内容正文:
第十六章 电压和电阻单元讲、析与提高(解析版)
对本章知识点进行提炼、总结和详解
★知识点一:电压
1.什么是电压
(1)电压作用是使电路中的自由电荷定向移动,形成电流;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电路是通路。
注:说电压时,要说“某电路或AB”两端的电压(如图(1)所示,1、2两端电压或者2、3两端电压);说电流时,要说通过“某电阻、某支路或某元件(如图(1),通过电池的电流或者通过电阻R1的电流)”的电流。
2.电压的单位:在国际单位制中,电压单位是伏特(简称为伏,符号是V);电压常用单位还有:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。
换算关系:1kV=1000V,1V=1000mV,1mV=1000μV。
(2)生活中常见电压值:一节干电池1.5V,一节蓄电池2V,家庭用电电压220V,安全电压不高于36V。
图(1)常见电路
图(2)电流表
图(3)电压表
3.电压测量(如图(3)所示):(1)测量仪器:电压表,符号是 eq \o\ac(○,V);
(2)读数时,看清接线柱上标的量程(3V、15V两个量程)、分度值(3V量程分度值是0.1V,15V路程分度值是0.5V);
(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。
注意:①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。②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,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。
4.电流表、电压表的比较:见表(1)。
表(1)电流表与电压表比较(以表(2)、表(3)为例)
比较
内容
电流表
电压表
异
符号
连接
串联
并联
直接连接电源
不能
能
量 程
0.6A、3A
3V、15V
每大格
0.2A、1A
1V、5V
每小格
0.02A、0.1A
0.1V、0.5V
内阻
很小,几乎为零,相当于短路(相当于导线)
很大相当于开路
同
调零;读数时看清量程和分度值;正接线柱流入,负接线柱流出;不能超过最大测量值
5.利用电流表、电压表判断电路故障:
(1)电流表示数正常而电压表无示数,则故障原因可能是:①电压表损坏;②电压表接触不良;③与电压表并联的用电器短路。
(2)电压表有示数而电流表无示数,则故障原因可能是:①电流表短路②和电压表并联的用电器开路。
(3)电流表电压表均无示数,除了两表同时短路外,最大的可能是主电路断路导致无电流。
★知识点二:串并联电路电压规律
1.串联电路电压特点:串联电路中,电源两端电压等于各用电器两端电压之和,即U=U1+U2+…+Un。
2.并联电路电压特点:在并联电路中,电源两端电压等于各支路用电器两端电压,即U=U1=U2=…=Un。
注:对串并联电路中电压特点的解释:
(1)串联电路:①串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和;②串联电路里各用电器两端的电压不一定相等,但电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和,因为每一用电器两端电压都是电源电压的一部分。
(2)并联电路:并联电路中,各支路两端的电压都相等,因为对于并联电路;各支路的两端分别接入电路中相同的两点之间,所以电压必然相等。
3.电压表和电流表的异同:
仪表
元件符号
使用规则
学生电表
读数
接法
接线柱
量程
能否直接连电源两极
量程
分度值
电流表
串联
电流“+”入“-”出
被测电流不能超过表的量程,先要试触
不能
0.6A
0.02A
先看量程再读数
3A
0.1A
电压表
并联
电流“+”入“-”出
被测电压不能超过表的量程,先要试触
能
3V
0.1V
先看量程再读数
★知识点三:电阻
1.定义:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小;用符号R表示。
2.单位:在国际单位制中,电阻的单位是欧姆(符号是Ω)(规定:如果导体两端的电压是1V,通过导体的电流是1A,这段导体的电阻是1Ω);常用单位还有千欧(符号kΩ)、兆欧(MΩ);换算:1MΩ=1000kΩ,1kΩ=1000Ω。
3.影响导体电阻大小的因素:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积,还与温度有关。材料、横截面积一定时,导体越长,电阻越大;材料、长度一定时,导体横截面积越小,电阻越大;大多数导体的电阻随温度的升