電阻與電路分析漫畫釋義 知識互聯(lián)網(wǎng)模塊一 電阻知識導(dǎo)航電阻的定義為了表現(xiàn)導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小, 我們用電壓與電流的比值定義電阻阻值大小, 即 (定義式、測量式) 金屬電阻絲阻值大小的影響因素導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì), 它跟導(dǎo)體兩端是否有電壓以及導(dǎo)體中是否有電流無關(guān); 導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)電阻定律(決定式)為電阻率常用單位m S為橫截面積常用單位m2R為電阻值常用單位 L為導(dǎo)線的長度常用單位m電阻率某種材料制成的長1m、橫截面積是1m2的在常溫下(20時)導(dǎo)體的電阻, 叫做這種材料的電阻率. 常見的可變電阻(滑動變阻器、電阻箱、電位器等) 夯實基礎(chǔ)【例1】 下列說法正確的是( )A通過導(dǎo)體的電流為零, 導(dǎo)體的電阻也為零B通過導(dǎo)體的電流越大, 導(dǎo)體的電阻一定越小C導(dǎo)體兩端的電壓為零, 導(dǎo)體的電阻也為零D導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)【答案】 D【例2】 一段導(dǎo)體兩端的電壓是2V時, 導(dǎo)體電阻是12, 斷開電源使導(dǎo)體兩端的電壓為0V時, 導(dǎo)體的電阻是( )A0 B12 C6 D3【答案】 B【例3】 小明想通過實驗研究電阻的大小與哪些因素有關(guān), 他找到四根金屬線如圖所示, 圖中a為錳銅線b、c、d為鎳鉻合金線, S表示橫截面積在研究電阻大小與導(dǎo)線材料的關(guān)系時, 他選擇了其中兩根金屬導(dǎo)線分別進(jìn)行實驗比較, 它應(yīng)選擇( )Aa和b Ba和c Ca和d Db和c【答案】 A【例4】 關(guān)于導(dǎo)體的電阻, 下列說法中正確的是( )A錳銅線的電阻比銅絲的電阻大B粗細(xì)相同的導(dǎo)線, 長的電阻較大C長短相同的導(dǎo)線, 細(xì)的電阻較大D同種材料制成的長短一樣的兩條導(dǎo)線, 細(xì)的電阻較大【答案】 D【例5】 實驗室中常用的小燈泡、電流表、電壓表的電阻分別為、表示, 則三者電阻大小關(guān)系為( )A BC D【答案】 B【例6】 一段粗細(xì)均勻的鎳鉻合金絲, 阻值為, 將它均勻拉長(設(shè)體積不變), 使直徑變?yōu)樵瓉淼? 此時, 它的阻值為( )A B C D【答案】 B【例7】 滑動變阻器是通過改變什么來改變電阻的( )A電阻線的長度 B電阻線的材料 C電阻線的橫截面積 D連入電路的電阻線長度【答案】 D【例8】 (多選)將如圖所示的滑動變阻器連入電路, 要求當(dāng)滑動變阻器的滑片P向B端移動時, 接入電路中的電阻變大, 則滑動變阻器連入電路的接線柱是( )AA和D BC和B CB和D DA和C【答案】 AD【例9】 右圖是有四個接線柱的滑動變阻器, 當(dāng)AD端接入電路時, 滑片P向右移動, 接入電路中的電阻值將_; 當(dāng)AB端接入電路時, 滑片P向左移動, 接入電路中的電阻值將_(填“增大”、“減小”或“不變”) 【答案】 變大 不變【例10】 如下圖所示, 利用滑動變阻器調(diào)節(jié)小燈泡的亮度. 下列四種連接方法中錯誤的是( )【答案】 D【例11】 收音機(jī)等電器中, 有一種叫電位器的變阻器其內(nèi)部構(gòu)造如圖所示a、b、c三個焊接點(diǎn)相當(dāng)于變阻器的三個接線柱使用電位器時, 下列說法中不正確的是( )A只把a(bǔ)和c接入電路, 無法改變通過電位器的電流B將a和b或b和c接入電路, 旋動滑片時, 可以改變通過電位器的電流C只將a和b接入電路, 當(dāng)滑片順時針旋動時, 電位器接入電路電阻變小D只將b、c兩點(diǎn)接入電路, 當(dāng)滑片順時針旋動時, 電位器接入電路電阻變小【答案】 C【例12】 (1) 將阻值為的電阻絲均勻拉長為原來2倍, 阻值將變?yōu)?.(2) 將阻值為的電阻絲對折使用, 阻值將變?yōu)?. (3) 將4個阻值為20的電阻絲串聯(lián)使用, 總的等效電阻為 .(4) 將4個阻值為20的電阻絲并聯(lián)使用, 總的等效電阻為 .(5) 試分析下圖中, , , , 電路總的等效電阻值應(yīng)為 . 【答案】 電阻絲的電阻值與長度成正比, 與橫截面積成反比. (1)40 (2)2.5 (3)80 (4)5 (5)1.5 因為3電阻相當(dāng)于兩個6電阻并聯(lián), 一共是4個6電阻并聯(lián), 所以是1.5【例13】 小明同學(xué)想比較金屬材料甲和金屬材料乙哪個更容易導(dǎo)電現(xiàn)有金屬材料甲和金屬材料乙制成的各種不同規(guī)格的金屬絲, 規(guī)格如下表所示:金屬絲代號材料長度/m橫截面積/A金屬甲10.1B金屬甲0.50.1C金屬乙10.1D金屬乙10.2請你幫助小明同學(xué)完成下面的實驗方案(1)實驗器材除上述金屬絲、干電池、開關(guān)、導(dǎo)線外, 還必須選用的器材有:(2)實驗中應(yīng)選取的金屬絲分別是:(只需填字母代號)(3)請在下面空白處畫出實驗電路圖(4)在本實驗中, 你是如何判斷哪種金屬材料更容易導(dǎo)電的? 【答案】 小燈泡(或電流表)(2)A、C(1)要把上述器材和小燈泡(或電流表)連接成串聯(lián)電路, 通過小燈泡的亮度(或電流表示數(shù)大小)來顯示哪個更易導(dǎo)電(2)想比較材料導(dǎo)電性能, 應(yīng)使長度、橫截面積相同(3)連接各元件成為串聯(lián)電路(4)分別將選取的兩種金屬絲接入所設(shè)計的電路中, 觀察小燈泡的亮暗(或電流表示數(shù)的大小), 若小燈泡較亮(或電流表示數(shù)較大), 說明與它串聯(lián)的那種金屬材料更容易導(dǎo)電模塊二 電路設(shè)計與識別鞏固夯實基礎(chǔ)【例14】 有些居民樓的樓道燈電路中含有兩個開關(guān), 一個是利用“光敏”材料制成的“光控開關(guān)”, 它的作用是天黑時自動閉合, 天亮?xí)r自動斷開; 一個是利用“聲敏”材料制成“聲控開關(guān)”, 它的作用是當(dāng)有人走動發(fā)出聲音時自動閉合, 無聲時自動斷開. 如圖所示各電路中, 能實現(xiàn)上述效果的是( )【答案】 D能力提升【例15】 在樓梯中間安裝的電燈, 需要在樓上、樓下都能控制燈的亮和滅. 如圖所示為四位同學(xué)設(shè)計的控制樓梯燈的模擬電路圖, 其中達(dá)不到控制要求的是( )A圖甲 B圖乙 C圖丙 D圖丁 【答案】 C【例16】 如圖是電冰箱的簡化電路圖. 圖中M是電冰箱壓縮機(jī)用的電動機(jī), L是電冰箱內(nèi)的照明燈. 則下列判斷正確的是( )A開關(guān)S1閉合, S2斷開時, 照明燈L與電動機(jī)M串聯(lián)B關(guān)上冰箱門時, S1自動閉合, 使得照明燈L熄滅C開關(guān)S1、S2都閉合時, 照明燈L與電動機(jī)M并聯(lián)D冰箱內(nèi)溫度降低到設(shè)定溫度時, S2自動斷開, 電動機(jī)M停止工作【答案】 C【例17】 請根據(jù)實物圖畫出對應(yīng)的電路圖. (1) (2)【答案】 (1) (2)模塊三 填表問題知識導(dǎo)航填表方法確定用電器連接方式 確定電流走向 走電流的路填電流表; 不走電流的路填電壓表夯實基礎(chǔ)【例18】 如圖所示的電路中, 要使燈L1、L2串聯(lián), 甲、乙、丙三只電表應(yīng)依次是 ; 要使兩盞燈并聯(lián), 甲、乙、丙三只電表應(yīng)依次是 .【答案】 電壓表, 電流表, 電壓表; 電流表, 電壓表, 電流表【例19】 下圖所示的電路中, L1、L2正常發(fā)光, a、b是兩只電表, 則( )Aa是電流表, b是電壓表Ba是電壓表, b是電流表Ca、b都是電流表Da、b都是電壓表【答案】 A【例20】 在如圖所示電路中, 電表應(yīng)是 表; 電表應(yīng)是 表; 電表應(yīng)是 表; 電表應(yīng)是 表【答案】 電流、電壓、電流、電壓模塊四 復(fù)雜電路分析知識導(dǎo)航電路中電表的簡化為了看清用電器之間的連接關(guān)系, 我們需要先將電流表、電壓表簡化, 簡化方法如下:電壓表對電流阻礙作用很大, 幾乎不能通過電流, 可以將電壓表及兩端導(dǎo)線一起去掉 電流表對電流幾乎沒有阻礙作用, 可以將電流表替換為導(dǎo)線識別電路的幾種方法定義法如電路中各元件是逐個順次首尾相連的, 此電路就是串聯(lián)電路, 若各元件(用電器)“首首相接, 尾尾相連”并列地連在電路兩點(diǎn), (“首”即為電流流入用電器的那一端, “尾”即電流流出用電器的那一端. )此電路就是并聯(lián)電路. 電流法電流法是識別串、并聯(lián)電路最常用的方法. 所謂“電流法”就是在識別電路時, 讓電流從電源正極出發(fā)經(jīng)過各用電器回到電源負(fù)極, 途中不分流, 電流始終是一條路徑, 這些用電器的連接方式就是串聯(lián); 如果電流在某處分為幾條支路, 若每條支路上只有一個用電器, 電流在電路中有分有合, 則這些用電器之間的連接方式就是并聯(lián). 拆除法拆除法是識別較難電路的一種重要方法. 它的原理就是串聯(lián)電路中各用電器互相影響, 并聯(lián)電路中各用電器互不影響. 在串聯(lián)電路中, 拆除任何一個用電器, 其他用電器中就沒有電流; 在并聯(lián)電路中, 拆除任何一個用電器, 其他用電器中仍有電流通過.節(jié)點(diǎn)法所謂“節(jié)點(diǎn)法”就是在識別不規(guī)范電路過程中, 不論導(dǎo)線有多長, 只要其間沒有電源、用電器等, 導(dǎo)線兩端點(diǎn)均可以看成同一個點(diǎn), 從而找出各用電器兩端的公共點(diǎn).能力提升【例21】 請說出分別閉合S1、S2; 同時閉合S1、S2, 均有哪盞燈發(fā)光? 并畫出等效電路圖. (1) (2) (3) (4) (5)【答案】 略.【例22】 圖中四個燈泡的連接方式是( )A四燈串聯(lián) B四燈并聯(lián)C、并聯(lián), 再與串聯(lián)D、并聯(lián), 再與串聯(lián)【答案】 D串聯(lián)電路的判斷, 只要抓住電路只有一條路徑即可, 并聯(lián)電路較串聯(lián)電路復(fù)雜, 可以用以下方法判斷：N個電阻并聯(lián), 我們不妨理解為N個電阻的一端通過導(dǎo)線連在一起, 接在電路的某個(節(jié))點(diǎn)A, 同時N個電阻的另一端通過導(dǎo)線也連在一起, 接在電路中的另一個(節(jié))點(diǎn)B這就是依據(jù)并聯(lián)電路的概念判斷電路是否為并聯(lián)電路為了便于說明, 我們在各節(jié)點(diǎn)處表上A、B、C、D具體判斷方法是：的左端與的右端通過導(dǎo)線連接在點(diǎn)A(或C)處, 同時的右端與的左端通過導(dǎo)線連接在點(diǎn)B處, 因此與并聯(lián); 的左端與的左端通過導(dǎo)線連接在點(diǎn)A(或C)處, 同時的右端與的右端通過導(dǎo)線連接在點(diǎn)B(或D)處, 因此與, 也就是、三燈并聯(lián); 的左端與的右端(或的左端或的右端)通過導(dǎo)線連接在一起, 而的右端沒有和、三燈的另一端連接在一起, 因此電路是、三燈并聯(lián)后再與串聯(lián), 是混聯(lián)電路, 等效電路如圖所示【例23】 如下圖, 電壓表V1示數(shù)為6V, 電壓表V2示數(shù)為7V, 電壓表V3示數(shù)為10V, 求各個電阻電壓分別為多少? 【答案】 , , 【例24】 請畫出右面電路圖各個狀態(tài)的等效電路圖：只斷開開關(guān)S1, 滑片P移至端點(diǎn)B時只閉合開關(guān)S1, 滑片P仍在端點(diǎn)B時只斷開開關(guān)S3, 滑動變阻器的滑片P在端點(diǎn)A時【答案】實戰(zhàn)演練【練1】 如圖, 要使滑動變阻器的滑片P向右移動時, 電阻變大, 應(yīng)選擇的接線柱是()AA, D BB, C CA, B DC, D【答案】 B【練2】 如圖所示的電路中和并聯(lián), 現(xiàn)在用電壓表和電流表測量通過和的電流強(qiáng)度及兩端的電壓, 請在“”內(nèi)填寫相應(yīng)的符號“”或“”【答案】 1： 2： 3：【練3】 小菁同學(xué)連接兩燈并聯(lián)電路的情況如圖所示. 當(dāng)他“試觸”時, 發(fā)現(xiàn)電壓表的指針不動、電流表的指針很快向右偏轉(zhuǎn), 兩燈都不發(fā)光. 小紅同學(xué)指出她在電路連接中有錯誤. 若閉合開關(guān)S, 可能造成的后果是_; 現(xiàn)在請你只改接如圖電路中的一根導(dǎo)線, 使電路連接完全正確.(在錯接的導(dǎo)線上畫, 然后畫出正確的接線位置)【答案】 電流表被燒壞; 超導(dǎo)體一般材料在溫度接近絕對零度的時候, 物體分子熱運(yùn)動幾乎消失, 材料的電阻趨近于0, 此時稱為超導(dǎo)體, 達(dá)到超導(dǎo)的溫度稱為臨界溫度. 1911年, 荷蘭科學(xué)家卡末林昂內(nèi)斯(Heike Kamerlingh-Onnes)用液氦冷卻汞, 當(dāng)溫度下降到4.2K(268.95)時, 水銀的電阻完全消失, 這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)電性, 此溫度稱為臨界溫度. 根據(jù)臨界溫度的不同, 超導(dǎo)材料可以被分為：高溫超導(dǎo)材料和低溫超導(dǎo)材料1. 但這里所說的高溫, 其實仍然是遠(yuǎn)低于冰點(diǎn)0的, 對一般人來說算是極低的溫度. 1933年, 邁斯納和奧克森菲爾德兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn), 如果把超導(dǎo)體放在磁場中冷卻, 則在材料電阻消失的同時, 磁感應(yīng)線將從超導(dǎo)體中排出, 不能通過超導(dǎo)體, 這種現(xiàn)象稱為抗磁性. 經(jīng)過科學(xué)家們的努力, 超導(dǎo)材料的磁電障礙已被跨越, 下一個難關(guān)是突破溫度障礙, 即尋求高溫超導(dǎo)材料. 后來人們還做過這樣一個實驗：在一個淺平的錫盤中, 放入一個體積很小但磁性很強(qiáng)的永久磁體, 然后把溫度降低, 使錫盤出現(xiàn)超導(dǎo)性, 這時可以看到, 小磁鐵竟然離開錫盤表面, 慢慢地飄起, 懸空不動. 高溫超導(dǎo)材料的用途非常廣闊, 大致可分為三類：大電流應(yīng)用(強(qiáng)電應(yīng)用)、電子學(xué)應(yīng)用(弱電應(yīng)用)和抗磁性應(yīng)用. 大電流應(yīng)用即前述的超導(dǎo)發(fā)電、輸電和儲能; 電子學(xué)應(yīng)用包括超導(dǎo)計算機(jī)、超導(dǎo)天線、超導(dǎo)微波器件等; 抗磁性主要應(yīng)用于磁懸浮列車和熱核聚變反應(yīng)堆等. 超導(dǎo)磁流體推進(jìn)船 超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置 磁懸浮列車