免费下载!
[!--downpath--]电压和电路学完以后,接出来就是电流和内阻,明天整理了电流和内阻的内容,正在学习的朋友快来对照,瞧瞧自己有没有都把握~
电流
(一)电流的作用
1.电流是产生电压的缘由:电流使电路中的自由电荷定向联通产生了电压。电源是提供电流的装置。
2.电路中获得持续电压的条件:①电路中有电源(或电路两端有电流);②电路是连通的。
3.在理解电压、电压的概念时,通过观察水流、水压的模拟实验帮助我们认识问题,这儿使用了科学研究方式“类比法”
(二)电流的单位
1.国际(基本)单位:V
常用单位:kV、mV、μV
换算关系:1Kv==1mV=1000μV
2.记住一些电流值:一节干电瓶1.5V一节蓄电瓶2V家庭电流220V对人体安全电流不低于36V
3.电瓶组串联:U=U1+U2+U3;电瓶组并联:U=U1=U2=U3;2节干电瓶串联是3V,2节干电瓶并联是1.5V。
(三)电流检测
仪器:电流表
符号:
2.读数时,应先看阻值,再看分度值,最后读数。
3.使用规则:
①电压表应与被测用家电并联。
②电压表介入电路时,应使电压从电流表的“正接线柱”流入,从“负接线柱”流出。否则表针会反偏。
③被测电流不要超过电流表的阻值。
④量程范围内,电流表可直接接到电源两极上可变电阻符号,测电源电流。
⑤在预先不能预测被侧电流值时,应先进行试触。
Ⅰ危害:被测电流超过电流表的最大量程时,除了测不出电流值,电流表的表针就会被打弯甚至烧毁电流表。
Ⅱ选择阻值:实验室用电流表有两个阻值,0~3V和0~15V。检测时,先选大量程,进行试触,若被测电流在3V~15V可检测,若被测电流大于3V则换用小的阻值,若被测电流小于15V则换用更大量程的电流表。
(四)电压表、电压表的比较
(五)借助电压表、电压表判定电路故障
1.电压表示数正常而电流表无示数
“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电压通过电流表。
则故障诱因可能是:
①电压表损毁;
②电压表接触不良;
③与电流表并联的用家电漏电。
2.电流表有示数而电压表无示数
“电压表有示数”表明电路中有电压通过电流表,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电压流过电压表,则故障缘由可能是:
①电流表漏电;
②或电流表并联的用家电开路,此时电压表所在电路中串联了大内阻(电流表电阻)使电压太小,电压表无明显示数。
3.电压表电流表均无示数
“两表均无示数”表明无电压通过两表,不仅两表同时漏电外,最大的可能是主电路断路造成无电压(即电流表之外的电路有断路)。
内阻
(一)定义及符号
内阻表示导体对电压的制约作用的大小。符号:R。
(二)单位
1.国际单位:欧姆。规定:假如导体两端的电流是1V,通过导体的电压是1A,这段导体的内阻是1Ω。
2.常用单位:千欧、兆欧。
3.换算:1MΩ=106Ω1KΩ=103Ω(10和3均为指数)
4.了解一些内阻值:手探照灯的小灯泡,钨丝的阻值为几欧到十几欧。日常用的白炽灯,钨丝的内阻为几百欧到几千欧。实验室用的铝线,内阻大于百分之几欧。电压表的电阻为零点几欧。电流表的电阻为几千欧左右。超导体的内阻为零。
(三)影响诱因
(材料、长短L、横截面积S、温度T)
1.实验原理:在电流不变的情况下,通过电压的变化来研究导体内阻的变化。(也可以用串联在电路中小灯泡照度的变化来研究导体内阻的变化)
2.实验方式:控制变量法。
3.推论:导体的阻值是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积,还与气温有关。与电流和电压的大小无关。
4.推论理解:
导体内阻的大小由导体本身的材料、长度、横截面积决定。与是否接入电路、与外加电流及通过电压大小等外界诱因均无关,所以导体的阻值是导体本身的一种性质。
(四)分类
1.定值内阻:
电路符号:
2.可变内阻(变阻器):
滑动变阻器电路符号
滑动变阻器:
构造:瓷筒、电阻丝(电阻很大)、滑片P、金属杆、接线柱。结构示意图:
变阻原理:通过改变接入电路中的内阻线的宽度来改变阻值。
使用方式:
①根据标牌选择合适的滑动变阻器;
②滑动变阻器应串联在电路中;
③接法是“一上一下”接;
④接入电路前(闭合开关前)应将滑动变阻器调到电阻最大处。
标牌:某滑动变阻器标有“50Ω1.5A”字样,50Ω表示滑动变阻器的最大电阻为50Ω或变阻范围为0~50Ω。1.5A表示滑动变阻器容许通过的最大电压为1.5A。
作用:①通过改变电路中的阻值,逐步改变电路中的电压和部份电路两端的电流;②保护电路。
异同点:才能逐步连续改变连入电路的阻值,但不能表示连入电路的电阻是多少。
3.内阻箱的读数方式
A:旋盘式:各旋盘下小三角指示的数×面板上标记的倍数,之后加在一起,就是阻值箱接入电路的阻值值。
B:插槽式:插入的不读,不插入的读。
典型例题
例1.现有几根锰铜合金丝和钴铬合金丝,其尺寸如右表所示.请你设计实验方案,在不割断合金丝的前提下,比较锰铜合金丝和钴铬合金丝这两种材料的导电性能。
(1)应选用编号为的锰铜合金丝和编号为的钴铬合金丝进行实验.
(2)选择实验器材并依据所选器材,画出一个能反映实验方案的电路图.
解析:(1)对于多变量的探究题目,要采用控制变量的思想来设计实验;探究的是不同材料的合金丝的导电性能,就须要保持合金丝的材料不同,而控制其他诱因保持一致.回归此题,锰铜合金丝和钴铬合金丝的材料不同,要想探究它们的导电性能就必须控制厚度和横截面积保持一致,据此来选择实验材料。
(2)合金丝导电性能的优劣难以直接看出,所以须要运用“转换法”将其转化为易观察的现象;方式有多种,可在电路中接入一个小灯泡,通过小灯泡的疏密程度来判定它们的导电性,但这样的实验疗效不是太显著;也可以在电路中接入一个电压表,通过电压表的示数来间接判定它们的导电性能。
答案:解:(1)由控制变量法知,应控制两种材料的厚度和横截面积相等来进行研究,表格中,D、H两根导线符合要求.
故答案为:D、H
(2)由剖析可知,在电路中串联一电压表,通过电压表的示数来判定它们的导电性能;
器材:电源、电流表、开关一个、导线若干、D导线和H导线各一根;
方式:在A、B之间分别接入D、H两根导线,观察电压表的示数的不同.若电压大,则表示导电性能好.画图如下:
例2实验课上,朋友们把两个相同尺寸的小灯泡联接在如图甲所示的电路中,闭合开关后,两灯发光.此时,一朋友不留神把L1的玻璃壳体打破了,结果L1熄灭,L2却更亮了.这是为何呢?她们提出猜测:
推测一:可能L1处发生断路;
推测二:可能L1处发生漏电.
(1)依据串联电路的特性,可知“猜想一”是(选填:“正确”或“不正确”)的.
(2)针对“猜想二”,朋友们找来一只电流表,先后并联在L1、L2两端,如图乙所示.如果“猜想二”是正确的,则电流表并联在L1两端时示数(选填“有”或“无”),并联在L2两端时示数(选填“有”或“无”).
(3)实验发觉两次电流表均有显著读数,且L1两端电流比L2两端电流小,说明“猜想二”也不正确.你觉得L1熄灭、L2更亮的缘由可能是()
A、L1内阻变大.B、L1内阻变小.
C、L2内阻变小.D、L1功率变大
解析:本题考查了串联电路的特性和电流表使用,对一个数学问题可以大胆猜测,之后通过试验验证推测,假如符合则猜测正确,假若不符合,则猜测错误.
答案:解:(1)依据串联电路的特性,假如某处有断路,则整个电路都会不通,而结果是结果L1熄灭,L2却更亮了,所以推测1不正确;
(2)L1处倘若发生漏电,则内阻为0,所以电流表两端应当没示数,L2正常,所以并联在L2两端时有示数;
(3)实验发觉两次电流表均有显著读数,且L1两端电流比L2两端电流小,说明既不是段路也不是漏电,而是L1内阻变小;
故答案为:(1)不正确;(2)无、有;(3)B
例3小明朋友在科技活动中,了解到有一种热敏内阻,其阻值R随气温t变化的图像如图甲所示.请回答:
(1)热敏阻值的电阻随气温的下降而(选填“增大”或“减小”).
(2)小明想借助热敏内阻制成气温报案器.实验室中现有两只外观完全相同的阻值R1和R2,其中一只为热敏内阻,另一只为定值内阻(电阻不随气温的变化而变化).为了分辨它们,小明设计了如图乙所示的电路.
①接出来小明应进行的操作步骤是.
②如何判定哪只是热敏内阻?.
解析:(1)从图像中可以看出,内阻随气温的下降而降低;
(2)①根据热敏内阻的电阻随气温的变化而变化,因而使电路产生通路,并改变其中一个内阻的体温;
②根据电压表的示数和湿度变化的阻值判别出热敏阻值。
答案:解:(1)依据图甲座标系中曲线的趋势可以得出,内阻随气温的下降而降低,因而热敏内阻的电阻随气温的下降而降低;
(2)小明将两个完全相同的内阻串联上去,为了探究内阻与气温的关系,首先须要操作的是:
闭合开关,对其中一只内阻加热。
之后通过观察电压的示数变化,假如电压示数变化说明热敏内阻随气温的变化而改变;若电压表示数减小.则该内阻为热敏内阻(或若电压表示数不变,则该内阻为定值内阻,另一只为热敏内阻)。
故答案为(1)降低;
(2)①闭合开关,对其中一只内阻加热.
②若电压表示数减小.则该内阻为热敏内阻(或若电压表示数不变,则该内阻为定值内阻,另一只为热敏内阻)。
例4小王朋友在探究“决定内阻大小的诱因”时,作出了如下猜测:
①在室温不变时,导体的内阻与导体的材料有关;
②在室温不变时,导体的内阻与导体的横截面积有关。
供他选择的导体如表所示。
要想验证推测①,应选表中两个导体的序号时:;
要想验证推测②,应选表中两个导体的序号时:.
解析:要探究内阻与材料的关系,依据控制变量法,应选定宽度、横截面积都相同,而材料不同的两根内阻丝;
要探究内阻与横截面积的关系,依据控制变量法,应选定材料、长度都相同,而横截面积不同的两根内阻丝.
答案:解:要探究内阻与材料的关系,依据控制变量法必须控制不仅材料以外的所有诱因相同.由表格中可知,序号A和C的宽度、横截面积都相同,所以要想验证推测①,应选表中的序号A和C;
要探究内阻与横截面积的关系,依据控制变量法必须控制不仅横截面积以外的所有诱因相同.由表格中可知,序号B和C的材料、长度都相同,所以要想验证推测②,应选表中的序号B和C.
故答案为A和C;B和C.
例5现有两个电流表、一个电源、一个已知电阻为R0的内阻、一个开关和一些导线可变电阻符号,要用以上器材测出未知电阻的阻值Rx要求:
(1)在下边实线框内分别画出两种不同方式的电路图;
(2)假如实验中电压表V1、V2的读数分别为U1、U2,请在横线写上对应的阻值Rx的表达式.(本题中x、1、2均为下标)
方式一的Rx=
方式二的Rx=
解析:本题中因为只给了两只电流表,难以直接用欧姆定理求解,故可以借助串联电路的电流特性求得Rx上的电流;由已知R0的电流可求得电压,则即可由欧姆定理求出阻值Rx。
答案:解:方式一:将两内阻串联,电流表V1测总电流,V2测R0上的电流,则可由串联电路的电流规律求得RX上的电流,即UX=U1﹣U2;
由欧姆定理求得R0的电压,I=U2/R0;
则RX=[(U1-U2)/U2]×R0;
方式二,将两内阻串联,电流表V1与RX并联,V2与R0并联,则可求得RX两端的电流为U1,电压为U2/R0,则测得内阻为:RX=(U1/U2)×R0
故答案为:(1)电路图如图:
(2)方式一的R=[(U1-U2)/U2]×R0
方式二的RX=(U1/U2)×R0
例6如图,已知电源电流为9V,V1表示数为6V,L2电压为2.5A,则
(1)灯L1和L2两端的电流各是多少?
(2)L1和L2的电压谁大?电压表示数为多少?
解析:(1)通过对电路的剖析,由串联电路的特性和欧姆定理求解;
(2)由串联电路的电压规律可直接得出结果。
答案:解:(1)由电路可知,V1检测L1的电压,故V1两端的电流为6V;
两灯串联,由串联电路的电流规律得:U2=U﹣U1=9V﹣6V=3V;
(2)因两灯串联在电路中,故电压一样大都等于L2中的电压2.5A
答:(1)L1两端的电流为6V,L2两端的电流为3V,
(2)两灯中的电压一样大,电压为2.5A
例7如图所示,用相同的电流表检测不同阻值的电流,已知第一个电流表的示数是9V,第一个电压表示数是15mA,第二个电压表示数是12mA.求各电流表之和是多少伏?
剖析:首先按照电路图剖析电路的联接形式,剖析电流表的实质,电流表虽然就是一个大内阻接一个电压表,之后按照欧姆定理和并联电路电压特性估算各电流表之和是多少伏。
答案:解:电流表虽然就是一个大内阻接一个电压表,所以所测的仍是电压,所以电路图可视为并联电路.
在该电路中,由第一个电压表示数和第二个电压表示数可知,通过电流表的电压为3mA,对应示数为9V.又每位回路都恰只有一个电流表,所以接入电流表的回路一定会把支路的15mA电压分完.
15mA÷3mA=5
5×9V=45V
答:各电流表示数之和为45V.