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(共10张PPT)
第六节 设计恒温电热杯
第十二章 欧姆定律
一、恒温电热杯的结构和功能
恒温电热杯不仅有加热装置，还包括温度检测系统和温度控制系统，分别实现电子测温和自动控温的功能, 其整体结构和功能如图1所示。
知识链接
恒温电热杯加热原理是电流的热效应。
二、设计恒温电热杯
任务一 认识敏感元件
敏感元件能敏锐地检测到某种物理、化学信息，通过一定的电路将其转变为电信号。在电子设备中采用敏感元件来感知外界的信息，可以达到比人类感觉器官更加准确、迅速的效果，从而为实现自动控制提供依据。敏感元件通常以其可检测的物理量来命名，如热敏、光敏、压敏、磁敏、气敏、湿敏元件等。
任务二 设计恒温电热杯的温度显示系统
热敏电阻能把温度变化转化成电阻值的变化，而电阻的变化可以引起电路中电压或电流的变化。因此可以通过电压或电流的变化，来显示热敏电阻所检测出的温度变化情况。
任务三 制作恒温电热杯的电子测温装置
实际的电子测温装置要实现温度检测、温度数字化显示、语音提示、复位等功能，往往需要利用集成电路。我们可以制作一个简单的电子测温装置，利用电压表或电流表的示数显示所测量的温度值。
设计电路时应根据水温的变化范围、所选用热敏电阻的参数，以及电表的量程等条件，确定电源和其他电路元件的参数，以实现对水温的测量。
任务四 设计恒温电热杯的控温工作流程
具有自动控制功能产品的设计通常比较复杂，需要基于需求进行整体考虑，然后进行相应的硬件和软件设计。设计时可以先画出工作程序流程图，帮助我们理清工作的逻辑。
知识拓展
热敏电阻按材料不同，又可分为半导体热敏电阻、金属热敏电阻和合金热敏电阻，由于各自不同的特点，被应用在不同的场合。高质量的热敏电阻具有感知温度范围大、灵敏度高、变化线性好等优点，感知温度的范围可从-60 ℃到 300 ℃，能检测出微小的温度变化。
知识链接
程序流程图是用规定的符号描述一个程序中所需要的各项操作或判断的图示，用以说明程序的逻辑性与处理顺序。
设计恒温电热杯
设计恒温电热杯
认识敏感元件
设计温度显示系统
设计电子测温装置
设计控温工作流程(共26张PPT)
第三节 变阻器
第十二章 欧姆定律
知识点
滑动变阻器的构造
知1－讲
1
1. 原理 通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻。
2. 结构、实物简图和电路中符号如图1所示。
知1－讲
3. 作用 (1)改变电路中的电阻从而改变电流。(2)保护电路。
4. 铭牌参数的含义 滑动变阻器的铭牌上标有最大电阻值和允许通过的最大电流。
知1－讲
特别提醒
电阻丝外涂着绝缘层，再紧密地绕在绝缘管上，电流是沿着电阻丝流动，而不是横向流过。不能错误地认为，滑动变阻器是通过改变电阻丝的粗细来改变接入电路的电阻。
知1－练
例 1
如图2所示，闭合开关S，导线a的一
端固定连接在铅笔芯上，当导线b的
一端在铅笔芯上左右移动时，灯泡
亮暗会发生变化，这个实验说明铅笔芯是______(填“导体”或“绝缘体”)，还能说明导体的电阻与______有关；受此启发，人们制造了一种可以改变电阻的元件，叫____________。
导体
长度
滑动变阻器
知1－练
解题秘方：结合图示，由影响导体电阻大小的因素分析。
解析：铅笔芯接入电路，灯泡发光，表明电路中有电流，即铅笔芯是导体。由图示情景可知，导线b的一端在铅笔芯上移动，实质上改变了铅笔芯接入电路的长度。
知1－练
1. [中考· 福建] 滑动变阻器可以改变接入电路中电阻的大小。使用时移动滑片，改变的是滑动变阻器接入电路中电阻丝的(　　)
A. 材料 B. 横截面积
C. 长度 D. 电流方向
C
知2－讲
知识点
滑动变阻器的使用
2
1. 连接 将滑动变阻器串联在电路中，采用“一上一下”连接。
知2－讲
2. 四种正确连接的归类
接法 电路中的 电阻丝 滑片移 动方向 电路中电 阻丝长度 的变化 电阻的
变化
AP段 向左 变短 变小
向右 变长 变大
BP段 向左 变长 变大
向右 变短 变小
知2－讲
方法点拨
判断滑动变阻器接入电路的阻值是变大还是变小，只要看电阻丝接入电路的长度如何变化。接入电路的电阻丝变长时，电阻变大；接入电路的电阻丝变短时，电阻变小。
知2－讲
3. 两种异常连接的比较
接法 电路中的电阻丝 连入电路的阻值 在电路中的作用
没有接入 零 相当于导线
AB段 滑动变阻器的最大阻值 相当于定值电阻
知2－讲
4. 注意点 (1)开关闭合时，应将滑片移动到滑动变阻器接入电路的阻值最大的位置。
(2)使用时，通过滑动变阻器的电流不能超过铭牌标有的最大电流。超过允许的最大电流，滑动变阻器可能会因电流过大而损坏。
知2－讲
深度思考 闭合开关时，滑片不在阻值最大位置的可能危害是什么？
深度理解
闭合开关，可能会因滑动变阻器接入电路的电阻过小，导致电路中通过小灯泡、电流表等元件的电流过大而损坏。
知2－练
[中考·自贡]如图3所示是滑动变阻器的结构示意图，当滑片P向右移动时，要使连入电路中的电阻变大，应选择的接线柱为(　　)
A. A和B
B. B和C
C. B和D
D. A和D
例 2
知2－练
解题秘方：判断滑动变阻器接入电路的电阻变大还是变小，只要看电阻丝接入电路的长度如何变化，关键在于看下边接的是哪个接线柱以及滑动变阻器滑片的移动方向。
知2－练
解析：根据题意可知，当滑片P向右移动时，要使连入电路中的电阻变大，则电阻丝的左半部分接入电路中，即需要接A接线柱，上面的两个接线柱接哪个都行，所以应选择的接线柱为C和A 或D和A。
答案：D
知2－练
2. [常州模拟] 如图，用滑动变阻器控制灯泡L的亮度，若要求滑片P向左滑动时灯泡逐渐变亮，则下列接法中正确的是(　　)
A. M接C，N接D
B. M接A，N接B
C. M接C，N接B
D. M接A，N接D
C
知3－讲
知识点
电阻箱
3
1. 特点 可以读出阻值大小，但电阻变化不连续。
2. 电路符号 。
3. 读数方法 如图4，旋钮对应的数值与对应
的倍数相乘再相加。
4. 使用 使用时注意不能超过允许通过的最大
电流值。
知3－讲
5. 滑动变阻器与电阻箱的比较
滑动变阻器 电阻箱
相同点 (1)都是通过改变接入电路的电阻线的长度改变电阻的 (2)都有最大电阻值和允许通过的最大电流 (3)通电前都应该把阻值调到最大
知3－讲
续表
滑动变阻器 电阻箱
不 同 点 用法 滑片在电阻丝上滑动 调节旋钮
阻值 变化 可以连续改变接入电路中的电阻(如：收音机的音量旋钮) 不能连续改变接入电路中的电阻，其电阻的改变是跳跃式的(如：电风扇的调速器)
不能读出接入电路的电阻值 能读出接入电路的电阻值
知3－讲
知识扩展
插入式简易电阻箱：如图5为插入式电阻箱。
读数方法：拔掉的铜柱对应的电阻相加。
原理：当铜柱插入时，该电阻被
短路，不接入电路。铜柱拔掉的电阻
串联接入电路。
知3－练
电阻箱也是一种变阻器。如图6所示是两种常见的电阻箱—旋盘式电阻箱和插孔式电阻箱的示意图，则图甲中电阻箱的示数为
_______Ω，图乙中电
阻箱的示数为
_______Ω。
例 3
127
100
知3－练
解题秘方：对于旋盘式电阻箱，先读出每个旋盘对应的电阻值，再将每个旋盘对应的电阻值相加得到电阻箱接入电路的阻值。插入式电阻箱的读数：将没有插入铜柱的下方所对应的电阻值读出，相加得到电阻箱接入电路的总电阻。
知3－练
解析：由图甲可知，电阻箱接入电路的阻值R=0×1 000 Ω+ 1×100 Ω+2×10 Ω+7×1 Ω=127 Ω；由图乙可知，该电阻箱接入电路的电阻R′=10 Ω+20 Ω+20 Ω+50 Ω=100 Ω。
知3－练
3. 某旋钮式电阻箱内部结构如图所示，它由九个100 Ω、九个10 Ω和九个1 Ω 的电阻组成，当改变旋钮(即图中指针)位置调节电阻值时，相当于改变了
电阻箱内部接入电路部分导体的______。
该电阻箱可调出的最大阻值为_______Ω，
从图中可读出此时的阻值为_______Ω。
长度
999
163
变阻器
变阻器
滑动变阻器
原理 结构 使用 应用
电阻箱
应用(共64张PPT)
第五节 测量导体的电阻
第十二章 欧姆定律
知识点
用电流表和电压表测电阻
知1－讲
1
1. 实验原理 由欧姆定律公式变形可得R＝。显然，用电压表测出导体两端电压，用电流表测出通过导体电流，运用公式R＝就可以计算导体的电阻。这就是伏安法测量电阻的原理。
知1－讲
2. 实验设计 如图1所示，将定值电阻Rx连接到电路中，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流逐渐变大，测出几组电流和电压的数据。
用R＝计算出每次的阻值，对多次实
验的结果求平均值作为结果。
知1－讲
3. 实验分析
(1)实验操作的基本要求：连接电路时，开关处于断开状态；连接好电路后，闭合开关前要将滑动变阻器阻值调到最大。
(2)测量多组数据的目的：减小实验误差。
知1－讲
实验详解
伏安法测量电阻的实验中，滑动变阻器的作用：
●保护电路：连好电路，在开关闭合前将滑动变阻器阻值调至最大，目的就是保护电路。
●通过调节滑动变阻器，进行多次测量。
知1－练
例 1
[中考·陕西]小明同学在“测量定值电阻的阻值”实验中，电路图如图2甲所示，请回答以下问题。
知1－练
解题秘方：“伏安法”测电阻最常见的三个方面的问题：(1)基本仪器的操作要求，如电表和滑动变阻器的使用。(2)计算电阻应用欧姆定律变形式。(3)多次实验的目的。
知1－练
(1)连接电路时，开关应处于_____状态。闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于_____(填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关S，电压表有示数，电流表指针向零刻度线左侧偏转，该故障的原因可能是______________________。
断开
B
电流表正负接线柱接反了
知1－练
(3)排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，当电压表的示数为2.5 V时，电流表示数如图乙所示，则电阻R的阻值为______Ω。小明进行了多次
测量，计算出R的阻值的平均值，目的
是________(填“减小误差”或“寻找
普遍规律”)。
5
减小误差
知1－练
解析：由图乙可知，电流表所选量程为0～0.6 A，示数为0.5 A，由I＝得，R的阻值R＝＝＝5 Ω。
知1－练
(4)小明要进一步测量长度为100 cm 的镍铬合金丝MN的阻值，器材如图丙所示。其中导线只有7 根，且长度均为30 cm。请根据实际操作需要，用笔画线代替剩余2根导线，在图丙中将实物电路补充
完整(实物电路中导线及电阻丝
长度未按照比例绘制)。要求：
导线两端只能接在各电路元件
的接线柱上。
解：如图3所示。
知1－练
解析：测量原理是R＝，电压表应测MN两端的电压，则电压表应与MN并联；实验中导线只有7根，且长度均为30 cm，导线已经用去5根剩余2根，由于导线长度不够，电压表不能直接接MN的两端，所以将电压表与滑动变阻器并联，测出滑动变阻器两端电压，再根据串联电路电压关系求出MN两端的电压，量程选小量程。
知1－练
1. [中考·乐山节选]小杨同学用如图甲所示的电路，测量定值电阻R的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲
中的电路连接完整。(要求：滑片
向左移动时电流表示数变大，且
导线不能交叉)
解：如图所示。
知1－练
(2)小杨同学正确连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现这种故障的原因可能是________(填“R短路”或“R断路”)。
R断路
知1－练
(3)排除故障后的某次实验中，移动滑片使电压表示数为2 V时，电流表的指针位置如图乙所示，则电流表的示数为_______A，定值电阻R的阻值为_______Ω。
0.4
5
知2－讲
知识点
伏安法测量小灯泡的电阻
2
实验设计：如图4所示，将正常发光时电压为2.5 V 的小灯泡L连接到电路中，闭合开关后，
移动滑动变阻器的滑片，使电路中的
电流逐渐变大，测出几组电流和电压
的数据记录到表格中。
知2－讲
测量数据：如下表所示。
实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1 1.5 0.16 9.4
2 2.0 0.20 10.0
3 2.5 0.24 10.4
4 3.0 0.28 10.7
知2－讲
数据处理：用公式R＝计算出每次的阻值记录在表格中。
实验结论：(1)小灯泡的电阻随温度的升高而变大。
(2)测量小灯泡的电阻，必须点明前提条件，例如正常发光时的电阻或什么电压下的电阻。
知2－讲
深度思考 (1)能否将灯泡几个不同电压下的电阻计算求平均值？
(2)小灯泡的电阻随着电压升高而变大的本质是什么？
知2－讲
深度理解
(1)小灯泡在不同电压下的电阻不同，计算不同电压下电阻的平均值没有意义，即计算灯泡在不同电压下电阻的平均值是错误的。
(2)小灯泡两端的电压越高，亮度越大，灯丝的温度也越高。温度升高才是灯丝电阻变大的真正原因，即本质是灯丝电阻随温度的升高而变大。
知2－练
[中考·河南]在“测量小灯泡的电阻”实验中，选用的器材有：两节新干电池，额定电压为2.5 V 的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
例 2
解题秘方：伏安法测小灯泡电阻时，往往考查开关、滑动变阻器等元件的正确连接，电表的读数和电阻的计算等基础内容。对电路异常现象的判断是难点。
知2－练
(1)请用笔画线代替导线，将图5甲中的实物电路连接完整。
解析：电流表与小灯泡串联，电压表与小灯泡并联。
解：如图6所示。
知2－练
(2)正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______(填“A”或“B”)端。
解析：为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图可知，滑片右侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到A端。
A
知2－练
(3)闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是____(填字母代号)。
A. 电流表短路 B. 小灯泡短路
C. 滑动变阻器断路
解析：电流表有示数，说明电路不是断路，电压表无示数，可能是与电压表并联的小灯泡短路了，故选B。
B
知2－练
(4)排除故障后，移动滑片P，某次实验时，电压表的示数为2.5 V，电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为______A，小灯泡正常发光时的电阻约为_____Ω (结果保留一位小数)。
解析：电流表示数为0.28 A，此时小灯泡的电阻R＝＝≈ 8.9 Ω。
0.28
8.9
知2－练
(5)经过多次实验，测出并记录多组电压和电流的值。得到小灯泡的I-U图像如图丙所示；通过分析图像，写出一条你发现的结论：_______________________________。
小灯泡的电阻随温度的升高而增大
知2－练
2. [中考·随州]如图甲是小明用伏安法测量正常发光时电压为2.5 V小灯泡电阻的实物电路。
(1)用笔画线代替导线，补画一根导
线将图甲中的实物电路连接完整。
解：如图所示。
知2－练
(2)实验中当滑动变阻器的滑片滑到某位置时，电压表示数如图乙所示为______V，此时电流表的示数为0.2 A，此时小灯泡的电阻为_______Ω。
2.2
11
知2－练
(3)如表是小明设计的实验数据记录表，该表格存在的不足之处是_______________。
只有一次实验
序号 U/V I/A R/Ω
1
知3－讲
知识点
安阻法测电阻
3
用已知电阻R0或最大阻值为R0的滑动变阻器、电流表、开关，设计电路测出未知电阻Rx的阻值。
名称 电路图 方法及步骤 表达式
双安法 闭合开关，分别记下电流表A1、A2的示数I0、Ix Rx＝
知3－讲
续表
名称 电路图 方法及步骤 表达式
单 安 法 1 闭合开关，记下电流表示数I；断开开关，记下电流表示数I0 Rx＝
2 只闭合开关S1，记下电流表示数I0；只闭合开关S2，记下电流表示数Ix Rx＝
知3－讲
续表
名称 电路图 方法及步骤 表达式
单 刀 双 掷 法 1 先将开关置于1处，记下电流表的示数I1；再将开关置于2处，记下电流表的示数I2 Rx＝
2 先将开关置于1处，记下电流表的示数I1；再将开关置于2处，记下电流表的示数Ix Rx＝
知3－讲
续表
名称 电路图 方法及步骤 表达式
安 短 法 只闭合开关S，记下电流表的示数I1；同时闭合开关S和S1，记下电流表的示数I2 Rx＝
安 滑 法 闭合开关S，将滑动变阻器的滑片分别置于a端和b端, 记下电流表的示数Ia和Ib Rx＝
知3－讲
续表
名称 电路图 方法及步骤 表达式
等效 替代法 1. 将开关S1闭合、S2 断开，调节滑动变阻器到适当位置，记下电流表的示数I；2. 断开S1，闭合S2，保持滑动变阻器滑片位置不动，调节电阻箱，使电流表示数仍为I，记下电阻箱的阻值R0 Rx＝
知3－讲
方法点拨
1. 双安法表达式推导：依据电压相等。I0R0＝IxRx，则 Rx＝。
2. 单安法1表达式推导：依据R0与Rx两端电压相等。I0R0＝(I－I0)Rx，则Rx＝。
知3－讲
3. 单刀双掷法1表达式推导：依据电源电压不变。开关接1时，U＝I1Rx，开关接2时，U＝I2(Rx＋R0)，则I1Rx＝I2(Rx＋R0)，故Rx＝。
4.安短法表达式推导：依据电源电压不变。只闭合开关S 时，U＝I1(Rx＋R0)， 同时闭合开关S和S1时，U＝I2Rx， 则I1(Rx＋R0)＝I2Rx， 故Rx＝。
知3－讲
5. 安滑法表达式推导：依据电源电压不变。滑片置于a端时，U＝IaRx，滑片置于b端时，U＝Ib(Rx＋R0)，则IaRx＝Ib(Rx＋R0)， 故Rx＝。
知3－练
[中考·北京]如图7甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路，电源电压不变，定值电阻R0＝30 Ω。
例 3
知3－练
解题秘方：利用已知电阻R0和电流表, 测未知电阻Rx的阻值。设计的思路是将待测电阻Rx和已知电阻R0组成并联电路, 测出R0的电流I1、并联电路总电流I2，依据并联电路电压相等, 即I1R0＝(I2－I1)Rx, 便可求出Rx。
知3－练
(1)实验步骤：
①只闭合开关S、S1，读出并记录电流表示数I1。
②______________，读出并记录电流表示数I2(如图乙所示)。
③计算Rx的阻值。
只闭合开关S、S2
知3－练
(2)数据记录与处理(请你补充完整表中①②位置的数据)。
实验数据记录表
(定值电阻R0＝30 Ω)
I1/A I2/A Rx/Ω
0.2 ① ②
① 0.5 ；② 20
知3－练
解析：只闭合开关S、S1，R0和Rx并联，电流表测定值电阻R0的电流，电流表示数I1＝0.2 A，则U＝Ux＝U0＝I1R0＝
0.2 A×30 Ω＝6 V。只闭合S、S2，R0和Rx并联，此时电流表测干路电流I2，由图乙可知总电流I2＝0.5 A。通过待测电阻Rx的电流Ix＝0.5 A－0.2 A＝0.3 A ，则Rx＝＝＝20 Ω。
知3－练
3. [中考·贵港]小华利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电流表、开关等器材，设计了如图所示的电路测出了Rx的阻值，请你完成下列实验步骤：
知3－练
(1)按电路图正确连接电路，闭合开关S，断开开关S1，读出电流表示数I1。
(2)_____________，读出电流表示数I2。
(3)根据实验数据，计算出待测电阻Rx＝______。(用R0、I1、I2表示)
再闭合开关S1
知4－讲
知识点
伏阻法测电阻
4
用已知电阻R0或最大阻值为R0的滑动变阻器、电压表、开关，设计电路测出未知电阻Rx的阻值。
测量方法 电路图 方法及步骤 Rx的表达式
双 伏 法 用电压表分别测出R0、Rx两端的电压U0、Ux Rx＝
知4－讲
续表
测量方法 电路图 方法及步骤 Rx的表达式
双 伏 法 用电压表先后测出总电压U、Rx两端的电压Ux Rx＝
知4－讲
续表
测量方法 电路图 方法及步骤 Rx的表达式
双 伏 法 用电压表先后测出总电压U和R0两端的电压U0 Rx＝
知4－讲
续表
测量方法 电路图 方法及步骤 Rx的表达式
单伏双 开法 1. 只闭合S2记下电压表的示数Ux； 2. 只闭合S1记下电压表的示数U Rx＝
知4－讲
续表
测量方法 电路图 方法及步骤 Rx的表达式
伏短法 1. 闭合S、S1记下电压表的示数U； 2. 闭合S，断开S1记下电压表的示数Ux Rx＝
知4－讲
续表
测量方法 电路图 方法及步骤 Rx的表达式
伏变法 闭合S，将滑动变阻器的滑片分别置于a端和b端， 记下电压表的示数Ua和Ub Rx＝
知4－讲
续表
测量方法 电路图 方法及步骤 Rx的表达式
单刀 双掷法 将开关分别置于位置1、2 处，分别记下电压表的示数U和U0 Rx＝
知4－讲
续表
测量方法 电路图 方法及步骤 Rx的表达式
等效替 代法 先将开关S1闭合，调节滑动变阻器滑片到适当位置，记下电压表的示数U；断开S1，闭合S2，保持滑动变阻器滑片位置不动，调节电阻箱，使电压表示数仍为U，记下电阻箱的阻值R0 Rx＝
知4－讲
方法点拨
1. 双伏法：依据通过R0与Rx电流相等。
(1)＝，则Rx＝R0。
(2)＝，则Rx＝R0。
(3)＝， 则Rx＝R0。
知4－讲
2. 单伏双开法：依据R0与Rx电流相等，有＝， 则Rx＝。
3. 伏短法：该方法主要应用两开关同时闭合，R0被短路，电压表测出电源电压U；S闭合，S1断开，两电阻串联，电压表测出Rx两端电压Ux。则＝，故Rx＝R0。
知4－讲
4. 伏变法：该方法主要利用滑片置于a端时，电压表测出电源电压Ua；滑片置于b端时，Rx与滑动变阻器最大阻值R0串联，电压表测出Rx两端电压。则＝， 故Rx＝R0。
知4－练
[中考·益阳]如图8甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路，定值电阻R0＝15 Ω。
例 4
知4－练
解题秘方：利用定值电阻R0和电压表, 测未知电阻Rx的阻值。设计的思路是将待测电阻Rx和定值电阻R0组成串联电路, 测出R0两端的电压U1、串联电路总电压U2，则待测电阻Rx两端的电压Ux＝U2－U1 , 便可以求出待测电阻Rx。
知4－练
(1)请完善实验步骤：
①只闭合开关S、S1，读出并记录电压表示数U1；
②只闭合开关_______，读出并记录电压表示数U2。
S、S2
解析：只闭合开关S、S1，R0与Rx串联，电压表测量R0两端的电压U1；只闭合开关S、S2，R0与Rx串联，电压表测量电源电压U2。
知4－练
(2)若U1＝1.5 V，U2的大小如图乙所示，U2＝______V，则Rx＝______Ω。
2.5
10
知4－练
解析：若U1＝1.5 V，由图乙可知U2＝2.5 V，则Rx两端的电压Ux＝U2－U1＝1 V，依据串联电路分压关系或串联电路电流处处相等，则＝，即＝，所以Rx＝10 Ω。
知4－练
(3)为了多测几组实验数据减小实验误差，实验电路应如何改进？请画出改进后的电路图。
解：为了减小实验误差，可在电路中
串联一个滑动变阻器，改变R0、Rx两
端的电压大小，进行多次测量，电路
设计如图9所示。
知4－练
4. [中考· 宿迁]某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值，实验中电流表突然损坏，小组同学经过讨论设计了一种实验方案，也可测出Rx阻值。电路如图所示，电源电压未知且恒定不变，a、b
为滑动变阻器左右两个端点，滑动变
阻器最大阻值为Rmax，请你把以下测
量步骤补充完整。
知4－练
(1)闭合开关S，滑片P移到a端时，读出电压表示数为U1；
(2)闭合开关S，_______________读出电压表示数为U2；
(3)待测电阻Rx＝___________。(用已知和测量出的物理量表示)
滑片P移到b端时
测量导体的电阻
测电阻
原理
方法
伏安法
特殊方法(共29张PPT)
第一节 不同物质的导电性能
第二节 影响导体电阻大小的因素
第十二章 欧姆定律
知识点
导体、绝缘体和半导体
知1－讲
1
1. 导体和绝缘体的对比
特征 原因 常见的材料
导体 容易 导电 内部有大量的自由电荷 金属，石墨，人体，大地，酸、碱、盐溶液
绝缘体 不容易 导电 内部自由电荷很少 陶瓷，橡胶，塑料，玻璃，干木头，食用油，油漆
知1－讲
2. 半导体 导电性能介于导体和绝缘体之间的物质叫半导体。
(1)特性：导电性能会受到压力、温度、光照、杂质等外部因素的影响。
(2)应用：LED、电子元件、集成电路等。
3. 导体和绝缘体之间没有绝对的界限，当条件变化时，导体可以变成绝缘体，绝缘体也可以变成导体。
知1－讲
特别提醒
1.不能说“能导电”的物体叫导体，“不能导电”的物体叫绝缘体。因为物体的导电性不是一成不变的。
2.绝缘体不容易导电，是因为绝缘体内自由电荷很少，并不是没有自由电荷。
3.金属靠自由电子导电，酸、碱、盐溶液靠自由离子导电。
知1－练
例 1
[中考·北京]下列物品通常情况下属于导体的是(　　)
A. 纸杯 B. 瓷碗 C. 铁锅 D. 木铲
解题秘方：根据导体和绝缘体的概念解题。
解析：铁锅是导体；纸杯、瓷碗、木铲都不容易导电，属于绝缘体。
C
知1－练
易错提醒：区别“导电”与“带电”。导电过程是自由电荷在导体中定向移动的过程，带电过程是电子得失的过程，能带电的物体可能是导体，也可能是绝缘体。
知1－练
1. 废物利用是节约资源的重要手段，下列废物再加工后，最适合做电工钳外套的是(　　)
A. 废铜 B. 废铁
C. 废橡胶 D.废纸壳
C
知1－练
[常熟一模]集成电路是二十世纪最重要的发明之一，现代的收音机、电视机、手机、计算机等设备中都有集成电路，集成电路主要是由下列哪一种材料制成的(　　)
A. 超导体 B. 金属导体
C. 半导体 D. 绝缘体
例 2
知1－练
解题秘方：根据半导体的常见应用解题。
解析：二极管、所有的芯片、集成电路都属于半导体。
答案：C
知1－练
2. [中考·陕西] 半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，有些半导体材料的导电性能受温度、光照、压力等影响而显著变化。下列不能用半导体材料制作的是(　　)
A. 热敏电阻 B. 光敏电阻
C. 压敏电阻 D. 高压输电线
D
知2－讲
知识点
电阻
2
1. 实验探究 如图1所示，将不同导体接入电路中的A、B两点之间，通过观察电流表的
示数及小灯泡的明暗情况，来
判断不同导体对电流的阻碍作
用的大小。
知2－讲
2. 电阻
(1)定义：导体对电流的阻碍作用。
(2)符号：R。
(3)单位
①在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，用符号Ω表示。
②比欧姆大的单位有千欧(Kω)、兆欧(MΩ)等。
知2－讲
③ 运用形象记忆法，利用图2记住单位间的换算关系。
(4)电阻器在电路中的符号： 。
即1 MΩ=1 000 kΩ，
1 kΩ=1 000 Ω。
知2－讲
特别提醒
实验时，如果灯泡越亮，表明电路中的电流越大，相比较而言，这时接入A、B间的导体电阻越小。不要将灯泡的亮度与电阻大小的关系弄反。
知2－练
下列关于电阻的说法中错误的是( )
A. 导体对电流的阻碍作用的大小叫电阻
B. 通常用字母U表示电阻
C. 电阻的单位是欧姆，单位符号是Ω
D. 1 kΩ=1×1 000 Ω=1 000 Ω
例 3
知2－练
解题秘方：运用概念分析法，即依据电阻的概念来判断各选项的说法及电阻单位间的换算是否正确。
解析：记住电阻的定义、物理量符号为R和物理量单位的符号为Ω。单位换算的方法：① 用“ 1×1 000(进率)”；②在“1×1 000”后带上目标单位“Ω”；③ 算出“1×1 000”的结果，并继续带上目标单位“Ω”。
答案：B
知2－练
3. 如图所示，小桂在电路AB之间先后接入两段不同的导体，闭合开关后发现电流表的示数不同，说明这两段导体的电阻_______(填“相等”或“不等”)，电路中________ (填“能”或“不能”)用一根导线替代小灯泡。
不等
不能
知3－讲
知识点
影响电阻大小的因素
3
1. 实验探究 探究影响导体电阻大小的因素。
(1)实验的主要方法：控制变量法、转换法。
(2)实验设计：探究导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积是否有关。当探究是否与其中
某一个因素有关时，要保证其他因
素相同。实验装置图如图3所示。
知3－讲
(3)实验结论：导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积大小都有关。
知3－讲
2. 实验探究 探究导体电阻大小受温度的影响情况。
如图4所示，闭合开关后，用酒精
灯给细铁丝加热。在铁丝温度逐渐升
高并发红的过程中，发现电流表示数
变小，灯泡变暗；将细铁丝换成细钨
丝等其他材料进行实验，仍然观察到相似的现象，则可得出结论：导体的电阻大小与导体的温度有关，金属导体的电阻通常随温度的升高而增大。
知3－讲
方法点拨
导体电阻的大小在本实验探究中是通过电流的大小反映的，即通过比较电流的大小来比较导体电阻的大小，这里运用的是转换法。
知3－讲
3. 影响导体电阻大小的因素 导体的材料、导体的长度、导体的横截面积大小和导体的温度。
金属导体的电阻通常随温度的升高而增大。碳和绝缘体的电阻随温度的升高而减小。半导体的电阻受温度影响大。有的合金如康铜和锰铜的电阻受温度影响不大。
知3－讲
4. 导体的电阻是导体本身的一种性质 与它是否接入电路无关。
5. 超导体 当温度降低到某一温度时，导体的电阻变为零，这种现象叫作超导现象。发生超导现象的导体叫作超导体。
知3－练
用如图5所示的器材探究影响导体电阻大小的因素，分别选用A、B、C、D
四根不同的金属丝接入
M、N两点之间，
例 4
知3－练
下列说法正确的是(　　)
A. 接A、D，可探究导体电阻大小与导体长度是否有关
B. 接A、C，可探究导体电阻大小与横截面积是否有关
C. 接B比接C时电流表示数更小一些
D. 该实验装置不能探究导体电阻与导体材料的关系
知3－练
解题秘方：运用控制变量的思想，研究电阻和什么量的关系时，控制这个量之外的其他量相同，改变这个量进行对比实验。
解析：探究导体电阻大小与导体长度是否有关，应选择材料、横截面积相同，但长度不同的金属丝，结合图示可知应选B、D金属丝；
知3－练
为了探究导体电阻大小与横截面积的关系，应选择横截面积不同，但其他条件相同的金属丝，结合图示可知应选B、C金属丝；将B和C金属丝分别连入M、N两点间，即导体的材料、长度相同，但横截面积不同，C 的横截面积大，其电阻更小，通过的电流更大；探究导体的电阻与导体材料的关系，应该选择材料不同，但其他条件相同的金属丝，选A、B金属丝即可。
答案：C
知3－练
4. 在不计温度对电阻影响的情况下，比较两段铜导线的电阻，下列说法中正确的是(　　)
A. 较长的铜导线电阻一定大
B. 长度相同时，横截面积大的电阻就大
C. 两段铜导线电阻一定相同
D. 横截面积相同时，长的铜导线电阻大
D
不同物质的导电性能
影响导体电阻大小的因素
电阻
定义
影响因素
绝缘体
导体
半导体
超导体
单位(共53张PPT)
第四节 欧姆定律
第十二章 欧姆定律
知识点
探究电流与电压的关系
知1－讲
1
实验设计： 按照如图1所示的电路图连接电路；调节滑动变阻器滑片P的位置改变定值电阻R
两端的电压，读出不同电压对应的电流，
并把测量数据填在表格中。
知1－讲
实验思考 实验过程中，运用了什么思想方法？
实验要点
实验过程中运用了控制变量法，即保持电阻不变，改变电阻两端的电压进行对比实验。
知1－讲
实验数据：如下表所示。
实验次数 电阻/Ω 电压/V 电流/A
1 5 1 0.2
2 1.5 0.3
3 2 0.4
知1－讲
实验分析：
① 数学方法。观察发现：在电阻一定的情况下，电压增加几倍，电流增加几倍。但是每次电压与电流的比值不变。数学上称电流与电压成正比。
② 图像法。利用数学上的“描点法”，
在坐标图中画出电流随电压变化
的图像(图2)。
知1－讲
实验结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
知1－讲
特别提醒
1. 探究电流与电压的关系时，电阻要一定，所以研究对象选定值电阻，而不能选灯泡，因为灯丝的电阻是变化的(随温度的升高而增大)。
2. 本实验中滑动变阻器的作用：(1) 保护电路。(2) 改变定值电阻两端的电压。
知1－练
例 1
[中考·辽宁]某小组猜想电流与电压和电阻有关，现要探究电流与电压的关系。
(1)为探究电流与电压的关系，实验中应控制_______不变。
解题秘方：判断电路故障时，如果电流表没有示数，电路故障通常为断路；电流表有示数，电路故障通常为短路。
电阻阻值
知1－练
(2)该小组连接的部分电路如图3所示，请用笔画线代替导线将电路补充完整(导线不能交叉)。
解析：滑动变阻器应上下各选一个接线柱与电阻R 串联接入电路中。
解：如图4所示。
知1－练
(3)正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最______端。
解析：为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处，即最右端。
右
知1－练
(4)试触时发现电压表和电流表的指针均不偏转。为查找故障，闭合开关，保持导线ab的a端不动，将b端依次接到A、B和C接线柱，电压表的指针均偏转，电流表指针均不偏转。若电路中只有一处故障，则发生的故障可能是_______________。
滑动变阻器断路
知1－练
解析：试触时发现电流表指针不偏转，说明电路可能断路，电压表指针不偏转，说明电压表与电源没有连通；闭合开关，保持导线ab的a端不动，将b端依次接到A、B和C接线柱，电压表的指针均偏转，说明电压表与电源连通，电压表被串联在电路中，则与电压表并联的电路以外的部分是完好的，则与电压表并联的电路断路了，若电路中只有一处故障，则发生的故障可能是滑动变阻器断路。
知1－练
(5)排除故障后，闭合开关，通过移动_______________的位置改变电阻两端的电压，测量电阻两端的电压U和对应的电流I，记录的实验数据如表所示。
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.60 1.90 2.20 2.50 2.80
电流I/A 0.16 0.19 0.22 0.25 0.28
滑动变阻器滑片
知1－练
分析表格中的数据，发现电压与其对应电流的比值______，从而得出结论：____________________________________
____________。
不变
当电阻一定时，通过导体的电流与其两端
的电压成正比
知1－练
解析：在探究电流与电压的关系实验中，通过移动滑动变阻器滑片的位置来改变电阻两端的电压；由表中数据可知，电压与其对应电流的比值为：R＝＝＝…＝＝10 Ω，为一定值，故可得出结论：当电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成正比。
知1－练
1. [中考·湖南]在“探究电流与电压的关系”实验中，保持定值电阻R不变，小明设计了如图甲所示的电路图并进行实验。
知1－练
(1)连接电路前，电流表有示数，应该对电流表进行______。
(2)连接电路时，开关S应处于_______状态。
(3)连接完电路，实验前应将滑动变阻器的滑片P移至___端。
(4)某次实验中，电流表指针偏转如图乙
所示，示数为_____A。
调零
断开
B
0.12
知1－练
(5)实验测出五组数据记录在表格中，为了找到电阻一定时，电流与电压的关系，应该怎样处理数据？____________
_______________________________(列举一种方法即可)。
分析电压与电流
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 1.8 2.0 2.4
电流I/A 0.12 0.16 0.18 0.20 0.24
之比或者画I－U图像观察图像的特点
知2－讲
知识点
探究电流与电阻的关系
2
实验设计：按照如图5所示的电路
图连接电路；将5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω
的定值电阻分别连接到电路的AB两点间，
调节滑动变阻器的滑片P 的位置，保持电
压表的示数为2.0 V 不变，读出不同电阻对应的电流，并把测量的数据填在表格中。
知2－讲
实验思考 实验过程中，每次更换电阻之后，调节滑动变阻器的滑片到电压表的示数为2.0 V ，这是为什么？
实验要点
更换电阻之后，每次都将定值电阻两端的电压调整为2.0 V，是在电压不变的情况下，探究电流与电阻的关系。
知2－讲
实验数据：如下表所示。
实验次数 电压/V 电阻/Ω 电流/A
1 2.0 5 0.4
2 10 0.2
3 15 0.13
4 20 0.1
知2－讲
实验分析：(1)方法一：在如图6所示的坐标中描点画图。根据图像初步判断电压一定时，电流与电阻成反比。
知2－讲
(2)方法二：在如图7所示的坐标中描点画图。每个点都在延长线通过原点的直线上，根据图像可直接认定电压一定时，电流与电阻成反比。
知2－讲
实验结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
知2－讲
对比法研究实验
对比滑动变阻器在探究电流与电压和探究电流与电阻关系中的作用的异同：
(1)相同点：保护电路。(2)不同点：①探究电流与电压关系实验中滑动变阻器的作用： 改变定值电阻两端的电压。②探究电流与电阻关系实验中滑动变阻器的作用：使定值电阻两端的电压保持不变。
知2－练
[中考·菏泽节选]某学习小组计划探究电流与电阻的关系，设计的电路如图8甲所示。
例 2
知2－练
(1)请根据图甲把图乙中的电路连接完整(要求滑片向右移动时，电路中电流变大)。
解：如图9所示。
知2－练
解析：(1)当滑片向右移动时，电路中电流变大，则滑动变阻器连入电路中的电阻变小，故滑动变阻器下方应该接的是右接线柱B，如图9所示。
知2－练
(2)在闭合开关进行实验前，滑动变阻器的滑片应位于____ (填“A”或“B”)端。
解析：在闭合开关进行实验前，滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处，应位于A端。
A
知2－练
(3)为得到多组实验数据，进行实验时需要更换连入电路中的定值电阻。每次更换定值电阻后，都需要调节滑动变阻器，使电压表的示数_____________。
解析：探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端的电压不变，故每次更换定值电阻后，都需要调节滑动变阻器，使电压表的示数保持不变。
保持不变
知2－练
(4)某次实验中，电流表示数如图丙所示，该电流表的示数为____________。
0.24 A
知2－练
(5)某同学进行实验后，作出如图丁所示图像，得出结论______________________________________________。
电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
知2－练
2. 如图所示，小明利用4节新干电池，阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω、40 Ω、50 Ω 的定值电阻，铭牌上标有“20 Ω 1 A”的滑动变阻器等实验器材“探究电流与电阻关系”。
知2－练
(1)小明将10 Ω 的定值电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端电压为4 V，读出并记录电流表示数；保持滑动变阻器的滑片位置不变，把10 Ω的定值电阻换成20 Ω 的定值电阻后，直接闭合开关，电压表的示数将_______(填“大于”“小于”或“等于”)4 V，此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向_____(填“左”或“右”)端移动，直到电压表的示数再次达到4 V，记录电流表的示数。
大于
左
知2－练
(2)当小明将50 Ω 定值电阻接入电路时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，都无法使定值电阻两端电压为4 V，则原因可能是_____________________________。
所选滑动变阻器的最大阻值太小
(或电源电压过大)
知3－讲
知识点
欧姆定律及其理解
3
1. 欧姆定律
(1)内容：通过导体的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
(2)表达式：I＝。变形式：U＝IR、R＝。
知3－讲
(3)公式中各符号代表的物理量及单位。
符号 物理量 单位
U 电压 伏特(V)
R 电阻 欧姆(Ω)
I 电流 安培(A)
知3－讲
2. 欧姆定律的适用范围 适用于纯电阻电路。目前只要求知道，在电动机正常工作时，欧姆定律不能用于电动机的计算。
知3－讲
深度思考 欧姆定律的变形公式R＝。能不能说“导体的电阻与电压成正比，与电流成反比”？
深度理解
导体的电阻是导体本身的一种性质，和导体两端的电压、导体中的电流无关。导体的电阻大小等于电压与电流的比值，即R=。不能说导体的电阻与电压成正比，与电流成反比。
知3－练
由I＝变形可得R＝，以下理解正确的是(　　)
A. 导体的电阻跟它两端的电压成正比
B. 导体的电阻跟通过它的电流成反比
C. 当导体两端的电压为0 时，导体的电阻为0
D. 导体的电阻是导体本身的一种性质，跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
例 3
知3－练
解题秘方：由公式分析两个物理量间的关系，不能仅从数学角度分析, 有时要结合两个物理量间存在的具体关系来分析。
知3－练
解析：因电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与两端的电压和通过的电流无关，当导体两端的电压为0 时，导体的电阻不为0。
答案：D
知3－练
3. 在学过欧姆定律后，同学们有以下认识，其中正确的是(　　)
A. 电阻中有电流时它两端一定有电压
B. 欧姆定律揭示了导体中的电压与电流、电阻的关系
C. 当电阻一定时，导体的电压与电流成正比
D. 根据欧姆定律的变形公式R＝可知：导体的电阻随电压和电流的变化而变化
A
知4－讲
知识点
运用欧姆定律进行简单的计算
4
1. 公式运用的三种类型
(1)直接运用公式I＝求流过导体的电流。
(2)运用变形式U＝IR求导体两端的电压。
(3)运用变形式R＝求导体的电阻。
知4－讲
2. 运用欧姆定律公式时要注意以下三点：
(1)注意三个量的同一性：即在运用公式进行计算时，要注意三个量是同一导体或同一段电路中的电流、电压、电阻，不能张冠李戴。
(2)注意三个量单位的统一性：公式中的三个物理量必须使用国际单位制中的单位，电压→ 伏特(V)，电流→ 安培(A)，电阻→欧姆(Ω)。
知4－讲
(3)注意三个量的同时性：例如，在同一电路中，由于滑动变阻器滑片的移动，接入电路的电阻变化，总电阻的变化会导致电流与部分电路电压的变化，应用该公式时，三个量要是同一时刻的电流、电压和电阻。
知4－讲
易错提醒
如图10所示，如果计算定值电阻R2的阻值，只能用 R2＝来计算，而不能用R2＝或R2＝来计算。
知4－练
[中考·吉林]在如图11所示的电路中，R1的阻值是30 Ω，
闭合开关S，电流表A1的示数是0.2 A，电流表A的示数是0.5 A。
求：
(1)电源电压。
(2)电阻R2的阻值。
例 4
解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I＝可得，电源的电压U＝I1R1＝0.2 A×30 Ω＝6 V 。
知4－练
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流I2＝I－I1＝0.5 A－0.2 A＝0.3 A，则电阻R2的阻值R2＝＝＝20 Ω。
知4－练
知4－练
4. 如图所示，R1＝10 Ω，闭合开关S后，电压表的示数为12 V，电流表的示数为0.5 A。求：
(1)电阻R2的阻值。
(2)电源电压。
知4－练
(2)由欧姆定律可知，R1两端的电压U1＝I1R1＝0.5 A×10 Ω＝5 V，由串联电路的电压特点可知，电源电压U＝U1＋U2＝5 V＋12 V＝17 V。
欧姆定律
探究
电流与电
压的关系
电流与电
阻的关系
结论
欧姆定律
内容
应用
表达式

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