第7讲电阻电压的测量（讲义）（8考点5题型）

第7讲电阻电压的测量TOC\o"13"\h\z\u考点一、电阻 2考点二、影响电阻大小的因素 2考点三、变阻器 2考点四、滑动变阻器 2考点五、电压 3考点六、用电压表测量电压 4考点七、探究串联电路中电压规律的实验 5考点八、探究并联电路中电压规律的实验 5TOC\o"44"\h\z\u题型1电阻定义影响电阻大小的因素 6题型2导体半导体绝缘体 9题型3变阻器的工作原理滑动变阻器的连接 12题型4电压电压表的使用 14题型5串并联电路的电压特点 16考点一、电阻（1）物理意义：表示导体对电流阻碍作用的大小，用字母R表示.（2）性质：不同的导体，电阻一般不同，所以电阻是导体的一种性质.（3）单位：国际单位为欧姆，简称欧，符号是Ω.常用的单位还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）.换算关系：1kΩ=103Ω，1MΩ=106Ω.考点二、影响电阻大小的因素（1）为了比较电阻的大小，在电压一定的情况下，比较通过不同导体的电流大小，这叫转化法。（2）物理学中对于多变量的问题，常常采用控制变量个数，只让一个因素改变的办法，把多因素的问题变成单因素的问题，分别加以研究，最后再综合解决，这叫控制变量法。（3）导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积、和温度.考点三、变阻器（1）原理：通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变电阻.（2）分类：常见的变阻器有滑动变阻器、电阻箱和电位器.考点四、滑动变阻器（1）构造：滑动变阻器是用电阻丝绕在绝缘管上制成的.（2）电路图符号：变阻器在电路图中用符号表示.（3）某滑动变阻器的铭牌上标有“100Ω1.5A”字样，其中“100Ω”表示滑动变阻器的最大阻值是100Ω，“1.5A”表示滑动变阻器允许通过额最大电流是1.5A。（4）作用：改变连入电路的电阻大小，改变电路中的电流，控制部分电路两端的电压，有时还起到保护电路的作用.（5）使用方法A.串联在电路中，连接时要接“一上一下”的接线柱。也就是应从电阻丝两端的两个接线柱和金属棒的两个接线柱各选一个串联在电路中；B.弄清滑片移动时，变阻器接入电阻线长度怎样变化，电阻怎样改变，电路中电流怎样变化？C.使用前要了解铭牌。铭牌上标有变阻器的最大电阻值和变阻器允许通过的最大电流值。D.使用前应将滑片放在变阻器阻值最大位置。注意：接“同上”两个接线柱时，作导线用，电阻为0；接“同下”两个接线柱时，作定值电阻用，接入是的最大电阻。这两种接法都不能改变电阻。考点五、电压（1）电压是形成电流的原因，电压这个物理量用符号U表示.（2）电压的单位是伏特，简称伏，用符号V表示.常用的电压单位还有kV和mV，（3）单位换算：1kV=103V=106mV.（4）电源是提供电压的装置，它可以将其他形式的能转化为电能.（5）常见电压：一节干电池是1.5V，电池是3.7V，人体安全电压是不高于36V，中国家庭电路电压是220V.考点六、用电压表测量电压1.测量电压的仪表是电压表。在电路图中的符号是.2.认识电压表：根据什么标志确认电压表？刻度盘上标有V,有3个接线柱，分别是、3、15。①使用、3两个接线柱时，量程：03V,每大格1V,每小格0.1V（分度值）②使用、15两个接线柱时，量程：015V,每大格5V,每小格0.5V,（分度值）3.电压表的使用：A.使用前应先检查指针是否对准零刻度线，如有偏差，需用零点调节器将指针调到零位。B.（1）电压表必须并联在待测电路的两端，（2）应使电流从电压表“+”接线柱接入，从“—”的接线柱流出。（3）被测电压的大小不能超过电压表的量程，被测电压若超过电压表的量程，会使电压表烧坏。4.电压表的读数方法：首先确认选用的量程，其次确认分度值，然后确认电压表的指针所指的刻度，最后读数。考点七、探究串联电路中电压规律的实验（1）分别把电压表连在如图所示电路中的AB两点、BC两点、AC两点，画出电压表，并标出正、负极.(2)通过对实验数据的分析可以得出串联电路中电压规律，用公式表示为U总=U电源=UAC=UAB+UBC.考点八、探究并联电路中电压规律的实验（1）如图所示，灯L1与灯L2并联，要利用这个电路探究并联电路电压的规律，至少要用电压表进行三次测量：画出三次测量的电路图。①第一次：将电压表并联在A、B两点，测出灯L1两端的电压U1；②第二次：将电压表并联在C、D两点，测出灯L2两端的电压U2；③第三次：将电压表并联在E、F两点，测出电源电压U3.（2）分析实验数据得出结论：并联电路中，各支路两端的电压相等，都等于电源电压.用公式表示为U总=U电源=U3=U1=U2用表格总结串并联电路电压的规律连接规律串联电路（两个电阻）并联电路（两个电阻）电压规律串联电路中电路两端总电压，等于各部分电压之和并联电路中各支路两端的电压相等，都等于总电压。表达式U=U1+U2+……U=U1=U2=……题型1电阻定义影响电阻大小的因素一根粗细均匀的电阻丝，其电阻为R。将它均匀拉长为原来的2倍，则其电阻变为（）A．0.5R B．R C．2R D．4R【解答】解：当导体的长度拉长到原来的2倍时，其材料和体积均不变，则横截面积变为原来的12；而导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，所以此时导体的电阻变为原来的4倍，即4R故选：D。（2023秋•湖州期末）有一块长方体铁块，如图所示，分别沿不同方向接入电路，则（）A．沿AB方向接入电路时电阻最大 B．沿CD方向接入电路时电阻最大 C．沿EF方向接入电路时电阻最大 D．沿各个方向接入电路时电阻一样大【解答】解：已知导体的材料一定时，电阻与长度成正比，与横截面积成反比；由图示可知，沿CD方向接入电路时，长度最短，横截面积最大，因此电阻最小；沿EF方向接入电路时，长度介于AB，CD之间，横截面积介于AB、CD之间，电阻小于RAB大于RCD；沿AB方向接入电路时，长度最长，横截面积最小，电阻最大。故选：A。（2023秋•拱墅区期末）小乐做“探究导体电阻大小与导体长度的关系”实验时，电源电压恒定，待用电阻丝的规格如表（忽略电阻丝电阻随温度变化的影响）。在如图所示电路的A、B两点间接入待用电阻丝。序号材料长度横截面积1炭钢合金丝LS2镍铬合金丝2LS3镍铬合金丝L2S4镍铬合金丝2L2S（1）小乐应选择序号为的两根电阻丝来研究。（2）小乐还可利用表中材料做另一个探究实验：探究导体电阻大小与导体的关系，应该选择序号为的两根电阻丝来做实验。【解答】解：（1）要探究导体电阻大小与导体长度的关系，根据控制变量法的思路，应该选择材料和横截面积都相同的两根电阻丝。从表格中可知，序号3和序号4的材料、横截面积都相同，而长度不同，所以应选择序号3与序号4的两根电阻丝来研究；（2）从表中所给电阻丝的规格看，不能探究电阻与材料的关系，因为要探究电阻与材料的关系，必须保证两根电阻丝的长度和横截面积都相同，而表格中序号2、3、4没有一个和序号1的长度、横截面积都相同；从表中所给电阻丝的规格看，可以探究电阻与横截面积的关系，要探究电阻与横截面积的关系，必须保证两根电阻丝的材料和长度都相同，序号2和4的材料、长度都相同，只有横截面积不同。故答案为：（1）3与4；（2）横截面积；2和4。（2023秋•长兴县校级期末）小浔为了比较萝卜、土豆、番薯的导电能力，将它们切成大小相同的长方条，分别接在如图甲所示的电路a、b之间。（1）该实验的探究目的类似于课本中“探究导体电阻大小与的关系”。（2）实验设计中，小浔想通过观察比较来比较三者导电能力的大小，这种研究方法叫（填“等效替代法”或“转换法”）。（3）在实际操作过程中，小浔发现实验现象不明显，无法达到实验目的。他通过查阅资料发现，有一种电波感应器（如图乙所示），能向物体发射电波，并根据物体反射回来的电波强弱来判断物体的导电能力，物体对电波反射越弱，则导电能力越强。若向萝卜、土豆、番薯发射相同强度的电波，反射回来的电波结果如表所示（“+”号越多表示电波越强），则萝卜、土豆、番薯中导电能力最强的是。实验材料感应器接收到反射回来的电波强弱萝卜++++土豆+++++++番薯++【解答】解：（1）该实验设计中导体的长度和横截面积相同，但材料不同，故思路类似课本中“研究影响导体电阻大小与材料有关”；（2）通过观察比较灯的亮度来判断导电能力大小，运用了转换法；（3）因物体对电波吸收越大，导电能力越强，由表中数据知，蕃薯反射回来的电波最弱，蕃薯对电波吸收最强，土豆反射回来的电波最强，土豆对电波吸收最弱，因物体对电波吸收越大，导电能力越强，故萝卜、土豆、蕃薯的导电能力强弱关系为：蕃薯＞萝卜＞土豆。故答案为：（1）材料；（2）灯的亮度；转换法；（3）蕃薯。题型2导体半导体绝缘体（2023秋•临海市校级期中）某兴趣小组采用如图所示电路探究导体电阻大小与长度的关系，下列说法正确的是（）A．AB间接入的待测导体材料是导电能力超强的超导材料 B．AB间接入的待测导体材料是导电能力较差的合金线 C．小灯泡越亮，说明被研究导体的电阻越大 D．该实验只需控制导体的横截面积相同【解答】解：探究导体电阻大小与长度的关系时，要求接入导体在长度变化时其电阻变化较大；A、导电能力超强的超导材料，电阻为零，不能探究导体电阻大小与长度的关系，故A错误；B、导电能力较差的合金线，在长度变化时其电阻变化较大，适合做电阻丝，能探究导体电阻大小与长度的关系，故B正确；C、小灯泡越亮，表明通过小灯泡的电流越大，根据欧姆定律可知，电路的电阻越小，即被研究导体的电阻越小，故C错误；D、探究导体电阻大小与长度的关系时，需要控制导体的材料、横截面积相同，故D错误。故选：B。（2021•湖州）2020年10月15日，《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料，向创造没有电阻的高效电力系统迈出了重要一步。超导材料可以应用在（）A．电热毯 B．电动汽车动力系统 C．电热水壶 D．充电暖手宝【解答】解：ACD、超导体电阻为零欧姆，电流流过超导体时，不会发热，ACD都是利用的电流的热效应工作的，故ACD错误；B、超导体在通电过程中，电能没有损失，因此可以用超导体制作汽车动力系统的线圈，故B正确。故选：B。（2024•杭州二模）小郑看到老师在课堂上先用小刀在铅笔芯上削出如图甲所示的一个凹槽；再将铅笔芯放在一节电压为9伏的方块电池正负极两端（如图乙所示）；然后将火柴头放在铅笔芯的凹槽上（如图丙所示）；过一会儿，发现火柴被点燃了（如图丁所示）。请回答下列问题：（1）铅笔芯属于。（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）（2）请你结合题干信息，运用所学知识，解释放在铅笔芯凹槽上的火柴过一会儿能被点燃的原因。【解答】解：（1）铅笔芯容易导电，为导体；（2）铅笔芯各部分是串联，电流相等，当电流通过铅笔芯时会发热，且凹槽处截面积小，电阻大，根据Q＝I2Rt可知，时间越长，电阻越大产生的热量越多，铅笔芯的温度越高。当温度达到火柴的着火点后，火柴就会被点燃。故答案为：（1）导体；（2）铅笔芯各部分是串联，电流相等，当电流通过铅笔芯时会发热，且凹槽处截面积小，电阻大，根据Q＝I2Rt可知，时间越长，电阻越大产生的热量越多，铅笔芯的温度越高。当温度达到火柴的着火点后，火柴就会被点燃。（2024•鹿城区模拟）有一种特殊的半导体电阻，它的电阻RT随着温度T变化曲线，如图（甲）所示。某同学使用这种电阻为烤箱设计了一个温控电路，如图（乙）所示。温控电路由控制电路和工作电路两部分组成。在控制电路中，定值电阻R0＝10Ω，电阻RT与电压鉴别器并联，电压鉴别器相当于电压表，电源电压可调节。现将电源电压U控调到9V，当电压鉴别器两端的电压达到6V以上时，电压鉴别器会自动将工作电路开关S断开。工作电路的电压为220V，电热丝R1＝100Ω。求：（1）工作电路正常工作的电功率；（2）烤箱内温度达到60℃时，电压鉴别器两端的电压UT；（3）调节控制电路中的电源电压U控为8V，电压鉴别器自动断开开关S时，烤箱内的温度。【解答】解：（1）由图乙可知，工作电路只有R1工作，工作电路正常工作的电功率：P=U2（2）由图乙可知，控制电路中，R0和RT串联，由图甲可知，当烤箱内温度达到60℃时，电阻RT的阻值为10Ω，则控制电路的总电阻：R＝R0+RT＝10Ω+10Ω＝20Ω，控制电路的电流：I=U控由I=UR可知，电压鉴别器两端的电压UT＝IRT＝0.45A×10Ω＝（3）控制电路中的电源电压U控为8V，电压鉴别器自动断开开关S时，R0两端的电压：U0＝U控′﹣UT′＝8V﹣6V＝2V，此时电路中的电流：I′=U0由I=UR可知，RT此时的电阻：RT′=U由图甲可知，当RT的电阻为30Ω时，烤箱内的温度为180℃。题型3变阻器的工作原理滑动变阻器的连接（2024•义乌市校级三模）电动汽车利用旋钮变阻器实现对转速的控制，车速仪由电路中的电流表改装，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。驾驶员踩下“油门”，旋钮滑片逆时针转动，车速仪示数变大。则与M、N相连接的是（）A．E和F B．O和E C．O和F D．以上接法均可【解答】解：由题意可知，驾驶员踩下“油门”，旋钮滑片逆时针转动，此时车速仪示数变大，电路中的电流变大，根据欧姆定律，电路的总电阻变小，则变阻器连入电路的电阻变小，如果接线柱M接O点，则接线柱N应该接E点。故选：B。（2023秋•绍兴期末）如图所示，图乙为滑动变阻器结构示意图，当滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，图甲中电流表示数变小，则滑动变阻器接入电路的接线柱是流表示（）A．C和D B．A和B C．C和B D．A和D【解答】解：滑动变阻器的滑片P向左移动过程中，电路中的电流变小，说明滑动变阻器接入电路的电阻变大，故可判断滑片的右边的电阻丝接入电路，由电路图可知，必须选下方B，上方任意选一个，故C正确。故选：C。根据电路图连接实物图是一项重要的实验技能。下列滑动变阻器的连接方式与电路图相对应的是（）A． B． C． D．【解答】解：根据电路图可知，滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大；滑动变阻器采用一上一下的接法，所以滑动变阻器应接上方一个接线柱、下方的左侧接线柱，故C正确；A接了上方两个接线柱，滑动变阻器接入电路的电阻为0，移动滑片，电阻不变；B接了下方两个接线柱，滑动变阻器接入电路的电阻最大，移动滑片，电阻不变；D中滑片右移，滑动变阻器接入电路的电阻变小；故ABD错误。故选：C。（2023•镇海区模拟）一位同学设计了一个风力测定仪，如图所示，O是转动轴，OC是金属杆，下面连接着一块受风板。无风时OC是竖直的，风越强，OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻，P点是金属杆与弧形电阻相接触的点，电路中接有一个小灯泡，测风力时，闭合开关S．通过分析可知：金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于一个，观察可以粗略地反映风力的大小。若要提高该装置反映风力大小的性能，可采取的方法是。【解答】解：（1）无风时OC是竖直的，连入电路的电阻是AB段，有风时，OC杆偏转一定的角度，连入电路的电阻变为BP段，连入电路的电阻随风的大小而改变，风力测定仪相当于滑动变阻器。（2）风越强，OC杆偏转的角度越大，BP段越小，电阻变小，电源电压不变，电路中的电流变大，灯泡越亮，所以通过灯泡的亮度判断风力的大小。（3）观察灯泡的亮度的微小变化，眼睛不能判断，所以电路中串联一个电流表能准确反映风力的大小，提高风力测定仪的性能。故答案为：滑动变阻器；灯泡亮度；在电路中串联一个电流表。题型4电压电压表的使用（2023秋•义乌市期末）如图所示电路，当闭合开关后，电压表测量的是（）A．电源电压 B．灯L1两端的电压 C．灯L2两端的电压 D．灯L1和L2两端的电压的总电压【解答】解：因为两个灯是依次连接的，故两灯串联连接；因为电压表并联在L2两端，所以电压表测量L2两端的电压，故C正确。故选：C。（2023秋•拱墅区期末）小乐在实验室里连接了如图所示的电路，则有（）A．小灯泡并联，电压表测电源电压 B．小灯泡串联，电压表测L2两端的电压 C．若灯泡L1短路，则电压表示数为零 D．若灯泡L2短路，则电压表示数为3V【解答】解：AB、由实物电路可知，电流从电源正极出发，依次经过开关、灯泡L1、灯泡L2，最后回到负极，电压表并联在L2两端，所以电压表测量的是L2的电压，两灯泡串联，此时两个小灯泡都发光，故A错误，B正确。C、若灯泡L1短路，L1的电压为0，根据串联电压特点知，则电压表示数为电源电压，图中两节干电池，大约3V，故C错误；D、若灯泡L2短路，L2的电压为0，电压表示数为零，故D错误。故选：B。如图所示，某兴趣小组用电压表来测量自制水果电池两端的电压。下列说法正确的是（）A．铁片是水果电池的正极 B．该水果电池的电压是3V C．两个水果电池串联后可提供更高电压 D．水果电池中正电荷从铜片向铁片移动【解答】解：A、图中电压表的指针正向偏转，说明电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出，即电压表的正接线柱与电源的正极相连，其负接线柱与电源的负极相连，因此铜片为水果电池的正极，铁片为水果电池的负极，故A错误；B、由图知电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，则水果电池的电压为0.6V，故B错误；C、两节电池串联时，总电压等于各个电池电压之和，所以两个相同水果电池串联后可提供更高电压，故C正确；D、水果电池中负电荷是从正极流向负极，即从铜片向铁片移动，正电荷是从负极流向正极，即从铁片向铜片移动，故D错误。故选：C。（2023秋•莲都区期末）在水深超过200m的深海，光线极少，能见度极低。有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，获取食物，威胁敌害，保护自己。（1）电鳗两侧的肌肉，是由成千上万枚肌肉薄片组成的，每枚肌肉薄片像一个小电池，只能产生150毫伏的电压，但近万个“小电池”联起来，就可以产生很高的电压。（2）电鳗中枢神经系统中有专门的细胞来监视感受器的活动，并能根据监视分析的结果指挥电鮼的行为。电鳗遇到敌害时，迅速放电的反应属于。【解答】解：（1）电鳗两侧的肌肉，是由成千上万枚肌肉薄片组成的，每枚肌肉薄片像一个小电池，只能产生150毫伏的电压，但近万个“小电池”串联联起来，就可以产生很高的电压；（2）先天性行为是动物生来就有的，由动物体内的遗传物质所决定的行为；电鳗中枢神经系统中有专门的细胞来监视感受器的活动，并能根据监视分析的结果指挥电鮼的行为，电鳗遇到敌害时，迅速放电的反应属于先天性行为。故答案为：（1）串联；（2）先天性行为。题型5串并联电路的电压特点（2023秋•长兴县月考）如图所示电路，开关闭合时两个小灯泡正常发光，两个电压表指针均指在如图所示位置，L1、电源的电压分别为（）A．1.4V；7.4V B．1.4V；7V C．1.4V；1.4V D．5.6V；7V【解答】解：由电路图可知，闭合开关后，两灯串联，电压表V1测电源电压；电压表V2测L2两端的电压，由串联电路的电压特点可知，电压表V1的示数应大于电压表V2的示数；而两个电压表指针位置相同，所以电压表V1选用的