2013-2014学年高二物理粤教版选修3-1同步课件：第2章 第2节 对电阻的进一步研究(29张ppt)

(2)并联电路中通过各导体的电流强度跟它的阻值成 反比，电阻越小，分得电流越大． (3)并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反
比，P1/R1＝P2/R2＝…Pn/Rn＝U2，但P总＝P1＋P2＋…Pn，
当相差几个数量级的电阻Rmax和Rmin并联时，大电阻的作 用可以忽略不计， 即当Rmax＞Rmin时， R 并＝
考点五
用“伏安法测量电阻”
1．原理：利用电压表和电流表测出电阻两端的电压 U和流过电阻的电流I，利用电阻定义式R＝U/I算出电阻. 2．两种接法：电流表接在电压表两接线柱外侧，通 常称为“外接法”如图A所示，电流表接在电压表两接线 柱内侧，通常称为“内接法”如图B所示
图A
图B
3．电流表内接法与外接法对比分析
(2)电路的总电流等于各支路电流之和．
2．可推导三个重要性质： (1)并联电路总电阻的倒数等于各个导体电阻的倒数之和； 1 即1/R＝1/R1＋1/R2＋…1/Rn(注意：各支路电阻均为 r 时R＝ nr 只 有两个电阻并联时，R＝ R＝ R1R2 ；并联总电阻小于任一支路 R1＋R2 电阻；任一支路的电阻增大，总电阻增大，反之则减小)．
干路上，故通过R1、R2的电流都是3 A．设通过R3、R4的
电流为 I3，I4、由并联电路的特点I3＋I4＝3 A，I3∶I4＝ R4∶R3，解得：I3＝1 A，I4＝2 A.
调压 ERx ～E(不计电源内阻) 范围 Rx＋R
如图甲为某一热敏电阻(电阻值随温度的改 变而改变，且对温度很敏感)的IU关系曲线图． (1)为了通过测量得到图甲所示IU关系的完整曲线，在 图乙和图丙两个电路中应选择的是图________；简要说明 理由：______________________(电源两端电压恒为9 V，滑 动变阻器的阻值为0－100 Ω)．
答案：R1<R2<R3 1∶2∶4
4∶2∶1
如图所示的电路中， R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω (1)求电路中的总电阻；
(2)加在电路两端的电压U＝42 V时，通过每个电 阻的电流是多少？
解析：(1)R3、R4并联后电阻为R34， R3R4 6×3 则 R34＝R ＋R ＝6＋3Ω＝2 Ω，R1、R2和R34串联， 3 4 总电阻R＝R1＋R2＋R34＝14 Ω. (2)根据欧姆定律I＝U/R，I＝3 A，由于R1、R2串联在
考点一
导体的伏安特性曲线
1．用IU图象或UI图象反映导体中的电流与电压的 关系，画出的图线统称为伏安特性曲线． 2．遵守欧姆定律的导体，伏安特性是通过坐标原点 的直线如下图所示．这种电学元件叫做线性元件．
U 1 图(a)中，R＝ ＝ I tanθ U 图(b)中，R＝ ＝tanα I
3．对欧姆定律不适用的导体和器件，伏安特 性曲线不是直线．这种电学元件叫做非线性元件． 4．导体的伏安特性曲线反映了导体自身的性 质，即导体的电阻．
(2)在图丁电路中，电源两端的电压恒为9 V，电流 表示数为70 mA，定值电阻R1＝250 Ω.由热敏电阻的IU关 系曲线可知，热敏电阻两端的电压约为________V；电阻 R2的阻值为________Ω. (3)举出一个可以应用热敏电阻的例子： _________________________________________________ _______________________. 答案：(1)乙 图乙电压调节的范围更广， 且可以满足电压从零开始调节的要求．
电路
பைடு நூலகம்
第二节
对电阻的进一步研究
1．知道导体的伏安特性和IU图象，知道什么是线 性元件和非线性元件．
2．掌握串并联电路中的电流、电压、电阻的关系．
1．导体的伏安特性
(1)导体的伏安特性曲线：纵轴表示电流I，横轴表 示电压U，画出的IU图线叫做导体的 伏安特性曲线 ________ ．
(2)图线斜率的物理意义
在I U图中，图线的斜率表示________，即k＝________. 在UI图中，图线的斜率表示____，即k＝U/I＝______.
伏安特性曲线是过坐标原点的直线，这样的元件叫____．
伏安特性曲线不是直线，这样的元件叫________． 答案：(2)导体电阻的倒数 I/R 导体电阻的大小 R 线性元件 非线性元件
电流表接法
电流表内接法
电流表外接法
电压表示数 UV＝UR 电流表示数 IA＝IR＋IV＞IR UV U R R 测＝ ＜ ＝R 真 IA IR 误差来源于电压表
误差分析
电压表示数 UV＝UR＋UA＞UR 电流表示数 IA＝IR UV U R R 测＝ ＞ ＝R 真 IA IR 误差来源
于电流表的分压作用
练习 1．某同学做三种导电元件的导电性质实验，根据所测数 据分别绘制了三种元件的IU 图象，如下图 a、b、c所示，则 下列判断正确的是( )
A．只有b正确
a
b
c
B．a 、c图曲线肯定是误差太大 C．a 、c不遵从欧姆定律，肯定是不可能的 D．a、b 、c三图象都可能正确，并不一定有较大的误差
解析：图a反映元件的电阻率随温度的升高而减 小，图b反映元件的电阻率不随温度的变化而变化，图 c反映元件的电阻率随温度的升高而增大，故D对．如 果题目中说明元件是金属，就只有图c正确了． 答案：D
考点六
变阻器的两种接法的分析对比
接法 项目
限流式
分压式
电路组成
变阻 器接 入 电路 特点
连接变阻器的导线分别接 金属杆一端和电阻线圈一 端的接线柱(图中变阻器PA 部分被短路不起作用)
连接变阻器的导线 分别接金属杆一端 和电阻线圈的两端 接线柱(图中变阻器 PA、PB都起作用， 即从变阻器上分出 一部分电压加到待 测电阻上) 0～E(不计电源内阻)
考点二
串联电路
1．定义：把导体一个接一个依次连接组成的电
路．
串联电路的基本特点： (1)电路中各处的电流相等；
(2)电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压 之和．
U＝U1＋U2＋U3＋….
2．可推导三个重要性质：
(1)串联电路的总电阻等于各导体电阻之和，即 R＝R1＋R2＋…＋Rn. (2)串联电路中各个电阻两端的电压分配是跟它的 阻值成正比，即U/R＝U1/R1＝U2/R2＝…＝Un/Rn.
解析：由部分电路欧姆定律，I＝U/R，串联电路 的电流处处相等为I＝U1/R1＝40/80 A＝0.5 A，另一电 阻的阻值为：R2＝U2/I＝(100－40)/0.5 Ω＝120 Ω. 答案：A
考点三
并联电路
1．定义：把几个导体并列连接起来组成的电路．并联电 路的基本特点： (1)电路中各支路两端的电压相等；
(2)5.4 106
(3)温控开关
1．注意分清UI图和IU图． 2．导体的伏安特性曲线的斜率能反映电阻的大 小，可通过比较斜率来确定电阻丝电阻的大小关系． 3．应用串、并联知识结合欧姆定律求解．
如右图所示的四只电阻的UI图线，这四只电 阻串联起来使用时各个电阻两端的电压分别是U1、U2、U3、 U4，则其大小顺序为( ) A．U2>U4>U3>U1 B．U4>U3>U2>U1
适合测小电阻，即 R≤RV
4.两种接法的选择：令R0＝ RARV ，当Rx>R0时， 用内接法；当Rx<R0时，用外接法．
练习 5．请看以下两个电路图，比较电流表和电压表的测量 值与真实值( )
图A
图B
A．如电流表和电压表是理想电表，两图的测量值与真 实值是一样的
B．如考虑两表电阻，则A图测量值更接近真实值
（双选）如图所示，a、b 直线分别表示由 同种材料制成的两条长度相同，粗细均匀的电阻丝甲、 乙的伏安特性曲线，下列选项正确的是( )
A．a 代表电阻丝较粗
B．b 代表电阻丝较粗
C．两根电阻丝的阻值是定值 D．图线表示电阻丝的阻值与流过的电流成正比
解析：导体的伏安特性曲线的斜率反映了电阻的大 小，由图可知，Ra>Rb，由电阻定律R＝ρl/S知，Sb>Sa， 可见，选项A错，选项B正确．由于两根电阻丝的IU图 线是一条过原点的直线，所以电阻是定值，选项C正 确．电阻丝的阻值与流过的电流无关，选项D错． 答案： BC
如图所示，L1、L2是两个规格不同的灯泡，当它们
如图连接时，恰好都能正常发光，设电路两端的电压保持不变，
现将变阻器的滑片P向右移动过程中L1和L2两灯的亮度变化情况 是( )
A．L1亮度不变，L2变暗 B．L1变暗，L2变亮 C．L1变亮，L2变暗 D．L1变暗，L2亮度不变
P
解析：在变阻器的滑片P向右移动过程中，电阻变大，并联 电阻也增大，而电路两端的电压保持不变，根据欧姆定律，干路 电流变小，所以L1变暗，并联部分电压增大，L2灯变亮． 答案：B
C．U2＝U4>U1＝U3
D．U1>U2>U3>U4 解析：由电阻U/I可知，R1>R2>R3>R4，因而电阻串联 时流过每个电阻的电流相同，由欧姆定律知U1>U2>U3>U4， 故D正确． 答案：D
练习 5．电阻R1、R2、R3的伏安 特性曲线如图所示，它们的大小 关系是________．若将它们串联 后接入电路，则它们的电压之比 U1∶U2∶U3＝________.若三个 电阻并联时，流经电阻R1、R2、 R3的电流I1∶I2∶I3＝________.
的分流作用 压作用
的分流作用
两种电路 的 选择条件
R 越大，UR 越接近 R 越小，IR 越接近 UV UV UV，R 测＝ 越接近 IV，R 测＝ 越接近 IA IA UR 于 R 真＝ 可见，为了 于 R 真＝UR可见，为 IR IA 减小误差，该电路适合 了减小误差，该电路
测大电阻，即R≥RA 即 R≥ R A 适合测小电阻，即 R≤RV
C．如考虑两表电阻，则B图测量值更接近真实值
D．如考虑两表电阻，且R是一个较大的电阻，则图B比 图A测量值更接近真实值
解析：如果考虑电表的内阻，图A是电流表外接， 出现误差的原因是因为电流表的测量值含有电压表的 U测 U真 Rx＝ ＝ 可知测出的电阻偏小，图B 电流，由 I测 I真＋IV 是电流表的内接，出现误差的原因是因为电压表的测 U测 U真＋UV 量值含有电流表的电压，由 Rx＝ ＝ 可知测 I测 I真 出的电阻偏大．如B图中的被测电阻较大，分压大，则 更接近真实值．所以选A、D. 答案：AD
2. 串联电路：把电阻________的连接方式叫串 联．在串联电路中，流过每个电阻的电流________，串联 电路两端的总电压等于________，串联电阻的总电阻值等 于________． 3. 并联电路：把几个电阻________的连接方式叫并 联．在并联电路中，每个电阻两端的电压________，并联 电路的总电流等于________，并联电阻的总电阻阻值的倒 数等于________． 答案： 2．依次首尾相接 相等 各个电阻的阻值之和 3．并列地连接起来 相等 和 各个电阻阻值的倒数之和 各电阻两端的电压之和 流过各电阻的电流之
1 1 －1 ＋ ≈Rmin. R R max min
练习 3．有三个电阻，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω， 现把它们并联起来接入电路，则通过它们的电流之比 是( ) A．6∶4∶3 C．2∶3∶4 B．3∶4∶6 D．4∶3∶2
解析：并联电路，电压相等，设电路两端电压为 U，则I1∶I2∶I3＝U/R1∶U/R2∶U/R3＝1/2∶1/3∶1/4＝ 6∶4∶3. 答案：A
考点四
串并联规律在电路中的应用： 分压电阻与分流电阻
当电路中的实际电压超过用电器的额定电压时，可根 据串联电阻的分压作用，串联一电阻，可以分担一部分电 压，使用电器得到所需的电压，这种串联在电路中起分压 作用的电阻叫分压电阻；当电路中的电流强度超过某个元 件所允许的电流强度时，可给它并联上一个适当的电阻使 其分去一部分电流，使通过的电流减小到元件所允许的数 值，这种并联在电路中起分流作用的电阻叫分流电阻．
(3)串联电路中的功率分配是跟它的阻值成正比， 即P/R＝P1/R1＝U2/R2＝Pn/Rn＝I2，但P总＝P1＋P2＋…Pn.
练习
2．由两个电阻组成的串联电路两端电压为100 V， 其中一个电阻的阻值为80 Ω，其两端电压为40 V, 另一 个电阻的阻值是( )
A．120 Ω C．40 Ω B．80 Ω D．20 Ω