高中物理 第二章 電路 2.2 對電阻的進(jìn)一步研究素材2 粵教版選修31

1、第二節(jié)對電阻的進(jìn)一步研究【基礎(chǔ)知識疏理】1.導(dǎo)體的_是研究導(dǎo)體電流和電壓關(guān)系的重要工具,金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線是_,即_成正比.答案:伏安特性曲線通過原點的直線電流與電壓2.把電阻_的連接方式叫串聯(lián).在串聯(lián)電路中,流過每個電阻的電流_,串聯(lián)電路兩端的總電壓等于_,串聯(lián)電阻的總電阻值等于_.答案:依次首尾相接相等各電阻兩端的電壓之和各個電阻的阻值之和3.把幾個電阻_的連接方式叫并聯(lián).在并聯(lián)電路中,每個電阻兩端的_,并聯(lián)電路的總電流等于_,并聯(lián)電阻的總電阻阻值的倒數(shù)等于_.答案:并列地連接起來電壓相等流過各電阻的電流之和各個電阻阻值的倒數(shù)之和4.研究導(dǎo)體的iu圖線的斜率反映_.答案:導(dǎo)體電阻的大小

2、重難點分析一、導(dǎo)體的i-u圖線是直線或曲線表示的意義有何不同？如何由i-u圖線求導(dǎo)體的電阻？1、i-u圖線是直線：表示電流跟電壓成正比，導(dǎo)體為線性元件。2、i-u圖線是曲線：表示電流跟電壓不成正比，導(dǎo)體為非線性元件。iu iu 圖2-2-4 圖2-2-53、i-u圖線是直線時：導(dǎo)體電阻，即電阻等于圖線斜率的倒數(shù)，如圖2-2-44、i-u圖線是曲線時：導(dǎo)體電阻，即電阻等于圖線上點與坐標(biāo)原點連接的斜率的倒數(shù)，如圖2-2-5，而不等于該點切線斜率的倒數(shù)。二、在“測繪小電珠伏安特性曲線”實驗中，電流表采用內(nèi)接法還是外接法？滑動變阻器采用限流式接法還是分壓式接法？1、由于伏特表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于小電珠電阻，為減

3、小誤差，應(yīng)采用電流表外接法。2、因為該實驗中要求小電珠兩端的電壓變化范圍很大，且要求電壓要從0開始調(diào)節(jié)，所以滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法， 流表內(nèi)接法與外接法對比分析：電流表接法電流表內(nèi)接法電流表外法誤差分析電壓表示數(shù)電流表示數(shù)誤差來源于電流表的分壓作用電壓表示數(shù)電流表示數(shù)誤差來源于電壓表的分流作用兩種電路的選擇條件r越大，越接近，越接近于可見，為了減小誤差，該電路適合測大電阻，即r越小，越接近，越接近于可見，為了減小誤差，該電路適合測小電阻，即變阻器的兩種接法的分析對比： 接法項目限流式分壓式電路組成變阻器接入電路特點連接變阻器的導(dǎo)線分別接金屬桿一端和電阻圈一端的接線柱（圖中變阻器pa部分被短

4、路不起作用）連接變阻器的導(dǎo)線分別接金屬桿一端和電阻線圈的兩端接線柱（圖中變阻器pa、pb都起作用，即從變阻器上分出一部分電壓加到待測電阻上） 調(diào)壓范圍（不計電源內(nèi)阻）（不計電源內(nèi)阻）方法與規(guī)律一、對導(dǎo)體伏安特性曲線的正確認(rèn)識【例1】 如圖2-2-1所示,a、b直線分別表示由兩種材料制成的兩條長度相同、粗細(xì)均勻的電阻絲甲、乙的伏安特性曲線,下列判斷中正確的是（）a.a代表的電阻絲較粗b.b代表的電阻絲較粗c.兩根電阻絲的阻值是定值d.圖線表示電阻絲的阻值與流過的電流成正比 圖2-2-1解析:導(dǎo)體的伏安特性曲線的斜率反映了電阻的大小,由圖可知,ra>rb,由電阻定律知,sbsa,可見,選項a

5、錯,選項b正確.由于兩根電阻絲的iu圖線是一條過原點的直線,所以電阻是定值,選項c正確.電阻絲的阻值與流過的電流無關(guān),選項d錯.正確選項為bc.答案:bc溫馨提示:導(dǎo)體的伏安特性曲線的斜率能反映電阻的大小,可通過比較斜率來確定電阻絲電阻的大小關(guān)系,從而確定其粗細(xì).【類題演練1】某同學(xué)做三種導(dǎo)電元件的導(dǎo)電性質(zhì)實驗，根據(jù)所測數(shù)據(jù)分別繪制了三種元件的iu 圖像，圖7-1-2 a、b、c示 ,則下列判斷正確的是 （ ） 圖 7-1-2圖 7-1-1圖 7-1-1a只有 b 正確ba 、c 圖曲線肯定是誤差太大ca 、c 不遵從歐姆定律，肯定是不可能的 da、b 、c 三圖像都可能正確，并不一定有較大

6、的誤差解析：圖a反映元件的電阻率隨溫度的升高而減小，圖 b反映元件的電阻率不隨溫度的變化而變化，圖c反映元件的電阻率隨溫度的升高而增大，故d對如果題目中說明元件是金屬，就只有圖c正確了二、用等效思想處理串、并聯(lián)電路ab【例2】 如圖2-2-3所示，電路由8個不同的電阻組成，已知r1=12 ，其余電阻阻值未知，測得a、b間的總電阻為4 .今將r1換成6 的電阻，則a、b間的總電阻變?yōu)槎嗌?？（提示：用等效替代法）圖2-2-3 圖2-2-4解題思路：設(shè)除r1外其他七個電阻串并聯(lián)后的總電阻為r，則電路化簡為如圖2-2-4所示.故所以，當(dāng)r1=12 時，有當(dāng)r1=6 時，有由解得rab=3 .答案：3溫

7、馨提示：本題指明用等效替代法進(jìn)行求解，說明了本題考查的意圖是物理方法.無論是由幾個電阻并聯(lián)之后構(gòu)成的電路，還是由幾個電阻串聯(lián)后形成的電路，都可以用一個和它們的總電阻相等的電阻替代它們.即使是既有串聯(lián)又有并聯(lián)的復(fù)雜的電路，也可以通過電阻的串、并聯(lián)規(guī)律使電路得到簡化.亦即可用同一個電阻組成的電路來替代未簡化前的復(fù)雜的電路，這樣的思想稱之為等效電路思想.效果相同的兩個電路互稱等效電路.本題若未能將除r1之外的7個電阻等效為一個電阻，或未能認(rèn)識到等效電阻與r1為并聯(lián)關(guān)系，則將無法處理或處理錯誤.【類題演練2】試對圖示電路圖7-1-6、圖7-1-7進(jìn)行簡化，并指出電流表測量的對象圖7-1-6圖7-1-7

8、解析：甲圖，r1的一端與r2、r3的一端通過a1相聯(lián)，可以認(rèn)為r1、r2、r3的一端等勢，同理r1、r2、r3的另一端通過a2聯(lián)接，也是等勢的，故r1、r2、r3并聯(lián)，a1測量的電流為流過r2、r3的電流之和，a2測量的電流為流過r1、r2的電流之和等效電路如圖（甲）所示對（乙）圖，等效電路如圖（乙）所示，r2、r3無電流通過電流表測量的是r1的電流方法總結(jié)：稍復(fù)雜混聯(lián)電路的等效化簡方法1電路化簡原則（1）無電流的支路化簡時可去除；（2）等電勢的各點化簡時可合并； （3）理想導(dǎo)線可任意長短；（4）理想電流表可認(rèn)為短路，理想電壓表可認(rèn)為斷路； （5）電壓穩(wěn)定時電容器認(rèn)為斷路 2常用等效化簡方法（

9、1）電流分支法： a先將各結(jié)點用字母標(biāo)上； b判定各支路元件的電流方向（或可能方向）；c按電流流向，自左到右將各元件、結(jié)點、分支逐一畫出；d加工整理 （2）等勢點排列法： a將各結(jié)合點用字母標(biāo)出； b判定各結(jié)點電勢的高低；c將各結(jié)點電勢高低自左到右排列，再將各結(jié)點之間支路畫出；d加工整理注意：若能將以上兩種方法結(jié)合使用，效果更好三、分壓電路和限流電路【例3】忽視電源的內(nèi)阻，在以下四個電路圖中，移動滑動變阻器的滑片，能改變電燈炮l1的亮度的是？l1l2l1l1l1 a b c d 答案：bc【評點與探究】 （1）本題以歐姆定律、電阻定律、串、并聯(lián)特點為知識依托，考查對滑動變阻器調(diào)節(jié)原理的理解.a

10、bv【類題演練3】請看以下兩個電路圖中，比較電流表和電壓表的測量值與真實值avaa 如電流表和電壓表是理想表，兩圖的測量值與真實值是一樣的b 如兩表是考慮電阻，則a圖測量值更接近真實值c 如兩表是考慮電阻，則b圖測量值更接近真實值d 如兩表是考慮電阻，且r是一個較大的電阻，則b圖比a圖測量值更接近真實值答案：ab解釋：如果考慮電表的內(nèi)阻，圖a是電流表外接，出現(xiàn)誤差的原因是因為電流表的測量值含有電壓表的電流，由可知測出的電阻偏小，圖b是a表的內(nèi)接，出現(xiàn)誤差的原因是因為電壓表的測量值含有電流表的電壓，由可知測出的電阻偏大。如b圖中的被測電阻較大，分壓大，則更接近真值實。所以選ab。過關(guān)練習(xí)1根據(jù)部

11、分電路歐姆定律，下列判斷正確的有（ ）a導(dǎo)體兩端的電壓越大，電阻就越大b導(dǎo)體中的電流越大，電阻就越小c比較幾只電阻的iu圖象可知，電流變化相同時，電壓變化較小的圖象是屬于阻值較大的那個電阻的d由可知，通過一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比答案：d 解析：導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體自身性質(zhì)決定，與電壓和電流的大小無關(guān)，所以a、b選項錯誤。據(jù)歐姆定律可知d項是正確的。a. b. c. d.i i i io u o u o u o u2實驗室用的小燈泡燈絲的i-u特性曲線可用以下哪個圖象來表示： 答案：a解：燈絲在通電后一定會發(fā)熱，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時才會發(fā)出可見光，這時溫度能達(dá)到很高，因此必須考慮到燈絲的

12、電阻將隨溫度的變化而變化。隨著電壓的升高，電流增大，燈絲的電功率將會增大，溫度升高，電阻率也將隨之增大，電阻增大，。u越大i-u曲線上對應(yīng)點于原點連線的斜率必然越小，選a。3鳥兒落在110 kv的高壓輸電線上，雖然通電的高壓線是裸露電線，但鳥兒仍然安然無恙。 這是因為（ ）a鳥有耐高壓的天性 b鳥腳是干燥的，所以鳥體不導(dǎo)電c鳥兩腳間的電壓幾乎為零 d鳥體電阻極大，所以無電流通過答案：c解析：據(jù)歐姆定律，鳥兩腳間的電阻很小，所以電壓幾乎為零，故c項正確。4所示，有四盞電燈連接在電路中，l1和l2都標(biāo)有“220v 100w”字樣，l3和l4都標(biāo)有“220v 40w”字樣，把電路接通后，最暗的是（

13、）al1 bl2 cl3 dl4答案：c。解析 由題意可判斷，r1=r2r3=r4，且r4r1r23.由串聯(lián)電路 的功率分配可知，p4p1(p2+p3)，而p2與p3的大小 由并聯(lián)電路的功率分配可知p2p3，故四盞電燈消耗的實際功率的大小關(guān)系為p4p1p2p3，正確的答案為c。5如圖所示，電源和電壓表都是好的，當(dāng)滑片由a滑到b的過程中，電壓表的示數(shù)都為u， 下列判斷正確的是（ ）aa處接線斷開 b觸頭p開路ca、b間電阻絲開路 db處接線開路答案：d解析：由于電壓表有示數(shù)，故電壓表兩端與電源相通，a端沒有斷開；電壓表示數(shù)不變，說明滑動變阻器上無電流，故b處開路；選項d正確。能力提高6只標(biāo)有“2

14、20 v 60 w”的白熾燈泡，加在燈泡兩端的電壓u由零逐漸增大到220 v，在此過程中，電壓u和電流i的關(guān)系可用圖線表示.在圖示的四個圖線中，肯定不符合實際的是答案：acd 解析：隨著電壓升高，通過燈絲的電流不斷增大，燈絲的溫度不斷升高，燈絲的電阻 率將不斷增大.由電阻定律r=l/s可知，燈絲電阻將增大；伏安特性曲線中，圖線的斜率k=表示導(dǎo)體在通過電流為i時的電阻，故曲線上任一點切線斜率將不斷增大，因此圖b符合實際情況.7如圖所示，是某一電路的一部分，其中：r1=5， r2=1， r3=3，i1=0.2a，i2=0.1a， 則電流表上的電流為（ ）a0.2a，方向向右 b0.15a，方向向左

15、c0.2a，方向向左 d0.3a，方向向右答案：c 解析：根據(jù)r1、r2電阻及電流大小，可知r1兩端的電壓是1v,r2兩端的電壓是0.1v,根據(jù)電流流向是電勢降落的方向可知，r3上端的電勢比下端電勢低，且r3兩端的電勢差（即電壓）為1v-0.1v=0.9v，所以流過r3的電流大小是0.9/r3=0.3a,方向是由下而上， 再根據(jù)r2、r3處節(jié)點的流出電流與流入電流相等有，通過電流表的電流大小是0.3-0.1=0.2a, 方向是由右向左流。8.兩個定值電阻r1、r2串聯(lián)后接在輸出電壓u穩(wěn)定于12 v的直 流電源上.有人把一個內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于r1、r2的電壓表接在r1兩端，如圖所示，電壓表示數(shù)為8

16、v.如果他把此電壓表改接在r2兩端，則電壓表的示數(shù)將a.小于4 vb.等于4 vc.大于4 v小于8 vd.等于或大于8 v答案：a解析：當(dāng)電壓表示數(shù)為8 v時，此時r2兩端電壓等于4 v；若把電壓表接到r2兩端，r2兩端電阻將減小，r1兩端總電阻將增大.由串聯(lián)電路電壓分配關(guān)系，r2兩端電壓將小于4 v.9圖1017，a、b、c、d、e是五個相同的電阻，如果將電壓逐漸升高，則最先燒壞的電阻應(yīng)是a.a和b b.cc.d d.e答案d解析：作出如圖所示的等效電路，易知電阻e兩端的電壓大最先燒壞 10如圖229甲為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的iu關(guān)系曲線圖。(1)為了通

17、過測量得到圖甲所示iu關(guān)系的完整曲線，在圖229乙和圖229丙兩個電路中應(yīng)選擇的是圖；簡要說明理由：(電源兩端電壓恒為9v，滑線變阻器的阻值為0100)。圖229(2)在圖229丁電路中，電源兩端的電壓恒為9v，電流表示數(shù)為70ma，定值電阻r1250。由熱敏電阻的iu關(guān)系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓約為v；電阻r2的阻值為。(3)舉出一個可以應(yīng)用熱敏電阻的例子：。答案(1)乙，圖乙電壓調(diào)節(jié)的范圍更廣，且可以滿足電壓從零開始調(diào)起的要求。(2)5.4，106，(3)溫控開關(guān)高考連接1（2007·上海）如圖所示，ab兩端接直流穩(wěn)壓電源，uab100v，r040w，滑動變阻器總電阻r20w

18、，當(dāng)滑動片處于變阻器中點時，c、d兩端電壓ucd為_v，通過電阻r0的電流為_a剖析 由分壓原理可知ucd=80 v，根據(jù)歐姆定律i0=80/40=2a答案 80，2點評 考查串聯(lián)電路的分壓規(guī)律2（08寧夏理綜15）一個t型電路如圖所示，電路中的電阻,另有一測試電源電動勢為100 v，內(nèi)阻忽略不計。則 （ ac ）a.當(dāng)cd端短路時，ab之間的等效電阻是40 b. 當(dāng)ab端短路時，cd之間的等效電阻是40 c. 當(dāng)ab兩端接通測試電源時， cd兩端的電壓為80 vd. 當(dāng)cd兩端接通測試電源時， ab兩端的電壓為80 v解析：本題考查電路的串并聯(lián)知識。當(dāng)cd端短路時，r2與r3并聯(lián)電阻為30后與r1串聯(lián)，ab間等效電阻為40，a對；若ab端短路時，r1與r2并聯(lián)電阻為8后與r3串聯(lián)，cd間等效電阻為128，b錯；但ab兩端接通測試電源時，電阻r2未接入電路，cd兩端的電壓即為r3的電壓，為ucd = ×100v=80v，c對；但cd兩端接通測試電源時，電阻r1未接入電路，ab兩端電壓即為r3的電壓，為uab = ×100v=25v，d錯。3、（2009年海南卷）14圖1是利用兩個電流表和測量干電池電動勢e和內(nèi)阻r的電路原理圖。圖中s為開關(guān)，r為滑動變阻器