第二节 对电阻的进一步研究
[学科素养与目标要求]
物理观念: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.
科学思维:1.能根据I-U图象或U-I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.
一、导体的伏安特性
1.伏安特性曲线:用纵轴表示电流I,用横轴表示电压U,画出I-U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直线,电流与电压成正比例的线性关系的元件.
(2)非线性元件:伏安特性曲线不是直线,欧姆定律不适用的元件.
3.二极管的单向导电性能:加正向电压时,流过二极管的电流很大;加反向电压时,流过二极管的电流很小.
二、电阻的串联
1.串联电路:把几个导体(用电器)依次首尾连接,接入电路的连接方式.如图1所示.
图1
2.串联电路的特点:
(1)电流关系:I=I1=I2=I3=…=In,串联电路各处的电流相等.
(2)电压关系:U=U1+U2+U3+…+Un,串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和.
(3)电阻关系:R=R1+R2+R3+…+Rn,串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和.
(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.
三、电阻的并联
1.并联电路:把几个导体(用电器)并列地连接起来,再将两端接入电路的连接方式.如图2所示.
图2
2.并联电路的特点:
(1)电流关系:I=I1+I2+I3+…+In,并联电路的总电流等于各支路电流之和.
(2)电压关系:U=U1=U2=U3=…=Un,并联电路的总电压与各支路电压相等.
(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之和.
(4)电流分配规律关系:IR=I1R1=I2R2=…=InRn=U,并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比.
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I-U图象和U-I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.(×)
2.6Ω与3Ω的两电阻R1、R2并联,通过电路的总电流为9A,则通过R1、R2的电流分别为______A、______A.
答案 3 6
一、部分电路的欧姆定律 导体的伏安特性曲线
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.
(2)表达式:I=.
(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
①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,RA>RB.