在上一节课中,我们学习了热学中的一个重要知识-欧姆定理,即通过导体的电压,与导体的电流成反比,与导体的内阻成正比,它是美国化学学家欧姆在19世纪初经过大量实验得出的,它可用公式R=U/I表示。在这一节课中我们继续探究欧姆定理的一些重要应用:
1检测定值内阻的电阻
伏安法测内阻
实验原理
伏安法,R=U/I
实验电路
电路图
实验数据
实验数据表格
注意事项
1.实验中采取的减少偏差的方式是多次检测求平均值.
2.上述检测内阻的方式,一般称做“伏安法”.
2检测小灯泡的电阻
实验原理
伏安法,R=U/I
实验电路
实验电路图
实验数据
数据表格
注意事项
检测小灯泡的阻值时,不能取平均值作为小灯泡的内阻,这是由于随着气温的下降,内阻丝的内阻会变大。
3串并联电路中电阻的特征
串联电路
⑴电流特性:在串联电路中,电压处处相等,表达式为:
I串=I1=I2=···=In
⑵电压特性:串联电路两端的电流等于各部份电路两端的电流之和。表达式为:
U串=U1+U2+···+Un
⑶电阻特性:串联电路的总内阻等于各部份内阻之和,表达式为:
R串=R1+R2+···+Rn
即导体串联后相当于降低了导体的厚度,所以串联后的总内阻比其中任一个内阻都大。
典型例题:在如图甲所示的电路中,V1、V2都是有0~3V和0~15V两个阻值的电流表.当闭合开关S后,两个电流表的表针偏转均如图乙所示,则内阻R1、R2的电阻之比为()
A.1:5B.5:1
C.1:4D.4:1
答案:D
点评:在串联电路中,U1/U2=R1/R2,该推论称为串联电路的分压原理,解题时可直接运用.
并联电路
⑴电流特性:在并联电路中.支路中的电压等于各大道电压之和,表达式为:
I并=I1+I2+···+In
⑵电压特性:并联电路两端的总电流等于各大道两端的电流,表达式为:
U并=U1=U2=···=Un
⑶电阻特性:几个导体并联上去.总内阻大于任何一个导体的阻值.这是由于导体并联相当于降低了导体的横截面积。表达式为:
R并=1/R1+1/R2+···+1/Rn
典型例题:内阻R1=1Ω,R2=24Ω,把它们并联后的总内阻()
A.一定小于24ΩB.小于1Ω,大于24Ω
C.一定大于1ΩD.可能等于1Ω
答案:C
点评:并联电路总内阻的估算在教材中已不作要求,但从决定导体内阻大小的诱因来剖析并联电路的总内阻,朋友们还是应当学会的。
4欧姆定理中的伏安特点曲线
由欧姆定理知,导体中的电压与导体两端的电流成反比,与导体的内阻成正比,因而我们可以依据公式I=U/R在座标系中画出U-I曲线及I-R曲线,如右图:
U-I曲线
I-R曲线
典型例题:(2018•南京)如图甲所示是阻值R和灯泡L的I﹣U图像。由图可知,内阻R的电阻是Ω.将内阻R和灯泡L接在图乙电路中,S闭合,电压表示数为0.3A,则电源电流为V。
【分析】由图示图像求出阻值两端电流与对应的电压,之后由欧姆定理求出阻值电阻;由图示图像求出电压对应的内阻与灯泡两端电流,之后由串联电路特性求出电源电流。
【解答】解:(1)按照图像,由I=U/R可得,内阻R的电阻:R=UR/IR=6V/0.6A=10Ω;(2)由电路图可知,内阻R和灯泡L串联,电压表测电路中的电压,串联电路中各处的电压相等,由图像可知,电压I=0.3A时,UL=1V,UR=3V,则电源电流:U=UL+UR=1V+3V=4V;故答案为:10;4。
【点评】本题考查了串联电路的特性和欧姆定理公式的应用,关键是能从图像中得出正确的信息。
5试题重现
习题1:(2018•扬州)如图所示,电源电流保持不变,先闭合开关S1,电流表示数为U1;再闭合开关S2,电流表示数为U2,内阻R1、R2的电阻之比为()
A.U1:U2B.U2:UI
C.U2:(U2﹣U1)D.U1:(U2﹣U1)
习题2:(2018•昆山)怎样从外部检查动物含水量的变化呢?科学家用片状石墨烯制成的湿敏内阻Rx附着在茎秆上,动物含水量变低,Rx变小,电表示数变小;动物含水量变高,Rx变大,电表示数变大电阻的测量乐乐课堂,电源电流恒定,R0为定值内阻,下述电路图中符合要求的是()
习题3:(2018•南京)如图所示为小王朋友设计的遮光感应烟雾侦测器部份工作原理图。在一个外部光线没法步入的烟室中,装有一个激光发生器及带有一光敏内阻R0(光照越强,R0电阻越小,反之则越大)的电路,R为定值内阻,电源电流恒定。烟雾步入烟室后,激光被烟雾遮挡而使光敏内阻的电阻发生变化,烟雾越来越浓时,电路中电流表示数日渐,当电流表示数达到某一固定值时,侦测器便会发出警报。假如要使烟雾含量较小时侦测器就能发出警报电阻的测量乐乐课堂,你觉得对电路中的R应怎样调整?答:
习题4:(2018•尚志)如图所示的电路中,电源电流保持不变。只闭合开关S1时,R1两端的电流为U1,电流表V1与V2的示数之比为3:2;若只闭合开关S2时,R2两端的电流为U2,电流表V1与V2的示数之比为4:3,则R1与R2的阻值之比为,电流U1与U2之比为。
习题5:(2018•南京)如图是阻值A、B的I﹣U图像。由图可知:B内阻的电阻是Ω;将内阻A、B串联后接入电路,当通过A的电压为0.3A时,A和B两端的总电流是V;将内阻A、B并联后接入某电路,当通过B的电压为0.2A时,A两端的电流是V。
完
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