2018届中考物理基础知识手册第十六章电压电阻.doc

1 第十六章电压电阻 知识网络构建 高频考点透析 序号 考点 考频 1 电压表的使用 ★★★ 2 串联电路、并联电路电压的特点 ★★★ 3 电阻及影响电阻大小的因素 ★★ 4 半导体和超导体的特点 ★ 5 滑动变阻器的使用 ★★ 第一讲电压及串、并联电路电压的规律 知识能力解读 （一）电压 1．电压：使电路中自由电荷发生定向移动形成电流的原因，符号是 U。 2．电压的单位：在 SI 制（国际单位制）中，电压的单位是伏特，简称伏，符号是 V。电压 的常用单位：千伏(kV)、毫伏(mV)。1 kV=103 V，l V=103 mV。 3．电源的作用：给电路提供电压。电源内部不断地使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷， 使其两极间产生电压。因此电源是提供电压的装置，不同的电源提供的电压一般不同。电源 两端的电压可用电压表来测量。 （二）电路与水路的类比 水路 电路 ( ) 3 3 6 1 2 1 2 1V=10 kV 10 mV 10 μV “ ” “ ” n n U =U U U U =U U U −         = =     + −   + + + = = =      电压的作用 国际单位制单位：伏特 电压的单位 单位换算： 电压表 电压表应与被测用电器并联电压的测量 测量电压的方法 电流应从电压表的 接线桂流入，从 接线柱流出 被测电压不能超过电压表的最大测量值 串联：串、并联电路电 Ｖ 电压 压的 电压 电阻 规律 并联： 3 610 k 10 M− −               Ω Ω = Ω = Ω                                       电阻的定义 国际单位制单位：欧姆（ ）电阻的单位 单位换算：1 决定导体电阻大小的因素：材料、长度、横截面积、温度 定值电阻器 原理 滑动变阻器 构造电阻器的分类 可变电阻器 使用方法 电阻箱 半导体与超导现象 电阻2 示意图 组成及作用 水泵（保持一定水压） 水管（传送水） 水轮机（利用水能的设备） 阀门（控制水流的大小、通断） 电源（保持一定电压） 导线（传输电流） 灯泡（用电器） 开关（控制电流的通断） 要点 水泵 水压 水流 电源 电压 电流 （三）需记住的几种常见电压值 名称 电压值 一节干电池 1.5 伏 一节铅蓄电池 2 伏 人体的安全电压 不高于 36 伏 我国照明电路的电压 220 伏 （四）电压表 1．电压表：用来测量电路两端电压的仪表叫做电压表，如图所示。电压表所能测量的电压 范围叫做电压表的量程。 2．电压表的特点：其内阻很大，接入电路后相当于开路。 3．电压表的量程：实验室常用电压表有两个量程：0～3 V 与 0～15 V。使用 0～3 V 量程， 读数时看表盘下一行数字，其每一大格代表 1V，每一小格代表 0.1V;使用 0～15 V 量程，读 数时看表盘上一行数字，其每一大格代表 5V，每一小格代表 0.5 V。 4．电压表的使用规则 (1)电压表要与被测用电器并联，如图所示。 (2)“+”“-”接线柱的接法要正确。使电流从“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出。 (3)被测电压不要超过电压表的量程。 5．注意事项 (1)某电路有电流通过，则该电路两端一定有电压。如灯泡有电流通过时，灯丝两端一定有 电压。某电路两端有电压，电路中不一定有电流通过，还要看电路是不是通路。 (2)电压表一定跟被测电路的用电器并联。错接成串联，电路就相当于开路了，用电器不能 工作，但此时电压表有示数，且示数等于电源电压（不超电压表量程的情况下）。 (3)电压表在量程允许的情况下，可以直接连接在电源两极测电源电压（但电流表绝对不允 许这样接）。 （五）串、并联电路中电压的特点 →保持 →形成 →保持 →形成3 1．串联电路电压的特点：串联电路两端的总电压等于各串联部分两端电压之和，表达式： 2 ． 并 联 电 路 电 压 的 特 点 ： 并 联 电 路 各 支 路 两 端 电 压 都 相 等 ， 表 达 式 ： 。 （六）电池组及其特点 1．串联电池组 取几节相同的电池，首尾依次相连组成的电池组，叫串联电池组，串联电池组的总电压等于 各节电池两端电压之和。 2．并联电池组 取几节相同的电池，正极与正极、负极与负极分别连在一起组成的电池组叫并联电池组。并 联电池组的电压等于一节电池两端的电压。 解题方法技巧 （一）电压表的读数方法 (1)明确所使用电压表的量程。 (2)认清所使用量程的分度值。 (3)由指针的位置，读出电压表的示数，必要时，要进行估读。比较表盘可看出：若选用不 同量程，当指针位置相同时，读数正好为 5 倍关系。 （二）电压表的使用方法 (1)电压表要并联在电路中；(2)“+”“-”接线柱的接法要正确，即电流“+”进“-”出； (3)被测电压不要超过电压表的量程。 （三）串、并联电路电压的计算 首先对电路进行分析，判断出电压表的测量范围，然后再根据串、并联电路电压的规律进行 计算，串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和（即 ）； 并联电路各支路两端的电压相等（即 ）。 （四）运用“去表法”分析电路 在电路中同时出现多个电流表和电压表，导致电路变得较为复杂，为了弄清电路中用电器或 电阻的连接形式，找出电流和电压的规律，可以先用“去表法”处理电路。在用“去表法” 时，把电流表看成导线，把电压表看成断开的开关。 跨越思维误区 （一）判断电压表测哪部分电路两端的电压易出错 在使用电压表时，电压表要并联接入电路，电压表与哪一段电路并联，就测哪一段电路两端 的电压。对于给定的电路或电路图，电压表测的是哪个元件的电压，同学们易辨别不清，导 致出错。 （二）关于电压表的使用易出错 由于对电压表的使用规则掌握不熟练，把电压表连入电路时往往会出现“+”“-”接线柱接 反，量程选择不正确等错误。 物理思想方法 假设法 所谓假设法，即根据题意合理地假设一些简单的物理条件、物理状态、物理过程等，然后运 用物理规律进行分析、讨论和计算的思维方法。如判断电路中电表，我们可以首先假设是电 1 2 nU U U U= + + + 1 2 nU U U U= = = = 1 2 nU U U U= + + + 1 2 nU U U U= = = =4 流表或电压表，然后看这种假设是否符合题意，运用假设法和拆除法判断电表的类别时，关 键是把握住电流表和电压表是测量仪表，它们接入电路后对电路的结构并不影响，电流表的 内阻很小，可以忽略不计，在电路中可用一根导线取而代之，而电压表的内阻很大，可以认 为没有电流通过它，在电路中可以看做断路点。 中考考点链接 （一）中考考点解读 本讲的重点是电压表的使用及串、并联电路电压的规律；难点是分析电压表测的是哪部分电 路两端的电压。常以选择题和实验探究题为主。 （二）中考典题剖析 1．电压表的使用 2．实验探究串联电路的电压特点 3．电路故障的判断 第二讲电阻变阻器 知识能力解读 （一）电阻 1．电阻的定义：在物理学中用来表示导体对电流阻碍作用大小的物理量，用 R 表示。 2．电阻大小的决定因素：电阻是导体本身的一种性质，不同导体的电阻一般不同，它只取 决于导体的材料、长度、横截面积和温度，在导体材料、横截面积相同时，导体越长，电阻 越大。在导体材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。导体的电阻跟导体两端 的电压、通过导体的电流无关，也跟导体是否通电无关。 3．电阻的单位：在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，符号是 Ω。如果导体两端的电压是 1V，通过的电流是 1 A，这段导体的电阻就是1Ω。电阻的常用单位还有千欧( kΩ)、兆欧(MΩ)。 1 kΩ=103Ω，1 MΩ=106Ω。 4．电阻在电路图中的符号： 。 拓展： 电阻定律： (1)内容：对于一定材料制成的横截面均匀的导体，在温度保持不变时，导体的电阻 R 跟导 体的长度 l 成正比，跟导体的横截面积 S 成反比。 (2)公式： 。 (3)单位：在国际单位制中，l、S、R 的单位分别是米、米 2 和欧。 代表电阻率，它的单位 是欧·米。电阻率 和导体的材料有关，并随温度的变化而变化。金属和合金的电阻随温度 的升高而增大，半导体的电阻随温度的升高而城小。 （二）滑动变阻器 1．结构：由绝缘管，线圈（绕在绝缘管上，表面涂有绝缘层的电阻丝），金属杆，滑片（套 在金属杆上）等构成，如图所示。 lR S ρ= ρ ρ5 2．原理：通过改变连人电路中电阻线的长度来改变电阻，从而改变电流。 3．符号和结构示意图：如图所示。 4．接线方法：分别接金属杆上一个接线柱(C 或 D)和电阻线上一个接线柱(A 或 B)，即有 A 与 C、A 与 D、B 与 C、B 与 D 四种接法。 5．作用：改变电流、调节电压和保护用电器。 6．注意事项：(1)使用滑动变阻器一定要“一上一下”连接接线柱，不要同时接金属杆上两 接线柱 C 与 D，这样其电阻丝未接入电路，起不到变阻的作用，且会形成短路，造成烧坏电 表和电源的危险；也不应直接接电阻丝两端的接线柱，这样相当于在电路中接入一个阻值很 大的定值电阻，起不到变阻、调压的作用。 (2)分清滑动变阻器是哪一段电阻丝接入电路，当滑片 P 向左（或向右）移动时，其电阻怎 么变化；闭合关前，要使滑片 P 处在连入电路的电阻值最大的位置。(3)使用时，通过滑动 变阻器的电流不要超过变阻器标示的允许值。 7．铭牌上标有的“20Ω，1A”的含义：“20Ω”指滑动变阻器的最大阻值为 20Ω，“1 A” 表示允许通过的最大电流是 1A。 8．应用：家用电器的音量调节、可调亮度的台灯、可调温度的电热毯等。 （三）电阻箱 电阻箱是能表示出阻值的变阻器。使用时，把两个接线柱接入电路，调节各个旋盘就能得到 所需的阻值。各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标出的倍数，然后加在一起，就是接入 电路的阻值。 （四）滑动变阻器、电阻箱的比较 种类 原理 实物 符号 接线方法 改变电 阻值 相同点 滑 动 变 阻 器 ①接入电路时 不能只将金属 杆 C、D 或电阻 线 A、B 接入电 路 ②按照要求接 入 A、D 或 A、C 或 B、C 或 B、D 能连续 改变电 阻，但 无法读 出接入 电路的 电阻值 电 阻 箱 常 用 变 阻 器 是 通 过 改 变 接 入 电 路 中 的 电 阻 线 的 长 度 来 改 变 电 阻 的 ①将 A、B 接入 电路 ②读数时将各 旋盘对应的指 示点的示数乘 以面板上标出 的倍数，然后 加在一起 不能连 续改变 连入的 电阻， 但能读 出电阻 值 (1)变阻原理相 同：通过改变接 入 电 路 的 电 阻 丝 的 长 度 实 现 改变电阻 (2)作用相同： 通 过 改 变 电 阻 实 现改变电流，调 节 电 压 和 保 护 用电器 (3)都有规定的 最 大 阻 值 和 允 许 通 过 的 最 大 电流 (4)使用前应将 电 阻 值 调 到 最 大，才能接通电 路开关6 （五）半导体 1．定义：导电能力介于导体和绝缘体之间的材料。 2．半导体的特性如下表所示。 特性名称 特性内容 用途 应用实例 热敏特性 半导体材料受热后，电阻随温度升高而迅速减小 热敏电阻 热敏温度计 光敏特性 半导体材料受到光照时，电阻大大减小 光敏电阻 光电计数器 压敏特性 半导体材料受压时会改变电阻值 压敏元件称 重计 掺杂特性 掺入极微量的杂质可使其导电性能发生较大改变 晶体管 发光二极管 （六）超导体 1．定义：某些物质在温度降到很低时电阻会变成零的现象叫超导现象。能发生超导现象的 物体叫超导体。 2．超导体的应用举例 (1)输电导线利用超导体，可以大大降低输电过程中的电能损耗。 (2)用超导材料来制造电子元件，不用考虑散热问题，元件尺寸大大缩小，进一步实现电子 设备的微型化。 (3)利用超导体可制造出磁浮列车，它的速度可达几百千米每小时。 解题方法技巧 （一）改变电阻大小的方法 导体的电阻是导体本身的一种性质，与它是否接入电路、是否有电流通过、两端是否加有电 压都无关，只与导体的长度、横截面积、材料和温度有关。 （二）判断滑动变阻器阻值的变化 滑动变阻器的接法 使用的接线柱 图示 接 入 的 电 阻 丝部分 电阻的变化情况 A、C AP 向右移动滑片 P，电阻将变大 A、D AP 向右移动滑片 P，电阻将变大 B、C PB 向右移动滑片 P，电阻将变小 四 种 有 效 接法 B、D PB 向右移动滑片 P，电阻将变小 两 种 无 效 接法 C、D R=0 左右移动滑片 P，电阻不变7 A、B R=定值(即 最大值) 左右移动滑片 P，电阻不变 跨越思维误区 对“影响电阻大小的因素”理解不透而出错 导体电阻的大小取决于导体的材料、长度、横截面积以及温度。因为一个导体连入电路之前， 它的长度、横截面积和组成材料是确定的，所以当温度确定时，它的电阻就确定了。也就是 说导体的这种阻碍作用总是存在的，不会因为导体两端没有加电压，或者导体中没有电流通 过，这种阻碍作用就不存在，只是此时导体没有起到阻碍电流的作用而已。因此一个导体的 电阻，不会因为是否加电压或是否有电流通过而改变，即导体的电阻是导体本身的一种性质。 物理思想方法 控制变量法 影响电阻大小的因素有多个：导体的长度、横截面积、材料、温度等。当探究电阻与其中的 一个影响因素的关系时，应采用控制变量法。(1)探究电阻与导体的长度是否有关时，应控 制导体的材料、粗细相同，比较不同长度的导体的电阻是否相同。(2)探究电阻与导体的粗 细是否有关时，应控制导体的材料、长度相同，比较不同粗细的导体的电阻是否相同。(3) 探究电阻与导体的材料是否有关时，应控制导体的粗细、长度相同，比较不同材料的导体的 电阻是否相同。 中考考点链接 （一）中考考点解读 本讲的重点是影响导体电阻大小的因素、滑动变阻器的原理与使用；难点是电阻是导体本身 的一种性质、控制变量法在实验中的应用和滑动变阻器的接线方法。中考主要考查电阻的决 定因素和滑动变阻器的使用及连接，出题形式一般为填空题、选择题和实验探究题。 （二）中考典题剖析 1．实验探究决定电阻大小的因素 2．滑动变阻器的接法