欧姆定律串联电路Word下载.docx
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伏安特性曲线不是直线,即电流与电压不成正比是二极管的伏安特性曲线,二极管具有单向导电性.加正向电压时,二极管的电阻较小,通过二极管的电流较大;
加反向电压时,二极管的电阻较大,通过二极管的电流很小.
图2-3-4
二极管由半导体材料制成,其电阻率随温度的升高而减小,故其伏安特性曲线不是直线.
由图看出随着电压的增大,图线的斜率在增大,表示其电阻随电压的升高而减小,即二极管的伏安特性曲线不是直线,这种元件称为非线性元件.
气体导电的伏安特性曲线是非线性的.气体导电和二极管导电,欧姆定律都不适用.
伏安法测电阻的两种方法怎样对比?
内接法和外接法的电路图分别如图2-3-5所示.
图2-3-5
两种电路对比分析如下:
电路图
对比甲乙
电流表
接法电流表内接法电流表外接法
误差分析电压表示数UV=UR+UA>
UR
电流表示数IA=IR
R测=UVIA>
URIR=R真
误差于电流表的分压作用电压表示数UV=UR
电流表示数IA=IR+IV>
IR
R测=UVIARARV时用内接法;
当Rx<
RARV时用外接法;
Rx=RARV,内、外接法均可.
实验试触法:
按图2-3-6接好电路,让电压表一根接线P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;
如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法.
图2-3-6
一、公式R=UI和I=UR的对比
【例1】下列判断正确的是
A.由R=UI知,导体两端的电压越大,电阻就越大
B.由R=UI知,导体中的电流越大,电阻就越小
c.由I=UR知,电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比
D.由I=UR可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
答案 cD
解析 R=UI只是电阻的定义式,U=0,I=0时R仍存在,即R与U和I不存在正、反比关系.对一段确定的导体而言,R一定,故I与U成正比,D对,A、B错.由欧姆定律可知I与U成正比,与R成反比,c对.
二、导体的伏安特性曲线
【例2】如图2-3-7所示的图象所对应的两个导体的伏安特性曲线.由图回答:
图2-3-7
电阻之比R1∶R2为______.
若两个导体中的电流相等时,电压之比U1∶U2
为________.
若两个导体的电压相等时,电流之比为______.
答案 3∶1 3∶1 1∶3
解析 在I—U图象中,电阻的大小等于图象斜率的倒数,所以R1=ΔUΔI=10×
10-35×
10-3Ω=2Ω
R2=10×
10-315×
10-3Ω=23Ω
即R1∶R2=3∶1
由欧姆定律得U1=I1R1,U2=I2R2
所以U1∶U2=R1∶R2=3∶1
由欧姆定律得I1=U1R1,I2=U2R2
所以I1∶I2=R2∶R1=1∶3
图2-3-8
两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图2-3-8所示,可知两电阻的大小之比R1∶R2等于
A.1∶3
B.3∶1
c.1∶3D.3∶1
答案 A
解析 图象斜率的物理意义是电阻的倒数.
图2-3-9
用伏安法测未知电阻Rx时,若不知道Rx的大概值,为了选择正确的电路接法以减小误差,可将电路如图2-3-9所示连接,只空出电压表的一个接头S,然后将S分别与a、b接触一下,观察电压表和电流表示数变化情况,那么
A.若电流表示数有显著变化,S应接a
B.若电流表示数有显著变化,S应接b
c.若电压表示数有显著变化,S应接a
D.若电压表示数有显著变化,S应接b
答案 Bc
解析 实验试探法的原理是以伏安法测电阻原理的系统误差产生原因入手来选择,如果电流表分压引入误差大,则试探过程中,电压表示数变化明显,则应选外接法以减小电流表分压的影响:
如果因电压表分流作用引入误差大,则电流表示数变化明显,则应选用内接法.
如果S接触a,属外接法,S接触b,属内接法.若S分别接触a、b时,电流表示数变化显著,说明电压表的分流作用较强,即Rx是一个高阻值电阻,应选用内接法测量.即S应接b测量,误差小.B选项正确.
若S分别接触a、b时,电压表示数变化显著,说明电流表的分压作用较强,即Rx是一个低阻值的电阻,应选用外接法测量,即S应接a,误差小.c选项正确.
.下列判断正确的是
A.导体两端的电压越大,导体的电阻越大
B.若不计温度影响,在导体两端的电压与通过的电流之比是一个常数
c.电流经过电阻时,沿电流方向电势要降低
D.电解液短时间内导电的U—I线是一条直线
答案 BcD
解析 导体的电阻是导体本身的性质,与导体两端的电压及通过导体的电流无直接关系,R=UI仅仅是导体电阻的计算式,而不是决定式.
.若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时,导体中的电流减小了0.4A.如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流多大?
答案 2A
解析 由欧姆定律得:
R=U0/I0,又知R=3U0/5I0-0.4
解得I0=1.0A
又因为R=U0I0=2U0I,所以I=2I0=2A.题型一欧姆定律的应用
电阻R与两个完全相同的
图1
晶体二极管D1和D2连接成如图1所示的电路,a、b端的电势差Uab=10V时,流经a点的电流为0.01A;
当电势差Uab=-0.2V时,流经a点的电流仍为0.01A.二极管具有单向导电性,单向导通时有电阻,当通过反向电流时,电阻可以认为是无穷大,则电阻R的阻值为__________,二极管导通时的电阻为________.
思维步步高当ab间接正向电压时,接通的是哪个电路?
当ab间接负向电压时,接通的是哪个电路?
先求哪个用电器的电阻比较方便?
解析 当ab间接正向电压时,接通的是二极管和电阻串联的电路.根据欧姆定律,二极管和电阻的串联值为1000Ω,当ab间接负向电压时,接通的是二极管的电路,根据欧姆定律,两个二极管的电阻值为20Ω,所以电阻R的电阻值为980Ω.
答案 980Ω 20Ω
拓展探究某电路两端电压保持不变,当电路电阻为20Ω时,其电流强度为0.3A,电阻增加到30Ω时,其电路中的电流强度要减小多少?
电路两端的电压为多大?
答案 0.1A 6V
欧姆定律的注意事项:
①R=UI不是欧姆定律的表达式,而是电阻的定义式,对于确定的导体,因为U与I成正比,其比值UI为一恒量,所以电阻与电压、电流无关,仅与导体本身有关.不能把欧姆定律说成电阻与电压成正比,与电流成反比.
②在应用公式解题时,要注意欧姆定律的“同时性”和“同体性”,即三个物理量必须对于同一个电阻和同一个电阻的同一个时刻.
题型二伏安特性曲线的测量
用下列器材组成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路,请将实物图2连线成为实验电路.
微安表μA;
电压表V
电阻R0;
滑动变阻器R;
电池组E;
开关S及导线若干.
图2
思维步步高测量电阻R0时电流表采用内接法还是外接法?
采用的依据是什么?
滑动变阻器的阻值决定了滑动变阻器采用什么解法?
连线时应该注意哪些问题?
解析 仪器的选择问题,微安表内阻比待测电阻小得多,比电压表内阻还要大,需要用微安表的内接法.滑动变阻器的阻值比待测电阻小得多,需要用分压式接法才能更好的调节待测电路上的电压.电路图如下所示.
答案
拓展探究小灯泡的伏安特性曲线如图3所示,由图可知,当灯泡电压由3V变为6V时,其灯丝电阻改变了________Ω.
图3
答案 5
测定电器元件的伏安特性曲线的常见方法:
①需要测量待测电器元件的电压和电流.②要考虑电流表是内接还是外接,一般情况下是外接,因为所测的小灯泡的电阻一般较小.③要考虑滑动变阻器的接法.④在进行数据处理时,图线一般不是直线,要用平滑的曲线把各个点连接起来.
一、选择题阅读以下材料.回答1~3题.
在研究长度为l、横截面积为S的均匀导体中电流的流动时,在导体两端加上电压U,于是导体中有匀强电场产生,在导体中移动的自由电子受匀强电场作用而加速,和做热运动的阳离子碰撞而减速,这样边反复碰撞边向前移动.可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比,其大小可以表示成v.
.静电力和碰撞的阻力相平衡时,导体中的电子的速率v成为一定值.这一定值是
A.eUlB.eUlc.elUD.elU
答案 B
解析 静电力和碰撞阻力平衡时,有v=eE=eUl可得电子定向移动速率v=eUl,B正确.
.设单位体积的自由电子数为n,自由电子在导体中以一定速率v运动时,该导体中所流过的电流是
A.envlB.enlvSc.envSD.enlv
答案 c
解析 电流I=neSv,c正确.
.该导体的电阻是
A.le2nSBSe2nlc.SenlDenlS
解析 电阻R=UI=UneSv=UneSeUl=le2nS,A正确.
图4
如图4所示是某导体的伏安特性曲线,由图可知错误的是
A.导体的电阻是25Ω
B.导体的电阻是0.04Ω
c.当导体两端的电压是10V时,通过导体的电流是0.4A
D.当通过导体的电流是0.1A时,导体两端的电压是2.5V
.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图5甲所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球.小车向右做直线运动过程中,电流表示数如图乙所示,下列判断正确的是
图5
A.从t1到t2时间内,小车做匀速直线运动
B.从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动
c.从t2到t3时间内,小车做匀速直线运动
D.从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动
答案 D
解析 在0~t1内,I恒定,压敏电阻阻值不变,压敏电阻所受压力不变或不受压力,小车可能做匀加速直线运动或匀速运动;
在t1~t2内,I变大,阻值变小,压力变大,小车做变加速直线运动,A、B均错误.在t2~t3内,I不变,压力恒定,小车做匀加速直线运动,c错误,D正确.
.将截面均匀,长为l,电阻
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