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压

电压 电阻:推动电荷的泵与拦路虎

Voltage and Resistance · 电压表与变阻器
上章说电流是电荷的马拉松,这章问:谁推着电荷跑?——电压。谁在半路拦着?——电阻。电池电压就是'推力',导线灯泡电阻就是'阻力'。再认识电压表和滑动变阻器,为下章欧姆定律搭好器材。
①
电压 U

电源的推力 单位V

②
电压表

并联 正进负出

③
电阻 R

材料长度横截面

④
滑动变阻器

一上一下 变阻

开场场景:一节干电池 1.5 V 点不亮手电筒的大灯泡,四节串联 6 V 就亮了。电压越高,推电荷的力气越大,电流就越大。家里插座 220 V,是干电池的 147 倍。

卡必背公式 / 记忆口诀
电压 U 单位伏特 V;家庭电路 220 V,干电池 1.5 V,对人体安全电压 ≤36 V
电压表要并联在被测用电器两端;正进负出;可直接接电源两极测电压
电阻 R 单位欧姆 Ω;是导体本身性质,与材料、长度、横截面积、温度有关
滑动变阻器:一上一下接线;靠改变接入电阻丝长度变阻
口诀:电压表并、电流表串;电阻看材料长度横截面

义是什么:电压是推动力

大白话:水压让水在水管里流,电压让电荷在导线里流。电源是提供电压的装置。电压越大,同样电阻下电流越大。常见值:干电池 1.5 V、手机电池 3.7 V、蓄电池 2 V、家庭 220 V、工业 380 V。

电阻:导体对电流的阻碍作用。电阻由导体本身决定:材料(银铜好、铁差)、长度(越长电阻越大)、横截面积(越粗电阻越小)、温度(金属温度越高电阻越大)。

路怎么想到:滑动变阻器怎么调

电压表测某段电路两端电压:并联在它两边;正接线柱接靠近电源正极那端。电压表内阻极大,并联上去几乎不分流,可直接接电源两极测电源电压。

滑动变阻器:上面金属杆、下面电阻丝各两个接线柱。必须一上一下接。接入电路的是'下面接线柱到滑片'那段电阻丝——滑片靠近下接线柱,接入电阻丝变短、电阻变小。闭合开关前应调到最大阻值处保护电路。

例题:读数与连接

例1:一节干电池电压?家庭电路电压?
审题:常见电压值。
干电池 1.5 V;家庭电路 220 V。
例2:电压表用 0~3 V 量程,指针指 2.4 V,读数?
审题:0~3 V 每小格 0.1 V。
2.4 V。
例3:一根导线拉长一倍,电阻怎么变?
审题:长度加倍、横截面积减半。
长度↑2倍、横截面↓一半,电阻变为原来 4 倍。

生活中的物理

生活:调光灯旋钮

旋转调光其实是调滑动变阻器,电阻变→电流变→灯亮度变。

家电:电子温度计

金属温度升高电阻变大,这个规律用来做电子温度计和热敏电阻。

展往哪儿长

初中:电压电阻 → 欧姆定律 → 电功率。高中:电阻定律 R=ρL/S、半导体、超导。现代:手机充电管理、LED 驱动电源都是精密调压调流。

防坑警示

电压表并联、电流表串联别接反!电压表可以直接接电源(测电源电压),电流表绝对不能。滑动变阻器同上同下接相当于接了导线(电阻为零)或定值电阻丝(最大不变),都起不到变阻作用。闭合开关前滑片置于最大阻值处。

练习

基础:家庭电路电压?

查看解答220 V。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。

进阶:电压表测灯泡电压,应怎么接?

查看解答并联在灯泡两端,正接线柱接高电位端。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。

奥数:把一根铜丝剪掉一半,电阻变大还是变小?

查看解答长度变短,电阻变小(变成一半)。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。

证教材级补充:串并联电路电压电流规律

串联:电流处处相等 I=I₁=I₂;总电压等于各部分电压之和 U=U₁+U₂。并联:各支路电压相等 U=U₁=U₂;干路电流等于各支路电流之和 I=I₁+I₂。

水压模型很好用:串联像水管一节接一节,流量处处相同,总水压等于各段水压降落之和;并联像几条并列支流,各支流两端水压相同,总流量是各支流之和。电压表内阻极大,相当于'几乎不走水的旁通管',所以并联不干扰主路。

例题:两灯串联,电源电压 6 V,一个灯 2 V,另一个灯几 V?U=U₁+U₂ → 另一个 4 V。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。
例题:两灯并联接在 3 V 电源上,每个灯两端电压?并联各支路电压相等,都是 3 V。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。
记
小结卡

① 电压是推动力,家庭 220 V、干电池 1.5 V。

② 电压表并联;电流表串联。

③ 电阻看材料长度横截面温度;滑动变阻器一上一下。

费曼学习法:讲给别人听
合上书本,假装对面坐着一个初二的小孩,把这三件事说清楚——说不清楚的地方,就是你没真懂。
  1. 用自己的话讲:本章核心是「电压 电阻:推动电荷的泵与拦路虎」,合上书用自己的话讲一遍,不许照抄。
  2. 举个反例 / 什么时候最容易错:"为什么鸟站在高压线上不触电?"——鸟两只脚都踩在同一根线上,两脚之间电压几乎为零,没有电流过身体。人触电是因为手抓火线、脚踩地,加了 220 V 电压在身上。
  3. 哪里还卡壳(标记你的薄弱点):哪一句你要翻书才说得顺?那个地方就是你的薄弱点,拿笔圈出来。