高中物理 第二章 电路 2.2 对电阻的进一步研究素材2 粤教版选修31

1、第二节对电阻的进一步研究【基础知识疏理】1.导体的_是研究导体电流和电压关系的重要工具,金属导体的伏安特性曲线是_,即_成正比.答案:伏安特性曲线通过原点的直线电流与电压2.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_.答案:依次首尾相接相等各电阻两端的电压之和各个电阻的阻值之和3.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_,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:并列地连接起来电压相等流过各电阻的电流之和各个电阻阻值的倒数之和4.研究导体的iu图线的斜率反映_.答案:导体电阻的大小

2、重难点分析一、导体的i-u图线是直线或曲线表示的意义有何不同？如何由i-u图线求导体的电阻？1、i-u图线是直线：表示电流跟电压成正比，导体为线性元件。2、i-u图线是曲线：表示电流跟电压不成正比，导体为非线性元件。iu iu 图2-2-4 图2-2-53、i-u图线是直线时：导体电阻，即电阻等于图线斜率的倒数，如图2-2-44、i-u图线是曲线时：导体电阻，即电阻等于图线上点与坐标原点连接的斜率的倒数，如图2-2-5，而不等于该点切线斜率的倒数。二、在“测绘小电珠伏安特性曲线”实验中，电流表采用内接法还是外接法？滑动变阻器采用限流式接法还是分压式接法？1、由于伏特表内阻远大于小电珠电阻，为减

3、小误差，应采用电流表外接法。2、因为该实验中要求小电珠两端的电压变化范围很大，且要求电压要从0开始调节，所以滑动变阻器应采用分压式接法， 流表内接法与外接法对比分析：电流表接法电流表内接法电流表外法误差分析电压表示数电流表示数误差来源于电流表的分压作用电压表示数电流表示数误差来源于电压表的分流作用两种电路的选择条件r越大，越接近，越接近于可见，为了减小误差，该电路适合测大电阻，即r越小，越接近，越接近于可见，为了减小误差，该电路适合测小电阻，即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圈一端的接线柱（图中变阻器pa部分被短

4、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） 调压范围（不计电源内阻）（不计电源内阻）方法与规律一、对导体伏安特性曲线的正确认识【例1】 如图2-2-1所示,a、b直线分别表示由两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,下列判断中正确的是（）a.a代表的电阻丝较粗b.b代表的电阻丝较粗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 图2-2-1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,由电阻定律知,sbsa,可见,选项a

5、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.正确选项为bc.答案:bc温馨提示: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,从而确定其粗细.【类题演练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 图像，图7-1-2 a、b、c示 ,则下列判断正确的是 （ ） 图 7-1-2图 7-1-1图 7-1-1a只有 b 正确ba 、c 图曲线肯定是误差太大ca 、c 不遵从欧姆定律，肯定是不可能的 da、b 、c 三图像都可能正确，并不一定有较大

6、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正确了二、用等效思想处理串、并联电路ab【例2】 如图2-2-3所示，电路由8个不同的电阻组成，已知r1=12 ，其余电阻阻值未知，测得a、b间的总电阻为4 .今将r1换成6 的电阻，则a、b间的总电阻变为多少？（提示：用等效替代法）图2-2-3 图2-2-4解题思路：设除r1外其他七个电阻串并联后的总电阻为r，则电路化简为如图2-2-4所示.故所以，当r1=12 时，有当r1=6 时，有由解得rab=3 .答案：3温

7、馨提示：本题指明用等效替代法进行求解，说明了本题考查的意图是物理方法.无论是由几个电阻并联之后构成的电路，还是由几个电阻串联后形成的电路，都可以用一个和它们的总电阻相等的电阻替代它们.即使是既有串联又有并联的复杂的电路，也可以通过电阻的串、并联规律使电路得到简化.亦即可用同一个电阻组成的电路来替代未简化前的复杂的电路，这样的思想称之为等效电路思想.效果相同的两个电路互称等效电路.本题若未能将除r1之外的7个电阻等效为一个电阻，或未能认识到等效电阻与r1为并联关系，则将无法处理或处理错误.【类题演练2】试对图示电路图7-1-6、图7-1-7进行简化，并指出电流表测量的对象图7-1-6图7-1-7

8、解析：甲图，r1的一端与r2、r3的一端通过a1相联，可以认为r1、r2、r3的一端等势，同理r1、r2、r3的另一端通过a2联接，也是等势的，故r1、r2、r3并联，a1测量的电流为流过r2、r3的电流之和，a2测量的电流为流过r1、r2的电流之和等效电路如图（甲）所示对（乙）图，等效电路如图（乙）所示，r2、r3无电流通过电流表测量的是r1的电流方法总结：稍复杂混联电路的等效化简方法1电路化简原则（1）无电流的支路化简时可去除；（2）等电势的各点化简时可合并； （3）理想导线可任意长短；（4）理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路； （5）电压稳定时电容器认为断路 2常用等效化简方法（

9、1）电流分支法： a先将各结点用字母标上； b判定各支路元件的电流方向（或可能方向）；c按电流流向，自左到右将各元件、结点、分支逐一画出；d加工整理 （2）等势点排列法： a将各结合点用字母标出； b判定各结点电势的高低；c将各结点电势高低自左到右排列，再将各结点之间支路画出；d加工整理注意：若能将以上两种方法结合使用，效果更好三、分压电路和限流电路【例3】忽视电源的内阻，在以下四个电路图中，移动滑动变阻器的滑片，能改变电灯炮l1的亮度的是？l1l2l1l1l1 a b c d 答案：bc【评点与探究】 （1）本题以欧姆定律、电阻定律、串、并联特点为知识依托，考查对滑动变阻器调节原理的理解.a

10、bv【类题演练3】请看以下两个电路图中，比较电流表和电压表的测量值与真实值avaa 如电流表和电压表是理想表，两图的测量值与真实值是一样的b 如两表是考虑电阻，则a图测量值更接近真实值c 如两表是考虑电阻，则b图测量值更接近真实值d 如两表是考虑电阻，且r是一个较大的电阻，则b图比a图测量值更接近真实值答案：ab解释：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电流，由可知测出的电阻偏小，图b是a表的内接，出现误差的原因是因为电压表的测量值含有电流表的电压，由可知测出的电阻偏大。如b图中的被测电阻较大，分压大，则更接近真值实。所以选ab。过关练习1根据部

11、分电路欧姆定律，下列判断正确的有（ ）a导体两端的电压越大，电阻就越大b导体中的电流越大，电阻就越小c比较几只电阻的iu图象可知，电流变化相同时，电压变化较小的图象是属于阻值较大的那个电阻的d由可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比答案：d 解析：导体的电阻由导体自身性质决定，与电压和电流的大小无关，所以a、b选项错误。据欧姆定律可知d项是正确的。a. b. c. d.i i i io u o u o u o u2实验室用的小灯泡灯丝的i-u特性曲线可用以下哪个图象来表示： 答案：a解：灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度能达到很高，因此必须考虑到灯丝的

12、电阻将随温度的变化而变化。随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，。u越大i-u曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小，选a。3鸟儿落在110 kv的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露电线，但鸟儿仍然安然无恙。 这是因为（ ）a鸟有耐高压的天性 b鸟脚是干燥的，所以鸟体不导电c鸟两脚间的电压几乎为零 d鸟体电阻极大，所以无电流通过答案：c解析：据欧姆定律，鸟两脚间的电阻很小，所以电压几乎为零，故c项正确。4所示，有四盏电灯连接在电路中，l1和l2都标有“220v 100w”字样，l3和l4都标有“220v 40w”字样，把电路接通后，最暗的是（

13、）al1 bl2 cl3 dl4答案：c。解析 由题意可判断，r1=r2r3=r4，且r4r1r23.由串联电路 的功率分配可知，p4p1(p2+p3)，而p2与p3的大小 由并联电路的功率分配可知p2p3，故四盏电灯消耗的实际功率的大小关系为p4p1p2p3，正确的答案为c。5如图所示，电源和电压表都是好的，当滑片由a滑到b的过程中，电压表的示数都为u， 下列判断正确的是（ ）aa处接线断开 b触头p开路ca、b间电阻丝开路 db处接线开路答案：d解析：由于电压表有示数，故电压表两端与电源相通，a端没有断开；电压表示数不变，说明滑动变阻器上无电流，故b处开路；选项d正确。能力提高6只标有“2

14、20 v 60 w”的白炽灯泡，加在灯泡两端的电压u由零逐渐增大到220 v，在此过程中，电压u和电流i的关系可用图线表示.在图示的四个图线中，肯定不符合实际的是答案：acd 解析：随着电压升高，通过灯丝的电流不断增大，灯丝的温度不断升高，灯丝的电阻 率将不断增大.由电阻定律r=l/s可知，灯丝电阻将增大；伏安特性曲线中，图线的斜率k=表示导体在通过电流为i时的电阻，故曲线上任一点切线斜率将不断增大，因此图b符合实际情况.7如图所示，是某一电路的一部分，其中：r1=5， r2=1， r3=3，i1=0.2a，i2=0.1a， 则电流表上的电流为（ ）a0.2a，方向向右 b0.15a，方向向左

15、c0.2a，方向向左 d0.3a，方向向右答案：c 解析：根据r1、r2电阻及电流大小，可知r1两端的电压是1v,r2两端的电压是0.1v,根据电流流向是电势降落的方向可知，r3上端的电势比下端电势低，且r3两端的电势差（即电压）为1v-0.1v=0.9v，所以流过r3的电流大小是0.9/r3=0.3a,方向是由下而上， 再根据r2、r3处节点的流出电流与流入电流相等有，通过电流表的电流大小是0.3-0.1=0.2a, 方向是由右向左流。8.两个定值电阻r1、r2串联后接在输出电压u稳定于12 v的直 流电源上.有人把一个内阻不是远大于r1、r2的电压表接在r1两端，如图所示，电压表示数为8

16、v.如果他把此电压表改接在r2两端，则电压表的示数将a.小于4 vb.等于4 vc.大于4 v小于8 vd.等于或大于8 v答案：a解析：当电压表示数为8 v时，此时r2两端电压等于4 v；若把电压表接到r2两端，r2两端电阻将减小，r1两端总电阻将增大.由串联电路电压分配关系，r2两端电压将小于4 v.9图1017，a、b、c、d、e是五个相同的电阻，如果将电压逐渐升高，则最先烧坏的电阻应是a.a和b b.cc.d d.e答案d解析：作出如图所示的等效电路，易知电阻e两端的电压大最先烧坏 10如图229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

17、过测量得到图甲所示iu关系的完整曲线，在图229乙和图229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9v，滑线变阻器的阻值为0100)。图229(2)在图229丁电路中，电源两端的电压恒为9v，电流表示数为70ma，定值电阻r1250。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。(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起的要求。(2)5.4，106，(3)温控开关高考连接1（2007·上海）如图所示，ab两端接直流稳压电源，uab100v，r040w，滑动变阻器总电阻r20w

18、，当滑动片处于变阻器中点时，c、d两端电压ucd为_v，通过电阻r0的电流为_a剖析 由分压原理可知ucd=80 v，根据欧姆定律i0=80/40=2a答案 80，2点评 考查串联电路的分压规律2（08宁夏理综15）一个t型电路如图所示，电路中的电阻,另有一测试电源电动势为100 v，内阻忽略不计。则 （ ac ）a.当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 b. 当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 c. 当ab两端接通测试电源时， cd两端的电压为80 vd. 当cd两端接通测试电源时， ab两端的电压为80 v解析：本题考查电路的串并联知识。当cd端短路时，r2与r3并联电阻为30后与r1串联，ab间等效电阻为40，a对；若ab端短路时，r1与r2并联电阻为8后与r3串联，cd间等效电阻为128，b错；但ab两端接通测试电源时，电阻r2未接入电路，cd两端的电压即为r3的电压，为ucd = ×100v=80v，c对；但cd两端接通测试电源时，电阻r1未接入电路，ab两端电压即为r3的电压，为uab = ×100v=25v，d错。3、（2009年海南卷）14图1是利用两个电流表和测量干电池电动势e和内阻r的电路原理图。图中s为开关，r为滑动变阻器