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《探究电路》全章复习与巩固（提高）责编：武霞【学习目标】1.通过实验，探究影响金属导体电阻的因素；2.知道滑动变阻器的工作原理，掌握滑动变阻器的连接方法；3.通过实验探究电流、电压和电阻的关系，理解欧姆定律，并能进行简单计算；4.会用伏安法测电阻；5.了解家庭电路和安全用电知识，有安全用电的意识。【知识网络】【要点梳理】要点一、电阻变阻器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。要点二、欧姆定律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：RUI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IUR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、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“IUR”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:R1R2要点三、串、并联电路中电阻的特点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：1122URUR2.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:121111.....nRRRR（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：1221IRIR要点诠释：1.导体串联，相当于增加了导体的长度，因此，串联导体的总电阻大于任何一个串联导体的电阻，总电阻等于各串联导体电阻之和，即12......nRRRR。2.如果用n个阻值均为R0的导体串联，则总电阻为0RnR。3.导体并联，相当于增大了导体的横截面积，因此，并联导体的总电阻小于任何一个并联导体的电阻，总电阻的倒数等于各并联导体电阻的倒数之和，即121111.....nRRRR。4.n个阻值为R0的相等电阻并联,则总电阻为：0RRn。5.不管是串联还是并联电路中，某个电阻的阻值增大，电路的总电阻都是增大；如果电路中电阻的个数增多，则串联电路的总电阻增大，而并联电路的总电阻减小。要点四、测电阻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：xURI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；211xoUURRU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；121oxIRRII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要点五、家庭用电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。（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。【典型例题】类型一、基本概念1.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（）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【思路点拨】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。【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。【总结升华】题目考察了滑动变阻器的应用，滑动变阻器要与用电器串联，才能改变通过用电器的电流。举一反三：【变式】小明同学在物理实践活动中，设计了如图所示的四种用电流表或电压表示数测量重物重力的电路，其中R′是滑动变阻器，R是定值电阻，电源两极间电压恒定。四个电路中有一个电路能实现重物所受重力增大，电表示数增大，这个电路是（）【答案】B2.（2015•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。【总结升华】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。举一反三：【变式】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，10ΩB.1.2A，10ΩC.0.9A，20ΩD.1.2A，20Ω【答案】C【解析】根据UIR可得：导体的电阻24201.2UVRIA；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'18'0.920UVIAR。3.如图所示的插座和电灯（带开关）是组成家庭电路的常用器件，请你用笔画线代替导线将器件分别正确连入电路中。【答案】如图所示【解析】首先辨别上面三根线地线、火线、零线。（1）灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既控制灯泡，又安全。（2）安装三孔插座的原则，上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线，【总结升华】本题考查了开关、插座的接法。开关接在火线与电灯之间，可以使开关断开时，电灯灯座上没有电，这样在换灯泡时不会发生触电。举一反三：【变式】（2015•滨城区模拟）小明要将一个“一开三孔”开关（即一个开关和一个三孔插座连在一起）安装在房间里，如图1为实物图，图2为反面接线示意图，“A”“B”是从开关接线柱接出的两根导线，请你帮他将图2中的电路连接完整，使开关控制电灯，插座又方便其他电器使用。【答案】如图所示【解析】由家庭电路的连接要求可知，火线必须通过开关连接到灯泡，三孔插座必须有地线连接到插座最上面的孔。图中是其反面，则左右方向与正面相反，故A应接火线，B应与灯泡连接，开关可以控制灯泡和插座。如上图所示。类型二、综合应用4.某同学连接的电路如图所示，开关S闭合后，灯L1亮；灯L2不亮，电压表和电流表都有示数，由此可以做出判断，灯L2处可能是，也可能是，但不可能是。(以上三空中选填“完好”“断路”或“短路”)。在原电路的基础上只改动一处，就可以判断灯L2的真实状态，请简述你采用的方法：。【思路点拨】电路的故障问题一定要结合电路的串并联特点去分析，不管是短路还是断路，再判定之后一定要验证；当然也可以用假设法，代入验证后再做判断。【答案】完好；断路；短路；拆走（或断开）电流表，观察电压表的示数变化，若电压表的示数变小，但仍然有读数，则灯泡L2完好；若电压表的示数变为0，则灯泡L2断路。【解析】若L2短路，电流表就没有示数；检测方法最简单的是去掉电流表一个接线柱，此时两灯串联在电路中，若两灯都亮其中电压表示数为变小，说明L2完好，若两灯都不亮说明L2断路，电流不能从L2那流过。【总结升华】电流表应串联使用，当并联在灯两端时，就把灯短路了，使灯不会亮，电路中会有电流通过，电流表有示数，但若灯已经短路，则电流表就不会有示数了。故在灯不亮时，灯可能完好或断路。举一反三：【变式】如图所示电路，闭合开关S后，发现灯L1不亮，L2正常发光。此电路的故障可能是（）A.开关S接触不良B．电灯L1灯丝断了C．电灯L1短路D．电灯L2短路【答案】B5.科技小组的同学们设计了一个多档位的电热器模型，电路实物连接示意图如图