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(dòng)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(shí)，通過(guò)觀(guān)察水流、水壓的模擬實(shí)驗(yàn)幫助我們認(rèn)識(shí)問(wèn)題，這里使用了科學(xué)研究方法“類(lèi)比法”（二）電壓的單位1國(guó)際（基本）單位： V常用單位： kV、mV 、 V換算關(guān)系： 1Kv 1000V1V1000mV1mV1000V2記住一些電壓值：一節(jié)干電池1.5V一節(jié)蓄電池2V220V對(duì)人體安全電壓不高于36V家庭電壓3電池組串聯(lián)：V，2 節(jié)干電池并聯(lián)是1.5V U=U1+U2

2、 +U3；電池組并聯(lián)： U=U1=U2=U3；2 節(jié)干電池串聯(lián)是3（三）電壓測(cè)量：1儀器：電壓表，符號(hào)：2讀數(shù)時(shí)，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(cè)用電器 并聯(lián) 。電壓表介入電路時(shí)，應(yīng)使電流從電壓表的“接線(xiàn)柱 ”流出。否則指針會(huì) 反偏 。正接線(xiàn)柱”流入，從“ 負(fù)被測(cè)電壓不要超過(guò)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(cè) 電源電壓。在預(yù)先不能預(yù)測(cè)被側(cè)電壓值時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行試觸 。 危害：被測(cè)電壓超過(guò)電壓表的最大量程時(shí)，不僅測(cè)不出電壓值，電壓表的指針還會(huì)被打彎甚至燒壞電壓表。 選擇量程：實(shí)驗(yàn)室用電壓表有兩個(gè)量程，03V和 015V。測(cè)量時(shí)， 先選大量程，

3、進(jìn)行試觸， 若被測(cè)電壓在 3V15V可測(cè)量，若被測(cè)電壓小于 3V 則換用小的量程，若被測(cè)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符號(hào)連接方式串聯(lián)并聯(lián)直接連接電源不能能兩極異量程006A03A03V015V每大格02A1A1V5V每小格002A0 1A01V05V內(nèi)阻很小，幾乎為零內(nèi)阻很大分析電路時(shí)相當(dāng)于短路 相當(dāng)于開(kāi)路（斷路）使用前應(yīng)先調(diào)零；讀數(shù)時(shí)看清量程和每大（?。└?；正接線(xiàn)柱流同入，負(fù)接線(xiàn)柱流出；不能超過(guò)最大測(cè)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(wú)示數(shù)：“電流表示數(shù)正?！北砻髦麟娐窞橥?， “電壓表無(wú)示數(shù)”表明無(wú)電流通過(guò)電

4、壓表，則故障原因可能是：電壓表?yè)p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(wú)示數(shù)“電壓表有示數(shù)”表明電路中有電流通過(guò)電壓表， “電流表無(wú)示數(shù)”說(shuō)明沒(méi)有或幾乎沒(méi)有電流流過(guò)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(kāi)路，此時(shí)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(wú)明顯示數(shù)。3電流表電壓表均無(wú)示數(shù)“兩表均無(wú)示數(shù)”表明無(wú)電流通過(guò)兩表，除了兩表同時(shí)短路外，最大的可能是主電路斷路導(dǎo)致無(wú)電流（即電壓表之外的電路有斷路） 。電阻（一）定義及符號(hào): 電阻表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用的大小。符號(hào)： R 。（二）單位1國(guó)際單位：歐姆 。規(guī)定：如果導(dǎo)體兩端的

5、電壓是1V，通過(guò)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= 10 6 1K= 10 3 4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(shí)驗(yàn)室用的銅線(xiàn)， 電阻小于百分之幾歐。電流表的內(nèi)阻為零點(diǎn)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(zhǎng)短 L、橫截面積 S、溫度 T）1實(shí)驗(yàn)原理：在電壓不變的情況下，通過(guò)電流的變化來(lái)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(lái)研究導(dǎo)體電阻的變化）2 實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法。3結(jié)論：導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，

6、它的大小決定于導(dǎo)體的 材料 、長(zhǎng)度 和 橫截面積，還與溫度有關(guān)。與電壓和電流的大小無(wú)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(zhǎng)度、橫截面積決定。 與是否接入電路、與外加電壓及通過(guò)電流大小等外界因素均無(wú)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(lèi)1 定值電阻：電路符號(hào)：。2可變電阻（變阻器） ：滑動(dòng)變阻器電路符號(hào)?；瑒?dòng)變阻器：構(gòu)造：瓷筒、電阻絲（阻值很大） 、滑片P、金屬桿、接線(xiàn)柱。結(jié)構(gòu)示意圖：。變阻原理：通過(guò)改變接入電路中的電阻線(xiàn)的長(zhǎng)度 來(lái)改變電阻。使用方法：根據(jù)銘牌選擇合適的滑動(dòng)變阻器；滑動(dòng)變阻器應(yīng)串 聯(lián)在電路中； 接法是“ 一上一下”接；接入電路前（閉合開(kāi)關(guān)前）應(yīng)將滑動(dòng)

7、變阻器調(diào)到 阻值最大處 。銘牌：某滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“ 50 1.5A ”字樣，50 表示滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 50或變阻范圍為 050。15A 表示滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為 1.5A 作用：通過(guò)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(hù)電路。優(yōu)缺點(diǎn)：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(shū)方法：A：旋盤(pán)式：各旋盤(pán)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(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在不

8、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(hào)材料長(zhǎng)度橫截面積A錳銅合金0.5m22.0mmB錳銅合金1.5m21.5mmC錳銅合金1.8m21.0mmD錳銅合金2.0m20.5mmE鎳鉻合金0.3m22.0mmF鎳鉻合金1.3m21.5mmG鎳鉻合金1.5m21.0mmH鎳鉻合金2.0m20.5mm（ 1）應(yīng)選用編號(hào)為 _的錳銅合金絲和編號(hào)為_(kāi) 的鎳鉻合金絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（ 2）選擇實(shí)驗(yàn)器材并根據(jù)所選器材，畫(huà)出一個(gè)能反映實(shí)驗(yàn)方案的電路圖解析：（ 1）對(duì)于多變量的探究題目，要采用控制變量的思想來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；探究的是不同材料的合金絲的導(dǎo)電性能， 就需要保持合金絲的材料不同， 而

9、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(zhǎng)度和橫截面積保持一致，據(jù)此來(lái)選擇實(shí)驗(yàn)材料（ 2）合金絲導(dǎo)電性能的好壞無(wú)法直接看出，所以需要運(yùn)用“轉(zhuǎn)換法”將其轉(zhuǎn)化為易觀(guān)察的現(xiàn)象； 方法有多種， 可在電路中接入一個(gè)小燈泡， 通過(guò)小燈泡的明暗程度來(lái)判斷它們的導(dǎo)電性， 但這樣的實(shí)驗(yàn)效果不是太明顯； 也可以在電路中接入一個(gè)電流表，通過(guò)電流表的示數(shù)來(lái)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(zhǎng)度和橫截面積相等來(lái)進(jìn)行研究，表格中， D、H兩根導(dǎo)線(xiàn)符合要求故答案為： D、H（2）由分析可知，在電路中串聯(lián)一電流表，通過(guò)電流表的示數(shù)

10、來(lái)判斷它們的導(dǎo)電性能；器材：電源、電流表、開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線(xiàn)若干、D導(dǎo)線(xiàn)和 H導(dǎo)線(xiàn)各一根；方法：在 A、B 之間分別接入 D、H兩根導(dǎo)線(xiàn)，觀(guān)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(shí)驗(yàn)課上，同學(xué)們把兩個(gè)相同規(guī)格的小燈泡連接在如圖甲所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)后，兩燈發(fā)光此時(shí)，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(diǎn)，可知“猜想一”是 _ （選填：“正確”或“不正確”）的（ 2）針對(duì)“猜想二”，同學(xué)們找來(lái)一只電壓表，先后并聯(lián)在 L1

11、 、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(shí) _ 示數(shù)（選填“有”或“無(wú)”） ，并聯(lián)在 L2 兩端時(shí) _ 示數(shù)（選填“有”或“無(wú)”）（ 3）實(shí)驗(yàn)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(shuō)明“猜想二”也不正確你認(rèn)為L(zhǎng)1 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(diǎn)和電壓表使用， 對(duì)一個(gè)物理問(wèn)題可以大膽猜想，然后通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證猜想，如果符合則猜想正確，如果不符合，則猜想錯(cuò)誤答案：解：（ 1）根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，如果某處有斷路，則整個(gè)電路

12、就會(huì)不通，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(méi)示數(shù)， L2 正常，所以并聯(lián)在 L2 兩端時(shí)有示數(shù)；（ 3）實(shí)驗(yàn)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(shuō)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(wú)、有；（3）B例 3. 小明同學(xué)在科技活動(dòng)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(qǐng)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(bào)警器實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有兩只外形完全

13、相同的電阻 R1 和 R2，其中一只為熱敏電阻，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(jì)了如圖乙所示的電路接下來(lái)小明應(yīng)進(jìn)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(gè)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(xiàn)的趨勢(shì)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(gè)完全相同的電阻串聯(lián)起來(lái)，為了探究電阻與溫度的關(guān)系，首先需要操作的是：閉合開(kāi)關(guān)，對(duì)其中一只電阻

14、加熱然后通過(guò)觀(guān)察電流的示數(shù)變化， 如果電流示數(shù)變化說(shuō)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(kāi)關(guān)，對(duì)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(shí)，做出了如下猜想：在溫度不變時(shí)，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)；在溫度不變時(shí)，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(hào)材料長(zhǎng)度（ m）2橫截面積（ mm）A鎳鉻合金0.80.5B錳銅0.81C錳銅0.

15、80.5要想驗(yàn)證猜想，應(yīng)選表中兩個(gè)導(dǎo)體的序號(hào)時(shí)：_；要想驗(yàn)證猜想，應(yīng)選表中兩個(gè)導(dǎo)體的序號(hào)時(shí)：_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(zhǎng)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(zhǎng)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(hào) A 和 C 的長(zhǎng)度、橫截面積都相同，所以要想驗(yàn)證猜想，應(yīng)選表中的序號(hào) 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(hào) B 和 C 的材料、長(zhǎng)度都

16、相同，所以要想驗(yàn)證猜想，應(yīng)選表中的序號(hào) B 和 C故答案為 A 和 C；B和 C例 5.現(xiàn)有兩個(gè)電壓表、一個(gè)電源、一個(gè)已知阻值為 R0 的電阻、一個(gè)開(kāi)關(guān)和一些導(dǎo)線(xiàn)，要用以上器材測(cè)出未知阻值的電阻 Rx 要求：（ 1）在下面虛線(xiàn)框內(nèi)分別畫(huà)出兩種不同方法的電路圖；（ 2）如果實(shí)驗(yàn)中電壓表 V1、V 2 的讀數(shù)分別為 U1、U2，請(qǐng)?jiān)跈M線(xiàn)寫(xiě)上對(duì)應(yīng)的電阻 Rx 的表達(dá)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(wú)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(diǎn)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

17、：將兩電阻串聯(lián)，電壓表 V 1 測(cè)總電壓， V 2 測(cè) R0 上的電壓，則可由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律求得 RX 上的電壓，即 UX=U1U2；由歐姆定律求得R0 的電流， I=；則；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 ，則測(cè)得電阻為：故答案為：（ 1）電路圖如圖：（ 2）方法一的方法二的例 6.如圖，已知電源電壓為 9V ，V 1 表示數(shù)為 6V ，L 2 電流為 2.5A ，則（ 1）燈 L 1 和 L2 兩端的電壓各是多少？（ 2） L1 和 L2 的電流誰(shuí)大？電流表示數(shù)為多少？解析：（1）通過(guò)對(duì)電路的分析，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)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， V 1 測(cè)量 L 1 的電流，故 V 1 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=9V 6V=3V ；（ 2）因兩燈串聯(lián)在電路中，故電流一樣大都等于 L 2 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(cè)量不同電阻的電壓， 已知第一個(gè)電壓表的示數(shù)是 9V ，第一個(gè)電流表示數(shù)是 15mA，第二個(gè)電流