3.3探究电阻定律探究电阻的串联、并联和混联PPT课件

3 3探究电阻定律探究电阻的串联 并联和混联 一 电阻定律 3 同样长度 同样粗细 测量不同材料导线的电阻 研究R与导线材料的关系 1 实验探究 用刻度尺测量导体的长度L 用螺旋测微器导线的直径d 间接测量导体的横截面积 2 基本方法 用控制变量法进行研究 1 同种材料 同样长度 测量不同粗细导线的电阻 研究R与横截面积的关系 2 同种材料 同样粗细 测量不同长度导线的电阻 研究R与导线长度的关系 用电压表 电流表测量导体的电阻R 1 所要测量的物理量 3 实验数据及分析 结论 1 同种材料的导体 导体的电阻跟它的长度成正比 跟它的横截面积S成反比 2 电阻的大小还与材料有关 3 金属的电阻率与温度的关系 同种材料的导体 导体的电阻跟它的长度成正比 跟它的横截面积S成反比 0 1 t 金属的电阻率与温度之间近似存在线性关系 材料的电阻率单位 m 2 电阻定律 一般随着温度的升高而变大 在温度变化范围不大的情况下 公式 电阻率的测量原理 t 时的电阻 0表 0 时的电阻值 温度系数 4 超导现象 有些材料当温度降到某一值 电阻率突然变为零 这种现象叫做超导现象 电阻率 是反映材料导电性能的物理量 有材料决定 2 半导体的电阻率却随着温度的升高而减小 并且是非线性的 5 半导体 1 定义 电阻率介于导体与绝缘体之间 3 特性 热敏特性 温度升高电阻率迅速减小 光敏特性 在光照下电阻率迅速减小 掺杂特性 掺入杂质导电性能大大增强 图3 3 2 题型对电阻定律的理解的考查 比例法解题 例题 1 A 对电阻定律的理解的考查 比例法解题 2 两个用同种材料制成的均匀导体A B 其质量相同 当它们接入电压相同的电路时 其电流之比IA IB 1 4 则横截面积之比SA SB为 A 1 2B 2 1C 1 4D 4 1 A 电阻定律与欧姆定律结合 3 如图所示 厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab 10cm bc 5cm 当将A与B接入电压为U的电路中时 电流为1A 若将C与D接入电压为U的电路中 则电流为 A 4A B 2A C A D A 解 设将A与B连入电路时 电阻为R1 C与D连入电路时电阻为R2 则R1 R2 4 1 故后者电流I2 4I1 A 作业 课本P671 2题 二 探究电阻的串联 并联和混联 2 总电阻 等效总电阻计算 1 基本性质 3 特点 1 串联电路 2 并联电路 两个电阻的并联能直接写出 2 总电阻 等效总电阻计算 1 基本性质 3 特点 串 并联电路的特点 在串 并联电路中 电路总功率等于各用电器消耗的功率之和 1 串联电路的总电阻大于任一部分的电阻 很小电阻与很大电阻串联 总电阻略大于很大电阻 对电路的影响基本由大电阻决定 3 多个电阻无论串联还是并联 其中一个电阻减小或增大 总电阻也随之减小或增大 关于总电阻计算的几个结论 2 并联电路的总电阻小于任一支路的电阻 且小于其中最小的电阻 很小电阻与很大电阻并联 总电阻略小于很小电阻 对电路的影响基本由小电阻决定 3 混联电路的简化技巧 3 电路中含有电容器的电路 在直流电路中 当电路达稳定状态时 可看作电容断路 则可将电容器及所含支路一同去掉 若是理想电表 RV RA 0 画等效电路时 电压表两端视作断路 电流表两端可视作短路 可直接用导线代替 1 在电路中连接电阻的导线其电阻一般看做零 故其长度可以任意伸长或缩短 2 电压表和电流表有电阻时 对电路会有影响 应把电表的电阻当作电路的一部分 画在等效电路中 例1 由4个电阻连接成的混联电路如图所示 已知R1 8 R2 4 R3 6 R4 3 求 1 ad两点间的电阻 2 如果把42V的电压加在电路两端 则通过每个电阻的电流是多少 图3 3 3 答 1 14 2 3A3A1A2A 2 已知如图 R1 6 R2 3 R3 4 则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为 1 2 6 3 图为分压器接法电路图 电源电动势为E 内阻不计 变阻器总电阻为r 闭合电键S后 负载电阻R两端的电压U随变阻器本身a b两点间的阻值Rx变化的图线应最接近于右图中的哪条实线 A B C D C 1 如图所示电路中 各电阻阻值已标出 当输入电压UAB 110V时 输出电压UCD V 题型训练 1 2 如图所示 P为一块均匀的半圆形薄电阻合金片 先将它按图甲方式接在电极A B之间 测出电阻为R 然后再将它按图乙方式接在C D之间 这时P的电阻为 A R B R 2 C R 4 D 4R 简析 将半圆形合金片从中间 图中虚线所示 割开 分成完全相同的两块 设每块电阻力R0 则图中甲连接方式相当于两个电阻并联 图乙连接相当于两个电阻串联 RAB R0 2 RRCD 2R0 4R D 3 图中电源电压U 5V 内阻不计 V1 V2 V3 三个电压表的内电阻相同 其中V1 V2的读数分别为3V 2V 试求电压表V3的读数 简析 V1表的读数大于V2表的读数 V1表通过的电流I1大于V2表通过的电流I2 并且等于V2表和V3表通过的电流之和 即I1 I2十I3 三个电压表的内阻相同 设为RV 则I1RV I2RV十I3RV得 V1 V2 V3V3 V1 V2 3V 2V 1V点评 电压表的示数为本身的电压值 此题是把三个电压表当成三个相同的电阻来讨论的 4 有三个电阻 其阻值分别为10 20 30 现在它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压 问 1 在总电路上可能获得的最大电流和最小电流之比为多少 2 对20 电阻来说 在各种可能连接方式中能使它获得最大功率的 有哪些连接方式 获得最小功率的有哪些连接方式 只要求画电路图表示 解析 如图所示 1 在电压不变的情况下 三电阻并联时总电阻最小 电流最大 三电阻串联时总电阻最大 电流最小 R并 60 11 R串 10 20 30 R串 60 I最大 I最小 R串 R并 11 2 使20 电阻获得最大功率的连接方式有 a b 是C 获得最小功率的连接方式 5 如图中三个R1 R2 R3 电流表的内阻忽略不计 则通过三个电阻的电流强度之比和两个电流表读数之比各为多少 原图可变换成附图所示电路 三个电阻组成并联电路 流过三个电阻电流强度之比 电流表A1和A2的读数之比 I1 I2 I3 1 R1 1 R2 1 R3 R2R3 R1R3 R1R2 I1 I2 I2 I3 I1 I2 R1 R2 R3 R3 R1 R2 5 下列说法正确的是 A 一个电阻R和一根理想的导线并联 总电阻为零B 电阻R和无穷大的电阻并联 总电阻为无穷大C 并联电路的总电阻一定小于并联支路的最小电阻D 在并联电路中任意支路的电阻增大或减小时 总电阻将随之增大或减小 4 将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2串联起来 则总电阻 A 很接近R1且略大于R1B 很接近R1且略小于R1C 很接近R2且略大于R2D 很接近R2 A ACD 6 某同学做三种导电元件的导电性能实验 他根据所测量数据分别绘制了三种元件的I U图像如图所示 则下述判断正确的是 A 只有乙图正确 D 对电路连接中电阻计算及部分电阻变化时总电阻变化特点的考查 C 甲 丙遵从欧姆定律 肯定不可能D 甲 乙 丙三个图都可能正确 并不一定有较大误差 B 甲 丙图的曲线肯定是偶然误差太大 解析 金属的电阻率随温度的升高而增大 丙图可能为金属导体 半导体材料的电阻率随温度的升高而减小 如甲图 某些线性元件的电阻率不随温度变化 如乙图 因此 甲 乙 丙三个图都可能正确 并不一定因误差引起 故选D 7 一个T形电路如图6所示 电路中的电阻R1 10 R2 120 R3 40 另有一测试电源 电动