人教版初中物理九年级全一册 第16章 《 电压 电阻》知识清单（学生+教师版）

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第十六章 电压 电阻（知识清单）第1节 电压一、电压 1. 电压的作用：电压是使自由电荷定向移动形成电流。物理学中常用字母U表示电压。2. 电源的作用：是给用电器两端提供电压。3. 用类比法理解电压的作用4. 电压的单位（1）国际单位：伏特，简称伏，符号V。（2）常用单位：千伏（kV）、毫伏（mV）等。（3）单位换算： 1kV＝103V，1V＝103mV 5. 常见的电压值一节干电池的电压为1.5V；一节铅蓄电池的电压为2V；手机电池的电压为3.7V；家庭电路的电压为220V；对人体安全的电压为不高于36V。二、电压的测量1. 认识电压表（1）作用：测量电路两端的电压。（2）电压表的电路符号： 。（3）电压表的构造：三个接线柱（两个红色的为正接线柱、一个黑色的为负接线柱）、表盘、指针、调零螺丝等。 2. 电压表的量程与分度值实验室用电压表有三个接线柱，两个量程：（1）使用“-”与“3”接线柱时，量程为0～3V，分度值为0.1V。（2）使用“-”与“15”接线柱时，量程为0～15V，分度值为0.5V。电压表的构造 电压表的示数3. 电压表的读数 明确所选电压表的量程；确定电压表的分度值；由指针位置读出示数，先大格后小格。如图所示，电压表的量程0~15V；分度值为0.5V；示数为2.5V。4. 电压表的使用（1）使用前进行调零。使用电压表前应该先观察指针，是否指在零刻度线上，若不指在零刻度线，则调零旋钮使指针指在零刻度线。（2）电压表与被测用电器并联。（3）电压表的“+”接线柱靠近电源的正极，“-”接线柱靠近电源的负极。（4）被测电压不能超过电压表的最大量程。5. 使用电压表常见的错误（1）接线柱接反，电压表指针反偏；（2）量程选择不合理：①指针偏角较小，电压表量程选择过大；②指针偏转超过最大刻度，电压表量程选择偏小。（3）电压表串联接入电路，此时测电源电压。第2节 串、并联电路中电压的规律一、串联电路的电压规律1. 串联电路的电压规律串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和。数学表达式： U=U1+U2。2. 串联电池组的电压串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和，即U=1.5V×n（n为电池节数）二、并联电路电压的规律 1. 并联电路的电压规律并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端电压相等。数学表达式： U=U1=U2。2. 并联电池组的电压当把几节相同的新干电池并联时，并联电池组两端的电压等于一节干电池两端的电压，即U=U1=1.5 V。第3节 电阻一、 电阻1. 概念：在物理学中，用电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。用字母R表示。2. 单位：（1）国际单位：欧姆，简称欧，符号Ω.（2）常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）. 换算关系：1 kΩ =103 Ω 1MΩ =103kΩ.3. 电阻器：在电子技术中，我们常用到有一定电阻值的元件——电阻器，也叫做定值电阻。电路图中用符号 表示。4. 对电阻的理解：（1）导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。在相同的电压下，导体对电流的阻碍作用（电阻）越大，电路中的电流越小。（2）导体的电阻是导体本身的一种性质，由自身情况决定。不管这个导体是否连入电路，是否有电流通过，也不管它两端的电压是否改变，导体对电流的阻碍作用（电阻）总是不变的。5. 一些物体的电阻值 二、影响电阻大小的因素1. 影响电阻大小的因素导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料和温度有关。在材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大。在材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。在长度、横截面积相同时，导体的材料不同，电阻不同。在一定条件下，金属导体的电阻随温度的升高而增大。2. 半导体导电性能介于导体和绝缘体之间，称做半导体。例如锗、硅等。利用半导体材料可以制作二极管、三极管。如果把很多二极管、三极管和电阻、电容等元件直接做在硅单晶片上（俗称芯片），就成了集成电路。3. 超导现象某些物质在很低的温度时，如铝在-271.76°C以下，铅在-265.95°C以下，电阻就变为0，这就是超导现象。第4节 变阻器一、滑动变阻器1. 变阻器能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。常见的有：滑动变阻器、电阻箱、电位器。2. 滑动变阻器（1）结构：电阻线，接线柱ABCD、金属杆、滑片P等。变阻器结构 结构示意图 变阻器符号 （2）原理：改变接入电路中电阻丝的长度来改变电路的电阻。（3）结构示意图和符号 A、B、C、D分别表示四个接线柱，P表示滑片。元件符号如图所示。（4）铭牌上各物理量的意义：例如，一滑动变阻器标有“20Ω 1A”，其中“20Ω”表示变阻器的最大电阻是20欧；“1A”表示允许通过的最大的电流是1A。（5）滑动变阻器的接法①滑动变阻器应按照“一上一下”的方式接入电路中。②关键是确定滑动变阻器的下端接线柱，上端两个接线柱中任何一个连入电路，接法是等效的。③滑片向靠近下接线柱的方向移动，电阻变小，滑片向远离下接线柱的方向移动，电阻变大，可简记为：“近下电阻变小，远下电阻变大”。（6）滑动变阻器常见两种错误的接法①把接线柱C、D连入电路。把C、D接线柱连入电路，相当于一条导线，连入电路的阻值为0，移动滑片不能改变电阻。②把接线柱A、B连入电路。将A、B接线柱接入电路时，电流要经过全部电阻线，此时变阻器连入电路的电阻值为变阻器的最大阻值，相当于一个定值电阻，移动滑片不能改变电阻。3. 电阻箱（1）电阻箱的特点电阻箱由若干个不同阻值的定值电阻，按一定的方式连接而成，是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻阻值的变阻器。（2）电阻箱的读数使用时，把两个接线柱接入电路，调节旋盘就能得到0 ~×××××Ω（通常为9999.9Ω）之间的任意阻值。各旋盘对应的指示点的示数乘以面盘上标出的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值。如图所示电阻箱接入电路的阻值为＝3000+600+8=3608Ω. （3）插孔式电阻箱插入式电阻箱的工作原理为：把铜塞插进去，靠铜棒来短接下面的电阻，电流不从电阻丝走了使之失去作用来调整电阻大小的；缺点是阻值不能连续变化，只能是几个固定阻值电阻的组合数。如图所示电阻箱接入电路的阻值为1+2=3Ω. 二、用滑动变阻器改变小灯泡的亮度用滑动变阻器改变小灯泡的亮度，滑动变阻器应该与小灯泡串联。电阻变大→电流变小→灯泡变暗；电阻变小→电流变大→灯泡变亮；所以滑动变阻器可以起到控制电路中电流的作用（也叫限流作用）。三、用滑动变阻器控制电阻两端的电压①利用滑动变阻器可以改变定值电阻两端的电压。②利用滑动变阻器可控制定值电阻两端电压不变，方法是“换大调大，换小调小”（即如果定值电阻的阻值变大时，则需要把滑动变阻器接入电路的阻值变大）。四、变阻器的应用1. 电位器及其应用滑动变阻器一般只在实验室中应用。有些家用电器（如收音机）音量调节的器件也是一种变阻器，通常称为电位器。（1）机械式电位器 如图所示是机械式电位器，由内部构造图可知，电位器在电路相当于滑动变阻器的作用。电位器 电位器结构图 电位器原理如图所示，把A和B两个接线柱串联接入收音机电路，当顺时针旋转时，接入电路中的电阻变大，电流变小，音量变小，反之音量变大。（2）数字电位器数字电位器是一种用数字信号控制阻值的器件（集成电路）。与机械式电位器相比，数字电位器具有可程序控制改变阻值、耐震动、噪声小、寿命长、抗环境污染等重要优点，因而，已在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多重要领域得到应用。2. 变阻器在生产和生活中的应用实例（1）亮度可变的灯、转动速度可变的电风扇、舞台用到的调音台、家庭用的调温电褥子等都是应用了变阻器。（2）汽车油量表、称重仪、测高仪等。本章重要的探究实验一、探究串联电路电压的规律【设计实验】（1）实验器材：规格不同的灯泡若干、电压表、电源、开关、导线若干。（2）设计实验电路并画出电路图，如图所示。选用不同（相同/不同）规格的小灯泡L1、L2连接电路。根据电源电压选择电压表的量程。（3）将电压表的两端分别连到A与B、B与C、A与C，测量电压U1、U2、U。改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。【进行实验】（1）根据电路图连接电路，闭合电键，测出AB两点间（即L1两端）的电压并记录；（2）根据电路图连接电路，闭合电键，测出BC两点间（即L2两端）的电压并记录；（3）根据电路图连接电路，闭合电键，测出AC两点的电压（电源两端电压）并记录；（4）实验数据实验次数L1两端电压UAB/VL2两端电压UBC/V电源两端电压UAC/V11.81.23.021.11.93.031.41.63.0【分析论证】实验结论：分析实验数据可得结论：串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和.数学表达式： U=U1+U2 【交流与评估】（1）采用不同规格的小灯泡多次测量的目的是使实验结论具有普遍性，防止偶然性。（2）换用不同规格的小灯泡时，各小灯泡两端的电压会发生改变，但电源两端的电压（总电压）是不变的。二、探究并联电路电压的规律探究并联电路各支路用电器两端的电压与电源两端电压的关系。【设计实验】 （1）设计实验电路并画出电路图。选用不同（相同/不同）规格的小灯泡L1、L2连接电路。根据电源电压选择电压表的量程。（2）将电压表的两端分别连到L1两端、L2两端和电源两端，测量电压U1、U2、U。改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。【进行实验】（1）测灯L1两端的电压并记录；（2）测灯L2两端的电压并记录；（3）测电源两端电压并记录。（4）实验数据 实验次数L1两端电压U1/VL2两端电压U2/V电源两端电压U/V12.92.92.922.82.82.832.82.82.8 【分析论证】实验结论：并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端电压相等。数学表达式： U=U1=U2 【交流与评估】（1）当电路中有多个用电器并联时，此结论仍然成立，表达式为U1=U2=U3=…=Un=U。（2）当把几节相同的新干电池并联时，并联电池组两端的电压等于一节干电池两端的电压，即U=U1=1.5 V。③采用不同的方法多次进行实验的目的是得出普遍规律，防止结论的偶然性。三、探究影响电阻大小的因素【设计实验】 （1）实验中用到的方法①控制变量法：在探究电阻的大小可能与导体的材料、导体的长度、导体的粗细、导体的温度有关时，利用控制变量法去探究每一个因素对电阻大小的影响。 ②转换法：在电源电压不变的情况下，通过电流表的示数或灯泡亮度来判断导体电阻的大小。【进行实验】（1）实验器材电源（电池或蓄电池）、导线、规格不同的镍铬合金丝、锰铜合金丝、电流表、灯泡、开关、酒精灯、日光灯丝等。（2）进行实验 ①根据所研究的问题连接如图所示的实物图。探究导体的电阻与长度、粗细、材料及温度的关系②选用长度和横截面积相同的锰铜合金丝a和镍铬合金丝b，分别将它们接入电路，观察电流表的示数，记入表格中。③选用横截面积相同，长度不同的两根镍铬合金丝b和c，分别将它们接入电路，观察电流表的示数，记入表格中。④选用长度相同，横截面积不同的两根镍铬合金丝b和d ，分别将它们接入电路，观察电流表的示数，记入表格中。⑤探究导体的电阻与温度的关系控制导体的材料、长度、横截面积相同，导体的温度不同。用酒精灯给日光灯丝加热，观察灯泡的亮暗情况及电流表的示数，记入表格中。（3）数据收集【分析论证】（1）电阻与导体的材料、长度、横截面积的关系①由实验次数1与2可得出：在导体的长度和横截面积相同时，导体的电阻与导体的材料有关。②由实验次数2与3可得出：在导体的材料和横截面积相同时，导体的长度越长，电阻越大。③由实验次数2与4可得出：在导体的材料和长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。（2）金属导体的电阻与温度的关系结论：同一灯丝的电阻随温度的升高而增大。（3）实验结论 导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料和温度有关。在材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大。在材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。在长度、横截面积相同时，导体的材料不同，电阻不同。在一定条件下，金属导体的电阻随温度的升高而增大。水压电压图示 分析抽水机提供水压形成水流 电源提供电压形成电流小灯泡约10欧人体约几千欧白炽灯约800欧电流表约0.1欧热水壶约50欧电压表约几十兆欧