對電阻的進(jìn)一步研究(公開課)

1、第二章 電路 伏安特性曲線是研究導(dǎo)體電流和電壓關(guān)系的重伏安特性曲線是研究導(dǎo)體電流和電壓關(guān)系的重要工具。要工具。電流與電壓成正比電流與電壓成正比線性關(guān)系線性關(guān)系 若導(dǎo)體的伏安特性曲線是過原點(diǎn)的直線，則這種若導(dǎo)體的伏安特性曲線是過原點(diǎn)的直線，則這種元件稱為元件稱為。 例例1、一個(gè)標(biāo)有一個(gè)標(biāo)有“220，60”的白熾燈泡，的白熾燈泡， 在一從零逐在一從零逐漸增加到漸增加到220的電壓的作用下。在此過程中，的電壓的作用下。在此過程中， 電壓和電電壓和電流的關(guān)系可用圖象表示。題中給出的四個(gè)圖，符合實(shí)際的是流的關(guān)系可用圖象表示。題中給出的四個(gè)圖，符合實(shí)際的是 （ ）ABCDB 串聯(lián)電路中電流處處相等串聯(lián)電路

2、中電流處處相等串聯(lián)電路中串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓與阻值成正比各電阻兩端的電壓與阻值成正比 串聯(lián)電路中的總電阻等于各部分電阻之和串聯(lián)電路中的總電阻等于各部分電阻之和 2121URIURPbPbabURUR 電路圖如圖所示，輸入電壓電路圖如圖所示，輸入電壓為為U，a、b之間的電阻為之間的電阻為Rab， p、b之間的電阻為之間的電阻為Rpb,求：求：1、輸出電壓為、輸出電壓為Upb多大？多大？2、如果滑片、如果滑片P移動，移動， Upb的大的大小范圍小范圍并聯(lián)電路中總電流等于各支路的電流之和。并聯(lián)電路中總電流等于各支路的電流之和。并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。 并

3、聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各支路上電阻并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各支路上電阻倒數(shù)之和。倒數(shù)之和。2121RRRRR并并聯(lián)電路中通過各支路的電流和各支路的電阻成反比并聯(lián)電路中通過各支路的電流和各支路的電阻成反比分流作用分流作用討論：討論：1 1、不同阻值的電阻、不同阻值的電阻串聯(lián)串聯(lián)，總電阻與其中，總電阻與其中任何一個(gè)任何一個(gè)電阻電阻有何關(guān)系？有何關(guān)系？ 串聯(lián)電路的總電阻串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分大于其中任一部分電路的電阻電路的電阻2 2、不同阻值的電阻、不同阻值的電阻并聯(lián)并聯(lián)，總電阻與其中，總電阻與其中任何一個(gè)任何一個(gè)電阻電阻有何關(guān)系？有何關(guān)系？ 若不同的電阻并聯(lián)若不同的電阻并聯(lián), ,總電

4、阻小于其中最小總電阻小于其中最小的電阻的電阻4 4、并聯(lián)電路中、并聯(lián)電路中, ,支路增多支路增多, ,總電阻如何變？總電阻如何變？若并聯(lián)電路的支路若并聯(lián)電路的支路增多增多, ,總電阻將總電阻將減小減小3 3、并聯(lián)電路中、并聯(lián)電路中, ,某一電阻增大某一電阻增大, ,總電阻如何變？總電阻如何變？ 多個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)多個(gè)電阻并聯(lián)時(shí), ,其中任意一個(gè)電阻其中任意一個(gè)電阻增大增大, ,總電阻也隨總電阻也隨之之增大增大如圖所示，如圖所示， R1=4，R2=R3=2，R4=4, R5=6,求求AB間的等效電阻間的等效電阻R3R1AR2R4BR5課后題課后題 3四、滑動變阻器的兩種連接方式四、滑動變阻器的兩種連

5、接方式限流式和分壓式電路限流式和分壓式電路：討論：當(dāng)滑片討論：當(dāng)滑片P往右滑時(shí)，往右滑時(shí)，電流怎么變？電流怎么變？討論：滑片向討論：滑片向a端移時(shí)，端移時(shí)，Rx兩端的電壓怎么變？兩端的電壓怎么變？討論：討論：1、當(dāng)待測電阻遠(yuǎn)大于變阻器電阻時(shí)，我們應(yīng)該選擇限流法、當(dāng)待測電阻遠(yuǎn)大于變阻器電阻時(shí)，我們應(yīng)該選擇限流法還是分壓法？還是分壓法？2、當(dāng)待測電阻的、當(dāng)待測電阻的電壓從零電壓從零開始連續(xù)變化時(shí)，我們應(yīng)該選擇開始連續(xù)變化時(shí)，我們應(yīng)該選擇限流法還是分壓法？限流法還是分壓法？3、題目所提供的實(shí)驗(yàn)儀器，電表的量程不夠（即變阻器電、題目所提供的實(shí)驗(yàn)儀器，電表的量程不夠（即變阻器電阻調(diào)到最大，電流或電壓仍超

6、過量程，或超過待測電阻的額阻調(diào)到最大，電流或電壓仍超過量程，或超過待測電阻的額定電流）時(shí)，我們應(yīng)該選擇限流法還是分壓法？定電流）時(shí)，我們應(yīng)該選擇限流法還是分壓法？待測電阻兩端待測電阻兩端電壓變化范圍：電壓變化范圍： （電源內(nèi)阻不計(jì)）（電源內(nèi)阻不計(jì)）URRRxx U0 UU URx遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于R1、 限限流電路與流電路與分分壓電路壓電路的特點(diǎn)的特點(diǎn)小小大大Rx小于小于R或相差或相差不大就用限流式不大就用限流式限流電路限流電路分壓電路分壓電路電壓范圍電壓范圍電流范圍電流范圍相同條件下相同條件下電路消耗的電路消耗的總功率總功率UURRRxx2. 兩種連接電路的比較：兩種連接電路的比較：U0 xxRU

7、RRUxRU0UIxU(IxIR) (1)要求待測電阻的電壓或者電流從要求待測電阻的電壓或者電流從0開始調(diào)開始調(diào),或者要求用圖或者要求用圖象處理數(shù)據(jù)象處理數(shù)據(jù) (2)題中所提供的實(shí)驗(yàn)器材（電源、電流表、電壓表、題中所提供的實(shí)驗(yàn)器材（電源、電流表、電壓表、待待測電阻、滑動變阻器等）的測電阻、滑動變阻器等）的量程或最大允許電流小于限流量程或最大允許電流小于限流電路中的最小電流。電路中的最小電流。 (3)待測電阻遠(yuǎn)大于待測電阻遠(yuǎn)大于滑動變阻器的電阻滑動變阻器的電阻3. 如何選取滑動變阻器的連接方式：如何選取滑動變阻器的連接方式：注意：注意：在兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采在兩種電路均可使用的情況

8、下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖鹘臃偰芎妮^小。用限流式接法，因?yàn)橄蘖鹘臃偰芎妮^小。以下三種情況必須選擇分壓式接法以下三種情況必須選擇分壓式接法RXR以大控小以大控小以小控大以小控大小大大 用伏安法較準(zhǔn)確地測量一阻值約為用伏安法較準(zhǔn)確地測量一阻值約為100100的定值電的定值電阻，提供的器材規(guī)格如下：阻，提供的器材規(guī)格如下：蓄電池蓄電池E E（輸出電壓（輸出電壓6V6V，內(nèi)阻很?。?，內(nèi)阻很?。┲绷骱涟脖恚ㄖ绷骱涟脖恚?20mA020mA，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約5050）直流電壓表（直流電壓表（03V03V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約5K5K）滑動變阻器滑動變阻器R R（015015，允許通過的，允許通過的最大

9、電流為最大電流為1A1A）電鍵一只，導(dǎo)線若干電鍵一只，導(dǎo)線若干根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。例例1：RRXKE，rmAV五電學(xué)實(shí)驗(yàn)中電路器材的選擇安全不損壞實(shí)驗(yàn)儀器精確盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差方便在保證實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行的前提下，選用的電路和器材便于操作，讀得的數(shù)據(jù)便于處理（1）滑動變阻器應(yīng)選與被測電阻（或用電器）阻值相當(dāng)?shù)模嗖畈淮髣t選阻值較小的（2）電流表選量程合適，內(nèi)阻小 電壓表選量程合適，內(nèi)阻大考點(diǎn)考點(diǎn)1基本儀器的讀數(shù)基本儀器的讀數(shù) (1)使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖甲所使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖甲所示，則金屬絲的直徑是示，則金屬絲的直徑是_

10、mm.(2)圖乙用圖乙用0.6 A量程時(shí)量程時(shí),對應(yīng)刻度盤上每一小格代表對應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A,表針的示數(shù)是表針的示數(shù)是_A；當(dāng)使用；當(dāng)使用3 A量程時(shí)，對應(yīng)刻度盤上量程時(shí)，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)為，圖中表針示數(shù)為_A.2.1500.020.440.12.20圖丙使用較小量程時(shí)，每小格表示圖丙使用較小量程時(shí)，每小格表示_V，圖中指針的示數(shù)為，圖中指針的示數(shù)為_V若使用的是較大量程，則若使用的是較大量程，則這時(shí)表盤刻度每小格這時(shí)表盤刻度每小格表示表示_V，圖中表針指示的是圖中表針指示的是_V.(3)旋鈕式電阻箱如圖丁所示，電流從旋鈕式電阻箱如圖丁所示，電流從

11、接線柱接線柱A流入，從流入，從B流出，則接入電路流出，則接入電路的電阻為的電阻為_.今欲將接入電路今欲將接入電路的電阻改為的電阻改為2087 ，最簡單的操作方，最簡單的操作方法是法是_ _若用兩個(gè)這樣的電阻箱若用兩個(gè)這樣的電阻箱,則可得到的電則可得到的電阻值范圍為阻值范圍為_.0.11.700.58.51987 將將“1k ”旋鈕調(diào)到旋鈕調(diào)到2， 再將再將“100”旋鈕調(diào)到旋鈕調(diào)到0019998 【解析】【解析】(1)固定刻度示數(shù)為固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米的從可動，不足半毫米的從可動刻度上讀的示數(shù)為刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：，最后的讀數(shù)為：2.0 mm15.00.0

12、1 mm2.150 mm.(2)使用使用0.6 A量程時(shí)，刻度盤上的每一小格為量程時(shí)，刻度盤上的每一小格為0.02 A，指針，指針的示數(shù)為的示數(shù)為0.44 A；當(dāng)換用；當(dāng)換用3 A量程時(shí)，每一小格為量程時(shí)，每一小格為0.1 A，指針，指針示數(shù)為示數(shù)為2.20 A.電壓表使用電壓表使用3 V量程時(shí)量程時(shí),每小格表示每小格表示0.1 V,指針示數(shù)為指針示數(shù)為1.70 V；使用使用15 V量程時(shí)，每小格為量程時(shí)，每小格為0.5 V，指針示數(shù)為，指針示數(shù)為8.5 V.(3)電阻為電阻為1987 .最簡單的操作方法是將最簡單的操作方法是將“1 k”旋鈕調(diào)到旋鈕調(diào)到2,再將再將“100”旋鈕調(diào)到旋鈕調(diào)到0

13、.每個(gè)電阻箱的最大阻值是每個(gè)電阻箱的最大阻值是9999 ,用用這樣兩個(gè)電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻這樣兩個(gè)電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻29999 19998 .故兩個(gè)這樣的電阻箱故兩個(gè)這樣的電阻箱,則可得到的電阻值范圍為則可得到的電阻值范圍為019998 .創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)評析創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)評析【范例】【范例】碳膜電阻是在絕緣介質(zhì)骨架上鍍一層碳膜已知碳膜電阻是在絕緣介質(zhì)骨架上鍍一層碳膜已知某碳膜電阻阻值約為某碳膜電阻阻值約為10 ，其結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)測，其結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)測定碳膜厚度，備用器材如下：定碳膜厚度，備用器材如下：A電流表電流表(量程量程00.6 A，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.2 )B電流

14、表電流表(量程量程03 A，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.03 )C電壓表電壓表(量程量程03 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為30 k)D電壓表電壓表(量程量程015 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為150 k)E滑動變阻器滑動變阻器(最大值為最大值為2 ) H學(xué)生電源學(xué)生電源(4 V)F滑動變阻器滑動變阻器(最大值為最大值為20 ) I螺旋測微器螺旋測微器G滑動變阻器滑動變阻器(最大值為最大值為200 ) J游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺實(shí)驗(yàn)主要步驟：實(shí)驗(yàn)主要步驟：(1)用伏安法較準(zhǔn)確地測量電阻的阻值電流表選用伏安法較準(zhǔn)確地測量電阻的阻值電流表選_，電壓表選電壓表選_，滑動變阻器選，滑動變阻器選_(填標(biāo)號填標(biāo)號)(2)在虛框中畫出

15、電路圖在虛框中畫出電路圖(3)若測得電阻值為若測得電阻值為R，該材料的電阻率為，該材料的電阻率為，則碳膜厚度的表，則碳膜厚度的表達(dá)式為：達(dá)式為：d_(用用R、D、L、表示表示)ACFLRD器材器材代號代號規(guī)格規(guī)格電池組電池組E EE=9E=9伏，伏，r r約為約為0.50.5歐歐伏特表伏特表V V量程量程0-100-10伏，內(nèi)阻伏，內(nèi)阻20K20K歐歐mAmA表表A A1 1量程量程0-50mA0-50mA，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約2020歐歐mAmA表表A A2 2量程量程0-300mA0-300mA，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約4 4歐歐滑動變阻器滑動變阻器R R1 1阻值范圍阻值范圍0 0至至100100歐歐滑

16、動變阻器滑動變阻器R R2 2阻值范圍阻值范圍0 0至至17001700歐，額定電流歐，額定電流0.30.3安安電鍵電鍵K K 導(dǎo)線幾根導(dǎo)線幾根 一個(gè)阻值約為一個(gè)阻值約為4040歐至歐至5050歐的電阻歐的電阻R Rx x，現(xiàn)要進(jìn)一步，現(xiàn)要進(jìn)一步測其阻值，手邊有如下器材：要求選出適用的器材，正測其阻值，手邊有如下器材：要求選出適用的器材，正確選用電路，多測幾組電流、電壓值。確選用電路，多測幾組電流、電壓值。例例3：E ，rKR1mARXV從下列給出的器材中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測量阻值約從下列給出的器材中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測量阻值約為為15k電阻電阻Rx的電路，要求方法簡捷，的

17、電路，要求方法簡捷，Rx兩端的電壓從兩端的電壓從零開始零開始變化，盡可能提高測量的精度。變化，盡可能提高測量的精度。 A電流表電流表A1（量程（量程1mA，內(nèi)阻，內(nèi)阻r1約為約為50） B電流表電流表A2（量程（量程300A，內(nèi)阻，內(nèi)阻r2約為約為300） C電流表電流表A3（量程（量程500A，內(nèi)阻，內(nèi)阻r3約為約為500） D電壓表電壓表V1（量程（量程10V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r4=15K） E電壓表電壓表V2（量程（量程3V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r5=10K） F定值電阻定值電阻R1（阻值約為（阻值約為25，額定電流為，額定電流為1A） G滑動變阻器滑動變阻器R2（阻值（阻值050，額定電流為，額定電流

18、為1A） H滑動變阻器滑動變阻器R3（阻值（阻值01k，額定電流為，額定電流為0.1A） I電池（電池（E3V，內(nèi)阻很小，但不能忽略），內(nèi)阻很小，但不能忽略） J電鍵，導(dǎo)線若干電鍵，導(dǎo)線若干測量時(shí)所用器材為測量時(shí)所用器材為_（選填代號）（選填代號）在虛線框內(nèi)根據(jù)所用器材畫出測量電路原理圖；若選測量數(shù)據(jù)的在虛線框內(nèi)根據(jù)所用器材畫出測量電路原理圖；若選測量數(shù)據(jù)的一組來計(jì)算一組來計(jì)算Rx，則表達(dá)式為，則表達(dá)式為Rx=_ ，式中各符號，式中各符號的意義是：的意義是：_。5/xURIUrB E G I J14. （15分）如圖所示，豎直平面內(nèi)有一與水平面成=30的絕緣斜面軌道AB，該軌道和一半徑為R的光滑絕緣圓弧軌道BCD相切于B點(diǎn)。整個(gè)軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場中，現(xiàn)將一質(zhì)量為m帶正電的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從斜面上的A點(diǎn)靜止釋放，滑塊能沿軌道運(yùn)動到圓軌道的最高D點(diǎn)后恰好落到斜面上與圓心O等高的P點(diǎn)，已知帶電滑塊受到的電場力大小為Eq=mg，滑塊與斜面軌道間的動摩擦因數(shù)為，空氣阻力忽略不計(jì)。求：（1）滑塊經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的速度大?。唬?）滑塊經(jīng)過圓軌道最低C點(diǎn)時(shí)， 滑塊對軌道的作用力FC ； （3）A、B兩點(diǎn)之間的距離d。E+q14 4.