第二讲电压与电阻.doc

第二讲电压和电阻1.电压 知识要点梳理电压的作用：1电压是形成电流的原因：电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。电源是提供电压的装置。2电路中获得持续电流的条件：电路中有电源（或电路两端有电压）；电路是连通的。（注：说电压时，要说“xxx”两端的电压，说电流时，要说通过“xxx”的电流。）3在理解电流电压的概念时，通过观察水流、水压的模拟实验帮助我们认识问题，这里使用了科学研究方法-“类比法”。（类比是指由一类事物所具有的属性，可以推出与其类似事物也具有这种属性的思考和处理问题的方法。）电压的单位：1国际单位：V 常用单位：kV、mV、V 换算关系：1kV1000V1V1000mV 1mV1000V2记住一些电压值：一节干电池1.5V，一节蓄电池2V，家庭电压:220V, 人体安全电压:不高于36V。电压测量： 1仪器：电压表，符号： 2读数时，看清接线柱上标的量程，每大格、每小格电压值。 3使用规则：两要；一不电压表要并联在电路中。电流从电压表的“正接线柱”流入，“负接线柱”流出，否则指针会反偏。被测电压不要超过电压表的最大量程。危害：被测电压超过电压表的最大量程时，不仅测不出电压值，电压表的指针还会被打弯甚至烧坏电压表。选择量程：实验室用电压表有两个量程，03V和015V。测量时，先选大量程，用开关试触，若被测电压在3V-15V之间，可用15V的量程进行测量；若被测电压小于3V，则换用小的量程，若被测电压大于15V，则换用更大量程的电压表。规律与方法指导： 电流表、电压表的比较 电流表 电压表 异 符号 连接 串联 并联 直接连接电源 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 内阻 很小，几乎为零，相当于短路。 很大，相当于开路。 同 调零；读数时看清量程和每大（小）格的数值；正接线柱流入，负接线柱流出；不能超过最大测量值。 利用电流表、电压表判断电路故障1电流表示数正常而电压表无示数：“电流表示数正常”表明主电路为通路“电压表无示数”表明无电流通过电压表，则故障原因可能是：电压表损坏；电压表接触不良；与电压表并联的用电器短路。2电压表有示数而电流表无示数：“电压表有示数”表明电路中有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表，则故障原因可能是：电流表断路；和电压表并联的用电器开路，此时电流表所在电路中串联了大电阻（电压表内阻）使电流太小，电流表无明显示数。3电流表电压表均无示数：“两表均无示数”表明无电流通过两表，除了两表同时断路外，最大的可能是主电路断路，导致无电流。经典例题透析： 例1、用电压表测灯L1的电压，正确的电路图是（ ）例2、在如图所示的电路中，当开关都闭合后，电压表测的电压是（ ）A.L1两端的电压B.L2两端的电压C.电铃和L1两端的电压D.电源两极间的电压例3、两个灯泡串联的电路如图所示，开关S闭合后两个灯泡都不亮，用电压表测灯泡的电压时，其示数为4.5V，再用电压表测灯泡两端的电压时，其示数为零，则灯、的故障是（ ）A短路，断路 B断路C、都短路 D、都断路例4、如图所示，电源的电压为3V，闭合开关S后，发现只有一只灯泡发光，且电压表的示数为3V，产生这一现象的原因是（ ）A灯断路B灯短路 C灯断路D灯短路例5、如图所示，用电压表测量电路中的电压，由电路的连接方式可知（ ）AS闭合，示数不为零BS闭合，示数不为零C测量的是两端的电压D测量的是两端的电压例6、如图所示，电源两极间电压为3V，当开关都闭合时，下列说法中正确的是（ ）A电压表的示数为3VB电路中电流将很大C灯亮，不亮D两只灯将会被烧坏2.探究串、并联电路电压的规律 知识要点梳理探究串联电路电压的特点 (1)提出问题：如图所示，串联电路中各部分电路两端电压与总电压有什么关系呢？(2)猜想与假设：串联电路中各部分电路两端的电压相等；串联电路各部分电路两端的电压之和等于总电压。 (3)实验设计：实验器材：两节干电池，六只小灯泡(其中第二次实验用的两只相同)，1只电压表，一只开关，导线若干。实验步骤：分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点，B、C两点，A、C两点间测量电压，看看它们之间有什么关系. 换上另外四只灯泡，再测两次，看看是否还有同样的关系。三次测量的电路图分别如图所示： (4)进行实验与记录数据：按上述要求进行实验，实验记录如下表所示。实验序号A、B间电压U1/VB、C间电压U2/VA、C间电压U/V11.41.6321.51.5331.81.23(5)分析与论证：从实验过程和实验记录中可以看出，两灯泡的规格相同时，U1=U2；当两灯泡的规格不相同时，U1U2，但都满足U1+U2=U。(6)得出结论：串联电路两端的总电压等于串联各部分电路两端的电压之和，即U=U1+U2。(7)评估与交流：回顾以上操作，看看是否存在不妥的地方：读数时是否实事求是?更换灯泡时是否换用了不同规格的?如果这些因素在实验中都作了充分的考虑，实验的结果应该是可靠的，各小组把实验结果写成实验报告，并在班上进行交流和讨论。 实验探究过程中的注意事项(1)连接实验电路时，开关应断开；电压表应并联在被测电路中；(2)应从电源正极(或负极)起按电路图将元件逐个连接起来；(3)连接好电路后，要先用开关试触，观察电压表的指针偏转情况，确认无误后，再闭合开关，观察示数；(4)读数时，要客观、精确，视线与刻度线垂直，读数完毕，断开开关，切断电源，整理好仪器； (5)电压表的量程选择得过小，会使指针偏转过大，损坏电表；选择得过大，会使指针偏转过小，测量不准确；一般来说，选择的量程，应使指针偏转到刻度盘的之间。探究并联电路的电压特点： 要点诠释：并联电路中各支路两端的电压相等。知识拓展：电压与电流的对比：电压电流符号 UI含义在电源两极间产生使自由电荷发生定向移动，是形成电流的原因1s内通过导体横截面的电量单位及符号伏(V)安(A)测量仪表电压表电流表特点串联电路U=U1+U2+UnI1=I2=In并联电路U1=U2=UnI=I1+I2+In（2）并联电路中的总电压，等于各个支路两端的电压，各支路电压相等。规律方法整合几个常见电路元件的特殊处理我们在分析电路连接情况时，往往是针对用电器而言的，其它元件如开关、电压表、电流表等这些“拦路虎”，对我们分析比较复杂的电路来说负面影响很大，如果既可将有些元件从电路图中拆掉，又能保证那些元件拆掉后不影响用电器的原连接情况的的话，原电路图就可以得到简化，以便揭开“庐山真面目”。为此，我们完全可以依据所拆元件的特性进行简化，其方法是：开关：若是开关闭合，就在原开关处画一导线连通，若是开关断开，就将此路完全去掉不要。电压表：由于电压表的电阻很大，因此可把连电压表处当成开路，只须把电压表拆掉即可。电流表：由于电流表的电阻很小，因此可把连电流表处当成短路，电流表拆下处要用导线连通。通过上述方法所得的简化图表示出的用电器连接情况即为原电路中用电器连接情况。最好在草稿纸上处理，用铅笔先画出原电路图后，从电源正极开始，逐一依序增删，直到电源负极为止。经典例题透析例1、某同学连接的电路如图所示，他所用的电源是四节干电池串联组成的电池组，当他将开关闭合后，电压表的示数为2V，则L1两端的电压为_；L2两端的电压为_。 总结升华：、干电池电压1.5V/节；四节串联总电压为6V；、电压表与哪个用电器并联，就测哪个用电器的电压，无论中间的导线有多长，但在导线跨接的部分不能有其他的用电器或电源，有电流表或开关可以；、在串联电路中：U=U1+U2+Un。例2、小明同学按图所示的电路图连接无误后，闭合开关，两只电压表的示数分别如图中所示，关于灯L1两端的电压，下列选项中正确的是A.1.0V B.3.5V C.5.0V D.2.5V例3、如图所示的电路里，在圆圈 a、b、c 上连接适当电表，若使灯L1 和L2 并联且能发光，那么 a应是_；b是_；c是_。若使灯L1和L2串联且能发光，那么a应是_；b是_；c是_。解析：要实现并联，则须电流同时达到两灯一端，在图中只有c直接连到两灯中间，因此c应为电流表；要使L2正常工作，a应与正极相连；因此a应是电流表，若b为电流表，则电路短路，所以b应为电压表。答案：电流表；电压表；电流表例4、商店门前的小彩灯都是串联的，如果每个小灯泡两端电压是6.3V时都能正常发光，那么需要_个同样的小灯泡_联在220V的电源上。3.电阻 知识要点梳理：正确理解电阻的概念电阻的概念是建立在实验基础上的。在相同的电压下,通过长度和横截面积相同的不同导体的电流大小不同，这说明导体虽然容易导电，但对电流有阻碍作用，并且不同导体对电流的阻碍作用不同，为了表示导体对电流阻碍作用的大小，物理学中引入了电阻这个物理量。电阻是导体本身的一种性质，它的大小与其两端电压的大小和通过导体电流的大小无关，利用电压和电流的大小虽然可以对电阻值进行计算，但是它们并不能决定电阻值的大小。决定电阻大小的因素（1）导体的电阻与长度的关系。在材料与横截面积一定时，导体越长，电阻越大。事实上，此时导体的电阻与长度成正比。如一段长1m的合金丝的电阻为1，那么一段长2m的同样粗细的同种合金丝的电阻为2。（2）导体的电阻与横截面积的关系。在导体的材料与长度一定的情况下，导体的横截面积越大，电阻越小。事实上此导体的电阻与横截面积成反比。如上所述电阻丝，若将其横截面积减小为原来的一半，其电阻会变为原来的2倍。（3）材料导电性能与电阻的关系。材料导电性能的好坏可用该材料制成长1m，横截面积为1mm2的导体的电阻来表示。在常见金属材料中，导电性能最好的材料是银，其次是铜和铝，但银太昂贵，所以平时用的导线都是铜线或铝线。（银、铜、铝、铁越来越差）（4）温度与电阻的关系。大多数金属都是温度升高时电阻变大，但一般导体的电阻随温度的变化而改变很小，所以在研究一般问题时，往往忽略这个变化，而认为其电阻不随温度而改变。滑动变阻器的使用方法（1）要选择合适的滑动变阻器，每个变阻器都有规定的最大电阻和允许通过的最大电流，使用时要根据需要进行选择，不能使通过滑动变阻器的电流超过它允许通过电流的最大值，否则会烧坏变阻器。（2）使用前应该将滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大。（3）接法：不管是有几个接线柱的滑动变阻器，在连入电路时，可采用“一上一下”的连接方法。“一上” 指上面金属棒两端的任一接线柱连入电路，“一下”指把下面线圈两端的任一接线柱连入电路中。（4）滑动变阻器连入电路中的电阻值大小的判断，可采用“近小远大”的判断方法。即如果滑动变阻器的滑片在移动过程中逐渐接“近”连入电路的下接线柱，则变阻器连入电路的阻值将逐渐减“小”，反之，若滑片移动过程中逐渐“远”离连入电路的下接线柱，则连入电路的阻值将逐渐增“大”。电阻箱的读数方法及与滑动变阻器的区别（1）变阻箱上各旋盘对应的小三角指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值。（2）电阻箱与滑动变阻器相比，优点是能够表示出连入电路的电阻值，缺点是不能连续改变连入电路的电阻，只能跳跃式地改变连入的电阻。经典例题透析： 例1一根铜导线的电阻为 ，要使连入电路中的导线电阻变大，可以采用下列哪些措施（ ） A、将导线对折后连入电路 B、将导线拉长后连入电路C、增大导线两端的电压或减小通过导线的电流强度D、用长度、横截面积相同的铝导线代替铜导线接入电路中例2质量相等的铜丝和铝丝，它们的横截面积相等，铜丝和铝丝的电阻相比较（ ）A、铜丝的电阻大 B、铝丝的电阻大 C、电阻一样大 D、条件不足，无法判断例3在关于导体电阻的四种说法中，正确的说法是（ ）A、铁导线的电阻比铜导线的电阻大 B、两根粗细一样的导线，长的比短的电阻大C、两根由同种材料制成的，长短相同的导线，粗的比细的电阻小 D、粗的铜导线的电阻比细的铁导线的电阻小例5为了使滑动变阻器能对电路起保护作用，滑动变阻器应_联在电路中，在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于变阻器_的位置上。例6如图1所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器接入电路的部分是_段。当滑片P向左移动时，滑动变阻器连入电路中的电阻将_，电路中电流表的示数将_。（填变大、变小或不变。）例7如图2所示是滑动变阻器的结构示意图，图中已分别表示出滑动变阻器连入电路的情况，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，它们接入电路的电阻的大小随着滑片P的移动将分别做如何变化？当堂练习1小新用西红柿制作了一个水果电池，他用一片铜片和一片锌片制作了它的两个电极，做好该西红柿电池后，小新用电压表测量了它的电压，你觉得它的电压有多高？（ ）A3V B220V C1.5V D0.2V2关于电源，下列说法中正确的是( ) A是提供电荷量的装置 B是提供电流的装置 C是提供电压的装置 D是提供用电器的装置3用电压表分别测量电路中两盏电灯的电压，结果它们两端的电压相等，由此判断两盏电灯的连接方式是：（ ）A一定是串联 B一定是并联 C串联、并联都有可能 D无法判断. 6由同种材料制成的三根电阻丝，已知它们的长度关系L1L2L3，横截面积的关系为S1=S2S3,现将它们串联接入电路，关于它们的电阻和通过他们的电流，正确的是（ ）AR1R2=R3 ，I1=I2=I3 BR1R2R3， I1=I2I3 CR1R2R3，I1I2I3 DR1R2R3， I1=I2=I3 图6-3327在如图6-33（a）所示电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为图6-33（b）所示，则电阻R1和R2两端的电压分别为（ ）A4.8V， 1.2VB 6V， 1.2VC1.2V， 6VD1.2V， 4.8V8一个灯泡接在三节串联的铅蓄电池上，才能正常发光如果现在用两个同样的灯泡串联后仍接在这个铅蓄电池上，则这两个灯泡将（ ）A较亮 B较暗 C正常发光 D烧坏 9.如图6-34所示.开关S闭合后，将电压表并联在ab处时读数是0V；并联在bc处时读数是6V，整个电路中没有电流，其电路故障是（ ）图6-34A. L1灯丝断路 B.L2灯丝断路 C.电池耗尽无电压 D.L2灯丝短路 10.某同学使用电压表时，估计待测电路中的电压应选用03V的量程，但他误用015V的量程来测量。这样做的结果是 ( )A.指针摆动角度大，会损坏电压表 B.指针摆动角度小，会损坏电压表C.指针摆动角度小，读数比较准确 D.指针摆动角度小，读数不够准确11有甲、乙、丙、丁四根导线，其中甲、乙、丙三根是铜线，丁是镍铬合金线。甲、乙导线粗细相同，甲比乙短、乙、丙两导线长短一样，乙比丙粗，丙、丁长短粗细相同，则四根导线按其电阻大小排列是( ) 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丙图6-3613.将两只滑动变阻器按如图6-36所示方法连接，要使这两只变阻器连入电路的电阻最大，应把滑片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为了改变一根导线电阻的大小，下列方法中肯定不能达到目的的是（ ）A将导线拉长后使用 B.将导线对折后使用C. 给导线加热 D.改变导线中的电流20.在图6-38所示电路中，电源电压保持不变，当开关 S1闭合，S2断开时，电压表的读数是3V；当开关S1断开，S2闭合时，电压表的示数是5V，则S1闭合，S2断开时，灯L1和L2两端的电压分别为( )A.2V和3V B.3V和2V C.2V和8V D.2V和5V 二填空题(25分)1单位换算：468 M = K，539 mV = kV= V。2.电压是_的原因，电源的作用是保持_有一定的电压。3.一般照明电路的电压为V，只有V的电压对人体是安全的。将8节干电池串联起来组成一个电池组，此电池组的总电压是_V，给3只相同的灯泡串联而成的电路供电，每只灯泡两端的电压为_V。4. 电压表能直接接在电源两端测量电源电压，这是因为电压表的_非常大，不会形成电源_。5.在一次测L1、L2灯串联的电路电压的实验中，电