第八单元电路.docx

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第八单元电路

第八单元电路

本单元知识由简单的串联和并联组合电路、电功和电功率、多用表的使用、简单逻辑电路和简单模块式电路组成。

其中简单的串并联组台电路及其应用、多用表的使用是本单元的重点。

本单元内容是电磁学知识的一个重要组成部分。

简单的串联和并联组合电路、电功和电功率是在初中学习的基础上加以提高和深化；多用表的使用、简单逻辑电路和简单模块式电路是联系生产、生活实际的电路基础知识；串联和并联电路、电功和电功率是学习电磁感应规律的基础。

简单的串联和并联组合电路、电功和电功率的学习要建立在研究、解决电路的实际问题上，通过用“多用表”探测简单的短路、断路故障的探究活动，学会运用多用表的相关功能设计探究方案，以及作出合理的判断。

学习简单的逻辑电路元件“与”门、“或”门和“非”门的基本功能，要知道它们的一些基本应用，并经历设计、组装和调试简单的模块电路，体验信号转换、模块化设计的思想方法。

在本单元学习中要注意初中知识与高中知识的衔接和统一，要联系电路在生产、生活中的广泛应用，领路科学知识的应用价值。

学习要求

内容

1．简单的串联、并联组合电路。

2．电功电功率。

3．电能的利用。

4．多用表的使用。

5．简单的逻辑电路。

6．简单的模块式电路。

7．学生实验：

用多用表测电阻、电压和电流。

8．学生实验：

设计、组装简单的模块式电路。

要求

1．掌握简单的串联、并联组合电路知道电流是怎样形成的。

复习串联电路、并联电路的基本性质，掌握简单的串、并联组合电路的电压、电流分配规律，能解决简单的串、并联组合电路的分析计算。

通过对实际电路的分析和设计，了解电路在生产、生活中的广泛应用；懂得电路的基本规律是现代生活和科技的基础。

2．理解电功，理解电功率理解电功的概念及其与电热的联系和区别；理解电功率的概念；理解用电器的额定功率和实际功率的区别与联系；能在简单的组合电路中运用和分析电功率的分配规律和相关计算，知道它们在生产、生活及科技中的广泛应用。

3．知道电能的利用联系电热器、抽水蓄能、水电站、西电东输工程等示例，树立节约能源的观念和保护环境的意识。

4．理解多用表的使用学会使用多用电表，学会利用多用电表测量电压、电流和电阻，学会选择倍率或量程，能正确读出电阻、电流和电压的测量值，学会用“多用表”探测简单的电路故障。

在使用多用表的过程中，经历观察、实验、体验、探索等过程，认识测量电学量的基本方法，提高合理判断、科学探究能力，领略科学知识与科学技术的紧密关系。

5．知道简单的逻辑电路知道简单的逻辑电路元件：

“与”门、“或”门和“非”门的基本功能、符号图和真值表，并知道它们的一些基本应用；通过简单逻辑电路应用实例的介绍，体验逻辑电路在自动控制电路中的运用方法和基本设计思路。

6．知道简单的模块电路知道简单的模块电路是由传感器、控制器和执行器三部分组成的，知道几种最基本的传感器、微控制器的名称和作用，通过学习组装用的各种模块的功能，体验信号转换、模块化设计的思想方法。

说明：

（1）串，并联电路的运用，只限于串、并联关系易于分析的电路；

（2）在解决电路问题时，不涉及电表内阻对电路的影响（电流表的内阻视为零，电压表的内阻视为无穷大）；

（3）可以练习测量220V交流电压，但测量时要保障绝对安全。

学习指引

知识梳理

实验指要

学生实验：

用多用表测电阻、电流和电压

1．主要器材：

多用表、待测电阻、电源、电键、导线等。

2．注意事项：

（1）测电阻时，应先把电阻从电路中断开，且不能使待测电阻与其他导电物体（包括手）接触。

（2）由于I与Rx的关系不是线性的，所以表盘上欧姆档的刻度是不均匀的。

Rx等于零时（两根表笔短接），I值最大，所以电阻的零刻度在电流满刻度处。

（3）用欧姆档时，表内的干电池在长时间使用后，电池的性能会发生变化，造成较大的误差。

所以在使用一段时间后，要及时更换电池。

（4）在测量电阻时，当换用新的倍率后，均要重新凋零。

（5）探测简单的短路、断路故障时，要先观察现象，然后制定查找故障的方案，运用多用表进行正确的测试，并根据测得数据进行逻辑推理，排除故障。

学生实验：

设计，组装简单的模块式电路

1．实验器材：

（1）传感器（光敏电阻、热敏电阻、声传感器、红外传感器等）。

（2）控制器（与门、非门、或门、其他微控制器（如延时控制）等）。

（3）执行器（灯、风扇、电动机等）。

2．注意事项：

要充分体现“学习包”的作用，进一步提高自主探究能力。

通过学习感悟自动控制模块机器人在生产和生活中的广泛应用。

应用示例

【例题1】装饰用的彩灯，串成一串串，接在220V电源上，观察灯的结构发现，每个灯的灯丝（R1）引线绕有金属电阻丝（R2），如图所示，即使R1断了，R2仍能导电。

根据工作特性，R1应该______R2（选填“大于”、“等于”或“小于”），当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯将______（选填“变亮”、“变暗”或“完全熄灭”）

【分析】本题涉及电阻串、并联的问题。

由题意可知每个彩灯之间是串联，灯丝R1与金属电阻丝R2并联，其作用是当其中一个彩灯坏了将不影响其他彩灯的工作。

当一串彩灯正常工作时，灯丝电阻R1小于金属电阻丝R2，灯丝才能获得较大电流；当其中一个彩灯坏了，即灯丝电阻R1断了，金属电阻丝R2仍能导电，所以不影响其他彩灯的工作。

但由于坏灯的电阻是金属电阻丝R2，大于R1与R2并联时的电阻，整个电路的电流将会减小，所以，其余彩灯将会变暗。

【解答】小于；变暗

【启示】这是电阻串、并联关系在生活中的巧妙运用。

从这一事例中要体会到电路在生产、生活中的广泛应用，明白电路的基本规律是现代生活和科技的基础。

【例题2】在如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想电表，已知电源电压U恒为8V，R1为10Ω，开始时滑动变阻器的滑片P处于某一位置。

电键S断开时电流表的示数为0.4A，电键S闭合后电压表的示数为5V。

求：

（1）定值电阻R2的阻值；

（2）电键S闭合后电流表的示数；

（3）滑动变阻器R3接入电路部分的阻值；

（4）电键S闭合后，若将R3的滑片P向a端移动，整个电路消耗的功率将如何变化？

为什么？

（需写出判断的依据）

【分析】本题涉及电路的综合分析，要求学生运用电路串、并联的关系对电路作出正确的分析。

计算定值电阻R2的阻值时，可以先根据总电压和总电流计算总电阻，再由串联关系求出R2的阻值；当电键S闭合后，根据总电压减去R1两端的电压得到R2的电压，然后只要根据欧姆定律即可求出此时电流表的示数；在求滑动变阻器R3接入电路部分的阻值时，根据R2与R3的并联关系，各分路的电流与电阻成反比即可求得。

【解答】

（1）R2＝

－R1＝（

－10）Ω＝10Ω

（2）IAʹ＝

＝

A＝0.3A

（3）IAʹR2＝（

－IAʹ）R3，得：

R3＝15Ω

（4）滑片P向a端移动引起R总减小，而电源电压U不变，因为P总＝

，所以整个电路消耗的总功率变大。

【启示】第（4）小题也可以分析电流的变化来判定。

因为P总＝UI，电源电压U不变，滑片P向a端移动引起R总减小，I增大，所以整个电路消耗的总功率变大。

【例题3】如图所示是一个简单家用双门小轿车的车门报警逻辑电路图，图中的两个按钮开关分别装在汽车的两扇门上。

只要打开任意一扇门，即电路中任何一个开关处于断开状态，发光二极管就发光报警。

请你根据报警装置的要求，在电路图的虚线框内画出门电路符号，并完成该门电路的真值表。

输入

输出

A

B

Z

0

1

1

1

0

0

0

0

1

1

【分析】本题应用的是门电路在电路中的逻辑关系，只有当两扇门均关闭时，两输入端都处于低电势，才要求发光二极管不发光报警；只要打开某一扇门，电路中一个开关就处于断开状态，其输入端就处于高电势，发光二极管就要发光报警。

根据其逻辑关系应为“或”门。

【解答】门电路符号：

；表中两空格均“1”。

学习训练

第一部分

（一）填空题

1．如图所示，A、B是某门电路输入端的电信号，Z是其输出电信号，则该门电路是_____门，其符号为为_____。

2．智能化自动控制系统通常由______、______和______组成。

使用模块电路进行楼道自动灯控制，要求白天灯不亮，夜晚有声响时灯才亮，则其输入端需要使用______传感器和_____传感器。

3．一段导体两端的电压是4V，在2min内通过导体横截面的电量是15C，则通过该导体电流的大小为______A，这段导体的电阻为_______Ω。

4．某台电风扇的铬牌如图所示。

当电风扇正常工作时，通过它的电流的大小为______A。

该电风扇正常工作100s。

消耗的电能为______J。

5．如图所示电路，电源电压保持恒定，若滑动变阻器的滑片向右移动，则电流表的示数将______，电压表的示数将______。

（均选填“变大”、“变小”或“不变”）

（二）单选题

6．“

”、“

”是两种门电路符号。

它们分别属于（）

（A）与门”和“或门”（B）“或”门和“与门”

（C）“与”门和“非门（D）“或门”和“非”门

7．在图所示的电路中。

R1＝100Ω，R2＝20Ω，R3＝30Ω，接在电源上时，它们的电功率分别为P1、P2、P3，则（）

（A）P1＞P2＞P3（B）P1＝P2＝P3

（C）P1＜P2＜P3（D）P2＜P1＜P3

8．

甲、乙、丙三个灯泡，按如图方式连接到电源上，如果丙灯泡处发生短路，某同学对电路各部分发生的变化作了如下推测（设各灯灯丝不被烧毁）：

①丙灯两端电压为零，②电源两端电压为零，③甲灯变得更亮，④乙灯变得更亮。

其中（）

（A）只有①、②正确

（B）只有②、③正确

（C）只有③、④正确

（D）只有①、③正确

9．当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时，熔丝就要熔断。

由于种种原因，熔丝的横截面积略有差别。

那么熔丝熔断的可能性较大的是（）

（A）横截面积大的地方

（B）横截面积小的地方

（C）同时熔断

（D）可能是横截面积大的地方，也可能是横截面积小的地方

（三）实验题

10．用多用电表测量时，完成下列问题。

（1）一多用电表测量肘，指针指示如左图所示。

如选择开关置于直流电压2.5V挡时，其示数为______V；当选择开关置于电流100mA挡时，则表的示数为_____mA；当选择开关置于右图所示位置时，则被测电阻值为______Ω。

（2）若继续用该表测量另一阻值约为300Ω的电阻，应将选择开关旋至倍率为______挡，并在测量电阻前先进行______操作。

11．用多用表可以分别测量电流、电压和电阻等物理量，其中刻度盘上划度分布不均匀的物理量为______。

用多用表测量一只电阻的阻值，下列给出了必要的操作步骤：

①将红、黑表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮，使指制指在右端的0Ω刻度处；

②根据被测电阻的估计值，选择欧姆挡的适当倍率；

③将选择开关旋到OFF挡；

④将红、黑表笔分别接到被测电阻两端的引线上；

⑤将指针所指刻度值乘以所选倍率，得到被测电阻的阻值。

将以上步骤前的字母，按正确的操作顺序排列_____________。

（四）计算题

12．有两小灯泡L1、L2，它们的额定电压和额定电流分别为“9V0.5A”、“6.3V0.3A”。

现用两个电阻R1、R2两个小灯池组成如图（a）与（b）两个电路，并且每个电路两端的电压均为U＝18V。

试问：

（1）当小灯泡在两个电路中都正常发光时，电阻R2在图（a）与图（b）中消耗的电功率P2与P2ʹ分别为多大？

（2）比较这两个电路哪个更省电。

并说明理由。

13．如图所示，电阻R1＝4Ω，R2＝8Ω，合上电键S，电压表示数为2V，电流表示数为0.75A。

求：

（1）通过R2的电流I2；

（2）电阻R3的大小；

（3）电路消耗的总功率P。

14．

如图所示，电源电压U为8V。

定值电阻R2为4Ω，小灯A上标有“4V0.2A”、小灯B上标有“12V0.3A”的字样。

电路接通后小灯A恰好正常发光。

求：

（1）小灯B的电组RB；

（2）小灯B的实际功率PB；

（3）定值电阻R1的大小

第二部分

（一）填空题

15．在实际生活中，我们经常会发现，深夜家里的电灯比傍晚亮一些。

产生这种情况的原因是：

深夜电路中并联的用电器较少，总电阻较大，干路输电线中的电流就较_____（选填“大”或“小”），输电线电阻分得的电压也就较小，从而导致家里灯泡两端的电压_____（选填“升高”或“降低”），因此电灯比傍晚亮一些。

16．电阻R1、R2的I-U图象如图所示，可知R1＝_____Ω，R2＝______Ω。

若把R1、R2并联后接到电源上时。

R1消耗的电功率是6W。

则电源的输出功率为_______W。

17．如图所示，一只鸟站在一条通过500A电流的铝质裸导线上。

鸟两爪间的距离是5cm。

该输电铝导线每米的电阻为1.57×10-4Ω。

则鸟两爪间的电压为____V。

（二）单选题

18．对接入某电路中的用电器，下列说法中正确的是（）

（A）工作时间相同，额定功率较大的用电器消耗电能不一定较多

（B）用电器两端所加电压越大，其额定功率也越大

（C）用电器内通过的电流越大，其额定功率也越大

（D）通电时间越长，它的电功率越大

19．如图所示，A、B两盏电灯完全相同，当滑动变阻器的滑片向左移动时，则（设电灯的电阻保持不变，电源电压不变）（）

（A）A灯变亮，B灯变亮

（B）A灯变暗，B灯变亮

（C）A灯变亮，B灯变暗

（D）A灯变暗，B灯变暗

20．

家用电热灭蚊器中电热部分的主要元件是PTC，PTC元件是由钍酸钡等半导体材料制成的用电器，其电阻与温度的关系如图所示，由于这种特性，因此PTC元件具有发热、控温双重功能。

则下列判断中正确的是（）

（A）通电后，其电功率一直增大

（B）通电后，其电功率保持不变

（C）当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1或T2不变

（D）当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1～T2的某一值不变

21．

用伏安法测灯泡电阻时，若将电流表和电压表的位置接成如图所示电路，可能出现的情况是（）

（A）电流表烧坏

（B）电压表的示数为零

（C）灯泡不亮

（D）灯泡烧坏

（三）实验题

22．多用电表的电阻挡有×1、×10、×100三个倍率，现用×10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到____挡。

如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是______；若补上该步骤后测量，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值为____Ω。

23．某同学使用多用电表测电阻时，按如下步骤进行：

（1）把选择开关旋到“×100”的欧姆挡；

（2）把表笔插入测试杆插孔中，先把两表笔相接触。

旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；

（3）把两表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转较大；

（4）换用“×10”的欧姆挡，发现指针偏转适中，随即记下多用电表的示数；

（5）把表笔从测试杆插孔中拔出后，就把多用电表放回桌上原处，实验完毕。

该同学在测量时已经注意到：

待测电阻与其他元件及电源断开；不用手碰到表笔的金属杆部分，请问这位同学在实验中违反了哪些重要的实验操作规则？

①___________________________；②________________________________。

24．用模块电路设计一盏自动控制路灯：

当有人进入过道时路灯自动点亮；当人离开时路灯继续点亮一段时间后自动熄灭。

请写出初步的设计方案（提示：

使用延时程序）

（四）计算题

25．规格小同的三只小灯泡L1、L2、L3与定值电阻R连接如图所示。

当在a两端加上的电压为U时，三灯泡的实际功率正好相等，若将三灯泡并联接入电路，哪个功率最大？

哪个功率最小，试通过计算列式说明。

（设电灯的电阻保持不变）

26．如图所示的电路中，电源电压15V，R1＝R3＝10Ω，R2＝5Ω，问：

（1）当电键S断开时电流表和电压表的示数各为多少？

R1及R2消耗功率各为多少？

（2）当S闭合时，电压表和电流表的示数各为多少？

（3）当S闭合时，电源的总功率及R3的功率各为多少？