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第9课　电压与电阻
一、电压
1.含义：电压是形成电流的原因，电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。电压单位是伏特，简称伏，符号为V。电源是提供电压的装置。
常见电压值：一节普通干电池电压是__________；我国家庭照
明电路电压是__________；一般情况下，对人体的安全电压为__________。
1.5V
220V
≤36V
2.电压的测量
测量电压用电压表，其电路符号： ________。实验室用的电
压表有三个接线柱，共两个量程：_________和__________。
使用时注意：①电压表要__________联在电路中；②电流从电压表的“＋”接线柱流入，“－”接线柱流出；③被测电压不得超过电压表的最大量程(试触法选量程)。
0~3V
0~15V
并
【知识拓展】
电压表的内阻很大，接在电路中可看作是开路(此路不通电流)，电压表可直接并联在电源两端测电源电压。
3.串、并联电路的电压
(1)串联电路的电压特点：电源两端电压等于各用电器两端电压之和。
(2)并联电路的电压特点：各用电器两端电压都等于电源两端电压。
【知识拓展】
探究串、并联电路的电压特点时，需要选择规格不同的电阻进行实验，避免实验结果的偶然性。
二、导体与绝缘体
1.容易导电的物质叫做______，容易导电是因为其内部有大量的自由电荷。金属导体是靠大量自由移动的电子导电的。
2.不容易导电的物质叫做__________。
3.导体和绝缘体在一定条件下可以相互转换。如烧红的玻璃也会导电。
4.常见的半导体材料是硅和锗。
导体
绝缘体
三、电阻
1.电阻表示导体对电流的阻碍作用，符号为R。单位是欧姆(欧)，符号是Ω。
2.影响导体电阻大小的因素的实验探究
实验原理：在电压不变的情况下，通过电流的变化来研究导体电阻的变化(也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化)。
实验方法：_____________。
实验结论：导体的电阻是导体本身的一种性质，导体的电阻大小与导体的__________、_______________、__________以及温度有关。
控制变量法
长度
横截面积(粗细)
材料
【知识拓展】
1.探究电阻大小影响因素时，可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来定性研究导体电阻的变化；也可串联电流表进行定量比较。无论根据灯的亮度变化还是根据电流表示数变化分析，都属于转换法。
2.导体的电阻大小与是否接入电路、有无外加电压及通过电流大小等外界因素均无关。
3.长1m、横截面积为1mm2的导体的电阻值为电阻率，用ρ表示。R＝。
四、变阻器
变阻器是______________________________________________
________从而改变电路电流的装置。
滑动变阻器连接：串联在电路中，“一上一下”连接，接入电路前应将电阻调到最大。
滑动变阻器铭牌“20Ω　1A”中“20Ω”字样表示：________
________________________________________；“1A”字样表
示：__________________________________。
通过改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻
大小
滑动变
阻器的最大阻值为20Ω(或变阻范围为0~20Ω)
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A
【知识拓展】
1.滑动变阻器连入电路的有效电阻是由连接的下端接线柱决定的，滑片靠近下端连接的接线柱，电阻变小。
2.电阻箱也是变阻器的一种，优点是可以知道连入电路的实际阻值是多少。
五、利用电流表、电压表判断电路故障
1.电流表示数正常而电压表无示数
“电流表示数正常”表明主电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表，故障原因可能是①_____________；
②________________；③___________________________。
电压表损坏
电压表接触不良
与电压表并联的用电器短路
2.电压表有示数而电流表无示数
“电压表有示数”表明电路中有电流通过，“电流表无示数”
说明没有或几乎没有电流流过电流表，故障原因可能是①_____
________；②_________________________，此时电流表所在电路中串联了大电阻(电压表内阻)使电流太小，电流表无明显示数。
3.电流表和电压表均无示数
“两表均无示数”表明无电流通过两表，除了两表同时被短路
外，最大的可能是___________________。
电流
表短路
与电压表并联的用电器断路
电源所在电路断路
[山海联盟联考]超导体，又称超导材料，是指在某一温度下电阻为零的导体。现有超导材料大多需要在极低温度下才能工作，这大大限制了其应用范围，研发出室温超导材料一直是全球物理学界寻求突破的方向。下列选项不能用超
导材料制作的是(　　)
A.电磁铁 B.电热丝
C.输电导线 D.电动机线圈
类型一　导体、绝缘体与半导体
B
跟踪训练1 如图所示的铝芯电缆是一种输电导线。在某村输电线路改造工程中，更换的铝芯电缆比旧铝芯电缆电阻更小，主要是因为新电缆的(　　)
A.铝芯更细 B.铝芯更粗
C.绝缘皮更薄 D.绝缘皮更厚
B
[山海联盟联考]某科学兴趣小组在测量小灯泡灯丝电阻时发现，小灯泡两端的电压越大，灯丝阻值也越大，据此进行如下探究：
【建立假设】①灯丝两端电压增大，导致电阻增大；②灯丝的温度升高，导致电阻增大。
类型二　探究电阻大小影响因素
【实验方案】①按图连接好电路，将灯丝浸入装满纯水的大烧杯中(如图所示)；②闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，读出电压表和电流表的示数，记录在表格中。
　次数 1 2 3 4
电压(V) 1.5 2.0 2.5 3.0
电流(A) 0.20 0.27 0.33 0.40
(1)电流通过灯丝，会使灯丝的温度升高是因为_____________
________。因此本实验中将灯丝浸入装满纯水的大烧杯中的目
的是__________________________________。
(2)分析表中各数据，你认为假设______(填序号)一定不成立。
电流的热
效应
利用水来降温，防止灯丝的温度升高
①
(3)测量小灯泡灯丝电阻实验后，该兴趣小组作出了灯泡电流与电压的关系图像，下列图像中更接近真实图像的是__________ (填字母)。
A 　 B 　C 　D
A
跟踪训练2 [湖州中考]某项目化学习小组从课堂中了解到盐溶液也能导电。小组成员拿了一根弹性很好的乳胶管，里面灌满一定浓度的盐水，两端用金属圆片电极密封，形成一段封闭的盐水柱，长度20cm。在老师的指导下，选用了下列器材，对盐水柱的电阻进行探究(过程中盐水柱温度变化和化学变化不计)：
【器材选择】学生电源12V，电流表(0~5mA)，电压表(0~3V，0~15V)，滑动变阻器(0~10kΩ)。
【电路连接】小组设计了电路图，根据电路图连接实物。
(1)根据实验要求，用笔画线作为导线完成实物图的连接。
【实验数据】正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，测得多组数据如表所示：
实验记录表
实验次数 1 2 3
电压表示数(V) 3.6 7.2 10.2
电流表示数(mA) 1.25 2.40 3.48
盐水柱电阻(kΩ) 3.00 2.93
(2)分析表中三组数据，该盐水柱的电阻为__________kΩ(结果保留两位小数)。
2.94
(3)有小组成员提出，金属丝的电阻与金属丝的长度、横截面积、材料有关，盐水柱的电阻是否也与这些因素有关呢
【实验方案设计】
①探究盐水柱的电阻与长度的关系。小组成员利用乳胶管弹性好的特性，通过拉长来改变盐水柱长度，进行探究。你觉得此
设计是否合理：__________，请说明理由：________________
________________________________________________。
②探究盐水柱的电阻与横截面积的关系……
③探究盐水柱的电阻与盐水浓度的关系……
不合理
在拉长盐水柱长
度时，横截面积也会相应发生变化，未控制单一变量
【答案】 (1)如答图所示。
如图所示的电路中，在定值电阻R1或滑动变阻器R2中，仅有一个发生故障，小浦为研究故障的原因，特地设计了两个方案。
类型三　变阻器的作用
方案一：通过移动滑动变阻器的滑片P来判断出故障的原因，写出开关S闭合后，电流表示数变化情况及对应故障：__________________________________________________________________________________________________________。
方案二：用一个完好的电阻R0来替换R1来判断发生的故障，可
选用的电阻R0的阻值__________(填字母)。
A.R0＞R1　　　B.R0＝R1　　　C.R0＜R1
闭合开关后移动滑片P，电流表示数变化，则故障为R1断路；闭合开关后移动滑片P，电流表示数不变，则故障为R2断路
AB
【解析】 方案二：若定值电阻R1断路，用R0替换R1时，由电阻的并联可知电路的总电阻将变小，则由欧姆定律可知电流表的示数将变大。若变阻器R2断路，电路中仅有R1电阻。用R0替换R1时，如果R0＝R1，则电流表的示数不变；如果R0＞R1，由欧姆定律可知电流表的示数将变小；如果R0＜R1，由欧姆定律可知电流表的示数将变大。综上可知，如果选用的电阻R0＜R1，当出现电流表的示数变大时，可能是R1断路，也可能R2断路，则利用该电阻不能准确判断电路故障。所以，选用的电阻R0的阻值应大于或等于R1，才能根据电流表的示数变化情况准确判断电路故障。
跟踪训练3 [金华模拟]在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω，现将两个电流表A1、A2分别串联在电路中，闭合开关S，向左移动滑动变阻器R2的滑片P，每次移动滑片P，均使滑动变阻器R2连入电路的电阻减少相同的阻值，两个电流表的示数如表所示。
滑片P移动的次序 电流表A1的示数(A) 电流表A2的示数(A)
1 0.6 0.9
2 0.6 1.0
3 0.6 1.2
(1)电流表A1测的是通过__________的电流，电源电压为__________V。
(2)滑动变阻器每次改变的阻值是__________Ω。
R1
12
10
如图所示电路，闭合开关后，整个电路正常工作。其中一盏灯突然熄灭，两只电表示数均变大，则该电路可能发生的故障为(　　)
A.L1短路
B.L2短路
C.L1断路
D.L2断路
类型四　电路故障的分析与判断
A
跟踪训练4 在探究串联电路电压的特点时，闭合开关，灯泡都不发光，电压表无示数。若该电路只有一处故障，则该故障可能是(　　)
B
A.L1短路 B.L1断路
C.L2短路 D.L2断路
[丽水中考]小科通过实验对“串联电路各部分电压的关系”进行了验证，利用学生电源、小灯泡2个、电压表1个、开关1个、导线若干等器材，按图甲所示的电路逐一接入电压表进行实验。
类型五　探究串、并联电路的电压特点
甲
乙
(1)实验中小灯泡L1、L2的规格应__________(选填“相同”或“不同”)。
(2)在被测电压难以估计时，为避免电压过大而损坏电压表，应
正确选择量程，具体操作是______________________________ _______________________________________________________________________。
(3)某次测量时电压表示数如图乙所示，则读数为_______V。
不同
先拿被测电路的另一个线头迅速试触电压表的最大量程的接线柱，若指针偏转角度太小，再使用较小的量程
1.5
(4)整理实验数据时，小科发现两灯泡上的电压U1、U2之和略小于两灯泡两端的总电压U，与预期结果不相符。换用其他器材并规范操作，多次实验后结果均相同，其原因可能是_____________________________。
【解析】 (1)为了使实验结果更具普遍性，应选择不同规格的小灯泡。
导线有电阻，两端存在电压
跟踪训练5 [金华中考]拓展性学习小组的同学合作进行探究“串联电路电压的特点”，设计了如图Ⅰ所示的电路，并连接了图Ⅱ电路。
(1)图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误，无法完成实验，连接错误的导线是__________(选填“a”“b”或“c”)。
(2)正确连接后，继续实验，根据测得的实验数据，绘制了如图Ⅲ所示的曲线图。
①图Ⅲ中甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘
制的曲线，其中与图Ⅰ电路中电压表 对应的曲线是_______ (选填“甲”或“乙”)。
b
甲
②已知电源电压恒为6V，根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线，
得到的实验结论是______________________________________ ______________________________________________________________________。
串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和(或U总＝U1＋U2，或串联电路中总电压等于分电压之和；合理即可)
类型六　应用电压特点分析问题
[金华一模]项目化学习小组同
学设计了一款电子秤，结构如图所示。AB是
阻值为R的均匀金属棒，两边分别有P1、P2两
个滑片。金属弹簧上端固定且与电压表相连，
下端与滑片P1相连，滑片P1能随弹簧一起上
下移动，当物体放在托盘上时，电压表能自动显示物体质量。完成下列问题：
(1)闭合开关，电压表的示数将随被测物体质量增大而________ (选填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)实际电子秤有归零功能，即放上用来盛放被测物体的空容器后，按归零键可使示数归零。学习小组同学设计的电子秤也具有该功能，请结合图说明：将空烧杯放上托盘后如何操作才能
实现调零 ____________________________________。
增大
将P2调到与P1相平的位置使电压表归零
【解析】 (1)因电压表的内阻很大，在电路中相当于断路，所以滑片移动时，R接入电路中的电阻不变，由I＝可知，电路中的电流不变，由题意可知，电压表测P1、P2之间的电压，当托盘放上物体时，滑片P1下移，P1和P2之间的距离变大，P1和P2之间的电阻变大，由U＝IR可知，P1和P2之间的电压变大，即电压表的示数变大。(2)实际电子秤有归零功能，即放上被测物体的容器后按归零键，可使示数归零。学习小组同学设计的电子秤也具有该功能，放上空烧杯后，要使电压表的示数归零，由于电流不变，根据U＝IR可知，此时P1、P2之间的电阻为0，也就是将P2调到与P1相平的位置即可。
跟踪训练6 如图所示，电源电压不变，灯L1、L2完全相同。闭合S1，断开S2、S3，灯L1、L2是_________联的。闭合S1、S2，断开S3，电压表示数为U1；闭合S1、S3，断开S2，电压表示数为U2，则U1∶U2＝__________。
串
2∶1
【解析】 闭合S1，断开S2、S3，灯L1、L2串联，电压表没有接入电路。闭合S1、S2，断开S3，灯L1、L2串联，电压表测量电源电压，即电源电压为U1；闭合S1、S3，断开S2，灯L1、L2串联，电压表测量L2两端的电压，由于两灯完全相同，则L1和L2两端电压相等，根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和，则。
【方法指导】
1.在探究导体电阻大小影响因素时，通过比较灯的亮暗比较电阻大小属于定性判断；根据电路中电流大小变化判断属于定量判断。
2.电路中安全电流的选择：不得超出电压表的量程。
3.滑动变阻器两端连接电压表时需要注意：为了不超出电压表量程，是否能把滑片置于阻值最大处。

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