對(duì)電阻的進(jìn)一步研究

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一、導(dǎo)體的伏安特性曲線
1.用縱軸表示__________,用橫軸表示________,畫(huà)出的______圖線 叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線.
2.金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線是______________,即電流與電壓成________的線性關(guān)系,具有這種伏安特性曲線的元件叫做線性元件.
3.氣態(tài)導(dǎo)體和二極管等器件的伏安特性曲線不是______,________定律不適用,這種元件稱為非線性 元件.
二、電阻的串聯(lián)和并聯(lián)
1.串聯(lián)電路中各個(gè)電阻兩端的____跟它的______成正比.
2.并聯(lián)電路中通過(guò)各個(gè)電阻的____跟它的______成反比.

一、導(dǎo)體的伏安特性曲線
[問(wèn)題情境]
1.什么是導(dǎo)體的伏安特性曲線?
2.區(qū)別線性元件和非線性元件.

3.二極管有什么特性?如何識(shí)別二極管的正負(fù)極?

[要點(diǎn)提煉]
1.伏安特性曲線:用縱軸表示電流I,用橫軸表示電壓U,畫(huà)出的______圖線.
2.線性元件:電流和電壓成正比關(guān)系,其伏安特性曲線為_(kāi)_____的元件.
3.非線性元件:電流和電壓不具有正比關(guān)系,其伏安特性曲線______,這種元件稱為非線性元件.
例如:氣體導(dǎo)體、二極管等
[問(wèn)題延伸]
1.歐姆定律的適用范圍是怎樣的?

2.根據(jù)下列甲、乙兩伏安特性曲線圖回答問(wèn)題

(1)圖甲中直線的斜率有什么物理意義?
 
 
(2)圖甲中哪一條直線代表的導(dǎo)體的電阻較大?
 
( 3) 圖乙中I3U3代表電阻的倒數(shù)嗎?曲線上某點(diǎn)的斜率能否代表電阻的倒數(shù)?
 

二、電阻的串聯(lián)
[問(wèn)題情境]
1.什么樣的電路是串聯(lián)電路?
 
2.串聯(lián)電路中各個(gè)電阻上的電流有什么特點(diǎn)?
3.串聯(lián)電路兩端的總電壓與各個(gè)電阻兩端的電壓有怎樣的關(guān)系?
 
4.串聯(lián)電路的總電阻與電路中各電阻間有怎樣的關(guān)系?
 
[要點(diǎn)提煉]
串聯(lián)電路中各個(gè)電阻兩端的電壓跟它的阻值成正比,即有U1R1=U2R2=…=I
[問(wèn)題延伸]
滑動(dòng)變阻器是怎樣起到分壓作用的?電路應(yīng)如何連接?

 
三、電阻的并聯(lián)
[問(wèn)題情境]
1.如何組成并聯(lián)電路?
 
2.并聯(lián)電路中各個(gè)電阻上的電壓有什么特點(diǎn)?
 
3.并聯(lián)電路的總電流與各支路電流有什么關(guān)系?
 
4.并聯(lián)電路的等效電阻與各電阻之間的關(guān)系是怎樣的?
 
5.什么是導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體?
 
[要點(diǎn)提煉]
并聯(lián)電路中通過(guò)各個(gè)電阻的電流跟它的阻值成反比:即I1R1=I2R2=…=U.

例1 某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化圖象如圖1所示,則下列說(shuō)法中正確的是(  ) 

圖1
A.該元件是非線性元件,所以不能用歐姆定律計(jì)算導(dǎo)體在某狀態(tài)的電阻
B.加5 V電壓時(shí),導(dǎo)體的電阻約是5 Ω
C.由圖可知,隨著電壓的增大,導(dǎo)體的電阻不斷減小
D.由圖可知,隨著電壓的減小,導(dǎo)體的電阻不斷減小
聽(tīng)課記錄: 

 
變式訓(xùn)練1 電阻R1和R2的伏 安特性曲線如圖2所示,已知R1=1 Ω,則R2的阻值為(  )

圖2
A.3 Ω B.3 Ω
C.13 Ω D.33 Ω
例2 如圖3所示的電路中,R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω.

圖3
(1)求電路中的總電阻.
(2)當(dāng)加在電路兩端的電壓U=42 V時(shí),通過(guò)每個(gè)電阻的電流是多少?

變式訓(xùn)練2 如圖4所示,有三個(gè)電阻,已知R1∶R2∶R3=1∶3∶6,則電路工作時(shí),電壓U1∶U2為(  )

圖4
A.1∶6 B.1∶9 C.1∶3 D.1∶2
【即學(xué)即練】
1.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.通過(guò)導(dǎo)體的電流越大,則導(dǎo)體的電阻越小
B.當(dāng)加在導(dǎo)體兩端的電壓變化時(shí),導(dǎo)體中的電流也發(fā)生變化,但是電壓和電流的 比值對(duì)這段導(dǎo) 體來(lái)說(shuō)等于恒量
C.只有金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線才是直線
D.歐姆定律也適用于非線性元件
2.三個(gè)阻值都為12 Ω的電阻,它們?nèi)我膺B接、組合,總電阻不可能為(  )
A.4 Ω B.24 Ω C.8 Ω D.36 Ω
3.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.一個(gè)電阻和一 根無(wú)電阻的理想導(dǎo)線并聯(lián)總電阻為零
B.并聯(lián)電路任一支路電阻都小于電路的總電阻
C.并聯(lián)電路任一支路電阻增大(其他支路不變),總電阻也增大
D.并聯(lián)電路任一支路電阻增大(其他支路不變),總電阻一定減少
4.以下給出幾種電學(xué)元件的電流與電壓的關(guān)系圖象,如圖5所示,下列說(shuō)法中正確的是(  )

圖5
A.這四個(gè)圖象都是伏安特性曲線
B.這四種電學(xué)元件都是線性元件
C .①②是線性元件,③④是非線性元件
D.這四個(gè)圖象中,直線的斜率都表示了元件的電阻

參考答案
課前自主學(xué)習(xí)
一、
1.電流I 電壓U I-U
2.通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線 正比
3.直線 歐姆
二、
1.電壓 阻值 2.電流 阻值
核心知識(shí)探究
一、
[問(wèn)題情境]
1.見(jiàn)[要點(diǎn)提煉]
2.線性元件是電流和電壓成正比,其伏安特性曲線為直線的元件;非線性元件是指電流和電壓不具有正比關(guān)系,其伏安特性曲線不是直線的元件.
3.單向?qū)щ娦;二極管符號(hào)里的箭頭表示正向電流方向.
[要點(diǎn)提煉]
1.I-U 2.直線 3.不是直線
[問(wèn)題延伸]
1.歐姆定律僅適用于線性元件,對(duì)于非線性元件歐姆定律不適用.
2.(1)直線的斜率代表電阻的倒數(shù).
(2)倒數(shù)值小的電阻值大,即圖線2代表的導(dǎo)體的電阻較大.
(3)I3U3表示此時(shí)刻電阻值的倒數(shù),斜率不能代表電阻的倒數(shù).
二、
[問(wèn)題情境]
1.把電阻依次首尾相連,就組成串聯(lián)電路.
2.電流大小處處相等.
3.總電壓等于各個(gè)電阻兩端的電壓之和.
4.串聯(lián)電路的總阻值等于各個(gè)電阻值的代數(shù)和.
[問(wèn)題延伸]
按課本圖2-2-5所示方式連接電路,可使滑動(dòng)變阻器起到分壓作用,在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中稱為滑動(dòng)變阻器的分壓接法.其優(yōu)點(diǎn)是可使Upb由U變到零,即能夠使電壓從0開(kāi)始連續(xù)調(diào)節(jié).
三、
[問(wèn)題情境]
1.把幾個(gè)電阻并列地連接起來(lái),就組成了并聯(lián)電路.
2.各電阻兩端電壓相等.
3.總電流等于各支路電流之和.
4.1R=1R1+1R2+…+1Rn
5.見(jiàn)課本本節(jié)“資料活頁(yè)”.
解題方法探究
例1 BD [非線性元件歐姆定律不一定不適用,例如金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化而變化,但可以用歐姆定律計(jì)算各狀態(tài)的電阻值,A錯(cuò)誤.當(dāng)U=5 V時(shí),I=1.0 A,R=UI=5 Ω,B正確.由圖線可知,隨著電壓的增大,各點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率越來(lái)越小,電阻越來(lái)越大,反之,隨著電壓的減小,電阻不斷減小,C錯(cuò)誤,D正確.]
變式訓(xùn)練1 A [過(guò)U軸上任一不為零的點(diǎn)U0作平行于

I軸的直線,交R1、R2的伏安特性曲線分別于I1、I2,表明在電阻R1、R2的兩端加上相同電壓U0時(shí),流過(guò)R1、R2的電流不同,如圖所示.
由歐姆定律R=UI和數(shù)學(xué)知識(shí)可得:
R1R2=U0I1U0I2=cot 60°cot 30°=13
又R1=1 Ω,故R2=3 Ω]
例2 (1)14 Ω
(2)3 A 3A 1 A 2 A
解析 電路連接的特點(diǎn) 是R3、R4并聯(lián)后再和R1、R2串聯(lián),可根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)求解總電阻和流過(guò)每個(gè)電阻的電流.
(1)R3、R4并聯(lián)后電阻為R34,則R34=R3R4R3+R4=6×36+3 Ω=2 Ω,R1、R2和R34串聯(lián),總電阻R=R1+R2+R3 4=14 Ω.
(2)根據(jù)歐姆定律I=UR得I=4214 A=3 A.
由于R1、R2串聯(lián)在干路上,故通過(guò)R1、R2的電流都是3 A.設(shè)通過(guò)R3、R4的電流為I3、I4,由并聯(lián)電路的特點(diǎn):I3+I(xiàn)4=3 A,I3I4=R4R3,解得I3=1 A,I4=2 A.
變式訓(xùn)練2 D [設(shè)R1=R,則R2=3R,R3=6R,R2與R3的并聯(lián)電阻R23=3R×6R9R=2R,故U1∶U2=1∶2,選項(xiàng)D正確.]
即學(xué)即練
1.BD [通過(guò)導(dǎo)體的電流越大,不能說(shuō)明導(dǎo)體的電阻越小,由公式R=UI知,還與電壓有關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電阻是反映導(dǎo) 體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量,與是否通電無(wú)關(guān),與電流和電壓的大小無(wú)關(guān),故選項(xiàng)B正確;線性元件的伏安特性曲線都是直線,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;歐姆定律也適用于非線性元件,如小燈泡,故選項(xiàng)D正確.]
2.B [共有四種組合,三個(gè)串聯(lián):總電阻為36 Ω;三個(gè)并聯(lián):總電阻為4 Ω;兩個(gè)串聯(lián)再跟第三個(gè)并聯(lián):總電阻為8 Ω;兩個(gè)并聯(lián)再跟第三個(gè)串聯(lián),總電阻為18 Ω.]

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