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电压
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一、本节学习指导
本节要要点理解影响电阻的因素,在实验中要善用滑动变阻器。对于电阻的计算同学们要掌握其公式,对电阻箱的读数非常容易掌握,如果考到了希望不要丢分。导体、超导体、绝缘体的一些性质要记住。还有就是滑动变阻连接到电路中的时候要遵循一上一下的原则。
二、知识要点
1、导体与绝缘体
(1)、导体:容易导电的物体叫做导体。
绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体。导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫半导体。
举例:金属、石墨、人体、大地及酸、碱、盐的水溶液都是导体;
橡胶、玻璃、陶瓷、油等都是绝缘体;硅、锗是半导体。
注意:导电性是物体固有的特性,不会随着电流电压的改变而改变。这点跟物体的惯性很相似,不同材料的导电性能不同。
( 2)导体和绝缘体之间并没有绝对的界限。
原来不导电的物体,当条件改变时,也可能成为导体。例如:常态下玻璃是良好的绝缘体,如果给玻璃加热,使它达到红炽状态,它就变成导体了;纯净的水是绝缘体,但含有杂质的水却容易导电,是导体;干燥的木棒是绝缘体,潮湿的木棒是导体。
导电性能强的物体是良导体;绝缘性能强的物体是良好的绝缘体。良导体和良好的绝缘体都是良好的电工材料。如:铜制导线中,铜丝是良导体,外包绝缘皮是良好的绝缘体。
( 3)影响半导体导电性能的因素:温度、光照和掺杂物。
在半导体中掺入少量的其他元素,它的导电性能会得到很大改善,从而可以把它们制成:
光敏电阻:有无光照电阻值差异很大。热敏电阻:温度略有变化,电阻值变化很明显。 压敏电阻:电压变化,电阻值明显变化。
(4)、二极管:具有单向导电性。三极管:具有将电信号放大的作用。
半导体元件的应用十分广泛,已成为电子计算机和其他电子仪器的重要元件。
2、电阻
(1)定义:导体对电流的阻碍作用叫电阻。
不同的导体对电流的阻碍作用不同,物理学中用电阻来表示导体对电流的阻碍作用的大小。导体的电阻是导体本身的一种特性,他的大小与是否接入电路,及加在它两端的电压和通过它的电压大小无关。
电阻的符号是R,画电路图时电阻用表示。
(2)电阻的单位
国际单位制中电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω。比欧大的常用单位还有千欧(k Ω)、兆欧(MΩ),它们的换算关系是1Ω=10-3kΩ=10-6MΩ。
(3)电阻器:电子技术中经常用到具有一定阻值的元件,把它们叫做电阻器,电阻器也叫定值电阻,简称电阻,用文字表述时符号是R,在电路图中符号是
3、影响导体电阻大小的因素【重点】
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、横截面积以及温度。
(1)导体的电阻大小与导体的材料有关,不同材料的电阻对电流阻碍作用不同,即电阻不同。金属能够导电,非金属一般不导电。有一些元素,如:硅、锗,导电性能介于金属和非金属之间,比金属差,比非金属强,常常称做半导体。
(2)导体的电阻大小与导体的长度有关,导体越长,电阻越大。
(3)导体电阻的大小跟导体的横截面积有关,横截面积越小,电阻越大。
(4)导体电阻的大小还与导体的温度有关,多数导体的电阻温度的升高而增大。某些物质在很低温度时,电阻就变为零,这就是超导现象。小灯泡的灯丝时由金属钨制成的,它的电阻随温度变化而变化,通过它的电流较大时,较亮,灯丝温度较高,电阻较大;通过它的电流较小时,较暗,灯丝温度较低,电阻较小。
一般情况下,我们认为导体的电阻不随温度变化。
4、探究影响导体电阻大小的因素
探究方法:用控制变量法,在一个电路中,电流和电压恒定,通过控制材料,横截面,长度,温度来得出影响电阻的因素。
结论:电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料的性质有关,还与导体的温度有关。电阻时导体本身的一种性质,在温度不变时,导体的电阻不随加在它两端的电压大小和通过它的电流大小而改变。
5、变阻器 【重点】
电阻概念:导体对电流的阻碍作用叫电阻。
电阻分类:电阻分为定值定值和可变电阻(阻值可调)两种。定值电阻简称为电阻,与之对应的是电阻器,元件符号是
可变电阻,阻值大小可以调节,与之对应的是变阻器,元件符号是 ,
变阻器一般分为滑动变阻器、变阻箱和简易变阻箱三种,最常见的是滑动变阻器,学生实验中常采用滑动变阻器。
(1)、滑动变阻器的构造
说明:滑动变阻器电阻丝外面涂着绝缘层,绕在绝缘管上,它的两端连在A,B两个接线柱上。滑片P通过金属杆与接线柱C,D相连。滑片与电阻丝接触外,绝缘层被规则地刮去,使接触良好。滑片P移动到不同位置时,就能改变接入电路中电阻的大小。
(2)、滑动变阻器的工作原理
通过改变接入电路中电阻丝的长度,可以逐渐改变电阻,进而逐渐改变电流。
(3)、符号
结构图符号如图所示,电路图元件符号为 :
文字符号无统一规定,常用Rx表示。
(4)、铭牌
观察滑动变阻器滑片座上的铭牌,能够了解它的最大阻值和允许通过的最大电流。例如铭牌上标有“20Ω 1.5A”的字样,说明该滑动变阻器的最大阻值是20Ω,允许通过的最大电流是1.5A。
(5)、滑动变阻器的四种连接方式
口诀:接线柱一上一下。四种正确接法:
注意:滑动变阻器有四个接线柱,若都取上两个接线柱或下面两个接线柱接入电路中,则等于没有把电阻连入电路或连入了一个固定不变的电阻。要想改变接入的电阻请遵循“一上一下”的连接原则。
(6)、判断滑动变阻器连入电路的电阻值变化的步骤:
第一步,确定滑动变阻器与电路的接法。
第二步,根据电流通过滑动变阻器的情况,判断变阻器的哪段连入电阻。
第三步,根据滑片位置的变化,判断通过电流的电阻丝长度的变化。
第四步,由电阻丝接入的长度变化判断接入电路中的电阻的大小。
(7)、滑动变阻器的使用原则
(1)根据需要进行选择,不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流值。
(2)滑动变阻器要与被控制的电路串联。
(3)滑动变阻器要与连入电路时应采用“一上一下”两个接线柱的接线方法。
(4)为了保护电路,在通电之前应将滑片调至阻值最大端。
(8)、实验室有时会用到电阻箱,箱内由9个1000Ω,9个100Ω,9个10Ω和9个1Ω的电阻。使用时,将A,B两个接线柱接入电路,调节面板上的四个旋钮,便能得到0~9999Ω之间的任意整数阻值。读数时将各旋钮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,就得到接入电路的阻值。
电阻箱的读数方法:看下面的倍数,×10 表示此读数的10倍,然后把各位数相加即可。
如上图的读数一次是:6×1000+0×100+4×10+1×1=6041;9×1000+6×100+1×1=9601;
电阻箱是一种能够表示出阻值的变阻器,它与滑动变阻器的相同之处是:都能改变连入电路中的电阻大小;不同之处是:电阻箱能够读出示数,而滑动变阻器则不能。
三、经验之谈:
1、死记导体、绝缘体、超导的性质。牢记电阻的符号、表示方法等。
2、电阻的意义要理解:是导线阻碍电流的作用。就好比一条水沟的宽与窄阻碍水流的作用要“水阻”一样,这种阻碍只有水沟的长度,宽度(横截面),以及种类(材料)有关。“水阻”与水沟的相关因素而变化,电阻也会因为导线的相关因素而变化,电阻主要受导线的:长度,横截面(粗细),材料影响。温度对导线的影响在初中阶段可以忽略。
3、滑动变阻器是能随时变化电阻大小的电阻,我们要理解连接的时候为什么要“一上一下”连接。
4、注意电阻箱的读数方法,虽然是附加知识,但一定要会读,考试的时候有时会在实验题中出现。
5、把前面学习的电流、电压复习一遍,为后面学习欧姆定律打好基础。
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