一、电流
1、形成:电荷的定向移动形成电流
注:该处电荷是自由电荷。对金属来讲是自由电子定向移动形成电流 2、方向的规定:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。
注:在电源外部,电流的方向从电源的正极到负极。 电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 3、获得持续电流的条件: 电路中有电源 电路为通路 二、导体和绝缘体:
1、导体:定义:容易导电的物体。
常见材料:金属、石墨、人体、大地、酸 碱 盐溶液 导电原因:导体中有大量的可自由移动的电荷 说明:金属导体中电流是自由电子定向移动形成的
2、绝缘体:定义:不容易导电的物体。
常见材料:橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。 不易导电的原因:几乎没有自由移动的电荷。
3、导体和绝缘体之间并没有绝对的界限,在一定条件下可相互转化。
在一定条件下,绝缘体也可变为导体。
三、电路
1、 组成: 定义:能够提供电流的装置,或把其他形式的
能转化为电能的装置。
作用:在电源的内部不断地聚集正电荷负极聚 集负电荷。以持续对外供电 ①电源 化学电池 干电池
蓄电池 充电时,分类 电能—→化学能
供电时,化学能—→电能 光电池
光能→电能
发电机
机械能→电能
②用电器:定义:用电来工作的设备。 工作时:将电能—→其他形式的能。 ③开关:控制电路的通断。 ④导线:输送电能
2、三种电路:①通路:接通的电路。
②断路:断开的电路。
③短路:定义:电源两端或用电器两端直接用导线连接起来。
特征:电源短路,电路中有很大的电流,可能烧坏电源或烧坏导线的绝缘皮,很容易引起火灾。 3、电路图:用规定的符号表示电路连接的图叫做电路图。 4、连接方式: 定义 特征 串联 把元件逐个顺次连接起来的电路 电路中只有一条电流路径,一处段开所有用电器都停止工作。 并联 把元件并列的连接起来的电路 电路中的电流路径至少有两条,各支路中的元件工作,互不影响。 干路中的开关控制整个电路。支路中的开关控制该支路。 开关 作用 电路图 控制整个电路 实例 装饰小彩灯、开关和用电器 家庭中各用电器、各路灯 5、识别电路串、并联的常用方法:(选择合适的方法熟练掌握)
①电流分析法:在识别电路时,电流:电源正极→各用电器→电源负极,若途中不分流用电器串联;若电流在某一处分流,每条支路只有一个用电器,这些用电器并联;若每条支路不只一个用电器,这时电路有串有并,叫混联电路
②断开法:去掉任意一个用电器,若另一个用电器也不工作,则这两个用电器串联;若另一个用电器不受影响仍然工作则这两个用电器为并联。
③节点法:在识别电路时,不论导线有多长,只要其间没有用电器或电源,则导线的两端点都可看成同一点,从而找出各用电器的共同点
④观察结构法:将用电器接线柱编号,电流流入端为“首”电流流出端为“尾”,观察各用电器,若“首→尾→首→尾”连接为串联;若“首、首”,“尾、尾”相连,为并联。
⑤经验法:对实际看不到连接的电路,如路灯、家庭电路,可根据他们的某些特征判断连接情况。
四、思维训练 想一想
1.如果在图11-1中闭合开关S,小灯泡没有发光,请分析有哪些可能原因。
图11-1
练一练
2.电池、发电机都属于______,灯泡、电动机、门铃、电冰箱、空调等这些都属于______。前者工作时,______电能,后者工作时______电能。
3.只有在电路______时,电路中才有电流。电路中开关作用就是为了______。
4.当把小灯泡接在电池的两极之间时,灯泡中的电流是从电池的______极流出经灯泡流回电池的______极。 5.请画出如图11-1的实物电路的电路图。 试一试
6.找一只干电池看一看上面都有哪些标识。再观察,哪一端是它的正极?哪一端是它的负极?阅读干电池或蓄电池的说明书,说明为什么不能把电池的两端用一根导线直接连接起来?
三、问题探究
7.找一只手电筒看一看它的构造,了解电池、灯泡、开关是怎样连接的?一般手电筒的外壳是用金属制做的,它起什么作用?塑料外壳的手电筒,用什么办法来连接电池和灯泡?再试着画出图11一2中手电筒的电路图。
图11-2
想一想
1.用一个开关同时控制两个灯泡,可以组成什么样结构的电路?有几种连接方法?要用两个开关分别控制两个灯泡,应组成什么电路?这时电路中的电流应有几条路径才能互不影响?
练一练
2.任何情况下都不能不经过用电器而把____________直接连在一起。
3.如果使两个小灯泡组成串联电路,可让两个小灯泡首尾相连,这时电路闭合后有______条路经;要使两个小灯泡组成并联电路,可让两个小灯泡的两端分别连在一起,这时电路闭合后电流有______条路径。
4.如图11-3所示的电池组和两只灯泡,用笔画线代替导线,把图甲组成串联电路;把图乙组成并联电路。
图11-3
5.如图11-4的电路中,电灯泡L1和L2组成______电路,其中开关S1能控制电灯泡______,开关S2能控制电灯泡______。
图11-4
试一试
6.打开冰箱的门看一看,电冰箱门口的照明灯在什么时候亮,什么时候灭?电冰箱是用什么办法来控制这盏电灯的?再用
耳朵贴在电冰箱的侧面听一听在冰箱的门关上后,电冰箱用来制冷的压缩机能否工作?想一想,电冰箱中的电动机和电灯泡是串联还是并联的?为什么?
7.在有条件的情况下,找一串节日用的小彩灯,将插头接入家庭电路的插座中,观察小灯泡的发光情况。如果此时从灯座上取下一只小彩灯,再次把这口上小彩灯接入家庭电路,看一看其他小彩灯还能不能发光。分析一下,节日用的小彩灯是串连的还是前前并联的,把你的想法和同学们交流一下。
三、问题探究
8.给你三只小灯泡,把它们接入同一电路中可以有几种接法?动手试一试,看看自己能否找到与课本中不同的连接方法,如果有就把它记录在下面。
《电流》
一、单位:1、国际单位: A 2、常用单位:mA 、μA 3、换算关系:1A=1000mA 1mA=1000μA
某同学用台灯工作时电流约140 mA ,合0.14 A 它表示:1s内通过导体横截面积的电荷量0.14 C 。2s内通过导体某一
横截面积电子数为:1.75×10个。 二、测量:1、仪器:电流表,符号:
2、方法:㈠读数时应做到“三看清”即 看清接线柱上标的量程,看清每大格电流值、看清每小格电流值 ㈡ 使用时规则:① 电流表要串联在电路中;② 电流从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出,否则指针反偏。 ③被测电流不要超过电流表的最大测量值。
Ⅰ 危害:被测电流超过电流表的最大测量值时,不仅测不出电流值,电流表的指针还会被打弯,甚至表被烧坏。
Ⅱ 选择量程:实验室用电流表有两个量程,0—0.6A 和0—3A。测量时,先选大量程,用开关试触,若被测电流在0.6A—3A可 测量 ,若被测电流小于0.6A则 换用小的量程,若被测电流大于3A则换用更大量程的电流表。 ④ 绝对不允许不经用电器直接把电流表连到电源两极上,原因电流表相当于一根导线。
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三、思维训练 想一想
1.图11-5是某同学对同一电路中的电流进行测量的情况,电流表刻度盘上两次的示数如图所示。想一想,图甲采用的是多大的量程?图乙采用的是多大的量程?两次的示数分别是多少?这一电路中的电流用哪个量程测量更准确一些。
图11-5
练一练
2.______是表示电流强弱的物理量,用字母______表示。电流的单位是______,符号是A,比较小的电流单位有______和______。
3.查阅数据(常见的电流):计算器中电源的电流约100μA=______mA=______A;手电筒中的电流约200mA=______A,这个电流是计算器中电流的______倍。
4.用电流表测电流时必须让电流从电流表______的接线柱流入,从电流表的______接线柱流出,否则表针会反转,不仅无法读数,有时还会损坏电流表。
5.实验室中的电流表有两个量程,能测出0~______A和0~______A的电流。这两个量程每小格所表示的电流分别是______A和______A。
6.在用电流表测通过用电器的电流时,电流表必须和被测的用电器______联,如果电流表和用电器并联,电流表测出的就不是流过这个用电器的电流,有时还很容易造成______。
7.以下说法是我们使用电流表测电流时可能会遇到的,其中正确的说法是( ) (A)通电之前要先检查电流表指针是否指零刻度,否则要校正其表针指向零刻度 (B)电流表只能串联接在被测电路中测电流
(C)如果被测电流无法预先估计,先用电流表大量程的接线柱进行试触 (D)电流表可以直接连接在电源两极上,测通过电源的电流 看一看
8.如图11-6是甲、乙两个同学测量通过小灯泡电流的电路,请你仔细观察,电路中有无错误,如果有错误请直接在原图中改正。
图11-6
试一试
9.如图11-7是某同学设计的电路,利用电流表测量通过小灯泡L2的电流,请你:
图11-7
(1)画出相应的电路图;
(2)在图中改动导线,使电流表能直接测出通过两只电灯泡的总电流,画出这根导线,并把改动后的电路图画出来。 三、问题探究
10.探究如图11-8串联电路中的通过两个灯炮的电流有什么关系,进行猜想或假设之前,把电流与生活中遇到的____________进行类比,依照你的经验作出的猜想是___________ ____________。
图11-8
11.探究如图11-9并联电路中通过两个灯泡的电流与干路的电流有什么关系,进行猜想或假设之前,把电流与生活中遇到的___________进行类比,依照你的经验作出的猜想是_______________。
图11-9
12.根据你的生活经验,用同一型号的电池分别给电动遥控赛车和计算器供电,哪种情况下
电池中储存的电能先被消耗尽?猜想一下赛车中的电流和计算器中的电流哪个大?说一说此处是用何方法来比较电流大小的?
《电压》
一、电压的作用
1、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。 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。
注:说电压时,要说“xxx”两端的电压,说电流时,要说通过“xxx”的电流。
3、在理解电流、电压的概念时,通过观察水流、水压的模拟实验帮助我们认识问题,这里使用了科学研究方法“类比法” (类比是指由一类事物所具有的属性,可以推出与其类似事物也具有这种属性的思考和处理问题的方法) 二、电压的单位
1、国际单位: V 常用单位:kV mV 、μV
换算关系:1Kv=1000V 1V=1000 mV 1 mV=1000μV 2、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 安全电压不高于36V
三、电压测量:
1、仪器:电压表 ,符号: V 2、读数时,看清接线柱上标的量程,每大格、每小格电压值 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。
Ⅰ 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。
Ⅱ 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,用开关试触,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。
四、串、并联电路中,电压、电流特点: 1、电流特点:
串联电路的电流关系:表述串联电路中各处的电流都相等 公式:I=I1=I2=I3=……
并联电路的电流关系:表述:并联电路中干路中的电流等于各个支路电流之和。 公式:I=I1+I2+I3+…… 2、电压特点
串联电路的电压关系:表述:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
公式:U=U1+U2+U3+……
并联电路的电压关系:表述:并联电路各支路两端的电压相等。
公式:U=U1=U2=U3=……
串联电池组的电压等于:每节电池的电压之和。
公式:U=U1+U2+U3+……
并联电池组的电压等于:每节电池的电压。 公式:U=U1=U2=U3=……
五、电流表、电压表的比较: 符号 连接 直接连接电源 电流表 A 串联 不能 0.6A 3A 0.2A 1A 0.02A 0.1A 很小,几乎为零 相当于短路 电压表 V 并联 能 3V 15V 1V 5V 0.1V 0.5V 很大 相当于开路 异 量 程 每大格 每小格 内阻 同 调零;读数时看清量程和每大(小)格;正接线柱流入,负接线柱流出;不能超过最大测量值。 二、思维训练 想一想
1.图11-10是某同学用电压表测灯L1两端电压时的电路。该电路连接有哪几处错误。
图11-10
练一练
2.如果要测一节干电池的电压,只要将电压表的正接线柱通过开关与电池的______相连,负接线柱与干电池的______相连。闭合开关,这时电压表的示数就等于测得的干电池的______。
3.如图11-11电路,电源电压为4.5V,闭合开关后,灯L1两端的电压是2.5V,则灯L2两端的电压是____________V。
图11-11
4.如图11-12电路,闭合开关S1、S2后,灯L1两端的电压是4.5V,则灯L2两端的电压是______V。
图11-12
5.欲用电压表测图11-13甲中电灯两端的电压和图11-13乙中电灯L2两端的电压。请将电压表正确接入电路并标明“+”、“-”接线柱。
图11-13
6.如图11-14电路中,天关闭合后电压表、、、分别测量的是______、______和______两端的电压;如果电压表、的示数分别为6V和4V,那么电压表的示数为______V。
图11-14
7.图11-15是连入电路的电压表表盘示意图。其指示的示数为______V;若改换接线柱,使量程为0~3V,则指示的示数为______V。
图11-15
试一试
8.给出图11-16所示的元件和仪表,按要求用笔画线代替导线连接电路。要求:灯L1和L2串联,电流表测通过L1的电流,电压表测L1两端电压,测电源电压。
图11-16
三、问题探究
9.一个电压表有0~3V和0~15V两个量程,在某次实验中接入电路的是“+”、“3”两个接线柱,实验记录的测量值是8.5V,那么发生错误的原因是什么?电压的实际值大小是多少伏?
10.苏杰家过节时将30只小彩灯串联后接在220V电路中。使用中由于某一只小彩灯的灯丝断了,导致全部小彩灯熄灭。由于小彩灯染有颜色,致使无法直接辨别哪一只小彩灯内部断路。
(1)现在给你一只电压表,如何查找故障? (2)如果给你一只电流表,又如何查找故障? (3)如只有一根导线,又将如何查找故障?
欧姆定律
第一节 电阻
1.改变电路中电流大小的方法有两种:一是改变电路两端的电压,具体可以改变给电路供电的干电池的个数或学生电源的电压;二是改变连接在电路中的导体的电阻.
2.电阻表示导体对电流的阻碍作用,电阻无方向性(半导体除外)它只有大小,电阻的大小由导体自身决定,电阻是导体的一种属性.导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大;反之,导体的电阻越小,表示其对电流的阻碍作用越小.
3.国际上通常用R表示电阻,电路中的符号用 表示。电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是,常用的单位还有千欧,兆欧。
4.决定导体电阻大小的因素:
①自身因素:导体的材料(导体材料不同电阻不同-铜的电阻比铁的电阻小)、长度(在其他条件相同的情况下,导体越长电阻越大)、横截面积(横截面积越大,电阻越小).
例如一根金属导线对折使用,其长度变为原来的一半,而且截面积也变为原来的二倍(因为总体积未变),这里的长度和横截面积都对导线的电阻产生影响。不要只考虑长度而忘了截面积的变化。
②外界因素:温度,一般金属导体的电阻随温度升高而增大.但也有例外,例如半导体在温度升高时,电阻反而变小。导体的电阻与其他的外界因素如电压、电流均无关.
5.控制变量法是我们在实验中常用的一种研究方法:研究一个物理量与多个因素是否有关时,常采用控制变量法.我们经常改变其中一个因素,而让其他因素不变或相等,从而确定这个因素与所研究的物理量的关系.对涉及的因素逐个地加以判断,最后再综合解决.
例如研究导体电阻大小与长度的关系时,要控制材料、横截面积、温度相同或不变,改变导体的长度,观察电流变化情况来判断导体的电阻与长度的关系. 6.导体和绝缘体的关系 (1)区别
导体 绝缘体 定义 容易导电的物体 原因 常见物体 导体中有大量的自由电荷,自由电荷能从金属、石墨、人体、大地、导体中的一个地方移动到另外的地方 酸碱盐的水溶液 不容易导绝缘体中缺少自由电荷,点和几乎都被束橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、电的物体 缚在原子的范围内,不能自由移动 油等 (2)联系:导体和绝缘体之间没有绝对的界限。
在潮湿、高温、高压等条件下,绝缘体可以转化为导体,如玻璃、胶木等经高温灼烧后,可以造成绝缘体破坏,变为导体,引起漏电甚至火灾。空气是好的绝缘体,但是在夏天打雷闪电时,两块云之间的空气被高压“击穿”变成导体。再比如,纯水是绝缘体,但是在水中掺有杂质后,就能导电,受潮的木材会导电也是这个原因。
铝是导体,但铝表面生成的氧化铝是绝缘体。 例题
1.有人说电阻是导体对电流的阻碍作用,导体中电流为零时,导体的电阻也为零,这种说法对吗? 精析:导体的电阻是导体自身的属性,导体对电流的阻碍作用是由导体本身性质决定的.一个导体的长度、横截面积和组成材料确定,在一定的温度下,它的电阻也是一定的,与导体两端是否有电压及电压大小、是否有电流及电流大小都无关,导体的这种性质(电阻)一直都是存在的.因此认为电流为零时导体对电流没有阻碍作用,电阻为零的观点是错误的。
2. A、B、C三个由同种材料制成的导体,已知A、B等长,但B比A粗;C和A等粗,但C比A长,则三个导体电阻的大小关系是 .
精析:由控制变量法可知,A和B材料相同,长度相等,但B比A粗,因此RA>RB.A和C材料相同,等粗(横截面积相同),但C比A长,因此RC>RA.故三个电阻的大小关系为RC>RA>RB.
3.对R=U/I的理解,下列说法正确的是 ( ) A.同一导体,它的电阻与它两端的电压成正比 B.同一导体,它的电阻与通过它的电流成反比
C.不同导体,两端电压与通过的电流之比,比值大的电阻大 D.不同导体,谁两端电压大,谁的电阻就大
4. 在研究决定电阻大小因素的实验中换用不同导体做实验时,保持导体两端电压不变,得出如下几组实验数据 实验次数 1 2 3 4 材料 镍铬合金线 锰铜合金线 镍铬合金线 镍铬合金线 长度 L L (1/2)L L 横截面积 S S S 2S 电流(A) 0.16 0.42 0.32 0.32 比较1、2两次实验结果可得结论 。 比较1、3两次实验结果可得结论 。 比较1、4两次实验结果可得结论 。
5. 1500=________k=_________Mk 3.2104M_________k=_________
6. 导体的电阻跟_________、__________、__________、__________有关。在材料和长度相同时,导体的横截面积越大,其阻值越_________。一般情况下随着温度的升高,导体的电阻将__________,但有些特殊的材料,温度升高,电阻反而_________。
7. 在甲、乙两个不同导体两端加相同的电压,但产生的电流I甲>I乙,则甲导体的电阻 (选填“>”、“<”或“=”)乙导体的电阻.
8. 三根同种材料制成的导线,其中长度L甲>L乙 >L丙,而截面积S甲________>________。 9. 下列关于导体电阻大小说法中正确的是(  )
A.粗的铜导线比细的铜导线电阻小 B.粗细相同的铜导线,长的比短的电阻大 C.铁导线比铜导线的电阻大
D.长短相同的两根导线,粗的比细的电阻小
10.对一段导体,下列措施中能改变导体电阻大小的是(不考虑温度的影响)( )
A.将导体压短变粗 B.增大导体两端的电压 C.增大通过导体的电荷量 D.增大通过导体的电流
11.为了便于比较不同材料组成的导体的导电性能的优劣,我们把长为1m、横截面积为1mm2的某种材料在20℃时的电阻值叫做这种材料的电阻率.材料的电阻率决定于( )
A.导体的长度和横截面积 B.导体的材料、长度、横截面积 C.导体的材料 D.导体的长度、横截面积和温度
半导体
导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,叫做半导体。例如:锗、硅、砷等.半导体的最大特点是单向导电性,除此以外它的电阻对压力、温度或光照特别敏感,可以制造压敏元件、热敏电阻和光敏电阻,有着可以利
用的广泛用途。
半导体具有一些特殊的的电学性质.如:
①压敏性:有的半导体在受到压力后电阻发生较大的变化,可以制成压敏元件,压敏元件可以把压力的变化转化为电流的变化,这样通过电流的微小变化就可以监测压力的变化,如对地震的监测和研究,在机械和化工行业有着广泛的用途,在计算器上也有使用。
②热敏性:有的半导体在受热后电阻随温度升高而迅速减小,可以制成热敏电阻,用来测量很小范围内的温度变化,且快速、准确.常见的半导体元件有晶体管、集成电路、整流器、激光器以及各种光电探测器件、微波器件等.
③光敏性:有的半导体在光照下电阻迅速减小,从而在电路中必然引起电流的变化,利用此特点可以将光敏电阻用在许多自动的设备中,如监测产品的质量或数量。
第二节 变阻器
1.变阻器的类型:滑动变阻器、电阻箱和电位器等。
2.滑动变阻器的原理是通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻。它的作用是①通过滑动变阻器滑片的滑动改变电路中的电阻、电流②对与它串联的用电器起保护作用。 3.滑动变阻器的连接
滑动变阻器共有四个接线柱,我们在使用的时候,一般只连接其中的两个接线柱。
图a:当连接A、B两接线柱时,变阻器的整段电阻丝连入电路,因此无论P怎样移动,都不能改变电路中的电阻,这时变阻器相当于一个定值电阻;
图b:当连接C、D两接线柱时,变阻器的金属棒直接连入电路,同样的,无论P怎样移动,都不能改变电路中的电阻,这时变阻器相当于一段导线。
可见,当同时连接滑动变阻器的上面或下面两个接线柱时,它在电路中将不能起到变阻的作用,因而在实际连接时,我们应连接上面和下面的各一个接线柱。如图c滑动变阻器的PA段接入电路,所以当滑片P向右移时,PA段的长度变长,电阻RPA变大。可归纳规律为“一上一下,关键看下”,所以其有效接法共有四种。 4.滑动变阻器有规格,两项指标为最大电阻及的最大电流。如某滑动变阻器上标有250和2A,即说明此变阻器线圈的最大电阻值为250欧,所允许通过的最大电流值为2安。 5.对于滑动变阻器,应注意:
(1)在电路接通前,应把滑片放置在变阻器连入电路阻值最大位置处.
(2)使用时不能使通过的电流超过其允许通过的最大电流,否则会损坏变阻器. 6.判断滑动变阻器接入电路的电阻值的变化.
移动滑动变阻器的滑片,会改变接入电路的电阻丝的长度而使电阻变化,从而引起电路中的电流变化. 由此可以依据如下顺序判断:①确定滑动变阻器与电路的接法;②根据电流通过滑动变阻器的情况,判断滑动变阻器的哪一段电阻线连入电路;③根据滑片位置的变化,判断通过电流的电阻丝长度的变化;④由电阻线的长度变化,判断接在电路中的滑动变阻器电阻大小的变化.
7.电阻箱是一种能够表示出阻值的变阻器,有两个接线柱、四个旋盘,在使用时把两个接线柱接入电路,调节四个旋盘就能得到0-9999欧之间的任意整数阻值。读数的方法是:各旋盘对应的小三角指示点的示数乘以面板
上标记的倍数,加在一起就是电阻箱接入电路中的阻值。 8.滑动变阻器和电阻箱的比较
优点 缺点 滑动变阻器 可连续改变接入电路中的电阻 不能读出接入电路中的电阻 电阻箱 能够读出接入电路中的电阻值 不能连续改变接入电路中的电阻,其电阻的改变是跳跃式的 例题
1.滑动变阻器是根据改变 来改变电路中的电阻,从而改变电路中的 的原理制成的.
2.某个变阻器上标有“10Ω 0.5A”字样,这表示此变阻器的阻值变化范围是 ,允许通过的最大电流是 A,通常在使用前应将电阻值调至 .
3.图3表示的是滑动变阻器的四种接法,当滑动变阻器的滑片向右移动时,⑴电阻值变大的是 ;⑵电阻值变小的是 ;⑶电阻值不变的是 ;
C A 甲 D B C A 乙 图3
M N A C P S B D D B C A 丙
D B C A 丁 D B
4. 如图4所示,用滑动变阻器控制灯的亮度,若要求滑片P向C端滑动时灯变亮,则变阻器连入电路中正确的接法是( )
A.C接M,D接N B.A接M,B接N C.C接M,A接N D.A接M,D接N
图4
5.如图5所示,将两个滑动变阻器串联连入电路后,要使电路中的电流最小,则滑片P1和P2的位置应为( )
A.P1、P2都移至最左端 B.P1移至最左端,P2移至最右端 C.P1、P2都移至最右端 D.P1移至最右端,P2移至最左端
C A P1 D B C A P2 D B 6.常用的变阻器有滑动变阻器和电阻箱,下列说法中正确的是( ) A.电阻箱能逐渐地改变它连入电路的电阻,但不能表示出连入的阻值 B.滑动变阻器能够表示出它连入电路的阻值 C.电阻箱能表示出它连入电路的阻值
D.这两种变阻器规定有最大的阻值,对通过它们的电流没有任何
图5 7. 如图7所示,滑动变阻器起改变电路中电流的作用,下列说法中正确的是( ) A.不能改变干路中的电流 B.只能改变灯L1的电流
C.不能改变灯L2的电流 D.可以同时改变灯L1和L2的电流 8.如图8所示为利用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实物连接图.
图7 L1 L2 P
图8
C A D B
(1)在方框内画出相应的电路图.
(2)在开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应该放在 端.(选填“A”或“B”)
(3)若要使灯泡变亮,滑片P应向 端滑动,这时电流表的示数将 (选填“变大”或“变小”或“不变”)
(4)如果把滑动变阻器的A、D接线柱位置对调,对原电路及其滑动变阻器的调节规律是否有影响?请说明理由.
第三节 欧姆定律
1.研究电流、电压、电阻三个物理量之间的关系,常用的方法是先保持电阻不变,单独研究电流随电阻的变化;然后保持电压不变,大度研究电流随电阻的变化。这种研究方法就是控制变量法,是物理中研究多个物理量之间相互关系的一种常用方法。
2.滑动变阻器在两次实验中起的作用异同
相同点 研究电流跟电压的关系 研究电流跟电阻的关系 保护电路(闭合开关前滑片均置于阻值最大位置) 不同点 通过滑动滑片,使定值电阻两端的电压通过移动滑片,使阻值不同的定值电阻R成整倍数变化 两端的电压不变 U。对于欧姆定律R3.欧姆定律:通过导体的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。公式为I中的公式和定律内容之间的对应关系,要强调,三个单位“配套”使用,只有在电压U单位用伏特,电流I单位用安培,电阻R单位用欧姆时,公式IU才可直接使用。 R由公式产生的两个变换式,不单是数字意义上的变换和变形,三个式子都有其不同的物理意义。
IU是欧姆定律的本式,它反映了通过导体的电流大小和导体两端电压及导体电阻在数量上的关系,电流RU,不是欧姆定律的基本公式,它只是告诉我们计算电阻大小的一种方法,即所谓的伏安法。 II的大小是由U和R决定的,U和R是因,而I是果。
RUIR,也不是欧姆定律的基本公式,它是告诉:要求一个电阻两端的电压,可以用通过电阻的电流大小和电阻大小的乘积来获得。
4.要正确理解“两个关系”的逻辑性.一定要注意哪个物理量是变化的因,哪个物理量是变化的果,前后位置不能颠倒.
①在导体的电阻一定时,电阻两端的电压发生变化,才引起导体中的电流的变化.只能说:导体中的电流跟导体两端的电压成正比(即对于给定的导体,电阻保持不变时,两端电压增大/减小为原来的几倍/几分之一,电流也随着增大/减小为原来的几倍/几分之一,电压和电流的比值是一个定制,不随电压电流的改变而改变);而不能说成:导体两端的电压跟导体中的电流成正比.
②在电路两端的电压不变时,电路的电阻发生变化,才引起导体中的电流的变化.我们只能说:电路两端的电压不变时,电路中的电流跟电路的电阻成反比,而绝不能说:导体的电阻与电流成反比.导体中的电流和导体的电阻的成绩是定植,不随电流、电阻变化而变化。 5.欧姆定律应注意:
①欧姆定律中提到的“成正比”、“成反比”两个关系,分别是不同条件下建立的,即当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟它的电阻成反比,将这两个结论合在一起即为欧姆定律。合成时条件是隐含的,这是物理规律的表述方法之一。
②欧姆定律适用于整个电路或其中一部分电路,并且这部分电路中只能有电阻(如灯泡、电阻线等),不能有类似电动机、电铃等类型的用电器。
③在应用欧姆定律时,I、U、R三个量都是对于同一电阻或同一段电路而言的(对应性),并且三个物理量是同一时间、同一状态下的值(同时性),当电路中有两个或两个以上的电阻是,可给“同一段电路”上的I、U、R加上同一种“脚标”来表示。 ④欧姆定律的变形公式RU,并不能说明导体的电阻与导体两端的电压成正比,与导体的电流成反比,因为I电阻是导体自身的一种性质。 ⑤在计算过程中应该注意单位的统一。 6.串联、并联电路里电流、电压和电阻的关系
电流 电压 电阻 串联电路 II1I2 UU1U2 并联电路 II1I2 UU1U2 RR1R2 RnR0 R111 R0 RR1R2nI1R2 I2R1电流与电压的分配关系 U1R1UR 11 U2R2UR例题
1. 某同学用图1所示的电路来研究通过导体的电流跟导体电阻的关系,其中R为定值电阻,他第一次实验用的定值电阻的阻值为R1;闭合开关后,记下电流表的示数为I1;他第二次实验只将定值电阻的阻值换为2R1,闭合开关后,记下电流表的示数为I2。结果发现I2<I1,但I2≠
I,由此,2A P R′ V R S 他认为电流跟电因
阻不成反比,他的结论是 的(选填“正确”或“错误”),其原是 .他接下来正确的操作应该是 .
精析:闭合电路的欧姆定律I=
U的电阻为闭合电路的总电阻.在图示R图1
电路中,有定值
电阻R和滑动变阻器R′串联共同构成总电阻R总,即R总=R+R′,那么,由欧姆定律I应与R总成反比,而不是与R成反比.要使I与R成反比,应保证R两端的电压不变.该同学的没有看到这一点,所以他的结论是错误的。
全解:错误,电流变为原来数值。
2.把一个5Ω的电阻R1接在一个电压保持不变的电源上,用电流表测出电路中的电流为1.2A;当把一个15Ω的电阻R2接在该电源两端时,通过R2的电流是 A。
3.导体中的电流,跟导体两端的 成正比,跟导体的 成反比,这个结论叫欧姆定律,它的表达式为 .
4.关于电压、电流、电阻三个物理量下列说法中正确的是( )
A.由U=IR可知,导体两端的电压跟通过它的电流成正比,跟它的电阻成反比
U可知,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻成反比 RUC.由R=可知,导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟通过它的电流成反比
I1的条件是电阻R两端的电压不变,向左移动滑片使电压表的示数恢复到第一次的2B.由I=
D.以上说法都不对
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