1、第六章 电压 电阻内容提要电压 （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。 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” （二）电压的单位 1国际（基本）单位：V 常用单位：kV 、mV 、V 换算关系：1Kv1000V 1V1000mV 1mV1000V 2记住一些电压值：一节干电池 1.5V 一节蓄电池 2V 家庭电压 220V对人体安全电压不高于 36V3电池组串联：U=U 1+U2+
2、U3； 电池组并联：U=U 1=U2=U3；2 节干电池串联是 3 V，2 节干电池并联是1.5 V（三）电压测量： 1仪器：电压表，符号： 2读数时，应先看 量程 ，再看 分度值，最后读数。3使用规则： 电压表应与被测用电器 并联 。 电压表介入电路时，应使电流从电压表的“ 正接线柱 ”流入，从“ 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 量程 。 量程范围内，电压表可直接接到电源 两极 上，测 电源电压 。在预先不能预测被侧电压值时，应先进行 试触 。 危害：被测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
3、室 用 电 压 表 有 两 个 量 程 ， 0 3V 和 0 15V。 测 量 时 ， 先选 大 量 程 ， 进 行 试 触 ， 若 被 测 电 压 在 3V 15V 可 测 量 ， 若 被 测 电 压 小 于 3V 则 换用 小 的 量 程 ， 若 被 测 电 压 大 于 15V 则 换 用 更 大 量 程 的 电 压 表 。 （四）电流表、电压表的比较 电流表 电压表符号连接方式 串联 并联直接连接电源两极 不能 能量 程 006A 03A 03V 015V每大格 02A 1A 1V 5V每小格 002A 01A 01V 05V异分析电路时内阻很小，几乎为零相当于短路内阻很大相当于开路（断
4、路）同 使用前应先调零；读数时看清量程和每大（小）格；正接线柱流入，负接线柱流出；不能超过最大测量值。（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 “ 电 压 表 有 示 数 ”表 明 电 路 中 有 电 流 通 过 电 压 表 ， “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 ； 或 电
5、 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，除了两表同时短路外，最大的可能是主电路断路导致无电流（即电压表之外的电路有断路） 。电阻 （一）定义及符号 :电阻表示导体对电流的 阻碍作用 的大小。 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、兆欧。 3换算：1M= 10 6 1K= 1
6、0 3 4了解一些电阻值：手电筒的小灯泡，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。 超导体的电阻为 零 .（三）影响因素 （材料、长短 L、横截面积 S、温度 T）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。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。 与电压和电流的大小 无关 。4结论理解： 导体电阻
7、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均无关，所以导体的电阻是导体本身的一种性质。 （四）分类 1定值电阻：电路符号： 。2可变电阻（变阻器）：滑动变阻器电路符号 。滑动变阻器： 构造：瓷筒、电阻丝（阻值很大） 、滑片 P、金属杆、接线柱。 结构示意图： 。变阻原理：通过改变接入电路中的电阻线的 长度 来改变电阻。使用方法： 根据铭牌选择合适的滑动变阻器；滑动变阻器应 串 联在电路中；接法是“ 一上一下”接；接入电路前（闭合开关前）应将滑动变阻器调到 阻值最大处 。 铭牌：某滑动变阻器标有“50 1.5A”字样，50 表示滑动变阻器的最大
8、阻值为 50 或变阻范围为 050。15A 表示滑动变阻器允许通过的最大电流为 1.5A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。优缺点：能够逐渐连续改变连入电路的电阻，但不能表示连入电路的阻值是多少。 3.电阻箱的读书方法：A：旋盘式：各旋盘下小三角指示的数面板上标记的倍数，然后加在一起，就是电阻箱接入电路的电阻值。B：插孔式：插入的不读，不插入的读 。典型例题例 1.现有几根锰铜合金丝和镍铬合金丝，其规格如右表所示请你设计实验方案，在不剪断合金丝的前提下，比较锰铜合金丝和镍铬合金丝这两种材料的导电性能编号 材料 长度 横截面积A 锰铜合金 0.5m 2
9、.0mm2B 锰铜合金 1.5m 1.5mm2C 锰铜合金 1.8m 1.0mm2D 锰铜合金 2.0m 0.5mm2E 镍铬合金 0.3m 2.0mm2F 镍铬合金 1.3m 1.5mm2G 镍铬合金 1.5m 1.0mm2H 镍铬合金 2.0m 0.5mm2（1）应选用编号为 _ 的锰铜合金丝和编号为 _ 的镍铬合金丝进行实验（2）选择实验器材并根据所选器材，画出一个能反映实验方案的电路图解析：（1）对于多变量的探究题目，要采用控制变量的思想来设计实验；探究的是不同材料的合金丝的导电性能，就需要保持合金丝的材料不同，而控制其他因素保持一致回归此题，锰铜合金丝和镍铬合金丝的材料不同，要想探究
10、它们的导电性能就必须控制长度和横截面积保持一致，据此来选择实验材料（2）合金丝导电性能的好坏无法直接看出，所以需要运用“转换法”将其转化为易观察的现象；方法有多种，可在电路中接入一个小灯泡，通过小灯泡的明暗程度来判断它们的导电性，但这样的实验效果不是太明显；也可以在电路中接入一个电流表，通过电流表的示数来间接判断它们的导电性能答案：解：（1）由控制变量法知，应控制两种材料的长度和横截面积相等来进行研究，表格中，D、H 两根导线符合要求故答案为：D、H（2）由分析可知，在电路中串联一电流表，通过电流表的示数来判断它们的导电性能；器材：电源、电流表、开关一个、导线若干、D 导线和 H 导线各一根；
11、方法：在 A、B 之间分别接入 D、H 两根导线，观察电流表的示数的不同若电流大，则表示导电性能好作图如下：例 2.实验课上，同学们把两个相同规格的小灯泡连接在如图甲所示的电路中，闭合开关后，两灯发光此时，一同学不小心把 L1的玻璃外壳打破了，结果 L1熄灭，L 2却更亮了这是为什么呢？他们提出猜想：猜想一：可能 L1处发生断路；猜想二：可能 L1处发生短路（1）根据串联电路的特点，可知“猜想一”是 _ （选填：“正确”或“不正确” ）的（2）针对“猜想二” ，同学们找来一只电压表，先后并联在 L1、L 2两端，如图乙所示假如“猜想二”是正确的，则电压表并联在 L1两端时 _ 示数（选填“有”
12、或“无” ） ，并联在 L2两端时 _ 示数（选填“有”或“无” ） （3）实验发现两次电压表均有明显读数，且 L1两端电压比 L2两端电压小，说明“猜想二”也不正确你认为 L1熄灭、L 2更亮的原因可能是（ _ ）A、L 1电阻变大 B、L 1电阻变小 C、L 2电阻变小 D、L 1功率变大解析：本题考查了串联电路的特点和电压表使用，对一个物理问题可以大胆猜想，然后通过试验验证猜想，如果符合则猜想正确，如果不符合，则猜想错误答案：解：（1）根据串联电路的特点，如果某处有断路，则整个电路就会不通，而结果是结果 L1熄灭，L 2却更亮了，所以猜想 1 不正确；（2）L 1处如果发生短路，则电阻为
13、 0，所以电压表两端应该没示数，L 2正常，所以并联在 L2两端时有示数；（3）实验发现两次电压表均有明显读数，且 L1两端电压比 L2两端电压小，说明既不是段路也不是短路，而是 L1电阻变小；故答案为：（1）不正确；（2）无、有；（3）B例 3.小明同学在科技活动中，了解到有一种热敏电阻，其电阻 R 随温度 t 变化的图象如图甲所示请回答：（1）热敏电阻的阻值随温度的升高而 _ （选填“增大”或“减小” ）（2）小明想利用热敏电阻制成温度报警器实验室中现有两只外形完全相同的电阻 R1和 R2，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻（阻值不随温度的变化而变化） 为了辨别它们，小明设计了如图乙所示
14、的电路接下来小明应进行的操作步骤是如何判断哪只是热敏电阻？解析：（1）从图象中可以看出，电阻随温度的升高而减小；（2）根据热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，因此使电路形成通路，并改变其中一个电阻的温度；根据电流表的示数和温度变化的电阻判断出热敏电阻答案：解：（1）根据图甲坐标系中曲线的趋势可以得出，电阻随温度的升高而减小，因此热敏电阻的阻值随温度的升高而减小；（2）小明将两个完全相同的电阻串联起来，为了探究电阻与温度的关系，首先需要操作的是：闭合开关，对其中一只电阻加热然后通过观察电流的示数变化，如果电流示数变化说明热敏电阻随温度的变化而改变；若电流表示数增大则该电阻为热敏电阻（或若电流表示数
15、不变，则该电阻为定值电阻，另一只为热敏电阻） 故答案为 （1）减小；（2）闭合开关，对其中一只电阻加热若电流表示数增大则该电阻为热敏电阻（或若电流表示数不变，则该电阻为定值电阻，另一只为热敏电阻） 例 4.小王同学在探究“决定电阻大小的因素”时，做出了如下猜想：在温度不变时，导体的电阻与导体的材料有关；在温度不变时，导体的电阻与导体的横截面积有关供他选择的导体如表所示序号 材料 长度（m） 横截面积（mm 2）A 镍铬合金 0.8 0.5B 锰铜 0.8 1C 锰铜 0.8 0.5要想验证猜想，应选表中两个导体的序号时： _ ；要想验证猜想，应选表中两个导体的序号时： _ 解析：要探究电阻与材
16、料的关系，根据控制变量法，应选取长度、横截面积都相同，而材料不同的两根电阻丝；要探究电阻与横截面积的关系，根据控制变量法，应选取材料、长度都相同，而横截面积不同的两根电阻丝答案：解：要探究电阻与材料的关系，根据控制变量法必须控制除了材料以外的所有因素相同由表格中可知，序号 A 和 C 的长度、横截面积都相同，所以要想验证猜想，应选表中的序号 A 和 C；要探究电阻与横截面积的关系，根据控制变量法必须控制除了横截面积以外的所有因素相同由表格中可知，序号 B 和 C 的材料、长度都相同，所以要想验证猜想，应选表中的序号 B 和 C故答案为 A 和 C；B 和 C例 5.现有两个电压表、一个电源、一
17、个已知阻值为 R0的电阻、一个开关和一些导线，要用以上器材测出未知阻值的电阻 Rx要求：（1）在下面虚线框内分别画出两种不同方法的电路图；（2）如果实验中电压表 V1、V 2的读数分别为 U1、U 2，请在横线写上对应的电阻 Rx的表达式方法一的 Rx= _ ，方法二的 Rx= _ 解析：本题中由于只给了两只电压表，无法直接用欧姆定律求解，故可以利用串联电路的电压特点求得 RX上的电压；由已知 R0的电压可求得电流，则即可由欧姆定律求出电阻 RX答案：解：方法一：将两电阻串联，电压表 V1测总电压， V2测 R0上的电压，则可由串联电路的电压规律求得 RX上的电压，即 UX=U1U2；由欧姆定
18、律求得 R0的电流，I= ；20则 ；=1220方法二，将两电阻串联，电压表 V1 与 RX并联，V 2与 R0并联，则可求得 RX两端的电压为 U1，电流为 ，则测得电阻为： 20 =120故答案为：（1）电路图如图：（2）方法一的 =1220方法二的 =120例 6.如图，已知电源电压为 9V，V 1表示数为 6V，L 2电流为 2.5A，则（1）灯 L1和 L2两端的电压各是多少？（2）L 1和 L2的电流谁大？电流表示数为多少？解析：（1）通过对电路的分析，由串联电路的特点和欧姆定律求解；（2）由串联电路的电流规律可直接得出结果答案：解：（1）由电路可知，V 1测量 L1的电流，故 V
19、1两端的电压为 6V；两灯串联，由串联电路的电压规律得：U 2=UU1=9V6V=3V；（2）因两灯串联在电路中，故电流一样大都等于 L2中的电流 2.5A答：（1）L 1两端的电压为 6V，L 2两端的电压为 3V， （2）两灯中的电流一样大，电流为 2.5A例 7.如图所示，用相同的电压表测量不同电阻的电压，已知第一个电压表的示数是 9V，第一个电流表示数是 15mA，第二个电流表示数是 12mA求各电压表之和是多少伏？分析：首先根据电路图分析电路的连接方式，分析电压表的实质，电压表其实就是一个大电阻接一个电流表，然后根据欧姆定律和并联电路电流特点计算各电压表之和是多少伏答案：解：电压表其实就是一个大电阻接一个电流表，所以所测的仍是电流，所以电路图可视为并联电路在该电路中，由第一个电流表示数和第二个电流表示数可知，通过电压表的电流为 3mA，对应示数为 9V又每个回路都恰只有一个电压表，所以接入电压表的回路一定会把干路的 15mA 电流分完15mA3mA=559V=45V答：各电压表示数之和为 45V
