探究电路(第14章)

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探究电路
一、基本内容回顾
我们的社会早已进入了电气化时代,从马 路上的红绿灯、都市夜晚五彩缤纷的广告牌 到家中的电灯、电视、电脑等用电器的安装 使用,都离不开电,没有电,我们的世界将 会黯然失色。如果不了解电的特性和作用, 就会给我们的生活带来难以想像的麻烦。本 章我们将沿着欧姆勤奋的脚步,进一步探究 电路的奥秘。
【例2】如图1所示的电路中,两只电流表的规 格相同,每只电流表均有两个量程(0-0.6A及03A)。闭合开关S,电阻R1与R2均有电流流过, 两只电流表的指针偏转角度相同,则R1与R2的比 值为( ) A、1:5 B、5:1
C、1:4
D、4:1
图1
【解析 】两只电流表的指针偏转角度相
同,说明A1示数为A2的5倍,所以R1与R2的电 流之比为4:1,根据并联电路的分流特点可 知,R1与R2的电阻之比为1:4。 【答案】 C 知识点:并联的分流特点; 电流表的读数.
(1)请用笔画线代替导线,按照图10甲所示的 电路图,将图10乙的实物电路连接完整(要求连线 不得交叉,电流表的量程选择要恰当)。 (2)甲组同学连接好最后一根导线,灯泡立即 发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现连线 正确,请你找出实验中两个操作不当之处。 ① ; ② 。
答案
C
知识点:生活用电故障分析
【拓展】 某同学家室内的电灯均正常工作,
当他把“220V 8W”的台灯插如插座后,闭合
台灯开关,室内电灯全部熄灭,发生这一现
象的原因可能是
A插座处短路 C台灯开关处短路
() D
B台灯插头处短路 D台灯灯头处短路
【例5】根据电流表、电压表探究电流与电 压关系的实验,完成下列问题。 (1)请你在下面方框内画出电路图。 (2)连接好电路后, 闭合开关,电表指针 偏转情况如图1所示。 为提高实验精确程度, 这个电路需要改进的地 方是 , 理由是 。
Rx Ux U0 I 0 R0 Ix Ix Ix
第2组同学没有电流表,我们可以使R0与电压表 结合(如图20-8中虚线部分)求出电路中的电流I测出 电压Ux,经过这样的转换就可以求出Rx的阻值为
U x U x U x U x R0 Rx Ix I0 U 0 U0 R0
(3)小明通过实验得到两个定值电阻R1﹑R2 对应的U—I关系图像,如图2所示,由图像得 出: ①当电阻一定时,通过导体的电流与导 体两端的电压成 关系; ②定值电阻R1 (选填“﹤” 、“﹥” 、“=”) R2 。
图1
图2
(1)如图甲 (2)电流表偏转角度太小 (3)①正比 ②<
【拓展】小明还想利用这个电路进一步探究 “通过导体的电流与导体的电阻的关系”,如果电 源 电压为6V,滑动变阻器R/的最大电阻为20Ω,电阻 R为10Ω。实验过程中,将滑动变阻器滑片移到某 一位置时,读出电阻R两端的电压为4V,并读出了 电流表此时的示数。紧接着小明想更换与电压表并 联的电阻再做两次实验,可供选择的电阻有15Ω、 30Ω、45Ω和60 Ω 各一个,为了保证实验成功,小 15 30 明应选择的电阻是 Ω和 Ω。 知识点:电流与电阻的关系
【解析 】 导体电阻的大小是导体自身的一种性
质,它决定于导体的材料、长度、横截面积和温度,
与导体两端的电压大小、与通过导体电流的大小均
无关系,对于一个已知阻值的电阻来说,它接入与
不接入电路,阻值是一样的。
【答案 】D
【拓展】 有一根电阻线,当两端的电 压为6 V时,通过它的电流为0.5 A,则电阻 线的电阻为 12 Ω;若它两端的电压为18V , 则通过电阻线的电流是 A,此时电阻是 1.5 Ω;若通过电阻线的电流为零,则电阻线的 12 电阻是 Ω。 12 知识点:电阻的概念;欧姆定律。
(1)请用笔画线代替导线,按照图10甲所示的 电路图,将图10乙的实物电路连接完整(要求连线 不得交叉,电流表的量程选择要恰当)。 (2)甲组同学连接好最后一根导线,灯泡立即发 出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现连线正 确,请你找出实验中两个操作不当之处。 ① ; ② 。 (3)乙组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但 电流表有示数。接下来应进行的操作是( ) A、更换小灯泡 B、检查电路是否断路 C、移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光
C
C、M接C, N接D
D、M接A, N接D 知识点:滑动变阻器的使用方法 图2
5、如图3所示是小灯泡和滑动变阻器连入 电路的四种不同情况,能利用滑动变阻器调 节小灯泡从亮到灭的正确电路是( )
知识点:滑动变阻器的用法 ;电路的分析
6、如图4所示的电路中,电压表V1的示数 为9V,电压表V2的示数为3V,那么R1与R2 的阻值之比为( )
3、为测量待测电阻Rx的阻值,小敏设计
了如图1所示的电路,Ro的阻值已知且电源
电压不变,她 为
(填“能”或“不能”) 。
测出RX的阻值,因 知识点:电压表的接法
用电压表测电阻
4、如图2所示的电路中,用滑动变阻器调 节灯的亮度,若要求滑片P向右端滑动时灯 逐渐变暗,则下列接法正确的是( )。 A、M接C, N接B B、M接A, N接B
5、使用测电笔时,手一定要接触
,不能接

。若氖管发光,说明笔尖接触的是
线。 V,只有
线;若
氖管不发光,说明笔尖接触的是
(测电笔的使用)
6、我国照明电路的电压是 接接触 V 的电压对人才是安全的,人触电,都是人体直接或间 引起的。(常见的电压值) 7、一个滑动变阻器上标有“50Ω 1.5A”字样,分别
【例6】小明为测量小灯泡正常发光时的电阻(阻值约为
10Ω)设计了如图9所示的电路图。已知电源电压为6V,灯泡 的额定电压为3.8V,滑动变阻器上标有“20Ω、1A”的字样。 (1)图9是小明根据电路图连接的实物图。闭合开关后,移动 滑动变阻器的滑片,发现小灯泡 ;经检查,是由于一根导 线连接错误。请你在实物图中连接错误的导线上打“×”,并 补画出正确的连线。 (2)若电压表0-15V的量程损坏,为完成实验,请你使用原有 器材重新设计 一个串联电路, 并将设计的电 路图画在上面 虚线框内。
图7
知识点:电学综合
11、在图8中将开关和电灯、带熔断器 的双孔插座和接冰箱的三孔插座正确接入电路。
图8
知识点:灯泡、开关、插座、保险丝的接法
12、在“测量小灯泡的电阻”实验中,有 如下器材:电流表、电压表、开关,电压为 6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡(小灯 泡的额定功率小于2W),标有“20Ω、1.5A” 的滑动变阻器,导线若干。
三、能力训练与检测
1、将一支铅笔芯接在3V电源两端,通过它的电流为 0.15A,则该铅笔芯的电阻为 Ω;若将这支铅笔 芯两端的电压增加到6V,则通过它的电流是 A。 (欧姆定律、电阻) 2、某用电器R1上标有“10Ω 3A”,另一用电器R2上 标有“50Ω 1.5A”串联后接到电源上,为了使其中一个 电器正常工作,电路中电流应该为 A,电源电压应 不超过 V。 (串联电路的电流特点;欧姆定律)
9、小明家中的几盏电灯突然全部熄灭了, 检查保险丝发现并未烧断,用测电笔测试各 处电路时,氖管都发光,他对故障作了下列 四种判断,其中正确的是( ) A、灯泡全部被烧坏 B、进户零线断路
C、室内线路发生短路 D、进户火线断路
知识点:生活用电故障分析
10、如图7所示,电阻R0=20Ω,R=30Ω, 电源电压保持9V不变,当滑动变阻器滑片P 在a端时,电压表示数是 V,电流表示数 A。当滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表 示数 V,电流表示数是 A。
【解析】 滑片在移动的过程中对L1没有 图6
答案: C
知识点: 电表示数变化分析
【拓展】如图6所示,电源电压保持不变,当滑
动变阻器滑片P向右滑动时,电表示数的变化情况 是(D ) 电表示数的变化
A、电压表V示数变小 B、电流表A1示数变大 C、电流表A2示数变大
D、电流表A1示数变小
图6
【例4】小华发现家中用电器均不能工作,而邻居能正常 用电,他用测电笔测试电源插座,发现插座两孔都能使氖发 光,则原因可能是( ) A、有一灯的灯丝断了 B、进户线的火线断了 C、进户线的零线断了 D、灯泡开关接触不良 【解析】家中所有用电器均不能工作,说明家庭电路出 了故障。由于家庭电路中各用电器并联,若一灯的灯丝断了 或开关接触不良,只会影响这盏灯的通断,其他用电器照常 工作,所以选项A、D是错误的;若进户线的火线断了,则 氖管不会发光,所以B选项错误。若进户线的零线断了,断 路后的电线将会通过用电器和火线相通,造成两个插孔都带 电,但因为电流没有回路,所以用电器不能工作。当家庭电 路中出现所有用电器都不工作,而用测电笔测试发现氖管发 光,通常情况下的故障原因就是零线断路。
【例3】如图6所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关 S,将滑动变阻器滑片向左移动时( ) A、灯泡L1亮度不变、L2变亮 B、电流表示数变小,电压表示数不变 C、电流表示数不变,电压表示数变大 D、电流表、电压表示数均不变 任何影响,L1两端电压始终等于电源 电压,灯丝电阻不变,所以通过L1的 电流不变;另外滑片在移动的过程中, 滑动变阻器的阻值不改变,所以L2亮 度也不改变。滑片向左移动时,电压表 的测量范围增大,所以电压表示数变大。
【拓展】 一只小灯泡上标有“2.5V,0.3A” 字样,即该灯泡在2.5V的电压下正常发光时 的电流为0.3A。现在只有一个电压为4V的电 源,为了使小灯泡正常发光,要串联一个多 大的电阻? 【解析 】根据串联电路的电压关系得到 UR =U-UL=4V-2.5V=1.5V 所以 R=UR/I=1.5V/0.3A=5Ω. 知识点: 串联的分压特点;欧姆定律。
图9
【拓展】做完了“伏安法”测电阻的实 验后,老师要求同学们讨论在器材不完备 (其它器材符合要求)的情况下测量未知电 阻Rx的方法。 (1) 如果第1组同学没有电压表,但多 了一个定值电阻R0,该怎么做?用电路图分 别表示出做法步骤,并写出计算Rx的表达式。 (2)第2组同学没有电流表,但也多了一 个定值电阻R0,该怎么做?用电路图分别表 示出做法步骤,并写出计算Rx的表达式。
表示它的
是50Ω和
是1.5A。通常在
使用前将电阻调到
。(滑动变阻器铭牌的意思)
二、重点、难点突破
【例1】下列关于电阻的说法正确的是( )
A、导体两端的电压越大,电阻越大
B、导体中的电流越小,电阻越大
C、导体不接入电路时,电阻为零
D、导体的电阻与电压、电流的大小无关,一个 导体的电阻若是10Ω,那么当他没接入电路时,阻 值仍然是10Ω
【解析】(1)第1组同学缺了电压表,无法测出Rx两 端的电压,不能直接运用“伏安法”,若把定值电阻 R0和电流表串联起来接入电路,用电流表测出通过它 的电流I0根据欧姆定律,就可以算出它两端的电压 U0=I0R0。 将它们并联在Rx的两端, 就等于给Rx造了一个电压表, 就能间接测出Rx两端的电压 Ux=U0 (如图20—7中的虚 线部分)再将电流表改接到 Rx支路上,测出通过Rx的电 流Ix,就可以求出
1、导体对电流的 叫电阻,其国际单 位是 ,常用单位有 、 等。导体的电 阻大小跟导体的 、 、 和 有关。 (电阻) 2、实验室常用的变阻器 和 ,它 们是通过改变接入电路中的 来改变电 阻的。(滑动变阻器的原理) 3、8MΩ= KΩ= Ω. 600Ω= KΩ= MΩ. (电阻的单位换算) 4、有10Ω的电阻若干个,要用它们组成一个2Ω 的电阻应 ;组成一个60Ω的电 阻 。(串、并联电路的电阻关系)
A、2:1 B、1:2
C、3:1 D、1:3 知识点:串联分压及 电路分析
图4
7、下列四组电阻分别并联以后总电阻最小的是 ( )(知识点:并联电路的电阻关系) A、R1=10Ω R2=100Ω B、R1=4Ω R2=40Ω C、R1=20Ω R2=30Ω D、R1=12Ω R2=60Ω 8、如图5所示电路,若 甲、乙均为电流表时,断 开开关S,两电流表读数 为I甲:I乙=2:3 ;若甲、 乙均为电压表时,闭合开 关S,则两电压表的读数 V甲:V乙= 。 图5 (知识点:串联分压,并联分流)
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