歐姆定律教案高中
發(fā)表時(shí)間:2020-11-13“歐姆定律”教案示例之四。
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境,幫助高中教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。那么一篇好的高中教案要怎么才能寫好呢?下面是小編幫大家編輯的《“歐姆定律”教案示例之四》,希望能對(duì)您有所幫助,請(qǐng)收藏。
“歐姆定律”教案示例之四
教學(xué)目的
1.理解歐姆定律的內(nèi)容和公式。
2.會(huì)利用歐姆定律計(jì)算簡(jiǎn)單的電路問(wèn)題。
3.通過(guò)介紹歐姆定律的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,了解科學(xué)家為追求真理所做的不懈的努力,學(xué)習(xí)科學(xué)家的優(yōu)秀品質(zhì)。
教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
歐姆定律及利用歐姆定律對(duì)電路問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算。
教具
小黑板。
教學(xué)過(guò)程
(一)復(fù)習(xí)提問(wèn)
1.(出示小黑板)請(qǐng)你分析表1、表2中的數(shù)據(jù),看看可以分別得出什么結(jié)論。
2.將上一問(wèn)中所得出的兩個(gè)結(jié)論概括在一起,如何用簡(jiǎn)煉而又準(zhǔn)確的語(yǔ)言表達(dá)?
學(xué)生可以各抒己見(jiàn),相互間糾正概括中出現(xiàn)的錯(cuò)誤,補(bǔ)充概括中的漏洞,得到較完整的結(jié)論。
教師復(fù)述結(jié)論,指出這一結(jié)論就是著名的歐姆定律。
(二)講授新課
(板書)二、歐姆定律
1.歐姆定律的內(nèi)容和公式
內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。
如果用U表示導(dǎo)體兩端的電壓,單位用伏;
用R表示導(dǎo)體的電阻,單位用歐;
用I表示導(dǎo)體中的電流,單位用安。
那么,歐姆定律的公式寫為:
對(duì)歐姆定律作幾點(diǎn)說(shuō)明:
(l)此定律精辟地說(shuō)出了電流、電壓和電阻之間的關(guān)系。
電流、電壓和電阻,它們是三個(gè)不同的電學(xué)量,但它們間卻有著內(nèi)在的聯(lián)系。定律中兩個(gè)“跟”字,反映了電流的大小由電壓和電阻共同決定,“正比”“反比”則準(zhǔn)確的說(shuō)出了電流隨電壓、電阻變化所遵循的規(guī)律(教師在“跟”“正比”“反比”的字樣下方用彩筆畫上“”)。
(2)定律中所說(shuō)的電流、電壓、電阻是對(duì)同一段導(dǎo)體而言的(教師用彩筆在“導(dǎo)體中的”“這段導(dǎo)體兩端的”、“這段導(dǎo)體的”字樣下方畫上“”)。
需要在字母旁加腳標(biāo)時(shí),I、U、R的腳標(biāo)應(yīng)一致,如
(3)歐姆定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,滲透著科學(xué)家的辛勤勞動(dòng)。
向?qū)W生介紹歐姆的優(yōu)秀品質(zhì),并對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想教育,要抓住以下三個(gè)要點(diǎn):
其一:歐姆的研究工作遇到了很大的困難,如當(dāng)時(shí)沒(méi)有電流計(jì)、又沒(méi)有電壓穩(wěn)定的電源。
其二:歐姆不是知難而退,而是勇于正視困難并解決困難。他先后制成了相當(dāng)精密的測(cè)量電流的扭秤,找到了電壓穩(wěn)定的電源,又經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的細(xì)致研究,終于取得了成果,他的這項(xiàng)研究工作,花費(fèi)了十年的心血。
其三:我們應(yīng)學(xué)習(xí)歐姆的哪種優(yōu)秀品質(zhì)。
(4)歐姆定律為我們提供了解決電學(xué)問(wèn)題的方法,如過(guò)去要知道電路中電流的大小,只有采用安培計(jì)測(cè)量的方法,而如今,除上述方法外,還可以在已知電壓、電阻的情況下,利用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算。
下面我們就利用歐姆定律來(lái)計(jì)算一些電路問(wèn)題。
(板書)2.應(yīng)用歐姆定律計(jì)算電路問(wèn)題。
介紹解題的一般步驟:
(1)讀題、審題。
(2)根據(jù)題意畫出完整的電路圖或某一段電路的示意圖。
(3)在圖上標(biāo)明已知量的符號(hào)、數(shù)值和未知量的符號(hào)。
(4)選用物理公式進(jìn)行計(jì)算(書寫格式要完整,規(guī)范)。
【例1】一盞白熾電燈,電阻為807歐,接在220伏的電源上,如圖1所示,求通過(guò)這盞電燈的電流。
教師結(jié)合此題具體講解解題步驟,并板演解題格式。
已知:R=807歐U=220伏
求:I=?
答:通過(guò)白熾電燈的電流約為0.27安。
【例2】如圖2所示,有一種指示燈,電阻為6.3歐,通過(guò)的電流為0.45安時(shí)才能正常發(fā)光。要使這種指示燈正常發(fā)光,應(yīng)加多大的電壓?
由學(xué)生讀題,并分析題目中的已知量、未知量及如何求解未知量,學(xué)生口述解題過(guò)程,教師板書。
已知:R=6.3歐I=0.45安
求:U=?
答:要使這種指示燈正常發(fā)光,應(yīng)加大約2.8伏的電壓。
【例3】用電壓表測(cè)出一段導(dǎo)體兩端的電壓是7.2伏,用安培計(jì)測(cè)出通過(guò)這段導(dǎo)體的電流為0.4安,求這段導(dǎo)體的電阻。
學(xué)生個(gè)人作練習(xí),由一位同學(xué)在黑板上解題,然后教師進(jìn)行講評(píng)。
在解例3的基礎(chǔ)上,教師介紹伏安法測(cè)電阻的原理,并說(shuō)明下節(jié)課我們將學(xué)習(xí)用電壓表和電流表測(cè)定電阻的方法。
(三)課堂小結(jié)
明確歐姆定律這一電學(xué)中極其重要的規(guī)律是怎樣得到的,它精確地闡述了什么問(wèn)題?歐姆定律的重要意義以及怎樣利用歐姆定律解決電路的計(jì)算問(wèn)題。
(四)鞏固知識(shí)
討論課本46頁(yè)“想想議議”中的問(wèn)題。
(五)布置作業(yè)
課本習(xí)題
補(bǔ)充計(jì)算題:
1.某電流表的電阻為0.02歐,允許通過(guò)它的最大電流為3安,通過(guò)計(jì)算回答,能否把這個(gè)電流表直接接到電壓為2伏的電源的兩極上?
2.有一個(gè)電烙鐵,工作時(shí)電阻絲里的電流是0.5安,如果電阻是72歐,電烙鐵兩端的電壓是多少伏?
3.家庭電路中的某燈泡正常發(fā)光時(shí)通過(guò)燈絲的電流是0.2安,這時(shí)燈絲的電阻是多少歐?
閱讀課本三、實(shí)驗(yàn):用電壓表和電流表測(cè)電阻。
(曹廣建)
【評(píng)析】
這是一個(gè)很好的教案,教案不僅層次分明,內(nèi)容豐富完整,而且注意了教書育人。歐姆是一位偉大的科學(xué)家,他的優(yōu)秀品質(zhì)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育的很好內(nèi)容,教案正體現(xiàn)了這一點(diǎn),是值得各位老師仿效的。教案的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是注意利用和鞏固前一節(jié)課,同時(shí)又為下一節(jié)課打基礎(chǔ)。教案中的三個(gè)補(bǔ)充題也很好,比較聯(lián)系實(shí)際。教案中的舉例示范很規(guī)范,這一點(diǎn)對(duì)新教師來(lái)說(shuō)很重要,對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)就更應(yīng)如此了。
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安徽省肥西縣官亭中學(xué)(231261)張明倉(cāng)
[課型]新授課
[課時(shí)]?課時(shí)
[教學(xué)目標(biāo)]在觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上引出歐姆定律;理解歐姆定律的內(nèi)容、公式、單位及其應(yīng)用。在教學(xué)中注意對(duì)學(xué)生進(jìn)行研究方法(控制變量法)的傳授,使學(xué)生通過(guò)對(duì)德國(guó)物理學(xué)家歐姆的了解,受到其刻苦鉆研精神和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度的感染和熏陶。
[重點(diǎn)難點(diǎn)關(guān)鍵]重點(diǎn)是歐姆定律所揭示的物理意義及其數(shù)學(xué)表達(dá)式;難點(diǎn)是歐姆定律的實(shí)驗(yàn)及其設(shè)計(jì);關(guān)鍵是做好本節(jié)的實(shí)驗(yàn)。
[教具]演示用電源、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器及定值電阻(5歐、10歐、15歐各一個(gè))、導(dǎo)線若干根。
[教學(xué)方法]以實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)、分析比較、講授為主
[教學(xué)過(guò)程]
一、新課引入:通過(guò)前面的學(xué)習(xí)同學(xué)們知道了電流、電壓、電阻的概念。那么,電流、電壓、電阻三者之間有什么關(guān)系呢?這就是本節(jié)課我們所要學(xué)習(xí)和研究的問(wèn)題。其實(shí),這個(gè)關(guān)系早在十九世紀(jì)初時(shí)已被德國(guó)物理學(xué)家歐姆經(jīng)過(guò)十年的艱辛探索總結(jié)出來(lái)了,成為電學(xué)中最重要的規(guī)律之一,即后來(lái)人們所稱的
歐姆定律(板書課題)
二、講授新課:為了學(xué)習(xí)、研究歐姆定律,同學(xué)們,今天我們就試著用堂上短短幾十分鐘,借助于比歐姆時(shí)代先進(jìn)得多的現(xiàn)成儀器,踏著平坦的道路重復(fù)一次歐姆及前人的研究工作,又來(lái)學(xué)當(dāng)一次科學(xué)家,行嗎?(話音剛落,學(xué)生們都高興地同聲叫:行!)好!今天我們研究電流、電壓、電阻三者間關(guān)系的方法與物理學(xué)中常用的方法一樣,即先使其中一個(gè)量(如電阻)保持不變,研究其余兩個(gè)量(電流和電壓)間的關(guān)系;再使另一量(如電壓)保持不變,研究剩下兩個(gè)量的關(guān)系;最后通過(guò)分析、綜合,就可總結(jié)出三個(gè)量之間的關(guān)系。
(一)實(shí)驗(yàn)與分析(板書)
1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯侩娏?、電壓、電阻三者之間的變化關(guān)系。
2、實(shí)驗(yàn)器材:電源一個(gè)、演示電流表一個(gè),演示電壓表一個(gè)、開(kāi)關(guān)一個(gè)、滑動(dòng)變阻器一個(gè)、定值電阻5歐、10歐、15歐各一個(gè),導(dǎo)線若干根。
3、實(shí)驗(yàn)步驟:
①設(shè)計(jì)電路圖和實(shí)物連接圖。(出示小黑板,如圖1所示,但先用兩張紙分別橫向蓋住電路圖、實(shí)物圖和表格)
要求學(xué)生根據(jù)所給的器材和學(xué)過(guò)的(串、并聯(lián))電路思考:應(yīng)取哪種電路連接?并動(dòng)手設(shè)計(jì)電路圖。與此同時(shí),教師巡視并選出兩個(gè)代表性電路圖,再揭下小黑板電路圖蓋紙進(jìn)行對(duì)照。可能出現(xiàn)跟小黑板上教師設(shè)計(jì)的電路不同,這時(shí)應(yīng)因勢(shì)利導(dǎo)地說(shuō)明,在串聯(lián)電路中電流只有一條通路,器材所接位置不同,不受影響。并向?qū)W生強(qiáng)調(diào):無(wú)論哪種設(shè)計(jì)方法,都不能把儀表正、負(fù)極接反;在連接實(shí)物時(shí)應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān),并將滑動(dòng)變阻器滑片放到最大電阻位置。
待多數(shù)同學(xué)都完成設(shè)計(jì)后,請(qǐng)兩位同學(xué)上講臺(tái)(他們是以后分組實(shí)驗(yàn)的小組長(zhǎng)),按照電路圖連接實(shí)物圖,布置其他同學(xué)設(shè)計(jì)表格。然后揭下小黑板上表格的蓋紙,讓同學(xué)們自己訂正。
(師生共同檢查、分析、訂正上面兩位同學(xué)連接的實(shí)物圖。)
②保持電阻R不變,研究電流I隨電壓U的變化關(guān)系。(實(shí)驗(yàn)并板書)
條件:在圖(b)中接入5歐的定值電阻。
操作:按照表一做三資助實(shí)驗(yàn),每次都使電阻R兩端電壓按1伏、2伏、3伏遞增。
記錄:觀察電流表示數(shù)并記在表一電流欄內(nèi)。
分析:同學(xué)們對(duì)三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作分析比較后,可得“電壓增大幾倍電流也增大幾倍”的感性認(rèn)識(shí)。
結(jié)論:當(dāng)電阻不變時(shí),電流跟電壓成正比關(guān)系。(板書)
③保持電壓U不變,研究電流I隨電阻R的變化關(guān)系。(實(shí)驗(yàn)并板書)
條件:在圖(b)中,保持定值電阻R兩端電壓為3伏不變。
操作:按照表二做三次實(shí)驗(yàn),依次分別接入5歐、10歐、15歐電阻。
記錄:觀察電流表的示數(shù)、記錄在表二電流欄內(nèi)。
分析:同學(xué)們對(duì)三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作分析比較后,可得到“電阻增大幾倍電流就減小幾倍”的感性認(rèn)識(shí)。
結(jié)論:當(dāng)電壓不變時(shí),電流跟電阻成反比關(guān)系。(板書)
(二)、歐姆定律(板書)
①文字表述:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比,這個(gè)規(guī)律叫歐姆定律。(板書并講解)
②公式:I=U/R(板書)
③單位:U—伏、R—?dú)W、I—安(板書)
④說(shuō)明:歐姆定律是從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來(lái)的規(guī)律,它適用于任何情況下的電流計(jì)算。
⑤強(qiáng)調(diào):歐姆定律公式中各個(gè)物理量只能是同一導(dǎo)體在同一時(shí)刻所具有的量,也就是說(shuō)不能用甲導(dǎo)體的電壓、電阻去求乙導(dǎo)體的電流。
(三)、歐姆定律公式的變形(板書)
講解:上述歐姆定律公式的變形反映了一段導(dǎo)體中電流、電壓和電阻三者之間的定量關(guān)系,知道了其中的兩個(gè)量就可以算出第三個(gè)量。應(yīng)特別注意,I=U/R和R=U/I屬于形同實(shí)異。也就是說(shuō),R=U/I式中的R不能理解為:電流一定時(shí),電阻R與電壓U成正比,或電壓一定時(shí),電阻R與電流I成反比。因?yàn)閷?dǎo)體電阻的大小是由導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積和材料決定的,所以R=U/I,只能用來(lái)計(jì)算電阻的大小,而不能用作電阻的定義式。
三、課堂小結(jié):歐姆定律是今后學(xué)習(xí)電學(xué)中常用的定律,通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)我們應(yīng)掌握以下幾點(diǎn):①要學(xué)會(huì)物理學(xué)的研究方法;②要掌握歐姆定律的實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì);③要了解電流、電壓、電阻三者之間的變化關(guān)系;④要掌握歐姆定律的公式、單位及公式的變形。
四、鞏固練習(xí):
l、按照表一記錄的電壓值和電阻值計(jì)算電流值。
2、某一電阻接在60伏的電路中,其上通過(guò)的電流為2A,問(wèn):該電阻為大?若電壓增大到120伏時(shí),其電阻為多大?為什么?
五、布置作業(yè)。
注:本教案依據(jù)的教材是華東版初中物理教材。
歐姆定律學(xué)案
俗話說(shuō),凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生更容易聽(tīng)懂所講的內(nèi)容,幫助高中教師營(yíng)造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。寫好一份優(yōu)質(zhì)的高中教案要怎么做呢?以下是小編收集整理的“歐姆定律學(xué)案”,歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
第二章第3節(jié)歐姆定律學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一預(yù)習(xí)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1、理解電阻的概念,明確導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的特性所決定
2、要求學(xué)生理解歐姆定律,并能用來(lái)解決有關(guān)電路的問(wèn)題
3、知道導(dǎo)體的伏安特性曲線,知道什么是線性元件和非線性元件
(二)過(guò)程與方法
教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)?shù)叵驅(qū)W生滲透一些研究物理的科學(xué)方法和分析的正確思路如通過(guò)探索性實(shí)驗(yàn)去認(rèn)識(shí)物理量之問(wèn)的制約關(guān)系,用圖象和圖表的方法來(lái)處理數(shù)據(jù)、總結(jié)規(guī)律,以及利用比值來(lái)定義物理量的方法等。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
本節(jié)知識(shí)在實(shí)際中有廣泛的應(yīng)用,通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際的能力
二預(yù)習(xí)內(nèi)容
1.電阻:表征導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的物理量。符號(hào)常用R表示,電阻的單位:歐姆,簡(jiǎn)稱歐,符號(hào)是Ω,1Ω=1V/A,常用單位還有千歐(kΩ)和兆歐(MΩ),1MΩ=103kΩ=106Ω。
2.歐姆定律的內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體________________,跟導(dǎo)體中的_____________。公式表示:I=______。歐姆定律的適用范圍:金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電,對(duì)氣體導(dǎo)電不適用。
3.導(dǎo)體的伏安特性曲線:導(dǎo)體中的電流I隨導(dǎo)體兩端的電壓U變化的圖線,叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線,如圖12-3-1所示。圖線斜率的物理意義:斜率的倒數(shù)表示電阻,即tanα=I/U=1/R
4.測(cè)量小燈泡伏安特性曲線的電路選擇:
由于小燈泡的電阻較小,為減小誤差,可采用安培表外接法,教師要引導(dǎo)學(xué)生討論,選安培表外接法還是內(nèi)接法?為什么選外接法?讓學(xué)生學(xué)到的知識(shí)、方法在新情景中運(yùn)用,提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。
本實(shí)驗(yàn)教材中滑動(dòng)變阻器采用限流接法,電阻R串聯(lián)在電路中,即使把R的值調(diào)到最大,電路中還有一定的電流,因此實(shí)驗(yàn)繪出的伏安特性曲線缺少坐標(biāo)原點(diǎn)附近的數(shù)據(jù)。
若要求小燈泡的電壓變化范圍較大(從零開(kāi)始逐漸增大到接近額定電壓),則滑動(dòng)變阻器可采用分壓接法。教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析,讓學(xué)生知道電壓如何變化,并知道接通電路前,滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)放在何
處。
滑動(dòng)變阻器采用分壓接法的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖12—3—2所示。
5.實(shí)驗(yàn)電路的連接:
這是學(xué)生進(jìn)入高中第一次做恒定電流實(shí)驗(yàn),在連接電路上要給予學(xué)生適當(dāng)?shù)膸椭?br>
接線順序?yàn)椤跋却蟛ⅰ薄?br>
電表量程選擇的原則是:使測(cè)量值不超過(guò)量程的情況下,指針盡量偏轉(zhuǎn)至3/4量程處。
電路接好后合上電鍵前要檢查滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸點(diǎn)的位置,使開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí),小燈泡兩端的電壓為最小。
6.?dāng)?shù)據(jù)的收集與處理
合上電鍵后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸點(diǎn),改變小燈泡兩端的電壓,每改變一次,讀出電壓值和相應(yīng)的電流值??梢砸龑?dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格。
U/V
I/A
在坐標(biāo)紙上,將表格中的數(shù)據(jù),用描點(diǎn)法畫出U-I圖線。
三提出疑惑
課內(nèi)探究學(xué)案
一學(xué)習(xí)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1、理解電阻的概念,明確導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的特性所決定
2、要求學(xué)生理解歐姆定律,并能用來(lái)解決有關(guān)電路的問(wèn)題
3、知道導(dǎo)體的伏安特性曲線,知道什么是線性元件和非線性元件
(二)過(guò)程與方法
教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)?shù)叵驅(qū)W生滲透一些研究物理的科學(xué)方法和分析的正確思路如通過(guò)探索性實(shí)驗(yàn)去認(rèn)識(shí)物理量之問(wèn)的制約關(guān)系,用圖象和圖表的方法來(lái)處理數(shù)據(jù)、總結(jié)規(guī)律,以及利用比值來(lái)定義物理量的方法等。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
本節(jié)知識(shí)在實(shí)際中有廣泛的應(yīng)用,通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際的能力
二學(xué)習(xí)過(guò)程
1.電阻:表征導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的物理量。符號(hào)常用R表示,電阻的單位:歐姆,簡(jiǎn)稱歐,符號(hào)是Ω,1Ω=1V/A,常用單位還有千歐(kΩ)和兆歐(MΩ),1MΩ=103kΩ=106Ω。
2.歐姆定律的內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體________________,跟導(dǎo)體中的_____________。公式表示:I=______。歐姆定律的適用范圍:金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電,對(duì)氣體導(dǎo)電不適用。
3.導(dǎo)體的伏安特性曲線:導(dǎo)體中的電流I隨導(dǎo)體兩端的電壓U變化的圖線,叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線,如圖12-3-1所示。圖線斜率的物理意義:斜率的倒數(shù)表示電阻,即tanα=I/U=1/R
4.測(cè)量小燈泡伏安特性曲線的電路選擇:
由于小燈泡的電阻較小,為減小誤差,可采用安培表外接法,教師要引導(dǎo)學(xué)生討論,選安培表外接法還是內(nèi)接法?為什么選外接法?讓學(xué)生學(xué)到的知識(shí)、方法在新情景中運(yùn)用,提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。
本實(shí)驗(yàn)教材中滑動(dòng)變阻器采用限流接法,電阻R串聯(lián)在電路中,即使把R的值調(diào)到最大,電路中還有一定的電流,因此實(shí)驗(yàn)繪出的伏安特性曲線缺少坐標(biāo)原點(diǎn)附近的數(shù)據(jù)。
若要求小燈泡的電壓變化范圍較大(從零開(kāi)始逐漸增大到接近額定電壓),則滑動(dòng)變阻器可采用分壓接法。教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析,讓學(xué)生知道電壓如何變化,并知道接通電路前,滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)放在何
處。
滑動(dòng)變阻器采用分壓接法的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖12—3—2所示。
5.實(shí)驗(yàn)電路的連接:
這是學(xué)生進(jìn)入高中第一次做恒定電流實(shí)驗(yàn),在連接電路上要給予學(xué)生適當(dāng)?shù)膸椭?br>
接線順序?yàn)椤跋却蟛ⅰ薄?br>
電表量程選擇的原則是:使測(cè)量值不超過(guò)量程的情況下,指針盡量偏轉(zhuǎn)至3/4量程處。
電路接好后合上電鍵前要檢查滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸點(diǎn)的位置,使開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí),小燈泡兩端的電壓為最小。
6.?dāng)?shù)據(jù)的收集與處理
合上電鍵后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸點(diǎn),改變小燈泡兩端的電壓,每改變一次,讀出電壓值和相應(yīng)的電流值??梢砸龑?dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格。
U/V
I/A
在坐標(biāo)紙上,將表格中的數(shù)據(jù),用描點(diǎn)法畫出U-I圖線。
三反思總結(jié)
學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的掌握既是重點(diǎn)也是難點(diǎn),這個(gè)實(shí)驗(yàn)難度比較大,主要在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面。由于實(shí)驗(yàn)的難度比較大,學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性也比較大,所以實(shí)驗(yàn)的評(píng)估和交流也比較重要。這些方面都需要教師的引導(dǎo)和協(xié)助,所以這次課采用啟發(fā)式綜合的教學(xué)方法。
四當(dāng)堂檢測(cè)
1.電路中有一段導(dǎo)體,給它加上3V的電壓時(shí),通過(guò)它的電流為2mA,可知這段導(dǎo)體的電阻為_(kāi)_____Ω;如果給它加上2V的電壓,則通過(guò)它的電流為_(kāi)_____mA;如果在它兩端不加電壓,它的電阻為_(kāi)_____Ω。
拓展:對(duì)于歐姆定律I=U/R我們可以說(shuō):電流與電壓成正比,與電阻成反比;但根據(jù)歐姆定律的公式變形R=U/I,我們就不能說(shuō):電阻與電壓成正比,與電流成反比。因?yàn)殡娮枋敲枋鰧?dǎo)體阻礙電流本領(lǐng)大小的物理量,與導(dǎo)體中有無(wú)電流無(wú)關(guān)。至于電阻的大小與哪些因素有關(guān),通過(guò)今后的學(xué)習(xí),我們可以知道是由導(dǎo)體的本身以及溫度來(lái)決定。另外,在掌握物理學(xué)公式時(shí),不能僅僅從數(shù)學(xué)角度去理解,還要注意理解一些物理量本身的、物理學(xué)的內(nèi)在含義。
2:關(guān)于電流和電阻,下列說(shuō)法中正確的是()
A.電流的方向與導(dǎo)體中電荷的定向移動(dòng)方向相同
B.金屬導(dǎo)體溫度升高時(shí),由于自由電子的熱運(yùn)動(dòng)加劇,所以電流增大
C.由R=U/I可知,I一定時(shí),導(dǎo)體的電阻R與U成正比,U與I成反比
D.對(duì)給定的電阻,比值U/I是一個(gè)定值,反映導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)
3.兩電阻R1、R2的I-U圖線如圖12-3-3所示,由圖可知兩電阻的大小之比R1:R2=______。當(dāng)通過(guò)兩個(gè)電阻的電流相等時(shí),兩個(gè)電阻兩端的電壓之比U1:U2=______。當(dāng)加在兩個(gè)電阻上的電壓相等時(shí),通過(guò)它們的電流之比I1:I2=______。
拓展:用圖象反映物理規(guī)律,是物理學(xué)中常用的方法,也是考察的重點(diǎn)之一。本題要求學(xué)生理解I-U圖象的物理含義,知道I-U圖象不僅能反映電流隨電壓變化的關(guān)系,還要能知道,其斜率的倒數(shù)即為該導(dǎo)體的電阻。在觀察物理函數(shù)圖象時(shí)一定要注意坐標(biāo),不能憑記憶來(lái)回答。如果圖象是U-I圖象,其圖線的斜率就等于導(dǎo)體的電阻。如圖12-3-4所示是表示兩個(gè)導(dǎo)體的伏安特性曲線,導(dǎo)體1和導(dǎo)體2的電阻那個(gè)大?
[答案]:R1R2
課后練習(xí)與提高
1.歐姆定律適用于()
A.電動(dòng)機(jī)電路B.金屬導(dǎo)體導(dǎo)電
C.電解液導(dǎo)電D.所有電器元件
2.如圖12—3—5所示,a、b兩直線分別是用電器A和B的伏安特性曲線,則下列說(shuō)法正確的是()
A.通過(guò)用電器的電流與用電器兩端的電壓成正比
B.用電器中的電流、兩端的電壓和用電器的電阻不符合歐姆定律
C.用電器A的電阻值比B大
D.用電器A的電阻值比B小
3.用電器A的電阻是用電器B的電阻的2倍,加在A上的電壓是加在B上的電壓的一半,那么通過(guò)A、B的電流IA和IB的關(guān)系是()
A.IA=2IBB.IA=IB
C.IA=IB/2D.IA=IB/4
4.小燈泡的伏安特性曲線如圖12—3—6中的AB段(曲線)所示,由圖可知,燈絲的電阻因溫度的影響改變了________Ω.
5.如果人體的最小電阻是800Ω,已知通過(guò)人體的電流為50mA時(shí),就會(huì)引起呼吸器官麻痹,不能自主擺脫電源,試求安全電壓。
6.標(biāo)有“6.3V0.3A”的小燈泡,其電阻為多少?若將此燈泡接到4.2V的電源上時(shí),通過(guò)燈泡的電流強(qiáng)度為多少?
7.普通電話用的是炭精話筒,里面碳粒的電阻能在45Ω~55Ω的范圍里變化,當(dāng)加上6V的電壓時(shí),電路中的電流變化范圍是多少?
8.一個(gè)電阻器,當(dāng)它兩端的電壓增加0.2V時(shí),通過(guò)電阻器的電流增加2mA,則該電阻器的阻值是多少?
9.為研究小燈泡的伏安曲線的特性,選用小燈泡額定值為“3.0V,0.4A”,實(shí)驗(yàn)中有儀器:安培表、伏特表、電鍵、導(dǎo)線若干外;還需要________、__________。
(1)根據(jù)所學(xué)的知識(shí),通過(guò)查資料、與同學(xué)討論思考后回答下列問(wèn)題:
實(shí)驗(yàn)中用兩電表測(cè)量小燈泡兩端的電壓和流過(guò)小燈泡的電流時(shí),電路怎樣連接才能使測(cè)得燈泡的電阻誤差較小?為什么?
(2)為使加在小燈泡的電壓從零開(kāi)始,能在較大的范圍調(diào)節(jié),滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用怎樣連接?在方框內(nèi)畫出相關(guān)的電路圖。
(3)請(qǐng)根據(jù)你畫的電路圖,把圖12—3—7中的實(shí)驗(yàn)器材連成符合
要求的實(shí)驗(yàn)電路。
(4)為使讀數(shù)誤差盡可能小,電壓表的量程應(yīng)選用________檔,電流表的量程應(yīng)選用_______檔,為保證實(shí)驗(yàn)安全,測(cè)量范圍不能超過(guò)_______V和_____A,開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)閉合S前,應(yīng)把P移到________端。
(5)若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得某一小燈泡的電流強(qiáng)度和電壓之值如下表,請(qǐng)?jiān)趫D12—3—8中畫出U-I圖線,該小燈泡的電阻有何特征?并從中分析其主要原因。
I/A0.100.200.260.300.360.400.440.480.520.56
U/V0.050.140.210.300.480.701.021.481.962.50
電源,滑動(dòng)變阻器
(1)安培表量程選擇0∽0.6A,伏特表量程選0∽3V,安培表采用外接法。
(2)采用分壓電路,電路圖如圖所示。
(3)實(shí)物圖如下圖所示。
(4)0∽3V,0∽0.6A,3V0.4AD
(5)圖略,燈絲電阻隨兩端電壓的增大而增大。
課后練習(xí)與提高答案:1BC2AC3D4105小于40V621Ω0.2A70.11A~0.133A8100Ω
2.3歐姆定律
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時(shí)都會(huì)提前最好準(zhǔn)備,作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容,讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問(wèn)題。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的教案呢?下面是小編精心收集整理,為您帶來(lái)的《2.3歐姆定律》,相信您能找到對(duì)自己有用的內(nèi)容。
高中物理課堂教學(xué)教案
2.3歐姆定律
年月日
課題
§2.3歐姆定律
課型
新授課(1課時(shí))
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1、知道什么是電阻及電阻的單位。2、.理解歐姆定律,并能用來(lái)解決有關(guān)電路的問(wèn)題。3、知道導(dǎo)體的伏安特性,知道什么是線性元件和非線性元件。(二)過(guò)程與方法
1、通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)探究電流大小的決定因素,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力。2、運(yùn)用數(shù)學(xué)圖象法處理物理問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)進(jìn)行邏輯推理的能力。(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)介紹歐姆的研究過(guò)程和“歐姆定律”的建立,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生在逆境中戰(zhàn)勝困難的堅(jiān)強(qiáng)性格。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)
歐姆定律的內(nèi)容、表達(dá)式、適用條件及利用歐姆定律分析、解決實(shí)際問(wèn)題。難點(diǎn)伏安特性曲線的物理意義。
教學(xué)方法
探究、講授、討論、練習(xí)
教學(xué)手段
電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電鍵、導(dǎo)體A、B(參考教材圖2.3-1)、晶體二極管、投影片、多媒體輔助教學(xué)設(shè)備
教學(xué)活動(dòng)(一)引入新課
同學(xué)們?cè)诔踔幸呀?jīng)學(xué)過(guò)了歐姆定律的一些基礎(chǔ)知識(shí),今天我們要在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步學(xué)習(xí)歐姆定律的有關(guān)知識(shí)。(二)進(jìn)行新課
1、歐姆定律
教師:既然在導(dǎo)體的兩端加上電壓,導(dǎo)體中才有電流,那么,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓有什么關(guān)系呢?下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題。演示實(shí)驗(yàn):投影教材圖2.3-1(如圖所示)
教師:請(qǐng)一位同學(xué)簡(jiǎn)述如何利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路來(lái)研究導(dǎo)體A中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系?學(xué)生:合上電鍵S,改變滑動(dòng)變阻器上滑片P的位置,使導(dǎo)體兩端的電壓分別為0、2.0V、4.0V、6.0V、8.0V,記下不同電壓下電流表的讀數(shù),然后通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系。教師:選出學(xué)生代表,到講臺(tái)上讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。將得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫在表格中。換用另一導(dǎo)體B,重復(fù)實(shí)驗(yàn)。[投影]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下
U/V
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
I/A
導(dǎo)體A
I/A
導(dǎo)體B
教師:同學(xué)們?nèi)绾畏治鲈谶@次實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)?學(xué)生:用圖象法。在直角坐標(biāo)系中,用縱軸表示電壓U,用橫軸表示電流I,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出相應(yīng)的點(diǎn)。根據(jù)這些點(diǎn)是否在一條直線上,來(lái)研究導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓的關(guān)系。教師:請(qǐng)一位同學(xué)上黑板作U-I圖線。其他學(xué)生在練習(xí)本上作。學(xué)生:作圖,如圖所示。教師:這種描點(diǎn)作圖的方法,是處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一種基本方法,同學(xué)們一定要掌握。分析圖象,我們可以得到哪些信息?學(xué)生:對(duì)于同一導(dǎo)體,U-I圖象是過(guò)原點(diǎn)的直線,電壓和電流的比值等于一個(gè)常數(shù)。這個(gè)比值可以寫成:
R=對(duì)于不同的導(dǎo)體,這個(gè)比值不同,說(shuō)明這個(gè)比值只與導(dǎo)體自身的性質(zhì)有關(guān)。這個(gè)比值反映了導(dǎo)體的屬性。師生互動(dòng),得出電阻的概念:電壓和電流的比值R=,反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用,叫做導(dǎo)體的電阻。教師:將上式變形得
I=上式表明:I是U和R的函數(shù),即導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比,這就是我們初中學(xué)過(guò)的歐姆定律。教師:介紹德國(guó)物理學(xué)家歐姆和歐姆定律的建立,從而對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想品德教育。討論:根據(jù)歐姆定律I=得R=,有人說(shuō)導(dǎo)體的電阻R跟加在導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,跟導(dǎo)體中的電流I成反比,這種說(shuō)法對(duì)嗎?為什么?學(xué)生:這種說(shuō)法不對(duì),因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種特性,所以導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓及導(dǎo)體中的電流沒(méi)有關(guān)系。教師:電阻的單位有哪些?學(xué)生:在國(guó)際單位制中,電阻的單位是歐姆,簡(jiǎn)稱歐,符號(hào)是Ω。常用的電阻單位還有千歐(kΩ)和兆歐(MΩ):
1kΩ=103Ω
1MΩ=106Ω教師:1Ω的物理意義是什么?學(xué)生:如果在某段導(dǎo)體的兩端加上1V的電壓,通過(guò)導(dǎo)體的電流是1A,這段導(dǎo)體的電阻就是1Ω。所以1Ω=1V/A教師:要注意歐姆定律的適用條件:純電阻電路,如金屬導(dǎo)體和電解液。對(duì)于含有電動(dòng)機(jī)等的非純電阻電路不適用。[投影]例題例:某電阻兩端電壓為16V,在30s內(nèi)通過(guò)電阻橫截面的電量為48C,此電阻為多大?30s內(nèi)有多少個(gè)電子通過(guò)它的橫截面?解析:由題意知U=16V,t=30s,q=48C,電阻中的電流I==1.6A據(jù)歐姆定律I=得,R==10Ωn==3.0×1020個(gè)故此電阻為10Ω,30s內(nèi)有3.0×1020個(gè)電子通過(guò)它的橫截面。[說(shuō)明]使用歐姆定律計(jì)算時(shí),要注意I、U、R的同一性(對(duì)同一個(gè)導(dǎo)體)。2、導(dǎo)體的伏安特性
教師:用縱軸表示電流I,用橫軸表示電壓U,畫出的I—U圖線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。如圖所示,是金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線。
學(xué)生討論:在I—U曲線中,圖線的斜率表示的物理意義是什么?總結(jié):在I—U圖中,圖線的斜率表示導(dǎo)體電阻的倒數(shù)。即k=。圖線的斜率越大,電阻越小。教師:伏安特性曲線是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,這樣的元件叫線性元件。師生活動(dòng):用晶體二極管、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電鍵連成如左下圖所示的電路,改變電壓和電流,畫出晶體二極管的伏安特性曲線,右下圖所示,可以看出圖線不是直線。
教師:伏安特性曲線不是直線,這樣的元件叫非線性元件。(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)
教師活動(dòng):讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動(dòng):認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰(shuí)的更好,好在什么地方。點(diǎn)評(píng):總結(jié)課堂內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開(kāi),讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。(四)實(shí)例探究
☆歐姆定律的應(yīng)用
【例1】?jī)呻娮鑂1、R2的伏安特性曲線如右圖所示,由圖可知:(1)這兩電阻的大小之比R1∶R2為_(kāi)______A.1∶3B.3∶1C.1∶D.∶1(2)當(dāng)這兩個(gè)電阻上分別加上相同電壓時(shí),通過(guò)的電流之比為_(kāi)______A.1∶3B.3∶1C.1∶D.∶1解析:(1)由歐姆定律I=可知,在I—U圖線中,圖線的斜率k==,即電阻的大小等于伏安特性曲線斜率的倒數(shù)。R1∶R2=tan30°∶tan60°=1∶3所以A選項(xiàng)正確。(2)由歐姆定律I=可知,給R1、R2分別加上相同的電壓時(shí),通過(guò)的電流與電阻成反比I1∶I2=R2∶R1=3∶1,故B選項(xiàng)正確【例2】若加在某導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的3/5時(shí),導(dǎo)體中的電流減小了0.4A.如果所加電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則導(dǎo)體中的電流多大?解析:對(duì)歐姆定律理解的角度不同,求解的方法也不相同.本題可以有三種解法:解答一:依題意和歐姆定律得:,所以I0=1.0A又因?yàn)?,所以A解答二:由得A又,所以A解答三:畫出導(dǎo)體的I—U圖像,如圖所示,設(shè)原來(lái)導(dǎo)體兩端的電壓為U0時(shí),導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度為I0.當(dāng)時(shí),I=I0-0.4A當(dāng)U′=2U0時(shí),電流為I2.由圖知所以I0=1.0AI2=2I0=2.0A說(shuō)明:(1)用I—U圖像結(jié)合比例式解題,顯得更直觀、簡(jiǎn)捷。物理意義更鮮明。(2)導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體自身的一種屬性,與U、I無(wú)關(guān),因而,用此式討論問(wèn)題更簡(jiǎn)單明了。
學(xué)生活動(dòng)
作業(yè)
書面完成P48“問(wèn)題與練習(xí)”第2、34、題;思考并回答第1、5題。
板書設(shè)計(jì)
教學(xué)后記
歐姆定律串聯(lián)電路
第3節(jié)歐姆定律
要點(diǎn)一歐姆定律的理解
1.公式R=UI和I=UR的對(duì)比
R=UI
I=UR
電阻的定義式,適用于所有導(dǎo)體歐姆定律表達(dá)式,適用于金屬、電解質(zhì)溶液導(dǎo)電
不能說(shuō)R∝U,R∝1I,R由導(dǎo)體本身性質(zhì)(材料、長(zhǎng)短、粗細(xì))決定,與U、I大小無(wú)關(guān)可以說(shuō)I∝U、I∝1R,I的大小由U、R共同決定
測(cè)量了U,測(cè)量了I,便可確定R,為我們提供了測(cè)量電阻的一種方法知道了U、R,便可確定I,為我們提供了除I=qt之外的一種計(jì)算電流的方法
2.“同體性”和“同時(shí)性”
在應(yīng)用公式I=UR解題時(shí),要注意歐姆定律的“同體性”和“同時(shí)性”.所謂“同體性”是指I、U、R三個(gè)物理量必須對(duì)應(yīng)于同一段電路,不能將不同段電路的I、U、R值代入公式計(jì)算.所謂“同時(shí)性”指U和I必須是導(dǎo)體上同時(shí)刻的電壓和電流值,否則不能代入公式計(jì)算.
要點(diǎn)二伏安特性曲線
1.伏安特性曲線中直線的物理意義
伏安特性曲線是通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,能直觀地反映出導(dǎo)體中電流與電壓成正比,如圖2-3-3所示,其斜率等于電阻的倒數(shù),即tanα=IU=1R.所以直線的斜率越大,表示電阻越?。?br>
圖2-3-3
2.二極管的伏安特性曲線
伏安特性曲線不是直線,即電流與電壓不成正比(如圖2-3-4)是二極管的伏安特性曲線,二極管具有單向?qū)щ娦裕诱螂妷簳r(shí),二極管的電阻較小,通過(guò)二極管的電流較大;加反向電壓時(shí),二極管的電阻較大,通過(guò)二極管的電流很小.
圖2-3-4
二極管由半導(dǎo)體材料制成,其電阻率隨溫度的升高而減小,故其伏安特性曲線不是直線.
(1)由圖看出隨著電壓的增大,圖線的斜率在增大,表示其電阻隨電壓的升高而減小,即二極管的伏安特性曲線不是直線,這種元件稱為非線性元件.
(2)氣體導(dǎo)電的伏安特性曲線是非線性的.氣體導(dǎo)電和二極管導(dǎo)電,歐姆定律都不適用.
1.伏安法測(cè)電阻的兩種方法怎樣對(duì)比?
內(nèi)接法和外接法的電路圖分別如圖2-3-5所示.
圖2-3-5
兩種電路對(duì)比分析如下:
電路圖
對(duì)比甲乙
電流表
接法電流表內(nèi)接法電流表外接法
誤差分析電壓表示數(shù)UV=UR+UAUR
電流表示數(shù)IA=IR
R測(cè)=UVIAURIR=R真
誤差來(lái)源于電流表的分壓作用電壓表示數(shù)UV=UR
電流表示數(shù)IA=IR+I(xiàn)VIR
R測(cè)=UVIAURIR=R真
誤差來(lái)源于電壓表的分流作用
兩種電
路的選
擇條件R越大,UR越接近UV,
R測(cè)=UVIA越接近于R真=URIR
可見(jiàn),為了減小誤差,該電路適合測(cè)大電阻,即RRAR越小,IR越接近IA,
R測(cè)=UVIA越接近于R真=URIR
可見(jiàn),為了減小誤差,該電路適合測(cè)小電阻,即RRV
2.如何從兩種接法中選擇電路?
伏安法測(cè)電阻時(shí)兩種接法的選擇方法
為減小伏安法測(cè)電阻的系統(tǒng)誤差,應(yīng)對(duì)電流表外接法和內(nèi)接法作出選擇,其方法是:
(1)阻值比較法:先將待測(cè)電阻的粗略值和電壓表、電流表的內(nèi)阻進(jìn)行比較,若RxRV,宜采用電流表外接法;若RxRA,宜采用電流表內(nèi)接法.
(2)臨界值計(jì)算法:當(dāng)內(nèi)外接法相對(duì)誤差相等時(shí),有RARx=RxRV,所以Rx=RARV為臨界值.當(dāng)RxRARV(即Rx為大電阻)時(shí)用內(nèi)接法;當(dāng)RxRARV(即Rx為小電阻)時(shí)用外接法;Rx=RARV,內(nèi)、外接法均可.
(3)實(shí)驗(yàn)試觸法:按圖2-3-6接好電路,讓電壓表一根接線P先后與a、b處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大的變化(電流表的分壓作用明顯),而電流表的示數(shù)變化不大(電壓表分流作用不大),則可采用電流表外接法;如果電流表的示數(shù)有較大的變化,而電壓表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表內(nèi)接法.
圖2-3-6
一、公式R=UI和I=UR的對(duì)比
【例1】下列判斷正確的是()
A.由R=UI知,導(dǎo)體兩端的電壓越大,電阻就越大
B.由R=UI知,導(dǎo)體中的電流越大,電阻就越小
C.由I=UR知,電流跟導(dǎo)體兩端電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比
D.由I=UR可知,通過(guò)一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比
答案CD
解析R=UI只是電阻的定義式,U=0,I=0時(shí)R仍存在,即R與U和I不存在正、反比關(guān)系.對(duì)一段確定的導(dǎo)體而言,R一定,故I與U成正比,D對(duì),A、B錯(cuò).由歐姆定律可知I與U成正比,與R成反比,C對(duì).
二、導(dǎo)體的伏安特性曲線
【例2】如圖2-3-7所示的圖象所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)導(dǎo)體的伏安特性曲線.由圖回答:
圖2-3-7
(1)電阻之比R1∶R2為_(kāi)_____.
(2)若兩個(gè)導(dǎo)體中的電流相等(不為零)時(shí),電壓之比U1∶U2
為_(kāi)_______.
(3)若兩個(gè)導(dǎo)體的電壓相等(不為零)時(shí),電流之比為_(kāi)_____.
答案(1)3∶1(2)3∶1(3)1∶3
解析(1)在I—U圖象中,電阻的大小等于圖象斜率的倒數(shù),所以R1=ΔUΔI=10×10-35×10-3Ω=2Ω
R2=10×10-315×10-3Ω=23Ω
即R1∶R2=3∶1
(2)由歐姆定律得U1=I1R1,U2=I2R2
所以U1∶U2=R1∶R2=3∶1
(3)由歐姆定律得I1=U1R1,I2=U2R2
所以I1∶I2=R2∶R1=1∶3
1.
圖2-3-8
兩電阻R1、R2的電流I和電壓U的關(guān)系如圖2-3-8所示,可知兩電阻的大小之比R1∶R2等于()
A.1∶3B.3∶1
C.1∶3D.3∶1
答案A
解析圖象斜率的物理意義是電阻的倒數(shù).
2.
圖2-3-9
用伏安法測(cè)未知電阻Rx時(shí),若不知道Rx的大概值,為了選擇正確的電路接法以減小誤差,可將電路如圖2-3-9所示連接,只空出電壓表的一個(gè)接頭S,然后將S分別與a、b接觸一下,觀察電壓表和電流表示數(shù)變化情況,那么()
A.若電流表示數(shù)有顯著變化,S應(yīng)接a
B.若電流表示數(shù)有顯著變化,S應(yīng)接b
C.若電壓表示數(shù)有顯著變化,S應(yīng)接a
D.若電壓表示數(shù)有顯著變化,S應(yīng)接b
答案BC
解析實(shí)驗(yàn)試探法的原理是以伏安法測(cè)電阻原理的系統(tǒng)誤差產(chǎn)生原因入手來(lái)選擇,如果電流表分壓引入誤差大,則試探過(guò)程中,電壓表示數(shù)變化明顯,則應(yīng)選外接法以減小電流表分壓的影響:如果因電壓表分流作用引入誤差大,則電流表示數(shù)變化明顯,則應(yīng)選用內(nèi)接法.
如果S接觸a,屬外接法,S接觸b,屬內(nèi)接法.若S分別接觸a、b時(shí),電流表示數(shù)變化顯著,說(shuō)明電壓表的分流作用較強(qiáng),即Rx是一個(gè)高阻值電阻,應(yīng)選用內(nèi)接法測(cè)量.即S應(yīng)接b測(cè)量,誤差?。瓸選項(xiàng)正確.
若S分別接觸a、b時(shí),電壓表示數(shù)變化顯著,說(shuō)明電流表的分壓作用較強(qiáng),即Rx是一個(gè)低阻值的電阻,應(yīng)選用外接法測(cè)量,即S應(yīng)接a,誤差?。瓹選項(xiàng)正確.
3.下列判斷正確的是()
A.導(dǎo)體兩端的電壓越大,導(dǎo)體的電阻越大
B.若不計(jì)溫度影響,在導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)的電流之比是一個(gè)常數(shù)
C.電流經(jīng)過(guò)電阻時(shí),沿電流方向電勢(shì)要降低
D.電解液短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)電的U—I線是一條直線
答案BCD
解析導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì),與導(dǎo)體兩端的電壓及通過(guò)導(dǎo)體的電流無(wú)直接關(guān)系,R=UI僅僅是導(dǎo)體電阻的計(jì)算式,而不是決定式.
4.若加在某導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的3/5時(shí),導(dǎo)體中的電流減小了0.4A.如果所加電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則導(dǎo)體中的電流多大?
答案2A
解析由歐姆定律得:R=U0/I0,又知R=3U0/5I0-0.4
解得I0=1.0A
又因?yàn)镽=U0I0=2U0I,所以I=2I0=2A.
題型一歐姆定律的應(yīng)用
電阻R與兩個(gè)完全相同的
圖1
晶體二極管D1和D2連接成如圖1所示的電路,a、b端的電勢(shì)差Uab=10V時(shí),流經(jīng)a點(diǎn)的電流為0.01A;當(dāng)電勢(shì)差Uab=-0.2V時(shí),流經(jīng)a點(diǎn)的電流仍為0.01A.二極管具有單向?qū)щ娦?,單向?qū)〞r(shí)有電阻,當(dāng)通過(guò)反向電流時(shí),電阻可以認(rèn)為是無(wú)窮大,則電阻R的阻值為_(kāi)_________,二極管導(dǎo)通時(shí)的電阻為_(kāi)_______.
思維步步高當(dāng)ab間接正向電壓時(shí),接通的是哪個(gè)電路?當(dāng)ab間接負(fù)向電壓時(shí),接通的是哪個(gè)電路?先求哪個(gè)用電器的電阻比較方便?
解析當(dāng)ab間接正向電壓時(shí),接通的是二極管和電阻串聯(lián)的電路.根據(jù)歐姆定律,二極管和電阻的串聯(lián)值為1000Ω,當(dāng)ab間接負(fù)向電壓時(shí),接通的是二極管的電路,根據(jù)歐姆定律,兩個(gè)二極管的電阻值為20Ω,所以電阻R的電阻值為980Ω.
答案980Ω20Ω
拓展探究某電路兩端電壓保持不變,當(dāng)電路電阻為20Ω時(shí),其電流強(qiáng)度為0.3A,電阻增加到30Ω時(shí),其電路中的電流強(qiáng)度要減小多少?電路兩端的電壓為多大?
答案0.1A6V
歐姆定律的注意事項(xiàng):
①R=UI不是歐姆定律的表達(dá)式,而是電阻的定義式,對(duì)于確定的導(dǎo)體,因?yàn)閁與I成正比,其比值UI為一恒量,所以電阻與電壓、電流無(wú)關(guān),僅與導(dǎo)體本身有關(guān).不能把歐姆定律說(shuō)成電阻與電壓成正比,與電流成反比.
②在應(yīng)用公式解題時(shí),要注意歐姆定律的“同時(shí)性”和“同體性”,即三個(gè)物理量必須對(duì)于同一個(gè)電阻和同一個(gè)電阻的同一個(gè)時(shí)刻.
題型二伏安特性曲線的測(cè)量
用下列器材組成描繪電阻R0伏安特性曲線的電路,請(qǐng)將實(shí)物圖2連線成為實(shí)驗(yàn)電路.
微安表μA(量程200μA,內(nèi)阻約200Ω);
電壓表V(量程3V,內(nèi)阻約10kΩ)
電阻R0(阻值約20kΩ);
滑動(dòng)變阻器R(最大阻值50Ω,額定電流1A);
電池組E(電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì));
開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干.
圖2
思維步步高測(cè)量電阻R0時(shí)電流表采用內(nèi)接法還是外接法?采用的依據(jù)是什么?滑動(dòng)變阻器的阻值決定了滑動(dòng)變阻器采用什么解法?連線時(shí)應(yīng)該注意哪些問(wèn)題?
解析儀器的選擇問(wèn)題,微安表內(nèi)阻比待測(cè)電阻小得多,比電壓表內(nèi)阻還要大,需要用微安表的內(nèi)接法.滑動(dòng)變阻器的阻值比待測(cè)電阻小得多,需要用分壓式接法才能更好的調(diào)節(jié)待測(cè)電路上的電壓.電路圖如下所示.
答案
拓展探究小燈泡的伏安特性曲線如圖3所示(只畫出了AB段),由圖可知,當(dāng)燈泡電壓由3V變?yōu)?V時(shí),其燈絲電阻改變了________Ω.
圖3
答案5
測(cè)定電器元件的伏安特性曲線的常見(jiàn)方法:①需要測(cè)量待測(cè)電器元件的電壓和電流.②要考慮電流表是內(nèi)接還是外接,一般情況下是外接,因?yàn)樗鶞y(cè)的小燈泡的電阻一般較小.③要考慮滑動(dòng)變阻器的接法.④在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí),圖線一般不是直線,要用平滑的曲線把各個(gè)點(diǎn)連接起來(lái).
一、選擇題
閱讀以下材料.回答1~3題.
在研究長(zhǎng)度為l、橫截面積為S的均勻?qū)w中電流的流動(dòng)時(shí),在導(dǎo)體兩端加上電壓U,于是導(dǎo)體中有勻強(qiáng)電場(chǎng)產(chǎn)生,在導(dǎo)體中移動(dòng)的自由電子受勻強(qiáng)電場(chǎng)作用而加速,和做熱運(yùn)動(dòng)的陽(yáng)離子碰撞而減速,這樣邊反復(fù)碰撞邊向前移動(dòng).可以認(rèn)為阻礙電子向前運(yùn)動(dòng)的阻力大小與電子移動(dòng)的平均速率v成正比,其大小可以表示成kv(k是恒量).
1.靜電力和碰撞的阻力相平衡時(shí),導(dǎo)體中的電子的速率v成為一定值.這一定值是()
A.ekUlB.eUklC.elUkD.elkU
答案B
解析靜電力和碰撞阻力平衡時(shí),有kv=eE=eUl可得電子定向移動(dòng)速率v=eUkl,B正確.
2.設(shè)單位體積的自由電子數(shù)為n,自由電子在導(dǎo)體中以一定速率v運(yùn)動(dòng)時(shí),該導(dǎo)體中所流過(guò)的電流是()
A.envlB.enlvSC.envSD.enlv
答案C
解析電流I=neSv,C正確.
3.該導(dǎo)體的電阻是()
A.kle2nSBkSe2nlC.kSenlDkenlS
答案A
解析電阻R=UI=UneSv=UneSeUkl=kle2nS,A正確.
4.
圖4
如圖4所示是某導(dǎo)體的伏安特性曲線,由圖可知錯(cuò)誤的是()
A.導(dǎo)體的電阻是25Ω
B.導(dǎo)體的電阻是0.04Ω
C.當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是10V時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流是0.4A
D.當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體的電流是0.1A時(shí),導(dǎo)體兩端的電壓是2.5V
答案B
5.壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小,有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置,其工作原理如圖5甲所示,將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上,中間放置一個(gè)絕緣重球.小車向右做直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電流表示數(shù)如圖乙所示,下列判斷正確的是()
圖5
A.從t1到t2時(shí)間內(nèi),小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.從t1到t2時(shí)間內(nèi),小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C.從t2到t3時(shí)間內(nèi),小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.從t2到t3時(shí)間內(nèi),小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
答案D
解析在0~t1內(nèi),I恒定,壓敏電阻阻值不變,壓敏電阻所受壓力不變或不受壓力,小車可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或勻速運(yùn)動(dòng);在t1~t2內(nèi),I變大,阻值變小,壓力變大,小車做變加速直線運(yùn)動(dòng),A、B均錯(cuò)誤.在t2~t3內(nèi),I不變,壓力恒定,小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤,D正確.
6.將截面均勻,長(zhǎng)為l,電阻為R的金屬導(dǎo)線截去ln,再拉長(zhǎng)至l,則導(dǎo)線電阻變?yōu)?)
A.n-1nRB.1nRC.nn-1RD.nR
答案C
解析R=ρlS,截去ln再拉長(zhǎng)至l后的橫截面積為S′,有
(l-ln)S=lS′,S′=n-1nS
R′=ρlS′=nn-1ρlS=nn-1R
7.
圖6
某導(dǎo)體中的電流隨其兩端的電壓變化,如圖6實(shí)線所示,則下列說(shuō)法中正確的是()
A.加5V電壓時(shí),導(dǎo)體的電阻是5Ω
B.加12V電壓時(shí),導(dǎo)體的電阻是8Ω
C.由圖可知,隨著電壓增大,導(dǎo)體的電阻不斷減小
D.由圖可知,隨著電壓減小,導(dǎo)體的電阻不斷減小
答案ABD
解析U=5V時(shí),I=1.0A,R=UI=5Ω,同理U=12V時(shí),R=8Ω,由圖線可知隨著電壓的增大,電阻不斷增大,隨電壓的減小,電阻不斷減小,A、B、D對(duì),C錯(cuò).
二、計(jì)算實(shí)驗(yàn)題
8.某同學(xué)學(xué)習(xí)了線性元件和非線性元件的知識(shí)之后,他突然想到一個(gè)問(wèn)題,若把一個(gè)線性元件和非線性元件串聯(lián)起來(lái)作為一個(gè)“大”元件使用,這個(gè)“大”元件是線性還是非線性,為此,他把這個(gè)“大”元件接入電路中,測(cè)得其電流和電壓值如下表所示,請(qǐng)猜想“大”元件是哪類元件?
編號(hào)123456789
U/V0.200.400.600.801.001.201.401.602.00
I/A0.120.210.290.340.380.420.450.470.50
答案非線性元件
解析
可以根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),由圖象看特點(diǎn),若I-U圖線是過(guò)原點(diǎn)的直線則表示“大”元件是線性的,I-U圖線是曲線則表示“大”元件是非線性的,I-U圖線如圖所示,由此可見(jiàn)“大”元件是非線性元件.
9.一金屬導(dǎo)體,兩端加上U1=10V的電壓時(shí)電流I1=0.5A,兩端加上U2=30V的電壓時(shí)導(dǎo)體中電流I2多大?若導(dǎo)體兩端不加電壓,則導(dǎo)體的電阻多大?
答案1.5A20Ω
解析導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身決定,與電壓U及電流I無(wú)關(guān).R=UI是電阻的定義式,但不是決定式.所以R=U1I1=U2I2,I2=U2U1I1=1.5A.導(dǎo)體的電阻R=U1I1=20Ω,為定值.
10.貝貝同學(xué)在做測(cè)量小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中,得到如下一組U和I的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)如下表:
編號(hào)12345678
U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00
I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205
發(fā)光情況不亮微亮逐漸變亮正常發(fā)光
(1)在圖7中畫出I-U圖線.
圖7
(2)從圖線上可以看出,當(dāng)小燈泡的電功率逐漸增大時(shí),燈絲電阻的變化情況是________.
(3)這表明導(dǎo)體的電阻隨著溫度的升高而________.
答案(1)I-U圖線如下圖所示
(2)開(kāi)始不變,后來(lái)逐漸增大(3)增大
解析畫圖線時(shí)所取標(biāo)度必須合適,以所畫圖線盡量布滿坐標(biāo)紙為宜,且使盡可能多的點(diǎn)分布在圖線上,其余點(diǎn)均勻分布在兩側(cè),個(gè)別偏差較大的點(diǎn)舍去.
第4節(jié)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路
要點(diǎn)一串并聯(lián)電路中的分配關(guān)系
電路
特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路
電流各處電流相等
I1=I2=…=InI=I1+I(xiàn)2+…+I(xiàn)n
I1R1=I2R2=…=InRn
即電流分配和電阻成反比
電壓電壓分配和電阻成正比
U1R1=U2R2=…=UnRn=I
各支路兩端電壓相等
U1=U2=U3=…=Un
總電阻總電阻等于各電阻之和
即R總=R1+R2+…+Rn總電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和
即1R總=1R1+1R2+…+1Rn
要點(diǎn)二理想電壓表和理想電流表
由改裝后電壓表的分壓電阻R=(n-1)Rg可知電壓表量程越大,其分壓電阻越大,電壓表內(nèi)阻RV越大,通常不作特別說(shuō)明,都認(rèn)為電壓表內(nèi)阻無(wú)窮大;由改裝后的電流表的分流電阻R=Rgn-1可知,電流表的量程越大,其分流電阻越小,電流表的內(nèi)阻越小,通常不作特別說(shuō)明,都認(rèn)為電流表的內(nèi)阻為零,這就是我們通常說(shuō)的理想電壓表和理想電流表.畫等效電路時(shí),把電流表視為短路,而把電壓表視為斷路.
選用電流表、電壓表時(shí)應(yīng)使所測(cè)的電流、電壓最大值不超過(guò)電表的量程;同時(shí)為減小誤差,最好使選用的電表的最大量程的23接近于待測(cè)值大?。?br>
要點(diǎn)三半偏法測(cè)電阻和電橋法測(cè)電阻
1.測(cè)量小量程電流表的內(nèi)阻
小量程電流表的滿偏電流Ig,可以從刻度盤上直接讀出.怎樣測(cè)出它的內(nèi)阻Rg呢?Rg可以用“半偏法”實(shí)驗(yàn)測(cè)出.在如圖2-4-2所示的電路中,R為滑動(dòng)變阻器,R箱為電阻箱.閉合開(kāi)關(guān)S1,調(diào)節(jié)R的值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度(注意不要超過(guò)Ig,以免燒壞表頭).再閉合開(kāi)關(guān)S2,調(diào)節(jié)R箱的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到正好是Ig/2的位置(這就是“半偏法”名稱的由來(lái)).計(jì)算可得Rg=R箱1-R箱R.
圖2-4-2
當(dāng)RR箱時(shí),可以近似認(rèn)為Rg=R箱.因此,讀出電阻箱的示數(shù),就知道電流表的內(nèi)阻Rg.
2.惠斯通電橋原理
用歐姆表測(cè)電阻,雖然方便但不夠準(zhǔn)確,用伏安法測(cè)電阻,電表引起的系統(tǒng)誤差又難以消除,實(shí)驗(yàn)室比較準(zhǔn)確地測(cè)量電阻的方法是用惠斯通電橋.
如圖2-4-3所示,
圖2-4-3
R1、R2、R3、Rx分別叫電橋的臂,Rx為待測(cè)電阻,G是靈敏電流計(jì).其測(cè)量原理是:閉合S,調(diào)節(jié)R3,使電流計(jì)G中的電流為零,此時(shí)B、D為等電勢(shì)點(diǎn)(即電橋平衡).
故有I1=I2,I3=Ix
I1R1=I3R3,I2R2=IxRx
進(jìn)一步得Rx=R2R3R1
惠斯通電橋的精確度決定于已知電阻的準(zhǔn)確度和電流計(jì)的靈敏度.實(shí)際操作中,一般R1和R2是由同一均勻材料電阻絲構(gòu)成的,其阻值與長(zhǎng)度成正比,R3用標(biāo)準(zhǔn)電阻.因此,只要測(cè)出兩段電阻絲的長(zhǎng)度L1和L2之比,再由標(biāo)準(zhǔn)電阻R3的阻值即可準(zhǔn)確測(cè)定待測(cè)電阻Rx=L2L1R3.采用電橋法測(cè)電阻,既避免了電壓表分流、電流表分壓的影響,又能消除電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻變化對(duì)測(cè)量的影響.
1.滑動(dòng)變阻器在電路中有哪幾種接法?怎樣選擇這些接法?
(1)滑動(dòng)變阻器在電路中有兩種接法
①限流接法
如圖2-4-4所示,
圖2-4-4
電路中變阻器起限流作用,負(fù)載Rx兩端電壓的可調(diào)范圍為ERxRx+R0~E,在合上開(kāi)關(guān)前使變阻器所使用的阻值最大,因此在閉合開(kāi)關(guān)前一定要檢查滑動(dòng)觸頭P是否在正確的一端.
②分壓接法
如圖2-4-5所示,
圖2-4-5
電路中變阻器起分壓作用,滑片自A端向B端滑動(dòng)時(shí),負(fù)載上電壓的變化范圍約為0~E.顯然比限流時(shí)調(diào)節(jié)范圍大.合上開(kāi)關(guān)前滑片應(yīng)在A端,以使負(fù)載Rx兩端的電壓和通過(guò)的電流最小.
(2)方法選擇
通常以限流接法為主,但在下列三種情況下,必須選擇分壓連接方式:
①題目所提供的實(shí)驗(yàn)儀器最大允許電流、電壓不夠.
②變阻器電阻遠(yuǎn)小于被測(cè)電阻或遠(yuǎn)小于電路中串聯(lián)的其他電阻的阻值.
在變阻器電阻遠(yuǎn)小于被測(cè)電阻時(shí),若采用限流式接法,即使變阻器從一端滑至另一端,電路中電流變化仍極小,因此此時(shí)應(yīng)用分壓接法.
③要求回路中某部分電路的電壓從零開(kāi)始可連續(xù)變化,應(yīng)采用分壓接法.
2.改裝電流表和改裝電壓表怎樣對(duì)比?
小量程的表頭G改裝成電壓表V小量程的表頭G改裝成電流表A
內(nèi)部電路
R的作用分壓分流
擴(kuò)大量
程計(jì)算U=Ig(R+Rg)
R=UIg-Rg=(n-1)Rg
其中n=UUg=UIgRg
IgRg=(I-Ig)R
R=IgRgI-Ig=Rgn-1
其中n=IIg
電表的
總內(nèi)阻RV=Rg+RRA=RRgR+Rg
一、基本電路處理
【例1】如圖2-4-6所示,設(shè)R1=R2=R3=R4=R,求開(kāi)關(guān)S閉合和斷開(kāi)時(shí),A、B兩端電阻之比.
圖2-4-6
答案5∶6
解析用分支法簡(jiǎn)化電路,由A經(jīng)R1到B為第一支線;由A經(jīng)R2到C再到B為第二支線;由A經(jīng)R3到D再經(jīng)R4到B為第三支線;C、D間接S,如下圖所示.
S閉合,R4被短路,R1、R2、R3并聯(lián),故=R
S斷開(kāi),R3與R4串聯(lián)后再與R1、R2并聯(lián)
解得=R,所以∶=5∶6
二、電表的改裝
【例2】一電流表G,內(nèi)阻為R=10Ω,滿偏電流是15mA,把它改裝成量程為9V的電壓表,則連接電阻的阻值為多大?
答案590Ω
解析把電流表G改裝成量程為9V的電壓表,需串聯(lián)的
電阻R=U-UgIg=9-15×10-3×1015×10-3Ω=590Ω.
1.如圖2-4-7所示的電路,
圖2-4-7
R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器,滑動(dòng)觸頭C時(shí),電路的總電阻發(fā)生變化,以下情況正確的是()
A.C向左滑動(dòng),總電阻變小
B.C向右滑動(dòng),總電阻變小
C.C滑動(dòng)到最左端時(shí),總電阻為R0
D.C滑動(dòng)到最右端時(shí),總電阻為零
答案A
2.把電流表改裝成電壓表時(shí),下列說(shuō)法正確的是()
A.改裝的原理是串聯(lián)電阻有分壓作用
B.改裝成電壓表后,原電流表本身允許通過(guò)的最大電流值也隨著變大了
C.改裝后原電流表自身的電阻也增大了
D.改裝后使用時(shí),加在原電流表兩端的電壓的最大值不變
答案AD
3.如果圖2-4-8中電流表的內(nèi)阻是100Ω,怎樣在這個(gè)刻度盤上標(biāo)出相應(yīng)的電壓數(shù)據(jù)?
圖2-4-8
答案見(jiàn)解析
解析當(dāng)電流滿偏時(shí),I=Ig=3mA
故Ug=IgRg=3×10-3×100V=0.3V
當(dāng)I=2mA時(shí),U=IRg=2×10-3×100V=0.2V
當(dāng)I=1mA時(shí),U=0.1V
4.如圖2-4-9所示,R1=4Ω,R2=R3=2Ω,R4=4Ω,R5=6Ω,求A、B間的等效電阻.
圖2-4-9
答案3Ω
解析R2、R3串聯(lián),如果等效一個(gè)電阻R23,則R23=R2+R3=4Ω.R23與R4并聯(lián),設(shè)它們的等效電阻為R234,則R234=R23R4R23+R4=2Ω,此時(shí)R1與R234串聯(lián),設(shè)它們的等效電阻為R0,則R0=R1+R234=6Ω.R5與R0并聯(lián),它們的等效電阻就是A、B間的電阻值,則RAB=R0R5R0+R5=3Ω.
題型一電阻的串聯(lián)和并聯(lián)
有a、b、c、d四只電阻,
圖1
其中三只電阻的阻值一樣,只有一個(gè)電阻的阻值偏大.要找出這只電阻,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示電路,當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)測(cè)出有電流從P流向Q,下列說(shuō)法正確的是()
A.阻值偏大的電阻一定是a和d中的一個(gè)
B.阻值偏大的電阻一定是c和d中的一個(gè)
C.下一步可將a和d互換位置,根據(jù)PQ間電流的流向來(lái)判斷
D.下一步可將a和c互換位置,根據(jù)PQ間電流的流向來(lái)判斷
思維步步高電流的方向與什么因素有關(guān)?電阻的大小與電勢(shì)的高低什么關(guān)系?電阻互換會(huì)對(duì)電勢(shì)的高低有什么影響?
解析如果四個(gè)電阻的阻值都相等,則電流表中沒(méi)有電流,現(xiàn)在開(kāi)關(guān)閉合時(shí)電流從P流向Q,說(shuō)明P點(diǎn)的電勢(shì)高于Q,在電阻c上電勢(shì)降落的少,有兩種可能,a電阻大或者d電阻大.
答案AD
拓展探究如圖2所示三個(gè)完全相同的電阻R1=R2=R3,接在電路中,則它們的電壓之比為()
圖2
A.1∶1∶1B.1∶2∶2
C.1∶4∶4D.2∶1∶1
答案D
串并聯(lián)電路的基本特點(diǎn):①電流分配.串聯(lián)電路各個(gè)電阻上電流相等,并聯(lián)電路各個(gè)電阻上的電流之比等于電阻的反比.②電壓分配.串聯(lián)電路各個(gè)電阻上電壓和電阻成正比,并聯(lián)電路各個(gè)電阻上的電壓相等.
題型二電表的改裝
一直流電壓表,量程為1V,內(nèi)阻為1000Ω.現(xiàn)將一阻值在5000~7000Ω之間的固定電阻R1與此電壓表串聯(lián),以擴(kuò)大電壓表的量程.為求得擴(kuò)大后量程的準(zhǔn)確性,再給定一直流電源(電動(dòng)勢(shì)E為6~7V,內(nèi)阻可忽略不計(jì)),一阻值R2=2000Ω的固定電阻,兩個(gè)單刀開(kāi)關(guān)S1、S2及若干導(dǎo)線.
(1)為達(dá)到上述目的,將圖實(shí)3連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖.
圖3
(2)連線完成以后,當(dāng)S1與S2均閉合時(shí),電壓表的示數(shù)為0.90V;當(dāng)S1閉合,S2斷開(kāi)時(shí),電壓表的示數(shù)為0.70V.由此可以計(jì)算出改裝后電壓表的量程為_(kāi)_______V,電源電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______V.
思維步步高在所提供的儀器中沒(méi)有電流表,怎樣進(jìn)行電流的測(cè)量?電路還有R2=2000Ω的固定電阻怎樣進(jìn)行使用?為什么提供兩個(gè)單刀開(kāi)關(guān)?
解析(1)如下圖所示
(2)當(dāng)S1與S2閉合時(shí):ER1+RVRV=U1
當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí):ER1+R2+RVRV=U2
由以上兩式得R1=6000Ω,E=6.3V
改裝后的電壓表量程為Ug′=UgRV(R1+RV)=7V
答案(1)見(jiàn)解析圖(2)76.3
拓展探究一個(gè)電流表的滿刻度電流值Ig=0.6A,面板如圖4所示,那么它每一小格所相應(yīng)的電流是________mA,指針現(xiàn)在的電流示數(shù)是________A.如果這個(gè)量程為0.6A的電流表內(nèi)阻Rg=60Ω,要把這個(gè)電流表的量程擴(kuò)大成3A,那么應(yīng)該在Rg上________聯(lián)一個(gè)電阻RS,RS的大小應(yīng)是________;并聯(lián)RS后,測(cè)某一電流,指針仍指到如圖所示位置,則該電流是________A,并聯(lián)RS后,刻度盤上每一小格所代表的電流值是未并聯(lián)RS前的________倍.
圖4
答案200.34并151.75
解析該問(wèn)題考查電流表的讀數(shù)和改裝,當(dāng)滿偏刻度為0.6A時(shí),讀刻度板上面刻度,每十個(gè)小格是0.2A,所以每一個(gè)小格是0.02A,要想擴(kuò)大電流表的量程,應(yīng)該并聯(lián)一個(gè)電阻以便分流,所分的電流為2.4A,所以電阻是表頭內(nèi)阻的14.
電表改裝有一個(gè)根本性的問(wèn)題,那就是通過(guò)表頭的電流始終不變,之所以能夠改變量程是因?yàn)椴⒙?lián)電阻的分流或串聯(lián)電阻的分壓.
一、選擇題
1.儀器中常用兩個(gè)阻值不同的可變電阻來(lái)調(diào)節(jié)電路的電流,一個(gè)作粗調(diào),一個(gè)作細(xì)調(diào),這兩個(gè)變阻器可以按圖5甲串聯(lián)起來(lái)或按圖乙并聯(lián)起來(lái)再接入電路,已知R1阻值較大,R2阻值較小,則()
圖5
A.圖甲中R1作粗調(diào)B.圖甲中R1作細(xì)調(diào)
C.圖乙中R2作粗調(diào)D.圖乙中R2作細(xì)調(diào)
答案AC
解析在串聯(lián)電路中,電阻越大,分配電壓越大,調(diào)節(jié)大電阻會(huì)使電路中的電流和電壓分配產(chǎn)生很大的影響,所以用來(lái)做粗調(diào),而在并聯(lián)電路中,通過(guò)大電阻的電流小,調(diào)節(jié)大電阻對(duì)電路中的電學(xué)量影響不大,屬細(xì)調(diào).
2.用甲、乙兩個(gè)完全相同的電流表表頭改裝成量程分別為5V和10V的電壓表,串聯(lián)后測(cè)量12V的電壓,則()
A.兩表的電壓示數(shù)相同,均為6V
B.兩表頭的指針的偏角相同
C.兩表頭的指針的偏角不相同
D.兩表的電壓示數(shù)不同
答案BD
3.如圖6所示,
圖6
電壓U不變,閉合開(kāi)關(guān)S,先調(diào)節(jié)電阻箱R的電阻值到R1,使電流計(jì)指針轉(zhuǎn)到滿刻度,再把R調(diào)節(jié)到R2,使電流表的指針轉(zhuǎn)到滿刻度的23,電流表的內(nèi)阻等于()
A.R2-R1B.2R2-R1
C.R2-3R1D.2R2-3R1
答案D
4.
圖7
兩只定值電阻R1=10Ω,R2=30Ω,電壓表一個(gè),練習(xí)使用電壓表測(cè)電壓,電路連接如圖7所示,電源輸出電壓U=12V不變,先用電壓表與R1并聯(lián),電壓表示數(shù)為U1,再用電壓表與R2并聯(lián),電壓表示數(shù)為U2,則下列說(shuō)法正確的是()
A.U1一定為3.0V
B.U2一定小于9.0V
C.U1與U2之和一定為12V
D.U1與U2之和小于12V
答案BD
解析本題主要是運(yùn)用串并聯(lián)的知識(shí)討論電壓表對(duì)電路的影響.不接電壓表時(shí),R1、R2串聯(lián),電壓之比為U1′∶U2′=R1∶R2=1∶3,即U1′=3.0V,U2′=9.0V.當(dāng)電壓表并聯(lián)在R1兩端時(shí),U1U2=R1并R213,所以,U13.0V,同理,電壓表并聯(lián)在R2兩端時(shí),U29.0V,所以U1+U212V,B、D正確,A、C錯(cuò).
5.
圖8
在圖8所示的串聯(lián)電路中,通過(guò)電阻R1的電流I1滿足關(guān)系式()
A.I1=UR1
B.I1=U1R1
C.I1=U2R2
D.I1=U1R1+R2
答案BC
6.一同學(xué)將變阻器與一只6V,6~8W
圖9
的小燈泡L及開(kāi)關(guān)S串聯(lián)后接在6V的電源E上,當(dāng)S閉合時(shí),發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光.按圖9所示的接法,當(dāng)滑片P向右滑動(dòng)時(shí),燈泡將()
A.變暗
B.變亮
C.亮度不變
D.可能燒壞燈泡
答案B
解析由題圖可知,變阻器接入電路的是PB段的電阻絲,由于燈泡的額定電壓等于電源電壓,所以不可能燒壞燈泡.當(dāng)滑片P向右滑動(dòng)時(shí),接入電路中的電阻絲變短,電阻減小,燈泡變亮,B選項(xiàng)正確.
7.如圖10所示是兩個(gè)電阻R1、R2的
圖10
I-U圖線,將兩電阻R1、R2并聯(lián)后的電阻為R,則電阻R的U-I圖象在圖中()
A.區(qū)域ⅠB.區(qū)域Ⅱ
C.區(qū)域ⅢD.不能確定
答案A
解析當(dāng)兩電阻并聯(lián)后,其阻值比任一個(gè)電阻阻值都要小,A選項(xiàng)正確.
二、計(jì)算實(shí)驗(yàn)題
8.
圖11
一量程為100μA的電流表,內(nèi)阻為100Ω,現(xiàn)串聯(lián)一個(gè)9900Ω的電阻將它改裝成電壓表,則該電壓表的量程是多少?如果用改裝后的電壓表測(cè)量某一電路,電壓表示數(shù)如圖11所示.此時(shí)的電壓是多少?
答案1V0.80V
解析根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)有U=IgR+I(xiàn)gRg=10-4×(100+9900)V=1V,此時(shí)指針?biāo)硎镜碾妷簽?.80V.
9.
圖12
圖12為實(shí)驗(yàn)室常用的兩個(gè)量程的電流表原理圖.當(dāng)使用O、A兩接線柱時(shí),量程為0.6A;當(dāng)使用O、B兩接線柱時(shí),量程為3A.已知電流計(jì)的內(nèi)阻Rg=200Ω,滿偏電流Ig=100mA.求分流電阻R1和R2的阻值.
答案8Ω32Ω
解析并聯(lián)分流電路的特點(diǎn)就是電壓相同.在改裝的電流表中,各量程達(dá)到滿偏電流時(shí),通過(guò)“表頭”的電流仍為滿偏電流.
接O、A時(shí):IgRg=(I1-Ig)(R1+R2)
接O、B時(shí):Ig(Rg+R2)=(I2-Ig)R1
聯(lián)立以上兩式,把Ig=0.1A,Rg=200Ω,I1=0.6A,I2=3A
代入并解之得R1=8Ω,R2=32Ω
即量程為0.6A時(shí),(R1+R2)為分流電阻;
量程為3A時(shí),R1為分流電阻,R2為分壓電阻.
10.如圖13所示,
圖13
R1=2Ω,R2=3Ω,滑動(dòng)變阻器最大值R3=5Ω,則當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a滑到b的過(guò)程中,安培表示數(shù)的最小值為多少?
答案2A
解析設(shè)觸頭上部分電阻為xΩ,則下部分為(5-x)Ω
總電阻R=(2+x)(8-x)2+x+8-x=(2+x)(8-x)10
由數(shù)學(xué)知識(shí)可知當(dāng)2+x=8-x時(shí),即x=3Ω時(shí),R最大
此時(shí)Rmax=5×510Ω=2.5Ω
安培表的示數(shù)最小Imin=URmax=52.5A=2A