初中物理+电压和电阻.docx
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初中物理+电压和电阻
第六章电压 电阻
内容提要
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3V,2节干电池并联是
1.5V.
(三)电压测量:
1.仪器:
电压表,符号:
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
电流表
电压表
异
符号
连接方式
串联
并联
直接连接电源两极
不能
能
量程
0—0.6A0—3A
0—3V 0—15V
每大格
0.2A1A
1V5V
每小格
0.02A0.1A
0.1V 0.5V
分析电路时
内阻很小,几乎为零
相当于短路
内阻很大
相当于开路(断路)
同
使用前应先调零;读数时看清量程和每大(小)格;正接线柱流入,负接线柱流出;不能超过最大测量值。
(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1Ω。
2.常用单位:
千欧、兆欧。
3.换算:
1MΩ= 106Ω 1KΩ= 103Ω
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:
⑴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:
。
2.可变电阻(变阻器):
滑动变阻器电路符号
。
⑴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:
。
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.电阻箱的读书方法:
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.
编号
材料
长度
横截面积
A
锰铜合金
0.5m
2.0mm2
B
锰铜合金
1.5m
1.5mm2
C
锰铜合金
1.8m
1.0mm2
D
锰铜合金
2.0m
0.5mm2
E
镍铬合金
0.3m
2.0mm2
F
镍铬合金
1.3m
1.5mm2
G
镍铬合金
1.5m
1.0mm2
H
镍铬合金
2.0m
0.5mm2
(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:
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
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:
(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:
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- 初中 物理 电压 电阻