高中物理 2.2 对电阻的进一步研究课件 粤教版选修31.ppt

第二节对电阻的进一步研究,第二章电路,学习目标1.了解导体的伏安特性2了解二极管具有单向导电性，能识别其外形和符号3理解串联电路和并联电路的特点以及电流、电压的分配关系,第二章电路,一、导体的伏安特性1.a、b两导体的iu图线如图所示，a、b是线性元件还是非线性元件？提示：元件a的iu线是直线,表示电流与电压成正比例的线性关系,a是线性元件;元件b的iu线是曲线,表示电流与电压成非线性关系,b是非线性元件2对电阻一定的导体，ui图和iu图两种图线都是过原点的倾斜直线，图象的斜率表示的物理量相同吗？提示：不相同，ui图线的斜率表示导体电阻，而iu图线的斜率表示导体电阻的倒数,1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iu图线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_与_的关系,电流,电压,2线性元件金属导体的伏安特性曲线是一条过原点的直线，即电流与电压成正比例的线性关系具有这种伏安特性的元件叫_，通常也叫纯电阻元件，欧姆定律适用于该类型电学元件3非线性元件气体导体和二极管等器件的伏安特性曲线不是直线，欧姆定律不适用，这种元件称为_二极管具有单向导电性当二极管两端加上_电压，即正极的电势比负极高时，流过二极管的电流很大；当二极管加上反向电压时，流过二极管的电流很小二极管由半导体材料制成，其电阻率随温度的升高而减小，故其伏安特性曲线不是直线,线性元件,非线性元件,正向,二、电阻的串联1串联电路中的电流处处_，即ii1i2i3in.2串联电路的总电压等于各部分电路两端电压_，即u_,相同,之和,u1u2u3un,r1r2r3rn,4每年春节期间，大街小巷的树上都挂满了装饰用的串串小彩灯，这些小彩灯的额定电压一般只有几伏，但大多数都使用了220v的家用照明电路，这些小彩灯是怎样连接的？提示：串联,2n个电阻值为r的相同电阻串联，总电阻为_,正比,nr,三、电阻的并联1并联电路中各支路两端电压_，即u1u2u3un.2并联电路中的总电流等于各支路电流_，即i_3并联电路的等效总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之_，即_,相等,之和,i1i2i3in,和,1并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成_，即：i1r1i2r2inrnu.2n个电阻值为r的相同电阻并联，总电阻为_,反比,伏安特性曲线,1.导体的伏安特性曲线：用纵坐标表示电流i、横坐标表示电压u、画出的iu图象如图所示2作用：直观地反映出导体中的电流与导体两端电压间的关系3特点：通过坐标原点的直线4图线斜率的意义：在iu图象中，斜率的倒数表示电阻,在ui图象中斜率表示电阻5线性元件：伏安特性曲线为直线的电学元件,6非线性元件：伏安特性曲线不是直线的电学元件半导体是非线性元件，其伏安特性曲线如图所示,(双选)某导体中的电流随其两端电压的变化而变化，如图所示，则下列说法中正确的是()a该元件是非线性元件，所以不能用欧姆定律计算导体在某状态时的电阻b加5v电压时，导体的电阻约是5c由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小d由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小,bd,思路点拨求解本题应从以下三点思考：(1)由伏安特性曲线可知，导体是非线性元件(2)某状态下电阻适用于欧姆定律(3)根据各点与坐标原点连线的斜率变化判断导体电阻变化,1(单选)金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”，所以可以利用铂的电阻随温度变化的性质制成铂电阻温度计，如图所示的iu图象中能表示金属铂的电阻情况的是(),c,解析：铂属于金属导体，其电阻率将随温度的升高而增大，当有电流通过时，由于热效应，所以导体的温度升高，并且电流越大，温度越高，电阻也将越大在iu图线中各点的切线斜率表示电阻的倒数，故电阻增大时，iu图线斜率应减小，故c正确，a、b、d错误,串、并联电路的基本特点,在串联电路中，各处的电流相等，即ii1i2in,并联电路的总电流等于各支路电流之和,即ii1i2in,串联电路的总电压等于各部分电压之和，即uu1u2un,并联电路中各支路的电压相等，即uu1u2un,串联电路的等效总电阻为各电阻值之和，即rr1r2rn,电流分配关系：各支路电流跟它们的电阻成反比，即i1r1i2r2inrnu,(1)n个相同的电阻r串联后的总电阻r总nr(2)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路电阻,特别提醒：(1)电阻串联起分压作用，电阻并联起分流作用.(2)电阻越串越大，越并越小(3)无论串联、并联还是混联，只要其中一个电阻增大，总电阻一定增大；只要其中一个电阻减小，总电阻一定减小,(单选)如图所示，4只电阻串联于某电路中，已测出uac9v，ubd6v，r2r4，则uae为()a3vb7.5vc15vd条件不足，无法判定思路点拨对于单一的串、并联电路,首先判断电路的结构特点，其次根据串、并联电路的基本特点进行分析与计算.解析因为是串联电路，所以各电阻中的电流相等，设为i,则uaci(r1r2)；ubdi(r2r3)，uacubdi(r12r2r3)，因为r2r4，所以ubduce，则uaei(r1r2r3r4)uacubd15v.,c,2(单选)下列说法不正确的是()a一个电阻r和一根电阻为零的理想导线并联，总电阻为零b并联电阻的总电阻一定小于并联支路中最小的电阻c在并联电路中，任意支路电阻增大或减小时，总电阻将随之增大或减小d电阻r和阻值无穷大的电阻并联，总电阻为无穷大,d,1两种接法的比较,滑动变阻器的两种接法,滑动触头在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大,滑动触头在最左端，即开始时r上得到的电压为零,0u,2.两种接法的连线特点(1)分压式接法中必须有三个接线柱接入电路，且是“两下一上”即将变阻器瓷筒上的两个接线柱和金属杆上的任意一个接线柱接入电路，变阻器的任何部分不短路(2)限流式接法可以只接入两个接线柱，“一上一下”，即将瓷筒上的一个接线柱和金属杆上的一个接线柱连入电路，有时从形式上看，好像是瓷筒上的两个接线柱和金属杆上的一个接头连入电路，但金属杆将变阻器的部分电阻短路，其实质还是利用了“一上一下”两个接头,3两种接法的选择由于限流式接法电路简单，耗能低，所以通常采用滑动变阻器的限流式接法，但在以下三种情况中，必须选择分压式接法：(1)当待测电阻或负载电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须选用分压电路,(2)若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过负载电阻或电表的额定值时，只能采用分压式接法(3)要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续调节时(如测定导体的伏安特性)，即大范围内测量时，必须采用分压式接法,(10分)如图所示,滑动变阻器的总电阻r1000,a、b两端电压u100v，调节滑片p使其下部电阻r1400.(1)空载时，c、d两端电压多大？(2)在c、d间接入一个rs400的电阻，c、d两端的电压多大？思路点拨空载即c、d间不接任何用电器，接入电阻rs后,它与r1并联，r1、rs并联后与r2串联分压,答案(1)40v(2)25v名师点评含有滑动变阻器电路的分析、计算，可把滑动变阻器分成两部分,画出等效电路,根据串、并联电路的特点分析、计算.,3(单选)如图所示,a、b间电压恒为u，当滑动变阻器的滑片p逐渐向a端移动的过程中灯泡上的电压数值()a一直为ub一直为0c逐渐增大到ud逐渐增大到0解析：滑动变阻器为分压式接法，灯泡两端的电压在0u范围内变化，选项c正确,c,串、并联电路的分析技巧范例(双选)一个t型电路如图所示，电路中的电阻r110，r2120，r340.另有一电压为100v的恒压测试电源，则()a当c、d端短路时，a、b之间的等效电阻是40b当a、b