粤教版物理选修3-1 同步教学课件：2.2 对电阻的进一步研究40张PPT

课件40张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引一二三一、导体的伏安特性
1.欧姆定律
导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻成反比,其表达式为 .欧姆定律是在金属导体的基础上总结出来的,实验表明,除金属外,欧姆定律对电解液也适用,但对气态导体(如日光灯管中的气体)和某些导电器件(如晶体管)并不适用.
2.导体的伏安特性曲线
用横轴表示电压U,纵轴表示电流I,画出的I-U的关系图象叫做导体的伏安特性曲线.如图所示,伏安特性曲线直观地反映出导体中的电压与电流的关系.目标导航预习导引一二三I-U的关系图中直线的斜率代表什么?
答案：电阻的倒数.目标导航预习导引一二三二、电阻的串联
1.串联电路的基本特点
(1)串联电路中的电流处处相等,即I=I1=I2=I3=…=In.
(2)串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和,即U=U1+U2+U3+…+Un.
2.串联电路的重要性质
(1)串联电路的等效总电阻为各电阻阻值之和,即R=R1+R2+R3+…+Rn.
(2)串联电路中各个电阻两端的电压跟它们的电阻成正比,即目标导航预习导引一二三电阻R1、R2、R3串联在电阻中,已知R1=10 Ω,R3=5 Ω,R1两端的电压为6 V,R2两端的电压为12 V,则串联电路的电压为多少?
答案：21 V目标导航预习导引一二三三、电阻的并联
1.并联电路的基本特点
(1)并联电路中各支路两端电压相等,即U1=U2=U3=…=Un.
(2)并联电路中的总电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+I3+…+In.
2.并联电路的重要性质
(1)并联电路的等效总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,即
(2)并联电路中,通过各个支路的电流跟它们的电阻成反比,即I1R1=I2R2=…=InRn=U.目标导航预习导引一二三如图所示,两个电阻R1、R2并联连接,则二者并联以后的总电阻是多少?知识精要典题例解迁移应用一二三一、串联电路与并联电路
1.串联电路的总电阻大于任一部分电路的电阻;
2.并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻;
3.n个相同的电阻并联,总电阻为一个电阻的
4.多个电阻并联时,其中任一个电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小;
5.并联的支路增多时,总电阻将减小;
6.串联电路有分压作用,并联电路有分流作用.一二三知识精要典题例解迁移应用【例1】如图所示电路中,R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω.
(1)如果已知流过电阻R1的电流I1=3 A,则干路电流多大?
(2)如果已知干路电流I=3 A,则流过每个电阻的电流多大? (导学号51120050)
思路分析：解答本题时应把握以下三点:
(1)干路中的电流等于三个电阻中的电流之和.
(2)R1、R2、R3三个电阻两端的电压相等.
(3)根据干路电流和总电阻可求出A、B两端电压.一二三知识精要典题例解迁移应用解析：(1)由欧姆定律得R1两端的电压为
U1=I1R1=3×2 V=6 V.
R1、R2、R3并联,三者两端电压应相等:U1=U2=U3.一二三知识精要典题例解迁移应用答案：(1)6.5 A　(2)1.38 A　0.92 A　0.69 A 一二三知识精要典题例解迁移应用一二三知识精要典题例解迁移应用电阻R1与R2并联在电路中,通过R1与R2的电流之比为1∶2,则当R1与R2串联后接入电路中时,R1与R2两端电压之比U1∶U2为(　　)
A.1∶2 B.2∶1
C.1∶4 D.4∶1
答案：B
解析：由题意知两电阻并联时有I1R1=I2R2,故R1∶R2=I2∶I1=2∶1,所以当R1与R2串联时U1∶U2=R1∶R2=2∶1,故B正确.一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用二、伏安特性曲线
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.4.I-U图线是曲线时:导体电阻Rn= ,即电阻等于图线上点(Un,In)与坐标原点连线的斜率的倒数,如图(b)所示,而不等于该点切线斜率的倒数.一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用5.在利用图象求导体的电阻时,要先仔细辨认纵轴与横轴各代表什么,以及由此对应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的物理意义,在图甲中R2R1.一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用利用所测数据画U-I图象时应注意什么?
答案：画U-I图象时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均衡分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑.这样,就可使偶然误差得到部分抵消,从而提高精确程度.一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用【例2】如图所示的图线是两个导体A和B的伏安特性曲线,则它们的电阻之比为RA∶RB=　　　　　;若两个导体中的电流相等(不为零)时,它们两端的电压之比为UA∶UB=　　　　　;若两个导体两端的电压相等(不为零)时,通过它们的电流之比为IA∶IB=　　　　　.(导学号51120051)?
思路分析：解答本题时可按以下思路分析一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用答案：1∶3　1∶3　3∶1 一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用如图所示,图线Ⅰ和图线Ⅱ所表示的电阻值分别为(　　)
A.4 Ω和2 Ω
B.0.25 Ω和0.5 Ω
C.4 kΩ和2 kΩ
D.2.5×10-4 Ω和5.0×10-4 Ω
答案：C一二三知识精要三、测绘小电珠的伏安特性曲线
1.由于电压表内阻远大于小电珠电阻,为减小误差,应采用电流表外接法,如图所示.典题例解迁移应用一二三知识精要电流表内接法与外接法对比分析如下: 典题例解迁移应用一二三知识精要2.因为该实验中要求小电珠两端的电压变化范围很大,且要求电压从零开始调节,所以滑动变阻器应采用分压式接法,如图所示.典题例解迁移应用一二三知识精要典题例解迁移应用滑动变阻器的两种接法分析对比如下: 一二三知识精要典题例解迁移应用【例3】 (2015浙江理综)图甲是小红同学在做“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验的实物连接图. (导学号51120052)甲 乙一二三知识精要典题例解迁移应用(1)根据图甲画出实验电路图;
(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图乙中的①、②、③、④所示,电流表量程为0.6 A,电压表量程为3 V.所示示数为①　　　　、②　　　　、③　　　　、④　　　　.两组数据得到的电阻分别为　　　　和　　　　.?
解析：(1)该实验采用分压外接法.
(2)电流表最小分度为0.02 A,读数时不需要估读到下一位,即不需要估读到小数点后第3位;电压表最小分度为0.1 V,读数时需要估读到下一位,即保留2位小数.电阻由 可得.一二三知识精要典题例解迁移应用答案：(1)
(2)①0.10 A　②0.24 A　③2.00 V　④0.27 V(8.3±0.1) Ω和(2.7±0.1) Ω,如填(2.7±0.1) Ω和(8.3±0.1) Ω也行.一二三知识精要典题例解迁移应用一二三知识精要典题例解迁移应用一二三知识精要典题例解迁移应用(2014浙江理综)小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量其电阻值. (导学号51120053)
(1)如图甲所示是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图甲中画出.甲 乙 一二三知识精要典题例解迁移应用(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图乙所示.在图中,由电流表外接法得到的数据点是用　　　　(选填“○”或“×”)表示的.?
(3)请你选择一组数据点,在图乙上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为　　　　Ω.?
解析：(1)外接法是电压表与待测电阻并联,再与电流表串联;(2)在电流相同的情况下,外接法相比内接法所测得的电压偏小,所以由电流表外接法得到的数据点是用“×”表示的;(3)图线的斜率表示一二三知识精要典题例解迁移应用答案：(1)连线见图甲　(2)×　(3)作图见图乙　用“×”连线,R=1.2(1.1~1.3) Ω;用“○”连线,R=1.6(1.5~1.7) Ω甲 乙 知识链接案例探究类题试解滑动变阻器在电路中的应用
1.滑动变阻器构造:如图所示,甲、乙分别是滑动变阻器的实物图和原理图.AB是一金属杆,其电阻为零,CD是电阻率较大、长度较长的电阻丝,缠绕在陶瓷管上,匝与匝之间是绝缘的,有两条比较光亮的线,是被刮掉绝缘层的部分,P是滑片,上端与金属杆连接,下端与电阻丝连接.
2.原理:利用滑片P改变接入电路中的电阻丝的长度,起到改变电阻的作用.知识链接案例探究类题试解3.两种接法比较 由上表可以看出,滑动变阻器的分压式接法中,电压和电流的调节范围大,限流式接法较节能.知识链接案例探究类题试解4.限流电路、分压电路的选择原则
限流式适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小),分压式适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大).因为Rx很小,限流式中滑动变阻器分得电压很大,调节范围较大,Rx很大,分压式中Rx几乎不影响电压的分配,滑片移动时,电压变化接近线性关系,便于调节.
(1)若采用限流式不能控制电流满足实验要求,即若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.
(2)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,应改用分压电路.
(3)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.知识链接案例探究类题试解在如图所示的电路中,滑动变阻器的最大值为R0,负载为RL,电路两端所加的电压为U0保持不变. (导学号51120054)
(1)开关S断开,滑片移动时,电阻RL两端电压UL变化范围是多少?
(2)开关S闭合,滑片移动时,电阻RL两端的电压UL变化范围是多少?
思路分析：(1)S断开时滑动变阻器有效部分与RL串联控制电路中总电流.
(2)S闭合时,滑动变阻下半部分与RL并联分压.知识链接案例探究类题试解(2)开关S闭合,滑片在变阻器下端时,电阻RL被短路,其两端电压为零,滑片在变阻器上端时,电阻RL与变阻器并联,其两端电压为U0,所以电阻RL两端的电压变化范围是0≤ ≤U0.知识链接案例探究类题试解知识链接案例探究类题试解如图所示,滑动变阻器 R1 的最大值是 200 Ω,R2=R3=300 Ω,A、B 两端电压UAB=8 V. (导学号51120055)
(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?
答案：(1)当开关S断开时,移动滑动片P,R2两端可获得的电压变化范围是4.8 V~8 V;
(2)当S闭合时,移动滑动片P,R2两端可获得的电压变化范围又是3.43 V~8 V.知识链接案例探究类题试解解析：(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=8 V,当滑片P在最下端时,R1的全部与R2串联,此时R2上的电压最小,U2= UAB=4.8 V,所以R2上的电压变化范围为4.8 V~8 V.