第十四章 欧姆定律
14.1 电阻
【学习目标】
1.通过实验尝试改变电路中电流的大小,从中认识导体能够导电的同时又对电流有阻碍作用的性质,了解什么是电阻,通过实验探究影响金属导体电阻的因素,知道电阻的常用单位及其换算关系。
2、初步了解导体、绝缘体、半导体、超导体的电学特征,了解半导体、超导体的应用对人类生活和社会发展的影响。
【学习过程】
活动一:尝试改变电路中的电流大小
1.阅读课本活动14.1,按照实验电路图,连接实物。
2.思考有哪些方法来改变电路中电流的大小? 、 。
3.影响电路中电流大小的两个因素是:
一是电路两端的 ,二是连接在电路中的 。
4.不同导体接在同一个电路中,电流大小 (相同/不同),表明不同导体对电流的阻碍作用一般 (相同/不同),物理学中用 表示导体对电流的阻碍作用。
5.电阻用字母 表示,电阻的单位为 ,简称 ,用符号 表示。其他常用单位还有: ,电阻单位之间的换算关系 。
6.单位换算:50mA=________A;3.8V=________mV;1MΩ=_________Ω
活动二:探究影响导体电阻大小的因素
提出猜想:影响导体电阻大小的因素可能有: 、 、 。
设计实验:(1)、如何将导体的电阻“显示”出来呢?
(2)、根据猜想你需要怎样的一些电阻线?
(3)、你还需要哪些实验器材完成实验电路?
(4)、画出实验电路图:
进行实验:实验探究影响导体电阻大小的因素并将实验数据填入课本88页的表格中。
得出结论:1、在 和 相同时,导体的长度越 电阻越 。
2、在 和 相同时,导体的横截面积越 电阻越 。
3、在 和 相同时,导体的电阻与 有关。
大量实验结果表明,导体的电阻与 、 、 有关
拓展:导体的电阻还与 有关。电阻是导体本身的特性,大小取决于其自身特点。与加在它两端的电压和通过它的电流无关。
活动三:阅读课本“读一读”材料,回答下列问题
(1)、导体和绝缘体的区别是什么?
(2)、生活中有哪些常见的导体和绝缘体?
(3)、导体和绝缘体有没有绝对界限?
(4)、什么是半导体?有没有电阻为零的导体?
当堂反馈
1.下列关于电阻的几种说法中正确的是( ).
A.长导线的电阻比短导线的电阻大
B.粗导线的电阻比细导线的电阻大
C.铁导线的电阻比铜导线的电阻大
D.电阻是导体对电流的阻碍作用,是导体本身的一种属性
2.为了研究电阻跟哪些因素有关,实验中必须( ).
A.保持一个因素不变,改变其它因素,比较电阻中电流的大小
B.同时变化多个因素,保持其它因素不变,比较每次电阻中电流的大小
C.一次只改变某一因素,保持其它因素不变,比较每次电阻中的电流大小
D.保持电阻两端的电压不变,同时改变某一个或几个因素,比较电阻中的电流大小
3. 下列关于各种材料的说法正确的是( )
A、铝、橡胶、塑料都是很好的绝缘材料
B、超导体是一种电阻很大的材料
C、纳米材料可以大大提高材料的强度和硬度
D、用半导体材料可以制成性能优良的输电线
4. A、B是两根材料相同,长度相同的导体,如果A导体的横截面积是0.5cm2,B导体的横截面积是5mm2,则导体A的电阻 (大于/小于)导体B的电阻。
5、将一根导体对折后并成一条,它的电阻将变 (填“大”“小”),原因是导体的 不变, 变大, 变小所致
6、将一根导体均匀拉长后,它的电阻将变 (填“大”“小”),原因是导线的 不变, 变大, 变小所致。
7、 如果导体两端的电压是1V,通过的电流是1A,那么这段导体的电阻就是1Ω.对于这段导体来说,当通过它的电流是2A时,它电阻是 Ω;当它两端的电压是0V时,它的电阻是 Ω.
6.某同学在温度一定的条件下,做“探究影响导体电阻大小的因素”的活动,采用了控制变量的方法,下表给出了实验中所用到的导体情况.
导体代号
A
B
C
D
E
F
长度/m
1.0
0.5
1.5
1.0
1.5
1.5
横戴面积/mm2
1.2
0.8
1.0
0.6
0.8
1.0
材料
锰铜
钨
镍铬
锰铜
钨
锰铜
(1)选择B、E导体进行对比,是为了探究导体电阻大小与__________的关系;
(2)为了探究导体电阻与的横截面积关系,应选择的两根导体是D和______。
(3)为了探究导体电阻与材料的关系,应选择的两根导体是 和______
(4)一般说来,所有物体都有电阻.探究过程中,有同学提出猜想:电阻还可能跟温度有关.请用导体B设计一个实验来研究这个问题,说出方法,并画出电路图
第十四章 欧姆定律
14.2 变阻器
【学习目标】
1、理解滑动变阻器的工作原理
2、能正确分析电路中滑动变阻器滑片移动的方向与接入电路的电阻大小关系
【学习过程】
活动一:理解变阻器的原理
1.由上节课的实验知道:可以通过改变电阻的 、 、 来改变电阻的大小。而其中哪种方法是最简便的呢?
2.提问:如何实现台灯亮度的连续调节呢?
3.演示实验:用铅笔芯使电路中的电流连续地变化。
N端固定,闭合开关,将M端在铅笔芯上左右移动。
(1)当M端向左移动时,接入电路中的铅笔芯长度变 ,电流表的示数 ,灯的亮度 。
(2)当M端向右移动时,接入电路中的铅笔芯长度变 ,电流表的示数 ,灯的亮度 。
这个实验中,引起电流变化的原因是什么?
总结:滑动变阻器的工作原理: 。
活动二: 学习使用滑动变阻器
1.滑动变阻器结构
2.滑动变阻器的结构示意图、电路符号
3.滑动变阻器的规格铭牌上的“50Ω 2A的含义,则其中“50Ω”表示 ;
“2A”表示 .
4.滑动变阻器的连接
滑动变阻器接入电路的有 个接线柱,画出几种接法,试分别用红笔涂抹该种接法使用的是AB段的哪部分电阻。
实验:滑片P由左向右滑动
接法
灯泡亮度
电流变化
电阻变化
有电流的部分
AB
AC
AD
BC
BD
CD
思考上述6种接法中(1)、有效果相同的吗? 有无效的接法吗?
(2)、你认为正确的接法是
(3)、用哪一部分电阻丝主要取决于上端还是下端的接线柱 。电阻的变化由
与 接线柱之间的电阻丝的长度决定,距离越大,电阻越大;距离越小,电阻越小。
(4)、滑动变阻器接入电路时是串联还是并联接入:
(5)、为了保护电路,滑动变阻器在接入电路前你认为滑片应放在什么位置好?
当堂反馈
1. 如图1所示的电路,AB是一段电阻丝,当导线夹由A向B移动的过程中,接入电路的电灯亮度将 ( ).
A.变亮 B.变暗 C.不变 D.无法判断是否变化
2.如图2是连入电路的两只相同的电阻箱,甲图连入电路的阻值为 Ω;乙图连入电路的阻值是 Ω,这种电阻箱连入电路的最大阻值是 Ω.
3.在如图3所示的电路中,用滑动变阻器控制灯的亮度,若要求滑片P向左端滑动时灯逐渐变亮,则下列接法正确的是( )
A.M接C,N接D B.M接A,N接B
C.M接C,N接B D.M接A,N接D
4.某班同学做“用滑动变阻器改变电流”的实验,电路如图4所示.
(1)连接实物时,开关应当 ,滑片P应移到最 端(选填“左”或“右”);
(2)开始实验后,甲同学发现无论怎样移动滑片P,灯的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是 ;乙同学发现无论怎样移动滑片P,灯一直很亮,这可能是 ;丙同学缓慢移动滑片P时,看到灯忽然亮又忽然不亮,这可能是 .
5、如图所示,是一种可以改变收音机大小的电路元件结构示意图,a、b、c是固定的铜片,d是一段弧形电阻,e是一端连接在b上、另一端可在d上滑动的铜片。为了使滑片e逆时针转动时音量减小(即该电路的电流变小),那么应该将该元件的铜片b和铜片 接入电路。
6. 如图所示是一种测定邮箱内油量的装置,R1是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指刻度,就能知道邮箱内油量的多少。则( )
A.油量增加,R1的电阻值增大,油量表指针偏转变小
B.油量增加,R1的电阻值减小,油量表指针偏转变大
C.油量减少,R1的电阻值增大,油量表指针偏转变大
D.油量减少,R1的电阻值减小,油量表指针偏转变小
14.3 欧姆定律(一)
【学习目标】
经历探究通过导体的电流与电压、电阻的关系的实验研究过程,从而能较熟练地运用图像处理实验数据,了解电流与电压、电阻间的正比、反比关系。
能说出欧姆定律的内容、公式及其涉及的单位。
理解欧姆定律,能进行欧姆定律公式的变形,理解应用公式时要注意“同体性”和“同时性”,会在新的问题情境中,应用欧姆定律进行解释、推断和计算。
学习用数学公式来表达物理规律的方法,体会这样做的优势。
【学习过程】
活动一、探究电流与电压和电阻的关系
问题 如何使灯泡变暗
现象(1):前面做过实验:在一个小灯泡的电路中,当电源一节干电池代替两节干电池时,小灯泡变得更 ,电流表的示数会变 。
现象(2):把一电阻接入电路,小灯泡变 ,同时电流表的示数变 ;
问题 相同的灯泡但放光的程度却不同,说明流过得电流不同,电流的大小与什么因素有关?可能是什么关系?
猜想(1): (2):
设计实验方案:
(1)在验证猜想1的实验中,需要控制 ,改变 ,通过电流表来观察通过电阻R的电流I的变化情况。
实验
次序
电压U/V
电流I/A
①
②
③
A、探究电路图的设计:
B、探究表格的设计
完成实验,数据分析
连接电路时的注意点: 1、连接电路的过程中,开关必须处于 状态;
2、在接通电路前,滑动变阻器的滑片要放在 位置。
画出图像
结论:
注意:滑动变阻器的作用
(2)在验证猜想2的实验中,控制 ,而探究电流I与电阻R的关系
方法:把阻值成倍数关系的不同电阻分别接入电路,并通过调节滑动变阻器来控制电阻两端的电压保持某一固定值不变,再观察电流的变化情况,找出电流与电阻的关系。
U=___ V
实验
次序
电阻R/Ω
电流I/A
①
②
③
完成实验,数据分析
结论:
画出图像
注意:滑动变阻器的作用
实验小结:这两组同学设计的表格中,都安排了三次实验,老师想知道为什么?
活动二、欧姆定律
阅读课本98页
欧姆定律内容是 。
欧姆定律公式 变形公式 、 。
注意点:(1)同一性和同时性;
(2)注意各物理量的单位;
(3)要牢记电阻是导体 的一种性质,它的大小只与导体的 、 、 有关,与它两端的电压和通过它的电流是 的。
例:1、如图所示,电压表和电流表的求数分别4.8V和0.32A,求未知电阻R是多大?
2、一段导体两端的电压是2V时,导体中的电流是0.2A,如果电压增大到9V时,导体中的电流变为多大?
【当堂反馈】
1、由欧姆定律可以得出R=U/I,对此表达式的说法正确的是( )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比; B.导体的电阻跟通过它的电流成反比;
C.导体两端的电压为零时,导体电阻为零; D.以上说法都不对。
2.某导体电阻为20Ω,若通过该导体的电流为0.3A,则导体两端的电压为 V.当该导体两端电压为3V时,该导体电阻为 Ω.
3.一个电阻,两端加1V的电压时,通过的电流是200mA,它的电阻值是 Ω;若在它两端加2V的电压,则它的电阻是 Ω,通过的电流是 A.
3.如右图所示的电路,在“研究电流跟电阻关系”时:
(1)为了达到研究目的,实验过程中必须保持 不变.
(2)当开关S闭合后,电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.4 A,现将阻值为5Ω的电阻R换成阻值为10Ω的电阻接入电路来进行研究,则下一步应进行的操作是 .
4.如下图所示电路,电源电压保持不变.在甲图中,闭合开关S,电压表示数为4V,电流表示数为0.4A;乙图中,闭合开关S,电压表示数为6V.求:
(1)R1 、R2的阻值;
(2)乙图中电流表示数.
14.3欧姆定律(二)
【学习目标】
1、理解欧姆定律,能进行欧姆定律公式的变形,理解应用公式时要注意“同体性”和“同时性”,会在新的问题情境中,应用欧姆定律进行解释、推断和计算。
2、电阻的变化判断
【学习过程】
活动一、探究电流与电压电阻的关系
1.小明同学想探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路图(电源电压恒为6V)。
(1)根据小明设计的甲图,用铅笔连线将乙图的实物图连接完整。
?实验序号
电压/V
电阻/Ω
电流/A
1
4
10
0.4
2
?
20
?
?(2)小明将第一次实验得到的数据填入了右边表格中,然后将E、F两点间的电阻由10Ω更换为20Ω,调节 ,直到____________为止。此时电流表的指针位置如图丙所示,请把测得的电流数值填入上表。?
(3)小明根据实验数据得到如下结论:电流与电阻成反比。请你对以上的探究过程做出评价,并写出两点评价意见:_____________________;____________________。?
(4)故障分析:电压表电流表互换位置导致
电压表有示数电流表没有故障是
电压表没有示数电流表有故障是
电压表没有电流表没有故障是
小刚连完最后一根导线后就发现两个表的指针发生偏转,并且指针总在晃动,造
成上述现象的原因分别是___________________、______________________。
2.小冬在探究“电阻上的电流跟电压的关系”的实验时
(1)设计了如图16甲所示的电路图,其中电源为两节干电池,电阻R的阻值为5N,变阻器R`标有“50Ω 1.2A”字样.
①他选用的电压表量程为0~3V,电流表量程为_______。
②请帮他完成图16乙的电路连接(导线不能交叉)。
③闭合开关前,应将变阻器的滑片置于最_______端(填“左”或“右”)。
二、活动二:理解欧姆定律
1.根据欧姆定律公式,可变形得到R=U/I。对此,下列说法中正确的是( )
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B.导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
2.右图中1、2是两个不同阻值的定值电阻R1、R2的电流与电压的关系图线,则它们阻值的大小关系是( )
A.R1>R2 B.R1<R2 C.R1=R2 D.无法判断
3.当导体两端电压为10V时,通过导体的电流为500mA,那么导体两端电压为2V时,导体的电阻是( )
A.0.004Ω B.0.02Ω C.4Ω D.20Ω
4.一只电阻器两端的电压从3V增加到3.8V时,通过该电阻器的电流增加了0.2A,则该电阻是多少?
5.下表是通过人体的电流值和相应的人体反应.
皮肤干燥的人两手间的电阻约为1×105Ω,当皮肤潮湿时,电阻会降到1.5×103Ω,因此皮肤潮湿时,只要在两手间加 V电压就会使人有触电的感觉.
活动三 欧姆定律结合串并联电路的特点解相关计算题
(1)在运用I=U/R解题时,公式中的U,I,R必须是同一段导体的电压,电流,电阻的值.我们把这一点称之为“同体性”.
(2)公式中的U,I,R还必须是同一时刻的导体的电压,电流,电阻值.我们把这一点称之为“同时性”.
1、在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为0.3A,电流表A2的示数为0.2A。求:⑴电源电压U;⑵电阻R2的阻值。
2、如下图所示电路,电源电压保持6V不变.,闭合开关S,电压表示数为4V,电流表示数为0.4A;求:R1 、R2的阻值;
14.4欧姆定律应用(一)-----伏安法测电阻
【学习目标】
1、了解伏安法测电阻的原理,学会用伏安法测电阻。
2、能正确画出伏安法测电阻的电路图,并按电路图连接实物电路。
【学习过程】
活动一、测量定值电阻的阻值
复习:把欧姆定律的公式________________加以变形,可以得到R=___________。根据这一公式,只要测出导体_________________和通过导体的________,就可以计算出这个导体的电阻。这种用_______表测电压,_______表测电流,再计算电阻的方法,称为伏安法。
实验:1.实验原理:__________________________。
2.实验器材:__________________________________________________________
3.实验电路图:(请在下面的虚线框中画出)
4.实验步骤:
①按照电路图连接实物电路(先按照电路图中的元件位置摆放好实验器材,然后再按照顺序连接电路。注意:连接电路时开关应处于______状态,滑动变阻器的阻值应调到_______,电表的连接要注意量程和正负接线柱);
②闭合开关,调节__________________,在表格中记录三组电流、电压值;
③根据公式____________分别计算出电阻值,填入书本表格中,并求出平均值。
思考:1、为什么要测三组数据?
2、滑动变阻器的作用是
3、小电灯上标有“3.8V 0.2A”,则该电灯正常工作时的电阻值是 ,不工作时电阻变大还是变小? ,原因是
活动二、典型例题
例1、下表是某同学做伏安法测电阻的实验记录,则被测电阻的阻值应为_________∴_
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
(1)
1
0.2
?
(2)
2
0.42
?
(3)
3
0.6
?
分析比较上面的实验数据,你还能得到什么结论?
。
例2、做伏安法测电阻的实验时产生下列异常现象,可能是什么原因?
(1)闭合开关时电流表示数很小,移动变阻器滑片,示数无变化。 。
(2)闭合开关时电流表示数就很大,且电压表指针反向偏转。 。
(3)连好最后一根线灯就亮了。
(4)移动滑片时使电流表示数变大,但电压表示数变小。 。
(5)闭合开关后,电流表的指针几乎不动,而电压表的指针却有明显的偏转。 。
(6)闭合开关后,电流表有示数,而电压表的无示数。 。
例3、小明用伏安法测一个小灯泡的电阻,记录了如下数据,小灯泡正常发光的电压是6V
电压表示数/V
1.5
3
4.5
6
电流表示数/A
0.15
0.25
0.32
0.38
灯泡亮度
不发光
微光
较暗
正常发光
灯丝电阻/Ω
(1)灯丝在不同电压下的电阻不一样,原因是 。
(2)该灯泡正常发光时的电阻是 。
(3)灯泡两端电压增加时,以下是它的电流随电压变化的图像,正确的是( )
巩固练习
1.用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻。
(1)图17是实验电路图,图上的圆圈表示电表,请在圆圈内填入相应的字母。
实验次数
1
2
3
电压/V
1. 00
1.70
2.50
电流/A
0.14
0.22
电阻/Ω
7.1
7.7
(2)小丽同学检查电路连接正确,合上开关,可是无论怎样移动滑片,电压表示数总为 3V不变,你认为发生故障的原因可能是_________________或___________________。
(3)小明实验小组通过改变灯泡两端的电压,进行了三次测量,部分记录见上表。若电压表示数为2.50V时,电流表的指针位置如图18所示,请你填写表格中的两个空格。
(4)老师看了该小组的记录,提示说:你们注意到三次测量的电阻相差较大这个现象吗?通过交流,其他小组也都有类似现象:灯泡电阻随电压增大、亮度增强而增大。经讨论,同学们认识到:实验有误差是肯定的,但这个现象不能单纯用误差来解释。因为:如果是误差,那么三次测得的电阻值应该相差 (选填“较大”或“较小”),并具有 的特点(选填“逐次增大” 、“逐次减小”或“时大时小”)。后来,同学们注意到灯泡发热发光的特殊性,认为灯泡的电阻可能与 有关,并通过查阅课本得到了证实。
2、图16甲是利用“伏安法”测小灯泡电阻的实验电路图,图16乙是根据实验数据画出的通过小灯泡的电流I与它两端电压U之间的关系图像。通过图象可以得出小灯泡两端的电压为4V时,灯丝电阻为 Ω;当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻将 ,其原因是 。
14.4欧姆定律应用(二)-----串联电路的计算
【学习目标】
1、知道串联电路的特点
2、会运用欧姆定律结合串联电路的特点进行串联电路的计算
【学习过程】
活动一、根据右图,探究串联电路的特点
1、串联电路中各处电流 ,即: ;
2、串联电路两端总电压 各部分电路两端的电压 ,即: ;
3、串联电路中,电压的分配与电阻成 ,即: ,。
4、串联电路的总电阻,等于各串联电阻 ,即: .
5、导体串联相当于 。
活动二、典型例题
例1.一只2Ω的电阻和一只3Ω的电阻串联,已知 2Ω电阻两端的电压是1V,根据这些条件,你能求出哪些量?
例2.如图2所示的电路中,电源电压是6V,电阻R1=4Ω,电阻R1两端的电压是2V,你能求出哪些量?
例3.干电池是我们实验时经常使用的电源,它除了有稳定的电压外,本身也具有一定的电阻。可以把一个实际的电源看成一个理想的电源(即电阻为零)和一个电阻串联组成,如图a所示。用图b所示的电路可以测量出一个实际电源的电阻值。图中R=14Ω,开关K闭合时,电流表的读数I=0.2A,已知电源电压U=3.0V,求电源的电阻r。
例4、一只小灯泡的额定电压为8V,正常发光时通过它的电流为0.4A,现将该小灯泡接在12V的电源上,为使其正常发光,应______联一个_____Ω的电阻。(画出简图,写出解答过程)
例5、实验室有甲、乙两只灯泡,甲标有“15V 1.0A”字样,乙标有“10V 0.5A”字样。现把它们串联起来,要使两灯都不损坏、该串联电路两端允许加的最高电压为多少V?(不考虑温度对灯泡电阻的影响)
例6.如图所示,电源电压不变.闭合S1后,当S2由断开到闭合,电流表的示数 ,电压表的示数 .(选填“变大”、“变小”或“不变”)
分析:
例7.如图,当S闭合时,电流表的示数1.5A,电压表的示数为9V;当S断开时,电压表的示数为6V
求(1)求电源电压和R1的阻值;
(2)当S断开时,电流表的示数为多少?,R2的阻值是多大?
巩固练习
1、A、B是同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积大于B,将它们串联在电路中,则A、B上的电压UA、UB和通过A、B的电流IA、IB间的关系是IA IB ,UA UB 。
2、如图, V1表和V2表的示数之比为3:4,则R1:R2=
3、如图所示电路,电源电压恒定不变。当S1闭合、S2断开时,电压表的示数为3V;当S1断开、S2闭合时,电压表的示数为9V,则R1∶R2为( )
A、1∶3 B、3∶1 C、1∶2 D、2∶1
4、在图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2之比为:( )
A、4:1; B、5:1;
C、1:5; D、1:4
5、在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知输电线每米长的电阻为0.01Ω,现输电线在某处发生短路,为确定短路的位置,检修员利用电压表,电流表和电源接成如图所示的电路进行测量,当电压表为1.5V时,电流表的示数为30mA,则可确定出短路的地点离甲地多少km?
14.4欧姆定律应用(三)-----并联电路的计算
【学习目标】
1、知道并联电路的特点
2、会运用欧姆定律结合并联电路的特点进行并联电路的计算
【学习过程】
活动一、根据右图,探究并联电路的特点
1、并联电路中的总电流 各支路中的电流之和。即: ;
2、并联电路中各支路两端的电压 ,即:
3、并联电路中,电流的分配与电阻成 ,即: ,。
4、导体并联相当于 。
活动二、典型例题
例1如图所示的电路中R11=5Ω,R21=15Ω,电源电压3V,根据这些条件,你能求哪些量?
例2、如图所示的电路,当开关S断开时,电流表的示数是1A,开关闭合时,电流表的示数将
分析:
例3、如图所示电路,开关S闭合后,电流表的示数 (变大/变小/不变);若电流表示数变化了0.1A,则电阻R= Ω。(电源电压保持不变)
例4、电阻Rl标着“10Ω l A”,R2标着“5Ω 1.2 A”,若把Rl和R2并联,则干路中电流最大是多少A?
例5如所示的电路中,电源电压为12伏且不变,电阻R1=12欧,R2=12欧,R3=6欧,在以下情况中电流表的示数各是多少?
⑴S1、S2都断开时,
⑵S1、S2都闭合时,
⑶S1闭合,S2断开时
例6、电源电压保持不变,电阻R3=10Ω,当开关S1、S2,都断开时,电流表的示数0.2A,电压表的示数4V,当S1、S2都闭合时,电流表示数为0.5A,
求:⑴R1的阻值
⑵电源电压
⑶R2的阻值。
例7、如图所示电路,电源电压为6V。若在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关,甲、乙两表读数之比为1:2;若断开开关,在甲、乙两处分别接入电流表,乙处电流表读数为0.6A。求R1和R2的阻值。
巩固练习
1、R1R2并联,且R1:R2=3:2,则U1:U2= , I1:I2=
2、.一灯泡正常发光时的电流为0.6A,电阻为10Ω,若把它接到电流始终为1A的电路中,
须 联一个 Ω的电阻.
3.如图,R1为12Ω,R2为6Ω,则 的示数之比为 .
R1 R2
4、.如图所示的电路中,电源电压不变。当开关S闭合时,电流表的示数为0.8A;开关S断开后,电流表的示数改变了0.5A,则R1与R2的阻值之比为 。
5、如图电路,电源电压保持不变,电阻R1=5Ω, R2=15Ω。
①开关Sl、S2都断开时,电流表示数为0.2A,求电源电压?
②开关Sl、S2都闭合时,电流表示数为0.9A,电阻R3的阻值是多少?
《欧姆定律》专题一---------变阻器
一、串联电路中的变阻器
例1如图1所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器的滑片P向右移动时,各电表示数如何变化?
分析:
例2若图1所示的电路,电源电压是6V,R=10Ω,R’的阻值变化范围是0~20Ω,变阻器滑片P从最左端滑到最右端的过程中,电流表示数变化范围是 ,电压表V1示数变化范围是 ,电压表V2示数变化范围是 。
例3、如图2所示电路,电源电压保持不变, R2的阻值范围是0~30Ω,
变阻器滑片P滑动时,电流表示数变化范围是0.2A~0.6A,
求(1)电源电压 (2)R1的阻值
例4如图3,滑片在某两点之间移动时,电流表的变化范围(0.15~0.4A),
电压表的变化范围(6~9V),求:(1)电源电压 (2)R1的阻值
例5如图4所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,定值电阻R1=10Ω,变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围是多少?
例6如图5所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,定值电阻R1=5Ω,变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围是多少?
二、并联电路中的变阻器
例7如图,7所示电路中,电源电压保持不变,当滑片P向右移动时,各表示数如何变化?
分析:
例8如图7所示的电路中,电源电压为6V保持不变,电阻R1=12Ω,A1表的量程是0~0.6A,A表的量程是0 ~3A,R2连入电路的电阻不得小于多少??
当堂反馈
1、如图8所示,电源电压保持不变,当开关S闭合时,滑动变阻器R1的滑片P从b端滑到a端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表、电流表的示数均变小 B.电压表、电流表的示数均不变
C.电压表的示数不变,电流表的示数变小
D.电压表的示数变小,电流表的示数不变
2、二氧化锡传感器能用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测,它的原理是其中的电阻随一氧化碳浓度的增大而减小。将二氧化锡传感器接入如图9所示的电路中,则当二氧化锡传感器所处空间中的一氧化碳浓度增大时,电压表示数U与电流表示数I发生变化,其中正确的是( )
A.U变大,I变大 B.U变小,I变小
C.U变小,I变大 D.U变大,I变小
3、某兴趣小组为了研究电子温控装置,将热敏电阻R1、定值电阻R2以及电压表和电流表连入如图10所示电路,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。闭合开关后,当温度减低时,电压表和电流表的示数变化情况是( )
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.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数变小
4、如图11是体育测试中某种握力计的原理图,其中弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起,Ro 为保护电阻,握力大小可通过电压表示数来显示。手握紧MN时,握力越大电压表的示数越大。则下列电路中符合这一原理的是( )
5、如图12所示的电路中,R为定值电阻,R1为滑动变阻器,当变阻器的滑片P由中点c向b端滑动时,电流表和电压表的示数变化情况是( )
A.电压表的示数变大,电流表的示数变小
B.电压表的示数不变,电流表的示数变大
C.电压表的与电流表的比值将变小
D.电压表的示数不变,电流表的示数变小
课后作业
1.如图1所示,R为定值电阻,电源电压不变,当滑动变阻器R'的滑片向右移动时,下列说法中,正确的是( )
A、电流表示数变大电压表示数变小 B、电流表示数变小、电压表示数变大
C、电流表、电压表示数都变小 D、电流表、电压表示数都变大
2.如图2电路,电源电压不变,开关S闭合。在滑动变阻器滑 片P向右移动的过程中,以下判断正确的是 ( )
A.电压表示数不变 B.电压表示数变大
C.电压表示数变小 D.电压表示数先变大后变小
3.如图3所示,电源电压保持不变,闭合开关后,滑动变阻器的滑片向上移动,则:( )
A.电流表示数增大,电压表V1示数增大,V2示数减小
B.电流表示数减小,电压表V1示数减小,V2示数增大
C.电流表和电压表V1的示数不变,电压表V2的示数减小
D.电流表和电压表V1 V2示数都不变
4.图4为小强同学连接的实验电路。当闭合开关S,将滑动变阻器的滑片 P向右滑动时
A.电压表的示数减小,电流表的示数增大
B.电压表的示数增大,电流表的示数减小
C.电压表和电流表的示数都增大
D.电压表和电流表的示数都减小
5、如图5所示的电路,闭合开关,滑动变阻器的滑片向右移动的过程中(电源电压不变),电流表与电压表示数变化的情况分别是
A.变小 变大 B.变小 不变
C.不变 不变 D.变小 变小
6、在如图6所示的电路中,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中,下列说法正确的是
A.电流表的示数变小,电压表的示数变小
B. 电流表的示数变小,电压表的示数变大
C. 电流表的示数不变,电压表的示数变小
D. 电流表的示数变大,电压表的示数变大
7、如图7所示的电路图中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,下列说法正确的是:
A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变
B.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
C.电压表V1与电压表V2的示数之和不变
D.电压表V2与电流表A的示数之比不变
8、如图8,当滑片P向左移动时,A表的示数将______,V表的示数将______。
9、如图9,当滑片P向左移动时,A表的示数将______,V表的示数将______
10、在如图10所示电路中,当闭合开关后,滑动片向右移动时,电压表示数变 ,灯变 。
11、如图所示电路中,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器上标有“50Ω 1A”,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时,电流表的示数为0.3A,电压表的示数为3V;当滑动变阻器的滑片滑到另一位置时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为1V。求:
(1)电阻R1的阻值和电源电压。
(2)为保证电路安全,电阻R2的调节范围。
12、如图所示,已知电源电压为6V,R1阻值为8Ω,变阻器R3上标有“1A 20Ω”字样,电流表A选取的量程为0~0.6A ,电压表V选取的量程是0~3V.
(1)当S1和S2均闭合时,电流表的示数为0.5A,通过R1的电流是0.4A,则R2的电阻值是多大?
(2)当S1闭合S2断开时,请通过分析计算说明,变阻器R3允许的取值范围.
《欧姆定律》专题二--------电阻的测量
一、替代法
器材:电源(电压未知且不变)一个、开关一个、导线若干、待测电阻Rx、电阻箱一只,写出实验过程并及未知电阻的数学表达式。
二、伏安法
器材:电源(电压未知且不变)一个、开关一个、导线若干、待测电阻Rx、电流表一只、电压表一只
实验原理R= U/I
实验步骤: (1)测出通过Rx的电流为Ix;
(2)测出Rx两端的电压为Ux
电路设计
表达式
三、其他方法
1、器材::电源(电压未知且不变)一个、导线若干、待测电阻Rx,电压表一只、定值电阻(已知阻值R0)一只、开关若干。
电路设计
实验步骤:
表达式
若没有定值电阻R0,有一个最大阻值为R0的滑动变阻器,能否测出待测电阻Rx 呢?(有电流表一只)
电路设计
实验步骤:
表达式
2、器材:电源(电压未知且不变)一个、导线若干、待测电阻Rx,电流表一只、定值电阻(已知阻值R0)一只、开关若干。
电路设计
实验步骤:
表达式
若没有定值电阻R0,有一个最大阻值为R0的滑动变阻器,能否测出待测电阻Rx 呢?(有电压表)
电路设计
实验步骤:
表达式
课后作业
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、如图所示的四种电路中,电阻RO已知,当通过闭合或断开电路中的不同开关时,不能测算出未知电阻Rx阻值的电路是
3、关于测量定值电阻阻值的实验
【方案一】运用电压表(无电流表),一个阻值为R0的固定电阻,测量定值电阻阻值。
器材:一只电压表,一个阻值为R0的固定电阻、电源、开关和导线若干。
实验步骤:
步骤一、请你在下图虚线框中画出实验时所需的电路图,并连接电路
步骤二、将电压表 联在Rx两端,闭合开关,读出电压表示数Ux
步骤三、将电压表 联在R0两端,闭合开关,读出电压表示数U0
步骤四、根据你设计的电路的特点和实验所测得的物理量,写出Rx的表达式 ______________(用符号表示)
【方案二】运用一只电压表(无电流表)一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量定值电阻阻值。
器材:一只电压表、一个已知最大阻值的滑动变阻器,电源、开关和导线若干。
实验要求:请你在下图虚线框中画出实验所需的电路图。
评估交流:从实验操作角度看,以上两个方案中,方案 更好,
好在 (只要求写出一条)
4、小明想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量未知电阻RX的阻值。小明选择了满足这个实验要求的实验器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)为了测出电阻RX的阻值,请你只添加两根导线完成图所示的实验电路的连接。
(2)只闭合开关S1,电流表的示数用I1表示;开关S1、S2都闭合时,电流表的示数用I2表示。请你用I1、I2和R0表示RX。RX = 。
5、.实验室备有下列器材:
A.待测定值电阻Rx:阻值在7~9Ω之间
B.滑动变阻器:最大阻值500Ω
C.滑动变阻器:最大阻值10Ω
D.定值电阻R0:阻值10Ω
E.电流表A:测量范围0~0.6A,0~3A
F.电源E:电源电压U恒为4V
G.单刀双掷开关(双向开关)S及导线若干
为了较精确地测出待测电阻Rx的电阻,小聪、小亮和小英共同设计了上图所示的电路。
(1)在他们设计的电路中,电流表的量程应选_______A,滑动变阻器应选____ ___。
(2)小亮设计的实验操作主要步骤是:
Ⅰ.将开关掷向a,移动滑片P至某一位置,使A表的指针指到表盘上某一适当位置;读出电路稳定后A表的示数(记为I1);
Ⅱ.将开关掷b,移动滑片P至另一位置,使A表的指针指到表盘上另一适当位置;读出电路稳定后A表的示数(记为I2);
小聪和小英认为小亮设计的步骤Ⅱ中有不妥当之处,正确的步骤Ⅱ应该是:将开关掷向b,
__ __。
(3)按正确的操作,他们测出了步骤Ⅰ、Ⅱ中A表的示数(记为I1、I2)。请你写出用测得的物理量I1、I2和已知物理量U、R0表示的Rx的表达式:Rx=______________。
6.图甲是测量定值电阻R的实物连接图(缺一根导线)。图中R约为10,滑动变阻器R′的规格为“20 1 A”。
(1)请在图甲中接上滑动变阻器,要求滑片P在A端时接入的阻值最大。
(2)正确连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表的示数如图乙所示,其读数为_________A。
(3)实验中滑动变阻器的作用是_____________________ ___ __。
(4)若在实验中发现电压表已损坏,仍要利用该电路测出定值电阻R的阻值。要求写出实验步骤及所测的物理量,并以相应的符号表示。
步骤1:_______________________________________________________________;
步骤2:_______________________________________________________________;
步骤3:根据以上测出的物理量及题中的条件,用相应的符号写出计算电阻的表达 式:R=________。
7、如下图所示,其中“” 是电阻箱,电源电压恒定但未知,现再给你一只电压表,请你想法测出未知电阻Rx的大小。
(1)请把电压表画在右图中的合理位置上。
(2)实验步骤:
a. ;
b. 。
(3)Rx的表达式: Rx= 。(4)此实验过程中运用的探究方法是 。
8、小亮在做“测量小灯泡的电阻”实验中,所用小灯泡上标有“2.5V"字样。
(1)如图是小亮未连接好的电路,请你用笔画线代替导线,将实物图补充完整:
(2)电路连好后,小亮分别测出了小灯泡的几组电压和电流值.记录在表格中。
实验次数
1
2
3
U/N
2.0
2.5
2.8
I/A
0.22
0.25
0.26
R/Ω
①小灯泡正常工作时的电阻为 Ω。
②小亮从数据中发现,灯泡的电阻是变化的,你认为影响电阻变化的主要因素是 。
(3)完成上述实验后,小亮看到滑动动变阻器的铭牌模糊不清,于是想测量变阻器的最大阴值Rx。他从实验室找来一个阻值已知为R0的定值电阻替换了灯泡.同时撤去了发生故障的电流表,并利用余下器材(电压未知的电源、量程合适的电压表、滑动变阻器、开关各—个。导线),在不改动电压表位置及其连线的情况下,很快测出了Rx的大小。
①请把你设计的电路电路图在虚线框内。
②简述实验过程中要测量的物理量并用相应字母表示:
(i) ;
(ii) ;
③Rx= (用已知量和测量量表示)。
《欧姆定律》专题三 -------图像问题
例1、小明在研究通过导体的电流时,根据测量数据绘制出如图1所示的I-U图像。由图像可知: 是定值电阻,将它们并联连接到两端电压为1.5V的电路中时,通过干路的电流大约是 A,将它们串联连接到两端电压为3.5V的电路中时,通过R1的电流是 A,
例2、如图 6(a)所示的电路中,电源电压不变。闭合开关后.滑片由b端向a端移动过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系如图 (b),则电源电压U= V,电阻R= Ω,滑动变阻器的最大阻值是 Ω。
例3、如图,改变滑片P的位置,电压表示数随电流表变化如图象所示,则滑动变阻器接入电路的最大电阻是 Ω ,R0的阻值是 Ω ,电源电压 V。
例4、如图,电源电压为8V,电流表的量程为0-0.6A,电压表的为0-15V,灯泡的电流随电压变化的关系如图。求:
(1)电流表示数是0.4A时,电压表的示数;
(2)为了保护电路,R允许的最小值。
例5.有一种半导体材料的电阻值随着温度的变化而明显改变,用这种材料制作的电阻称为热敏电阻。图12甲是某热敏电阻的阻值随温度变化的图象,小马同学用该热敏电阻和电压表设计了一只测量范围为0~100℃的水温表,图乙是这个水温表的原理图,图中的电压表量程为0~3 V;定值电阻R0的阻值为100。当水温达到100℃时,要求电压表的示数达到最大值。
(1)根据图象回答该热敏电阻在100℃时的电阻值为多大?
(2)根据设计要求,电源电压应为多少?
(3) 通过计算说明改画的水温表刻度盘上的0℃应该与电压表刻度盘的什么位置对应?
(4) 通过计算说明电压表刻度盘的“2V”刻度线应该与改画的水温表刻度盘上多少℃对应?(5)小马同学将电压表的刻度盘改画为指示温度的刻度盘,如果每l0℃画一条刻度线,这个刻度盘的刻度是否均匀?
巩固练习
1.张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,作出了如图1所示的图象,根据图象,下列说法错误的是( )
A.通过导体a的电流与其两端的电压成正比
B.导体a的电阻大于导体b的电阻
C.当在导体b的两端加上1V的电压时,通过导体b的电流为0.1A
D.将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A
2. 如图2所示,一个白炽灯泡两端电压增加时,以下是它的电流随电压变化的图像,正确的是( )
3.通过定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系图像如图4所示。现将甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端。下列分析正确的是
A. R甲 :R乙=2:1 B.U甲 :U乙=2:1
C. I甲 :I乙=2:1 D.I乙 :I甲=2:1
4、如图甲所示,当开关S从点2转到1时,电流表和电压表对应的示数如图乙所示,由图甲和图乙中的信息可知,电源电压是________V,电阻R2的阻值是______Ω,电阻R2的I-U图像是丙图中的________。(填“a”或“b”)
5.如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U-I”关系图像如图乙所示。则可知电源电压为 V, 定值电阻R1的阻值为 Ω,滑动变阻器R2的阻值变化范围为 Ω , 变阻器滑片在中点时,电流表示数为 A
6、小明同学用图甲所示的电路进行了一些实验探究.
(1)实验中若增大电阻箱阻值,电路中的电流将______,电压表示数将_______(选填变化情况)。
(2)通过调节电阻箱,得到几组电阻箱的阻值和对应的电压值,并作出U—R图像(如图丙)。由图像可知,电阻箱阻值为20Ω时,电压表的示数为_____ __V
(3)所选用定值电阻的阻值为多少Ω?电源的电压为多少V?
7、如图7甲所示电路,可变电阻R2的滑片P从左向右滑动过程中,电压表与电流表的示数呈图乙所示的规律。求:
(1)当电流表的示数为5A时,可变电阻R2接入电路的阻值。
(2)可变电阻R2接入电路的阻值变化范围。
(3)电源电压和电阻R1各是多大?
8.热敏电阻的阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感。热敏电阻的阻值在特定温度时会发生急剧变化,它在笔记本电脑、自动控制系统等方面有多种用途。如甲电路图,电源电压是9伏,热敏电阻的电流随电压变化I--U关系如丙图所示。当闭合开关S,电压表示数如乙图所示,求:
(1)热敏电阻两端的电压; (2)电阻R的值,
9、2011年5月1日开始实施的《刑法修正案(八)》,对"饮酒驾车"和"醉酒驾车"制定了严格的界定标准,如下表所示。
饮酒驾车
20mg/100mL 血液中的酒精含量
< 80mg/100mL
醉酒驾车
血液中的酒精含量80mg/l00mL
①内江交警在某次安全行车检查中,检测到某驾驶员100mL的血液中酒精含量为66mg,那么,该驾驶员属于 。
②如图10甲所示,是酒精检测仪的简化电路。其中,定值电阻R0=10Ω,电源电压为3V;R为气敏电阻,它的阻值与酒精气体含量的关系如图乙所示。如果通过检测仪检测到驾驶员的血液中酒精含量为12%时,电流表的示数为多少A?