第十六章电压电阻 知识点归纳与练习

本章我们将深入探讨电路中两个非常重要的物理量——电压和电阻。电压是形成电流的原因，而电阻则反映了导体对电流阻碍作用的大小。理解这两个概念及其规律，是我们分析和设计电路的基础。本章的学习，不仅需要掌握基本概念和公式，更要注重在实际电路中的应用与辨析。一、电压1.电压的作用与概念电荷的定向移动形成电流，而要使电荷发生定向移动，电路两端必须存在电压。电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因。电源的作用就是提供电压，例如干电池、蓄电池、发电机等都是常见的电源。我们可以类比水流的形成来理解电压：水压是形成水流的原因，而电压则是形成电流的原因。2.电压的符号和单位电压通常用字母U表示。其国际单位是伏特，简称伏，符号是V。常用的单位还有千伏（kV）和毫伏（mV）。它们之间的换算关系为：1kV=1000V，1V=1000mV。一些常见的电压值需要我们有所了解：一节干电池的电压通常是1.5V；一节铅蓄电池的电压是2V；我国家庭电路的电压是220V；对人体安全的电压不高于36V。3.电压的测量——电压表测量电压的仪器是电压表。电压表的电路符号是`V`。电压表的使用规则：*校零：使用前应检查指针是否指在零刻度线处，若不在，需进行校零。*量程选择：根据被测电压的大小选择合适的量程。如果不能估计被测电压的大小，应先选用大量程进行试触，观察指针偏转情况，再选择合适的量程。*连接方式：电压表必须并联在被测电路的两端，即与被测用电器或电源并联。*“+”“-”接线柱的接法：电流必须从电压表的“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出，否则指针会反向偏转，可能损坏电压表。*可以直接接电源：电压表内阻很大，在不超过其量程的情况下，可以直接并联在电源的两极上，此时测量的是电源电压。4.串、并联电路中电压的规律串联电路的电压规律：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。公式表达：U_总=U₁+U₂+...+U_n并联电路的电压规律：并联电路中各支路两端的电压相等，且等于电源电压。公式表达：U_总=U₁=U₂=...=U_n这些规律是通过大量实验得出的结论，是分析串联和并联电路的重要依据。二、电阻1.电阻的概念导体对电流的阻碍作用叫做电阻。电阻是导体本身的一种性质。不同的导体，电阻一般不同。电阻通常用字母R表示。2.电阻的单位电阻的国际单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。常用的单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）。换算关系：1kΩ=1000Ω，1MΩ=1000kΩ。3.影响电阻大小的因素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、长度和横截面积，还与温度有关。*材料：不同材料的导体，导电性能不同，电阻一般不同。例如，银的导电性能最好，电阻最小，其次是铜、铝。*长度：同种材料、横截面积相同的导体，长度越长，电阻越大。*横截面积：同种材料、长度相同的导体，横截面积越大，电阻越小。*温度：大多数导体的电阻随温度的升高而增大（例如金属）；少数导体的电阻随温度的升高而减小（例如石墨）。理解这些因素，可以帮助我们解释为什么不同的导体电阻不同，以及如何改变导体的电阻。4.滑动变阻器滑动变阻器是一种可以通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的仪器。*原理：通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。*构造：主要由电阻率较大的电阻丝、绝缘管、滑片和金属支架等组成。电阻丝绕在绝缘管上，两端有接线柱，滑片可以在电阻丝上滑动，并通过金属杆与另一个接线柱相连。*符号：电路图中的符号是`┌──┐`（长方形中间有一个箭头，表示滑片）。*作用：1.改变电路中的电流大小。2.改变电路中某部分电路两端的电压。3.保护电路（在电路接通前，通常将滑动变阻器的滑片调到阻值最大位置）。*使用方法：1.串联接入电路：滑动变阻器应串联在需要改变电流或电压的电路中。2.“一上一下”接线：接入电路时，应选用“一上一下”两个接线柱。如果同时接上面两个接线柱，接入电路的电阻为零；如果同时接下面两个接线柱，接入电路的电阻为滑动变阻器的最大阻值，且不能改变。3.观察量程和最大阻值：使用前要了解滑动变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流，避免损坏。4.闭合开关前，滑片置于最大阻值处：目的是保护电路。滑动变阻器是电学实验中常用的仪器，掌握其正确使用方法至关重要。三、练习题（一）填空题1.电压是使电路中形成______的原因，电源是提供______的装置。一节干电池的电压是______V，我国家庭电路的电压是______V。2.如图所示电路中，电压表V1测量的是______两端的电压，电压表V2测量的是______两端的电压。若电源电压为U，L1两端电压为U1，L2两端电压为U2，则三者之间的关系是______。（假设图为L1、L2串联，V1并联在L1两端，V2并联在L2两端）3.电阻是导体对______的阻碍作用，它的单位是______。一根导线被均匀拉长后，它的电阻将______（选填“变大”、“变小”或“不变”），这是因为其______变大，______变小的缘故。4.滑动变阻器是通过改变接入电路中______来改变电阻的。某滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样，其中“20Ω”表示______，“2A”表示______。（二）选择题1.下列关于电压的说法中，正确的是（）A.电路两端只要有电压，就一定有电流B.电压是形成电流的原因C.一节干电池的电压是3VD.家庭电路的电压是380V2.关于电阻，下列说法中正确的是（）A.导体中没有电流通过时，导体就没有电阻B.导体的电阻越大，通过它的电流就越小C.导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比D.导体的电阻是导体本身的一种性质，与电压和电流无关3.如图所示的电路中，当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻和灯泡L的亮度变化情况是（）（假设电源电压不变，滑动变阻器“一上一下”接入，且左下右上接线柱接入电路，灯泡L与滑动变阻器串联）A.电阻变大，灯泡变亮B.电阻变大，灯泡变暗C.电阻变小，灯泡变亮D.电阻变小，灯泡变暗4.在探究“串联电路的电压规律”时，某同学将电压表并联在灯泡L1两端，闭合开关后，发现电压表的示数等于电源电压，则可能的原因是（）A.灯泡L1短路B.灯泡L1断路C.灯泡L2短路D.灯泡L2断路（三）实验题某同学想探究“导体电阻的大小与哪些因素有关”，他利用如图所示的装置进行实验。图中A、B、C、D是四段不同的金属丝，其中A、B、C是镍铬合金丝，D是铜丝；A和B的长度相同，A比B粗；B和C的粗细相同，B比C长；B和D的长度和粗细都相同。1.要探究电阻大小与横截面积的关系，应选用______和______两段金属丝进行实验。2.要探究电阻大小与长度的关系，应选用______和______两段金属丝进行实验。3.要探究电阻大小与材料的关系，应选用______和______两段金属丝进行实验。4.本实验中采用的研究方法是______（选填“控制变量法”或“等效替代法”）。结语本章我们学习了电压和电阻这两个核心概念，以及它们的测量工具、单位、影响因素和在电路中的规律。电