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第十七講電壓電阻 甘肅省 物理 1 會(huì)正確使用電壓表 滑動(dòng)變阻器等進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 包括電路中如何連接 量程選取 調(diào)零 讀數(shù)等 2 知道導(dǎo)體的電阻是由其長短 粗細(xì) 橫截面積 材料本身決定的 不要求知道導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系 一 電壓1 電壓 電壓是使電路中形成 的原因 是提供電壓的裝置 不同電源提供電壓值各不相同 2 電壓單位 電壓用字母 表示 其國際主單位是 用字母 表示 還有單位 3 常見電壓值 一節(jié)干電池的電壓是 家庭電路中電壓是 手機(jī)電池的電壓一般是 對(duì)人體安全的電壓值不應(yīng)超過 一節(jié)蓄電池的電壓是 電流 電源 U 伏特 V kV mV 1 5V 220V 3 6V 36V 2V 電壓表及使用4 電壓表 測(cè)電路兩端電壓的儀表是 電路符號(hào)是 實(shí)驗(yàn)室用的電壓表有0 3V和0 15V兩個(gè)量程 其分度值分別是 5 電壓表的使用 A 電壓表要 聯(lián)在電路中 B 接線柱要正確 進(jìn) 出 C 所測(cè)電壓值不能超過其量程 可采用 的方法選擇合適的量程 電壓表 0 1V 0 5V 并 試觸 串 并聯(lián)電路的電壓規(guī)律6 串 并聯(lián)電路電壓特點(diǎn) 串聯(lián)電路兩端的總電壓等于 即U總 U1 U2 并聯(lián)電路兩端總電壓與各支路兩端的電壓 即U總 U1 U2 各部分兩端電壓之和 相等 電阻7 電阻及其單位 電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì) 表示導(dǎo)體對(duì)電流 大小的物理量 用符號(hào) 表示 電路符號(hào) 電阻的單位有 8 影響電阻大小的因素 導(dǎo)體電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì) 其大小取決于導(dǎo)體的 與導(dǎo)體兩端電壓和流過的電流無關(guān) 9 半導(dǎo)體和超導(dǎo)現(xiàn)象 半導(dǎo)體導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間 某些物質(zhì)在很低的溫度時(shí)電阻變?yōu)榱?這種現(xiàn)象叫 現(xiàn)象 應(yīng)用有 超導(dǎo)體磁懸浮 超導(dǎo)電子元件等 阻礙作用 R 兆歐 M 千歐 K 歐姆 材料 長度 橫截面積 超導(dǎo) 五 變阻器10 滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造 由電阻率大 熔點(diǎn)高且外面涂有絕緣層的電阻絲繞在絕緣瓷筒上制成 11 滑動(dòng)變阻器的原理 靠改變 來改變電阻 電路符號(hào) 12 滑動(dòng)變阻器的作用 改變接入電路中的電阻從而改變電路中的電流或改變某一導(dǎo)體兩端的電壓 有時(shí)還起到 作用 13 滑動(dòng)變阻器的連接方法 滑動(dòng)變阻器接入電路時(shí) 應(yīng) 聯(lián)接入電路中 應(yīng)接入 兩個(gè)接線柱 若滑片向遠(yuǎn)離下接線柱方向移動(dòng) 變阻器接入電路中電阻會(huì) 接入電路中電阻線長度 保護(hù)電路 串 一上一下 變大 14 滑動(dòng)變阻器的使用注意事項(xiàng) 流過變阻器的電流不能超過 接入電路閉合開關(guān)前 滑片應(yīng)移到 15 電阻箱 既能改變接入電路中的電阻 又能表示出連入的 允許通過的最大電流 阻值最大處 阻值大小 1 2014 天水 如圖所示 電源電壓不變 閉合S1后 再閉合S2 電流表的示數(shù) 電壓表的示數(shù) 選填 變大 變小 或 不變 變大 變大 2 2013 蘭州 如圖所示的電路 AB和CD均為鎳鉻合金線 閉合開關(guān)后 通過觀察 可以比較出合金線電阻的大小 這種研究方法叫 選填 等效替代法 或 轉(zhuǎn)換法 這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置是研究電阻大小與導(dǎo)體 的關(guān)系 電流表的示數(shù) 轉(zhuǎn)換法 橫截面積 或粗細(xì) 3 2015 慶陽 如圖所示 閉合開關(guān) 燈泡不亮 電流表無示數(shù) 而電壓表有示數(shù)且示數(shù)近似等于電源電壓 發(fā)生此故障的原因可能是 A L1開路B L2開路C L1短路D L2短路 B 4 2015 蘭州 如圖所示 閉合開關(guān)S 燈泡L1 L2都能正常發(fā)光 兩只電表都有示數(shù) 工作一段時(shí)間后 燈泡L1突然熄滅 L2仍然正常發(fā)光 兩只電表均無示數(shù) 則故障可能是 A 電壓表短路B 電流表斷路C L1斷路D L1短路 B 5 2015 聯(lián)考 學(xué)習(xí)了電流 電壓和電阻知識(shí)后 同學(xué)們發(fā)現(xiàn)電流與水管中的水流相似 電壓與水壓差相似 李明和同學(xué)們提出 導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用可能與水管對(duì)水流阻礙作用相似 所以影響導(dǎo)體電阻大小的因素 他們提出了以下猜想 猜想一 類比管道長短 導(dǎo)體電阻的大小可能與導(dǎo)體的長度有關(guān) 猜想二 類比管道粗細(xì) 導(dǎo)體電阻的大小可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān) 于是他們從實(shí)驗(yàn)室老師那兒借來了某合金材料制成的各種長度和橫截面積的電阻絲 并設(shè)計(jì)了如圖所示的電路 1 連接電路時(shí) 開關(guān)S應(yīng)處于 選填 斷開 或 閉合 狀態(tài) 閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于 選填 a 或 b 位置 2 閉合開關(guān)后 他們發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù) 但電壓表示數(shù)接近電源電壓 你判斷他們的電路出現(xiàn)的故障可能是 3 電路連接正確后 他們經(jīng)過認(rèn)真測(cè)量 得到了下表所示的數(shù)據(jù) 斷開 b 電阻絲處斷路 比較表中數(shù)據(jù) 要驗(yàn)證他們的猜想一 可選哪三組數(shù)據(jù)做比較 比較表中數(shù)據(jù) 要驗(yàn)證他們的猜想二 可選哪三組數(shù)據(jù)做比較 4 本實(shí)驗(yàn)采用的研究方法是 5 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 細(xì)心的同學(xué)發(fā)現(xiàn)還有一個(gè)影響電阻的因素沒有研究 這個(gè)因素是 1 2 3 或4 5 6 或7 8 9 1 4 7 或2 5 8 或3 6 9 控制變量法 材料 電壓的測(cè)量及串并聯(lián)電路的電壓規(guī)律 A 例2 2012 哈爾濱 用筆畫線代替導(dǎo)線 將圖甲中元件連接成電路 要求 向右移動(dòng)滑片 燈泡變亮 變阻器及其應(yīng)用 解析 要求滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí) 燈泡變亮 說明滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小 所以滑動(dòng)變阻器接入電路的接線柱一定有B接線柱 同時(shí)要能改變電阻 必須采用 一上一下 的接法 另一接線接上面金屬棒兩端的任一個(gè)即可 并且電源 開關(guān) 燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián) 答案 如圖乙所示 變式題2 根據(jù)如圖所示的電路圖 用筆畫線代替導(dǎo)線連接實(shí)物電路 一 串 并聯(lián)電路電壓的規(guī)律1 在串聯(lián)電路中 分別把電壓表接在不同的用電器兩端和電源兩端 閉合開關(guān)記錄電壓表的示數(shù) 換用不同規(guī)格的小燈泡重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn) 得出U U1 U2 2 在各支路兩端和電源兩端分別接入電壓表 閉合開關(guān)記錄電壓表的示數(shù) 換用不同規(guī)格的小燈泡重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn) 得出U U1 U2 二 探究決定電阻大小的因素1 決定電阻大小的因素有 長度 材料和橫截面積 2 實(shí)驗(yàn)方法 研究導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的材料 長度和橫截面積的關(guān)系時(shí) 應(yīng)用控制變量法 通過燈泡的亮度或電流表示數(shù)判定電阻的大小 這是轉(zhuǎn)換法 例3 在做 決定電阻大小的因素 實(shí)驗(yàn)中 1 為了便于研究 采用 填 控制變量 或 等效替代 法 即每次需挑選兩根合適的導(dǎo)線 測(cè)出通過它們的電流 然后進(jìn)行比較 最后得出結(jié)論 2 如圖所示 長短 粗細(xì)都相同的錳銅線AB和鎳鉻合金線CD 先后接入電路 接AB時(shí)電流表的示數(shù)大 這表明AB的電阻 兩次實(shí)驗(yàn)電流表示數(shù)不同 說明導(dǎo)體的電阻與 有關(guān) 解析 通常情況下 我們用控制變量法研究多因素的問題 因此探究決定電阻大小的因素實(shí)驗(yàn)中 需采用控制變量法進(jìn)行探究 電阻的大小的體現(xiàn)是通過轉(zhuǎn)換法 即通過電流表的示數(shù)來體現(xiàn) 電源提供的電壓一定 當(dāng)電流表示數(shù)大時(shí) 說明電路中對(duì)電流的阻礙小 即電阻小 導(dǎo)體的電阻大小與材料 長度 橫截面積有關(guān) 題中采用控制變量法 控制了導(dǎo)體的長度 橫截面積是相同的 材料是不同的 兩次電流表示數(shù)不同 說明電阻與材料有關(guān) 答案 1 控制變量 2 小材料 常見易錯(cuò)現(xiàn)象 對(duì)電路故障的判斷易錯(cuò) 首先弄清電路的連接方式 然后確定電表測(cè)哪部分物理量 根據(jù)電表及用電器工作狀態(tài)判斷電路故障 對(duì)電表的讀數(shù)連接易錯(cuò) 讀數(shù)時(shí)要明確所選的量程和分度值 明確電表連接規(guī)則 認(rèn)為電阻與電壓 電流有關(guān) 電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì) 與導(dǎo)體的材料 長度 橫截面積有關(guān) 對(duì)滑動(dòng)變阻器的使用易錯(cuò) 要 一上一下 連接 閉合開關(guān)前 滑片移到阻值最大處 認(rèn)為用電器兩端電壓相等 就一定是并聯(lián) 相同用電器串聯(lián)兩端的電壓也相等 例4 如圖所示 電路中電源電壓為3V 當(dāng)開關(guān)S1 S2都閉合時(shí) 則 A 電壓表將被燒壞B 電流表將被燒壞C 燈L1亮 燈L2不亮D 兩個(gè)燈泡都將被燒壞 例5 在圖 a 所示電路中 當(dāng)閉合開關(guān)后 兩個(gè)電壓表指針偏轉(zhuǎn)均如圖 b 所示 則電阻R1和R2兩端的電壓分別為 A 4 8V 1 2VB 6V 1 2VC 1 2V 6VD 1 2V 4 8V