初中浙教版第7节 电路分析与应用精品导学案
展开 浙教版八上 §4.7电路分析与应用(1)学案
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[学习目标]
1、理解串联电路中电流、电压的特点;
2、能用串联电路的电流、电压特点分析计算分压问题。
一、知识点梳理:
1、串联电路中:通过各电阻的电流 ; 等于各个电阻两端电压 ;
2、因为串联电路中U总=U1+U2……①,将U=IR代入①,得I总R总= ,又因为I总=I1=I2,所以有R总= ; 即串联电路的总电阻等于 。
3、因为串联电路中I1=I2……②,将I=U/R代入②,得U1/R1=U2/R2 ,即U1/U2= ; 即串联电路的电阻具有 的特点。
二、例题讲解
例题1、电脑工作时会发热,当升温到一定值时,温控开关S1自动闭合,风扇启动,加快散热从而保护电脑。如果断开电源总开关S2,风扇M和其他工作系统同时停止工作,根据上述特点,图中,符合散热控温特点的原理图( )
例题2、如图是小明按设计连接的铅笔芯变阻器电路,将导线a固定在铅笔芯一端,闭合开关后,把导线b沿铅笔芯向右移动,灯泡变亮。则他设计的电路图是( )
例题3、如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从a向b移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则电源电压为 V,R1的阻值为 Ω。当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的 点(选填“A”、“B”、“C”“、“D““E“)。
(例题3图) (例题4图)
例题4、如图甲所示,已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R2的规格为“50Ω 0.5A”,闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示,则电源电压为 V;在保证电路安全的前提下,滑动变阻器的阻值取值范围是 。
例题5、某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换5个定值电阻Rx得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是( )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持0.5伏不变
C.滑动变阻器向左滑动时电压表和电流表示数变大
D.将Rx从5欧换成10欧后,应将滑片p向左移
(例题5图) (例题6图)
例题6、小宁用如图所示电路研究电阻的并联。
(1)按电路图连接电路,闭合开关S,电流表A1、A2、A3的示数分别为0A、0.40A和1.20A。如果电路元件完好,接线时发生了错误,该错误是 。
(2)使用电流表时,当被测电流值大于电流表量程的一半时,能减小实验误差。本实验所用电源电压为8V,电流表有两个量程(0~0.6A、0~3A)。为减小实验误差,小宁重新选择定值电阻,实验室里可供选择的定值电阻的阻值有:5Ω、10Ω、20Ω、50Ω,应该选用的2个电阻阻值分别为 。
三、随堂练习:
1、由同种材料制成的两条长度相等、横截面积不等的电阻丝,串联在电路中,则粗电阻丝( )
A.电流强度较大 B.电流强度较小 C.电压较大 D.电压较小
2、有两盏灯L1和L2串联在同一电路上,则下列判断错误的是( )
A.L1断路熄灭,L2也一定熄灭 B.L1两端的电压一定等于L2两端电压
C.通过L1的电流一定等于通过L2的电流 D.电路两端的总电压一定等于各灯两端的电压之和
3、在如图甲所示电路中,当闭合开关后两个电压表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.4.8 V、1.2 V B.6 V、1.2 V C.1.2 V、6 V D.1.2 V、4.8 V
4、如图是某品牌的榨汁机。该榨汁机设置了双重开关,电源开关S1和安全开关S2.当杯体倒扣在主机上时,S2自动闭合,此时再闭合S1,电动机才能启动,开始榨汁。下列符合要求的电路图是( )
5、如图所示,R1=5欧,R2=10欧,则电压表V1、V2的示数之比是( )
A. 1:2 B. 2:1 C. 1:3 D. 3:1
(第5题图) (第6题图)
6、两只电阻之比R1:R2=3:5,把它们串联在某电路中,则通过的电流之比I1:I2=______,两端电压之比U1:U2=______。
7、下面是某同学对串联电路电压规律的探究过程,回答下列问题。
猜想与假设:串联电路总电压等于各用电器两端电压之和。进行实验:①按图所示的电路图连接电路;②闭合开关,用电压表测出L1两端的电压;③在测L2两端的电压时,某同学为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B点不动,只断开A点,并改接到C点上;④测出B、C间的电压。
(1)在连接导线时,开关必须____。
(2)他用上面的方法能否测出L2两端的电压?为什么?__________________________ 。
(3)改进方法后,记录实验数据如表。他分析数据后得出结论:串联电路总电压不等于各用电器两端的电压之和。他收集到的证据是否支持他的猜想?______。这个实验在设计方案上还存在的不足之处是____________________ ______________________(写出一条)。
8、如图所示,电源电压为6伏。闭合开关S,电压表V1的示数为4伏,电流表的示数为0.4安。求:
(1)电压表V2的示数。
(2)R1、R2的阻值。
四、课后巩固:
1、在一个电路中安装了两盏电灯、一个开关、一个电源,闭合开关,两盏电灯能正常发光。以下观点可以推断这两盏电灯肯定是串联的是( )
A.开关能同时控制这两盏灯的亮与灭
B.用电流表分别测出这两盏灯都发光时的电流,发现电流不相等
C.用电压表分别测出这两盏灯发光时两端的电压,发现它们的电压相等
D.用电压表分别测出这两盏灯发光时两端的电压,发现它们的电压不相等
2、小军同学骑车上学,因为赶时间经常忘记收起自行车支架便骑车或没有锁车就离开,因此他想设计提醒收支架和锁车的电路。要求:当车的支架支起(开关S1闭合)时,蜂鸣器响起,提醒锁车;当车上好锁抽出钥匙(开关S2断开)后,蜂鸣器停止发声。他设计了如图所示的四个电路,其中符合要求的是( )
3、有甲、乙两个定值电阻,甲标有“10 Ω 1.5 A”,乙标有“20 Ω 0.5 A”,现把它们串联起来,则该串联电路两端允许加的最高电压是( )
A.15 V B.25 V C.10 V D.5 V
4、学生实验中遇到断路时,常常用电压表来检测。某同学连接如图所示的电路,开关闭合后,电灯不亮,电流表无示数。这时用电压表测得a、b两点间和b、c两点间的电压均为零,而a、d间和b、d间的电压均不为零,这说明( )
A. 电源接线柱接触不良 B. 开关的触片或接线柱接触不良
C. 电流表接线柱接触不良 D. 灯泡灯丝断了或灯座接触不良
(第4题图) (第5题图) (第6题图)
5、光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。如图所示,闭合开关,逐渐减弱光敏电阻的光照强度,下列说法正确的是( )
A.电流表和电压表的示数均变小 B.电流表和电压表的示数均变大
C.电流表的示数变小,电压表的示数变大 D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
6、如图所示,电源电压U恒定,R1>R2,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,R1、R2两端的电压分别为U1、U2。则下列关系式中,正确的是( )
A.I1R1=I2R2 B.I1R2=I2R1 C.U1/R2=U2/R1 D.U1/R1=U2/R2
7、如图所示的电路中,电源两端电压为6V且保持不变,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电压表接入电路的量程(0~3)V,电流表接入电路的量程(0~0.6)A,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由b端缓慢向a端移动,直至某一电表的指针达到满偏。有关变化下列说法正确的是( )
①电压表的示数变大,电流表的示数变大 ②电流表的示数变化范围为0.2A~0.6A ③电压表的示数变化范围为2V~6V ④R2阻值变化范围为20Ω~10Ω ⑤指针达到满偏的是电流表
A.只有②⑤正确 B.只有③④正确 C.只有①④正确 D.都正确
(第7题图) (第8题图)
8、如图所示的电路,将A、B两端接入10V电源,电压表示数为4V;拆去A、B两端电源,再将C、D两端接入20V电源,电压表示数为12V,则R1:R3的值为( )
A.3:2 B.1:1 C.9:4 D.4:9
9、图乙是图甲所示电子秤的工作原理图。电子秤的示数表是由电流表改装的,R1是一根长6厘米,阻值15欧的均匀电阻丝,滑片P在a端时,电流表示数为0.15安;在b端时,电流表示数为0.6安,弹簧c受到压力F与压缩量△L的关系如图丙所示。挂钩的重力不计,不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端,电路中电源电压不变下列判断正确的是( )
A.R2阻值为6欧
B.电源电压为6伏
C.当电子秤示数为2千克时,电路中的电流为0.3安
D.当电子秤示数为4千克时,电路中的电流为0.3安
10、如图所示是验证串联电路中各导体两端的电压与总电压之间关系的实验。
(1)在图甲中,应把电压表分别接在______,______和______两点之间进行测量,观察它们之间的电压有什么关系。
(2)直接在甲图中画出电压表测AC间电压的电路图,并按电路图在乙图中用铅笔线代替导线连接电路;
(3)换用另外两个不同规格的小灯泡重新实验。如果电源的电压为4.5伏,灯L1两端的电压为2.5伏,灯L2两端的电压为____。
11、在”研究串联电路电压的特点”实验中,小阳同学设计并连接了如图所示的电路,其中小灯泡L的额定电压为10V,电压表、电流表均选择了合适的量程且能正常使用。
(1)闭合开关S后,小阳发现电压表V2的示数为0V,而电压表V1、V3的示数均为12V,电流表也有示数。你认为出现这种情况的原因可能是 。
(2)恢复正常后,闭合开关并移动滑动变阻器滑片,依次记录了几组数据(如表)。
分析表中实验数据,可以得出的结论是 。
12、甲为研究并联电路电流规律的实验电路图。
(1)若要测量干路电流,则电流表应串联在甲图中的 (选填“A”、“B”或“C”)处。
(2)若要测量A处的电流,连好电路闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示。调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是 。
(3)纠正错误后,测出A、B、C三处的电流值如表所示。由此得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等,这个实验在设计方案上还存在的不足之处是:
(写出一条即可)。
位置
A
B
C
电流(A)
0.18
0.18
0.36
13、交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示。电源电压恒为 9 V,传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为 0 时,R2的电阻为 80 Ω。使用前要通过调零旋钮(即滑动变阻器R1的滑片)对测试仪进行调零,此时电压表的示数为 8 V。
(1)电压表的示数为 8 V时,电流表的示数为多少?
(2)电压表的示数为 8 V时,滑动变阻器R1的电阻值为多少?
(3)调零后,R1的电阻保持不变。某驾驶员对着测试仪吹气 10 s,若电流表的示数达到 0.3 A,表明驾驶员醉驾,此时电压表的示数为多少?
参考答案:
一、知识点梳理:
1、相等 总电压 之和
2、I1R1+I2R2 R1+R2 各用电器的电阻之和
3、R1/R2 分压
二、例题讲解:
例题1、B
解析:由题知,当升温到一定值时,温控开关S1自动闭合,风扇才启动,所以风扇与其它工作系统互不影响,即是并联的,且S1只控制风扇,开关S2是总开关,应在干路上控制风扇和工作系统,由各选项电路可知,B正确,ACD错误。
例题2、B
解析:由题意知,铅笔芯变阻器控制灯泡的亮度,所以两者应串联在电路中,导线b沿铅笔芯向右移动,灯泡变亮,说明其连入电路的长度减小。A.由图知,灯泡与铅笔芯并联,故A不符合题意;B.由图知,灯泡与铅笔芯串联,且滑片向右滑连入阻值减小,电路中电流增大,灯泡变亮,故B符合题意; C.由图知,开关闭合后会造成电源的短路,故C不符合题意;D.由图知,灯泡被短路,且滑片滑到最右端电源被短路,故D不符合题意。
例题3、6;10;B
解析:(1)由电路图可知,当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入,R1与R2串联,则电路中电流最小,由图象可知此时电路中的电流Ia=0.2A,R2两端的电压U2=4V,由I=U/R可得:R2=U2/Ia=4V/0.2A=20Ω,串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压:U=IaR1+U2=0.2A×R1+4V…①当滑片P在b端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,由图象可知这时电路中电流为Ib=0.6A,电源电压加在R1上,则U=IbR1=0.6A×R1…②解①②得:R1=10Ω,U=6V;(2)当滑动变阻器的滑片P在中点时,则滑动变阻器连入电路的阻值为:R2′=0.5R2=0.5×20Ω=10Ω,根据电阻的串联和欧姆定律,则电流表的示数为:I′=U/(R1+R2)′=6V/(10Ω+10Ω)=0.3A。由图象可知:电流表示数为0.3A时对应的点是B。
例题4、6;2Ω~50Ω。
解析:(1)由甲图可知,R1与R2串联,电压表测R2电压,根据串联电路特点和欧姆定律,由图乙信息可知:U=5V+0.1A×R1……①U=3V+0.3A×R1……②由①②解得:U=6V,R1=10Ω;(2)由滑动变阻器R2的规格为“50Ω 0.5A”可知,当移动滑片使电流表示数达到I大=0.5A时,变阻器接入电路的电阻最小,则R1两端的电压为U1=I大R1=0.5A×10Ω=5V,根据串联电路的总电压等于各用电器率两端的电压之和可得:变阻器两端的电压为:U2=U﹣U1=6V﹣5V=1V,根据欧姆定律可得:R滑小=U2/I大=1V/0.5A=2Ω;根据串联电路的分压特点,变阻器接入电路的电阻越大,其两端电压越高,由于电源电压小于电压表的所用量程的最大值,故变阻器接入电路的最大值为其本身的最大值,即R滑大=50Ω。所以变阻器的阻值范围为:2Ω~50Ω。
例题5、C
解析:A、由题意和图象可知,接入电路的电阻是变化的,所以该同学研究的是电流和电阻的关系,故A错误;B、研究电流和电阻的关系时,要控制Rx两端的电压不变(即电压表示数不变);由图乙知,电流与电阻之积(即Rx两端的电压):U=IRx=0.5A×5Ω=﹣﹣﹣﹣﹣0.1A×25Ω=2.5V,即电压表保持2.5伏不变,故B错误;C、滑动变阻器向左滑动时,变阻器连入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知电路的电流变大,即电流表示数变大,根据U=IR可知,电压表示数变大,故C正确;D、根据串联分压原理可知,将Rx电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大(大于2.5V);探究电流与电阻的关系实验中,应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,使电压表的示数减小为2.5V,由分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故D错误。
例题6、(1)接线时使电流表A1短路 (2)5Ω、20Ω
解析:(1)由图可知,闭合开关后,R1与R2并联,A1测量R1中电流I1,A2测量R2中电流I2,A3测量干路中的电流I。若电路正常,根据并联电路的电流特点可知,A3的示数大于A1示数,A3的示数大于A2的示数;现A1的示数为零,可能:①R1支路断路,电路为R2接在电源上的简单电路,因A2与A3是串联,它们示数应相同,这与已知矛盾;②A1短路,则A3测量干路电流,A2在支路测量支路电流,A3示数大于A2的示数,与已知相符。故电路故障为:接线时使电流表A1短路;(2)根据并联电路的电压特点可知,各支路两端的电压等于电源电压:U1=U2=U=8V,若两个支路均选用同量程电流表,当被测电流值大于电流表量程的一半时,干路电流大于支路所选量程,干路需选大量程(0~3A),支路选小量程(0~0.6A),可支路电流即使都达到电流表量程,干路的电流最大为0.6A+0.6A=1.2A<1.5A;综合分析可知,干路和一个支路都需选大量程电流表,另一支路需选用小量程电流表。由题意知,支路中电流要大于所选电流表量程的一半,对于选大量程电流表的支路,根据欧姆定律可知R=U/I=8V/3A/2
=5.3Ω,支路电阻需小于等于5.3Ω,由可供选择电阻可知选R1=5Ω;小量程支路的电流要小于等于0.6A,根据欧姆定律可知R U/I=8V/0.6A=13.3Ω,且支路的电流要大于等于0.3A,R U/I=8V/0.3A=26.7Ω,故13.3Ω≤R2≤26.7Ω,因此R2=20Ω。
三、随堂练习:
1、D 2、B 3、A 4、C 5、C 6、1:1; 3:5
7、(1)断开 (2)不能; 电压表的正、负接线柱接反了 (3)不支持; 他只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论具有偶然性,不能得出正确规律
8、(1)2V (2)R1=10欧 R2=5欧
四、课后巩固:
1、D 2、D 3、A 4、D 5、C 6、D
7、C 8、C 9、D
10、(1)A、B; B、C; A、C (2)电路如下图 (3)2.0V
11、(1)滑动变阻器短路 (2)串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和
12、(1)C (2)电流表正负接线柱接反了 (3)只做了一次实验(或选择了两个相同规格的灯泡做实验)
13、(1)0.1 A (2)10 Ω (3)6 V
浙教版八年级上册第7节 电路分析与应用优质学案: 这是一份浙教版八年级上册第7节 电路分析与应用优质学案,共6页。
浙教版八年级上册第5节 电压的测量精品学案: 这是一份浙教版八年级上册第5节 电压的测量精品学案,共6页。
浙教版八年级上册第4节 变阻器优质学案设计: 这是一份浙教版八年级上册第4节 变阻器优质学案设计,共5页。