初中物理電壓和電阻

1、第六章電壓電阻內(nèi)容提要電壓（一）電壓的作用1 電壓是形成電流的原因： 電壓使電路中的自由電荷定向移動形成了電流。電源是提供電壓的裝置。2電路中獲得持續(xù)電流的條件：電路中有電源（或電路兩端有電壓）；電路是連通的。 3 在理解電流、電壓的概念時，通過觀察水流、水壓的模擬實驗幫助我們認識問題，這里使用了科學(xué)研究方法“類比法”（二）電壓的單位1國際（基本）單位： v 常用單位： kv 、mv 、v 換算關(guān)系： 1kv1000v 1v1000mv 1mv 1000v 2記住一些電壓值：一節(jié)干電池1.5v 一節(jié)蓄電池 2v 家庭電壓 220v 對人體安全電壓不高于36v 3電池組串聯(lián)： u=u1+u2+u

2、3；電池組并聯(lián)： u=u1=u2=u3；2 節(jié)干電池串聯(lián)是 3 v，2 節(jié)干電池并聯(lián)是 1.5 v （三）電壓測量：1儀器：電壓表，符號：2讀數(shù)時，應(yīng)先看量程 ，再看 分度值，最后讀數(shù)。3使用規(guī)則：電壓表應(yīng)與被測用電器并聯(lián) 。電壓表介入電路時，應(yīng)使電流從電壓表的“正接線柱”流入，從“ 負接線柱 ”流出。否則指針會反偏 。被測電壓不要超過電壓表的量程 。量程范圍內(nèi)，電壓表可直接接到電源兩極 上，測 電源電壓。在預(yù)先不能預(yù)測被側(cè)電壓值時，應(yīng)先進行試觸 。 危害：被測電壓超過電壓表的最大量程時，不僅測不出電壓值，電壓表的指針還會被打彎甚至燒壞電壓表。 選擇量程：實驗室用電壓表有兩個量程，03v和 0

3、15v。測量時，先選大量程，進行試觸， 若被測電壓在 3v 15v可測量，若被測電壓小于3v則換用小的量程，若被測電壓大于15v則換用更大量程的電壓表。（四）電流表、電壓表的比較電流表電壓表異符號連接方式串聯(lián)并聯(lián)直接連接電源兩極不能能量程006a 03a 03v 015v 每大格02a 1a 1v 5v 每小格002a 01a 01v 05v 分析電路時內(nèi)阻很小，幾乎為零相當(dāng)于短路內(nèi)阻很大相當(dāng)于開路（斷路）同使用前應(yīng)先調(diào)零；讀數(shù)時看清量程和每大（?。└瘢徽泳€柱流入，負接線柱流出；不能超過最大測量值。（五）利用電流表、電壓表判斷電路故障1電流表示數(shù)正常而電壓表無示數(shù)：“電流表示數(shù)正?！北砻髦麟?/p>

4、路為通路，“電壓表無示數(shù)”表明無電流通過電壓表，則故障原因可能是：電壓表損壞；電壓表接觸不良；與電壓表并聯(lián)的用電器短路。2電壓表有示數(shù)而電流表無示數(shù)“電壓表有示數(shù)”表明電路中有電流通過電壓表， “電流表無示數(shù)”說明沒有或幾乎沒有電流流過電流表，則故障原因可能是：電流表短路；或電壓表并聯(lián)的用電器開路，此時電流表所在電路中串聯(lián)了大電阻（電壓表內(nèi)阻）使電流太小，電流表無明顯示數(shù)。3電流表電壓表均無示數(shù)“兩表均無示數(shù)”表明無電流通過兩表，除了兩表同時短路外，最大的可能是主電路斷路導(dǎo)致無電流（即電壓表之外的電路有斷路）。電阻（一）定義及符號 : 電阻表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用的大小。符號： r 。（二）單

5、位1國際單位：歐姆 。規(guī)定：如果導(dǎo)體兩端的電壓是1v，通過導(dǎo)體的電流是 1a，這段導(dǎo)體的電阻是 1 。2常用單位：千歐、兆歐。3換算： 1m = 1061k= 1034了解一些電阻值：手電筒的小燈泡，燈絲的電阻為幾歐到十幾歐。日常用的白熾燈， 燈絲的電阻為幾百歐到幾千歐。實驗室用的銅線， 電阻小于百分之幾歐。電流表的內(nèi)阻為零點幾歐。電壓表的內(nèi)阻為幾千歐左右。超導(dǎo)體的電阻為 零 . （三）影響因素（材料、長短 l、橫截面積 s、溫度 t）1實驗原理：在電壓不變的情況下，通過電流的變化來研究導(dǎo)體電阻的變化。 （也可以用串聯(lián)在電路中小燈泡亮度的變化來研究導(dǎo)體電阻的變化） 2 實驗方法：控制變量法。3

6、 結(jié)論： 導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)， 它的大小決定于導(dǎo)體的材料 、長度 和 橫截面積 ，還與 溫度有關(guān)。 與電壓和電流的大小無關(guān) 。4結(jié)論理解：導(dǎo)體電阻的大小由導(dǎo)體本身的材料、長度、橫截面積決定。 與是否接入電路、與外加電壓及通過電流大小等外界因素均無關(guān)，所以導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。（四）分類 1 定值電阻：電路符號：。2可變電阻（變阻器）：滑動變阻器電路符號?；瑒幼冏杵鳎簶?gòu)造：瓷筒、電阻絲（阻值很大） 、滑片 p、金屬桿、接線柱。結(jié)構(gòu)示意圖：。變阻原理：通過改變接入電路中的電阻線的長度 來改變電阻。使用方法：根據(jù)銘牌選擇合適的滑動變阻器；滑動變阻器應(yīng)串 聯(lián)在電路中； 接法是“

7、一上一下”接；接入電路前（閉合開關(guān)前）應(yīng)將滑動變阻器調(diào)到阻值最大處 。銘牌：某滑動變阻器標(biāo)有“ 501.5a”字樣，50表示滑動變阻器的最大阻值為 50或變阻范圍為 050。15a表示滑動變阻器允許通過的最大電流為 1.5a作用：通過改變電路中的電阻，逐漸改變電路中的電流和部分電路兩端的電壓；保護電路。優(yōu)缺點：能夠逐漸連續(xù)改變連入電路的電阻，但不能表示連入電路的阻值是多少。3. 電阻箱的讀書方法：a：旋盤式：各旋盤下小三角指示的數(shù)面板上標(biāo)記的倍數(shù)，然后加在一起，就是電阻箱接入電路的電阻值。b：插孔式：插入的不讀，不插入的讀。典型例題例 1. 現(xiàn)有幾根錳銅合金絲和鎳鉻合金絲，其規(guī)格如右表所示請你

8、設(shè)計實驗方案，在不剪斷合金絲的前提下， 比較錳銅合金絲和鎳鉻合金絲這兩種材料的導(dǎo)電性能編號材料長度橫截面積a 錳銅合金0.5m 2.0mm2b 錳銅合金1.5m 1.5mm2c 錳銅合金1.8m 1.0mm2d 錳銅合金2.0m 0.5mm2e 鎳鉻合金0.3m 2.0mm2f 鎳鉻合金1.3m 1.5mm2g 鎳鉻合金1.5m 1.0mm2h 鎳鉻合金2.0m 0.5mm2（1）應(yīng)選用編號為_ 的錳銅合金絲和編號為_ 的鎳鉻合金絲進行實驗（2）選擇實驗器材并根據(jù)所選器材，畫出一個能反映實驗方案的電路圖解析： （1）對于多變量的探究題目，要采用控制變量的思想來設(shè)計實驗；探究的是不同材料的合金絲

9、的導(dǎo)電性能，就需要保持合金絲的材料不同， 而控制其他因素保持一致 回歸此題， 錳銅合金絲和鎳鉻合金絲的材料不同，要想探究它們的導(dǎo)電性能就必須控制長度和橫截面積保持一致，據(jù)此來選擇實驗材料（2）合金絲導(dǎo)電性能的好壞無法直接看出，所以需要運用“轉(zhuǎn)換法”將其轉(zhuǎn)化為易觀察的現(xiàn)象； 方法有多種， 可在電路中接入一個小燈泡，通過小燈泡的明暗程度來判斷它們的導(dǎo)電性， 但這樣的實驗效果不是太明顯； 也可以在電路中接入一個電流表，通過電流表的示數(shù)來間接判斷它們的導(dǎo)電性能答案：解： （1）由控制變量法知，應(yīng)控制兩種材料的長度和橫截面積相等來進行研究，表格中， d 、h兩根導(dǎo)線符合要求故答案為： d、h（2）由分析

10、可知，在電路中串聯(lián)一電流表，通過電流表的示數(shù)來判斷它們的導(dǎo)電性能；器材：電源、電流表、開關(guān)一個、導(dǎo)線若干、d導(dǎo)線和 h導(dǎo)線各一根；方法：在 a、b之間分別接入 d 、h兩根導(dǎo)線，觀察電流表的示數(shù)的不同若電流大，則表示導(dǎo)電性能好作圖如下：例 2. 實驗課上，同學(xué)們把兩個相同規(guī)格的小燈泡連接在如圖甲所示的電路中，閉合開關(guān)后，兩燈發(fā)光此時，一同學(xué)不小心把l1的玻璃外殼打破了，結(jié)果l1熄滅， l2卻更亮了這是為什么呢？他們提出猜想：猜想一：可能 l1處發(fā)生斷路；猜想二：可能 l1處發(fā)生短路（1）根據(jù)串聯(lián)電路的特點，可知“猜想一”是_ （選填：“正確”或“不正確”）的（2）針對“猜想二”，同學(xué)們找來一只

11、電壓表，先后并聯(lián)在l1、l2兩端，如圖乙所示假如“猜想二”是正確的，則電壓表并聯(lián)在l1兩端時_ 示數(shù)（選填“有”或“無”） ，并聯(lián)在l2兩端時_ 示數(shù)（選填“有”或“無”）（3）實驗發(fā)現(xiàn)兩次電壓表均有明顯讀數(shù)，且l1兩端電壓比 l2兩端電壓小，說明“猜想二”也不正確你認為l1熄滅、 l2更亮的原因可能是（_ ）a、l1電阻變大 b 、l1電阻變小 c 、l2電阻變小 d、l1功率變大解析： 本題考查了串聯(lián)電路的特點和電壓表使用，對一個物理問題可以大膽猜想，然后通過試驗驗證猜想，如果符合則猜想正確，如果不符合，則猜想錯誤答案： 解： （1）根據(jù)串聯(lián)電路的特點，如果某處有斷路，則整個電路就會不通，

12、而結(jié)果是結(jié)果 l1熄滅， l2卻更亮了，所以猜想1 不正確；（2）l1處如果發(fā)生短路，則電阻為0，所以電壓表兩端應(yīng)該沒示數(shù)，l2正常，所以并聯(lián)在 l2兩端時有示數(shù)；（3）實驗發(fā)現(xiàn)兩次電壓表均有明顯讀數(shù)，且l1兩端電壓比 l2兩端電壓小，說明既不是段路也不是短路，而是l1電阻變小；故答案為：（1）不正確；（2）無、有；（3）b例 3. 小明同學(xué)在科技活動中，了解到有一種熱敏電阻，其電阻r隨溫度 t 變化的圖象如圖甲所示請回答：（1） 熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而_ （選填“增大”或“減小”） （2）小明想利用熱敏電阻制成溫度報警器實驗室中現(xiàn)有兩只外形完全相同的電阻 r1和 r2，其中一只為熱敏電

13、阻，另一只為定值電阻（阻值不隨溫度的變化而變化） 為了辨別它們，小明設(shè)計了如圖乙所示的電路接下來小明應(yīng)進行的操作步驟是如何判斷哪只是熱敏電阻？解析： （1）從圖象中可以看出，電阻隨溫度的升高而減??；（2）根據(jù)熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化，因此使電路形成通路，并改變其中一個電阻的溫度；根據(jù)電流表的示數(shù)和溫度變化的電阻判斷出熱敏電阻答案：解： （1）根據(jù)圖甲坐標(biāo)系中曲線的趨勢可以得出，電阻隨溫度的升高而減小，因此熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減??；（2）小明將兩個完全相同的電阻串聯(lián)起來，為了探究電阻與溫度的關(guān)系，首先需要操作的是：閉合開關(guān)，對其中一只電阻加熱然后通過觀察電流的示數(shù)變化， 如果電流

14、示數(shù)變化說明熱敏電阻隨溫度的變化而改變；若電流表示數(shù)增大則該電阻為熱敏電阻（或若電流表示數(shù)不變，則該電阻為定值電阻，另一只為熱敏電阻） 故答案為（1）減??；（2）閉合開關(guān)，對其中一只電阻加熱若電流表示數(shù)增大 則該電阻為熱敏電阻 （或若電流表示數(shù)不變， 則該電阻為定值電阻，另一只為熱敏電阻） 例 4. 小王同學(xué)在探究“決定電阻大小的因素”時，做出了如下猜想：在溫度不變時，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)；在溫度不變時，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)供他選擇的導(dǎo)體如表所示序號材料長度（m ）橫截面積（ mm2）a 鎳鉻合金0.8 0.5 b 錳銅0.8 1 c 錳銅0.8 0.5 要想驗證猜想，應(yīng)選表中

15、兩個導(dǎo)體的序號時：_ ；要想驗證猜想，應(yīng)選表中兩個導(dǎo)體的序號時：_ 解析：要探究電阻與材料的關(guān)系，根據(jù)控制變量法，應(yīng)選取長度、橫截面積都相同，而材料不同的兩根電阻絲；要探究電阻與橫截面積的關(guān)系，根據(jù)控制變量法，應(yīng)選取材料、長度都相同，而橫截面積不同的兩根電阻絲答案：解：要探究電阻與材料的關(guān)系， 根據(jù)控制變量法必須控制除了材料以外的所有因素相同由表格中可知，序號a和 c的長度、橫截面積都相同，所以要想驗證猜想，應(yīng)選表中的序號a和 c；要探究電阻與橫截面積的關(guān)系， 根據(jù)控制變量法必須控制除了橫截面積以外的所有因素相同由表格中可知，序號b和 c的材料、長度都相同，所以要想驗證猜想，應(yīng)選表中的序號b和

16、 c故答案為 a 和 c；b和 c例 5.現(xiàn)有兩個電壓表、一個電源、一個已知阻值為r0的電阻、一個開關(guān)和一些導(dǎo)線，要用以上器材測出未知阻值的電阻rx要求：（1）在下面虛線框內(nèi)分別畫出兩種不同方法的電路圖；（2）如果實驗中電壓表v1、v2的讀數(shù)分別為u1、u2，請在橫線寫上對應(yīng)的電阻 rx的表達式方法一的 rx=_，方法二的 rx=_解析：本題中由于只給了兩只電壓表，無法直接用歐姆定律求解， 故可以利用串聯(lián)電路的電壓特點求得rx上的電壓；由已知 r0的電壓可求得電流， 則即可由歐姆定律求出電阻 rx答案： 解：方法一：將兩電阻串聯(lián)，電壓表v1測總電壓， v2測 r0上的電壓，則可由串聯(lián)電路的電壓

17、規(guī)律求得rx上的電壓，即 ux=u1u2；由歐姆定律求得 r0的電流， i=?2?0；則?=?1?2?2?0；方法二，將兩電阻串聯(lián)，電壓表v1 與 rx并聯(lián)，v2與 r0并聯(lián)，則可求得 rx 兩端的電壓為 u1，電流為?2?0，則測得電阻為： ?=?1?2?0故答案為：（1）電路圖如圖：（2）方法一的 ?=?1?2?2?0方法二的 ?=?1?2?0例 6.如圖，已知電源電壓為9v，v1表示數(shù)為 6v，l2電流為 2.5a，則（1）燈 l1和 l2兩端的電壓各是多少？（2）l1和 l2的電流誰大？電流表示數(shù)為多少？解析： （1）通過對電路的分析，由串聯(lián)電路的特點和歐姆定律求解；（2）由串聯(lián)電路的電流規(guī)律可直接得出結(jié)果答案： 解： （1）由電路可知， v1測量 l1的電流，故 v1兩端的電壓為 6v；兩燈串聯(lián)，由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律得：u2=uu1=9v6v=3v；（2）因兩燈串聯(lián)在電路中，故電流一樣大都等于l2中的電流 2.5a 答： （1）l1兩端的電壓為 6v，l2兩端的電壓為 3v， （2）兩燈中的電流一樣大，電流為 2.5a 例 7.如圖所示，用相同的電壓表測量不同電阻的電壓，已知第一個電壓表的示數(shù)是 9v，第一個電流表示數(shù)是