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电阻与欧姆定律

电阻课程要求:1、知道电阻的定义并理解影响电阻大小的因素。

2、会正确使用滑动变阻器。

知识和技能的基本要求:1、能区分导体和绝缘体;2、知道电阻及其单位;3、知道滑动变阻器的构造,会把滑动变阻器连入电路来改变电阻从而改变电流。

知识要点:1、导体和绝缘体(1)容易导电的物体叫导体,常见导体有金属、人体、大地、石墨,以及酸碱盐的水溶液。

(2)不容易导电的物体叫绝缘体,常见的绝缘体有玻璃、陶瓷、橡胶、塑料、油、纸。

(3)在一定条件下绝缘体可以转化为导体:如玻璃在达到红炽状态时可以变成导体,木头在潮湿的情况下也可以变为导体。

2、电阻(1)反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。

符号是R,电路图中符号:(2)电阻的国际单位是欧姆,简称欧,符号:Ω。

常用单位有:兆欧(MΩ)千欧(kΩ)它们之间关系:1MΩ=1000kΩ 1kΩ=1000Ω。

(3)决定电阻大小的因素:通过实验认识到任何导体对电流都有阻碍作用——即电阻。

阻碍作用大小(电阻)只跟导体的材料、长度、横截面积有关,还受温度影响。

要改变电阻,可以只改变长度或只改变横截面积,或只改变材料。

或同时改变三个量值。

而这些改变中,只有改变长度最方便。

所以人们制作了靠改变电阻线长度来改变电阻大小的仪器——变阻器。

3、变阻器滑动变阻器和电阻箱是两种常见的变阻器。

滑动变阻器可以连续改变连入电路中电阻大小,但不能直接读出电阻值多大。

而电阻箱可以直接读出连入电路中的电阻大小。

(1)滑动变阻器:原理:靠改变电阻线在电路中的长度来改变电阻作用:通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻,从而改变电路中电流大小铭牌:铭牌上标有“20Ω 2A”,“20Ω”指规定的最大电阻,“2A”允许通过的最大电流。

使用:①连电路时需把滑片置于阻值最大位置处。

②连接方法:(A)(B)两种接法中,P向右移动时,连入电路的电阻线变短,电阻变小;P向左滑时,连入电路中电阻线(PD)变长,电阻变大。

C、D两种接法中,P向右移动时,连入电路的电阻线(PC)变长,电阻变大。

P向左滑动时,连入电路中电阻线(PC)变短,电阻变小。

E接法中,连入电路中金属杆AB,(电阻为零)F接法中无论怎样移动滑片P,电流通过全部电阻丝电阻不会发生变化。

所以只相当于接入一个定值电阻。

综上分析:要想改变电阻只要接“一上一下”接线柱即可。

典型例题:例1、某导体接在5V的电源上时,它的电阻为10Ω;若将它改接在8V的电源上,则它的电阻为_______Ω;若加在它两端电压为零,它的电阻为_______Ω。

解答:10;10分析:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小只跟导体本身的材料长度和横截面积有关,而与导体两端电压无关。

此题中导体两端的电压改变时,而导体的材料、长度、横截面积均不改变,故电阻依然为10Ω。

例2、如图所示的电路中,当滑片P向右滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻值()。

A、变大;B、变小;C、不变D、无法判断答:变大。

分析:当滑动变阻器的一个上接线柱和两个下接线柱同时按上图方式连入电路中时,电阻线PB与金属杆PD并联。

电阻线PB段被短路,所以连入电路中的电阻线为AP段。

巩固练习:1、导体的电阻是导体本身的_______,它的大小决定于导体的______ _______________和________2、滑动变阻器的铭牌上标有“50Ω,2A”字样。

这个变阻器能接入电路的阻值范围是__________,“2A”表示__________。

3、关于导线的电阻,下列说法中正确的是()A、两根粗细一样的导线,长的电阻较大B、两根同样长短的导线,横截面积小的电阻大C、铁导线比铜导线的电阻大D、粗铜导线的电阻可能比细铁导线的电阻大4、一根均匀的金属导线,若从中间剪断后将两段拧在一起当作一条导线用,则它的电阻将()A、变大;B、变小;C、不变;D、无法判断5、下图所示的滑动变阻器4种连接方法中将滑片P向右移动能使电阻变大的是()6、如图电路中滑动变阻器连入电路的部分(用字母表示)和滑片P向右移动时变阻器连入电路电阻的变化情况分别为()A、Pb段,变大B、Pb段,变小C、Pa段,变大D、Pa段,变小练习答案:1、性质材料长度横截面积温度2、0~50Ω;允许通过的最大电流3、D4、B5、乙6、C选择题1、在通常情况下,下列各物质中属于导体的是()A、人体B、玻璃C、铅笔芯D、空气2、导体容易导电,是因为导体内有()A、大量能够自由移动的电子B、能够移动的电子C、可以自由移动的正电荷D、大量的能够自由移动电荷3、在滑动变阻器的结构示意图中选择两个接线柱,把它串联在电路中,当P移动时,下列对电路电流大小的判断,正确的是()A、A、C连入电路,P向左滑动,电流变大B、A、B连入电路,P向右滑动,电流变小C、B、C连入电路,P向右滑动,电流不变D、B、D连入电路,P向左滑动,电流变小4、由下图电路,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P由b经c向a滑动时,灯泡的亮度变化是()A、由亮变暗B、由暗变亮C、亮度不变D、以上都不对5、如图所示,将两个变阻器串联起来,CA接入电路中,要使两个变阻器的总电阻大,滑片P1和P2的位置为()A、P1在最右端,P2在最左端 B、P1在最左端,P 2在最左端C、P1在最右端,P2在最右端 D、P1在最左端,P2在最右端答案与解析答案:1、AC2、D3、AD4、B5、D解析:1、常见导体有金属、人体、大地石墨,以及酸碱盐的水溶液2、略3、可参照滑动变阻器的使用4、向左滑动,电阻变小,电路中电流变大,灯变亮。

5、两个电阻丝串联,P1在最左端、P2在最右端电阻最大。

(一)电阻及其大小1、电阻的概念导体虽然容易导电,但都对电流有阻碍作用。

在相同的电压作用下,通过不同导体的电流大小不同,表示不同导体对电流的阻碍作用不同。

电阻就是为了描述导体对电流阻碍作用大小而引入的物理量。

导体对电流的阻碍作用大,我们说它的电阻大,导体对电流的阻碍作用小,我们说它的电阻小。

正因为电阻是用来描述导体对电流的阻碍作用大小的,而导体对电流的阻碍作用总是存在的,因此,导体的电阻总是存在的,不会因为导体两端没有加电压,或者没有通电流,它就没有对电流的阻碍作用,就没有电阻。

只是在没加电压或没通电流时,导体没有起到阻碍电流的作用而已。

因此,一个导体,无论它是否加电压和通电流,也无论给它加多大电压和通多大的电流,它的电阻都不会改变。

或者说电阻是导体本身的一种性质。

2、电阻的大小和单位“如果导体端的电压是1V,通过的电流是1A,这段导体的电阻就是1Ω”。

这段表述为我们认为1Ω的电阻是个什么概念提供了依据。

根据电阻的概念,如果这段电阻为1Ω的导体两端不加电压,它的电阻仍为1Ω。

我们知道,电压是在导体中形成电流的条件,那么这段导体两端不加电压时,其中就没有电流,如果所加电压不是1V,通过它的电流就不是1A,但它的电阻仍为1Ω。

电阻的单位是Ω,常用的还有较大的单位:kΩ、MΩ。

它们的换算关系是:1M Ω=103kΩ=106Ω(二)决定电阻大小的因素决定电阻大小的因素有:导体的长度、材料、横截面积以及温度。

其中温度是外部因素,在常见导体中,温度对电阻的大小影响不太显著(金属导体的电阻随温度的升高而增大)。

长度、材料、横截面积是导体本身的因素,满足:,其中表示该材料的电阻率,L表示长度,S表示横截面积。

因为决定电阻大小的因素较多,所以在研究和比较不同导体的电阻大小时,应保持几种因素相同的情况下,再讨论其中一个因素对电阻大小的影响。

例如,材料和横截面积一定时,导体越长,其电阻越大;材料和长度一定时,横截面积越大的导体电阻越小。

不能说铁的电阻比铜的电阻大,因为它们的长度、横截面积等因素并没有确定。

银的电阻率小,对应的导电能力强;陶瓷的电阻率大,对应的导电能力弱。

例1、甲、乙两个灯泡串联在电路中,下面的判断中,正确的是()A.甲灯中电流较大,甲灯的电阻较小B.甲灯中电流较小,甲灯的电阻较大C.两灯中电流相等,两灯的电阻相等D.两灯中电流相等,电阻大小不能比较解答:根据串联电路中电流的关系,两灯串联时通过其中的电流相等。

灯泡的电阻只由灯丝本身的性质决定,与所加电压和通过其中的电流无关,虽然两灯中电流相等,但不能比较其电阻大小。

因此,D正确。

例2、一根铝导线的电阻是R,要使电路中导线的电阻变大,可采用的措施是()A.增大导体两端的电压或减小通过导线的电流B.将这根铝导线对折后接入C.用长度、横截面积相同的铜导线代替铝导线接入电路中D.将铝导线拉长后接入电路中解答:决定导体电阻大小的因素是材料、长度、横截面积,与所加电压和通过的电流大小无关,所以增大电压或减小电流不能使电阻增大。

将铝导线对折后接入,一方面铝导线的长度变短,另一方面横截面积增大,使其电阻减小。

铜的电阻率比铝小,那么用长度、横截面积相等的铜导线代替铝导线接入电路时,也会使电阻减小。

将铝导线拉长,既使其长度增大,又使其横截面积减小,所以电阻会增大。

正确选项是D。

(三)滑动变阻器及其工作原理1、滑动变阻器的构造、结构示意图以及在电路中的符号构造:瓷管、线圈是电阻率较大的合金线绕制而成,电阻线表面涂着绝缘漆,所以制成的线圈各匝之间相互绝缘,滑片就是触头P,为使滑片P跟电阻线接触良好,线圈上接触滑片的地方,绝缘漆被刮去,为了便于接线,将滑片套在金属棒上,金属棒右端安装有接线柱滑动变阻器的结构示意图:滑动变阻器在电路中的符号:2、滑动变阻器的作用和原理由于滑动变阻器的活动滑片可在棒上移动,滑片与线圈接触处是剥去绝缘皮裸露电阻丝的通路,所以接入电路中的滑动变阻器,通过移动滑片改变电阻丝在电路中的长度,来改变电阻的大小,从而改变电路中的电流大小。

例3、在下图中,滑动变阻器各段电阻值为R AB=60Ω,R BP=40Ω,R AP=20Ω,则CD间、AD间、BD间、AB间的电阻值各是多少?解答:在滑动变阻器中,金属棒CD和滑片P的电阻都很小,可以忽略不计。

电阻丝的电阻与长度有关。

CD间没接入电阻丝;AD间接入AP段电阻丝;BD间接入BP段电阻丝;AB间接入整根电阻丝,据此可以判定:R CD=0 R AD=R AP=20ΩR BD=R BP=40ΩR AB=60Ω思维方式:弄清每两点间接入的是哪一段电阻丝,即可求出电阻值。

(四)滑动变阻器的接法1、两个接线柱的滑动变阻器接法较简单,只要将下图a中A、B两点串入电路中即可,这时接入电路中通过电流的电阻丝是AP段,当滑片从A端开始向右滑动时,接入电路中的电阻值增大,可使电路中电流减小;反之,滑片向左滑动时,接入电路中的电阻值减小,可使电路中电流增大。

2、四个接线柱的滑动变阻器的接法就复杂得多。

如下图b所示,如果将A、C或A、D接入电路中,使用的电阻线是AP段,当滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,反之,滑片P向左移动时,接入电路中的电阻变小。

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