电学 知识点总结.docx
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电学知识点总结
第六章
《电压 电阻》知识点归纳
知识体系
电压
电阻
一、电压
(一)电压的作用
1.电压是形成电流的原因(电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。
)电源是提供电压的装置。
电源的电压越大,电路中的电流就越大,灯泡就越亮.
2.电路中获得持续电流的条件:
(1)电路中有电源(或电路两端有电压);
(2)二是电路是闭合的(或电路是通路);
注:
(1)说电压时,要说“xxx”两端的电压,说电流时,要说通过“xxx”的电流。
(2)在理解电流、电压的概念时,通过观察水流、水压的模拟实验帮助我们认识问题,这里使用了科学研究方法“类比法”。
(类比是指由一类事物所具有的属性,可以推出与其类似事物也具有这种属性的思考和处理问题的方法)
(3)电路中有电流通过时,电路两端一定有电压;但电路两端有电压时,电路中并不一定就有电流通过。
(4)电路断开处的两端电压等于电源电压.
(二)电压的符号和单位
1,电压的符号是“U”
国际单位:
伏特(V),简称伏(V)
2,电压的单位常用单位:
千伏(kV);毫伏(mV);微伏(μV);
换算关系:
1Kv=1000V 1V=1000mV 1mV=1000μV
1kV=103V;1V=103mV=106μV;
3,常见电压值:
(1)一节干电池的电压值1.5V。
(2)一节蓄电池的电压是2V。
(3)人体安全电压值不高于36V。
(4)家庭电路的电压值220V。
(三)电压测量:
1.仪器:
电压表
2,符号:
3,量程和分度值:
电压表有三个接线柱,两个量程.使用“-”和“3”两个接线柱时,量程是0~3V,分度值“0.1V”;使用“-”和“15”两个接线柱时,量程是0~15V,分度值“0.5V”.(大量程是小量程的5倍,大分度值也是小分度值的5倍),指针位置相同,则示数也是5倍关系
注意:
(1)有些电压表的接线柱是“15”“3”“+”,表示两个量程共用一个“+”接线柱,“15”和“3”则表示两个负接线柱(和我们平常使用的电压表不一样,在连接电路时要特别注意)
(2)电压表的使用一定要考虑周全
4.使用规则:
(1)电压表要并联在被测电路(用电器或电源)的两端
(2)电流必须从电压表的“+”接线柱流入,从电压表的“-”接线柱流出.(电压表的正接线柱靠近电池的正极;负极线柱靠近电池的负极),否则指针会反偏。
(3)被测电压不要超过电压表的最大量程。
(危害:
被测电压超过电压表的最大量程时,不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯甚至烧坏电压表。
)
(4)电压表可以直接连在电源两端,此时电压表测的是电源电压
(5)电压表的读数等于指针偏转的格数乘以分度值;
注意:
(1)选择量程:
实验室用电压表有两个量程,0~3V和0~15V。
测量时,先选大量程,用开关试触,若被测电压小于3V则换用小的量程,若被测电压大于15V则换用更大量程的电压表。
试触的方法不仅可以选择电压表的量程,还可以判断电源的正负极,判断电压表正、负接线柱连接是否正确.
(2)使用电压表前要先看清电压表的量程,和指针是否指在零刻度;读数时,要看清量程,认清各量程的分度值。
串联电池组的电压等于各节电池电压之和,并联电池组的电压与各节电池的电压相等;电池的正极聚集正电荷,负极聚集负电荷。
5.如何读数:
(1)一看量程:
根据电压表接线柱的连接情况,确定电压用的量程。
(2)二看分度值:
选用0~3V量程时,对应分度值为0.1V,按表盘的下排刻度读取数据;选用0~15V量程时,对应分度值为0.5Ⅴ,按表盘的上排刻度读取数据.
(3)三看指针的偏转情况:
①测量时应等指针稳定后读数,读数时应确认指针偏转过的小格数.②一般情况下指针离哪条刻度线近,就按哪条刻度线读数.
(4)计算:
电压表的示数=对应量程的分度值×指针偏转过的小格数.
简单说来:
选用0~3V量程时,示数=0.1V×小格数
选用0~15V量程时,示数=0.5Ⅴ×小格数
大量程是小量程的5倍,指针位置相同,则示数也是5倍关系。
6、电流表、电压表的比较:
电流表
电压表
异
符号
连接方式
串联
并联
直接连
接电源
不能
能
量程
0~0.6A和0~3A
0~3V和0~15V
每大格
0.2A1A
1V5V
每小格
(分度值)
0.02A0.1A
0.1V0.5V
内阻
很小,几乎为零
相当于短路或导线
很大
相当于断路
同
使用前调零;读数时看清量程和分度值;正接线柱流入,负接线柱流出;不能超过最大测量值。
二、探究串、并联电路中电压的规律
(一)探究串联电路中电压的规律
(1)提出问题:
如图所示,两个灯泡串联后接在电源两端,AB之
间、BC之间、AC之间的电压可能有什么关系
(2)猜想假设:
①可能三个电压相等;②可能AB之间的电压最大;
③可能AC之间的电压最大;④可能BC之间的电压最大.
(3)设计实验:
分别把电压表连在甲、乙、丙所示电路中的AB两点、BC两点、AC两点,三次测量的电路图如下:
通过电压表测出电压值,填入下表.换上另外两个小灯泡,再次测量,重复上面的实验步骤.
(4)分析和论证:
通过对实验数据的分析可以得出结论:
用公式表示为:
U=U1+U2.
(5)得出结论:
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和.
U=U1+U2(串压两个分)
注意事项:
①连接实物图时,一定要对照电路图,可以从电源的正极出发,依次经过开关、小灯泡,最后回到电源的负极,电压表要最后并联到所测电路的两端;也可以从负极出发,但也要按顺序连接.
②连接实物过程中,开关一定要处于断开状态.每次连接完电路,一定要检查无误,再闭合开关,
③电压表要按规则连入电路和读数。
④实验中,每次读数后,应及时断开开关.
⑤如果电压表不够用,也可只用一只电压表分别测量各电路两端电压.
⑥电路连接过程中,为何开关要断开?
(这样做的目的是为了保护电源和电路,防止电路连接错误,使电路短路而造成烧坏电源或电路的危害.如果开关是断开的,造成这种危害的可能性将大大减小.)
⑦对于需要分析实验数据而得出结论的实验,可以先将需要测量的物理量罗列出来,然后设计一个表格把实硷中测出的数据填入表格,并试着将它们分别相加、相减、相乘或相除来找出这些数据之间的关系.
⑧为了验证探究结论的普遍性,可进行多次实验.其目的是为了取多组数据,从而分析归纳,得出一个普遍规律。
如本实验中还可多改变几次电源电压和换用不同的小灯泡。
(二).探究并联电路中电压的规律
(1)提出问题:
如图所示,两个灯泡并联后接在电源两端,电压
U、U1和U2之间可能有什么关系?
(2)猜想假设:
①可能三个电压相等;②可能U=U1+U2
(3)设计实验:
分别把电压表接在图中,三次测量的电路图如下:
更换小灯泡再进行两次实验,把实验数据填入下表:
(4)分析和论证:
通过对实验数据的分析可以得出结论:
并联电路中,
各支路两端的电压与电源的电压相等,用代数式表
示为U=U1=U2.
(5)得出结论:
并联电路各支路两端的电压都相等,等于总电压(电源电压)。
U=U1=U2(并压处处等)
(三)探究串、并联电路中电压的规律的实验过程中应注意的问题:
(1)接电路时,开关应断开。
(2)电压表应并联在电路中。
(3)连接电路时应按一定的顺序进行,先串后并,即从电源正极(或负极)依电路图将元件逐个连接起来,最后将电压表并联在电路中,并使电流从电压表“+”接线柱流人,从“―”接线柱流出,
(4)接通电路前必须选用电压表的大量程试触(手持开关,眼看电压表指针)。
若发现指针反偏,则应调整“+”“—”接线柱;若偏转角度过小,则改用小量程;若指针超过最大量程,则要换更大量程的电压表.
(5)读数时要客观、精确、视线与刻度线垂直,读数完毕,应断开开关,切断电源,整理好仪器。
三、电阻
(一)定义及符号:
1、定义:
电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。
导体能导电,但同时对电流又有阻碍作用.相同电压下,导线中电流不同,说明两条导线对电流的阻碍作用不同,电阻越大对电流的阻碍越大;
导体对电流的阻碍作用叫电阻(resistance).
2、符号:
R
(二)单位
国际单位:
欧姆,简称欧,符号Ω;
1.电阻的单位:
常用单位:
千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)
单位换算:
1kΩ=103Ω 1MΩ=106Ω
1MΩ=103kΩ=106Ω
规定:
如果导体两端的电压是1V,通过导体的电流是1A,这段导体的电阻是1Ω。
2、了解一些电阻值:
手电筒的小灯泡,灯丝的电阻为几欧到十几欧。
日常用的白炽灯,灯丝的电阻为几百欧到几千欧。
实验室用的铜线,电阻小于百分之几欧。
电流表的内阻为零点几欧。
电压表的内阻为几千欧左右。
(三),电子元件符号:
电阻也叫定值电阻,它在电路图中的符号是“
”.
(四)影响因素:
1,决定电阻大小的因素:
(1)材料和横截面积相同,导体越长电阻越大。
(2)材料和长度相同,横截面积越小电阻越大。
(3)长度和横截面积相同,电阻率(即材料)越大电阻越大。
2.温度影响导体电阻的大小:
(1)大多数导体,电阻随温度升高而增大。
(2)少数导体(如碳),电阻随温度升高而减小。
(3)某些合金(如锰铜)的电阻,随温度的变化较小。
3,探究决定电阻大小的因素实验
(1)实验原理:
在电压不变的情况下,通过电流的变化来研究导体电阻的变化。
(也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化)
(2)实验方法:
控制变量法。
所以定论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”
(3)结论:
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积,还与温度有关。
(4)结论理解:
①导体电阻的大小由导体本身的材料、长度、横截面积决定。
与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关,所以导体的电阻是导体本身的一种性质。
电阻无论它是否被连入电路,通过它的电流是多少,其阻值一般是不变的,即电阻是导体本身的一种性质.②结论可总结成公式R=ρL/S,其中ρ叫电阻率,与导体的材料有关。
记住:
ρ银<ρ铜<ρ铝,ρ锰铜<ρ镍隔。
假如架设一条输电线路,一般选铝导线,因为在相同条件下,铝的电阻小,减小了输电线的电能损失;而且铝导线相对来说价格便宜。
(五)半导体和超导体:
1.半导体:
导电能力介于导体和绝缘体之间的物体。
2,三种半导体元件的特点:
(1)压敏元件:
受压力后电阻发生较大变化.
(2)热敏电阻:
受热后电阻随温度的升高而迅速减小的电阻。
(3)光敏电阻:
在光照下电阻大大减小的电阻。
3.超导现象:
一些金属或合金当温度降低到某一温度时,电阻完全消失,这种现象叫超导现象;
4,超导体:
具有超导现象的物体叫超导体。
超导转变温度(超导临界温度):
物质电阻变为零时的温度。
5,大多数导体的电阻随温度的升高而增大,但有少数导体电阻随温度的升高而减小。
四、变阻器
(一)、滑动变阻器
1.构造:
瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱。
2,结构示意图:
3,电路图中的符号:
4,铭牌:
某滑动变阻器标有“50Ω 1.5A”字样,50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0~50Ω。
1.5A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A.
5,原理:
是通过改变接入电路中的电阻线的长度改变电阻的。
6,作用:
①通过改变电路中的电阻,逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压;②保护电路或用电器。
7,使用:
①串联在电路中使用;②接线柱要“一上一下”接入电路;③通过的电流不能超过允许的最大值;④在使用前应将电阻调到最大(远离下接线柱阻值变大,靠拢下接线柱阻值变小)
8,特点:
(1)变阻特点:
逐渐改变电阻,不能表示出阻值。
(2)改变电流的特点:
是连续性的。
9.变阻器在实际生活中的应用:
调节收音机和电视机音量大小的电位器。
(二)电阻箱:
1,旋盘式电阻箱:
结构:
两个接线柱、旋盘
变阻原理:
转动旋盘,可以得到0~9999.9Ω之间的任意阻值。
读数:
各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的电阻。
2,插孔式电阻箱:
结构:
铜块、铜塞,电阻丝。
读数:
拔出铜塞所对应的电阻丝的阻值相加,就是连入电路的电阻值。
变阻箱的优缺点:
能表示出连入电路的阻值,但不能够逐渐改变连入电路的电阻。
3.特点:
(1)变阻特点:
能够表示出阻值。
(2)改变电流的特点:
是跳跃性的。
7、利用电流表、电压表判断电路故障
(1)、电流表示数正常而电压表无示数:
“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表,则故障原因可能是:
①电压表损坏;②电压表接触不良;③与电压表并联的用电器短路。
(2)、电压表有示数而电流表无示数
“电压表有示数”表明电路中有电流通过,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表,则故障原因可能是①电流表短路;②和电压表并联的用电器开路,此时电流表所在电路中串联了大电阻(电压表内阻)使电流太小,电流表无明显示数。
(3)、电流表电压表均无示数
“两表均无示数”表明无电流通过两表,除了两表同时短路外,最大的可能是主电路断路导致无电流。
第六章专题训练
一,利用电流表、电压表判断电路故障
(1)、电流表示数正常而电压表无示数:
“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表,则故障原因可能是:
①电压表损坏;②电压表接触不良;③与电压表并联的用电器短路。
(2)、电压表有示数而电流表无示数
“电压表有示数”表明电路中有电流通过,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表,则故障原因可能是①电流表短路;②和电压表并联的用电器断路,此时电流表所在电路中串联了大电阻(电压表内阻)使电流太小,电流表无明显示数。
(3)、电流表电压表均无示数
“两表均无示数”表明无电流通过两表,除了两表同时短路外,最大的可能是主电路断路导致无电流。