高中物理 2.2 對電阻的進一步研究課件 粵教版選修31.ppt

目標導航 預習導引 目標導航 預習導引 一 二 三 一 導體的伏安特性1 歐姆定律導體中的電流i跟導體兩端的電壓u成正比 跟導體的電阻成反比 其表達式為 歐姆定律是在金屬導體的基礎上總結(jié)出來的 實驗表明 除金屬外 歐姆定律對電解液也適用 但對氣態(tài)導體 如日光燈管中的氣體 和某些導電器件 如晶體管 并不適用 2 導體的伏安特性曲線用橫軸表示電壓u 縱軸表示電流i 畫出的i u的關系圖象叫做導體的伏安特性曲線 如圖所示 伏安特性曲線直觀地反映出導體中的電壓與電流的關系 目標導航 預習導引 一 二 三 i u的關系圖中直線的斜率代表什么 答案 電阻的倒數(shù) 目標導航 預習導引 一 二 三 二 電阻的串聯(lián)1 串聯(lián)電路的基本特點 1 串聯(lián)電路中的電流處處相等 即i i1 i2 i3 in 2 串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和 即u u1 u2 u3 un 2 串聯(lián)電路的重要性質(zhì) 1 串聯(lián)電路的等效總電阻為各電阻阻值之和 即r r1 r2 r3 rn 2 串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓跟它們的電阻成正比 即 目標導航 預習導引 一 二 三 電阻r1 r2 r3串聯(lián)在電阻中 已知r1 10 r3 5 r1兩端的電壓為6v r2兩端的電壓為12v 則串聯(lián)電路的電壓為多少 答案 21v 目標導航 預習導引 一 二 三 三 電阻的并聯(lián)1 并聯(lián)電路的基本特點 1 并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等 即u1 u2 u3 un 2 并聯(lián)電路中的總電流等于各支路電流之和 即i i1 i2 i3 in 2 并聯(lián)電路的重要性質(zhì) 1 并聯(lián)電路的等效總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和 即 2 并聯(lián)電路中 通過各個支路的電流跟它們的電阻成反比 即i1r1 i2r2 inrn u 目標導航 預習導引 一 二 三 如圖所示 兩個電阻r1 r2并聯(lián)連接 則二者并聯(lián)以后的總電阻是多少 知識精要 典題例解 遷移應用 一 二 三 一 串聯(lián)電路與并聯(lián)電路1 串聯(lián)電路的總電阻大于任一部分電路的電阻 2 并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的電阻 3 n個相同的電阻并聯(lián) 總電阻為一個電阻的4 多個電阻并聯(lián)時 其中任一個電阻增大或減小 總電阻也隨之增大或減小 5 并聯(lián)的支路增多時 總電阻將減小 6 串聯(lián)電路有分壓作用 并聯(lián)電路有分流作用 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應用 例1 如圖所示電路中 r1 2 r2 3 r3 4 1 如果已知流過電阻r1的電流i1 3a 則干路電流多大 2 如果已知干路電流i 3a 則流過每個電阻的電流多大 導學號51120050 思路分析 解答本題時應把握以下三點 1 干路中的電流等于三個電阻中的電流之和 2 r1 r2 r3三個電阻兩端的電壓相等 3 根據(jù)干路電流和總電阻可求出a b兩端電壓 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應用 解析 1 由歐姆定律得r1兩端的電壓為u1 i1r1 3 2v 6v r1 r2 r3并聯(lián) 三者兩端電壓應相等 u1 u2 u3 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應用 答案 1 6 5a 2 1 38a0 92a0 69a 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應用 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應用 電阻r1與r2并聯(lián)在電路中 通過r1與r2的電流之比為1 2 則當r1與r2串聯(lián)后接入電路中時 r1與r2兩端電壓之比u1 u2為 a 1 2b 2 1c 1 4d 4 1答案 b解析 由題意知兩電阻并聯(lián)時有i1r1 i2r2 故r1 r2 i2 i1 2 1 所以當r1與r2串聯(lián)時u1 u2 r1 r2 2 1 故b正確 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應用 二 伏安特性曲線1 i u圖線是直線 表示電流跟電壓成正比 導體為線性元件 2 i u圖線是曲線 表示電流跟電壓不成正比 導體為非線性元件 4 i u圖線是曲線時 導體電阻rn 即電阻等于圖線上點 un in 與坐標原點連線的斜率的倒數(shù) 如圖 b 所示 而不等于該點切線斜率的倒數(shù) 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應用 5 在利用圖象求導體的電阻時 要先仔細辨認縱軸與橫軸各代表什么 以及由此對應的圖象上任意一點與坐標原點連線的斜率的物理意義 在圖甲中r2r1 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應用 利用所測數(shù)據(jù)畫u i圖象時應注意什么 答案 畫u i圖象時 要使較多的點落在這條直線上或使各點均衡分布在直線的兩側(cè) 個別偏離直線太遠的點可舍去不予考慮 這樣 就可使偶然誤差得到部分抵消 從而提高精確程度 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應用 例2 如圖所示的圖線是兩個導體a和b的伏安特性曲線 則它們的電阻之比為ra rb 若兩個導體中的電流相等 不為零 時 它們兩端的電壓之比為ua ub 若兩個導體兩端的電壓相等 不為零 時 通過它們的電流之比為ia ib 導學號51120051 思路分析 解答本題時可按以下思路分析 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應用 答案 1 31 33 1 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應用 如圖所示 圖線 和圖線 所表示的電阻值分別為 a 4 和2 b 0 25 和0 5 c 4k 和2k d 2 5 10 4 和5 0 10 4 答案 c 一 二 三 知識精要 三 測繪小電珠的伏安特性曲線1 由于電壓表內(nèi)阻遠大于小電珠電阻 為減小誤差 應采用電流表外接法 如圖所示 典題例解 遷移應用 一 二 三 知識精要 電流表內(nèi)接法與外接法對比分析如下 典題例解 遷移應用 一 二 三 知識精要 2 因為該實驗中要求小電珠兩端的電壓變化范圍很大 且要求電壓從零開始調(diào)節(jié) 所以滑動變阻器應采用分壓式接法 如圖所示 典題例解 遷移應用 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應用 滑動變阻器的兩種接法分析對比如下 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應用 例3 2015浙江理綜 圖甲是小紅同學在做 描繪小電珠的伏安特性曲線 實驗的實物連接圖 導學號51120052 甲 乙 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應用 1 根據(jù)圖甲畫出實驗電路圖 2 調(diào)節(jié)滑動變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖乙中的 所示 電流表量程為0 6a 電壓表量程為3v 所示示數(shù)為 兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為和 解析 1 該實驗采用分壓外接法 2 電流表最小分度為0 02a 讀數(shù)時不需要估讀到下一位 即不需要估讀到小數(shù)點后第3位 電壓表最小分度為0 1v 讀數(shù)時需要估讀到下一位 即保留2位小數(shù) 電阻由可得 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應用 答案 1 2 0 10a 0 24a 2 00v 0 27v 8 3 0 1 和 2 7 0 1 如填 2 7 0 1 和 8 3 0 1 也行 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應用 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應用 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應用 2014浙江理綜 小明對2b鉛筆芯的導電性能感興趣 于是用伏安法測量其電阻值 導學號51120053 1 如圖甲所示是部分連接好的實物電路圖 請用電流表外接法完成接線并在圖甲中畫出 甲 乙 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應用 2 小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測量了一段2b鉛筆芯的伏安特性 并將得到的電流 電壓數(shù)據(jù)描到u i圖上 如圖乙所示 在圖中 由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點是用 選填 或 表示的 3 請你選擇一組數(shù)據(jù)點 在圖乙上用作圖法作圖 并求出這段鉛筆芯的電阻為 解析 1 外接法是電壓表與待測電阻并聯(lián) 再與電流表串聯(lián) 2 在電流相同的情況下 外接法相比內(nèi)接法所測得的電壓偏小 所以由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點是用 表示的 3 圖線的斜率表示 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應用 答案 1 連線見圖甲 2 3 作圖見圖乙用 連線 r 1 2 1 1 1 3 用 連線 r 1 6 1 5 1 7 甲 乙 知識鏈接 案例探究 類題試解 滑動變阻器在電路中的應用1 滑動變阻器構(gòu)造 如圖所示 甲 乙分別是滑動變阻器的實物圖和原理圖 ab是一金屬桿 其電阻為零 cd是電阻率較大 長度較長的電阻絲 纏繞在陶瓷管上 匝與匝之間是絕緣的 有兩條比較光亮的線 是被刮掉絕緣層的部分 p是滑片 上端與金屬桿連接 下端與電阻絲連接 2 原理 利用滑片p改變接入電路中的電阻絲的長度 起到改變電阻的作用 知識鏈接 案例探究 類題試解 3 兩種接法比較 由上表可以看出 滑動變阻器的分壓式接法中 電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍大 限流式接法較節(jié)能 知識鏈接 案例探究 類題試解 4 限流電路 分壓電路的選擇原則限流式適合測量阻值小的電阻 跟滑動變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動變阻器的總電阻還小 分壓式適合測量阻值較大的電阻 一般比滑動變阻器的總電阻要大 因為rx很小 限流式中滑動變阻器分得電壓很大 調(diào)節(jié)范圍較大 rx很大 分壓式中rx幾乎不影響電壓的分配 滑片移動時 電壓變化接近線性關系 便于調(diào)節(jié) 1 若采用限流式不能控制電流滿足實驗要求 即若滑動變阻器阻值調(diào)到最大時 待測電阻上的電流 或電壓 仍超過電流表 或電壓表 的量程 或超過待測電阻的額定電流 則必須選用分壓式 2 若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多 以致在限流電路中 滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端時 待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大 此時 應改用分壓電路 3 若實驗中要求電壓從零開始連續(xù)可調(diào) 則必須采用分壓式電路 知識鏈接 案例探究 類題試解 在如圖所示的電路中 滑動變阻器的最大值為r0 負載為rl 電路兩端所加的電壓為u0保持不變 導學號51120054 1 開關s斷開 滑片移動時 電阻rl兩端電壓ul變化范圍是多少 2 開關s閉合 滑片移動時 電阻rl兩端的電壓ul變化范圍是多少 思路分析 1 s斷開時滑動變阻器有效部分與rl串聯(lián)控制電路中總電流 2 s閉合時 滑動變阻下半部分與rl并聯(lián)分壓 知識鏈接 案例探究 類題試解 2 開關s閉合 滑片在變阻器下端時 電阻rl被短路 其兩端電壓為零 滑片在變阻器上端時 電阻rl與變阻器并聯(lián) 其兩端電壓為u0 所以電阻rl兩端的電壓變化范圍是0 u0 知識鏈接 案例探究 類題試解 知識鏈接 案例探究 類題試解 如圖所示 滑動變阻器r1的最大值是200 r2 r3 300 a b兩端電壓uab 8v 導學號51120055 1 當開關s斷開時 移動滑片p r2兩端可獲得的電壓變化范圍是多少 2 當開關s閉合時 移動滑片p r2兩端可獲得的電壓變化范圍又是多少 答案 1 當開關s斷開時 移動滑動片p r2兩