初三物理期中復(fù)習(xí)總結(jié) 歐姆定律
第十二章易錯(cuò)點(diǎn)總結(jié)
1、探究電流與電壓、電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法.....).
①研究電流與電壓關(guān)系時(shí),要保持電阻不變,用滑動(dòng)變阻器改變定值電阻兩端的電壓,至少測出三組電壓值和電流值。(如果忽略誤差,這次試驗(yàn)中每組數(shù)據(jù)的電壓值和電流值的比值相等,因?yàn)殡娮枰欢ǎ谔骄侩娏髋c電阻關(guān)系時(shí),分別接入阻值不同的定值電阻,然后用滑動(dòng)變阻器保持電阻兩端電壓不變,測出三組電壓值和電流值。(2)實(shí)驗(yàn)電路圖:
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:①當(dāng)電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流..與加在導(dǎo)體兩端的電壓..成正比..
;②當(dāng)電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流..與導(dǎo)體的電阻..成反比..
說明:①在探究電流與電壓關(guān)系時(shí),滑動(dòng)變阻器的作用是保護(hù)電路和改變定值電阻兩端電壓;在探究電流與電阻關(guān)系時(shí),滑動(dòng)變阻器的作用是保護(hù)電路和保持定值電阻兩端電壓不變。
②由于電壓是形成電流的原因,所以在描述結(jié)論①時(shí),電壓和電流的位置不能顛倒;同樣,在描述結(jié)論②時(shí),電流和電阻的位置也不能顛倒。
例:用上面如圖3電路探究“一段電路中電流跟電阻的關(guān)系”.在此實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)A、B兩點(diǎn)間的電阻由5Ω更換為10Ω后,為了探究上述問題,應(yīng)該采取的唯一操作是()A.保持變阻器滑片不動(dòng)B.將變阻器滑片適當(dāng)向左移動(dòng)C.將變阻器滑片適當(dāng)向右移動(dòng)D.將電池個(gè)數(shù)增加
2、歐姆定律:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比(I=U/R)說明:①適用條件:純電阻電路(即用電器工作時(shí),消耗的電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能);
②I、U、R對(duì)應(yīng)同一導(dǎo)體或同一段電路,不同時(shí)刻、不同導(dǎo)體或不同段電路三者不能混用,應(yīng)加角碼區(qū)別。三者單位依次是A、V、Ω;
例:由歐姆定律可以得出公式RUI,對(duì)此表達(dá)式的下列說法正確的是()
A、當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓是原來的2倍時(shí),導(dǎo)體的電阻也是原來的2倍B、當(dāng)導(dǎo)體中電流是原來的2倍時(shí),導(dǎo)體的電阻是原來的0.2倍
C、當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓增加幾倍,導(dǎo)體中的電流也增加幾倍,但導(dǎo)體的電阻不變D、當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓為0時(shí),導(dǎo)體的電阻也為零3、測電阻的幾種方法(1)伏安法:原理RUI實(shí)驗(yàn)電路圖:......圖1
圖1圖2圖3
實(shí)驗(yàn)器材:電源、導(dǎo)線、開關(guān)、待測電阻、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器
實(shí)驗(yàn)步驟:①按圖1所示電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路;②閉合開關(guān),三次改變R’的值,分別讀出兩表示數(shù);
③算出三次R的值,求平均值RR1R2R33
說明:這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可多次測量求平均值,以減小測量誤差。缺點(diǎn)是:因?yàn)殡妷罕淼姆至髯饔,測量結(jié)果偏小。
例:在用“伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)中,若電源電壓為3V,被測電阻為20Ω,則電壓表、電流表的量程應(yīng)選()
A、0~3V、0~3AB、0~15V、0~3AC、0~3V、0~0.6AD、0~15V、0~0.6(2)伏阻法(電路圖2)
實(shí)驗(yàn)步驟:①按圖2所示電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路;②先把電壓表并聯(lián)接在待測電阻R兩端,測出電阻R兩端的電壓UUx;③把電壓表與R0并聯(lián)測出電阻R0兩端的電壓U0;④計(jì)算:由
Ux0RR,得RUxUR000說明:這種方法的缺點(diǎn)是需要進(jìn)行兩次電壓表連接,并且只能測一組,誤差大。(3)電壓表和滑動(dòng)變阻器替代法(已知滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R0)
①按圖3所示電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路;②閉合開關(guān),將滑片移到阻值為零處,電壓表測電源電壓U;③將滑片移到阻值最大處,電壓表測待測電阻兩端電壓Ux。④求解:RxUxUUR0
x說明:該方法的優(yōu)點(diǎn)是使用電器元件少,連接簡單。缺點(diǎn)是:因?yàn)殡妷罕淼姆至髯饔,測量結(jié)果偏小,且不能進(jìn)行多次測量求平均值以減小誤差。(4)電壓表和開關(guān)替代法(電路圖4)
①按圖4連接實(shí)驗(yàn)電路;②同時(shí)閉合兩個(gè)開關(guān),此時(shí)電壓測電源電壓U;③斷開開關(guān)S,此時(shí)電壓表測待測電阻兩端電壓UUUx;④計(jì)算:因?yàn)?/p>
xUxR,所以RUxUUR0
0Rx
圖4圖5圖6圖7(5)安阻法(電路圖5)
①按圖5所示電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路;②用電流表測通過被測電阻R的電流Ix;③用電流表測出通過定值電阻R0的電流I0;④計(jì)算:由IxRI0R0得RI0IR0x說明:這種方法的缺點(diǎn)是需要進(jìn)行兩次電流表連接,實(shí)驗(yàn)時(shí)間加長。(6)電流表和滑動(dòng)變阻器替代法(電路圖6)
①按圖6所示電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路;②將滑片移到阻值最小處,只有待測電阻R接入電路,電流表示數(shù)記為I1,則電源電壓UI1R,③將滑片移到阻值最大處,記下電流表示數(shù)I2,則電源電壓
UIRR")④計(jì)算:IRII22(12(RR")所以RIIR"。
12說明:這種方法的缺點(diǎn)是不能進(jìn)行多次測量以減小誤差。(7)電流表和開關(guān)替代法(電路圖7)
①按圖7連接好電路;②先閉合S1斷開S2,測出通過R0的電流I0;再斷開S1,閉合S2,測出通過
Rx的電流Ix;③根據(jù)并聯(lián)電路的分流規(guī)律進(jìn)行計(jì)算:即:Ix/I0R0/Rx
所以Rx(I0/Ix)R04、知識(shí)整合:
電路串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流I=I1=I2I=I1+I2電壓U=U1+U2U=U1=U2電阻R總=R1+R21/R總=1/R1+1/R2電阻串聯(lián)后,總電阻大于任何一個(gè)分電阻并聯(lián)后,總電阻小于任何一個(gè)分電阻;串聯(lián)的電阻越多,總電阻越大;電阻;并聯(lián)的電阻越多,總電阻越。环謮涸恚篣1/U2=R1/R2(串聯(lián)電路,分流原理:I1/I2=R2/R1(并聯(lián)電路,電阻越大,分到的電壓越大)電阻越大的支路,分到的電流越小)無論串聯(lián)還是并聯(lián),當(dāng)其它電阻不變,若其中某一個(gè)電阻變大時(shí),則總電阻都變大;若其中某一個(gè)電阻變小時(shí),則總電阻都變小。
“電表示數(shù)變化”類題型的解析方法
根據(jù)電路元件使用情況,可以將這類題型分為四種類型進(jìn)行辨析:(1)開關(guān)型;(2)變阻器型;(3)“偽”變阻器型;(4)組合型。
1、開關(guān)型:由開關(guān)的斷開與閉合實(shí)現(xiàn)電路的轉(zhuǎn)換,引起電表示數(shù)變化。
例1在下如圖1所示的電路中,R1、R2是定值電阻,電源電壓U保持不變。當(dāng)開關(guān)S1由斷開變?yōu)殚]合時(shí),電壓表、電流表的示數(shù)如何變化?
解析:開關(guān)S1斷開時(shí),R1與R2組成串聯(lián)電路,電壓表測量的是R1兩端的電壓(總電壓的一部分),電流表測量的是串聯(lián)電路中的電流即IURR;而當(dāng)開關(guān)S1閉合后,R2被短路,電路中只有R1接入,
12電壓表測量的仍是R1兩端的電壓,但是電路的總電壓,故電壓表的讀數(shù)變大,電流表此時(shí)測量的是通過電阻R1的電流IUR,故電流表的讀數(shù)變大。1例2如上圖2電源電壓恒定,斷開S1、S3,閉合S2,兩表均有示數(shù);再斷開S2,閉合S1、S3,此時(shí)兩表的示數(shù)與前者相比()
A.兩表的示數(shù)均變大B.兩表的示數(shù)均變小
C.電流表的示數(shù)變大,電壓表的示數(shù)變小D.電流表的示數(shù)變小,電壓表的示數(shù)變大
解析:當(dāng)開關(guān)S1、S3斷開、S2閉合時(shí),電阻R1、R2串聯(lián)在電路中,此時(shí)電流表測量電路中的電流
IUR,電壓表測量RUR1兩端電壓U11IR1;當(dāng)斷開S2,閉合S1、S3時(shí),簡化電路如圖
1R2R1R24,此時(shí)電流表測的是RIU1中電流1R,電壓表測的是R1兩端電壓或電源兩端電壓U′1=U,比較開關(guān)1處于不同狀態(tài)表達(dá)式可知,I1>I,U′1>U1,故兩表的示數(shù)均變大。
2、變阻器型:由滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)導(dǎo)致接入電路電阻改變,引起電路中電流表、電壓表示數(shù)的變化。此類按滑動(dòng)變阻器連接方式又可分為兩種類型。
①串聯(lián)電路中由滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)引起電路中電表示數(shù)變化
例3(201*年德州)如下圖5,開關(guān)閉合后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)過程中()A.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小B.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變大C.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變小D.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大解析:此電路是電阻R與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電流表測量電流IURR,當(dāng)P向左移動(dòng)時(shí)RAP變小,
AP電流表示數(shù)變大;電壓表測的是RAP的電壓,可表示為UAP=U-IR,U不變,IR增大,所以UAP變小,電壓表示數(shù)變小。還可以根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配與電阻成正比來分析,當(dāng)P向左移動(dòng)時(shí)RAP變小,所以UAP變小。
點(diǎn)撥:⑴此類題目分析過程是:變阻器電阻的變化→總電阻變化→總電流變化→定值電阻兩端電壓的變化→變阻器兩端電壓變化。⑵在分析電壓表示數(shù)時(shí),如果根據(jù)歐姆定律分析,U=IR,出現(xiàn)I變小R變大,導(dǎo)致無法判斷時(shí),要學(xué)會(huì)從電路特點(diǎn)多角度分析問題。
練習(xí)1:如圖7所示電路中,電源電壓不變,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)變化情況是()
A.電流表和電壓表的示數(shù)變大B.電流表和電壓表的示數(shù)變小C.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大D.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小練習(xí)2、如圖1,電源電壓不變,當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí),則()
A.電流表的示數(shù)增大,電壓表的示數(shù)減小B.電流表的示數(shù)變小,電壓表的示數(shù)變大C.電流表的示數(shù)增大,電壓表的示數(shù)變大D.電流表的示數(shù)變小,電壓表的示數(shù)變小練習(xí)3、如圖2,電源電壓不變,當(dāng)滑片P自左向右滑動(dòng)時(shí),則()
A.電流表的示數(shù)增大,電壓表V1的示數(shù)減小,電壓表V2的示數(shù)變小B.電流表的示數(shù)變小,電壓表V1的示數(shù)減小,電壓表V2的示數(shù)變小C.電流表的示數(shù)增大,電壓表V1的示數(shù)變大,電壓表V2的示數(shù)變大D.電流表的示數(shù)變小,電壓表V1的示數(shù)變大,電壓表V2的示數(shù)變小②并聯(lián)電路中由滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)引起電路中電表示數(shù)變化
例4、如下圖4所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,將變阻器的滑片向右移動(dòng),則()A.燈泡亮度變暗,安培表示數(shù)變小B.燈泡亮度變亮,安培表示數(shù)不變C.燈泡亮度不變,安培表示數(shù)變小D.燈泡亮度不變,安培表示數(shù)變大
解析:用電器(燈泡)直接并聯(lián)在電源兩端,其電阻、電壓、電流都不變,故燈泡亮度不變;若滑片向右移動(dòng),變阻器連入電路的電阻變大,電路的總電阻變大,由I=U/R得出總電流變小,即電流表示數(shù)變小。
例5如下圖6,電源電壓保持不變時(shí),閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)過程中A.電壓表V示數(shù)變小B.電流表A1示數(shù)變大C.電流表A2示數(shù)不變D.電流表A2示數(shù)變小
解析:對(duì)于較為復(fù)雜的電路可以畫出等效電路(如圖7),再來從熟悉的等效圖中進(jìn)行分析,電路可知R1與R2并聯(lián),電流表A1測量R1與R2的總電流.電流表A2測量RU1的電流,IR1R,故A2保持不變;1
當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)過程中,R2連入阻值增大,所以IR2減小,而表A1的讀數(shù)IA1IA2IR2,所以電流表A1將減。妷罕鞻測量電源電壓保持不變.
練習(xí)4、在圖8所示電路中,電源電壓保持不變,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由左向右移動(dòng)到中點(diǎn)的過程中,下列判斷正確的是()
A.電壓表和電流表A1、A2的示數(shù)都變大B.電流表A1示數(shù)變大,電流表A2電壓表示數(shù)不變C.電流表A2示數(shù)變大,電流表A1電壓表示數(shù)不變D.條件不足,無法判斷
點(diǎn)撥:此類題型分析時(shí)要細(xì)心識(shí)別電路,根據(jù)并聯(lián)電路中電流電壓規(guī)律與兩表所測得物理量聯(lián)系起來,可以先分析支路的電阻變化→支路電流變化→干路電流變化,注意結(jié)合歐姆定律分析方能取勝。3、“偽”變阻器型:即滑動(dòng)變阻器的電阻線全部接入電路,其滑片的移動(dòng)不能改變自身連入電路的電阻
例7在圖10甲、乙所示的電路中,閉合開關(guān)后,將滑動(dòng)變阻器滑片P由A向B滑動(dòng)的過程中,各表示數(shù)如何變化?
解析:先分析滑動(dòng)變阻器是哪部分接入電路,甲圖變阻器左邊AP部分被上面電流表A1短路,右邊PB部分接入電路,P向B滑動(dòng)電阻長度減小,電阻減小,故電流表A1增大。乙圖中電壓表相當(dāng)于斷開,
滑動(dòng)變阻器全部電阻接入電路,無論滑片P怎么移動(dòng),變阻器接入電路的
電阻都不變(以固定阻值接入電路,“偽裝”成變阻器),故電流表A2不變;當(dāng)P向B滑動(dòng)時(shí),電壓表所測量的電阻RAP增大,根據(jù)UAp↑=IRAP↑,故電壓表示數(shù)增大。
點(diǎn)撥:此類題型分析時(shí)要細(xì)心識(shí)別滑動(dòng)變阻器,判斷連入電路的有效阻值是否與滑片移動(dòng)有關(guān),若是“偽”變阻器(以定值電阻接入),無法改變與其串聯(lián)的電流表示數(shù),而只能改變與其并聯(lián)的電壓表示數(shù)。
4、組合型:開關(guān)與變阻器結(jié)合在一起,兩者都產(chǎn)生變化時(shí),引起電路電流表、電壓表示數(shù)的變化。如圖12所示電路,電源兩端的電壓一定,開關(guān)S1閉合,如果要使電壓表示數(shù)減小,電流表的示數(shù)增大,則下列操作一定可行的是()
A.滑動(dòng)變阻器的滑片P向上移B.滑動(dòng)變阻器的滑片P向下移C.開關(guān)S2閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P向下移
D.開關(guān)S2閉合,斷開開關(guān)S1,滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng)
解析:圖中開關(guān)S1閉合時(shí),R1與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端電壓。根據(jù)串聯(lián)電壓分配與電阻關(guān)系特點(diǎn)來分析,要使電壓表示數(shù)減小,只能是R2的阻值減小,即滑片P向下移,且電流表的示數(shù)增大,故選B。而開關(guān)S2閉合后,R1被短路,電壓表測量電源電壓,示數(shù)會(huì)增大,故C錯(cuò)誤。若開關(guān)S2閉合,斷開開關(guān)S1,電壓表串在電路中,示數(shù)會(huì)增大,電流表的示數(shù)幾乎為零,不可行!椒w納:
通過以上的例題分析,我們可以把電表示數(shù)變化題型的解答步驟和方法歸納如下:
(1)首先對(duì)原電路進(jìn)行分析簡化,將電壓表視為斷開,電流表視為導(dǎo)線,必要時(shí)畫出熟悉的等效電
路圖。
(2)根據(jù)簡化電路分析判斷組成電路的各元件間是串聯(lián)還是并聯(lián)的關(guān)系。
(3)確定各電表所測的物理量(電流表與哪段電路串聯(lián),就測量該段電路的電流;電壓表與哪段電
路并聯(lián),就測量該段電路兩端的電壓),并能根據(jù)歐姆定律及電路特點(diǎn)寫出相應(yīng)的表達(dá)式。(4)分析滑動(dòng)變阻器連入電路中的有效阻值部分和電路中的總電阻變化情況
(5)根據(jù)電源電壓不變,結(jié)合實(shí)際電路,運(yùn)用歐姆定律,串并聯(lián)的電流、電壓、電阻的關(guān)系,串聯(lián)
電路中電壓分配與電阻成正比的關(guān)系,并聯(lián)電路電流分配與電阻成反比的關(guān)系進(jìn)行分析。在尋找變量的同時(shí),要注意哪些是不變的物理量,便可以順利解決問題。
(5)比較電壓表電流表在開關(guān)處于不同狀態(tài)或者滑片的位置變化前后的表達(dá)式關(guān)系可判斷出電表示
數(shù)變化。
【練習(xí)】1.在圖13所示的電路中,電源電壓不變。閉合開關(guān)后,滑動(dòng)變阻器的滑片P向右端滑動(dòng)時(shí)()
A.電流表示數(shù)減小,電壓表示數(shù)減小B.電流表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)不變C.電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)減小D.電流表示數(shù)減小,電壓表示數(shù)增大
2.圖上14所示,電源電壓保持不變,當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),滑動(dòng)變阻器R1的滑片P從b端滑到a端的過程中,下列說法正確的是()
A.電壓表、電流表的示數(shù)均變小B.電壓表、電流表的示數(shù)均不變C.電壓表的示數(shù)不變,電流表的示數(shù)變小D.電壓表的示數(shù)變小,電流表的示數(shù)不變
3.如上圖15所示,當(dāng)開關(guān)S1閉合,如果要使電壓表、電流表示數(shù)均減小,則下列操作一定可行的是()
A.?dāng)嚅_開關(guān)S2,滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移B.?dāng)嚅_開關(guān)S2,滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移C.保持滑片P不動(dòng),使S2由閉合到斷開D.保持滑片P不動(dòng),使S2由斷開到閉合
4、如下圖1所示的電路中小燈泡正常發(fā)光,若將電壓表和電流表的位置對(duì)換,則()如果將電流表和燈泡位置對(duì)換,則()
A、小燈泡不會(huì)發(fā)光B、小燈泡會(huì)被燒壞C、電流表示數(shù)不變D、電壓表示數(shù)為零
圖1圖2
圖5
5、某同學(xué)用如上圖1所示的電路測小燈泡的電阻,當(dāng)他閉合開關(guān)S時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為零,而電壓表的示數(shù)不為零,出現(xiàn)這種故障的原因可能是()
A、小燈泡短路B、開關(guān)S接觸不良C、小燈泡斷路D、滑動(dòng)變阻器斷路6、如圖2電源電壓不變,閉合開關(guān)S后,當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí),下列判斷正確的是()A、電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小B、電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變大C、電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大D、電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變小
例7、在上圖5所示的電路中,電源電壓保持不變.閉合開關(guān)S1、S2,兩燈都發(fā)光,當(dāng)把開關(guān)S2斷開時(shí),燈L1的亮度及電流表示數(shù)的變化情況是()
A、燈L1變亮,電流表示數(shù)變小B、燈L1亮度不變,電流表示數(shù)變小C、燈L1變亮,電流表示數(shù)不變D、燈L1亮度不變,電流表示數(shù)不變
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