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【金版新学案】2013-2014学年高中物理同步配套辅导与检测（粤教版，选修3-1）：第二章第二节对电阻的进一步研究（29张ppt）

上传时间: 2014-08-17

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第二节　对电阻的进一步研究

电路

1．知道导体的伏安特性和I-U图象，知道什么是线性元件和非线性元件．

2．掌握串并联电路中的电流、电压、电阻的关系．

1．导体的伏安特性

(1)导体的伏安特性曲线：纵轴表示电流I，横轴表示电压U，画出的I-U图线叫做导体的 ________ ．

伏安特性曲线

(2)图线斜率的物理意义

在I-U图中，图线的斜率表示________，即k＝________.

在U-I图中，图线的斜率表示____，即k＝U/I＝______.

伏安特性曲线是过坐标原点的直线，这样的元件叫____．

伏安特性曲线不是直线，这样的元件叫________．

答案：(2)导体电阻的倒数　I/R　导体电阻的大小

　 R　线性元件　非线性元件

2. 串联电路：把电阻________的连接方式叫串联．在串联电路中，流过每个电阻的电流________，串联电路两端的总电压等于________，串联电阻的总电阻值等于________．

3. 并联电路：把几个电阻________的连接方式叫并联．在并联电路中，每个电阻两端的电压________，并联电路的总电流等于________，并联电阻的总电阻阻值的倒数等于________．

答案：

2．依次首尾相接　相等　各电阻两端的电压之和　各个电阻的阻值之和

3．并列地连接起来　相等　流过各电阻的电流之和　各个电阻阻值的倒数之和

考点一　导体的伏安特性曲线

1．用I-U图象或U-I图象反映导体中的电流与电压的关系，画出的图线统称为伏安特性曲线．

2．遵守欧姆定律的导体，伏安特性是通过坐标原点的直线如下图所示．这种电学元件叫做线性元件．

3．对欧姆定律不适用的导体和器件，伏安特性曲线不是直线．这种电学元件叫做非线性元件．

4．导体的伏安特性曲线反映了导体自身的性质，即导体的电阻．

（双选）如图所示，a、b 直线分别表示由同种材料制成的两条长度相同，粗细均匀的电阻丝甲、乙的伏安特性曲线，下列选项正确的是(　　)

A．a 代表电阻丝较粗

B．b 代表电阻丝较粗

C．两根电阻丝的阻值是定值

D．图线表示电阻丝的阻值与流过的电流成正比

解析：导体的伏安特性曲线的斜率反映了电阻的大小，由图可知，Ra>Rb，由电阻定律R＝ρl/S知，Sb>Sa，可见，选项A错，选项B正确．由于两根电阻丝的I-U图线是一条过原点的直线，所以电阻是定值，选项C正确．电阻丝的阻值与流过的电流无关，选项D错．

答案： BC

练习

1．某同学做三种导电元件的导电性质实验，根据所测数据分别绘制了三种元件的I-U 图象，如下图 a、b、c所示，则下列判断正确的是(　　)

A．只有b正确

B．a 、c图曲线肯定是误差太大

C．a 、c不遵从欧姆定律，肯定是不可能的

D．a、b 、c三图象都可能正确，并不一定有较大的误差

解析：图a反映元件的电阻率随温度的升高而减小，图b反映元件的电阻率不随温度的变化而变化，图c反映元件的电阻率随温度的升高而增大，故D对．如果题目中说明元件是金属，就只有图c正确了．

答案：D

考点二　串联电路

1．定义：把导体一个接一个依次连接组成的电路．

串联电路的基本特点：

(1)电路中各处的电流相等；

(2)电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和．

U＝U1＋U2＋U3＋….

2．可推导三个重要性质：

(1)串联电路的总电阻等于各导体电阻之和，即

R＝R1＋R2＋…＋Rn.

(2)串联电路中各个电阻两端的电压分配是跟它的阻值成正比，即U/R＝U1/R1＝U2/R2＝…＝Un/Rn.

(3)串联电路中的功率分配是跟它的阻值成正比，即P/R＝P1/R1＝U2/R2＝Pn/Rn＝I2，但P总＝P1＋P2＋…Pn.

练习

2．由两个电阻组成的串联电路两端电压为100 V，其中一个电阻的阻值为80 Ω，其两端电压为40 V, 另一个电阻的阻值是(　　)

A．120 Ω　　　 B．80 Ω　　　

C．40 Ω　　　 D．20 Ω

解析：由部分电路欧姆定律，I＝U/R，串联电路的电流处处相等为I＝U1/R1＝40/80 A＝0.5 A，另一电阻的阻值为：R2＝U2/I＝(100－40)/0.5 Ω＝120 Ω.

答案：A

考点三　并联电路

1．定义：把几个导体并列连接起来组成的电路．并联电路的基本特点：

(1)电路中各支路两端的电压相等；

(2)电路的总电流等于各支路电流之和．

2．可推导三个重要性质：

(1)并联电路总电阻的倒数等于各个导体电阻的倒数之和；即1/R＝1/R1＋1/R2＋…1/Rn(注意：各支路电阻均为 r 时R＝只有两个电阻并联时，R＝；并联总电阻小于任一支路电阻；任一支路的电阻增大，总电阻增大，反之则减小)．

(2)并联电路中通过各导体的电流强度跟它的阻值成反比，电阻越小，分得电流越大．

(3)并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比，P1/R1＝P2/R2＝…Pn/Rn＝U2，但P总＝P1＋P2＋…Pn，当相差几个数量级的电阻Rmax和Rmin并联时，大电阻的作用可以忽略不计，

即当Rmax＞Rmin时，

练习

3．有三个电阻，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω，现把它们并联起来接入电路，则通过它们的电流之比是(　　)

A．6∶4∶3 B．3∶4∶6

C．2∶3∶4 D．4∶3∶2

解析：并联电路，电压相等，设电路两端电压为U，则I1∶I2∶I3＝U/R1∶U/R2∶U/R3＝1/2∶1/3∶1/4＝6∶4∶3.

答案：A

考点四　串并联规律在电路中的应用：分压电阻与分流电阻

当电路中的实际电压超过用电器的额定电压时，可根据串联电阻的分压作用，串联一电阻，可以分担一部分电压，使用电器得到所需的电压，这种串联在电路中起分压作用的电阻叫分压电阻；当电路中的电流强度超过某个元件所允许的电流强度时，可给它并联上一个适当的电阻使其分去一部分电流，使通过的电流减小到元件所允许的数值，这种并联在电路中起分流作用的电阻叫分流电阻．

如图所示，L1、L2是两个规格不同的灯泡，当它们如图连接时，恰好都能正常发光，设电路两端的电压保持不变，现将变阻器的滑片P向右移动过程中L1和L2两灯的亮度变化情况是(　　)

A．L1亮度不变，L2变暗　

B．L1变暗，L2变亮

C．L1变亮，L2变暗

D．L1变暗，L2亮度不变

解析：在变阻器的滑片P向右移动过程中，电阻变大，并联电阻也增大，而电路两端的电压保持不变，根据欧姆定律，干路电流变小，所以L1变暗，并联部分电压增大，L2灯变亮．

答案：B

考点五　用“伏安法测量电阻”

1．原理：利用电压表和电流表测出电阻两端的电压U和流过电阻的电流I，利用电阻定义式R＝U/I算出电阻.

2．两种接法：电流表接在电压表两接线柱外侧，通常称为“外接法”如图A所示，电流表接在电压表两接线柱内侧，通常称为“内接法”如图B所示

　图A　　　　　　　　图B

3．电流表内接法与外接法对比分析

4.两种接法的选择：令R0＝，当Rx>R0时，用内接法；当Rx<R0时，用外接法．

练习

5．请看以下两个电路图，比较电流表和电压表的测量值与真实值(　　)

图A　　　　　　　　图B

A．如电流表和电压表是理想电表，两图的测量值与真实值是一样的

B．如考虑两表电阻，则A图测量值更接近真实值

C．如考虑两表电阻，则B图测量值更接近真实值

D．如考虑两表电阻，且R是一个较大的电阻，则图B比图A测量值更接近真实值

解析：如果考虑电表的内阻，图A是电流表外接，出现误差的原因是因为电流表的测量值含有电压表的电流，由可知测出的电阻偏小，图B是电流表的内接，出现误差的原因是因为电压表的测量值含有电流表的电压，由可知测出的电阻偏大．如B图中的被测电阻较大，分压大，则更接近真实值．所以选A、D.

答案：AD

考点六　变阻器的两种接法的分析对比

如图甲为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I-U关系曲线图．

(1)为了通过测量得到图甲所示I-U关系的完整曲线，在图乙和图丙两个电路中应选择的是图________；简要说明理由：______________________(电源两端电压恒为9 V，滑动变阻器的阻值为0－100 Ω)．

(2)在图丁电路中，电源两端的电压恒为9 V，电流表示数为70 mA，定值电阻R1＝250 Ω.由热敏电阻的I-U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压约为________V；电阻R2的阻值为________Ω.

(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子：________________________________________________________________________.

答案：(1)乙图乙电压调节的范围更广，且可以满足电压从零开始调节的要求．

(2)5.4 106

(3)温控开关

1．注意分清U-I图和I-U图．

2．导体的伏安特性曲线的斜率能反映电阻的大小，可通过比较斜率来确定电阻丝电阻的大小关系．

3．应用串、并联知识结合欧姆定律求解．

如右图所示的四只电阻的U-I图线，这四只电阻串联起来使用时各个电阻两端的电压分别是U1、U2、U3、 U4，则其大小顺序为(　　)

A．U2>U4>U3>U1

B．U4>U3>U2>U1

C．U2＝U4>U1＝U3

D．U1>U2>U3>U4

解析：由电阻U/I可知，R1>R2>R3>R4，因而电阻串联时流过每个电阻的电流相同，由欧姆定律知U1>U2>U3>U4，故D正确．

答案：D

练习

5．电阻R1、R2、R3的伏安特性曲线如图所示，它们的大小关系是________．若将它们串联后接入电路，则它们的电压之比U1∶U2∶U3＝________.若三个电阻并联时，流经电阻R1、R2、R3的电流I1∶I2∶I3＝________.

答案：R1<R2<R3　1∶2∶4　4∶2∶1

如图所示的电路中，

R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω

(1)求电路中的总电阻；

(2)加在电路两端的电压U＝42 V时，通过每个电阻的电流是多少？

解析：(1)R3、R4并联后电阻为R34，

则 R1、R2和R34串联，总电阻R＝R1＋R2＋R34＝14 Ω.

(2)根据欧姆定律I＝U/R，I＝3 A，由于R1、R2串联在干路上，故通过R1、R2的电流都是3 A．设通过R3、R4的电流为 I3，I4、由并联电路的特点I3＋I4＝3 A，I3∶I4＝R4∶R3，解得：I3＝1 A，I4＝2 A.

答案：(1) 14 Ω　(2)I1＝I2＝3 A，I3＝1 A，I4＝2 A

练习

6．如图所示，R1＝R2＝R3＝R，A、B两端电压恒为U，开关S接通后流过R2的电流是S接通前的(　　)

A．1/2　　 B．2/3　

C．1/3　　 D．1/4

解析：开关接通前，通过R2的电流是I1＝U/(R1＋R2)＝I/2R，开关接通后，R总＝R1＋R2R3/(R2＋R3)＝3R/2，I总＝2U/3R，流过R2的电流I2＝1/2I总＝U/3R，则I2/I1＝2/3，B正确．

答案：B

祝

您

学业有成

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