅,電流表無示數,電壓表有示數,說明小燈泡斷路了,電壓表測電源的電壓示數接近電源電壓3V,如圖所示:
【變式訓練】(2022廣東)圖甲是測量小燈泡在不同電壓下電阻的實驗電路圖(小燈泡額定電壓為1.5V)。
(1)小明按電路圖連接實物,剛接上最后根導線,看到電流表指針立刻有偏轉。若電路連線正確,造成這種異常現象的原因是___________。
(2)實驗中,調節滑動變阻器,分別記錄電壓表和電流表的示數如下:
測量次序 1 2 3 4 5
電壓U/V 1.8 1.5 1.0 ___________ 0.3
電流I/A 0.32 0.30 0.26 ___________ 0.18
①第4次測量對應的電壓表和電流表示數如圖乙所示,此時小燈泡兩端的電壓是___________V,通過它的電流是___________A。
②小燈泡正常發光時的電阻是___________Ω。
③第5次測量中,小燈泡不發光。小明斷定是燈絲斷了。這個判斷是___________(選填“正確”或“錯誤”)的,理由是___________。
【答案】 (1)連接電路時,開關沒有斷開 (2)0.6 0.22 5 錯誤 見解析
考點6. 歐姆定律的理解及簡單計算
【例題】(2023廣東一模)如圖所示,電阻、為定值電阻,電源電壓保持不變。當開關閉合,接a端時,電流表示數為I;當開關閉合,接b端時,電流表示數為2I,則未知電阻的阻值是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根據電路圖可知,當開關閉合,接a端時,電流表示數為I,由歐姆定律可知,電源電壓為
當開關閉合,接b端時,電流表示數為2I,由歐姆定律可知,電源電壓為
由于電源電壓保持不變,則有
解得
故選D。
【變式訓練】(2023廣東三模)小鋒設計如圖所示的電路來判斷梅雨季節教室里相對濕度的變化.選用的器材有:電源、濕度傳感器(其電阻的阻值隨相對濕度的增大而減小)、定值電阻、一只電壓表(量程為)等。當相對濕度為時,,電壓表示數為,則電壓表是并聯在____的兩端。當電壓表示數變大時,教室里相對濕度在______。
【答案】定值電阻R 增大
1. 解決串、并聯電路動態問題思路
滑動變阻器滑片位置的改變、壓力、溫度等因素的改變是導致電阻變化的常見原因。解決此類問題的關鍵是從變化的源頭出發,即根據R 、R壓 或 R溫的變化情況,判斷電路中R總和電路中電流的變化,然后再根據歐姆定律和串、并聯特點或分壓、分流原理判斷其他物理量的變化或進行相關的計算。
(1)含滑動變阻器的串聯電路:由于電源電壓不變,按以下思路分析:
→→→→
(2)含滑動變阻器的并聯電路,由于電源電壓不變,且并聯電路中各個支路互相獨立、互不影響,所以含定值電阻的支路各量都不變化,含滑動變阻器的支路,按以下思路分析:
→→→
2. 解決電路故障問題判斷方法
A.串聯特點:一斷都斷,一短不都短
(1)確定故障類型(短路或斷路):
1)依據電流表的示數:電流表有示數故障為短路,電流表無示數故障為斷路。
2)依據燈的亮滅:2個燈都不亮故障為斷路,一個燈亮一個燈不亮故障為短路。
(2)確定故障的具體位置:
1)斷路時用電壓表確定斷路位置:若電壓表有示數,則與其并聯的用電器斷路;若電壓表無示數,則斷點在電壓表并聯的兩點之外。
2)短路時用電壓表確定短路位置:若電壓表無示數,則與其并聯的用電器短路;若電壓表有示數,則短路在電壓表并聯的兩點之外。
B.并聯特點:一短都短,一斷不都斷
(1)電路故障主要表現
a.電路斷路現象:
1)燈泡不亮;
2)電流表無示數;
3)電壓表無示數(電壓表所測部分兩節點之外斷路);
4)電壓表有示數(接近電源電壓)(電壓表所測部分兩節點之間斷路)。
b.電路短路現象:一是電源短路,具體表現是用電器不工作,電壓表、電流表都無示數,有可能燒壞電源;二是部分短路(也叫短接),電路仍通。具體表現
1)燈泡仍亮(沒有被短路);
2)燈泡不亮(被短路);
3)電流表有示數(沒有被短路);
4)電壓表有示數(所測部分沒有短路);
5)電壓表無示數(所測部分短路)。
C.查找斷路故障的方法
(1)用導線(或電流表)并接法來查找故障位置。當導線兩端接在電路中某兩點之間時,原來不能工作的用電器工作,說明導線并接兩點之間的部分可能有斷路。注意:不能并接在電源兩端。
(2)用電壓表并接在電路某兩點之間時,電壓表有示數,說明與電壓表并接部分有可能斷路。電壓表無示數,說明與電壓表并聯部分以外斷路。
(3)用小燈泡并接在電路某兩點之間時,若小燈泡發光,說明與小燈泡并接的電路部分斷路。
(4)根據各支路互不影響,在并聯電路中,若某一支路用電器不工作,則此支路出現了斷路。短路會損壞電源,因此初中階段一般不考查短路。
注意:使用歐姆定律時應注意:
1. 同體性:定律中的電壓、電阻和電流三個量是對同一個電阻或同一段電路而言的,不可亂套公式。
2. 同時性:定律中的電壓、電阻和電流三個量必須是在同一時刻的數值,若由于某種原因,電路中的電壓或電阻發生了變化,則電流也相應變化。
3. 對變形公式的理解:導體的電阻可以由計算,同一段電路,電阻R的大小與電壓U和電流I無關,因為導體的電阻是導體本身的一種性質,由本身的材料、長度和橫截面積決定,不能說電阻R與電壓U成正比、與電流I成反比
考點1. 電學基礎知識
【對點訓練】
1. (2022廣州)如圖,用絕緣線分別懸吊甲、乙兩輕小物體,甲帶電,用帶電棒丙分別靠近甲、乙。下列能證明乙帶電且甲、乙帶異種電荷的現象是(  )
A. B. C. D.
2. (2021深圳)教室有CO2通風機M,手動閉合S1,CO2達到定值閉合S2。只有S1閉合,CO2達到定值電動機才工作,下列圖中,哪個電路圖是正確的(  )
A. B. C. D.
3.(2023廣東省) 如題圖所示,電壓表讀數為________V;滑動變阻器以圖所示方式接入電路,當滑片向左滑動時,滑動變阻器連入電路的電阻_______(選填“變大”“變小”或“不變”)。
考點2. 電路圖和實物圖的相互轉化
【對點訓練】
1. (2023廣州一模)如圖所示,閉合開關,說法正確的是(  )
A. 兩只小燈泡并聯
B. 電壓表測量L1兩端的電壓
C. 若L1不發光,一定是L1斷路
D. 若L2不發光,電壓表一定無示數
2.(2019廣東二模)根據電路實物圖,畫出對應的電路圖(電流表位置可以變動,但要符合使用規則)。
考點3. 電路故障及動態電路分析題【對點訓練】
1.(2023遼寧撫順) 如圖所示的電路,閉合開關,將滑動變阻器的滑片從中點向左滑動。下列說法正確的是(  )
A. 電流表A1示數變大 B. 電壓表V的示數變大
C. 電流表 A1與電流表A2示數的差不變 D. 電壓表V與電流表A2示數的比值變小
2.(2023齊齊哈爾) 如圖所示,電源電壓恒定,先只閉合開關,兩電表均有示數;再斷開,同時閉合和,此過程中(  )
A.電壓表示數變大,電流表示數變小 B. 電壓表示數變小,電流表示數不變
C. 電壓表示數與電流表示數乘積變大 D. 電壓表示數與電流表示數比值不變
考點4. 電學實驗——歐姆定律實驗【對點訓練】
1. (2024廣東重點)小明同學想探究“通過燈泡的電流與燈泡兩端電壓的關系”,設計了如圖甲所示的電路圖。
(1)請用筆畫線代替導線,按照圖甲所示的電路圖,在圖乙中將實物電路連接完整(要求連線不得交叉;滑動變阻器的滑片向左移動,小燈泡變亮);______
(2)小明同學正確連接電路后,閉合開關,發現小燈泡不發光,電流表無示數,但電壓表示數較大。接下來正確的操作是______;
A.檢查電路是否短路
B.更換電流表
C.檢查小燈泡是否接觸良好或損壞
D.移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發光
(3)排除電路故障后,下表是按正確的操作測得的數據,其中第一次測得的電流如圖丙所示,則電流表示數為______A。從表中數據可看出,通過燈泡的電流與燈泡兩端的電壓不成正比,其原因是________。
實驗次數 1 2 3
電壓U/V 2.0 3.0 3.8
電流I/A 0.38 0.40
考點5. 電學實驗——伏安法測量性實驗【對點訓練】
1. (2023湖北天門)實驗小組用伏安法測量小燈泡的電阻,連接了如圖甲所示的電路,小燈泡的額定電壓為2.5V,電源電壓恒定。
(1)實驗的原理是_________;
(2)圖甲中有一根導線連接錯誤,請在該導線上打“×”,并用筆重新畫一根正確連接的導線__________(導線不得交叉);
(3)改正錯誤后,閉合開關,移動滑片至某位置時,電壓表的示數為2V,為測量小燈泡正常發光時的電阻,應將滑片P向_________(選填“A”或“B”)端移動;
(4)小燈泡正常發光時,電流表的示數如圖乙所示為__________A。此時小燈泡的電阻是_________Ω(保留1位小數);
(5)小燈泡的I-U關系如圖丙,當小燈泡的兩端電壓增大時,它的電阻__________(選填“增大”“減小”或“不變”),其原因是燈絲電阻受__________的影響;
(6)小組同學計劃用該裝置測量某定值電阻阻值時,發現電壓表損壞,于是設計了如圖丁所示的電路,測出了RX的阻值。實驗步驟如下:
①將滑片移到a端,閉合開關S,讀出電流表的示數,記為I1;
②將滑片移到b端,閉合開關S,讀出電流表的示數,記為I2;
③讀出滑動變阻器的最大阻值為R,則=__________(用I1、I2和R表示)
考點6. 歐姆定律的理解及簡單計算
【對點訓練】
1. (2023湖南郴州)如圖所示,電源電壓恒為3V。閉合開關S,電壓表的示數為0.5V,則燈泡L2兩端的電壓為_____V,燈泡L1與L2的電阻之比為____。
2. (2022廣州二模)在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電阻R1的阻值為30Ω,閉合開關S1,斷開開關S2,電流表A1的示數為0.3A;閉合開關S1和S2,電流表A2的示數為1.2A,求:
(1)電源電壓U;
(2)電阻R2的阻值。
【重點訓練】
1. (2023安徽)玻璃棒與絲綢摩擦后,玻璃棒帶正電,絲綢帶負電,在摩擦過程中(  )
A. 玻璃棒和絲綢都得到電子
B. 玻璃棒和絲綢都失去電子
C. 玻璃棒失去電子,絲綢得到電子
D. 玻璃棒得到電子,絲綢失去電子
2. (2023湖南岳陽)將兩個帶電輕質小球懸掛起來,慢慢靠近,會出現的現象是(  )
A. B. C. D.
3. (2023湖南益陽)如圖所示,將塑料繩撕成絲帶狀,用毛巾分別摩擦塑料絲帶和PVC管,然后將塑料絲帶放在PVC管上方,塑料絲帶就會像章魚一樣懸在空中,這就是神奇的靜電“章魚”實驗。下列關于“章魚”實驗的說法正確的是(  )
A. 塑料絲帶是導體
B. 毛巾摩擦塑料絲帶時創造了電荷
C. 摩擦過的塑料絲帶和PVC管帶上了同種電荷
D. 摩擦過的塑料絲帶和PVC管帶上了異種電荷
4. (2023安徽)老師給小龍一個密封盒,其表面可見兩個開關S1、S2和兩盞燈L1、L2。為了探究開關和燈在密封盒內是如何連接的,小龍進行了如下操作:先閉合S1,只有燈L1發光;又閉合S2,兩燈都發光:再斷開S1,兩燈都熄滅。符合上述實驗結果的連接方式為(  )
A. B.
C D.
5. 如圖所示,電源電壓不變,燈L1、L2完全相同。閉合S1,斷開S2、S3,燈L1、L2是_________聯的。閉合S1、S2,斷開S3,電壓表示數為U1;閉合S1、S3,斷開S2,電壓表示數為U2,則_________。
6. (2022廣州)兩款溫控開關K1和K2,當溫度低于50℃時,K1保持閉合,K2保持斷開;當溫度高于50℃時,K1保持斷開,K2保持閉合,某保溫水壺用其中一款開關檢測水溫,其加熱電阻R在水溫低于50℃時工作,在水溫高于50℃時不工作,下列電路圖中符合用電安全且能實現該保溫水壺功能的是(  )
A. B. C. D.
7.(2023·四川眉山)探究“電流與電阻的關系”時,實驗器材有:三節新的干電池(電壓為4.5V)、電流表、電壓表、滑動變阻器(標有“20Ω 2A”字樣)、定值電阻4個(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),開關一個,導線若干。小靜等同學設計了如圖甲所示的電路圖。

(1)請用筆畫線代替導線將圖乙中的實物圖連接完整,要求:滑片P向右移動時電流表示數變小。
(2)滑片P位于滑動變阻器阻值最大處,閉合開關,電流表有示數,電壓表無示數,則電路故障原因是電阻R 。
(3)排除故障后,將定值電阻由5Ω更換為10Ω時,應向 (選填“左”或“右”)適當調節滑動變阻器的滑片P,使電壓表示數保持3V不變。
(4)圖丙是根據實驗數據畫出的定值電阻的I-R圖像,由此可得,當電壓一定時,
(5)小靜同學繼續探究,再次換接50Ω的定值電阻后,發現無論怎樣移動滑片P,都不能使電壓表示數達到原來的3V,為了完成這次實驗,她采取的措施可行的是 。
A.調高電源電壓 B.再串聯一個10Ω的電阻 C.將電壓表改接到滑動變阻器兩端
(6)下列圖像中能大致反映本實驗各物理量之間關系的是 。
A.電流表示數I與R阻值的關系 B.電壓表示數U與R阻值的關系
C.變阻器接入電路阻值RP與R阻值的關系 D.電阻R的功率RP與R阻值的關系
【難點訓練】
1.(2023北京) 小京在復習時,用兩端電壓不變的電源及其他器材再次做了如圖所示的實驗。她將電阻絲R1、R2先后分別接入電路中的a、b兩端,閉合開關后,觀察到接入R2時,小燈泡的亮度更亮,電流表的示數更大。已知燈泡亮度變亮時,燈絲電阻變大。請分析并判斷R1與R2阻值的大小關系。(可畫電路圖輔助說明)
2.(2023·遼寧大連)如圖所示的電路,閉合開關S,電壓表無示數,說明電路中存在故障。此時,可以通過觀察電流表來做進一步判斷。已知故障發生在R1或R2上,下列判斷正確的是( )

A.若電流表有示數,則R1被短接 B.若電流表有示數、則R2斷路
C.若電流表無示數、則R2被短接 D.若電流表無示數、則R1斷路
【易錯點訓練】
1.(2023福建省) 學校“水培種植小屋”的蔬菜適宜生長的溫度在10~30℃之間,項目式學習小組利用熱敏電阻和電阻箱設計溫度報警電路,電阻箱是可以調節并顯示阻值的變阻器。
(1)利用圖甲所示電路探究熱敏電阻Rt阻值隨環境溫度t變化的規律;
①根據圖甲,用筆畫線表示導線,將圖乙中的實物電路連接完整_________;
②連接電路的過程中,應將開關________,將電阻箱的阻值調至最大,起到__________的作用;
③將熱敏電阻置于0℃的環境中,閉合S1、斷開S2,記錄電流表示數I0,然后_________(描述開關狀態),調節電阻箱R0直至電流表示數為__________,此時Rt=R0;
④將熱敏電阻Rt置于不同溫度的環境中,重復步驟③,測得的數據如下表:
溫度t/℃ 0 10 20 30 40
阻值Rt/Ω 2800 1800 1200 800 600
分析數據可得:熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而________;
(2)根據上述探究結果,設計報警電路。
實驗器材:電源(恒為12V)、熱敏電阻Rt、電阻箱R0(0~9999Ω)、數字電壓表(U≥7.2V時報警)、數字電流表(I≥6mA時報警)、開關一個、導線若干。
設計要求:小屋溫度t≥30℃或t≤10℃時都有一個電表報警。
①虛線框中的電路圖是學習小組設計的報警電路,但它不能完全滿足要求,請你根據設計要求將電路圖補畫完整________;
②設計的電路中,電阻箱R0應調為_________Ω。當溫度降低到10℃時電路報警,此時電流表的示數為_________mA。
2. (2023安徽)將一根細金屬絲置入柔性塑料中,可以制成用來檢測物體形變的器件應變片,其結構如圖1所示。將它接入圖2所示的電路,電源電壓不變,R為定值電阻。閉合開關S,當應變片隨被檢測物體發生拉伸形變時,塑料中的金屬絲會被拉長變細,導致電阻變大,則電路中的(  )
A.電壓表和電流表示數都變大
B. 電壓表示數變小,電流表示數變大
C. 電壓表和電流表示數都變小
D. 電壓表示數變大,電流表示數變小
3. 圖示電路在閉合開關后,兩電流表正常工作,且讀數相同,則可能發生的故障是( )
A.R短路 B.R斷路 C.L短路 D.L斷路
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