九年级物理全册第15章探究电路单元总结（附解析沪科版）.doc

1 第十五章 探究电路 单元总结 思维导图2 知识要点一、电阻、变阻器 【知识详解】 1.电阻： （1）定义：导体对电流的阻碍作用叫电阻。 （2）单位：欧姆（Ω），常用单位还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）。 （3）决定电阻大小的因素：长度、材料、横截面积以及温度。 2.变阻器： （1）滑动变阻器： ①结构：瓷筒、电阻线、金属棒、金属滑片、接线柱。 ②符号： 。 ③使用：a.能使滑动变阻器电阻变化的接法有 4 种（“一上一下”）；b.不能使滑动变阻器电阻变化的接法 有 2 种，其中“同下”电阻总是很大，而“同上”电阻总是很小；c.“看下不看上”滑片越靠近下端的接 线柱，接入电路的电阻越小。 （2）电阻箱： ①符号： 。 ②读数：各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的电阻。 ③优缺点：能表示出连入电路的阻值，但不能够逐渐改变连入电路的电阻。 要点诠释： 1.电阻是导体的性质，电阻的大小与导体的长度、材料、横截面以及温度有关，与导体两端的电压和通过 导体的电流无关。 2.在其他条件相同时，导体的横截面积越大，电阻越小；在其他条件相同时，导体的长度越大，电阻越大。 3.变阻器的原理是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻。 【典例分析】 例 1、（2018•河北模拟）如图所示的两个电路中，电源电压相等且保持不变。闭合开关 S，当滑动变阻器的 滑片 P 都向右移动时，灯泡 L1 和 L2 的亮度变化情况是（　　） 知识要点3 A.L1 变暗，L2 亮度不变 B．L1、L2 都变亮 C. L1 变亮，L2 变暗 D．L1、L2 都变暗 【答案】A 【解析】甲图中 L1 和滑动变阻器串联，滑片向右移动时，连入电路中的电阻变大，对电流的阻碍作用就大， 灯泡变暗；乙图中，L2 和滑动变阻器并联，滑动变阻器向右移动时连入电路的电阻变大，但是不会影响 L2 支路的电流，所以灯泡 L2 亮度不变。 【技巧总结】 首先分析两图中灯与滑动变阻器的连接方式。甲图是串联，当滑片移动时，判断滑动变阻器连入电路中电 阻的变化，再根据电阻对电流有阻碍作用，电阻越大，电流越小，可以判断灯泡的亮暗；乙图中灯泡和滑 动变阻器并联，滑动变阻器的变化不能引起流过灯泡的电流的变化。 知识要点二、欧姆定律 【知识详解】 1.电流跟电压的关系：保持电阻不变时，电流跟电压成正比。 2.电流跟电阻的关系：保持电压不变时，电流跟电阻成反比。 3.内容：一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。 4.公式表达： 要点诠释： 1.三个物理量之间关系：（1）电流 I、电压 U、电阻 R 是对同一段电路或同一电阻而言。 （2）I、U、R 必须对应同一时刻。 2.适用范围：①电路中不含电源那段。 ②适用于电能全部转化为内能的用电器。例如：电灯、电炉等，不适用于电动机。 3.公式变形为 的意义： （1）导体的电阻大小可以用导体两端的电压跟通过导体中的电流的比值来表示，这是测电阻的一种方法。 对于同一段导体，U、I 的比值是一定的；对于不同的导体，U、I 的比值一般不同。U、I 的比值只说明了电 阻的大小。 （2）导体的电阻不由电压电流决定，它由导体本身的材料、长度、横截面积和温度决定。所以无论电压、 R UI = I UR =4 电流怎样变化，甚至变为零，导体电阻依然为原来大小，故不能由“ ”得出“导体的电阻跟导体两 端电压成正比，跟通过的电流成反比”结论。 （3）如图是两电阻的伏安曲线，则:R1>R2 【典例分析】 例 2、（2018•深圳模拟）下列关于电流、电压和电阻的说法中，正确的是（　　） A．自由电荷的移动形成了电流 B．规定自由电子定向移动的方向为电流方向 C．电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流 D．电阻是导体对电流的阻碍作用。没有电流通过导体时，导体的电阻为零 【答案】C 【解析】A、电荷的定向移动会形成了电流，故 A 错误。B、规定正电荷定向移动的方向为电流方向，故 B 错误。C、电压的作用是产生电流；即电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流；故 C 正确。D、电阻是 导体本身的属性，与电流、电压的大小无关；即使没有电流，电阻也不是 0；故 D 错误。 【技巧总结】 本题综合考查了电流的形成、方向的规定，电压的作用以及电阻的影响因素。考查的面比较全，但是都比 较基础。 【典例分析】 例 3、（2017•河北）当加在某段导体两端的电压为 24V 时，通过它的电流为 1.2A，若加在该段导体两端的 电压减小 6V 时，则通过它的电流和它的电阻分别是(　) A.0.9A，10Ω B.1.2A，10Ω C.0.9A，20Ω D.1.2A，20Ω 【答案】C 【解析】根据 可得：导体的电阻 ； 因电阻与两端的电压和通过的电流无关，所以当导体两端的电压减小 6V 时，导体的电阻仍为 20Ω。 当导体两端电压减小 6V 时，即 U′=18V 时，通过的电流 。 I UR = UI R = 24 201.2 U VR I A = = = Ω ' 18' 0.920 U VI AR = = =Ω5 【技巧总结】 导体的电阻不由电压电流决定，它由导体本身的材料、长度、横截面积和温度决定。所以无论电压、电流 怎样变化，甚至变为零，导体电阻依然为原来大小，故不能由“ ”得出“导体的电阻跟导体两端电 压成正比，跟通过的电流成反比”结论。 知识要点三、串、并联电路中电阻的特点 【知识详解】 1.串联电路： （1）电流特点：串联电路中各处电流都相等。公式：I=I1=I2=……=In （2）电压特点：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。公式：U=U1+U2+……+Un （3）电阻的特点：串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。公式：R=R1+R2+……+Rn （4）串联电压特点：在串联电路中，电压的分配与电阻成正比。公式： 2.并联电路： （1）电流的特点：并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。公式：I=I1+I2+……+In （2）电压特点：并联电路中，各并联支路两端的电压相等，且等于并联电路两端的总电压。公式： U=U1=U2=……Un　 （3）电阻的特点：并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。公式: （4）并联电特点：在并联电路中，电流的分配与电阻成反比。公式： 　　 【典型分析】 例4、 （2017•海南中考）有两个定值电阻分别标有“40Ω 0.5A”和“10Ω 1A”字样，若将这两个电阻 串联起来接入电路中则它们两端所加的电压不得超过 V；若将这两个电阻并联起来接入电路中则干路 中允许通过的最大电流是 A。 【答案】25V，1.25A 【解析】从题可知，两个电阻允许通过的最大电流值分别是 Imax1=0.5A，Imax2=1A， ∵Imax1＜Imax2 ∴当它们串连接到电路里时，为了让每一个用电器都工作，串联电路中的电流为 Imax1=0.5A； 因此串联电路两端的最大电压为：U=Imax1（R1+R2）=0.5A×（40Ω+10Ω）=25V； I UR = 1 1 2 2 U R U R = 1 2 1 1 1 1..... nR R R R = + + + 1 2 2 1 I R I R =6 两个电阻两端的最大电压分别是 Umax1=I1R1=0.5A×40Ω=20V，Umax2=I2R2=1A×10Ω=10V， ∵Umax1＞Umax2 ∴当它们并连接到电路里时，为了让每一个用电器都工作，并联电路两端的电压为 Umax2=10V， 此时并联电路中干路上允许的最大电流为： 。 【技巧总结】 串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。串联电路中各处电流都相等。串联电路中让每一个用电器都能工 作，电流最大应为定值电阻的最小额定电流。根据欧姆定律就可以计算出加在两个电阻两端的最大电压。 知识要点四、测电阻 【知识详解】 方法 器材 主要步骤 原理 电路图 伏安法 电源、滑动变阻 器、电流表、电 压表、待测电阻 调节滑动变阻器滑片 P 的位置，改 变电阻两端电压分别为 U1、U2、U3 观察电流表每次对应的数值，I1、I2、 I3 分别填入设计的记录表格： 伏阻法 电源、两个开关 电压表、定值电 阻、待测电阻 ①S1 闭合，S2 断开，电压表的示数 为 U1；②S1 断开，S2 闭合，电压表 的示数为 U2； 安阻法 电源、两个开关 电流表、定值电 阻、待测电阻 ①S 闭合，S1 断开，电流表示数为 I1；②S、S1 闭合，电流表的示数为 I2； 等效替 代法 电源、电流表、 两个开关、一个 电阻箱、滑动变 阻器、待测电阻 ①把开关 S2 闭合，调节滑动变阻器 到适当位置，读出电流表的示数为 I； ②把开关 S1 闭合 S2 断开，调节电阻 箱，使电流表的示数为 I； Rx=R 【典型分析】 例 5、（2017•海南中考）如图所示的电路中，电源电压为 18V 保持不变，当开关闭合时，电流表的示数为 0.5A,电压表示数为 5V。 (1) 电阻 R1 的阻值是多少? (2) 若电流表的量程是 0～0.6A,电压表的量程是 0～15V,则滑动变阻器连入电路的阻值最小是多少欧? ' 2 1 2 2 1 10 1 1.2540 U VI I I I A AR = + = + = + =Ω x UR I = 2 1 1 x o U UR RU −= 1 2 1 o x I RR I I = −7 【思路点拨】 【答案与解析】R1 与 R2 串联,可由 R= 求出定值电阻 R1 的大小,当滑动变阻器连入电路中的电阻小于某一 值时,电流表会超过量程或 R1 两端电压会超过 15V,导致烧坏电流表或电压表。 (1)R1= = =10Ω。 (2)当电流表示数达到最大值 0.6A 时,R 总= = =30Ω。 R 滑= R 总-R1=30Ω-10Ω=20Ω.即 R2＜20Ω 时,电流表会因电流大于 0.6A 而被烧坏。 此时,U=IR1=0.6A×10Ω=6V＜15V,电压表可以正常使用,由以上可知 R2 不能小于 20Ω。 【技巧总结】 本题考查用临界法求极值的问题，关键是要清楚滑动变阻器在电路中除了能起到改变电路中的电流的作用, 还能起到保护电路元件的作用。熟练掌握欧姆定律及其变形式，并能准确的分析出电表取各极值时电路的 连接情况，注意欧姆定律在使用时的同时性、同一性的原则。 知识要点五、家庭用电 【知识详解】 1.家庭电路的组成：进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器、插座、开关等（要按顺序填写）。 2.各部分的作用及连接： （1）火线和零线（进户线）：给用户提供家庭电压的线路，分为火线和零线。火线和零线之间有 220V 的 电压，火线和地线之间也有 220V 的电压，正常情况下，零线和地线之间电压为 0V。 （2）地线：地线不与室外的进户线相接，而是连接在住宅楼埋入大地的接地导体上。 （3）三孔插座：左零（线）、右火（线）、上接地（线）。 （4）灯泡：螺口灯泡的螺旋金属接零线；灯泡尾部的金属柱接灯头的弹簧片，再通过开关接火线。 3.安全用电： （1）触电事故：是指一定大小的电流通过人体所引起的伤害事故。 （2）触电形式：单线触电，火线、人体和大地构成回路；双线触电，火线、人体和零线构成回路。8 （3）安全用电：家庭电路的安装应当符合安全用电的要求；不要弄湿用电器；保护好用电器的绝缘体，不 使它的火线裸露；对于有金属外壳的家用电器，其外壳要接地；在户外，不要靠近高压带电体。 （4）触电急救：赶快切断电源，或者用干燥的木棍、竹竿将电线挑开，使触电的人迅速脱离电源。发生火 灾时，要首先切断电源，绝不能带电泼水救火。 要点诠释： 1.电路的连接：各种用电器是并联接入电路的，插座与灯座是并联的，控制各用电器工作的开关与用电器 是串联的。 2.开关和用电器串联，控制用电器，如果开关短路用电器会一直工作，开关不能控制，但不会烧干路上的 保险丝。 【典型分析】 例 6、（2018•山东）小明同学想在家里安装一盏照明灯，如图所示是他设计的电路。图中虚线框 1 和 2 应连 入开关和电灯，则开关应装在 方框中。安装完毕后，闭合开关，电灯不亮，用测电笔分别测试 a、 b、c 点时，测电笔的氖管都发光，则电路的故障为 。 【答案】2；零线断路 【解析】保险丝接在火线上，开关应接在灯与火线之间。因此开关应接在 2 处。当测电笔分别测试 a、b、c 点时，测电笔的氖管都发光，说明火线上有电，而零线处不该亮，但也亮了，说明通过电灯、开关与火线 相通了，故零线断路。 【技巧总结】 本题考查了用测电笔检测电路的故障和电灯与开关的接法。在正常情况下，测电笔测火线应亮，测零线应 不亮。