
\l "_Tc28221" 題型二 用電壓表和電流表判斷電路故障
\l "_Tc13468" 題型三 探究串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律
\l "_Tc15835" 題型四 探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素
\l "_Tc3258" 題型五 半導(dǎo)體與超導(dǎo)現(xiàn)象
\l "_Tc8505" 題型六 滑動(dòng)變阻器的使用
\l "_Tc32602" 電壓的測量
題型一
【典型例題剖析】
【例1】某同學(xué)測量電壓時(shí),連接好電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電表指針向左偏轉(zhuǎn)至如圖甲所示位置,原因是 ;斷開開關(guān),糾正錯(cuò)誤后,再閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)指針偏至如圖乙所示位置,接下來的操作是:斷開開關(guān), ,繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
【答案】 電壓表的正負(fù)接線柱接反了 換用更小量程
【詳解】[1]閉合開關(guān),電表指針反向偏轉(zhuǎn),其原因是電壓表的正負(fù)接線柱接反了,導(dǎo)致電流從負(fù)接線柱流入。
[2]此時(shí)電壓表分度值為0.5V,示數(shù)為0.5V,所選的量程過大,應(yīng)該斷開開關(guān)后,選擇更小的量程再次實(shí)驗(yàn)。
【中考考點(diǎn)對(duì)接】
1、測量儀器:電壓表,符號(hào)是 eq \\ac(○,V)。
2、電壓表的使用
(1)電壓表必須與被測用電器并聯(lián)。
(2)電壓表的“+”接線柱連接靠近電源正極的一端,“-”接線柱連接靠近電源負(fù)極的一端(即:電流正進(jìn)負(fù)出)。
(3)選擇合適的量程(0~3V; 0~15V),被測電壓不要超過電壓表的量程。
(4)在不超過量程的情況下,允許把電壓表直接連接在電源的兩極上。
3、實(shí)驗(yàn)室中常用的電壓表有兩個(gè)量程
(1)0~3伏,每小格表示的電壓值是0.1伏。
(2)0~15伏,每小格表示的電壓值是0.5伏。
4、電流表、電壓表的比較
【解題能力提升】
【跟蹤變式訓(xùn)練】
【變式1-1】(2024·黑龍江大慶·中考真題)如圖所示,物塊處于靜止?fàn)顟B(tài),則物塊重力為 N,電流表讀數(shù)為 A,電壓表讀數(shù)為 V。
【答案】 1.6 0.52 2.3
【詳解】[1]物塊處于靜止?fàn)顟B(tài),則所受重力等于彈簧測力計(jì)的拉力,即測力計(jì)示數(shù);由圖可知彈簧測力計(jì)的分度值為0.2N,則測力計(jì)示數(shù)為1.6N,即為物體重力。
[2]如圖電流表選用的是0~0.6A量程,分度值為0.02A,故此時(shí)電流表示數(shù)為0.52A。
[3]如圖電壓表選用的是0~3V量程,分度值為0.1V,故此時(shí)電壓表示數(shù)為2.3V。
【變式1-2】在如圖甲所示電路中,L1、L2 (填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)、V1、V2是兩個(gè)相同的電壓表;當(dāng)閉合開關(guān)S后,兩個(gè)電壓表指針偏轉(zhuǎn)情況均如圖乙所示,則燈泡L2兩端電壓為 V。
【答案】 串聯(lián) 6.4
【詳解】[1]由圖甲知道,兩個(gè)燈泡串聯(lián),V1測L1電壓,V2測電源電壓。
[2]由串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和知,V2示數(shù)大于V1示數(shù),但兩電壓表指針偏轉(zhuǎn)相同,所以V1的量程為0~3V;V2的量程為0~15V;由圖乙知道,V1、V2的示數(shù)分別為1.6V和8V,即L1電壓U1=1.6V,電源電壓U=8V,所以L2兩端的電壓
【變式1-3】如圖所示,圖甲中電流表的讀數(shù)為 A,圖乙中電壓表的讀數(shù)為 。
【答案】 1.4 1.5V
【詳解】[1]甲圖中電流表所選量程的分度值為0.1A,則讀數(shù)為1.4A。
[2]乙圖中電壓表所選量程的分度值為0.1V,則讀數(shù)為1.5V。
用電壓表和電流表判斷電路故障
題型二
【典型例題剖析】
【例2】(2024·山東東營·中考真題)如圖所示,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,燈泡L1、L2都發(fā)光,一段時(shí)間后,其中一個(gè)燈泡突然熄滅,而電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)幾乎為零,由此判斷發(fā)生故障的原因可能是 。
【答案】L2斷路
【詳解】由電路圖可知,燈泡L1、L2并聯(lián),電流表測通過L2的電流。一段時(shí)間后,其中一個(gè)燈泡突然熄滅,即另一個(gè)燈泡仍能工作,說明電路故障為某處斷路;電壓表示數(shù)不變,說明電壓表兩接線柱到電源兩極的電路是通路,電流表示數(shù)幾乎為零,則發(fā)生故障的原因可能是L2斷路。
【中考考點(diǎn)對(duì)接】
1、電流表示數(shù)正常而電壓表無示數(shù),則故障原因可能是:
(1)電壓表損壞。
(2)電壓表接觸不良。
(3)與電壓表并聯(lián)的用電器短路。
2、電壓表有示數(shù)而電流表無示數(shù),則故障原因可能是:(1)電流表短路(2)和電壓表并聯(lián)的用電器開路。
3、電流表電壓表均無示數(shù),除了兩表同時(shí)短路外,最大的可能是主電路斷路導(dǎo)致無電流。
【解題能力提升】
【跟蹤變式訓(xùn)練】
【變式2-1】(2024·山東泰安·中考真題)如圖所示電路,電源電壓保持不變。閉合開關(guān)后,電路中各元件正常工作,兩個(gè)相同的電流表(均有,兩個(gè)量程)指針偏轉(zhuǎn)的角度相同。一段時(shí)間后電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度突然變?yōu)樵瓉淼模舳ㄖ惦娮杌虺霈F(xiàn)了斷路故障,其它元件均完好。針對(duì)故障電路的觀察分析,下列說法正確的是( )
A.電壓表示數(shù)為零B.電流表的示數(shù)一定大于的示數(shù)
C.一定是電阻出現(xiàn)了斷路故障D.一定是電阻出現(xiàn)了斷路故障
【答案】C
【詳解】分析電路可知,、并聯(lián)。電流表測干路電流,電流表測電流,電壓表測電源電壓。
A.電壓表測電源電壓,所以電壓表示數(shù)不為零,故A錯(cuò)誤;
BCD.兩個(gè)相同的電流表(均有,兩個(gè)量程)指針偏轉(zhuǎn)的角度相同,根據(jù)并聯(lián)電流規(guī)律,可知電流表選用大量程,電流表選用小量程,且電流表示數(shù)是電流表示數(shù)的5倍。一段時(shí)間后電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度突然變?yōu)樵瓉淼?,則電流表和電流表示數(shù)相等,所以故障是電阻出現(xiàn)了斷路故障。故C正確,BD錯(cuò)誤。
故選C。
【變式2-2】(2024·江蘇鹽城·中考真題)在探究串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)時(shí),閉合開關(guān),燈泡都不發(fā)光,電壓表無示數(shù)。以下可能的是( )
A.短路B.?dāng)嗦稢.短路D.?dāng)嗦?br>【答案】B
【詳解】A.由圖知,兩燈串聯(lián),電壓表測量的是L2兩端電壓,閉合開關(guān),燈泡都不發(fā)光,說明電路發(fā)生了斷路故障;電壓表無示數(shù),說明電壓表不能連接電源兩極,說明是L1發(fā)生了斷路故障,故ACD不符合題意,B符合題意。
故選B。
【變式2-3】(2024·山東煙臺(tái)·中考真題)(多選)如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),假設(shè)電路中只有一個(gè)元件發(fā)生故障,則故障的原因可能是( )
A.燈泡短路B.燈泡短路C.燈泡斷路D.燈泡斷路
【答案】AD
【詳解】根據(jù)題意可知,電壓表無示數(shù),一是電壓表并聯(lián)部分短路,即燈泡短路,二是電壓表兩接線柱到電源兩極中間某處斷路,即燈泡斷路,故AD符合題意,BC不符合題意。
故選AD。
探究串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律
題型三
【典型例題剖析】
【例3】(2024·山東東營·中考真題)某小組在“探究并聯(lián)電路中電壓的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中。
(1)如圖甲,根據(jù)電路圖,用筆畫線表示導(dǎo)線,將實(shí)物連接起來 ;
(2)連接電路時(shí),開關(guān)處于 狀態(tài);
(3)正確連接好電路后,閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)如圖乙所示,為 V;
(4)測得燈泡L1兩端電壓后,再測得燈泡L2兩端電壓和A、B兩端電壓,記錄數(shù)據(jù)。改變兩個(gè)小燈泡的規(guī)格,重復(fù)以上操作,其目的是 ;
(5)評(píng)估交流環(huán)節(jié),有同學(xué)提出:實(shí)驗(yàn)中連接完電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表指針反向偏轉(zhuǎn),原因是 。
【答案】(1)(2)斷開(3)2.8(4)多次測量,以得到普遍的規(guī)律
(5)電壓表正、負(fù)接線柱接反
【詳解】(1)由圖甲電路圖可知,L1、L2并聯(lián),電壓表測L1兩端電壓??梢愿鶕?jù)電流路徑法連接實(shí)物電路,電流從電源正極出發(fā),先分為兩條路徑,分別經(jīng)過L1、L2,之后匯合,再經(jīng)過開關(guān),回到電源負(fù)極;最后將電壓表并聯(lián)在L1兩端,因電源為2節(jié)干電池,電源電壓約為3V,所以電壓表選擇0~3V量程,注意電流從“3”接線柱流入、從“-”接線柱流出。作圖如下:
(2)為保護(hù)電路,連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)。
(3)由圖乙可知,電壓表量程為0~3V,分度值為0.1V,示數(shù)為2.8V。
(4)探究并聯(lián)電路中電壓的特點(diǎn),多次實(shí)驗(yàn)的目的是多次測量,以得到普遍的規(guī)律。
(5)閉合開關(guān),電壓表指針反向偏轉(zhuǎn),說明電流從“-”接線柱流入、從“+”接線柱流出,原因是電壓表正、負(fù)接線柱接反。
【中考考點(diǎn)對(duì)接】
1、串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和(即U串=U1+U2)。
2、并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,都等于電源電壓。(即U并= U1=U2)。
【解題能力提升】
【跟蹤變式訓(xùn)練】
【變式3-1】(2024·陜西·中考真題)在“探究串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中。
(1)將電壓表接入電路前,觀察到指針位置如圖1所示,為保證測量結(jié)果準(zhǔn)確,接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是 ;
(2)實(shí)驗(yàn)電路如圖2所示,請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整,使電壓表測量小燈泡兩端的電壓;
(3)用電壓表分別測出小燈泡L1兩端的電壓U1,L2兩端的電壓U2,L1和L2兩端的總電壓。換用不同規(guī)格的小燈泡多次實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),如表所示。分析數(shù)據(jù)可知,串聯(lián)電路兩端的總電壓與各部分電路兩端的電壓的關(guān)系為 (用本題中給出的字母寫出關(guān)系式)。換用不同規(guī)格的小燈泡多次實(shí)驗(yàn)的目的是 。
【答案】(1)對(duì)電壓表進(jìn)行調(diào)零
(2)
(3) 尋找普遍規(guī)律
【詳解】(1)將電壓表接入電路前,觀察到指針偏向零刻度線的左側(cè),為保證測量結(jié)果準(zhǔn)確,接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是對(duì)電壓表進(jìn)行調(diào)零。
(2)由實(shí)物圖可知電源電壓是3V,因此電壓表量程選擇“”,如圖所示:
(3)[1]由實(shí)驗(yàn)記錄表格的數(shù)據(jù)可知
U1+U2=1.6V+1.0V=2.6V=U
U1'+U2'=1.3V+1.3V=2.6V=U'
U1''+U2''=1.4V+1.2V=2.6V=U''
則
[2]換用不同規(guī)格的小燈泡多次實(shí)驗(yàn)的目的是尋找普遍規(guī)律,避免實(shí)驗(yàn)的偶然性。
【變式3-2】(2024·廣東·中考真題)探究串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律;
(1)根據(jù)圖甲所示的電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示電路連接完整;
(2)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于 狀態(tài),正確連接電路后,閉合開關(guān),若燈斷路,則兩端 (選填“有”或“無”)電壓;
(3)用電壓表分別測出電壓和。其中測時(shí),電壓表的示數(shù)如圖丙所示,示數(shù)為 V。接著更換不同規(guī)格的燈泡并多次實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)記錄見表;
①分析表中數(shù)據(jù),得到初步結(jié)論:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓 ;
②為使結(jié)論更具普遍性,小明將燈泡換成其他類型用電器并多次實(shí)驗(yàn)。此外,還可以 。
【答案】 斷開 無 1.20 之和 更換電壓不同的電源多次實(shí)驗(yàn)
【詳解】(1)[1]如圖所示,電流從電池的正極出發(fā),經(jīng)過開關(guān)、燈泡L1、燈泡L2、回到負(fù)極,故用一個(gè)導(dǎo)線將燈泡L2的右端接線柱和燈泡L1左端接線柱相連,故電路圖如圖所示:
(2)[2][3]為了保護(hù)電路,開關(guān)需要斷開;閉合開關(guān),若燈斷路,則沒有電流燈泡L1,則兩端無電壓。
(3)[4]電壓表的示數(shù)如圖丙所示,選擇小量程,分度值為0.1V,故讀數(shù)為1.20V。
①[5]分析表格中的數(shù)據(jù)可知,
故結(jié)論為串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。
②[6]為使結(jié)論更具普遍性,小明將燈泡換成其他類型用電器并多次實(shí)驗(yàn)。此外,還可以更換電壓不同的電源多次實(shí)驗(yàn),避免偶然性。
【變式3-3】(2024·黑龍江綏化·中考真題)如圖甲是“探究并聯(lián)電路的電流規(guī)律”實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)連接電路時(shí)應(yīng) 開關(guān);
(2)如圖甲,電流表測量的是燈泡 的電流,實(shí)驗(yàn)中和應(yīng)該選擇規(guī)格 (選填“相同”或“不同”)的燈泡;
(3)完成實(shí)驗(yàn)后,利用已有器材又找來電壓表“探究串聯(lián)電路的電壓規(guī)律”,設(shè)計(jì)了圖乙所示電路。閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈均不亮,電壓表示數(shù)接近電源電壓,故障原因可能是 ;(寫出一種即可)
(4)排除故障后,選擇合適的器材多次實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù),如圖丙所示,由此可得出串聯(lián)電路的電壓規(guī)律: 。(用U、、寫表達(dá)式即可)
【答案】 斷開 不同 燈泡斷路(燈絲斷了或燈泡接線柱接觸不良)
【詳解】(1)[1]連接電路時(shí),為了保護(hù)電路,開關(guān)應(yīng)斷開。
(2)[2]圖甲中,兩燈并聯(lián)在電路中,電流表與燈L1串聯(lián)在同一支路,測量燈L1電流。
[3]為了避免實(shí)驗(yàn)的偶然性,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇規(guī)格不同的燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(3)[4]圖乙中,兩燈串聯(lián)連接,電壓表測燈L1兩端的電壓,閉合開關(guān),兩燈都不亮,可能是電路出現(xiàn)了斷路,電壓表示數(shù)接近電源電壓,電壓表測量電源電壓,則其并聯(lián)部分?jǐn)嗦妨?,所以故障原因是燈L1斷路了。
(4)[5]由表格數(shù)據(jù)知,每組對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)都有:L1兩端的電壓與L2兩端的電壓之和等于L1、L2兩端總電壓,所以有
U=U1+U2
\l "_Tc15835" 探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素
題型四
【典型例題剖析】
【例4】同學(xué)們利用如圖所示電路,探究“影響導(dǎo)體電阻大小的因素”,導(dǎo)體A、B僅長度不同,A、C僅橫截面積不同,A、D僅材料不同。實(shí)驗(yàn)中通過觀察 來判斷導(dǎo)體電阻的大?。贿x用 兩根導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)時(shí),可以探究導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系。
【答案】 電流表的示數(shù) A、C
【詳解】[1]實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法的思想,通過電流表的示數(shù)大小間接得知接入電阻絲的阻值大小。
[2]探究導(dǎo)體電阻大小與橫截面積的關(guān)系時(shí),應(yīng)控制導(dǎo)體的長度和材料均相同,而橫截面積不同,應(yīng)選用導(dǎo)體A、C進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
【中考考點(diǎn)對(duì)接】
1.實(shí)驗(yàn)器材:電池組、開關(guān)、電流表、電阻演示板、導(dǎo)線、鎳鉻合金絲、錳銅合金絲。
2.實(shí)驗(yàn)裝置:
3實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)探究電阻的大小與導(dǎo)體長度的關(guān)系:選用橫截面積相同、長度不同的兩根鎳鉻合金絲,分別將它們接入電路中,觀察電流表的示數(shù)。
(2)探究電阻的大小與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系:選用長度相同、橫截面積不同的兩根鎳鉻合金絲,分別將它們接入電路中,觀察電流表的示數(shù)。
(3)探究電阻的大小與導(dǎo)體材料的關(guān)系:選用橫截面積相同、長度相同的鎳鉻合金絲和錳銅合金絲,分別將它們接入電路中,觀察電流表的示數(shù)。
4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)。當(dāng)其他量不變時(shí),導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體的長度成正比,與導(dǎo)體的橫截面積成反比。
【解題能力提升】
【跟蹤變式訓(xùn)練】
【變式4-1】小明做“探究影響導(dǎo)體的電阻大小的因素”時(shí)用到如題圖的器材與電路。作了如下的猜想:
猜想①:導(dǎo)體的電阻可能跟導(dǎo)體的橫截面積有關(guān);
猜想②:導(dǎo)體的電阻可能跟導(dǎo)體的材料有關(guān)。
(1)小鋼認(rèn)為小明做實(shí)驗(yàn)時(shí)燈光的亮度變化不夠明顯,請你幫他改進(jìn)電路 ;
(2)依次把A、B跟a、b的兩端連接,閉合開關(guān),根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析比較a、b兩根金屬電阻絲的電阻大小,可探究電阻跟 的關(guān)系,其結(jié)論是猜想 正確;
(3)以上方法在研究物理問題時(shí)經(jīng)常被用到,被稱為 法;
(4)小明連接某根電阻較大的電阻絲時(shí)長時(shí)間沒有斷開開關(guān),發(fā)現(xiàn)電燈暗了(電燈沒有老化,電源電壓不變),請你用學(xué)過的物理知識(shí)解釋其現(xiàn)象 ;
(5)小明了解到某些半導(dǎo)體的電阻隨著外界的條件改變而急劇變化,這種性質(zhì)可做成專用開關(guān),請你舉一例 。
【答案】(1)在電路中串聯(lián)一個(gè)電流表
(2) 橫截面積 ①
(3)控制變量
(4)燈絲電阻隨溫度升高而增大
(5)光敏電阻
【詳解】(1)小明做實(shí)驗(yàn)時(shí)燈光的亮度變化不夠明顯,可以在電路中串聯(lián)一個(gè)電流表,根據(jù)電流表示數(shù)比較導(dǎo)體電阻大小,電流表示數(shù)越大,說明導(dǎo)體電阻越小。
(2)[1][2]依次把A、B跟a、b的兩端連接,閉合開關(guān),a、b導(dǎo)體的長度和材料相同,橫截面積不同,則可探究電阻跟橫截面積的關(guān)系,觀察到電流表示數(shù)不同,說明猜想①正確。
(3)探究影響導(dǎo)體的電阻大小的因素時(shí),因?yàn)榇嬖诙鄠€(gè)因素,要用到控制變量法。
(4)燈絲電阻隨溫度升高而增大,時(shí)間越長,燈絲溫度越高,電阻越大,則電路中電流越小,所以電燈暗了。
(5)某些半導(dǎo)體的電阻隨著外界的條件改變而急劇變化,這種性質(zhì)可做成專用開關(guān),如光敏電阻、壓敏電阻等。
【變式4-2】如圖所示是探究影響導(dǎo)體電阻大小因素的實(shí)驗(yàn)電路,如表中給出了可供選擇的幾種導(dǎo)體,分別用A、B、C、D四個(gè)字母代表。問:
(1)實(shí)驗(yàn)中,通過觀察電流表的示數(shù)可以判斷導(dǎo)體的 大小。
(2)通過對(duì)A和 導(dǎo)體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可探究電阻的大小與長度的關(guān)系。
(3)分別將A和C兩導(dǎo)體接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)接入C導(dǎo)體時(shí),電流表的示數(shù)比接入A導(dǎo)體時(shí)更大,說明導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的 有關(guān)。
(4)生活中,通常選擇銅芯線、鋁芯線作為輸電線,而不選擇鐵芯線,是因?yàn)閷?dǎo)體的電阻還與導(dǎo)體的 有關(guān)。
(5)若實(shí)驗(yàn)中只選取金屬絲B, (選填“能”或“不能”)探究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系。
【答案】(1)電阻
(2)B
(3)橫截面積
(4)材料
(5)能
【詳解】(1)實(shí)驗(yàn)中,通過觀察電流表示數(shù)的大小的變化可以判斷導(dǎo)體電阻的大小,運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法。
(2)探究電阻的大小與長度的關(guān)系,運(yùn)用控制變量法,要控制導(dǎo)體的材料和橫截面積一定,故選取A、B導(dǎo)體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(3)選取A、C導(dǎo)體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),導(dǎo)體的材料、長度相同,橫截面積不同,實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)接入C導(dǎo)體時(shí),電流表的示數(shù)比接入A導(dǎo)體時(shí)更大,說明導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。
(4)通常選擇銅芯線、鋁芯線作為輸電線,而不選擇鐵芯線,主要應(yīng)用其導(dǎo)電性好的特性,因?yàn)閷?dǎo)體的電阻還與導(dǎo)體的材料有關(guān)。
(5)先把B接入一半,測量電路中的電流,再把B對(duì)折,測量電路中的電流,進(jìn)行對(duì)比即可,故能探究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系。
【變式4-3】請完成下列填空。
(1)如圖﹣1所示的體溫計(jì)的示數(shù)為 ℃。
(2)在“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中。如圖﹣2所示,沿水平方向 拉動(dòng)木塊測出滑動(dòng)摩擦力大小。在木塊上添加砝碼,再次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)示數(shù)變大,說明滑動(dòng)摩擦力的大小與 有關(guān)。
(3)用如圖﹣3所示的電路“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”。實(shí)驗(yàn)中通過觀察 來比較電阻的大小。
【答案】(1)37.8
(2) 勻速直線 壓力大小
(3)電流表示數(shù)
【詳解】(1)在體溫計(jì)上,1℃之間有10個(gè)小格,一個(gè)小格代表0.1℃,即此體溫計(jì)的分度值為0.1℃,此時(shí)的示數(shù)為37.8℃。
(2)[1]沿水平方向勻速直線拉動(dòng)木塊時(shí),根據(jù)二力平衡條件可知,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小等于彈簧測力計(jì)對(duì)它的拉力大小。
[2]在木塊上添加砝碼,再次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)示數(shù)變大,接觸面的粗糙程度不變,壓力越大,彈簧測力計(jì)的示數(shù)越大,說明滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)。
(3)按照如圖所示“探究影響導(dǎo)體電阻大小因素”的實(shí)驗(yàn)電路,分別接上不同的導(dǎo)體,閉合開關(guān),通過觀察電流表示數(shù)來比較導(dǎo)體電阻的大小,這種方法叫轉(zhuǎn)換法。
半導(dǎo)體與超導(dǎo)現(xiàn)象
題型五
【典型例題剖析】
【例5】超導(dǎo)體指在某一溫度下,電阻為零的導(dǎo)體。若不考慮技術(shù)和成本,超導(dǎo)體可用來制造 (選填“電熱絲”或“輸電線”)。一根電阻為的銅絲,當(dāng)它兩端電壓從降低到時(shí),其電阻為 ;連接電路時(shí),需要將其剪去一段,剩余的銅絲電阻將 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
【答案】 輸電線 11 變小
【詳解】[1]超導(dǎo)體的電阻為零,不會(huì)放熱,所以能減少電能的損失,可以制造輸電線。
[2]電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì),與電壓大小無關(guān),一根銅絲其電阻為11Ω,當(dāng)它兩端電壓從220V降低到110V時(shí),其電阻不變,為11Ω。
[3]由于連接電路時(shí)需要將其剪去一段,導(dǎo)線的長度變短,材料與橫截面積不變,其電阻將變小。
【中考考點(diǎn)對(duì)接】
1、半導(dǎo)體的特點(diǎn)
(1)概念:導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料稱作半導(dǎo)體
(2)特點(diǎn):
a.電阻比導(dǎo)體大的多,比絕緣體小的多
b.半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能受溫度、壓力、光照等因素影響較大
(3)應(yīng)用:光敏電阻、力敏電阻、熱敏電阻、二極管、三極管等。
2、超導(dǎo)現(xiàn)象和超導(dǎo)材料
(1)超導(dǎo)現(xiàn)象:某些物質(zhì)在很低的溫度時(shí),電阻變成0的現(xiàn)象。在一定條件下能發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的材料就是超導(dǎo)材料。
(2)應(yīng)用:超導(dǎo)電機(jī)、超導(dǎo)電纜、磁浮列車等。
【解題能力提升】
【跟蹤變式訓(xùn)練】
【變式5-1】(2024·廣東廣州·二模)以下說法正確的是( )
A.半導(dǎo)體具有良好的導(dǎo)電性能B.超導(dǎo)體是一種電阻很大的材料
C.超導(dǎo)體材料用在電熱水壺上有很高的熱效率D.超導(dǎo)材料用于輸送電力可以降低電能損耗
【答案】D
【詳解】A.半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能比導(dǎo)體的導(dǎo)電性能要差,但它有一些特殊的電學(xué)性質(zhì),故A不符合題意;
BC.超導(dǎo)材料是一種電阻趨近為零的材料,用于電熱水壺發(fā)熱效率會(huì)很低,故BC不符合題意;
D.用超導(dǎo)體做輸電導(dǎo)線,可以減小由電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的損耗,提高傳輸效率,故D符合題意。
故選D。
【變式5-2】科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不僅方便了人們的生活,也使人們的一些夢想變成了現(xiàn)實(shí)。像計(jì)算機(jī)芯片體積的大幅度減少就得益于 (選填“超導(dǎo)材料”“納米材料”或“半導(dǎo)體材料”)的出現(xiàn);高亮度、低熱量的發(fā)光二極管在現(xiàn)代家庭照明中逐步替代白熾燈泡,但二者具有顯著不同的導(dǎo)電特性 。
【答案】 納米材料 單向?qū)щ娦?br>【詳解】[1][2]計(jì)算機(jī)芯片的主要材料是半導(dǎo)體,計(jì)算機(jī)芯片體積的大幅度減小就得益于納米材料;高亮度、低熱量的發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦缘奶攸c(diǎn)。
【變式5-3】(2024·云南·中考真題)20世紀(jì)初,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)汞在溫度降低至-269℃時(shí),電阻值就變成了零,這種現(xiàn)象叫“超導(dǎo)現(xiàn)象”,具有這種特性的物質(zhì)叫“超導(dǎo)體”。
低溫為什么能發(fā)生超導(dǎo)呢?基于初中知識(shí),我們建立一個(gè)簡易模型進(jìn)行理解,將導(dǎo)體的原子核與核外受到約束的電子(能量較低而不能自由運(yùn)動(dòng)〉組成“原子實(shí)”,可類比成小球。原子實(shí)做著熱運(yùn)動(dòng),穿行其間的自由電子會(huì)與它發(fā)生碰撞,表現(xiàn)為導(dǎo)體對(duì)自由電子傳導(dǎo)的阻礙,即電阻。導(dǎo)體溫度降至極低時(shí),它們的熱運(yùn)動(dòng)都趨于消失,通電時(shí)自由電子就可以不受阻礙地定向通過導(dǎo)體,宏觀上就發(fā)生了低溫超導(dǎo)現(xiàn)象。
高壓也能讓材料發(fā)生超導(dǎo)。理論上,某種導(dǎo)體在相當(dāng)于260萬倍標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的高壓環(huán)境下,15℃的“高溫”(相對(duì)極低溫)也能發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象。在這樣極高的壓力下,原子實(shí)排列成緊密的堆垛形式,如圖所示,原子實(shí)僅能在很小的范圍內(nèi)做熱運(yùn)動(dòng),幾乎沒有空間表現(xiàn)熱運(yùn)動(dòng),就像熱運(yùn)動(dòng)消失了一般。此時(shí)原子實(shí)堆垛間的間隙就成為了穩(wěn)定的自由電子通道。通電時(shí)自由電子就能在間隙中零阻礙地定向移動(dòng),宏觀上就顯示出超導(dǎo)現(xiàn)象。
常見輸電過程中,約7%的電能因?qū)Ь€發(fā)熱耗散掉。若輸電線纜選用超導(dǎo)材料,就可大大減少由于電阻引發(fā)的電能損耗。2021年12月,世界首條35千伏公里級(jí)液氮超導(dǎo)輸電線工程在上海投運(yùn),實(shí)現(xiàn)了我國在“高溫”超導(dǎo)輸電領(lǐng)域的領(lǐng)先。
(1)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象的方式有低溫和 。
(2)極低溫度下,原子實(shí)與自由電子的 都趨于消失,通電時(shí)自由電子在導(dǎo)體中通行無阻,發(fā)生低溫超導(dǎo)現(xiàn)象。
(3)超高的壓力限制了 的熱運(yùn)動(dòng),通電時(shí)自由電子在原子實(shí)間隙中定向移動(dòng)所受到的阻礙為零,發(fā)生高壓超導(dǎo)現(xiàn)象。
(4)超導(dǎo)技術(shù)的一大應(yīng)用前景是制作輸電線纜,這樣可以減少電能由于 引發(fā)的電能損耗。
【答案】 高壓 熱運(yùn)動(dòng) 原子實(shí) 電阻
【詳解】(1)[1]由“高壓也能讓材料發(fā)生超導(dǎo)”可知,實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象的方式有低溫和高壓。
(2)[2]由導(dǎo)體溫度降至極低時(shí),它們的熱運(yùn)動(dòng)都趨于消失,通電時(shí)自由電子就可以不受阻礙地定向通過導(dǎo)體,宏觀上就發(fā)生了“低溫超導(dǎo)現(xiàn)象”可知,極低溫度下,原子實(shí)與自由電子的熱運(yùn)動(dòng)都趨于消失,通電時(shí)自由電子在導(dǎo)體中通行無阻,發(fā)生低溫超導(dǎo)現(xiàn)象。
(3)[3]在這樣極高的壓力下,原子實(shí)排列成緊密的堆垛形式,原子實(shí)僅能在很小的范圍內(nèi)做熱運(yùn)動(dòng),幾乎沒有空間表現(xiàn)熱運(yùn)動(dòng)可知,超高的壓力限制了原子實(shí)的熱運(yùn)動(dòng),通電時(shí)自由電子在原子實(shí)間隙中定向移動(dòng)所受到的阻礙為零,發(fā)生高壓超導(dǎo)現(xiàn)象。
(4)[4]由常見輸電過程中,約7%的電能因?qū)Ь€發(fā)熱耗散掉。若輸電線纜選用超導(dǎo)材料,就可大大減少由于電阻引發(fā)的電能損耗可知,超導(dǎo)技術(shù)的一大應(yīng)用前景是制作輸電線纜,這樣可以減少電能由于電阻引發(fā)的電能損耗。
滑動(dòng)變阻器的使用
題型六
【典型例題剖析】
【例6】如圖將甲、乙兩個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中,它們的滑片、左右移動(dòng)時(shí),下列說法中正確的是( )
A.移到a端,移到c端,電路將短路
B.移到b端,移到d端,電路將短路
C.移到b端,移到d端,電流表的示數(shù)最小
D.移到b端,移到c端,電流表的示數(shù)最小
【答案】D
【詳解】A.P甲移到a端,P乙移到c端,甲滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為零,乙滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大,電路沒有短路,故A錯(cuò)誤;
BC.P甲移到b端,P乙移到d端,甲滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大,乙滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為零,電路沒有短路,此時(shí)電路的總電阻不是最大,所以電流表的示數(shù)不是最小,故BC錯(cuò)誤;
D.P甲移到b端,P乙移到c端,甲、乙兩個(gè)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻均最大,電路總電阻最大,電流表的示數(shù)最小,故D正確。
故選D。
【中考考點(diǎn)對(duì)接】
1、變阻器:能改變接入電路中電阻大小的元件。常見的變阻器可分為滑動(dòng)變阻器和電阻箱。
2.滑動(dòng)變阻器
(1)構(gòu)造:由瓷筒、線圈、滑片、金屬棒、接線柱組成;變阻原理:通過改變接入電路中的電阻線的長度來改變電阻。
(2)原理:改變接入電路中電阻線的長度來改變電阻。
(3)作用:通過改變接入電路中的電阻來改變電路中的電流和電壓。
(4)銘牌:如一個(gè)滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“50Ω、2A”表示的意義是最大阻值是50Ω,允許通過的最大電流是2A。
(5)正確使用:①應(yīng)串聯(lián)在電路中使用;②接線要“一上一下”;③通電前應(yīng)把阻值調(diào)至最大的地方。
【解題能力提升】
【跟蹤變式訓(xùn)練】
【變式6-1】(2024·四川自貢·中考真題)如圖是滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),要使連入電路中的電阻變大,應(yīng)選擇的接線柱為( )
A.A和BB.A和DC.B和CD.B和D
【答案】B
【詳解】由題意可知,當(dāng)滑片右移,要使連入電路中的電阻變大,則應(yīng)使電阻絲的左半部分接入電路中,因此下方的接線柱應(yīng)接A,上面的接線柱接C或D均可,即可以接A和C或者A和D。
故選B。
【變式6-2】如圖所示,電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S,在滑動(dòng)變阻器的滑片由中點(diǎn)向右移動(dòng)的過程中,下列說法正確的是( )
A.燈泡L的變暗B.電流表A1示數(shù)變大
C.電流表A2示數(shù)變小D.電壓表V示數(shù)變大
【答案】C
【詳解】如圖所示,小燈泡和滑動(dòng)變阻器并聯(lián),電流表A1測通過滑動(dòng)變阻器的電流,電流表A2測量干路電流,電壓表V測電源電壓;閉合開關(guān)S,在滑動(dòng)變阻器的滑片由中點(diǎn)向右移動(dòng)的過程中,滑動(dòng)變阻器阻值變大,通過滑動(dòng)變阻器的電流變小,電流表A1示數(shù)變??;由于并聯(lián)電路各支路之間互不影響,所以,通過小燈泡的電流不變,小燈泡亮度不變,干路電流變小,電流表A2示數(shù)變小;電源電壓不變,電壓表V示數(shù)不變,故C正確,ABD錯(cuò)誤。
故選C。
【變式6-3】如圖所示當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí),變阻器連入電路的阻值減小的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【詳解】A.由圖示可知,滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零,移動(dòng)滑片,接入電路的電阻絲不變,故A不符合題意;
B.由圖示可知,滑片向右移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻絲長度變短,接入電路的阻值變小,故B符合題意;
C.由圖示可知,滑片向右移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻絲長度變長,接入電路的阻值變大,故C不符合題意;
D.由圖示可知,滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱,滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路,成為定值電阻,移動(dòng)滑片滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值不變,故D不符合題意。
故選B。
1.(2024·廣西·中考真題)如圖所示的電路元件是( )
A.電阻B.電池C.開關(guān)D.燈泡
【答案】A
【詳解】由圖可知,上面有不同顏色的環(huán)形條紋,電路元件為電阻。故A符合題意,BCD不符合題意。
故選A。
2.(2024·安徽六安·模擬預(yù)測)如圖所示電路,閉合開關(guān),下列分析正確的是( )
A.、并聯(lián),電壓表測的電壓B.、串聯(lián),電壓表測電源電壓
C.若斷路,則電壓表示數(shù)不為零D.若短路,則電壓表示數(shù)為零
【答案】C
【詳解】AB.閉合開關(guān)S后,電流只有一條路徑,因此該電路為串聯(lián)電路;電壓表并聯(lián)在燈泡L2的兩端,測量的是L2兩端的電壓,故AB錯(cuò)誤;
C.若燈L2斷路,電壓表串聯(lián)在電路中,此時(shí)電壓表的示數(shù)等于電源電壓,故C正確;
D.若燈L1短路,只有燈L2的簡單電路,電壓表測量電源電壓,電壓表示數(shù)等于電源電壓,故D錯(cuò)誤。
故選C。
3.(2024·天津河?xùn)|·二模)小明在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),連接電路如圖所示。閉合開關(guān),小燈泡L1和L2均不發(fā)光,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù)。電路故障可能是( )
A.電流表斷路B.電壓表短路C.燈L1短路D.燈L2斷路
【答案】D
【詳解】A.由圖可知,若為電流表斷路,則整個(gè)電路斷路,燈L1和L2都不發(fā)光,電流表無示數(shù),電壓表無示數(shù),故A不符合題意;
B.由圖可知,若為電壓表短路,則電路中依然有電流,,燈L1和L2都發(fā)光,,電流表有示數(shù),電壓表短路會(huì)導(dǎo)致電壓表無示數(shù),故B不符合題意;
C.由圖可知,若為L1短路,則兩燈泡串聯(lián)的電路中有電流,燈L1不發(fā)光、燈L2發(fā)光,電流表有示數(shù),電壓表測L2兩端電壓,電壓表有示數(shù),故C不符合題意;
D.由圖可知,若為L2斷路,則電路中沒有電流,小燈泡L1和L2均不發(fā)光,電流表無示數(shù),此時(shí)電壓表測量電源電壓,電壓表有示數(shù),故D符合題意。
故選D。
4.(2024·安徽宿州·二模)如圖所示的電路,閉合開關(guān)S1、S2,小燈泡L1和L2正常發(fā)光,電流表和電壓表均有示數(shù)。下列關(guān)于電路的分析錯(cuò)誤的是( )
A.電流表測量通過燈L1的電流B.電壓表測量燈L1兩端的電壓
C.燈L1與燈L2并聯(lián)D.只斷開開關(guān)S1,燈L2正常發(fā)光
【答案】A
【詳解】ABC.分析電路圖可知,開關(guān)S2為干路開關(guān),開關(guān)S1為燈L1所在支路開關(guān);閉合開關(guān)S1、S2,電流分成兩條支路,分別通過燈L1與L2,所以燈L1與L2并聯(lián);電流表與燈L2串聯(lián)在一條支路中,則電流表測量通過燈L2的電流,電壓表與燈L1并聯(lián),則電壓表測量燈L1兩端的電壓,故A錯(cuò)誤,符合題意,BC正確,不符合題意;
D.若只斷開開關(guān)S1,則燈L1所在支路斷路,由于并聯(lián)電路各支路互不影響,所以則燈L2正常發(fā)光,故D正確,不符合題意。
故選A。
5.(2024·四川樂山·模擬預(yù)測)如圖所示,在“○”處可以連接電流表或電壓表測量電路中的電流、電壓,為使L1與L2串聯(lián),以下做法正確的是( )
A.a(chǎn)為電流表,b為電壓表,c為電流表
B.a(chǎn)為電壓表,b為電壓表,c為電流表
C.a(chǎn)為電流表,b為電流表,c為電壓表
D.a(chǎn)為電流表,b為電壓表,c為電流表
【答案】B
【詳解】為使L1與L2串聯(lián),則它們應(yīng)連接在同一條電流路徑上,電流表可看作導(dǎo)線,電壓表可看作斷路,所以,a為電壓表,b為電壓表,c為電流表,故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選B。
6.(2024·四川內(nèi)江·中考真題)長短粗細(xì)都相同的銅導(dǎo)線和鎳鉻合金線,電阻分別為R1和R2,且R1<R2,將它們串聯(lián)在電路中,通過的電流分別為I1和I2;將它們并聯(lián)在電路中,R1、R2兩端的電壓分別為U1和U2。則下列判斷正確的是( )
A.I1=I2B.I1>I2C.U1>U2D.U1<U2
【答案】A
【詳解】AB.將電阻R1和R2串聯(lián)在電路中,通過的電流分別為I1和I2,因?yàn)榇?lián)電路的電流處處相等,所以
I1=I2
故A正確,B錯(cuò)誤;
CD.將R1和R2并聯(lián)在電路中,R1、R2兩端的電壓分別為U1和U2,由并聯(lián)電路電壓規(guī)律知道
故CD錯(cuò)誤。
故選A。
7.(2024·四川內(nèi)江·中考真題)我國家用電冰箱,正常工作時(shí)的電壓為 V;電冰箱內(nèi)的壓縮機(jī)和燈都能夠獨(dú)立工作,互不影響,則壓縮機(jī)和燈之間的連接方式是 (選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)。
【答案】 220 并聯(lián)
【詳解】[1]我國家庭電路的電壓為220V,故我國家用電冰箱正常工作時(shí)的電壓為220V。
[2]電冰箱內(nèi)的壓縮機(jī)和燈都能夠獨(dú)立工作,互不影響,則壓縮機(jī)和燈是并聯(lián)關(guān)系。
8.(2024·四川廣安·中考真題)LED燈已廣泛應(yīng)用于展示臺(tái)裝飾、居家照明、城市夜景美化等,制作LED燈的材料是 (選填“半導(dǎo)體”或“超導(dǎo)體”)。如圖為某學(xué)校電子屏中滾動(dòng)播放的標(biāo)語,其顯示屏中的“增”字有一部分未顯示出來,其它部分正常發(fā)光,由此可知,未發(fā)光部分與其它部分建設(shè)和諧校園之間是 聯(lián)的。
【答案】 半導(dǎo)體 并
【詳解】[1]導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料叫半導(dǎo)體,半導(dǎo)體是制作二極管、三極管的材料,常用在電子元件上,LED燈中的發(fā)光二極管由半導(dǎo)體材料制成。
[2]其顯示屏中的“增”字有一部分未顯示曾強(qiáng)文明意識(shí)出來,其它部分正常發(fā)光,因此可知,未發(fā)光部分與其它部分是獨(dú)立工作,互不影響的,故未發(fā)光部分與其它部分建設(shè)和諧校園之間是并聯(lián)的。
9.(2024·青?!ぶ锌颊骖})“飛天”興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的頭盔兩側(cè)照明燈電路圖,其電路連接方式為 聯(lián),照明燈兩端的電壓 (選填“相同”或“不同”)。
【答案】 并 相同
【詳解】[1][2] 電流從電源的正極出發(fā),分別經(jīng)過兩個(gè)燈泡回到電源負(fù)極,因此小燈泡 L1和L2并聯(lián)連接;根據(jù)并聯(lián)電壓規(guī)律可知照明燈兩端的電壓相同。
10.(2024·黑龍江大慶·中考真題)如圖所示,物塊處于靜止?fàn)顟B(tài),則物塊重力為 N,電流表讀數(shù)為 A,電壓表讀數(shù)為 V。
【答案】 1.6 0.52 2.3
【詳解】[1]物塊處于靜止?fàn)顟B(tài),則所受重力等于彈簧測力計(jì)的拉力,即測力計(jì)示數(shù);由圖可知彈簧測力計(jì)的分度值為0.2N,則測力計(jì)示數(shù)為1.6N,即為物體重力。
[2]如圖電流表選用的是0~0.6A量程,分度值為0.02A,故此時(shí)電流表示數(shù)為0.52A。
[3]如圖電壓表選用的是0~3V量程,分度值為0.1V,故此時(shí)電壓表示數(shù)為2.3V。
11.(2024·廣東·中考真題)探究串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律;
(1)根據(jù)圖甲所示的電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示電路連接完整;
(2)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于 狀態(tài),正確連接電路后,閉合開關(guān),若燈斷路,則兩端 (選填“有”或“無”)電壓;
(3)用電壓表分別測出電壓和。其中測時(shí),電壓表的示數(shù)如圖丙所示,示數(shù)為 V。接著更換不同規(guī)格的燈泡并多次實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)記錄見表;
①分析表中數(shù)據(jù),得到初步結(jié)論:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓 ;
②為使結(jié)論更具普遍性,小明將燈泡換成其他類型用電器并多次實(shí)驗(yàn)。此外,還可以 。
【答案】 斷開 無 1.20 之和 更換電壓不同的電源多次實(shí)驗(yàn)
【詳解】(1)[1]如圖所示,電流從電池的正極出發(fā),經(jīng)過開關(guān)、燈泡L1、燈泡L2、回到負(fù)極,故用一個(gè)導(dǎo)線將燈泡L2的右端接線柱和燈泡L1左端接線柱相連,故電路圖如圖所示:
(2)[2][3]為了保護(hù)電路,開關(guān)需要斷開;閉合開關(guān),若燈斷路,則沒有電流燈泡L1,則兩端無電壓。
(3)[4]電壓表的示數(shù)如圖丙所示,選擇小量程,分度值為0.1V,故讀數(shù)為1.20V。
①[5]分析表格中的數(shù)據(jù)可知,
故結(jié)論為串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。
②[6]為使結(jié)論更具普遍性,小明將燈泡換成其他類型用電器并多次實(shí)驗(yàn)。此外,還可以更換電壓不同的電源多次實(shí)驗(yàn),避免偶然性。
12.(2024·黑龍江綏化·中考真題)如圖甲是“探究并聯(lián)電路的電流規(guī)律”實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)連接電路時(shí)應(yīng) 開關(guān);
(2)如圖甲,電流表測量的是燈泡 的電流,實(shí)驗(yàn)中和應(yīng)該選擇規(guī)格 (選填“相同”或“不同”)的燈泡;
(3)完成實(shí)驗(yàn)后,利用已有器材又找來電壓表“探究串聯(lián)電路的電壓規(guī)律”,設(shè)計(jì)了圖乙所示電路。閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈均不亮,電壓表示數(shù)接近電源電壓,故障原因可能是 ;(寫出一種即可)
(4)排除故障后,選擇合適的器材多次實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù),如圖丙所示,由此可得出串聯(lián)電路的電壓規(guī)律: 。(用U、、寫表達(dá)式即可)
【答案】 斷開 不同 燈泡斷路(燈絲斷了或燈泡接線柱接觸不良)
【詳解】(1)[1]連接電路時(shí),為了保護(hù)電路,開關(guān)應(yīng)斷開。
(2)[2]圖甲中,兩燈并聯(lián)在電路中,電流表與燈L1串聯(lián)在同一支路,測量燈L1電流。
[3]為了避免實(shí)驗(yàn)的偶然性,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇規(guī)格不同的燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(3)[4]圖乙中,兩燈串聯(lián)連接,電壓表測燈L1兩端的電壓,閉合開關(guān),兩燈都不亮,可能是電路出現(xiàn)了斷路,電壓表示數(shù)接近電源電壓,電壓表測量電源電壓,則其并聯(lián)部分?jǐn)嗦妨?,所以故障原因是燈L1斷路了。
(4)[5]由表格數(shù)據(jù)知,每組對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)都有:L1兩端的電壓與L2兩端的電壓之和等于L1、L2兩端總電壓,所以有
U=U1+U2課標(biāo)要求
命題預(yù)測
重難點(diǎn)
1.會(huì)使用電流表和電壓表
《電壓 電阻》是中考??純?nèi)容。考題往往以選擇題(一般2分)、填空題(一般2分)、實(shí)驗(yàn)題(一般2~6分)的形式出現(xiàn)??疾榍榫翱赡芤髮W(xué)生利用電壓表檢測電路故障,如判斷電路中的斷路或短路點(diǎn)或電壓和電阻在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。
1、熟練掌握串并聯(lián)電路中電壓和電阻的分配規(guī)律。
2、探究并理解導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體材料、長度、橫截面積和溫度之間的關(guān)系。
3、利用電壓表等工具進(jìn)行電路故障分析,判斷電路中的斷路或短路點(diǎn)。
4、熟練使用電壓表和電阻表進(jìn)行電壓和電阻的測量,注意電壓表和電阻表的使用方法和注意事項(xiàng)。
2.通過實(shí)驗(yàn)探究并了解串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電流、電壓的特點(diǎn)
3.通過實(shí)驗(yàn)探究影響電阻的因素是什么
4.知道滑動(dòng)電阻器使用方法
比較
內(nèi)容
電流表
電壓表
異
符號(hào)
連接
串聯(lián)
并聯(lián)
直接連接電源
不能
能
量 程
0.6A、3A
3V、15V
每大格
0.2A、1A
1V、5V
每小格
0.02A、0.1A
0.1V、0.5V
內(nèi)阻
很小,幾乎為零,相當(dāng)于短路(相當(dāng)于導(dǎo)線)
很大相當(dāng)于開路
同
調(diào)零;讀數(shù)時(shí)看清量程和分度值;正接線柱流入,負(fù)接線柱流出;不能超過最大測量值
1.指針指在同一位置時(shí),電壓表接0~15V量程時(shí)的讀數(shù)是接0~3V量程讀數(shù)的5倍。
2.去源法判斷電壓表測量對(duì)象:選取電壓表接在電路中的兩個(gè)接電為分點(diǎn),將電路分成兩部分,將兩點(diǎn)間還有電源的那部分電路去掉,分析電壓表與哪個(gè)用電器組合成閉合電路,電壓表測量的就是哪個(gè)用電器兩端的電壓。
3.電壓表的使用規(guī)則可以歸納為“三要,一能,兩看清”。
“三要”:一要將電壓表并聯(lián)在待測電路的兩端;
二要使電流從正接線柱流入電壓表,從負(fù)接線柱流出;
三要待測電壓不能超過電壓表的量程。
“一能”:電壓表能直接連接在電源的兩極,此時(shí)電壓表的示數(shù)為電源電壓,其實(shí)也是電壓表自身兩端的電壓。
“兩看清”:一看清電壓表所選的量程;二看清每小格所表示的電壓值(對(duì)應(yīng)的分度值)。
1.當(dāng)電壓表示數(shù)為電源電壓時(shí)有兩種推測:①是電壓表所測范圍電路斷路;②是電壓表所測范圍之外的所有用電器都短路。
2.當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí)有兩種推測:①是電壓表所測范圍電路短路;②電壓表所測范圍之外有斷路的地方。
3.常結(jié)合燈泡的亮滅來進(jìn)一步判斷:串聯(lián)電路中兩燈都不亮可能是某處斷;串聯(lián)電路中一亮一滅可能是滅的那個(gè)短;并聯(lián)電路中一亮一滅可能是滅的那個(gè)斷。
4.有時(shí)題意與上述推測矛盾:電壓表或電流表自身壞了或沒接上時(shí),示數(shù)為零。
1.只測一組數(shù)據(jù)得出結(jié)論具有偶然性,要想得到普遍規(guī)律應(yīng)多次實(shí)驗(yàn),多次實(shí)驗(yàn)時(shí)可以更換燈泡規(guī)格也可以改變電池節(jié)數(shù)。
2.選用相同規(guī)格的燈泡具有特殊性,要想得到一般規(guī)律應(yīng)選用不同規(guī)格的燈泡再進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
1.6
1.0
2.6
2
1.3
1.3
2.6
3
1.4
1.2
2.6
實(shí)驗(yàn)次序
電壓/V
電壓/V
電壓/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
兩端
電壓
兩端
電壓
、兩端
總電壓U/V
1
1.3
1.5
2.8
2
1.2
1.2
2.8
3
1.1
1.1
2.8
1.本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的兩種科學(xué)研究方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法。
2.①在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟時(shí),要注意正確運(yùn)用控制變量法;②作出猜想時(shí),要注意猜想全面,考慮到影響導(dǎo)體電阻大小的因素有導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度。
導(dǎo)體代號(hào)
長度/m
橫截面積/mm2
材料
A
0.6
0.4
鎳鉻合金
B
1.0
0.4
鎳鉻合金
C
0.6
0.6
鎳鉻合金
D
0.6
0.6
錳銅
1.半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間,制作手機(jī)芯片的材料主要是半導(dǎo)體。
2.“超導(dǎo)材料”、“半導(dǎo)體材料”和“納米材料”是現(xiàn)代社會(huì)的熱點(diǎn)問題,因此也是中考的熱點(diǎn)問題,要熟悉每種材料的特點(diǎn)。
1.正確使用滑動(dòng)變阻器時(shí),電路的一端接在金屬桿接線柱上,另一端接在電阻線圈的任意接線柱上,俗稱“一上一下”的接法。如果接線柱選擇不當(dāng),如選擇“全上”或“全下”,則滑動(dòng)變阻器將失去調(diào)節(jié)作用,分別相當(dāng)于接入一段導(dǎo)線或定值電阻。
2.使用滑動(dòng)變阻器時(shí),應(yīng)根據(jù)需要選擇合適的滑動(dòng)變阻器,注意其最大電阻和允許通過的最大電流值,避免電流超過最大值而燒壞變阻器?;瑒?dòng)變阻器應(yīng)與被控制的用電器串聯(lián),通過改變接入電路中的電阻來調(diào)節(jié)電流和電壓,有時(shí)還起到保護(hù)電路的作用。
實(shí)驗(yàn)次序
電壓/V
電壓/V
電壓/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
兩端
電壓
兩端
電壓
、兩端
總電壓U/V
1
1.3
1.5
2.8
2
1.2
1.2
2.8
3
1.1
1.1
2.8
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