來源:網(wǎng)絡(luò)資源 2022-12-09 21:30:49
一、電壓(U)
(一)電壓的作用
1.
電壓是形成電流的原因:電壓使電路中的自由電荷定向移動形成了電流。電源是提供電壓的裝置。
2.電路中獲得持續(xù)電流的條件:
①電路中有電源(或電路兩端有電壓);
②電路是連通的。
注:
說電壓時,要說“某某”兩端的電壓,說電流時,要說通過“某某”的電流。
3.
在理解電流、電壓的概念時,通過觀察水流、水壓的模擬實驗幫助我們認識問題,這里使用了科學(xué)研究方法“類比法”。
(類比是指由一類事物所具有的屬性,可以推出與其類似事物也具有這種屬性的思考和處理問題的方法)
(二)電壓的單位
1.國際單位:
伏特(V)常用單位:千伏(kV) 、毫伏(mV) 、微伏(μV)
換算關(guān)系:1Kv=103V 1V=103mV 1mV=103μV
2.記住一些電壓值:
一節(jié)干電池1.5V
一節(jié)蓄電池2V
家庭電壓220V
人體的安全電壓不高于36V
(三)電壓測量:
1.儀器:
電壓表,符號:V
2.量程和分度值:
電壓表有三個接線柱,兩個量程.
使用“-”和“3”兩個接線柱時,量程是0~3 V,分度值“0.1 V”;
使用“-”和“15”兩個接線柱時,量程是0~15 V,分度值“0.5 V”.
(大量程是小量程的5倍,大分度值也是小分度值的5倍), 指針位置相同,則示數(shù)也是5倍關(guān)系
3.使用規(guī)則:
兩要、一不
①電壓表要并聯(lián)在電路中。
②電流要從電壓表的“正接線柱”流入,“負接線柱”流出。否則指針會反偏。
③被測電壓不要超過電壓表的最大量程。
Ⅰ 危害:
被測電壓超過電壓表的最大量程時,不僅測不出電壓值,電壓表的指針還會被打彎甚至燒壞電壓表。
Ⅱ 選擇量程:
實驗室用電壓表有兩個量程,0~3V和0~15V。測量時,先選大量程,用開關(guān)試觸,若被測電壓在3V—15V可直接測量,若被測電壓小于3V則換用0~3V量程,若被測電壓大于15V則換用更大量程的電壓表。
調(diào)零;讀數(shù)時看清量程和分度值;正接線柱流入,負接線柱流出;不能超過量程。
(四)電流表、電壓表判斷電路故障
1.電流表示數(shù)正常而電壓表無示數(shù):
“電流表示數(shù)正常”表明主電路為通路,“電壓表無示數(shù)”表明無電流通過電壓表,則故障原因可能是:
①電壓表損壞;
②電壓表接觸不良;
③與電壓表并聯(lián)的用電器短路。
2.電壓表有示數(shù)而電流表無示數(shù)
“電壓表有示數(shù)”表明電路中有電流通過,“電流表無示數(shù)”說明沒有或幾乎沒有電流流過電流表,則故障原因可能是:
①電流表短路;
②和電壓表并聯(lián)的用電器開路,此時電流表所在電路中串聯(lián)了大電阻(電壓表內(nèi)阻)使電流太小,電流表無明顯示數(shù)。
3.
電流表電壓表均無示數(shù)“兩表均無示數(shù)”表明無電流通過兩表可能是:
①兩表同時短路外;
②最大的可能是主電路斷路導(dǎo)致無電流。
記。
在故障題里,電壓表哪里有示數(shù),哪里就斷開
二、串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律
(一)探究串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律
(1)
提出問題:
(2)
猜想假設(shè):
(3)設(shè)計實驗:分別把電壓表連在甲、乙、丙所示電路中的AB兩點、BC兩點、AC兩點,三次測量的電路圖如下:
通過電壓表測出電壓值, 填入表格.換上另外兩個不同規(guī)格小燈泡,再次測量,重復(fù)上面的實驗步驟.
(4)分析和論證:
通過對實驗數(shù)據(jù)的分析可以得出結(jié)論:用公式表示為:U=U1+U2.
(5)得出結(jié)論:
串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和.
U=U1+U2(串壓兩個分)
注意事項:
①
連接實物圖時,一定要對照電路圖,可以從電源的正極出發(fā),依次經(jīng)過開關(guān)、小燈泡,最后回到電源的負極,電壓表要最后并聯(lián)到所測電路的兩端; 也可以從負極出發(fā), 但也要按順序連接.
②
連接實物過程中, 開關(guān)一定要處于斷開狀態(tài). 每次連接完電路,一定要檢查無誤, 再閉合開關(guān),
③
電壓表要按規(guī)則連入電路和讀數(shù)。
④
實驗中, 每次讀數(shù)后, 應(yīng)及時斷開開關(guān).
⑤
如果電壓表不夠用, 也可只用一只電壓表分別測量各電路兩端電壓.
⑥
電路連接過程中,為何開關(guān)要斷開? (這樣做的目的是為了保護電源和電路,防止電路連接錯誤,使電路短路而造成燒壞電源或電路的危害. 如果開關(guān)是斷開的, 造成這種危害的可能性將大大減小.)
⑦
對于需要分析實驗數(shù)據(jù)而得出結(jié)論的實驗, 可以先將需要測量的物理量羅列出來, 然后設(shè)計一個表格把實鹼中測出的數(shù)據(jù)填入表格, 并試著將它們分別相加、相減、相乘或相除來找出這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)系.
⑧
為了驗證探究結(jié)論的普遍性,可進行多次實驗. 其目的是為了取多組數(shù)據(jù),從而分析歸納,得出一個普遍規(guī)律。如本實驗中還可多改變幾次電源電壓和換用不同的小燈泡。
(二).探究并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律
(1)
提出問題:
(2)
猜想假設(shè):
(3)
設(shè)計實驗:分別把電壓表接在圖中,三次測量的電路圖如下:
更換小燈泡再進行兩次實驗,把實驗數(shù)據(jù)填入表格:
(4)分析和論證:
通過對實驗數(shù)據(jù)的分析可以得出結(jié)論:并聯(lián)電路中,各支路兩端的電壓與電源的電壓相等, 用代數(shù)式表示為U=U1=U2.
(5)得出結(jié)論:
并聯(lián)電路各支路兩端的電壓都相等,且等于總電壓(電源電壓)。
(三)實驗注意事項
(1)
接電路時,開關(guān)應(yīng)斷開。
(2)
電壓表應(yīng)并聯(lián)在電路中。
(3)
連接電路時應(yīng)按一定的順序進行, 先串后并,即從電源正極(或負極)依電路圖將元件逐個連接起來,最后將電壓表并聯(lián)在電路中,并使電流從電壓表“+”接線柱流人,從“―”接線柱流出,
(4)
接通電路前必須選用電壓表的大量程試觸(手持開關(guān),眼看電壓表指針)。若發(fā)現(xiàn)指針反偏, 則應(yīng)調(diào)換“+”“—”接線柱; 若偏轉(zhuǎn)角度過小, 則改用小量程;若指針超過最大量程, 則要換更大量程的電壓表.
(5)
讀數(shù)時要客觀、精確、視線與刻度線垂直,讀數(shù)完畢,應(yīng)斷開開關(guān), 切斷電源, 整理好儀器。
三、電阻(R)
(一)定義及符號
1.定義:
電阻表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。
2.符號:R。
(二)單位
1.國際單位:
歐姆(Ω)。規(guī)定:如果導(dǎo)體兩端的電壓是1V,通過導(dǎo)體的電流是1A,這段導(dǎo)體的電阻是1Ω。
2.常用單位:
千歐(KΩ)、兆歐(MΩ)。
3.換算:
1MΩ=103KΩ 1KΩ=103Ω
4.了解一些電阻值:
手電筒的小燈泡,燈絲的電阻為幾歐到十幾歐。日常用的白熾燈,燈絲的電阻為幾百歐到幾千歐。實驗室用的銅線,電阻小于百分之幾歐。電流表的內(nèi)阻為零點幾歐。電壓表的內(nèi)阻為幾千歐左右。
(三)影響因素
1.實驗原理:
在電壓不變的情況下,通過電流的變化來研究導(dǎo)體電阻的變化。(也可以用串聯(lián)在電路中小燈泡亮度的變化來研究導(dǎo)體電阻的變化)
2.實驗方法:
控制變量法。所以定論“電阻的大小與哪一個因素的關(guān)系”時必須指明“相同條件”。
3.結(jié)論:
導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積,還與溫度有關(guān)。
4.結(jié)論理解:
⑴導(dǎo)體電阻的大小由導(dǎo)體本身的材料、長度、橫截面積決定。與是否接入電路、與外加電壓及通過電流大小等外界因素均無關(guān),所以導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。
⑵結(jié)論可總結(jié)成公式R=ρL/S,其中ρ叫電阻率,與導(dǎo)體的材料有關(guān)。記。ρ銀<ρ銅<ρ鋁,ρ錳銅<ρ鎳隔。假如架設(shè)一條輸電線路,一般選鋁導(dǎo)線,因為在相同條件下,鋁的電阻小,減小了輸電線的電能損失;而且鋁導(dǎo)線相對來說價格便宜。
(四)分類
1.定值電阻:
2.可變電阻(變阻器):
⑴滑動變阻器:
構(gòu)造:
瓷筒、電阻絲、滑片、金屬棒、接線柱。
變阻原理:
通過改變接入電路中的電阻絲的長度來改變電阻。
使用方法:選、串、接、調(diào)。
根據(jù)銘牌選擇合適的滑動變阻器;串聯(lián)在電路中;接法:“一上一下”;接入
電路前應(yīng)將電阻調(diào)到最大阻值。
銘牌:某滑動變阻器標(biāo)有“50Ω 1.5A”字樣,50Ω表示該滑動變阻器的最大阻值為50Ω或該滑動變阻器的變阻范圍為0~50Ω。1.5A表示該滑動變阻器允許通過的最大電流為1.5A.
作用:
①通過改變電路中的電阻,逐漸改變電路中的電流和部分電路兩端的電壓;
②保護電路。
應(yīng)用:電位器
優(yōu)缺點:
能夠逐漸改變連入電路的電阻,但不能表示連入電路的阻值。
注意:
①滑動變阻器的銘牌,告訴了我們滑片放在兩端及中點時,變阻器連入電路的電阻;
②分析因變阻器滑片的變化引起的動態(tài)電路問題,關(guān)鍵搞清哪段電阻絲連入電路,再分析滑片的滑動導(dǎo)致變阻器的阻值如何變化。
⑵電阻箱:
分類:
旋盤式電阻箱:
結(jié)構(gòu):兩個接線柱、旋盤
變阻原理:
轉(zhuǎn)動旋盤,可以得到0~9999.9Ω之間的任意阻值。
讀數(shù):
各旋盤對應(yīng)的指示點的示數(shù)乘以面板上標(biāo)記的倍數(shù),然后加在一起,就是接入電路的電阻。
插孔式電阻箱:
結(jié)構(gòu):銅塊、銅塞,電阻絲。
讀數(shù):
拔出銅塞所對應(yīng)的電阻絲的阻值相加,就是連入電路的電阻值。
優(yōu)缺點:
能表示出連入電路的阻值,但不能夠逐漸改變連入電路的電阻。
四、電阻電流跟電壓的關(guān)系
當(dāng)電阻一定時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
當(dāng)電壓一定時,導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
五、歐姆定律及其應(yīng)用
1、歐姆定律
內(nèi)容:
導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。(德國物理學(xué)家歐姆)
U——電壓——伏特(V);
R——電阻——歐姆(Ω);
I——電流——安培(A)
使用歐姆定律時需注意:
R=不能被理解為導(dǎo)體的電阻跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體中的電流成反比。
因為電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度,其大小跟導(dǎo)體的電流和電壓無關(guān)。人們只能是利用這一公式來測量計算導(dǎo)體的電阻而已。
2、電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電路規(guī)律的比較
六、電阻的測量
*電路(串聯(lián)、并聯(lián))中某個電阻阻值增大,則總電阻隨著增大;某個電阻阻值減小,則總電阻隨著減小。
伏安法測量小燈泡的電阻
【實驗原理】
【實驗器材】
電源、開關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器。
【實驗電路】
【實驗步驟】
①按電路圖連接實物。
②檢查無誤后閉合開關(guān),使小燈泡發(fā)光,記錄電壓表和電流表的示數(shù),代入公式
算出小燈泡的電阻。③移動滑動變阻器滑片P的位置,多測幾組電壓和電流值,根據(jù)
,計算出每次的電阻值,并求出電阻的平均值。
【實驗表格】
【注意事項】
①接通電源前應(yīng)將開關(guān)處于斷開狀態(tài),將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大;
②連好電路后要通過試觸的方法選擇電壓表和電流表的量程;
③滑動變阻器的作用:改變電阻兩端的電壓和通過的電流;保護電路。
注意:伏阻法,安阻法怎樣畫圖。
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