第十七章欧姆定律导学案.docx
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第十七章欧姆定律导学案
第17章欧姆定律
第1节电流与电压和电阻的关系
【学习目标】
1、了解导体中的电流与电压和电阻的关系;
2、学习并学会如何寻找各物理量间的定量关系;
3、进一步认识控制变量法的应用,学会从实验中进行科学归纳的能力。
【自学指导】
(知识链接)
(1)到目前为止,你学过的电学物理量有单位是、单位是、单位是。
(2)电压的作用是什么?
,表示符号。
(3)什么叫电阻?
,表示符号。
学点1:
探究电阻上的电流与两端电压的关系
1、此项探究实验中,应保持导体的不变,改变导体的两端,测出通过导体的,分析得出结论,这种实验方法称之为。
2、怎样才能改变导体的两端电压?
说出你的方法:
。
3、对于电流、电压和电阻的关系,你的猜想是:
①当电阻一定时,电流随电压的增大而;
②当电压一定时,电流随电阻的增大而;
4、你认为此实验中需哪些器材?
、、、、、、。
5、请你在左边虚线框内画出实验电路图,并按照电路图连接好右边的实物图。
6、实验步骤:
(连接电路时的注意事项:
)
(1);
(2);
(3);
(4)分析数据,得出结论。
电阻R不变时,研究通过它的电流与电压的关系
表一:
R=Ω
实验次数
电压(U/V)
电流(I/A)
1
2
3
分析表中数据,看看电阻一定时,电流与电压存在怎样的定量关系。
分析数据时也可采用图像法,用图像法有时会更直观的看出两个量间的变化关系。
请同学们根据上表的数据,在上图中画出各组数据对应的点,然后将各点平滑的连接起来,看看电阻一定时,电流与电压存在怎样的关系。
实验结论:
在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压。
学点2:
探究通过导体的电流与电阻关系
1、此项探究实验中,应保持导体的两端不变,改变导体,测出通过导体的电流,分析得出结论。
2、怎样改变导体的电阻?
;
怎样保持不同导体的两端电压不变?
。
3、你认为此实验中需哪些器材:
、、、、、、。
4、请你在左边虚线框内画出实验电路图,并按照电路图连接好右边的实物图。
5、实验步骤:
(1);
(2);
(3);
(4)分析数据,得出结论。
保持电阻两端的电压不变,研究通过它的电流与电阻的关系
表二:
U=V
实验次数
电阻(R/Ω)
电流(I/A)
实验结论
1
在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻
2
3
【能力提升】
1、某导体两端加上6V的电压时,通过导体的电流为0.3A,当导体中的电流为0.6A时,导体两端的电压为多大?
【达标测试】
1、()关于I=U/R的说法正确的是
A.电流和电压成正比B.电阻和电流成反比
C.导体的电阻一定时,通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比
D.对同一导体来说,它两端的电压和通过它的电流成正比
2、()关于R=U/I的说法正确的是
A.电路两端的电压越大,电路中的电阻越大
B.通过导体的电流减小,导体的电阻就增大
C.导体的电阻跟电压成正比,跟电流成反比
D.导体的电阻表示导体对电流阻碍的性质,不随电压、电流的改变而改变
3、()关于导体的电阻,下列说法正确的是
A.导体两端的电压增大,其电阻一定增大
B.导体中的电流增大,其电阻一定减小
C.若导体不接入电路,其电阻为0
D.导体的电阻与其两端电压及通过的电流无关
4、根据下列一组实验数据,可以得到的结论是()
导体两端电压
导体的电阻
通过导体电流
4V
5Ω
0.8A
4V
10Ω
0.4A
4V
20Ω
0.2A
A.导体电阻一定时,电压跟电流成正比B.导体电阻一定时,电流跟电压成正比
C.电压一定时,电阻跟电流成反比D.电压一定时,电流跟电阻成反比
第2节欧姆定律
【学习目标】
1.导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
用公式表示为
.对于一个导体,只要知道电流、电压、电阻中的两个量,就可以求出第三个量。
2.会用欧姆定律进行计算
【自学指导】
学点1欧姆定律
1.导体中的电流,跟导体两端的电压成,跟导体的电阻成。
用U表示导体两端的电压,R表示导体的电阻,I表示导体中的电流,用公式表示就是。
2.公式中各物理量的单位必须统一,I的单位使用,U的单位用,R的单位用。
3.定律中说的电流跟电压成正比,是在一定的情况下而言的。
电流跟电阻成反比是在一定的情况下而言的,即两个关系分别有不同的前提条件。
4.定律中所涉及的电流、电压、电阻,都是相对于同一段导体或同一段电路而言的,且是同一时刻。
学点2用欧姆定律解决实际问题
1.欧姆定律的变形公式为U=(已知、求)
和R=(已知、求)
对于一个导体,只要知道电流、电压、电阻中的两个量,就可以求出第三个量。
2.自学课本78页、79页例题,注意解电学题的步骤。
(1)根据题意画出电路图;
(2)在电路图上标明已知量的符号、数值、未知量的符号;
(3)利用相应公式进行求解。
【注意】:
(1)写出已知条件、原始公式;
(2)对物理符号尽量有必要的文字说明;(3)代入的数值要带单位;(4)最后说明所求的量,不必写答。
学点3了解酒精浓度检测仪
检查汽车驾驶员是否饮酒设备的电路如图甲,R为酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙,R0为定值电阻,电源电压不变。
当检测酒精气体
浓度增大时【】
A.电流表示数减小B.电压表示数增大
【能力提升】
某同学认为:
“由
变形可得
.这就表明,导体的电阻R跟它两端的电压成正比,跟电流成反比。
”这种说法对吗?
为什么?
【达标测试】
1.一个电熨斗的电阻是80Ω,接在220V的电压上,流过它的电流是多少?
2.一个定值电阻的阻值是10Ω,使用时流过的电流是200mA,加在这个定值电阻两端的电压是多大?
3.某小灯泡工作时两端的电压是2.5V,用电流表测得此时的电流是300mA,此小灯泡工作时的电阻是多少?
4.某同学把甲、乙两电阻接入电路,得到两电阻中的电流随电压变化关系图像如图所示.则甲、乙两电阻阻值的大小为R甲____R乙
5.如图2所示是某探究小组测量电阻时所得到的两个定值电阻A和B的电流和电压关系的图象,则RA=,RB=。
欧姆定律作业
1.在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如右图所示.则由图可知,元件A的电阻为 Ω,将A和B并联后接在电压为2.5V的电源两端,则通过A和B的总电流是 A.
2.()根据欧姆定律
,下列说法正确的是:
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻越小
B.导体两端的电压越高,这段导体的电阻越大
C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D.导体两端的电压越高,通过这段导体的电流就越大
3.()某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的I-R图像,下列结论与图像相符的是:
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
4.()如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电器中,比较这两段导体两端的电压及通过他们的电流的大小,则有:
A.UAB>UBC,IAB C.UAB>UBC,IAB=IBCD.UAB=UBC,IAB=IBC 5.()探究电流跟电压和电阻的关系时用如图所示电路,分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行,在“保持电阻不变”这一步中,实验的做法是: A.保持R'的滑片位置不变 B.保持R两端电压不变 C.保持R不变,调节R' D.保持电路中的电流不变 6.在探究“电流与电压、电阻的关系”的过程中,两小组同学提出了以下猜想: 小组1猜想: 电流可能跟电压成正比; 小组2猜想: 电流可能跟电阻成反比。 (1)小组1的做法是: 按图甲所示连接电路,此时开关应处于状态(填“断开”或“闭合”)。 保持定值电阻R=10Ω不变,闭合开关S后,调节滑动变阻器R′,得到多组数据。 在分析数据的基础上得出正确结论。 (2)小组2连接了如图乙所示的电路图。 实验步骤为: 让5Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为1.5V,记录电流表示数; 将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关后发现电压表示数大于1.5V,应将滑动变阻器的滑片向______(填“左”或“右”)移动,当观察到电压表示数为_________V时,记录电流表示数; 7.小敏用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压值为6V,改变电阻R的阻值。 调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值,描绘在乙图中,(图中四个黑点) (1)在丙图中,用笔线代替导线,将电压表正确连入电路; (2)在实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛注视(选填序号) A.变阻器滑片B.电压表示数C.电流表示数 (3)乙图中阴影部分面积表示的物理量是; (4)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障可能是【】。 A.电阻R处短路B.电阻R处断路 第3节电阻的测量(第一课时) 【学习目标】 1、会用电压表和电流表测电阻; 2、通过实验培养动手实验的能力和对实验数据进行分析处理的能力; 3、通过实验过程根据实验要求选择实验器材,培养思维和创造能力。 【自学指导】 1、欧姆定律的内容是什么? 公式是及推导公式、。 2、电流表和电压表的使用时的注意事项有哪些? 。 3、滑动变阻器的连接时的注意事项有哪些? 。 学点: 欧姆定律是一个很重要的电学定律,它不仅能帮助我们完成许多电路计算、电路设计工作,还给我们提供了一个间接测量电阻的方法——“”。 提出问题: 电流可以用测量,电压可以用测量,欧姆定律又确定了、、的关系,那么能不能用、测量一段导体的电阻呢? 制定计划和设计实验: 1、实验原理: 实验依据的原理就是欧姆定律的一个变形公式,我们用、同时测出灯泡工作时的和,就可以计算出它的,也就是间接测量出它的电阻。 这种测量电阻的方法就称为“”。 2、实验器材 、、、、、、。 3、实验电路: 画出实验电路如图所示,实验的实物图所示。 4、实验步骤: ①按所设计电路图连接实物电路。 ②检查无误后,闭合开关S,前后三次改变滑动变阻器R′的值,分别读出电压表、电流表的示数,填入下表格。 ③实验记录: ④计算出各次的电阻值,并求出电阻的平均值R=Ω。 你这样处理数据的好处是: 。 ⑤试分析滑动变阻器在电路中的作用、 5、实验注意事项: ①连接线时,开关要处于状态。 ②闭合开关前变阻器R′的滑片P要处于位置; ③注意认清电压表和电流表的正负接线柱,接入电路时,要让电流从接线柱流入,从接线柱流出,不得反接。 同时还要注意电压表和电流表的量程,无特殊要求说明时,一般使用小量程。 ④比较实验中算出的各次电阻值,电阻跟电压和电流有关系吗? 。 【能力提升】 1、小明利用“伏安法”测小灯泡的电阻,已经记录三组数据如下表,请你将表中的空白,格帮小明补上。 2、小明处理完数据后发现,三次测得的灯丝电阻相差较大,与其他同学交流也是同样的情况,你认为出现这种结果的原因是 。 【达标测试】 1、用 和 测电阻的方法叫 法,其原理是 。 2、用伏安法测定值电阻实验中,滑动变阻器所起作用是 ,改变被测导体中的电流和两端电压三次是为了 。 3、在测量小灯泡电阻实验中,(能/不能)求平均值,因为,测量定值电阻试验中(能/不能)求平均值,原因是。 电阻的测量(第一课时)作业 1、小明做用伏安法测量小灯泡电阻的实验,小灯泡的额定电压为2.5V,已经连接如上图所示电路。 (1)同组的小琴又给他补接了两根导线使电路完整,请你将这两根导线画出来。 (2)连接电路时,应将开关__________,经检查电路连接无误,闭合开关之前,应将滑片滑到滑动变阻器的 端(填“A”或“B”),目的是为了保护电路。 (3)闭合开关S后发现电压表有示数,而电流表无示数,可能是以下原因的________造成的(填代号)。 A.灯泡L短路B.灯泡L断路C.滑动变阻器某处开路D.开关S接触不良 (4)故障排除后小明利用上面的电路测小灯泡的电阻,已经记录三组数据如上表,请你将表中的空白,格帮小明补上。 (5)小明处理完数据后发现,三次测得的灯丝电阻相差较大,与其他同学交流也是同样的情况,你认为出现这种结果的原因是 。 2、在测量定值电阻的实验中: (1)连接电路时开关应__________。 (2)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整。 (3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至(选填“A”或“B”)端。 小青闭合开关后,移动滑片P到某一点时,电流表示数为0.2A,电压表示数如图所示,为V,计算出的电阻值为Ω。 (4)小青仅把这一次实验测量所得的阻值作为最后的结果,你认为合适吗? ,理由是。 (5)如图所示是其他两组同学根据测得数据作出的,I-U图像,分析图像可知 RaRb(选填“>”、“=”或“<”)。 (6)小珍连接好电路后闭合开关,发现无论如何移动变阻器的滑片P,电压表、电流表均有示数,但都不改变,原因可能是。 (写出一种即可) 3、如图所示为电流表、电压表测电阻的实物连接图。 (l)在框内画出该实验的电路图 (2)在闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P滑到_______端(根据实物图作答) (3)在某次实验时,电流表和电压表示数如图所示,其电流表示数为_______A,电压表示数为_______V,则该电阻的阻值为_______Ω。 4、测量一只额定电压为2.5V的小灯泡正常工作时的电阻,请回答下列问题。 (1)如图是即将完成的该实验的电路图。 请在图中三个“○”内正确填入“灯泡”、“电流表”和“电压表”的电路符号,完成该电路图 (2)按电路图连接完电路,闭合开关快速试触的瞬间,电流表和电压表出现了如图4所示的情况,经检查,所有仪器、元件完好。 请分析出现以上现象的可能原因(两表各写一条)。 电流表: .电压表: . (3)问题解决后,再次接通电路,为使小灯泡能正常发光,应调节滑动变阻器使电压表示数为V。 小灯泡正常发光时,电流表的示数为0.25A,该灯泡正常工作时的电阻是______Ω。 5、某同学在“用电流表、电压表测电阻”实验中,所用电源电压为4伏且不变,滑动变阻器标有“10Ω2A”的字样。 该同学正确连接电路,在闭合电键后,观察到电流表示数为0.21安,移动滑动变阻器的滑片到变阻器的中点时,电流表的示数为0.27安,继续移动变阻器的滑片,当变阻器接入电路的电阻为零,观察到电流表的示数为0.4安。 根据实验过程,把表格填写完整(电阻值保留一位小数)。 第3节电阻的测量(第二课时) 【学习目标】 1、学会在缺少电流表或电压表的情况下测量未知电阻的阻值; 2、学会自己选择器材并设计实验测量未知电阻的阻值。 【自学指导】 伏安法测电阻的的原理是,根据伏安法测电阻的实验原理可知,测量未知电阻的阻值关键是测量出该电阻的和,而这两个量的测量必须用到表和表。 如果在题目中缺少电流表或电压表的情况下,我们将如何进行电阻阻值的测量呢? 学点: 特殊方法测未知电阻的阻值 一、安阻法: 只有电流表,和一只已知阻值的定值电阻(R0)。 方法 (一): ⑴先后两次测出通过R0和Rx的电流I2和I1。 ⑵Rx的计算式: 方法 (二): 安滑法 用一个电流表,且有一只滑动变阻器,方法如下: ⑴闭合开关,测出通过当滑动变阻器阻值最大(最大电阻为Rm)时的电流值I1和当滑动变阻器阻值最小时的电流值I2。 ⑵Rx的计算式: 2、 伏阻法: 只有电压表,和一只已知阻值的定值电阻, 方法 (一): ⑴当S1闭合,S2断开时,电压表测的是R0两端电压U0。 ⑵当S1、S2都闭合时,电压表测的是电源电压U。 ⑶Rx的计算式: 方法 (二): 伏滑法 ⑴闭合开关,测出当滑动变阻器阻值最大(最大电阻为Rm)时Rx两端的电压值U1和当滑动变阻器阻值最小时的电压值U2。 ⑵Rx的计算式: 三、等效替代法 方法: 4、当S扳到A时电流表的示数为I,再将S扳到B时,调节R0(电阻箱)的电阻,使电流表示数仍为I, (2)则此时电阻箱的示数即为待测电阻Rx的阻值, 【能力提升】 1、额定电压为3.8V的小灯泡测出正常发光时的电阻。 已知器材有: 电流表、定值电阻(阻值为10欧)、电源(电压足够高)、开关、导线、滑动变阻器。 要求根据设计好的电路,写出实验步骤并写出灯泡正常发光时的电阻Rx的数学表达式。 【达标测试】 1、如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路,其中不可行的是( ) 2、用图甲示电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中Rx为待测电阻,R为电阻箱,s为单刀双掷开关,R0为定值电阻。 某同学用该电路进行实验,主要步骤有: A.把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I; B.读出电阻箱的示数R; C.把开关S接a点,读出电流表示数为I; D.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大 (1)上述步骤的合理顺序是___________________。 (2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示,则它的示数为_____Ω.若已知R。 的阻值为1OΩ,则待测电阻的阻值为 Ω。 (3)本实验采用的物理思想方法可称为_________(“控制变量法”或“等效替代法”) 电阻的测量(第二课时)作业 1、用如图所示的电路来测量未知电阻RX的阻值,R0阻值已知。 (1)将实验过程补充完整: a.对照电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处; b.闭合开关,________________________。 c.断开开关,整理器材。 (2)用测量所得的物理量和已知量符号表示出待测电阻RX=___________。 (3)写出本实验中滑动变阻器的作用: _____________________________________ 2、根据电路图以及对应的实验步骤,写出未知电阻Rx的数学表达式 ⑴当S1闭合,S2断开时,电流表测的是通过R0的电流I0 ⑵当S1断开,S2闭合时,电流表测的是通过Rx的电流Ix ⑶Rx的计算式: 3、根据题目中所给的电路图,设计实验步骤,写出未知电阻Rx的数学表达式。 步骤一: 步骤二: Rx= 4、根据题目中所给的电路图,设计实验步骤,写出未知电阻Rx的数学表达式。 步骤一: 步骤二: Rx= 5、根据电路图,完善实验步骤,求出未知电阻Rx (1)先开关,把开关打到,调节滑动变阻器,使电压表有一合适的示数U0。 再把开关打到,调节电阻箱的阻值,使 (2)则此时即为待测电阻Rx的阻值, 第4节欧姆定律在串并联电路中的应用(课时1) 【学习目标】 1、了解运用欧姆定律和电路特点推导串、并联电路中电阻关系的过程 2、掌握串、并联电路中电阻的关系(特点) 3、会用串、并电路中电阻的关系进行简单计算 4、通过实验了解等效的研究方法 5、运用欧姆定律和串、并联电路的特点探究串联分压、并联分流的问题 【自学指导】 类比: 两个小孩共同提起一桶水,一个大人也能提起这桶水。 一个大人的作用效果与另两个小孩的作用效果相同。 也就是说一个力的作用效果与另外两个力的作用效果是等效的。 复习: 1、串联电路中电流有什么特点? I_____I1_____I2 2、串联电路中电压有什么特点? UU1_____U2 3、并联电路中电流有什么特点? I_____I1_____I2 4、并联电路中电压有什么特点? UU1_____U2 学点1: 弄清什么是等效电阻 1、两图中电压有什么关系? ____________________ 2、两图中电流有什么关系? ____________________ 3、在电压相同的情况下,甲、乙两图中电流表的示数相同,这表明两个电阻R1和R2共同对电流所产生的效果与一个电阻R对电流产生的效果有什么关系? _______________ 电路中R1和R2串联,跟电路中只有R,效果是相同的。 那么电阻R就是R1和R2串联后的等效电阻。 这种方法叫等效替代法。 学点2: 串联电路中电阻的关系 ①电路图: ②串联电路中的电阻关系推导: 串联电路的特点是: 电流, 总电压等于。 即: II1I2 U=+......................①式 根据欧姆定律有: U1=...............................②式 U2= ..............................③式 用R表示R1、R2的总电阻(等效电阻),则左图等效为右图。 对于右图,根据欧姆定律有: U=.............................④式 把②式、③式、④式带入①式有: IR=+ 整理得: R=+ 从而,我们可以总结出串联电路中的电阻关系: 串联电路中,等效电阻(总电阻)等于各串联电阻之。 注意: (1)把几个导体串 联起来,相当于增加了导体的,其总电阻一定比任何一个导体的电阻.(串联电阻的实质)串联电阻越多总阻就越。 (2)当有多个电阻串联时,应有R=R1+R2+…+Rn,n个阻值均为R0的电阻串联,其总电阻为R=R0. 小练习: 把0.1Ω,10Ω的电阻串联接入电路,总电阻为多少? 把5Ω,30Ω的2个电阻串联接入3.5V的电路,电路中电流为多少? 学点3: 并联电路中电阻的关系 ①电路图: ②并联电路中的电阻关系推导: 并联电路的特点是: 电流规律, 电压规律。 即: UU1U2 I=+…………………………①式 根据欧姆定律有: I1=U1/R1………………………………………………………②式 I2=U2/R2………………………………………………………③式 用R表示R1、R2的总电阻(等效电阻),则左图等效为右图。 对于右图,根据欧姆定律有: I=…………………………………………………………④式 把②式、③式、④式带入①式有: 整理得: 从而,我们可以总结出并联电路中的电阻关系: 并联电路中,等效电阻(总电阻)的倒数等于各并联电阻的倒数之。 注意
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