在上一節課中,我們學習了熱學中的一個重要知識-歐姆定理,即通過導體的電壓,與導體的電流成反比,與導體的內阻成正比,它是美國化學學家歐姆在19世紀初經過大量實驗得出的,它可用公式R=U/I表示。在這一節課中我們繼續探究歐姆定理的一些重要應用:
1檢測定值內阻的電阻
伏安法測內阻
實驗原理
伏安法,R=U/I
實驗電路
電路圖
實驗數據
實驗數據表格
注意事項
1.實驗中采取的減少偏差的方式是多次檢測求平均值.
2.上述檢測內阻的方式,一般稱做“伏安法”.
2檢測小燈泡的電阻
實驗原理
伏安法,R=U/I
實驗電路
實驗電路圖
實驗數據
數據表格
注意事項
檢測小燈泡的阻值時,不能取平均值作為小燈泡的內阻,這是由于隨著氣溫的下降,內阻絲的內阻會變大。
3串并聯電路中電阻的特征
串聯電路
⑴電流特性:在串聯電路中,電壓處處相等,表達式為:
I串=I1=I2=???=In
⑵電壓特性:串聯電路兩端的電流等于各部份電路兩端的電流之和。表達式為:
U串=U1+U2+???+Un
⑶電阻特性:串聯電路的總內阻等于各部份內阻之和,表達式為:
R串=R1+R2+???+Rn
即導體串聯后相當于降低了導體的厚度,所以串聯后的總內阻比其中任一個內阻都大。
典型例題:在如圖甲所示的電路中,V1、V2都是有0~3V和0~15V兩個阻值的電流表.當閉合開關S后,兩個電流表的表針偏轉均如圖乙所示,則內阻R1、R2的電阻之比為()
A.1:5B.5:1
C.1:4D.4:1
答案:D
點評:在串聯電路中,U1/U2=R1/R2,該推論稱為串聯電路的分壓原理,解題時可直接運用.
并聯電路
⑴電流特性:在并聯電路中.支路中的電壓等于各大道電壓之和,表達式為:
I并=I1+I2+???+In
⑵電壓特性:并聯電路兩端的總電流等于各大道兩端的電流,表達式為:
U并=U1=U2=???=Un
⑶電阻特性:幾個導體并聯上去.總內阻大于任何一個導體的阻值.這是由于導體并聯相當于降低了導體的橫截面積。表達式為:
R并=1/R1+1/R2+???+1/Rn
典型例題:內阻R1=1Ω,R2=24Ω,把它們并聯后的總內阻()
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
點評:并聯電路總內阻的估算在教材中已不作要求,但從決定導體內阻大小的誘因來剖析并聯電路的總內阻,朋友們還是應當學會的。
4歐姆定理中的伏安特點曲線
由歐姆定理知,導體中的電壓與導體兩端的電流成反比,與導體的內阻成正比,因而我們可以依據公式I=U/R在座標系中畫出U-I曲線及I-R曲線,如右圖:
U-I曲線
I-R曲線
典型例題:(2018?南京)如圖甲所示是阻值R和燈泡L的I﹣U圖像。由圖可知,內阻R的電阻是Ω.將內阻R和燈泡L接在圖乙電路中,S閉合,電壓表示數為0.3A,則電源電流為V。
【分析】由圖示圖像求出阻值兩端電流與對應的電壓,之后由歐姆定理求出阻值電阻;由圖示圖像求出電壓對應的內阻與燈泡兩端電流,之后由串聯電路特性求出電源電流。
【解答】解:(1)按照圖像,由I=U/R可得,內阻R的電阻:R=UR/IR=6V/0.6A=10Ω;(2)由電路圖可知,內阻R和燈泡L串聯,電壓表測電路中的電壓,串聯電路中各處的電壓相等,由圖像可知,電壓I=0.3A時,UL=1V,UR=3V,則電源電流:U=UL+UR=1V+3V=4V;故答案為:10;4。
【點評】本題考查了串聯電路的特性和歐姆定理公式的應用,關鍵是能從圖像中得出正確的信息。
5試題重現
習題1:(2018?揚州)如圖所示,電源電流保持不變,先閉合開關S1,電流表示數為U1;再閉合開關S2,電流表示數為U2,內阻R1、R2的電阻之比為()
A.U1:U2B.U2:UI
C.U2:(U2﹣U1)D.U1:(U2﹣U1)
習題2:(2018?昆山)怎樣從外部檢查動物含水量的變化呢?科學家用片狀石墨烯制成的濕敏內阻Rx附著在莖稈上,動物含水量變低,Rx變小,電表示數變小;動物含水量變高,Rx變大,電表示數變大電阻的測量樂樂課堂,電源電流恒定,R0為定值內阻,下述電路圖中符合要求的是()
習題3:(2018?南京)如圖所示為小王朋友設計的遮光感應煙霧偵測器部份工作原理圖。在一個外部光線沒法步入的煙室中,裝有一個激光發生器及帶有一光敏內阻R0(光照越強,R0電阻越小,反之則越大)的電路,R為定值內阻,電源電流恒定。煙霧步入煙室后,激光被煙霧遮擋而使光敏內阻的電阻發生變化,煙霧越來越濃時,電路中電流表示數日漸,當電流表示數達到某一固定值時,偵測器便會發出警報。假如要使煙霧含量較小時偵測器就能發出警報電阻的測量樂樂課堂,你覺得對電路中的R應怎樣調整?答:
習題4:(2018?尚志)如圖所示的電路中,電源電流保持不變。只閉合開關S1時,R1兩端的電流為U1,電流表V1與V2的示數之比為3:2;若只閉合開關S2時,R2兩端的電流為U2,電流表V1與V2的示數之比為4:3,則R1與R2的阻值之比為,電流U1與U2之比為。
習題5:(2018?南京)如圖是阻值A、B的I﹣U圖像。由圖可知:B內阻的電阻是Ω;將內阻A、B串聯后接入電路,當通過A的電壓為0.3A時,A和B兩端的總電流是V;將內阻A、B并聯后接入某電路,當通過B的電壓為0.2A時,A兩端的電流是V。
完
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