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文檔簡介
第十六章電壓電阻第十六章電壓電阻一道電光像把利刃刺破了黑色的天幕,大地也被閃電照得通亮。緊接著,震耳欲聾的巨雷在耳邊炸響……自然界真是奇妙無窮。你想知道雷電有多么強大嗎?雷電的電壓能達到多高?雷電和家里用的電在本質上一樣嗎?讓我們一起探索這些有趣的問題吧!單元復習基本內容五個概念:電壓、電阻、半導體、超導現象、變阻器.兩個規(guī)律:串聯(lián)電路的電壓規(guī)律:U=U1+U2+…+Un并聯(lián)電路的電壓規(guī)律:U=U1=U2=…=Un四個因素:影響電阻大小的因素:材料、長度、橫截面積和溫度.兩個儀器:電壓表、滑動變阻器.三個實驗:探究串聯(lián)電路的電壓規(guī)律、探究并聯(lián)電路的電壓規(guī)律、
探究影響導體電阻大小的因素.三種方法:類比法、控制變量法、轉換法.1.從能量轉化的角度認識電源和用電器的作用。2.知道電壓、電流和電阻。3.會使用電流表和電壓表。4.會看、會畫簡單的電路圖。會連接簡單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路。能說出生產生活中采用簡單串聯(lián)電路或并聯(lián)電路的實例。探究并了解串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電流、電壓的特點?!墩n標》要求內容結構實驗:練習使用電壓表探究影響電阻大小的因素電壓U電阻R變阻器、電阻器探究串聯(lián)電路中用電器兩端的電壓與電源兩端電壓的關系:U=U1+U2探究并聯(lián)電路各支路用電器兩端的電壓與電源兩端電壓的關系:U=U1=U2規(guī)律應用測量電源提供1.《等效電路圖的畫法》.2.《電壓和電阻》.3.《電阻的概念》4.《影響電阻大小因素的實驗》.5.《探究串并聯(lián)電路的電壓的特點》視頻講解兩種電荷第1節(jié)本節(jié)知識點Knowledgepoints01.電壓02.電壓的測量電壓電壓表的使用
電壓①電壓的作用:電壓是使自由電荷定向移動形成電流。②電源的作用:是給用電器兩端提供電壓。③電壓的單位國際單位制單位:伏特,簡稱伏,符號是V
常用單位:千伏(kV)毫伏(mV)微伏(μV)換算關系:1kV=103V1V=103mV1mV=103μV①電壓表與被測用電器并聯(lián)。②電壓表的“+”接線柱靠近電源正極,
“-”接線柱靠近電源負極。③被測電壓不能超過電壓表的最大測量值。第1節(jié)電壓知識結構水泵水壓水流保持形成水泵—提供水壓(水位差)水管—傳輸水流水輪機—利用水能閥門—控制水流通斷電源電壓電流保持形成電流的形成電源—提供電壓(電位差)導線—傳輸電流電燈—利用電能開關—控制電流通斷知識點一、電壓第1節(jié)電壓水流的形成1.電源和電壓的作用(1)類比探究(2)電壓的作用:電壓是使自由電荷定向移動形成電流。(3)電源的作用:是給用電器兩端提供電壓。2.電壓的單位
國際單位制:伏特,簡稱伏,符號是V
常用單位:千伏(kV)毫伏(mV)
換算關系:1kV=103V1V=103mV3.常見的一些電壓干電池1.5手機電池3.7鉛蓄電池2我國的家庭電路220知識點一、電壓第1節(jié)電壓1.認識電壓表(1)作用:測量電壓的高低。(2)電壓表的電路符號:(3)電壓表的構造:三個接線柱(兩個紅色的為正接線柱、一個黑色的為負接線柱)、表盤、指針、調零螺絲等。V刻度盤調零螺母單位指針負接線柱正接線柱(有2個)知識點二、電壓的測量第1節(jié)電壓2.電壓表的量程與分度值有三個接線柱,兩個量程:①使用“-”與“3”接線柱時,量程為:0~3V,分度值:0.1V;②使用“-”與“15”接線柱時,量程為:0~15V,分度值:0.5V
.
3.電壓表的讀數①明確所選電壓表的量程;②確定電壓表的分度值;③由指針位置讀出示數,先大格后小格。量程:0~15V分度值:0.5V示數為:2.5V知識點二、電壓的測量第1節(jié)電壓4.電壓表的使用
(1)使用前進行調零使用電壓表前應該先觀察指針,是否指在零刻度線上,若不指在零刻度線,則調零旋鈕使指針指在零刻度線。(2)電壓表與被測用電器并聯(lián)(3)電壓表的“+”接線柱靠近電源的正極,“-”接線柱靠近電源的負極。(4)被測電壓不能超過電壓表的最大量程。
知識點二、電壓的測量第1節(jié)電壓5.電壓表與電流表的異同比較①使用前要調零,弄清分度值、量程。②使用時都要使電流從正接線柱流入,負接線柱流出;③都要選擇合適的量程,使指針穩(wěn)定后再讀數;④不能估計出電流、電壓值時,可用試觸法判斷選量程。相同點電流表看成一條導線電壓表可看做斷路分析電路時絕對不允許不經過用電器直接接在電源兩極上能夠直接并聯(lián)在電源兩極上與電源相連串聯(lián)在被測電路中并聯(lián)在被測電路兩端連接方式測量電路中的電流測量電路兩端的電壓用途符號電壓表V電流表A知識點二、電壓的測量第1節(jié)電壓【例題1】關于電源、電壓、電流,下列說法中不正確的是()A.電源的作用是給用電器兩端提供電壓B.有電壓說明一定有電源C.只要電路中有電流,電路兩端就一定有電壓D.只要電路兩端有電壓,電路中一定會有電流AB.電源是給電路提供電壓的裝置,故電源的作用就是給用電器兩端提供電壓,有電壓說明一定有電源,故AB正確,不符合題意;C.電路中有電流時,電路兩端一定有電壓,因為電壓是形成電流的原因,故C正確,不符合題意;D.電路中有電壓,電路是通路,才會有電流,故D錯誤,符合題意。D本節(jié)經典例題所以選D.第1節(jié)電壓【例題2】在檸檬相隔一定距離的位置上分別插入銅片和鐵片,就制成了“檸檬電池”。將銅片、鐵片與調零好的電壓表相連,如圖所示。下列說法正確的是()A.鐵片是“檸檬電池”的正極B.“檸檬電池”的電壓為0.6VC.“檸檬電池”工作時將電能轉化為化學能D.“檸檬電池”形成通路后,電流將從鐵片流出A.根據圖示可知,電壓表正向偏轉,說明電流從正接線柱流入。銅片與電壓表的正接線柱相連,因此銅片為電池的正極,鐵片是負極,故A錯誤;B.電壓表的量程為0~3V,分度值為0.1V,示數為0.6V,故B正確;C.“檸檬電池”工作時將化學能轉化為電能,故C錯誤;D.“檸檬電池”形成通路后,在電池的外部,電流將從銅片流出、從鐵片流入,故D錯誤。故選B。B本節(jié)經典例題第1節(jié)電壓【例題3】如圖所示的電路中,①、②是電壓表或電流表。閉合開關S,下列判斷正確的是()A.若①、②是電流表,則燈L1、L2并聯(lián)B.若①、②是電壓表,則燈L1、L2串聯(lián)C.若①是電流表,②是電壓表,則只有燈L1發(fā)光D.若①是電壓表,②是電流表,則只有燈L2發(fā)光A.若①、②是電流表,閉合開關后,電源被短路,故A錯誤;B.若①、②是電壓表,電路的路徑只有一條,燈L1、L2串聯(lián),故B正確;C.若①是電流表,②是電壓表,電源會被短路,故C錯誤;D.若①是電壓表,②是電流表,燈L2被短路,只有燈L1發(fā)光,故D錯誤。B所以選B.本節(jié)經典例題第1節(jié)電壓【例題4】用筆畫代替導線,將圖所示電路元件串聯(lián)連接,電壓表測量燈泡L1的電壓。要求將圖所示電路元件串聯(lián)連接,電壓表測量燈泡L1的電壓,就把電壓表并聯(lián)在L1的兩端,因為電源電壓為3V,電壓表量程選擇0~3V,答案如圖所示:本節(jié)經典例題第1節(jié)電壓串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律第2節(jié)本節(jié)知識點Knowledgepoints01.串聯(lián)電路電壓的規(guī)律02.并聯(lián)電路電壓的規(guī)律電路
串聯(lián)電路并聯(lián)電路電壓規(guī)律
表達式
電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和電源兩端電壓與各支路用電器兩端電壓相等L1L2U1UU2SL2ABCL1UU1U2U=U1+U2U=U1=U2知識結構第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律1.實驗探究:探究串聯(lián)電路中用電器兩端的電壓與電源兩端電壓的關系(1)提出問題:如圖所示,兩個燈泡串聯(lián)后接在電源兩端,兩燈泡兩端的電壓與電源兩端電壓有什么關系?(2)猜想與假設猜想1:串聯(lián)電路中的總電壓等于各用電器兩端的電壓之和。猜想2:串聯(lián)電路中的總電壓與各用電器兩端的電壓相等。猜想3:……SL2ABCL1U第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律知識點一、串聯(lián)電路電壓的規(guī)律(3)設計并進行實驗①設計實驗電路并畫出電路圖。②選用不同規(guī)格的小燈泡L1、L2連接電路。根據電源電壓選擇電壓表的量程。③將電壓表的兩端分別連到A與B、B與C、A與C,測量電壓U1、U2、U。④改變兩個小燈泡的規(guī)格,重做上述實驗。SL2ABCL1UU1U2第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律知識點一、串聯(lián)電路電壓的規(guī)律⑤實驗數據實驗次數L1兩端電壓UAB/VL2兩端電壓UBC/V電源兩端電壓UAC/V11.81.23.021.11.93.031.41.63.0(4)分析論證通過對實驗數據的分析可得出結論:數學表達式:U=U1+U2
串聯(lián)電路中電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和.第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律知識點一、串聯(lián)電路電壓的規(guī)律(5)交流與評估①采用不同規(guī)格的小燈泡多次測量的目的是使實驗結論具有普遍性,防止偶然性。②換用不同規(guī)格的小燈泡時,各小燈泡兩端的電壓會發(fā)生改變,但電源兩端的電壓(總電壓)是不變的。③采用改變電源電壓的方法也能達到多次測量的目的。第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律知識點一、串聯(lián)電路電壓的規(guī)律
2.串聯(lián)電池組的電壓(1)做一做把一節(jié)干電池的負極和另一節(jié)干電池的正極連在一起組成電池組。分別測量每節(jié)干電池兩端的電壓,然后測量這個電池組的電壓。它們之間有什么關系?2節(jié)干電池串聯(lián),電池組電壓為U=1.5V×2=3V3節(jié)干電池串聯(lián),電池組電壓為U=1.5V×3=4.5V(2)結論:串聯(lián)電池組兩端的電壓等于每節(jié)電池兩端電壓之和,即U=1.5V×n(n為電池節(jié)數)第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律知識點一、串聯(lián)電路電壓的規(guī)律1.實驗探究:探究并聯(lián)電路各支路用電器兩端的電壓與電源兩端電壓的關系(1)提出問題:如圖所示,兩個燈泡并聯(lián)后接在電源兩端,各支路用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓有什么關系?(2)猜想與假設猜想1:并聯(lián)電路各支路兩端的電壓之和等于電源兩端的總電壓猜想2:并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,并等于電源兩端的總電壓猜想3:……L1L2知識點二、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律(3)設計并進行實驗①設計實驗電路并畫出電路圖。②選用不同規(guī)格的小燈泡L1、L2連接電路。根據電源電壓選擇電壓表的量程。③將電壓表的兩端分別連到L1兩端、L2兩端和電源兩端,測量電壓U1、U2、U。④改變兩個小燈泡的規(guī)格,重做上述實驗。L1L2U1UU2知識點二、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律⑤實驗數據實驗次數L1兩端電壓U1/VL2兩端電壓U2/V電源兩端電壓U/V12.92.92.922.82.82.832.82.82.8(4)分析論證通過對實驗數據的分析可得出結論:數學表達式:U=U1=U2
并聯(lián)電路中電源兩端電壓與各支路用電器兩端電壓相等.知識點二、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律(5)交流與評估①當電路中有多個用電器并聯(lián)時,此結論仍然成立,表達式為U1=U2=U3=…=Un=U。②當把幾節(jié)相同的新干電池并聯(lián)時,并聯(lián)電池組兩端的電壓等于一節(jié)干電池兩端的電壓,即U=U1=1.5V。③采用不同的方法多次進行實驗的目的是得出普遍規(guī)律,防止結論的偶然性。知識點二、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律【例題1】如圖所示,在探究“串聯(lián)電路中用電器兩端的電壓與電源兩端電壓的關系”的實驗中,用電壓表測得U1=3V,U2=3V,U=6V,在表格中記錄數據后,下一步應該做的是()A.整理器材,分析數據,得出結論B.改變電源電壓,再測出幾組電壓值C.對換L1和L2的位置,再測出一組電壓值D.換用不同規(guī)格的小燈泡,再測出幾組電壓值D本節(jié)經典例題由題意可知,用電壓表測出L1、L2、電源兩端的電壓分別為U1=3V,U2=3V,U電源=6V。說明兩個小燈泡是同一個規(guī)格的,接下來的操作是換用不同規(guī)格的小燈泡再測出幾組電壓值,然后分析數據,這樣得出的結論才具有普遍性。故D符合題意,ABC不符合題意。故選D。第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律【例題2】如圖所示電路中,閉合開關S后,電壓表V1的示數為12V,電壓表V2的示數為5V,下列說法正確的是()A.電壓表V2測量電源和燈L1兩端的電壓B.電源電壓為12VC.燈L1兩端電壓為5VD.燈L2兩端電壓為7VBA.由電路圖可知,閉合開關S,兩燈泡串聯(lián),電壓表V1測電源的電壓,電壓表V2測L2兩端的電壓,故A錯誤;B.電壓表V1的示數為12V,則電源的電壓U=12V;故B正確;CD.電壓表V2的示數為5V,則L2兩端的電壓U2=5V因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,L1兩端的電壓U1=U﹣U2=12V﹣5V=7V故CD錯誤。故選B。本節(jié)經典例題第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律【例題3】如圖所示,電源電壓一定,下列說法正確的是()A.只閉合S1時,兩只燈泡串聯(lián)B.若先閉合S1,再閉合S2,電流表的示數變小C.若先閉合S1,再閉合S2,電壓表的示數變大D.若先閉合S1,再閉合S2,電壓表示數與電流表示數的比值變小D解析見下頁本節(jié)經典例題第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律A.只閉合S1時,燈泡L2被斷路,電路為燈泡L1的簡單電路,電流表測電路中的電流,電壓表測電源兩端的電壓,故A錯誤;BCD.若先閉合S1,電路為燈泡L1的簡單電路,電流表測電路中的電流,電壓表測電源兩端的電壓;再閉合S2時,兩燈泡并聯(lián),電流表測干路電流,電壓表測電源兩端的電壓,由電源電壓一定可知,電壓表的示數不變,因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響,所以,通過燈泡L1的電流不變,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,干路電流變大,即電流表的示數變大,故BC錯誤;由于電流表示數變大,電壓表示數不變,所以電壓表示數與電流表示數的比值變小,故D正確。
故選D。本節(jié)經典例題第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律【例題4】在“探究串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律”的實驗中:(1)根據圖甲正確連接電路,與B點相連的是電壓表的_____接線柱;(2)閉合開關,電壓表示數如圖乙所示,此時電壓表的示數為___V;為了使實驗結果更準確,接下來應該:斷開開關,_________________;(3)調整后,再次閉合開關,測量電壓UAB、UBC、UAC,并把實驗數據記錄在表格中。分析表格得結論:串聯(lián)電路中,________________。(寫出UAB、UBC和UAC之間的關系式即可)解析見下頁實驗次數UAB/VUBC/VUAC/V12.30.73.022.01.03.031.81.23.02負電壓表換用小量程UAB+UBC=UAC本節(jié)經典例題第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律(1)電壓表使用時必須并聯(lián)在待測電路兩端,且電流從正接線柱流進,負接線柱流出;電流從電源正極流出到A后,從左側流入電壓表,在A點接正接線柱,則B點接負接線柱。(2)根據圖乙電壓表的量程為0~15V,分度值為0.5V,電壓表的示數為2V,根據圖乙所示情況可知,電壓表指針偏轉角度太小,說明選擇量程太大,誤差過大,所以接下來需要斷開開關,換用較小的0~3V量程重新做實驗。(3)分析表格中數據可得:故串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電壓之和,即
UAB+UBC=UAC本節(jié)經典例題第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律電阻第3節(jié)本節(jié)知識點Knowledgepoints01.電阻02.影響電阻大小的因素電阻表示導體對電流阻礙作用的大小,符號R表示.國際單位:歐姆,簡稱歐,符號Ω.常用單位:千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)換算關系:1kΩ=103Ω
1MΩ=103kΩ符號:導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料和溫度有關.在材料、橫截面積相同時,導體越長,電阻越大.在材料、長度相同時,導體的橫截面積越大,電阻越小.在長度、橫截面積相同時,導體的材料不同,電阻不同.在一定條件下,金屬導體的電阻隨溫度的升高而增大.
電阻影響因素電阻單位知識結構第3節(jié)電阻1.實驗探究:導體對電流的阻礙作用(1)實驗過程把長短、粗細相同的銅絲和鎳鉻合金絲分別接入電路,閉合開關,觀察電路中小燈泡的亮度和電流表的示數。(2)實驗現象知識點一、電阻第3節(jié)電阻把銅絲接入電路,電流表的示數較大,小燈泡較亮;把鎳鉻合金絲接入電路,電流表的示數小,小燈較暗。(3)實驗分析導體雖然容易導電,但對電流也有一定的阻礙作用。在相同的電壓下,通過銅絲的電流比較大,表明銅絲對電流的阻礙作用比較??;通過鎳鉻合金絲的電流比較小,表明鎳鉻合金絲對電流的阻礙作用比較大。(4)實驗結論導體在導電的同時,對電流產生阻礙作用。不同導體對電流的阻礙作用不同,用電阻來表示導體的這種性質。知識點一、電阻第3節(jié)電阻2.電阻(1)概念:在物理學中,把導體對電流阻礙作用的大小叫電阻。用字母R
表示。(2)單位:①國際單位:歐姆,簡稱歐,符號Ω.②常用單位:千歐(kΩ)、兆歐(MΩ).
③換算關系:1kΩ=103Ω1MΩ=103kΩ.(3)電阻器在電子技術中,我們常用到有一定電阻值的元件——電阻器,也叫做定值電阻。電路圖中用符號表示。知識點一、電阻第3節(jié)電阻(4)對電阻的理解:可從“阻礙作用”和“性質”兩個角度來分析。①導體的電阻越大,表示導體對電流的阻礙作用越大。在相同的電壓下,導體對電流的阻礙作用(電阻)越大,電路中的電流越小。而絕緣體之所以起絕緣作用,就是由于其電阻很大。②導體的電阻是導體本身的一種性質,由自身情況決定。不管這個導體是否連入電路,是否有電流通過,也不管它兩端的電壓是否改變,導體對電流的阻礙作用(電阻)總是存在的。無電流通過時,這種阻礙作用僅僅是沒有體現出來而已。知識點一、電阻第3節(jié)電阻(5)常見的一些電阻器普通電阻熱敏電阻陶瓷電阻壓電電阻線繞電阻貼片電阻知識點一、電阻第3節(jié)電阻(6)一些物體的電阻值小電珠約10歐白熾燈約800歐熱水壺約50歐電流表的內阻約0.1歐電壓表的內阻約在幾十兆歐人體約幾千歐知識點一、電阻第3節(jié)電阻1.探究影響電阻大小的因素
【提出問題】導體的電阻大小與哪些因素有關呢?【猜想與假設】電阻的大小可能與導體的材料、導體的長度、導體的粗細、導體的溫度有關?!驹O計與進行實驗】(1)探究方法①利用控制變量法去探究每一個因素對電阻大小的影響。②用電流表測量通過導體電流的大小進行比較(間接顯示法),要保持電路兩端的電壓不變。
知識點二、影響電阻大小的因素第3節(jié)電阻(2)實驗器材電源、導線、規(guī)格不同的鎳鉻合金絲、銅絲、燈泡、電流表、開關等.(3)實驗步驟①實驗一:探究導體電阻與長度的關系如圖所示,控制導體的材料、橫截面積相同,長度不同.實驗記錄如下。材料橫截面積接入長度/cm電流I/A電阻(大/?。╂囥t合金S500.20
鎳鉻合金S250.32
表一知識點二、影響電阻大小的因素第3節(jié)電阻②實驗二:探究導體電阻大小與橫截面積的關系。如圖所示,控制導體的材料、長度相同,橫截面積不同.實驗記錄如下。材料橫截面積接入長度/cm電流I/A電阻(大/?。╂囥t合金S500.20
鎳鉻合金3S500.32
表二知識點二、影響電阻大小的因素第3節(jié)電阻③實驗三:探究導體電阻大小與材料的關系。如圖所示,控制導體的長度、橫截面積相同,材料不同。實驗記錄如下。材料橫截面積接入長度/cm電流I/A電阻(大/?。╂囥t合金S500.20
銅絲S500.38
表三知識點二、影響電阻大小的因素第3節(jié)電阻④實驗四:探究導體的電阻與溫度的關系控制導體的材料、長度、橫截面積相同,導體的溫度不同。實驗現象:用酒精燈給日光燈絲加熱,觀察到隨著燈絲的溫度升高,燈泡漸漸變暗,電流表的示變小。材料溫度電流電阻(大/?。┤展鉄艚z低大
日光燈絲高小
表四知識點二、影響電阻大小的因素第3節(jié)電阻【分析與論證】分析表一、二的數據可得出結論:①在材料、橫截面積相同時,導體越長,電阻越大。②在材料、長度相同時,導體的橫截面積越大,電阻越小。材料橫截面積接入長度/cm電流I/A電阻(大/?。╂囥t合金S500.20大
鎳鉻合金S250.32小
表一材料橫截面積接入長度/cm電流I/A電阻(大/?。╂囥t合金S500.20
鎳鉻合金3S500.32
表二知識點二、影響電阻大小的因素第3節(jié)電阻【分析與論證】材料橫截面積接入長度/cm電流I/A電阻(大/?。╂囥t合金S500.20
銅絲S500.38
表三材料溫度電流電阻(大/小)日光燈絲低大
日光燈絲高小
表四分析表三、四的數據可得出結論:③在長度、橫截面積相同時,導體的材料不同,電阻不同。④在一定條件下,金屬導體的電阻隨溫度的升高而增大。知識點二、影響電阻大小的因素第3節(jié)電阻2.實驗結論
導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料和溫度有關。在材料、橫截面積相同時,導體越長,電阻越大。在材料、長度相同時,導體的橫截面積越大,電阻越小。在長度、橫截面積相同時,導體的材料不同,電阻不同。在一定條件下,金屬導體的電阻隨溫度的升高而增大。知識點二、影響電阻大小的因素第3節(jié)電阻【交流與討論】(1)轉換法:在電源電壓不變的情況下,通過電流表示數或燈泡亮度來判斷導體電阻的大小。(2)控制變量法:①探究導體電阻與導體材料的關系:選取長度、橫截面積均相同的不同材料制成的導體;②探究導體電阻與導體長度的關系:選取橫截面積、材料均相同,長度不同的導體;③探究導體電阻與導體橫截面積的關系:選取長度、材料均相同,橫截面積不同的導體.知識點二、影響電阻大小的因素第3節(jié)電阻(3)實驗中選用電流表或小燈泡的評價:當電阻變化較大時,選用電流表或小燈泡都能夠直觀反映出來;但若電阻變化不大時,優(yōu)先選用電流表,使用電流表能夠直觀判斷電阻的變化情況,通過小燈泡亮度無法直觀比較出電阻變化情況。(4)為了使電路更安全地工作,可在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器,在開關閉合前滑動變阻器滑片移動到阻值最大處。知識點二、影響電阻大小的因素第3節(jié)電阻3.小資料——不同材料的電阻值(1)導體的長為1m、橫截面積為1mm2的不同材料的金屬絲在20℃時的電阻值.材料電阻值/Ω材料電阻值/Ω銀0.016鎢0.053銅0.017鐵0.099鋁0.027鍍鉻合金1.100(2)在其他條件相同時,電阻較小的材料導電性能較強;反之,電阻較大的導電性能較弱。右圖是不同材料在導電性能上的排序,從上至下,材料的導電性能依次減弱。導電能力銀銅鋁鐵炭筆酸溶液堿溶液鹽水地表濕木鍺硅汽油干紙干布玻璃橡膠陶瓷絕緣能力知識點二、影響電阻大小的因素第3節(jié)電阻4.半導體和超導現象(1)導體導電性能好,絕緣體導電性能比較差。有一些材料,如鍺、硅,導電性能介于導體和絕緣體之間,常常稱做半導體。利用半導體材料可以制作二極管、三極管,如果把很多二極管、三極管和電阻、電容等元件直接做在硅單晶片上,就成了集成電路。現代收音機、電視機、電話機、計算機、算賬用的計算器,里面都有集成電路。(2)超導現象某些物質在很低的溫度時,如鋁在-271.76°C以下,鉛在-265.95°C以下,電阻就變成了0,這就是超導現象。如果把超導現象應用于實際,會給人類帶來很大的好處。在發(fā)電廠發(fā)電、輸送電能等方面若能采用超導材料,就可以大大降低由于電阻引起的電能損耗。知識點二、影響電阻大小的因素第3節(jié)電阻AB.導體的電阻是導體本身的一種性質,與導體的材料、長度和橫截面積有關,與導體兩端電壓和通過電流無關;導體兩端的電壓為零時,導體的電阻并不為零,故AB錯誤;C.只增加導體的橫截面積,導體的電阻減小,故C錯誤;D.導體的電阻表示的是導體對電流的阻礙作用,電阻越小,說明導體對電流的阻礙作用越小,故D正確。故選D。【例題1】關于導體電阻,下列說法正確的是()A.導體的電阻由其兩端的電壓和通過導體的電流共同決定B.導體兩端的電壓為零時,導體的電阻為零C.只增加導體的橫截面積,導體的電阻增大D.導體的電阻越小,表示導體對電流的阻礙作用越小D本節(jié)經典例題第3節(jié)電阻A.橡膠、塑料是絕緣材料,碳棒是導體,故A錯誤;B.半導體的應用有二極管光敏電阻、熱敏電阻、氣敏電阻等,B正確;C.電阻是導體本身的性質,由材料、長度、橫截面積、溫度決定,與導體兩端所加的電壓、通過導體電流的大小無關,故C錯誤;D.超導體材料的電阻為零,電熱絲是利用電流通過電阻產生熱量,因此超導體不可用于制作電熱絲,故D錯誤。故選B?!纠}2】關于導體、半導體和超導體,下列說法正確的是()A.橡膠、碳棒、塑料都是很好的絕緣材料B.網上閱卷,條形碼掃描器中的光敏二極管使用的是半導體材料C.導體的電阻由導體兩端的電壓和通過導體的電流共同決定D.超導體材料因為其電阻特性,可用于制作電熱絲B本節(jié)經典例題第3節(jié)電阻【例題3】如圖所示,是探究影響導體電阻大小因素的實驗裝置圖,實驗中分別把a、b、c、d四根導線接入電路,其中導線a、b、d長度相同,a、b、c粗細相同,b、d粗細不同,下列說法正確的是()CA.該實驗是通過觀察電流表的示數來間接比較導線電阻的大小,電流越大,電阻越大B.選用a、c兩根導線分別接入電路中進行實驗,是為了探究電阻大小跟導體的長度的關系C.選用a、b兩根導線分別接入電路中進行實驗,是為了探究電阻大小跟導體的材料的關系D.選用a、d兩根導線分別接入電路中進行實驗,是為了探究電阻大小跟導體的橫截面積的關系解析見下頁本節(jié)經典例題第3節(jié)電阻A.該實驗中,通過電流表的示數大小間接得知接入電阻絲的阻值大小,電流越大,電阻越小,故A錯誤;B.導線a、c的粗細相同、長度、材料不同,因此選用導線a、c分別接入電路中,無法形成對照實驗,故B錯誤;C.導線a、b的粗細、長度均相同、材料不同,因此選用導線a、b分別接入電路中,是為了探究電阻大小跟導體的材料有關,故C正確;D.導線a、d的長度相同、粗細、材料不同,因此選用導線a、d分別接入電路中,無法形成對照實驗,故D錯誤。故選C。本節(jié)經典例題第3節(jié)電阻
閉合開關,小燈泡正常發(fā)光,然后用酒精燈對燈絲進行加熱,燈絲的溫度升高,發(fā)現燈泡變暗,這說明通過小燈泡的電流變小,則燈絲對電流的阻礙作用變大,所以燈絲的電阻變大,因此小燈泡變暗是因為燈絲加熱后電阻變大從而引起電路的電流變小的緣故?!纠}4】某同學想探究電阻隨溫度變化而變化的規(guī)律,他找來廢舊的日光燈管燈絲、電源、小燈泡、開關、導線、酒精燈,連成如圖所示的電路,閉合開關小燈泡正常發(fā)光,然后用酒精燈對燈絲進行加熱,發(fā)現燈泡變暗,小燈泡變暗是因為燈絲加熱后電阻_________從而引起電路的電流___________的緣故。(填“變大”“變小”或“不變”,不考慮燈泡電阻變化)變大變小本節(jié)經典例題第3節(jié)電阻【例題5】在“探究影響導體電阻大小的因素”實驗中,小華設計了如圖甲所示電路并在實驗室中找到圖乙所示幾根金屬絲進行實驗。(1)通過觀察____________,可粗略判斷a、b兩點間導體電阻的大小;(2)另有甲、乙兩位同學分別對小華的電路做了如下的改進:甲同學把燈泡更換為電流表;乙同學在原電路中串聯(lián)接入電流表。你認為_____同學的改進更好一些;(3)他探究導體電阻大小與長度的關系時,應選用金屬絲_____,得到結論的是:其它條件相同時,導體的長度越長,電阻越_____。如果只用一根金屬絲B,可以探究導體電阻大小與_____的關系。A.長度、橫截面積B.長度、材料C.橫截面積、材料AB燈泡的亮度二、影響電阻大小的因素乙
A大
解析見下頁(1)a、b間的電阻越大,電路中的電流越小,燈泡越暗;反之,燈泡越亮;故根據燈泡的亮度反映a、b間電阻的大小。(2)將燈泡換為電流表,當a、b間電阻過小時,電流會過大,電路可能會被燒壞;在原電路中串聯(lián)一個電流表,可以通過觀察電流表的示數反映電阻的大小,因此乙同學的方案更好。(3)為了研究“導體電阻大小與長度的關系”,應選擇材料、橫截面積相同但長度不同的電阻絲進行試驗,故選A、B電阻絲進行實驗。長度越長,燈泡越暗,這說明電阻絲的電阻越大,故結論為:其它條件相同時,導體的長度越長電阻越大。如果只用金屬絲B,材料不能改變,長度和橫截面積可以改變,故可以探究導體電阻大小與長度、橫截面積的關系,故A符合題意,BC不符合題意。故選A。本節(jié)經典例題第3節(jié)電阻變阻器第4節(jié)本節(jié)知識點Knowledgepoints01.變阻器02.變阻器的應用變阻器①定義:能改變接入電路中電阻大小的元件叫做變阻器.②原理:靠改變接入電路中電阻線的長度改變電阻.③元件符號:④結構示意圖:①要與用電器串聯(lián).②要使用“一上一下”兩個接線柱.③開關閉合前,滑片應在滑動變阻器最大阻值處
(起到保護電路作用).電位器:調節(jié)音量;可調電燈的亮度;可調電熱毯、電飯鍋的溫度,等等。使用滑動變阻器應用知識結構第4節(jié)變阻器1.實驗:改變小燈泡的亮度(1)實驗把鉛筆芯、小電燈、干電池用導線連接起來,沿鉛筆芯移動導線夾,觀察小燈泡的亮度怎樣變化?鉛筆芯(2)實驗現象隨著夾子在鉛筆芯上移動,小燈泡的亮度發(fā)生連續(xù)變化,接入電路的鉛筆芯越短,電阻越小,小燈泡越亮。(3)實驗結論改變接入電路的導體的長度,可以改變電阻。知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器接線柱B接線柱A電阻線圈滑片P金屬桿接線柱D瓷筒接線柱C2.變阻器能改變接入電路中電阻大小的元件叫做變阻器。實驗室常用的變阻器是滑動變阻器和電阻箱。3.滑動變阻器(1)構造:主要有滑片、電阻線圈、接線柱(A、B、C、D)、金屬桿等。知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器(2)原理:靠改變接入電路中電阻線的長度來改變電阻。如圖所示,其中滑片左右移動時與線圈相接觸的部位上的絕緣層已經刮掉,電阻絲可以與滑片相連。滑片移到不同位置時,AC或BC兩個接線柱間電阻絲的長度不一樣,這樣就可以改變接入電路中電阻的大小。知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器
(3)結構示意圖和符號:①結構示意圖:A、B、C、D分別表示四個接線柱,P表示滑片。②元件符號如圖所示。(4)銘牌上各數值的物理意義:“××Ω”表示變阻器的最大電阻是××Ω;“×A”表示允許通過的最大的電流是×A。該變阻器的最大電阻是20歐;允許通過的最大的電流是2A。知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器
4.實驗探究:滑動變阻器的接線方法想一想:滑動變阻器共有ABCD四個接線柱,如果只選其中的兩個接入電路M、N兩點間,可能有幾種連接方法?將你的選擇填在橫線上(填所選接線柱的字母):__________________________________________ABACADBCBDCDAMSLN知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器(1)實驗與記錄①按圖連接電路。MNAMSLN知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器②按表格中的順序,依次把滑動變阻器的接線柱接入電路中的M、N兩點間。閉合開關,移動滑片P,觀察燈泡亮度和電流表示數的變化,并將觀察到的現象記錄在下面表格中。MN知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器序號接線柱電流的路徑滑片移動燈亮度變化電流變化123456A、DA、BA、CB、C向右向左不變不變不變不變向左向右變亮變暗變大變小向左向右變亮變暗變大變小C、D向左向右不變不變不變不變向左向右變亮變暗變大變小B、D向左向右變暗變亮變小變大③實驗記錄知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器(2)分析論證①把接線柱C、D連入電路的分析:把C、D接線柱連入電路,相當于一條導線,連入電路的阻值為0,移動滑片不能改變電阻。②把接線柱A、B連入電路的分析:將A、B接線柱接入電路時,電流要經過全部電阻線,此時變阻器連入電路的電阻值為變阻器的最大阻值,相當于一個定值電阻且不能改變。③滑動變阻器只有按照“一上一下”的方式把接線柱接入電路中才能改變電阻。連接示意圖連接示意圖連接示意圖知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器(3)探究歸納①滑動變阻器應按照“一上一下”的方式把接線柱接入電路中。②確定好滑動變阻器的下端接線柱后,上端兩個接線柱中任何一個連入電路,接法是等效的。③滑片向靠近下接線柱的方向移動,電阻變小,滑片向遠離下接線柱的方向移動,電阻變大,可簡記為:“近下電阻變小,遠下電阻變大”。知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器(1)設計實驗①實驗電路圖:②小燈泡與變阻器串聯(lián),電流表串聯(lián)在電路中。5.實驗:用滑動變阻器改變小燈泡的亮度③閉合電鍵前應將滑片放到什么位置上?位于阻值最大位置(右端),可以使電路中的電流最小,起到保護電路元件的作用。④注意:電路中的電流不能超過允許通過的最大電流(否則燒壞滑動變阻器)。ALR'S知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器(2)進行實驗①閉合開關,使滑片P位于最右端,觀察電流表示數及小燈泡的亮度;②將滑片由最右端移到中間,觀察電流表示數及小燈泡的亮度;③將滑片由中間移到最左端,觀察電流表示數及小燈泡的亮度。知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器(2)實驗現象滑片P的位置最右端中間最左端電流表示數最小較大最大小燈泡的亮度暗較亮最亮(3)實驗分析移動滑動變阻器的滑片能改變電路中的電流和小燈泡的亮度。(4)實驗結論用滑動變阻器改變小燈泡的亮度,滑動變阻器應該與小燈泡串聯(lián)。連入電路的電阻變大時,電流變小,燈泡變暗;反之燈泡變亮;所以滑動變阻器起到控制電路中電流的作用(即限流作用)。知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器
6.用滑動變阻器控制電阻兩端的電壓(1)設計實驗①實驗器材:電源、開關、電流表、電壓表、定值電阻R,滑動變阻器R'、導線等。②實驗電路圖與連接圖:如圖所示。AVRR'S知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器(2)進行實驗①閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器的滑片,使R兩端的電壓成整數倍地變化,如2V、4V、6V等。②換用不同的定值電阻,使電阻成整數倍地變化,如5Ω、10Ω、15Ω等。閉合開關,調節(jié)變阻器的滑片,保持每次接入的定值電阻兩端的電壓不變。AVRR'S知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器
(2)實驗現象①當滑動變阻器連入電路中的電阻變大時,定值電阻兩端的電壓變小;反之,定值電阻兩端的電壓變大。②換用不同的定值電阻時,定值電阻兩端的電壓隨之改變。若保持每次接入的定值電阻兩端的電壓不變,則需要調節(jié)滑動變阻器的滑片。當換用阻值較大的定值電阻時,需要調大滑動變阻器連入電路中的阻值;當換用阻值較小的定值電阻時,需要調小滑動變阻器連入電路中的阻值。(3)實驗結論①利用滑動變阻器可以改變定值電阻兩端的電壓。②利用滑動變阻器可控制定值電阻兩端電壓不變,方法是“換大調大,換小調小”。知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器7.電阻箱(1)電阻箱的特點電阻箱由若干個不同阻值的定值電阻,按一定的方式連接而成。是一種可以調節(jié)電阻大小并且能夠顯示出電阻阻值的變阻器。(2)電阻箱的讀數使用時,把兩個接線柱接入電路,調節(jié)旋盤就能得到0~×××××Ω(通常為9999.9Ω)之間的任意阻值。各旋盤對應的指示點的示數乘以面盤上標出的倍數,然后加在一起,就是接入電路的阻值。如圖,電阻箱的阻值為7000Ω+800Ω+0Ω+4Ω=7804Ω.
知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器(3)插孔式電阻箱當銅塞插入插孔時,對應電阻短路,阻值為0,電流不經過此電阻絲。03知識點一、變阻器第4節(jié)變阻器1.一些常見的變阻器
滑動變阻器、電位器、電阻箱等.旋轉式電位器滑動電位器電子產品用到的電位器電阻箱知識點二、變阻器的應用第4節(jié)變阻器2.電位器及其應用(1)機械式電位器如圖是機械式電位器,把A和B兩個接線柱串聯(lián)接入電路,當順時針旋轉時,接入電路中的電阻變大,電流變小,音量變小,反之變大。電位器也可以用在其他電器上,例如,家用電器的音量調節(jié)、可調亮度的電燈,可調溫度的電熱毯、電飯鍋,等等。(2)數字電位器數字電位器是一種用數字信號控制阻值的器件(集成電路)。具有可程序控制改變阻值、耐震動、噪聲小、壽命長、抗環(huán)境污染等優(yōu)點,因而,應用在自動檢測與控制、智能儀器儀表、電子產品等許多重要領域.數字電位器知識點二、變阻器的應用第4節(jié)變阻器3.變阻器在生產和生活中的應用實例(1)調光、調速、調音、調溫等。調光調速調溫調音控制臺知識點二、變
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