中考物理 基礎知識手冊 第十六章 電壓 電阻.doc

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第十六章電壓電阻 知識網(wǎng)絡構(gòu)建 高頻考點透析 序號 考點 考頻 1 電壓表的使用 ★★★ 2 串聯(lián)電路、并聯(lián)電路電壓的特點 ★★★ 3 電阻及影響電阻大小的因素 ★★ 4 半導體和超導體的特點 ★ 5 滑動變阻器的使用 ★★ 第一講電壓及串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律 知識能力解讀 （一）電壓 1．電壓：使電路中自由電荷發(fā)生定向移動形成電流的原因，符號是U。 2．電壓的單位：在SI制（國際單位制）中，電壓的單位是伏特，簡稱伏，符號是V。電壓的常用單位：千伏(kV)、毫伏(mV)。1 kV=103 V，l V=103 mV。 3．電源的作用：給電路提供電壓。電源內(nèi)部不斷地使正極聚集正電荷，負極聚集負電荷，使其兩極間產(chǎn)生電壓。因此電源是提供電壓的裝置，不同的電源提供的電壓一般不同。電源兩端的電壓可用電壓表來測量。 （二）電路與水路的類比 水路 電路 示意圖 組成及作用 水泵（保持一定水壓） 水管（傳送水） 水輪機（利用水能的設備） 閥門（控制水流的大小、通斷） 電源（保持一定電壓） 導線（傳輸電流） 燈泡（用電器） 開關(guān)（控制電流的通斷） 要點 水泵水壓水流 電源電壓電流 （三）需記住的幾種常見電壓值 名稱 電壓值 一節(jié)干電池 1.5伏 一節(jié)鉛蓄電池 2伏 人體的安全電壓 不高于36伏 我國照明電路的電壓 220伏 （四）電壓表 1．電壓表：用來測量電路兩端電壓的儀表叫做電壓表，如圖所示。電壓表所能測量的電壓范圍叫做電壓表的量程。 2．電壓表的特點：其內(nèi)阻很大，接入電路后相當于開路。 3．電壓表的量程：實驗室常用電壓表有兩個量程：0～3 V與0～15 V。使用0～3 V量程，讀數(shù)時看表盤下一行數(shù)字，其每一大格代表1V，每一小格代表0.1V;使用0～15 V量程，讀數(shù)時看表盤上一行數(shù)字，其每一大格代表5V，每一小格代表0.5 V。 4．電壓表的使用規(guī)則 (1)電壓表要與被測用電器并聯(lián)，如圖所示。 (2)“+”“-”接線柱的接法要正確。使電流從“+”接線柱流入，從“-”接線柱流出。 (3)被測電壓不要超過電壓表的量程。 5．注意事項 (1)某電路有電流通過，則該電路兩端一定有電壓。如燈泡有電流通過時，燈絲兩端一定有電壓。某電路兩端有電壓，電路中不一定有電流通過，還要看電路是不是通路。 (2)電壓表一定跟被測電路的用電器并聯(lián)。錯接成串聯(lián)，電路就相當于開路了，用電器不能工作，但此時電壓表有示數(shù)，且示數(shù)等于電源電壓（不超電壓表量程的情況下）。 (3)電壓表在量程允許的情況下，可以直接連接在電源兩極測電源電壓（但電流表絕對不允許這樣接）。 （五）串、并聯(lián)電路中電壓的特點 1．串聯(lián)電路電壓的特點：串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各串聯(lián)部分兩端電壓之和，表達式： 2．并聯(lián)電路電壓的特點：并聯(lián)電路各支路兩端電壓都相等，表達式：。 （六）電池組及其特點 1．串聯(lián)電池組 取幾節(jié)相同的電池，首尾依次相連組成的電池組，叫串聯(lián)電池組，串聯(lián)電池組的總電壓等于各節(jié)電池兩端電壓之和。 2．并聯(lián)電池組 取幾節(jié)相同的電池，正極與正極、負極與負極分別連在一起組成的電池組叫并聯(lián)電池組。并聯(lián)電池組的電壓等于一節(jié)電池兩端的電壓。 解題方法技巧 （一）電壓表的讀數(shù)方法 (1)明確所使用電壓表的量程。 (2)認清所使用量程的分度值。 (3)由指針的位置，讀出電壓表的示數(shù)，必要時，要進行估讀。比較表盤可看出：若選用不同量程，當指針位置相同時，讀數(shù)正好為5倍關(guān)系。 （二）電壓表的使用方法 (1)電壓表要并聯(lián)在電路中；(2)“+”“-”接線柱的接法要正確，即電流“+”進“-”出；(3)被測電壓不要超過電壓表的量程。 （三）串、并聯(lián)電路電壓的計算 首先對電路進行分析，判斷出電壓表的測量范圍，然后再根據(jù)串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律進行計算，串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和（即）；并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等（即）。 （四）運用“去表法”分析電路 在電路中同時出現(xiàn)多個電流表和電壓表，導致電路變得較為復雜，為了弄清電路中用電器或電阻的連接形式，找出電流和電壓的規(guī)律，可以先用“去表法”處理電路。在用“去表法”時，把電流表看成導線，把電壓表看成斷開的開關(guān)。 跨越思維誤區(qū) （一）判斷電壓表測哪部分電路兩端的電壓易出錯 在使用電壓表時，電壓表要并聯(lián)接入電路，電壓表與哪一段電路并聯(lián)，就測哪一段電路兩端的電壓。對于給定的電路或電路圖，電壓表測的是哪個元件的電壓，同學們易辨別不清，導致出錯。 （二）關(guān)于電壓表的使用易出錯 由于對電壓表的使用規(guī)則掌握不熟練，把電壓表連入電路時往往會出現(xiàn)“+”“-”接線柱接反，量程選擇不正確等錯誤。 物理思想方法 假設法 所謂假設法，即根據(jù)題意合理地假設一些簡單的物理條件、物理狀態(tài)、物理過程等，然后運用物理規(guī)律進行分析、討論和計算的思維方法。如判斷電路中電表，我們可以首先假設是電流表或電壓表，然后看這種假設是否符合題意，運用假設法和拆除法判斷電表的類別時，關(guān)鍵是把握住電流表和電壓表是測量儀表，它們接入電路后對電路的結(jié)構(gòu)并不影響，電流表的內(nèi)阻很小，可以忽略不計，在電路中可用一根導線取而代之，而電壓表的內(nèi)阻很大，可以認為沒有電流通過它，在電路中可以看做斷路點。 中考考點鏈接 （一）中考考點解讀 本講的重點是電壓表的使用及串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律；難點是分析電壓表測的是哪部分電路兩端的電壓。常以選擇題和實驗探究題為主。 （二）中考典題剖析 1．電壓表的使用 2．實驗探究串聯(lián)電路的電壓特點 3．電路故障的判斷 第二講電阻變阻器 知識能力解讀 （一）電阻 1．電阻的定義：在物理學中用來表示導體對電流阻礙作用大小的物理量，用R表示。 2．電阻大小的決定因素：電阻是導體本身的一種性質(zhì)，不同導體的電阻一般不同，它只取決于導體的材料、長度、橫截面積和溫度，在導體材料、橫截面積相同時，導體越長，電阻越大。在導體材料、長度相同時，導體的橫截面積越大，電阻越小。導體的電阻跟導體兩端的電壓、通過導體的電流無關(guān)，也跟導體是否通電無關(guān)。 3．電阻的單位：在國際單位制中，電阻的單位是歐姆，符號是Ω。如果導體兩端的電壓是1V，通過的電流是1 A，這段導體的電阻就是1Ω。電阻的常用單位還有千歐( kΩ)、兆歐(MΩ)。1 kΩ=103Ω，1 MΩ=106Ω。 4．電阻在電路圖中的符號：。 拓展： 電阻定律： (1)內(nèi)容：對于一定材料制成的橫截面均勻的導體，在溫度保持不變時，導體的電阻R跟導體的長度l成正比，跟導體的橫截面積S成反比。 (2)公式：。 (3)單位：在國際單位制中，l、S、R的單位分別是米、米2和歐。代表電阻率，它的單位是歐米。電阻率和導體的材料有關(guān)，并隨溫度的變化而變化。金屬和合金的電阻隨溫度的升高而增大，半導體的電阻隨溫度的升高而城小。 （二）滑動變阻器 1．結(jié)構(gòu)：由絕緣管，線圈（繞在絕緣管上，表面涂有絕緣層的電阻絲），金屬桿，滑片（套在金屬桿上）等構(gòu)成，如圖所示。 2．原理：通過改變連人電路中電阻線的長度來改變電阻，從而改變電流。 3．符號和結(jié)構(gòu)示意圖：如圖所示。 4．接線方法：分別接金屬桿上一個接線柱(C或D)和電阻線上一個接線柱(A或B)，即有A與C、A與D、B與C、B與D四種接法。 5．作用：改變電流、調(diào)節(jié)電壓和保護用電器。 6．注意事項：(1)使用滑動變阻器一定要“一上一下”連接接線柱，不要同時接金屬桿上兩接線柱C與D，這樣其電阻絲未接入電路，起不到變阻的作用，且會形成短路，造成燒壞電表和電源的危險；也不應直接接電阻絲兩端的接線柱，這樣相當于在電路中接入一個阻值很大的定值電阻，起不到變阻、調(diào)壓的作用。 (2)分清滑動變阻器是哪一段電阻絲接入電路，當滑片P向左（或向右）移動時，其電阻怎么變化；閉合關(guān)前，要使滑片P處在連入電路的電阻值最大的位置。(3)使用時，通過滑動變阻器的電流不要超過變阻器標示的允許值。 7．銘牌上標有的“20Ω，1A”的含義：“20Ω”指滑動變阻器的最大阻值為20Ω，“1 A”表示允許通過的最大電流是1A。 8．應用：家用電器的音量調(diào)節(jié)、可調(diào)亮度的臺燈、可調(diào)溫度的電熱毯等。 （三）電阻箱 電阻箱是能表示出阻值的變阻器。使用時，把兩個接線柱接入電路，調(diào)節(jié)各個旋盤就能得到 所需的阻值。各旋盤對應的指示點的示數(shù)乘以面板上標出的倍數(shù)，然后加在一起，就是接入電路的阻值。 （四）滑動變阻器、電阻箱的比較 種類 原理 實物 符號 接線方法 改變電阻值 相同點 滑動變阻器 常用變阻器是通過改變接入電路中的電阻線的長度來改變電阻的 ①接入電路時不能只將金屬桿C、D或電阻線A、B接入電路 ②按照要求接入A、D或A、C或B、C或B、D 能連續(xù)改變電阻，但無法讀出接入電路的電阻值 (1)變阻原理相同：通過改變接入電路的電阻絲的長度實現(xiàn)改變電阻 (2)作用相同：通 過改變電阻實現(xiàn)改變電流，調(diào)節(jié)電壓和保護用電器 (3)都有規(guī)定的最大阻值和允許通過的最大電流 (4)使用前應將電阻值調(diào)到最大，才能接通電路開關(guān) 電阻箱 ①將A、B接入電路 ②讀數(shù)時將各旋盤對應的指示點的示數(shù)乘 以面板上標出的倍數(shù)，然后加在一起 不能連續(xù)改變連入的電阻，但能讀出電阻值 （五）半導體 1．定義：導電能力介于導體和絕緣體之間的材料。 2．半導體的特性如下表所示。 特性名稱 特性內(nèi)容 用途 應用實例 熱敏特性 半導體材料受熱后，電阻隨溫度升高而迅速減小 熱敏電阻 熱敏溫度計 光敏特性 半導體材料受到光照時，電阻大大減小 光敏電阻 光電計數(shù)器 壓敏特性 半導體材料受壓時會改變電阻值 壓敏元件稱 重計 摻雜特性 摻入極微量的雜質(zhì)可使其導電性能發(fā)生較大改變 晶體管 發(fā)光二極管 （六）超導體 1．定義：某些物質(zhì)在溫度降到很低時電阻會變成零的現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象。能發(fā)生超導現(xiàn)象的物體叫超導體。 2．超導體的應用舉例 (1)輸電導線利用超導體，可以大大降低輸電過程中的電能損耗。 (2)用超導材料來制造電子元件，不用考慮散熱問題，元件尺寸大大縮小，進一步實現(xiàn)電子設備的微型化。 (3)利用超導體可制造出磁浮列車，它的速度可達幾百千米每小時。 解題方法技巧 （一）改變電阻大小的方法 導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì)，與它是否接入電路、是否有電流通過、兩端是否加有電壓都無關(guān)，只與導體的長度、橫截面積、材料和溫度有關(guān)。 （二）判斷滑動變阻器阻值的變化 滑動變阻器的接法 接入的電阻 絲部分 電阻的變化情況 使用的接線柱 圖示 四種有效接法 A、C AP 向右移動滑片P，電阻將變大 A、D AP 向右移動滑片P，電阻將變大 B、C PB 向右移動滑片P，電阻將變小 B、D PB 向右移動滑片P，電阻將變小 兩種無效接法 C、D R=0 左右移動滑片P，電阻不變 A、B R=定值(即最大值) 左右移動滑片P，電阻不變 跨越思維誤區(qū) 對“影響電阻大小的因素”理解不透而出錯 導體電阻的大小取決于導體的材料、長度、橫截面積以及溫度。因為一個導體連入電路之前，它的長度、橫截面積和組成材料是確定的，所以當溫度確定時，它的電阻就確定了。也就是說導體的這種阻礙作用總是存在的，不會因為導體兩端沒有加電壓，或者導體中沒有電流通過，這種阻礙作用就不存在，只是此時導體沒有起到阻礙電流的作用而已。因此一個導體的電阻，不會因為是否加電壓或是否有電流通過而改變，即導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì)。 物理思想方法 控制變量法 影響電阻大小的因素有多個：導體的長度、橫截面積、材料、溫度等。當探究電阻與其中的一個影響因素的關(guān)系時，應采用控制變量法。(1)探究電阻與導體的長度是否有關(guān)時，應控制導體的材料、粗細相同，比較不同長度的導體的電阻是否相同。(2)探究電阻與導體的粗細是否有關(guān)時，應控制導體的材料、長度相同，比較不同粗細的導體的電阻是否相同。(3)探究電阻與導體的材料是否有關(guān)時，應控制導體的粗細、長度相同，比較不同材料的導體的電阻是否相同。 中考考點鏈接 （一）中考考點解讀 本講的重點是影響導體電阻大小的因素、滑動變阻器的原理與使用；難點是電阻是導體本身的一種性質(zhì)、控制變量法在實驗中的應用和滑動變阻器的接線方法。中考主要考查電阻的決定因素和滑動變阻器的使用及連接，出題形式一般為填空題、選擇題和實驗探究題。 （二）中考典題剖析 1．實驗探究決定電阻大小的因素 2．滑動變阻器的接法