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电压电阻讲解(电压电阻知识梳理)

电压电阻所有重难点都在这里,收藏起来准没错!

物理好教师 前天

电压

(一)电压的作用

1.电压是形成电流的原因:电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。电源是提供电压的装置。

2.电路中获得持续电流的条件:①电路中有电源(或电路两端有电压);②电路是连通的。

3.在理解电流、电压的概念时,通过观察水流、水压的模拟实验帮助我们认识问题,这里使用了科学研究方法“类比法”

(二)电压的单位

1.国际(基本)单位:V

常用单位:kV 、mV 、μV

换算关系:1Kv=1000V 1V=1000mV 1mV=1000μV

2.记住一些电压值:一节干电池1.5V 一节蓄电池2V 家庭电压220V 对人体安全电压不高于36V

3.电池组串联:U=U1+U2+U3; 电池组并联:U=U1=U2=U3;2节干电池串联是 3 V,2节干电池并联是 1.5 V。

(三)电压测量

仪器:电压表

符号:

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2.读数时,应先看量程 ,再看分度值,最后读数。

3.使用规则:

①电压表应与被测用电器 并联 。

②电压表介入电路时,应使电流从电压表的“ 正接线柱 ”流入,从“ 负接线柱 ”流出。否则指针会反偏 。

③被测电压不要超过电压表的量程 。

④量程范围内,电压表可直接接到电源两极上,测 电源电压 。

⑤在预先不能预测被侧电压值时,应先进行试触 。

Ⅰ危害:被测电压超过电压表的最大量程时,不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯甚至烧坏电压表。

Ⅱ选择量程:实验室用电压表有两个量程,0~3V和0~15V。测量时,先选大量程,进行试触,若被测电压在3V~15V可测量,若被测电压小于3V则换用小的量程,若被测电压大于15V则换用更大量程的电压表。

(四)电流表、电压表的比较

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(五)利用电流表、电压表判断电路故障

1.电流表示数正常而电压表无示数

“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表。

则故障原因可能是:

①电压表损坏;

②电压表接触不良;

③与电压表并联的用电器短路。

2.电压表有示数而电流表无示数

“电压表有示数”表明电路中有电流通过电压表,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表,则故障原因可能是:

①电流表短路;

②或电压表并联的用电器开路,此时电流表所在电路中串联了大电阻(电压表内阻)使电流太小,电流表无明显示数。

3.电流表电压表均无示数

“两表均无示数”表明无电流通过两表,除了两表同时短路外,最大的可能是主电路断路导致无电流(即电压表之外的电路有断路)。

电阻

(一)定义及符号

电阻表示导体对电流的 阻碍作用 的大小。符号:R 。

(二)单位

1.国际单位: 欧姆 。规定:如果导体两端的电压是1V,通过导体的电流是1A,这段导体的电阻是 1 Ω。

2.常用单位:千欧、兆欧。

3.换算:1MΩ= 106 Ω 1KΩ= 103 Ω (10和3均为指数)

4.了解一些电阻值:手电筒的小灯泡,灯丝的电阻为几欧到十几欧。日常用的白炽灯,灯丝的电阻为几百欧到几千欧。实验室用的铜线,电阻小于百分之几欧。电流表的内阻为零点几欧。电压表的内阻为几千欧左右。 超导体的电阻为零。

(三)影响因素

(材料、长短L、横截面积S、温度T)

1.实验原理:在电压不变的情况下,通过电流的变化来研究导体电阻的变化。(也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化)

2.实验方法:控制变量法。

3.结论: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。 与电压和电流的大小 无关 。

4.结论理解:

导体电阻的大小由导体本身的材料、长度、横截面积决定。与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关,所以导体的电阻是导体本身的一种性质。

(四)分类

1.定值电阻:

电路符号:

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2.可变电阻(变阻器):

滑动变阻器电路符号

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滑动变阻器:

构造:瓷筒、电阻丝(阻值很大)、滑片P、金属杆、接线柱。结构示意图:

电压电阻讲解(电压电阻知识梳理)

变阻原理:通过改变接入电路中的电阻线的 长度 来改变电阻。

使用方法:

①根据铭牌选择合适的滑动变阻器;

②滑动变阻器应 串 联在电路中;

③接法是“ 一上一下”接;

④接入电路前(闭合开关前)应将滑动变阻器调到 阻值最大处 。

铭牌:某滑动变阻器标有“50Ω 1.5A”字样,50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0~50Ω。1.5A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A。

作用:①通过改变电路中的电阻,逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压;②保护电路。

优缺点:能够逐渐连续改变连入电路的电阻,但不能表示连入电路的阻值是多少。

3.电阻箱的读数方法

A:旋盘式:各旋盘下小三角指示的数×面板上标记的倍数,然后加在一起,就是电阻箱接入电路的电阻值。

B:插孔式:插入的不读,不插入的读 。

典型例题

例1 .现有几根锰铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如右表所示.请你设计实验方案,在不剪断合金丝的前提下,比较锰铜合金丝和镍铬合金丝这两种材料的导电性能。

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(1)应选用编号为 _________ 的锰铜合金丝和编号为 _________ 的镍铬合金丝进行实验.

(2)选择实验器材并根据所选器材,画出一个能反映实验方案的电路图.

解析:(1)对于多变量的探究题目,要采用控制变量的思想来设计实验;探究的是不同材料的合金丝的导电性能,就需要保持合金丝的材料不同,而控制其他因素保持一致.回归此题,锰铜合金丝和镍铬合金丝的材料不同,要想探究它们的导电性能就必须控制长度和横截面积保持一致,据此来选择实验材料。

(2)合金丝导电性能的好坏无法直接看出,所以需要运用“转换法”将其转化为易观察的现象;方法有多种,可在电路中接入一个小灯泡,通过小灯泡的明暗程度来判断它们的导电性,但这样的实验效果不是太明显;也可以在电路中接入一个电流表,通过电流表的示数来间接判断它们的导电性能。

答案:解:(1)由控制变量法知,应控制两种材料的长度和横截面积相等来进行研究,表格中,D、H两根导线符合要求.

故答案为:D、H

(2)由分析可知,在电路中串联一电流表,通过电流表的示数来判断它们的导电性能;

器材:电源、电流表、开关一个、导线若干、D导线和H导线各一根;

方法:在A、B之间分别接入D、H两根导线,观察电流表的示数的不同.若电流大,则表示导电性能好.作图如下:

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例2 实验课上,同学们把两个相同规格的小灯泡连接在如图甲所示的电路中,闭合开关后,两灯发光.此时,一同学不小心把L1的玻璃外壳打破了,结果L1熄灭,L2却更亮了.这是为什么呢?他们提出猜想:

猜想一:可能L1处发生断路;

猜想二:可能L1处发生短路.

(1)根据串联电路的特点,可知“猜想一”是 _________ (选填:“正确”或“不正确”)的.

(2)针对“猜想二”,同学们找来一只电压表,先后并联在L1、L2两端,如图乙所示.假如“猜想二”是正确的,则电压表并联在L1两端时 _________ 示数(选填“有”或“无”),并联在L2两端时 _________ 示数(选填“有”或“无”).

(3)实验发现两次电压表均有明显读数,且L1两端电压比L2两端电压小,说明“猜想二”也不正确.你认为L1熄灭、L2更亮的原因可能是( _________ )

A、L1电阻变大. B、L1电阻变小.

C、L2电阻变小. D、L1功率变大

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解析:本题考查了串联电路的特点和电压表使用,对一个物理问题可以大胆猜想,然后通过试验验证猜想,如果符合则猜想正确,如果不符合,则猜想错误.

答案:解:(1)根据串联电路的特点,如果某处有断路,则整个电路就会不通,而结果是结果L1熄灭,L2却更亮了,所以猜想1不正确;

(2)L1处如果发生短路,则电阻为0,所以电压表两端应该没示数,L2正常,所以并联在L2两端时有示数;

(3)实验发现两次电压表均有明显读数,且L1两端电压比L2两端电压小,说明既不是段路也不是短路,而是L1电阻变小;

故答案为:(1)不正确;(2)无、有;(3)B

例3 小明同学在科技活动中,了解到有一种热敏电阻,其电阻R随温度t变化的图象如图甲所示.请回答:

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(1)热敏电阻的阻值随温度的升高而 _________ (选填“增大”或“减小”).

(2)小明想利用热敏电阻制成温度报警器.实验室中现有两只外形完全相同的电阻R1和R2,其中一只为热敏电阻,另一只为定值电阻(阻值不随温度的变化而变化).为了辨别它们,小明设计了如图乙所示的电路.

①接下来小明应进行的操作步骤是.

②如何判断哪只是热敏电阻?.

解析:(1)从图象中可以看出,电阻随温度的升高而减小;

(2)①根据热敏电阻的阻值随温度的变化而变化,因此使电路形成通路,并改变其中一个电阻的温度;

②根据电流表的示数和温度变化的电阻判断出热敏电阻。

答案:解:(1)根据图甲坐标系中曲线的趋势可以得出,电阻随温度的升高而减小,因此热敏电阻的阻值随温度的升高而减小;

(2)小明将两个完全相同的电阻串联起来,为了探究电阻与温度的关系,首先需要操作的是:

闭合开关,对其中一只电阻加热。

然后通过观察电流的示数变化,如果电流示数变化说明热敏电阻随温度的变化而改变;若电流表示数增大.则该电阻为热敏电阻(或若电流表示数不变,则该电阻为定值电阻,另一只为热敏电阻)。

故答案为 (1)减小;

(2)①闭合开关,对其中一只电阻加热.

②若电流表示数增大.则该电阻为热敏电阻(或若电流表示数不变,则该电阻为定值电阻,另一只为热敏电阻)。

例4 小王同学在探究“决定电阻大小的因素”时,做出了如下猜想:

①在温度不变时,导体的电阻与导体的材料有关;

②在温度不变时,导体的电阻与导体的横截面积有关。

供他选择的导体如表所示。

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要想验证猜想①,应选表中两个导体的序号时: _________ ;

要想验证猜想②,应选表中两个导体的序号时: _________ .

解析:要探究电阻与材料的关系,根据控制变量法,应选取长度、横截面积都相同,而材料不同的两根电阻丝;

要探究电阻与横截面积的关系,根据控制变量法,应选取材料、长度都相同,而横截面积不同的两根电阻丝.

答案:解:要探究电阻与材料的关系,根据控制变量法必须控制除了材料以外的所有因素相同.由表格中可知,序号A和C的长度、横截面积都相同,所以要想验证猜想①,应选表中的序号A和C;

要探究电阻与横截面积的关系,根据控制变量法必须控制除了横截面积以外的所有因素相同.由表格中可知,序号B和C的材料、长度都相同,所以要想验证猜想②,应选表中的序号B和C.

故答案为 A和C;B和C.

例5 现有两个电压表、一个电源、一个已知阻值为R0的电阻、一个开关和一些导线,要用以上器材测出未知阻值的电阻Rx要求:

(1)在下面虚线框内分别画出两种不同方法的电路图;

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(2)如果实验中电压表V1、V2的读数分别为U1、U2,请在横线写上对应的电阻Rx的表达式.(本题中x、1、2均为下标)

方法一的Rx= _________ 

方法二的Rx= _________ 

解析:本题中由于只给了两只电压表,无法直接用欧姆定律求解,故可以利用串联电路的电压特点求得Rx上的电压;由已知R0的电压可求得电流,则即可由欧姆定律求出电阻Rx。

答案:解:方法一:将两电阻串联,电压表V1测总电压,V2测R0上的电压,则可由串联电路的电压规律求得RX上的电压,即UX=U1﹣U2;

由欧姆定律求得R0的电流,I=U2/R0;

则RX=[(U1-U2)/U2]×R0;

方法二,将两电阻串联,电压表V1与RX并联,V2与R0并联,则可求得RX两端的电压为U1,电流为U2/R0,则测得电阻为:RX=(U1/U2)×R0

故答案为:(1)电路图如图:

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(2)方法一的R=[(U1-U2)/U2]×R0

方法二的RX=(U1/U2)×R0

例6 如图,已知电源电压为9V,V1表示数为6V,L2电流为2.5A,则

(1)灯L1和L2两端的电压各是多少?

(2)L1和L2的电流谁大?电流表示数为多少?

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解析:(1)通过对电路的分析,由串联电路的特点和欧姆定律求解;

(2)由串联电路的电流规律可直接得出结果。

答案:解:(1)由电路可知,V1测量L1的电流,故V1两端的电压为6V;

两灯串联,由串联电路的电压规律得:U2=U﹣U1=9V﹣6V=3V;

(2)因两灯串联在电路中,故电流一样大都等于L2中的电流2.5A

答:(1)L1两端的电压为6V,L2两端的电压为3V,

(2)两灯中的电流一样大,电流为2.5A

例7 如图所示,用相同的电压表测量不同电阻的电压,已知第一个电压表的示数是9V,第一个电流表示数是15mA,第二个电流表示数是12mA.求各电压表之和是多少伏?

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分析:首先根据电路图分析电路的连接方式,分析电压表的实质,电压表其实就是一个大电阻接一个电流表,然后根据欧姆定律和并联电路电流特点计算各电压表之和是多少伏。

答案:解:电压表其实就是一个大电阻接一个电流表,所以所测的仍是电流,所以电路图可视为并联电路.

在该电路中,由第一个电流表示数和第二个电流表示数可知,通过电压表的电流为3mA,对应示数为9V.又每个回路都恰只有一个电压表,所以接入电压表的回路一定会把干路的15mA电流分完.

15mA÷3mA=5

5×9V=45V

答:各电压表示数之和为45V.

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