物理选修电路《对电阻的进一步研究》

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1、2.2对电阻的进一步研 究知识点掌握v一、导体的伏安特性曲线v二、串联电路和并联电路的基本特点和性质v三、电压表和电流表v四、伏安法测电阻v五、滑动变阻器的两种用法v六、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线v七、半偏法测电流表、电压表内阻一、导体的伏安特性曲线 1伏安特性曲线：导体中的电流I随导 体两端的电压U变化的图线，叫做导 体的伏安特性曲线图线斜率的物理 意义是什么？电阻的倒数OIUAB2线性元件和非线性元件 符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是 一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特 性的电学元件叫做线性元件，如金属导体、 电解液等。 不符合欧姆定律的导体和器件，电流 和电压不成正比，伏安特性

2、曲线不是直线, 这种电学元件叫做非线性元件，如气态导，如气态导 体、二极管等。体、二极管等。OIUD. 从 可知，导体两端的电压为零时， 导体的电阻也为零1、对于欧姆定律，理解正确的是（ ） A. 从 可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比B. 从 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比 C. 从 可知，导体两端的电压随电阻的增大而增大A A练习:OIUabcd2.某同学对四个电阻各进行了一次测 量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流 在U-I坐标系中描点,得到了图中a、b、c、 d四个点.请比较这四个电阻值的大小.RaRbRcRd3、图为两个导体的

3、伏安特性曲线，求 （1）R1：R2 （2）两电阻串联在电路中，导体两端的电压比 U1：U2 （3）若并联在电路中，电流之比I1：I2R1R2（1）: （2）: （3）:二、串联电路和并联电路的 基本特点和性质1电流： 01230123串联电路：并联电路：I0=I1=I2=I3特点：串联电路各处的电流相等.I0=I1+I2+I3特点：并联电路的 总电流等于各支路 电流之和.0123串联电路：特点：串联电路两端的总电压等于各部分电压之和.0123并联电路：特点：各支路两端电压相同。2电压：UR1R2U1U2UR特点：R = R1 + R2 + 3电阻：串联电路：R1R2I1I2URU3电阻：并联电

4、路：特点：（1）n个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的 n 分之一；（2）若干个电阻并联，总电阻一定小于其中最小的 电阻；（3）并联的支路越多，总电阻越小；（4）并联支路有一个电阻变大，总电阻变大。3电阻：1、三个阻值都是12的电阻，它们任意连接， 组成电路，总电阻值可能为( )A.4 B.24C.8 D.18ACDU1UR2R12、求：电阻R1两端的电压U1？三、电压表和电流表1、小量程的电流表G（表头）三个参数 满偏电流Ig ：表头指针偏转到最大刻度时 的电流。 满偏电压Ug ：电流表G通过满偏电流时，两 端所加的电压。 电阻Rg ：电流表G的电阻。 Ug=IgRgG三个参数关系： 2、表

5、头G扩大量程，改装成大量程的电 流表A 如下图所示，有 一个表头G，其内 阻为Rg，满偏电 流为Ig。 G（1）原理:并联一个分流 电阻，可以度量较大的电 流（2）分流电阻R: 如下图所示，有 一个表头G，其内 阻为Rg，满偏电 流为Ig。 G（3）.电流表的内阻： （4）.标度： UA把原电流值扩大 倍 强化练习：有一表头G，内阻Rg=25 ，满偏电流 Ig=3 mA，把它改装成量程为0.6 A的电流表，要并 联一个多大的电阻R？改装后电流表的内阻RA为多 大？ G解:Ug=IgRg如下图所示，有一个表头G，其内阻为Rg，满 偏电流为Ig。 GUUgURU-Ug（1）.原理:串联一个分压电阻

6、， 用来度量较大的电压。 （2）.分压电阻R: 3、电流表G改装成电压表V(3).电压表的内阻 ： 5.标度： URG UgU-UgUUv把原电压值扩大 倍 有一表头G，内阻Rg=10 ，满偏电流 Ig=3 mA，把它改装成量程U=3 V的电压表，要串联 一个多大的电阻R？ 强化练习：G UgURU-UgU解：1、原理：用电压表测出电阻两端的电压U ，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电 路欧姆定律可以算出电阻的阻值R四、伏安法测电阻2、伏安法测电阻的两种电路 电流表接在电压表两接线柱外侧， 通常叫“外接法” 电流表接在电压表两接线柱内侧， 通常叫“内接法” AVRAVR因为电流表、电压表

7、分别有分压、分流作用 ,因此两种方法测量电阻都有误差3、伏安法测电阻的误差分析 电流表外接法 电压表示数 电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻 .说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误 差越小所以该电路适合测量小电阻，即外接法 内接法 误差来源 测量结果 测量条件 伏特表的分流 电流表的分压 R真R测 R真R测 RRA RRV 3、伏安法测电阻的误差分析 4、伏安法测电阻电路选择 若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻 和电压表的内阻，则当时，选用电流表内接法时，选用电流表外接法当用外接法即用内接法RPABR0U限流法分压法讨论：滑片往上移 时，电流怎么变？讨论：滑片向A端移时 ，R两端

8、的电压怎么变 ？五、滑动变阻器的两种用法【方法总结总结 】 说说明：限流式接法电电路简单简单 ，耗能低，但电电压调节压调节 范围围小；分压压式接法的优优点是电压调电压调节节范围围大，并且可从零开始变变化讨论：1、当待测电阻远大于变阻器电阻时，我们 应该选择限流法还是分压法？2、当待测电阻的电压从零开始连续变化时 ，我们应该选择限流法还是分压法？3、题目所提供的实验仪器，电表的量程不 够（即变阻器电阻调到最大，电流或电压仍 超过量程，或超过待测电阻的额定电流）时 ，我们应该选择限流法还是分压法？滑动变阻器分压式和限流式接法的选择通常变阻器以限流接法为主，但在下列 三种情况下，必须选择分压连接方式

9、：1、待测电阻远大于变阻器电阻时（变阻 器的滑动触头从一端到另一端，待测电阻的 电流、电压变化范围不大。）2、要求回答中某部分电路的电压从零开始 连续变化 3、题目所提供的实验仪器，电表的量程不够 （即变阻器电阻调到最大，电流或电压仍超 过量程，或超过待测电阻的额定电流）1、用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如 下: A.待测电阻Rx：范围在58，额定功率1W B.电流表A1：量程00.6A（内阻0.2） C.电流表A2：量程03A（内阻0.05） D.电压表V1：量程03V（内阻3K） E.电压表V2：量程015V（内阻15K） F.滑动变阻器R：0100 G.蓄电池：电动势12V

10、H.导线，电键. 为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应 选 ，电压表应选 ，并画出电路图。由 Rx知，应选外接法先确定测量电路额定电流Im= 0.45A，应选电流表A1额定电压Um= 2.8V，应选电压表V1由R=10010Rx知，应选择限流式电路再确定控制电路其电路图如图所示。分析：2、如图图228所示，滑动变动变 阻器的总电总电 阻R1000 ，A、B两端电压电压 U100 V，调节调节滑片P使其下部电电阻R1400 .(1)空载时载时 ，C、D两端电压电压 多大？(2)在C、D间间接入一个Rs400 的电电阻，C、D两端的电压电压 多大？图图228【答案】 (1)40 V (2)2

11、5 V六、实验：描绘小灯泡的伏 安特性曲线组装试验装置按实验原理要求画出实验电路图选择实验所需仪器，按电路图连接电路测量对应的电流 和电压值接通电源，平稳调节滑动变阻器测出8-10组电流和电压值，记入设计好的表格实验结束，整理还原实验器材用U-I图象处理实验数据在坐标纸上以I为纵轴，U为横轴，描出对应 的点用平滑曲线连接各点，作出小灯泡的电压 与对应电流的伏安特性曲线1、实验器材 小灯泡、4V6V电源、滑动变阻器、电压表、电流表、 开关和导线若干。 2、实验步骤 1、适当选择电流表，电压表的量程，采用电流表的外接 法，按图中所示的原理电路图连接好实验电路图。 2、滑动变阻器采用分压接法，把滑动

12、变阻器的滑动片调 至滑动变阻器的A端,电路经检查无误后，闭合电键S。 3、改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流 表、电压表的示数I和U,记入记录表格内,断开电键S； 4、在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I， 横轴表示电压U，用平滑曲线将各点连接起来，便得到 伏安特性曲线。 5、拆去实验线路，整理好实验器材。3、注意事项 1、因本实验要作出IU图线，要求测出一组包括零在 内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法； 2、本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路 必须采用电流表外接法； 3、电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使小灯泡的 电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一

13、个定值（如 0.5V）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电 压表的示数不要超过小灯泡的额定电压； 4、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A端； 5、坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度例应该适 当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一 定用平滑的曲线，不能画成折线。4、误差分析 1、测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造 成测得的I值比真实值偏大； 2、描绘IU线时作图不准确造成的偶然误差。5、实验电路图1、一个小灯泡的额定电压为6.3V，额定 电流约为0.3A，用以下所给的实验器材描 绘出小灯泡的伏安特性曲线，实验电路图 所示。电源E1：电动势为8.0V，内阻不计；电源E2：电动

14、势为12.0V，内阻不计；电压表V：量程为010V，内阻约为 10k电流表A1：量程为03A，内阻约为 0.1;电流表A2：量程为0300mA，内阻约 为1；滑动变阻器R：最大阻值10，额定电 流1.0A；开关S，导线若干。 依照实验电路图将图中的实物图连接成实验电路。 实验中电源应该选用 ；电流表应该选用 。 实验测出的数据如下表所示，依照这些数据在图所示的坐标 纸中描绘出该小灯泡的伏安特性曲线。U/V 00.5 0.8 1.0 1.21.5 2.0 I/A00.05 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 U/V 2.5 3.0 4.05.06.0 6.3I/A0.18 0.20

15、 0.23 0.25 0.27 0.27 解： 实验原理和实和连线如图所示。 小灯泡的额定电压为63V,故电源用E1、小 灯泡的额定电流为03A，故电流表用A2 IU曲线如图所示。2、一同学在实验中还测出a ,b ,c,三种元件的伏安 特性元件特性曲线分别如下图所示中的（ a ）（ b ）（ c ），下列说法中正确的是（ ）abcA a可以作为标准电阻使用 B b能作为标准电阻使用 C b的阻值随电压的升高而增大 D c的阻值随电压的升高而增大AC3、某同学选用一只标有“3.8V 0.3A”的小灯泡，用电流表和电压 表测量它在不同电压下的电流，从 而计算出它在不同电压下的实际电 阻值。根据实验数据画出的I-U图 象如右.从图象看出,电压越高， 对应的实际电阻值越_，这说明灯丝材料的电阻 率随温度的升高而_。若实验室提供的器材 是：电动势为6V，内阻很小的铅蓄电池；量程0-0.6- 3A的直流电流表；量程0-3-15V的直流电压表；最大 阻值10的滑动变阻器；一只电键和若干导线。 请画出正确的实验电路图； 并标出开始实验时所用的电表量程和滑动变阻器滑 动触头的位置。解：曲线上每一点和原点的连线的 斜率的倒数表示该时刻对应的灯丝 电阻。由图象可知随着电压的升高 灯丝的电阻增大。这说明灯丝材料