1、 漫画释义漫画释义 知识互联网知识互联网 4 4 4 电电电电阻阻阻阻与与与与电电电电路路路路分分分分析析析析 电阻的定义 为了表现导体对电流阻碍作用的大小, 我们用电压与电流的 比值定义 电阻阻值大小, 即 U R I (定义式、测量式) 金 属 电 阻 丝 阻 值 大 小 的 影响因素 导体的电阻是导体本身的一种性质, 它跟导体两端是否有电压以及导体中是 否有电流无关; 导体电阻的大小跟导体的材料、长度l、横截面积S和温度有关 电阻定律 L R S (决定式) 为电阻率常用单位 m S 为横截面积常用单位 m2 R 为电阻值常用单位 L 为导线的长度常用单位 m 电阻率 某种材料制成的长
2、1m、横截面积是 1m2的在常温下(20时)导 体的电阻, 叫做这种材料的电阻率. 常 见 的 可 变 电阻(滑动变 阻 器 、 电 阻 箱、 电位器等) 知识导航知识导航 夯实基础夯实基础 模块一 电阻 【例1】 下列说法正确的是( ) A通过导体的电流为零, 导体的电阻也为零 B通过导体的电流越大, 导体的电阻一定越小 C导体两端的电压为零, 导体的电阻也为零 D导体的电阻是导体本身的一种性质 【答案】 D 【例2】 一段导体两端的电压是 2V 时, 导体电阻是 12, 断开电源使导体两端的电压为 0V 时, 导体的电阻是( ) A0 B12 C6 D3 【答案】 B 【例3】 小明想通过
3、实验研究电阻的大小与哪些因素有关, 他找 到四根金属线如图所示, 图中 a 为锰铜线b、c、d 为镍 铬合金线, S 表示横截面积在研究电阻大小与导线材料 的关系时, 他选择了其中两根金属导线分别进行实验比 较, 它应选择( ) Aa 和 b Ba 和 c Ca 和 d Db 和 c 【答案】 A 【例4】 关于导体的电阻, 下列说法中正确的是( ) A锰铜线的电阻比铜丝的电阻大 B粗细相同的导线, 长的电阻较大 C长短相同的导线, 细的电阻较大 D同种材料制成的长短一样的两条导线, 细的电阻较大 【答案】 D 【例5】 实验室中常用的小灯泡、电流表、电压表的电阻分别为 L R、 A R、 V
4、 R表示, 则三者电阻 大小关系为( ) A LAV RRR B VLA RRR C LAV RRR D LAV RRR 【答案】 B 【例6】 一段粗细均匀的镍铬合金丝, 阻值为R, 将它均匀拉长(设体积不变), 使直径变为原来 的 1 10 , 此时, 它的阻值为( ) A 1 10000 R B 4 1 10 R C 1 100 R D100R 【答案】 B 【例7】 滑动变阻器是通过改变什么来改变电阻的( ) A电阻线的长度 B电阻线的材料 C电阻线的横截面积 D连入电路的电阻线长度 【答案】 D 【例8】 (多选)将如图所示的滑动变阻器连入电路, 要求当滑动变阻器的 滑片 P 向 B
5、 端移动时, 接入电路中的电阻变大, 则滑动变阻器连 入电路的接线柱是( ) AA 和 D BC 和 B CB 和 D DA 和 B 【答案】 A 【例9】 右图是有四个接线柱的滑动变阻器, 当 AD 端接入电路时, 滑片 P 向右移动, 接入电路中的电阻值将_; 当 AB 端接入电路 时, 滑片 P 向左移动, 接入电路中的电阻值将_(填“增大”、 “减小”或“不变”) 【答案】 变大 不变 【例10】 如下图所示, 利用滑动变阻器调节小灯泡的亮度. 下列四种连接方法中错误的是( ) 【答案】 D 【例11】 收音机等电器中, 有一种叫电位器的变阻器其内部构造如图所示a、b、c 三个焊接 点
6、相当于变阻器的三个接线柱使用电位器时, 下列说法中不正确的是( ) A只把 a 和 c 接入电路, 无法改变通过电位器的电流 B将 a 和 b 或 b 和 c 接入电路, 旋动滑片时, 可以改变通过电位器的 电流 C只将 a 和 b 接入电路, 当滑片顺时针旋动时, 电位器接入电路电阻 变小 D只将 b、c 两点接入电路, 当滑片顺时针旋动时, 电位器接入电路电阻变小 【答案】 C 【例12】 (1) 将阻值为10的电阻丝均匀拉长为原来 2 倍, 阻值将变为 . (2) 将阻值为10的电阻丝对折使用, 阻值将变为 . (3) 将 4 个阻值为 20 的电阻丝串联使用, 总的等效电阻为 . (4
7、) 将 4 个阻值为 20 的电阻丝并联使用, 总的等效电阻为 . (5) 试分析下图中, 1 6R , 2 6R , 3 3R , 电路总的等效电阻值应为 . 【答案】 电阻丝的电阻值与长度成正比, 与横截面积成反比. (1)40 (2)2.5 (3)80 (4)5 (5)1.5 因为3电阻相当于两个6电阻并联, 一共是 4 个 6 电阻并联, 所以是 1.5 【例13】 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/ 2 mm A 金属甲 1 0.1 B 金属甲 0.5
8、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)请在下面空白处画出实验电路图 (4)在本实验中, 你是如何判断哪种金属材料更容易导电的? 【答案】 小灯泡(或电流表) (2)A、C (1)要把上述器材和小灯泡(或电流表)连接成串联电路, 通过小灯泡的亮度(或电流表示 数大小)来显示哪个更易导电 (2)想比较材料导电性能, 应使长度、横截面积相同 (3)连接各元件成为串联电路 (4)分别将选取的两种金属丝接入所设计的电
9、路中, 观察小灯泡的亮暗(或电流表示数的 大小), 若小灯泡较亮(或电流表示数较大), 说明与它串联的那种金属材料更容易导电 【例14】 有些居民楼的楼道灯电路中含有两个开关, 一个是利用“光敏”材料制成的“光控开关”, 它的作用是天黑时自动闭合, 天亮时自动断开; 一个是利用“声敏”材料制成“声控开关”, 它的作用是当有人走动发出声音时自动闭合, 无声时自动断开. 如图所示各电路中, 能 夯实基础夯实基础 模块二 电路设计与识别巩固 实现上述效果的是( ) 【答案】 D 【例15】 在楼梯中间安装的电灯, 需要在楼上、楼下都能控制灯的亮和灭. 如图所示为四位同学 设计的控制楼梯灯的模拟电路图
10、, 其中达不到控制要求的是( ) A图甲 B图乙 C图丙 D图丁 【答案】 C 【例16】 如图是电冰箱的简化电路图. 图中 M 是电冰箱压缩机用的电动 机, L 是电冰箱内的照明灯. 则下列判断正确的是( ) A开关 S1闭合, S2断开时, 照明灯 L 与电动机 M 串联 B关上冰箱门时, S1自动闭合, 使得照明灯 L 熄灭 C开关 S1、S2都闭合时, 照明灯 L 与电动机 M 并联 D冰箱内温度降低到设定温度时, S2自动断开, 电动机M停止工作 【答案】 C 【例17】 请根据实物图画出对应的电路图. (1) (2) 【答案】 能力提升能力提升 L3 L2 L1 S1 S2 L3
11、L2 L1 S1 (1) (2) 填表方法 确定用电器连接方式 确定电流走向 走电流的路填电流表; 不走电 流的路填电压表 【例18】 如图所示的电路中, 要使灯 L1、 L2串联, 甲、 乙、 丙三只电表应依次是 ; 要使两盏灯并联, 甲、乙、丙三只电表应依次是 . L1 L2 丙丙 乙乙 甲甲 【答案】 电压表, 电流表, 电压表; 电流表, 电压表, 电流表 【例19】 下图所示的电路中, L1、L2正常发光, a、b 是两只 电表, 则( ) Aa 是电流表, b 是电压表 Ba 是电压表, b 是电流表 知识导航知识导航 夯实基础夯实基础 模块三 填表问题 Ca、b 都是电流表 Da
12、、b 都是电压表 【答案】 A 【例20】 在如图所示电路中, 电表应是 表; 电表应是 表; 电表应是 表; 电表应是 表 【答案】 电流、电压、电流、电压 电路中 电表的 简化 为了看清用电器之间的连接关系, 我们需要先将电流表、电压表简化, 简化方法如 下: 电压表 V对电流阻碍作用很大, 几乎不能通过电流, 可以将电压表及两端导线 一起去掉 电流表 c1 A对电流几乎没有阻碍作用, 可以将电流表替换为导线 识 别 电 路 的 几 种 方 法 定义法 如电路中各元件是逐个顺次首尾相连的, 此电路就是串联电路, 若各元 件(用电器)“首首相接, 尾尾相连”并列地连在电路两点, (“首”即为
13、电流流 入用电器的那一端, “尾”即电流流出用电器的那一端. )此电路就是并联电 知识导航知识导航 模块四 复杂电路分析 路. 电流法 电流法是识别串、 并联电路最常用的方法. 所谓“电流法”就是在识别电路 时, 让电流从电源正极出发经过各用电器回到电源负极, 途中不分流, 电 流始终是一条路径, 这些用电器的连接方式就是串联; 如果电流在某处 分为几条支路, 若每条支路上只有一个用电器, 电流在电路中有分有合, 则这些用电器之间的连接方式就是并联. 拆除法 拆除法是识别较难电路的一种重要方法. 它的原理就是串联电路中各用 电器互相影响, 并联电路中各用电器互不影响. 在串联电路中, 拆除任何
14、 一个用电器, 其他用电器中就没有电流; 在并联电路中, 拆除任何一个用 电器, 其他用电器中仍有电流通过. 节点法 所谓“节点法”就是在识别不规范电路过程中, 不论导线有多长, 只要其 间没有电源、用电器等, 导线两端点均可以看成同一个点, 从而找出各用 电器两端的公共点. 【例21】 请说出分别闭合 S1、S2; 同时闭合 S1、S2, 均有哪盏灯发光? 并画出等效电路图. (1) (2) (3) (4) (5) 【答案】 略. 能力提升能力提升 【例22】 图中四个灯泡的连接方式是( ) A四灯串联 B四灯并联 C 2 L、 3 L、 4 L并联, 再与 1 L串联 D 1 L、 2 L
15、、 3 L并联, 再与 4 L串联 【答案】 D 串联电路的判断, 只要抓住电路只有一条路径即可, 并 联电路较串联电路复杂, 可以用以下方法判断：N 个电 阻并联, 我们不妨理解为 N 个电阻的一端通过导线连在 一起, 接在电路的某个(节)点A, 同时N个电阻的另一端 通过导线也连在一起, 接在电路中的另一个(节)点 B 这就是依据并联电路的概念判断电路是否为并联电 路 为了便于说明, 我们在各节点处表上 A、 B、 C、 D 具 体判断方法是： 1 L的左端与 2 L的右端通过导线连接在点 A(或 C)处, 同时 1 L的右端与 2 L的左端通过导线连接在 点 B 处, 因此 1 L与 2
16、 L并联; 1 L的左端与 3 L的左端通过 导线连接在点 A(或 C)处, 同时 1 L的右端与 3 L的右端通过导线连接在点 B(或 D)处, 因 此 1 L与 3 L, 也就是 1 L、 2 L、 3 L三灯并联; 4 L的左端与 1 L的右端(或 2 L的左端或 3 L的 右端)通过导线连接在一起, 而 4 L的右端没有和 1 L、 2 L、 3 L三灯的另一端连接在一起, 因此电路是 1 L、 2 L、 3 L三灯并联后再与 4 L串联, 是混联电路, 等效电路如图所示 【例23】 如下图, 电压表V1示数为6V, 电压表V2示数为7V, 电压表V3示数为10V, 求各个电阻 电压分
17、别为多少? 【答案】 1 3VU , 2 3VU , 3 4VU 【例24】 请画出右面电路图各个状态的等效电路图： 只断开开关 S1, 滑片 P 移至端点 B 时 只闭合开关 S1, 滑片 P 仍在端点 B 时 只断开开关 S3, 滑动变阻器的滑片 P 在端点 A 时 【答案】 【练1】 如图, 要使滑动变阻器的滑片 P 向右移动时, 电阻变大, 应选择的接线柱是( ) AA, D BB, C CA, B DC, D 【答案】 B 【练2】 如图所示的电路中 1 R和 2 R并联, 现在用电压表和电流表测量通过 1 R和 2 R的电流强度及 1 R两端的电压, 请在“”内填写相应的符号“V”
18、或“A” 【答案】 1：A 2：V 3：A 【练3】 小菁同学连接两灯并联电路的情况如图所示. 当他“试触”时, 发现电压表的指针不动、 电流表的指针很快向右偏转, 两灯都不发光. 小红 同学指出她在电路连接中有错误. 若闭合开关 S, 可能造成的后果是_; 现 在请你只改接如图电路中的一根导线, 使电路连 接完全正确.(在错接的导线上画 , 然后画出正确 的接线位置) 【答案】 电流表被烧坏; 实战演练实战演练 超导体超导体 一般材料在温度接近绝对零度的时候, 物体分子热运动几乎消失, 材料的电阻趋近 于 0, 此时称为超导体, 达到超导的温度称为临界温度. 1911 年, 荷兰科学家卡末林
19、昂内斯(Heike Kamerlingh-Onnes)用液氦冷却汞, 当温度下降到 4.2K(268.95)时, 水银的电阻完全消失, 这种现象称为超导电性, 此温度称为临界温度. 根据临界温度的不同, 超导材料可以被分为：高温超导材料 和低温超导材料1. 但这里所说的高温, 其实仍然是远低于冰点 0的, 对一般 人来说算是极低的温度. 1933 年, 迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现, 如果把超导体放在磁场中冷 却, 则在材料电阻消失的同时, 磁感应线将从超导体中排出, 不能通过超导体, 这 种现象称为抗磁性. 经过科学家们的努力, 超导材料的磁电障碍已被跨越, 下一个 难关是突破温度障碍, 即寻求高温超导材料. 后来人们还做过这样一个实验：在一 个浅平的锡盘中, 放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体, 然后把温度降低, 使 锡盘出现超导性, 这时可以看到, 小磁铁竟然离开锡盘表面, 慢慢地飘起, 悬空不 动. 高温超导材料的用途非常广阔, 大致可分为三类：大电流应用(强电应用)、电 子学应用(弱电应用)和抗磁性应用. 大电流应用即前述的超导发电、输电和储能; 电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等; 抗磁性主要应用于磁悬 浮列车和热核聚变反应堆等. 超导磁流体推进船 超导托卡马克核聚变实验装置 磁悬浮列车
