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1、第十四章 探究电路 一、电阻与变阻器一、电阻与变阻器 1.1.电阻电阻 (1)(1)定义:导体定义:导体_作用作用. . (2)(2)单位及其换算:单位及其换算:1 =_ k1 =_ k=_ M.=_ M. (3)(3)影响电阻大小的因素影响电阻大小的因素 横截面积:在材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电横截面积:在材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电 阻阻_._. 对电流的阻碍对电流的阻碍 1010-3 -3 1010-6 -6 越小越小 长度:在材料和横截面积相同时,导线越长,电阻长度:在材料和横截面积相同时,导线越长,电阻_._. 材料:在长度、横截面积相同时,不同材料的导体,其
2、电阻材料:在长度、横截面积相同时,不同材料的导体,其电阻 _._. 温度:多数导体的电阻随温度的升高而温度:多数导体的电阻随温度的升高而_._. 2.2.滑动变阻器滑动变阻器 (1)(1)原理:靠改变接入电路中的原理:靠改变接入电路中的_来改变电阻阻值来改变电阻阻值. . (2)(2)作用:改变电路中的作用:改变电路中的_或调节用电器两端的或调节用电器两端的_._. 越大越大 不同不同 增大增大 电阻丝的长度电阻丝的长度 电流电流 电压电压 (3)(3)使用使用 连接时应连接时应_选择两个接线柱选择两个接线柱. . 接通电路前应将滑片调至接通电路前应将滑片调至_._. 3.3.电阻箱:各旋盘对
3、应的指示点的示数电阻箱:各旋盘对应的指示点的示数_面板上标记的倍面板上标记的倍 数,然后数,然后_,就是连入电路的电阻值,就是连入电路的电阻值. . 一上一下一上一下 阻值最大处阻值最大处 乘以乘以 加在一起加在一起 【活学巧用【活学巧用】 电位器电位器 (1)(1)若将接线柱若将接线柱A A、B B接入电路,则顺时针转动滑动触头时,电位器接入电路,则顺时针转动滑动触头时,电位器 连入电路中的电阻将变连入电路中的电阻将变_._. (2)(2)电位器是靠改变炭膜片连入电路中的电位器是靠改变炭膜片连入电路中的_来改变电阻的来改变电阻的. . (3)(3)如果逆时针转动滑动触头时,使电位器连入电路的
4、电阻变如果逆时针转动滑动触头时,使电位器连入电路的电阻变 大,应将大,应将_两接线柱接入电路两接线柱接入电路. . 提示:提示:将接线柱将接线柱A A、B B接入电路,顺时针转动滑动触头时,电位接入电路,顺时针转动滑动触头时,电位 器炭膜片连入电路中的长度增大,电路中的电阻将变大器炭膜片连入电路中的长度增大,电路中的电阻将变大. .如果如果 逆时针转动滑动触头,应增大炭膜片连入电路中的长度,才能逆时针转动滑动触头,应增大炭膜片连入电路中的长度,才能 使电位器连入电路的电阻变大,故应接入使电位器连入电路的电阻变大,故应接入B B、C C两接线柱两接线柱. . 答案:答案:(1)(1)大大 (2)
5、(2)长度长度 (3)B(3)B、C C 二、欧姆定律二、欧姆定律 1.1.电流与电压、电阻的关系电流与电压、电阻的关系 (1)(1)保持电阻不变时,电流跟电压成保持电阻不变时,电流跟电压成_关系关系. . (2)(2)保持电压不变时,电流跟电阻成保持电压不变时,电流跟电阻成_关系关系. . 2.2.欧姆定律欧姆定律 (1)(1)内容:一段导体中的电流,跟内容:一段导体中的电流,跟_成正成正 比,跟比,跟_成反比成反比. . (2)(2)公式:公式: 正比正比 反比反比 加在导体两端的电压加在导体两端的电压 这段导体的电阻这段导体的电阻 U I. R 3.3.应用:应用:“伏安法伏安法”测电阻
6、测电阻 (1)(1)原理:原理:_._. (2)(2)实验电路图:如图所示实验电路图:如图所示 U R I (3)(3)滑动变阻器的作用滑动变阻器的作用 保护电路;保护电路; 改变改变_和和_,以便多次测,以便多次测 量求平均值,减小实验误差量求平均值,减小实验误差. . 被测电阻两端的电压被测电阻两端的电压通过它的电流通过它的电流 三、电阻的串联和并联三、电阻的串联和并联 1.1.电阻的串联电阻的串联 (1)(1)等效电阻等效电阻 (2)(2)理解:几个电阻的串联相当于增加了导体的理解:几个电阻的串联相当于增加了导体的_,故串,故串 联电路的总电阻比任何一个分电阻都联电路的总电阻比任何一个分
7、电阻都_._. (3)(3)关系:串联电路的总电阻等于关系:串联电路的总电阻等于_,即,即R=_.R=_. 长度长度 大大 各分电阻之和各分电阻之和 R R1 1+R+R2 2 2.2.电阻的并联电阻的并联 (1)(1)等效电阻等效电阻 (2)(2)理解:几个电阻的并联相当于增加了导体的理解:几个电阻的并联相当于增加了导体的_,故,故 并联电路的总电阻比任何一个分电阻都并联电路的总电阻比任何一个分电阻都_._. (3)(3)关系:并联电路总电阻的倒数等于关系:并联电路总电阻的倒数等于_, 即即 横截面积横截面积 小小 各分电阻的倒数之和各分电阻的倒数之和 1 _. R 12 11 RR 四、家
8、庭电路四、家庭电路 1.1.组成组成 2.2.各组成部分的作用及连接各组成部分的作用及连接 (1)(1)进户线:供电线路,一根是进户线:供电线路,一根是_,一根是,一根是_,它们之,它们之 间的电压是间的电压是_._. 插座插座 熔断器熔断器 电能表电能表 火线火线零线零线 220 V220 V (2)(2)电能表:测量用户在一段时间内电能表:测量用户在一段时间内_的仪表的仪表. . (3)(3)闸刀开关:控制闸刀开关:控制_的开关的开关. . (4)(4)熔断器:当电路中电流熔断器:当电路中电流_时,自动切断电路,起保护作时,自动切断电路,起保护作 用用. . (5)(5)用电器及开关用电器
9、及开关 所有家用电器都所有家用电器都_在电路中;在电路中; 控制用电器的开关与用电器串联后直接接在控制用电器的开关与用电器串联后直接接在_上;上; 螺口灯泡的灯尾螺旋部分接螺口灯泡的灯尾螺旋部分接_,顶部触点接,顶部触点接_._. 消耗的电能消耗的电能 干路通断干路通断 过大过大 并联并联 火线火线 零线零线火线火线 (6)(6)插座:用于给可移动的家用电器供电插座:用于给可移动的家用电器供电. .三孔插座的接法是三孔插座的接法是 _,其中地线可把用电器的金属外壳与,其中地线可把用电器的金属外壳与_连连 接起来,防止发生触电事故接起来,防止发生触电事故. . 3.3.测电笔测电笔 (1)(1)
10、作用:辨别作用:辨别_ (2)(2)构造和使用构造和使用 左零右火上地左零右火上地大地大地 火线和零线火线和零线 手指手指 导线导线 (3)(3) 4.4.安全用电安全用电 (1)(1)家庭电路中的触电事故:都是人体直接或间接接触家庭电路中的触电事故:都是人体直接或间接接触_ 并与零线或大地构成通路造成的并与零线或大地构成通路造成的. . 火线火线 零线零线 火线火线 (2)(2)防止触电的办法防止触电的办法 家庭电路的安装要符合安全用电的要求;家庭电路的安装要符合安全用电的要求; 不弄湿用电器;不弄湿用电器; 保护好用电器的绝缘体,不使火线裸露;保护好用电器的绝缘体,不使火线裸露; 对于有金
11、属外壳的家用电器,其外壳要对于有金属外壳的家用电器,其外壳要_; 不要不要_高压带电体高压带电体. . (3)(3)处理触电事故的做法:尽快处理触电事故的做法:尽快_或用干燥的木棍将或用干燥的木棍将 电线挑开电线挑开. . 接地接地 靠近靠近 切断电源切断电源 一、串、并联电路中电流、电压、电阻的特点一、串、并联电路中电流、电压、电阻的特点 串联电路串联电路并联电路并联电路 电路图电路图 【方法技巧【方法技巧】(1)(1)串联:等流分压串联:等流分压, ,串联电路中各电阻两端的电串联电路中各电阻两端的电 压与其阻值成正比,即压与其阻值成正比,即 串联电路串联电路并联电路并联电路 电流电流 关系
12、关系 电压电压 关系关系 电阻电阻 关系关系 12 111 RRR 11 22 UR . UR I=II=I1 1=I=I2 2I=II=I1 1+I+I2 2 U=UU=U1 1=U=U2 2 U=UU=U1 1+U+U2 2 R=RR=R1 1+R+R2 2 (2)(2)并联:等压分流并联:等压分流, ,并联电路各支路中的电流与其电阻成反比并联电路各支路中的电流与其电阻成反比, , 即即 (3)n(3)n个相同阻值的电阻个相同阻值的电阻R R串、并联,其总电阻:串、并联,其总电阻:R R串 串=nR =nR, 【中考警示【中考警示】(1)(1)并联电路中,支路越多,不是总电阻越大,并联电路
13、中,支路越多,不是总电阻越大, 而是总电阻越小,比阻值最小的电阻还要小而是总电阻越小,比阻值最小的电阻还要小. . (2)(2)电路中的电压电路中的电压U U不变时,支路越多,干路电流越大,可以从不变时,支路越多,干路电流越大,可以从 两方面来理解:一是根据两方面来理解:一是根据 总电阻总电阻R R越小,则电流越大;越小,则电流越大; 二是由于总电压不变,各支路电流大小互不影响,故支路越二是由于总电压不变,各支路电流大小互不影响,故支路越 多,干路电流越大多,干路电流越大. . 12 21 IR . IR R R. n 并 U I R , 【典例【典例1 1】(2011(2011江西中考江西中
14、考) )如图所示,滑动变阻器的滑片如图所示,滑动变阻器的滑片P P在在 中点时,连入电路中的阻值为中点时,连入电路中的阻值为R.R.只闭合只闭合S S1 1时,时,R R两端电压与两端电压与R R1 1两两 端电压之比为端电压之比为1212;只闭合;只闭合S S2 2时,时,R R两端电压与两端电压与R R2 2两端电压之比两端电压之比 为为14.14.当滑片当滑片P P移动到移动到b b端,则端,则( )( ) A.A.只闭合只闭合S S1 1时,滑动变阻器两端电压与时,滑动变阻器两端电压与R R1 1两端电压之比是两端电压之比是1111 B.B.只闭合只闭合S S2 2时,滑动变阻器两端电
15、压与时,滑动变阻器两端电压与R R2 2两端电压之比是两端电压之比是1111 C.C.当当S S1 1、S S2 2闭合时,通过闭合时,通过R R1 1与与R R2 2的电流之比是的电流之比是1212 D.D.当当S S1 1、S S2 2闭合时,通过闭合时,通过R R1 1与与R R2 2的电流之比是的电流之比是1111 【思维导图【思维导图】解答本题的关键是由题中条件找解答本题的关键是由题中条件找R R、R R1 1、R R2 2间的数间的数 量关系量关系. . 【精讲精析【精讲精析】选选A.A.只闭合只闭合S S1 1时,时,R R与与R R1 1串联,有串联,有UUUU1 1=RR=R
16、R1 1 =12=12;只闭合;只闭合S S2 2时,时,R R与与R R2 2串联,有串联,有UUUU2 2=RR=RR2 2=14=14,故有,故有 R R1 1RR2 2=12.=12.当滑片当滑片P P移动到移动到b b端,只闭合端,只闭合S S1 1时,滑动变阻器与时,滑动变阻器与R R1 1 串联,滑动变阻器两端电压与串联,滑动变阻器两端电压与R R1 1两端电压之比为两端电压之比为2RR2RR1 1=11=11; 只闭合只闭合S S2 2时,滑动变阻器与时,滑动变阻器与R R2 2串联,滑动变阻器两端电压与串联,滑动变阻器两端电压与R R2 2两两 端电压之比为端电压之比为2RR
17、2RR2 2=12=12;当;当S S1 1、S S2 2闭合时,闭合时,R R1 1与与R R2 2并联,通过并联,通过 R R1 1与与R R2 2的电流之比的电流之比I I1 1II2 2=R=R2 2RR1 1=21.=21.故选故选A.A. 二、动态电路的分析二、动态电路的分析 由于滑动变阻器滑片的移动会引起电路中各个物理量发生变化,由于滑动变阻器滑片的移动会引起电路中各个物理量发生变化, 可分为串联电路和并联电路两种情况,分析思路如下:可分为串联电路和并联电路两种情况,分析思路如下: 1.1.含滑动变阻器的串联电路含滑动变阻器的串联电路 2.2.含滑动变阻器的并联电路含滑动变阻器的
18、并联电路 【中考警示【中考警示】分析动态电路时要明确:分析动态电路时要明确: (1)(1)电源电压恒定,测其电压的电压表示数不变;电源电压恒定,测其电压的电压表示数不变; (2)(2)电流表内阻极小,可看成导线,电压表内阻极大,常看成电流表内阻极小,可看成导线,电压表内阻极大,常看成 断路,据此确定用电器的连接方式;断路,据此确定用电器的连接方式; (3)(3)电阻串联的个数增多,则总电阻增大;电阻串联的个数增多,则总电阻增大; (4)(4)并联电阻的个数增多,总电阻减小;并联电阻的个数增多,总电阻减小; (5)(5)不论是串联还是并联,其中有一个电阻值增大,则总电阻不论是串联还是并联,其中有
19、一个电阻值增大,则总电阻 就增大,反之亦然就增大,反之亦然. . 【典例【典例2 2】(2012(2012烟台中考烟台中考) )在如图所示的电路中,电源电压在如图所示的电路中,电源电压 保持不变,开关闭合后,滑动变阻器的滑片向右移动时,三个保持不变,开关闭合后,滑动变阻器的滑片向右移动时,三个 电表的示数变化情况是电表的示数变化情况是( )( ) A. A. 的示数变小,的示数变小, 的示数不变,的示数不变, 的示数变小的示数变小 B. B. 的示数变大,的示数变大, 的示数变大,的示数变大, 的示数变小的示数变小 C. C. 的示数变小,的示数变小, 的示数不变,的示数不变, 的示数变大的示
20、数变大 D. D. 的示数变大,的示数变大, 的示数变小,的示数变小, 的示数变大的示数变大 【思维导图【思维导图】解答本题要注意从电路图中寻找信息解答本题要注意从电路图中寻找信息. . 将电流表看成导线将电流表看成导线 将电压表看成断路将电压表看成断路 确定灯泡、滑动变阻确定灯泡、滑动变阻 器的连接方式器的连接方式 明确各电明确各电 表的作用表的作用 判断各电表判断各电表 的示数变化的示数变化 【精讲精析【精讲精析】选选C.C.由题图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压由题图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压 表表 测量电源电压,故其示数不随滑片的移动而变化测量电源电压,故其示数不随滑片的移动而变
21、化. .电流表电流表 测量灯泡与滑动变阻器的电流,当滑片向右移动时,电路测量灯泡与滑动变阻器的电流,当滑片向右移动时,电路 的总电阻变大,故电流即电流表的示数变小;灯泡的电阻不的总电阻变大,故电流即电流表的示数变小;灯泡的电阻不 变,通过它的电流变小,故根据变,通过它的电流变小,故根据U=IRU=IR可知灯泡两端的电压可知灯泡两端的电压U UL L变变 小小. .所以,滑动变阻器两端的电压所以,滑动变阻器两端的电压U UR R=U=U电源 电源-U -UL L( (电压表电压表 的示数的示数) ) 变大变大. . 三、欧姆定律的理解和应用三、欧姆定律的理解和应用 1.1.内容内容 2.2.应用
22、应用 3.3.适用条件适用条件 (1)(1)同一性:适用于同一段导体或同一电路;同一性:适用于同一段导体或同一电路; (2)(2)同时性:同时性:I I、U U、R R对应于同一时刻;对应于同一时刻; (3)(3)统一性:统一性:I I、U U、R R的单位分别是的单位分别是A A、V V、. 4.4.解答计算题的思路解答计算题的思路 (1)(1)认清用电器的连接方式,明确各电表的作用认清用电器的连接方式,明确各电表的作用. . (2)(2)要在电路图中尽可能地标出已知量的符号、数据和未知量要在电路图中尽可能地标出已知量的符号、数据和未知量 的符号的符号. . (3)(3)对电路进行分析,寻找
23、已知量与未知量的关系,分析电路对电路进行分析,寻找已知量与未知量的关系,分析电路 时要抓住电路中不变的量时要抓住电路中不变的量( (例如,电源电压恒定、定值电阻例如,电源电压恒定、定值电阻) )和和 变化的量变化的量. . (4)(4)根据电路特点及相关公式列方程求解根据电路特点及相关公式列方程求解. . 【中考警示【中考警示】欧姆定律只适用于纯电阻电路,如接有电热器、欧姆定律只适用于纯电阻电路,如接有电热器、 白炽灯的电路;对于非纯电阻电路不适用,如接有电动机的电白炽灯的电路;对于非纯电阻电路不适用,如接有电动机的电 路、给蓄电池充电的电路路、给蓄电池充电的电路. . 【典例【典例3 3】(
24、2012(2012德州中考德州中考) )为防止酒驾事故的出现,酒精测试为防止酒驾事故的出现,酒精测试 仪被广泛应用仪被广泛应用. .有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪,有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪, 当接触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值降低,如图甲所示当接触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值降低,如图甲所示. . 当酒精气体的浓度为当酒精气体的浓度为0 0时,时,R R1 1的电阻为的电阻为60 .60 .在图乙所示的工作在图乙所示的工作 电路中,电源电压恒为电路中,电源电压恒为8 V8 V,定值电阻,定值电阻R R2 2=20 .=20 .求:求: (1)(1)当被检测
25、者的酒精气体的浓度为当被检测者的酒精气体的浓度为0 0时,电压表的示数是多少?时,电压表的示数是多少? (2)(2)现在国际公认的酒驾标准是现在国际公认的酒驾标准是0.2 mg/mL0.2 mg/mL 酒精气体浓度酒精气体浓度 0.8 mg/mL0.8 mg/mL,当电流表的示数为,当电流表的示数为0.2 A0.2 A时,试通过计算判断被时,试通过计算判断被 检测者是否酒驾检测者是否酒驾. . 【思维导图【思维导图】本题是一类动态电路问题本题是一类动态电路问题. .从图像中获取有用信从图像中获取有用信 息,结合串联电路的特点,灵活运用欧姆定律是解题的关键息,结合串联电路的特点,灵活运用欧姆定律
26、是解题的关键. . 酒精气体的浓度一定时:酒精气体的浓度一定时: 由图像得由图像得R R1 1电阻电阻 求求I I 根据根据U=IRU=IR求电压求电压 R R2 2与与R R1 1串联串联 电路中电流一定时:电路中电流一定时: R R2 2与与R R1 1串联串联 求求R R1 1 由图像得酒精浓度由图像得酒精浓度 根据电流求总电阻根据电流求总电阻 【精讲精析【精讲精析】(1)(1)当被检测者的酒精气体的浓度为当被检测者的酒精气体的浓度为0 0时,时,R R1 1的电的电 阻为阻为60 .60 . 电路中电流电路中电流 电压表示数即电压表示数即R R1 1两端电压两端电压 U U1 1=IR
27、=IR1 1=0.1 A=0.1 A60 =6 V60 =6 V (2)(2)当电流表的示数当电流表的示数I=0.2 AI=0.2 A时时, , 电路中总电阻电路中总电阻 酒精气体传感器的电阻酒精气体传感器的电阻 U8 V I0.1 A R60 20 U8 V R40 I0.2 A R R1 1=R-R=R-R2 2=40 -20 =20 =40 -20 =20 由题中甲图可知,被检测者的酒精气体浓度为由题中甲图可知,被检测者的酒精气体浓度为0.3 mg/mL0.3 mg/mL. . 因为因为0.2 mg/mL0.2 mg/mL0.3 mg/mL0.3 mg/mL0.8 mg/mL0.8 mg
28、/mL,所以被检测者属于,所以被检测者属于 酒驾酒驾. . 答案:答案:(1)6 V (2)(1)6 V (2)见解析见解析 四、家庭电路故障四、家庭电路故障 1.1.常见故障常见故障 (1)(1)熔丝熔断熔丝熔断: :短路;短路;电路中的总功率过大电路中的总功率过大 (2)(2)火线断路:断点与火线之间能使测电笔氖管发光,断点与火线断路:断点与火线之间能使测电笔氖管发光,断点与 零线之间不能使测电笔的氖管发光零线之间不能使测电笔的氖管发光. . (3)(3)进户线零线断路:断点与火线之间能使氖管发光进户线零线断路:断点与火线之间能使氖管发光. .从现象上从现象上 看,插座中的两孔都能使测电笔
29、的氖管发光,实际上是因为零看,插座中的两孔都能使测电笔的氖管发光,实际上是因为零 线断了以后,电流从火线通过其他用电器的开关线断了以后,电流从火线通过其他用电器的开关( (灯丝灯丝) ),经过,经过 零线孔、测电笔流过人体到达大地,不是零线变成零线孔、测电笔流过人体到达大地,不是零线变成“火线火线” 2.2.检测家庭电路故障的常用方法检测家庭电路故障的常用方法 (1)(1)利用测电笔检测:在检查电路时,能使氖管发光的地方说利用测电笔检测:在检查电路时,能使氖管发光的地方说 明此处与火线连接完好,不能使氖管发光的地方说明此处与火明此处与火线连接完好,不能使氖管发光的地方说明此处与火 线之间有开路
30、或此处与零线连接完好线之间有开路或此处与零线连接完好. . (2)(2)利用利用“检验灯检验灯”检测:将干路保险丝部分换装为一盏白炽检测:将干路保险丝部分换装为一盏白炽 灯灯( (额定电压为额定电压为220 V)220 V),若灯泡能正常发光,则可判定家庭电,若灯泡能正常发光,则可判定家庭电 路发生短路路发生短路. . 【中考警示【中考警示】使用测电笔时,手指必须接触笔尾金属体,不能使用测电笔时,手指必须接触笔尾金属体,不能 接触笔尖金属体,有两种情况能使氖管发光:接触笔尖金属体,有两种情况能使氖管发光: (1)(1)火线火线测电笔测电笔人体人体大地;大地; (2)(2)火线火线其他导体其他导
31、体测电笔测电笔人体人体大地大地. . 【典例【典例4 4】(2011(2011广州中考广州中考) )如图所示的电路中,正常发光的如图所示的电路中,正常发光的 三盏灯突然全部熄灭,经检查保险丝完好,用测电笔插进插座三盏灯突然全部熄灭,经检查保险丝完好,用测电笔插进插座 的两孔,氖管均发光的两孔,氖管均发光. .造成这一现象的原因是造成这一现象的原因是( )( ) A.A.插座发生短路了插座发生短路了 B.B.进户的火线断了进户的火线断了 C.C.进户的零线断了进户的零线断了 D.D.某盏电灯的灯丝断了某盏电灯的灯丝断了 【思维导图【思维导图】判断故障产生原因的依据是题中描述的现象判断故障产生原因
32、的依据是题中描述的现象. . 【精讲精析【精讲精析】选选C.C.插座短路时,火线与零线连通,电路中电流插座短路时,火线与零线连通,电路中电流 过大,保险丝会熔断,过大,保险丝会熔断,A A错;当进户火线断了时,用测电笔插错;当进户火线断了时,用测电笔插 进插座的两孔,氖管均不会发光,进插座的两孔,氖管均不会发光,B B错;当进户的零线断了时,错;当进户的零线断了时, 电路不能形成通路,三盏灯会熄灭,因户内零线与火线连通,电路不能形成通路,三盏灯会熄灭,因户内零线与火线连通, 故用测电笔插进插座的两孔,氖管均发光,故用测电笔插进插座的两孔,氖管均发光,C C正确;若某盏电正确;若某盏电 灯的灯丝
33、断了,其余两盏灯会正常发光,用测电笔插进插座的灯的灯丝断了,其余两盏灯会正常发光,用测电笔插进插座的 两孔,只有一孔会使氖管发光,两孔,只有一孔会使氖管发光,D D错错. . 一、实验探究:探究电阻的大小与哪些因素有关一、实验探究:探究电阻的大小与哪些因素有关 1.1.实验器材:电源、实验器材:电源、_、开关、开关、_、规格不同的、规格不同的4 4 根导线等根导线等. . 2.2.实验方法:实验方法:_、_._. 3.3.实验结论:导体的电阻跟导体的实验结论:导体的电阻跟导体的_、_、_ 等因素有关等因素有关. . 电流表电流表滑动变阻器滑动变阻器 控制变量法控制变量法转换法转换法 横截面积横
34、截面积长度长度材料材料 4.4.问题探究问题探究 (1)(1)在实验中是怎样反映电阻大小的?在实验中是怎样反映电阻大小的? 提示:提示:在电路中接入电流表,通过电流表示数的大小来比较所在电路中接入电流表,通过电流表示数的大小来比较所 接导线电阻的大小接导线电阻的大小. .电流值越大,说明电阻越小;电流值越小,电流值越大,说明电阻越小;电流值越小, 说明电阻越大说明电阻越大. . (2)(2)实验中是怎样应用控制变量法的?实验中是怎样应用控制变量法的? 提示:提示:保持导体的材料和长度相同,改变横截面积,探究导体保持导体的材料和长度相同,改变横截面积,探究导体 的电阻跟横截面积的关系;保持导体的
35、材料和横截面积相同,的电阻跟横截面积的关系;保持导体的材料和横截面积相同, 改变长度,探究导体的电阻跟长度的关系;保持导体的长度和改变长度,探究导体的电阻跟长度的关系;保持导体的长度和 横截面积相同,改变材料,探究导体的电阻跟材料的关系横截面积相同,改变材料,探究导体的电阻跟材料的关系 (3)(3)在实验中滑动变阻器的作用是什么?在实验中滑动变阻器的作用是什么? 提示:提示:起保护电路的作用起保护电路的作用. .在探究过程中,滑动变阻器的滑片在探究过程中,滑动变阻器的滑片 不可以移动不可以移动( (即滑动变阻器的阻值需要保持不变即滑动变阻器的阻值需要保持不变).). (4)(4)如何探究导体的
36、电阻与温度的关系?请简要说明如何探究导体的电阻与温度的关系?请简要说明. . 提示:提示:保持导体的材料、横截面积、长度都不变,用酒精灯对保持导体的材料、横截面积、长度都不变,用酒精灯对 导体加热,观察电流表示数的变化导体加热,观察电流表示数的变化. .若有变化,说明导体的电若有变化,说明导体的电 阻与温度有关;若无变化,说明导体的电阻与温度无关阻与温度有关;若无变化,说明导体的电阻与温度无关. . 【中考警示【中考警示】电阻是导体本身的一种性质,只要导体的材料、电阻是导体本身的一种性质,只要导体的材料、 长度、横截面积、温度不变,其阻值就不变,跟导体两端的电长度、横截面积、温度不变,其阻值就
37、不变,跟导体两端的电 压大小、导体中的电流大小以及有无电流无关压大小、导体中的电流大小以及有无电流无关. . 【典例【典例1 1】(2011(2011孝感中考孝感中考) )在探究影响导体电阻大小的因素在探究影响导体电阻大小的因素 时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想: 导体的电阻与导体的长度有关导体的电阻与导体的长度有关 导体的电阻与导体的横截面积有关导体的电阻与导体的横截面积有关 导体的电阻与导体的材料有关导体的电阻与导体的材料有关 实验室提供了实验室提供了4 4根电阻丝,规格、材料如表所示根电阻丝,规格、材料如表所示 编号编号材料材料长度长度/m/m横
38、截面积横截面积/mm/mm2 2 A A镍铬合金镍铬合金0.50.50.50.5 B B镍铬合金镍铬合金1.01.00.50.5 C C镍铬合金镍铬合金0.50.51.01.0 D D锰铜合金锰铜合金0.50.50.5 0.5 为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路. . (1)(1)为了验证上述猜想为了验证上述猜想,应该选用编号为,应该选用编号为_两根电两根电 阻丝进行实验;如果选用编号为阻丝进行实验;如果选用编号为A A、C C两根电阻丝进行实验,是两根电阻丝进行实验,是 为了验证猜想为了验证猜想_(_(填序号填序号) );如果选用编号
39、为;如果选用编号为A A、D D两两 根电阻丝进行实验,是为了验证猜想根电阻丝进行实验,是为了验证猜想_(_(填序号填序号).).分分 别将别将A A和和D D两根电阻丝接入电路中两根电阻丝接入电路中M M、N N两点间时,电流表示数不两点间时,电流表示数不 相同,由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时,相同,由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时, _._. (2)(2)有同学认为:可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻有同学认为:可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻 丝的变化情况丝的变化情况. .老师指出:此实验中这种方法不可取老师指出:此实验中这种方法不可取. .这是因为这
40、是因为 电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化 _ (_ (选填选填“明显明显”或或“不明显不明显”).). (3)(3)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造, 将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就_ _了输电线的电阻,从而可以了输电线的电阻,从而可以_输电线上输电线上 的电能损失的电能损失.(.(均选填均选填“增大增大”或或“减小减小”) ) 【精讲精析【精讲精析】(1)(1)探究过程中采用控制变量法探
41、究过程中采用控制变量法. .要探究导体的电要探究导体的电 阻与导体的长度有关,应控制导体的材料、横截面积相同,改阻与导体的长度有关,应控制导体的材料、横截面积相同,改 变导体的长度,故应选择编号为变导体的长度,故应选择编号为A A、B B的两根电阻丝的两根电阻丝. .编号为编号为A A、C C 的两根电阻丝的材料、长度相同,横截面积不同,可验证猜想的两根电阻丝的材料、长度相同,横截面积不同,可验证猜想 .A.A和和D D两根电阻丝长度、横截面积相同,材料不同,将它们接两根电阻丝长度、横截面积相同,材料不同,将它们接 入电路中时电流不同,说明导体的电阻跟材料有关,可验证猜入电路中时电流不同,说明
42、导体的电阻跟材料有关,可验证猜 想想.(2).(2)电源电压一定时,由于所选电阻丝的阻值相差太小,电源电压一定时,由于所选电阻丝的阻值相差太小, 所以电路中电流变化不大,使灯泡的亮度变化不明显,不便于所以电路中电流变化不大,使灯泡的亮度变化不明显,不便于 观察比较观察比较.(3).(3)在输电线的长度、材料不变的情况下,增大其横在输电线的长度、材料不变的情况下,增大其横 截面积能减小输电线的电阻,根据截面积能减小输电线的电阻,根据Q=IQ=I2 2RtRt可知,这种做法能减可知,这种做法能减 小电流在输电线上产生的热量,从而减小电能损失小电流在输电线上产生的热量,从而减小电能损失. . 答案:
43、答案:(1)A(1)A、B B 导体的电阻与导体的材导体的电阻与导体的材 料有关料有关 (2)(2)不明显不明显 (3)(3)减小减小 减小减小 【延伸探究【延伸探究】结合典例探究以下问题:结合典例探究以下问题: (1)(1)小兵、小红选择小兵、小红选择A A、B B两根电阻丝进行实验,发现接入两根电阻丝进行实验,发现接入A A电阻电阻 丝时电流表的示数大于接入丝时电流表的示数大于接入B B电阻丝时电流表的示数,说明电阻丝时电流表的示数,说明A A电电 阻丝的阻值阻丝的阻值_._. (2)(2)另一组的同学继续用上述电源设计了如图所示的电路图,另一组的同学继续用上述电源设计了如图所示的电路图,
44、 来探究导体电阻大小与导体长度的关系来探究导体电阻大小与导体长度的关系. .他选择两根电阻丝分他选择两根电阻丝分 别接入别接入R R1 1、R R2 2所在位置所在位置. .他只要通过比较他只要通过比较_就可以判断就可以判断R R1 1、 R R2 2的阻值大小的阻值大小. . 【解析【解析】(1)(1)实验过程中用转换法显示电阻的大小,电流表的实验过程中用转换法显示电阻的大小,电流表的 示数大,说明导体对电流的阻碍作用小,即它的电阻小示数大,说明导体对电流的阻碍作用小,即它的电阻小. . (2)(2)由于串联电路中各处电流相等,根据由于串联电路中各处电流相等,根据U=IRU=IR知,电压表的
45、示知,电压表的示 数越大,则其所测电阻丝的阻值也越大数越大,则其所测电阻丝的阻值也越大. . 答案:答案:(1)(1)小小 (2)(2)电压表示数电压表示数 二、实验探究:探究电流与哪些因素有关二、实验探究:探究电流与哪些因素有关 1.1.实验方法:实验方法:_法法. . 2.2.实验电路图:如图所示实验电路图:如图所示 3.3.实验器材:电源、实验器材:电源、_、_、_、开、开 关、几个阻值不同的定值电阻关、几个阻值不同的定值电阻(5 (5 、10 10 、15 ).15 ). 控制变量控制变量 电流表电流表电压表电压表滑动变阻器滑动变阻器 4.4.实验结论:保持电阻不变时,电流跟电压成实验
46、结论:保持电阻不变时,电流跟电压成_关系;保关系;保 持电压不变时,电流跟电阻成持电压不变时,电流跟电阻成_关系关系. . 5 5问题探究问题探究 (1)(1)在探究电流与电压的关系时,如何改变导体两端的电压?在探究电流与电压的关系时,如何改变导体两端的电压? 提示:提示:保持导体的电阻不变,通过调节滑动变阻器的滑片,改变保持导体的电阻不变,通过调节滑动变阻器的滑片,改变 滑动变阻器连入电路的电阻,从而改变导体两端的电压滑动变阻器连入电路的电阻,从而改变导体两端的电压. . (2)(2)在实验探究电流与电阻的关系时,怎样保持导体两端的电压在实验探究电流与电阻的关系时,怎样保持导体两端的电压 不
47、变?不变? 提示:提示:当换用不同的定值电阻后,应通过调节滑动变阻器使电阻当换用不同的定值电阻后,应通过调节滑动变阻器使电阻 两端的电压保持不变两端的电压保持不变. . 正比正比 反比反比 (3)(3)实验中,滑动变阻器的作用是什么?实验中,滑动变阻器的作用是什么? 提示:提示:保护电路;保护电路;改变导体两端的电压改变导体两端的电压. . 【中考警示【中考警示】(1)(1)实验过程中,也可通过改变电池的节数或在实验过程中,也可通过改变电池的节数或在 电路中接入另一电阻,来改变电阻两端的电压,其缺点是:拆电路中接入另一电阻,来改变电阻两端的电压,其缺点是:拆 装电路不方便;在探究电流跟电压的关
48、系时,不能使定值电阻装电路不方便;在探究电流跟电压的关系时,不能使定值电阻 两端的电压成倍增加;在探究电流与电阻的关系时,更换电阻两端的电压成倍增加;在探究电流与电阻的关系时,更换电阻 后,不能控制定值电阻两端的电压不变后,不能控制定值电阻两端的电压不变. . (2)(2)此实验中结论不可表述为此实验中结论不可表述为“电压与电流成正比电压与电流成正比”、 “电阻与电流成反比电阻与电流成反比”,因为电流随电压、电阻的变化而,因为电流随电压、电阻的变化而 改变,存在因果关系改变,存在因果关系. . 【典例【典例2 2】(2012(2012成都中考成都中考) )在探究在探究“电流与电压、电阻的关电流
49、与电压、电阻的关 系系”的过程中,两小组同学提出了以下猜想:的过程中,两小组同学提出了以下猜想: 小组小组1 1猜想:电流可能跟电压成正比;猜想:电流可能跟电压成正比; 小组小组2 2猜想:电流可能跟电阻成反比猜想:电流可能跟电阻成反比. . (1)(1)小组小组1 1的做法是:按如图所示连接电路,此时开关应处于的做法是:按如图所示连接电路,此时开关应处于 _(_(选填选填“断开断开”或或“闭合闭合”) )状态状态. . 保持定值电阻保持定值电阻R=10 R=10 不变,闭合开关不变,闭合开关S S后,调节滑动变阻器后,调节滑动变阻器 RR,得到多组数据,得到多组数据. .在分析数据的基础上得
50、出正确结论在分析数据的基础上得出正确结论. . (2)(2)小组小组2 2连接了如图所示的电路连接了如图所示的电路. . 正确的实验步骤为:正确的实验步骤为: 让让5 5 电阻接入电路,闭合开关电阻接入电路,闭合开关, ,调节滑动变阻器,使电压调节滑动变阻器,使电压 表的示数为表的示数为1.5 V1.5 V,记录电流表示数;,记录电流表示数; 将将5 5 电阻换成电阻换成10 10 电阻,闭合开关后发现电压表示数大电阻,闭合开关后发现电压表示数大 于于1.5 V1.5 V,应将滑动变阻器的滑片向,应将滑动变阻器的滑片向_(_(选填选填“左左”或或 “右右”) )移动,当观察到电压表示数为移动,
51、当观察到电压表示数为_V_V时,记录电时,记录电 流表示数;流表示数; 将将10 10 电阻换成电阻换成15 15 电阻电阻, ,闭合开关后发现:闭合开关后发现: 当滑动变阻器当滑动变阻器 的滑片移动到最右端时,电流表和电压表的示数如图所示的滑片移动到最右端时,电流表和电压表的示数如图所示. .出现出现 上述情况的原因可能是上述情况的原因可能是( )( ) A A滑动变阻器最大阻值太大滑动变阻器最大阻值太大 B B滑动变阻器最大阻值太小滑动变阻器最大阻值太小 C C滑动变阻器断路滑动变阻器断路 D D定值电阻短路定值电阻短路 【精讲精析【精讲精析】(1)(1)在连接电路过程中,开关应处于断开状
52、态,以在连接电路过程中,开关应处于断开状态,以 便保护电路,避免因误接、错接而引起电路及电路元件的损坏便保护电路,避免因误接、错接而引起电路及电路元件的损坏. . (2)(2)在探究电流与电阻的关系时,要保证电阻两端的电压不变,在探究电流与电阻的关系时,要保证电阻两端的电压不变, 当将当将5 5 电阻换成电阻换成10 10 电阻时,电压表示数大于电阻时,电压表示数大于1.5 V1.5 V,应将,应将 滑动变阻器的滑片向右移动,此时滑动变阻器接入电路的电阻滑动变阻器的滑片向右移动,此时滑动变阻器接入电路的电阻 变大,其两端电压变大,而电源电压保持不变,所以定值电阻变大,其两端电压变大,而电源电压
53、保持不变,所以定值电阻 两端的电压就会变小,直至电压表示数减小到两端的电压就会变小,直至电压表示数减小到1.5 V1.5 V为止为止. .当将当将 10 10 电阻换成电阻换成15 15 电阻时电阻时, ,滑动变阻器的滑片移动到最右端时,滑动变阻器的滑片移动到最右端时, 电压表的示数仍大于电压表的示数仍大于1.5 V1.5 V,说明滑动变阻器最大阻值太小,无,说明滑动变阻器最大阻值太小,无 法分得更多的电压法分得更多的电压. . 答案:答案:(1)(1)断开断开 (2)(2)右右 1.5 1.5 B B 【延伸探究【延伸探究】结合典例探究以下问题结合典例探究以下问题 (1)(1)小组小组1 1
54、通过实验得出表中数据:通过实验得出表中数据: 分析后可以得出的结论是分析后可以得出的结论是_._. 实验序号实验序号R/R/U/VU/VI/AI/A 1 110103 30.30.3 2 210102 20.20.2 3 310101 10.10.1 (2)(2)小组小组2 2改进实验,正确操作后,记下电流表的示数,得到电改进实验,正确操作后,记下电流表的示数,得到电 流流I I随电阻随电阻R R变化的图像如图所示,由图像可得出的结论是变化的图像如图所示,由图像可得出的结论是 _._. 提示:提示:(1)(1)实验数据中,电阻实验数据中,电阻R=10 R=10 不变,电压值变为原来的不变,电压
55、值变为原来的 时,电流值也变为原来的时,电流值也变为原来的 ;电压值变为原来的;电压值变为原来的 时,电流时,电流 值也变为原来的值也变为原来的 ,因此可以得出结论:电阻一定时,导体中,因此可以得出结论:电阻一定时,导体中 的电流跟它两端的电压成正比的电流跟它两端的电压成正比. . (2)(2)由图像可知,在电压不变时,电流与电阻的乘积不变,结由图像可知,在电压不变时,电流与电阻的乘积不变,结 合数学知识,得出的结论是电压不变时,电流跟电阻成反比合数学知识,得出的结论是电压不变时,电流跟电阻成反比. . 答案:答案:(1)(1)电阻一定时,电流与电压成正比电阻一定时,电流与电压成正比 (2)(
56、2)电压一定电压一定 时,电流跟电阻成反比时,电流跟电阻成反比 2 3 2 3 1 3 1 3 三、实验探究:探究三、实验探究:探究“伏安法伏安法”测电阻测电阻 1.1.实验原理:用实验原理:用_测出被测电阻两端的电压测出被测电阻两端的电压U U,用,用_ 测出通过被测电阻的电流测出通过被测电阻的电流I I,利用公式,利用公式_计算出阻值计算出阻值. . 2.2.实验器材:电源、实验器材:电源、_、_、_、开关、开关、 被测电阻、导线若干被测电阻、导线若干. . 3.3.问题探究问题探究 (1)(1)实验中滑动变阻器的作用是什么?实验中滑动变阻器的作用是什么? 提示:提示:保护电路;保护电路;
57、改变被测电阻两端的电压和通过它的电改变被测电阻两端的电压和通过它的电 流,以便多次测量求平均值,减小实验误差流,以便多次测量求平均值,减小实验误差. . 电压表电压表电流表电流表 U R I 电流表电流表电压表电压表滑动变阻器滑动变阻器 (2)(2)如果测量小灯泡工作时的电阻,处理实验数据时,能不能如果测量小灯泡工作时的电阻,处理实验数据时,能不能 通过求电阻平均值得出电阻值?通过求电阻平均值得出电阻值? 提示:提示:不能,因为小灯泡两端的电压不同,小灯泡的温度也不不能,因为小灯泡两端的电压不同,小灯泡的温度也不 同,其电阻值也不同同,其电阻值也不同. . 【方法技巧【方法技巧】其他测量方法和
58、伏安法的比较其他测量方法和伏安法的比较 【中考警示【中考警示】(1)(1)在实验中要学会选择器材,不仅知道选择哪在实验中要学会选择器材,不仅知道选择哪 些器材,还要考虑器材的规格和性能,无论是电压表还是电流些器材,还要考虑器材的规格和性能,无论是电压表还是电流 表,量程的选择都要恰当表,量程的选择都要恰当. .对于电压表和电流表量程的选择,对于电压表和电流表量程的选择, 要通过所给的电源电压、滑动变阻器的最大电阻、被测电阻的要通过所给的电源电压、滑动变阻器的最大电阻、被测电阻的 估计等确定估计等确定. . (2)(2)计算电阻的平均值时,不能用电压的平均值除以电流的平计算电阻的平均值时,不能用
59、电压的平均值除以电流的平 均值,因为这样不满足欧姆定律的适用条件均值,因为这样不满足欧姆定律的适用条件“同时性同时性”. . 【典例【典例3 3】(2011(2011广安中考广安中考) )如图所示,电源电压为如图所示,电源电压为6 V6 V,甲图,甲图 为伏安法测电阻的电路图;乙图为连接不完整的实物图为伏安法测电阻的电路图;乙图为连接不完整的实物图. . (1)(1)对照电路图甲,用笔画线代替导线将乙图中未连接部分连接对照电路图甲,用笔画线代替导线将乙图中未连接部分连接 起来起来. . (2)(2)实验操作中有可能出现下列实验操作中有可能出现下列A A、B B、C C、D D四种错误,如果出现
60、四种错误,如果出现 电流表示数较大,电压表示数为零的现象电流表示数较大,电压表示数为零的现象. .其错误属于其错误属于( )( ) A A电流表的正、负接线柱接反电流表的正、负接线柱接反 B B电压表的量程选小了电压表的量程选小了 C C电阻电阻R Rx x发生了短路发生了短路 D D把滑动变阻器下端两接线柱连入电路把滑动变阻器下端两接线柱连入电路 (3)(3)电路连接正确后,闭合开关,将滑片电路连接正确后,闭合开关,将滑片P P向右移动时,电压表向右移动时,电压表 示数示数_(_(选填选填“变大变大”“”“变小变小”或或“不变不变”).). (4)(4)实验过程中,某次电流表和电压表的示数如
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