人教版九年级全册第十六章 电压 电阻第1节 电压学案

《电压 电阻》全章复习与巩固（基础）

【学习目标】

1．认识电压，知道电压的作用，电源是提供电压的装置。知道电压的单位：伏、千伏、毫伏等。

2．知道电压的单位，并记住常用的电压值。会进行电压单位换算。

3．知道电压表的使用规则，会选量程，会连接电压表，会正确读数。

4．通过实验探究，概括出串、并联电路中电压的关系。

5.知道电阻及其单位；知道电阻的大小跟哪些因素有关。

6.知道滑动变阻器的构造、原理、作用，会用滑动变阻器改变电路中的电流。
【知识网络】

【要点梳理】

要点一、电压

1．电源的作用：给用电器提供电压。

2.符号：U

3.单位：伏特，简称伏，符号是“V”。
4.其它常用单位：千伏，“kV”；毫伏，“mV”；微伏，“V”。
5.单位换算：

要点诠释：

1.电源在工作中不断地使正极聚积正电荷，负极聚积负电荷，保持电路两端有一定的电压，使闭合电路中有持续的电流。

2.不同的电源在电路两端产生的电压不同。一节干电池的电压是1.5V；家庭电路的电压是220V；对人体安全的电压是不高于36V。

要点二、电压表

1.电压表：测量电压的仪表。

2.电路符号：

3.电压表的使用：

（1）电压表要并联在被测电路两端；

（2）连接电压表时，必须使电流从“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出 ；

（3）被测电压不要超过电压表的量程。

要点诠释：
1.因为电压表本身对电流的阻碍很大，所以把它并联在电路上时，几乎不起分流作用，对被测电路的影响很小，原被测电路两端的电压不至于有明显改变。如果把电压表串联在被测电路中，由于电压表对电流的阻碍很大，会使原来的电路无法正常工作。

2.不知道被测电压的情况下，如果判定被测电压不会超出15V，可以先选用最大测量值为15V的量程。如果测得的电压不超过3V，为提高读数的准确性，可以改用最大测量值为3V的量程。

要点三、串、并联电路中电压规律：

1.串联电路电压规律：串联电路两端的总电压等于各串联导体两端电压之和，即U总=UI+U2+……+Un。

2.并联电路电压规律：并联电路中各支路两端电压都相等，且等于并联电路两端总电压，即：U总=UI=U2=……=Un。

要点诠释：

1.串联电池组（同一型号电池）的电压等于各节电池电压之和，如四个干电池串联，电池组电压：。

2.并联电池组的电压跟每节电池的电压相等。

要点四、电阻

1.物理意义：表示导体对电流阻碍作用的大小。

2.决定电阻大小的因素：长度、材料、横截面积以及温度。

3.温度对电阻的影响：金属导体的电阻一般都随温度的升高而增大

要点诠释：

1.电阻是导体的性质，电阻的大小与导体的长度、材料、横截面以及温度有关，与导体两端的电压和通过导体的电流无关。

2.忽略温度对导体电阻的影响，材料、长度相同，横截面积越小的导体电阻越大；材料、横截面积相同，长度越长的导体电阻越大；长度、横截面积相同，材料的导电性能越弱，导体的电阻越大。

要点五、变阻器：

1.定义：能改变接入电路总电阻大小的元件叫做变阻器。。
2.原理：利用电阻的大小随导体长度改变来控制电路中电流的大小。
3.种类：滑动变阻器、变阻箱旋盘式、插入式)、电位器。

4.滑动变阻器：

（1）结构：瓷筒、电阻线、金属棒、金属滑片、接线柱
（2）符号：

（3）使用：①能使滑动变阻器电阻变化的接法有4种（“一上一下”）；②不能使滑动变阻器电阻变化的接法有2种，其中“同下”电阻总是很大，而“同上”电阻总是很小；③“看下不看上”滑片越靠近下端的接线柱，接入电路的电阻越小。

要点诠释：

  滑动变阻器一般只在实验室中应用；调节亮度的台灯、调节响度的音响、调节温度的电饭锅（电热毯）等家用电器常用电位器；一些电子产品多用数字电位器。

【典型例题】

类型一、电压 电阻

1.（2015•益阳中考）下列有关电阻的说法正确的是（　　）

A．导体的电阻越大，表明导体的导电能力越强

B．导体的电阻与导体两端的电压成正比

C．导体中的电流为零时电阻也为零

D．导体的电阻是导体本身的一种性质，与导体的材料、长度和横截面积等因素有关

【答案】D

【解析】（1）电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻越大，则导电能力越弱；故A错误；
（2）导体的阻值是导体本身所具有的性质，电阻由导体材料、长度、横截面积决定，与通过它的电流、它两端的电压无关；故D选项正确，BC选项错误。

【总结升华】本题考查了影响电阻大小的因素，关键是知道电阻的大小与通过它的电流、它两端的电压无关。

举一反三：

【变式】下列关于导体的电阻对电流有阻碍作用的说法中正确的是    (    )

A．导体中有电流，导体才能有电阻                      

B．电阻大小取决于通过它的电流大小

C．电阻是导体本身的一种性质，与通过它的电流大小无关  

D．电阻与导体的长度、横截面积无关

【答案】C

类型二、串、并联电路的电压规律

2.在如图（a）所示电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均如图（b）所示，则电阻R1和R2两端的电压分别为（   ）

A. 5.6V  1.4V     B. 7 V  1.4V     C. 1.4V  7V     D. 1.4V  5.6V

【思路点拨】（1）串联电路的电压规律是：U=U1+U2；（2）明确电压表所测电压是哪部分电路的电压；V1测总电压，V2测R2两端的电压。

【答案】A

【解析】如图a所示电阻R1、R2串联，电压表V1测量电源电压即电阻R1、R2的总电压，电压表V2测量电阻R2两端的电压；根据图b总电压表指针的偏转确定电压表V1的量程“0—3V”，电压表V2的量程“0—15V”。所以电压表V1的示数U总=7V，电压表V2的示数U2=1.4V，根据串联电路电压规律U总=U1+U2,可得R1两端的电压U1=5.6V。

【总结升华】题目考查了带表电路的分析、电压表的读数和串联电路电压规律。分析电路要先去表，电压表电阻很大可以看做是断路，判断出两个电阻串联，然后判断电压表测量那端电路的电压，最后根据串联电路电压规律解题。

举一反三：
【变式】如如图所示的电路中，当S闭合后，电压表V1示数为7V，V2的示数为8V，

若电源电压为12V，则灯L2两端的电压为（    ）

A．4V        B．3V        C．5V        D．8V

【答案】B

类型三、电路故障

3.如图若将电流表与电压表位置互换，当开关S闭合后，造成的后果为（）

A．电流表、电压表都会烧坏

B．电流表、电压表都不会烧坏

C．电压表烧坏，电流表不会烧坏 

D．电流表会烧坏，电压表不会烧坏

【思路点拨】利用电流表和电压表的电阻大小分析，电压表电阻很大（相当于开路），电流表的电阻很小（相当于一根导线）。

【答案】B

【解析】电压表和电流表位置互换，电压表串联在电路中，电流表与灯并联；因为电压表的电阻无限大，电路中电流很小，所以不会烧坏电流表和电压表。电压表示数是电源电压，电流表无示数，灯泡不亮。

【总结升华】题目考查了电路故障分析，根据电流表的内阻很小，电压表的内阻很大，来判断电表的示数和灯泡的亮暗。

举一反三：
【变式】在如图所示电路中，闭合开关S后小灯泡不发光，电压表有示数，则电路发生故障的原因可能是（    ）

A.一定是灯L短路                B.可能是灯L断路

C.可能是灯L断路或电阻R短路    D.可能是灯L短路或电阻R断路 

【答案】D

类型四、电阻 变阻器

4.现有同种材料制成的三根电阻丝，已知它们的长度关系为：L1＞L2＝L3，横截面积的关系为：S1＝S2＜S3，现将它们串联接入电路，关于它们的电阻和通过它们的电流，正确的是（   ）

A.R1＜R2=R3 ，I1=I2=I3              B.R1＝R2＞R3， I1=I2＞I3

C.R1＞R2＞R3，I1＞I2＞I3            D.R1＞R2＞R3，  I1=I2=I3

【答案】D

【解析】串联电路中电流相等，所以电流关系：I1=I2=I3，1和2材料相同、横截面积相同，长度大的电阻大，所以R1>R2；2和3材料相同，长度相同横截面积小的电阻大，所以R2>R3。答案D正确。

【总结升华】题目考查了串联电路的电流规律和影响导体电阻大小的因素。

举一反三：
【变式】（2015•青浦区一模）甲、乙是由同种材料制成且电阻相等的两导体，关于甲、乙的横截面S及长度L的判断，可能成立的是（　　）

A．S甲＞S乙，L甲＜L乙                  B．S甲＜S乙，L甲＞L乙

C．S甲＞S乙，L甲=L乙                   D．S甲＞S乙，L甲＞L乙

【答案】D

类型五、实验探究和综合应用

5.如图所示的实验器材，现用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压，电路中电流约为0.5A，并用变阻器改变小灯泡的电流，要求滑片向右滑动时灯泡变亮。

（1）按要求连接实物图；                      

（2）画出相应的电路图；

（3）连接电路时开关应处于       状态，变阻器的滑片应处于      （A或B）端。

（4）滑片P向左移动时，电流表示数变        ，灯泡亮度       （填“变亮”“变暗”或“不变”）

（5）若闭合开关灯不亮，但电压表示数约等电源电压，此时故障可能是           ；如发现电流表、电压表的指针均反转，最简单的解决方法是                         ；如移动滑片P发现两表示数均比较小且不变，则原因为                   。

【答案】（1）如图甲、乙所示；（3）断开；A；（4）小；变暗；（5）电灯处于开路；调换电源正负极；滑动变阻器接到A、B两个接线柱上

            甲                             乙

【解析】由图可知，电源是两节干电池所以电压为3V，电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联，测灯泡两端的电压；电流表选0～0.6A的量程，且与灯泡串联测通过灯泡的电流；滑动变阻器向右滑动时灯泡变亮说明滑动变阻器接入电路的电阻变小，即滑动变阻器右下端的接线柱必须接到电路中，然后把上端的任意接线柱连入电路，开关串联在电路中控制电路。为避免接错线路，造成电流过大烧坏用电器，在连接电路时开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应处于最大阻值的A端。滑片P向左移动时接入电路的电阻变大、灯泡变暗。闭合开关灯不亮，但电压表示数约等于电源电压说明电压表并联的部分断路，即电路故障可能是灯泡断路；电流表、电压表的指针均反偏，说明两表的接线柱接反了，最简单的解决方法是调换电源的正负极；在使用滑动变阻器时，只有选用“一上一下”两个接线柱，滑动变阻器才具有调节作用；
当同时选用下面两个接线柱，或同时选用上面两个接线柱时，滑动变阻器不起调节作用，两电表的示数较小说明下面两个接线柱同时接入电路。

【总结升华】题目考查了根据题意设计电路图和根据电路图连接实物图的方法、实验的注意事项、电路的动态分析。

6.阅读下列一段文字，回答问题：

我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的长度、横截面积和材料有关，进一步研究表明，在温度不变时，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，这个规律叫做电阻定律，用公式表示为 ，其中R、L、S分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积。而ρ是反映材料导电性能的物理量，我们把它叫做材料的电阻率。材料电阻率的大小与什么有关？小红提出如下猜想：

猜想1：电阻率与材料的长度有关；   

猜想2：电阻率与材料的横截面积有关；

猜想3：电阻率与材料的种类有关。

于是小红找来不同规格的导线进行测量，实验数据见下表：

（1）写出电阻率ρ在国际单位制中的单位是_________________。

（2）分析比较实验序号1、2的数据，可以初步确定猜想1是___   __（正确/错误）的。

（3）分析比较实验序号_________的数据，可以初步确定猜想2是错误的。

（4）分析比较实验序号1、4、5的数据，可得到的初步结论是                     。

（5）根据表中的数据，如果要制作一个滑动变阻器，应选用          材料作为电阻线圈，这是因为相同规格的这种材料电阻较        （大/小）。

（6）根据表中的数据求出一段长10m，横截面积2mm2 的铁导线的电阻是          Ω。

（7）我们知道导体的电阻还与温度有关，有的导体温度升高电阻增大，有的导体温度升高电阻反而减小。你认为，导体的电阻随温度变化，是因为（      ）

A、不成立    B、ρ发生变化      C、L发生变化      D、S发生变化

【思路点拨】本题是探究材料电阻率的大小与什么因素有关的问题，利用已知物理量的单位结合公式两边的单位相等推导ρ的单位，通过表格分析利用控制变量法研究猜想的正确与否，利用影响电阻大小的因素选择合适的电阻材料制作滑动变阻器。

【答案】(1)Ω·m；(2)错误；(3)1和3；(4)电阻率与材料的种类有关；(5)镍镉合金；大；(6)0.5Ω；（7）B

【解析】可以将电阻的公式进行变形，可得电阻率的公式，后推导出电阻率的单位；根据控制变量法来选择实验所需导线，在研究电阻率与横截面积有关时，应控制它们的长度和材料相同，控制它们的横截面积不同；根据电阻的公式代入数据，进行计算，但要使用统一的标准单位；导体的温度变化时，导体的长度和横截面积变化极小（可以忽略），但是单位横截面积、单位长度的电阻发生了改变，即导体的电阻率发生改变，综上所述，导体的电阻率与导体的材料和导体的温度有关。

【总结升华】导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关，长度越大，横截面积越小，电阻越大；长度和横截面积相同的导体，材料不同，电阻不同。