基础知识归纳
1。电阻定律
(1)内容:同种材料的导体,其电阻R与导体的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体的电阻还与构成它的材料及温度有关. (2)公式 :.
(3)上式中的比例系数ρ是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率(反映该材料的性质,不是每根具体的导体的性质)。与导体的长度和横截面积 无关 ,与导体的温度 有关 ,单位是Ω·m。
(4)纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。
(5)材料的电阻率与温度的关系:
①金属的电阻率随温度的升高而 增大 (可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧,对自由电子的定向移动的阻碍增大),铂较明显,可用于做温度计;锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变,可用于做标准电阻。
②半导体的电阻率随温度的升高而 减小 (可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电,温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大,导电能力提高)。
③有些物质当温度接近0 K时,电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象.能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC.
(6)公式R=是电阻的定义式,而R=ρ是电阻的决定式,R与U成正比或R与I成反比的说法是错误的,导体的电阻大小由长度、横截面积及材料决定,一旦导体给定,即使它两端的电压U贴片式led=0,它的电阻仍然存在。
重点难点突破
一、滑动变阻器的使用
如图所示的两种电路中,滑动变阻器(最大阻值为R0)对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用,通常把图(a)电路称为限流接法,图(b)电路称为分压接法. | 负载RL上电压调节范围(忽略电源内阻) | 工程塑料改性技术负载RL上电流调节范围(忽略电源内阻) | 相同条件下电路消耗的总功率 |
限流 接法 | E≤UL≤E | 压力容器安全阀≤IL≤ | EIL |
分压 接法 | 0≤UL≤E | 0≤IL≤ | E(IL+IaP) |
比较 | 分压电路调节范围较大 | 分压电路调节范围较大玻璃胶嘴 | 冲压滤网限流电路能耗较小 |
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其中,在限流电路中,通过RL的电流IL=ic编带,当R0>RL时,IL主要取决于R0的变化,当R0<RL时,IL主要取决于RL,特别是当R0≪RL时,无论怎样改变R0的大小,也不会使IL有较大变化。在分压电路中,不论R0的大小如何,调节滑动触头P的位置,都可以使IL有明显的变化。
2.滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法
滑动变阻器以何种接法接入电路,应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑,灵活选择.
(1)下列三种情况必须选用分压式接法:
①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如:测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路),即大范围内测量时,必须采用分压接法。
②当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时,必须采用分压接法。因为按图(b)连接时,因RL≫R0>RaP,所以RL与RaP的并联值R并≈RaP,而整个电路的总电阻约为R0,那么RL两端电压UL=IR并=·RaP,显然UL∝RaP,且RaP越小,这种线性关系越好,电表的变化越平稳均匀,越便于观察和操作。
③若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时,只能采用分压接法.
(2)下列情况可选用限流式接法:
①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且RL与R0接近或RL略小于R0,采用限流式接法.
②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压式接法的要求时,采用限流式接法。
③没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时,可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.
二、电阻的测量
电阻的测量有多种方法,主要有伏安法、欧姆表法,除此以外,还有伏伏法、安安法、加R法、半偏法、电桥法、等效法等等.
下面主要介绍伏安法测电阻的电路选择
1。伏安法测电阻的两种电路形式(如图所示)
2。实验电路(电流表内外接法)的选择
测量未知电阻的原理是R=,由于测量所需的电表实际上是非理想的,所以在测量未知电阻两端电压U和通过的电流I时,必然存在误差,即系统误差,要在实际测量中有效地减少这种由于电表测量所引起的系统误差,必须依照以下原则:
(1)若>,一般选电流表的内接法,如图(a)所示.由于该电路中,电压表的读数U表示被测电阻Rx与电流表A串联后的总电压,电流表的读数I表示通过本身和Rx的电流,所以使用该电路所测电阻R测==Rx+RA,比真实值Rx大了RA,相对误差a=