小灯泡.docx

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小灯泡

课程解读

一、学习目标：

三、考点分析：

一、伏安法测电阻

定义

用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过

它的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻，这种用

电压表和电流表测电阻的方法叫伏安法

原理

R=U/I（非常重要）

电路图

步骤

①根据电路图连接实物，连接实物时，必须注意：

开关应断开，

滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。

②检查电路无误后，闭合开关S，三次改变滑动变阻器的阻值，

分别读出电流表、电压表的示数，填入表格。

算出三次

（或三次以上）RX的值，求出平均值

U/V

I/A

R/Ω

平均值

1

Rx=

2

3

③整理器材

【说明】

（1）本实验中，滑动变阻器的作用：

改变被测电阻两端的电压（分压），同时又保护电路（限流）。

（2）测量结果偏小的原因：

有部分电流通过电压表，电流表的示数大于实际通过RX电流。

根据RX=U/I得出的电阻偏小。

【注意】测小灯泡的电阻时，会发现每次测量的电阻值有比较大的偏差，这是由于灯泡的电阻受温度的影响而发生改变。

二、电路的三种状态：

1.通路：

开关闭合，电路中有电流，用电器处于工作状态。

2.断路：

电路断开。

可能原因：

开关未闭合、用电器断路（烧坏）、导线断路、某处接触不良等。

3.短路：

未经用电器直接用导线将电源两端相连。

（1）电源短路：

有危害，电路中的电流很大，可能烧毁电源、导线，甚至引发火灾。

如果电路中有电流表，可瞬间被损坏。

分析：

电源之间被导线直接相连，此时导线充当用电器，通过用电器的电阻很小。

由I=U/R可知，U一定时，R越小，I越大。

（2）局部短路：

不会对电路造成危害，被局部短路的用电器无电流通过，故不工作。

分析：

如下图所示，AB段（接有灯泡）与CD段（导线）并联，由于导线的CD段电阻为0，所以：

UAB=UCD=I×RCD=0，则AB段的电压为0，所以电流也为0。

三、安全用电常识

（一）：

1.电压越高，对人体就越危险。

理由：

对人体造成伤害的，实际上是过大的电流经过了人体，由I=U/R可知，在人体的电阻R不变时，U越大，I越大，所以电压越高，对人体越危险。

2.防雷：

雷电产生的电压高，电流强，可使人触电，损坏建筑物等，破坏性很大。

防治措施：

安装避雷针。

理解：

如下图，安装了避雷针，可使人体或建筑物被局部短路，无电流通过，达到安全避雷的目的。

典型例题

知识点一：

伏安法测电阻

【例1】在“测定小灯泡的电阻”实验中，有如下器材：

电压表、电流表、开关、电压为6V的电源、标有“3.8V、0.4A“字样的小灯泡、标有“20

，1.5A”字样的滑动变阻器，导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图，将图乙的实物电路连接完整（要求连线不得交叉，电流表的量程选择要恰当）；

（2）甲组同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。

检查后，发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：

①_____________________________________；

②________________________________。

（3）乙组同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。

接下来应进行的操作是（）

A.更换小灯泡B.检查电路是否断路

C.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光

（4）下表是按正确的操作方法测得的数据，从表中计算出三次测量小灯泡的阻值不相等，其原因是_____________。

实验次数

1

2

3

电压U／V

2.0

3.0

3.8

电流I／A

0.33

0.34

0.40

电阻R／Ω

6.0

8.8

9.5

【解析】本题是一道关于“伏安法”测电阻的实验探究题，考查实验电路的设计、连接以及滑动变阻器的使用，又涉及了实验数据的处理和分析归纳。

在解答实验探究类的题目时，一定要首先明确实验探究的目的，本题中的探究目的是测量小灯泡的电阻，要注意小灯泡的电阻会随着温度（亮度）的变化而变化。

在补接电路时，要注意两点：

①将电流表串联，将电压表并联在小灯泡的两端，连接时一定要注意电表的“正进负出”，②要选择电表的正确量程，理解灯泡和滑动变阻器铭牌的含义。

本题中的电流表应选0～0.6A的量程。

本实验中，滑动变阻器的作用之一是起到保护电路的作用，所以在闭合开关之前，先将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置，即离连接滑动变阻器下面的接线柱最远的位置。

【答案】

（1）如图所示：

（2）①连接电路时没断开开关②滑动变阻器没调到最大阻值

（3）C

（4）灯丝的电阻与温度有关

【针对练习】甲图是小明研究小灯泡电阻的实验电路图，乙图是根据实验数据绘出的U-I图象。

小灯泡标有“2V”字样，滑动变阻器R标有“20Ω1A”字样。

（1）闭合开关前，小明应将滑动变阻器的滑片移到______端。

该实验中，滑动变阻器的作用是保护电路和__。

（2）小明闭合开关后发现灯不亮，电流表有示数，电压表无示数，故障原因可能是

。

（3）小灯泡正常发光时，灯丝的电阻为____Ω。

（4）同桌小华想用小明的实验器材测未知电阻的阻值，但他发现电压表已经损坏而无法使用，经过思考后，他利用滑动变阻器的最大阻值已知和电源电压不变这些条件，从物理老师那里又借来了两只开关。

①请你利用小华手边现有的器材，在右框中为小华设计一个测量未知电阻阻值的实验电路图（部分电路已画出）；

②写出Rx的表达式：

Rx=_____________________________。

【答案】

（1）b改变电路中的电阻从而改变L两端的电压；

（2）灯L被短路了；

（3）4；

（4）①如下图所示；②Rx=

知识点二：

安全用电

【例2】通过人体的电流超过30mA时，将会造成生命危险。

若人体的电阻为1100Ω，则安全电压是V；若在潮湿的雨季，人体的安全电压值将（选填“增加”、“降低”或“不变”）。

【解析】人体是导体，善于导电，电压越高，通过的电流越大，大到一定程度人就有生命危险。

人体允许通过的最大电流是30mA，即0.03A，人体的电阻是1100Ω，根据欧姆定律可得：

U=IR=0.03A×1100Ω=33V。

雨季来临时，空气潮湿，水是导体，可使人体的电阻减小，但通过人体的最大电流不变，根据公式U=IR可知，人体的安全电压值会降低。

【答案】33降低

【针对练习】甲、乙两只小鸟落在裸露的电线上，闭合开关后，它们会触电吗？

为什么？

【答案】甲安全，乙会触电；甲与电线并联，其两端电压几乎为0，故安全；乙与灯泡并联，其两端电压等于电源电压，超过安全电压，故危险。

知识点三：

用欧姆定律分析电路的变化

【例3】如下图所示，某同学在用伏安法测未知阻值的电阻时，误将电压表接到了滑动变阻器的两端，当他将滑片由b向a移动时，电流表的示数将，电压表的示数将（选填“变大”、“变小”或“不变”）

【解析】滑片由b向a滑动，滑动变阻器的阻值R/将变小，电路中的电流将变大；电压表的示数U/=IR/，I变大，R/变小，变量过多，无法得出结论，应该由R的电压U=IR，知R不变，I变大，U变大，从而由：

U＇=U总-U得出U＇变小。

另外，本题也可用端值法得出结论。

【答案】变大变小

【针对练习】如图所示，滑动变阻器的滑片由a向b移动，电流表的示数，电压表的示数将（选填“变大”、“变小”或“不变”）

【答案】不变变小

提分技巧

Ø       为了减小测量的误差，应采取多次测量取平均值的方法，因而实验中要利用滑动变阻器来改变电灯泡两端的电压和通过它的电流。

Ø       短路实际上是由于电流不经过用电器而直接回到电源负极造成的，因为导线的电阻很小，造成电路中的电流很大，容易烧坏电源、电线，甚至引发火灾。

Ø       防止雷击应该注意以下问题：

一是高大建筑物要安装避雷针；二是雷雨天时，不要在大树或高大建筑物下避雨；三是雷雨天气时，要拔掉用电器的电源线和信号线。

同步练习（答题时间：

45分钟）

1.在“伏安法测电阻”的实验中，滑动变阻器不能起到的作用是（）

A.改变电路中的电流B.改变被测电阻两端的电压

C.改变被测电阻的阻值D.保护电路

2.在“测量小灯泡的电阻”实验中，下列说法错误的是（）

A.闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放到最大阻值的位置

B.滑动变阻器起到保护电路的作用

C.滑动变阻器起到改变小灯泡两端电压，多次测量取平均值，以减小误差的作用

D.应连好电路后，再把滑动变阻器连入电路中

3.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”这两个实验，下列说法不正确的是（）

A.它们都是采用控制变量的研究方法

B.它们的实验电路在教科书中是相同的

C.前者多次测量的目的是分析多组数据，得出电流跟电阻的关系

D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值，减小误差

4.在用伏安法测量电阻时，　　　表应与待测电阻并联，若在实验中移动滑动变阻器的滑片，发现两表读数没有随之改变，试分析其可能的原因：

　　　　　　　　　　。

5.如甲图电路，当开关S闭合后，电流表的指针偏转如乙图所示，其中a电流表测量的是通过　　　（选填“电源”、“L1”或“L2”）的电流，b电流表的读数应为　　　安.已知电源电压为9V，则L2的电阻为Ω。

6.人体的安全电压不高于36V，当通过人体的电流接近30mA时人就会有生命危险。

据此可以推断，人体是　　（选填“导体”或“绝缘体”），人体电阻约　　Ω。

7.如图所示的电路中，闭合电键S，电路正常工作。

一段时间后灯L熄灭，一个电表的示数变大，另一个电表的示数变小。

将两用电器互换位置后再次闭合电键S，两个电表指针均发生明显偏转。

若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上，则（）

A.灯L断路B.灯L短路

C.电阻R断路D.电阻R短路

8.如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，灯L1和L2均发光。

一段时间后，一盏灯突然熄灭，而电流表和电压表的示数都不变，出现这一现象的原因可能是（）

A.灯L1断路B.灯L2断路

C.灯L1短路D.灯L2短路

9.在如图所示的电路中，当闭合开关S后，发现两灯都不亮，电流表的指针几乎指在零刻度线处，电压表指针则有明显偏转，该电路中的故障可能是（）

A.灯泡L2短路B.灯泡L2断路

C.灯泡L1断路D.两个灯泡都断路

10.我国古代建筑的屋脊中央常装有铜葫芦，其作用是（）

A.美观B.相当于风铃

C.相当于避雷针D.辟邪

11.如图所示是小红测定小灯泡电阻的电路图，当闭合开关S时，发现灯L不亮，电流表、电压表均无示数。

若电路故障只出现在灯L和变阻器R中的一处，则下列判断正确的是（）

A.灯L短路B.灯L断路

C.变阻器R短路D.变阻器R断路

12.如图所示，是小明的实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡标有“2.5V”字样。

（1）请指出电路连接中的两个不当之处：

①　　　　　　　　　　　　　　　；②　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）他们改正电路连接中的不当之处后，闭合开关，移动变阻器滑片时，发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化，但两电表的示数总是比较小，灯泡的亮度也较弱。

出现这种现象的原因是：

　　　　　　　　　　。

（3）电路正常后，他们分别测出了小灯泡的几组电压和电流值。

记录如下：

①小灯泡正常工作时的电阻大小约为　　　　　　；

②通过分析实验数据可知，小灯泡的电阻是　　（选填“不变”或“变化”）的，其原因是：

　　　　　　　　　　　。

13.小明在做“伏安法测电阻”的实验时：

（1）按如图所示电路图，用笔画线代替导线完成实物连接，电压表选用0～3V量程。

（2）闭合开关后，他发现电流表示数为零，电压表的指针有明显偏转，则电路中发生断路的器件是。

（3）改正电路正确无误后开始实验。

前两次的实验数据已填在下面的表格内，第三次实验时电流表的示数如图所示，请将下面表格中的空白处填写完整。

（计算结果保留一位小数）

  （4）小明想测额定电压为“3.8V”的小灯泡正常发光时的电阻值（约10Ω）。

他的实验步骤是：

断开开关，拆下定值电阻，将标有“3.8V”字样的小灯泡接入原电路定值电阻的位置，并将变阻器阻值调至最大；调整；闭合开关，再移动滑片至小灯泡正常发光时，读出电流表的示数，算出小灯泡电阻。

试题答案

1.C（解析：

被测电阻的阻值是相对不变的，滑动变阻器可以改变电路中的电流和电压，从而获取多组数据求平均值，同时起到保护电路的作用）

2.CD（解析：

滑动变阻器可以起到保护电路的作用，所以应该同时接入电路中）

3.A

4.电压滑动变阻器没有“一上一下”连接（解析：

题目只是说电流表和电压表的示数未变，并没有说它们没有示数，所以最大的可能原因是滑动变阻器的接线柱接错了）

5.L11.210（解析：

两个电流表的量程不相同，a是小量程，b是大量程；L2的电流为Ib-Ia=0.9A，电压等于电源电压，由R=U/I可求出阻值）

6.导体1200

7.B

8.A

9.B

10.C

11.D（解析：

如果L或R短路，电流表就会有示数，现在两表均无示数，表明是断路，若L断路，则电压表会有示数）

12.

（1）①电压表没有并联在小灯泡两端（电压表并联在滑动变阻器两端）；②电压表选择的量程过大（电流表选择的量程过大）。

（2）电源电压过低。

（3）①10.4Ω（解析：

本题是“正常工作时”的电阻，故只能取“2.5V，0.24A”这一组数据，并且不能求平均值）；②变化小灯泡发光时，温度升高造成电阻变化。

13.

（1）如下图

（2）定值电阻R（3）见下表