第7講電阻電壓的測量（講義）（8考點5題型）

第7講電阻電壓的測量TOC\o"13"\h\z\u考點一、電阻 2考點二、影響電阻大小的因素 2考點三、變阻器 2考點四、滑動變阻器 2考點五、電壓 3考點六、用電壓表測量電壓 4考點七、探究串聯(lián)電路中電壓規(guī)律的實驗 5考點八、探究并聯(lián)電路中電壓規(guī)律的實驗 5TOC\o"44"\h\z\u題型1電阻定義影響電阻大小的因素 6題型2導體半導體絕緣體 9題型3變阻器的工作原理滑動變阻器的連接 12題型4電壓電壓表的使用 14題型5串并聯(lián)電路的電壓特點 16考點一、電阻（1）物理意義：表示導體對電流阻礙作用的大小，用字母R表示.（2）性質(zhì)：不同的導體，電阻一般不同，所以電阻是導體的一種性質(zhì).（3）單位：國際單位為歐姆，簡稱歐，符號是Ω.常用的單位還有千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）.換算關(guān)系：1kΩ=103Ω，1MΩ=106Ω.考點二、影響電阻大小的因素（1）為了比較電阻的大小，在電壓一定的情況下，比較通過不同導體的電流大小，這叫轉(zhuǎn)化法。（2）物理學中對于多變量的問題，常常采用控制變量個數(shù)，只讓一個因素改變的辦法，把多因素的問題變成單因素的問題，分別加以研究，最后再綜合解決，這叫控制變量法。（3）導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì)，它的大小決定于導體的材料、長度、橫截面積、和溫度.考點三、變阻器（1）原理：通過改變連入電路中的電阻絲的長度來改變電阻.（2）分類：常見的變阻器有滑動變阻器、電阻箱和電位器.考點四、滑動變阻器（1）構(gòu)造：滑動變阻器是用電阻絲繞在絕緣管上制成的.（2）電路圖符號：變阻器在電路圖中用符號表示.（3）某滑動變阻器的銘牌上標有“100Ω1.5A”字樣，其中“100Ω”表示滑動變阻器的最大阻值是100Ω，“1.5A”表示滑動變阻器允許通過額最大電流是1.5A。（4）作用：改變連入電路的電阻大小，改變電路中的電流，控制部分電路兩端的電壓，有時還起到保護電路的作用.（5）使用方法A.串聯(lián)在電路中，連接時要接“一上一下”的接線柱。也就是應從電阻絲兩端的兩個接線柱和金屬棒的兩個接線柱各選一個串聯(lián)在電路中；B.弄清滑片移動時，變阻器接入電阻線長度怎樣變化，電阻怎樣改變，電路中電流怎樣變化？C.使用前要了解銘牌。銘牌上標有變阻器的最大電阻值和變阻器允許通過的最大電流值。D.使用前應將滑片放在變阻器阻值最大位置。注意：接“同上”兩個接線柱時，作導線用，電阻為0；接“同下”兩個接線柱時，作定值電阻用，接入是的最大電阻。這兩種接法都不能改變電阻?？键c五、電壓（1）電壓是形成電流的原因，電壓這個物理量用符號U表示.（2）電壓的單位是伏特，簡稱伏，用符號V表示.常用的電壓單位還有kV和mV，（3）單位換算：1kV=103V=106mV.（4）電源是提供電壓的裝置，它可以將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.（5）常見電壓：一節(jié)干電池是1.5V，電池是3.7V，人體安全電壓是不高于36V，中國家庭電路電壓是220V.考點六、用電壓表測量電壓1.測量電壓的儀表是電壓表。在電路圖中的符號是.2.認識電壓表：根據(jù)什么標志確認電壓表？刻度盤上標有V,有3個接線柱，分別是、3、15。①使用、3兩個接線柱時，量程：03V,每大格1V,每小格0.1V（分度值）②使用、15兩個接線柱時，量程：015V,每大格5V,每小格0.5V,（分度值）3.電壓表的使用：A.使用前應先檢查指針是否對準零刻度線，如有偏差，需用零點調(diào)節(jié)器將指針調(diào)到零位。B.（1）電壓表必須并聯(lián)在待測電路的兩端，（2）應使電流從電壓表“+”接線柱接入，從“—”的接線柱流出。（3）被測電壓的大小不能超過電壓表的量程，被測電壓若超過電壓表的量程，會使電壓表燒壞。4.電壓表的讀數(shù)方法：首先確認選用的量程，其次確認分度值，然后確認電壓表的指針所指的刻度，最后讀數(shù)?？键c七、探究串聯(lián)電路中電壓規(guī)律的實驗（1）分別把電壓表連在如圖所示電路中的AB兩點、BC兩點、AC兩點，畫出電壓表，并標出正、負極.(2)通過對實驗數(shù)據(jù)的分析可以得出串聯(lián)電路中電壓規(guī)律，用公式表示為U總=U電源=UAC=UAB+UBC.考點八、探究并聯(lián)電路中電壓規(guī)律的實驗（1）如圖所示，燈L1與燈L2并聯(lián)，要利用這個電路探究并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，至少要用電壓表進行三次測量：畫出三次測量的電路圖。①第一次：將電壓表并聯(lián)在A、B兩點，測出燈L1兩端的電壓U1；②第二次：將電壓表并聯(lián)在C、D兩點，測出燈L2兩端的電壓U2；③第三次：將電壓表并聯(lián)在E、F兩點，測出電源電壓U3.（2）分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓相等，都等于電源電壓.用公式表示為U總=U電源=U3=U1=U2用表格總結(jié)串并聯(lián)電路電壓的規(guī)律連接規(guī)律串聯(lián)電路（兩個電阻）并聯(lián)電路（兩個電阻）電壓規(guī)律串聯(lián)電路中電路兩端總電壓，等于各部分電壓之和并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，都等于總電壓。表達式U=U1+U2+……U=U1=U2=……題型1電阻定義影響電阻大小的因素一根粗細均勻的電阻絲，其電阻為R。將它均勻拉長為原來的2倍，則其電阻變?yōu)椋ǎ〢．0.5R B．R C．2R D．4R【解答】解：當導體的長度拉長到原來的2倍時，其材料和體積均不變，則橫截面積變?yōu)樵瓉淼?2；而導體的電阻與長度成正比，與橫截面積成反比，所以此時導體的電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，即4R故選：D。（2023秋?湖州期末）有一塊長方體鐵塊，如圖所示，分別沿不同方向接入電路，則（）A．沿AB方向接入電路時電阻最大 B．沿CD方向接入電路時電阻最大 C．沿EF方向接入電路時電阻最大 D．沿各個方向接入電路時電阻一樣大【解答】解：已知導體的材料一定時，電阻與長度成正比，與橫截面積成反比；由圖示可知，沿CD方向接入電路時，長度最短，橫截面積最大，因此電阻最小；沿EF方向接入電路時，長度介于AB，CD之間，橫截面積介于AB、CD之間，電阻小于RAB大于RCD；沿AB方向接入電路時，長度最長，橫截面積最小，電阻最大。故選：A。（2023秋?拱墅區(qū)期末）小樂做“探究導體電阻大小與導體長度的關(guān)系”實驗時，電源電壓恒定，待用電阻絲的規(guī)格如表（忽略電阻絲電阻隨溫度變化的影響）。在如圖所示電路的A、B兩點間接入待用電阻絲。序號材料長度橫截面積1炭鋼合金絲LS2鎳鉻合金絲2LS3鎳鉻合金絲L2S4鎳鉻合金絲2L2S（1）小樂應選擇序號為的兩根電阻絲來研究。（2）小樂還可利用表中材料做另一個探究實驗：探究導體電阻大小與導體的關(guān)系，應該選擇序號為的兩根電阻絲來做實驗?！窘獯稹拷猓海?）要探究導體電阻大小與導體長度的關(guān)系，根據(jù)控制變量法的思路，應該選擇材料和橫截面積都相同的兩根電阻絲。從表格中可知，序號3和序號4的材料、橫截面積都相同，而長度不同，所以應選擇序號3與序號4的兩根電阻絲來研究；（2）從表中所給電阻絲的規(guī)格看，不能探究電阻與材料的關(guān)系，因為要探究電阻與材料的關(guān)系，必須保證兩根電阻絲的長度和橫截面積都相同，而表格中序號2、3、4沒有一個和序號1的長度、橫截面積都相同；從表中所給電阻絲的規(guī)格看，可以探究電阻與橫截面積的關(guān)系，要探究電阻與橫截面積的關(guān)系，必須保證兩根電阻絲的材料和長度都相同，序號2和4的材料、長度都相同，只有橫截面積不同。故答案為：（1）3與4；（2）橫截面積；2和4。（2023秋?長興縣校級期末）小潯為了比較蘿卜、土豆、番薯的導電能力，將它們切成大小相同的長方條，分別接在如圖甲所示的電路a、b之間。（1）該實驗的探究目的類似于課本中“探究導體電阻大小與的關(guān)系”。（2）實驗設(shè)計中，小潯想通過觀察比較來比較三者導電能力的大小，這種研究方法叫（填“等效替代法”或“轉(zhuǎn)換法”）。（3）在實際操作過程中，小潯發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象不明顯，無法達到實驗目的。他通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，有一種電波感應器（如圖乙所示），能向物體發(fā)射電波，并根據(jù)物體反射回來的電波強弱來判斷物體的導電能力，物體對電波反射越弱，則導電能力越強。若向蘿卜、土豆、番薯發(fā)射相同強度的電波，反射回來的電波結(jié)果如表所示（“+”號越多表示電波越強），則蘿卜、土豆、番薯中導電能力最強的是。實驗材料感應器接收到反射回來的電波強弱蘿卜++++土豆+++++++番薯++【解答】解：（1）該實驗設(shè)計中導體的長度和橫截面積相同，但材料不同，故思路類似課本中“研究影響導體電阻大小與材料有關(guān)”；（2）通過觀察比較燈的亮度來判斷導電能力大小，運用了轉(zhuǎn)換法；（3）因物體對電波吸收越大，導電能力越強，由表中數(shù)據(jù)知，蕃薯反射回來的電波最弱，蕃薯對電波吸收最強，土豆反射回來的電波最強，土豆對電波吸收最弱，因物體對電波吸收越大，導電能力越強，故蘿卜、土豆、蕃薯的導電能力強弱關(guān)系為：蕃薯＞蘿卜＞土豆。故答案為：（1）材料；（2）燈的亮度；轉(zhuǎn)換法；（3）蕃薯。題型2導體半導體絕緣體（2023秋?臨海市校級期中）某興趣小組采用如圖所示電路探究導體電阻大小與長度的關(guān)系，下列說法正確的是（）A．AB間接入的待測導體材料是導電能力超強的超導材料 B．AB間接入的待測導體材料是導電能力較差的合金線 C．小燈泡越亮，說明被研究導體的電阻越大 D．該實驗只需控制導體的橫截面積相同【解答】解：探究導體電阻大小與長度的關(guān)系時，要求接入導體在長度變化時其電阻變化較大；A、導電能力超強的超導材料，電阻為零，不能探究導體電阻大小與長度的關(guān)系，故A錯誤；B、導電能力較差的合金線，在長度變化時其電阻變化較大，適合做電阻絲，能探究導體電阻大小與長度的關(guān)系，故B正確；C、小燈泡越亮，表明通過小燈泡的電流越大，根據(jù)歐姆定律可知，電路的電阻越小，即被研究導體的電阻越小，故C錯誤；D、探究導體電阻大小與長度的關(guān)系時，需要控制導體的材料、橫截面積相同，故D錯誤。故選：B。（2021?湖州）2020年10月15日，《自然》雜志報道了一種可以在15℃下實現(xiàn)超導的新材料，向創(chuàng)造沒有電阻的高效電力系統(tǒng)邁出了重要一步。超導材料可以應用在（）A．電熱毯 B．電動汽車動力系統(tǒng) C．電熱水壺 D．充電暖手寶【解答】解：ACD、超導體電阻為零歐姆，電流流過超導體時，不會發(fā)熱，ACD都是利用的電流的熱效應工作的，故ACD錯誤；B、超導體在通電過程中，電能沒有損失，因此可以用超導體制作汽車動力系統(tǒng)的線圈，故B正確。故選：B。（2024?杭州二模）小鄭看到老師在課堂上先用小刀在鉛筆芯上削出如圖甲所示的一個凹槽；再將鉛筆芯放在一節(jié)電壓為9伏的方塊電池正負極兩端（如圖乙所示）；然后將火柴頭放在鉛筆芯的凹槽上（如圖丙所示）；過一會兒，發(fā)現(xiàn)火柴被點燃了（如圖丁所示）。請回答下列問題：（1）鉛筆芯屬于。（選填“導體”、“半導體”或“絕緣體”）（2）請你結(jié)合題干信息，運用所學知識，解釋放在鉛筆芯凹槽上的火柴過一會兒能被點燃的原因?！窘獯稹拷猓海?）鉛筆芯容易導電，為導體；（2）鉛筆芯各部分是串聯(lián)，電流相等，當電流通過鉛筆芯時會發(fā)熱，且凹槽處截面積小，電阻大，根據(jù)Q＝I2Rt可知，時間越長，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多，鉛筆芯的溫度越高。當溫度達到火柴的著火點后，火柴就會被點燃。故答案為：（1）導體；（2）鉛筆芯各部分是串聯(lián)，電流相等，當電流通過鉛筆芯時會發(fā)熱，且凹槽處截面積小，電阻大，根據(jù)Q＝I2Rt可知，時間越長，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多，鉛筆芯的溫度越高。當溫度達到火柴的著火點后，火柴就會被點燃。（2024?鹿城區(qū)模擬）有一種特殊的半導體電阻，它的電阻RT隨著溫度T變化曲線，如圖（甲）所示。某同學使用這種電阻為烤箱設(shè)計了一個溫控電路，如圖（乙）所示。溫控電路由控制電路和工作電路兩部分組成。在控制電路中，定值電阻R0＝10Ω，電阻RT與電壓鑒別器并聯(lián)，電壓鑒別器相當于電壓表，電源電壓可調(diào)節(jié)?，F(xiàn)將電源電壓U控調(diào)到9V，當電壓鑒別器兩端的電壓達到6V以上時，電壓鑒別器會自動將工作電路開關(guān)S斷開。工作電路的電壓為220V，電熱絲R1＝100Ω。求：（1）工作電路正常工作的電功率；（2）烤箱內(nèi)溫度達到60℃時，電壓鑒別器兩端的電壓UT；（3）調(diào)節(jié)控制電路中的電源電壓U控為8V，電壓鑒別器自動斷開開關(guān)S時，烤箱內(nèi)的溫度?！窘獯稹拷猓海?）由圖乙可知，工作電路只有R1工作，工作電路正常工作的電功率：P=U2（2）由圖乙可知，控制電路中，R0和RT串聯(lián)，由圖甲可知，當烤箱內(nèi)溫度達到60℃時，電阻RT的阻值為10Ω，則控制電路的總電阻：R＝R0+RT＝10Ω+10Ω＝20Ω，控制電路的電流：I=U控由I=UR可知，電壓鑒別器兩端的電壓UT＝IRT＝0.45A×10Ω＝（3）控制電路中的電源電壓U控為8V，電壓鑒別器自動斷開開關(guān)S時，R0兩端的電壓：U0＝U控′﹣UT′＝8V﹣6V＝2V，此時電路中的電流：I′=U0由I=UR可知，RT此時的電阻：RT′=U由圖甲可知，當RT的電阻為30Ω時，烤箱內(nèi)的溫度為180℃。題型3變阻器的工作原理滑動變阻器的連接（2024?義烏市校級三模）電動汽車利用旋鈕變阻器實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速的控制，車速儀由電路中的電流表改裝，圖中O、E、F為變阻器的三個接線柱。駕駛員踩下“油門”，旋鈕滑片逆時針轉(zhuǎn)動，車速儀示數(shù)變大。則與M、N相連接的是（）A．E和F B．O和E C．O和F D．以上接法均可【解答】解：由題意可知，駕駛員踩下“油門”，旋鈕滑片逆時針轉(zhuǎn)動，此時車速儀示數(shù)變大，電路中的電流變大，根據(jù)歐姆定律，電路的總電阻變小，則變阻器連入電路的電阻變小，如果接線柱M接O點，則接線柱N應該接E點。故選：B。（2023秋?紹興期末）如圖所示，圖乙為滑動變阻器結(jié)構(gòu)示意圖，當滑動變阻器的滑片P向左移動的過程中，圖甲中電流表示數(shù)變小，則滑動變阻器接入電路的接線柱是流表示（）A．C和D B．A和B C．C和B D．A和D【解答】解：滑動變阻器的滑片P向左移動過程中，電路中的電流變小，說明滑動變阻器接入電路的電阻變大，故可判斷滑片的右邊的電阻絲接入電路，由電路圖可知，必須選下方B，上方任意選一個，故C正確。故選：C。根據(jù)電路圖連接實物圖是一項重要的實驗技能。下列滑動變阻器的連接方式與電路圖相對應的是（）A． B． C． D．【解答】解：根據(jù)電路圖可知，滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路的電阻變大；滑動變阻器采用一上一下的接法，所以滑動變阻器應接上方一個接線柱、下方的左側(cè)接線柱，故C正確；A接了上方兩個接線柱，滑動變阻器接入電路的電阻為0，移動滑片，電阻不變；B接了下方兩個接線柱，滑動變阻器接入電路的電阻最大，移動滑片，電阻不變；D中滑片右移，滑動變阻器接入電路的電阻變??；故ABD錯誤。故選：C。（2023?鎮(zhèn)海區(qū)模擬）一位同學設(shè)計了一個風力測定儀，如圖所示，O是轉(zhuǎn)動軸，OC是金屬桿，下面連接著一塊受風板。無風時OC是豎直的，風越強，OC桿偏轉(zhuǎn)的角度越大。AB是一段圓弧形電阻，P點是金屬桿與弧形電阻相接觸的點，電路中接有一個小燈泡，測風力時，閉合開關(guān)S．通過分析可知：金屬桿OC與弧形電阻AB組合在一起相當于一個，觀察可以粗略地反映風力的大小。若要提高該裝置反映風力大小的性能，可采取的方法是?！窘獯稹拷猓海?）無風時OC是豎直的，連入電路的電阻是AB段，有風時，OC桿偏轉(zhuǎn)一定的角度，連入電路的電阻變?yōu)锽P段，連入電路的電阻隨風的大小而改變，風力測定儀相當于滑動變阻器。（2）風越強，OC桿偏轉(zhuǎn)的角度越大，BP段越小，電阻變小，電源電壓不變，電路中的電流變大，燈泡越亮，所以通過燈泡的亮度判斷風力的大小。（3）觀察燈泡的亮度的微小變化，眼睛不能判斷，所以電路中串聯(lián)一個電流表能準確反映風力的大小，提高風力測定儀的性能。故答案為：滑動變阻器；燈泡亮度；在電路中串聯(lián)一個電流表。題型4電壓電壓表的使用（2023秋?義烏市期末）如圖所示電路，當閉合開關(guān)后，電壓表測量的是（）A．電源電壓 B．燈L1兩端的電壓 C．燈L2兩端的電壓 D．燈L1和L2兩端的電壓的總電壓【解答】解：因為兩個燈是依次連接的，故兩燈串聯(lián)連接；因為電壓表并聯(lián)在L2兩端，所以電壓表測量L2兩端的電壓，故C正確。故選：C。（2023秋?拱墅區(qū)期末）小樂在實驗室里連接了如圖所示的電路，則有（）A．小燈泡并聯(lián)，電壓表測電源電壓 B．小燈泡串聯(lián)，電壓表測L2兩端的電壓 C．若燈泡L1短路，則電壓表示數(shù)為零 D．若燈泡L2短路，則電壓表示數(shù)為3V【解答】解：AB、由實物電路可知，電流從電源正極出發(fā)，依次經(jīng)過開關(guān)、燈泡L1、燈泡L2，最后回到負極，電壓表并聯(lián)在L2兩端，所以電壓表測量的是L2的電壓，兩燈泡串聯(lián)，此時兩個小燈泡都發(fā)光，故A錯誤，B正確。C、若燈泡L1短路，L1的電壓為0，根據(jù)串聯(lián)電壓特點知，則電壓表示數(shù)為電源電壓，圖中兩節(jié)干電池，大約3V，故C錯誤；D、若燈泡L2短路，L2的電壓為0，電壓表示數(shù)為零，故D錯誤。故選：B。如圖所示，某興趣小組用電壓表來測量自制水果電池兩端的電壓。下列說法正確的是（）A．鐵片是水果電池的正極 B．該水果電池的電壓是3V C．兩個水果電池串聯(lián)后可提供更高電壓 D．水果電池中正電荷從銅片向鐵片移動【解答】解：A、圖中電壓表的指針正向偏轉(zhuǎn)，說明電流從電壓表的正接線柱流入、負接線柱流出，即電壓表的正接線柱與電源的正極相連，其負接線柱與電源的負極相連，因此銅片為水果電池的正極，鐵片為水果電池的負極，故A錯誤；B、由圖知電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，則水果電池的電壓為0.6V，故B錯誤；C、兩節(jié)電池串聯(lián)時，總電壓等于各個電池電壓之和，所以兩個相同水果電池串聯(lián)后可提供更高電壓，故C正確；D、水果電池中負電荷是從正極流向負極，即從銅片向鐵片移動，正電荷是從負極流向正極，即從鐵片向銅片移動，故D錯誤。故選：C。（2023秋?蓮都區(qū)期末）在水深超過200m的深海，光線極少，能見度極低。有一種電鰻具有特殊的適應性，能通過自身發(fā)出生物電，獲取食物，威脅敵害，保護自己。（1）電鰻兩側(cè)的肌肉，是由成千上萬枚肌肉薄片組成的，每枚肌肉薄片像一個小電池，只能產(chǎn)生150毫伏的電壓，但近萬個“小電池”聯(lián)起來，就可以產(chǎn)生很高的電壓。（2）電鰻中樞神經(jīng)系統(tǒng)中有專門的細胞來監(jiān)視感受器的活動，并能根據(jù)監(jiān)視分析的結(jié)果指揮電鮼的行為。電鰻遇到敵害時，迅速放電的反應屬于?！窘獯稹拷猓海?）電鰻兩側(cè)的肌肉，是由成千上萬枚肌肉薄片組成的，每枚肌肉薄片像一個小電池，只能產(chǎn)生150毫伏的電壓，但近萬個“小電池”串聯(lián)聯(lián)起來，就可以產(chǎn)生很高的電壓；（2）先天性行為是動物生來就有的，由動物體內(nèi)的遺傳物質(zhì)所決定的行為；電鰻中樞神經(jīng)系統(tǒng)中有專門的細胞來監(jiān)視感受器的活動，并能根據(jù)監(jiān)視分析的結(jié)果指揮電鮼的行為，電鰻遇到敵害時，迅速放電的反應屬于先天性行為。故答案為：（1）串聯(lián)；（2）先天性行為。題型5串并聯(lián)電路的電壓特點（2023秋?長興縣月考）如圖所示電路，開關(guān)閉合時兩個小燈泡正常發(fā)光，兩個電壓表指針均指在如圖所示位置，L1、電源的電壓分別為（）A．1.4V；7.4V B．1.4V；7V C．1.4V；1.4V D．5.6V；7V【解答】解：由電路圖可知，閉合開關(guān)后，兩燈串聯(lián)，電壓表V1測電源電壓；電壓表V2測L2兩端的電壓，由串聯(lián)電路的電壓特點可知，電壓表V1的示數(shù)應大于電壓表V2的示數(shù)；而兩個電壓表指針位置相同，所以電壓表V1選用的