1、羆16電壓與電阻蚃16.1 電壓肈一、電壓蝿1、電源和電壓的作用蚅要讓一段電路中產生電流，電路中必須有電源。電源的作用就是給用電器兩端提供電壓。螃電源的作用是給用電器兩端提供電壓。葿（1）用“水路”和“電路”來進行類比分析膇水路蒄電路袂組成袀抽水機：保持一定水壓衿水管：傳輸水流蕆水輪機：利用水能的設備羂閥門：控制水流的通斷芁電源：保持一定電壓莇導線：傳輸電流芆燈泡：利用電能的設備-用電器肂開關：控制電流的通斷螞注意：電壓是形成電流的原因，某段電路中有電流，該電路的兩端就一定有電壓；但電路的兩端有電壓，電路中卻不一定有電流。要在電路中得到持續的電流，必須滿足兩個條件：有電源電路是通路。聿2、電壓

2、的單位肅（1）電壓的符號及單位膂物理學中通常用字母U表示電壓，電壓的單位是伏特，簡稱伏，符號是V。常用的單位還有千伏（kV）、毫伏（mV），它們的換算關系是1kV=103V，1mV=10-3V。蝿（2）需要我們記住的幾種常見的電壓值薆一節干電池的電壓螄1.5V節手機電池的電壓腿3.7V羋一節鉛蓄電池的電壓袆2V節我國家庭電路的電壓薀220V蚆對人體安全的電壓薅不高于36V莂二、電壓的測量羈電壓的高低用電壓表測量，電壓表在電路圖中的符號是：。莈（1）電壓表的構造：如圖所示。莄（2）電壓表的量程：學生用的電壓表有三個接線柱，兩個量程。蒂當用“”和“3”兩個接線柱時，量程為03V，每一個小格表示。0

3、.1V；當用“”和“15”兩個接線柱時，量程為015V，每一小格表示0.5V。莂（3）電壓表的使用方法袆使用方法莇原因薁首先要調零，明確電壓表的量程和分度值葿若不調零會造成測量不準確，如無法調到零位置，讀數要記入這個差值；明確量程和分度值的目的是便于快速并準確的讀數薈電壓表應該跟被測用電器并聯膆若將電壓表串聯在電路中，電路就可以近似看成在電壓表處形成斷路，電路中的電流幾乎為零。此時，電壓表將不能測出被測用電器兩端的電壓。蟻標有“”號的接線柱靠近電源正極，標有“”號的接線柱靠近電源負極袀電壓表的“0”刻度線通常在表盤的左端，如果“”“”接線柱接反了，會使電壓表指針反向偏轉，造成指針碰彎等損壞電壓

4、表的事故。我們在檢查接線柱的接法是否正確時，可根據電流的流向分析。芀被測電壓不能超過電壓表所用量程的最大測量值羅如果被測電壓超過了電壓表所用量程的最大測量值，容易把電壓表燒壞。選用量程的方法與電流表相同，可用最大量程試觸法來選擇合適的量程螁可直接連到電源的正、負極上芁電壓表直接連到電源的正、負極上，測出的是電源電壓，但要注意所用量程的最大測量必須大于電源電壓螈注意：在測量電壓時，選用的電壓表量程的最大測量值應等于或稍大于被測電路兩端的電壓，為提高讀數的準確性，在被測電壓不超過量程最大測量值的情況下，盡可能用小量程進行測量。在不能估計被測電壓的大小時，要用“試觸法”來選擇量程。選用大量程將電壓表

5、接入電路，開關輕輕閉合一下立即斷開，同時觀察指針的偏轉情況。若示數大于3V、小于15V，應選用015V量程；若示數小于3V，為提高讀數的準確性，應選用03V量程。螄拓展：試觸法選擇電壓表量程可能會遇到的四種情況及解決方法：袁指針不偏轉，則可能電路中有斷路，也可能電壓表的接線有斷路，應逐一檢查各接線柱，排除故障。螞指針反向偏轉，則“”“”接線柱接反了，應改接。蒀指針正向偏轉超過最大刻度值，則選擇的量程較小，應改接較大的量程。螇指針正向偏轉很小的角度，則選擇的量程較大，可以根據實際情況改接較小的量程。袁（4）電壓表的讀數袈電壓表的讀數步驟為：明確所選電壓表的量程；確定所使用量程的分度值；由指針所指

6、的位置，讀出電壓表的示數。羇方法技巧：電壓表讀數口訣：一看接線柱，明確其量程；二看最小格，確定分度值；三看指針處，正視仔細讀。薅注意：指針指在同一位置時，選用015V量程的讀數是選用03V量程讀數的5倍。因此，若其中一個量程的刻度模糊不清時，可根據另一個量程的刻度進行讀數，然后根據兩個量程之間的倍數關系來計算被測電壓值的大小。羈（5）用電壓表測量電壓艿實驗過程：如圖所示，先將電壓表接在小燈泡兩端，接通電路，讀取電壓表的示數；再將電壓表接在電源兩端，接通電路，讀取電壓表的示數。蠆實驗現象：電壓表兩次的示數相同。芄實驗結論：在只有一個用電器的電路中，用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓相等。蒞易誤易混

7、警示：蝕易誤點：判斷電壓表測哪段電路兩端的電壓肇“去源法”，即選取電壓表接在電路中的兩個接點為分點，將電路分成兩部分，將兩點間含有電源的部分電路“去掉”，分析電壓表與哪部分電路（用電器）組成通路，電壓表就是測量哪部分電路（用電器）兩端的電壓。莇16.2串、并聯電路中電壓的規律蒅一、串聯電路的電壓規律肁串聯電路中各部分電路兩端的電壓之和等于電源兩端的電壓。表達式為U=U1+U2。衿注意：在連接電路時，一定要對照電路圖，從電源的正極出發，依次經過開關、小燈泡，最后回到電源的負極，電壓表要最后并聯到所測電路的兩端。肆在連接電路過程中，開關一定要處于斷開狀態。每次連接完電路，一定要檢查無誤后，在閉合開

8、關。實驗過程中，每次讀數后，應及時斷開開關。薄電壓表要按使用規則連入電路，并按正確的讀數方法進行讀數。蒂實驗時改變小燈泡的規格或電源電壓進行多次試驗，以避免實驗數據的特殊性，以便得出具有普遍性的結論。換用不同規格的小燈泡時，各部分電路兩端的電壓會發生改變，但電源兩端的電壓（總電壓）是不變的。芇拓展：在串聯電路中，電源兩端電壓也可稱作串聯電路的總電壓，所以上述結論也可以敘述為：串聯電路的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和；但串聯電路中各部分電路兩端的電壓不一定相等。裊當電路中有多各用電器串聯時，以上結論仍然成立，表達式為：U=U1+U2+U3+.+Un。薄串聯電池組兩端的電壓等于每節電池兩端電壓

9、之和。蕿規律總結：探究串聯電路電壓的規律時，通常遇到的電路故障現象以及診斷方法如下：罿（1）連接好電路并閉合開關后，發現僅有一盞燈亮。蚄現象蚄L1不亮L2亮羀L1亮L2不亮蕆電壓表V的示數蚇0V螄等于電源電壓莁故障診斷膈L1短路蒆L2短路襖（2）連接好電路并閉合開關后，發現兩盞燈都不亮。螂現象薆L1、L2都不亮膄電壓表V的示數羄0V羈等于電源電壓莈故障診斷羃L2斷路或電源斷路或開關斷路肄L1斷路荿二、并聯電路的電壓規律螆并聯電路中各支路用電器兩端的電壓等于電源兩端電壓。表達式為：U1=U2=U。羆注意：實驗前應先畫好電路圖；肄連接電路的過程中，開關應斷開；螀應從電源的正極起按電路圖將元件逐個連

10、接起來；蒈連接好電路后，要先用開關試觸，觀察電壓表的偏轉情況，卻熱所選電壓表量程及連接無誤后，在閉合開關，觀察示數；螅讀數時要客觀、準確，讀數完畢，應斷開開關，切斷電源，整理好實驗器材。膃拓展：當電路中有多個用電器并聯時，以上結論仍然成立，表達式為：U1=U2=U3=.=Un=U。膁當把幾節相同的干電池并聯起來使用時，并聯電池組兩端的電壓等于一節干電池兩端的電壓，即U=U1=U2=.=1.5V。羆注意：并聯電路中各支路用電器兩端的電壓相等，當同一電路中兩端電壓相等的兩個用電器不一定并聯。薄方法技巧：由串、并聯電路電流、電壓的規律，判斷電路的連接情況芃（1）根據電流的規律分析薂若通過幾個用電器的

11、電流相等，則這幾個用電器可能是并聯，也可能是串聯。例如三盞完全相同的電燈并聯在同一電源兩端，通過三盞電燈的電流相等的。蚈若通過幾個用電器的電流不相等，則這幾個用電器一定是并聯的。薇（2）根據電壓的規律分析莃若幾個用電器兩端的電壓相等，則這幾個用電器可能是串聯，也可能是并聯。例如：幾盞完全相同的點燈串聯起來，每盞電燈兩端的電壓都相等。蠆若幾個用電器兩端的電壓不相等，則這幾個用電器一定時串聯的。莀含有多個電壓表電路的分析及各用電器連接關系的判斷莆運用“先去后接”法可有效地解決此類問題：先將電壓表去掉，然后判斷電路的連接方式，最后再將電壓表逐個接到原位置，分析電壓表與哪部分電路并聯，從而確定電壓表測

12、量的是哪部分電路兩端的電壓。蒃將如圖所示的電路中的所有電壓表“去掉”，變成如圖所示的電路，不難看出，燈泡L1與L2并聯；再將電壓表V1接到原位置，可知電壓表V1測燈泡L1兩端的電壓；同樣，將電壓表V2接到原位置可知電壓表V2測量燈泡L2兩端的電壓，將電壓表V3接到原位置可知電壓表V3測量電源電壓，由并聯電路電壓的規律可知U1=U2=U3。肀又如圖所示的電路，由于電路中有電流表和電壓表，并且有多個電壓表，對這樣的電路往往很難判斷，采用“先去后接法”分析，問題就會迎刃而解。先將全部電壓表“去掉”變成如圖所示的電路，不難看出這是一個串聯電路，再將電壓表V1并聯到電路的原位置，可知電壓表V1測燈泡L1

13、和L2兩端的電壓，將電壓表V2并聯到電路的原位置，可知電壓表V2測燈泡L2和L3兩端的電壓。袇16.3電阻膅一、電阻薃1、從電流的形成分析電阻的作用蒁導體中的自由電荷在向前定向移動的過程中，會與其它電荷發生碰撞，從而對自由電荷的定向移動產生阻礙作用。即導體具有兩重性既能導電，又對電流有阻礙作用。蕿物理學中用電阻來表示導體對電流阻礙作用的大小。袃3、對電阻的理解，要從“性質”和“阻礙作用”兩個角度分析。蚃（1）導體的電阻越大，表是導體對電流的阻礙作用越大。對于同一電路，在電路兩端電壓不變的情況下，導體對電流的阻礙作用（電阻）越大，電路中的電流越小。而絕緣體之所以起絕緣作用，就是由于其電阻很大。袁

14、（2）不管這個導體是否連入電路，是否有電流通過，也不管它兩端的電壓是否改變，導體對電流的阻礙作用（電阻）總是存在的。無電流通過時，這種阻礙作用僅僅是沒有體現出來而已。羇4、符號：電阻通常用字母R來表示，在電路圖中的符號是。羆5、單位：在國際單位制中，電阻的單位是歐姆，簡稱歐，符號是。蚃常用單位還有千歐（k）、兆歐（M），它們的換算關系是：1M=106，1k=103。肈二、影響電阻大小的因素蝿實驗探究：影響導體電阻大小的因素蚅如圖所示，電荷的定向移動形成電流，類似水在水管中流動受到的阻礙一樣，電荷在導體中定向移動時也會受到阻礙作用，為什么不同導體中的電荷的“感受”不一樣呢？螃（1）提出問題：不同

15、導體的電阻大小可能不同，導體的電阻大小與那些因素有關呢。葿（2）猜想與假設：導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料和溫度有關。膇（3）設計實驗：電阻的大小與導體的材料、橫截面積、長度及其溫度等多個因素有關，應采用控制變量法來進行研究，通過觀察電流表的示數來判斷導體電阻的大小。蒄研究電阻與導體的材料是否有關時，保持導體橫截面積和長度相同，比較不同材料的導體電阻是否相同；袂研究電阻與導體的橫截面積是否有關時，保持導體的材料和長度相同，比較橫截面積不同的導體電阻是否相同。袀研究電阻與導體的長度是否有關時，保持導體的材料和橫截面積相同，比較不同長度的導體電阻是否相同。衿（4）進行試驗蕆電阻的大小是否跟

16、導線的長度有關羂選用粗細相同、長度不同的兩根鎳鉻合金絲，分別將它們接入電路中，觀察電流表的示數，比較流過長短不同的鎳鉻合金絲的電流的大小。芁電阻的大小是否跟導線的粗細有關莇選用長度相同、橫截面積不同的兩根鎳鉻合金絲，分別將它們接入電路中，觀察電流表示數，比較流過粗細不同的鎳鉻合金絲電流量的大小。芆電阻大小跟材料的關系肂選用長度、橫截面積都相同的錳銅絲和鎳鉻合金絲，分別把它們接入電路中，觀察電流表示數，比較材料不同時電流的大小。螞導體電阻與溫度的關系聿將廢舊白熾燈中的鎢絲小心取出，接入電路中，如圖所示。閉合開關后用酒精燈給鎢絲加熱，觀察電流表示數，如果電流表示數發生變化，則說明電阻與導體的溫度有

17、關。肅5、分析與論證：比較電流表示數可以發現膂第一次實驗中，發現導線越長，電流越小，從而推斷出導體越長，電阻越大；蝿第二次試驗中，發現橫截面積越小，電流越小，可推斷出導體的電阻與橫截面積有關，橫截面積越大，導體的電阻越小；薆第三次實驗中可以得出不同材料的電阻不同；螄將鎢絲接入電路，加熱后發現電流表示數變小，說明導體的電阻與溫度有關。節6、實驗結論：導體的電阻是導體本身的一種性質，它的大小與導體的材料、長度、橫截面積等因素有關。同種材料的導體越長、橫截面積越小，電阻越大。導體電阻還受溫度影響。腿注意：羋（1）實驗過程中要控制電源電壓不變。袆（2）實驗中，通過比較電流表示數的大小來判斷電阻的大小，

18、這是運用了轉換法。節（3）實驗中還應用了控制變量法。在設計實驗和敘述結論時，都要注意控制變量法的運用。如在探究導體電阻的大小是否與導體的橫截面積有關后，得出的結論是：在導體的材料、長度相同時，導體的橫截面積越大，電阻越小；如果說“導體的橫截面積越大，電阻越小”是不正確的。薀拓展：一般金屬導體溫度升高幾攝氏度或十幾攝氏度時，電阻值變化不超過百分之幾，通常我們可以忽略溫度對電阻的影響。在初中階段，如果不加說明，溫度變化對電阻值的影響忽略不計。蚆點撥：正確理解影響導體電阻大小的因素薅（1）導體的電阻是導體本身的一種性質，影響它的大小的內因是導體的材料、長度和橫截面積；影響它的大小的外因是導體的溫度。

19、莂（2）一個導體的電阻不會因為是否加電壓或是否通電流而改變。即：導體的電阻與導體兩端的電壓、通過導體的電流及導體是否連入電路無關。羈（3）大多數導體的電阻隨溫度的升高而增大，但有少數導體的電阻隨溫度的升高而減小。例如，家庭電路中使用100W燈泡的燈絲在室溫下的電阻值約為30，而正常發光時的電阻值可達484。莈（4）導體與絕緣體之間沒有嚴格的界限，在特定的環境中絕緣體可以變成導體。例如玻璃在常溫下是絕緣體，加熱至紅熾狀態時會變成導體。莄（5）判斷電阻是否改變，應分析導體本身的因素（材料、長度、橫截面積）是否變化，導體的材料一定時，導體的電阻與導體的長度成正比，與導體的橫截面積成反比，所以當某導體

20、被均勻拉長至原來的2倍時，由于長度變為原來的2倍，橫截面積變為原來的1/2，所以它的電阻變為原來的4倍；而將導線對折后，由于導線的長度變為原來的1/2，而橫截面積變為原來的2倍，所以導線的電阻變為原來的1/4。蒂三、半導體和超導現象莂1、半導體袆有一些材料（如硅、鍺）的導電性能介于導體和絕緣體之間，常常稱作半導體。半導體的特性是易受溫度、光照、雜質等因素的影響。半導體是制造電子元件的重要材料，二極管、三極管都是由半導體制成的。莇2、超導現象薁某些物質在很低的溫度時，電阻就變成零，這種現象稱為超導現象。葿超導現象應用于實際的好處是：在電廠發電、輸送電能等方面若應用超導材料，可以大大降低由于電阻引

21、起的電能損耗；用超導材料制造電子元件時不必考慮散熱問題，可以大大縮小元件尺寸，實現電子設備的微型化。具體應用有：制造超導電機、超導電纜，利用超導體可制造磁懸浮列車、發電機、電動機等。目前，超導現象還沒有廣泛應用于實際的原因是還沒有發現常溫下的超導材料。薈對電阻的物理意義及特性的認識錯誤膆電阻是表示導體對電流阻礙作用大小的物理量，它是導體本身的一種性質。導體的長度、材料、橫截面積和溫度確定時，它的電阻大小是一定的。電阻的大小與導體是否接入電路、兩端是否有電壓或導體中是否有電流通過無關。蟻16.4變阻器袀一、變阻器芀1、變阻器：能改變接入電路中電阻大小的元件，叫做變阻器。羅2、種類：滑動變阻器、電

22、阻箱。原理：通過改變連入電路中的電阻絲的長度來改變電阻。作用：調節滑動變阻器的滑片可以逐漸改變連入電路中的電阻，從而逐漸改變電路中的電流和部分電路兩端的電壓，還起到保護電路的作用。構造：滑動變阻器是由絕緣管、密繞在絕緣管上表面涂著絕緣層的電阻絲繞成的線圈、絕緣管上方架在絕緣架上的金屬桿以及套在金屬桿上的劃片組成。如圖甲所示其中滑片左右移動時與線圈相接觸的部位上的絕緣層已經刮掉，電阻絲可以與滑片相連，而電阻絲的兩端連在線圈兩端的A、B兩個接線柱上。滑片通過金屬桿和兩端的C、D接線柱相連，滑片移到不同位置時，金屬桿兩端和線圈兩端的A、C（D）或B、C（D）兩個接線柱間電阻絲的長度不一樣，這樣就可以

23、改變接入電路中電阻的大小。甲乙 丙結構示意圖和符號：滑動變阻器的結構示意圖如圖乙所示，在電路圖中的符號如圖丙所示。銘牌上的各數值的物理意義：“電阻值”表示該滑動變阻器的最大電阻，“電流值”表示該滑動變阻器允許通過的最大電流。如滑動變阻器的銘牌上標有“2005A”，表示該滑動變阻器的最大電阻是200，允許通過的最大電流是5A。實驗探究：滑動變阻器的接線方法。電路連接圖滑動變阻器的接法結論對應電路圖連入電路中的電阻絲是AP段滑片向右移，連入電路中的電阻絲邊長，滑動變阻器接入電路中的電阻變大；滑片向左移，連入電路中的電阻絲變短，滑動變阻器接入電路中的電阻變小連入電路中的電阻絲是AP段連入電路中的電阻

24、絲是BP段滑片向右移，連入電路中的電阻絲變短，滑動變阻器接入電路中的電阻變小；滑片向左移，連入電路中的電阻絲邊長，滑動變阻器接入電路中的電阻變大連入電阻中的電阻絲是BP段沒有電阻絲連入電路相當于在電路中接入一根導線電阻絲全部連入電路相當于在電路中接入一個定值電阻探究歸納：滑動變阻器接入電路時，如果同時使用下面兩個接線柱A和B，無論怎樣移動滑片，都不會改變連入電路中電阻的大小，此時相當于在電路中接入一個較大的定值電阻；如果同時使用上面兩個接線柱C和D，無論怎樣移動滑片，都不會改變連入電路中電阻的大小此時相當于在電路中接入一根導線，電阻為零，這種接法不允許出現。將接線柱A和C、A和D、B和C、B和

25、D接入電路中時，都能起到改變電阻的作用，這四種接法有一個共同的特點：把上面任一接線柱和下面任一接線柱同時接入電路，即“一上一下”接入電路中。使用滑動變阻器應注意以下四點a、要了解所使用的滑動變阻器的最大電阻和允許通過的最大電流。使用時要根據需要選擇合適的滑動變阻器，不能使通過它的電流超過其允許通過的最大電流。b、滑動變阻器要與被控制電路串聯。c、將滑動變阻器連入電路時，兩個接線柱應采用“一上一下”的接法，不能同時使用上面兩個接線柱（R=0），也不能同時使用下面兩個接線柱（R為定值，即最大阻值），否則，移動滑片時起不到改變電阻的作用。d、為了保護電路，在閉合開關前應將滑片置于最大阻值處（即將滑片

26、置于所選的下面那個接線柱的另一端）。方法技巧：滑動變阻器使用口訣控誰與誰串聯，接線“一上一下”；要使阻值變大，滑片遠離“一下”；用前調節滑片，使其置于最大。規律總結：判斷滑動變阻器連入電路的阻值變化的步驟：第一步：明確滑動變阻器的哪兩個接線柱接入電路中；第二步：根據電流通過滑動變阻器的情況，判斷滑動變阻器的哪段電阻絲連入電路；第三步：看準滑片的移動方向，根據滑片位置的變化，判斷連入電路中的電阻絲長度的變化；第四步：根據電阻絲連入電路的長度變化，判斷連入電路中的電阻的變化。拓展：電阻箱（1）符號：電阻箱是一種能夠表示出接入電路電阻大小的變阻器，電路圖中用符號表示。（2）使用方法：將電阻箱的兩個接

27、線柱連入電路中，調節四個旋鈕就能得到09999之間的任意整數電阻值。（3）讀數方法：將各旋鈕對應的小三角對準的數字乘以面板上標記的倍數，然后加在一起就是電阻箱連入電路中的阻值。如圖所示是一電阻箱的實物圖，該圖的示數為3×1000+2×100+0×10+9×1=3209。二、練習使用滑動變阻器1、用滑動變阻器改變燈泡的亮度實驗器材：電池組或學生電源一個，小燈泡和小燈座各一個，電流表、滑動變阻器、開關各一個，導線若干。實物圖如圖所示。進行實驗：按圖所示連接電路，在連接電路過程中，開關要斷開。電路連接完畢，在閉合開關前，將滑片置于最大阻值處。閉合開關，使滑片P位于最右端，觀察電流表示數及小燈泡的亮度。將滑片由最右端移到中間，觀察電流表示數及小燈泡的亮度。將觀察到的現象填入下表：滑片P的位置最右端中間最左端電流表