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预科班物理学案 №6、7 设计：文铁石 姓名：

初中升高中物理衔接教材
第6、7讲 初中电学知识部分（五）
【学习目的】
1、 能掌握测电阻的方法及注意事项。
2、 能实验探究串联电路和并联电路中的电流、电压、电阻的关系。
3、 能实验探究电流与电压、电阻的关系（欧姆定律）。
4、 能实验探究影响导体的电阻大小的因素。
5、 掌握测小灯泡功率的方法。
6、 掌握测电源电压和内阻的方法。
【学习内容】
一、测电阻
【例1】 (2012四川内江)现准备用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻，实验室能提供的实验器材有：
A．待测小灯光L（其正常工作时的电阻值约为10Ω）；
B．二节新的干电池串联（每节干电池的电压为1.5V）；
C．电压表一个（量程为0～3V，0～15V，电阻为5KΩ）；
D．电流表一个（量程为0～0.6A，0～3A，电阻为5Ω）；
E．滑动变阻器R0（阻值为0～50Ω，额定电流为1A）；
F．开关S一个,导线若干.则：
（1）、如果使用上述器材来测量小灯泡的电阻，那么，当小灯泡正常工作时，该电路中的电流约为__________A，因此，电流表的量程应选0～__________A。
（2）、由于电流表和电压表都有一定的电阻，严格来说将它们接入电路后，对电路都要产生一定的影响。那么，为了减少误差，在甲、乙所示的电路图（未画完）中，最好选__________（选填“甲”或“乙”）。

（3）、根据以上选择的电路图，在丙图中用铅笔画线代替导线进行连线，使之成为能比较精确地测量出小灯泡电阻的电路（其中，部分导线已连接）。
（4）、在实验中，某同学设计的实验报告及实验记录数据如下表所示。
实验名称
用“伏安法”测量小灯泡的电阻
实验目的
练习使用电流表和电压表测量小灯泡的电阻
实验步骤
a、按照电路图连接电路，调节滑动变阻器的滑片P，使电路中的__________最小。
b、闭合开关，调节滑片P，使小灯泡两端的电压达到__________V，然后，测量从额定电压开始逐次__________（选填“降低”或“升高”），获得几组数据。
c、根据测出的电压值和电流值，求出小灯泡的电阻。
实验记录
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
2.5
0.26
9.6
2.0
0.24
8.3
1.5
0.2
7.5
1.0
0.15
6.7
①、将实验步骤中的空格填写完整。
②、从实验记录中可以看出，存在明显错误的记录数字是__________。
③、根据实验记录数据，采用“描点法”在如图所示的坐标系中，作出小灯泡的U—I图像。

二、测电源的电压和内阻
【例2】 (2012湖北黄石)化学电池内部的电解液有一定的电阻，这个电阻构成了电池内阻。与新电池相比，旧电池的电压其实没有发生太大的变化，但它的内阻缺变得很大。这就是为什么小灯泡接新电池时很亮，而接旧电池时灯泡几乎不亮的原因。对于旧电池，我们可以将它等效为一个电压恒定不变的新电池与一个定值电阻r串联，如图乙所示，为了探究某一电池的电压和内阻，小明设计了如下的实验：

（1）、请根据电路图甲，将下列图a中的实物图接成电路图。

（2）、如果电路中电流表和电压表的读数如图b所示，则电流表的读数为 A，电压表的读数为 V，滑动变阻器接入电路部分的电阻与灯泡电阻之和为 Ώ。
（3）、通过调节滑动变阻器改变电路电阻，小明获得了多组U和I的数据，下列描述U和I的关系的图线正确的是（ ）

三、探究欧姆定律
【例3】(2012常州)小明探究“通过导体的电流与电压的关系”时，电路图如图（甲）所示．电源电压不变，R1为定值电阻，电流表A 选用0～0.6A量程，电压表V1选用为0～3V量程，电压表V2选用为0～15V量程，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样．

（1）请根据电路图（甲）用笔画线代替导线连接实物图（乙）．
（2）闭合开关前滑动变阻器的滑片P应放在　　（A/B）端．
（3）闭合开关S，发现电流表A 与电压表V2的示数为零，电压表V1的示数不为零，则电路存在的故障是　　 ．
（4）排除故障后，继续进行实验，记录电流表A 与电压表V1的示数，得到一组实验数据，如表格（丙）所示．分析表中实验数据可得结论：当导体的阻值不变时，通过导体的电流与其两端电压成　　 比．

（5）实验中，记录电流表A 与电压表V2的示数，得到一组实验数据，根据实验数据作出I─U2图线，如图（丁）所示，电源电压是　 　V．在保证实验器材安全的前提下，滑动变阻器接入电路的阻值不得小于　 Ω．
四、探究串联电路和并联电路中的电流、电压、电阻的关系
【例4】(2012江苏南通)探究并联电路中电压特点实验
（1）完成电路的连接（电源为3伏的电池组）要求电压表测L2两端的电压
（2）读出电压表的示数为 v [来源:21世纪教育网]

[来源:21世纪教育网]
(3)进一步分析实验数据后，实验小组的小瑛同学发现了一个重要问题：并联的两个灯泡的电压明显小于3.0V，还有部分的电压哪里去了呢？小英测量了下电源两端电压发现电压为2.65V请分析这电压的减少是不是因为线路上的电阻引起的？ （选填“是”或“不是”）因为
五、测小灯泡的电功率
【例5】（2012资阳）在“测定小灯泡电功率”的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为8Ω。

（1）小明所在实验小组连接的电路如图37-甲所示，其中有两处错误或不妥。请指出：
①_________________________________________________________；
②_________________________________________________________。
（2）将上述错误或不妥改正后，闭合开关发现灯泡发出特别耀眼的光，且此时电流表、电压表都有示数，则出现该现象的原因可能是_______________________________。
（3）实验中调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V时灯泡正常发光，此时电流表的示数如图37-乙所示，则流过小灯泡的电流为_________A，小灯泡的额定功率为_________W。
（4）根据以上实验数据，这个小灯泡正常工作时的电阻为_________Ω（保留两位小数）。
六、探究影响导体的电阻的因素
【例6】（2012潍坊）在研究性学习活动中，小美同学用如图所示的电路探究导体的电阻跟哪些因素有关．她选取了6根金属丝．其材料、规格和测得的电压、电流值如下表所示，并计算出了每一根金属丝的电阻值．

(1)请你利用代号为①②③的三组数据，在坐标纸中画出R-L图线。
(2)金属代号为 的3根导线是用来探究导体的电阻与横截面积的关系的，金属丝代号为 的2根导线是用来探究导体电阻与材料的关系。
(3)根据表中数据所反映出的规律．可推知代号为⑦的金属丝的电阻值，请将结果填在表中。

【过关检测】
．（2012贵州安顺）某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了如图所示的I-R图像，下列结论与图像相符的是（ ）
A．电阻一定时，电流随着电压的增大而增大
B．电阻一定时，电压随着电流的增大而增大
C．电压一定时，电流随着电阻的增大而减小
D．电压一定时，电阻随着电流的增大而减小
．（2012四川绵阳）如图是李江同学为测量小灯泡电阻而连的电路，有关该实验的以下说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到最左端
B．实验过程中两电表都有可能需要换接较小的量程
C．所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不同而不同
D．在如图位置闭合开关后，向左移动滑动变阻器的滑片小灯泡变亮
3、（2012 湖南衡阳）在“探究电流与电压关系”的实验中，分别用R1、R2两个电阻进行探究，并根据各自的实验数据绘制了如图3所示的U-I关系图像，从图可以看出R1与R2大小关系是( )
A.R1＞R2 B. R1=R2
C. R1＜R2 D. 无法确定
4、（2012孝感）在“测未知电阻Rx的阻值”实验中，请完成下列相关问题：

（1）用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整．
（2）把第二次测量时，图乙所示的电压表和电流表的示数填入表中相应的位置．
实验次数
电压/V
电流/A
1
1.2
0.24
2
①
②
3
2.4
0.48
（4）另有同学设计了下列二种测量方案，方案中定值电阻的阻值为R0．

①方案一的电路中，闭合开关S，如果电压表V1和V2的读书分别为U1和U2，则电阻Rx的阻值表达式为Rx=　 　；
②方案二的电路中，闭合开关S，如果电流表A1和A2的读数分别为I1和I2，则电阻Rx的阻值表达式为Rx=　　 ．
5、(2012湖北咸宁)小雨同学实验时遇到了一个难题：他想测量一个电压约为15V的电源的电压，可是手边只有：量程为3V的电压表一只，开关一个，阻值为R1=1?、R2=5?、R3=1000?的电阻各一个以及导线若干。思考了一会儿之后，他利用所学过的知识和手边现有的器材，顺利地完成了测量。
⑴请在下边的虚线框内完成小雨测量时的电路图。（在图中电阻符号旁必须标明R或R或R ）

⑵如果用U＇表示电压表的读数，请写出电源电压U的表达式：U=____。
6．（2012茂名）小明利用干电池、电压表、电流表、滑动变阻器（10W 1A）、电键、导线测未知电阻Rx（约5W）的阻值。
(l)小明连接好电路如图16（甲）所示，小芳检查后发现电路连接有两处错误。请在连接错误导线上打“×”并将正确连接画出来。

实验次数
l
2
3[
4
U/V

2.00
1.50
1.00
I/A

0.40
0.31
0.22
(2）改正错误后，移动滑片到某一位置，电压表和电流表示数如图16（乙）所示，请将电表示数填在下表中空白处。改变滑片的位置，得到多组电压和电流数值如下表所示。

(3）若电压表已损坏，另外找来一个开关和足够的导线，利用这些器材测出未知电阻Rx的阻值。
① 把你设计的电路图画在虚线框内。
②简述实验步骤，并用相应的符号表示测出的物理量。21世纪教育网
③用测出的物理量和已知量表示未知电阻的阻值Rx=______________。
④请你对你设计的实验作出评价。

7.（2012东营）小明利用下图甲所示的电路做“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”的实验。他使用的器材有：两节干电池，阻值为5Ω（R1）、10Ω（R2）、20Ω（R3）的定值电阻、“15Ω　lA”的滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一只，导线若干。

（1）根据图甲所示的电路，用笔画线代替导线，将图乙中的实物连成实验电路。
（2）电路中滑动变阻器的作用是
（答出一条即可）。
（3）正确连接好电路后，小明首先将R1接入电路，移动滑动变阻器滑片使R1两端的电压为1.5V，读出电流表的示数。
①小明将用R2替换R1接入电路，接下来他应该进行的操作是
，读出电流表的示数。
②小明用R3替换R2接入电路进行实验，发现无论怎样移动滑动变阻器，R3两端的电压始终无法达到1.5V。经检查，电路连接无误，各元件均完好。请你帮他找出一种可能的原因 。
③在不改变电路和器材的前提下，针对②中的问题，怎样改进该实验，请写出你的办法： 。
8、(2012湖南娄底)如图是小明设计的“测量小灯泡额定功率”的电路图。已知定值电阻R0=15Ω，滑动变阻器R(20Ω 1A)，电源电压为18V，小灯泡的额定电压为6V.
a
b
c

(1) 请用笔画线代替导线将实物电路图补充完整。
(2) 闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应滑到最_______。(选填“左端”或“右端”)
(3) 小明正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮，小明分析后确定是灯泡的故障。若电流表没有示数，电压表有示数且接近电源电压，可以判断灯泡 ；若电流表有示数，电压表几乎没有示数，可以判断灯泡 。
(4)小明排除电路故障后，进行实验。小灯泡正常发光时，电流表的指针如图c所示，则小灯泡的额定功率为_______W。

9.（2012包头）用如图15所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。
⑴实验中通过观察 来比较电流产生的热量的多少。
⑵为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入 、 的同种液体。
⑶为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能 。
⑷实验结论是 。
⑸该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与 的关系。
10.（2012吉林）在探究电功率跟电流、电压的关系实验中，小丽同学设计了如图17 所示的电路。
（1）此电路是用来探究电功率跟 的关系的；小丽是通过观察 来判断灯的功率大小，并通过比较两块电压表的示数，得出实验结论。
（2）请你帮助小丽重新设计一个电路来探究电功率跟另一因素的关系：
应该添加的器材 ；
简述你所设计的电路的连接情况：

备选1、在“测定小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω左右，可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω，实验电路如图所示．
（1）应该选用的滑动变阻器是 R2（选填“R1”或“R2”）。
（2）电路正确连接后。闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是
B
（3）如图是根据实验数据绘成的U---I图象。根据图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.5W。当滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡的电阻将变 大．
（4）继续移动滑片，小灯泡突然熄灭，此时电流表示数为0，而电压表有示数，那么发生的故障是 ，此时电压表的示数是 V。
备选2、 (2012江苏连云港)小刚要测量一个电阻Rx的阻值，现只找到如下器材：一个电压不变的电源．三个阻值已知的定值电阻（R1=10Ω、R2=20Ω、R3=40Ω），一个表盘数字已经模糊（但刻度清晰）的电压表，两个开关S1、S2，导线若干。小刚要用这些器材测量Rx的阻值。

图（乙）
图（丙1）
图（丙2）
图（丙3）

（1）、他先将定值电阻Rl接人其设计的图（甲）所示电路中进行实验当闭合S1、断开S2时发现电压表无示数，经检查电压表、电源均正常，且只有一处故障，下面列出的故障原因中，你认为可能的是 ▲ 。（填写序号）A．Rx断路 B．Rx短路 C．R1短路
（2）、排除故障后，闭合开关S1、S2时电压表的指针偏转情况如图（乙）所示；闭合开关S1、断开S2时电压表指针偏转情况如图（丙1）所示。再用R2、R3分别替换Rl接入电路进行实验，当闭合开关S1、断开S2时电压表对应的指针偏转情况如图（丙2）、（丙3）所示。
①、Rl接入电路时Rx的的测量值Rx1= Ω，R2接入电路时Rx的的测量值Rx2= Ω， 同理可以得出R3接入电路时Rx的的测量值Rx3。
②、多次实验的目的是 。
③、待测电阻Rx的的测量值为 Ω（保留一位小数）。

参考答案
例1、【答案】（1）0.25A 0.6 （2）甲 （3）电路连接如图所示

（4）①电流 2.5 降低 ② 1.0V ③如图所示。
例2【答案】.(1)

(2) 0.40 2.40 6.0 (3) D
例3（1）图略（2）B（3）电阻R1断路（4）正．（5）6、　10．
例4【答案】（1）

（2）2.6V （3）不是 电源内部有电阻
例5、（1）①电流表正、负接线柱接线错误（反接）；②滑动变阻器接线错误（未起到调节电阻作用）；
（2）小灯泡实际功率大于额定功率；（或“流过小灯泡的电流过大”、“小灯泡两端电压过大”、“滑动变阻器连入电路的电阻过小”等）（3）0.34，0.85；（4）7.35。
例6、【答案】（1）如图 （2）②④⑤；⑤⑥ （3）8

【过关检测】
1、C 2、D 3、A
4、（2）1.8 0.36 （4）
5、【答案】⑴如图
⑵ 表达式甲图为6U′、乙图为5.98U′或 1201U′/201、丙图为 6.005U′或1201U′/200

6、
7、【答案】（1）（2分）答案如图

22题（1）答案图

（2）通过调整滑动变阻器，控制电阻两端的电压不变（或“保护电路”）
（3）①移动滑动变阻器滑片使R2两端的电压为1.5V
②滑动变阻器最大阻值过小（或“控制的定值电阻两端的电压过小”、“电源电压过大”、“定值电阻R3的阻值过大”等）
③保持定值电阻两端的电压为2V不变

8、（１）如右图 (2分)
（２）右端 (2分)　　　　
（３）断路、短路 (4分)　　　
（４）2.88 (2分)

9、⑴两支温度计示数（或变化） ⑵质量相同 初温相同 ⑶相同 ⑷在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多 ⑸电流大小
10、（1）电压、小灯泡的明暗程度（或灯的亮度）
（2） 两块电流表(或电流表)；两灯并联，每一个支路上各连接一块电流表（或两灯并联，干路上连一块电流表，另一块电流表连接在其中一支路上）。

备选1、（1）R2 （2）向左移动滑动变阻器滑片
（3）0.5 ；变大 （4）灯泡开路 ；6
备选2、（1）B （2）①21.1 20 ②多次测量取平均值减小误差 ③21.1

天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物