(共37张PPT)
第十四章 探究欧姆定律
14.3 欧姆定律的应用
沪粤版 新课
一段导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比关系,跟这段导体的电阻成反比关系。这就是欧姆定律。
乔治·西蒙·欧姆(Georg Simon Ohm,1789年3月16日——1854年7月6日),德国物理学家
旧知复习
新课导入
上面是汽车油量表,它用的了哪些物理知识?
杠杆知识、串联电路、欧姆定律等
物理知识在生活中有着广泛的应用,欧姆定律是电学的重要定律,同样有着广泛的应用。
新课导入
现在有一电阻器,上面所标的阻值看不清楚,但是又想知道阻值的大小,你能想出办法呢?
我们一起学习电阻的测量——
用电流表、电压表测电阻(伏安法测电阻)
一、测小灯泡工作时的电阻
(1)原理:
R
I
U
=
____
U
I
R
=
____
把待测小灯泡L接入电路中,用电流表测出通过的电流I,用电压表测出两端的电压U,根据可以计算出电阻值的大小。
这就是伏安法测电阻
A
V
L
S
(2)设计实验
①电路图
A
V
L
S
方案一
方案二
方案一:通过改变电池的节数改变小灯泡两端的电压。
方案二:使用滑动变阻器改变小灯泡两端的电压。
选择方案二
A
V
L
R'
S
P
2、实验步骤
②设计实验表格:
实验 序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 小灯泡亮度
1
2
3
2、实验步骤
③实验器材
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、
导线、待测灯泡
④实验原理:
R =
U
I
3、进行实验
①按电路图连接电路;
注意:
A、连接电路时开关要处于断开状态。
B、闭合开关前要将滑片P移动至阻值最大处。(目的是为了保护电路)
C、电流表和电压表选择合适的量程,正、负接线柱要接正确。
②检查电路无误后,闭合开关,调节滑动变阻器,从尽可能小的电流逐步调至灯泡正常发光,用手触摸观察灯泡的亮度并记录电流表和电压表的示数
3.进行实验
按电路图连接电路
A
V
L
R'
S
P
测小灯泡工作时的电阻
3、分析数据,得出结论
结论:小灯泡的电阻随温度的升高而增大
实验 U/V I/A R/Ω 灯泡亮度
1 2.0 0.26 7.69 发光较暗
2 2.5 0.28 8.93 正常发光
3 2.8 0.30 9.33 发光较亮
问题:在电路图中为什么要接个滑动变阻器呢?
实验中需要多测几组电流和电压的数据,分别算出相应的电阻R,进行比较。
目的是:探究小灯泡电阻与温度的关系
A
V
L
R'
S
P
二、测定值电阻阻值大小
(1)原理:
R
I
U
=
____
U
I
R
=
____
把定值电阻接入电路中,用电流表测出通过的电流I,用电压表测出两端的电压U,根据可以计算出电阻值的大小。
A
V
R
S
(2)设计实验
①电路图
方案一
方案二
方案一:通过改变电池的节数改变待测电阻两端的电压。
方案二:使用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压。
选择方案二
A
V
R
S
A
V
R
R'
S
P
问题:在电路图中为什么要接个滑动变阻器呢?
实验中需要多测几组电流和电压的数据,分别算出相应的电阻R,进行比较。
目的是:多次测量求平均值,减小实验误差
A
V
R
R'
S
P
2、实验步骤
②设计实验表格:
实验 序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω
1
2
3
2、实验步骤
③实验器材
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、
导线、待测电阻
④实验原理:
R =
U
I
3、进行实验
A
V
R
R'
S
①根据电路图连接电路
测定值电阻的阻值大小
3、分析数据,得出结论
结论:定值电阻阻值大小R=10Ω
实验 U/V I/A R/Ω 电阻平均值R/Ω
1 1 0.1 10
10
2 2 0.2 10
3 3 0.3 10
小明同学在“伏安法测电阻”的实验中:
(1)在连接电路时,开关S应处于 的状态,滑动变阻器的滑片P应放在电阻最 的位置。
(2)小明同学连接了如图甲的电路,闭合开关,电流表 示数,电压表 示数。(两空均选填“有”或“无”)
(3)他仔细检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在答图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线。
断开
最大
有
无
(4)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为2V时,观察到电流表示数如图乙所示,他记下数据并算出电阻R的阻值为 Ω。
(5)同组小斌同学继续向 (选填“A“或“B”)端移动滑片P,适当增大电阻R两端的电压,并进行了多次测量计算电阻的平均值从而减小实验误差。
10
A
三、欧姆定律的应用
①酒精测试仪
实际上是由酒精气体传感器(相当于随酒精气体浓度变化的变阻器R)、一个定值电阻R0及一个电流表(或电压表)串联组成。
S
R0
R
A
三、欧姆定律的应用
②原理:
酒精气体传感器的电阻值R随酒精气体浓度的增大而减小,如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,那么传感器的电阻值R越小,根据欧姆定律I=U/R可知,电路中的电流越大,即测试仪的示数越大。
S
R0
R
A
三、欧姆定律的应用
②车重表
图为某同学设计的高速公路收费站计重秤的原理图。该原理图中,R2为滑动变阻器。若车重表是由电流表改装而成,现将它串联在图中位置,则当车越重时,变阻器的滑片向下滑,连入电路的阻值变小,电路中的电流变大,即车重表的示数将变大。
课堂小结
1、伏安法测小灯泡的电阻
原理:
电路图
实验注意现象及结论
2、应用
巩固练习
1. (2023年湖南长沙)小明用图甲所示的电路来测未知电阻R的阻值,图乙是他连接的实验线路。
(1) 图乙中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,并画线改到正确的位置;
(2)图丙是正确连接电路后某一次实验时电表的示数,则被测电阻此次的测量值为___________Ω。
6
巩固练习
(3)小霞用图甲所示的电路测未知电阻时,闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,老师告诉她故障只有一处,发生在开关或滑动变阻器上,小明帮她提出两种检测故障的方案。
方案一:互换电流表和电压表的位置,闭合开关后观察电表的示数。
方案二:把电压表拆下来并联在开关的两端,闭合开关后观察电压表的示数。
你支持方案___________,根据所选方案写出电表示数的情况和对应的故障____________________________________________ 。
二
当电压表示数不为0时故障是开关断路,当电压表示数为0时故障是滑动变阻器断路
2. (2023年山东济宁)小明家的屋顶上有一个水池,图是他设计的一种自动测量水池内水位高低的装置,R'是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端。从水位表(用电流表改装)指针的刻度,就可知道水池内水位的高低。下列对装置的设计方案提出的建议,可行的是( )
A. 用电压表改装水位表,并与R'并联
B. 用塑料材料制作杠杆AB
C. 用软绳连接杠杆A端与浮标
D. 用导线代替电阻R'接通电路
A
巩固练习
3.小华设计了一种输液提示器,能在护士站观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时,为使电压表示数随之减小,符合要求的电路图是( )
C
巩固练习
4. (2023年湖南长沙)小明有一个可以显示水温的“智能水杯”。为了研究“智能水杯”内部的电路,老师准备了恒压电源、开关、导线若干、定值电阻 、热敏电阻 、电流表和电压表,小明在其中选择部分器材设计了如图甲所示的电路来模拟“智能水杯”的功能。其中热敏电阻 的阻值随温度变化关系如图乙所示,图中电表的示数可以反映温度的高低。开关闭合后,关于这个电路的说法正确的是( )
A. 图中电表是电压表
B. 图中电表是电流表
C. 热敏电阻温度越高,图中电表的示数越小
D. 热敏电阻温度越高, 两端的电压越小
B
巩固练习
5(2023年四川内江)计算机鼠标内装有自动控制传感器,其工作原理电路如图所示。物体M在导轨上左右移动时,可带动与之相连的滑动变阻器滑片P左右移动,通过电压表示数变化可反映出物体M移动的距离。当物体M向右移动时( )
A. 电流表示数不变,电压表示数变小
B. 电流表示数变大,电压表示数变大
C. 电压表示数和电流表示数的比值变大
D. 电压表示数和电流表示数的比值不变
C
巩固练习
6.如图所示是某电子秤内部简化电路。R0是定值电阻,Rx是压敏电阻,阻值随压力增大而减小,电源电压保持不变。闭合开关,当Rx上压力增大时,随之减小的是( )
A.通过Rx的电流
B.通过R0的电流
C.Rx两端的电压
D.R0两端的电压
C
巩固练习
7. (2023年山东临沂)如图所示电路的电源电压为1.5V,电阻R1的阻值为2Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3A,则( )
通过R1的电流大于0.3A
B. 电阻R1和R2是并联的
C. 电压表的示数为0.9V
D. 电阻R2的阻值为3Ω
D
巩固练习
8. (2023年四川宜宾)如图所示,电源电压保持不变, 是定值电阻,R是光敏电阻,其阻值随光照的增强而减小。闭合开关,逐渐减小R的光照强度,电表示数的变化情况是( )
A.电流表和电压表示数均变大
B. 电流表和电压表示数均变小
C. 电流表示数变大,电压表示数变小
D. 电流表示数变小,电压表示数变大
D
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