2018-2019學(xué)年九年級物理全冊 第十六章 電壓、電阻與含表電路分析講義2 （新版）新人教版

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1、 電壓、電阻與含表電路分析 漫畫釋義 知識互聯(lián)網(wǎng) 思路導(dǎo)航 串并聯(lián)電路中電壓的特點 ①串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電路電壓之和: ②并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓都相等: 金屬電阻絲阻值大小的影響因素 ①導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì), 它跟導(dǎo)體兩端是否有電壓以及導(dǎo)體中是否有電流無關(guān); ②導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān) ③電阻定律(決定式) ρ為電阻率——常用單位Ω·m S為橫截面積——常用單位m2 R為電阻值——常用單位Ω L為導(dǎo)線的長度——常用單位m

2、④電阻率ρ——某種材料制成的長1m、橫截面積是1m2的在常溫下(20℃時)導(dǎo)體的電阻, 叫做這種材料的電阻率. 真假滑動變阻器的識別 甲 乙 丙 丁 戊 分析： ①甲、乙等效, RP均為可以調(diào)節(jié)阻值的“真”滑動變阻器. ②丙中RP全部阻值接入電路, 滑片移動不能改變接入電路的電阻絲長度, 只能改變電壓表的測量范圍. ③丁中RP可以調(diào)節(jié)接入電路中的電阻值, 是“真”滑動

3、變阻器. ④戊中RP是與丙中相同, 滑片移動不能改變接入電路的電阻絲長度, 只能改變電壓表的測量范圍. 模塊一 電壓基礎(chǔ)知識 例題精講 【例1】 判斷題： 電路中有電流, 電路兩端就要有電壓( ) 電路兩端有電壓, 電路中一定會有電流( ) 電壓的作用是使自由電荷定向移動形成電流( ) 對人體安全電壓就是不高于220V( ) 【答案】 對 錯 對 錯 【例2】 9．“低碳生活, 從我做起”. 初三年級的同學(xué)們在不影響書寫、閱讀的前提條件下, 堅持在教室少開兩盞照明燈. 當這兩盞燈熄滅后, 跟原來相比(

4、 ) A．電路中的電流增大了 B．電路中的電阻減小了 C．電路兩端的電壓降低了 D．電路兩端電壓不變 【答案】 D 【例3】 9、某同學(xué)按如圖所示電路做伏安法測小燈泡電阻的實驗, 則一“試觸”, 就發(fā)現(xiàn)電流表的指針迅速擺動到最大刻度, 發(fā)生這種現(xiàn)象的原因可能是( ) A．電流表的正、負接線柱接反了 B．小燈泡的燈絲斷了 C．線路接錯, 電路中的某處發(fā)生了短路 D．以上說法都不正確 【答案】 C 模塊二 電壓測量范圍判定及電路電壓特點 例題精講 【例4】 如圖所示

5、的電路, 開關(guān)S閉合后, 兩個電壓表V1和V2的示數(shù)分別為6V和4V, 由此可知電阻R1、R2兩端的電壓分別是( ) A．4V、2V B．2V、4V C．6V、4V D．4V、6V 【答案】 A 【例5】 如圖所示電路, 閉合S1后, 三盞燈發(fā)光; 當再閉合S2后(燈泡沒有被燒壞) ,電壓表示數(shù)將( ) A. 不變 B. 變大 C. 變小 D. 不能確定 【答案】 B 【例6】 請判斷哪幾個用電器可以工作及其連

6、接方法, 說出電壓表測量范圍. S R1 R3 V1 V2 R2 【答案】 R1、R2、R3均可工作, 連接方式為并聯(lián) V1測量R1和R2兩端電壓之和, V2測量R2和R3兩端電壓之和 【例7】 請完成下面實物圖的連接, 在不拆卸電路的條件下, 通過開關(guān)的操作, 可以實現(xiàn)電路的變換, 測出兩盞燈泡在串聯(lián)情況下各自電壓的大小. (電源電壓不變, 不考慮燈泡燈絲電阻變化) (1) 操作步驟及記錄數(shù)據(jù)： (2) 在此串聯(lián)電

7、路中, 燈泡L1的電壓大小為 ; 燈泡L2的電壓大小為 .(用實驗步驟中所記錄的數(shù)據(jù)來表示) 【答案】 (1)閉合S1, 記錄電壓表示數(shù)為U1; 再閉合S2, 記錄電壓表示數(shù)為U2. (2)U1, U1- U2 【例8】 補充一根導(dǎo)線, 通過控制開關(guān), 測量出R0和RX各自兩端的電壓, 簡述實驗步驟及數(shù)據(jù)計算的方法. 【答案】 補充導(dǎo)線如右圖; 只閉合S1, 電壓表示數(shù)為U1, 只閉合S2, 電壓表示數(shù)為U 則R0兩端電壓為U1, RX兩端電壓為U2-U1 【例9】 補充一根導(dǎo)線, 通過控制開關(guān), 測量

8、出R0和RX各自兩端的電壓, 簡述實驗步驟及數(shù)據(jù)計算的方法. 1 P A B R0 Rx S1 S2 S3＝2 【答案】 補充導(dǎo)線如右圖; 只閉合S3, 電壓表示數(shù)為U1, 只閉合S2, 電壓表示數(shù)為U2, 則R0兩端電壓為U1-U2, RX兩端電壓為U2 【例10】 如下圖, 電壓表V1示數(shù)為6V, 電壓表V2示數(shù)為7V, 電壓表V3示數(shù)為10V, 求各個電阻電壓分別為多少? 【答案】 , , 模塊三 填表問題 例題精講 【例11】 (1)如圖所示的電路中, 當電鍵S1閉合, S2斷開時

9、, a表為 , b表為 表時, R1、R1是串聯(lián)的, 且a表測的是 的 , b表測的是 的 (選填“電流”或“電壓”)． (2)當電鍵S1、S2都閉合時, a表為 表 , b表為 表時, R1、R1是并聯(lián) 的, 且a表測的是 的 , b表測的是 的 (選填“電流”或“電壓”)． 【答案】 電流表; 電壓表; 串聯(lián)電路; 電流; ; 電壓; 電壓; 電流; 電源; 電壓; 干路; 電流 【例12】 下

10、圖所示的電路中, L1、L2正常發(fā)光, a、b是兩只電表, 則( ) A．a(chǎn)是電流表, b是電壓表 B．a(chǎn)是電壓表, b是電流表 C．a(chǎn)、b都是電流表 D．a(chǎn)、b都是電壓表 【答案】 A 【例13】 在如圖所示電路中, 電表①應(yīng)是 表; 電表②應(yīng)是 表; 電表③應(yīng)是 表; 電表④應(yīng)是 表． 【答案】 電流、電壓、電流、電壓 模塊四 電阻 例題精講 【例14】 如圖是探究“影響電阻大小因素”的實驗裝置(已知a、b、d粗細相同; b、c、d長短相同; c比a、b、d粗). 本實驗通過觀察比較____

11、______來判斷金屬絲電阻的大小. 若探究電阻大小與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系應(yīng)選擇的兩根金屬絲是________. 【答案】 電流表示數(shù) bc 【例15】 29.小亮同學(xué)想通過實驗探究“電阻的大小與哪些因素有關(guān)”. 他利用四根如圖所示的金屬絲進行實驗. 已知圖中A為錳銅絲, B、C、D為鎳鉻合金絲, S表示金屬絲的橫截面積. (1)若要探究導(dǎo)體電阻的大小跟材料的關(guān)系, 應(yīng)選用金屬 絲B和金屬絲_______進行實驗. (2)若要探究導(dǎo)體電阻跟__________的關(guān)系, 應(yīng)選用金屬絲B、D進行實驗. 【答案】 A; 長度 【例16】 關(guān)于銅導(dǎo)線, 下列

12、說法正確的是( ) A．銅導(dǎo)線是導(dǎo)電能力最好的導(dǎo)線 B．銅導(dǎo)線均勻拉長后, 電阻變小 C．銅導(dǎo)線截成兩段后并成一根使用, 電阻變小 D．銅導(dǎo)線的溫度升到足夠高時, 電阻為零 【答案】 C 【例17】 一根粗細均勻的長為L的金屬導(dǎo)線, 其電阻為R．當把它均勻拉長到2L時, 其電阻為 , 當把它對折后使其長度為L/2時, 電阻為 , 粗細不變使其長度變?yōu)長/2, 則電阻為 . 【答案】 【例18】 如圖所示, 滑動變阻器以下四種接法中, 滑片向右移動, 連入電路中的電阻增大的是( )

13、 A B C D 【答案】 B 【例19】 25．如圖所示的電阻箱的示數(shù)是________Ω. (2分) ′1 ′100 ′1000 ′10 【答案】 2013 【例20】 小鵬同學(xué)想自制一盞小的調(diào)光燈, 現(xiàn)在他手中有電位器(電位器的O處有一個旋鈕)、小燈泡等電學(xué)元件, 如下圖所示. 請你幫他連接電路, 當他順時針扭動O處旋鈕時, 小燈泡變亮; 逆時針旋轉(zhuǎn)旋鈕時, 小燈泡變暗.

14、 【答案】 如右圖 【例21】 小華同學(xué)學(xué)過電阻的概念后, 想利用“等效替代” 的方法來測小燈泡的電阻, 他現(xiàn)有的實驗器材：電源、電阻箱一個、被測小燈泡一只、電流表一只開關(guān)兩個、導(dǎo)線若干. 請畫出電路圖, 并簡述實驗步驟. 【答案】 先閉合S1, 記下電流表示數(shù)I; 再斷開S1, 閉合S2, 調(diào)節(jié)電阻箱, 使電流表示數(shù)仍然為I. 記下電阻箱讀數(shù)R, RL=R. 【例22】 開關(guān)閉合后, 判斷電燈或電阻與滑動變阻器的連接關(guān)系及電表測量范圍 V 甲 a V R1 A1 S P R2 b A2 乙 A1 A2 V

15、 L S R P 【答案】 甲：并聯(lián) A1測干路電流, A2測R1所在支路電流, V測R1或R2或電源電壓 乙：并聯(lián) A1測干路電流, A2測滑動變阻器R所在支路電流, V測L或R或電源電壓 模塊五 探究型實驗設(shè)計及實驗數(shù)據(jù)處理 例題精講 【例23】 38．實驗桌上現(xiàn)有如下器材：符合要求的電源, 電阻箱(電路圖符號 )1個, 已調(diào)零的電流表1塊, 刻度尺1把, 粗細均勻、橫截面積為1mm2的合金絲1盤, 開關(guān)2個, 帶有金屬夾的導(dǎo)線若干. 請使用現(xiàn)有的實驗器材, 設(shè)計實驗證明：導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體長度成正比. (在電路圖中合金絲用電阻的符

16、號表示) (1)在右邊方框內(nèi)畫出符合要求的電路圖. (2)寫出主要實驗步驟. (3)畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表. 【答案】 (1) (2)①用刻度尺量取一段合金絲L, 將這段合金絲按電路圖連入電路. ②先閉合開關(guān)S1, 觀察電流表的示數(shù)I; 斷開開關(guān) S1, 調(diào)節(jié)電阻箱R2為一適當值, 閉合開關(guān) S2, 觀察電流表的示數(shù), 如與 S1閉合時的電流I不相等, 斷開S2, 再次調(diào)節(jié)電阻箱, 直到電流表示數(shù)與 S1閉合時的電流I相等, 讀出此時電阻箱的示數(shù)R2; 斷開S2, 在表格中記錄L、R2的值. ③用刻度尺量取一段更長的合金絲L, 仿照步驟①②再進行5

17、次測量. ④由于開關(guān)S1、S2依次閉合時電流表的示數(shù)相等, 所以合金絲的電阻R1與電阻箱的電阻R2相等. 其它方法正確給分. (3) L/m R2/Ω R1/Ω R/Ω L/m 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 1 2 3 4 5 6 【例24】 34．某中學(xué)物理課外興趣小組同學(xué)想探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素, 他們由電影院電影散場時門越窄、通道越長, 人流越難通過, 猜想導(dǎo)體電阻的大小可能與導(dǎo)體的長度和橫截面積有關(guān). 他們決

18、定首先探究導(dǎo)體長度對其電阻的影響, 于是他們找來了用同種材料制成的橫截面積都為2mm2的幾種長度不同的導(dǎo)體, 利用電流表和電壓表分別測量各導(dǎo)體的電阻, 然后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪成如圖所示的圖像. 由圖像可知：導(dǎo)體長度為8m時, 其電阻值為 . 【答案】 4Ω 【例25】 小華在探究某電路中電阻關(guān)系時, 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了電阻R2隨電阻R1變化的圖像, 如圖所示. 請你根據(jù)該圖像和已有知識判斷：當電阻R1＝74Ω時, 電阻 R2＝ Ω. 【答案】 6 【例26】 34．將定值電阻R1和最大阻值為20Ω的滑動變阻器R2串聯(lián)后接在電壓

19、保持不變的電源兩端. 當滑動變阻器的滑片P從一端移動到另一端時, 定值電阻R1兩端的電壓U1和滑動變阻器R2兩端的電壓U2的關(guān)系圖像如圖所示. 請你寫出滑動變阻器R2兩端的電壓U2和定值電阻R1兩端的電壓U1的關(guān)系式：U2= U2/V U1/V 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 【答案】 6V－U1 【例27】 36．取六根長度不同、粗細均勻的同種材料的合金絲進行實驗, 給它們通過相同的電流時, 分別測得其兩端電壓值U和對應(yīng)的長度值L如下表所示. 請根據(jù)表中數(shù)據(jù)歸納出電壓U與長度L關(guān)系：在

20、 的條件下, U ＝ . L/m 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 U/V 0.24 0.48 0.72 0.96 1.2 1.44 【答案】 材料相同、粗細相同、電流相同 (1分) U=1.2· L (1分) V A R S 【例28】 34．小紅想探究導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體長度的關(guān)系. 她選擇了粗細均勻、橫截面積為1 mm2的某種合金絲, 利用如圖所示的電路分別測量了該合金絲不同長度的電阻值, 實驗數(shù)據(jù)如下表所示. 請根據(jù)表

21、中數(shù)據(jù)歸納出該種合金絲的電阻R與電阻絲長度L的關(guān)系：常溫時, 在 的條件下, R = . L/m 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 R/Ω 0.24 0.48 0.72 0.96 1.2 1.44 【答案】 保持合金材料和橫截面積1mm2不變(或“合金材料和截面積一定”) 1.2·L 復(fù)習(xí)鞏固 【練1】 在不改變電路連接方式(電路中的電阻均不變), 也不拆卸電路的情況下測出此電路中電燈泡及定值電阻絲R各自兩端的電壓.

22、請完成下圖的連接, 并畫出電路圖, 簡述實驗步驟. 【答案】 實驗步驟： ①閉合S1、S3, 記下電壓表示數(shù)為U1. ②再斷開S3, 閉合S2, 記下電壓表示數(shù)為U2 【練2】 在不改變各個電阻阻值、不拆卸電路的情況下, 可否測量出電阻R和R2兩端各自的電壓值? 【答案】 此題中R2實為假滑動變阻器, R2全部連入電路 將滑片滑至最左端, V的示數(shù)為U1, 將滑片滑至最右端, V的示數(shù)為U2 則UR=U1, UR2=U2-U1 【練3】 小明用如圖所示的器材探究“影響電阻大小的因素”．a(chǎn)、b為長度一樣的鎳鉻

23、合金絲, b比a的橫截面積大．關(guān)于此實驗, 下列說法正確的是( ) A．小燈泡越亮, 表示接入的合金絲電阻越大 B．利用此裝置只能探究導(dǎo)體電阻大小和橫截面積的關(guān)系 C．利用此裝置能探究導(dǎo)體電阻大小和橫截面積、長度的關(guān)系 D．為了準確比較兩條合金絲的電阻, 可在電路中串聯(lián)一個電壓表 【答案】 C 【練4】 34．為了探究串聯(lián)電路總電阻與各電阻之間的關(guān)系, 小芳設(shè)計了如圖所示的實驗電路, 其中R1是電阻箱, R2是定值電阻, 用R表示R1與R2串聯(lián)的總電阻(即等效電阻). 用電流表測量串聯(lián)電路中的電流I, 用電壓表測量A、B兩點間的電壓U. 小芳通過實驗記錄的數(shù)據(jù)如下表所

24、示. 請根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù), 歸納出總電阻R跟電阻R1的關(guān)系式： . R1 /Ω 5 10 15 20 30 R1 V A S R2 A B 40 U/V 6 6 6 6 6 6 I/A 0.4 0.3 0.24 0.2 0.15 0.12 R/Ω 15 20 25 30 40 50 【答案】 R=10Ω+R1 風箏引下天空的閃電 　　春天來了, 許多人喜歡放風箏. 　　富蘭克林就是一個愛放風箏的孩子, 而且方法很特別. 他把風箏帶到湖邊, 脫下衣服, 把線系在腰上, 自己在湖里游泳,

25、 讓風箏在空中飛翔. 后來長大了, 還想用這個方法, 系著風箏橫渡英吉利海峽哩！ 　　在富蘭克林的那個時代, 關(guān)于電, 人們只知道摩擦可以生電, 知道正電和負電相接近的時候會發(fā)出電火花. 另外, 還知道閃電會把人擊斃, 別的就沒有了. 　　富蘭克林做過一些實驗, 他認為實驗室里得到的電, 和天上的閃電現(xiàn)象是一回事. 他把這個見解寫成論文送到英國皇家學(xué)會去討論, 卻受到了權(quán)威們的嘲諷. 富蘭克林并不氣餒, 他決心把天空的閃電引下來, 用事實證明它跟實驗室里制造的電沒有兩樣. 　　怎樣才能把空中的閃電引到地面上來呢? 富蘭克林想到了他小時候很喜歡玩的風箏. 風箏是可以升到空中去的. 他用

26、一塊大絲綢做成一只菱形的風箏, 在十字形的風箏骨架上裝上金屬絲. 在一個陰云滿天的時候, 他帶著兒子到野外, 等待電閃雷鳴. 　　雷雨到來了, 富蘭克林讓兒子拉著風箏跑起來. 風箏隨風飛上天空, 大滴的雨點把風箏和牽風箏的線都淋濕了. 富蘭克林把一個銅鑰匙系在線的末端, 使銅鑰匙接觸著萊頓瓶上的金屬板. 　　耀眼的閃電一陣又一陣, 雷聲隆隆, 富蘭克林看到風箏線上的纖維全都直立起來. 　　雷雨過后, 富蘭克林用金屬又去接觸萊頓瓶, 果然迸放出藍色的電火花！ 　　他的兒子興奮地叫道：“爸爸, 真出現(xiàn)電火花了, 您看到了嗎? 天上的電和實驗室里的電, 真是一回事哩！”“看到了, 看到

27、了, 親愛的孩子. ”富蘭克林高興地回答, 激動極了. 　　你大概也沒有想到吧, 這個歷史上著名的實驗, 是一位偉大的科學(xué)家用他在少年時代喜愛的風箏來完成的. 叱咤天空的雷電, 從古到今, 曾為許多詩人所謳歌, 當然也被一些迷信的人們所崇拜. 但是, 科學(xué)的發(fā)展, 終于粉碎了迷障, 使神秘的雷電不再神秘了. 　　在日常生活中, 我們有時會看到：兩條通電導(dǎo)線, 當接頭靠近到一定程度時, 會有火花迸發(fā)出來, 產(chǎn)生放電現(xiàn)象. 閃電, 就是大氣的一種放電現(xiàn)象. 原來, 在氣體內(nèi)部和云與地面之間就形成了很強的電場. 電場的平均強度可以達到每厘米幾千伏甚至上萬伏. 如此強大的電場, 可以擊穿大氣層, 爆發(fā)出強烈的亮光和巨大的聲響, 這就是閃電和雷鳴. 31