物理粤教版选修3-1课件：第二章第二节《对电阻的进一步研究》

欢迎进入物理课堂 第二节对电阻的进一步研究 1 导体的伏安特性曲线 在直角坐标系中 用纵轴表示通过导体的 横轴表示导体的 画出的I U图线叫做导体的 在I U图线中 图线斜率的倒数表示导体的 电流 电压 伏安特性曲线 电阻 3 电阻的并联 把几个导体的一端连在一起 另一端也连在一起 然后在把这两端接入电路 这样的连接方式叫 并联电路的总电压与各支路电压 总电流等于各支路电流 并联电路总电阻的倒数等于 公式为 2 电阻的串联 把几个导体依次首尾相连 接入电路 这样的连接方式叫 串联电路中各处的电流 总电压等于各部分电路的电压 串联电路的总电阻等于 公式为R 1 R 串联 相等 之和 各电阻之和 R1 R2 Rn 并联 相等 之和 各电阻倒数之和 4 将电阻R1 1 R2 3 并联接入电路 那么通过电阻 C R1 R2的电流强度之比I1 I2为 A 1 3B 1 1C 3 1D 无法确定 5 有四个金属导体 它们的伏安特性曲线如图2 2 1所 示 电阻最大的导体是 D 图2 2 1 A aC c B bD d 知识点1导体的伏安特性曲线如图2 2 2所示为两电阻RA RB的伏安特性曲线 根据图线回答 1 RA RB的大小之比为 2 当这两个电阻分别加上相同电压时 通过的电流之比为IA IB 3 当这两个电阻分别通过相同的电流时 电阻两端的电压之比UA UB 图2 2 2 1 3 3 1 1 3 流跟电压成正比 导体电阻R 即电 1 导体的伏安特性曲线 较直观地反映了导体中的电流和电压的关系 I U图线上各点的斜率为导体电阻的倒数 斜率越大 电阻越小 斜率越小 电阻越大 2 图线的形状 按照I U图线的形状是否为直线 可将 电学元件分为线性元件和非线性元件 1 线性元件的I U图线是直线 表示电 U1 Ik 阻等于图线斜率的倒数 如图2 2 3所示 图2 2 3 点连线的斜率的倒数 而不等于该点切线斜率的倒数 如图2 2 4所示 图2 2 4 关系 导体电阻Rn 2 非线性元件的I U图线是曲线 电流跟电压不是正比 UnIn 即电阻等于图线上点 Un In 与坐标原 例1 双选 某导体中的电流随其两端电压的变化如图 2 2 5所示 则下列说法中正确的是 B 加5V电压时 导体的电阻约是5 C 由图可知 随着电压的增大 导体的电阻不断减小 D 由图可知 随着电压的减小 导体的电阻不断减小 图2 2 5 解析 不论是线性元件还是非线性元件 R 一样适用 A错误 当U 5V时 I 1 0A R 5 B选项正确 U I U I 由图线可知 随着电压的增大 各点到坐标原点连线的斜率越来越小 电阻越来越大 反之 随着电压的减小 电阻减小 C错误 D正确 答案 BD 触类旁通 1 双选 如图2 2 6所示是电阻R1和 R2的伏安特性曲线 则下列结论正确的是 AC A R1 R2B R1 R2 C R1 R2串联后作为一个新电阻的伏安特性曲线在 区D R1 R2串联后作为一个新电阻的伏安特性曲线在 区解析 斜率k表示电阻的倒数 斜率越大 电阻越小 R1 R2 A正确 R1 R2串联后电阻值变大 因此在 区 C正确 图2 2 6 1 若将两个电阻串联接入电压6V的电路上 则总电阻为 流过电路的总电流为 A 流过R1 R2的电流分别为 A A R1 R2两端的电压分别为 V 知识点2电阻的串 并联 两个定值电阻阻值分别为R1 4 R2 2 将它们按以 下情形接入电路 回答问题 V 2 若将两个电阻并联接入电压6V的电路上 则总电阻为 流过电路的总电流为 A 流过R1 R2的电流分别为 A A R1 R2两端的电压分别为 V V 6 1 1 1 4 2 4 5 1 5 3 6 6 1 特点与规律 1 电流 串联电路中各处的电流相等 I总 I1 I2 并联电路的总电流等于各支路电流之和 I总 I1 I2 图2 2 7 图2 2 8 2 电压 串联电路的总电压等于各部分电路电压之和 U总 U1 U2 并联电路的总电压与各支路电压相等 U总 U1 U2 3 总电阻R总 串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和 R总 R1 R2 1R总 并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和 11R1R2 串联电路中功率和电阻成正比 4 功率分配关系 并联电路中功率和电阻成反比 P1R1 P2R2 U2 5 几个相同阻值的电阻R并联 其总电阻为R总 若并 2 几个重要结论 1 串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻 2 电阻串联时 其中一个电阻增大 总电阻一定增大 3 并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻 且小于其 中最小的电阻 4 多个电阻并联时 其中任一电阻增大或减小 总电阻也 随之增大或减小 R n 联的支路增多时 总电阻将减小 例2 电阻R1的阻值为6 与电阻R2并联后接入电路 中 通过它们的电流之比I1 I2 2 3 则 1 R2的阻值多大 并联电路的总阻值是多少 电阻R1 R2 消耗的电功率之比是多少 2 若将R1 R2串联接入电路中 则电路总阻值是多少 电 阻R1 R2消耗的电功率之比是多少 R总 解 1 由并联电路电压相同的特点得I1R1 I2R2 U所以电阻R2 4 R1R2R1 R2 2 4 又由P1R1 P2R2 PnRn U2得P1 P2 2 3 2 若将R1 R2串联 R总 R1 R2 10 R1 R2消耗的电功率之比P1 P2 R1 R2 3 2 触类旁通 2 2011年执信中学高二期末 把一条电阻为64 的均匀电阻丝截成等长的n段后 再并联起来 电阻变为1 则n等 于 D A 32 B 24 C 12 D 8 解析 64 的均匀电阻丝截成等长的n段后 每段电阻为 1 串 并联电路的分析与计算 对于同时含有串联和并联连接的混联电路的计算 首先要弄清电路的连接情况 即各电阻之间的串 并联关系 然后根据欧姆定律和串 并联电路的电压 电流关系 正确选择相关公式 逐级计算 例3 由4个电阻连接成如图2 2 9所示的混联电路 其中R1 8 R2 4 R3 6 R4 3 求 图2 2 9 1 a d之间的总电阻 2 如果把42V的电压加在a d两端 通过每个电阻的电 流是多少 触类旁通 3 双选 一个T型电路如图2 2 10所示 电路中的电阻R1 10 R2 120 R3 40 另有一测试电源 电压恒为100V 则 A 当c d端短路时 a b之间的等效电阻是40 B 当a b端短路时 c d之间的等效电阻是40 C 当a b两端接通测试电源时 c d两端的电压为80VD 当c d两端接通测试电源时 a b两端的电压为80V 图2 2 10 解析 根据电路中串 并联特点 c d端短路时 a b间等效电阻是40 A正确 a b端短路时 c d间等效电阻是128 B错误 a b接电源时 c d端电压为80V C正确 c d端接电压时 a b端电压为25V D错误 答案 AC 2 滑动变阻器的两种接法及其作用 1 限流式接法电路简单 耗能低 但电压调节范围较小 而分压式接法电压调节范围较大 且可从零开始变化 2 通常滑动变阻器以限流接法为主 但在下列三种情况 必须选择分压式接法 若采用限流式将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 则必须选用分压式接法 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 此时应改用分压式电路 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 例4 如图2 2 11 滑动变阻器R1的最大值是200 R2 R3 300 A B两端电压UAB 8V 图2 2 11 1 当开关S断开时 移动滑片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 解 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 8V 当滑片P在最下端时 R1全部与R2串联 此时R2 上的电压最小 UR2 R2R1 R2 UAB 4 8V 所以R2上的电压变化 范围为4 8 8V 触类旁通 4 在如图2 2 12所示的电路中 滑动变阻器的最大电阻为R0 负载电阻为RL 电路A B两端电压为U0不变 1 当开关S断开时 移动滑片P RL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 RL两端可获得的电压变 化范围又是多少 图2 2 12 1 公式I R 和U IR中的I U R具有同时性的 UURI 特点 表明流过同一导体的电流与导体两端电压 导体电阻的一种瞬时对应关系 可以用来求导体中的电流 导体两端的电压与测定导体的电阻 2 R 是电阻的定义式 具有普适性 反映了导体对电 阻R与U I无关 仅与导体本身有关 I 是欧姆定律的数 U I 流的阻碍作用 是测量和计算电阻的一种方法 对于给定的电 U R 学表达式 反映了电流决定于导体两端的电压和导体的电阻的大小 而U IR反映了导体两端的电压降等于I和R的乘积 即在导体中沿电流方向电势逐渐降低 给出了计算导体两端电压的方法 解析 导体的电阻是导体本身的性质 与导体的长度 横截面积 材料及温度有关 与U I无关 在温度不变时是一个定值 所以B错A对 导体中的电流由加在它两端的电压和本身的电阻决定 且与U成正比 与R成反比 所以C对 导体两端的电压是由电源和该导体在电路中的连接情况决定的 不是由I R产生的 所以D错 答案 AC 解析 导体的电阻是由导体自身的性质决定的 与所加的电压和通过的电流无关 当R一定时 才有I U 故A错误 B C D正确 答案 A 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全