第二講電壓與電阻.doc

第二講電壓和電阻1.電壓 知識要點梳理電壓的作用：1電壓是形成電流的原因：電壓使電路中的自由電荷定向移動形成了電流。電源是提供電壓的裝置。2電路中獲得持續(xù)電流的條件：電路中有電源（或電路兩端有電壓）；電路是連通的。（注：說電壓時，要說“xxx”兩端的電壓，說電流時，要說通過“xxx”的電流。）3在理解電流電壓的概念時，通過觀察水流、水壓的模擬實驗幫助我們認(rèn)識問題，這里使用了科學(xué)研究方法-“類比法”。（類比是指由一類事物所具有的屬性，可以推出與其類似事物也具有這種屬性的思考和處理問題的方法。）電壓的單位：1國際單位：V 常用單位：kV、mV、V 換算關(guān)系：1kV1000V1V1000mV 1mV1000V2記住一些電壓值：一節(jié)干電池1.5V，一節(jié)蓄電池2V，家庭電壓:220V, 人體安全電壓:不高于36V。電壓測量： 1儀器：電壓表，符號： 2讀數(shù)時，看清接線柱上標(biāo)的量程，每大格、每小格電壓值。 3使用規(guī)則：兩要；一不電壓表要并聯(lián)在電路中。電流從電壓表的“正接線柱”流入，“負(fù)接線柱”流出，否則指針會反偏。被測電壓不要超過電壓表的最大量程。危害：被測電壓超過電壓表的最大量程時，不僅測不出電壓值，電壓表的指針還會被打彎甚至燒壞電壓表。選擇量程：實驗室用電壓表有兩個量程，03V和015V。測量時，先選大量程，用開關(guān)試觸，若被測電壓在3V-15V之間，可用15V的量程進行測量；若被測電壓小于3V，則換用小的量程，若被測電壓大于15V，則換用更大量程的電壓表。規(guī)律與方法指導(dǎo)： 電流表、電壓表的比較 電流表 電壓表 異 符號 連接 串聯(lián) 并聯(lián) 直接連接電源 不能 能 量 程 0.6A，3A 3V，15V 每大格 0.2A， 1A 1V， 5V 每小格 0.02A，0.1A 0.1V， 0.5V 內(nèi)阻 很小，幾乎為零，相當(dāng)于短路。 很大，相當(dāng)于開路。 同 調(diào)零；讀數(shù)時看清量程和每大（?。└竦臄?shù)值；正接線柱流入，負(fù)接線柱流出；不能超過最大測量值。 利用電流表、電壓表判斷電路故障1電流表示數(shù)正常而電壓表無示數(shù)：“電流表示數(shù)正?！北砻髦麟娐窞橥贰半妷罕頍o示數(shù)”表明無電流通過電壓表，則故障原因可能是：電壓表損壞；電壓表接觸不良；與電壓表并聯(lián)的用電器短路。2電壓表有示數(shù)而電流表無示數(shù)：“電壓表有示數(shù)”表明電路中有電流通過，“電流表無示數(shù)”說明沒有或幾乎沒有電流流過電流表，則故障原因可能是：電流表斷路；和電壓表并聯(lián)的用電器開路，此時電流表所在電路中串聯(lián)了大電阻（電壓表內(nèi)阻）使電流太小，電流表無明顯示數(shù)。3電流表電壓表均無示數(shù)：“兩表均無示數(shù)”表明無電流通過兩表，除了兩表同時斷路外，最大的可能是主電路斷路，導(dǎo)致無電流。經(jīng)典例題透析： 例1、用電壓表測燈L1的電壓，正確的電路圖是（ ）例2、在如圖所示的電路中，當(dāng)開關(guān)都閉合后，電壓表測的電壓是（ ）A.L1兩端的電壓B.L2兩端的電壓C.電鈴和L1兩端的電壓D.電源兩極間的電壓例3、兩個燈泡串聯(lián)的電路如圖所示，開關(guān)S閉合后兩個燈泡都不亮，用電壓表測燈泡的電壓時，其示數(shù)為4.5V，再用電壓表測燈泡兩端的電壓時，其示數(shù)為零，則燈、的故障是（ ）A短路，斷路 B斷路C、都短路 D、都斷路例4、如圖所示，電源的電壓為3V，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)只有一只燈泡發(fā)光，且電壓表的示數(shù)為3V，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是（ ）A燈斷路B燈短路 C燈斷路D燈短路例5、如圖所示，用電壓表測量電路中的電壓，由電路的連接方式可知（ ）AS閉合，示數(shù)不為零BS閉合，示數(shù)不為零C測量的是兩端的電壓D測量的是兩端的電壓例6、如圖所示，電源兩極間電壓為3V，當(dāng)開關(guān)都閉合時，下列說法中正確的是（ ）A電壓表的示數(shù)為3VB電路中電流將很大C燈亮，不亮D兩只燈將會被燒壞2.探究串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律 知識要點梳理探究串聯(lián)電路電壓的特點 (1)提出問題：如圖所示，串聯(lián)電路中各部分電路兩端電壓與總電壓有什么關(guān)系呢？(2)猜想與假設(shè)：串聯(lián)電路中各部分電路兩端的電壓相等；串聯(lián)電路各部分電路兩端的電壓之和等于總電壓。 (3)實驗設(shè)計：實驗器材：兩節(jié)干電池，六只小燈泡(其中第二次實驗用的兩只相同)，1只電壓表，一只開關(guān)，導(dǎo)線若干。實驗步驟：分別把電壓表并聯(lián)在如圖所示的電路中A、B兩點，B、C兩點，A、C兩點間測量電壓，看看它們之間有什么關(guān)系. 換上另外四只燈泡，再測兩次，看看是否還有同樣的關(guān)系。三次測量的電路圖分別如圖所示： (4)進行實驗與記錄數(shù)據(jù)：按上述要求進行實驗，實驗記錄如下表所示。實驗序號A、B間電壓U1/VB、C間電壓U2/VA、C間電壓U/V11.41.6321.51.5331.81.23(5)分析與論證：從實驗過程和實驗記錄中可以看出，兩燈泡的規(guī)格相同時，U1=U2；當(dāng)兩燈泡的規(guī)格不相同時，U1U2，但都滿足U1+U2=U。(6)得出結(jié)論：串聯(lián)電路兩端的總電壓等于串聯(lián)各部分電路兩端的電壓之和，即U=U1+U2。(7)評估與交流：回顧以上操作，看看是否存在不妥的地方：讀數(shù)時是否實事求是?更換燈泡時是否換用了不同規(guī)格的?如果這些因素在實驗中都作了充分的考慮，實驗的結(jié)果應(yīng)該是可靠的，各小組把實驗結(jié)果寫成實驗報告，并在班上進行交流和討論。 實驗探究過程中的注意事項(1)連接實驗電路時，開關(guān)應(yīng)斷開；電壓表應(yīng)并聯(lián)在被測電路中；(2)應(yīng)從電源正極(或負(fù)極)起按電路圖將元件逐個連接起來；(3)連接好電路后，要先用開關(guān)試觸，觀察電壓表的指針偏轉(zhuǎn)情況，確認(rèn)無誤后，再閉合開關(guān)，觀察示數(shù)；(4)讀數(shù)時，要客觀、精確，視線與刻度線垂直，讀數(shù)完畢，斷開開關(guān)，切斷電源，整理好儀器； (5)電壓表的量程選擇得過小，會使指針偏轉(zhuǎn)過大，損壞電表；選擇得過大，會使指針偏轉(zhuǎn)過小，測量不準(zhǔn)確；一般來說，選擇的量程，應(yīng)使指針偏轉(zhuǎn)到刻度盤的之間。探究并聯(lián)電路的電壓特點： 要點詮釋：并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。知識拓展：電壓與電流的對比：電壓電流符號 UI含義在電源兩極間產(chǎn)生使自由電荷發(fā)生定向移動，是形成電流的原因1s內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量單位及符號伏(V)安(A)測量儀表電壓表電流表特點串聯(lián)電路U=U1+U2+UnI1=I2=In并聯(lián)電路U1=U2=UnI=I1+I2+In（2）并聯(lián)電路中的總電壓，等于各個支路兩端的電壓，各支路電壓相等。規(guī)律方法整合幾個常見電路元件的特殊處理我們在分析電路連接情況時，往往是針對用電器而言的，其它元件如開關(guān)、電壓表、電流表等這些“攔路虎”，對我們分析比較復(fù)雜的電路來說負(fù)面影響很大，如果既可將有些元件從電路圖中拆掉，又能保證那些元件拆掉后不影響用電器的原連接情況的的話，原電路圖就可以得到簡化，以便揭開“廬山真面目”。為此，我們完全可以依據(jù)所拆元件的特性進行簡化，其方法是：開關(guān)：若是開關(guān)閉合，就在原開關(guān)處畫一導(dǎo)線連通，若是開關(guān)斷開，就將此路完全去掉不要。電壓表：由于電壓表的電阻很大，因此可把連電壓表處當(dāng)成開路，只須把電壓表拆掉即可。電流表：由于電流表的電阻很小，因此可把連電流表處當(dāng)成短路，電流表拆下處要用導(dǎo)線連通。通過上述方法所得的簡化圖表示出的用電器連接情況即為原電路中用電器連接情況。最好在草稿紙上處理，用鉛筆先畫出原電路圖后，從電源正極開始，逐一依序增刪，直到電源負(fù)極為止。經(jīng)典例題透析例1、某同學(xué)連接的電路如圖所示，他所用的電源是四節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組，當(dāng)他將開關(guān)閉合后，電壓表的示數(shù)為2V，則L1兩端的電壓為_；L2兩端的電壓為_。 總結(jié)升華：、干電池電壓1.5V/節(jié)；四節(jié)串聯(lián)總電壓為6V；、電壓表與哪個用電器并聯(lián)，就測哪個用電器的電壓，無論中間的導(dǎo)線有多長，但在導(dǎo)線跨接的部分不能有其他的用電器或電源，有電流表或開關(guān)可以；、在串聯(lián)電路中：U=U1+U2+Un。例2、小明同學(xué)按圖所示的電路圖連接無誤后，閉合開關(guān)，兩只電壓表的示數(shù)分別如圖中所示，關(guān)于燈L1兩端的電壓，下列選項中正確的是A.1.0V B.3.5V C.5.0V D.2.5V例3、如圖所示的電路里，在圓圈 a、b、c 上連接適當(dāng)電表，若使燈L1 和L2 并聯(lián)且能發(fā)光，那么 a應(yīng)是_；b是_；c是_。若使燈L1和L2串聯(lián)且能發(fā)光，那么a應(yīng)是_；b是_；c是_。解析：要實現(xiàn)并聯(lián)，則須電流同時達到兩燈一端，在圖中只有c直接連到兩燈中間，因此c應(yīng)為電流表；要使L2正常工作，a應(yīng)與正極相連；因此a應(yīng)是電流表，若b為電流表，則電路短路，所以b應(yīng)為電壓表。答案：電流表；電壓表；電流表例4、商店門前的小彩燈都是串聯(lián)的，如果每個小燈泡兩端電壓是6.3V時都能正常發(fā)光，那么需要_個同樣的小燈泡_聯(lián)在220V的電源上。3.電阻 知識要點梳理：正確理解電阻的概念電阻的概念是建立在實驗基礎(chǔ)上的。在相同的電壓下,通過長度和橫截面積相同的不同導(dǎo)體的電流大小不同，這說明導(dǎo)體雖然容易導(dǎo)電，但對電流有阻礙作用，并且不同導(dǎo)體對電流的阻礙作用不同，為了表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小，物理學(xué)中引入了電阻這個物理量。電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它的大小與其兩端電壓的大小和通過導(dǎo)體電流的大小無關(guān)，利用電壓和電流的大小雖然可以對電阻值進行計算，但是它們并不能決定電阻值的大小。決定電阻大小的因素（1）導(dǎo)體的電阻與長度的關(guān)系。在材料與橫截面積一定時，導(dǎo)體越長，電阻越大。事實上，此時導(dǎo)體的電阻與長度成正比。如一段長1m的合金絲的電阻為1，那么一段長2m的同樣粗細的同種合金絲的電阻為2。（2）導(dǎo)體的電阻與橫截面積的關(guān)系。在導(dǎo)體的材料與長度一定的情況下，導(dǎo)體的橫截面積越大，電阻越小。事實上此導(dǎo)體的電阻與橫截面積成反比。如上所述電阻絲，若將其橫截面積減小為原來的一半，其電阻會變?yōu)樵瓉淼?倍。（3）材料導(dǎo)電性能與電阻的關(guān)系。材料導(dǎo)電性能的好壞可用該材料制成長1m，橫截面積為1mm2的導(dǎo)體的電阻來表示。在常見金屬材料中，導(dǎo)電性能最好的材料是銀，其次是銅和鋁，但銀太昂貴，所以平時用的導(dǎo)線都是銅線或鋁線。（銀、銅、鋁、鐵越來越差）（4）溫度與電阻的關(guān)系。大多數(shù)金屬都是溫度升高時電阻變大，但一般導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化而改變很小，所以在研究一般問題時，往往忽略這個變化，而認(rèn)為其電阻不隨溫度而改變?；瑒幼冏杵鞯氖褂梅椒ǎ?）要選擇合適的滑動變阻器，每個變阻器都有規(guī)定的最大電阻和允許通過的最大電流，使用時要根據(jù)需要進行選擇，不能使通過滑動變阻器的電流超過它允許通過電流的最大值，否則會燒壞變阻器。（2）使用前應(yīng)該將滑動變阻器連入電路的電阻值調(diào)到最大。（3）接法：不管是有幾個接線柱的滑動變阻器，在連入電路時，可采用“一上一下”的連接方法。“一上” 指上面金屬棒兩端的任一接線柱連入電路，“一下”指把下面線圈兩端的任一接線柱連入電路中。（4）滑動變阻器連入電路中的電阻值大小的判斷，可采用“近小遠大”的判斷方法。即如果滑動變阻器的滑片在移動過程中逐漸接“近”連入電路的下接線柱，則變阻器連入電路的阻值將逐漸減“小”，反之，若滑片移動過程中逐漸“遠”離連入電路的下接線柱，則連入電路的阻值將逐漸增“大”。電阻箱的讀數(shù)方法及與滑動變阻器的區(qū)別（1）變阻箱上各旋盤對應(yīng)的小三角指示點的示數(shù)乘以面板上標(biāo)記的倍數(shù)，然后加在一起，就是接入電路的阻值。（2）電阻箱與滑動變阻器相比，優(yōu)點是能夠表示出連入電路的電阻值，缺點是不能連續(xù)改變連入電路的電阻，只能跳躍式地改變連入的電阻。經(jīng)典例題透析： 例1一根銅導(dǎo)線的電阻為 ，要使連入電路中的導(dǎo)線電阻變大，可以采用下列哪些措施（ ） A、將導(dǎo)線對折后連入電路 B、將導(dǎo)線拉長后連入電路C、增大導(dǎo)線兩端的電壓或減小通過導(dǎo)線的電流強度D、用長度、橫截面積相同的鋁導(dǎo)線代替銅導(dǎo)線接入電路中例2質(zhì)量相等的銅絲和鋁絲，它們的橫截面積相等，銅絲和鋁絲的電阻相比較（ ）A、銅絲的電阻大 B、鋁絲的電阻大 C、電阻一樣大 D、條件不足，無法判斷例3在關(guān)于導(dǎo)體電阻的四種說法中，正確的說法是（ ）A、鐵導(dǎo)線的電阻比銅導(dǎo)線的電阻大 B、兩根粗細一樣的導(dǎo)線，長的比短的電阻大C、兩根由同種材料制成的，長短相同的導(dǎo)線，粗的比細的電阻小 D、粗的銅導(dǎo)線的電阻比細的鐵導(dǎo)線的電阻小例5為了使滑動變阻器能對電路起保護作用，滑動變阻器應(yīng)_聯(lián)在電路中，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于變阻器_的位置上。例6如圖1所示的電路中，電源電壓保持不變，滑動變阻器接入電路的部分是_段。當(dāng)滑片P向左移動時，滑動變阻器連入電路中的電阻將_，電路中電流表的示數(shù)將_。（填變大、變小或不變。）例7如圖2所示是滑動變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中已分別表示出滑動變阻器連入電路的情況，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左移動時，它們接入電路的電阻的大小隨著滑片P的移動將分別做如何變化？當(dāng)堂練習(xí)1小新用西紅柿制作了一個水果電池，他用一片銅片和一片鋅片制作了它的兩個電極，做好該西紅柿電池后，小新用電壓表測量了它的電壓，你覺得它的電壓有多高？（ ）A3V B220V C1.5V D0.2V2關(guān)于電源，下列說法中正確的是( ) A是提供電荷量的裝置 B是提供電流的裝置 C是提供電壓的裝置 D是提供用電器的裝置3用電壓表分別測量電路中兩盞電燈的電壓，結(jié)果它們兩端的電壓相等，由此判斷兩盞電燈的連接方式是：（ ）A一定是串聯(lián) B一定是并聯(lián) C串聯(lián)、并聯(lián)都有可能 D無法判斷. 6由同種材料制成的三根電阻絲，已知它們的長度關(guān)系L1L2L3，橫截面積的關(guān)系為S1=S2S3,現(xiàn)將它們串聯(lián)接入電路，關(guān)于它們的電阻和通過他們的電流，正確的是（ ）AR1R2=R3 ，I1=I2=I3 BR1R2R3， I1=I2I3 CR1R2R3，I1I2I3 DR1R2R3， I1=I2=I3 圖6-3327在如圖6-33（a）所示電路中，當(dāng)閉合開關(guān)后，兩個電壓表指針偏轉(zhuǎn)均為圖6-33（b）所示，則電阻R1和R2兩端的電壓分別為（ ）A4.8V， 1.2VB 6V， 1.2VC1.2V， 6VD1.2V， 4.8V8一個燈泡接在三節(jié)串聯(lián)的鉛蓄電池上，才能正常發(fā)光如果現(xiàn)在用兩個同樣的燈泡串聯(lián)后仍接在這個鉛蓄電池上，則這兩個燈泡將（ ）A較亮 B較暗 C正常發(fā)光 D燒壞 9.如圖6-34所示.開關(guān)S閉合后，將電壓表并聯(lián)在ab處時讀數(shù)是0V；并聯(lián)在bc處時讀數(shù)是6V，整個電路中沒有電流，其電路故障是（ ）圖6-34A. L1燈絲斷路 B.L2燈絲斷路 C.電池耗盡無電壓 D.L2燈絲短路 10.某同學(xué)使用電壓表時，估計待測電路中的電壓應(yīng)選用03V的量程，但他誤用015V的量程來測量。這樣做的結(jié)果是 ( )A.指針擺動角度大，會損壞電壓表 B.指針擺動角度小，會損壞電壓表C.指針擺動角度小，讀數(shù)比較準(zhǔn)確 D.指針擺動角度小，讀數(shù)不夠準(zhǔn)確11有甲、乙、丙、丁四根導(dǎo)線，其中甲、乙、丙三根是銅線，丁是鎳鉻合金線。甲、乙導(dǎo)線粗細相同，甲比乙短、乙、丙兩導(dǎo)線長短一樣，乙比丙粗，丙、丁長短粗細相同，則四根導(dǎo)線按其電阻大小排列是( ) A.R甲R乙R丙R丁 B.R丁R丙R乙R甲 C.R丙R乙R甲R丁 D.R乙R丁R甲R丙圖6-3613.將兩只滑動變阻器按如圖6-36所示方法連接，要使這兩只變阻器連入電路的電阻最大，應(yīng)把滑片P1、P2放在（ ） A滑片P1放在最右端，滑片P2也放在最右端 B滑片P1放在最左端，滑片P2也放在最左端C滑片P1放在最右端，滑片P2放在最左端 D滑片P1放在最左端，滑片P2放在最右端 14為了改變一根導(dǎo)線電阻的大小，下列方法中肯定不能達到目的的是（ ）A將導(dǎo)線拉長后使用 B.將導(dǎo)線對折后使用C. 給導(dǎo)線加熱 D.改變導(dǎo)線中的電流20.在圖6-38所示電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)開關(guān) S1閉合，S2斷開時，電壓表的讀數(shù)是3V；當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2閉合時，電壓表的示數(shù)是5V，則S1閉合，S2斷開時，燈L1和L2兩端的電壓分別為( )A.2V和3V B.3V和2V C.2V和8V D.2V和5V 二填空題(25分)1單位換算：468 M = K，539 mV = kV= V。2.電壓是_的原因，電源的作用是保持_有一定的電壓。3.一般照明電路的電壓為V，只有V的電壓對人體是安全的。將8節(jié)干電池串聯(lián)起來組成一個電池組，此電池組的總電壓是_V，給3只相同的燈泡串聯(lián)而成的電路供電，每只燈泡兩端的電壓為_V。4. 電壓表能直接接在電源兩端測量電源電壓，這是因為電壓表的_非常大，不會形成電源_。5.在一次測L1、L2燈串聯(lián)的電路電壓的實驗中，電