(辅导班专用)九年级物理寒假讲义专题16 电压和电阻（教师版）

专题16  电压和电阻（讲义）

一、知识梳理

一、电压

1.什么是电压

（1）电压作用是使电路中的自由电荷定向移动，形成电流；电源是提供电压的装置。

（2）电路中获得持续电流的条件：①电路中有电源（或电路两端有电压）；②电路是通路。

注：说电压时，要说“某电路或AB”两端的电压（如图（1）所示，1、2两端电压或者2、3两端电压）；说电流时，要说通过“某电阻、某支路或某元件（如图（1），通过电池的电流或者通过电阻R1的电流）”的电流。

2.电压的单位：在国际单位制中，电压单位是伏特（简称为伏，符号是V）；电压常用单位还有：千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）。

换算关系：1kV＝1000V，1V＝1000mV，1mV＝1000μV。

（2）生活中常见电压值：一节干电池1.5V，一节蓄电池2V，家庭用电电压220V，安全电压不高于36V。

3.电压测量（如图（3）所示）：（1）测量仪器：电压表，符号是；

（2）读数时，看清接线柱上标的量程（3V、15V两个量程）、分度值（3V量程分度值是0.1V,15V路程分度值是0.5V）；

（3）使用规则：①电压表要并联在电路中；②电流从电压表的“正接线柱”流入，“负接线柱”流出，否则指针会反偏。③被测电压不要超过电压表的最大量程。

注意：①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。②选择量程：实验室用电压表有两个量程，0～3V和0～15V。测量时，先选大量程，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。

4.电流表、电压表的比较：见表（1）。

表（1）电流表与电压表比较（以表（2）、表（3）为例）

5.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，则故障原因可能是：①电压表损坏；②电压表接触不良；③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，则故障原因可能是：①电流表短路②和电压表并联的用电器开路。

（3）电流表电压表均无示数，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。

二、电阻

1.定义：电阻表示导体对电流阻碍作用的大小；用符号R表示。

2.单位：在国际单位制中，电阻的单位是欧姆（符号是Ω）（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1Ω）；常用单位还有千欧（符号kΩ）、兆欧（MΩ）；换算：1MΩ=1000kΩ，1kΩ=1000Ω。

3.影响导体电阻大小的因素：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。材料、横截面积一定时，导体越长，电阻越大；材料、长度一定时，导体横截面积越小，电阻越大；大多数导体的电阻随温度的升高而增大。

三、变阻器

1.变阻器：能改变接入电路中电阻大小的元件。常见的变阻器可分为滑动变阻器和电阻箱。

2.滑动变阻器

（1）构造：由瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱组成；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，如图（1）所示。

图（1）滑动变阻器

（2）原理：改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻。

（3）作用：通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和电压。

（4）铭牌：如一个滑动变阻器标有“50Ω、2A”表示的意义是最大阻值是50Ω，允许通过的最大电流是2A。

（5）正确使用：①应串联在电路中使用；②接线要“一上一下”；③通电前应把阻值调至最大的地方。

3.电阻箱：是能够表示出电阻值的变阻器，如图（2）所示，图（3）是变阻箱的面板。

图（2）                           图（3）

（1）原理：通过改变连入电路的电阻线的长度来改变电阻。

（2）优点：能够直接读出连入电路的电阻值；

缺点：不能连续地改变连入电路的电阻值。

（3）读数方法：旋盘下面的“△”所对应的示数乘以相应的倍数之和。

二、重点与难点

★重点一：电压概念与电压测量

1.电压

（1）电压的作用：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。电路中有电压不一定有电流，有电流电路的两端必有电压。

（2）电路中获得持续电流的条件：①电路中有电源（或电路两端有电压）；②电路是连通的。

（3）电压的国际单位是伏特，简称伏，符号V；常用单位是：千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。1kV=103V，1V=103mV1mV=103μV。

（4）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36V。

电池组串联：U=U1+U2+U3； 电池组并联：U=U1=U2=U3；2节干电池串联是3V，2节干电池并联是1.5V。

（5）电压测量：仪器：电压表；符号：。

读数时，应先看量程 ，再看分度值，最后读数。

使用规则：

①电压表应与被测用电器并联 。

②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。

③被测电压不要超过电压表的量程 。

④量程范围内，电压表可直接接到电源两极上，测电源电压 。

⑤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。

（6）电流表、电压表的比较

★重点二：电阻概念

1.电阻

（1）电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小。符号:R。

（2）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1Ω。

常用单位：千欧、兆欧。1MΩ=106Ω，1kΩ=103Ω。

（3）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。

★重点三：串并联电路电压关系

1.串并联电路的电压规律：

（1）串联电路：串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和。U=U1+U2+…

（2）并联电路：在并联电路中，各支路用电器两端的电压相等；且等于总电压（U=U1=U2=…）。

2.串联分压：因为串联电路中，电流只有1条路可走，所以各处电流相等，而电压却因为有电阻而被分了，所以串联电路中，各处电流相等，各段电压等于总电压(串联电路分压)。

，（两个电阻串联）。

★难点一：变阻器

（1）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。

（2）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。

（3）使用方法：①根据铭牌选择合适的滑动变阻器；②滑动变阻器应 串 联在电路中；③接法是“ 一上一下”接；④接入电路前（闭合开关前）应将滑动变阻器调到 阻值最大处 。

（4）铭牌：某滑动变阻器标有“50Ω、1.5A”字样，50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0～50Ω。1.5A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A。

（5）作用：①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；②保护电路。

（6）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。

（7）电阻箱的读数方法

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。

三、考查方向

1.电压与电压测量

典例一：（2020·绥化）如图所示的电路中，电源电压不变，当开关S断开时，灯泡L正常发光；当开关S闭合时，下列说法正确的是（　　）。

A．电流表示数不变 B．电压表示数变小 

C．灯泡L变亮 D．灯泡L与电阻R并联

【答案】D。

【解析】D、当开关S断开时，为灯的简单电路，电流表测灯的电流，电压表测电源电压，灯泡L正常发光；当开关S闭合时灯与R并联，D正确；

B、当开关S闭合时，电流表测干路电流，电压表测电源电压，电压表示数不变，B错误；

AC、根据并联电路各支路互不影响，通过灯的电流不变，灯的亮度不变，C错误，

由并联电路电流的规律，电流表示数变大，A错误。故选：D。

典例二：（2020·广东）如图所示，图甲中电压表的分度值为______V，读数为______V；若使用前出现如图乙所示的情况，则原因是______。

【答案】(1)01；(2)2.3；(3)电压表未调零。

【解析】由甲图知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.3V。

由乙图知，电压表的指针未指在0刻度线处，原因是电压表未调零。

2.影响导体电阻的因素

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。

典例三：（2020·襄阳）某物理兴趣小组在“探究导体电阻大小与导体长度的关系”实验中，他们在如图所示电路中的A、B两点间接入待研究的电阻丝，电源电压恒定。忽略电阻丝电阻随温度变化的影响，待用电阻丝的规格如表格所示。

(1)他们应选择序号为______的两根电阻丝来研究；

(2)从表中所给电阻丝的规格看，还可以用这些电阻丝来做另一个探究实验，即探究导体电阻大小与导体______的关系，这次你应该选择序号为______的两根电阻丝来做实验。

【答案】(1)3、4；(2)横截面积；(3)2、4。

【解析】(1)要探究导体电阻大小与导体长度的关系，根据控制变量法的思路，应该选择材料和横截面积都相同的两根电阻丝。从表格中可知，序号3和序号4的材料、横截面积都相同，所以应选择序号3与序号4的两根电阻丝来研究。

(2)从表中所给电阻丝的规格看，序号2、3、4的材料都相同，长度和横截面积不完全相同，而序号2和4的材料、长度都相同，只有横截面积不同，故可以用2、4探究电阻与横截面积的关系。

典例四：（2019·海南）如图所示是某电子秤内部简化电路。R0是定值电阻，Rx是压敏电阻，阻值随压力增大而减小，电源电压保持不变。闭合开关，当Rx上压力增大时，随之减小的是（   ）。

A．通过Rx的电流    B．通过R0的电流     C．Rx两端的电压    D．R0两端的电压

【答案】C。

【解析】由图知，R0与Rx串联接在电路中，当Rx上压力增大时，其阻值减小，则电路中的电流I增大，即通过Rx和R0的电流均增大；又由欧姆定律U0=IR0，得R0两端的电压U0增大；根据串联电路的电压规律U=U0+Ux，得Ux=U－U0，由于U不变，U0增大，则压敏电阻两端的电压Ux减小。故应选C。

典例五：（2020·长沙）如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的，闭合开关S，小灯泡L发光，钨丝不发光，向钨线吹气时，小灯泡L变亮，用酒精灯给钨丝加热，小灯泡L逐渐变暗直至熄灭，由实验可知（　　）。

A．钨丝的电阻随温度升高而减小；

B．向钨丝吹气时，钨丝电阻变小；

C．给钨丝加热时，电路中的电流变大；

D．小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流

【答案】B。

【解析】闭合开关S，小灯泡L发光，钨丝不发光，向钨线吹气时，小灯泡L变亮，说明通过小灯泡的电流变大，则钨丝的电阻减小；

用酒精灯对白炽灯的钨丝加热，钨丝的温度升高，观察到小灯泡L的亮度明显变暗，说明通过小灯泡L的电流变小，钨丝的电阻增大；

由于钨丝和小灯泡串联接入电路中，则通过它们的电流是相同的；

综上所述，ACD错误，B正确。故选：B。

3.变阻器的连接

典例五：（2019·天津）如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片P向左滑动时，连入电路的电阻变小的是（  ）。

A. B. C. D.

【答案】A。

【解析】A、图中滑片向左移动时，电阻丝接入部分变短，连入的阻值变小，符合题意；

B、同时接入上方两接线柱，相当于接入一导线，滑片移动，接入电阻不变，不合题意；

C、同时接入下方两接线柱，相当于接入一定值电阻，滑片移动，接入的电阻值不变，不合题意；

D、滑片向左移动时，电阻丝接入部分变长，接入电路中的电阻变大，不符合题意。故选A。

4.串并联电路电压关系

典例六：（2020·扬州）在“探究串联电路电压的特点”实验中：

某实验小组分别测量了串联电路两端的总电压U和灯泡L1、L2两端的电压U1、U2数据如表：

（1）该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是　   　（用题中物理量符号表示）。

（2）实验过程中，若L1灯丝断了，观察到电压表V1示数为　   　，电压表V2示数为　   　。

（3）该实验还有待改进，请写出其中一点：　   　。

【解答】解：（1）由图表可知，该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是：U1+U2＝U；

（2）实验过程中，若L1灯丝断了，电压表V1测灯Ll两端的电压此时是电源的电压，电压表V1示数为2.6V；由于电路断路，电压表V2测灯L2两端的电压，示数为0V；

（3）该实验还有待改进，电路中换不同规格的小灯泡再进行多次实验。

故答案为：（1）U1+U2＝U；（2）2.6V；0V；（3）换不同规格的小灯泡再进行多次实验。

5.电路故障分析

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：①电压表损坏；②电压表接触不良；③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：①电流表短路；②或电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）。

典例七：（2019·天津）如图所示的电路中，两个小灯泡的规格相同。闭合开关后，只有一个小灯泡发光，电压表指针偏转明显。则故障原因可能是（  ）。

A. L1短路；   B. L1断路；    C. L2短路；  D.L2断路

【答案】A。

【解析】由电路图可知，两灯泡串联，电压表测灯L2两端电压；当开关闭合时，其中一个灯亮，说明电路是通路，则另一个灯泡不亮的原因可能是灯泡短路。而电压表有示数，说明L2没有短路，则故障原因可能是L1短路，故A正确，BCD错误。故选A。

典例八：（2020·广元）如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，灯泡L发光，电流表有示数，电压表的示数几乎为零，则下列判断中正确的是（　　）。

A. 电阻R短路   B. 电阻R短路   C. 灯L断路   D. 灯L短路

【答案】B。

【解析】A．如果电阻R断路，灯泡不发光，电流表示数减小为零，电压表测量电源电压示数增大，故A不符合题意；

B．如果电阻R短路，灯泡发光，电路电阻减小电流增大，电流表示数增大；电压表相当于与导线并联示数减小为零，故B符合题意；

C．如果灯泡断路不发光，整个电路断路，两表示数都减小为零，故C不符合题意；

D．如果灯泡短路不发光，电路电阻减小电流增大，电流表示数增大；电压表测量电源电压示数增大，故D不符合题意。故选B。