通路：处处接通的电路

断路：又叫开路，是某处断开的电路

短路：将导线直接连接到电源两端的电路
三种状态的特点：

通路	电路中有电流通过，用电器能够工作(如下图甲所示)
断路	电路中无电流通过，用电器不能工作(如图乙、丙所示)
短路	电路中电流会很大，可能烧坏电源，这是绝对不允许的(如图丁所示)

常见电路故障的识别方法：
1. 常见的几种电路故障：

连接状态	产生原因	结果
开路	开关未闭合、电线断裂、接头松动等	用电器不能工作
短路	电源短路——导线不经过用电器直接跟电源两极连接起来	轻则引起电路故障，重则将烧毁电源，甚至引起火灾
	局部短路——当电路中有多个用电器时，把其中部分用电器两端直接用导线连接起来	被短路的部分用电器不能工作

2．一般说来，电源短路是必须避免的错误(特殊情况例外，如演示奥斯特实验)。局部短路可分为有意和无意两种。有意短路是一种知识在实际应用中的迁移 (如一些电热器的保温电路等)，而无意短路则是在操作中出现的错误或疏忽(如家用电器中的两线相碰等)。短路未必会有严重性后果，有时也可以巧妙利用，但应视具体情况而定。

定义：
    滑动变阻器是电路中的一个重要元件，它可以通过移动滑片的位置来改变自身的电阻，从而起到控制电路的作用。在电路分析中，滑动变阻器既可以作为一个定值电阻，也可以作为一个变值电阻。


构造：
滑动变阻器的构成一般包括接线柱、滑片、电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分。

符号：常用Rx表示，元件符号位或。
结构示意图：

工作原理：通过改变接入电路中电阻丝的长度，可以逐渐改变电阻。

作用：改变电流、调节电压和保护用电器。

使用方法：滑动变阻器一般串联在电路中。连接时应“一上一下”的把接线柱接人电路中。连接电路时应把滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处。

铭牌：观察滑动变阻器的铭牌，能够了解它的最大阻值和允许通过的最大电流。例如铭牌上标有 “20Ω  1.5A”的字样，说明该滑动变阻器的最大阻值是20Ω，允许通过的最大电流是1．5A。

优缺点：
优点：能连续地改变接人电路的电阻值；缺点：不能直接读出电阻值的大小。

用滑动变阻器改变电流的方法
1．根据实际需要对滑动变阻器进行选择。每个滑动变阻器都有规定的最大电阻值和允许通过的最大电流值，通过它的电流不能超过最大电流值。
例如：滑动变阻器铭牌上的“20 Ω2A”是指滑动变阻器连入电路的最大阻值为20Ω，通过滑动变阻器的电流不能超过2A。
2．滑动变阻器一般与被控制部分串联。
3．为了保护电路，在闭合开关前要使滑片处于滑动变阻器阻值最大的位置。
4．滑动变阻器在接入电路时必须采用两个接线柱 “一上一下”的连接方法。
5．要使灯泡的亮度变亮，即需要使电路中的电流变大，则应该让滑动变阻器连入电路中的阻值变小。

例：李明想用如图所示的器材，设计一个可以调节小灯泡亮度的电路。请你用笔画线代替导线，帮李明把图中的器材连接起来。要求：

(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时，灯泡的亮度变暗；
(2)电流表测通过灯泡的电流(灯泡的电阻约为 10Ω)，电压表测灯泡两端的电压。李明检查电路连接无误后，闭合开关，电流表和电压表示数如图甲、乙所示，则通过灯泡的电流是____ A，灯泡两端的电压是__V。

解析：本题考查滑动变阻器、电压表、电流表的使用。由于电源为两节干电池，所以电压表的量程选择0～3V，灯泡的电阻约为10Ω，故电流表的量程选择0～0．6A。

答案：电路图如下图0．26   2．4

判断滑动变阻器阻值变化的方法：
    判断电路中滑动变阻器的阻值变化时，一要弄清滑动变阻器的哪部分被连入电路；二是要看清滑动变阻器滑片的移动方向。

例1如图所示的是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是转动式变阻器，它的金属滑片P是杠杆的一端，下列说法正确的是(   )

A．油量表是由电流表改装而成的
B．R、R0在电路中是并联的
C．油位越高，流过R的电流越大
D．油位越高，R两端的电压越大

解析：观察电路可知油量表显然不能是电流表，因为电流表是不能被并联在电路中的，这个油量表应该是电压表。两个电阻是串联在电路中的，油位越高，油量表的示数应该越大，通过电路冈可以看出油量表测的电压是转动式变阻器两端的电压，因此可以判断，油位越高电压越高。

答案：D

滑动变阻器的接法：
限流式
以下情况可选用限流式接法：
①待测用电器电阻接近滑动变阻器电阻（也可选用分压式接法）。
②简化电路，节约能源。


分压式
以下情况必须使用分压式接法：①待测用电器电阻远大于或远小于滑动变阻器电阻。②实验要求待测用电器电流及其两端电压可以由0开始连续变化（例如测小灯泡的伏安特性曲线）。③实验要求待测用电器电流及其两端电压可变范围较大。④采用限流式接法时，无论如何调节变阻器，电流、电压都大于对应电表的量程。
串分压公式：U₁/U₂=R₁/R₂
并分流公式：I₁/I₂=R₂/R₁

实验室接法
连接的方法有6种，分别为AC、AD、BD、BC、CD、AB。

其中只有AC，AD，BD，BC这四种方法，也就是所谓的“一上一下”，可以改变阻值。剩下的两种不能改变阻值。
具体情况如下：
1.当导线接AD和AC时，滑片P向左移动时电阻变小，电流变大。当滑片P向右移动时，电阻变大，电流变小。
2.当导线接BC和BD时，滑片P向左移动时电阻变大，电流变小。当滑片P向右移动时，电阻变小，电流变大。
3.当划片接CD时，这时的电阻几乎为0.电流十分大。同时电阻的阻值不可以通过移动滑片P来改变，所以这时就相当于一个定值电阻。另外，如果这样直接接到电源上，就会发生短路。
4.当划片接AB时。这时的电阻是最大的，那么通过的电流也很小。同时电阻的阻值也不可以通过移动滑片P来改变，也相当于一个定值电阻。

测量电功率实验的目的和原理：
1. 实验目的：
1）测定小灯泡额定电压下的电功率；
2）测定小灯泡略高于额定电压下的电功率；
3）测定小灯泡略低于额定电压下的电功率。

2. 实验原理：P=UI
应测量的物理量：小灯泡两端的电压U，和通过的电流I。

3. 实验方法：伏安法
伏安法测小灯泡的电功率：

实验电路图
实验器材	电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、灯座、开关、导线若干
实验步骤	(1)按设计的电路图连接实物，并设计实验记录表格 (2)检查电路无误后，闭合开关s，移动滑动变阻器的滑片P，观察电压表的示数。当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时，停止滑动，并记下电流表的示数 (3)调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为额定电压的1．2倍，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数 (4)调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压低于额定电压的1／5，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数 (5)整理实验器材
实验表格	次数 电压U（V） 电流I（A） 电功率P（W） 灯泡亮度
实验结论	U实=U额，P实=P额，正常发光； U实>U额，P实>P额，比正常发光更亮； U实<U额，P实<P额，比正常发光更暗。
注意事项	(1)选择的器材规格要合适，例如滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的额定电流； (2)连接电路时开关断开，滑动变阻器滑到阻值最大处； (3)使小灯泡的电压高于额定电压时，要注意观察电压表示数的变化，以免电压过高，烧坏小灯泡

伏安法测电阻与测功率的异同点：

		测小灯泡的电功率	测电阻
相同点	所测物理量	灯泡两端的电压(U)和通过灯泡的电流(I)
	电路图
	连入电路时	开关断开，滑动变阻器位于阻值最大处
不同点	原理	P=UI
	计算公式	P=UI
	滑动变阻器作用	保护电路，控制灯泡两端电压	保护电路，改变电路中的电流

补充：
(1)伏安法测功率。滑动变阻器的作用是保护电路和控制灯泡两端电压。多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率，不是为了多次测量求平均值。所以设计的表格中没有“平均功率” 这一栏。
(2)伏安法测定值电阻时，滑动变阻器的作用是保护电路和改变电路中的电流和电阻两端电压，因电阻阻值不变，这是为了多测几组对应的电压、电流值，多测几次电阻值，用多次测量求平均值来减小误差。
(3)伏安法测小灯泡电阻时，由于灯丝电阻大小与温度有关。在不同的工作状态下，小灯泡温度不同。灯丝电阻也不同。因此测灯丝电阻时滑动变阻器的作用是为了保护电路和改变电路中的电流，不是为了多次测量求平均值。
“伏安法测功率”中常见故障及排除:
“伏安法测功率”是电学中的重要实验。同学们在实验过程中，容易出现一些实验故障，对出现的实验故障又束手无策，因此，能够找出实验故障是做好实验的 “法宝”。下面就同学们在实验中易出现的故障从以下几方面进行分析。
1．器材选择不当导致故障
故障一：电流表、电压表指针偏转的角度小。
[分析原因]①电压表、电流表量程选择过大；②电源电压不高。
[排除方法]选择小量程，如果故障还存在，只有调高电源电压。实验中若电表指针偏转的角度太小，估读电流或电压时由于视觉造成的误差将增大。为了减小实验误差，选择量程时既不能使电表指针超过最大刻度，又要考虑到每次测量时应该使电表指针偏过刻度盘的中线。

2．器材连接过程中存在故障
故障二：电压表、电流表指针反向偏转。
[分析原因]两表的“+”“-”接线柱接反了，当电流从“一”接线柱流入时，指针反向偏转，甚至出现指针打弯、损坏电表的情况。
[排除方法]将两电表的“+”“-”接线柱对调。

故障三：滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡亮度无变化。
[分析原因]滑动变阻器连接有误，没有遵循“一上一下”的接线原则，把滑动变阻器接成了定值电阻。
[排除方法]遵循“一上一下”原则正确连接滑动变阻器。

故障四：滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数都不变，灯泡极亮且亮度无变化。
[分析原因]滑动变阻器的连接有误，没有遵循“一上一下”的接线原则，且滑动变阻器在电路中的阻值为零。
[排除方法]遵循“一上一下”的原则正确连接滑动变阻器。

故障五：刚接好最后一根导线，灯泡立即亮了。
[分析原因]连接电路的过程中，开关没有断开。
[排除方法]连接时注意断开开关，保护电路。

3．元件损坏导致故障
故障六：闭合开关后，灯不亮，电流表、电压表都没有示数。
[分析原因]电路中存在开路：①接线柱接触不良； ②电路中电源、电流表、开关或变阻器可能损坏；③连接导线可能断开。
[排除方法]可先把各接线柱拧紧，若还不行，用一根导线让各元件依次短路，找出故障位置。

故障七：闭合开关，灯不亮，电流表几乎没有示数，电压表指针明显偏转。
[分析原因]可能是灯泡灯丝断了或灯座与灯泡接触不良。
[排除方法]更换灯泡或使灯座与灯泡接触良好。
利用电能表和停表测家用电器的功率：
1.  实验原理：

2．实验设计思路：
    在家庭电路中，家用电器消耗的电能可以由电能表进行测量。每只电能表上标有该电能表上的转盘每千瓦的转数。例如，一只电能表标着3000r／(kW·h)，这表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000 转。利用盘面上的这个参数可以测定家用电器的功率。

3．实验步骤要测量某家用电器的功率，可只让它在电路中工作，将其他用电器关掉。观察电能表的转盘转过的转数N，同时用停表测出所用的时间t(s)，若以上述电能表为例，则该电器的功率大小为=。
    还有一种电子式电能表，其表盘上“n imp／(kW· h)”的含义是每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁n 次。若测得某用电器工作时间t内指示灯闪烁了N 次，则该用电器的功率为。

电功率：
1. 定义：
电流单位时间内所做的功叫做电功率，表示电流做功的快慢。
2. 单位：国际单位：瓦（W），常用单位千瓦（kW），1kW=1000W

额定功率：
1. 定义：额定功率是指用电器正常工作时的功率。它的值为用电器的额定电压乘以额定电流。若用电器的实际功率大于额定功率，则用电器可能会损坏；若实际功率小于额定功率，则用电器可能无法运行。

额定功率和实际功率：

知识点	内容
额定功率	用电器正常工作时的电压，即用电器上标明的电压值就是额定电压；用电器在额定电压下正常工作时的功率，即用电器上标明的功率就是额定功率
实际功率	用电器实际工作时的电压叫实际电压，它可能与额定电压相等，也可能比额定电压大或者小；用电器在实际电压下的功率叫做实际功率，它可能与额定功率相等，也可能比额定功率大或者小
灯泡亮暗的比较	若灯泡都能正常发光，则额定功率大的比较亮，因为灯泡在各自的额定电压下工作时，实际功率等于额定功率。额定功率大的灯泡，实际功率就大，灯泡就亮
	若灯泡串联且不能正常发光，电阻大的灯泡较亮。因为灯泡越亮，它的实际功率就越大，在串联电路中，由于各处电流相等，根据P=I2R 知灯泡的电阻越大，灯泡的实际功率越大
	若灯泡是并联的且不能正常发光，电阻小的灯泡较亮。在并联电路中，由于各支路两端的电 压相等，根据P=，灯泡的电阻越小，灯泡的 实际功率就越大，灯泡就越亮

补充：实际生活中的照明电路是并联电路，如果并联的用电器越多，并联部分的总电阻就越小，在总电压不变的条件下，电路中的总电流就越大，因此输电线上的电压降就越大，这样，分给用电器的电压就越小，每个用电器消耗的功率也就越小。所以灯开的少时比灯开的多时要亮些。晚上七八点钟，大家都用电灯照明，所以电灯发的光就比深夜时的暗。
灯丝通常在开灯瞬间被烧断的原因：
    导体的电阻随温度的变化而变化，金属导体的电阻随温度的升高而增大，一般金属导体温度变化几摄氏度或几十摄氏度，电阻变化不过百分之几，可忽略不计，但电灯的灯丝(钨丝)不发光时(温度几十摄氏度)，电阻较小，正常发光时灯丝的温度较高，达 2000℃左右，电阻值就要增大许多倍。在刚接通电路的瞬间，灯丝的温度还没有升高，由于电阻还很小，通过灯丝的电流要比正常发光时大得多，根据P=U²／R，这时实际功率最大，远远超过正常工作时的功率，所以通常灯丝容易在开灯时的瞬间烧断。

电功率和电压、电流的关系：
电功率大小与电流成正比，与电压成正比。

探究电功率与电流、电压的关系：

1. 提出问题：电功率的大小与哪些因素有关呢？

2. 猜想：
①电功率大小与电流有关
②电功率大小与电压有关
③电功率大小与电阻有关

3. 设计和进行实验：
方法：控制变量法
①保持I不变，探究P与U的关系
器材：两个灯泡（不同规格）、电源、开关、导线、电压表（两只）、滑动变阻器
电路图：


记录数据：


结论1：当电流相同时，用电器两端电压越大，功率越大

②保持U不变，探究P与I的关系
器材：两个灯泡（不同规格）、电源、开关、导线、电流表（两只）、滑动变阻器
电路图：

记录数据：

结论2：当电压相同时，用电器的电流越大，功率越大；

4. 归纳总结：电功率大小与电流成正比，与电压成正比。