10.4欧姆定律的应用 教案 京改版物理九年级全一册

14.3　欧姆定律的应用
◇教学目标◇
【知识与技能】
1.进一步熟悉欧姆定律。
2.会利用欧姆定律测量小灯泡的电阻。
3.会利用欧姆定律分析短路电路的危害。
【过程与方法】
通过小灯泡电阻的测量实验和短路电路的危害性的分析,熟悉欧姆定律在解决实际问题时的应用。
【情感·态度·价值观】
通过小灯泡电阻的测量实验,激发学生学习物理的兴趣,培养学生理论联系实际的能力。
◇教学重难点◇
【教学重点】
1.掌握伏安法测电阻的原理。
2.会用伏安法测量小灯泡的电阻。
【教学难点】
能运用欧姆定律分析“短路的危害”等实际问题。
◇教学过程◇
一、新课导入
灯泡是我们非常熟悉的照明工具,你想知道一个灯泡的电阻有多大吗
二、教学步骤
探究点1　测量小灯泡工作时的电阻
[阅读课本]P84~85“测量小灯泡工作时的电阻”
[思考]如何测定一个小灯泡的电阻值
[提示]只要测出它两端的电压和通过它的电流,利用公式R=就可以计算出它的电阻。
[小组讨论]怎样测量电压和电流呢 请画出设计的电路图。
[归纳提升]伏安法测电阻:把导体接入电路,使导体中通过电流,用电压表测出灯泡两端的电压,用电流表测出通过灯泡的电流,再用欧姆定律公式算出灯泡的电阻。
电路图如图所示:
[思考]小灯泡的电阻有什么特点
[归纳提升]灯丝的电阻跟温度有关,灯泡越亮,灯丝的温度越高,电阻越大。
[思考]用伏安法测电阻的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U-I的图像,如图甲、乙所示。对于图像的分析,以下说法错误的是 (　　)
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1 Ω
B.由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.由乙图可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
[分析](1)电阻一定时,电流与电压成正比;根据图甲判断该电阻是定值电阻,然后利用图中数据以及欧姆定律的变形公式求出定值电阻的阻值。(2)根据图乙判断灯丝电阻的特点,分析多次测量的小灯泡电阻的变化。故D项错误。
[答案]D
探究点2　研究短路有什么危害
[阅读课本]P85“研究短路有什么危害”
[思考]将一根导线直接连接到一节电池的两极上,过一会儿,请用手摸一摸该导线,你有什么感觉
[提示]导线会明显发热。
[小组讨论]结合课本上“活动2:研究短路有什么危害”的计算结果,说一说“绝不允许用导线直接将电源的两极连接起来”这句话的道理。
[归纳提升]若用导线直接将电池的两极连接起来,可能会因为短路发热过多而烧坏电池。
[思考]1.学习电流表的使用时,说明书上有这样一段话“严禁将电流表的两个接线柱直接连到电源的两极上”,通过本节的学习,你能解释这样规定的道理吗
2.为什么在量程范围内可以将电压表的两个接线柱直接接到电源的两极上测电源电压
[归纳提升]1.假如电流表并联在用电器两端,通过它的电流将远远超过电流表的量程,会烧坏电流表。
2.电压表的电阻比较大,在量程范围内直接接到电源上时,通过的电流也比较小,不会烧坏电压表。
[思考]关于电源短路及其危害,下列说法中正确的是 (　　)
A.短路就是连接电路用的导线很短
B.短路没有危害,并且节省导线
C.短路就是电路中没有开关
D.电源短路时,电源会发热而导致烧坏
[分析]短路包括用电器短路和电源短路,用电器短路是指导线将用电器两端直接连通的电路;电源短路是指导线直接将电源两极连接在一起的电路,电路中会产生大量的热,而导致电源烧坏,故D项正确。
[答案]D
[归纳提升]1.等效替代法测电阻
我们还可以用等效替代法来测量待测电阻的阻值。什么叫等效替代法 举例来说,我们将一个7 Ω的电阻替换某支路中2 Ω和5 Ω串联的电阻,在其他条件不变的情况下,该支路中的电流不变,说明一个7 Ω的电阻与阻值为2 Ω和5 Ω的串联电阻对电流的阻碍作用是等效的,所以可用7 Ω的电阻替代2 Ω和5 Ω串联的电阻。
利用如图所示的电路测量未知电阻的实验,用的就是等效替代法。其中Rx是待测电阻(阻值大约是几百欧姆),R是滑动变阻器,R0是电阻箱(电阻箱是能够表示出阻值大小的变阻器,此电阻箱的最大阻值大于Rx)。
①按电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大;
②闭合开关S1前,滑片P置于a端;
③闭合开关S1;
④闭合开关S3,调节滑片P,使电流表的指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数I;
⑤先断开开关S3,再闭合开关S2,保持滑动变阻器的电阻不变,调节电阻箱R0,使电流表的示数仍为I,则此时电阻箱R0的示数即为Rx的大小。
在此实验中,若将电流表改为电压表,其他器材不变,用等效替代法测量Rx电阻的实验电路图如图所示。(电路连接好后,只通过开关即可改变电路的连接情况)
①按电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大;
②闭合开关S1前,滑片P置于a端;
③闭合开关S1;
④闭合开关S3,调节滑片P,使电压表的指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数U;
⑤先断开开关S3,再闭合开关S2,保持滑动变阻器的电阻不变,调节电阻箱R0,使电压表的示数仍为U,则此时电阻箱R0的示数即为Rx的大小。
2.变滑动变阻器为定值电阻
滑动变阻器既可以是一个可变电阻,也可以是一根导线,甚至还可以是一个固定电阻,我们在测量待测电阻的过程中,可以将滑动变阻器变成固定电阻来助我们一臂之力。
方法一:如图所示,闭合开关S,将滑片移到b端时,电流表的示数为Ib;再移动滑片到a端时,电流表的示数为Ia。
由欧姆定律及串联电路电压特点有:
Ib(Rx+R)=IaRx
所以Rx=R,R为滑动变阻器的最大阻值。
方法二:将滑动变阻器移到最大值R处,闭合开关S、S1,断开开关S2,电压表测出待测电阻的电压Ux;然后断开S1、闭合S2,电压表测待测电阻和滑动变阻器的电压U。
由欧姆定律及串联电路中电流的特点有:
所以Rx=R
[小组讨论]1.如何选择实验器材
2.怎样安排滑动变阻器的调节顺序
[归纳提升]1.选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等。通常可从以下四个方面入手:
(1)首先是不超过电表(电流表和电压表)的量程,然后是合理选择量程,务必使指针有较大偏转,以减小读数时的误差;
(2)根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器,首先注意流过滑动变阻器的电流不超过其额定值;
(3)对电阻值高的滑动变阻器,如果滑片稍有移动就使电流、电压有很大的变化,则不宜采用;
(4)应根据实验要求来选器材,遵循“安全性”“精确性”“方便性”及“误差小”“仪器少”等基本原则,综合考虑,灵活运用。
2.合上开关前,滑片应该在滑动变阻器阻值最大的位置上。当闭合开关时电路中的电流最小,改变电阻时电路中的电流就会先从最小慢慢随着滑动变阻器的阻值变小而逐渐变大。这样就能避免因电路中电流过大而损坏电路。从这个意义上讲,滑动变阻器在电路中可以限制电路中的电流,起到保护电路的作用。
三、板书设计
欧姆定律的应用
◇教学反思◇