高中物理課件第2章 第2節(jié)《對(duì)電阻的進(jìn)一步研究》（粵教版選修3-1）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第二節(jié)對(duì)電阻的進(jìn)一步研究 1 導(dǎo)體的伏安特性曲線 在直角坐標(biāo)系中 用縱軸表示通過(guò)導(dǎo)體的 橫軸表示導(dǎo)體的 畫(huà)出的I U圖線叫做導(dǎo)體的 在I U圖線中 圖線斜率的倒數(shù)表示導(dǎo)體的 電流 電壓 伏安特性曲線 電阻 3 電阻的并聯(lián) 把幾個(gè)導(dǎo)體的一端連在一起 另一端也連在一起 然后在把這兩端接入電路 這樣的連接方式叫 并聯(lián)電路的總電壓與各支路電壓 總電流等于各支路電流 并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于 公式為 2 電阻的串聯(lián) 把幾個(gè)導(dǎo)體依次首尾相連 接入電路 這樣的連接方式叫 串聯(lián)電路中各處的電流 總電壓等于各部分電路的電壓 串聯(lián)電路的總電阻等于 公式為R 1 R 串聯(lián) 相等 之和 各電阻之和 R1 R2 Rn 并聯(lián) 相等 之和 各電阻倒數(shù)之和 4 將電阻R1 1 R2 3 并聯(lián)接入電路 那么通過(guò)電阻 C R1 R2的電流強(qiáng)度之比I1 I2為 A 1 3B 1 1C 3 1D 無(wú)法確定 5 有四個(gè)金屬導(dǎo)體 它們的伏安特性曲線如圖2 2 1所 示 電阻最大的導(dǎo)體是 D 圖2 2 1 A aC c B bD d 知識(shí)點(diǎn)1導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖2 2 2所示為兩電阻RA RB的伏安特性曲線 根據(jù)圖線回答 1 RA RB的大小之比為 2 當(dāng)這兩個(gè)電阻分別加上相同電壓時(shí) 通過(guò)的電流之比為IA IB 3 當(dāng)這兩個(gè)電阻分別通過(guò)相同的電流時(shí) 電阻兩端的電壓之比UA UB 圖2 2 2 1 3 3 1 1 3 流跟電壓成正比 導(dǎo)體電阻R 即電 1 導(dǎo)體的伏安特性曲線 較直觀地反映了導(dǎo)體中的電流和電壓的關(guān)系 I U圖線上各點(diǎn)的斜率為導(dǎo)體電阻的倒數(shù) 斜率越大 電阻越小 斜率越小 電阻越大 2 圖線的形狀 按照I U圖線的形狀是否為直線 可將 電學(xué)元件分為線性元件和非線性元件 1 線性元件的I U圖線是直線 表示電 U1 Ik 阻等于圖線斜率的倒數(shù) 如圖2 2 3所示 圖2 2 3 點(diǎn)連線的斜率的倒數(shù) 而不等于該點(diǎn)切線斜率的倒數(shù) 如圖2 2 4所示 圖2 2 4 關(guān)系 導(dǎo)體電阻Rn 2 非線性元件的I U圖線是曲線 電流跟電壓不是正比 UnIn 即電阻等于圖線上點(diǎn) Un In 與坐標(biāo)原 例1 雙選 某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖 2 2 5所示 則下列說(shuō)法中正確的是 B 加5V電壓時(shí) 導(dǎo)體的電阻約是5 C 由圖可知 隨著電壓的增大 導(dǎo)體的電阻不斷減小 D 由圖可知 隨著電壓的減小 導(dǎo)體的電阻不斷減小 圖2 2 5 解析 不論是線性元件還是非線性元件 R 一樣適用 A錯(cuò)誤 當(dāng)U 5V時(shí) I 1 0A R 5 B選項(xiàng)正確 U I U I 由圖線可知 隨著電壓的增大 各點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率越來(lái)越小 電阻越來(lái)越大 反之 隨著電壓的減小 電阻減小 C錯(cuò)誤 D正確 答案 BD 觸類(lèi)旁通 1 雙選 如圖2 2 6所示是電阻R1和 R2的伏安特性曲線 則下列結(jié)論正確的是 AC A R1 R2B R1 R2 C R1 R2串聯(lián)后作為一個(gè)新電阻的伏安特性曲線在 區(qū)D R1 R2串聯(lián)后作為一個(gè)新電阻的伏安特性曲線在 區(qū)解析 斜率k表示電阻的倒數(shù) 斜率越大 電阻越小 R1 R2 A正確 R1 R2串聯(lián)后電阻值變大 因此在 區(qū) C正確 圖2 2 6 1 若將兩個(gè)電阻串聯(lián)接入電壓6V的電路上 則總電阻為 流過(guò)電路的總電流為 A 流過(guò)R1 R2的電流分別為 A A R1 R2兩端的電壓分別為 V 知識(shí)點(diǎn)2電阻的串 并聯(lián) 兩個(gè)定值電阻阻值分別為R1 4 R2 2 將它們按以 下情形接入電路 回答問(wèn)題 V 2 若將兩個(gè)電阻并聯(lián)接入電壓6V的電路上 則總電阻為 流過(guò)電路的總電流為 A 流過(guò)R1 R2的電流分別為 A A R1 R2兩端的電壓分別為 V V 6 1 1 1 4 2 4 5 1 5 3 6 6 1 特點(diǎn)與規(guī)律 1 電流 串聯(lián)電路中各處的電流相等 I總 I1 I2 并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和 I總 I1 I2 圖2 2 7 圖2 2 8 2 電壓 串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路電壓之和 U總 U1 U2 并聯(lián)電路的總電壓與各支路電壓相等 U總 U1 U2 3 總電阻R總 串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和 R總 R1 R2 1R總 并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和 11R1R2 串聯(lián)電路中功率和電阻成正比 4 功率分配關(guān)系 并聯(lián)電路中功率和電阻成反比 P1R1 P2R2 U2 5 幾個(gè)相同阻值的電阻R并聯(lián) 其總電阻為R總 若并 2 幾個(gè)重要結(jié)論 1 串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的電阻 2 電阻串聯(lián)時(shí) 其中一個(gè)電阻增大 總電阻一定增大 3 并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的電阻 且小于其 中最小的電阻 4 多個(gè)電阻并聯(lián)時(shí) 其中任一電阻增大或減小 總電阻也 隨之增大或減小 R n 聯(lián)的支路增多時(shí) 總電阻將減小 例2 電阻R1的阻值為6 與電阻R2并聯(lián)后接入電路 中 通過(guò)它們的電流之比I1 I2 2 3 則 1 R2的阻值多大 并聯(lián)電路的總阻值是多少 電阻R1 R2 消耗的電功率之比是多少 2 若將R1 R2串聯(lián)接入電路中 則電路總阻值是多少 電 阻R1 R2消耗的電功率之比是多少 R總 解 1 由并聯(lián)電路電壓相同的特點(diǎn)得I1R1 I2R2 U所以電阻R2 4 R1R2R1 R2 2 4 又由P1R1 P2R2 PnRn U2得P1 P2 2 3 2 若將R1 R2串聯(lián) R總 R1 R2 10 R1 R2消耗的電功率之比P1 P2 R1 R2 3 2 觸類(lèi)旁通 2 2011年執(zhí)信中學(xué)高二期末 把一條電阻為64 的均勻電阻絲截成等長(zhǎng)的n段后 再并聯(lián)起來(lái) 電阻變?yōu)? 則n等 于 D A 32 B 24 C 12 D 8 解析 64 的均勻電阻絲截成等長(zhǎng)的n段后 每段電阻為 1 串 并聯(lián)電路的分析與計(jì)算 對(duì)于同時(shí)含有串聯(lián)和并聯(lián)連接的混聯(lián)電路的計(jì)算 首先要弄清電路的連接情況 即各電阻之間的串 并聯(lián)關(guān)系 然后根據(jù)歐姆定律和串 并聯(lián)電路的電壓 電流關(guān)系 正確選擇相關(guān)公式 逐級(jí)計(jì)算 例3 由4個(gè)電阻連接成如圖2 2 9所示的混聯(lián)電路 其中R1 8 R2 4 R3 6 R4 3 求 圖2 2 9 1 a d之間的總電阻 2 如果把42V的電壓加在a d兩端 通過(guò)每個(gè)電阻的電 流是多少 觸類(lèi)旁通 3 雙選 一個(gè)T型電路如圖2 2 10所示 電路中的電阻R1 10 R2 120 R3 40 另有一測(cè)試電源 電壓恒為100V 則 A 當(dāng)c d端短路時(shí) a b之間的等效電阻是40 B 當(dāng)a b端短路時(shí) c d之間的等效電阻是40 C 當(dāng)a b兩端接通測(cè)試電源時(shí) c d兩端的電壓為80VD 當(dāng)c d兩端接通測(cè)試電源時(shí) a b兩端的電壓為80V 圖2 2 10 解析 根據(jù)電路中串 并聯(lián)特點(diǎn) c d端短路時(shí) a b間等效電阻是40 A正確 a b端短路時(shí) c d間等效電阻是128 B錯(cuò)誤 a b接電源時(shí) c d端電壓為80V C正確 c d端接電壓時(shí) a b端電壓為25V D錯(cuò)誤 答案 AC 2 滑動(dòng)變阻器的兩種接法及其作用 1 限流式接法電路簡(jiǎn)單 耗能低 但電壓調(diào)節(jié)范圍較小 而分壓式接法電壓調(diào)節(jié)范圍較大 且可從零開(kāi)始變化 2 通常滑動(dòng)變阻器以限流接法為主 但在下列三種情況 必須選擇分壓式接法 若采用限流式將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí) 待測(cè)電阻上的電流 或電壓 仍超過(guò)電流表 或電壓表 的量程 或超過(guò)待測(cè)電阻的額定電流 則必須選用分壓式接法 若待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多 以致在限流電路中 滑動(dòng)變阻器的滑片從一端滑到另一端時(shí) 待測(cè)電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大 此時(shí)應(yīng)改用分壓式電路 若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào) 則必須采用分壓 式電路 例4 如圖2 2 11 滑動(dòng)變阻器R1的最大值是200 R2 R3 300 A B兩端電壓UAB 8V 圖2 2 11 1 當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí) 移動(dòng)滑片P R2兩端可獲得的電壓變 化范圍是多少 2 當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí) 移動(dòng)滑片P R2兩端可獲得的電壓變 化范圍又是多少 解 1 當(dāng)S斷開(kāi)時(shí) 滑動(dòng)變阻器R1為限流式接法 R3及R1的下部不接在電路中 當(dāng)滑片P在最上端時(shí) R2上獲得的電壓最大 此時(shí)R1接入電路的電阻為零 因此R2最大電壓等于UAB 8V 當(dāng)滑片P在最下端時(shí) R1全部與R2串聯(lián) 此時(shí)R2 上的電壓最小 UR2 R2R1 R2 UAB 4 8V 所以R2上的電壓變化 范圍為4 8 8V 觸類(lèi)旁通 4 在如圖2 2 12所示的電路中 滑動(dòng)變阻器的最大電阻為R0 負(fù)載電阻為RL 電路A B兩端電壓為U0不變 1 當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí) 移動(dòng)滑片P RL兩端可獲得的電壓變 化范圍是多少 2 當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí) 移動(dòng)滑片P RL兩端可獲得的電壓變 化范圍又是多少 圖2 2 12 1 公式I R 和U IR中的I U R具有同時(shí)性的 UURI 特點(diǎn) 表明流過(guò)同一導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓 導(dǎo)體電阻的一種瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系 可以用來(lái)求導(dǎo)體中的電流 導(dǎo)體兩端的電壓與測(cè)定導(dǎo)體的電阻 2 R 是電阻的定義式 具有普適性 反映了導(dǎo)體對(duì)電 阻R與U I無(wú)關(guān) 僅與導(dǎo)體本身有關(guān) I 是歐姆定律的數(shù) U I 流的阻礙作用 是測(cè)量和計(jì)算電阻的一種方法 對(duì)于給定的電 U R 學(xué)表達(dá)式 反映了電流決定于導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的大小 而U IR反映了導(dǎo)體兩端的電壓降等于I和R的乘積 即在導(dǎo)體中沿電流方向電勢(shì)逐漸降低 給出了計(jì)算導(dǎo)體兩端電壓的方法 解析 導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì) 與導(dǎo)體的長(zhǎng)度 橫截面積 材料及溫度有關(guān) 與U I無(wú)關(guān) 在溫度不變時(shí)是一個(gè)定值 所以B錯(cuò)A對(duì) 導(dǎo)體中的電流由加在它兩端的電壓和本身的電阻決定 且與U成正比 與R成反比 所以C對(duì) 導(dǎo)體兩端的電壓是由電源和該導(dǎo)體在電路中的連接情況決定的 不是由I R產(chǎn)生的 所以D錯(cuò) 答案 AC 解析 導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體自身的性質(zhì)決定的 與所加的電壓和通過(guò)的電流無(wú)關(guān) 當(dāng)R一定時(shí) 才有I U 故A錯(cuò)誤 B C D正確 答案 A 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全