2018-2019学年九年级物理全册 第十六章 电压、电阻与含表电路分析讲义2 （新版）新人教版.doc

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电压、电阻与含表电路分析 漫画释义 知识互联网 思路导航 串并联电路中电压的特点 ①串联电路中总电压等于各部分电路电压之和: ②并联电路中各支路两端的电压都相等: 金属电阻丝阻值大小的影响因素 ①导体的电阻是导体本身的一种性质, 它跟导体两端是否有电压以及导体中是否有电流无关; ②导体电阻的大小跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关 ③电阻定律(决定式) ρ为电阻率——常用单位Ωm S为横截面积——常用单位m2 R为电阻值——常用单位Ω L为导线的长度——常用单位m ④电阻率ρ——某种材料制成的长1m、横截面积是1m2的在常温下(20℃时)导体的电阻, 叫做这种材料的电阻率. 真假滑动变阻器的识别 甲 乙 丙 丁 戊 分析： ①甲、乙等效, RP均为可以调节阻值的“真”滑动变阻器. ②丙中RP全部阻值接入电路, 滑片移动不能改变接入电路的电阻丝长度, 只能改变电压表的测量范围. ③丁中RP可以调节接入电路中的电阻值, 是“真”滑动变阻器. ④戊中RP是与丙中相同, 滑片移动不能改变接入电路的电阻丝长度, 只能改变电压表的测量范围. 模块一 电压基础知识 例题精讲 【例1】 判断题： 电路中有电流, 电路两端就要有电压( ) 电路两端有电压, 电路中一定会有电流( ) 电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流( ) 对人体安全电压就是不高于220V( ) 【答案】 对 错 对 错 【例2】 9．“低碳生活, 从我做起”. 初三年级的同学们在不影响书写、阅读的前提条件下, 坚持在教室少开两盏照明灯. 当这两盏灯熄灭后, 跟原来相比( ) A．电路中的电流增大了 B．电路中的电阻减小了 C．电路两端的电压降低了 D．电路两端电压不变 【答案】 D 【例3】 9、某同学按如图所示电路做伏安法测小灯泡电阻的实验, 则一“试触”, 就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度, 发生这种现象的原因可能是( ) A．电流表的正、负接线柱接反了 B．小灯泡的灯丝断了 C．线路接错, 电路中的某处发生了短路 D．以上说法都不正确 【答案】 C 模块二 电压测量范围判定及电路电压特点 例题精讲 【例4】 如图所示的电路, 开关S闭合后, 两个电压表V1和V2的示数分别为6V和4V, 由此可知电阻R1、R2两端的电压分别是( ) A．4V、2V B．2V、4V C．6V、4V D．4V、6V 【答案】 A 【例5】 如图所示电路, 闭合S1后, 三盏灯发光; 当再闭合S2后(灯泡没有被烧坏) ,电压表示数将( ) A. 不变 B. 变大 C. 变小 D. 不能确定 【答案】 B 【例6】 请判断哪几个用电器可以工作及其连接方法, 说出电压表测量范围. S R1 R3 V1 V2 R2 【答案】 R1、R2、R3均可工作, 连接方式为并联 V1测量R1和R2两端电压之和, V2测量R2和R3两端电压之和 【例7】 请完成下面实物图的连接, 在不拆卸电路的条件下, 通过开关的操作, 可以实现电路的变换, 测出两盏灯泡在串联情况下各自电压的大小. (电源电压不变, 不考虑灯泡灯丝电阻变化) (1) 操作步骤及记录数据： (2) 在此串联电路中, 灯泡L1的电压大小为 ; 灯泡L2的电压大小为 .(用实验步骤中所记录的数据来表示) 【答案】 (1)闭合S1, 记录电压表示数为U1; 再闭合S2, 记录电压表示数为U2. (2)U1, U1- U2 【例8】 补充一根导线, 通过控制开关, 测量出R0和RX各自两端的电压, 简述实验步骤及数据计算的方法. 【答案】 补充导线如右图; 只闭合S1, 电压表示数为U1, 只闭合S2, 电压表示数为U 则R0两端电压为U1, RX两端电压为U2-U1 【例9】 补充一根导线, 通过控制开关, 测量出R0和RX各自两端的电压, 简述实验步骤及数据计算的方法. 1 P A B R0 Rx S1 S2 S3＝2 【答案】 补充导线如右图; 只闭合S3, 电压表示数为U1, 只闭合S2, 电压表示数为U2, 则R0两端电压为U1-U2, RX两端电压为U2 【例10】 如下图, 电压表V1示数为6V, 电压表V2示数为7V, 电压表V3示数为10V, 求各个电阻电压分别为多少? 【答案】 , , 模块三 填表问题 例题精讲 【例11】 (1)如图所示的电路中, 当电键S1闭合, S2断开时, a表为 , b表为 表时, R1、R1是串联的, 且a表测的是 的 , b表测的是 的 (选填“电流”或“电压”)． (2)当电键S1、S2都闭合时, a表为 表 , b表为 表时, R1、R1是并联 的, 且a表测的是 的 , b表测的是 的 (选填“电流”或“电压”)． 【答案】 电流表; 电压表; 串联电路; 电流; ; 电压; 电压; 电流; 电源; 电压; 干路; 电流 【例12】 下图所示的电路中, L1、L2正常发光, a、b是两只电表, 则( ) A．a是电流表, b是电压表 B．a是电压表, b是电流表 C．a、b都是电流表 D．a、b都是电压表 【答案】 A 【例13】 在如图所示电路中, 电表①应是 表; 电表②应是 表; 电表③应是 表; 电表④应是 表． 【答案】 电流、电压、电流、电压 模块四 电阻 例题精讲 【例14】 如图是探究“影响电阻大小因素”的实验装置(已知a、b、d粗细相同; b、c、d长短相同; c比a、b、d粗). 本实验通过观察比较__________来判断金属丝电阻的大小. 若探究电阻大小与导体横截面积的关系应选择的两根金属丝是________. 【答案】 电流表示数 bc 【例15】 29.小亮同学想通过实验探究“电阻的大小与哪些因素有关”. 他利用四根如图所示的金属丝进行实验. 已知图中A为锰铜丝, B、C、D为镍铬合金丝, S表示金属丝的横截面积. (1)若要探究导体电阻的大小跟材料的关系, 应选用金属 丝B和金属丝_______进行实验. (2)若要探究导体电阻跟__________的关系, 应选用金属丝B、D进行实验. 【答案】 A; 长度 【例16】 关于铜导线, 下列说法正确的是( ) A．铜导线是导电能力最好的导线 B．铜导线均匀拉长后, 电阻变小 C．铜导线截成两段后并成一根使用, 电阻变小 D．铜导线的温度升到足够高时, 电阻为零 【答案】 C 【例17】 一根粗细均匀的长为L的金属导线, 其电阻为R．当把它均匀拉长到2L时, 其电阻为 , 当把它对折后使其长度为L/2时, 电阻为 , 粗细不变使其长度变为L/2, 则电阻为 . 【答案】 【例18】 如图所示, 滑动变阻器以下四种接法中, 滑片向右移动, 连入电路中的电阻增大的是( ) A B C D 【答案】 B 【例19】 25．如图所示的电阻箱的示数是________Ω. (2分) 1 100 1000 10 【答案】 xx 【例20】 小鹏同学想自制一盏小的调光灯, 现在他手中有电位器(电位器的O处有一个旋钮)、小灯泡等电学元件, 如下图所示. 请你帮他连接电路, 当他顺时针扭动O处旋钮时, 小灯泡变亮; 逆时针旋转旋钮时, 小灯泡变暗. 【答案】 如右图 【例21】 小华同学学过电阻的概念后, 想利用“等效替代” 的方法来测小灯泡的电阻, 他现有的实验器材：电源、电阻箱一个、被测小灯泡一只、电流表一只开关两个、导线若干. 请画出电路图, 并简述实验步骤. 【答案】 先闭合S1, 记下电流表示数I; 再断开S1, 闭合S2, 调节电阻箱, 使电流表示数仍然为I. 记下电阻箱读数R, RL=R. 【例22】 开关闭合后, 判断电灯或电阻与滑动变阻器的连接关系及电表测量范围 V 甲 a V R1 A1 S P R2 b A2 乙 A1 A2 V L S R P 【答案】 甲：并联 A1测干路电流, A2测R1所在支路电流, V测R1或R2或电源电压 乙：并联 A1测干路电流, A2测滑动变阻器R所在支路电流, V测L或R或电源电压 模块五 探究型实验设计及实验数据处理 例题精讲 【例23】 38．实验桌上现有如下器材：符合要求的电源, 电阻箱(电路图符号 )1个, 已调零的电流表1块, 刻度尺1把, 粗细均匀、横截面积为1mm2的合金丝1盘, 开关2个, 带有金属夹的导线若干. 请使用现有的实验器材, 设计实验证明：导体电阻的大小与导体长度成正比. (在电路图中合金丝用电阻的符号表示) (1)在右边方框内画出符合要求的电路图. (2)写出主要实验步骤. (3)画出实验数据记录表. 【答案】 (1) (2)①用刻度尺量取一段合金丝L, 将这段合金丝按电路图连入电路. ②先闭合开关S1, 观察电流表的示数I; 断开开关 S1, 调节电阻箱R2为一适当值, 闭合开关 S2, 观察电流表的示数, 如与 S1闭合时的电流I不相等, 断开S2, 再次调节电阻箱, 直到电流表示数与 S1闭合时的电流I相等, 读出此时电阻箱的示数R2; 断开S2, 在表格中记录L、R2的值. ③用刻度尺量取一段更长的合金丝L, 仿照步骤①②再进行5次测量. ④由于开关S1、S2依次闭合时电流表的示数相等, 所以合金丝的电阻R1与电阻箱的电阻R2相等. 其它方法正确给分. (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．某中学物理课外兴趣小组同学想探究影响导体电阻大小的因素, 他们由电影院电影散场时门越窄、通道越长, 人流越难通过, 猜想导体电阻的大小可能与导体的长度和横截面积有关. 他们决定首先探究导体长度对其电阻的影响, 于是他们找来了用同种材料制成的横截面积都为2mm2的几种长度不同的导体, 利用电流表和电压表分别测量各导体的电阻, 然后根据实验数据绘成如图所示的图像. 由图像可知：导体长度为8m时, 其电阻值为 . 【答案】 4Ω 【例25】 小华在探究某电路中电阻关系时, 根据实验数据绘制了电阻R2随电阻R1变化的图像, 如图所示. 请你根据该图像和已有知识判断：当电阻R1＝74Ω时, 电阻 R2＝ Ω. 【答案】 6 【例26】 34．将定值电阻R1和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R2串联后接在电压保持不变的电源两端. 当滑动变阻器的滑片P从一端移动到另一端时, 定值电阻R1两端的电压U1和滑动变阻器R2两端的电压U2的关系图像如图所示. 请你写出滑动变阻器R2两端的电压U2和定值电阻R1两端的电压U1的关系式：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．取六根长度不同、粗细均匀的同种材料的合金丝进行实验, 给它们通过相同的电流时, 分别测得其两端电压值U和对应的长度值L如下表所示. 请根据表中数据归纳出电压U与长度L关系：在 的条件下, 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、粗细相同、电流相同 (1分) U=1.2 L (1分) V A R S 【例28】 34．小红想探究导体电阻的大小与导体长度的关系. 她选择了粗细均匀、横截面积为1 mm2的某种合金丝, 利用如图所示的电路分别测量了该合金丝不同长度的电阻值, 实验数据如下表所示. 请根据表中数据归纳出该种合金丝的电阻R与电阻丝长度L的关系：常温时, 在 的条件下, 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】 保持合金材料和横截面积1mm2不变(或“合金材料和截面积一定”) 1.2L  复习巩固 【练1】 在不改变电路连接方式(电路中的电阻均不变), 也不拆卸电路的情况下测出此电路中电灯泡及定值电阻丝R各自两端的电压. 请完成下图的连接, 并画出电路图, 简述实验步骤. 【答案】 实验步骤： ①闭合S1、S3, 记下电压表示数为U1. ②再断开S3, 闭合S2, 记下电压表示数为U2 【练2】 在不改变各个电阻阻值、不拆卸电路的情况下, 可否测量出电阻R和R2两端各自的电压值? 【答案】 此题中R2实为假滑动变阻器, R2全部连入电路 将滑片滑至最左端, V的示数为U1, 将滑片滑至最右端, V的示数为U2 则UR=U1, UR2=U2-U1 【练3】 小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”．a、b为长度一样的镍铬合金丝, b比a的横截面积大．关于此实验, 下列说法正确的是( ) A．小灯泡越亮, 表示接入的合金丝电阻越大 B．利用此装置只能探究导体电阻大小和横截面积的关系 C．利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系 D．为了准确比较两条合金丝的电阻, 可在电路中串联一个电压表 【答案】 C 【练4】 34．为了探究串联电路总电阻与各电阻之间的关系, 小芳设计了如图所示的实验电路, 其中R1是电阻箱, R2是定值电阻, 用R表示R1与R2串联的总电阻(即等效电阻). 用电流表测量串联电路中的电流I, 用电压表测量A、B两点间的电压U. 小芳通过实验记录的数据如下表所示. 请根据表中的实验数据, 归纳出总电阻R跟电阻R1的关系式： . 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 风筝引下天空的闪电 　　春天来了, 许多人喜欢放风筝. 　　富兰克林就是一个爱放风筝的孩子, 而且方法很特别. 他把风筝带到湖边, 脱下衣服, 把线系在腰上, 自己在湖里游泳, 让风筝在空中飞翔. 后来长大了, 还想用这个方法, 系着风筝横渡英吉利海峡哩！ 　　在富兰克林的那个时代, 关于电, 人们只知道摩擦可以生电, 知道正电和负电相接近的时候会发出电火花. 另外, 还知道闪电会把人击毙, 别的就没有了. 　　富兰克林做过一些实验, 他认为实验室里得到的电, 和天上的闪电现象是一回事. 他把这个见解写成论文送到英国皇家学会去讨论, 却受到了权威们的嘲讽. 富兰克林并不气馁, 他决心把天空的闪电引下来, 用事实证明它跟实验室里制造的电没有两样. 　　怎样才能把空中的闪电引到地面上来呢? 富兰克林想到了他小时候很喜欢玩的风筝. 风筝是可以升到空中去的. 他用一块大丝绸做成一只菱形的风筝, 在十字形的风筝骨架上装上金属丝. 在一个阴云满天的时候, 他带着儿子到野外, 等待电闪雷鸣. 　　雷雨到来了, 富兰克林让儿子拉着风筝跑起来. 风筝随风飞上天空, 大滴的雨点把风筝和牵风筝的线都淋湿了. 富兰克林把一个铜钥匙系在线的末端, 使铜钥匙接触着莱顿瓶上的金属板. 　　耀眼的闪电一阵又一阵, 雷声隆隆, 富兰克林看到风筝线上的纤维全都直立起来. 　　雷雨过后, 富兰克林用金属又去接触莱顿瓶, 果然迸放出蓝色的电火花！ 　　他的儿子兴奋地叫道：“爸爸, 真出现电火花了, 您看到了吗? 天上的电和实验室里的电, 真是一回事哩！”“看到了, 看到了, 亲爱的孩子. ”富兰克林高兴地回答, 激动极了. 　　你大概也没有想到吧, 这个历史上著名的实验, 是一位伟大的科学家用他在少年时代喜爱的风筝来完成的. 叱咤天空的雷电, 从古到今, 曾为许多诗人所讴歌, 当然也被一些迷信的人们所崇拜. 但是, 科学的发展, 终于粉碎了迷障, 使神秘的雷电不再神秘了. 　　在日常生活中, 我们有时会看到：两条通电导线, 当接头靠近到一定程度时, 会有火花迸发出来, 产生放电现象. 闪电, 就是大气的一种放电现象. 原来, 在气体内部和云与地面之间就形成了很强的电场. 电场的平均强度可以达到每厘米几千伏甚至上万伏. 如此强大的电场, 可以击穿大气层, 爆发出强烈的亮光和巨大的声响, 这就是闪电和雷鸣.