【教育资料】2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-1学案：第二章第2讲对电阻的进一步研究学习专用

1、教育资源教育资源目标定位 1.通过伏安特性曲线，知道什么是线性元件和非线性元件.2.掌握串、 并联电路的电流和电压的特点.3.掌握电阻串、并联的计算一、导体的伏安特性1伏安特性曲线：用纵轴表示电流i、横轴表示电压u，画出的iu 图线叫做导体的伏安特性曲线2线性元件： 伏安特性曲线是通过原点的直线，即电流和电压成正比例的线性关系，具有这种伏安特性的元件叫做线性元件3非线性元件： 气态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，这种元件称为非线性元件深度思考金属导体的电阻随温度的升高会增大，它的伏安特性曲线是向上弯曲还是向下弯曲？为什么？答案向下弯曲，金属导体电阻随温度升高而增大，根

2、据iu 图象斜率可以反映出电阻的倒数，所以图线向下弯曲例 1如图 1 所示的图象所对应的两个导体：图 1 (1)电阻 r1r2为多少？(2)若两个导体中的电流相等(不为零 )时，电压之比u1u2为多少？(3)若两个导体中的电压相等(不为零 )时，电流之比i1i2为多少？解析(1)因为在 iu 图象中， r1k u i，所以 r11010351032，r210 10315 103 23，所以 r1r2223 31. (2)由欧姆定律得u1i1r1，u2i2r2，由于 i1 i2，则 u1u2r1r231. (3)由欧姆定律得i1u1r1，i2u2r2，由于 u1u2，则 i1i2r2r113.

3、教育资源教育资源答案(1)31(2)31(3)13 i u 图象与 ui 图象的区别1 坐标轴的意义不同：iu 图象中，横坐标表示电压u、纵坐标表示电流i；ui 图象中，横坐标表示电流i，纵坐标表示电压u. (2)图线斜率的意义不同iu 图象中，斜率表示电阻的倒数，ui 图象中，斜率表示电阻，如图 2所示，在图甲中r2r1，图乙中r2r1. 图 2 例 2如图 3 所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压u 和电流 i.图线上点 a 的坐标为 (u1，i1)，过点 a 的切线与纵轴交点的纵坐标为i2，小灯泡两端的电压为u1时，电阻等于 () 图 3 a.i1u1b.u1i1c.u1

4、i2d.u1i1i2解析由电阻的定义式rui可知， b 正确，其他选项错误要特别注意r u i. 答案b 若伏安特性为曲线，则i u 曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，曲线上各点切线的斜率无意义. 二、电阻的串联1串联电路：把电阻依次首尾相连，就组成了串联电路2串联电路的特点(1)串联电路的电流：串联电路中各个电阻上的电流相等；(2)串联电路的电压：串联电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和(3)串联电路的电阻：串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和(4)串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比深度思考(1)若 r1、r2组成串联电路，r1不变， r2增大时，串联的总电阻如何变化

5、？若r1? r2，串联的总电阻接近哪个电阻？(2)若 n 个相同的电阻r 串联，总电阻是多大？答案(1)增大接近 r2(2)nr例 3电阻 r1、r2、r3串联在电路中已知r110、r35 ， r1两端的电压为6v，r2两教育资源教育资源端的电压为12v，则 () a电路中的电流为0.6a b电阻 r2的阻值为20c三只电阻两端的总电压为21v d电阻 r3两端的电压为4v 解析电路中的电流iu1r1610a 0.6a，a 对；r2阻值为 r2u2i120.620 ，b 对；三只电阻两端的总电压ui(r1r2r3) 21v，c 对；电阻 r3两端的电压u3ir30.65v 3v，d 错答案ab

6、c 1 分析串联电路要抓住电流不变的特点. 2 串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻；当一个大电阻和一个小电阻串联时，串联电阻接近大电阻. 3 串联电路中任一电阻增大，总电阻增大. 三、电阻的并联1并联电路：把几个电阻并列地连接起来，就组成了并联电路2并联电路的特点(1)并联电路的电压：并联电路的总电压与各支路电压相等(2)并联电路的电流：并联电路的总电流等于各支路电流之和(3)并联电路的电阻：并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和(4)并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比深度思考(1)若 r1、r2组成并联电路，r1不变， r2增大时，并联的总电阻如何变化？若r1? r2

7、，并联的总电阻接近哪个电阻？(2)若 n 个相同的电阻r 并联，总电阻是多大？答案(1)增大接近 r1(2)rn例 4如图 4 所示的电路中，r12，r23，r34.图 4 (1)电路的总电阻是多少？教育资源教育资源(2)若流过电阻r1的电流 i13a，则通过r2、r3的电流分别为多少？干路电流为多少？解析(1)根据并联电路的特点电路中1r总1r11r21r3所以 r总1213.(2)由于 i1r1i2r2i3r3，所以 i2 2a i31.5a 干路电流ii1i2i3(321.5) a6.5a. 答案(1)1213(2)2a1.5a6.5a 1 分析并联电路要抓住电压不变的特点. 2 并联电

8、阻小于任一个分电阻；一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻. 3 并联电路任一电阻增大时，总电阻也随之增大. 1(对伏安特性曲线的认识)(多选 )某同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图5 所示的图象，根据图象，下列说法正确的是() 图 5 a导体甲的电阻大于导体乙的电阻b在导体乙的两端加1v 的电压时，通过导体乙的电流为0.1a c当通过导体甲的电流为0.9a 时，导体甲两端的电压为4v d将导体乙连接到电压为5v 的电源上时，通过导体的电流为0.5a 答案bd 解析iu 图象的斜率表示电阻的倒数，则r甲ui20.45 ，r乙20.210 ，

9、a错误；由iur，得当导体乙两端的电压为1 v 时， i1u1r乙110a0.1 a ，选项 b 正确；乙连接到电压为5 v 的电源上时， i2u2r乙510a0.5 a，选项 d 正确；由 uir，得当通过导体甲的电流为0.9 a 时，导体甲两端的电压uir甲0.95 v 4.5 v，选项 c 错误教育资源教育资源2(对伏安特性曲线的认识)小灯泡的伏安特性曲线如图6 中的 ab 段(曲线 )所示，由图可知，灯丝的电阻因温度的影响改变了() 图 6 a5b 10c1d6答案b 解析由电阻的定义式rui知， a 点电阻 ra30.1 30 ； b 点的电阻 rb60.1540 ，从而使 ab 段

10、电阻改变了10 ，故 b 正确3(串、并联电路的有关计算)电阻 r1与 r2并联在电路中，通过r1与 r2的电流之比为12，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() a12 b 21 c14 d41 答案b 4(串、并联电路的有关计算)由四个电阻连接成的电路如图7 所示 r18，r24，r36，r43.图 7 (1)求 a、 d 之间的总电阻；(2)如果把 42v 的电压加在a、d 两端，则通过每个电阻的电流是多少？答案见解析解析(1)由题图可知rcdr3r4r3r46 36 32.故 radr1r2 rcd84 214.(2)由欧姆定律知iurad421

11、4a3a，即为通过r1、r2的电流设通过r3、r4的电流分别为i3、i4，则由并联电路电压相等，得i3r3i4r4，又 i3i43a，解得 i31a，i4 2a. (时间： 60 分钟 ) 题组一对伏安特性曲线的理解1某同学做三种电学元件的导电性实验，他根据所测量的数据分别绘制了三种元件的iu图象，如图1 所示，则下述判断正确的是() 图 1 a只有乙图正确b甲、丙图的曲线肯定是偶然误差太大教育资源教育资源c甲、丙不遵从欧姆定律，肯定错误d甲、乙、丙三个图象都可能正确，并不一定有较大误差答案d 解析由于三种电学元件可能是线性的，也可能是非线性的，故其iu 图象可能是直线，也可能是曲线，故d 正

12、确2(多选 )将阻值为r 的电阻接在电压为u 的电源两端，则描述其电压u、电阻 r 及流过r的电流 i 间的关系图象中正确的是() 答案cd 解析电阻的阻值不随u、i 的变化而改变，但电压u 与电流 i 成正比， c、d 正确3如图 2 所示， a、b、c 为三个通电导体的iu 关系图象由图可知，电阻最大的导体是_；若在导体b 两端加上 10v 电压时，通过导体b 的电流是 _图 2 答案c2.5a 解析由 iu 图象知， 电阻最大的应该是斜率最小的，所以电阻最大的导体是c.其中导体b的电阻 rb4v1.0a 4，所以在导体b 两端加 10v 电压时，通过导体b的电流为2.5a. 4(多选 )

13、某导体中的电流随其两端电压的变化如图3 所示，则下列说法中正确的是() 图 3 a该元件是非线性元件，不能用欧姆定律计算导体在某状态下的电阻b加 5v 电压时，导体的电阻约是0.2 c加 12v 电压时，导体的电阻约是8d由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断增大答案cd 解析该元件是非线性元件，但仍能用欧姆定律计算导体在某状态下的电阻，故a 错误；由题图可知，当加5 v 电压时，通过导体的电流为1.0 a，根据欧姆定律可得导体此时电阻rui5 ，所以 b 错误；同理当加12 v 电压时，电流为1.5 a，电阻等于8 ，所以 c 正确；由题图知，随着电压的增大，图象上的点与原点连线的斜率减小

14、，此斜率等于电阻的倒数，则知导体的电阻不断增大，故d 正确题组二串联电路的特点及有关计算5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，则总电阻教育资源教育资源() 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且略小于r2答案a 6(多选 )电阻 r1、r2、r3串联在电路中，已知r110， r35. r1两端的电压为6v，r2两端电压为12v，则 () a电路中的电流为0.6a b电阻 r2的阻值为20c三只电阻两端的总电压为15v d电阻 r3两端的电压为4v 答案ab 解析电路中电流iu1r1610a0.6a ，a 对；r2

15、的阻值 r2u2i120.6 20 ，b 对；三只电阻两端的总电压ui(r1r2 r3)21v， c 错；电阻 r3两端的电压u3ir30.65v3v，d 错7r110，r220，r1允许通过的最大电流为1.5a，r2两端允许加的最大电压为10v，若将它们串联，加在电路两端的最大电压可以是() a45vb 5vc25vd 15v 答案d 解析r2的最大电压为u210v， r2允许通过的最大电流为0.5a，与 r1串联后，由电压与电阻成正比，故r1两端电压u1r1r2u25v 总电压u u1u215v故 d 正确题组三并联电路的特点及有关计算8已知通过三个并联支路的电流之比i1i2i3 123，

16、则三个并联支路的电阻之比r1r2r3为() a632 b 236 c123 d231 答案a 解析三个并联支路的电压相等，根据欧姆定律iur得，电流 i 与电阻 r 成反比电流之比i1i2i3123，则电阻之比r1r2r3 632，故选 a. 教育资源教育资源9如图 4 所示的电路中，r0为定值电阻， r 为滑动变阻器移动滑片p，电路的总电阻会发生变化下列叙述正确的是() 图 4 ap 向左滑动时总电阻将减小bp 向右滑动时总电阻将减小cp 滑到最左端时总电阻为r0dp 滑到最右端时总电阻为零答案a 解析根据并联电路总电阻特点可知，p 向左滑动时，电阻r 减小，并联电阻将减小，a 正确；p 向

17、右滑动时，电阻r 增大，总电阻将增加，b 错误； p 滑到最左端时，电阻r0被短路，故总电阻为零，c 错误； p 滑到最右端时，总电阻最大，d 错误10电阻 r1阻值为6 ，与电阻r2并联后接入电路中，通过它们的电流之比i1 i223，则电阻 r2的阻值和总电阻的阻值分别是() a4 ， 2.4 b 4 ，3.6 c9 ， 3.6 d9 ，4.5 答案a 解析因 r1、r2并联，所以i1i2r2r1故 r24，r总r1 r2r1r22.4 ，a 对11三个阻值都为r 的电阻，它们任意连接、组合，得到的电阻值不可能是() a0.5rb 3rc1.5rd.23r答案a 解析全部串联r1 3r，全部

18、并联r2r3； 两并一串r3rr21.5r.两串一并 r42r r2rr23r，综上可知b、c、d 均可能， a 不可能12四个相同的灯泡按如图5 所示连接，关于四个灯泡的亮度，下列结论中正确的是() 图 5 教育资源教育资源aa 灯、 b 灯一样亮， c 灯次之， d 灯最暗ba 灯最亮、 c 灯次之， b 与 d 灯最暗且亮度相同ca 灯最亮、 b与 c 灯一样亮， d 灯最暗da 与 b 灯一样亮， c 与 d 灯一样亮，但比a 与 b灯暗些答案b 解析电路连接的特点是：b 灯与 d 灯串联后和c 灯并联再和a 灯串联， a 灯在干路上通过它的电流最大，a 灯最亮， c 灯中的电流大于b 与 d 灯中的电流， c 灯较亮， b 灯与 d 灯最暗且亮度相同，综合以上分析得b 正确， a、c、d 错误题组四综合应用13.如图 6 所示电路中的a、b 两端加有电压u，若 r12， r24，r3 3，通过它们的电流与电阻两端电压分别为i1、i2、i3和 u1、u2、u3，则 i1i2i3为多大？ u1u2u3为多大？图 6 答案112123 解析由题图看出，电阻r1与 r2串联，电流相等，即 i1i2，根据欧姆定律uir 得知，u