16.3 电阻
1．电阻及其单位
(1)定义：表示导体对电流的阻碍作用。导体对电流的阻碍作用越大，电阻越大。
(2)符号：电阻用符号R表示，电路符号是“”。
(3)单位：国际单位制中，电阻的主单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)，它们的关系是：
1 MΩ＝103 kΩ，1 kΩ＝103 Ω或1 MΩ＝106 Ω。
1 Ω的物理意义是：如果导体两端的电压是1 V，通过导体的电流是1 A，则这段导体的电阻是1 Ω。
【例1】 完成下列单位换算。
3．2 kΩ＝________Ω；
2．1 MΩ＝________Ω；
2．2×105 Ω＝________kΩ。
解析：单位换算要采用“先换量，再算数”的方法。3.2 kΩ＝3.2×103 Ω；2.1 MΩ＝2.1×106 Ω；2.2×105 Ω＝2.2×105×10－3 kΩ＝220 kΩ。
答案：3.2×103 2.1×106 220
2．影响电阻大小的因素
(1)电阻是导体本身的一种性质，它的大小取决于导体的材料、长度和横截面积。
(2)电阻与导体的长度和横截面积的具体关系为：
①在导体的材料和横截面积相同时，导体长度越长，电阻越大；
②在导体的材料和长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。
【例2】 关于导体的电阻，下列说法中正确的是( )
A．锰铜丝的电阻比铜丝的电阻大
B．粗细相同的导线，长的电阻大
C．长短相同的两根铝导线，细的电阻小
D．粗细相同的两根镍铬合金线，长的电阻较大
解析：此题考查导体电阻与其材料、长度和横截面积的关系。因导体的电阻同时与三个因素有关，所以在表述电阻与其中一个因素的关系时，要限定另外两个因素不变，所以A、B错误。在材料和长度相同时，细的导线电阻大，所以C错。在材料和粗细相同时，长的导线电阻大，D对。
答案：D
3．半导体和超导现象
(1)半导体：半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，可以制成二极管、三极管等，是构成集成电路的重要元件之一。半导体的电阻受外界的影响较大，如光照强度、温度、压力等，可制成光敏电阻、热敏电阻等，在自动化控制中具有重要的应用。
(2)超导现象：一些金属或合金，当温度降低到某一温度时，电阻变为零的现象叫超导现象。利用超导材料，可减少或避免电流通过导体时产生热量，既能延长电路元件的使用寿命，又能实现电子设备的微型化。如果用在高压输电过程中，可大大减少电能的损耗。
【例3】 已知当铝的温度降低到－271.76 ℃时，铝就变成了超导体，在这种温度下，将在常温下阻值为10 Ω的铝导线拉长到原来的10倍，其电阻值为________Ω。
解析：根据超导现象的定义，当铝变成超导体时，其电阻变为零。
答案：0
4．正确理解电阻的概念
(1)一切导体都能导电，且对电流有阻碍作用，但不同的导体对电流的阻碍作用不同。导体对电流的阻碍作用越小，通过的电流越大，其导电性能就越强。
(2)电阻是导体本身的一种性质。其意义是说，导体的电阻是由导体自身情况决定的，不管这个导体是否接入电路，导体的电阻总是存在的。
(3)导体的电阻与通过导体的电流大小和导体两端的电压无关，同一导体，当通电导体的电流和导体两端的电压改变时，导体的电阻不变。
【例4】 关于电阻，下列说法正确的是( )
A．绝缘体有电阻，导体没有电阻
B．通过导体的电流越大，说明导体的电阻越小
C．导体两端的电压变为零时，电流变为零，但电阻不变
D．当没有电流通过导体时，导体的电阻消失
解析：电阻是导体对电流的阻碍作用，所以导体也有电阻，只是相对于绝缘体来说，电阻较小。电阻是导体本身的性质，与通过导体的电流和导体两端的电压无关，当电流或电压改变时，导体的电阻保持不变，所以只有C正确。
答案：C
析规律 对电阻的理解
当没有电流通过导体时，导体也有电阻，只是这种性质没有表现出来。当导体两端的电压改变时，电流随之改变，但电阻保持不变。
5.比较导体电阻大小的方法
(1)影响导体电阻的内因是导体的材料、长度和横截面积。
(2)在长度和横截面积相同时，不同材料的导体电阻一般不同，如相同条件下，铜的电阻比铁小；在材料和长度相同时，横截面积越大，电阻越小；在材料和横截面积相同时，导体长度越长，电阻越大。
(3)导体的电阻还与温度有关。大多数导体的电阻随温度的升高而增大，但有少数导体的电阻随温度的升高而减小。
【例5】 下表中甲、乙、丙三根导线是用同种材料做成的，根据表中的数据，它们的电阻最大的是________。
导体 长度/m 横截面积/mm2
甲 1 2
乙 0.5 4
丙 0.5 2
解析：乙、丙相比较，在长度相同时，丙的横截面积小，所以丙的电阻比乙大；甲、丙相比较，在横截面积相同时，甲比丙长度长，所以甲的电阻比丙大，所以三根导线中，电阻最大的是甲，最小的是乙。
答案：甲
点技巧 电阻大小的比较
比较电阻的大小，要综合考虑三个主要因素(一般忽略温度的影响)，不能顾此失彼。
6．探究影响电阻大小的因素
(1)设计实验的方法：控制变量法
由于影响电阻大小的因素比较多，在设计实验时，要采用控制变量法。
①研究导体的电阻与材料是否有关时，应保持导体的长度和横截面积不变，比较不同材料的导体电阻是否相同；
②研究导体的电阻与横截面积是否有关时，应保持导体的材料和长度不变，比较不同横截面积的导体电阻是否相同；
③研究导体的电阻与长度是否有关时，应保持导体的材料和横截面积不变，比较不同长度的导体电阻是否相同。
谈重点 控制变量法的注意事项
在使用控制变量法时，首先要明确研究的问题与哪些因素有关，搞清研究的对象是哪个物理量，然后在研究这个物理量(研究对象)跟某一物理量的单一关系时，要使其他物理量保持不变，最后把各个单一关系综合起来。
(2)比较电阻大小的方法：转换法
实验中可通过控制电源相同，比较与导体串联电流表的示数大小来比较导体电阻的大小，这是一种转换的方法。电流表示数越大，说明导体的电阻越小；电流表示数越小，说明导体的电阻越大。如图所示。
【例6】 小明同学想比较金属材料甲和金属材料乙哪个更容易导电。现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝，规格如下表所示：
金属丝代号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 金属甲 1 0.1
B 金属甲 0.5 0.1
C 金属乙 1 0.1
D 金属乙 1 0.2
请你帮助小明同学完成下面的实验方案。
(1)实验器材除上述金属丝、干电池、开关、导线外，还必须选用的器材有________。
(2)实验中应选取的金属丝分别是________(只需填字母代号)。
(3)请画出实验电路图(用“”表示金属丝)。
(4)在本实验中，你是如何判断哪种金属材料更容易导电的？
解析：(1)实验中导体电阻的大小可通过比较电流的大小来实现，所以可在电流中串联一个电流表或小灯泡；(2)要探究电阻大小与导体材料的关系，应保持导体的横截面积和长度相同，所以应选用A和C；(3)要比较电流的大小，应设计一个并联电路，分别闭合两个开关，观察电流表示数的大小，电流表的示数越大，说明导体的电阻越小，导体的导电性能越好。
答案：(1)电流表(或小灯泡)
(2)A与C
(3)如图所示
(4)只闭合SA，读出电流表的示数IA；只闭合SC，读出电流表的示数IC，将IA和IC进行比较，电流大的金属丝导电性能好。
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316.2 串、并联电路中电压的规律
1.探究串联电路的电压规律
(1)实验设计：将两只规格不相同的小灯泡与电源、开关等组成串联电路，用电压表分别测出灯L1两端的电压U1，灯L2两端的电压U2，灯L1和L2串联后的总电压U，比较U1、U2、U三者的关系。
(2)实验结论：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，即U＝U1＋U2。
(3)注意的问题：
①在连接实物图时，开关一定要断开；
②电压表要选择合适的量程；
③为了得出普遍性的规律，需至少测量三组数据。
释疑点 串联电路电压规律
串联电路各部分电路两端的电压不一定相等，但总电压一定等于各部分电压之和。
【例1】 在做“探究串联电路中的电压规律”的实验时，有多个灯泡可供选择，小明把两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上，如图所示：
(1)当分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点时，闭合开关后测得的数据是：UAB＝0，UBC＝12 V，UAC＝12 V，则故障可能是
________________________________________________________________________。
(2)故障排除后，实验正常进行，通过测量得到了两组实验数据如下表：
实验次数 AB间电压U1/V BC间电压U2/V AC间电压U3/V
1 4 8 12
2 6 6 12
分析两组实验数据，可得出：_________________________________________________。
(3)本实验设计你认为有什么不合理或可以改进的地方吗？请写出一点：________________________________________________________________________。
解析：本题中由于没有说明两灯的亮暗情况，所以有两种可能：若两灯均不亮，则电路断开，由于BC之间有电压，而AB之间没有，因此L2断路；若有一灯亮，则AB间无电压，则L1短路。由两次实验记录可以看出，串联电路中，总电压等于各部分电路的电压之和。由于这是一个规律探究题，应进行多次实验，所以应选择不同规格的灯泡进行多次实验。
答案：(1)L1短路，或L2断路，或L1短路同时L2断路(任答对一种即可) (2)串联电路中，总电压等于各部分电路的电压之和 (3)有；实验次数太少，规律不具有普遍性。
2．并联电路中电压的规律
(1)实验设计：将两只不同规格的小灯泡并联接入电路(至多有一组规格相同)，如图所示。用电压表分别测出灯L1两端的电压U1，灯L2两端的电压U2，灯L1和L2并联后的总电压U，比较U1、U2、U三者的关系。
(2)实验结论：并联电路两端的电压与各支路两端的电压相等，即U＝U1＝U2。
释疑点 串、并联电路的特点
并联电路中各支路两端的电压相等，但同一电路中两端电压相等的用电器却不一定并联，也可能是串联。
【例2】 如图所示的是用电压表测量电路中的电压，已知的示数是20 V，则灯L1、L2两端的电压分别为________和________，电源电压为________。
解析：两灯泡是并联接入电路中，那么各支路中灯泡两端的电压相等且都等于电源电压。
答案：20 V 20 V 20 V
3．电压不同但电压表指针位置相同情况的分析
在串联电路中，若测量电源电压的电压表和测量一个用电器两端电压的电压表示数不同，但指针摆动的格数相同，说明两表所选择的量程不同。
析规律 电流表量程的判断
在并联电路中，支路上的电流表和干路上的电流表因选用量程不同而造成电流表指针位置相同，解题方法与例3相同。
4．串、并联电路中电压规律的应用
(1)先要正确分析电路。对于复杂的电路，可采用“去表法”分析，即去掉电路中所有的电压表，将电流表视为一段导线。
(2)正确分析电压表测量的是哪部分电路的电压，方法是看电压表与哪个用电器并联。
(3)根据串、并联电路的电压规律进行分析与判定。
【例3】 如图甲所示的电路，闭合开关后两灯都能发光，并且两块电压表的指针所指的位置如图乙所示，则L1两端的电压是________V，L2两端的电压是________V。
解析：从图中可以看出，电压表V1测的是灯L1两端的电压，电压表V2测的是两灯两端的电压之和，即电源电压，根据串联电路的电压规律，V2的示数应该大于V1的，由指针指示的刻度相同可知，电压表V1用的是0～3 V量程，示数是0.8 V；V2用的是0～15 V量程，示数是4 V，所以L2两端的电压等于4 V－0.8 V＝3.2 V。
答案：0.8 3.2
【例4】 如图所示的电路，当开关S闭合时，电压表V1的示数为3 V，V2的示数为6 V，则电源的电压为( )
A．3 V B．6 V
C．9 V D．12 V
解析：根据“去表法”可知，灯L1与L2是串联的，电压表V1测的是灯L1两端的电压，V2测的是L2两端的电压，电源电压等于两部分电路两端的电压之和。
答案：C
5．串、并联电路中电压规律的综合应用
(1)串、并联电路电压的规律：在串联电路中，总电压等于各部分电路的电压之和，即U＝U1＋U2；在并联电路中，各支路两端电压相等，都等于电源电压，即U＝U1＝U2。根据电压规律，可以设计电路图。
(2)由串、并联电路中电压的规律，判断电路的连接情况。
(3)根据电压规律分析
①若几个用电器两端的电压相等，则这几个用电器可能是串联的，也可能是并联的，例如两个完全相同的灯泡串联起来，每个灯泡两端的电压都相等。
②若几个用电器两端的电压不相等，则这几个用电器可能是串联的。
点技巧 干电池的串联
例5中根据1.5 V、3 V、4.5 V三个量即可初步得出三个电池是串联的，再根据每节电流两端的电压是1.5 V，可分别得出AB间、BC间、AC间有几节干电池，此题可解。
【例5】 如图甲所示的电池盒，盒外有三个接线柱A、B、C；盒内有三个5号电池插槽，六个接线柱a、b、c、d、e、f；部分连接好的导线已画出，如图乙中虚线所示。选接盒外不同接线柱，可从该电池盒获得1.5 V、3 V、4.5 V三种输出电压。请你在图乙的虚线框内，用笔画线代替导线将三节干电池(用元件符号表示)连接起来，组成一个符合实际的电源，并满足下列要求：
(1)AB间电压1.5 V(A为负极，B为正极)；
(2)BC间电压3 V(B为负极，C为正极)；
(3)AC间电压4.5 V(A为负极，C为正极)。
解析：此题实质上是考查电压规律的应用。因每节干电池两端的电压是1.5 V，AB间电压为1.5 V，说明AB间只有一节干电池，BC间电压为3 V，说明BC间有两节干电池。根据串联电路的电压规律，AC间电压为4.5 V，说明AC间有三节干电池。所以这是一个串联电路。
答案：如图所示。
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116.4 变阻器
1．滑动变阻器的结构和原理
(1)构造：如图所示，滑动变阻器是由瓷筒、金属杆、滑片、电阻线圈等构成的。
(2)结构示意图和符号：图甲表示滑动变阻器的示意图，图乙表示电路符号。
(3)原理：通过改变连入电路的电阻线的长度来改变电阻。
点技巧 变阻器的原理
改变电阻线的电阻可改变其材料、长度和横截面积，相对来说，改变电阻线的长度来改变电阻最为方便。
(4)规格：每一个变阻器都标有最大电阻和允许通过的最大电流，使用时根据需要进行选择，不能使通过的电流超过最大值，否则会烧坏变阻器。通常在使用时先要将接入电路的电阻调到最大。如果滑动变阻器标有“2 A 20 Ω”字样，它表示此变阻器允许通过的最大电流是2 A，最大电阻值是20 Ω。
(5)作用：①保护电路；②通过改变连入电路的电阻线的电阻，从而改变电路中的电流和部分电路两端的电压。
【例1】 如图所示是滑动变阻器的示意图。下列说法错误的是( )
A．AB间是紧密缠绕在绝缘筒上的电阻丝，CD是导体棒
B．变阻器最大电阻值决定于AB间电阻丝的长度、材料和横截面积
C．滑动变阻器要串联接入电路
D．滑动变阻器的电阻丝可用铜线代替
解析：滑动变阻器的电阻丝是用阻值较大的合金制成的，可以使接入的电阻丝不用太长就能获得大的电阻，如果选用导电性能强的铜线，就需要很长的铜线缠绕在绝缘筒上，这样会使变阻器体积很大，就会很麻烦，并且浪费材料，所以D错。
答案：D
2．滑动变阻器的使用方法
(1)连接方式：与所要控制的用电器串联。
(2)将滑动变阻器接入电路时应采用“一上一下”的接法，不能同时使用上面的两个接线柱，此时滑动变阻器相当于一根导线；也不能同时接下面的两个接线柱，此时滑动变阻器相当于一个定值电阻。连接方法：如图所示，将滑动变阻器的四个接线柱按AC、AD、BC、BD四种情况连接。
(3)为了保护电路，在闭合开关以前，要将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处。
【例2－1】 如图所示的滑动变阻器的四种接法：AC、AD、BC、BD。当滑片向右移动时，能使连入电路的阻值变大的接法是( )
A．AC和AD B．AC和BC
C．AD和BD D．BC和BD
解析：滑动变阻器上起电阻作用的是绕在绝缘筒上的电阻丝，靠改变连入电路中的电阻丝长度来改变电阻的大小，而不是靠金属杆长度变化来改变电阻的大小。接AC、BC时，连入电路的电阻线是PC段，当滑片P向右移动时，PC段变长，所以连入电路的阻值变大。反之，如果下面的接线柱接D，滑片向右滑时，连入电路的阻值就会变小。
答案：B
【例2－2】 某同学测小灯泡电阻的电路如图所示，其中电源电压为4.5 V。他按电路图正确连接好实验电路，并检查各元件完好。然后闭合开关，发现灯泡很亮，且电压表的读数为4.5 V。造成该现象的原因可能是_____________________________________________。
解析：由“灯泡很亮”可知电路电流较大，因电源电压不变，说明电路中的总电阻较小，因灯泡的电阻是一定的，说明滑动变阻器连入电路的电阻太小，可能是将滑片移到电阻线的最左端了。
答案：滑动变阻器的滑片滑到最左端了(或滑动变阻器接入电路的电阻为零)
3．根据要求判定滑片的移动方向
(1)明确滑片的移动方向和电阻的变化情况；
(2)根据判定电阻变化的方法“远大近小”的规律，即以下面的接线柱为准，滑片移动的方向如果远离下面的接线柱，则电阻变大，如果靠近，则电阻变小。首先确定应接下面哪个接线柱；
(3)确定下面的接线柱，上面的两个接线柱可任意选择；
(4)连接完毕以后再检查一下是否与题目已知条件一致。
4．怎样用滑动变阻器改变灯泡的亮度
(1)实验器材：如图所示，电池组或学生电源一个，小灯泡一个，电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
(2)实验步骤：
①按如图所示的电路图连接电路，在连接过程中，开关必须断开，滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置；
②闭合开关，使滑片位于c处，观察灯的亮度；
③使滑片分别由c移到b处、由b移到a处，观察灯的亮度。
实验结论：用滑动变阻器改变灯的亮度，滑动变阻器应与灯泡串联，当移动滑片使电路中的电阻变大时，电路中的电流变小，灯泡变暗，反之，灯变亮。所以说滑动变阻器起到控制电路中电流大小的作用。
5．滑动变阻器与电阻箱
电阻箱与滑动变阻器是常用的变阻器，其异同如下表所示：
表一
种类 原理 符号 使用方法
滑动变阻器 通过改变连接入电路的电阻线的长度来改变电阻 在连入电路时要注意“一上一下”连接，当下面的接线柱确定好后，上面的两个任意选择
电阻箱 通过旋转旋钮来改变电路电阻 读数时将各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上的倍数，加起来就是电阻箱的示数
表二
不同点 相同点
用法 优点与不足
滑动变阻器 滑片在电阻线上滑动 能连续地改变电阻，但不能读数 1.都能改变电阻2.都有规定的最大电阻值和允许通过的最大电流
电阻箱 调节旋钮 不能连续地改变电阻，但能读数
【例3】 如图所示是滑动变阻器的结构示意图，将滑动变阻器的两个接线柱接到电路中，要求滑片P向右移动时，电路中的电流逐渐地减小，连入电路的接线柱应该是( )
A．A和D B．B和C
C．B和D D．A和B
解析：由滑片向右移动时电流变小可知，电路电阻变大，所以必须要接A接线柱，上面的C、D可任意连接。
答案：A
析规律 间接法判断电路变化
电阻的变化有时不直接说明，而是通过用电器的工作情况间接得知，如本题中通过电流变小，可知电路电阻变大。
【例4】 小宇在实验室用如图所示的电路做电学实验，请你帮助他完成以下的判断：
(1)当滑动变阻器的B、C两个接线柱接入电路中，滑片P向A端移动时，灯L将________(填“变暗”“不变”或“变亮”)；
(2)当滑动变阻器的A、D两个接线柱接入电路中，要使灯L变暗，滑片P应向________端移动。
解析：(1)当滑动变阻器的B、C接线柱接入电路中时，若滑片P向A移动，则滑动变阻器的电阻增大，串联电路中的总电阻增大，经过灯泡L的电流减小，因此灯L将变暗；(2)当A、D两个接线柱接入电路中时，若使灯变暗，则必须使经过灯泡的电流减小，那么滑动变阻器的电阻应增大，即滑片需向B端移动。
答案：(1)变暗 (2)B
【例5－1】 如图所示，电阻箱的示数是________Ω。
解析：电阻箱读数时将各旋钮对应的小三角乘以面板上标记的倍数，然后再加在一起就是电阻箱连入电路的电阻值。所以电阻值R＝9 110 Ω。
答案：9 110
【例5－2】 如图所示的是插入式电阻箱的结构示意图。它的最大电阻值是________ Ω，图中A、B两个接线柱之间的电阻值是________Ω。
解析：电阻箱有不同的种类，本题中的电阻箱是插入式电阻箱，当按钮拔出时，电流要通过电阻线；当按钮插入时，电阻线被短路。当所有按钮被拔出时，电阻箱的电阻值最大，其值为15 Ω。图中A、B两个接线柱间有三个按钮被短路，所以电阻值是7 Ω。
答案：15 7
6．动态电路分析
对于由滑动变阻器滑片移动方向判断电路中电流表和电压表示数的变化的题目，其解题步骤是：
(1)采用“去表法”判断电路的连接方式；
(2)搞清电路中电流表和电压表分别测的是通过哪个用电器的电流和哪段电路两端的电压；
(3)看清滑片的移动方向，弄清滑动变阻器哪段电阻丝连入电路，移动时电阻如何变化；
(4)最后根据串、并联电路的电流、电压特点来判断电流表或电压表的示数变化情况。
7．滑动变阻器的应用
滑动变阻器在生活中具有广泛的应用。如收音机调节音量的电位器，就是一个滑动变阻器。电动自行车的调速把手也是一个滑动变阻器，它的作用是调节电动自行车电动机的转速，以实现对电动自行车车速的控制，其原理如图所示。
a、c是变阻器电阻丝两端的接线柱，b相当于滑动变阻器的金属杆，e为滑片。连接到电路时只能取电阻丝两个接线柱中的一个和金属杆的一个接线柱。当滑片e顺时针旋转时，电阻丝连入电路中的长度变短，电阻减小，电流变大，所以电动机的转速加快。
【例6】 如图所示电路，闭合开关后滑动变阻器的滑片向左移动，以下说法正确的是( )
A．电流表示数变大，电压表示数变小
B．电流表示数变大，电压表示数不变
C．电流表示数变小，电压表示数变小
D．电流表示数变小，电压表示数变大
解析：灯与滑动变阻器串联，当滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表支路电阻变小，所以电流表示数会变大。电压表测的是灯泡两端的电压，根据并联电路的电压规律，各支路两端的电压等于电源电压，所以电压表的示数不变。
答案：B
【例7】 如图甲所示，小明想设计一个能粗略测量水流速度大小的测定仪。他找来如图所示的器材：铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，BC为水平方向固定的一根粗细均匀的金属丝，C端在O点正下方，BC与金属丝接触良好，接触点为D(不计摩擦和细金属丝的电阻)，L为灯泡。他想达到如下目的：水不流动时，灯L亮度最暗，随着水流速度的加快，P向左摆动幅度加大，灯L亮度增加。请你替他连接好电路。如果要进一步提高装置反映水流快慢的性能，可采取什么方法？
甲 乙
解析：滑动变阻器在生活中有许多实际应用，本题中BC实际是滑动变阻器的电阻丝，OP则是滑片。若要使水不流动时，灯L最暗，说明电路中电流最小，则电阻最大，即BD连入电路的长度最长；水流加快，灯L亮度增加，说明电流变大，电阻变小，应使滑片OP向左摆，BD变短，所以应将点BD段金属丝连入电路。如果要进一步提高该装置的性能，可将灯泡换成电流表，通过观察电流表的示数，反映水流的速度。
答案：如图乙所示 可将灯泡换成电流表
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516.1 电压
1．电压的作用
(1)作用：电压是形成电流的原因。
电源的作用是使导体两端产生电压，电压的作用是使导体中的自由电荷发生定向移动形成电流。
辨误区 电源的作用
当电源接入电路且电路为通路时，正极板上集聚大量的正电荷，负极板上集聚大量的负电荷，产生的电压使导体中的自由电荷发生定向移动，电路中就会产生电流。因此电源是提供电压的装置，它可以把其他形式的能转化为电能。
(2)电路中有持续电流的条件：①电路中有电源；②电路为通路，两个条件缺一不可。
【例1】 关于电压和电流的说法中，正确的是( )
A．有电压就一定有电流
B．有电流就一定有电压
C．有电源的电路一定有电流
D．电流和电压总是同时存在的
解析：电压是形成电流的原因，形成电流必须要有电压，但有电压不一定有电流，如果电路不闭合，或电压作用在一段绝缘体的两端，就不会形成电流。
答案：B
2．电压的大小和单位
(1)电压符号：U
(2)单位：伏特，简称伏，符号是V，常用单位还有千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)，它们之间的换算关系是：
1 kV＝1 000 V 1 V＝1 000 mV
1 mV＝1 000 μV
(3)一些常见的电压值：
电源的种类 电源/V
一节干电池(5号、7号) 1.5
一节蓄电池 2
我国家庭电路电压 220
对人体来说安全电压 ≤36
【例2】 手持移动电话的电池两极间的电压为3.6 V，等于________ kV，________ mV。
解析：因1 V＝10－3 kV，所以3.6 V＝3.6×10－3 kV；1 V＝103 mV，所以3.6 V＝3.6×103 mV。
答案：3.6×10－3 3.6×103
3.电压表及其应用
项目 电压表
符号
接线柱 有三个接线柱，分别是“－”“3”和“15”，“－”表示负接线柱，“3”和“15”就是两个正接线柱(要注意不是正、负极)
量程及分度值 如果使用0～3 V量程，分度值为0.1 V；如果使用0～15 V量程，分度值是0.5 V
使用方法 ①电压表必须和被测用电器并联；②要让电流从电压表的正接线柱流入，从负接线柱流出；③所测电压不能超过电压表的量程，若不能估计被测电压的大小，可用试触法来试一下
读数方法 ①根据导线连接的接线柱判定电压表使用的是哪个量程；②根据量程确定所对应的分度值；③根据指针位置正确读取电压表的示数，若指针不指在整刻度要适当估读；④记录数值时不要忘记写上单位
析规律 电压表的特点
电压表对电流的阻碍作用非常大，将电压表串联在电路中，电路可近似看成从电压表连接处为断路，电路中的电流非常小，这样相当于用电压表直接测量电源电压。
【例3－1】 如图所示，闭合开关后能测出小灯泡L1两端的电压的电路是( )
解析：电压表测哪个用电器两端的电压，电压表就要与哪个用电器并联。A图中的电压表测的是灯L2两端的电压，B图中的电压表正负接线柱接反了，C图中的电压表不仅正负接线柱接反了，而且测的是电源电压，所以只有D图符合题意。
答案：D
点技巧 电流表与电压表的区别
电流表与电压表不同，电流表要测通过哪个用电器的电流，就要与哪个用电器串联；电压表要测哪个用电器两端的电压，就要与哪个用电器并联。
【例3－2】 观察如图所示的两个电压表V1和V2，则两个电压表的示数分别是________ V和________ V。
解析：电压表V1选用的是0～3 V量程，分度值是0.1 V，指针位于1 V右侧1个小格处，所以示数为1.1 V；电压表V2选用的是0～15 V量程，分度值是0.5 V，指针位于10 V右侧2个小格处，所以示数为11 V。
答案：1.1 11
点技巧 电压表的读数
正确读取电压表示数的方法：
(1)先根据所用接线柱明确所用量程是0～3 V，还是0～15 V；
(2)明确所选量程的分度值是0.1 V还是0.5 V；
(3)数清指针从0刻度开始，向右总共偏转了多少个小格(或某整刻度线右侧几个小格)，则电流值为分度值与小格数的乘积。
4．电流表与电压表的识别
(1)简单的电路可根据连接方式判定：与用电器串联的是电流表，并联的是电压表。如下图所示：
很明显，甲表与灯泡并联，所以甲是电压表；乙表与灯泡串联，所以乙表是电流表。
(2)对于较复杂的电路，如果不能直接判定，可采用假设法，即假设某表是电流表或电压表，然后根据假设分析一下是否与题目已知条件矛盾，如果矛盾，说明假设是错误的，如果一致，说明假设是正确的。
5．用“移点法”判定电压表测的是哪部分电路两端的电压的方法
如果电路较复杂可以用“移点法”来判定。移点法：沿着导线移动电压表与电路连接点的位置。在用移点法时，接线点只能越过导线、电流表或开关，不能越过电压表、任何的用电器和电源。采用这种方法可以使电路图变得直观，容易分析。
【例4】 如图a所示电路中，甲、乙两处分别接入电流表或电压表。当S闭合后，为使两灯均能发光，则( )
A．甲接电流表，乙接电压表
B．甲、乙均接电流表
C．甲、乙均接电压表
D．甲接电压表，乙接电流表
解析：当闭合开关时两灯都发光，说明两灯串联或并联(此时开关在干路上)。若两灯串联，乙为电流表，甲为电压表，闭合开关时电路会发生短路现象，只有一个灯亮，所以只能是并联，此时甲是电流表，乙是电压表，电流方向及电路图如图b所示。
答案：A
【例5】 如图所示，电源电压为6 V，电压表示数为3.8 V，则下列说法中正确的是( )
A．L1两端的电压为3.8 V
B．L2两端的电压为3.8 V
C．电源与L1两端的电压之和为3.8 V
D．L2两端的电压为2.2 V
解析：本题可采用移点法来解决，即将与电压表左接线柱与导线的交点越过开关连接在L2的右端，所以电压表与灯L2并联，即测量的是灯L2两端的电压，所以选B。
答案：B
6．根据电流表和电压表示数的变化(或有无)判定电路故障
对电路故障进行分析时，一般是通过对灯泡的亮暗、电流表、电压表示数的有无及其变化等现象来分析推理，要掌握三个方面：一是要知道电路故障有短路和断路两种情况；二是要掌握对该现象的分析方法；三是要知道电路出现断路和短路后将会产生哪些现象。如图所示：如果灯泡短路，电流会通过电流表而不通过电压表，因此电流表有示数而电压表无示数；如果灯泡断路，由于电压表对电流的阻碍作用非常大，所以电路电流非常小，几乎为零，电压表相当于直接测量电源电压，所以电压表有示数，电流表无示数。
【例6】 如图所示，闭合开关时，两个灯都不亮，电流表无示数，将电压表接在L1两端时，电压表无示数，电流表无示数；将电压表接在L2两端时，发现电压表有示数，电流表仍然无示数，则电路故障是( )
A．L1短路 B．L1断路
C．L2短路 D．L2断路
解析：如L1短路或L2短路，则另一个灯会亮，这与“两灯都不亮”矛盾。如果L1断路，电压表接在L2两端时电压表和电流表都不会有示数，与“电压表有示数”矛盾。如果L2断路，将电压表接在L2两端时，电压表相当于测电源电压，所以电压表有示数，由于电路电流小到几乎为零，所以电流表无示数，灯L1不会亮。所以此题故障为L2断路。
答案：D
析规律 电路故障的判断
此类题可由现象直接推导出原因，也可以由选项中的原因推导出合理的现象，再与原题中的已知现象相比较，从而确定出正确的答案。
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