1、31电阻与电路分析电阻与电路分析漫画释义知识互联网模块一 电阻知识导航电阻的定义为了表现导体对电流阻碍作用的大小, 我们用电压与电流的比值定义电阻阻值大小, 即 URI (定义式、测量式) 金属电阻丝阻值大小的影响因素导体的电阻是导体本身的一种性质, 它跟导体两端是否有电压以及导体中是否有电流无关; 导体电阻的大小跟导体的材料、长度 l、横截面积 S和温度有关电阻定律 LRS(决定式) 为 电 阻 率 常 用 单 位 m S 为 横 截 面 积 常 用 单 位 m2R 为 电 阻 值 常 用 单 位 L 为 导 线 的 长 度 常 用 单 位 m电阻率 某种材料制成的长 1m、横截面积是 1m
2、2的在常温下(20时)导体的电阻, 叫做这种材料的电阻率. 常见的可变电阻(滑动变阻器、电阻箱、电位器等) 夯实基础【例 1】 下列说法正确的是( )A通过导体的电流为零, 导体的电阻也为零B通过导体的电流越大, 导体的电阻一定越小C导体两端的电压为零, 导体的电阻也为零D导体的电阻是导体本身的一种性质【答案】 D【例 2】 一段导体两端的电压是 2V时, 导体电阻是 12, 断开电源使导体两端的电压为 0V时, 导体的电阻是( )33A0 B12 C6 D3 【答案】 B【例 3】 小明想通过实验研究电阻的大小与哪些因素有关, 他找到四根金属线如图所示, 图中 a为锰铜线b、 c、d 为镍铬
3、合金线, S表示横截面积在研究电阻大小与导线材料的关系时, 他选择了其中两根金属导线分别进行实验比较, 它应选择( )Aa 和 b Ba 和 c Ca 和 d Db 和 c【答案】 A【例 4】 关于导体的电阻, 下列说法中正确的是( )A锰铜线的电阻比铜丝的电阻大B粗细相同的导线, 长的电阻较大C长短相同的导线, 细的电阻较大D同种材料制成的长短一样的两条导线, 细的电阻较大【答案】 D【例 5】 实验室中常用的小灯泡、电流表、电压表的电阻分别为 LR、 A、 V表示, 则三者电阻大小关系为( )A LVR B VLARC D 【答案】 B【例 6】 一段粗细均匀的镍铬合金丝, 阻值为 R,
4、 将它均匀拉长 (设体积不变), 使直径变为原来的 10, 此时, 它的阻值为( )ARB 410 C10D 10R【答案】 B【例 7】 滑动变阻器是通过改变什么来改变电阻的( )A电阻线的长度 B电阻线的材料 C电阻线的横截面积 D连入电路的电阻线长度【答案】 D【例 8】 (多选)将如图所示的滑动变阻器连入电路, 要求当滑动变阻器的滑片 P向 B端移动时, 接入电路中的电阻变大, 则滑动变阻器连入电路的接线柱是( )AA 和 D BC 和 B CB 和 D DA 和 C【答案】 AD【例 9】 右图是有四个接线柱的滑动变阻器, 当 AD端接入电路时, 滑片P向右移动, 接入电路中的电阻值
5、将_; 当 AB端接入电路时, 滑片 P向左移动, 接入电路中的电阻值将_(填“增大” 、“减小”或“不变”) 【答案】 变大 不变【例 10】 如下图所示, 利用滑动变阻器调节小灯泡的亮度. 下列四种连接方法中错误的是( )【答案】 D【例 11】 收音机等电器中, 有一种叫电位器的变阻器其内部构造如图所示a、b、c 三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱使用电位器时, 下列说法中不正确的是( )A只把 a和 c接入电路, 无法改变通过电位器的电流B将 a和 b或 b和 c接入电路, 旋动滑片时, 可以改变通过电位器的电流C只将 a和 b接入电路, 当滑片顺时针旋动时, 电位器接入电路电阻变小D
6、只将 b、c 两点接入电路, 当滑片顺时针旋动时, 电位器接入电路电阻变小【答案】 C【例 12】 (1) 将阻值为 10的电阻丝均匀拉长为原来 2倍, 阻值将变为 .(2) 将阻值为 的电阻丝对折使用, 阻值将变为 . (3) 将 4个阻值为 20 的电阻丝串联使用, 总的等效电阻为 .(4) 将 4个阻值为 20 的电阻丝并联使用, 总的等效电阻为 .(5) 试分析下图中, 16R, 26, 3R, 电路总的等效电阻值应为 . 35【答案】 电阻丝的电阻值与长度成正比, 与横截面积成反比. (1)40 (2)2.5 (3)80 (4)5 (5)1.5 因为 3 电阻相当于两个 6 电阻并联
7、, 一共是 4个 6 电阻并联, 所以是 1.5【例 13】 小明同学想比较金属材料甲和金属材料乙哪个更容易导电现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝, 规格如下表所示:金属丝代号 材料 长度/m 横截面积/ 2mA 金属甲 1 0.1B 金属甲 0.5 0.1C 金属乙 1 0.1D 金属乙 1 0.2请你帮助小明同学完成下面的实验方案(1)实验器材除上述金属丝、干电池、开关、导线外, 还必须选用的器材有:(2)实验中应选取的金属丝分别是: (只需填字母代号)(3)请在下面空白处画出实验电路图(4)在本实验中, 你是如何判断哪种金属材料更容易导电的?【答案】 小灯泡(或电流表)
8、 (2)A、C(1)要把上述器材和小灯泡(或电流表)连接成串联电路, 通过小灯泡的亮度(或电流表示数大小)来显示哪个更易导电(2)想比较材料导电性能, 应使长度、横截面积相同(3)连接各元件成为串联电路(4)分别将选取的两种金属丝接入所设计的电路中, 观察小灯泡的亮暗(或电流表示数的大小), 若小灯泡较亮(或电流表示数较大), 说明与它串联的那种金属材料更容易导电模块二 电路设计与识别巩固夯实基础【例 14】 有些居民楼的楼道灯电路中含有两个开关, 一个是利用“光敏”材料制成的“光控开关”, 它的作用是天黑时自动闭合 , 天亮时自动断开; 一个是利用“声敏”材料制成“声控开关”, 它的作用是当
9、有人走动发出声音时自动闭合, 无声时自动断开. 如图所示各电路中, 能实现上述效果的是( )【答案】 D能力提升【例 15】 在楼梯中间安装的电灯, 需要在楼上、楼下都能控制灯的亮和灭. 如图所示为四位同学设计的控制楼梯灯的模拟电路图, 其中达不到控制要求的是( )A图甲 B图乙 C图丙 D图丁【答案】 C【例 16】 如图是电冰箱的简化电路图. 图中 M是电冰箱压缩机用的电动机, L 是电冰箱内的照明灯. 则下列判断正确的是( )A开关 S1闭合, S 2断开时, 照明灯 L与电动机 M串联B关上冰箱门时, S 1自动闭合, 使得照明灯 L熄灭C开关 S1、S 2都闭合时, 照明灯 L与电动
10、机 M并联D冰箱内温度降低到设定温度时, S 2自动断开, 电动机M停止工作【答案】 C【例 17】 请根据实物图画出对应的电路图.(1) (2)【答案】37L3L2L1S1S2L3L2L1S1(1) (2)模块三 填表问题知识导航填表方法 确定用电器连接方式 确定电流走向 走电流的路填电流表; 不走电流的路填电压表夯实基础【例 18】 如图所示的电路中, 要使灯 L1、L 2串联, 甲、乙、丙三只电表应依次是 ; 要使两盏灯并联, 甲、乙、丙三只电表应依次是 .L1L2丙丙丙【答案】 电压表, 电流表, 电压表; 电流表, 电压表, 电流表【例 19】 下图所示的电路中, L 1、L 2正常
11、发光, a、b 是两只电表, 则( )Aa 是电流表, b 是电压表Ba 是电压表, b 是电流表Ca、b 都是电流表Da、b 都是电压表【答案】 A【例 20】 在如图所示电路中, 电表应是 表 ; 电表应是 表; 电表应是 表; 电表应是 表【答案】 电流、电压、电流、电压模块四 复杂电路分析知识导航电路中电表的简化为了看清用电器之间的连接关系, 我们需要先将电流表、电压表简化, 简化方法如下:电压表V对电流阻碍作用很大, 几乎不能通过电流, 可以将电压表及两端导线一起去掉 电流表 c1A对电流几乎没有阻碍作用, 可以将电流表替换为导线识别电路的几种方法 定义法如电路中各元件是逐个顺次首尾
12、相连的, 此电路就是串联电路, 若各元件(用电器)“首首相接, 尾尾相连”并列地连在电路两点, (“首”即为电流流入用电器的那一端, “尾”即电流流出用电器的那一端. )此电路就是并联电路. 39电流法电流法是识别串、并联电路最常用的方法. 所谓“电流法”就是在识别电路时, 让电流从电源正极出发经过各用电器回到电源负极, 途中不分流, 电流始终是一条路径, 这些用电器的连接方式就是串联; 如果电流在某处分为几条支路, 若每条支路上只有一个用电器, 电流在电路中有分有合, 则这些用电器之间的连接方式就是并联. 拆除法拆除法是识别较难电路的一种重要方法. 它的原理就是串联电路中各用电器互相影响,
13、并联电路中各用电器互不影响. 在串联电路中, 拆除任何一个用电器, 其他用电器中就没有电流; 在并联电路中, 拆除任何一个用电器, 其他用电器中仍有电流通过.节点法所谓“节点法”就是在识别不规范电路过程中, 不论导线有多长, 只要其间没有电源、用电器等, 导线两端点均可以看成同一个点, 从而找出各用电器两端的公共点.能力提升【例 21】 请说出分别闭合 S1、S 2; 同时闭合 S1、S 2, 均有哪盏灯发光? 并画出等效电路图. (1) (2) (3)(4) (5)【答案】 略.【例 22】 图中四个灯泡的连接方式是( )A四灯串联 B四灯并联C 2L、 3、 4并联, 再与 1L串联D 1
14、、 、 并联, 再与 4串联【答案】 D串联电路的判断, 只要抓住电路只有一条路径即可, 并联电路较串联电路复杂, 可以用以下方法判断：N 个电阻并联, 我们不妨理解为 N个电阻的一端通过导线连在一起, 接在电路的某个(节)点 A, 同时 N个电阻的另一端通过导线也连在一起, 接在电路中的另一个(节)点 B这就是依据并联电路的概念判断电路是否为并联电路为了便于说明, 我们在各节点处表上A、B、C、D具体判断方法是： 1L的左端与 2的右端通过导线连接在点 A(或 C)处, 同时 的右端与 L的左端通过导线连接在点 B处, 因此 1与 2并联; 1的左端与 3的左端通过导线连接在点 A(或 C)
15、处, 同时 1的右端与 3的右端通过导线连接在点 B(或 D)处, 因此 1L与 3, 也就是 1L、 2、 3三灯并联; 4的左端与 1的右端(或 2的左端或 3的右端)通过导线连接在一起, 而 4的右端没有和 1L、 2、 3三灯的另一端连接在一起, 因此电路是 1、 2、 3三灯并联后再与 4串联, 是混联电路, 等效电路如图所示【例 23】 如下图, 电压表 V1示数为 6V, 电压表 V2示数为 7V, 电压表 V3示数为 10V, 求各个电阻电压分别为多少? 【答案】 13VU, 2, 34VU41【例 24】 请画出右面电路图各个状态的等效电路图：只断开开关 S1, 滑片 P移至
16、端点 B时只闭合开关 S1, 滑片 P仍在端点 B时只断开开关 S3, 滑动变阻器的滑片 P在端点 A时【答案】实战演练【练 1】 如图, 要使滑动变阻器的滑片 P向右移动时, 电阻变大, 应选择的接线柱是( )AA, D BB, C CA, B DC, D【答案】 B【练 2】 如图所示的电路中 1R和 2并联, 现在用电压表和电流表测量通过 1R和 2的电流强度及 1R两端的电压, 请在“”内填写相应的符号“ V”或“ A”【答案】 1： A 2： V 3： A【练 3】 小菁同学连接两灯并联电路的情况如图所示. 当他“试触”时, 发现电压表的指针不动、电流表的指针很快向右偏转, 两灯都不
17、发光. 小红同学指出她在电路连接中有错误. 若闭合开关 S, 可能造成的后果是_; 现在请你只改接如图电路中的一根导线, 使电路连接完全正确.(在错接的导线上画, 然后画出正确的接线位置)【答案】 电流表被烧坏; 43超导体一般材料在温度接近绝对零度的时候, 物体分子热运动几乎消失, 材料的电阻趋近于 0, 此时称为超导体, 达到超导的温度称为临界温度. 1911 年 , 荷 兰 科 学 家 卡 末 林 昂 内 斯 (Heike Kamerlingh-Onnes)用 液 氦 冷 却 汞 , 当 温 度 下 降 到 4.2K(268.95)时 , 水 银 的 电 阻 完 全 消 失 , 这 种
18、现 象 称 为 超 导 电 性 , 此 温 度 称 为 临 界 温 度 . 根 据 临 界 温 度 的 不 同 , 超 导 材 料 可 以 被 分 为 ： 高 温 超 导 材 料和 低 温 超 导 材 料 1. 但 这 里 所 说 的 高 温 , 其 实 仍 然 是 远 低 于 冰 点 0的 , 对 一 般人 来 说 算 是 极 低 的 温 度 . 1933 年 , 迈 斯 纳 和 奥 克 森 菲 尔 德 两 位 科 学 家 发 现 , 如 果 把 超 导 体 放 在 磁 场 中 冷却 , 则 在 材 料 电 阻 消 失 的 同 时 , 磁 感 应 线 将 从 超 导 体 中 排 出 , 不
19、能 通 过 超 导 体 , 这种 现 象 称 为 抗 磁 性 . 经 过 科 学 家 们 的 努 力 , 超 导 材 料 的 磁 电 障 碍 已 被 跨 越 , 下 一 个难 关 是 突 破 温 度 障 碍 , 即 寻 求 高 温 超 导 材 料 . 后 来 人 们 还 做 过 这 样 一 个 实 验 ： 在 一个 浅 平 的 锡 盘 中 , 放 入 一 个 体 积 很 小 但 磁 性 很 强 的 永 久 磁 体 , 然 后 把 温 度 降 低 , 使锡 盘 出 现 超 导 性 , 这 时 可 以 看 到 , 小 磁 铁 竟 然 离 开 锡 盘 表 面 , 慢 慢 地 飘 起 , 悬 空 不动 . 高 温 超 导 材 料 的 用 途 非 常 广 阔 , 大 致 可 分 为 三 类 ： 大 电 流 应 用 (强 电 应 用 )、 电子 学 应 用 (弱 电 应 用 )和 抗 磁 性 应 用 . 大 电 流 应 用 即 前 述 的 超 导 发 电 、 输 电 和 储 能 ; 电 子 学 应 用 包 括 超 导 计 算 机 、 超 导 天 线 、 超 导 微 波 器 件 等 ; 抗 磁 性 主 要 应 用 于 磁悬 浮 列 车 和 热 核 聚 变 反 应 堆 等 . 超 导 磁 流 体 推 进 船 超 导 托 卡 马 克 核 聚 变 实 验 装 置 磁 悬 浮 列 车
