内容正文:
电压 电阻
一、电压
知识梳理 夯基础
理解 电源提供电压,电压的作用是使电荷定向移动从而形成电流
单位 伏特,简称伏,符号是 ;1 kV= V,1 mV= V
V
103
10-3
测量 (1)电压表 联在用电器两端,可以直接与电源两极相连
(2)观察右侧电压表的示数,按“0~3 V”的测量范围,示数为
V;按“0~15 V”的测量范围,示数为 V
注意:使用电压表前要调零;不能确定要选的测量范围时,应用大的测量范围进行试触;必须使电流从“+”接线柱流进,从“-”接线柱流出
规律 并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压 ,即U=U1=U2=…=Un;
串联电路中电源两端的电压等于各用电器两端的电压 ,即U=U1+U2+…+Un
并
2.5
12.5
相等
之和
二、电阻
1.定义:在物理学中,用电阻来表示导体对电流 作用的大小。导体的电阻通常用字母 表示。
2.单位:欧姆,简称欧,符号是 。比较大的单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。1 kΩ=103 Ω,1 MΩ=106 Ω。
3.影响电阻大小的因素:导体的材料、 和 等。导体的长度越长,横截面积越小,电阻越 。另外,导体的电阻还与 有关。
阻碍
R
Ω
长度
横截面积
大
温度
点拨:导体的电阻是导体本身的一种性质,与其两端的电压和通过它的电流大小无关。
4.变阻器
(1)滑动变阻器
①原理:通过改变接入电路中电阻丝的 来改变电阻;
②铭牌解读:“100 Ω 2 A”表示滑动变阻器能够接入电路的最大电阻为 Ω,允许通过的最大电流为 A;
③使用:采用“一上一下”的连接方式,闭合开关前,滑片应滑到电阻
;
④作用:改变电路中的电流;保护电路;
长度
100
2
最大处
⑤阻值变化原则:“远大近小”—— 即滑片与下接线柱的距离越远电阻越大,越近电阻越小。
(2)变阻器的应用:电位器、电阻箱。
图说物理 扣教材
1.如图所示,灯泡L1和L2组成了一个 联电路,如果电压表要测量灯泡L2两端的电压,图中有一根导线接错了,请找出这根接错的导线,并在上面画×,并画出正确的连接导线,同时画出正确连接的电路图。
串
答案:如图所示
2.如图是一种测量油箱内油量的装置示意图,当油面下降时,下列说法正确的是( )
A.油量表是由电压表改装成的
B.电阻器R0在电路中是没有作用的
C.滑动变阻器R连入电路的电阻变大
D.油量表的示数变大
C
考点突破 炼方法
考点一 电压和电压表的使用(2025省考第7题A)
方法技巧 “去源法”判断电压表的测量对象
选取电压表接在电路中的两个接点为分点,将两点间含有电源的那部分电路“去掉”,分析电压表与哪个用电器组成闭合电路,电压表测量的就是哪个用电器两端的电压。
例1 如图所示,闭合开关,下列分析正确的是( )
A.电压表测灯泡L1两端的电压
B.电压表测灯泡L2两端的电压
C.电压表测电源电压
D.电流表测通过灯泡L1与L2的电流之和
A
变式1 (多选)(2025长沙模拟)在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现其中一个电压表示数变大,则( )
A.灯泡L一定不发光
B.电压表V1示数变大
C.电阻器R可能断路
D.电阻器R可能短路
AC
变式2 (2025永州一模)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1的示数为4 V,电压表V2的示数为1 V。下列说法中正确的是( )
A.灯泡L1两端的电压为1 V
B.电源电压为3 V
C.灯泡L1和L2两端的电压之和为5 V
D.断开开关S,只将电压表V2换成电流表,则灯泡L1亮,L2不亮
D
考点二 电阻及其影响因素
例2 (2025长沙模拟)用同种材料制成的粗细均匀的某段金属丝,忽略温度的影响,下列说法正确的是( )
A.将金属丝对折后接入电路,其阻值变小
B.将金属丝均匀拉长后接入电路,其阻值变小
C.将金属丝截取一半长度后接入电路,其阻值变大
D.当金属丝两端的电压增加时,其阻值变大
A
变式3 如图是小明学完电阻一节后描绘的思维导图,图中①、②、③处填写正确的是( )
A.①电流、③电压
B.①电流、②伏特
C.②欧姆、③长短
D.①电压、③温度
C
变式4 如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,向钨丝吹气时,小灯泡L变亮,用酒精灯给钨丝加热(图中未画出酒精灯),小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,由实验可知( )
A.钨丝的电阻随温度升高而减小
B.向钨丝吹气时,钨丝电阻变大
C.给钨丝加热时,电路中的电流变小
D.小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流
C
考点三 变阻器
方法技巧 滑动变阻器的接法
例3 如图所示,将滑动变阻器与一个灯泡串联后接入电路,通电后使滑片P向左移动,小灯泡逐渐变暗,由此判断该滑动变阻器接入电路的两个接线柱应为( )
A.接线柱A、D B.接线柱B、D
C.接线柱C、D D.接线柱A、B
B
变式5 如图甲所示,电阻箱的示数是 Ω。图乙为广泛使用的旋转式变阻器的结构图,它通过改变接入电路中电阻片的 (选填“长度”“粗细”或“材料”)来改变电阻,从而改变电路中的电流。A、B、C为它的三个接线柱,P为旋钮触片。若将它放入电路,顺时针旋转旋钮能使灯泡的光变亮,则应将 (选填“A、B”“B、C”或“A、C”)接线柱接入电路。
98
长度
A、B
变式6 如图所示,用电池(电压为3 V),小灯泡(2.5 V 0.3 A),甲、乙两根铅笔芯(做滑动变阻器,铅笔芯的长度都是17.5 cm,甲的电阻为20 Ω,乙的电阻为10 Ω),金属回形针,开关,导线,设计制作一个调光灯模型。调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比( )
A.调节范围大,调节精度高
B.调节范围大,调节精度低
C.调节范围小,调节精度高
D.调节范围小,调节精度低
B
核心实验 培素养
实验1 探究串联电路和并联电路中电压的规律
例1 小智和小慧用如图甲所示的电路探究串联电路中电压的规律,用新干电池做电源。
基础设问
(1)小智检查电路时发现 (选填“电池”“开关”或“灯座”)安装错误。
(2)正确安装后,闭合开关,两灯泡均不发光,小智用电压表试接A、B两点,发现指针偏转情况如图乙所示,则可判断 发生了断路。
电池
小灯泡L1
(3)排除故障后,小智选用两只小灯泡,只通过增加电池进行多次实验;小慧仅更换小灯泡进行多次实验。他们将电压表接在不同位置进行测量,记录数据如表所示,并分别得出如下的实验结论。
小智认为:误差允许范围内,串联电路中各用电器两端电压相等,且电压之和等于电源电压。
小慧认为:串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压。
请判断谁的观点更具有普遍性并说明理由:
。
小慧的结论更具有普遍性,
因为小慧选用不同规格的小灯泡进行了多次实验
小智的实验记录:
序号 UAB/V UCD/V UEF/V
1 0.7 0.7 1.4
2 1.4 1.4 2.9
3 2.1 2.1 4.3
小慧的实验记录:
序号 UAB/V UCD/V UAD/V
4 1.8 0.9 2.7
5 1.4 1.4 2.8
6 1.1 1.7 2.8
拓展设问
(4)对比两表,从小智的第 次实验记录发现,两人使用的电池数量相同,测得的电源电压却不相等。请你分析:两人所测电源电压的差值对应电路中哪些部分的电压? (用图中字母表示)。
(5)问题处理 实验中小慧发现小灯泡较暗,用力按压开关时小灯泡变亮,于是她准备测量开关两端的电压,你认为这一步骤是否有必要?
。理由是
。
2
DF、EA
有必要
开关容易接触不良,造成开关的电阻变大,
分压增多
(6)实验完成后,他们又利用现有器材探究并联电路中电压的特点,设计了如图丙所示的电路进行实验。
①要用电压表测量小灯泡L1两端的电压,请用笔画线代替导线在图丙中将实物电路连接完整。
答案:(6)①如图所示
②闭合开关,观察到小灯泡L1发光、L2不发光,故障可能是 。
③排除故障后,用电压表分别测量小灯泡L1、L2及电源两端的电压,电压表示数均如图丁所示,为 V;更换不同规格的小灯泡多次测量,发现电压表示数均如图丁所示。由此得出的结论是并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压 。
L2断路
3
相等
实验2 影响导体电阻大小的因素
例2 某兴趣小组要探究影响导体电阻大小的因素,设计了如图所示的实验电路,电源电压不变。
基础设问
(1)实验中,选择带鳄鱼夹的导线,主要是为了方便改变
。
(2)实验前滑动变阻器的滑片P应位于最 (选填“左”或“右”)端。
(3)电路中滑动变阻器的作用: 。
(4)实验方法 如图所示的电路是通过观察 来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 。
接入电阻丝
的长度
右
保护电路
电流表的示数大小
转换法
(5)数据分析 分别将a、b、c、d四根电阻丝接入电路中,得到如表所示的数据。
导体
编号 长度/m 横截面
积/mm2 材料 电流/A
a 0.5 0.4 锰铜合金 0.20
b 0.5 0.4 镍铬合金 0.16
c 0.5 0.2 镍铬合金 0.08
d 1.0 0.2 镍铬合金 0.04
①若分别将电阻丝a、b接入电路,这是为了探究电阻大小与导体 的关系,根据表格数据可知,电阻丝a的阻值 (选填“大于”“小于”或“等于”)b的阻值;
②为了验证“导体电阻大小与导体的长度有关”,可将电阻丝 (填导体编号)分别接入电路中进行实验;
③分别选用编号为b、c的两根电阻丝进行实验,分析表格数据可得出结论:其他因素相同时, 。
材料
小于
c、d
横截面积越大,电阻越小
(6)小明又把一根白炽灯的钨丝接入电路,并用酒精灯加热,发现电流表的示数逐渐变小,说明导体的电阻与 有关。
(7)实验的探究过程还运用到的探究方法是 。
温度
控制变量法
拓展设问
(8)小华认为将图中电流表换成小灯泡实验现象更明显,请你对他的方案进行评价:
。
(9)科学质疑 将电阻丝d对折后接入电路中,发现电流表的示数与将电阻丝d全部接入电路时相比变大了,由此得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小。这种做法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
不可行,当接入电路中电阻丝的阻值变化不大时,通过小灯泡
的亮度无法判定电阻的大小
错误
没有控制电阻丝的长度不变
(10)生活实践 目前,我国城乡大部分地区都进行了电网改造,将原来较细的铝质输电导线换成较粗的铝质输电导线,目的是 输电导线的横截面积,从而可以 输电导线的电阻而减少电能损失。(均选填“增大”或“减小”)
(11)若手中只有一根电阻丝,其他器材充足,则不能探究电阻大小与
的关系。
(12)小华在M、N间接入电阻丝d后,又在其两端并联一个电压表,这样可以测出电阻丝d的电阻大小,其测量原理是 。
增大
减小
材料
聚焦湖南 明考向
1.(多选)(2024长沙)如图是科技小组设计的湘江水位监测器的原理图。电源电压不变,红灯工作时的电阻为R1,黄灯工作时的电阻为R2。闭合开关S后,当水位超过防洪预警线时,浮筒上升带动铜片将CD接通,电压表示数为U1;当水位低于干旱预警线时,浮筒下降带动铜片将EF接通,电压表示数为U2,U1>U2。则下列说法正确的是( )
A.R1>R2
B.水位超过防洪预警线时,红灯亮
C.R1<R2
D.水位低于干旱预警线时,红灯亮
BC
2.(2025长沙模拟)近年来我国不断加大自主创新力度,出现了一大批拥有自主知识产权的产品——全新一代的麒麟9020芯片。这款芯片在工艺制程、CPU架构、GPU性能以及其他特性方面都有显著提升,为用户带来了更流畅、更持久的使用体验。芯片是指含有集成电路的硅单晶片,芯片的主要材料是( )
A.超导体 B.半导体
C.绝缘体 D.导体
B
3.(2025冷水滩区校级三模)在“设计制作一个调光灯”的实践活动中,小明设计了如图所示的电路,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,当B夹子左右移动时,灯泡的亮度会发生变化。下列关于这一装置的说法中正确的是( )
A.将铅笔芯换成塑料吸管,灯泡也能亮起
B.本实验可通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小
C.实验过程中电阻变化的主要因素是改变了横截面积
D.增加一节干电池,灯泡会更亮,说明铅笔芯电阻随电压的增大而减小
B
4.(2025长沙模拟)小明做实验时,连接了如图所示电路,闭合开关S时,三个电表的示数分别为0.3 A、3 V、5 V,但当时没有记录清楚每个数据对应哪一个电表。请你根据电路图和记录的数据,分别计算:通过灯L1的电流为 A,灯L2两端的电压为 V。
0.3
2
R=
$