九年级物理上册 第十四章《探究欧姆定律》“动态电路”常见题型例析 粤教沪版

第14章探究欧姆定律单元总结知识要点一：电流跟电压、电阻的关系1.电流跟电压的关系：保持电阻不变时,电流跟电压成正比关系.2.电流跟电阻的关系：保持电压不变时,电流跟电阻成反比关系.某小组在探究电流与电压关系时,得到的实验数据如下表：(1) 分析数据发现：在______时,______跟______成______(填“正”或“反”)比.(2)在坐标纸上画出U-I关系图.(3) 在本实验中,滑动变阻器的作用除了保护电路外,主要是__________________.【答案】(1)电阻一定；导体中的电流；导体两端的电压；正； (2) 如图所示；(3)改变定值电阻两端的电压【解析】(1)注意：在回答结论时一定要说上前提条件即电阻不变.由表格可知电流改变的倍数与电压改变的倍数相等,即正比例关系.在结论中一定要说电流与电压成正比,而不能说反.这是因为有电压才有电流,电压是因,电流是果,因此结论一定要说电阻一定时,电流和电压成正比.(2)做图时,在坐标上描出对应的点连线即可以.因为电压若为0,电流也为0,所以该图象过原点.物理小组的同学在探究电流与电阻的关系时,用到如下器材：电源1个,电流表、电压表各1只,定值电阻若干个,滑动变阻器1只,开关1个,导线若干,设计的电路如图所示,(1)如表是他们获取的部分实验数据：分析实验数据能得出什么结论？得出这一结论的依据是什么？(2)若实验时少领了一只电压表.多领了一只电流表,请你设计一个电路图,使这个实验仍然可以进行,并写出实验步骤.【答案】(1)结论：导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比；依据：每次实验时电流和电阻的乘积都等于同一个定值；(2)电路图如上图；实验步骤：更换定值电阻R1,调节变阻器使A2示数不变,读出A1示数,多次实验.【解析】(1)由表格数据知,电流和电阻的乘积为定值,所以电流跟电阻成反比,所以可根据实验数据得到的结论：导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,(2)若缺少电压表,可以用电流表与定值电阻代替电压表的作用,串联后再与被测电路并联,如图所示：实验步骤：更换定值电阻R1,调节变阻器使A2示数不变,读出A1示数,多次实验.故答案为：(1)结论：导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比；依据：每次实验时电流和电阻的乘积都等于同一个定值；任何电学实验,在闭合开关之前,滑动变阻器应调节到阻值最大处,这样可以保护电路.2.本实验中滑动变阻器的作用有两点：①保护电路；②改变定值电阻两端的电压3.如果只凭一组数据,就得出电流与电压成正比的结论,缺乏普遍性,所以本实验用不同阻值的电阻,重复实验操作,这样得出的数据更具普遍性.4.要会根据I-U图,判断电阻值的大小.如图,通过相同的电流时,U B>U A,所以R B>R A5.实验中滑动变阻器的作用：①保护电路；②调节定值电阻两端的电压,使定值电阻两端的电压保持不变.知识要点二：欧姆定律1.内容：一段导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比关系,跟这段导体的电阻成反比关系.2.公式表达：RU I =. 根据欧姆定律公式I=U/R 可以导出R=U/I,由公式得出的正确结论是( )A ．导体电阻的大小跟导体两端电压成正比B ．导体电阻的大小跟导体中电流成反比C ．导体电阻的大小是由导体两端的电压和通过导体中的电流共同决定D ．导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体两端的电压和导体中的电流无关.【答案】D【解析】导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,导体电阻在数值上等于导体两端电压与通过导体的电流之比,故ABC 不符合题意,D 符合题意.故选D.某导体两端加上6V 的电压时,通过导体的电流为0.3A,当导体中的电流为0.4A 时,导体两端电压为多大？【答案】8V 【解析】方法一：由U I R=得到,导体的电阻 116200.3U V R I A===Ω 当导体中的电流为0.4A 时,导体两端电压220.4208U I R A V ==⨯Ω= 方法二：因为11U R I =,又因为22U R I =.所以：1212U U I I = 可得22110.4680.3I A U U V V I A=⋅=⨯= 答：导体两端电压为8V. 该导体两端加上一定的电压时,导体中相应地有一定的电流,如导体中的电流发生改变时,必然是导体两端的电压发生了改变,导体的电阻是一个定值.所以可以先根据导体两端加上6V 的电压时,通过导体的电流为0.3A,利用欧姆定律公式算出电阻R,再根据这个不变的电阻和导体中的电流为0.4A,利用欧姆定律,即可求出这时导体两端的电压.(1)三个物理量之间关系：①电流I 、电压U 、电阻R 是对同一段电路或同一电阻而言.②I、U 、R 必须对应同一时刻.(2)适用范围：①电路中不含电源那段.②适用于电能全部转化为内能的用电器.例如：电灯、电炉等,不适用于电动机.(3)公式变形为IU R =的意义： ①导体的电阻大小可以用导体两端的电压跟通过导体中的电流的比值来表示,这是测电阻的一种方法.对于同一段导体,U 、I 的比值是一定的；对于不同的导体,U 、I 的比值一般不同.U 、I 的比值只说明了电阻的大小.②导体的电阻不由电压电流决定,它由导体本身的材料、长度、横截面积和温度决定.所以无论电压、电流怎样变化,甚至变为零,导体电阻依然为原来大小,故不能由“IU R =”得出“导体的电阻跟导体两端电压成正比,跟通过的电流成反比”结论.③如图是两电阻的伏安曲线,则：R 1>R 2知识要点三：串、并联电路中电阻的特点1.串联电路：(1)电阻的特点：串联电路的总电阻等于各串联电阻之和.公式：R=R 1+R 2+……+R n(2)串联电压特点：在串联电路中,电压的分配与电阻成正比. 公式：1122U R U R = 2.并联电路：(1)电阻的特点：并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和.公式:121111.....nR R R R =+++ (2)并联电特点：在并联电路中,电流的分配与电阻成反比. 公式：1221I R I R = 将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电阻,在其他条件不变的情况下,该支路中的电流不变,说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的,由此可用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻.在用如图所示的电路测量未知电阻的实验中,用的就是等效替代法.其中R X 是待测电阻(阻值大约是几百欧),R 是滑动变阻器,R 0是电阻箱(电阻箱最大阻值大于R X ).电阻箱是可调节连入电路中电阻大小的变阻器,使用时,调节电阻箱的阻值到适当位置,可从电阻箱上读出连入电路中的电阻的大小.(1) 请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填齐.① 按电路图连好电路,并将电阻箱R 0的电阻值调至最大；② 闭合开关S 1前,滑片P 置于(填“a”或“b”)端；③ 闭合开关S 1；④ 闭合开关,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数I ； ⑤ 先断开开关,再闭合开关,保持的电阻不变,调节,使电流表的示数仍为I.(2)在此实验中,若将电流表改为电压表,其他器材不变,请画出用等效替代法测量R X 电阻的实验电路图(要求所设计的电路在连接好后,只能通过开关改变电路连接情况).【答案】(1)②a； ④S 3； ⑤S 3；S 2；R ；R 0；(2) 实验电路如图所示【解析】闭合S 1前,滑动变阻器的滑片P 要置于阻值最大处,所以滑片P 要置于a 端；再闭合S 1、S 3,调节滑片P,使电流表的示数为I ；在此基础上,断开S 3闭合S 2,保持R 的电阻不变,调节R 0,使电流表示数仍为I,则从电阻箱R 0上读出的电阻值即为R X 的电阻值.由于两次R 的位置不变,电流表的示数相同,因而R X =R 0.如图所示的电路中,电源电压为18V 保持不变,当开关闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表示数为5V.(1) 电阻R 1的阻值是多少?(2) 若电流表的量程是0～0.6A,电压表的量程是0～15V,则滑动变阻器连入电路的阻值最小是多少欧?【答案】(1)10Ω；(2)20Ω【解析】R 1与R 2串联,可由U R I=求出定值电阻R 1的大小,当滑动变阻器连入电路中的电阻小于某一值时,电流表会超过量程或R 1两端电压会超过15V,导致烧坏电流表或电压表.(1)电阻R 1的阻值是1115100.5U V R I A===Ω (2)当电流表示数达到最大值0.6A 时,18=300.6U V R I A==Ω总R 滑= R 总-R 1=30Ω-10Ω=20Ω即R 2＜20Ω时,电流表会因电流大于0.6A 而被烧坏.此时U=IR 1=0.6A×10Ω=6V＜15V电压表可以正常使用,由以上可知R 2不能小于20Ω.答：(1) 电阻R 1的阻值是10Ω；(2) 若电流表的量程是0～0.6A,电压表的量程是0～15V,则滑动变阻器连入电路的阻值最小20Ω.((1)导体串联,相当于增加了导体的长度,因此,串联导体的总电阻大于任何一个串联导体的电阻,总电阻等于各串联导体电阻之和,即12......n R R R R =+++.(2)如果用n 个阻值均为R 0的导体串联,则总电阻为0R nR =.(3)导体并联,相当于增大了导体的横截面积,因此,并联导体的总电阻小于任何一个并联导体的电阻,总电阻的倒数等于各并联导体电阻的倒数之和,即121111.....nR R R R =+++. (4)n 个阻值为R 0的相等电阻并联,则总电阻为：0R R n=. (5)不管是串联还是并联电路中,某个电阻的阻值增大,电路的总电阻都是增大；如果电路中电阻的个数增多,则串联电路的总电阻增大,而并联电路的总电阻减小.知识要点四：测电阻1.伏安法：①实验原理： R=U/I②实验器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测定电阻和导线若干. ③实验电路图：④实验步骤：(1)按图连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；(2)检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P 的位置,改变电阻两端电压分别为U 1、U 2、U 3观察电流表每次对应的数值,I 1、I 2、I 3 分别填入设计的记录表格：1233R R R R ++=. 2.安阻法：①实验器材：电源、两个开关、电流表、一个阻值已知的定值电阻R 0、待测定电阻R x 和导线若干.②实验电路图：③实验步骤：(1)按图连好电路,注意连接时开关要断开；(2)S 闭合,S 1断开,电流表示数为I 1；(3)S 、S 1闭合,电流表的示数为I 2；(4)计算： U=I 1R 0 Ix=I 2-I 1102121I R U I I I I χχχ===--U R I 1021I R I I χχ=-R 表达式：R 3.伏阻法①实验器材：电源、电压表、两个开关、一个阻值已知的定值电阻R 0和几根导线,待测电阻R x .②实验电路图：③实验步骤：(1)按图连好电路,注意连接时开关要断开；(2)S 1闭合,S 2断开,电压表的示数为U 1；(3)S 1断开,S 2闭合,电压表的示数为U 2； (4)1210χU U =U -U ，I=R ；21210110I χχ===U U -U U -U R R U U R 2101χχ=U -U R 表达式：R R U 如图所示,电源电压保持12V 不变,R 1=30Ω,变阻器R 2的阻值变化范围是0～20Ω.开关S 闭合,当变阻器滑片P 由a 端滑至b 端过程中电压表示数的变化范围为( )A ．7.2～0VB ．4.8～0VC ．4.8～7.2VD ．4.8～12V【答案】B【解析】从图中可以看出,两个电阻串联,并且电压表串在滑动变阻器的滑片上,因此滑片不能改变电路中电阻的大小,只改变了电压表测量的电阻值,即电压表示数会发生改变．因此先利用欧姆定律求出电路中的电流,然后根据滑片的位置,利用U=IR 即可求出电压表示数变化的范围.电路中的电流12120.243020U V I A R R ===+Ω+Ω当变阻器滑片P 在a 端时,电压表的示数U a =IR 2=0.24A×20Ω=4.8V当变阻器滑片P 在b 端时,电压表被短路,因此电压表的示数为0V ；所以电压表示数的变化范围为4.8～0V,故ACD 不符合题意,B 符合题意.故选B.同学们利用“伏安法”测量未知电阻X R 的阻值,所用电源电压为3V,X R 阻值约为5Ω．(1) 实物电路如图甲,请用笔画线代替导线将电路连接好．(2) 闭合开关,当电压表示数为2.4V 时,电流表示数如图乙,则通过电阻X R 的电流I ＝A,计算出X R ＝Ω．(3) 利用现有的器材和电路,在已经规范使用器材的前提下,如何使测量结果更接近真实值.【答案】(1)； (2) 0.5；4.8；(3)多次改变滑动变阻器的滑片到不同位置,分别测出电流和电压并求出电阻值,计算电阻的平均值【解析】(1)电路的连接要注意：1、滑动变阻器接“一上一下”；2、电压表、电流表必须从正接线柱进,从负接线柱出；3、电压表并联在定值电阻的两端,电流表串联在电路中.(2)电源电压为3V,定值电阻为5Ω,电路中最大电流为0.6A,故电流表选的是0—0.6A 的量程,读数为0.5A,根据2.4 4.80.5X X X U V R I A===Ω (3)多次改变滑动变阻器的滑片到不同位置,分别测出电流和电压并求出电阻值,计算电阻的平均值.等效替代法①实验器材：电源、电流表、两个开关、一个电阻箱和几根导线,滑动变阻器,待测电阻R x . ②实验电路图：③实验步骤：(1)断开开关,根据电路图,连接实物,将滑动变阻器及电阻箱的阻值调至最大；(2)把开关S2闭合,调节滑动变阻器到适当位置,读出电流表的示数为I；(3)把开关S1闭合S2断开,调节电阻箱,使电流表的示数为I；(4)读出电阻箱的示数,并记录为R.R x表达式：R x=R。

“动态电路”常见题型例析一、变阻器引起电路改变类 1. 变阻器串联连入电路中 例1 （xx 滨州）如图1所示电路，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器R 1的滑片向上移动时，以下说法正确的是（ ）A ．电压表V 1、V 2示数不变，电流表A 示数变大B ．电压表V 1示数变小，V 2示数变大，电流表A 示数变大C ．电压表V 1示数不变，V 2示数变大，电流表A 示数变大D ．电压表V 1和V 2示数的和不变，电流表A 示数变大解析 闭合开关，电阻R 1、R 2串联，电流表A 测电路中的电流，电压表V 1测电压不变的电源电压，其示数不变，电压表V 2测电阻R 2两端电压U 2。

当滑动变阻器R 1的滑片向上移动时，变阻器接入电路的电阻R 1变小，电路中总中总电阻变小，而电源电压不变，由I =总总R U 知电路中电流I 增大；由U =IR 知定值电阻R 2两端的电压U 2变大，即电压表V 2示数变大，易知电压表V 1和V 2示数的和变大。

综上所述，选项C 对。

答案 C点拨 当变阻器串联连入电路时，若变阻器电阻增大，与之串联的电流表示数变小，与之串联的电阻或用电器两端电压变小即“串反”； 若变阻器电阻增大，与之并联的电压表示数变大即“并同”，简称“串反并同”。

2. 变阻器并联连入电路中 例2（xx 江西）如图 2所示，电源电压恒定不变，闭合开关S ，滑片P 向右移动，下列说法正确的是（ ） A ．电流表A 1示数变小，电压表V 示数变小 B ．电流表A 1示数不变，电压表V 示数变小C ．电流表A 1示数不变，电压表V 示数不变D ．电流表A 1示数变小，电压表V 示数不变 解析 图中定值电阻R 1、变阻器R 2并联，电流表A 1测干路电流，电流表A 2测通过定值电阻R 1的电流。

由于滑动变阻器的滑片与电压表串接在电路中，在移动滑片P 过程中，滑动变阻器接入电阻不变，易知变阻器R 2所在支路电流I 2不变，而由并联电路互不影响可知电流表A 2示数不变，故根据并联电路中I 干=I 1+ I 2知I 干不变即电流表A 1示数不变。

专题训练(五)动态电路分析(一)【专题概述】动态电路是中考常考的题型,且难度偏大,常在选择题中考查。

在分析动态电路时,应先结合电路图明确电路的串、并联关系,然后明确电路中电压表、电流表测的是哪一部分的电压、电流,最后分析滑动变阻器的滑片移动时阻值的变化,根据串、并联电路的U、I、R关系规律分析解答。

类型1滑动变阻器引起的电路变化1.如图所示的电路,电源电压恒定不变。

闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,关于电流表A1和电压表V1的示数变化叙述正确的是(B)A.电流表A1示数变大,电压表V1示数变大B.电流表A1示数变小,电压表V1示数变大C.电流表A1示数变大,电压表V1示数变小D.电流表A1示数变小,电压表V1示数变小2.如图所示电路中,电源电压保持不变。

当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列说法正确的是(C)A.电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变B.电压表V1与电流表A的示数之比变大C.电流表A的示数变大,电压表V2的示数不变D.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变小3.如图所示,A、B间电压一定,当滑片P向左移动到另一位置时,通过R1、R2的电流变化量的大小分别为ΔI1、ΔI2,电压变化量的大小分别为ΔU1、ΔU2,则(C)A.ΔI1>ΔI2,ΔU1>ΔU2B.ΔI1<ΔI2,ΔU1<ΔU2C.ΔI1<ΔI2,ΔU1=ΔU2D.ΔI1=ΔI2,ΔU1=ΔU24.如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器上标有“2 A20 Ω”字样。

下列四个图像中,能正确表示当开关S闭合后,通过小灯泡L的电流I与滑动变阻器连入电路的电阻R的关系的是(A)5.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,以下说法正确的是(C)A.两电流表示数的差值变小B.电压表V的示数与电流表A1的示数的比值不变C.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值不变D.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大类型2开关引起的电路变化6.如图所示的电路,电源电压不变。