初三物理复习-电压和电阻经典例题解析.doc

外围突破解电学题解物理题从正面突击，有时很难突围在“山穷水尽”之处，从外围着手，综合运用物理知识，分析各物理量间的数量关系，往往能“柳暗花明”。试看以下四题。例1 如图1所示，电源电压不变，开关闭合时，移动滑片，使电压表的示数从6V变化到2V，同时观察到电流表的示数从05A变化到1A，则定值电阻的电阻为（ ）A4 B6C8 D16解析 此题大有“顾左右而言他”之味。电压表测的是滑动变阻器两端的电压，其变化幅度从6V到2V，相应的电流变化幅度从05A到1A而我们要计算的是的电阻值，丝毫没有它两端电压和电流的数据。换角度思考一下：滑动变阻器和定值电阻是串联关系，当滑动变阻器两端的电压为6V时，实际上是两端的电压为（U6）V；当滑动变阻器两端的电压为2V时，实际上是R0两端的电压为（U2）V。两端的电压与电流的对应关系为：物理量电压/VU6U2电流/A051，解得，。答案 C。 点拨 此题的突破在于找到对应关系。例2 如图2，当AB两点间接入10的电阻时，电流表的示数为05A，若AB间改接20的电阻时，则电流表的示数为（）A等于025A B大于025AC小于025A D无法判断解析 此题若直接用欧姆定律求解，应得到：，难以得出大小，转而一想，电阻由一个10变为两个10，即20，如果再多加一个电阻，即电路变为图3，则电路中的电流变为，此时电路中少一个电阻，则易得025A。答案 B。点拨 利用数量关系，巧妙的再复制出一个，即可求解。例3 小新同学在“伏安法测电阻”的实验中，移动滑动变阻器时，发现电流表示数减小，而电压表示数在增大，发现这一现象的原因可能是_。解析 此空的分析很巧妙。按常规来言电流表示数减小，与未知电阻并联的电压表示数也应减小，而电压表示数在增大，真奇怪！再分析一下未知电阻两端的电压加上滑动变阻器两端的电压等于电源电压，此时灯泡两端的电压减小，恰恰造成滑动变阻器两端的电压升高，看来电压表是并联在了滑动变阻器两端了。如图4。例4 在图5甲所示的电路中，电源电压为12V，电阻的阻值为20，当开关闭合时，电流表A的示数为02A。（1）求电压表V1和电压表V2的示数；（2）当滑动变阻器的滑片P移至最左端时，电压表V1的示数如图乙所示，求电阻的阻值。解析 （1）简化电路原则：电压表并联在电路中，因其电阻很大，相当于断路；电流表串联在电路中，因其电阻非常小，相当于导线，因而其等效电路为图6。知与 是串联关系，进一步分析知电压表V1测的是两端电压，读数记作；电压表V2测的是滑动变阻器两端电压，读数记作。且，此时。，。（2）计算当移至最左端时电阻的阻值，应知其两端电压和此时电流值。由图乙告知此时两端电压如图乙所示，因未知接线柱，所以电压表V1应读取两值2V或10V。到底两种情况都存在还是舍其一，这就给我们的解题设置了障碍。似乎此时难以抉择，大有此题有“症”之嫌。跳出，再析的变化对全电路的影响。当向左滑动时，整个电路的电阻变大，因而电流表A的示数变小，两端的电压也就减小，原为，现应小于，故此时电压表V1的示数只能为2V，10V因不符合条件应舍去。至此，我们可以明确求得两端电压，通过它的电流，所以。点拨：全面分析电路的变化，准确把握某一物理量的变化，就可突破难点。电压、电阻易错点大盘点电压、电阻是初中电学的主要物理量，在研究和应用电现象中是不可缺少的概念。这就要求我们能正确理解与之相关的知识并能准确分析相关物理情景，从而为以后的学习打下坚实的基础。不过在学习中总是有一些容易出错的地方，主要是基础知识掌握不准确、理解不透彻给同学们的学习带来麻烦。下面就本部分内容在学习的过程中易错的地方做一下归纳，希望能给同学们一些启发。一、对电压的形成的理解对于电压，因为比较抽象，因此教材上用水压进行类比给出，但有些同学就因此而把水压的其他特点也放到电压上去理解，往往就会出现错误认识。例1下列说法中正确的是（ ）A电路两端只要有电压，就一定有电流B某电路中只要有电流通过，电路中一定有电源C有电源必定有电压，有了电压必定有电流D电流的存在使得电路中出现电压，从而形成电源错解：A C D分析：众所周知，电源提供了电压，只有当电路闭合后，电压才能使电路中形成电流，电压跟与它做类比的水压不同。形成电流需具备两个必要条件：（1）电路两端有电压；（2）电路是通路。A、C中未说明电路的具体状态，故A、C错。D说法颠倒了电源、电压、电流的关系，也不正确。正确答案：B友情提醒：电源是提供电压的装置，电压是（使电路中的自由电荷定向移动）形成电流的原因，没有电压，电流将无从谈起。同时需要注意的是，若要形成电流，一定得具备上面所说的两个必要条件。二、关于电压表的使用方法电压表是电学中的一个重要的测量工具，它的使用有明确的要求，在解决实际问题时，往往是因为不清楚它的使用规则而出现各种各样的错误。具体分如下几点：（1）电压表的正负接线柱的正确连接例2（2010浙江萧山）在探究串联电路的电压关系时，某同学使用的电路如图所示，他先用电压表正确的测量了灯泡2两端的电压，为了测量灯泡1两端的电压，他想将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点，而保持接电压表B的点不动。对这种做法的正确性以及理由三位同学进行如下的讨论：甲同学：这种做法不正确，因为电压表正、负接线柱接反了；乙同学：这种做法不正确，因为L1两端的电压值超出电压表的量程；丙同学：这种做法正确，A点改接到C点时，电压表与L1是并联的。他们的讨论正确的有（ ）A只有 B只有 C只有 D只有错解：C D分析：对多数同学，做这种题目似乎已经形成了一种从字面上主观判断的习惯，就想当然地认为答案是C或且D了。其实不然！图中的电源电压由两节干电池提供，所以电源电压只有3V，电压表使用的是3V的量程，故即使改测L1两端的电压，也不会超出电压表的量程，所以C错；选D的同学就是认为改接后电压表与待测的灯泡并联，认为就是测的L1两端的电压，而没有注意到电压表的正负接线柱接反了，没有遵循电流应该从电压表的正接线柱流入从负接线柱流出，导致的后果就是电压表指针反向偏转，不能测出电压值！所以D错。正确答案：A（2）电压表量程的选择例3（2010年广西河池）如图甲所示的电路中，电灯L1的电阻为10，开关闭合后，电压表V1、V2的示数分别如图乙所示，则V1的示数为 V，L2两端的电压为 V在解题过程中学生容易产生如下错解：错解一：误认为V1测的就是L1两端的电压；错解二：错读V1的读数为12V或51V。分析：产生错误的原因主要是不能正确分析电压表测量的是哪部分电路的电压，还有就是不能搞清楚电压表的量程和每一小格表示的刻度值，造成读数错误。由甲图可知，电压表V1测量的是L1和L2串联后的总电压，电压表V2测量的是L2两端的电压，抓住UU2，所以电压表V1用的是015V，对应的读数应该为55V，V2表用的是03V，这时的读数为25V。正确答案：55 25 （3）电压表示数变化的判断例4（2009齐齐哈尔）如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中（假设灯丝电阻不变），下列说法正确的是（ ）A电压表和电流表示数都变小 B电压表和电流表示数的比值变大C电压表示数变大，灯变暗 D电流表示数变大，灯变亮错解：B或C分析：滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，而变阻器和灯泡是串联的，所以电路中电流变小，故灯泡会变暗，D错，选B的学生认为电压表测的是滑动变阻器两端的电压，灯泡变暗则灯泡两端的电压会变小，所以变阻器两端的电压增大，所以电压表和电流表示数的比值变大。选C的同学也是如此。之所以会犯错，就是学生不清楚电压表测的是哪部分电路两端的电压！认真观察此电路，我们会发现电压表测的其实是小灯泡两端的电压！根据串联电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和，变阻器两端的电压在增大，小灯泡两端的电压应该在减小。正确答案：A（4）含有电压表的电路故障问题例5如图所示,电源电压为6V，开关S闭合后，电压表示数为6V，出现此现象的原因可能是（ ）AL1短路或L2断路BL1断路或L2短路CL1和L2都断路DL1和L2都短路错解：A。分析：本题是含有电压表考查电路故障的分析。由题目中给出的条件可知此时电压表的示数为电源电压，若L2断路，电压表中就没有电流，不会有示数，所以出现的故障会有两种可能，一种是电路中只有L1工作，即L2被短路；另一种情况就是L1断路，电流仍可经过电压表，此时电压表测的是电源电压。正确答案：B友情提醒：根据电压情况判断电路故障情况，是一种重要的考查形式。对电路故障的分析，应综合考虑，步步为营。而多数同学在这部分内容中出错的原因，主要是没有根据所学知识进行细致分析。应对这类问题的办法，一是牢固掌握电路电压规律，再就是分析问题时，要有步骤地仔细分析，各个排除，不要粗心大意。（5）根据电路图判断电路中电压表、电流表例6如图所示，小灯泡能发光，下列说法正确的是（）Aa、b都是电流表Ba、b都是电压表Ca是电流表，b是电压表Da是电压表，b是电流表错解：A B C分析：本题如果认为a是电流表的话，可以想象当开关闭合后，就直接接到了电源两端，而这在操作过程中是绝对不允许的，所以a、c先排除，a应该是电压表才对，也只有电压表才能直接接到电源两端。其次b与小灯泡是串联的，很显然应该是电流表才行。另外本题也可以这样来处理：在电路中电压表内阻无穷大，相当于断路，电流表内阻无穷小，相当于一根导线。在上图中如果a是电流表的话，开关闭合后相当于一根导线接到了电源两端则会造成电源短路，肯定是不对的了，而b如果是电压表的话相当于断路则灯泡中无电流和题目中的小灯泡能发光矛盾，肯定也是不对的。正确答案：D综合以上分析可以知道电压表的使用规则是：（1）电压表应该并联在用电器两端，电流表则应该串联在电路中；（2）电表的正负接线柱不要接反了，应该让电流从正接线柱流入从负接线柱流出；（3）注意电表量程的选择，在不清楚电路电压大小的情况下应该先进行“试触”，即应选用015V量程，并采用试触法来判断被测量值是否大于电表的量程。假如读数小于3V，改用03V的量程（能选用小量程的就必须选用小量程，这样做的目的是读数更精确，减小测量误差）。三、电阻的概念的理解及决定电阻大小的因素例7下列说法正确的是（ ）A短导线的电阻比长导线的电阻小B粗导线的电阻比细导线的电阻小C铜导线的电阻比铁导线的电阻小D同种材料长度相等，粗导线的电阻比细导线的电阻小错解：ABC分析：决定导体电阻大小的因素有：导体的材料、长度和横截面积，此外还与温度有关。因此要比较两导体电阻的大小，必须采用控制变量法（除非特别说明，一般不考虑温度的影响）。A中导体的材料和横截面积没控制，B中导体的材料和长度没控制，C中导体的长度和横截面积没控制。所以均错。正确答案：D例8 用灯泡、导线、开关和钨丝组成串联电路，闭合开关，小灯泡发光。用酒精灯对钨丝加热，会发现灯泡亮度变_，由此你可以得出的结论是_。错解：亮 金属导体的电阻随温度的升高而增大分析：一般同学对金属导体的电阻随温度的升高而增大这个结论还是能记住的。本题出错主要是对电阻对电流的影响这个规律记忆刚好是相反的。酒精灯给钨丝加热，钨丝温度升高，电阻增大；在电源电压不变的情况下，电路的总电阻增大了，电流应该变小。所以灯泡应该变暗。在电压一定的情况下电阻对电流的影响，完全类似于在压力一定的情况下受力面积对压强的影响。正确答案：暗金属导体的电阻随温度的升高而增大友情提醒：电阻是导体本身的一种性质，它的大小与是否通过电流和导体两端是否有电压无关。四、滑动变阻器的正确使用及对电路变化的影响等例9如图所示的变阻器四种不同接法的电路中，闭合开关后，当滑片向右移动时，电路中灯泡变亮的是（ ）错解：C D分析：对滑动变阻器是哪一部分接入电路，哪一部分起作用认识不清。只有在滑动变阻器的金属棒和绝缘线圈上各选一个接线柱串联在电路中时，变阻器才能起到改变电阻的作用。滑动变阻器的金属棒只起简单的连接和传导作用，真正起变阻作用的是绝缘线圈的连入部分。所以，看准滑片移动时导致的线圈长度变化是解答本题的重要一环。A是将滑动变阻器的全部阻值都接入了电路，滑片不起作用。C、D中滑片向右移动时，接入的线圈长度变长，电阻变大。只有B图滑片向右移动时，接入的线圈长度变小，电阻变小，灯泡变亮。正确答案：B友情提醒：同学们首先应该弄清滑动变阻器的制作原理，了解它的构造,明白若只把金属杆上的两个接线柱接入电路中，相当于一根导线的作用；若只将电阻丝上的两个接线柱接入电路中，相当于一个定值电阻的作用，其电阻值为滑动变阻器的最大阻值，起不到变阻的作用。因此必须将电阻丝上的一个接线柱和金属杆上的一个接线柱同时接入电路中，当滑片移动时,接入电路中的电阻丝的长度才能发生改变，起到变阻的目的，从而改变电路中的电流。这样在真正理解的基础上，避免了机械的记忆。为了便于记忆可归纳为：“一上一下，关键在下，移近变小，远离变大”。变阻器原理在家用电器中的应用很多，是联系实际问题的题源背景，也是中考必考内容之一。以上所列举的这些是同学们在学习电学基本知识刚刚开始时，经常出现的不可避免的错误，这也是学习过程中很正常的现象。只要通过练习，加深对知识的理解，教师多进行学习方法的指导，相信同学们一定会很好地掌握这些内容，提高分析、解决问题的能力，熟练地驾驭知识，把电学部分的知识学好。小试牛刀1（2010湖北襄樊）下列哪个物理量是决定导体电阻大小的因素之一（ ）A导体两端的电压 B导体的实际功率C导体中的电流 D导体的材料2在下图的圈中填上适当的电表符号，要求闭合开关后灯泡都能发光。3（08吉林）如图甲所示的电路，闭合开关后两灯都能发光，并且两块电压表的指针所指的位置如图乙所示，则L1两端的电压是_V，L2两端的电压是_V。4（2010江苏镇江）在如图所示的电路中，用滑动变阻器调节灯的亮度，若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变暗，则下列接法正确的是（ ）AM接C，N接B BM接A，N接B CM接C，N接D DM接A，N接D5（2010河南省）小刚和小丽用如图所示的器材探究串联电路的电压关系，用三节干电池串联做电源，两只小灯泡的规格不同。（1）请用笔画线代替导线，连接实验电路要求：L1和L2串联，电压表测量两灯串联后的总电压。（2）小刚用电压表测量L1两端的电压时，直接选用03V的量程，小丽说这样不行，规范的操作方法应该是 。L1两端电压VL2两端电压V串联总电压V143145（3）他们在测量L2两端的电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为0。小刚用电压表检测L1两端的电压，示数为电源电压，由此判断出L1处的故障是 ；L2是短路还是正常的？小丽在原电路中又添加了一个电学器材，就检验出了结果，她的方法可能是 。（4）他们排除故障后继续实验，得出了右表所示的一组数据为了得出串联电路电压关系的普遍规律，他们还应当 。参考答案：1D2上面的圈填电压表，下面的圈填电流表308 324A5（1）答案如图所示 （2）先选用015V量程试测，如果示数小于3V，再改用03V量程测量（3）断路 用小灯泡或定值电阻或滑动变阻器与L1并联（或替换L1），如果L2发光，则L2正常；若L2不发光，则L2短路。（4）换用不同规格的器材（灯泡、电源）或加滑动变阻器，多次测量。聚焦电压热点题一、电压表的使用电压表是测量电路两端电压的仪表，也是初中阶段重要的测量工具之一。使用电压表时一定要注意以下几点：1电压表要关联在被测电路中；2必须使电流从电压表的“+”接线柱流入，从“”接线柱流出；3被测电压不能超过电压表的量程。题1在图1所示的电路图中，能用电压表正确测出灯Ll两端电压的是（ ）解析：要测出灯Ll两端电压，须将电压表与灯Ll并联，同时还要注意到正负接线柱是否连接正确。图A中电压表测L1与L2串联后的总电压（电源电压）；图B中电压表测L1两端电压且正负接线柱连接正确；图C中电压表测L2两端电压；图D中电压表测L1两端电压但正负接线柱连接错误。本题的正确答案为B。二、串并联电路中电压特点1串联电路中总电压等于各部分电压之和；2并联电路中各支路两端的电压都相等。题2把两只灯泡并联后接到电源上，闭合开关，发现灯泡L1比L2亮，则下列说法正确的是（ ）A通过L1的电流大 B通过L2的电流大CL1两端的电压大 DL2两端的电压大解析：题中两只灯泡并联，可知两灯两端的电压是相等的，C与D两个选项可先排除；在电压相等的情况下，灯泡L1比L2亮，说明通过L1的电流大，选A。三、科学探究串并联电路中电压的特点是我们自己通过实验探索、总结出来的；利用电压表可以判断电路中出现存在的故障。这两部分都可以作为科学探究的题材出现在中考试卷中。题3瑞瑞同学有一辆玩具电动车，在行驶的过程中，车上的小动物可以自由旋转，这种功能是由两个电动机带动的，如图2所示是该玩具电动车的简化电路图，目前该车某一处出现了故障：通电后玩具电动车只能行驶，而上面的动物不能旋转。对此，瑞瑞同学提出了猜想： 猜想与假设 （1）可能是旋转开关有故障； （2）可能是旋转定时器有故障； （3）可能是旋转电动机有故障。瑞瑞同学利用一只电压表来判断故障的位置。进行实验（1）将玩具电动车装上四节新干电池，闭合旋转开关和旋转定时器；（2）将电压表一端接在d点不动，另一端依次接在a点b点和c点，观察电压表的示数。分析与论证（1）如果另一端接在a点时电压表有示数，接在b点时无示数，说明旋转开关 （填”开路”“短路”或“正常”）；（2）如果另一端分别接在ab点时，电压表都有示数，然后改接到c点，发现电压表仍然有示数，且Uab=Ubc=Ucd，说明 和 正常， 有故障。解析：本题以会用电压表为载体，考查了学生科学探究能力和用电压表判断电路故障的实验操作能力。会判断电路故障是对学生实验技能的一项基本要求，此类题目对于培养学生分析解决问题的能力有较大的帮助，是中考卷中的一个热点。初中物理中，电路故障主要是短路与断路（开路）两种情况。利用电压表判断电路故障，一般是将电压表与用电器并联，如果电压表有示数，说明从电压表的两个接线柱到电源的两极之间无断路；如果电压表无示数，则有两种情况：1从电压表的两个接线柱到电源两极之间有断路；2电压表两个接线柱之间有短路。（1）另一端接在a点时电压表有示数，接在b点时无示数，说明ab之间即旋转开关断路（开路）；如果另一端分别接在ab点时，电压表都有示数，然后改接到c点，发现电压表仍然有示数，且Uab=Ubc=Ucd，说明旋转开关与旋转定时器均正常，而旋转电动机有故障。【强化训练】题1在图3所示的四个电路中，当闭合开关S后，小灯泡L1、L2都能正常发光，其中电压表可直接测出L1两端电压的电路图是（多选题）（ ）A甲图 B乙图 C丙图 D丁图题2如图4所示，两盏相同的灯泡在电路闭合后都能正常发光。过一会儿，两盏灯都熄灭了，此时电路中的电流表没有示数，但电压表有示数，那么电路发生故障可能是（ ）A灯泡L1灯丝断了 B灯泡L2灯丝断了C灯泡L1短路 D灯泡L2短路答案：1ABD 2B分类例析含有电表的电路电路中含有电流表和电压表以后，电路变得很复杂。而有关的题目频频出现在中考及各类考试中，能综合考查学生电路知识掌握的水平。解决这类问题的关键是正确认识电表的双重作用。一是指示作用，即电表能指示出电路中的电流或电路两端的电压；二是连接作用，即电路中的电流表自身电阻很小，相当于一根导线。在分析电路时可以把电流表去掉，并用导线替代电流表；电压表电阻很大，相当于断开的开关。在分析电路时可以把电压表直接拆除。注意：千万不能把去掉电压表的地方用线连起来。分类例析如下。1判断电表的类型例1 如图1所示，电路连接没有错误，两灯都能发光，每只电表均有正常的示数，则下列判断正确的是（ ）A甲是电压表，乙是电流表B甲乙都是电流表C甲是电流表，乙是电压表D甲乙都是电压表分析：不妨采用假设的方法。假设A正确，则甲相当于断开的开关，乙相当于一根导线。此时灯泡L2和乙会被它们下面的导线短路，导致L2不亮，乙没有示数。假设不成立。假设B正确，甲乙都相当于一根导线，会引起电源短路。假设D，会出现与A相似的情况。正确答案是C，此时L1L2并联，甲测量流过L2的电流，乙测量电源电压。答案：C反思：假设也是一种重要的思维方法，在判别电表类型时很常用。2判断电路故障例2如图2所示的电路中，当开关K闭合后，电灯L不亮，电流表无示数。经检验，连接导线无断裂现象。用电压表检测时，发现a、b及b、c间的电压均为零，而a、d及c、d间均有电压。请找出电路发生的故障。分析：根据开关闭合后，电灯不亮，电流表无读数，说明电路中发生的是断路故障。连接导线无故障，而电压表测试a、d间有电压，则说明从a点经电源到d点这一段电路无故障。正常情况下，开关闭合时c、d间电压应为零。但题目中c、d间有电压，说明从c点经开关到d点间这一段电路肯定存在断路故障，原因一定是开关触片或开关接线柱接触不良。答案：开关触片或开关接线柱接触不良。解疑：上述故障能造成电灯不亮，电流表无读数，许多同学能够理解。但对c、d间有电压难以理解。我们想象在c、d间接上电压表，断开开关K，由于电流表、电灯的灯丝都是导体，所以电压表的负接线柱从c经电灯、电流表到电源负极是连通的。另一方面电压表的正接线柱从d点到电源正极也是连通的。所以c、d间有电压。而电压表所测得的c、d 间的电压实际上就是电源的电压。3判断电路连接情况例3 小汉观察到某一部件外壳上三个电压表的示数分别为U1U2U3；三个电流表的示数分别为I1I2I3。打开外壳，看到它的内部电路结构如图3所示，小汉很快猜出了U1U2U3和I1I2I3之间的关系。U1U2U3和I1I2I3之间的关系是怎样的呢？分析：如果能知道电阻R1R2的连接情况，就可以根据串联或并联电路的电流和电压的规律判断出U1U2U3和I1I2I3之间的关系。图3电路初看比较复杂，用前面所述的方法，把电压表直接拆除后，电路变为图4。容易看出R1R2是串联，因为串联电路中电流处处相等，所以I1=I2=I3。图3中，用导线替代电流表后，容易看出电压表V1测的是R2两端的电压；电压表V2测的是R1两端的电压；电压表V3测的是电路中的总电压。因为串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和，所以U1+U2=U3。答案：U1+U2=U3 I1=I2=I3反思：“拆除电表法”是简化电路，弄清电路连接情况的基本方法，应注意掌握。19 / 19