2023年上海市中考物理一輪復習-第7章 電路 第3節(jié) 串聯(lián)電路

第三節(jié)串聯(lián)電路考綱解讀考綱解讀【知識點1】串聯(lián)電路及其簡單應用【考綱要求】知識點學習水平說明串聯(lián)電路及其簡單應用B理解串聯(lián)電路的特點；能分析或計算串聯(lián)電路中有關(guān)的物理量【解讀】1.理解串聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的特點，經(jīng)歷探究串聯(lián)電路的特點的過程，認識記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)及歸納的方法；2.經(jīng)歷利用串聯(lián)電路的電流、電壓的規(guī)律和歐姆定律理論推導等效電阻的過程，體驗等效替代的方法；3.根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電流關(guān)系、電壓關(guān)系、電阻關(guān)系，熟練完成串聯(lián)電路中有關(guān)物理量的大小的定性分析或定量計算；4.串聯(lián)電路的討論和計算只限于兩只電阻（用電器）的簡單情況。知識梳理知識梳理一、串聯(lián)電路矩陣表示法：二、常見題型經(jīng)典例題經(jīng)典例題題型一：串聯(lián)電路特點運用例例1.（★）長度相同，粗細不同兩條鎳鉻合金絲串聯(lián)在電路中，粗的鎳鉻合金絲電阻為Rl，細的為R2，則（）A．R1>R2B．I1>I2C．U1<U2D．以上說法均不對【考點】電阻大小與串聯(lián)電路的應用【解析】首先考慮兩個電阻的大小關(guān)系，根據(jù)電阻大小的決定因素：導體的電阻跟它的長度成正比，跟它的橫截面積成反比，還跟導體的材料有關(guān)，對于一般的導體，其電阻大小隨著溫度的升高而變大。此題長度相同，溫度相同，材料相同，細的電阻大。再根據(jù)串聯(lián)電路的特點電阻大的分得電壓多，所以答案選C?！敬鸢浮緾【教學建議】要深刻理解電阻大小的決定因素。題型二：串聯(lián)電路動態(tài)分析例2.例2.（★★★）在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S后，將滑動變阻器滑片P向右移動時，電流表A示數(shù)__________，電壓表V1示數(shù)跟電壓表V2示數(shù)的比值__________(均選填“變大”、“不變”或“變小”)?！究键c】動態(tài)電路【解析】將滑動變阻器滑片P向右移動時，電阻R2增大，電路總電阻增大，由歐姆定律知，電流表示數(shù)變小，電壓表V1的示數(shù)變小，電壓表V2的示數(shù)變大，其比值變小?！敬鸢浮孔冃?；變小【教學建議】解決動態(tài)電路的分析時要結(jié)合歐姆定律，仔細分析電路圖，掌握電路中各電流、電壓、電阻之間的關(guān)系以及變化后的關(guān)系。分析電路圖更為重要。題型三：串聯(lián)電路故障分析例3.例3.（★★★）在如圖所示的電路中，電源電壓不變，電阻R、燈L可能出現(xiàn)了故障，電鍵S閉合，電表指針位置不變，則電路中出現(xiàn)的故障情況可能是L斷路、R斷路、L斷路同時R斷路，還有可能是。在上述情況中，若燈L發(fā)光，則電阻R（選填“一定短路”或“一定斷路”或“可能短路”或“可能斷路”）?！究键c】故障電路【解析】指針位置不變，則單故障是R斷、L斷、R短，組合后還有R斷且L斷、R斷且L短、L且R短。若燈L發(fā)光則L完好，那么R就不能完好或斷路，那么R一定短路。【答案】R短路、L斷路且R短路、L短路且R斷路；一定短路【教學建議】解決故障電路分析，尤其要注意電路的分析，然后判斷多種可能性。初學的學生可以嘗試列表的方法，把各種情況都列出來，然后篩選，這樣不易漏答案。題型四：串聯(lián)電路簡單計算例4.例4.（★★）把一個4歐的電阻R1和一個8歐的電阻R2串聯(lián)在電路中，R2兩端的電壓表示數(shù)為6伏，求電路的總電阻和總電壓?！究键c】串聯(lián)電路的計算【解析】物理習題的解決關(guān)鍵之一，就是要將習題中的情景分析清楚。請對照上圖的串聯(lián)電路分析圖，將題中已知的物理量一一填入。先根據(jù)“串聯(lián)電路中的總電阻，等于各用電器電阻之和”的知識點求出總電阻。再根據(jù)R2的電壓和電阻求出R2上所通過的電流，由串聯(lián)電路中電流處處相等知識可知此電流就是電路電流。所以根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電壓。(1)R總=R1+R2=4歐+8歐=12歐(2)，【答案】(1)12歐(2)9伏【教學建議】本題目標是如何應用串聯(lián)電路的知識解決計算問題。對于串聯(lián)電路的最基本的知識應用，“串聯(lián)電路中的電流處處相等”恐怕是應用最多的知識點，而且對于一個串聯(lián)電路，也是同學們最應該優(yōu)先選擇的知識點。作為一道電學習題，本題的解題手段和解題步驟并不是唯一的，比如本題也可以先根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，再求出總電壓，再用總電壓和電流求出電路總電阻。本題總電壓也可以用分壓原理得到，將已知數(shù)據(jù)代入可得，求出U1＝3伏，則U總=U1+U2=3伏+6伏=9伏。作為初三的學生，經(jīng)過大量的訓練后，對此類題最終的要求是：能口算得到此類題的結(jié)果。題型五：串聯(lián)電路規(guī)律的計算題例5.例5.（★★）在如圖所示的電路中，電源電壓為18伏且保持不變，電流表連接“0～0.6A”量程，電壓表連接“0～15V”量程。求：①當電壓表的示數(shù)為12伏時，電流表的示數(shù)為0.5安，電阻R1的阻值。②當電流表的示數(shù)為0.4安時，電壓表的示數(shù)。③為了保證電路的安全，滑動變阻器允許接入的最大阻值和最小阻值?！究键c】歐姆定律的應用；串聯(lián)電路的規(guī)律【解析】由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。①∵串聯(lián)電路中的總電壓等于各分電壓之和，∴當電壓表的示數(shù)為12伏時，R1兩端的電壓：，∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，∴根據(jù)歐姆定律可得，電阻R1的阻值：；②當電流表的示數(shù)為0.4安時，R1兩端的電壓：，此時電壓表的示數(shù)：；③當電流表的示數(shù)為0.6A時滑動變阻器接入電路的電阻最小，電路中的總電阻：，∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，∴；當電壓表的示數(shù)為15V時滑動變阻器接入電路中的電阻最大，此時R1兩端的電壓：，此時電路中的電流：，∴。【答案】①電阻R1的阻值為12Ω；②當電流表的示數(shù)為0.4A時，電壓表的示數(shù)為13.2V；③為了保證電路的安全，滑動變阻器允許接入的最大阻值為60Ω，最小阻值為18Ω?！窘虒W建議】本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的靈活應用，關(guān)鍵是知道電流表的示數(shù)最大時滑動變阻器接入電路的最小值、電壓表的示數(shù)最大時滑動變阻器接入電路的最大值。題型六：串聯(lián)電路情景題例例6.（★★）小王同學做“探究串聯(lián)電路的特點”實驗，他利用兩節(jié)干電池作為電源，在電路中分別接入5歐、10歐、15歐的電阻進行實驗，其研究過程如圖（a）、（b）所示。①請仔細觀察和比較圖中的裝置、操作和電流表的示數(shù)，然后歸納得出初步結(jié)論。比較圖（a）和（b）兩圖可知：。②小王同學在探究過程中運用了一種常用的科學研究方法，請再舉一個運用此方法的例子：?！究键c】串聯(lián)電路特點【解析】通過（a）（b）兩題的比較可以看出，電流表示數(shù)是一樣的，說明電阻對電流的阻礙作用是一樣的，再仔細看會發(fā)現(xiàn)（a）中兩個電阻之和與（b）中電阻大小是一樣的，說明當兩個電阻串聯(lián)后，對電流的阻礙作用是可以用一電阻等效替代的。第二問只要舉出等效替代的例子即可?！敬鸢浮績蓚€電阻串聯(lián)后對電流的阻礙作用可以用一電阻等效替代；兩個電阻并聯(lián)后對電流的阻礙作用可以用一個電阻等效替代?！窘虒W建議】本題答案一定要體現(xiàn)出等效替代的思想。題型七：串聯(lián)電路數(shù)據(jù)表格題例例7.（★★）在研究“串聯(lián)電路的特點”實驗中，某班級同學用電源、電鍵、若干已知阻值的電阻、一個電壓表、一個電流表和若干根導線，按圖所示的電路分組進行實驗。實驗中先將電流表接到電路的A處，測出通過電阻R1的電流I1；再將電流表接到電路的B處，測出通過電阻R2的電流I2。然后將電壓表分別接到AB、BC、AC處，測出電阻R1兩端的電壓U1、電阻R2兩端的電壓U2，以及串聯(lián)電路兩端的總電壓U。下表是每組記錄的實驗數(shù)據(jù)。①分析比較表中的數(shù)據(jù)（填寫表中物理量的符號），可得到的初步結(jié)論是：串聯(lián)電路中，通過電阻R1的電流與通過電阻R2的電流相等，即I1=I2。②分析比較表中電壓U1、U2和U的數(shù)據(jù)可得到的初步結(jié)論是：串聯(lián)電路中，______________________。③分析比較表中第一組與第二組（或第三組與第四組）的電壓U、電流I1、I2及電阻R1、R2的數(shù)據(jù)，可得到的初步結(jié)論是：；在分析了大家歸納的上述初步結(jié)論后，小明同學認為結(jié)論①應該修改成：串聯(lián)電路中各處的電流都是相等的，即I=I1=I2。在分析了具體的實驗過程及記錄的實驗數(shù)據(jù)后，小華同學認為結(jié)論①是正確的。你同意的意見（選填“小明”或“小華”）。理由是：?！究键c】串聯(lián)電路特點【解析】①由表格電流I1、I2的數(shù)據(jù)，即可得到關(guān)于電流的初步結(jié)論；

②表中電壓U1、U2和U的數(shù)據(jù)，U比U1、U2的值都大，可得結(jié)論是：串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各串聯(lián)電阻兩端的電壓之和；

③比較表中第一組與第二組（或第三組與第四組）的電壓U、電流I1、I2及電阻R1、R2的數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)：電壓相同，電流相同，只是串聯(lián)的兩個的電阻值不同，但電阻之和卻相同；所以可得結(jié)論是；串聯(lián)電路中，在總電壓相同的情況下，兩個電阻值之和相同，它們在電路中的作用效果相同。

小明同學認為的結(jié)論，應是在多次實驗中測出的多處的電流，才具有普遍性，所以同意小華的意見，原因是：實驗中只測了A、B兩處的電流，只能得出結(jié)論①。【答