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[!--downpath--]電壓和電路學完以后,接出來就是電流和內阻,明天整理了電流和內阻的內容,正在學習的朋友快來對照,瞧瞧自己有沒有都把握~
電流
(一)電流的作用
1.電流是產生電壓的緣由:電流使電路中的自由電荷定向聯通產生了電壓。電源是提供電流的裝置。
2.電路中獲得持續電壓的條件:①電路中有電源(或電路兩端有電流);②電路是連通的。
3.在理解電壓、電壓的概念時,通過觀察水流、水壓的模擬實驗幫助我們認識問題,這兒使用了科學研究方式“類比法”
(二)電流的單位
1.國際(基本)單位:V
常用單位:kV、mV、μV
換算關系:1Kv==1mV=1000μV
2.記住一些電流值:一節干電瓶1.5V一節蓄電瓶2V家庭電流220V對人體安全電流不低于36V
3.電瓶組串聯:U=U1+U2+U3;電瓶組并聯:U=U1=U2=U3;2節干電瓶串聯是3V,2節干電瓶并聯是1.5V。
(三)電流檢測
儀器:電流表
符號:
2.讀數時,應先看阻值,再看分度值,最后讀數。
3.使用規則:
①電壓表應與被測用家電并聯。
②電壓表介入電路時,應使電壓從電流表的“正接線柱”流入,從“負接線柱”流出。否則表針會反偏。
③被測電流不要超過電流表的阻值。
④量程范圍內,電流表可直接接到電源兩極上可變電阻符號,測電源電流。
⑤在預先不能預測被側電流值時,應先進行試觸。
Ⅰ危害:被測電流超過電流表的最大量程時,除了測不出電流值,電流表的表針就會被打彎甚至燒毀電流表。
Ⅱ選擇阻值:實驗室用電流表有兩個阻值,0~3V和0~15V。檢測時,先選大量程,進行試觸,若被測電流在3V~15V可檢測,若被測電流大于3V則換用小的阻值,若被測電流小于15V則換用更大量程的電流表。
(四)電壓表、電壓表的比較
(五)借助電壓表、電壓表判定電路故障
1.電壓表示數正常而電流表無示數
“電流表示數正常”表明主電路為通路,“電壓表無示數”表明無電壓通過電流表。
則故障誘因可能是:
①電壓表損毀;
②電壓表接觸不良;
③與電流表并聯的用家電漏電。
2.電流表有示數而電壓表無示數
“電壓表有示數”表明電路中有電壓通過電流表,“電流表無示數”說明沒有或幾乎沒有電壓流過電壓表,則故障緣由可能是:
①電流表漏電;
②或電流表并聯的用家電開路,此時電壓表所在電路中串聯了大內阻(電流表電阻)使電壓太小,電壓表無明顯示數。
3.電壓表電流表均無示數
“兩表均無示數”表明無電壓通過兩表,不僅兩表同時漏電外,最大的可能是主電路斷路造成無電壓(即電流表之外的電路有斷路)。
內阻
(一)定義及符號
內阻表示導體對電壓的制約作用的大小。符號:R。
(二)單位
1.國際單位:歐姆。規定:假如導體兩端的電流是1V,通過導體的電壓是1A,這段導體的內阻是1Ω。
2.常用單位:千歐、兆歐。
3.換算:1MΩ=106Ω1KΩ=103Ω(10和3均為指數)
4.了解一些內阻值:手探照燈的小燈泡,鎢絲的阻值為幾歐到十幾歐。日常用的白熾燈,鎢絲的內阻為幾百歐到幾千歐。實驗室用的鋁線,內阻大于百分之幾歐。電壓表的電阻為零點幾歐。電流表的電阻為幾千歐左右。超導體的內阻為零。
(三)影響誘因
(材料、長短L、橫截面積S、溫度T)
1.實驗原理:在電流不變的情況下,通過電壓的變化來研究導體內阻的變化。(也可以用串聯在電路中小燈泡照度的變化來研究導體內阻的變化)
2.實驗方式:控制變量法。
3.推論:導體的阻值是導體本身的一種性質,它的大小決定于導體的材料、長度和橫截面積,還與氣溫有關。與電流和電壓的大小無關。
4.推論理解:
導體內阻的大小由導體本身的材料、長度、橫截面積決定。與是否接入電路、與外加電流及通過電壓大小等外界誘因均無關,所以導體的阻值是導體本身的一種性質。
(四)分類
1.定值內阻:
電路符號:
2.可變內阻(變阻器):
滑動變阻器電路符號
滑動變阻器:
構造:瓷筒、電阻絲(電阻很大)、滑片P、金屬桿、接線柱。結構示意圖:
變阻原理:通過改變接入電路中的內阻線的寬度來改變阻值。
使用方式:
①根據標牌選擇合適的滑動變阻器;
②滑動變阻器應串聯在電路中;
③接法是“一上一下”接;
④接入電路前(閉合開關前)應將滑動變阻器調到電阻最大處。
標牌:某滑動變阻器標有“50Ω1.5A”字樣,50Ω表示滑動變阻器的最大電阻為50Ω或變阻范圍為0~50Ω。1.5A表示滑動變阻器容許通過的最大電壓為1.5A。
作用:①通過改變電路中的阻值,逐步改變電路中的電壓和部份電路兩端的電流;②保護電路。
異同點:才能逐步連續改變連入電路的阻值,但不能表示連入電路的電阻是多少。
3.內阻箱的讀數方式
A:旋盤式:各旋盤下小三角指示的數×面板上標記的倍數,之后加在一起,就是阻值箱接入電路的阻值值。
B:插槽式:插入的不讀,不插入的讀。
典型例題
例1.現有幾根錳銅合金絲和鈷鉻合金絲,其尺寸如右表所示.請你設計實驗方案,在不割斷合金絲的前提下,比較錳銅合金絲和鈷鉻合金絲這兩種材料的導電性能。
(1)應選用編號為的錳銅合金絲和編號為的鈷鉻合金絲進行實驗.
(2)選擇實驗器材并依據所選器材,畫出一個能反映實驗方案的電路圖.
解析:(1)對于多變量的探究題目,要采用控制變量的思想來設計實驗;探究的是不同材料的合金絲的導電性能,就須要保持合金絲的材料不同,而控制其他誘因保持一致.回歸此題,錳銅合金絲和鈷鉻合金絲的材料不同,要想探究它們的導電性能就必須控制厚度和橫截面積保持一致,據此來選擇實驗材料。
(2)合金絲導電性能的優劣難以直接看出,所以須要運用“轉換法”將其轉化為易觀察的現象;方式有多種,可在電路中接入一個小燈泡,通過小燈泡的疏密程度來判定它們的導電性,但這樣的實驗療效不是太顯著;也可以在電路中接入一個電壓表,通過電壓表的示數來間接判定它們的導電性能。
答案:解:(1)由控制變量法知,應控制兩種材料的厚度和橫截面積相等來進行研究,表格中,D、H兩根導線符合要求.
故答案為:D、H
(2)由剖析可知,在電路中串聯一電壓表,通過電壓表的示數來判定它們的導電性能;
器材:電源、電流表、開關一個、導線若干、D導線和H導線各一根;
方式:在A、B之間分別接入D、H兩根導線,觀察電壓表的示數的不同.若電壓大,則表示導電性能好.畫圖如下:
例2實驗課上,朋友們把兩個相同尺寸的小燈泡聯接在如圖甲所示的電路中,閉合開關后,兩燈發光.此時,一朋友不留神把L1的玻璃殼體打破了,結果L1熄滅,L2卻更亮了.這是為何呢?她們提出猜測:
推測一:可能L1處發生斷路;
推測二:可能L1處發生漏電.
(1)依據串聯電路的特性,可知“猜想一”是(選填:“正確”或“不正確”)的.
(2)針對“猜想二”,朋友們找來一只電流表,先后并聯在L1、L2兩端,如圖乙所示.如果“猜想二”是正確的,則電流表并聯在L1兩端時示數(選填“有”或“無”),并聯在L2兩端時示數(選填“有”或“無”).
(3)實驗發覺兩次電流表均有顯著讀數,且L1兩端電流比L2兩端電流小,說明“猜想二”也不正確.你覺得L1熄滅、L2更亮的緣由可能是()
A、L1內阻變大.B、L1內阻變小.
C、L2內阻變小.D、L1功率變大
解析:本題考查了串聯電路的特性和電流表使用,對一個數學問題可以大膽猜測,之后通過試驗驗證推測,假如符合則猜測正確,假若不符合,則猜測錯誤.
答案:解:(1)依據串聯電路的特性,假如某處有斷路,則整個電路都會不通,而結果是結果L1熄滅,L2卻更亮了,所以推測1不正確;
(2)L1處倘若發生漏電,則內阻為0,所以電流表兩端應當沒示數,L2正常,所以并聯在L2兩端時有示數;
(3)實驗發覺兩次電流表均有顯著讀數,且L1兩端電流比L2兩端電流小,說明既不是段路也不是漏電,而是L1內阻變小;
故答案為:(1)不正確;(2)無、有;(3)B
例3小明朋友在科技活動中,了解到有一種熱敏內阻,其阻值R隨氣溫t變化的圖像如圖甲所示.請回答:
(1)熱敏阻值的電阻隨氣溫的下降而(選填“增大”或“減小”).
(2)小明想借助熱敏內阻制成氣溫報案器.實驗室中現有兩只外觀完全相同的阻值R1和R2,其中一只為熱敏內阻,另一只為定值內阻(電阻不隨氣溫的變化而變化).為了分辨它們,小明設計了如圖乙所示的電路.
①接出來小明應進行的操作步驟是.
②如何判定哪只是熱敏內阻?.
解析:(1)從圖像中可以看出,內阻隨氣溫的下降而降低;
(2)①根據熱敏內阻的電阻隨氣溫的變化而變化,因而使電路產生通路,并改變其中一個內阻的體溫;
②根據電壓表的示數和濕度變化的阻值判別出熱敏阻值。
答案:解:(1)依據圖甲座標系中曲線的趨勢可以得出,內阻隨氣溫的下降而降低,因而熱敏內阻的電阻隨氣溫的下降而降低;
(2)小明將兩個完全相同的內阻串聯上去,為了探究內阻與氣溫的關系,首先須要操作的是:
閉合開關,對其中一只內阻加熱。
之后通過觀察電壓的示數變化,假如電壓示數變化說明熱敏內阻隨氣溫的變化而改變;若電壓表示數減小.則該內阻為熱敏內阻(或若電壓表示數不變,則該內阻為定值內阻,另一只為熱敏內阻)。
故答案為(1)降低;
(2)①閉合開關,對其中一只內阻加熱.
②若電壓表示數減小.則該內阻為熱敏內阻(或若電壓表示數不變,則該內阻為定值內阻,另一只為熱敏內阻)。
例4小王朋友在探究“決定內阻大小的誘因”時,作出了如下猜測:
①在室溫不變時,導體的內阻與導體的材料有關;
②在室溫不變時,導體的內阻與導體的橫截面積有關。
供他選擇的導體如表所示。
要想驗證推測①,應選表中兩個導體的序號時:;
要想驗證推測②,應選表中兩個導體的序號時:.
解析:要探究內阻與材料的關系,依據控制變量法,應選定寬度、橫截面積都相同,而材料不同的兩根內阻絲;
要探究內阻與橫截面積的關系,依據控制變量法,應選定材料、長度都相同,而橫截面積不同的兩根內阻絲.
答案:解:要探究內阻與材料的關系,依據控制變量法必須控制不僅材料以外的所有誘因相同.由表格中可知,序號A和C的寬度、橫截面積都相同,所以要想驗證推測①,應選表中的序號A和C;
要探究內阻與橫截面積的關系,依據控制變量法必須控制不僅橫截面積以外的所有誘因相同.由表格中可知,序號B和C的材料、長度都相同,所以要想驗證推測②,應選表中的序號B和C.
故答案為A和C;B和C.
例5現有兩個電流表、一個電源、一個已知電阻為R0的內阻、一個開關和一些導線可變電阻符號,要用以上器材測出未知電阻的阻值Rx要求:
(1)在下邊實線框內分別畫出兩種不同方式的電路圖;
(2)假如實驗中電壓表V1、V2的讀數分別為U1、U2,請在橫線寫上對應的阻值Rx的表達式.(本題中x、1、2均為下標)
方式一的Rx=
方式二的Rx=
解析:本題中因為只給了兩只電流表,難以直接用歐姆定理求解,故可以借助串聯電路的電流特性求得Rx上的電流;由已知R0的電流可求得電壓,則即可由歐姆定理求出阻值Rx。
答案:解:方式一:將兩內阻串聯,電流表V1測總電流,V2測R0上的電流,則可由串聯電路的電流規律求得RX上的電流,即UX=U1﹣U2;
由歐姆定理求得R0的電壓,I=U2/R0;
則RX=[(U1-U2)/U2]×R0;
方式二,將兩內阻串聯,電流表V1與RX并聯,V2與R0并聯,則可求得RX兩端的電流為U1,電壓為U2/R0,則測得內阻為:RX=(U1/U2)×R0
故答案為:(1)電路圖如圖:
(2)方式一的R=[(U1-U2)/U2]×R0
方式二的RX=(U1/U2)×R0
例6如圖,已知電源電流為9V,V1表示數為6V,L2電壓為2.5A,則
(1)燈L1和L2兩端的電流各是多少?
(2)L1和L2的電壓誰大?電壓表示數為多少?
解析:(1)通過對電路的剖析,由串聯電路的特性和歐姆定理求解;
(2)由串聯電路的電壓規律可直接得出結果。
答案:解:(1)由電路可知,V1檢測L1的電壓,故V1兩端的電流為6V;
兩燈串聯,由串聯電路的電流規律得:U2=U﹣U1=9V﹣6V=3V;
(2)因兩燈串聯在電路中,故電壓一樣大都等于L2中的電壓2.5A
答:(1)L1兩端的電流為6V,L2兩端的電流為3V,
(2)兩燈中的電壓一樣大,電壓為2.5A
例7如圖所示,用相同的電流表檢測不同阻值的電流,已知第一個電流表的示數是9V,第一個電壓表示數是15mA,第二個電壓表示數是12mA.求各電流表之和是多少伏?
剖析:首先按照電路圖剖析電路的聯接形式,剖析電流表的實質,電流表雖然就是一個大內阻接一個電壓表,之后按照歐姆定理和并聯電路電壓特性估算各電流表之和是多少伏。
答案:解:電流表雖然就是一個大內阻接一個電壓表,所以所測的仍是電壓,所以電路圖可視為并聯電路.
在該電路中,由第一個電壓表示數和第二個電壓表示數可知,通過電流表的電壓為3mA,對應示數為9V.又每位回路都恰只有一個電流表,所以接入電流表的回路一定會把支路的15mA電壓分完.
15mA÷3mA=5
5×9V=45V
答:各電流表示數之和為45V.