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第16课时 电压 电阻 物理课件PPT
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这是一份第16课时 电压 电阻 物理课件PPT，共29页。PPT课件主要包含了知识梳理，自主测试等内容，欢迎下载使用。
一、电压1.电压(1)作用:使闭合的电路中形成电流。(2)单位及换算:1 kV=103 V=106 mV。(3)测量仪器:电压表。(4)常见电压值:①一节干电池的电压是1.5 V;②家庭电路的电压是220 V;③对人体的安全电压是不高于36 V。
2.电压的测量——学生用电压表(1)量程:分别是0~3 V、0~15 V。(2)分度值:0.1 V、0.5 V。(3)遵循“两个必须”“一个不能”“三先三后”的原则。①两个必须:a.必须将电压表并联在被测电路的两端;b.必须使电流从电压表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。②一个不能:所测电压不能超过电压表的量程。③三先三后:a.先调零后使用;b.先画图后连接;c.先认清分度值后读数。
3.串、并联电路的电压规律(1)串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2。(2)并联电路两端的总电压等于各支路两端的电压,即U=U1=U2。
二、电阻1.定义(1)导体对电流阻碍作用的大小。(2)单位及换算:1 MΩ=103 kΩ=106 Ω。2.决定因素(1)材料。(2)长度:在材料和横截面积相同时,导线越长,电阻越大。(3)横截面积:在材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。(4)温度:大多数导体温度越高,电阻越大。
3.滑动变阻器(1)原理:通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变电阻。(2)连接:应接入一上一下两个接线柱。4.超导现象(1)超导现象:某些金属、合金和化合物,在温度降到某一特定温度时,电阻突然变为零的现象。(2)超导材料:能够发生超导现象的材料。(3)超导临界温度:超导材料的电阻变为零时的温度。(4)应用前景:超导体悬浮、超导体发电机、超导体输电线、超导体电子元件等。
1.现代人的生活已经离不开电了,为了安全用电,我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少。下列有关常见电压值的表述错误的是( )A.一节干电池的电压是1.5 VB.家庭电路的电压是220 VC.手机电池电压一般是3.7 VD.对人体安全的电压是36 V答案:D解析:每一节新干电池电压是1.5 V,A项不符合题意;家庭电路的电压是220 V,B项不符合题意;目前市场上的手机电池的电压在3.7 V左右,C项不符合题意;对人体安全的电压是不高于36 V,D项符合题意。
2.某同学连接的电路如图所示,他所用的电源是四节新干电池串联组成的电池组,当他将开关闭合后,电压表的示数为 2 V,则L1两端的电压为 ,L2两端的电压为 。 答案:4 V 2 V解析:根据串联电路中总电压等于各分电压之和,且一节干电池的电压为1.5 V,可知四节新干电池组成电源的电压 U=4×1.5 V=6 V;由题干电路图可知,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,即U2=2 V;则根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:L1两端的电压U1=U-U2=6 V-2 V=4 V。
3.右图为旋转式变阻器的结构图,a、b、c为变阻器的三个接线柱,d为旋钮触片。将该变阻器接入电路中调节灯泡的亮度,当顺时针旋转旋钮触片时,灯泡变亮,则应该连接接线柱 (选填“a、b”“b、c”或“a、c”)和灯泡 联后接入电路中。 答案:b、c 串
解析:旋转式变阻器是一种变形的滑动变阻器,当把a、c接入电路时,相当于在电路中接入了一个定值电阻;当把a、b接入电路时,变阻器接入电路的是变阻器的“ad”部分,触片顺时针转动时,连入电路的电阻变大,电路中的电流将变小;当把b、c接入电路时,变阻器接入电路的是“dc”部分,触片顺时针转动时,连入电路的电阻变小,电路中的电流将变大;可见,要使顺时针旋转旋钮触片时,灯泡变亮,则应该连接接线柱“b、c”与灯泡串联接入电路。
4.如图所示的电路,AB和CD均为镍铬合金线。闭合开关后,通过观察 ,可以比较出合金线电阻的大小,这种研究方法叫 (选填“等效替代法”或“转换法”)。这个实验装置是研究电阻大小与导体 的关系。 答案:电流表的示数 转换法 横截面积解析:实验中采用转换法,通过观察电流表的示数来比较电阻的大小;导体的电阻和导体的长度、材料、横截面积等有关,探究时采用控制变量法。由题意可知,导体的材料和长度均相同,横截面积不同,电阻值不同,所以该实验研究的是电阻大小与导体横截面积的关系。
1.把握控制变量法,探究决定电阻大小的因素当一个物理量与某几个因素有关时,要研究此物理量与某一个因素的关系时,往往对其他因素进行有效控制,即物理学中常用的控制变量法。
【例1】 在探究导体的电阻跟哪些因素有关的实验中:(1)甲同学的猜想是①电阻可能与导体的材料有关。乙同学的猜想是②电阻可能与导体的温度有关。丙同学的猜想是③电阻可能与导体的横截面积有关。根据你掌握的电学知识,你认为④电阻还与 有关。 (2)现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝,规格如下表。选用导线A和B进行实验,可以探究 (选填“甲”“乙”或“丙”)同学的猜想。要想探究猜想①应该选用 (选填下面表格中导线的字母代号)两根导线进行实验。
解析:导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关。导线A和B的材料和长度相同,而横截面积不同,所以选用导线A和B进行实验,可以探究电阻与导体横截面积的关系,即探究丙同学的猜想;要探究猜想①,必须保证导线的长度和横截面积相同,而材料不同,故选用B和C。答案:(1)导体的长度 (2)丙 B、C
如图所示,在探究影响导体电阻大小因素的实验中,导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同;a、b、d长度相同。(1)该实验是通过观察 的示数间接比较导线电阻的大小。 (2)选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体 的关系。
(3)选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体 的关系。 (4)选用导线 分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积的关系。 (5)影响导体电阻大小的因素除了上述因素外,还可能有 。
答案:(1)电流表 (2)材料 (3)长度 (4)b、d (5)温度解析:(1)当接入电路不同的导体时,可通过观察灯泡的亮暗或观察电流表示数来比较导体电阻的大小。(2)由题图可知,导线a、b的粗细、长度均相同,材料不同,因此选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体材料的关系。(3)由题图可知,导线b、c的粗细、材料均相同,长度不同,因此选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体长度的关系。(4)由题图可知,导线b、d的长度、材料均相同,粗细不同,因此选用导线b、d分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体横截面积的关系。(5)影响导体电阻大小的因素除了导体的材料、长度、横截面积外,还可能跟温度有关。
2.滑动变阻器应用问题解法探究利用滑动变阻器改变电路中的电阻,从而改变电路中的电流和部分电路两端的电压,利用电流表或电压表显示数值而确定测量数值,测速仪、拉力计、电子秤都是利用这一原理制成的测量仪器,这是物理知识在生活中的具体体现,也是中考的热点题型之一,在欧姆定律中将会做进一步分析探究。
【例2】 图甲是收音机上用以调节音量的一种电位器,图乙为其说明书中的内部结构示意图。使用时,接线柱O必须接入电路。由此可知,电位器调节收音机的原理是靠改变连入电路中的电阻的 来改变电阻大小,从而改变电路中 的大小。将Ob两点接入电路中,如图使滑动触头逆时针转动,则连入电路的电阻 (选填“增大”或“减小”)。
解析:音量电位器就是滑动变阻器,通过改变连入电路中的电阻长度改变电阻的大小,从而改变电路中的电流,电位器的电阻实际上是由一定长度的石墨膜构成的。将Ob两点接入电路中,使滑动触头逆时针转动,则其连入电路的电阻长度减小,所以其电阻减小。答案:长度 电流 减小
下图是科技创新小组的同学们自己发明的电子握力器的内部结构示意图。电源电压不变,滑动变阻器b端固定在绝缘底座上,手柄A与变阻器滑片固定在一起,同步运动,握力为零时,滑片处于a端。L是一个电阻不变的指示灯,力量计由一个电流表改装而成。使用时,先闭合开关S,再用手握住手柄,A柄向下运动压缩弹簧,握力就显示在力量计表盘上。有关此握力计,下列说法正确的是 ( )
A.握力越大灯泡越亮,力量计的示数越大B.改装成的力量计的零刻度线就是原电流表的零刻度线C.握力越大电路总电阻越大,总电流越小D.握力越大,弹簧的长度越长;握力越小,弹簧长度越短答案:A解析:从装置图可看出,电路为一个串联电路,当用力时,变阻器R接入电路的电阻变小,握力越大,电路中的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电流表示数越大,所以选项A正确,选项C错误;当握力为零时,电路的电阻最大,电流最小,但电流表示数不为零,选项B错误;握力计在使用时,弹簧被压缩,长度变短,所以握力越大,弹簧长度越短,选项D错误。
3.巧用电流表和电压表判断电路故障问题电路故障问题,是本单元的重点,但许多同学解决这类问题,往往采取“逐个猜测”的方法,解题目标不明,思路混乱,盲目性很大。其实只要掌握正确的方法,解答这类问题并不困难。用电流表和电压表判断电路故障类问题,解决方法是找出判断电路故障的一般规律,然后通过观察比较得出正确答案。因此要用规律应用法和观察比较法分析。这类故障问题一般表现为电流表指针未动(或无示数),电压表指针有明显偏转,灯不发光。分析这类问题,一般规律是从两个方面找原因,一是确定电路故障的性质,即电路出现故障是短路还是断路;二是电路故障发生的位置,即电路中的故障发生在哪里,应从这两方面着手。
【例3】 如图所示,灯L1、L2完全相同,闭合开关S,只有一盏灯亮,且只有一个电表有示数,其故障可能是( )A.灯L1断路B.灯L1短路C.灯L2断路D.灯L2短路解析:若L1断路,只有L2发光,电流表、电压表都有示数,故A不符合题意;若灯L1短路,L2也同时被短路,两灯都不发光,两电表也都无示数,故B不符合题意;若L2断路,灯L1发光,电流表无示数,电压表有示数,故C符合题意;若L2短路,灯L1也同时被短路,两灯都不发光,电压表无示数,电流表示数很大,甚至超量程,故D不符合题意。答案:C
一、电压1.电压(1)作用:使闭合的电路中形成电流。(2)单位及换算:1 kV=103 V=106 mV。(3)测量仪器:电压表。(4)常见电压值:①一节干电池的电压是1.5 V;②家庭电路的电压是220 V;③对人体的安全电压是不高于36 V。
2.电压的测量——学生用电压表(1)量程:分别是0~3 V、0~15 V。(2)分度值:0.1 V、0.5 V。(3)遵循“两个必须”“一个不能”“三先三后”的原则。①两个必须:a.必须将电压表并联在被测电路的两端;b.必须使电流从电压表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。②一个不能:所测电压不能超过电压表的量程。③三先三后:a.先调零后使用;b.先画图后连接;c.先认清分度值后读数。
3.串、并联电路的电压规律(1)串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2。(2)并联电路两端的总电压等于各支路两端的电压,即U=U1=U2。
二、电阻1.定义(1)导体对电流阻碍作用的大小。(2)单位及换算:1 MΩ=103 kΩ=106 Ω。2.决定因素(1)材料。(2)长度:在材料和横截面积相同时,导线越长,电阻越大。(3)横截面积:在材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。(4)温度:大多数导体温度越高,电阻越大。
3.滑动变阻器(1)原理:通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变电阻。(2)连接:应接入一上一下两个接线柱。4.超导现象(1)超导现象:某些金属、合金和化合物,在温度降到某一特定温度时,电阻突然变为零的现象。(2)超导材料:能够发生超导现象的材料。(3)超导临界温度:超导材料的电阻变为零时的温度。(4)应用前景:超导体悬浮、超导体发电机、超导体输电线、超导体电子元件等。
1.现代人的生活已经离不开电了,为了安全用电,我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少。下列有关常见电压值的表述错误的是( )A.一节干电池的电压是1.5 VB.家庭电路的电压是220 VC.手机电池电压一般是3.7 VD.对人体安全的电压是36 V答案:D解析:每一节新干电池电压是1.5 V,A项不符合题意;家庭电路的电压是220 V,B项不符合题意;目前市场上的手机电池的电压在3.7 V左右,C项不符合题意;对人体安全的电压是不高于36 V,D项符合题意。
2.某同学连接的电路如图所示,他所用的电源是四节新干电池串联组成的电池组,当他将开关闭合后,电压表的示数为 2 V,则L1两端的电压为 ,L2两端的电压为 。 答案:4 V 2 V解析:根据串联电路中总电压等于各分电压之和,且一节干电池的电压为1.5 V,可知四节新干电池组成电源的电压 U=4×1.5 V=6 V;由题干电路图可知,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,即U2=2 V;则根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:L1两端的电压U1=U-U2=6 V-2 V=4 V。
3.右图为旋转式变阻器的结构图,a、b、c为变阻器的三个接线柱,d为旋钮触片。将该变阻器接入电路中调节灯泡的亮度,当顺时针旋转旋钮触片时,灯泡变亮,则应该连接接线柱 (选填“a、b”“b、c”或“a、c”)和灯泡 联后接入电路中。 答案:b、c 串
解析:旋转式变阻器是一种变形的滑动变阻器,当把a、c接入电路时,相当于在电路中接入了一个定值电阻;当把a、b接入电路时,变阻器接入电路的是变阻器的“ad”部分,触片顺时针转动时,连入电路的电阻变大,电路中的电流将变小;当把b、c接入电路时,变阻器接入电路的是“dc”部分,触片顺时针转动时,连入电路的电阻变小,电路中的电流将变大;可见,要使顺时针旋转旋钮触片时,灯泡变亮,则应该连接接线柱“b、c”与灯泡串联接入电路。
4.如图所示的电路,AB和CD均为镍铬合金线。闭合开关后,通过观察 ,可以比较出合金线电阻的大小,这种研究方法叫 (选填“等效替代法”或“转换法”)。这个实验装置是研究电阻大小与导体 的关系。 答案:电流表的示数 转换法 横截面积解析:实验中采用转换法,通过观察电流表的示数来比较电阻的大小;导体的电阻和导体的长度、材料、横截面积等有关,探究时采用控制变量法。由题意可知,导体的材料和长度均相同,横截面积不同,电阻值不同,所以该实验研究的是电阻大小与导体横截面积的关系。
1.把握控制变量法,探究决定电阻大小的因素当一个物理量与某几个因素有关时,要研究此物理量与某一个因素的关系时,往往对其他因素进行有效控制,即物理学中常用的控制变量法。
【例1】 在探究导体的电阻跟哪些因素有关的实验中:(1)甲同学的猜想是①电阻可能与导体的材料有关。乙同学的猜想是②电阻可能与导体的温度有关。丙同学的猜想是③电阻可能与导体的横截面积有关。根据你掌握的电学知识,你认为④电阻还与 有关。 (2)现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝,规格如下表。选用导线A和B进行实验,可以探究 (选填“甲”“乙”或“丙”)同学的猜想。要想探究猜想①应该选用 (选填下面表格中导线的字母代号)两根导线进行实验。
解析:导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关。导线A和B的材料和长度相同,而横截面积不同,所以选用导线A和B进行实验,可以探究电阻与导体横截面积的关系,即探究丙同学的猜想;要探究猜想①,必须保证导线的长度和横截面积相同,而材料不同,故选用B和C。答案:(1)导体的长度 (2)丙 B、C
如图所示,在探究影响导体电阻大小因素的实验中,导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同;a、b、d长度相同。(1)该实验是通过观察 的示数间接比较导线电阻的大小。 (2)选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体 的关系。
(3)选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体 的关系。 (4)选用导线 分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积的关系。 (5)影响导体电阻大小的因素除了上述因素外,还可能有 。
答案:(1)电流表 (2)材料 (3)长度 (4)b、d (5)温度解析:(1)当接入电路不同的导体时,可通过观察灯泡的亮暗或观察电流表示数来比较导体电阻的大小。(2)由题图可知,导线a、b的粗细、长度均相同,材料不同,因此选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体材料的关系。(3)由题图可知,导线b、c的粗细、材料均相同,长度不同,因此选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体长度的关系。(4)由题图可知,导线b、d的长度、材料均相同,粗细不同,因此选用导线b、d分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体横截面积的关系。(5)影响导体电阻大小的因素除了导体的材料、长度、横截面积外,还可能跟温度有关。
2.滑动变阻器应用问题解法探究利用滑动变阻器改变电路中的电阻,从而改变电路中的电流和部分电路两端的电压,利用电流表或电压表显示数值而确定测量数值,测速仪、拉力计、电子秤都是利用这一原理制成的测量仪器,这是物理知识在生活中的具体体现,也是中考的热点题型之一,在欧姆定律中将会做进一步分析探究。
【例2】 图甲是收音机上用以调节音量的一种电位器,图乙为其说明书中的内部结构示意图。使用时,接线柱O必须接入电路。由此可知,电位器调节收音机的原理是靠改变连入电路中的电阻的 来改变电阻大小,从而改变电路中 的大小。将Ob两点接入电路中,如图使滑动触头逆时针转动,则连入电路的电阻 (选填“增大”或“减小”)。
解析:音量电位器就是滑动变阻器,通过改变连入电路中的电阻长度改变电阻的大小,从而改变电路中的电流,电位器的电阻实际上是由一定长度的石墨膜构成的。将Ob两点接入电路中,使滑动触头逆时针转动,则其连入电路的电阻长度减小,所以其电阻减小。答案:长度 电流 减小
下图是科技创新小组的同学们自己发明的电子握力器的内部结构示意图。电源电压不变,滑动变阻器b端固定在绝缘底座上,手柄A与变阻器滑片固定在一起,同步运动,握力为零时,滑片处于a端。L是一个电阻不变的指示灯,力量计由一个电流表改装而成。使用时,先闭合开关S,再用手握住手柄,A柄向下运动压缩弹簧,握力就显示在力量计表盘上。有关此握力计,下列说法正确的是 ( )
A.握力越大灯泡越亮,力量计的示数越大B.改装成的力量计的零刻度线就是原电流表的零刻度线C.握力越大电路总电阻越大,总电流越小D.握力越大,弹簧的长度越长;握力越小,弹簧长度越短答案:A解析:从装置图可看出,电路为一个串联电路,当用力时,变阻器R接入电路的电阻变小,握力越大,电路中的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电流表示数越大,所以选项A正确,选项C错误;当握力为零时,电路的电阻最大,电流最小,但电流表示数不为零,选项B错误;握力计在使用时,弹簧被压缩,长度变短,所以握力越大,弹簧长度越短,选项D错误。
3.巧用电流表和电压表判断电路故障问题电路故障问题,是本单元的重点,但许多同学解决这类问题,往往采取“逐个猜测”的方法,解题目标不明,思路混乱,盲目性很大。其实只要掌握正确的方法,解答这类问题并不困难。用电流表和电压表判断电路故障类问题,解决方法是找出判断电路故障的一般规律,然后通过观察比较得出正确答案。因此要用规律应用法和观察比较法分析。这类故障问题一般表现为电流表指针未动(或无示数),电压表指针有明显偏转,灯不发光。分析这类问题,一般规律是从两个方面找原因,一是确定电路故障的性质,即电路出现故障是短路还是断路;二是电路故障发生的位置,即电路中的故障发生在哪里,应从这两方面着手。
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