根据U=IR可知,其电压之比等于电阻之比,即U1:U2=R1:R2=20Ω:40Ω=1:2;将它们并联接入电路中,其两端的电压是相等的,根据I=可知,其电流与电阻成反比,即电流之比等于电阻之比的倒数,I1:I2=R2:R1=40Ω:20Ω=2:1。
一、电压 1.什么是电压
(1)电压作用是使电路中的自由电荷定向移动,形成电流;电源是提供电压的装置。 (2)电路中获得持续电流的条件:①电路中有电源(或电路两端有电压);②电路是通路。 注:说电压时,要说“某电路或AB”两端的电压(如图(1)所示,1、2两端电压或者2、3两端电压);说电流时,要说通过“某电阻、某支路或某元件(如图(1),通过电池的电流或者通过电阻R1的电流)”的电流。
2.电压的单位:在国际单位制中,电压单位是伏特(简称为伏,符号是V);电压常用单位还有:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。
换算关系:1kV=1000V,1V=1000mV,1mV=1000μV。
(2)生活中常见电压值:一节干电池1.5V,一节蓄电池2V,家庭用电电压220V,安全电压不高于36V。
图(1)常见电路
图(2)电流表
图(3)电压表
3.电压测量(如图(3)所示):(1)测量仪器:电压表,符号是○V;
(2)读数时,看清接线柱上标的量程(3V、15V两个量程)、分度值(3V量程分度值是0.1V,15V路程分度值是0.5V);
(3)使用规则:①电压表要并联在电路中;②电流从电压表的“正接线柱”流入,“负接线柱”流出,否则指针会反偏。③被测电压不要超过电压表的最大量程。
注意:①被测电压超过电压表的最大量程时,不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯,甚至烧坏电压表。②选择量程:实验室用电压表有两个量程,0~3V和0~15V。测量时,先选大量程,若被测电压
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在3V~15V可测量;若被测电压小于3V则换用小的量程,若被测电压大于15V则换用更大量程的电压表。
4.电流表、电压表的比较:见表(1)。
表(1)电流表与电压表比较(以表(2)、表(3)为例)
比较 内容 符号 连接 直接连接电源 量 程 异 每大格 每小格 内阻 于导线) 调零;读数时看清量程和分度值;正接线柱流入,负接线柱流出;不能超过最大同 测量值 5.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,则故障原因可能是:①电压表损坏;②电压表接触不良;③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,则故障原因可能是:①电流表短路②和电压表并联的用电器开路。 (3)电流表电压表均无示数,除了两表同时短路外,最大的可能是主电路断路导致无电流。 二、电阻
1.定义:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小;用符号R表示。
2.单位:在国际单位制中,电阻的单位是欧姆(符号是Ω)(规定:如果导体两端的电压是1V,通过导体的电流是1A,这段导体的电阻是1Ω);常用单位还有千欧(符号kΩ)、兆欧(MΩ);换算:1MΩ=1000kΩ,1kΩ=1000Ω。
3.影响导体电阻大小的因素:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积,还与温度有关。材料、横截面积一定时,导体越长,电阻越大;材料、长度一定时,导体横截面积越小,电阻越大;大多数导体的电阻随温度的升高而增大。
三、变阻器
1.变阻器:能改变接入电路中电阻大小的元件。常见的变阻器可分为滑动变阻器和电阻箱。
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电流表 串联 不能 0.6A、3A 0.2A、1A 0.02A、0.1A 很小,几乎为零,相当于短路(相当电压表 并联 能 3V、15V 1V、5V 0.1V、0.5V 很大相当于开路
2.滑动变阻器
(1)构造:由瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱组成;变阻原理:通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻,如图(1)所示。
图(1)滑动变阻器
(2)原理:改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻。
(3)作用:通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和电压。
(4)铭牌:如一个滑动变阻器标有“50Ω、2A”表示的意义是最大阻值是50Ω,允许通过的最大电流是2A。
(5)正确使用:①应串联在电路中使用;②接线要“一上一下”;③通电前应把阻值调至最大的地方。 3.电阻箱:是能够表示出电阻值的变阻器,如图(2)所示,图(3)是变阻箱的面板。
图(2)图(3)
(1)原理:通过改变连入电路的电阻线的长度来改变电阻。 (2)优点:能够直接读出连入电路的电阻值; 缺点:不能连续地改变连入电路的电阻值。
(3)读数方法:旋盘下面的“△”所对应的示数乘以相应的倍数之和。
考点一:电压
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【典型例题】(2018·孝感)为了练习使用滑动变阻器,同时探究串联电路中电压、电流的规律,某实验小组设计了如图所示的电路。此电路中灯泡的电阻始终保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左滑动时(电表均在安全范围内),则()。
A. 电压表??1的示数变大;B. 电压表??1与??2的示数之和变小; C. 电流表A的示数变小;D. 若电压表??1突然短路,则小灯泡变亮 【答案】C。
【解析】由电路图可知,滑动变阻器和灯泡串联,电压表??1测量灯泡两端电压,电压表??2测量滑动变阻器两端的电压;
(1)将滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小;即电流表示数变小,故C正确;
(2)由于灯泡的电阻始终保持不变,根据??=????可知灯泡两端的电压变小,即电压表??1的示数变小;故A错误;
(3)由串联电路的电压特点可知,??1、??2示数之和为电源电压,因电源电压不变,所以??1、??2示数之和不变,故B错误;
(4)由于电压表??1与灯泡并联,若电压表??1突然短路,则灯泡也被短路,所以灯泡不发光;故D错误。故选C。
【点睛】由图可知:滑动变阻器和灯泡串联,电压表??1测量灯泡两端电压,电压表??2测量滑动变阻器两端的电压,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律和串联电路的电压特点即可判断。本题考查串联电路的电压的特点,关键知道各个电压表的测量对象和滑动变阻器滑片移动过程中阻值的变化。
【趁热打铁】
1.(2018·沈阳)图为甲、乙两个电阻的电流随电压变化的图象,下列说法正确的是()。
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