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沪科版第十四章 探究电路单元总结与提升

发布时间:2013-10-27 11:50:06  

第十四章 探究电路

单元总结与提升

【单元总结归纳】

A.知识框架

B.重点难点点拨与突破

1.电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量.

(1)单位:主单位是欧(Ω),还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ),其换算关系为1 MΩ=106Ω,1 kΩ=103Ω.

(2)导体的电阻大小跟哪些因素有关:

①决定因素——导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积.

②影响因素——导体的电阻还跟温度有关,大多数导体的电阻随温度升高而增大,少数导体(如碳)的电阻随温度的升高而减小.一些金属或合金,当温度降低到某一数值时,它的

电阻变为零.这种现象称为超导现象.

③研究导体的电阻跟哪些因素有关运用的是控制变量法.

(3)滑动变阻器:

①构造:金属棒、滑片、电阻线、接线柱.

②作用:改变电阻线在电路中的长度来改变电阻,从而改变电流.

③使用方法:a.串联在要改变的电路中;b.两接线头要接入“一上一下”两接线柱. ④使用注意事项:a.不能使通过的电流超过最大值;b.使用前应将电阻调到最大.

(4)电阻箱:

①构造:接线柱、旋盘、电阻值.

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,就是接人电路的阻值.

(1)电流跟电压、电阻的关系

①在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比. ②在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比.

③研究电流跟电压、电阻的关系运用的是控制变量法.

(2)欧姆定律

①欧姆定律的内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比. ②欧姆定律的表达式:I=U/R. ③欧姆定律的理解:电阻R一定,导体中的电流,跟这段导体两端的电压U成正比;电压U不变,导体中的电流,跟导体的电阻R成反比.

(3)欧姆定律的运用

①电流、电压、电阻的三个物理量中,只要知道其中的两个,就可以用欧姆定律求出第三个. ②伏安法测电阻

拓展点:

③串联分压:U1RUR=1 1=1 串联电路的总电阻:R=R1+R2+?? R2U2UR

I1RI

R=2 1= 并联电路的总电阻:R1I2R1I④并联分流:

易淆点:“几个电阻并联起来,总电阻比任何一个电阻都小”和“几个电阻并联,其中一个电阻增大,总电阻增大”。前者指电阻并联得越多,总电阻就越小;后者指并联起来的电阻,若其中一个电阻增大,总电阻增大。

易错点:三个并联时,I1:I2:I3= R3:R2:R1。正确的应是。 如R1=1Ω、R2=2Ω、R3=3Ω的三个电阻并联,则三个电阻中电流之比I1:I2:I3 3:2:1,I1:I2:I3=6:3:2。

易淆点:欧姆定律的表达式:I=U/R 表示导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导

体的电阻成反比.欧姆定律变形公式:R=U/I 导体的电阻不能说电阻R与电压U成正比,与电流I成反比.

理解:①导体的电阻可以由R= U/I量度计算.②同一段电路,电流I与电压U成正比,U增大几倍,I增大几倍,电压U与电流I之比为一定值.③同一段电路,电阻R的大小与电压U和电流I无关,因为导体的电阻是导体本身的一种性质,由本身的材料、长度和横截面积决定,不能说电阻R与电压U成正比、与电流I成反比.

易错点:导体的电阻可以由R=U/I量度计算,当U=0时,R=0。正确的理解应为:导体的电阻是导体本身的一种性质,与U、I无关,若导体两端加一定电压U有一定电流I通过时,可以由公式R=U/I计算出电阻的大小;若导体两端的U=0时或导体两端的U变化时,导体的电阻值是不变的。

拓展点:未知电阻R的测量方法

3.家庭用电

(1) 家庭电路组成(如下图)

①用测电笔辨别火线和零线,火线和零线之间有220 V电压.②电能表装在干路上③闸刀开关控制干路的通断,以便检修电路,更换设备;闸刀开关的静触头在上方,不能倒装.④保险盒里的保险丝由电阻率较大而熔点较低的铅锑合金制成;当电路中电流过大时,自动切断电路,起到保险作用.⑤螺丝口灯泡的螺旋套接到零线上,因为一般情况下,零线连着地,这样人体不小心碰到螺旋套灯座,人也不会触电。开关必须与电路的火线相连,开关接在火线上,当拉开开关切断电路时,电路各部分都脱离火线,这样人体不小心碰到这些部分就不会触电,检修电路也比较安全。⑥插座与灯并联,其接法应为“左零右火”,三孔插座和三脚插头中第三孔和脚把家用电器外壳用导线与大地连接.插座上串联的保险丝是接在火线上.

(2)家庭电路中电流过大的原因:①发生短路.②用电器总功率过大.③安全用电

(3)安全用电

①电流对人体的危险性跟电流的大小、通电时间的长短等因素有关.安全电压:不高于36 V. ②触电情况:家庭电路触电是人体直接或间接跟火线连通造成的: a.单相电压触电;b.双相电压触电.高压带电体和高压线路触:a.高压电弧触电;b.跨步电压触电. ③安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体.

④日常用电注意事项:特别警惕本来是绝缘的物体导了电,本来是不该带电的物体带了电. 具体说:①防止绝缘部分破损;②保持绝缘部分干燥;③有金属外壳的家用电器,外壳一定要接地;④使用有室外天线的电视机,要重视防雷;⑤发现有人触电,赶快切断电源,或用干燥的绝缘体将电线挑开,迅速使触电人脱离电源;⑥发生电火灾时,要首先切断电源,

绝对不要带电泼水灭火.

(4)保险丝的选择方法:计算电路中最大的正常工作电流.选择保险丝的额定电流等于或稍大于电路中最大的正常工作电流.

(5)家庭电路的故障情况 ①短路.②断路.③设备安装不正确.

【拓展整合创新】

类型之一 电阻及其单位,研究电阻的大小与哪些因素有关,滑动变阻器的构造,会用滑动变阻器改变电流,电阻箱的构造和读数等问题.考查应用串联、并联电路的特点综合分析解决实际应用问题的能力.

【例1】下表中甲、乙、丙三根导体是用同种材料制成的,根据表中的数据,它们的电阻从

解析:甲、丙、乙根据表格中的数据可知电阻与材料、长度、横截面积的关系.甲和丙材料相同、横截面积相同,甲比丙长,R甲>R丙;乙和丙材料相同,长度相同,乙比丙料,R乙<R丙.故可知:R甲>R丙>R乙.

答案:R甲>R丙>R乙.

【例2】如图,使用滑动变阻器能调节小灯泡从亮到灭的正确电路是?( )

解析:A图电路电灯与滑动变阻器并联,改变滑动变阻器滑片的位置.不改变经过电灯的电流大小.因此A图中不能改变灯的亮度.不能使灯熄灭.

B图中.电灯与滑动变阻器串联,改变滑动变阻器滑片的位置.可以改变其接入电路中电阻值的大小,从而改变电路中的电流,使小灯泡的亮度变化.但无论如何调节滑动变阻器,都不能使灯熄灭.

C图中,灯泡被短路.无论如何调节变阻器,灯都不亮.

D图中,灯与变阻器右端并联后与左端串联,移动滑动变阻器滑片时,会改变流过电灯的电流,所以可以调节灯的亮暗.当滑动变阻器滑片移至变阻器最右端时,灯泡被短路而熄灭.

答案:D.

类型之二 运用欧姆定律分析电路中的现象,如电路故障、电路变化分析,实验设计或实验探究.能运用欧姆定律进行电路中电流、电压、电阻的计算.会用伏安法测电阻,能运用替代法测电阻。

【例3】(05年贵阳实验区)我们已进行过“科学探究:欧姆定律”,

(1)请你画出该实验的电路图。

(2)①由于电路中电流的大小受多种因素的影

响,所以我们在探究某一因素变化对电流的影

响时,必须保持其它因素不变,即采用了

法。

R/Ω

②右图是某实验小组在探究过程中,根据实验数据绘制的图像,其中表示电压不变时,电流随电阻变化的图像是 图;表示电阻不变时,电流随电压变化的图像是 。(选填“甲”或“乙”)

(3)在探究过程中,使用滑动变阻器的目的是 和 。

(4)实验的结论是.① 。 ② 。

解答:(1)

(2) .① 控制变量法 , ② 甲 , 乙

(3) 改变电阻两端电压 , 保护电路

(4)实验的结论是: ①保持电阻不变时,电流跟电压成正比.②保持电压不变时,电流跟电阻成反比.

【例4】如图当滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表、电压表的示数将? ( )

A.V1示数变大 B.V2示数不变

C.A示数不变 D.三只电表示数均变小

解析:电压表V2测得的是R1两端的电压.电流表A测得的是总

电流,电压表V1测得的是AP之间的电压.由于电流不会从A点通

过电压表V1到P点.而是始终通过整个变阻器R.因此,整个变阻

器的电阻接入电路.当P向右滑动时,不会改变电路中的总电阻.由I=U/R总之,电路中的总电流保持不变.则电流表A的示数保持不变,由U2=IR,可知,电压表v2的示数也不变,P向右滑动时.RAB不断增大,由U1=IRAP知,电压表V1的示数增大。

答案:A、B、C.

【变式题】(05德阳市)如图所示,电源电压保护不变,当闭合开关后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中( )

A电流表示数变大,电压表示数不变

B电流表示数变小,电压表示数不变

C两表示数均变大 D两表示数均变小

解析:由图可知电流表测得是电路中总电流,电压表测得是电源两

端电压,滑动变阻器和电阻R并联,滑片P向右移动时,滑动变阻

器连入电路的电阻增大。由于两个电阻并联,其中一个电阻增大,总电阻增大,所以总电流减小,即电流表示数变小,电压表示数不变。也可以从滑片P向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻增大,滑动变阻器所在支路电流减小,由于并联电路各支路互不影响,R所在支路电流不变,总电流减小考虑。

答案:B

类型之三 家庭电路的组成和电路的连接方法,火线和零线及测电笔的使用方法,插座、保险丝和空气开关的作用,家用电器的金属外壳接地的原理和方法.短路和用电器的功率过大是电路中电流过大的原因,生活中安全用电常识,安全电压等.判断电路故障、设计与安装家庭电路、安全用电常识及与此相关的其它用电问题.

【例5】随着人民生活水平的提高,家用电器不断增多.为了安全用电,以下措施正确的是

( )

A.照明电路中保险丝应安装在地线上

B.在现有的照明电路中,增加用电器时只需换上足够粗的保险丝即可

C.在现有照明电路中,增加用电器时一定要同时考虑电能表、输电线和保险丝的承受能力

D.在现有的照明电路中,增加用电器时只需考虑电能表和保险丝的承受能力

解析:照明电路即家庭电路中保险丝安装在火线上,则A项错.保险丝有不同的规格,保险丝越粗使它熔断的电流越大,家庭电路中要选用规格合适的保险丝,使用保险丝过粗,当电流超过导线的规定值时它不熔断,起不到保险作用,则B项错.增加用电器,干路中的电流增加,因此增加用电器时要同时考虑电能表、输电线和保险丝的承受能力. 答案:C

【例6】如果从墙上电灯的拉线开关中引出两根电线来安装一个两孔插座,安装好后用测电笔测试:一孔氖管发光,一孔氖管不亮,将一台灯的插头直接插人该两孔插座 ( )

A.接通开关,台灯能正常发光;断开开关,台灯不能正常发光

B.接通开关,台灯不能正常发光;断开开关,台灯能正常发光

C.不论开关接通还是断开,台灯都能正常发光

D.不论开关接通还是断开,台灯都不能正常发光

解析:当开关接通,台灯被短路,不发光.当开关断开,台灯和墙上的电灯共同分配220 V电压,台灯不能正常发光.答案:D

【变式题】如图所示,甲、乙两人都站在干燥的木凳上,丙站

在地上并与乙手拉手,上、下两条裸露导线分别是照明电路的

火线和零线,那么一定会触电的是 ( )

A.甲 B.乙、丙 C.甲、丙 D.甲、乙、丙

解析:火线与零线之间有220 V电压,甲会触电.零线与地之间没有电压,乙、丙不会触电. 答案:A

【中考名题欣赏】

【例7】(05年扬州市)小明所在的班级共有30位同学,常采用投票表决的方式来决定班级重大事宜,小明想设计一个表决统计器,来快速地获知投赞成票(或反对票)的人数。为此,小明准备了下列器材:电源(电压为2V且恒定)、开关(足够多)、电流表(表盘如图)、阻值100Ω的定值电阻(足够多)、导线若干

(1)画出表决器的电路原理图(可用“??”省去部分重复的电路);

(2)通过计算改画图中电流表的表盘刻度,使它能直接显示人数;

(3)写出表决器的使用方法

答案:

(干路开关可无);使用说明中只要有投赞成票的同学闭合开关(或反对的闭合开关)即可。 单元研究性学习:

[课题名称] 旧电池能否这样利用

[研究目的]许多同学都喜欢玩电动车.新买几节电池,刚用上,车跑得很快,用了一段时间后,就感觉车变慢甚至完全不跑了,需再换新电池.但又舍不得将旧电池全丢掉,于是装一节新电池,再搭配旧电池,以为这样可以把旧电池充分利用。经济节约呢.粗想起来,似乎满有道理,是否真得如同学们所想呢?我们可以利用学过的知识来检验一下.

[思路提示]

1.实验材料

准备两节用的很旧的电池和一节新电池、小灯泡、开关、导线若干,连接串联电路:

2.实验步骤

先将两节旧电池连入电路,观察灯泡的亮度.然后将新电池加进去.或者用一节新电池替换其中一节旧电池,合上开关,观察小灯泡的亮度.

[结果]用旧电池时灯泡很暗,加进新电池以后,小灯泡仍然不太亮.

分析原因:原来一个电源,不论干电池,还是蓄电池,它们都具有一定的内电阻.电源的内电阻的数值是由电源的性质决定的.例如一节新的干电池.其内阻大约是O.5Ω左右.在使用过程中,不仅电源两端的电压要逐渐降低.其内电阻也会显著增加,最高会达到上千欧. 如果两节新电池使用,因新电池内阻较小,电路中电流较大,电灯两端的电压较高,消耗在电灯上的能量较大,电灯就很亮.

如果用一节新电池,而另一节使用旧电池因为旧电池的内电阻很大,所以电路中的电流较小,因此小灯泡就不会很亮.虽然有时候使用一节新电池,一节旧电池比两节都是旧电池时灯泡会稍微亮一些.但是这样使用只有一小部分的能量用在了电灯上,而大部分的能量消耗在了电池上,使电池发热,这实际上浪费了新电池的能量.所以,这样利用旧电池是不合算的.

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