第十六章

电压 电阻

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知识点讲解

第1节 电压

  • 电压是形成电流的原因,电源是提供电压的装置
  • 电压的符号是U,单位是伏特(V),常用单位还有千伏(kV)和毫伏(mV)
  • 常见电压值:一节干电池1.5V,家庭电路220V,人体安全电压不高于36V
  • 电压表是测量电压的仪器,使用时要并联在电路中

第2节 串、并联电路中电压的规律

  • 串联电路中总电压等于各部分电路电压之和:U = U1 + U2 + ... + Un
  • 并联电路中各支路两端的电压相等:U = U1 = U2 = ... = Un

第3节 电阻

  • 电阻是导体对电流的阻碍作用,符号是R,单位是欧姆(Ω)
  • 电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关
  • 相同条件下,导体的长度越长,电阻越大;横截面积越小,电阻越大

第4节 变阻器

  • 滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的
  • 滑动变阻器的原理:通过改变电阻丝接入电路的长度,改变电阻,从而改变电路中的电流
  • 滑动变阻器的使用规则:“一上一下”接线柱接入电路

物理原理

电压的本质

电压是使电路中自由电荷定向移动形成电流的原因。电源的作用是提供电压,在电源内部,非静电力把正电荷从负极搬运到正极,从而维持电源两端的电压。

电压的大小可以用电压表测量。电压表必须并联在被测电路两端,并且电流要从正接线柱流入,从负接线柱流出。

串、并联电路的电压规律

在串联电路中,总电压等于各部分电路电压之和。这是因为在串联电路中,电流只有一条路径,电荷依次通过各个用电器,每个用电器都要消耗一部分电能,因此总电压是各部分电压之和。

在并联电路中,各支路两端的电压相等。这是因为并联电路中,各支路两端直接连接在电源两端,所以它们的电压都等于电源电压。

电阻的影响因素

电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积和温度。对于金属导体,温度越高,电阻越大;对于某些半导体材料,温度越高,电阻反而越小。

电阻定律:在温度不变时,导体的电阻与它的长度成正比,与它的横截面积成反比,还与导体的材料有关。公式为:R = ρL/S,其中ρ是电阻率,L是导体长度,S是导体横截面积。

重要公式

串联电路电压:U = U1 + U2 + ... + Un
并联电路电压:U = U1 = U2 = ... = Un
电阻定律:R = ρL/S

实验模拟

实验1:用电压表测量电压

学习电压表的使用方法,测量电源电压和用电器两端的电压,掌握电压表的连接和读数技巧。

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实验2:探究串、并联电路中电压的规律

通过实验测量串、并联电路中各部分的电压,探究串、并联电路的电压分布规律,验证相关物理定律。

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实验3:滑动变阻器的使用

学习滑动变阻器的构造和原理,掌握其正确的连接方法,观察滑动变阻器对电路中电流和电压的影响。

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