《2018-2019学年高中物理 2.2 对电阻的进一步研究课件 粤教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中物理 2.2 对电阻的进一步研究课件 粤教版选修3-1（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,三,一、导体的伏安特性 1.欧姆定律 导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻成反比,其表达式为 .欧姆定律是在金属导体的基础上总结出来的,实验表明,除金属外,欧姆定律对电解液也适用,但对气态导体(如日光灯管中的气体)和某些导电器件(如晶体管)并不适用. 2.导体的伏安特性曲线 用横轴表示电压U,纵轴表示电流I,画出的I-U的关系图象叫做导体的伏安特性曲线.如图所示,伏安特性曲线直观地反映出导体中的电压与电流的关系.,目标导航,预习导引,一,二,三,I-U的关系图中直线的斜率代表什么? 答案：电阻的倒数.,目标导航,预习导引,一,二,
2、三,二、电阻的串联 1.串联电路的基本特点 (1)串联电路中的电流处处相等,即I=I1=I2=I3=In. (2)串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和,即U=U1+U2+U3+Un. 2.串联电路的重要性质 (1)串联电路的等效总电阻为各电阻阻值之和,即R=R1+R2+R3+Rn. (2)串联电路中各个电阻两端的电压跟它们的电阻成正比,即,目标导航,预习导引,一,二,三,电阻R1、R2、R3串联在电阻中,已知R1=10 ,R3=5 ,R1两端的电压为6 V,R2两端的电压为12 V,则串联电路的电压为多少? 答案：21 V,目标导航,预习导引,一,二,三,三、电阻的并联 1.并联电路的基
3、本特点 (1)并联电路中各支路两端电压相等,即U1=U2=U3=Un. (2)并联电路中的总电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+I3+In. 2.并联电路的重要性质 (1)并联电路的等效总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,即 (2)并联电路中,通过各个支路的电流跟它们的电阻成反比,即I1R1=I2R2=InRn=U.,目标导航,预习导引,一,二,三,如图所示,两个电阻R1、R2并联连接,则二者并联以后的总电阻是多少?,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,三,一、串联电路与并联电路 1.串联电路的总电阻大于任一部分电路的电阻; 2.并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻; 3.n个相同
4、的电阻并联,总电阻为一个电阻的 4.多个电阻并联时,其中任一个电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小; 5.并联的支路增多时,总电阻将减小; 6.串联电路有分压作用,并联电路有分流作用.,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,【例1】如图所示电路中,R1=2 ,R2=3 ,R3=4 . (1)如果已知流过电阻R1的电流I1=3 A,则干路电流多大? (2)如果已知干路电流I=3 A,则流过每个电阻的电流多大? (导学号51120050) 思路分析：解答本题时应把握以下三点: (1)干路中的电流等于三个电阻中的电流之和. (2)R1、R2、R3三个电阻两端的电压相等. (3)根据干路电流和总
5、电阻可求出A、B两端电压.,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,解析：(1)由欧姆定律得R1两端的电压为 U1=I1R1=32 V=6 V. R1、R2、R3并联,三者两端电压应相等:U1=U2=U3.,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,答案：(1)6.5 A (2)1.38 A 0.92 A 0.69 A,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,电阻R1与R2并联在电路中,通过R1与R2的电流之比为12,则当R1与R2串联后接入电路中时,R1与R2两端电压之比U1U2为( ) A.12 B.21 C.14 D.41 答案：B 解析：由
6、题意知两电阻并联时有I1R1=I2R2,故R1R2=I2I1=21,所以当R1与R2串联时U1U2=R1R2=21,故B正确.,一,二,三,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,二、伏安特性曲线 1.I-U图线是直线:表示电流跟电压成正比,导体为线性元件. 2.I-U图线是曲线:表示电流跟电压不成正比,导体为非线性元件.,4.I-U图线是曲线时:导体电阻Rn= ,即电阻等于图线上点(Un,In)与坐标原点连线的斜率的倒数,如图(b)所示,而不等于该点切线斜率的倒数.,一,二,三,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,5.在利用图象求导体的电阻时,要先仔细辨认纵轴与横轴各代表什么,以及由此对
7、应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的物理意义,在图甲中R2R1.,一,二,三,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,利用所测数据画U-I图象时应注意什么? 答案：画U-I图象时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均衡分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑.这样,就可使偶然误差得到部分抵消,从而提高精确程度.,一,二,三,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,【例2】如图所示的图线是两个导体A和B的伏安特性曲线,则它们的电阻之比为RARB= ;若两个导体中的电流相等(不为零)时,它们两端的电压之比为UAUB= ;若两个导体两端的电压相等(不为零)时,通过它们的电流之比为IA
8、IB= .(导学号51120051) 思路分析：解答本题时可按以下思路分析,一,二,三,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,答案：13 13 31,一,二,三,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,如图所示,图线和图线所表示的电阻值分别为( ) A.4 和2 B.0.25 和0.5 C.4 k和2 k D.2.510-4 和5.010-4 答案：C,一,二,三,知识精要,三、测绘小电珠的伏安特性曲线 1.由于电压表内阻远大于小电珠电阻,为减小误差,应采用电流表外接法,如图所示.,典题例解,迁移应用,一,二,三,知识精要,电流表内接法与外接法对比分析如下:,典题例解,迁移应用,一,二,三,
9、知识精要,2.因为该实验中要求小电珠两端的电压变化范围很大,且要求电压从零开始调节,所以滑动变阻器应采用分压式接法,如图所示.,典题例解,迁移应用,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,滑动变阻器的两种接法分析对比如下:,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,【例3】 (2015浙江理综)图甲是小红同学在做“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验的实物连接图. (导学号51120052),甲,乙,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,(1)根据图甲画出实验电路图; (2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图乙中的、所示,电流表量程为0.6 A,电压表量程为3 V.所示示数为 、
10、 、 、 .两组数据得到的电阻分别为 和 . 解析：(1)该实验采用分压外接法. (2)电流表最小分度为0.02 A,读数时不需要估读到下一位,即不需要估读到小数点后第3位;电压表最小分度为0.1 V,读数时需要估读到下一位,即保留2位小数.电阻由 可得.,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,答案：(1) (2)0.10 A 0.24 A 2.00 V 0.27 V(8.30.1) 和(2.70.1) ,如填(2.70.1) 和(8.30.1) 也行.,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,(2014
11、浙江理综)小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量其电阻值. (导学号51120053) (1)如图甲所示是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图甲中画出.,甲,乙,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图乙所示.在图中,由电流表外接法得到的数据点是用 (选填“”或“”)表示的. (3)请你选择一组数据点,在图乙上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为 . 解析：(1)外接法是电压表与待测电阻并联,再与电流表串联;(2)在电流相同的情况下,外接法相比内接法
12、所测得的电压偏小,所以由电流表外接法得到的数据点是用“”表示的;(3)图线的斜率表示,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,答案：(1)连线见图甲 (2) (3)作图见图乙 用“”连线,R=1.2(1.11.3) ;用“”连线,R=1.6(1.51.7) ,甲,乙,知识链接,案例探究,类题试解,滑动变阻器在电路中的应用 1.滑动变阻器构造:如图所示,甲、乙分别是滑动变阻器的实物图和原理图.AB是一金属杆,其电阻为零,CD是电阻率较大、长度较长的电阻丝,缠绕在陶瓷管上,匝与匝之间是绝缘的,有两条比较光亮的线,是被刮掉绝缘层的部分,P是滑片,上端与金属杆连接,下端与电阻丝连接. 2.原理:利用
13、滑片P改变接入电路中的电阻丝的长度,起到改变电阻的作用.,知识链接,案例探究,类题试解,3.两种接法比较,由上表可以看出,滑动变阻器的分压式接法中,电压和电流的调节范围大,限流式接法较节能.,知识链接,案例探究,类题试解,4.限流电路、分压电路的选择原则 限流式适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小),分压式适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大).因为Rx很小,限流式中滑动变阻器分得电压很大,调节范围较大,Rx很大,分压式中Rx几乎不影响电压的分配,滑片移动时,电压变化接近线性关系,便于调节. (1)若采用限流式不能控制电流满足实验要求
14、,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流,则必须选用分压式. (2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时,应改用分压电路. (3)若实验中要求电压从零开始连续可调,则必须采用分压式电路.,知识链接,案例探究,类题试解,在如图所示的电路中,滑动变阻器的最大值为R0,负载为RL,电路两端所加的电压为U0保持不变. (导学号51120054) (1)开关S断开,滑片移动时,电阻RL两端电压UL变化范围是多少? (2)开关S闭合
15、,滑片移动时,电阻RL两端的电压UL变化范围是多少? 思路分析：(1)S断开时滑动变阻器有效部分与RL串联控制电路中总电流. (2)S闭合时,滑动变阻下半部分与RL并联分压.,知识链接,案例探究,类题试解,(2)开关S闭合,滑片在变阻器下端时,电阻RL被短路,其两端电压为零,滑片在变阻器上端时,电阻RL与变阻器并联,其两端电压为U0,所以电阻RL两端的电压变化范围是0 U0.,知识链接,案例探究,类题试解,知识链接,案例探究,类题试解,如图所示,滑动变阻器 R1 的最大值是 200 ,R2=R3=300 ,A、B 两端电压UAB=8 V. (导学号51120055) (1)当开关S断开时,移动
16、滑片P,R2两端 可获得的电压变化范围是多少? (2)当开关S闭合时,移动滑片 P,R2 两端 可获得的电压变化范围又是多少? 答案：(1)当开关S断开时,移动滑动片P,R2两端可获得的电压变化范围是4.8 V8 V; (2)当S闭合时,移动滑动片P,R2两端可获得的电压变化范围又是3.43 V8 V.,知识链接,案例探究,类题试解,解析：(1)当S断开时,滑动变阻器R1为限流式接法,R3及R1的下部不接在电路中,当滑片P在最上端时,R2上获得的电压最大,此时R1接入电路的电阻为零,因此R2最大电压等于UAB=8 V,当滑片P在最下端时,R1的全部与R2串联,此时R2上的电压最小,U2= UAB=4.8 V,所以R2上的电压变化范围为4.8 V8 V.,
