2023年上海市中考物理一轮复习-第7章 电路 第3节 串联电路

第三节串联电路考纲解读考纲解读【知识点1】串联电路及其简单应用【考纲要求】知识点学习水平说明串联电路及其简单应用B理解串联电路的特点；能分析或计算串联电路中有关的物理量【解读】1.理解串联电路中电流、电压、电阻的特点，经历探究串联电路的特点的过程，认识记录数据、分析数据及归纳的方法；2.经历利用串联电路的电流、电压的规律和欧姆定律理论推导等效电阻的过程，体验等效替代的方法；3.根据欧姆定律和串联电路的电流关系、电压关系、电阻关系，熟练完成串联电路中有关物理量的大小的定性分析或定量计算；4.串联电路的讨论和计算只限于两只电阻（用电器）的简单情况。知识梳理知识梳理一、串联电路矩阵表示法：二、常见题型经典例题经典例题题型一：串联电路特点运用例例1.（★）长度相同，粗细不同两条镍铬合金丝串联在电路中，粗的镍铬合金丝电阻为Rl，细的为R2，则（）A．R1>R2B．I1>I2C．U1<U2D．以上说法均不对【考点】电阻大小与串联电路的应用【解析】首先考虑两个电阻的大小关系，根据电阻大小的决定因素：导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比，还跟导体的材料有关，对于一般的导体，其电阻大小随着温度的升高而变大。此题长度相同，温度相同，材料相同，细的电阻大。再根据串联电路的特点电阻大的分得电压多，所以答案选C。【答案】C【教学建议】要深刻理解电阻大小的决定因素。题型二：串联电路动态分析例2.例2.（★★★）在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S后，将滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表A示数__________，电压表V1示数跟电压表V2示数的比值__________(均选填“变大”、“不变”或“变小”)。【考点】动态电路【解析】将滑动变阻器滑片P向右移动时，电阻R2增大，电路总电阻增大，由欧姆定律知，电流表示数变小，电压表V1的示数变小，电压表V2的示数变大，其比值变小。【答案】变小；变小【教学建议】解决动态电路的分析时要结合欧姆定律，仔细分析电路图，掌握电路中各电流、电压、电阻之间的关系以及变化后的关系。分析电路图更为重要。题型三：串联电路故障分析例3.例3.（★★★）在如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R、灯L可能出现了故障，电键S闭合，电表指针位置不变，则电路中出现的故障情况可能是L断路、R断路、L断路同时R断路，还有可能是。在上述情况中，若灯L发光，则电阻R（选填“一定短路”或“一定断路”或“可能短路”或“可能断路”）。【考点】故障电路【解析】指针位置不变，则单故障是R断、L断、R短，组合后还有R断且L断、R断且L短、L且R短。若灯L发光则L完好，那么R就不能完好或断路，那么R一定短路。【答案】R短路、L断路且R短路、L短路且R断路；一定短路【教学建议】解决故障电路分析，尤其要注意电路的分析，然后判断多种可能性。初学的学生可以尝试列表的方法，把各种情况都列出来，然后筛选，这样不易漏答案。题型四：串联电路简单计算例4.例4.（★★）把一个4欧的电阻R1和一个8欧的电阻R2串联在电路中，R2两端的电压表示数为6伏，求电路的总电阻和总电压。【考点】串联电路的计算【解析】物理习题的解决关键之一，就是要将习题中的情景分析清楚。请对照上图的串联电路分析图，将题中已知的物理量一一填入。先根据“串联电路中的总电阻，等于各用电器电阻之和”的知识点求出总电阻。再根据R2的电压和电阻求出R2上所通过的电流，由串联电路中电流处处相等知识可知此电流就是电路电流。所以根据欧姆定律求出电路中的总电压。(1)R总=R1+R2=4欧+8欧=12欧(2)，【答案】(1)12欧(2)9伏【教学建议】本题目标是如何应用串联电路的知识解决计算问题。对于串联电路的最基本的知识应用，“串联电路中的电流处处相等”恐怕是应用最多的知识点，而且对于一个串联电路，也是同学们最应该优先选择的知识点。作为一道电学习题，本题的解题手段和解题步骤并不是唯一的，比如本题也可以先根据欧姆定律求出电路中的电流，再求出总电压，再用总电压和电流求出电路总电阻。本题总电压也可以用分压原理得到，将已知数据代入可得，求出U1＝3伏，则U总=U1+U2=3伏+6伏=9伏。作为初三的学生，经过大量的训练后，对此类题最终的要求是：能口算得到此类题的结果。题型五：串联电路规律的计算题例5.例5.（★★）在如图所示的电路中，电源电压为18伏且保持不变，电流表连接“0～0.6A”量程，电压表连接“0～15V”量程。求：①当电压表的示数为12伏时，电流表的示数为0.5安，电阻R1的阻值。②当电流表的示数为0.4安时，电压表的示数。③为了保证电路的安全，滑动变阻器允许接入的最大阻值和最小阻值。【考点】欧姆定律的应用；串联电路的规律【解析】由电路图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。①∵串联电路中的总电压等于各分电压之和，∴当电压表的示数为12伏时，R1两端的电压：，∵串联电路中各处的电流相等，∴根据欧姆定律可得，电阻R1的阻值：；②当电流表的示数为0.4安时，R1两端的电压：，此时电压表的示数：；③当电流表的示数为0.6A时滑动变阻器接入电路的电阻最小，电路中的总电阻：，∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，∴；当电压表的示数为15V时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时R1两端的电压：，此时电路中的电流：，∴。【答案】①电阻R1的阻值为12Ω；②当电流表的示数为0.4A时，电压表的示数为13.2V；③为了保证电路的安全，滑动变阻器允许接入的最大阻值为60Ω，最小阻值为18Ω。【教学建议】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用，关键是知道电流表的示数最大时滑动变阻器接入电路的最小值、电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路的最大值。题型六：串联电路情景题例例6.（★★）小王同学做“探究串联电路的特点”实验，他利用两节干电池作为电源，在电路中分别接入5欧、10欧、15欧的电阻进行实验，其研究过程如图（a）、（b）所示。①请仔细观察和比较图中的装置、操作和电流表的示数，然后归纳得出初步结论。比较图（a）和（b）两图可知：。②小王同学在探究过程中运用了一种常用的科学研究方法，请再举一个运用此方法的例子：。【考点】串联电路特点【解析】通过（a）（b）两题的比较可以看出，电流表示数是一样的，说明电阻对电流的阻碍作用是一样的，再仔细看会发现（a）中两个电阻之和与（b）中电阻大小是一样的，说明当两个电阻串联后，对电流的阻碍作用是可以用一电阻等效替代的。第二问只要举出等效替代的例子即可。【答案】两个电阻串联后对电流的阻碍作用可以用一电阻等效替代；两个电阻并联后对电流的阻碍作用可以用一个电阻等效替代。【教学建议】本题答案一定要体现出等效替代的思想。题型七：串联电路数据表格题例例7.（★★）在研究“串联电路的特点”实验中，某班级同学用电源、电键、若干已知阻值的电阻、一个电压表、一个电流表和若干根导线，按图所示的电路分组进行实验。实验中先将电流表接到电路的A处，测出通过电阻R1的电流I1；再将电流表接到电路的B处，测出通过电阻R2的电流I2。然后将电压表分别接到AB、BC、AC处，测出电阻R1两端的电压U1、电阻R2两端的电压U2，以及串联电路两端的总电压U。下表是每组记录的实验数据。①分析比较表中的数据（填写表中物理量的符号），可得到的初步结论是：串联电路中，通过电阻R1的电流与通过电阻R2的电流相等，即I1=I2。②分析比较表中电压U1、U2和U的数据可得到的初步结论是：串联电路中，______________________。③分析比较表中第一组与第二组（或第三组与第四组）的电压U、电流I1、I2及电阻R1、R2的数据，可得到的初步结论是：；在分析了大家归纳的上述初步结论后，小明同学认为结论①应该修改成：串联电路中各处的电流都是相等的，即I=I1=I2。在分析了具体的实验过程及记录的实验数据后，小华同学认为结论①是正确的。你同意的意见（选填“小明”或“小华”）。理由是：。【考点】串联电路特点【解析】①由表格电流I1、I2的数据，即可得到关于电流的初步结论；

②表中电压U1、U2和U的数据，U比U1、U2的值都大，可得结论是：串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和；

③比较表中第一组与第二组（或第三组与第四组）的电压U、电流I1、I2及电阻R1、R2的数据可发现：电压相同，电流相同，只是串联的两个的电阻值不同，但电阻之和却相同；所以可得结论是；串联电路中，在总电压相同的情况下，两个电阻值之和相同，它们在电路中的作用效果相同。

小明同学认为的结论，应是在多次实验中测出的多处的电流，才具有普遍性，所以同意小华的意见，原因是：实验中只测了A、B两处的电流，只能得出结论①。【答