王梅軍

一、知識點例析

（一）電壓表的使用

【例1】（2015·吉林）如圖161所示，能正確地測出小燈泡L1兩端電壓的電路是（ ）

圖161解析：A選項中，電壓表雖然并聯(lián)在小燈泡L1兩端，但電流不是從“+”接線柱流入電壓表，從“—”接線柱流出電壓表，因此不能正確地測出小燈泡L1兩端電壓。B選項中，電壓表與小燈泡L1和小燈泡L2兩端并聯(lián)，測量的是小燈泡L1和小燈泡L2兩端的總電壓。C選項中，電壓表并聯(lián)在小燈泡L2兩端，測量的是小燈泡L2兩端的電壓。D選項中，電壓表并聯(lián)在小燈泡L1兩端，而且電流是從“+”接線柱流入電壓表，從“—”接線柱流出電壓表，因此能正確地測出小燈泡L1兩端電壓。

答案：D

點評：使用電壓表時，要注意以下幾點：（1）測某段電路兩端的電壓時，應將電壓表并聯(lián)在該電路兩端；（2）應使電流從電壓表的“+”接線柱流入，從“-”接線柱流出；（3）被測電路兩端的電壓不能超過電壓表的量程。在不能估計被測電壓高低的情況下，可采用快速試觸的方法來確定。

（二）串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律

【例2】（2015·常德）小明按圖162甲所示的電路進行實驗，當閉合開關(guān)用電器正常工作時，電壓表V1和V2的指針完全一樣，如圖162乙所示，則L1兩端的電壓為

圖162解析：從圖162甲中可以看出，當開關(guān)S閉合后，電壓表V2并聯(lián)在小燈泡L2兩端，所以它測量的是燈L2兩端的電壓U2；電壓表V1測量的是電源電壓U總，即電路的總電壓。根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律可知，電壓表V1的示數(shù)應比電壓表V2的示數(shù)大，由圖162乙中指針的位置可知，電壓表V1連接入電路中的量程是0～15V，則V1表的示數(shù)為10V；電壓表V2連接入電路中的量程是0～3V，則V2表的示數(shù)為2V，即燈L2兩端的電壓為2V。根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知：燈L1兩端的電壓U1=U總-U2=10V-2V=8V。

答案：8 2

點評：該題綜合考查了電壓表測量對象的判定，電壓表的正確讀數(shù)，串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律等知識點，這就要求學生具有較強的分析推理能力。

（三）影響電阻大小的因素

【例3】（2015·齊齊哈爾）小明、小紅和小亮在做“探究影響導體的電阻大小因素”實驗時，做出了如下猜想。

猜想一：導體的電阻可能與導體的長度有關(guān)。

猜想二：導體的電阻可能與導體的橫截面積有關(guān)。

猜想三：導體的電阻可能與導體的材料有關(guān)。

實驗室提供了4根電阻絲，其規(guī)格、材料如下表所示：

3（1）如圖163所示的電路，閉合開關(guān)后，在M、N之間分別接上不同導體，通過觀察相關(guān)現(xiàn)象來比較導體電阻大小，小明、小紅和小亮對圖中的電路設(shè)計提出了自己的觀點：

小明認為：電流表是多余的，觀察燈泡的亮度就可以判斷導體電阻的大小。

小紅認為：燈泡是多余的，根據(jù)電流表示數(shù)的變化就可以判斷導體電阻的大小。

小亮認為：燈泡和電流表同時使用更好，因為燈泡可以保護電路，從而防止燒壞電流表。

你贊同

（填“小明”、“小紅”或“小亮”）的觀點。

（2）為了驗證猜想二，可依次把M、N跟

（填“A”“B”“C”或“D”）的兩端相連，閉合開關(guān)，記下電流表的示數(shù)，分析比較這兩根電阻絲電阻的大小。

（3）依次把M、N跟電阻絲A、B的兩端連接，閉合開關(guān)，電流表的示數(shù)不同，分析比較A、B兩根電阻絲電阻的大小，可探究電阻跟

的關(guān)系，其結(jié)論是

（4）小麗在探究同樣的課題時，手邊只有一根電阻絲，那么，她利用這根電阻絲和上述電路，不能夠完成猜想

（填“一”“二”或“三”）的實驗驗證。

（5）以上方法在研究物理問題時經(jīng)常用到，被稱為控制變量法。下列4個實驗中沒有用到此方法的是（ ）

A.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實驗

B.探究影響壓力作用效果的因素實驗

C.探究平面鏡成像的特點實驗

D.探究影響摩擦力大小的因素實驗

解析：（1）燈泡和電流表同時使用更好，因為燈泡可以保護電路，從而防止燒壞電流表。即小亮的觀點是正確的。

（2）在本題所給的情景中，已經(jīng)猜想到導體的電阻可能與導體的長度、材料和橫截面積有關(guān)。因而根據(jù)控制變量的思路，在探究導體電阻與其中某一因素的關(guān)系時，就應該控制其他因素不變。如在探究猜想二時，就應該控制導體的長度和材料不變，仔細分析表格可知，A、C兩根電阻絲符合上述要求。

（3）而選用編號為A、B的兩根電阻絲進行了實驗，控制了電阻絲的材料和橫截面積相同，因而可探究電阻跟長度的關(guān)系，其結(jié)論是在導體的橫截面積和材料相同時，導體越長，導體的電阻越大。

（4）若只有一根電阻絲，則無法改變導體的材料，即不能探究電阻跟材料的關(guān)系。

（5）探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實驗、探究影響壓力作用效果的因素實驗和探究影響摩擦力大小的因素實驗均應用了控制變量法實施探究。而探究平面鏡成像的特點實驗應用了等效替代法實施探究。

答案：（1）小亮 （2）A、C （3）長度 在導體的橫截面積和材料相同時，導體越長，導體的電阻越大 （4）三 （5）C

點評：在應用控制變量法研究時，先確定作為研究對象的物理量，然后逐一研究這一物理量和另一物理量的關(guān)系，必須設(shè)法把除了這兩個物理量用人為的方法控制起來使它保持不變，然后來比較這兩個物理量之間的關(guān)系，最后將這些單一的關(guān)系綜合起來。

圖164（四）導體的導電性能

【例4】（2015·汕尾）某物理興趣小組學習了導體電阻的知識后，對食鹽水溶液的導電性能與什么因素有關(guān)提出了以下猜想：

①食鹽水溶液的導電性能與溶液的濃度有關(guān)；

②食鹽水溶液的導電性能與溶液的質(zhì)量有關(guān)；

③食鹽水溶液的導電性能與溶液中兩金屬片間的距離有關(guān)。

為了驗證猜想，他們設(shè)計了如圖164 所示的裝置，將電路中的a、b兩金屬片分別插入如圖165甲、乙、丙、丁溶液中所示的位置（金屬片a、b每次插入溶液中的深度都相同）進行探究：

圖165（1）在連接電路時，開關(guān)必須

，本實驗電路中接入電阻R0的目的是

。

（2）食鹽水溶液的導電性能可以由

來判斷。

（3）將金屬片a、b分別插入如圖165甲、乙所示位置可探究猜想

（選填序號），為了探究猜想②，應將金屬片a、b分別插入

兩圖所示位置。

（4）將金屬片a、b分別插入如圖165乙、丁所示位置，若I乙≠I丁，由此可得到的結(jié)論是：

。

解析：（1）在連接電路時，為了防止電路出現(xiàn)短路等故障，開關(guān)必須處于斷開狀態(tài)。為了使電路中的電流較小，可在電路中接入電阻R0，起到保護電路的作用。

（2）為了比較食鹽水溶液的導電性能可應用轉(zhuǎn)換法來顯示，即由電流表示數(shù)的大小來判斷。

（3）由于影響食鹽水溶液的導電性能因素較多，可采取控制變量法實施探究。將金屬片a、b分別插入如圖165甲、乙所示位置，控制了溶液的質(zhì)量和溶液中兩金屬片間的距離相同，改變了溶液的濃度，即探究猜想①食鹽水溶液的導電性能與溶液的濃度的關(guān)系。為了探究猜想②食鹽水溶液的導電性能與溶液的質(zhì)量關(guān)系，應控制溶液的濃度和溶液中兩金屬片間的距離相同，改變?nèi)芤旱馁|(zhì)量，即應將金屬片a、b分別插入甲、丙兩圖所示位置。

（4）將金屬片a、b分別插入如圖165乙、丁所示位置，控制了溶液的質(zhì)量和溶液的濃度相同，改變了溶液中兩金屬片間的距離，即探究猜想③食鹽水溶液的導電性能與溶液中兩金屬片間的距離的關(guān)系。因為I乙≠I丁，由此可得到的結(jié)論是：食鹽水溶液的導電性能與溶液中兩金屬片間的距離有關(guān)。

答案：（1）斷開 保護電路 （2）電流表示數(shù)的大小 （3）① 甲、丙 （4）食鹽水溶液的導電性能與溶液中兩點間的距離有關(guān)

點評：物理學中有的物理現(xiàn)象不便于直接觀察，有的物理量不便于直接測量，通過轉(zhuǎn)換為容易觀察或測量的與之相等或與之相關(guān)聯(lián)的物理現(xiàn)象，從而獲得結(jié)論的研究方法叫轉(zhuǎn)換法。轉(zhuǎn)換法中被轉(zhuǎn)換的對象很多，可以是物理模型、研究對象和研究方法，也可以是某個圖形、某個物理量。

（五）滑動變阻器的使用

【例5】（2015·天津）圖166是滑動變阻器的結(jié)構(gòu)和連入電路的示意圖，當滑片P向右滑動時，連入電路的電阻變小的是（ ）

圖166解析：滑動變阻器的接法為“一上一下、各接一個”，上面的兩個接線柱間是一根金屬棒，電阻可以忽略不計，關(guān)鍵是下面的接線柱的接法。根據(jù)題目的要求，當滑片P向右滑動時，連入電路的電阻變小，電阻線的長度變短。只有選項D符合要求。

答案：D

點評：在將滑動變阻器連入電路中，選擇不同的接線柱，滑動變阻器接入電路中的電阻線長度也不同，通過移動滑片改變接入的阻值也就不同。在分析時，應先確定是哪一部分電阻線連入電路，進而最終確定連入電路的接線柱。

二、習題演練

（一）課后鞏固

圖1671.（2015·泰安）如圖167是玩具汽車的電路圖，以下有關(guān)說法中正確的是（ ）

A.開關(guān)S2控制整個電路

B.電動機與燈泡是串聯(lián)的

C.電動機與燈泡工作時兩端的電壓不相等

D.電動機與燈泡是并聯(lián)的

2.（2015·長春）如圖168所示，電路中a、b是電表，閉合開關(guān)要使兩燈發(fā)光，則（ ）

圖168A.a是電壓表，b是電流表

B.a、b都是電壓表

C.a是電流表，b是電壓表

D.a、b都是電流表

3.（2014·淄博）在如圖169所示的電路中，用滑動變阻器調(diào)節(jié)燈的亮度，若要求滑片P向右端滑動時燈逐漸變亮，應選擇下列哪種接法（ ）

圖169A.M接A，N接B

B.M接C，N接D

C.M接C，N接B

D.M接A，N接D

4.（2015·郴州）如圖1610所示，電源電壓為 6V，閉合開關(guān)后，電壓表的示數(shù)為 4V，下列描述不正確的是（ ）

圖1610A.L1兩端電壓為2V

B.L1兩端電壓為4V

C.L2兩端電壓為4V

D.L1和L2兩端電壓之和為6V

5.（2014·常州）小明將銅片、鋅片插入土豆，制成土豆電池。如圖1611甲所示，閉合開關(guān)S1，發(fā)光二極管發(fā)光，此裝置的能量轉(zhuǎn)化方式主要是：

能→

能→

能。為判斷土豆電池的正、負極，他連接電路如圖乙所示，試觸開關(guān)S2，發(fā)現(xiàn)電壓表的指針向左偏轉(zhuǎn)，銅片是土豆電池的

極。

圖16116.（2015·成都）在探究決定電阻大小因素時，研究小組中甲、乙、丙三位同學作出如下猜想：

甲：導體的電阻與導體的長度有關(guān)。

乙：導體的電阻與導體的材料有關(guān)。

丙：導體的電阻與導體的橫截面積有關(guān)。

實驗室備有幾種電阻絲，參數(shù)如下表。

編號 材料 長度/m 橫截面積/mm2

a 鎳鉻合金絲 1.0 0.2

b 鎳鉻合金絲 1.0 0.1

c 鎳鉻合金絲 0.5 0.1

d 錳銅合金絲 0.5 0.1

如圖1612所示，是為完成探究連接的實驗電路。

圖1612（1）實驗中應通過比較

的大小，來比較電阻絲電阻的大小，達到驗證猜想的目的。

（2）若要驗證乙同學的猜想，則應該選用

兩根電阻絲（填編號）進行對比實驗。

（3）選用b、c兩根電阻絲進行對比實驗，是為了驗證

同學的猜想。

（二）能力提升

1.（2015·北京）通常情況下，關(guān)于一段粗細均勻的鎳鉻合金絲的電阻，下列說法中正確的是（ ）

A.合金絲的電阻跟該合金絲的長度有關(guān)

B.合金絲的電阻跟該合金絲的橫截面積無關(guān)

C.合金絲兩端的電壓越大，合金絲的電阻越小

D.通過合金絲的電流越小，合金絲的電阻越大

2.（2015·菏澤）在如圖1613所示的電路連接中，下列說法正確的是（ ）

圖1613A.燈泡L1和L2并聯(lián)，電流表測的是L1支路的電流

B.燈泡L1和L2并聯(lián)，電壓表測量的是電源電壓

C.燈泡L1和L2串聯(lián)，電壓表測的是L2的電壓

D.燈泡L1和L2串聯(lián)，電壓表測的是L1的電壓

圖16143.（2015·福州）如圖1614所示，閉合開關(guān)S，兩燈均不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則故障是（ ）

A.燈L1開路

B.燈L2開路

C.燈L1短路

D.燈L2短路

圖16154.（2014·湖北）如圖1615所示為“探究影響導體電阻大小因素”的實驗電路圖，A、B之間接電阻。

（1）本實驗通過觀察

比較電阻的大小。

（2）小明發(fā)現(xiàn)手邊只有一根較長的電阻絲，他可以探究導體的電阻是否與導體的

和

有關(guān)。

5.（2015·陜西）雨天乘車時，小華發(fā)現(xiàn)小車前擋風玻璃上的刮水器隨著雨的大小，刮動的速度相應地發(fā)生變化。雨停后，刮水器自動停止工作。小華查閱相關(guān)資料后，發(fā)現(xiàn)它的工作電路中安裝有“雨水檢測金屬網(wǎng)”裝置。小華想，該裝置究竟在刮水器工作中起到了什么作用，于是他自制了如圖1616所示的雨水檢測金屬網(wǎng)（以下簡稱檢測網(wǎng)），并設(shè)計了如圖1617所示模擬電路進行探究。

（1）小華按照所設(shè)計的電路圖連接電路，實驗時，檢測網(wǎng)未放入雨水中，電路處于斷開狀態(tài)，若將檢測網(wǎng)放入雨水中，電路接通，表明雨水是

（填“導體”或“絕緣體”）。小華通過觀察電路中

的變化，來判斷電動機轉(zhuǎn)速的變化，從而反映刮水器刮水速度的變化。

（2）將檢測網(wǎng)豎立并浸入雨水中不同深度處進行實驗，記錄如下數(shù)據(jù)：

檢測網(wǎng)浸入雨水中部分 未浸入 1/3浸入 2/3浸入 全部浸入

電流表的示數(shù)/A 0.16 0.20 0.32

①結(jié)合上述實驗將表格中的數(shù)據(jù)補充完整。

②分析數(shù)據(jù)可知，檢測網(wǎng)浸入雨水中深度越深，電流表示數(shù)越大。這說明a、b間接入電路的電阻在

（填“變大”或“變小”）。根據(jù)影響導體電阻大小的因素可知：a、b間接入電路的電阻變化是由導體的

變化引起的。

（3）小華設(shè)計的電路在無雨水時，電動機不能轉(zhuǎn)動，無法實現(xiàn)車窗的清洗。請你在不拆卸原電路的基礎(chǔ)上，在該電路中加裝一個電路元件，以解決此問題。

加裝的元件是：