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：