1、第十六章电压和电阻目标与要求1.了解：生活常用电源电压；变阻器的构造。2.会：连接电压表和测量电压；连接变阻器。3.理解：电压的概念；电阻的概念。4.掌握：影响电阻大小的因素及使用探究；电路故障分析。5.认识：变阻器工作原理。知识点回顾知识点一：电压1.什么是电压（1）电压作用是使电路中的自由电荷定向移动，形成电流；电源是提供电压的装置。（2）电路中获得持续电流的条件：电路中有电源（或电路两端有电压）；电路是通路。注：说电压时，要说“某电路或AB”两端的电压（如图（1）所示，1、2两端电压或者2、3两端电压）；说电流时，要说通过“某电阻、某支路或某元件（如图（1），通过电池的电流或者通过电阻R
2、1的电流）”的电流。2.电压的单位：在国际单位制中，电压单位是伏特（简称为伏，符号是V）；电压常用单位还有：千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（V）。换算关系：1kV1000V，1V1000mV，1mV1000V。（2）生活中常见电压值：一节干电池1.5V，一节蓄电池2V，家庭用电电压220V，安全电压不高于36V。图（1）常见电路图（2）电流表图（3）电压表3.电压测量（如图（3）所示）：（1）测量仪器：电压表，符号是；（2）读数时，看清接线柱上标的量程（3V、15V两个量程）、分度值（3V量程分度值是0.1V,15V路程分度值是0.5V）；（3）使用规则：电压表要并联在电路中；电流从电压表的
3、“正接线柱”流入，“负接线柱”流出，否则指针会反偏。被测电压不要超过电压表的最大量程。注意：被测电压超过电压表的最大量程时，不仅测不出电压值，电压表的指针还会被打弯，甚至烧坏电压表。选择量程：实验室用电压表有两个量程，03V和015V。测量时，先选大量程，若被测电压在3V15V可测量；若被测电压小于3V则换用小的量程，若被测电压大于15V则换用更大量程的电压表。4.电流表、电压表的比较：见表（1）。表（1）电流表与电压表比较（以表（2）、表（3）为例）比较内容电流表电压表异符号连接串联并联直接连接电源不能能量 程0.6A、3A3V、15V每大格0.2A、1A1V、5V每小格0.02A、0.1A
4、0.1V、0.5V内阻很小，几乎为零，相当于短路（相当于导线）很大相当于开路同调零；读数时看清量程和分度值；正接线柱流入，负接线柱流出；不能超过最大测量值5.利用电流表、电压表判断电路故障：（1）电流表示数正常而电压表无示数，则故障原因可能是：电压表损坏；电压表接触不良；与电压表并联的用电器短路。（2）电压表有示数而电流表无示数，则故障原因可能是：电流表短路和电压表并联的用电器开路。（3）电流表电压表均无示数，除了两表同时短路外，最大的可能是主电路断路导致无电流。知识点二：电阻1.定义：电阻表示导体对电流阻碍作用的大小；用符号R表示。2.单位：在国际单位制中，电阻的单位是欧姆（符号是）（规定：
5、如果导体两端的电压是1V，通过导体的电流是1A，这段导体的电阻是1）；常用单位还有千欧（符号k）、兆欧（M）；换算：1M=1000k，1k=1000。3.影响导体电阻大小的因素：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积，还与温度有关。材料、横截面积一定时，导体越长，电阻越大；材料、长度一定时，导体横截面积越小，电阻越大；大多数导体的电阻随温度的升高而增大。知识点三：变阻器1.变阻器：能改变接入电路中电阻大小的元件。常见的变阻器可分为滑动变阻器和电阻箱。2.滑动变阻器（1）构造：由瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱组成；变阻原理：通过改变接入电路中的电阻线的长度来改
6、变电阻，如图（1）所示。图（1）滑动变阻器（2）原理：改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻。（3）作用：通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和电压。（4）铭牌：如一个滑动变阻器标有“50、2A”表示的意义是最大阻值是50，允许通过的最大电流是2A。（5）正确使用：应串联在电路中使用；接线要“一上一下”；通电前应把阻值调至最大的地方。3.电阻箱：是能够表示出电阻值的变阻器，如图（2）所示，图（3）是变阻箱的面板。 图（2） 图（3）（1）原理：通过改变连入电路的电阻线的长度来改变电阻。（2）优点：能够直接读出连入电路的电阻值；缺点：不能连续地改变连入电路的电阻值。（3）读数方法：旋盘下面的
7、“”所对应的示数乘以相应的倍数之和。考点与考向考向：电压概念与测量，电阻的概念，电路的工作状态。考点一：电压概念备考：理解电压概念，电压表的测量与读数，理解电阻的概念及影响导体电阻的因素。电压和电阻考向：电阻的概念，影响导体电阻大小的因素。考点二：电阻备考：理解电阻的概念及影响导体电阻的因素。考向：变阻器的应用及连接方式。考点三：变阻器备考：理解变阻器的工作原理，会把变阻器接入电路，会分析变阻器的变化对电路的影响。选择题：常考热点主要集中在变阻器连接、电路连接的判断、串并联电路电压关系、电路分析与电路故障判断等。常考题型填空题：常考热点集中在电路连接的判断、串并联电路电压关系等。作图题：主要考
8、查方向有：变阻器的连接、补充电路、完善电路和连接电路。典例与范例考点一：电压典例一：（2020广东）如图所示，图甲中电压表的分度值为_V，读数为_V；若使用前出现如图乙所示的情况，则原因是_。【答案】01；2.3；电压表未调零。【解析】由甲图知，电压表的量程为03V，分度值为0.1V，示数为2.3V。由乙图知，电压表的指针未指在0刻度线处，原因是电压表未调零。典例二：（2020湘西）请用笔画线表示导线，将电压表连入实物图中，使电压表能够测量小灯泡两端的电压大小，要求电压表选用3V的量程。【解析】电压表使用的03V量程，并联在灯泡两端，电流从正接线柱流入、负接线柱流出。如图所示：考点二：串并联电
9、路电压规律典例三：（2020扬州）在“探究串联电路电压的特点”实验中：某实验小组分别测量了串联电路两端的总电压U和灯泡L1、L2两端的电压U1、U2数据如表：U/VU1/VU2/V2.61.31.3（1）该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是 （用题中物理量符号表示）。（2）实验过程中，若L1灯丝断了，观察到电压表V1示数为 ，电压表V2示数为 。（3）该实验还有待改进，请写出其中一点： 。【答案】（1）U1+U2U；（2）2.6V；0V；（3）换不同规格的小灯泡再进行多次实验。【解析】（1）由图表可知，该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是：U1+U2U；（2）实验过
10、程中，若L1灯丝断了，电压表V1测灯Ll两端的电压此时是电源的电压，电压表V1示数为2.6V；由于电路断路，电压表V2测灯L2两端的电压，示数为0V；（3）该实验还有待改进，电路中换不同规格的小灯泡再进行多次实验。故答案为：（1）U1+U2U；（2）2.6V；0V；（3）换不同规格的小灯泡再进行多次实验。考点三：电阻典例四：（2020长沙）如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的，闭合开关S，小灯泡L发光，钨丝不发光，向钨线吹气时，小灯泡L变亮，用酒精灯给钨丝加热，小灯泡L逐渐变暗直至熄灭，由实验可知（）。A钨丝的电阻随温度升高而减小；B向钨丝吹气时，钨丝电阻变小；C给钨丝加热时，电路中的
11、电流变大；D小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流【答案】B。【解析】闭合开关S，小灯泡L发光，钨丝不发光，向钨线吹气时，小灯泡L变亮，说明通过小灯泡的电流变大，则钨丝的电阻减小；用酒精灯对白炽灯的钨丝加热，钨丝的温度升高，观察到小灯泡L的亮度明显变暗，说明通过小灯泡L的电流变小，钨丝的电阻增大；由于钨丝和小灯泡串联接入电路中，则通过它们的电流是相同的；综上所述，ACD错误，B正确。故选：B。典例五：（2020襄阳）某物理兴趣小组在“探究导体电阻大小与导体长度的关系”实验中，他们在如图所示电路中的A、B两点间接入待研究的电阻丝，电源电压恒定。忽略电阻丝电阻随温度变化的影
12、响，待用电阻丝的规格如表格所示。序号材料长度横截面积1碳钢合金丝LS2镍铬合金丝2LS3镍铬合金丝L2S4镍铬合金丝2L2S(1)他们应选择序号为_的两根电阻丝来研究；(2)从表中所给电阻丝的规格看，还可以用这些电阻丝来做另一个探究实验，即探究导体电阻大小与导体_的关系，这次你应该选择序号为_的两根电阻丝来做实验。【答案】3、4；横截面积；2、4。【解析】(1)要探究导体电阻大小与导体长度的关系，根据控制变量法的思路，应该选择材料和横截面积都相同的两根电阻丝。从表格中可知，序号3和序号4的材料、横截面积都相同，所以应选择序号3与序号4的两根电阻丝来研究。(2)从表中所给电阻丝的规格看，序号2、
13、3、4的材料都相同，长度和横截面积不完全相同，而序号2和4的材料、长度都相同，只有横截面积不同，故可以用2、4探究电阻与横截面积的关系。考点四：变阻器典例六：（2020广安）利用如图所示的装置测量小灯泡的电功率，电源电压恒定不变，小灯泡上标有“3.8V”字样闭合开关，实验操作过程中出现了以下几种情况，分析错误的是（）。A. 无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡不亮，电压表的示数几乎等于电源电压，电流表几乎无示数，原因是小灯泡断路；B. 无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡很暗且亮度不变，原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱；C. 当小灯泡的实际电压为2.5V时，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片
14、向左移动；D. 电压表无示数，小灯泡不亮，可能是小灯泡短路【答案】C。【解析】A无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡不亮，电流表几乎无示数，可能电路中出现断路，电压表的示数几乎等于电源电压，可能是小灯泡断路，故A正确，不符合题意；B小灯泡一直很暗，通过小灯泡的电流很小，由欧姆定律可知电路中的电阻很大，滑片移动，灯泡的亮度不变，说明滑动变阻器接入电路的阻值不变，可能是因为滑动变阻器同时接了下面两个接线柱，故B正确，不符合题意；C灯泡的额定电压是3.8V，当小灯泡的实际电压为2.5V时，要使灯泡正常工作，灯泡两端电压增大到3.8V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向右端移
15、动，使电压表的示数为3.8V为止，故C错误，符合题意；D电压表和灯泡并联，如果电压表无示数，小灯泡不亮，可能是灯泡被短路，故D正确，不符合题意。故选C。典例七：（2018潍坊）如图是实验电路连接完毕后，滑动变阻器接入电路的四种情形，已经可以闭合开关进行实验的是（）。A B C D【答案】A。【解析】根据滑动变阻器的使用规则可知，滑动变阻器的接法是一上一下的原则；在闭合开关前，应将滑动变阻器阻值应调至最大，故A正确，BCD错误。故选A。跟踪训练一、选择题1（2020北京四中中考模拟（适应性测试）图所示的电路中，将开关S闭合，灯和灯均发光，下列说法中正确的是（ ）。A. 灯和灯串联；B. 灯和灯两
16、端的电压一定相等；C. 通过灯的电流与通过灯的电流一定相等；D. 通过灯电流与通过电源的电流一定相等【答案】B。【解析】AB由电路图可知，两灯泡并列连接，此时各支路两端的电压一定相等，即灯L1和灯L2两端的电压一定相等，故B正确、A错误；C由电路图可知，两灯泡并列连接，当两灯泡的规格相同时，通过灯泡的电流相等，若两灯泡的规格不同，则通过两灯光的电流不相等，故C错误；D由电路图可知，两灯泡并列连接，电源的电流是两条支路的电流之和，通过灯的电流比通过电源的电流小，故D错误。故选B。2（2020广东省佛山市南海区石门实验中学一模）电热水壶的加热电阻为R，水达到100时沸腾，沸腾了一会后，壶内积聚大量
17、水蒸气使S1自动断开，停止加热；若某种原因使S1不能断开，水会烧干，直至壶的温度升高到125时S2自动断开，才停止加热，为实现上述功能，应采用下列中哪幅电路（）。A；B；C；D【答案】A。【解析】经分析可知，开关S1、S2串联，共同控制加热电阻。A由电路图可知，开关S1、S2串联，共同控制加热电阻，符合题意，故A正确；B由电路图可知，开关S1、S2均闭合时，会造成电源短路，故B错误；C由电路图可知，开关S1、S2均闭合时，会造成电源短路，故C错误；D由电路图可知，开关S1、S2并联，壶内积聚大量水蒸气使S1自动断开，不能停止加热，故D错误。故选A。3（2020江苏省扬州市仪征市中考一模）如图是
18、小海设计的温度测量仪的电路，R1是定值电阻，R2是阻值随温度升高而减小的热敏电阻，当R2的温度随环境温度降低时（）。A电流表的示数增大；B电压表V1的示数增大；C电压表V2的示数增大；D电压表V2的示数减小【答案】C。【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。因热敏电阻R2的阻值随温度升高而减小，所以，当R2的温度随环境温度降低时，R2的阻值变大，电路的总电阻变大，由I可知，电路中的电流变小，即电流表的示数减小，故A错误；由UIR可知，定值电阻R1两端的电压变小，即电压表V1的示数减小，故B错误；因串联电路中总电压等于各
19、分电压之和，所以，R2两端的电压变大，即电压表V2的示数增大，故C正确、D错误。故选C。4（2020江苏省南京市中考模拟四）小明要测量定值电阻Rx阻值，如图所示连接好电路后，准备读取电压表、电流表示数时，发现两表示数突然都变为0小明用一条导线检査电路故障，当将该导线两端分别接到a、d接线柱上时，发现电流表有示数，电压表示数仍为0；将该导线两端分别接到c、e接线柱上时，发现电压表有示数，电流表示数仍为0。则由此可以判断故障是（）。Aa、b间断路Bc、d间断路Cb、c间短路De、f间断路【答案】B。【解析】当小明准备读取电流表示数时，发现两电表示数突然都变为0，说明电路断路，他用一条导线检查电路故
20、障，当将该导线两端分别接到a、d接线柱上，发现电流表有示数，则说明电流表、变阻器、开关和电源之间是通路；当将该导线两端分别接到c、f接线柱上，发现电压表有示数，说明电源、待测电阻是连通的，电流表示数仍为0，则由此可以判断故障是：c、d间断路；故选B。5（2020广东省佛山市南海区石门实验中学中考一模）如图所示的电路中，电源电压U保持不变。若在甲、乙两处都接入电流表，断开开关S，则I甲：I乙2：3若在甲、乙两处都接入电压表，闭合开关S，则U甲：U乙等于（）。A1：1B3：2C2：3D4：9【答案】C。【解析】（1）在甲、乙两处分别接入电流表，断开开关S，两电阻并联在电路中，甲表测的是通过R2的电
21、流，乙表测的是通过R1的电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I可得：；（2）在甲、乙两处都接入电压表，闭合开关S，两电阻串联在电路中，甲表测的是R1两端的电压，乙表测的是R2两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，所以，。故选C。6.（2020山东省泰安中考模拟）如图所示，电路中电源两端的电压保持不变，闭合开关S，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，电压表V的示数为U。某时刻，在滑动变阻器滑片P位置没有改变的情况下，突然出现电流表A2的示数减为I1，而电流表A1和电压表V示数不变的现象。对于此电路可能出现的故障，下列判断中正确的是（ ）A.滑动变阻器出现短路；B.滑动变阻器出现
22、断路；C.电灯L出现短路；D.电灯L出现断路【答案】D。【解析】由电路图知道，滑动变阻器R与灯泡L并联，电流表A1 测通过R的电流，电流表A2 测干路电流，电压表测电源两端的电压。若滑动变阻器出现短路时，会造成电源短路，烧坏两电流表，A不符合题意；若滑动变阻器出现断路时，则电流表A1 无示数，电流表A2 测通过L的电流，两电流表的示数不会相等，B不符合题意；若电灯L出现短路，则会造成电源短路，电流表A2 会被烧坏，C不符合题意；若电灯L出现断路时，电路为R的简单电路，两电流表均测通过R的电流示数相等，而电流表A1 和电压表V示数不变，D符合题意，故答案为D。7.（2020山东省济宁中考模拟四)
23、如图所示，闭合开关S，发现灯泡L1亮，L2不亮。调节变阻器滑片P，L1变亮，L2始终不亮，出现这一现象的原因可能是（ ）。A.滑动变阻器开路；B.滑动变阻器短路；C.灯泡L2短路；D.灯泡L2开路【答案】C。【解析】灯泡L1、L2与滑动变阻器是串联。L1亮，说明电路处于接通状态，调节变阻器L1变亮，说明变阻器正常，出现此故障只有L2短路。故选C。二、填空题8.（2020江苏省扬州市仪征市中考一模）如图所示，电源电压不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P处于R时，电压表的示数为4V，当滑动变阻器的滑片P继续向右滑至中点时，电压表示数变化了2V，则电源电压为 V；通过移动滑动变阻器的滑片P，使R0
24、与R的电功率分别达到最大值P0、P，则P0：P 。【答案】12；4：1。【解析】（1）由电路图可知，闭合开关S，R0与变阻器串联，电压表测变阻器的电压；当滑动变阻器的滑片P处于R时，电压表的示数为U14V（为第一个电路）；当滑动变阻器的滑片P继续向右滑至中点时，变阻器连入电路中的电阻为R（为第二个电路），根据分压原理可知，变阻器接入电阻增大，此时电压表示数应增大，所以此时电压表示数：U2U1+U4V+2V6V，在两个电路中，根据电阻的串联和欧姆定律可得，电路中的电流分别为：I1，I2根据UIR可得，电压表示数的表达式分别为：U1R4V，U26V，式式解得：R2R0，即R0R；由此可知，在第2个
25、电路中，因两电阻相等，根据分压原理可知，两电阻的电压相等均为6V，、故电源电压为：UUR0+U26V+6V12V；（2）当移动滑动变阻器的滑片P至最左端时，R0的电压为电源电压达到最大，R0的功率最大，则R0的最大功率为：P0R0与变阻器串联，根据电阻的串联规律和欧姆定律可得，电路中的电流：I，则变阻器R的电功率：PI2R（）2R，由上式可知，当RR0时，R的电功率P最大，其电功率的最大值：P，则P0：P：4：1。故答案为：12；4：1。9.（2020重庆市中考九年级学业水平监测预测卷一）随着我国经济的飞速发展，汽车已经进入寻常百姓人家。如图是一种自动测定汽车油箱内油面高度的装置。R0为定值电
26、阻，R是滑动变阻器，它的金属滑片连在杠杆的一端。从油量表(有电流表改装)指针所指的刻度就可知道邮箱内油面高低。当油面下降时，滑动变阻器连入电路的阻值将 ，电流表的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。若换用电压表改装成油量表，要求油面升高时电压表示数变大，电压表应并联在图 元件两端。【答案】变大；变小； R0。【解析】由图知，R0和变阻器R串联，电流表测电路中电流，当油箱中油面下降时，滑片向上滑动，变阻器连入电路的长度变大，阻值变大，电路中总电阻变大，电源电压一定，由欧姆定律可知电路中电流变小； 油面升高时，滑片向下滑动，变阻器连入电路的阻值变小，由串联电路的分压原理知，变阻器分得电压减小，R0分得电压变大，根据题目要求电压表示数变大，所以电压表应并联在R0两端。 故答案为：变大；变小；R0。三、作图题10（2020上海市浦东新区九年级上学期初中学业质量监测一模)在图6所示的电路中，有一根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上。补上后要求：闭合开关S，向右移动滑动变阻器滑片的过程中，电流表的示数变大。【解析】电流表与电路串联，并要求闭合开关S，向右移动滑动变阻器滑片的过程中，电流表的示数变大，说明变阻器向右滑动时接入电阻变小，由此可知电路如图。