科学八年级上册第7节 电路分析与应用教学设计

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1.运用欧姆定律计算串、并联电路中的电流、电压、电阻这类型的试题中，开关、滑动变阻器的变化带来的电路变化是该类试题的特点，物理量的对应性是该类试题的易错点，实际应用型计算是该类计算题的难点。
2.电路中开关的断开与闭合，滑动变阻器滑片的移动，会带来电路连接方式、电阻工作状态、电阻中电流和电阻两端电压的变化。分析电路中电表示数变化时，先将各类电表和开关(断开与闭合两种状态)作等效处理再分析电阻的变化情况，最后得出电表示数的变化。
3.对于电路图像问题，先要看清图像中的电流、电压及其关系，结合串、并联电路的规律，才能正确解题。
4.相关计算题的解答步骤：先画出每种情况下的等效电路图，再标量，最后列式计算。
1.电路故障的判断方法
电路故障常见的两种情况：一是短路；二是断路。电路中电流表有(或无)示数，表明电路是通路(或断路)；电压表有(或无)示数，表明电压表两接线柱以外直到电源的所有电路都是通路(或有断路)。
2.动态电路的分析
在进行动态电路时，首先要分析初始电路的连接方式(串联还是并联)，然后确定各电表所测的是哪部分电路，最后根据滑动变阻器滑片的移动、开关的断开与闭合或外界因素变化等引起的阻值变化进行分析.
(1)含滑动变阻器的串联电路(甲)
(2)含滑动变阻器的串联电路(乙)
(3)开关型的动态电路
(4)实际应用中的变阻器
3.电路的分析计算
①先判断电路的连接方式；②再对相应的连接方式选择合适的计算公式；③若U、I和R三个量中知道其中的两个量计算第三个量，则需要利用欧姆定律进行计算。
【例1】如图所示电路中，电源电压保持不变。当开关S断开时，电压表V1、V2示数分别U1、U2，电流表A的示数为I；当开关S闭合时，电压表V1、V2示数分别为U1′、U2′，电流表A的示数为I′．已知电阻R1＝30Ω，U1：U2＝4：3，I＝0.3A，U1′：U2′＝4：1．求：
(1)R2的阻值；
(2)电流表A的示数I′；
(3)当开关S断开时，将电压表V1、V2换成电流表A1、A2，此时电流表A的量程是0～3A，请通过计算判断S闭合后电流表A是否会损坏。
1.在如图所示电路中，R1>R2，电压表V的示数为6伏，电压表V1的示数( )
A.等于6伏 B.大于3伏 C.等于3伏 D.小于3伏
2.如图所示，当移动滑动变阻器的滑片P使灯泡变亮时，电压表的示数变化和滑片P的移动方向应是( )
A.示数变大，滑片P向左移动 B.示数变小，滑片P向右移动
C.示数变大，滑片P向右移动 D.示数变小，滑片P向左移动
3.如图所示电路，电源电压不变，闭合开关后，灯L1、L2都发光。一段时间后，其中一盏灯突然熄灭，电流表无示数，而电压表的示数不变，产生这一现象的原因可能是( )
A.灯L1短路 B.灯L2短路 C.灯L1开路 D.灯L2开路
4.光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小。如图所示是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为滑动变阻器，A、B间接监控装置。则( )
A.当有人通过通道而遮蔽光线时，A、B间电压降低
B.当有人通过通道而遮蔽光线时，通过R1的电流变大
C.当仅增大R1连入电路中的阻值时，通过R1的电流变大
D.当仅增大R2连入电路中的阻值时，可降低A、B间的电压
5.为了比较电阻R1和R2的大小，四位同学分别设计了如图所示的电路，其中不可行的是( )
6.如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为6V；将电压表、电流表的位置互换，当开关S1断开、S2闭合时，电流表的示数为0.3A，则下列结论正确的是( )
A.R1＝8Ω B.R2＝8Ω C.R1＝20Ω D.R2＝20Ω
7． 如图甲所示，是一电子秤的原理示意图，电源电压为6V，保护电阻R0=60Ω，电压表量程为0～3V，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。托盘放在传感器上，电路就接通，电源电压恒定不变，不计电源内阻和托盘的质量，取g=10N/kg，下列说法正确的是( )
A.托盘不装物品时，电压表的示数为0.5V
B.当托盘上被测物品的质量增大时，则电压表示数减小
C.该电子秤的刻度是均匀的
D.当电压表的示数为1.5V时，托盘上被测物品的质量为20kg
8．(广东中考)如图1所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示，下列说法不正确的是( )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0～18Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时，电流表示数为0，电压表示数为9V
9．(临沂中考)如图所示的电路中，电流表A1的示数为0.5A，A2的示数为0.3A，电阻R2的阻值为10Ω。下列说法正确的是( )
A.通过电阻R1的电流为0.5A B.电源电压为5V
C.电阻R1的阻值为15Ω D.若断开开关S2，电流表A1示数变大
10．小红测电阻RX的阻值，设计的电路如图所示，电源电压保持不变，其中R0是0~200Ω的滑动变阻器，R是未知固定电阻。她把开关S掷于a时，电压表计数为2.5V，电流表读数为0.5A；再把开关S掷于b，并调节R0，得到电压表读数减小0.7V，电流表读数增加0.4A。最后小红得到RX的阻值为( )
A.5Ω B.3Ω C.2Ω Ω
11．如图所示为一种人体秤的工作原理示意图，电源电压恒定不变。体重显示表是由电流表改装而成，定值电阻R0起保护电路作用，其电阻值为10Ω。在人体秤上不施加力时滑片P在电阻R的最上端，施加的力最大时滑片P移至电阻R的最下端。该人体秤测量范围0～100kg，电路中电流变化范围0.1～0.6A，则电源电压为_______V，滑动变阻器的最大值为_______Ω，当人站上体重表时，体重显示表实数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
12．如图甲所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关S，调节滑动变阻器，两电压表的示数与电路中电流变化的图线如图乙所示。根据图线的信息可知：________(填“A”或“B”)是电压表V2示数变化的图线，电源电压为________V，电阻R1的阻值为________Ω；当电流表的示数为0.2 A时，滑动变阻器接入电路中的阻值为________Ω。
13.在如图所示的电路中，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电流表A的示数将 ，电压表V2的示数将 ，如果此时电压表V2的示数为2.5伏，要使电压表V2的示数变为3伏，滑片P应向 端滑动。
14.如图示，电源电压恒定，R1=20欧，闭合开关S，断开开关S1，电流表示数是0.3安；若再闭合S1，发现电流表示数变化了0.2安，则电源电压为 伏，R2的阻值为 欧。
15.如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作，缓慢移动滑动变阻器滑片由a到b，电压表示数将 (填“变大”“变小”或“不变”)；继续缓慢移动滑片由b到c，实验过程中突然发现电流表示数变小且不为零，电压表的示数变大，产生此现象的故障原因可能是 。
16．如图所示的电路中，三个电表(电流表或电压表)分别接在a、b、c处，当开关S闭合时，电灯L1、L2均正常发光，a、b、c处三个电表的示数分别为3、0.6和1.8(单位为A或V)，则电灯L1和L2中通过的电流之比为________；若把a、b处的电表分别换接为另一种电表，c处电表不变，则电灯L1正常发光，L2不发光，a处电表的示数为0，b、c处电表的示数分别为3和1.2(单位为A或V)。上述两种情况下，电路的总电阻之比为________。
17.在学习“串联电路的总电阻与各串联电阻之间关系”的时候，小强和小刚利用滑动变阻器(铭牌上标有“50欧 1安”)、两个定值电阻(5欧和10欧)、电压表、电源等器材对此进行了探究。他们设计了如图甲所示的电路图。

(1)根据电路图甲，请你在图乙中用笔画线代替导线将没有连接完的实物电路连接好(导线不允许交叉且电流表的量程选取要适当)。
(2)请你根据电路图分析：在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 (填“左”或“右”)端。
(3)下表是小强和小刚在这次实验中所记录的数据。请你根据他们三次测量的数据进行分析，可以得出的结论是 。

(4)若闭合开关后发现电流表有示数，而电压表无示数，则出现该现象的原因可能是下面哪一种情况? ( )(只填字母序号即可)
A.滑动变阻器某处断路 B.只有R1被短路
C.只有R2被短路 D.电压表的某一个接线柱接触不良
(5)在这次实验中，滑动变阻器的作用是 。
18.如甲所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。其中R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端；油量表是由电流表改装而成的，从指针所指的刻度可知油箱内油面的高度；R'为校准电阻。已知电源电压为6伏，油箱空和油箱满时金属滑片恰好分别在滑动变阻器的两端点A、B处。
为了对该装置进行进一步的研究，小蒋同学将该油量表从原电路中拆下，并将之接入如图乙所示的另一电路中，在该电路中定值电阻R1=10欧。调节R2使油量表的指针分别指在油箱空、油箱满这两个位置，分别测得电压表V1的示数如下表所示。

(1)根据小蒋的研究，请分别求出油量表指示油量为空、油量为满时的电流值。
(2)将上步的计算结果导入原装置中进行计算，求出R'的阻值和R的阻值范围。
19．如图甲所示，某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料的承受的撞击力进行测试。在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上，闭合开关S，由静止自由释放重物，经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示．电源的电压U=24V，定值电阻R0=10Ω。求:
(1)在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是多少?
(2)在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少?
20．如图所示电路中定值电阻R1＝5Ω，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变。当滑片在a端时，电流表示数为0.6A，滑片在b端时电压表示数为2V。求：
(1)电源电压； (2)滑动变阻器R2的最大阻值。
21．如图甲是某小音箱的工作示意图，其中音响的电阻R1为50欧姆，它与滑动变阻器R2串联在电路中，电流表的示数可表示音箱音量的大小。
(1)音箱播出的音量大小与电路中的电流关系如图乙所示。当滑动变阻器的滑片P向左移动时，音箱播出的声音将________。(选填“变响”、“不变”或“变弱”)
(2)根据要求电路中的电流需在10毫安~100毫安范围内调节，则应选择的滑动变阻器R2的最大阻值是多少？
22. 在如图所示的电路中，电源电压为12 V且保持不变。电阻R1的阻值为20 Ω，滑动变阻器上标有“50 Ω 2 A”字样，闭合开关S，求：

(1)通过R1的电流I1。
(2)若变阻器连入电路中的阻值为50 Ω时，干路的电流I总是多少。
(3)滑动变阻器阻值从30 Ω开始，两次移动滑动变阻器的滑片P，使变阻器R2连入电路中的电阻变化均为10 Ω，两个电流表示数的变化量。