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116电压与电阻16.1电压一、电压1、电源和电压的作用要让一段电路中产生电流，电路中必须有电源。电源的作用就是给用电器两端提供电压。电源的作用是给用电器两端提供电压。（1）用“水路”和“电路”来进行类比分析水路电路组成抽水机：保持一定水压水管：传输水流水轮机：利用水能的设备阀门：控制水流的通断电源：保持一定电压导线：传输电流灯泡：利用电能的设备----用电器开关：控制电流的通断注意：电压是形成电流的原因，某段电路中有电流，该电路的两端就一定有电压；但电路的两端有电压，电路中却不一定有电流。要在电路中得到持续的电流，必须满足两个条件：①有电源②电路是通路。2、电压的单位（1）电压的符号及单位物理学中通常用字母U表示电压，电压的单位是伏特，简称伏，符号是V。常用的单位还有千伏（kV）、毫伏（mV），它们的换算关系是1kV=103V，1mV=10-3V。（2）需要我们记住的几种常见的电压值一节干电池的电压1.5V手机电池的电压3.7V一节铅蓄电池的电压2V我国家庭电路的电压220V对人体安全的电压不高于36V二、电压的测量电压的高低用电压表测量，电压表在电路图中的符号是：。（1）电压表的构造：如图所示。（2）电压表的量程：学生用的电压表有三个接线柱，两个量程。当用“－”和“3”两个接线柱时，量程为0~3V，每一个小格表示。0.1V；当用“－”和“15”两个接线柱时，量程为0~15V，每一小格表示0.5V。（3）电压表的使用方法使用方法原因首先要调零，明确电压表的量程和分度值若不调零会造成测量不准确，如无法调到零位置，读数要记入这个差值；明确量程和分度值的目的是便于快速并准确的读数电压表应该跟被测用电器并联若将电压表串联在电路中，电路就可以近似看成在电压表处形成断路，电路中的电流几乎为零。此时，电压表将不能测出被测用电器两端的电压。标有“＋”号的接线柱靠近电源正极，标有“－”号的接线柱靠近电源负极电压表的“0”刻度线通常在表盘的左端，如果“＋”“－”接线柱接反了，会使电压表指针反向偏转，造成指针碰弯等损坏电压表的事故。我们在检查接线柱的接法是否正确时，可根据电流的流向分析。被测电压不能超过电压表所用量程的最大测量值如果被测电压超过了电压表所用量程的最大测量值，容易把电压表烧坏。选用量程的方法与电流表相同，可用最大量程试触法来选择合适的量程可直接连到电源的正、负极上电压表直接连到电源的正、负极上，测出的是电源电压，但要注意所用量程的最大测量必须大于电源电压2注意：在测量电压时，选用的电压表量程的最大测量值应等于或稍大于被测电路两端的电压，为提高读数的准确性，在被测电压不超过量程最大测量值的情况下，尽可能用小量程进行测量。在不能估计被测电压的大小时，要用“试触法”来选择量程。选用大量程将电压表接入电路，开关轻轻闭合一下立即断开，同时观察指针的偏转情况。若示数大于3V、小于15V，应选用0~15V量程；若示数小于3V，为提高读数的准确性，应选用0~3V量程。拓展：试触法选择电压表量程可能会遇到的四种情况及解决方法：①指针不偏转，则可能电路中有断路，也可能电压表的接线有断路，应逐一检查各接线柱，排除故障。②指针反向偏转，则“＋”“－”接线柱接反了，应改接。③指针正向偏转超过最大刻度值，则选择的量程较小，应改接较大的量程。④指针正向偏转很小的角度，则选择的量程较大，可以根据实际情况改接较小的量程。（4）电压表的读数电压表的读数步骤为：①明确所选电压表的量程；②确定所使用量程的分度值；③由指针所指的位置，读出电压表的示数。方法技巧：电压表读数口诀：一看接线柱，明确其量程；二看最小格，确定分度值；三看指针处，正视仔细读。注意：指针指在同一位置时，选用0~15V量程的读数是选用0~3V量程读数的5倍。因此，若其中一个量程的刻度模糊不清时，可根据另一个量程的刻度进行读数，然后根据两个量程之间的倍数关系来计算被测电压值的大小。（5）用电压表测量电压实验过程：如图所示，先将电压表接在小灯泡两端，接通电路，读取电压表的示数；再将电压表接在电源两端，接通电路，读取电压表的示数。实验现象：电压表两次的示数相同。实验结论：在只有一个用电器的电路中，用电器两端的电压与电源两端的电压相等。易误易混警示：易误点：判断电压表测哪段电路两端的电压“去源法”，即选取电压表接在电路中的两个接点为分点，将电路分成两部分，将两点间含有电源的部分电路“去掉”，分析电压表与哪部分电路（用电器）组成通路，电压表就是测量哪部分电路（用电器）两端的电压。16.2串、并联电路中电压的规律一、串联电路的电压规律串联电路中各部分电路两端的电压之和等于电源两端的电压。表达式为U=U1+U2。注意：①在连接电路时，一定要对照电路图，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。②在连接电路过程中，开关一定要处于断开状态。每次连接完电路，一定要检查无误后，在闭合开关。实验过程中，每次读数后，应及时断开开关。③电压表要按使用规则连入电路，并按正确的读数方法进行读数。④实验时改变小灯泡的规格或电源电压进行多次试验，以避免实验数据的特殊性，以便得出具有普遍性的结论。换用不同规格的小灯泡时，各部分电路两端的电压会发生改变，但电源两端的电压（总电压）是不变的。拓展：①在串联电路中，电源两端电压也可称作串联电路的总电压，所以上述结论也可以叙述为：串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和；但串联电路中各部分电路两端的电压不一定相等。②当电路中有多各用电器串联时，以上结论仍然成立，表达式为：U=U1+U2+U3+...+Un。3③串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。规律总结：探究串联电路电压的规律时，通常遇到的电路故障现象以及诊断方法如下：（1）连接好电路并闭合开关后，发现仅有一盏灯亮。现象L1不亮L2亮L1亮L2不亮电压表V的示数0V等于电源电压故障诊断L1短路L2短路（2）连接好电路并闭合开关后，发现两盏灯都不亮。现象L1、L2都不亮电压表V的示数0V等于电源电压故障诊断L2断路或电源断路或开关断路L1断路二、并联电路的电压规律并联电路中各支路用电器两端的电压等于电源两端电压。表达式为：U1=U2=U。注意：①实验前应先画好电路图；②连接电路的过程中，开关应断开；③应从电源的正极起按电路图将元件逐个连接起来；④连接好电路后，要先用开关试触，观察电压表的偏转情况，却热所选电压表量程及连接无误后，在闭合开关，观察示数；⑤读数时要客观、准确，读数完毕，应断开开关，切断电源，整理好实验器材。拓展：①当电路中有多个用电器并联时，以上结论仍然成立，表达式为：U1=U2=U3=...=Un=U。②当把几节相同的干电池并联起来使用时，并联电池组两端的电压等于一节干电池两端的电压，即U=U1=U2=...=1.5V。注意：并联电路中各支路用电器两端的电压相等，当同一电路中两端电压相等的两个用电器不一定并联。方法技巧：由串、并联电路电流、电压的规律，判断电路的连接情况（1）根据电流的规律分析①若通过几个用电器的电流相等，则这几个用电器可能是并联，也可能是串联。例如三盏完全相同的电灯并联在同一电源两端，通过三盏电灯的电流相等的。②若通过几个用电器的电流不相等，则这几个用电器一定是并联的。（2）根据电压的规律分析①若几个用电器两端的电压相等，则这几个用电器可能是串联，也可能是并联。例如：几盏完全相同的点灯串联起来，每盏电灯两端的电压都相等。②若几个用电器两端的电压不相等，则这几个用电器一定时串联的。含有多个电压表电路的分析及各用电器连接关系的判断运用“先去后接”法可有效地解决此类问题：先将电压表去掉，然后判断电路的连接方式，最后再将电压表逐个接到原位置，分析电压表与哪部分电路并联，从而确定电压表测量的是哪部分电路两端的电压。将如图所示的电路中的所有电压表“去掉”，变成如图所示的电路，不难看出，灯泡L1与L2并联；再将电压表V1接到原位置，可知电压表V1测灯泡L1两端的电压；同样，将电压表V2接到原位置可知电压表V2测量灯泡L2两端的电压，将电压表V3接到原4位置可知电压表V3测量电源电压，由并联电路电压的规律可知U1=U2=U3。又如图所示的电路，由于电路中有电流表和电压表，并且有多个电压表，对这样的电路往往很难判断，采用“先去后接法”分析，问题就会迎刃而解。先将全部电压表“去掉”变成如图所示的电路，不难看出这是一个串联电路，再将电压表V1并联到电路的原位置，可知电压表V1测灯泡L1和L2两端的电压，将电压表V2并联到电路的原位置，可知电压表V2测灯泡L2和L3两端的电压。16.3电阻一、电阻1、从电流的形成分析电阻的作用导体中的自由电荷在向前定向移动的过程中，会与其它电荷发生碰撞，从而对自由电荷的定向移动产生阻碍作用。即导体具有两重性——既能导电，又对电流有阻碍作用。物理学中用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。3、对电阻的理解，要从“性质”和“阻碍作用”两个角度分析。（1）导体的电阻越大，表是导体对电流的阻碍作用越大。对于同一电路，在电路两端电压不变的情况下，导体对电流的阻碍作用（电阻）越大，电路中的电流越小。而绝缘体之所以起绝缘作用，就是由于其电阻很大。（2）不管这个导体是否连入电路，是否有电流通过，也不管它两端的电压是否改变，导体对电流的阻碍作用（电阻）总是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有体现出来而已。4、符号：电阻通常用字母R来表示，在电路图中的符号是。5、单位：在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。常用单位还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），它们的换算关系是：1MΩ=106Ω，1kΩ=103Ω。二、影响电阻大小的因素实验探究：影响导体电阻大小的因素如图所示，电荷的定向移动形成电流，类似水在水管中流动受到的阻碍一样，电荷在导体中定向移动时也会受到阻碍作用，为什么不同导体中的电荷的“感受”不一样呢？（1）提出问题：不同导体的电阻大小可能不同，导体的电阻大小与那些因素有关呢。（2）猜想与假设：导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料和温度有关。（3）设计实验：电阻的大小与导体的材料、横截面积、长度及其温度等多个因素有关，应采用控制变量法来进行研究，通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小。①研究电阻与导体的材料是否有关时，保持导体横截面积和长度相同，比较不同材料的导体电阻是否相同；②研究电阻与导体的横截面积是否有关时，保持导体的材料和长度相同，比较横截面积不同的导体电阻是否相同。③研究电阻与导体的长度是否有关时，保持导体的材料和横截面积相同，比较不同长度的导体电阻是否相同。（4）进行试验①电阻的大小是否跟导线的长度有关选用粗细相同、长度不同的两根镍铬合金丝，分别将它们接入电路中，观察电流表的示数，比较流过长短不同的镍铬合金丝的电流的大小。②电阻的大小是否跟导线的粗细有关选用长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝，分别将它们接入电路中，观察电流表示数，比较流过粗细不同的镍铬合金丝电流量的大小。③电阻大小跟材料的关系选用长度、横截面积都相同的锰铜丝和镍铬合金丝，分别把它们接入电路中，观察电流表示数，5比较材料不同时电流的大小。④导体电阻与温度的关系将废旧白炽灯中的钨丝小心取出，接入电路中，如图所示。闭合开关后用酒精灯给钨丝加热，观察电流表示数，如果电流表示数发生变化，则说明电阻与导体的温度有关。5、分析与论证：比较电流表示数可以发现①第一次实验中，发现导线越长，电流越小，从而推断出导体越长，电阻越大；②第二次试验中，发现横截面积越小，电流越小，可推断出导体的电阻与横截面积有关，横截面积越大，导体的电阻越小；③第三次实验中可以得出不同材料的电阻不同；④将钨丝接入电路，加热后发现电流表示数变小，说明导体的电阻与温度有关。6、实验结论：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的材料、长度、横截面积等因素有关。同种材料的导体越长、横截面积越小，电阻越大。导体电阻还受温度影响。注意：（1）实验过程中要控制电源电压不变。（2）实验中，通过比较