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第十二章 欧姆定律 章末复习 思维导图 考点一 电阻 1.导体、绝缘体和半导体 导体: 的物体,如硬币、铅笔芯、盐水、金属、人体、大地等。 绝缘体: 的物体,如干木材、橡胶、塑料、陶瓷、玻璃等。 半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物质,例如:锗、硅、砷化镓等。 容易导电 不容易导电 考点突破 【注意】 (1)导体中有_ _ 的电荷;绝缘体中_ 的电荷。 (2)导体和绝缘体之间没有绝对的界限,在一定条件下,它们可以相互_。例如:玻璃加热至红炽状态时导电、干木材变湿后导电等。 (3)良好的导体和绝缘体都是理想的电工材料。 大量的能够自由移动 几乎没有可以自由移动 转化 2.电阻 概念:电阻是表示导体对电流 大小的物理量。电阻的符号是 。在电路图中电阻器的符号为 。 单位:国际单位制中,电阻的单位是 ,简称 ,符号为 ,常用单位还有 、 等。1 k =_ , 1 M = k 。 阻碍作用 R 欧姆 欧 千欧(k ) 兆欧(M ) 103 103 3.探究影响电阻大小因素实验 实验方法: 实验结论:导体的电阻大小与导体的_、_和_有关。 实验细节: (1)实验中用 反映导体电阻的大小。 (2)在实验中如果缺少电阻丝,无法比较长度的关系,可以将电阻丝_(3)当导体电阻过小时,电路中电流很大,可能烧毁器材,解决方法是_。 控制变量法、转换法 材料 横截面积 长度 电路中电流的大小(电流表的示数) 对折 串联一个小灯泡或者小电阻 4.导体的电阻受温度的影响 导体的电阻大小与它的温度高低有关。一般来说,金属导体的电阻通常随温度的升高而 ;也有少数导体的电阻通常随温度的升高而 ,如石墨类导体。当温度降低到某一温度时,物质的电阻变为零,这种现象叫作超导现象。发生超导现象的物质叫作 。 增大 减小 超导体 典例突破 1.在如图所示的实验中,闭合开关,用酒精灯将玻璃加热到一定程度后,观察到电灯亮了,这说明( ) A.常温下玻璃是导体 B.火焰将电路直接连通 C.对玻璃加热可以增大电源电压 D.绝缘体在一定条件下可以转化成导体 D 2.如图所示,小明用粗细相同的镍铬合金丝探究“影响电阻大小因素”。下列说法错误的是( ) A.电流表的示数越大,说明接入合金丝的电阻越小 B.若电源增加一节干电池,合金丝的电阻也随着增大 C.该电路探究导体的电阻大小与导体长度有关 D.为了保护电路,可以在电路中串联一个灯泡 B 3.如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中。比较通过它们的电流的大小,有( ) A.AB段电阻大,电流小 B.BC段电阻大,电流大 C.AB段电阻大,电流与BC段相等 D.BC段电阻大,电流与AB段相等 C 考点二 变阻器 一、滑动变阻器 1.原理:通过改变连入电路中电阻线的 来改变电阻。 2.作用:移动滑片改变 ,从而改变电路中的电流。 3.使用方法:接线原则是“一上一下”,且一般与被控制电路 。为了保护电路,闭合开关前,要移动滑片,把接入电路的阻值调到最 (选填“大”或“小”)。 长度 电阻大小 串联 大 二、电阻箱 1.电路图中的符号: 。 2.读数:将各旋钮对应点的示数乘面板上标记的倍数,再将它们 ,就是电阻箱接入电路中的电阻值。 3.滑动变阻器与电阻箱的异同 滑动变阻器与电阻箱都可以_电路中的电阻,但前者的电阻可_,而后者电阻是“跳跃”性变化的。使用前者_读出电阻值,而使用后者_读出电阻值。 相加 改变 连续变化 不能 可以 1.如图为串联在某台灯中用于调节亮度的电位器结构图,A、B、C是它的是三个接线柱,A、C分别与弧形电阻丝的两端相连,B与金属滑片P相连,转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度,下列分析正确的是( ) A.若只将A、C接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗 B.若只将A、B接入电路;顺时针转动旋钮时灯泡变暗 C.若只将A、C接入电路,逆时针转动旋钮时灯泡变暗 D.若只将B、C接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗 D 典例突破 2.如图所示,电阻箱的示数为 _ 。 2819 考点三:探究电流与电压、电阻的关系 1.探究电流与电压的关系 实验器材:电源、开关、导线、电流表、 、定值电阻、 。 实验方法:该实验中影响电流大小的因素有多个,因此实验时应运用 法。实验时,控制电阻的阻值 ,使电阻两端的_ 成倍数变化,观察记录电路中电流大小的变化。 电压表 滑动变阻器 不变 电压 控制变量 实验电路图与实物图: 实验步骤 (1)_开关,根据电路图将图实物电路连接完整; (2)电路连接无误后,将滑动变阻器的滑片滑到阻值_,闭合开关S,调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压成整数倍变化,读出电流表和电压表的示数,并填入数据表格中。 (3)断开开关,整理器材 断开 最大处 实验结论:在 一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。 评估交流 滑动变阻器应调到阻值最大处的目的:_ (2)电流表和电压表应选择合适的 ,让测量结果精确,从而便于归纳电流和电压的关系。 电阻 正 以免电路连接错误而损坏器材 量程 2.探究电流与电阻的关系 实验器材:电源、开关、导线、电流表、 、定值电阻(不同阻值)、 。 实验方法: 法,即更换定值电阻后,通过调节滑动变阻器的滑片,控制定值电阻两端的电压 ,探究电流与电阻的关系。 电压表 滑动变阻器 控制变量 不变 实验电路图 实验步骤: (1)根据电路图甲将图乙中的实物电路连接起来。 (2)电路连接无误后,将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,闭合开关,调节滑动变阻器,控制电压表的示数一定,读出电流表的示数,并记入表格中。 (3)断开开关,更换不同阻值的定值电阻,重复上述操作。 (4)断开开关,整理器材。 实验结论:在 一定时,通过导体的电流与导体的电阻成比。 评估交流 (1)滑动变阻器在实验中的作用:① ; ② 。 在实验中 (选填“能”或“不能”)用电阻箱代替定值电阻。 电压 保护电路 保持定值电阻两端的电压不变 能 (3)在实验过程中定值电阻接入电路后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都无法使电压表示数达到实验要求的值,若无其他电路故障,原因可能是_ 。 滑动变阻器的最大阻值过小(或定值电阻的阻值过大) 内容:通过导体的电流,跟导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成 。 (1)欧姆定律是德国物理学家欧姆在19世纪20年代用实验的方法研究得出的。 (2)成比例的条件分别是:导体电阻一定、导体两端的电压一定。 (3)适用范围:_。 考点四:欧姆定律 正比 反比 纯电阻电路 表达式:_ (1)I、U、R是对同一导体而言的。 (2)国际单位,I的单位为_;U的单位为_;R的单位为_。 (3)应用:由欧姆定律公式变形可得,U=_;R=_。即知道I、U、R三个物理量中任意两个物理量,就可以根据欧姆定律计算得出第三个物理量。 安(A) 伏(V) 欧( ) IR 典例突破 1.如图所示,是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电压保持3V不变,滑动变阻器的规格是“10 1A”。实验中,先在a、b两点间接入5 的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,读出并记录下此时电流表的示数。接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两个电阻( ) A.10 和40 B.20 和30 C.10 和20 D.30 和40 C 2.根据欧姆定律,下列说法中正确的是( ) A.通过导体的电流越大,导体的电阻就越小 B.导体两端的电压越大,导体的电阻就越大 C.通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比 D.导体两端的电压为零时,电阻值也为零 C 考点五:利用欧姆定律测量电阻 1.伏安法测电阻 实验原理:_ 实验器材:电源、开关、导线、电流表、 、待测定值电阻、 。 R= 电压表 滑动变阻器 实验电路图: 实验步骤 (1)按实验电路图连接实物电路。 (2)检查所连接的电路无误后,调节滑动变阻器的滑片到阻值最大处。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,改变待测电阻两端的电压,记下三组对应的电压值与电流值,分别填入数据表格中。 (3)断开开关,整理器材。 评估交流 选择实验器材时,应考虑器材的规格和性能。电源电压、电流表和电压表的量程、待测电阻和滑动变阻器允许通过的最大电流必须考虑。 电流表量程的选择:电流表的最大测量值应大于电路中的最大电流。需要事先预估待测电阻的阻值,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电流中电流最大。 ②电压表量程的选择:电压表的最大测量值应大于或等于电源电压,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电压表的示数最大,等于电源电压。 ③滑动变阻器的选择:滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路中的最大电流,滑动变阻器的最大阻值接近Rx的值。 (2)实验中滑动变阻器的作用:改变电路中的电流和Rx两端的 ,以便多次测量取平均值,减小误差;同时还有保护电路的基本作用。 电压 实验拓展:测量定值电阻和小灯泡电阻的异同。 常见电路故障的现象及原因 典例突破 1.图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图。 (1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整。 (2)闭合开关,将滑片P向左滑动时,此时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为I=_A,则未知电阻R=_ 。 (3)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx,请在空格内将实验步骤补充完整。 ①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1; ②_,用电压表测出电源的电压U; ③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式:Rx= 。 0.3 8 闭合开关S、S1 2.在用伏安法测未知电阻Rx时,如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个定值电阻R1和开关来解决,下面的四种方案中哪一个是错误的( ) A. B. C. D. B 考点六:特殊法测电阻 1.伏阻法测电阻 (1)用两个电压表(或同一电压表两次接入电路)和一个定值电阻测电阻Rx。 Rx= (2)用一个电压表和一个定值电阻测待测电阻Rx。 如图所示,闭合开关S、S1,电压表测电源电压,记为U;闭合开关S,断开开关S1,电压表测Rx两端电压,记为Ux,则Rx= 。 2.安阻法测电阻 (1)用两个电流表(或同一电流表两次接入电路)和一个定值电阻测待测电阻Rx。 Rx = (2)用一个电流表和一个定值电阻测待测电阻Rx。 ①提供两个开关时: 如图所示,R0与Rx并联,只闭合开关S1,记录电流表A的示数为I0;只闭合开关S2,记录电流表A的示数为Ix 。 Rx= ②提供一个开关时: 如图所示,断开开关S,电流表测通过R0的电流,记为I0;闭合开关S,电流表测干路电流,记为I,则Rx= 。 由于电流表的电阻 ,所以将电流表串联在电路中时对电路的总电阻影响很小;由于电压表的电阻 ,所以将电压表并联在用电器两端时,对电路的总电阻影响也很小。(均选填“很大”或“很小”) 很小 很大 典例突破 如图所示的电器中,电源电压不变,当开关S闭合,甲、乙两表都为电压表时,两表的示数之比U甲:U乙=5:3;当开关S断开,甲、乙两表都为电流表时,两表的示数之比I甲:I乙是( ) A.2:5 B.3:5 C.2:3 D.5:2 A $$