1、第十六章 电压电阻一、电压(U)(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:电路中有电源(或电路两端有电压);电路是连通的。注:说电压时,要说“某某”两端的电压,说电流时,要说通过“某某”的电流。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”(类比是指由一类事物所具有的属性,可以推出与其类似事物也具有这种属性的思考和处理问题的方法)(二)电压的单位1国际单位:伏特(V ) 常用单位:千伏(kV) 、毫伏(mV) 、微伏(V) 换算关系:1Kv103
2、V1V103mV 1mV103V2记住一些电压值:一节干电池15V 一节蓄电池2V 家庭电压220V 人体的安全电压不高于36V(三)电压测量:1仪器:电压表,符号:2量程和分度值: 电压表有三个接线柱,两个量程使用“-”和“3”两个接线柱时,量程是03 V,分度值“0.1 V”;使用“-”和“15”两个接线柱时,量程是015 V,分度值“0.5 V”(大量程是小量程的5倍,大分度值也是小分度值的5倍), 指针位置相同,则示数也是5倍关系3使用规则:两要、一不电压表要并联在电路中。电流要从电压表的“正接线柱”流入,“负接线柱”流出。否则指针会反偏。被测电压不要超过电压表的最大量程。 危害:被测
3、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。 选择量程:实验室用电压表有两个量程,03V和015V。测量时,先选大量程,用开关试触,若被测电压在3V15V可直接测量,若被测电压小于3V则换用03V量程,若被测电压大于15V则换用更大量程的电压表。调零;读数时看清量程和分度值;正接线柱流入,负接线柱流出;不能超过量程。(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:电压表损坏;电压表接触不良;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
4、“电压表有示数”表明电路中有电流通过,“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:电流表短路;和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可能是:两表同时短路外;最大的可能是主电路断路导致无电流。记住:在故障题里,电压表哪里有示数,哪里就断开二、串、并联电路电压的规律(一)探究串联电路中电压的规律(1)提出问题:(2)猜想假设:(3)设计实验:分别把电压表连在甲、乙、丙所示电路中的AB两点、BC两点、AC两点,三次测量的电路图如下:通过电压表测出电压值, 填
5、入表格.换上另外两个不同规格小灯泡,再次测量,重复上面的实验步骤.(4)分析和论证:通过对实验数据的分析可以得出结论:用公式表示为:U=U1+U2.(5)得出结论:串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和U=U1U2(串压两个分)注意事项:连接实物图时,一定要对照电路图,可以从电源的正极出发,依次经过开关、小灯泡,最后回到电源的负极,电压表要最后并联到所测电路的两端; 也可以从负极出发, 但也要按顺序连接.连接实物过程中, 开关一定要处于断开状态. 每次连接完电路,一定要检查无误, 再闭合开关, 电压表要按规则连入电路和读数。实验中, 每次读数后, 应及时断开开关. 如果电压表不够用, 也可
6、只用一只电压表分别测量各电路两端电压.电路连接过程中,为何开关要断开? (这样做的目的是为了保护电源和电路,防止电路连接错误,使电路短路而造成烧坏电源或电路的危害. 如果开关是断开的, 造成这种危害的可能性将大大减小.)对于需要分析实验数据而得出结论的实验, 可以先将需要测量的物理量罗列出来, 然后设计一个表格把实硷中测出的数据填入表格, 并试着将它们分别相加、相减、相乘或相除来找出这些数据之间的关系.为了验证探究结论的普遍性,可进行多次实验. 其目的是为了取多组数据,从而分析归纳,得出一个普遍规律。如本实验中还可多改变几次电源电压和换用不同的小灯泡。(二).探究并联电路中电压的规律(1)提出
7、问题:(2)猜想假设:(3)设计实验:分别把电压表接在图中,三次测量的电路图如下:更换小灯泡再进行两次实验,把实验数据填入表格:(4)分析和论证:通过对实验数据的分析可以得出结论:并联电路中,各支路两端的电压与电源的电压相等, 用代数式表示为U=U1=U2.(5)得出结论:并联电路各支路两端的电压都相等,且等于总电压(电源电压)。(三)探究串、并联电路中电压的规律的实验过程中应注意的问题:(1)接电路时,开关应断开。(2)电压表应并联在电路中。(3)连接电路时应按一定的顺序进行, 先串后并,即从电源正极(或负极)依电路图将元件逐个连接起来,最后将电压表并联在电路中,并使电流从电压表“+”接线柱
8、流人,从“”接线柱流出, (4)接通电路前必须选用电压表的大量程试触(手持开关,眼看电压表指针)。若发现指针反偏, 则应调换“+”“”接线柱; 若偏转角度过小, 则改用小量程;若指针超过最大量程, 则要换更大量程的电压表.(5)读数时要客观、精确、视线与刻度线垂直,读数完毕,应断开开关, 切断电源, 整理好仪器。 三、电阻(一)定义及符号1定义:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。2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1。2常用单位:千欧(K)、兆欧(M)。3换算:1M=103K1K=1034了解一些电阻值:手电筒的小灯
9、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。(三)影响因素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。所以定论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”。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。4结论理解: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
10、均无关,所以导体的电阻是导体本身的一种性质。结论可总结成公式R=L/S,其中叫电阻率,与导体的材料有关。记住:银铜铝,锰铜镍隔。假如架设一条输电线路,一般选铝导线,因为在相同条件下,铝的电阻小,减小了输电线的电能损失;而且铝导线相对来说价格便宜。(四)分类1定值电阻:2可变电阻(变阻器):滑动变阻器:构造:瓷筒、电阻丝、滑片、金属棒、接线柱。变阻原理:通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻。使用方法:选、串、接、调。根据铭牌选择合适的滑动变阻器;串联在电路中;接法:“一上一下”;接入电路前应将电阻调到最大阻值。铭牌:某滑动变阻器标有“5015A”字样,50表示该滑动变阻器的最大阻值为50或
11、该滑动变阻器的变阻范围为050。15A表示该滑动变阻器允许通过的最大电流为15A作用: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;保护电路。应用:电位器优缺点:能够逐渐改变连入电路的电阻,但不能表示连入电路的阻值。注意:滑动变阻器的铭牌,告诉了我们滑片放在两端及中点时,变阻器连入电路的电阻;分析因变阻器滑片的变化引起的动态电路问题,关键搞清哪段电阻丝连入电路,再分析滑片的滑动导致变阻器的阻值如何变化。电阻箱:分类:旋盘式电阻箱:结构:两个接线柱、旋盘变阻原理:转动旋盘,可以得到099999之间的任意阻值。读数:各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的电阻。插孔式电阻箱:结构:铜块、铜塞,电阻丝。读数:拔出铜塞所对应的电阻丝的阻值相加,就是连入电路的电阻值。优缺点:能表示出连入电路的阻值,但不能够逐渐改变连入电路的电阻。5