2019_2020学年高中物理第二章电路第二节对电阻的进一步研究课件粤教版选修3_1.pptx

第二节 对电阻的进一步研究,第二章 电 路,1.进一步掌握欧姆定律，掌握导体的伏安特性曲线，知道线性元件和非线性元件. 2.掌握串联、并联电路中的电流、电压和电阻的关系.,学科素养与目标要求,物理观念：,1.能根据IU图象或UI图象求导体的电阻. 2.会分析串、并联电路和简单的混联电路.,科学思维：,NEIRONGSUOYIN,内容索引,自主预习,达标检测,课时对点练,预习新知 夯实基础,检测评价 达标过关,注重双基 强化落实,重点探究,启迪思维 探究重点,自主预习,1.伏安特性曲线：用纵轴表示 ，用横轴表示 ，画出 图线. 2.两类元件： (1)线性元件：伏安特性曲线是通过坐标原点的 ，电流与电压成_ 的元件. (2)非线性元件：伏安特性曲线 ，欧姆定律 的元件. 3.二极管的单向导电性能：加正向电压时，流过二极管的电流 ；加反向电压时，流过二极管的电流 .,一、导体的伏安特性,电流I,电压U,直线,IU,正比例,的线性关系,不是直线,不适用,很大,很小,1.串联电路：把几个导体(用电器) 连接，接入电路的连接方式.如图1所示. 2.串联电路的特点： (1)电流关系：I ，串联电路各处的电流 . (2)电压关系：U ，串联电路两端的总电压等于各部分电路电压 .,二、电阻的串联,I1I2I3In,相等,依次首尾,之和,图1,U1U2U3Un,(3)电阻关系：R ，串联电路的总电阻等于各部分电路电阻 . (4)电压分配规律： 串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成 .,正比,之和,R1R2R3Rn,1.并联电路：把几个导体(用电器) 地连接起来，再将两端接入电路的连接方式.如图2所示. 2.并联电路的特点： (1)电流关系：I ，并联电路的总电流等于各支路电流 . (2)电压关系：U ，并联电路的总电压与各支路电压 .,三、电阻的并联,并列,I1I2I3In,相等,之和,U1U2U3Un,图2,(3)电阻关系： ，并联电路的总电阻的倒数等于各部分电路电阻的倒数 . (4)电流分配规律关系：IR U，并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成 .,之和,I1R1I2R2InRn,反比,1.判断下列说法的正误. (1)对于确定的导体，其两端的电压和流过它的电流的比值等于它的电阻值. ( ) (2)电阻的IU图象和UI图象为直线时，两种图象的斜率均表示电阻的倒数. ( ) (3)串联电路的总电流等于流过各电阻的电流之和.( ) (4)串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和.( ) (5)并联电路干路上的电流一定比通过某一支路的电流大.( ) (6)电路中电阻的个数越多，电路的总电阻越大.( ),即学即用,×,×,×,2.6 与3 的两电阻R1、R2并联，通过电路的总电流为9 A，则通过R1、R2的电流分别为_ A、_ A.,3,6,重点探究,1.欧姆定律 (1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比.,一、部分电路的欧姆定律 导体的伏安特性曲线,(3)适用范围：适用于金属导电、电解质溶液导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)，而对气体导电、半导体导电不适用.,2.线性元件和非线性元件的伏安特性曲线 (1)线性元件 线性元件的伏安特性曲线是一条过原点的直线，其斜率表示导体电阻的倒数，即k 图线的斜率越大，电阻越小，如图3所示，RARB.,图3,欧姆定律适用于线性元件，如金属、电解液导体. (2)非线性元件 非线性元件的伏安特性曲线是一条曲线，欧姆定律不适用.如气态导体(日光灯、霓虹灯管中的气体)和半导体元件.,3.IU图象与UI图象的区别(图线为过原点的直线时) (1)坐标轴的意义不同. (2)图线斜率的意义不同：IU图象中，斜率表示电阻的倒数，UI图象中，斜率表示电阻，如图4所示，在图甲中R2R1，图乙中R2R1.,图4,(3)IU图象是曲线时，导体某状态的电阻RP ，即电阻等于图线上点P(UP，IP)与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数，如图5所示.,图5,例1 (多选)(2018·龙岩市高二检测)已知两个导体的电阻之比R1R221，那么 A.若两导体两端电压相等，则I1I221 B.若两导体两端电压相等，则I1I212 C.若导体中电流相等，则U1U221 D.若导体中电流相等，则U1U212,当电流相等时，由UIR得，U1U2R1R221，C正确，D错误.,例2 (多选)(2018·济南一中高二上期中)如图6所示是某导体的IU图线，图中45°，下列说法正确的是 A.通过该导体的电流与其两端的电压成正比 B.此导体的电阻R随电压的增大而增大 C.IU图线的斜率表示电阻的倒数，所以电阻R 1 D.在该导体的两端加6 V的电压时，导体的电阻为2 ,图6,解析 由题图可知，通过该导体的电流随着导体两端的电压的增大而增大，通过该导体的电流与导体两端的电压成正比，选项A正确；,例3 (多选)如图7所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图象可知 A.该导体的电阻随电压的升高而增大 B.该导体的电阻随电压的升高而减小 C.导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 D.导体两端电压为2 V时，电阻为1 ,解析 该导体的伏安特性曲线为曲线，但根据R 知，某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，故可知U2 V时，R 1 ，且导体电阻随电压升高而增大，故A、D正确.,图7,1.如图所示，三个电阻组成串联电路.,二、串联电路和并联电路,答案 由于串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，则R总R1R2R33R.,导学探究,(1)若R1R2R3R，则此串联电路的总电阻R总为多少？,(2)若R1R2R3，每个电阻两端的电压由小到大如何排序？,答案 由串联电路各处电流相等得,又由于R1R2R3，则U1U2U3.,2.如图所示，三个电阻构成并联电路.,答案 由并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和得,(1)若R1R2R3R，则此并联电路的总电阻R总为多少？,(2)若R1R2R3，流过每个电阻的电流由小到大如何排序？,答案 由并联电路各支路两端电压相等得 I1R1I2R2I3R3 又由于R1R2R3，则I3I2I1.,1.关于电压和电流的分配关系： (1)串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比，即 I. (2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比，即I1R1I2R2 InRnI总R总U.,知识深化,2.串、并联电路总电阻的比较：,例4 由四个电阻连接成的电路如图8所示.R18 ，R24 ，R36 ，R43 . (1)求a、d之间的总电阻；,故RadR1R2Rcd8 4 2 14 .,答案 见解析,图8,(2)如果把42 V的电压加在a、d两端，则通过每个电阻的电流是多少？,设通过R3、R4的电流分别为I3、I4，则由并联电路电压相等，得I3R3I4R4， 又I3I43 A，解得I31 A，I42 A.,答案 见解析,针对训练 (2018·菏泽市期末)在如图9所示电路中，电源输出电压恒定，定值电阻r的阻值为5 ，电阻R16 ，滑动变阻器的最大阻值为30 ，当滑动变阻器的滑动触头P位于变阻器的中点时，理想电流表的示数为0.5 A，理想电压表的示数为20.5 V.求： (1)电阻R2的阻值；,解析 电阻R1两端电压U1I1R10.5×6 V3 V R1与滑动变阻器左端Ra部分并联，则通过Ra的电流Ia 0.2 A 通过右端Rb的电流IbIaI10.7 A 电压表两端电压U2U1Ib(RbR2) 联立解得R210 ,答案 10 ,图9,(2)电源的输出电压.,解析 电源输出电压为UU2Ibr24 V,答案 24 V,达标检测,1,2,3,4,1.(对伏安特性曲线的理解)(多选)如图10所示，A、B、C为三个通电导体的IU关系图象.由图可知 A.三个导体的电阻关系为RARBRC B.三个导体的电阻关系为RARBRC C.若在导体B两端加上10 V的电压，通过导体B的电流是2.5 A D.若在导体B两端加上10 V的电压，通过导体B的电流是40 A,解析 由题图IU图象知，电阻最大的应该是斜率最小的C，其中导体B的电阻为RB 4 ，所以在导体B两端加10 V电压时，通过导体B的电流为2.5 A.,5,图10,1,2,3,4,2.(对伏安特性曲线的理解)如图11所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A的坐标为(U1，I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2，小灯泡两端的电压为U1时，电阻等于,5,图11,1,2,3,4,3.(串、并联电路的特点)(多选)下列说法中正确的是 A.一个电阻和一根理想导线并联，总电阻为零 B.并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻 C.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻也增大 D.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小,5,解析 由并联电路的特点知：并联电路的总电阻比各支路中的任意一个分电阻的阻值都要小，且任一支路的电阻增大时(其他支路不变)，总电阻也增大，所以A、B、C正确，D错误.,4.(串、并联电路的特点)如图12所示，三个完全相同的电阻阻值R1R2R3，接在电路中，则它们两端的电压之比为 A.111 B.122 C.144 D.211,图12,1,2,3,4,5,5.(串、并联电路特点)(2018·石家庄一中高二上月考)分析如图13所示的电路(电流表内阻不计)，下列说法正确的是 A.四个电阻为并联关系 B.四个电阻为串联关系 C.A1的示数为通过R2和R3的电流之和 D.A2的示数为通过R3和R4的电流之和,图13,1,2,3,4,5,解析 对电路进行简化，简化后的电路如图所示，根据电路图可知，电阻R1、R2、R3为并联关系，电阻R1、R2、R3构成的并联电路与R4为串联关系，选项A、B错误；,1,2,3,4,5,根据电路图可知，A1的示数为通过R2和R3的电流之和，A2的示数为通过R1和R2的电流之和，选项C正确，D错误.,课时对点练,一、选择题 考点一 导体的伏安特性曲线 1.如图1所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知，下列说法不正确的是 A.导体的电阻是25 B.导体的电阻是0.04 C.导体两端的电压是10 V时，通过导体的电流是0.4 A D.通过导体的电流是0.1 A时，导体两端的电压是2.5 V,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,图1,解析 由题图可知，导体的电阻：,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,当电流I20.1 A时，电压U2I2R0.1×25 V2.5 V.,2.(2018·济南市期末)两导体的IU关系如图2所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是 A.R1R213 B.R1R231 C.将R1与R2串联后接于电源上，则电流比I1I213 D.将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1I211,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,图2,3.某一导体的伏安特性曲线如图3中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是 A.B点的电阻为12 B.B点的电阻为40 C.导体的电阻因温度的影响改变了1 D.导体的电阻因温度的影响改变了9 ,故两点间的电阻改变了(4030) 10 ，故C、D错误.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,图3,4.某导体中的电流随其两端电压的变化关系如图4所示，则下列说法中正确的是 A.加5 V电压时，导体的电阻大于5 B.加11 V电压时，导体的电阻可能为1.4 C.由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小 D.由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小,解析 对某些电学元件，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的 值仍表示该点所对应的电阻值.本题中给出的导体在加5 V电压时， 5 ，所以此时电阻为5 ，故A错误； 同理可知B错误； 当电压增大时， 值增大，即电阻增大，故C错误，D正确.,图4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,5.(2018·赤峰二中高二月考)如图5所示为A、B两电阻的UI图线，则关于两电阻的描述正确的是 A.电阻A的阻值随电流的增大而减小，电阻B的阻值不变 B.在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻B的阻值 C.在两图线交点处，电阻A的阻值大于电阻B的阻值 D.在两图线交点处，电阻A的阻值小于电阻B的阻值,图5,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析 UI图象上某点与原点连线的斜率等于导体的电阻，故电阻A的阻值随电流的增大而增大，同理，电阻B的阻值不变，故A错误； 两图线的交点处，电流和电压均相同，由欧姆定律可知，两电阻的阻值相等，故B正确，C、D错误.,考点二 串、并联电路 6.将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2串联起来，则总电阻 A.很接近R1且略大于R1 B.很接近R1且略小于R1 C.很接近R2且略大于R2 D.很接近R2且略小于R2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,7.(多选)(2018·衡水中学微山分校期末)在如图6所示的电路中，通过电阻R1的电流I1是,图6,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,8.如图7所示，电源内阻不计(电源两端电压恒定)，已知R12 k，R23 k，现用一个内阻为6 k的电压表并联在R2的两端，电压表的读数为6 V.若把它接在a、b两点间，电压表的读数为 A.18 V B.12 V C.8 V D.6 V,图7,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,根据串联电路的分压特点可知，电源电动势为12 V；电压表并联在a、b两端时，测量的是电源的电动势，所以其示数为12 V，故选B.,9.在如图8所示电路中，R22R1，电路两端电压恒定，当S断开时，理想电流表的读数为0.5 A，理想电压表的读数为4 V，则当S闭合时，电流表和电压表的读数分别为 A.1.5 A,6 V B.0.75 A,4 V C.1.5 A,0 V D.0 A,6 V,图8,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解得U6 V， 当S闭合时，R1被短路，电流表读数为0 A，电压表读数为6 V，选项D正确.,二、非选择题 10.如图9所示电路中的A、B两端加有电压U，若R12 ，R24 ，R33 ，通过它们的电流与电阻两端电压分别为I1、I2、I3和U1、U2、U3，则I1I2I3为多少？U1U2U3为多少？,图9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案 112 123,解析 由题图看出，电阻R1与R2串联，电流相等，即I1I2， 根据欧姆定律UIR得知， U1U2R1R212， 电阻R1与R2串联后与R3并联，并联电路电压相等， 根据欧姆定律UIR得知， I2I3R3(R1R2)12， 电压U3U1U2， 又U1U212，得到U1U313. 综上可得I1I2I3112， U1U2U3123.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,11.(2018·盐城市阜宁县高二上期中)如图10所示，A、B两点间电压恒定为12 V，定值电阻R12.4 k、R24.8 k. (1)若在a、b之间接一个C100 F的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电荷量；,图10,答案 8×104 C,电容器的带电荷量QCUC，解得：Q8×104 C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,(2)若在a、b之间接一个内阻RV4.8 k的电压表，求电压表的示数.,答案 6 V,解得：UV6 V.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,