對(duì)電阻的進(jìn)一步研究

1、第二節(jié) 對(duì)電阻的進(jìn)一步研究,學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道導(dǎo)體的伏安特性曲線反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能上的差異，其形狀是一條過原點(diǎn)的直線． 2．正確理解電阻串聯(lián)時(shí)的特征，會(huì)計(jì)算串聯(lián)電路的電阻、電壓和電流之間的關(guān)系．3．正確理解電阻并聯(lián)時(shí)的特征，會(huì)計(jì)算并聯(lián)電路的電阻、電壓和電流之間的關(guān)系．,4．了解分壓器和分流器的作用．重點(diǎn)難點(diǎn)：電路的串聯(lián)和并聯(lián)的基本規(guī)律，分壓器和分流器的作用．易錯(cuò)問題：導(dǎo)體的伏安特性曲線的意義，滑動(dòng)變阻器作分壓和限流兩種連接方式

2、時(shí)的差異．,一、導(dǎo)體的伏安特性1．在直角坐標(biāo)系中，縱坐標(biāo)表示 ，橫坐標(biāo)表示 ，這樣畫出的I－U圖象叫導(dǎo)體的伏安特性曲線．2．在溫度沒有顯著變化時(shí)，金屬導(dǎo)體的電阻是 的，它的伏安特性曲線是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的 ，具有伏安特性的電學(xué)元件叫做 元件．,電流,電壓,不變,直線,線性,?說明?　(1)對(duì)電阻一定的導(dǎo)體，U－I圖和I－U圖兩種圖線

3、都是過原點(diǎn)的傾斜直線，但U－I圖象的斜率表示導(dǎo)體電阻．(2)對(duì)于電阻隨溫度變化的導(dǎo)體(半導(dǎo)體)，U－I圖和I－U圖是過原點(diǎn)的曲線．,二、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 ．1．特點(diǎn)：串聯(lián)電路中各處的 相等；總電壓等于各部分電路的電壓 ．2．性質(zhì)：(1)串聯(lián)電路的總電阻等于

4、 ．公式：R＝ .(2)串聯(lián)電路各部分兩端的電壓與電阻成 ．,串聯(lián),電流,之和,,各部分電路,電阻之和,,R1＋R2＋…,正比,三、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，然后再把這兩端接入電路，這樣的連接方式叫 ．1．特點(diǎn)：并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流 ；總電壓與各支路電壓

5、 ．2．性質(zhì)：(1)并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于 ，公式： ＝ .(2)各支路的電流與電阻成 ．,并聯(lián),之和,相等,,各支路電阻,的倒數(shù)之和,,(1/R1)＋(1/R2)＋…,反比,一、導(dǎo)體的伏安特性曲線的理解　導(dǎo)體的伏安特性曲線是指電

6、流與電壓的關(guān)系圖線，反映在圖象上縱軸表示電流，橫軸表示電壓，即I－U圖．在溫度變化不顯著時(shí)，金屬導(dǎo)體的I－U圖是一條直線，直線的斜率k＝ ，而在U－I圖中，斜率k＝R，但當(dāng)溫度變化顯著時(shí)，金屬導(dǎo)體(如燈絲)I－U圖線也不再是直線，但在某一點(diǎn) ＝R仍表示該狀態(tài)下的電阻．,在分析導(dǎo)體的I－U圖象或U－I圖象時(shí)，要搞清楚圖象斜率的物理意義，分清k＝R還是k＝ .,1．某同學(xué)做三種導(dǎo)電元件的導(dǎo)電性質(zhì)

7、實(shí)驗(yàn)，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)分別繪制了三種元件的I－U圖象如圖2－2－1所示，則下列判斷正確的是 (　　),圖2－2－1,A．只有乙正確B．甲、丙圖曲線肯定是誤差太大C．甲、丙不遵從歐姆定律，肯定是不可能的D．甲、乙、丙三圖象都可能正確，并不一定有較大的誤差,解析：選D.本題的伏安特性曲線是I－U圖象，圖象中某點(diǎn)切線的斜率倒數(shù)表示導(dǎo)體在該狀態(tài)下的電阻，圖甲反映元件的電阻隨電壓的升高而減小

8、，是非線性元件；圖乙反映元件的電阻不隨電壓的變化而變化，是線性元件；圖丙反映元件的電阻隨電壓的升高而增大，說明元件類似于小燈泡，綜上所述，三種圖象都有可能，故D對(duì)．,二、正確理解串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)及規(guī)律1．在串聯(lián)電路里，電流處處相等，如圖2－2－2所示，由歐姆定律知 故串聯(lián)電路各電阻分得的電壓與阻值成正比．,圖2－2－2,2．在并聯(lián)電路里，各支路兩端的電壓相等，如

9、圖2－2－3所示，由歐姆定律可知I1R1＝I2R2，即 ，故兩個(gè)并聯(lián)電阻分得的電流與阻值成反比．,圖2－2－3,當(dāng)三個(gè)電阻R1、R2、R3并聯(lián)時(shí)通過三個(gè)電阻的電流之比I1∶I2∶I3≠R3∶R2∶R1，而是I1∶I2∶I3＝,3．串聯(lián)和并聯(lián)的總電阻是串聯(lián)和并聯(lián)的等效電阻，電阻R的作用效果與R1、R2串聯(lián)使用或并聯(lián)使用時(shí)對(duì)電路的效果相同，即在相同的電壓下，有相同的電流，若時(shí)間再相等，應(yīng)產(chǎn)生相同的熱量．,關(guān)于電阻并

10、聯(lián)的總電阻的公式，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：(1)幾個(gè)相同的電阻并聯(lián)，總電阻為一個(gè)電阻的幾分之一；(2)若幾個(gè)不同的電阻并聯(lián)，總電阻小于其中最小的一個(gè)電阻；(3)若并聯(lián)的支路增多時(shí)，總電阻將減少；,(4)若某一支路的電阻增大，則總電阻也隨之增大；(5)若有一個(gè)大阻值電阻與一個(gè)小阻值電阻，串聯(lián)時(shí)的總阻值約為大阻值電阻的電阻值；并聯(lián)時(shí)的總阻值約為小阻值電阻的電阻值．,2．下列說法不正確的是

11、(　　)A．一個(gè)電阻R和一根電阻為零的理想導(dǎo)線并聯(lián)，總電阻為零B．并聯(lián)電路的總電阻一定小于并聯(lián)支路中最小的電阻C．在并聯(lián)電路中，任意支路電阻增大或減小時(shí)，總電阻將隨之增大或減小D．電阻R和阻值無窮大的電阻并聯(lián)，總電阻為無窮大,答案：D,三、畫等效電路圖常用的兩種方法1．順電流法對(duì)各元件的連接點(diǎn)(節(jié)點(diǎn))注明字母，讓電流從外電路上高電勢(shì)點(diǎn)流出，在不重復(fù)經(jīng)過同一元件原則下流向低電勢(shì)點(diǎn)，有幾條路就有幾條獨(dú)立支路．未包含在獨(dú)立支路內(nèi)的

12、剩余元件將按照它在電路中的位置來確定該元件的接法．,圖2－2－4中，以圖甲的等效電路為例：把V視為斷路，得圖乙．設(shè)電勢(shì)A高于B，可這樣選擇獨(dú)立支路，電流從A→R1→E→R5→B、電流從A→R2→C→R3→D→B(兩條獨(dú)立支路)，得圖丙．再將R4接在D、E間，將V接在A、D間，得圖?。?圖2－2－4,2．等勢(shì)點(diǎn)法對(duì)較復(fù)雜但有一定走向的電路可用等勢(shì)點(diǎn)法簡(jiǎn)化．圖2－2－5中，以圖甲的等效電路為例．把A視為短路，得圖乙，設(shè)A的電勢(shì)高，B的電

13、勢(shì)低．從A點(diǎn)開始，與A點(diǎn)等勢(shì)的點(diǎn)沒有，由此向右到C點(diǎn)，E點(diǎn)與C點(diǎn)等勢(shì)可連在一起，如圖丙．再向右到D、F，B點(diǎn)與D、F點(diǎn)等勢(shì)也可以連在一起，最后的A串聯(lián)在C、E間，得等效電路為圖?。匾獣r(shí)，以上兩種方法可交替使用．,圖2－2－5,3．如圖2－2－6所示，電源電壓為200 V，兩個(gè)電容器完全相同，靜電計(jì)讀數(shù)為U，電壓表讀數(shù)為U′，以下說法正確的是 (　　),圖2－2－6,A．U＝100 V，U′＝100 VB

14、．U＝0，U′＝200 VC．U＝200 V，U′＝0D．U＝100 V，U′＝0解析：選C.由于電壓表的接入，電路的性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化．相當(dāng)于一個(gè)電阻R先與電容器C′并聯(lián)，再與C串聯(lián)，此時(shí)C′完全可以認(rèn)為不存在(只在接入電壓表的瞬間由于C′的放電，電壓表有讀數(shù))．,如圖2－2－7所示的圖象所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)導(dǎo)體：,例1,圖2－2－7,(1)電阻關(guān)系R1∶R2＝________；(2)若兩個(gè)導(dǎo)體中的電流相等(不為零)時(shí)，電壓之比U1∶U2

15、為________；(3)若兩個(gè)導(dǎo)體兩端的電壓相等(不為零)時(shí)，電流之比I1∶I2為________．,【答案】　(1)3∶1　(2)3∶1　(3)1∶3【點(diǎn)評(píng)】　伏安特性曲線若是通過原點(diǎn)的直線，那么其斜率的倒數(shù)等于導(dǎo)體的電阻值，而且歐姆定律I＝ 對(duì)這段導(dǎo)體也是適用的．,1．兩電阻R1、R2的電流—電壓圖象如圖2－2－8所示，可知兩電阻大小之比R1∶R2為 (　　),圖2－2－8,A．4∶3　　　　　　　　

16、　B．3∶4C．16∶9 D．9∶16解析：選D.I－U圖線的斜率的倒數(shù)等于電阻值，故答案選D.,由4個(gè)電阻連接成的電路如圖2－2－9所示，R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω.如果將21 V的電壓加在a、b兩端，通過每個(gè)電阻的電流是多少？,例2,圖2－2－9,【答案】　1.5 A　1.5 A　0.5 A　1 A【點(diǎn)評(píng)】　必須依據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求解．,2．有四只燈泡，接入如圖2－2－10所示的電

17、路中，L1與L2的電阻均為484 Ω，L3與L4的電阻均為1210 Ω，把電路連好后，接通電路，四只燈泡的電流之比I1∶I2∶I3∶I4是多少？,圖2－2－10,解析：電路接通后，無論接入的電壓如何，I1＝I4，而L2、L3并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路中電流與電阻成反比，所以，I1R并＝I2R2＝I3R3，解得I2＝ I1，I3＝ I1，所以I1∶I2∶I3∶I4＝7∶5∶2∶7.答案：7∶5∶2∶7,如圖2－2－11所示，R

18、1＝4 Ω，R2＝R3＝2 Ω，R4＝4 Ω，R5＝6 Ω，求AB間的等效電阻．,例3,圖2－2－11,【解析】　R2、R3串聯(lián)，如果等效為一個(gè)電阻R23，則R23＝R2＋R3＝4 Ω，此時(shí)電路如圖2－2－12甲所示．,圖2－2－12,R23與R4并聯(lián)，設(shè)它們的等效電阻為R234，則R234＝ ＝2 Ω，此時(shí)電路如圖乙所示，R1與R234串聯(lián)，設(shè)它們的等效電阻為R0，則R0＝R1＋R234＝6 Ω，此時(shí)電路如圖丙所示．

19、R5與R0并聯(lián)，它們的等效電阻就是AB間的電阻值，則RAB＝ ＝3 Ω.【答案】　3 Ω,【點(diǎn)評(píng)】　混聯(lián)電路，大都可以簡(jiǎn)化為串聯(lián)電路或并聯(lián)電路．要充分利用“等效”思想．在混聯(lián)電路中，如果其余電阻值不變，當(dāng)一個(gè)電阻變大時(shí)總電阻值增大，反之亦然．例如在圖2－2－11中，如果R1、R2、R3、R4都不變，R5減小，則AB間的總電阻值減?。@一點(diǎn)在動(dòng)態(tài)電路的分析中常用．在任何電路中，整個(gè)電路上消耗的總

20、電功率等于各用電器消耗的功率之和(依據(jù)能量守恒定律)，即P總＝P1＋P2＋P3＋…＋Pn.,3．如圖2－2－13所示電路，R1＝R2＝4 Ω，R3＝R4＝2 Ω，UAB＝6 V，求：圖2－2－13(1)電流表A1和A2的示數(shù)(不計(jì)電流表的內(nèi)阻)．(2)R1與R4兩端電壓之比．,解析：等效電路如圖所示．電流表A1測(cè)量的是通過電阻R2、R3的總電流．電流表A2測(cè)量的是R1和R2的總電流．,由圖可知，電流表A1的示數(shù)是通過R

21、2與R3的電流之和，則有：IA1＝I2＋I(xiàn)3＝0.5 A＋1.0 A＝1.5 A.電流表A2的示數(shù)是通過R1與R2的電流之和，則有：IA2＝I1＋I(xiàn)2＝0.5 A＋0.5 A＝1.0 A.(2)∵UAB＝U并＋U4，∴R4兩端電壓為：U4＝UAB－U并＝6 V－2 V＝4 VU1＝U并＝2 V，,答案：(1)1.5 A　1.0 A,如圖2－2－14所示，滑動(dòng)變阻器的總電阻R＝1000 Ω，A、B兩端電壓U＝100 V，調(diào)節(jié)滑片

22、P使其下部電阻R1＝400 Ω.(1)空載時(shí)，C、D兩端電壓多大？(2)在C、D間接入一個(gè)Rs＝400 Ω的電阻，C、D兩端的電壓多大？,例4,圖2－2－14,【答案】　(1)40 V　(2)25 V【點(diǎn)評(píng)】　與滑動(dòng)變阻器有關(guān)的電路，常常把滑動(dòng)變阻器看做兩個(gè)電阻，滑片一側(cè)是一個(gè)電阻，滑片另一側(cè)是另一個(gè)電阻，再與其他電阻相連，這樣再分析就容易很多．,4．如圖2－2－15所示的電路中，AB間的電壓為30 V，改變滑動(dòng)變阻器觸頭的位置，