广东省河源市龙川县第一中学高中物理 第二章 2.2对电阻的进一步研究课件 新人教版选修31.ppt

第一课时 第二节对电阻的进一步研究 一 电阻的串联和并联 1 电阻的串联 相当于增大导体长度 总电阻大于任何一个串联电阻 串入大电阻对总电阻的影响大 2 电阻的并联 相当于增大导体横截面积 总电阻小于任何一个并联电阻 并入小电阻对总电阻的影响大 理论探究和验证 电阻串联 电阻并联 r l 二 串联电路 又叫分压电路 串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比 1 串联电路中任何一段不含电阻的导线两端的电压都为零 即该段导线为等势体 2 介绍分压器的分压原理 三 并联电路 又叫分流电路 并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比 用等电势点的方法分析电路 可知上图中的四个电阻属于并联关系 上图中 在滑片p从a滑到b的过程中 uap由零变到u 这种电路叫做分压电路 分压电路 可以提供从零开始连续变化的电压 演示 滑动变阻器的限流接法和分压接法 限流电路 电压变化范围小 在限流电路中 开关闭合前 滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处 在分压电路中 开关闭合前 滑动变阻器的滑片应置于最小分压处 以下三种情况不能采用限流接法而采用分压接法 1 要求待测电阻的电压 电流从零开始连续变化 2 若采用限流接法 电路中最小电流仍超过电流表最大的量程或超过待测元件的额定电流 3 待测电阻值远大于变阻器的最大电阻 第二课时 新课引入 在电学中 通常把电阻分为两类 电阻分类的依据是欧姆定律的适用范围 一 欧姆定律适用范围 适用于金属和电解液 不适用于气体导体和半导体 二 电阻的分类 1 线性元件 金属和电解液 2 非线性元件 气体导体和半导体 三 导体的伏安特性曲线 1 定义 导体中的电流i随导体两端的电压u变化的图线 叫做导体的伏安特性曲线 图线斜率的物理意义是什么 电阻的倒数 2 线性元件的i u图是一条过原点的直线 非线性元件的i u图是曲线 实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验目的 1 描绘小灯泡的伏安特性曲线 2 分析曲线的变化规律 实验原理 1 用电流表测出流过小灯泡的电流 用电压表测出小灯泡两端的电压 测出多组 u i 值 在u i坐标系中描出各对应点 用一条平滑的曲线将这些点连接起来 2 电流表外接 因为小灯泡电阻很小 滑动变阻器采用分压式 使电压能从0开始连续变化 实验器材 小灯泡 4v 6v学生电源 滑动变阻器 电压表 电流表 开关 导线若干 坐标纸 铅笔 实验步骤 1 按图连接好实验电路 2 把滑动变阻器的滑片p调节到a端 电路经检查无误后 闭合开关s 3 改变滑动变阻器滑片的位置 读出几组相应的电流表 电压表的示数i和u 记入表格内 断开开关s 4 在坐标纸上建立一个直角坐标系 纵轴表示电流 横轴表示电压 用平滑曲线将各数据点连接起来 便得到伏安特性曲线 5 整理实验器材 误差分析 1 由于电压表不是理想电表 内阻并非无穷大 对电路的影响会带来误差 电流表外接 则电流表示数过大 2 测量时读数带来误差 3 在坐标纸上描点 作图带来误差 注意事项 1 本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小 因此测量电路必须采用电流表外接法 2 本实验要作出u i图线 要求测出一组包括零在内的电流 电压值 故控制电路必须采用分压接 3 为保护元件不被烧毁 开关闭合前变阻器滑片应位于最小分压处 4 加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压 5 连图线时曲线要平滑 不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧 绝对不要画成折线 一 滑动变阻器限流接法和分压接法的选择 1 两种接法比较 2 限流电路 分压电路的选择原则 限流式适合测量阻值小的电阻 跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小 分压式适合测量阻值较大的电阻 一般比滑动变阻器的总电阻要大 两种电路均可使用的情况下 应优先采用限流式接法 因为限流式接法电路简单 耗能低 3 下列三种情况下 必须采用分压接法 要使某部分电路的电压或电流从零开始连续变化 采用限流接法 电路中的最小电流 电压 超过仪表量程或电阻的最大允许电流 滑动变阻器远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻阻值远大于滑动变阻器 2009年高考福建卷 某研究性学习小组为了制作一种传感器 需要选用一电器元件 下图为该电器元件的伏安特性曲线 有同学对其提出质疑 现需进一步验证该伏安特性曲线 实验室备有下列器材 高频考点例析 题型一仪器的选择和电路的设计 例1 1 为提高实验结果的准确程度 电流表应选用 电压表应选用 滑动变阻器应选用 以上均填器材代号 2 为达到上述目的 请在图10 3 3中的虚线框内画出正确的实验电路原理图 并标明所用器材的代号 3 若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合 请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点 相同点 不同点 解析 从该电器元件的伏安特性曲线可看出 所选用的电流表量程应大于0 12a 故电流表选用a2 所选用的电压表量程应大于2 5v 但为了减小读数误差 电压表选v1 本实验电路中滑动变阻器应采用分压接法 故滑动变阻器应选用r1 从伏安特性曲线的形状可以看出电器元件的阻值随电压变化的规律 答案 1 a2v1r1 3 相同点 通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系不同点 该元件的电阻值随电压的升高而减小 而小电珠的电阻值随电压的升高而增大 题型二实物连线和实验原理的考查 例2 2008年高考天津卷 用下列器材组装成描绘电阻r0伏安特性曲线的电路 请将实物图10 3 5连线成为实验电路 微安表 a 量程200 a 内阻约200 电压表v 量程3v 内阻约10k 电阻r0 阻值约20k 滑动变阻器r 最大阻值50 额定电流1a 电池组