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第4章 電路探秘
第1節 電路圖
聯想情景導入
電給人們的生活帶來了極大的方便，電給人們送來了動力、溫暖、光明、和快樂，現代化電器又極大地發展了生產力，推動了社會的進步。電給人們的生活帶來了革命性的變化，它已經成為現代社會離不開的“空氣和水”，但是電給人們帶來方便快捷生活的同時也帶來很多危險與麻煩。
2008年4月16日晚6點30分左右，位于上海市香港路60號的中石化上海石油公司辦公室突然起火，晚7點多，懸掛著“中石化上海石油銷售公司”牌子的大樓二樓火光沖天，濃煙滾滾。事故調查發現，火災原因可能與電路短路有關。
2008年3月3日中午12點多，位于上海浦東楊高南路、浦三路路口的“一汽馬自達”4S店修理車間突然起火，車間內堆放著的修車工具、空調外機等設備被燒壞，修理車間頂棚被燒穿。有關人員從消防部門了解到，火災可能與電路短路有關。
2002年l2月30 E1凌晨，伊朗北部戈爾甘市的一所監獄發生火災，造成27名囚犯喪生，50名囚犯受傷。初步調查顯示，火災是由電路短路引起的。
什么是電路短路？電路短路為何會頻頻引發火災呢？在生活中你遇到過電路短路的現象嗎？我們應該如何使用電，讓電為我們人類服務，給我們帶來更加方便快捷的生活？相信你學習了本節課后，在用電方面你一定會有許多新的收獲。
重點知識詳解
一、電路
1．電源：像電池一樣能提供電能的裝置，叫做電源。發電機也是電源。
2．電路：把電源、用電器、開關用導線連接起來組成的電流路徑，叫做電路。
3．電路的幾種連接情況：
(1)通路：當開關閉合時，電路中會產生電流，這樣的電路叫做通路，也叫閉合電路。
(2)開路：當開關斷開，或電路中某一處斷開時，電路中就不再有電流，這樣的電路叫做開路。
(3)短路：不經過用電器，直接用導線把電源兩極連接起來，叫做電源短路。電源短路時電路中因電流過大會損壞電源，嚴重時會造成火災。
二、電路元件和符號
為了方便表述，科學上規定每個元件都用一個特定的符號來表示。
三、電路圖
1．電路圖：用元件符號代替實物表示電路的圖。
2．串聯電路和并聯電路。
(1)串聯電路：把電路元件逐個順次連接起來，叫做串聯電路。串聯電賂中，電流從電源的正極流出，經過用電器流到負極，流過的路徑只有一條。串聯電路中的某一處斷開，整個電路中不再有電流通過。
(2)并聯電路：把電路元件并列連接起來，叫做并聯電路。并聯電路中，電路中有分支，電流流過的路徑有兩條或兩條以上。
(3)串聯電路和并聯的比較：
精典例題解析
[例1] 使用于電池(或蓄電池)時，絕不允許用導線把兩極連接起來，是因為 ( )
A．放電電流過小會損壞電源
B．放電電流過大會損壞電源
C．放電電流過大會損壞導線
D．有觸電的危險
[解析] 如果只用1根導線把電源的正、負極連接起來，電路中會有很大電流，可能燒壞電源。這種情況叫短路，這是不允許的。
[答案] B
[例2] 下列電路圖與實物圖一致的是 ( )
[解析] 本題考查電路圖的畫法，此電路圖中兩盞燈是串聯。
[答案] A
[例3] 如圖所示，當S1、S2斷開時，能亮的燈是________，它們是________聯的。當S1、S2閉合時，能亮的燈是_______，它們是_______聯的。當S1閉合、S2斷開時，能亮的燈是_____。
[解析] 當S1、S2斷開時，電流從正極流出經過L1再經過L3流回負極，因此L1、L3亮，是串聯的。當S1、S2閉合時，L1被短路，電流從正極流出經過S1后分為兩路，分別經過L2和L3再合為一路流回負極，因此L2、L3亮，是并聯的。當S1閉合、S2斷開時。L1被短路，L2是開路，因此只有L3亮。
[答案] L1、L3 串 L2、L3 并 L3
實踐創新應用
1．如圖所示的四個電路圖中，與左邊的實物圖對應的是 ( )
2．如下圖所示的電路圖中，開關S閉合后僅有L2燈能亮的是圖 ( )
3．如右圖所示，兩個燈泡始終完好，當開關S斷開時，兩個燈泡都發光，當開關S閉合時，可能出現的現象是 ( )
A．L1不亮，L2亮
B．L1和L2都亮
C．L2不亮，L1亮
D．L1和L2都不亮
4．居民樓的樓道里，夜間只是偶爾有人經過，樓道燈總是亮著將造成很大浪費。科研人員利用“光敏”材料制成“光控開關”，它的作用是天黑時自動閉合，天亮時自動斷開，利用“聲敏”材料制成“聲控開關”，它的作用是當有人走動發出聲音時自動閉合，無人走動時自動斷開。如圖各電路中，屬于樓道燈電路的是 ( )
5．在日常生活中，人們常說“開燈”關燈”，其物理含義是 ( )
A．開燈是指斷開開關，關燈是指閉合開關
B．開燈和關燈都是指閉合開關
C．開燈是指閉合開關，關燈是指斷開開關
D．開燈和關燈都是指斷開開關
6．在下圖所示的電路圖中，錯誤的是 ( )
7．以下電路中，電路正確而且有電流通過的是 ( )
8．如圖所示，電冰箱門框上有一個通過冰箱門來控制的開關，當冰箱門打開時，與開關相連的彈簧伸長，開關閉合使冰箱內的照明燈發光；當冰箱門關閉時，彈簧被壓縮，開關斷開使冰箱內的照明燈熄滅。下列電路符合要求的是 ( )
9．如圖所示電路，電源電壓不變，閉合開關S后，燈L1、L2都發光。一段時間后，其中一燈突然熄滅，而電流表、電壓表的示數都不變，則產生這一現象的原因是 ( )
A．燈Ll短路 B．燈L2短路 C．燈L1斷路 D．燈L2斷路
10．一般家庭的衛生問都要安裝照明燈和換氣扇。使用時，有時需要各自獨立工作，有時需要它們同時工作。在下圖所示的電路中，你認為符合上述要求的是 ( )
11．小紅攜帶的手電筒不發光了，請你幫她找出原因。
(1)請根據圖中手電筒的結構示意圖，將電路圖補畫完整。
(2)寫出手電筒不發光的三種可能原因。
①_______________________________________________________；
②_______________________________________________________；
③_______________________________________________________。
12．如圖所示電路：
(1)閉合開關后電路將_________(填“通路”“斷路”“短路”)；
(2)去掉導線a后。電路是_____聯電路；
(3)改變a、b、c三根導線中一根的接法，使電路成為并聯電路(先在原導線上打“×”。后再更改接法)。
13．如圖所示電路中
(1)若使L1、L2串聯，則應閉合______，斷開______；
(2)若使L1、L2并聯，則應閉合______，斷開______；
(3)如果只閉合S，而斷開S1、S2，則燈________亮；
(4)同時閉合開關_________和_________是不允許的。
參考答案
1．D 2．D 3．A 4．D 5．C 6．B 7．D 8．A． 9．D l0．D
ll．(1)電路圖略 (2)①燈絲斷了 ②電源失效 ③開關(或其他部位電路)接觸不良
l2．(1)短路 (2)串 (3)略
13．(1)S2 S1、S (2)S1、S3 S2 (3)L1 (4)S2 S
課后練習答案
1．電路主要由電源、開關和用電器組成，控制電路的元件是開關
2．在一個支路上再串聯一個開關
3．是不發光的支路斷路了(或支路上燈泡的燈絲斷了)
4．B A、D、E C
5．提示：注意各元件的連接順序
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第5節 變阻器
聯想情景導入
打開具有調光器的臺燈開關，通過調節調光器可以改變臺燈的明亮程度；調節電話機上的音量控制器，可以控制電話機的音量；調節擴音設備中的音量控制器，可以控制音量的大小；打開電風扇的調速器并旋轉，可以控制電風扇的轉動速度；燈光的亮暗、聲音的強弱、電風扇的轉速都是由什么控制的呢 其實，這些用電器中都使用了一個相同的電器元件——變阻器。
重點知識詳解
一、電阻器
1．電阻器：具有一定阻值的元件叫做電阻器。電阻的符號是：
2．電阻器的作用：控制電路中的電流大小。
二、滑動變阻器
1．滑動變阻器的工作原理：通過改變接入電路的電阻絲的有效長度來改變電阻的大小。
2．滑動變阻器的符號：
3．滑動變阻器的連接方法：滑動變阻器串聯在電路中，四個接線柱的接法在任何情況都只能“一上一下”地接人兩接線柱使用，這樣可以起到改變電阻的作用，接法如圖所示：
4．滑動變阻器的應用實驗。
實驗操作：用上圖所示連接電路，左右移動滑動變阻器的滑動觸頭。觀察燈的亮度如何變化。
實驗現象：滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動時燈泡亮度減弱，向右滑動時燈泡亮度增強。
實驗結論：滑動變阻器可以通過改變接人電路的電阻絲的有效長度來改變電阻的大小。
精典例題解析
[例1] 如圖所示的滑動變阻器的四種接法中，當滑片P向右移動時使電路中的電阻變小的接法是 ( )
A．①圖 B．②圖 C．③圖 D．④圖
[解析] 找準滑動變阻器的那一段電阻線連入電路是解題的關鍵。判斷方法可有兩種：一是電流流向法。如①④圖，電流的路徑是由C(D)→P→B，電流流經PB段，當滑片P向右移動時。PB段的電阻線變短，電阻則變小。二是直觀法，就是看接入電路的接線柱是滑動變阻器下端的哪個，那么靠近它的那部分電阻線是接人電路的，如②③兩圖，都接的是A接線柱則用的就是AP段電阻，當滑片P向右移時，AP部分電阻線變長，電阻則變大，與上端的接線柱并無關系。
[答案] A、D
[例2] 如圖所示，M、N為電路的兩個接線柱，A、B、C、D為滑動變阻器的四個接線柱，當按下列方法將它們連接后，再將滑片P向B移動，那么電流表A讀數將怎樣變化。①M接C，N接D。電流表A讀數將_________。②M接A，N接B電流表A讀數將________。③M接C，N接A電流表A讀數將_________。
[解析] 要找準滑動變阻器連人電路的電阻線，審清題目條件。①將C、D接人電路時，相當于短接，AB電阻線并沒連人電路，所以滑片P的移動，不會引起電流的改變。②將A、B接人電路時，相當于接入了一個定值電阻。將滑片P向兩端移動，對電路電阻并元影響，所以電路中的電流表并沒有變化。③將C、A接入電路時，變阻器的PA部分接人電路中，將滑片P向B移動，電阻變大，所以電流會減小。
[答案] ①不變 ②不變 ③減小
[例3] 小宇在實驗室用下圖所示的電路做電學實驗，請你幫助他完成以下的判斷：
(1)當滑動變阻器的B、C兩個接線柱接入電路中，滑片P向A端移動時，燈L將_______ (填“變暗”“不變”或“變亮”)。
(2)當滑動變阻器的A、D兩個接線柱接入電路中，要使燈L變暗，滑片應向_______端移動。
[解析] 由下圖可知，滑動變阻器和燈L串聯起來接在電源兩極之間，變阻器接入電路的是B、C兩個接線柱，連入電路的是PB段電阻線，當滑片P向A端移動時，連入電路的電阻線長度變大，則連入電路的電阻變大。電源電壓保持不變，電路中的電流變小，燈L因通過的電流變小而變暗；若把變阻器的A、D兩個接線柱接人電路，則連入電路的電阻線是AP段，要使燈L變暗，電路中的電流必須變小，在電路兩端電壓一定的情況下，變阻器連入電路的電阻必須變大，滑片P應向B端移動。
[答案] (1)變暗 (2)B
實踐創新應用
1．如圖所示，A、B、C、D是滑動變阻器的四個接線柱，將這變阻器與一個小燈泡串聯后接入電路，通電后使滑片P向左移動，小燈泡逐漸變暗，由此判斷該滑動變阻器接入電路的兩個接線柱應為 ( )
A．接線柱A、D B．接線柱B、D
C．接線柱C、D D．接線柱A、B
2．關于滑動變阻器的一些說法不正確的是 ( )
A．滑動變阻器是利用電阻率較小的合金線制成的
B．滑動變阻器是改變在電路中的電阻線長度來改變電阻的
C．滑動變阻器的電阻線是利用電阻率較大的材料制成的
D．滑動變阻器能改變電路中的電流大小
3．在下圖四種接法中，當滑片P向右移動時，接入電路的電阻值增大的是 ( )
4．某滑動變阻器的銘牌上標有“l5Ω，0.6A”的字樣，則表示 ( )
A．滑動變阻器的最小阻值為l5Ω，允許通過的最大電流為0.6A
B．滑動變阻器的最大電阻為l5Ω，允許通過的最大電流為0.6A
C．滑動變阻器的最小電阻為l5Ω，允許通過的最小電流為0.6A
D．滑動變阻器的最大電阻為l5Ω，允許通過的最小電流為0.6A
5．如圖所示。閉合開關S，燈L發光，把滑動變阻器的滑片P向a端移動，燈L自亮度與電流表示數的變化情況是 ( )
A．燈L變亮，電流表示數變大
B．燈L變暗，電流表示數變小
C．燈L變亮，電流表示數變小
D．燈L變暗，電流表示數不變
6．將兩個滑動變阻器如圖所示串聯起來。如果把a、b兩接線柱接入電路后，要使這兩只滑動變阻器的總電阻最大，滑片P1和P2所處的位置是 ( )
A．P1在最右端，P2在最左端
B．P1在最左端，P2在最右端
C．P1在最左端，P2在最左端
D．P1在最右端，P2在最右端
7．收音機上調節音量的旋鈕實際上是一個旋鈕型變阻器(如圖所示)。若接線片A、B已接入了電路，則順時針轉動旋鈕觸片時，收音機的音量將變________________。
8．請用筆畫線代替導線，將乙圖中的實驗實物按甲圖的電路連接起來。
9．張薇同學在實驗室里連接一個電路(如下圖所示)，她想讓小燈泡暗些，應該使滑動變阻器的滑片P向________端移動，在這一過程中，連入電路中的電阻值逐漸變____________。
10．分析如下圖所示的實驗，當線頭M跟C連接，線頭N跟A連接，閉合開關，滑片P向右滑動的過程中，連入電路的電阻變________，電路中的電流變_________。如果P向右滑動過程中，電阻、電流變化與上述相反，M連接不變，N應與________連接。
11．如圖所示的電路中，有一滑動變阻器，其銘牌上標著 “50Ω，IA”的字樣，它表示的是______________。滑動變阻器的中點O，當滑片P位于a點時，滑動變阻器連入電路的電阻值是_________，當滑片P位于0點時，滑動變阻器連人電路的電阻是，_________當滑片位于點，滑動變阻器連入電路的電阻最大。
參考答案
1．B 2．A 3．C 4．B 5．A 6．B
7．小
8．略
9．B大
10．大 小 B
11．電阻的最大值為50Ω，允許通過的最大電流為 1A 0 25Ω b
課后練習答案
1．變大 A B
2．大 小 左 應滑到最大電阻值，以保護燈泡和電流表不至于電流過大而損壞。
3．旋鈕式變阻器相當于一個彎曲了的滑動變阻器，因此，接線時可以是一頭接在中間(滑動觸頭)，另一頭接在兩邊的任意一個端頭都可以。
4．略
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第6節 電壓的測量
聯想情景導入
我們知道，水從自來水廠流淌到用戶家中，是因為自來水廠為水提供了一定的壓力，我們稱為“水壓”。接通電路，電荷在電路中定向移動形成電流，用電器就可以工作。那么，是什么促使電荷作定向移動的呢？電荷的定向移動是否也需要一定的設備呢？把一支完好的手電筒里的電池取出，無論怎樣按動開關，手電筒里的小電珠也不會發光。可見，手電筒里的電池為電荷的定向移動提供了動力，也就是我們本節課要學的電壓。
同樣一只小電珠，分別用導線與一節電池連接和兩節電池連接，小電珠的明亮程度是不同的，這又是什么原因呢？原來，不同的電源可以為電路提供的電壓是不同的，學習了本節知識后，我們可以利用電壓表來測量電路中的電壓的高低。
重點知識詳解
一、電壓
1．水流和電流的形成的對比。
左圖中水流的形成是由于抽水機給水流提供能量，抽水機的工作使水，路存在一個穩定的水壓，從而保證水流得以持續。右圖中電源作用與左圖中的抽水機作用類似，電源的作用，是給電路中的電流提供能量，使電路存在一個穩定的電壓，從而保證電流得以持續。電源兩端有電壓是金屬導體中存在電流的必要條件。
2．電壓：電壓是形成電流的原因。電源是提供電壓的裝置。電壓符號：U
3．電壓的單位：伏特，簡稱伏(V)。常用單位：千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(V)等。
1千伏= 1000伏 1伏= l000毫伏 l毫伏= 1000微伏
二、電壓的測量
1．測量工具：電壓表(如下圖所示)。符號
2．電壓表的作用方法：
(1)必須把電壓表并聯在被測電路的兩端；
(2)把電壓表的正接線柱接在跟電源正極相連的那端；
(3)被測電壓不能超過電壓表的量程；
(4)允許電壓表直接連入電源兩極上測電源電壓。
三、用電壓表測電壓
實驗器材：干電池兩節、小燈泡兩個、開關一個、電壓表一個、導線若干。
實驗過程：
1．測量串聯電路的電壓。
(1)按下圖所示連接好電路。
(2)用電壓表分別測出燈L1和燈L2兩端的電壓U1、U2及L1、L2串聯后的總電壓U。
實驗結論：總電壓等于各燈兩端電壓之和。
2．測量并聯電路中的電壓。
(1)按下圖所示連接好電路。
(2)用電壓表分別測出圖中兩盞電燈兩端的電壓U1、U2及電源兩端的電壓U。
實驗結論：總電壓與各支路的電壓相等。
精典例題解析
[例1] 下列說法中正確的是 ( )
A．導體內有大量的自由電荷，只要使導體構成通路，導體中就有電流通過
B．電路中只要有電壓，就會有電流
C．電壓是產生電流的必要條件
D．電路呈開路時，電流為零，則電路兩端電壓也為零
[解析] 若導體中只有自由電荷而沒有電源，或者電路兩端雖有電壓，而電路沒有形成閉合回路，都不能使電路中有電流，而電路呈開路狀態時，電流為零，也不能肯定電路兩端的電壓為零，所以上述A、B、D說法是錯誤的。
[答案] C
[例2] 如圖所示，用電壓表測燈泡兩端的電壓的電路圖，正確的是 ( )
[解析] 電壓表應與被測電路并聯，且電流從“+”接線柱流進電表(即正接線柱靠近電源正極)，從“-”接線柱流出電表。
[答案] D
[例3] 如下圖所示的電路中，電壓表V1、V2和V3分別測量的是______、______和______的電壓；如果電壓表V1、V2的示數分別為6V和4V，那么電壓表V3的示數為 ______V。
[解析] 要判斷電壓表測量哪段電路兩端的電壓，只要看電壓表與哪段電路并聯的。從圖上可看出，電壓表V1與電源兩端相連，而V2和V3分別與L1和L2兩端相連，因此電壓表V1測量總電壓，電壓表V2和V3分別測量的是L1和L2兩端的電壓。由于電路中L1與L2是串聯的，根據串聯電路電壓的特點，可得電壓表V3的示數為6V-4V=2V。
[答案] 電路兩端總電壓 L1兩端 L2 兩端 2
[例4] 科學課后，小南和小雄將一塊銅片和一塊鋅片插入西紅柿，做成了一個 “西紅柿電池”。小南和小雄想探究“西紅柿電池的電壓大小與哪些因素有關”，小雄說：“可能與兩金屬片之間的距離有關”。小南想了想說：“也可能與兩金屬片插入西紅柿的深度有關”。”為了驗證猜想是否正確，他們找來了電壓表，連成了如圖所示的電路。
(1)請你選擇其中一個猜想，并提出驗證的方法：
(2)目前人們亂扔廢舊電池的現象非常普遍，請你針對這種現象，給有關部門提出一條合理建議：______________________________________________________________________。
[解析] 當一個物理量與其余幾個物理量有關系時，為了使研究簡化和方便，一般采用控制變量法。本題中要研究西紅柿電池的電壓與兩金屬片之間的距離有關時，就要控制插入的深度不變；同樣要研究西紅柿電池的電壓與兩金屬片插入的深度有關時，就要控制距離不變。第二問意在培養學生環保意識及可持續發展意識。
[答案] (1)答案一：探究電壓與兩金屬片插入深度的關系當兩金屬片插入西紅柿某一深度時，觀察并記錄電壓表示數。在同一位置，改變兩金屬片插入的深度，再觀察并記錄電壓表示數，比較兩次電壓表示數的大小與深度的關系。答案二：探究電壓與兩金屬片之間的距離的關系兩塊金屬片相距一定的距離插入西紅柿，記下插入的深度，觀察并記錄電壓表示數。改變兩金屬片間的距離，仍插入相同的深度，再觀察并記錄電壓表示數。比較兩次電壓表示數的大小與距離的關系。 (2)分類回收等。
實踐創新應用
1．學生在學習電學知識時，在老師的引導下，聯想到如圖所示的力學實驗現象，進行比較并找出相類似的規律，其中不準確的是 ( )
A．水壓使水管中形成水流；類似地，電壓使電路中形成電流
B．抽水機是提供水壓的裝置；類似地，電源是提供電壓的裝置
C．抽水機工作時消耗水能；類似地，電燈發光時消耗電能
D．抽水機給水流提供能量；類似地，電源給電路提供能量
2．同學們在學習了電壓的知識后，對電壓有各自不同的認識。下列說法中不正確的是
( )
A．電源是提供電壓的裝置 B．電路中有電流就一定有電壓
C．電路中有電壓就一定有電流 D．電壓是電路中形成電流的原因
3．圖中電表a、b接法都正確，由圖可知 ( )
A．電表a和b都是電流表
B．電表a和b都是電壓表
C．電表a是電壓表，b是電流表
D．電表a是電流表，b是電壓表
4．下列關于電壓的單位換算關系式中，錯誤的是 ( )
A．1000伏=l千伏 B．1毫伏=10- 伏
C．1伏=106 微伏 D．1千伏=109毫伏
5．比較電流表和電壓表的使用規則，下列說法中不正確的是 ( )
A．使用前都要檢驗指針是否對準零刻度線
B．測量前都要估計測量值的范圍，以選定量程
C．接入電路時，都要使電流從表的正接線柱流入，從表的負接線柱流出
D．接入電路時，都要嚴禁將表的兩個接線柱直接連到電源兩極上
6．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 ( )
7．在圖a所示電路中，當閉合開關后，兩個電壓表指針偏轉均為圖b所示，則電阻R1和R2兩端的電壓分別為 ( )
A．4.8V，1.2V B．6V，1.2V C．1.2V，6V D．1.2V，4.8V
8．如圖所示的電路中，電壓表示數為零，正確的判斷是 ( )
A．燈L1短路
B．L2支路斷路
C．燈L2短路
D．燈L2的燈絲斷了
9．電壓是使________發生________形成________的原因，而________是提供電壓的裝置。
10．實驗室最常用的電壓表有______個接線柱，______個量程。接線如右圖所示，電壓表量程為_____，刻度盤每個大格表示____伏特，每個小格表示______伏特，指針所指位置表示______伏特。
11．家庭電路電壓是______伏，兩節干電池串聯起來可提供______伏電壓。不高于_______伏的電壓對人體是安全的。
12．有一收音機的電源電壓標有4.5伏，可以用______節干電池______聯起來供電。
13．在下圖所示的電路中，開關S1和開關S2原來是斷開的，如果將開關S1閉合，則電壓表測量的是________兩端的電壓，如果將開關S2閉合，則電壓表測量的是______兩端的電壓。
14．學校實驗室常用電壓表有3伏和l5伏兩個量程，在某次實驗中選用3伏的量程進行實驗測量，可是某同學卻從15伏量程的刻度盤上發現指針指在11伏位置上，則實際測得的電壓值是________伏。
15．在下圖中，要求L1、L2并聯，用電流表測量干路中的電流(約為0.4A)，電壓表測量燈泡L1兩端的電壓，變阻器調節L2的亮度，開關控制整個電路，將符合要求的電路圖畫在虛線框內，并用筆畫線表示導線將右下圖中各個元件連接起來。
參考答案
1．C 2．C 3．D 4．D 5．D 6．B 7．A 8．C
9．電荷 定向移動 電流 電源
l0．三 兩 O～3V 1 0.1 2.3
11．220 3 36
12．3 串
13．L1 L1和L2
14．2.2
15．略
課后練習答案
1．A電壓表、B電流表；A電流表、B電壓表；A電壓表、B電流表
2．提示：注意各元件的連接順序
3．提示：可搜集一些相關資料了解更多關于電壓的知識
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第2節 電流的測量
聯想情景導入
電給人們帶來了光明。在家庭電路中，只要一按開關，電燈就會發光，再一按開關電燈就會熄滅。在生活中我們還發現，按下開關后，不同型號的燈泡，明亮程度不同。你是否思考過產生這些現象的原因？其實，這些現象都與我們本節課要學的電流的知識有著密切的關系。那么，電流又是怎樣形成的？不同型號的燈泡，明亮程度不同與電流的大小有什么關系呢？我們怎樣才能知道電路中電流的大小呢？本節課我們就要學習這方面的知識。
電流強度(簡稱電流)用字母I表示，單位是安培，簡稱安，符號為A；更小的單位為毫安和微安，符號分別為mA和 A
1A = 10 mA，1mA = 10 A
重點知識詳解
一、電流
1．電流的形成：在電路中，自由電荷(自然界存在正電荷、負電荷——即電子兩種)移動而產生的。
2．電流的方向：正電荷從電源的正極經導線流向負極，而實際上是自由電子(負電荷)從電源負極經導線流向正極。可見，電流的方向與電子的移動方向相反。
3．電流的單位：安培，簡稱安，用符號A表示，較小的單位還有毫安和微安，符號分別為mA和 A。1A = 10 mA，1mA = 10 A
二、電流的測量
1．測量電流的工具：電流表
2．量程：電流表通常有兩個量程：0～0.6A和0～3A。
A．當使用0～0.6A量程時，每大格表示0.2A．每小格表示0.02A。
B．當使用0～3A量程時，每大格表示lA，每小格表示0.1A。讀數時應“先看量程后讀數”。
3．電流表的使用規則：
①必須把電流表串聯在待測電路中。
②必須使電流從“+”接線柱流人電流表，從“-”接線柱流出電流表。
③絕對不允許不經過用電器而把電流表直接連到電源的兩極上。
4．電路接完后，接通電源前必須先選較大的量程試觸，同時觀看電流表的指針偏轉情況：
①指針不偏轉：可能電路有斷開的地方。
②指針偏轉過激，超過滿刻度又被彈回，說明量程選小了。
③指針偏轉很小，說明量程選大了。
④指針反向偏轉，接線柱接反了。
三、用電流表測量電流
實驗操作1：按右圖所示電路圖連接成串聯電路，閉合開關S，使燈L1、L2發光。打開開關S，電流表分別串聯接人a點、b點、c點。分別測出電流值I、I 1、I2。填入下表。
實驗次數 電流表位置 電流值(安)
1 a I =
2 b I1 =
3 c I2 =
實驗結論1：串聯電路中電流處處相等。
實驗操作2：按下圖所示電路圖連接成并聯電路，閉合開關S1、S2、S，L1、L2發光。打開開關，將電流表分別接入a點、b點、c點，分別測出電流值I、I 1、I2。填入下表。
實驗次數 電流表位置 電流值(安)
1 a I =
2 b I1 =
3 c I2 =
實驗結論2：并聯電路中干路電流等于各支路電流之和。
精典例題解析
[例1] 如圖為通電電路中一段導線內的電荷分布示意圖。●表示帶正電的原子核，○表示帶負電的自由電子。關于導線中電荷的定向移動方向，正確的是 ( )
A．兩種電荷都向左定向移動
B．兩種電荷都向右定向移動
C．●不做定向移動。○向左定向移動
D．●不做定向移動，○向右定向移動
[解析] 電荷定向移動形成電流。在金屬導體中，正電荷是不會移動的，所移動的是帶負電的自由電子。在電學中規定，正電荷移動的方向為電流方向，負電荷移動的方向和電流方向相反。如圖電流方向向右，則電子向左移動。
[答案] C
[例2] 在下圖中，要用電流表測出L1中的電流，正確的電路圖是 ( )
[解析] A圖電流表是串聯在干路里，測得的是L1和L2的總電流。C圖電流表雖然是與L2串聯的，但正負接線柱接反了。D圖電流表是與L2并聯的，而且電流表直接與電源兩極相連，會將電流表燒壞。只有B圖是正確的，電流表與L2串聯，正、負接線柱也連接正確。
[答案] B
實踐創新應用
1．下列說法中錯誤的是 ( )
A．電荷的定向移動形成電流
B．有電源就會有電流
C．正電荷定向移動的方向是電流的方向
D．金屬導體里電流的方向與自由電子的定向移動的方向相反
2．如圖所示的電路中，電流表測量的是 ( )
A．通過燈L，的電流
B．通過燈L。的電流
C．通過燈Ll和燈L2的電流之和
D．電源供給電路的總電流
3．在實驗室，魯慧中同學發現一個電流表有兩個量程。大量程是0～9A，小量程模糊不清。為了測量小量程是多少。她先用大量程接人電路，指針位置如圖(a)所示，然后再改用小量程接人同一電路，指針指示如圖(b)所示，則電流表的小量程為 ( )
A．0～0.6A B．0～1A C．0～2A D．0～3A
4．一個學生使用電流表的時候，本應使用“-”和“3”兩個接線柱，但誤將“-”和“0.6”兩個接線柱接入電路，而電流還是從“0.6”接線柱流進，從“-”接線柱流出，這樣做的結果是 ( )
A．電流表的指針轉過的角度變小了
B．電流表的指針不動
C．電流表的指針轉過的角度變大了，電流表可能損壞
D．電流表的指針反向轉動
5．在使用電流表的規則中，下列說法不正確的是 ( )
A．電流表要串聯在電路中
B．必須使電流從“正”接線柱流進電流表，從“-”接線柱流出電流表
C．被測電流不要超過電流表的量程
D．可以把電流表直接連在電源的兩極上
6．流過燈a的電流為Ia = 5500毫安，流過燈b的電流為Ib = 0.55安，流過燈c的電流為Ic = 5.5×10 微安，比較三個電流大小正確的是 ( )
A．Ia= Ib< Ic B．Ia> Ib > Ic C．Ib> Ia> Ic D．Ic> Ib> Ia
7．某同學用電流表測量流過電燈的電流大小，所接電流表的量程為O～O.6安，但刻度盤上只能看清0～3安量程的刻度，發現指針在2.4安刻度線上，則該同學測得的電流大小為（ ）
A．2.4安 B．0.l2安 C．0.48安 D．1.2安
8．用電流表測量電路干路電流時，電路圖正確的是
9．如圖所示，由兩個相同小燈泡連成并聯電路，小明同學在測量電流時，將電流表分別接人電路的A、B、C三點，測得A、B、C三點的電流，其關系是 ( )
A．IA = IB = IC B．IC = IA + IB C．IA > IB > IC D．IC > IB > IA
10．在如下圖所示電路中，閉合開關后。a、b、c、d四處的電流 ( )
A．a和d處最大 B．b處最大 C．c處最大 D．d處最小
11．我們已經學習了多種測量儀器的使用，現在我們來記錄下圖中的電流表所顯示的示數(請填在圖下括號中)
( )
12．日光燈工作電流約為0.15A，合為______mA。電流表使用前要先檢查指針是否指在______位置。
13．五顏六色的小彩燈給街道、商店和旅游區增添了熱鬧的氣氛。一串小彩燈的燈泡往往有四五十只。這么多的小彩燈是如何連接的呢？小明同學在市場上買了一串小彩燈，按下列步驟進行實驗探究：
(1)把所買的這串小彩燈接入電路，閉合電鍵后發現所有的小彩燈均發光。取下任意一盞小彩燈，閉合電鍵后發現全部小彩燈均不發光。根據上述實驗現象可知每盞小彩燈間是以 __________方式連接的。
(2)用電流表測量出這串小彩燈全部發光時通過每盞小彩燈的電流，則通過每盞小彩燈的電流大小有何關系？_____________。
14．如圖所示的電路中，燈絲中的電流方向是_________，而燈絲中實際電子定向移動的方向是____________(填“A→B”或“B→A”)。
15．在方框中畫出燈泡L1和燈泡L2并聯，電流表測燈泡L1電流的電路圖，并在圖上連接實物圖。
參考答案
1．B 2．B 3．D 4．C 5．D 6．B 7．C 8．B 9．B l0．A
ll．0.50A
12．150 0
13．(1)串聯 (2)相等
l4．A→B B→A
l5．略
課后練習答案
1．L1支路上；干路上的電流(總電流)。 圖略
2．0.52安 1.22安
3．略
4．略
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第4章自主檢測卷
一、選擇題(30分)
1．如圖所示的四個電路中連接正確的是 ( )
2．導體的電阻與下列哪個因數無關 ( )
A．導體的材料 B．導體的長度 C．導體的橫截面積 D．導體兩端的電壓
3．如圖所示，開關S閉合時，電壓表示數為9V，開關S斷開時，電壓表示數為3V，則Rl與R2的關系是 ( )
A．2R1=R2 B．R1=3R2 C．R1=2R2 D．3R1=R2
4．如圖所示，電源電壓不變，滑動變阻器的滑片從a端滑到b端的過程中 ( )
A．電流表、電壓表示數都減小 B．電流表、電壓表示數都增大
C．電流表示數增大、電壓表示數減小 D．電流表示數減小、電壓表示數增大
5．如圖所示，電源電壓一定。關于電路的工作情況，下列說法正確的是 ( )
A．只閉合S1時，兩只燈泡串聯
B．先閉合S1，再閉合S2時，電壓表的示數不變，電流表的示數變大
C．若電壓表和電流表位置對調，則閉合S1、S2后，兩表都被燒壞
D．若燈L1被短路，則閉合S1、S2后，電壓表和電流表都被燒壞
6．德國物理學家歐姆，通過實驗研究了電流跟電壓、電阻的關系，發現了電流隨電壓、電阻變化的規律，被稱為歐姆定律。這種研究方法屬于 ( )
A．直接調查 B．間接調查 C．驗證性實驗 D．探索性實驗
7．在如圖所示的電路中，為使燈Ll與L2并聯，應 ( )
A．閉合開關Sl、S2，斷開S3 B．閉合開關S1、S3斷開S2
C．閉合開關S2、S3，斷開S1 D．同時閉合開關S1、S2、S3
8．在如圖所示的電路中，閉合開關S，電壓表的示數為U，電流表的示數為I，兩電阻的阻值分別為R1與R2，則下列關系式正確的是 ( )
A．U／I=R1 B．U/I=R2 C．U／I=R1+R2 D．U／I=RlR2／(Rl+R2)
9．在如圖所示的電路中，用滑動變阻器控制燈的亮度，若要求滑片P向左端滑動時燈逐漸變亮，則下列接法正確的是 ( )
A．M接C，N接D B．M接A，N接B C．M接C，N接B D．M接A，N接D
10．在如圖所示的電路中，向左移動滑動變阻器的滑片P，則電流表的示數I與電壓表的示數U的變化情況是 ( )
A．I變小，U不變 B．I變大，U不變
C．I變大，U變小 D．I變大，U變大
11．現有六種物品：金屬小刀片、橡皮、食鹽水、眼鏡片、2B鉛筆芯、塑料直尺，小紅將它們分成兩類，如下表所示。她是按照物質的哪種屬性進行分類的 ( )
第一類 第二類
金屬小刀片、2B鉛筆芯、食鹽水 塑料直尺、眼鏡片、橡皮
A．狀態 B．密度 C．硬度 D．導電性
12．如右圖所示，閉合開關S，L1和L2兩燈都不亮，電流表指針幾乎沒有偏轉，電壓表指針有明顯偏轉，該電路的故障可能是 ( )
A．電流表損壞 B．L1燈絲斷了
C．L2燈絲斷了 D．L2燈口處短路
13．某機要室大門控制電路的兩把鑰匙分別由兩名工作人員保管，單把鑰匙無法打開。下列電路中最為可行的是 ( )
14．如右圖，電源電壓保持不變，表①、②、③是電流表或電壓表，滑動變阻器R2的滑片P在中點，閉合開關S，三只電表均有示數。當滑片P向左移動時，下列說法正確的是 ( )
A．若電阻串聯，①、③是電壓表，則表②示數變大
B．若電阻串聯，①、③是電壓表，則表②示數不變
C．若電阻并聯，①、③是電流表，則表②示數變小
D．若電阻并聯，①、③是電流表，則表②示數變大
15．利用右圖所示的電路可以測量出電阻R0的電壓，R為電阻箱，電源電壓恒定不變，當R取不同阻值時，電壓表均對應有不同讀數U，多次改變電阻箱的阻值，所得到的電壓的倒數與電阻的關系(1／U-R)圖象為下圖中的哪一個 ( )
二、填空題(38分)
1．家庭電路中，開關跟它控制的燈之間應_______聯，插座跟電燈之間應______聯。
2．有4Ω和6Ω兩個電阻，將它們串聯后的總電阻是_____Ω，將它們并聯后的總電阻是______Ω。
3．導體兩端的電壓一定時，導體的電阻越小，通過導體的電流________；導體的電阻一定時，導體兩端的電壓變為原來的2倍，則通過導體的電流變為原來的_______倍。
4．如下圖所示，電源電壓是6V，當S閉合時，電壓表的示數為2V，電壓表測的是燈____兩端的電壓，燈L1兩端的電壓為______V。
5．汽車中有如圖所示的電路，其中上端帶金屬細桿的金屬滑塊M與兩側金屬彈簧相連接并接入電路中，金屬滑塊M與彈簧套在光滑絕緣的水平細桿上。當汽車靜止時，滑塊M上的金屬細桿與紅、綠燈一端的觸頭(圖中箭頭)都不接觸。當汽車向前啟動時， ______燈亮；當汽車急剎車時，______燈亮(選填“紅”或。綠”)。上述設計中應用到了一切物體都具有___________這一物理知識。
6．下圖是大型電子地磅的電路圖。當稱重物時，在壓力作用下滑片P向下端滑動，變阻器連入電路的電阻_________，電流表的示數________。這樣把電流對應的重量刻在電流表的刻度盤上，就可以讀出被稱物體的重量。
7．如圖所示，A和B分別是兩個阻值不同的電阻R1和R2的電流和電壓關系圖。請判斷兩個電阻的阻值大小關系為R1________R2。(選填“大于”“小于”或“等于”)。若兩個電阻串聯，串聯總電阻的圖像在區域_________(選填 “Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”)。
8．在一次用伏安法測電阻的實驗中，測得電流表示數為0.16A，電壓表示數如右圖，則電阻兩端電壓為______V。電阻的阻值是_______Ω。
9．小強妻自制滑動變阻器，老師向他提供了下表所示的幾種材料及相關數據，他應選取________材料做電阻絲，因為在相同條件下，這種材料的電阻______(填“較大”或“較小”)。
幾種長1m的橫截面積為1mm 的金屬導體在20℃時的電阻值
導體 電阻R／Ω
銅 0.017
鋁 0.O27
鐵 0.096
鎳鉻合金 1.1
三、實驗探究題(14分)
在“研究電流跟電壓關系”的實驗中，小亮設計了如圖甲所示的電路圖。
(1)閉合開關S前，滑動變阻器的滑片P應滑到最________(左、右)端。
(2)閉合開關S試觸時，發現電流表和電壓表出現如圖乙所示的情況，這是因為電流表__________，電壓表________。
(3)排除故障后，調節電路中滑動變阻器滑片的位置，改變定值電阻兩端的電壓，電壓表、電流表的示數如下表所示。對表格中的數據進行分析，可歸納的結論是：電阻一定時，電流與電壓的關系是_______________________。
電壓(U／V) 2.0 4.0 6.0
電流(j／A) 0.11 0.20 0.31
(4)如果利用這個電路探究電流跟電阻的關系，實驗中應換用________，調節滑動變阻器滑片的位置，保持_________不變，記下對應的電流值。
(5)探究問題的方法通常有控制變量法、等效代換法、類比法、建模法等。本探究實驗所采用的主要方法是______________。
四、分析計算題(18分)
為了鍛煉身體，小莉設計了一個電子拉力計，試圖用電壓表的示數表示出拉力的大小。原理如圖甲所示，其中，電源電壓U=12V；電壓表的量程為3V；R0=45Ω；R1是一根均勻電阻線(電阻值與長度成正比)，總長為10cm，總電阻為50Ω；彈簧右端固定金屬片P，并連接拉環，P與R1的左端拉觸，當拉環受到拉力作用時，彈簧伸長并帶動P在R1上滑動。彈簧伸長的長度△L與所受拉力F的關系如圖乙所示，彈簧能承受足夠大拉力，其電阻值不計。
(1)該電子拉力計能測量的最大拉力是多？
(2)為了使電子拉力計能測量的最大拉力達到600N，在保持其他元件不變的情況下，R0應改用多大阻值的電阻？
參考答案
一、l．A 2．D 3．A 4．D 5．B 6．D 7．B 8．B 9．C l0．C ll．D l2．C 13．A l4．A l5．A
二、l．串 并 2．10 2.4 3．越大 2 4．L2 4 5．綠 紅 慣性 6．變小 變大 7．大于 I 8．2.4 15 9．鎳鉻合金 較大
三、(1)左 (2)正負接線柱接反了 量程小了 (3)成正比 (4)不同阻值的電阻電壓表的讀數 (5)控制變量法
四、(1)300N (2)90Ω
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第3節 物質的導電性
聯想情景導入
在電路連接中我們是用金屬導線把小燈泡和電源連接起來的，換用其他材料連接。小燈泡是否仍發光？我們常用的導線是由銅制成的，鋼鐵資源又比較豐富，并且又較便宜，為什么不用鋼鐵做導線呢？
在如上左圖的電路檢測器，分別將圖中的啤酒瓶蓋、橡皮、鉛筆、塑料尺子連接到電路中，看看連接哪些物體時電路中的燈泡發光，連接哪些物體時電路中的燈泡不發光。
如上右圖所示的按鈕開關的各部分分別由什么材料制成，主要利用了這些材料的什么性質？以上這些現象或相關知識都與物質的導電性有關。
電阻用字母R表示。它的單位是歐姆，簡稱歐，符號是Ω。比歐姆大的單位有千歐(KΩ)、兆歐(MΩ)。
1兆歐(MΩ)=10 千歐(KΩ)= 106歐(Ω)
重點知識詳解
一、物質的導電能力
1．檢測物質的導電能力實驗操作：用下圖所示的電路中的電源、導線、開關、電流表或小燈泡，檢測下列物質能否導電：①金屬絲；②塑料尺；③玻璃棒；④鉛筆芯(碳棒)；⑤食鹽水；⑥粉筆；⑦硬幣。
實驗結論：容易導電(小燈泡發光)的物質為①④⑤⑦，不容易導電(小燈泡不發光)的物質有②③⑥。
2．導體和絕緣體。
(1)導體：容易導電的物質。常見的導體有：所有金屬(水銀)、石墨、人體、大地和食鹽的水溶液等。
(2)絕緣體：不容易導電的物質。常見的絕緣體有：橡膠、玻璃、塑料、瓷、干木頭、油、干燥的空氣、純水等。家庭電路中的導線都是塑料、橡膠等絕緣材料，用絕緣材料做外套的原因是防止導電而使人觸電。
3．半導體：導電能力介于導體與絕緣體之間的一類物質叫做半導體。
二、金屬導體的微觀解釋：因為金屬中有自由移動的帶電微粒——電子。帶負電荷的電子的定向移動就是電流。
三、電阻
1．電阻：導體對電流的阻礙作用。導體對電流的阻礙作用越強，電阻就越大。電阻用字母R表示。
2．電阻的單位：歐姆，簡稱歐，符號是Ω。比歐姆大的單位有千歐(KΩ)、兆歐(MΩ)。
1兆歐(MΩ)=10 千歐(KΩ)= 106歐(Ω)
精典例題解析
[例1] 絕緣體不容易導電是因為絕緣體中 ( )
A．沒有電荷 B．沒有自由電荷
C．有大量自由電荷 D．只有極少量自由電荷
[解析] 在絕緣體中，電荷幾乎都被束縛住了而不能自由移動。只有極少量自由電荷，所以不容易導電。
[答案] D
[例2] 通常情況下，下列物體中屬于導體的是 ( )
A．玻璃棒 B．自行車輪胎 C．塑料繩 D．銅線
[解析] 自行車輪胎是橡膠制品，玻璃、塑料、橡膠都是絕緣體，只有銅是導體。為什么此題要加上通常情況下的條件？因為導體和絕緣體之間沒有絕對的界限，當玻璃被加熱到相當高的溫度時，玻璃就會變成導體了。
[答案] D
實踐創新應用
1．下列都是導體的是 ( )
A．鐵、陶瓷、玻璃 B．石墨、油、大地
C．塑料、干木材、橡膠 D．水銀、人體、大地
2．以下所列各組物體，通常都能導電的一組是 ( )
A．人體、銅片 B．塑料、鐵釘 C．海綿、橡膠 D．蠟燭、陶瓷
3．在通常情況下．以下物質全部屬于絕緣體的一組是 ( )
A．陶瓷、油 B．自來水、玻璃 C．塑膠鞋、大地 D．人體、空氣
4．下列材料屬于半導體材料的是 ( )
A．銅 B．石墨 C．橡膠 D．硅
5．如下圖所示，是一種門鈴按鈕開關構造的截面圖，其中( )
A．A、B是導體，C、D是絕緣體
B．C、D是導體，A、B是絕緣體
C．A、D是導體，B、C是絕緣體
D．A、B、C、D都是導體
6．圖中標出了制成鉛筆的幾種材料，通常情況下屬于絕緣體的是 ( )
A．木材、橡皮 B．石墨、金屬 C．木材、金屬 D．石墨、橡皮
7．物質甲的電阻R甲=300歐，物質乙的電阻R乙=3千歐，物質甲、乙的電阻大小比較正確的是 ( )
A．R甲>R乙 B．R甲=R乙 C．R甲8．關于絕緣體，下列說法中正確的是 ( )
A．絕緣體在任何情況下都不能導電
B．絕緣體不易導電。是因為不存在電子
C．絕緣體不易導電，是因為不存在帶電微粒
D．絕緣體不易導電，是因為絕緣體中只有極少量自由電荷
9．金屬導電是因為 ( )
A．具有原子 B．具有電子 C．具有自由電子 D．具有原子核
10．觀察下圖實物，然后將圖中名稱分類填入下表。
燈頭／燈泡 閘刀／開關
導 體
絕緣體
參考答案
1．D 2．A 3．A 4．D 5．A 6．A 7．C 8．D 9．C l0．略
課后練習答案
1．導體 (2)(4)(6) 絕緣體：(1)(3)(5) 2．略
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第4章知識歸納總結
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電流概念
電流
電流測量
簡單應用
電阻概念
歐姆定律
電
電阻
電阻測量
電阻相關因素
電壓概念
電壓
電壓測量
串聯
電路連接
并聯登陸21世紀教育 助您教考全無憂
第4節 影響導體電阻大小的因素
聯想情景導入
我們已經知道，玻璃在通常情況下是絕緣體，但當玻璃被燒紅時，玻璃也會導電。可見物質的導電性與溫度有關。電阻的大小還與哪些因素有關呢？在用電器中人們為什么經常用銅做導線而不用鐵做導線呢？空調電源線為什么比臺燈電源線粗？燈絲較粗的燈泡為什么較為明亮？物質電阻的大小是否還跟物質的材料和橫截面積有關呢？影響導體電阻大小的因素這么多。我們怎樣進行逐一驗證呢？通過本節課的學習，我們不但能夠了解影響導體電阻大小的因素，而且還能掌握探究影響導體電阻大小的因素的方法。
重點知識詳解
一、導體電阻與長度的關系
實驗操作：用上圖所示的裝置連接電路，分別將長度不同的0.5mm 的鎳鉻合金線連接在電路中，閉合開關，觀察電流表的示數。
實驗現象：將較短的鎳鉻合金線連接在電路中時電流表的示數較大。
實驗結論；導體的材料和橫截面積相同時，導體越長，電阻越大。
二、研究導體電阻與橫截面積的關系
實驗操作：用上圖所示的裝置連接電路，分別將長度相同的的0.5mm 和1.Omm 的鎳鉻合金線連接在電路中，閉合開關，觀察電流表的示數。
實驗現象：將1.Omm 的鎳鉻合金線連接在電路中時電流表的示數較大。
實驗結論：導體的材料和長度相同時，導體的橫截面積越大，導體的電阻越小。
三、研究導體電阻與材料的關系
實驗操作：用上圖所示的裝置連接電路，分別將長度相同的0.5mm 的錳銅和0.5mm 的鎳鉻合金線連接在電路中，閉合開關，觀察電流表的示數。
實驗現象：將錳銅連接在電路中時電流表的示數較大。
實驗結論：長度、橫截面積相同的導體，電阻大小與材料有關。
四、導體的電阻與溫度的關系
金屬導體的電阻與溫度有關。溫度升高，金屬導體的電阻增大。溫度降低，金屬導體的電阻減小。某些材料的溫度降低到一定的程度時，電阻會突然消失，這種現象叫超導現象(如水銀在-269℃時，電阻會突然消失)。
五、導體電阻與其他因素的關系
一般來說，人體電阻的平均值是l000～2000歐。不同的人電阻是不同的，同一個人在不同情況下的電阻也是不同的，當氣溫高或人體出汗時人體電阻較小；而在氣溫低、空氣干燥的冬天，人體皮膚很干燥時，電阻較大。
精典例題解析
[例1] 關于導體電阻大小的下列說法中，正確的是 ( )
A．細銅線比粗銅線的電阻大
B．粗細相同的導線，長的比短的電阻大
C．鐵導線比銅導線的電阻大、
D．長短相同的兩根鋁導線，粗的比細的電阻小
[解析] 導體的電阻大小由長度、橫截面積和材料三個因素決定，看電阻的大小必須同時考慮三方面的因素。選項A沒有考慮長度，選項B沒有考慮材料，選項C只考慮了材料，這三個選項都考慮不周，所得結論是錯誤的，只有選項D同時考慮了影響電阻大小的三個因素，得到的結論是正確的。
[答案] D
[例2] “觀察導體的電阻與哪些因素有關”的示教板如圖所示，示教板上四根金屬線，其中a、b、c長均為1m，d長0.5m，a、b、d橫截面積相同，b、c、d材料相同，那么下列比較中不能說明問題的是(不考慮溫度對電阻的影響) ( )
A．比較a、b B．比較b、c C．比較a、d D．比較b、d
[解析] a、b金屬線的長度、橫截面積相同，材料不同，所以能說明導體的電阻與導體的材料有關；b、d的導體材料橫截面積相同，可以比較電阻與長度的關系；b、c金屬絲的材料、長度相同。而橫截面積不同，所以能說明導體的電阻與導體的橫截面積有關；a、d金屬材料、長度均不同。僅僅橫截面積相同，所以，不能說明電阻與什么因素有關。
[答案] C
[例3] 已知A、B、C是三根同種材料制成的電阻絲。如果把A和B相比，它們長度相同，A比B細；如果把B和C相比，它們粗細相同，B比C長，那么，這三根電阻線RA、RB、RC從大到小排列應為__________。如果將電阻絲C均勻拉長到和B一樣長，則B的電阻________C的電阻(填“大于” “小于”或“等于”)。
[解析] 因為A、B長度、材料相同，但A的橫截面積小于B的橫截面積，根據材料、長度相同。橫截面積越小，電阻越大，得到A的電阻大于B的電阻；B、C兩電阻線材料、橫截面積相等，B的長度大于C的長度，所以B的電阻大于C的電阻。所以，三電阻線從大到小順序為RA>RB>RC，因為B、C兩電阻線的橫截面積相等，當把C拉長到與B一樣長時，由于電阻線的體積不變，因此C電阻線拉長后的橫截面積變小，當長度、材料相同時，橫截面積小的電阻線的電阻大，所以，電阻線B的電阻小于C的電阻。
[答案] RA>RB>RC 小于
[例4] 在研究“導體的電阻跟橫截面積關系”的實驗中，用如圖的裝置，把兩條電阻的AB和CD分別接入電路，AB比CD的橫截面積小。將AB連入電路時。電流表示數為I1，將CD連人電路時，電流表示數為I2，且I2 > I1。
(1)AB和CD兩根電阻絲還要滿足的條件是：
① ________________________；②___________________________。
(2)分析實驗結果，得出的結論是______________________________________________。
[解析] 首先抓住實驗目的，此處是研究電阻跟橫截面積的關系，而它們的溫度是一樣的，因此，還應保持另外兩因素相同，即長度相同、材料相同。在仔細分析實驗過程、現象、數據之后，再來得出結論，此處是橫截面積大的通過電流大，則電阻小；橫截面積小的通過電流小，則電阻大。因此得出的結論是在長度、材料、溫度相同時，導體橫截面積越大，電阻越小(或橫截面積越小，電阻越大)。千萬不能將橫截面積和電阻的順序顛倒，因為該實驗的目的是研究電阻跟橫截面積的關系，即電阻隨橫截面積的變化而變化。
[答案] (1)①長度相同 ②材料相同 (2)在長度、材料、溫度相同時，導體橫截面積越大，電阻越小(或橫截面積越小，電阻越大)。
實踐創新應用
1．一根鋁導線電阻是R，要使連入電路中的導線電阻變大，可采取 ( )
A．將這根鋁導線拉長后接人電路中
B．將這根鋁導線對折后接入電路中
C．降低導線兩端的電壓或增大通過導線的電流強度
D．用長度、橫截面積相同的銅導線代替這根鋁導線接人電路中
2．有關導體電阻的說法正確的是 ( )
A．粗細相同的兩根導線，長度大的電阻一定大
B．長度相同的兩根導線，橫截面積小的電阻一定大
C．同種材料制成的長短相同的兩根導線，橫截面積小的電阻一定大
D．鋁導線的電阻一定比銅導線的電阻大
3．粗細相同的銅絲甲、乙，甲的長度是乙的一半，則甲，乙電阻R甲、R乙的大小關系為( )
A．R甲=2R乙 B．2R甲=R乙 C．R甲=R乙 D．無法比較
4．把長10米、電阻為10歐的銅導線拉成長20米的銅導線，拉長后的銅導線電阻為( )
A．10歐 B．20歐 C．40歐 D．2.5歐
5．某同學用下圖所示的電路圖探究“影響導體電阻大小的因素”。右下圖是提供的幾種導線。
(1)當研究導體電阻與粗細的關系時，應該選擇接人AB問的導線進行研究的是 ( )
A．1與2 B．2與3 C．3與5 D．l與4
(2)當研究導體電阻與材料的關系時，應該選擇接入AB間的導線進行研究的是 ( )
A．2與4 B．3與5 C．3與4 D．1與5
6．當溫度降到一定程度時，某些物質的電阻會變為零，這種物質叫超導體。當電流通過超導體時不發熱，故超導體的應用具有十分誘人的前景。假如科學家已研制出室溫下就能使用的超導體，你準備將它用來制作 ( )
A．家用保險絲 B．白熾燈泡的燈絲 C．電爐的電熱絲 D．輸電導線
7．在“探究影響導體電阻大小的因素”的活動中，小明發現實驗器材中金屬絲只有一根，其他器材足夠，如果要他完成下面的一些實驗探究活動，其中他不可能完成的是 ( )
A．探究導體電阻與長度的關系
B．探究導體電阻與橫截面積的關系
C．探究導體電阻與材料的關系
D．探究導體電阻與溫度的關系
8．電燈是家庭電路中常見的照明電器。燈泡的外殼和燈芯都是用玻璃制成的，它們是利用了玻璃的_________性能。若將玻璃燈芯接入右圖所示的電路中，當玻璃燈芯升高到一定溫度時，小量程電流表的指針_________(填“會”或“不會”)發生偏轉，此現象說明__________________________________。
9．在探究導體電阻大小與哪些因素有關的實驗中，采用了“控制變量”的方法。下表是某實驗小組在實驗中所用導體的相關物理量的記錄：
導體編號 A B C D
長 度(m) 1.0 1.0 1.O 0.5
橫截面積(mm ) 1.2 1.2 2.4 1.2
材 料 鎳鉻絲 錳銅絲 鎳鉻絲 鎳鉻絲
(1)要探究導體電阻大小與長度是否有關，應選用__________兩根導體；
(2)要探究導體電阻大小與橫截面積是否有關．應選用__________兩根導體。
10．小明同學想比較金屬材料甲和金屬材料乙哪個更容易導電，現有金屬材料甲和金屬材料乙制成的各種不同規格的金屬絲，規格如下表所示：
金屬絲代號 材 料 長度／m 橫截面積／mm
A 金屬甲 1 0.1
B 金屬甲 0.5 0.1
C 金屬乙 l 0.1
D 金屬乙 1 0.2
請你幫助小明同學完成下面的實驗方案：
(1)實驗器材除上述金屬絲、干電池、開關、導線外，還必須選用的器材有：________
______________________________________________________________________________。
(2)實驗中應選取的金屬絲分別是：___________(只需填字母代號)。
(3)請在下面空白處畫出實驗電路圖(用“”表示金屬絲)。
(4)在本實驗中，你是如何判斷哪種金屬材料更容易導電的？
參考答案
1．A 2．C 3．B 4．C 5．(1)D (2)D 6．D 7．C
8．絕緣 會 導體和絕緣體之間并元絕對界限
9．(1)A和D (2)A和C
l0．(1)電流表 (2)A、C (3)略 (4)(此答案不唯一，例如可用小燈泡代替電流表等。只要合理均可得分。)只閉合SA，讀出電流表的示數IA；只閉合SC，讀出電流表的示數IC；將IA和IC的電流大小進行比較，電流大的導電性能好。
課后練習答案
1．長度 粗細 材料 2．因長度增加，合金絲又變細，所以電阻增大了 3．C
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第7節 電流、電壓和電阻的關系
聯想情景導入
你是否注意觀察過家庭中所用的用電器，在用電高峰時，家中的電燈較暗，而在夜間打開燈泡，你會發現燈泡特別明亮？將不同型號的燈泡接人電路，你會發現，燈絲較粗的燈泡比較明亮，而燈絲較細的燈泡則相對暗一些。用久了的燈泡，燈絲被燒斷了，再將斷了的燈絲搭在一起重新接入電路，燈泡會比原來更亮。以上這些現象都說明電路中電流、電壓和電阻存在密切的關系。電流、電壓和電阻之間到底存在著什么關系呢？三種變量之間的關系我們怎樣研究呢？本節課我們將學習運甩控制變量法來研究電流、電壓和電阻的關系。
歐姆定律：導體中電流。跟這段導體兩端的電壓成正比，跟這段導體的電阻成反比。用U表示導體兩端的電壓，R表示這段導體的電阻，I表示通過導體的電流，歐姆定律可寫成I=U/R。
重點知識詳解
一、科學探究
1．保持電阻不變，改變電壓，研究電流與電壓之間的關系。
按圖所示連接電路，閉合開關S，調節滑動變阻器R’。使電阻R=5歐上的電壓改變(成倍增加)，并讀出電流表、電壓表的讀數，并記入下表。
實驗次數 電壓(伏) 電流(安)
1 l
2 2
3 3
4 4
實驗結論l：電阻不變時，電流跟電壓成正比，即電壓與電流的比值相等。
滑動變阻器R’在電路中起的作用是：改變電阻，改變電路中的電流，改變電阻上的電壓。
2．保持電壓不變，改變電阻，研究電流與電阻的關系。
按上圖所示電路，在A、B間更換定值電阻R，調節滑動變阻器R’，使R兩端的電壓U=2伏，保持不變，測出電流值，并記入下表。
U=2伏
實驗次數 電阻(歐) 電流(安)
1 2
2 4
3 6
4 8
實驗結論2：電壓不變時，電流跟電忸成反比，即電流與電阻的乘積相等。
二、歐姆定律：導體中電流，跟這段導體兩端的電壓成正比，跟這段導體的電阻成反比，用U表示導體兩端的電壓，R表示這段導體的電阻，I表示通過導體的電流，歐姆定律可寫成I=U/R。
三、用電壓表、電流表測導體的電阻
1．實驗的電路圖如下圖所示。
2．實驗前，開關處于打開狀態，閉合開關前，滑動變阻器P處于阻值最大值位置。
3．檢查電流表、電壓表的量程和正負接線柱是否正確。
4．閉合開關，得到一組電流、電壓數據，填入表中。
5．改變滑片P，得到兩組電流、電壓數據，填入表中。
6．實驗數據記錄表格。
實驗次數 電流(安) 電壓(伏) 電阻(歐)
1 R1=
2 R2=
3 R3=
7．實驗結論：平均值=(R1+R2+R3)/3
精典例題解析
[例1] 關于公式I=U／R，以下說法中正確的是 ( )
A．加在導體兩端的電壓越大，導體的電阻就越大
B．通過導體的電流越大，導體的電阻越小
C．導體的電阻在數值上等于導體兩端的電壓與通過該導體的電流之比
D．導體的電阻與導體兩端的電壓成正比，與通過導體的電流成反比
[解析] 因為電阻是導體本身的一種性質，它的大小決定于導體本身的材料、長度、截面，還與溫度有關，而與加在導體兩端的電壓和通過導體的電流大小無關。公式R=U／I只是電阻的一個計算式，而不是電阻大小的決定式。同一段導體，加在其兩端的電壓增大時，通過它的電流也增大，但電流與電壓的比值不變。
[答案] C
[例2] 如圖所示，電源電壓保持不變，當開關S閉合，滑動變阻器的滑片P向右滑動時，電壓表 ( )
A．V1示數增大，V2的示數增大
B．V1示數減小，V2的示數增大
C．V1示數減小，V2的示數減小
D．V1示數增大，V2的示數減小
[解析] 分析電路中電壓的變化，還是考查對公式U=IR的理解。在串聯電路中，由于R的變化，引起I的變化，從而引起某個電阻兩端電壓的變化。從圖中看：R1和變阻器串聯，V1測的是R1兩端電壓U1，V2測的是變阻器兩端的電壓U2，畫出便于分析的下圖
進一步分析可知，滑片P向右移動，變阻器電阻增大，根據I=U/R，總電壓不變，總電阻變大，電流I減小，致使U1的變化：U1=IR1，其中R1不變，I減小，U1減小。U2的變化：U2=U-U1，U不變，U1減小，U2增大。
提示：如果用公式U2=IR2分析礬的變化不易得到結論，因為I減小，R2增大，兩者的乘積如何變化是個未知數。所以采用先分析定值電阻兩端的電壓變化，再分析變化電阻兩端的電壓變化的方法更好。
[答案] B
[例3] 如圖所示電路，已知電源電壓為6V，電阻R1=10Ω，滑動變阻器R2的最大值是20Ω，當滑動片P從口向b移動的過程中，電壓表的最大示數是_________V，電流表最小示數是__________A。
[解析] 當電路中的電阻變化時，可將變化電路轉化為不變電路進行求解。
已知：U=6V，R1=10Ω，R2=20Ω
求：電壓表最大示數U1，電流表最小示數I
解：當滑片P在口端時，示數為電源電壓、示數最大：U1=U=6V當滑片P在b端時，R 1、R 2串聯，電路中電阻最大，電流最小。
I=U/(R1+R2)=6V/(10Ω+20Ω)=0.2A
[答案] 6V 0.2A
[例4] 在做研究電流與電壓、電阻間關系的實驗時，有如下數據：
表1 用電阻R1=5Ω實驗時的記錄
電壓(V) 2 4 6
電流(A) 0.4 0.8 1.2
表2 用電阻R2=lOΩ實驗時的記錄
電壓(V) 2 4 6
電流(A) 0.2 0.4 0.6
試回答，由表1和表2的數據，可以得出哪些結論？
[解析] 從表1(或表2)的實驗數據中可見，電阻保持5Ω不變，導體兩端的電壓從2V增大到4V、6V時，通過導體的電流相應地從0.4A增大到0.8A、1.2A，由此可以看出，電阻保持不變時，導體中的電流隨導體兩端的電壓的增大而增大，導體兩端的電壓增大幾倍，電流就增大幾倍。比較表1和表2中第1組實驗數據可見，兩次電壓保持2V不變，導體的電阻從5Ω增大為10Ω，通過導體的電流相應地從0.4A減小為0.2A；即電壓保持不變時，導體中的電流隨導體的電阻的增大而減小。導體的電阻增大幾倍，電流就減小幾倍。
[答案] 當導體的電阻保持不變時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比；當導體兩端的電壓保持不變時，導體中的電流跟導體的電阻成反比。
實踐創新應用
1．如圖所示，電源電壓保持不變，當開關S閉合時，滑動變阻器R1的滑片P從b端滑到口端的過程中，下列說法正確的是( )
A．電壓表、電流表的示數均變小
B．電壓表、電流表的示數均不變
C．電壓表的示數不變，電流表的示數變小
D．電壓表的示數變小，電流表的示數不變
2．如圖所示的電路，閉合開關S，滑動變阻器R的滑片向b端移動時，電流表的示數以及燈L的亮度變化情況應是 ( )
A．電流表示數變大，燈L變暗
B．電流表示數變小，燈L變暗
C．電流表示數變大，燈L變亮
D．電流表示數變小，燈L變亮
3．張華同學在探究通過導體的電流與其兩端電壓的關系時，將記錄的實驗數據通過整理作出了如圖所示的圖象，根據圖象，下列說法錯誤的是 ( )
A．通過導體a的電流與其兩端的電壓成正比
B．導體a的電阻大于導體b的電阻
C．當在導體b的兩端加上lV的電壓時，通過導體b的電流為0.1A
D．將a、b兩導體串聯后接到電壓為3V的電源上時，通過導體的電流為0.2A
4．在右圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S后，小燈泡發光較暗。過了一會兒，小燈泡亮度明顯變亮，而電壓表與電流表示數的比值不變，則下列判斷中正確的是 ( )
A．電阻R斷路，電流表示數變小
B．電阻R短路，電壓表示數變小
C．電阻R斷路，電流表示數變大
D．電阻R短路，電壓表示數變大
5．如圖所示，當滑動變阻器的滑片P向右移動時，電流表、電壓表的變化各為 ( )
A．變小、變小 B．變大、變大 C．變小、變大 D．變大、變小
6．如圖是李華連接的“電流跟電壓、電阻關系”實驗的電路圖，閉合開關S，電流表、電壓表可能出現的現象是 ( )
A．電流表和電壓表數均為零
B．電流表和電壓表指針迅速發生最大偏轉，電表損壞
C．電流表示數為零，電壓表示數2.8伏
D．電流表示數為0.4安，電壓表示數為2.8伏
7．在如圖所示的電路中，當閉合開關S后，發現兩燈都不亮，電流表的指針幾乎指在“0”刻度線不動，電壓表指針則有明顯偏轉，該電路中的故障可能是 ( )
A．電流表壞了 B．燈泡L1的燈絲斷了
C．兩個燈泡都斷路 D．燈泡L2的燈絲斷了
8．如圖是一種自動測定油箱內油面高度的裝置，R是滑動變阻器，它的金屬滑片是杠桿的一端，從油量表(即電流表)指針所指的刻度就可以知道油面的高度，它的工作過程是( )
A．油面升高，R變大，油量表指針偏轉較小
B．油面升高，R變大，油量表指針偏轉較大
C．油面降低，R變大，油量表指針偏轉較小
D．油面降低，R變小，油量表指針偏轉較大
9．如圖所示的電路圖．開關閉合后，把P向左移動，則 ( )
A．兩表示數都變大 B．兩表示數都變小
C．電流表示數變大，電壓表示數變小 D．電流表示數變小，電壓表示數變大
10．如圖所示，電源電壓不變，開關閉合后將滑動變阻器滑片P向b滑動時 ( )
A．電流表和電壓表示數都變小 B．電流表和電壓表示數都變大
C．電流表示數變大，電壓表示數變小 D．電流表示數變小，電壓表示數變大
11．如下圖所示，M、N是兩接線柱，當M接C、N接B時，閉合開關S后，為了使小燈泡變亮，滑片P應向______移動；如果要使電流表示數減小，當M接A、N應接______或_____同時滑片應向________移動。
12．如圖所示電路中，電源電壓為U=l0V，開關S閉合后，用電壓表測得a、c之間的電壓為5V，測得b、d之間的電壓為7V，若已知電阻R1=6Ω，則三個電阻中阻值最大的那個電阻的阻值為_______Q。
13．某電阻兩端接1.5伏電壓時，它的電阻是5歐。若將這個電阻兩端改接2伏電壓，它的電阻是_________歐。
14．如圖所示電路，電源電壓不變。滑動變阻器R1的滑片P滑到n點和b點時，變阻器接入電路的電阻分別為Ra和Rb，且7Rz=Rb。當滑片P從a點滑到b點時，電壓表示數由2伏增大到7伏，那么，滑片P在a點和b點時，電路中的電流之比為__________。
15．在相距20千米的甲、乙兩地之間的兩條輸電線，已知輸電線每米長的電阻為0.01歐。現輸電線在某處發生短路，為確定短路位置，檢修員利用電壓表、電流表和電源接成如圖所示電路進行測量，當電壓表的示數為l.5伏時，電流表的示數為30毫安，則可確定出短路位置離甲地_________千米。
16．在“用電壓表和電流表測電阻”的實驗中。
(1)在下圖的電源和滑動變阻器之間添上一根導線，使之成為正確的測量電路；
(2)下圖中甲表應是___________表，乙表應是__________表；
(3)下圖中電流表的讀數為_______A．電壓表的讀數為______V，由此可知被測電阻的阻值為________Ω。
17．科學課中，老師曾講過“水果電池”，激發了某同學對蘋果導電性的探究：
(1)你認為蘋果的導電性能可能與蘋果的哪些因素有關？
你的猜想是：______________________________________________________________。
(2)下表是該同學用伏安法，在一定電壓下研究蘋果的形狀、甜度和通過的電流的實驗數據：
蘋果1一般甜 蘋果2較甜 蘋果3很甜
完 整 100( A) 200( A) 300( A)
削了皮 100( A) 200( A) 300( A)
切掉一部分 100( A) 200( A) 300( A)
根據上述表格信息，把能得出的探究結論寫出兩條填在橫線上。
結論一：電壓一定時，__________________________________________；
結論二：電壓一定時，__________________________________________。
參考答案
1．D 2．B 3．B 4．D 5．C 6．C 7．D 8．C 9．A l0．A
11．右 D C 右
12．10
13．5
14．2:1
15．2.5
16．(1)略 (2)電流 電壓 (3)0.48 2.4 5
17．(1)略(2)結論一：蘋果的導電性與形狀無關 結論二：蘋果越甜，導電性能越好
課后練習答案
1．3.4歐
2．10歐 10伏 1.2安
3．(1)電流與電壓成正比，且比值是4歐 (2)略
4．電流25～29毫安是生死邊界，又因為人體電阻值一般為1000～2000歐，因此，安全電壓U=IR=25毫安×1000歐=25伏
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第8節 電路的連接
聯想情景導入
在生活中我們發現，拉一下教室里的開關，幾只燈泡會同時發光。在家庭里拉一下電燈的開關，只有一只燈泡發光，這是為什么呢？將兩只同樣的燈泡分別按照串聯和并聯的不同方式連接在電路中，燈泡的明亮程度會有所不同。原來串聯電路和并聯電路分別具有不同的特點。
一、串聯電路的特點
1．串聯電路中開關同時控制整個電路；
2．串聯電路中電流處處相等：I1=I2=I3=I總
3．串聯電路中總電壓等于各支路兩端電壓之和：U總=U1+U2+U3
4．串聯電路中只有一條電流路徑。
二、并聯電路的特點
1．各支路上的用電器互不影響；
2．并聯電路中干路中的總電流等于各支路電流之和：I總=I1+I2+I3。
3．并聯電路中干路電壓等于各支路兩端電壓：U總=U1=U2=U3
重點知識詳解
一、串聯電路的特點
把兩只燈L1、L2連接成下圖的電路。
(1)閉合開關：燈L1亮，燈L2亮；斷開開關，燈L1不亮，燈L2不亮。
實驗結論：串聯電路中開關同時控制整個電路。
(2)用電流表分別測出l、2、3處的電流大小I1、I2、I3。I1=I2=I3。
實驗結論：串聯電路中的電流處處相等。
(3)用電壓表分別測1與2間、2與3間和l與3間的電壓，即燈L1兩端電壓為U1，燈L2兩端電壓為U2，燈L1和L2兩端的電壓為U總。有U總=U1+U2。
實驗結論：串聯電路中總的電壓等于各燈兩端電壓之和。
(4)閉合開關，燈L1、L2同時發光，拿掉其中一只燈。發生的現象是另一只燈不發光。
實驗結論：串聯電路中只有一條電流路徑，電路上燈的亮滅相互影響。
二、并聯電路的特點
把兩只電燈Ll、L2連接成下圖的電路。
(1)閉合開關S1、S2。閉合開關S，燈L1亮，燈L2亮，斷開開關S，燈L1不亮，燈L2不亮。
實驗結論：干路開關控制整個電路上的電燈。
(2)閉合開關S。閉合開關S1，燈L1亮；斷開開關S1。燈L1不亮。閉合開關S2，燈L2亮；斷開開關S2，燈L2不亮。
實驗結論：支路開關控制該支路上的電燈。
(3)閉合開關S、S1、S2，燈L1、L2亮，拿掉一只燈，另一只燈亮。
實驗結論：并聯電路中各支路上的電燈相互不影響。
(4)閉合開關S、S1、S2用電流表分別測出燈L1、L2兩條支路和干路上的電流I2、I2、I總。有I總=I1+I2。
實驗結論：并聯電路中干路中的總電流等于各支路電流之和。
(5)閉合開關S1、S2、S，用電壓表分別測出燈L1、L2和兩燈的總電壓U1、U2、U總。有U1=U2=U總。
實驗結論：并聯電路兩端的總電壓等于各支路兩端電壓。
三、節日小燈泡的連接方法
節日用的小彩燈(又稱“滿天星”)燈泡數量很多。一串小彩燈就有約50只燈泡，我們可以按照下面的思路研究小彩燈燈泡的連接。
方案l：小彩燈串聯，電路圖如下。
缺點：當某一個燈絲燒毀不發光時，其余燈都不發光。
方案2：小彩燈并聯，電路圖如下。
缺點：干路電流過大，燈兩端電壓過大。
方案3：小彩燈混聯，電路圖。
缺點：連接復雜。
老師提供實際小彩燈研究。
(1)小彩燈的內部結構：如下圖甲、乙。
每個燈除了有燈絲R1外，還有一個電阻R2并聯在燈絲間，且R2>R1。燈發光時，電流幾乎全部通過R1，燈正常發光。當燈絲被燒毀后，電流全部通過R2，R2上的電壓將大大增加，使其他燈的電壓減小，亮度變暗。
(2)小彩燈的連接方法見下圖，看上去是串聯，但當某一只燈燒毀時，其他燈仍發光，只是變暗。
精典例題解析
[例1] 如圖(a)電路，電源電壓保持不變，當開關S閉合時，電流表示數為0.8A；開關S斷開后，電流表的示數改變了0.5A。則R1與R2的阻值之比為 ( )
A．13:5 B．3:5 C．5:3 D．5:8
[解析] 先分析出S閉合前后，電路中電阻的連接方式。然后再根據并聯電路的特點。列出電壓、電流、電阻的關系。S閉合，R1，R2并聯，如圖(b)。S斷開，只有電阻R1，如圖(c)。
解法1：根據并聯電路特點，U不變，R1不變，流過R。的電流不變。則I’=I1，圖(c)中總電流改變了0.5A，就是圖(b)中流過R2的電流，所以I2=△I-0.5A。I1=I’=I-I2=0.8A-0.5A=0.3A。圖(b)中，R1，R2并聯。R1/R2=I2/I1=0.5A/0.3A=5/3
解法2：圖(c)中總電流I’應小于圖(b)中總電流I1
所以I’=I-0.5A=0.3A
圖(b)(c)兩次電路U不變
U=IR，I·R1R2/(R1+R2)=I’R1
0.8A·R1R2=(0.8A-0.5A)·(R1+R2)R1
0.8A·R2=0.3A·(R1+R2)
0.5A·R2=0.3A·R1
所以R1/R2=5/3
[答案] C
[例2] 如圖所示電路，電源電壓保持不變，當S閉合時，R1和R2兩端電壓之比為U1:U3=1:4，電流表的示數為I；當S斷開時，R1、R2、R3兩端電壓分別為U1’、 U2’、 U3’，且U1’:U2’=1:2，電流表的示數為I’。則下列判斷正確的是 ( )
A．I:I’=2:5 B．I:I’=5:2 C．U1:U1’=5:7 D．U3:U3’=7:5
[解析] S閉合。R1、R2串聯，畫出電路草圖(a)；S斷開，R1、R2、R3串聯，畫出電路草圖(b)，并在圖中注明已知條件。
解：由圖(a)，串聯U1/U3=R1/R3=1/4，得R3=4R1
由圖(b)，串聯U1’/U2’=R1/R2=1/2，得R2=2R1
U=I·(R1+R2)，U=I’(R1+R2+R3)
U不變，I·(R1+R3)=I’(R1+R2+R3)
I·(Rl+4R1)=I’(Rl+2Rl+4R1)
得I/I’=7/5
U1/U1’=IR1/I’R1=7/5
U3/U3’=IR3/I’R3=7/5
[答案] D
[例3] 某同學在“用電壓表和電流表測導體的電阻”實驗中，按如圖所示的電路圖連接好電路，移動滑動變阻器的滑片，使滑動變阻器連入電路的阻值最大。閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，分別讀出電壓表和電流表的幾組示數并記錄，根據記錄的數據，作出如圖所示的U-I圖線。則被測電阻R的電阻值為______Ω。滑動變阻器的滑片在某一位置時，電壓表的指針位置如圖所示(電壓表所接的量程為0～3V)。則電壓表的示數為______V。
[解析] 該題考查學生的讀圖能力及電學的基本計算。從圖可以看出。通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。從圖中任取一組數據就可計算出電阻的阻值。如當I=0.3A時，U=2．4V，則R=U／I=2．4V／0.3A=8Ω。電壓表所示的是接量程為0～3V的示數，則應讀下面的數據，為l.6V。
[答案] 8 1.6
[例4] 某航模中心有一如圖所示的配件，內由電壓恒定的電源和一個4Ω的定值電阻R1串聯組成，密封在一個盒子內，只露出兩個接線柱A、B。若將一電流表直接接在A、B兩接線柱上，電流表的示數為2.0A；若將一只定值電阻R2與電流表串聯后接在A、B兩接線柱上，電流表的示數為0.5A。求：
(1)電源電壓為多少伏？
(2)電阻R2的阻值為多少歐？
[解析] (1)若將電流表直接接在A、B兩端，R1兩端的電壓接近電源電壓，U=IR1=2A×4Ω=8V。 (2)當將電阻R2接入電路時，R總=U總／I總=8V／0．5A=16Ω，R2=R總-R=12Ω。
[答案] (1)8V (2)12Ω
實踐創新應用
1．如圖，燈L1的電阻為R1，燈L2的電阻為R2，且R1>R2。閉合開關，導線a、b、c中電流的大小是 ( )
A．a中的電流最大 B．b中的電流最大
C．c中的電流最大 D．一樣大
2．一位同學在做實驗時，需要阻值為5Ω的電阻一個，但手邊只有4Ω和l0Ω的電阻各兩個，則下列辦法可行的是 ( )
A．將兩個4Ω的電阻串聯起來 B．將兩個l0Ω的電阻并聯起來
C．將兩個4Ω的電阻并聯起來 D．將兩個l0Ω的電阻串聯起來
3．學習了電學知識后，物理興趣小組對亮度可調的應急燈進行了探究，發現它的亮度調節開關相當于一個滑動變阻器，電路如圖所示。閉合開關，用電壓表和電流表對其進行測量。調節滑動變阻器使燈泡變亮的過程中，電壓表和電流表的示數變化情況是(電源電壓保持不變) ( )
A．電流表A的示數變小 B．電壓表V1的示數變大
C．電壓表V1的示數變小 D．電壓表V2的示數不變
4．如圖(a)所示，當開關S閉合時，兩只電流表的示數分別由(b)、(c)兩圖讀得，則電燈L1中的電流是 ( )
A．0.8A B．0.16A C．0.52A D．1.28A
5．有兩個阻值不同的定值電阻R1、R2，它們的電流隨電壓變化的I-U圖線如圖所示。如果R1、R2串聯后的總電阻為R串，并聯后的總電阻為R并，則關于R并、R串的I-U圖線所在的區域，下列說法中正確的是 ( )
A．R串在Ⅱ區域，R并在Ⅲ區域
B．R串在Ⅲ區域，R并在Ⅰ區域
C．R串在Ⅰ區域，R并在Ⅱ區域
D．R串在Ⅰ區域，R并在Ⅲ區域
6．如圖所示，電源電壓不變，當開關S閉合時，電流表示數是1安；當開關S斷開時，電流表示數是0.6安，則電阻R1與電阻R2的阻值之比是 ( )
A．3:2 B．2:3 C．5:3 D．3:5
7．如圖所示的電路中，電源電壓U= 4.5伏，且保持不變，電阻R1=5歐。變阻器R2的最大阻值為20歐，電流表量程為0～0.6安，電壓表量程為0～3伏。為保護電表，變阻器接入電路的阻值范圍 ( )
A．2.5歐～l0歐 B．O～20歐
C．2.5歐～20歐 D．0～10歐
8．小明家照明用的白熾燈泡的燈絲燒斷了，他爸爸將斷了的燈絲搭在一起后繼續使用。發現燈泡比往常更亮，原因是燈絲的 ( )
A．電阻變小，電流變大 B．電阻變小，電流變小
C．電阻變大，電流變大 D．電阻變大，電流變小
9．如圖所示電路，電源電壓保持不變，電阻R1=5Ω，R2=l5Ω。
(1)若開關S1、S2都斷開時，電流表示數為0.2A。則電源電壓是______V。
(2)若開關S1、S2都閉合時，電流表示數為0.9A，則通過電阻R3的電流是______A。
10．如圖所示電路,R2=2歐。某同學在實驗中，記錄了三只電表的示數，但沒有記錄單位，記下的一組數據是3、2.5和1.5。請根據電路圖和記錄的數據，確定實驗中所用的電源電壓是______伏，電阻R1的阻值是______歐。
11．如圖所示，電源電壓不變，R1=6歐。當S斷開時，電流表示數為1安；當S閉合時，電流表的示數為l.5安。則電源電壓U=______伏，R2______歐。
12．如圖，電源電壓保持不變，電阻R1=R2=R3=10Ω。要使R2、R3并聯，應閉合開關______，此時電流表的示數為I1；要使R1、R2串聯，開關S1、S2應________(填“斷開”或“閉合”)，此時電流表的示數為I2；則I1:I2=___________。
13．小明準備按圖甲所示的電路圖測量未知電阻的阻值。實驗過程中，當小明連好并接通電路時發現電壓表指針的偏轉情況如圖乙所示。
(1)用圖甲所示電路測量未知電阻所依據的原理是______________________；
(2)產生圖乙所示情況的原因可能是(只要求寫出2個)：
①___________________________________。②_________________________________。
14．為鍛煉身體，小明利用所學物理知識設計了一個電子拉力計，下圖甲是原理圖。硬質彈簧右端和金屬滑片P固定在一起(彈簧的電阻不計，P與R1間的摩擦不計)。定值電阻R0=5Ω，ab是一根長為5cm的均勻電阻絲，阻值R1=25Ω。電源電壓U=3V．電流表的量程為0～O.6A。
(1)小明在電路中連入R0的目的是_________________________
(2)當拉環不受拉力時，滑片P處于a端，閉合開關后，電流表的讀數為________A；
(3)已知該彈簧伸長的長度△L與所受拉力間的關系如上圖乙所示。通過計算說明，開關S閉合后，當電流表的指針指到0.3A處，作用在拉環上水平向右的拉力為多大？
參考答案
1．A 2．B 3．C 4．A 5．D 6．A 7．A 8．A
9．(1)4 (2)0.1
10．3 3
11．6 12
12．S1、S2 斷開 4:l
l3．(1)歐姆定律 (2)本題有多個答案，只要求寫出兩個
14．(1)防止電流過大而燒壞電流表 (2)0.1 (3)此時變阻器連入電路中的電阻為R1=R總-R0=U/I-R0=5Ω，彈簧的伸長量為△L=（25Ω-5Ω）×5cm=4cm，由圖象可知拉力F=400N。(提示：滑動變阻器連入電路的電阻是pb段的電阻。當拉環上施加拉力時，彈簧伸長，滑片p向右移動，從而改變電路的電阻和電流。由于ab是均勻電阻絲，所以Pb段的電阻與ab段的電阻之比等于加段的長度與ab長度之比，進而可知加段的長度。又pa段的長度等于彈簧的伸長量。由圖乙可查得與它對應的拉力)
課后練習答案
1．U=20V U1=5V U2=15V 在串聯電路中，電阻之比等于電壓之比。
2．I1=3A I2=1.5A I=4.5A 在并聯電路中，電流之比等于電阻的反比。
3．提示：根據串聯與并聯時電流的不同進行判斷
4．I1=6A I2=3A I=9A
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