高中物理 2.2 对电阻的进一步研究课件 粤教版选修31.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 三 一 导体的伏安特性1 欧姆定律导体中的电流i跟导体两端的电压u成正比 跟导体的电阻成反比 其表达式为 欧姆定律是在金属导体的基础上总结出来的 实验表明 除金属外 欧姆定律对电解液也适用 但对气态导体 如日光灯管中的气体 和某些导电器件 如晶体管 并不适用 2 导体的伏安特性曲线用横轴表示电压u 纵轴表示电流i 画出的i u的关系图象叫做导体的伏安特性曲线 如图所示 伏安特性曲线直观地反映出导体中的电压与电流的关系 目标导航 预习导引 一 二 三 i u的关系图中直线的斜率代表什么 答案 电阻的倒数 目标导航 预习导引 一 二 三 二 电阻的串联1 串联电路的基本特点 1 串联电路中的电流处处相等 即i i1 i2 i3 in 2 串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和 即u u1 u2 u3 un 2 串联电路的重要性质 1 串联电路的等效总电阻为各电阻阻值之和 即r r1 r2 r3 rn 2 串联电路中各个电阻两端的电压跟它们的电阻成正比 即 目标导航 预习导引 一 二 三 电阻r1 r2 r3串联在电阻中 已知r1 10 r3 5 r1两端的电压为6v r2两端的电压为12v 则串联电路的电压为多少 答案 21v 目标导航 预习导引 一 二 三 三 电阻的并联1 并联电路的基本特点 1 并联电路中各支路两端电压相等 即u1 u2 u3 un 2 并联电路中的总电流等于各支路电流之和 即i i1 i2 i3 in 2 并联电路的重要性质 1 并联电路的等效总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和 即 2 并联电路中 通过各个支路的电流跟它们的电阻成反比 即i1r1 i2r2 inrn u 目标导航 预习导引 一 二 三 如图所示 两个电阻r1 r2并联连接 则二者并联以后的总电阻是多少 知识精要 典题例解 迁移应用 一 二 三 一 串联电路与并联电路1 串联电路的总电阻大于任一部分电路的电阻 2 并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻 3 n个相同的电阻并联 总电阻为一个电阻的4 多个电阻并联时 其中任一个电阻增大或减小 总电阻也随之增大或减小 5 并联的支路增多时 总电阻将减小 6 串联电路有分压作用 并联电路有分流作用 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 例1 如图所示电路中 r1 2 r2 3 r3 4 1 如果已知流过电阻r1的电流i1 3a 则干路电流多大 2 如果已知干路电流i 3a 则流过每个电阻的电流多大 导学号51120050 思路分析 解答本题时应把握以下三点 1 干路中的电流等于三个电阻中的电流之和 2 r1 r2 r3三个电阻两端的电压相等 3 根据干路电流和总电阻可求出a b两端电压 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 解析 1 由欧姆定律得r1两端的电压为u1 i1r1 3 2v 6v r1 r2 r3并联 三者两端电压应相等 u1 u2 u3 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 答案 1 6 5a 2 1 38a0 92a0 69a 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 电阻r1与r2并联在电路中 通过r1与r2的电流之比为1 2 则当r1与r2串联后接入电路中时 r1与r2两端电压之比u1 u2为 a 1 2b 2 1c 1 4d 4 1答案 b解析 由题意知两电阻并联时有i1r1 i2r2 故r1 r2 i2 i1 2 1 所以当r1与r2串联时u1 u2 r1 r2 2 1 故b正确 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 二 伏安特性曲线1 i u图线是直线 表示电流跟电压成正比 导体为线性元件 2 i u图线是曲线 表示电流跟电压不成正比 导体为非线性元件 4 i u图线是曲线时 导体电阻rn 即电阻等于图线上点 un in 与坐标原点连线的斜率的倒数 如图 b 所示 而不等于该点切线斜率的倒数 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 5 在利用图象求导体的电阻时 要先仔细辨认纵轴与横轴各代表什么 以及由此对应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的物理意义 在图甲中r2r1 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 利用所测数据画u i图象时应注意什么 答案 画u i图象时 要使较多的点落在这条直线上或使各点均衡分布在直线的两侧 个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑 这样 就可使偶然误差得到部分抵消 从而提高精确程度 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 例2 如图所示的图线是两个导体a和b的伏安特性曲线 则它们的电阻之比为ra rb 若两个导体中的电流相等 不为零 时 它们两端的电压之比为ua ub 若两个导体两端的电压相等 不为零 时 通过它们的电流之比为ia ib 导学号51120051 思路分析 解答本题时可按以下思路分析 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 答案 1 31 33 1 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 如图所示 图线 和图线 所表示的电阻值分别为 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 知识精要 三 测绘小电珠的伏安特性曲线1 由于电压表内阻远大于小电珠电阻 为减小误差 应采用电流表外接法 如图所示 典题例解 迁移应用 一 二 三 知识精要 电流表内接法与外接法对比分析如下 典题例解 迁移应用 一 二 三 知识精要 2 因为该实验中要求小电珠两端的电压变化范围很大 且要求电压从零开始调节 所以滑动变阻器应采用分压式接法 如图所示 典题例解 迁移应用 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 滑动变阻器的两种接法分析对比如下 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 例3 2015浙江理综 图甲是小红同学在做 描绘小电珠的伏安特性曲线 实验的实物连接图 导学号51120052 甲 乙 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 1 根据图甲画出实验电路图 2 调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图乙中的 所示 电流表量程为0 6a 电压表量程为3v 所示示数为 两组数据得到的电阻分别为和 解析 1 该实验采用分压外接法 2 电流表最小分度为0 02a 读数时不需要估读到下一位 即不需要估读到小数点后第3位 电压表最小分度为0 1v 读数时需要估读到下一位 即保留2位小数 电阻由可得 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 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 知识精要 典题例解 迁移应用 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 2014浙江理综 小明对2b铅笔芯的导电性能感兴趣 于是用伏安法测量其电阻值 导学号51120053 1 如图甲所示是部分连接好的实物电路图 请用电流表外接法完成接线并在图甲中画出 甲 乙 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 2 小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2b铅笔芯的伏安特性 并将得到的电流 电压数据描到u i图上 如图乙所示 在图中 由电流表外接法得到的数据点是用 选填 或 表示的 3 请你选择一组数据点 在图乙上用作图法作图 并求出这段铅笔芯的电阻为 解析 1 外接法是电压表与待测电阻并联 再与电流表串联 2 在电流相同的情况下 外接法相比内接法所测得的电压偏小 所以由电流表外接法得到的数据点是用 表示的 3 图线的斜率表示 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 答案 1 连线见图甲 2 3 作图见图乙用 连线 r 1 2 1 1 1 3 用 连线 r 1 6 1 5 1 7 甲 乙 知识链接 案例探究 类题试解 滑动变阻器在电路中的应用1 滑动变阻器构造 如图所示 甲 乙分别是滑动变阻器的实物图和原理图 ab是一金属杆 其电阻为零 cd是电阻率较大 长度较长的电阻丝 缠绕在陶瓷管上 匝与匝之间是绝缘的 有两条比较光亮的线 是被刮掉绝缘层的部分 p是滑片 上端与金属杆连接 下端与电阻丝连接 2 原理 利用滑片p改变接入电路中的电阻丝的长度 起到改变电阻的作用 知识链接 案例探究 类题试解 3 两种接法比较 由上表可以看出 滑动变阻器的分压式接法中 电压和电流的调节范围大 限流式接法较节能 知识链接 案例探究 类题试解 4 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 因为rx很小 限流式中滑动变阻器分得电压很大 调节范围较大 rx很大 分压式中rx几乎不影响电压的分配 滑片移动时 电压变化接近线性关系 便于调节 1 若采用限流式不能控制电流满足实验要求 即若滑动变阻器阻值调到最大时 待测电阻上的电流 或电压 仍超过电流表 或电压表 的量程 或超过待测电阻的额定电流 则必须选用分压式 2 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多 以致在限流电路中 滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时 待测电阻上的电流或电压变化范围不够大 此时 应改用分压电路 3 若实验中要求电压从零开始连续可调 则必须采用分压式电路 知识链接 案例探究 类题试解 在如图所示的电路中 滑动变阻器的最大值为r0 负载为rl 电路两端所加的电压为u0保持不变 导学号51120054 1 开关s断开 滑片移动时 电阻rl两端电压ul变化范围是多少 2 开关s闭合 滑片移动时 电阻rl两端的电压ul变化范围是多少 思路分析 1 s断开时滑动变阻器有效部分与rl串联控制电路中总电流 2 s闭合时 滑动变阻下半部分与rl并联分压 知识链接 案例探究 类题试解 2 开关s闭合 滑片在变阻器下端时 电阻rl被短路 其两端电压为零 滑片在变阻器上端时 电阻rl与变阻器并联 其两端电压为u0 所以电阻rl两端的电压变化范围是0 u0 知识链接 案例探究 类题试解 知识链接 案例探究 类题试解 如图所示 滑动变阻器r1的最大值是200 r2 r3 300 a b两端电压uab 8v 导学号51120055 1 当开关s断开时 移动滑片p r2两端可获得的电压变化范围是多少 2 当开关s闭合时 移动滑片p r2两端可获得的电压变化范围又是多少 答案 1 当开关s断开时 移动滑动片p r2两