课件运行说明:
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不能选播放。
在运行《家庭电路》时注意链接的使用;(共17张PPT)
第三节 伏安法测电阻
请叙述欧姆定律的内容,计算公式及公式中各物理量的单位。
一段导体中的电流,跟这段导同两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
I=
R
U
I —电流,单位:A U—电压,单位:V R—电阻,单位:Ω
伏安法测电阻的原理和方法是什么?
I=
R
U
由:
R=
I
U
得
用电压表(伏特表)测量导体两端的电压,用电流表(安培表)测量通过导体的电流就可算出导体的电阻。
这种方法叫伏安法
用电压表和电力表测电阻
提出问题:电流可以用电流表测量,电压可以用电压表测量,欧姆定律又确定了电流、电压、电阻的关系,那么能不能用电流表、电压表测量导体的电阻呢?
制定计划与设计实验:实验依据的原理就是欧姆定律一个变形公式R=U/I,我们用电压表、电流表同时测出导体工作时的电压和电流值,就可以算出它的电阻,也就是间接测量出它的电阻。这种测量电阻的方法就称为“伏安法”
实验电路图
A
V
实验数据表格
实验次数 U/V I/A R/Ω
1
2
3
Rχ=R
R=(R1+R2+R3)/3
进行实验与收集证据
U/V
I/A
1
2
3
0.6
0.2
0.4
测出灯泡在不同工作状态时的电阻
实验次序 U/V I/A R/Ω 灯泡亮度
1 灯泡暗红
2 微弱发光
3 正常发光
结论
进行实验
实验次序 U/V I/A R/Ω 灯泡亮度
1 灯泡暗红
2 微弱发光
3 正常发光
结论
0.5
0.16
1
1.5
0.28
0.40
3.1
3.6
3.8
电灯的电阻随温度的升高而增大
0.5
1
1.5
0.2
0.4
0.6
U/V
I/A
注意:灯泡两端的电压不能加到其标示值的1.2倍以上,否则灯泡就烧毁了。
课时作业设计
1、如图是用伏安法分别测定三个不同阻值的定值电阻R1、R2、R3所得出的电流与电压的关系图象,下列是实验小组的同学分析图象得到的一些结论,其中错误的是 ( )
A、相同电压下R1中通过的电流最小,R2的阻值最大 B、通过电流相同的情况下R3两端的电压最小,R3的电阻最小 C、通过R1、R2、R3的电流都与电压成正比且比值是相等的 D、三个电阻阻值的关系是R1﹥R2﹥R3
I/A
U/V
O
1
2
3
A
2、请你测定一只阻值为11Ω的电阻,现有的器材如下:3V和6V的电源各一套(电源电压恒定),量程为“0~0.6A”“0~3A”的电流表一只,“0~3V”“0~15V”的电压表一只,导线若干。要求测量时电流表必须超过所用量程的一半。 (1)应选电压为 V的电源;(2)电流表量程应选择 A;(3)电压表量程应选择 V;(4)在左边方框中画出符合要求的电路图,并按电路图连接右边的实验器材。
6
0~0.6
0~3
A
V
作业:
P75页1、2、3(共28张PPT)
第一节 电阻和变阻器
上述实验中,用的都是两节干电池,也就是说电压相同,那么导线中的电流为什么不同?
电荷在导体中移动会受到阻碍作用
在相同电压下,导线中通过的电流大的,表示导线对电流的阻碍作用小;反之导线中通过电流小的,表示导线队电流的阻碍作用大。
导体对电流的阻碍作用叫电阻 电阻用符号R表示 电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是“Ω”,还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)
1
1kΩ=103 Ω 1 MΩ=103 kΩ
电阻的图形符号是
常见用电器正常工作时的电阻阻值
常见电阻器 电阻R/Ω
白炽电灯(15W) 3227
白炽电灯(60W) 807
电烫斗(600W) 80.7
电烤箱(900W) 54
电炉(1000W) 48.4
导体中的电阻存在有利有弊。收音机、电视机中的电阻器人们用来调节电路中的电流和电压,而输电线中电阻的存在会损耗电能,是人们所不需要的,越小越好。因此,人们要研究电阻的大小与哪些因素有关。
电工商店中卖的导线为什么不用铁做,而是用铜或铝做?而且有粗有细?它们导电效果是否一样?
空调电源线为什么比台灯电源线粗?
我们先来讨论一个问题:许多学生过隧道,那么什么因素能影响学生的顺利通过?
电阻是否与导体的长度、粗细、材料有关,会成怎样的关系?
实验探究导体电阻与导体的长度、粗细、材料的关系
这是一个多因素问题,应当使用控制变量法去研究每一个因素对电阻大小的影响。
导线编号 长度 横截面积 材料
a 1 1 镍铬合金
b 1 2 镍铬合金
c 0.5 1 镍铬合金
d 0.5 1 锰铜
用什么方法比较电阻的大小?
怎样用控制变量的方法探究横截面积与导体电阻的关系?
怎样用控制变量的方法探究长度与导体电阻的关系?
怎样用控制变量的方法探究材料与导体电阻的关系?
实验步骤与方法:
1、分别将导线a、c两端接入实验电路,从电流表读出通过a、c的电流。通过比较电流大小来比较a、c电阻的大小。在横截面积、材料相同的情况下研究长度与导体电阻的关系。
2、分别将导线a、b两端接入实验电路,从电流表读出通过a、b的电流。通过比较电流大小来比较a、b电阻的大小。在长度、材料相同的情况下研究横截面积与导体电阻的关系。
3、分别将导线c、d两端接入实验电路,从电流表读出通过c、d的电流。通过比较电流大小来比较c、d电阻的大小。在横截面积、长度相同的情况下研究材料与导体电阻的关系。
4、设计实验记录表格
(1)探究长度与导体电阻的关系
导线
长度 横截
面积
材料 导线两端电压 通过导线电流 电阻(大或小)
a 长 相同 相同 相同
c 短
(2)探究横截面积与导体电阻的关系
导线 长度 横截面积 材料 导线两端电压 通过导线电流 电阻(大或小)
a 相同 细 相同 相同
b 粗
(3)探究材料与导体电阻的关系
导线 长度 横截面积 材料 导线两端电压 通过导线电流 电阻(大或小)
c 相同 相同 镍铬 相同
d 锰铜
进行实验与收集证据
实验结论: 导体的电阻与横截面积有关,导体横截面积越大,电阻越小; 导体的电阻与导体长度有关,导线越长,电阻越大; 导体的电阻与材料有关。
回顾以上实验操作,看看有何不妥之处需要改进的地方。
探究电阻与温度的关系
1、提出问题:金属导体的电阻与温度有关吗?
2、猜想
3、制定计划与设计实验
4、进行实验
5、分析论证:
实验结论:金属导体的电阻随温度的升高而增大。
前面的探究使我们认识到导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关,还与温度有关,因此,导体的电阻是导体本身的一种性质。
为什么不用铁丝做电线?
从上表知,同样长短、粗细的铁丝和铜丝,铁丝电阻大约是铜丝的5.6倍。
在科学和各种电器设备中,常用改变电阻的方法来调节电路中的电流,这就需要一种易于改变电阻的器件——变阻器
使用台灯时,调节旋钮,台灯的亮度会发生变化。
调节收音机电位器,收音机的音量会发生变化。
调光灯和收音机中的调节用的变阻器的电阻是由改变导体的什么因素引起的?
可能是改变导体的长度
可能是改变导体的横截面积
可能是改变导体的材料
可能是改变导体的温度
在实际应用中怎样来改变接入电路的导体的长度、横截面积、材料或温度。是否方便,容易实现。提出自己的设想。
改变导线接入电路的长度,只要将其中一个导线夹在导线上滑动,电流表的示数就随着变化,而且是连续的;
改变导线的材料,要一根一根更换导线;
改变接入导线的温度,要对导线加热或冷却;
改变接入电路导线的粗细。要将两根导线合并,如果要连续改变,则要一根一根导线进行合并或卸开。
结论:改变导线接入电路的长度来改变电阻方便,实用。
常用的变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的
怎样使用滑动变阻器
常见电位器
课时作业设计
1、滑动变阻器的正确接法有几种
2、说出油量表的工作原理
作业:
P67页1、2、3(共24张PPT)
第4节 电阻的串联和并联
1.你知道欧姆定律的语言表述和字母表达式吗?
(1)语言表述:
导体中的电流与导体两端的电压成正比, 与导体的电阻成反比。
(2)字母达式:
U
R
I=
这两个是什么样的电路?
2.你还记得串、并联电路中的电流、电压规律 各是怎样的吗?
串联电路 并联电路
电流(I) 特点 串联电路中各处电流相等。 即:I=I1=I2 并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。 即:I=I1+I2
电压(U) 特点 串联电路两端的总电压等各部分电路的电压之和。 即: U=U1+U2 并联电路中,各支路两端的电压相等。 即:U=U1=U2
R1
R2
相当于
R总
当成一个整体
串并、联电路中R总与R1、R2分别有什么样的关系?
R1
R2
相当于
R总
电阻的串联和并联
提出问题:电阻串联后,其总电阻是增大还是减小?
猜想与假设:由于导体的电阻与导体的长度有关,导体越长,电阻越大。几个电阻串联后相当于增加了导体的长度,总电阻应当比各个分电阻大些。这些猜想对吗?
进行实验与收集证据:
R1
R2
U1
U2
U总
I
I
R总
U总
由欧姆定律可得:
U1
I
R1=
U2
I
R2=
且 U总=U1+U2
所以
U总
I
R总=
U1+U2
=
I
=
U1
I
+
U2
I
=R1+R2
由此推出:串联电路的总电阻等于各分电阻之和。 即:R总=R1+R2
补充说明:(1)串联电路的总电阻大于任何一个分电阻,原因 是串联后相当于增加了导体的长度。 (2)n个相同的电阻串联后的总阻值为nR。
电阻的并联
提出问题:几个电阻并联后总电阻是增大了还是减小了?
猜想与假设:由于导体的电阻与导体的横截面积有关,横截面积越大,电阻越小。几个电阻并联后相当于增加了导体的横截面积,总电阻应当比各个分电阻小些。这些猜想对吗?
进行实验与收集证据:
R1
R2
U
I总
I1
I2
R总
U
I总
由欧姆定律可得:
U
R1
I1=
U
R2
I2=
U
R总
I总=
且 I总=I1+I2
所以
U
R总
U
R1
=
+
U
R2
1
R总
1
R1
=
+
1
R2
由此推出:并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻 的倒数之和。
1
R总
1
R1
=
+
1
R2
即:
或:
R1R2
R1+R2
R总=
1
R总
1
R1
=
+
1
R2
1
R总
=
R1+R2
R1R2
R1R2
R1+R2
R总=
因为
R1R2
R1+R2
R总=
R总
R1
=
R1R2
R1+R2
R1
=
R2
R1+R2
<1
所以
R总<R1
同理
R总<R2
补充说明:(1)并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,原因 是并联后相当于增加了导体的横截面积。 (2)n个相同的电阻并联后的总阻值为
R1
R2
U1
U2
U总
I
因为 U1=IR1 U2=IR2 所以 U1:U2=IR1:IR2=R1:R2
同理有 U1:U总=R1:R总
所以:串联电路中,各电阻两端的电压之比等于电 阻之比。 即 :U1:U2=R1:R2 或 U1:U总=R1:R总
R1
R2
U
I总
I1
I2
因为
U
R1
I1=
U
R2
I2=
所以
I1:I2=
:
U
R1
U
R2
=R2:R1
同理有 I1:I总=R总:R1
所以:并联电路中,各支路的流之比等于电阻的反比。 即 : I1:I2 =R2 :R1 或 I1:I总=R总:R1
串联电路 并联电路
电流(I) 特点 串联电路中各处电流相等。 即:I=I1=I2 并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。 即:I=I1+I2
电压(U) 特点 串联电路两端的总电压等各部分电路的电压之和。 即: U=U1+U2 并联电路中,各支路两端的电压相等。 即:U=U1=U2
电阻(R) 特点 串联电路的总电阻等于各分电阻之和。 即:R总=R1+R2 并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和。 即: 或:
电压、电流 分配特点 串联电路中,各电阻两端的电压之比等于电阻之比。 即:U1:U2=R1:R2 或:U1:U总=R1:R总 并联电路中,各支路的电流之比等于电阻的反比。 即:I1:I2=R2:R1 或:I1:I总=R总:R1
=
1
R总
1
R1
+
1
R2
R1R2
R1+R2
R总=
来吧!动手动脑,结合我们所学的知识 比一比,看谁更快,看谁更准。
例1.
请在下列横线上填出各个电路中电阻的总阻值.
6Ω
8Ω
10Ω
R总= Ω
24
7Ω
13Ω
R总= Ω
4.55
15Ω
15Ω
15Ω
8Ω
8Ω
6Ω
20Ω
20Ω
9Ω
R总= Ω
5
R总= Ω
10
R总= Ω
19
4Ω
12Ω
12Ω
6Ω
R总= Ω
8.4
例2.
已知两个定值电阻R1、R2的阻值分别为5Ω、15Ω, 现将它们串联接入电路,用10V的电源供电,求: 电路中的电流及R1、R2两端的电压各是多少?
I=?
U1=?
U=10V
U2=?
R1=5Ω
R2=15Ω
解法1:
解:
R1+R2
I=
U
=
5Ω+15Ω
10V
=
0.5A
U1 = I1 R1
= 0.5A×5Ω=2.5V
U2 = I2 R2
= 0.5A×15Ω=7.5V
答:电路中的电流为0.5A, R1、R2两端的电压分 别为2.5V、7.5V。
例2.
已知两个定值电阻R1、R2的阻值分别为5Ω、15Ω, 现将它们串联接入电路,用10V的电源供电,求: 电路中的电流及R1、R2两端的电压各是多少?
I=?
U=10V
U1=?
U2=?
R1=5Ω
R2=15Ω
解法2:
解:
由题意有
U1+U2=10V
U1:U2=5Ω:10Ω
所以 U1=2.5V U2=7.5V
所以
R1
I=
U1
=
2.5V
5Ω
= 0.5A
答:电路中的电流为0.5A, R1、R2两端的电压分 别为2.5V、7.5V。
例3.
已知两个电阻R1、R2的阻值一共是400Ω,将它们 串联接入电路中,用电压表测得R1两端的电压为 50V,用电流表测得通过R2的电流为0.5A,求:电 源电压及R1、R2的阻值各是多少?
U1=50V
I=0.5A
U=?
R1=?
R2=?
R总=R1+R2=400Ω
解:
U=IR总
=0.5A×400Ω=200V
I
R1=
U1
=
0.5A
50V
=100Ω
R2=R总-R1=400Ω-100Ω=300Ω
答:电路中的电流为0.5A, R1、R2两端的电压分 别为2.5V、7.5V。
例4.
已知两个电阻R1、R2的阻值一共是400Ω,将它们 并联接入电路中,用电压表测得R1两端的电压为 50V,用电流表测得通过R2的电流为0.5A, 求:(1)R1、R2的阻值各是多少? (2)通过R1的电流及干路电流各是多少?
R1
R2
U=50V
I=
I2=0.5A
=
=
解法1:
解:
I
R2=
U
=
0.5A
50V
=100Ω
R1=R总-R2=400Ω-100Ω=300Ω
U
R1
I1=
50V
300Ω
=
≈0.17A
I=I1+I2=0.17A+0.5A=0.67A
R总=R1+R2=400Ω
答:R1、R2的阻值分别为300Ω、100Ω;R1的电流及干路电流分别为0.17A、0.67A。
例4.
已知两个电阻R1、R2的阻值一共是400Ω,将它们 并联接入电路中,用电压表测得R1两端的电压为 50V,用电流表测得通过R2的电流为0.5A, 求:(1)R1、R2的阻值各是多少? (2)通过R1的电流及干路电流各是多少?
R1
R2
I=
I2=0.5A
U=50V
=
=
I1=
解法2:
I
R2=
U
解:
=
0.5A
50V
=100Ω
R1=R总-R2=400Ω-100Ω=300Ω
所以 I1:I2=R2:R1=1:3
即 I1:0.5A=1:3
所以I1≈0.17A
I=I1+I2=0.17A+0.5A=0.67A
答:R1、R2的阻值分别为300Ω、100Ω;R1的电流及干路电流分别为0.17A、0.67A。
R总=R1+R2=400Ω
课时作业设计
1、给你三个均为10Ω的定值电阻,请你以不同的 方式将它们连入电路,画出电路图,并算出相 应的总阻值是多少?(写出计算过程)
2、有一电烙铁,它的阻值是440Ω,正常工作时的 电压为220V,现把它接在380V的电源上,为了能 正常工作,应给它串一个多大的电阻?正常工作 时的电流为多少?
4、如图所示,当开关闭合时,A1、A2的示数分别为 0.4A、1A,且R2=4Ω,求:R1的阻值和电源电压。
3、如图所示,电源电压不变,R1=7Ω,R2=8Ω,闭合开关后电压表示数为4V,则电源电压为多少?(用两种方法求解)
作业:
P79页1、2、3、4、5(共35张PPT)
第五节 家庭电路
观察要求:1、进户线有几根?能否说出名称?以及它们之间的电压是多少?它们与大地之间的电压又是多少?
2、配电盘:安装哪些设备?能否说出名称?
3、室内电路:开关、电灯、插座它们是怎样连接的?
火线不但与零线之间有220V的电压,与大地之间也是220V,这个电压已大大超过人体所能承受的安全电压;而零线与大地之间没有电压。
串
并
并
安装模拟家庭电路
1、学习硬导线线头去皮、硬导线与硬导线连接、硬导线与螺钉压按式接线连接的技能。
去皮:在线头或导线中适当位置处用小刀绕导线一圈,不伤到线心,再用小刀或电工钳将线皮剥下,线头去皮可直接用剥皮钳剥掉线皮。
硬导线与硬导线的连接:松开接线柱螺钉,将剥好皮的硬导线线头沿螺钉旋紧的方向绕接线柱一圈然后将螺钉旋紧。
2、明确所要安装的电路:安装一盏白炽灯(用按钮开关控制)、一只双空插座、在干路的火线上安装一个熔断器、安装的电路用插头接到照明电路上。
3、在要安装电路的木板上标出要安装的电路元件的位置和线路位置,小组交流看看是否合理?
4、小组先讨论再确定合理的安装次序:先接好插座、熔断器、插头这一回路,再将灯座、开关串联后与插座并联;或者先接好灯座、开关、熔断器、插头这一回路,再接好插座,然后与电灯支路并联;将接好的电路用塑料夹钉在木板上。
注意:连接电路时要确定哪一哏作为火线,熔断器、开关就接在这根线上,固定线路时走线要直。
5、安装完要检查线路是否有误:螺钉是否旋紧:灯座、插座、插头内部线头是否相碰。无误后将熔断器盖子插上,打开按钮开关,将插头插到教室电源插座上,闭合开关看看白炽灯是否正常发光,用测电笔测试插座火线插孔,看看氖管是否发光,测试插座零线插孔、看看氖管是否反光。
6、安装结束后整理好实验器材。
注意安全用电
随着科学技术的发展,家用电器的普及,现代生活中已经离不开电。电是人们的好帮手,但若是摸不准它的脾气,不注意安全,也会触电,轻则被电击,重则还会危及生命。
你们知道触电是怎么一回事吗?
日常所说的触电,是指一定强度的电流流过人体所引起的伤害事故。
因为人体是导体,人体触及带电体时,有电流通过人体。但有电流通过人体对人体并不一定造成伤害。
用手直接触摸一节干电池的正、负极,为什么没有发生触电事故?
电流对人体的伤害程度跟电流的大小、通电时间长短有关。
根据欧姆定律我们知道通过人体的电流大小与人体两端的电压、人体的电阻有关。大量事实表明:不高于36V的电压才是安全电压。
对人体的安全电压不高于36V
当1mA左右的电流通过人体时,会使人产生麻的感觉;超过10mA的交变电流能使人感到巨痛,甚至神经麻痹,呼吸困难,有生命危险;电流达到100mA时,3s就可时人窒息,心脏停止跳动。
家庭电路中的触电事故的原因是什么?
人的双手同时分别触到火线和零线,电流直接流过心脏,非常危险
人触到了破损电器中的火线,电流流过人体如地,很危险
人摆弄电器触到接火线的金属头,电流经人体如地,很危险
无安全措施的插座安装过低,小孩玩耍时将小手塞进插座,造成触电事故
人体触电时电流的回路,可以将其分为两类,一类是:人体同时与火线和零线接触;二是人体一部分直接或间接与火线接触、另一部分与大地接触。而根本的原因是人体直接或间接与火线接触造成触电事故。
怎样才能防止触电,保证安全用电。
绝对不要直接接触火线或与火线连通的导体
为此,我们应该做到:
1、家庭电路的安装应该符合安全用电的要求;
2、要注意不要弄湿用电器;
3、保护火线的绝缘皮,不使火线裸露;
4、有金属外壳的家用电器,其外壳要接地;
5、在户外不要靠近高压带电体;
6、发现有人触电时应赶快切断电源迅速使触电人脱离电源;
7、发生火灾时,要先切断电源,绝不能带电救火。
案例讨论与分析
1、电灯开关为什么要接在火线上?
电灯关闭后,电灯、灯座等与火线断开。
2、螺口灯炮的螺旋一定要接在火线上,为什么?
人们容易接触到灯泡和灯座螺旋套,不容易接触到位于灯泡尾部中央的锡块和灯座顶部中央的金属片。
3、三孔插座挖什么要接地线?
有金属外壳的家用电器均用三脚插头,金属外壳与三脚插头的接地连接,因三孔插座接地线,使用有金属外壳的用电器时人们接触到的总是地线,即使金属外壳与火线连通,电流也会直接流入大地,不会造成触电事故。
4、图中有哪些不安全用电现象?
(1)湿的树容易导电,户外电线许多是没有绝缘皮的,小孩爬到树上取风筝,若接触到火线,容易造成触电事故;如果输电线是高压的则小孩靠近就会发生危险。
(2)电视机插头边的导线绝缘皮已严重破损。
(3)台灯插头接线在过道地毯下,经常被人踩,容易破损。
(4)用湿的手拔电吹风的插头,会使插头带电,人触电。
作业:
P85页1、2、3、4(共23张PPT)
第二节 欧姆定律
人们使用电主要是利用电流产生的各种效应,如热效应、磁效应、化学效应等。这些效应都和电流的大小有关。
小灯泡发光时,电流通过小灯泡,那么通过小灯泡的电流与哪些因素有关呢?
如果我们知道电流与哪些因素有关,那么我们在电路中应怎样利用这些关系调控电流的大小呢?
在前面我们学习了电学中三个重要的物理量电流、电压、电阻,那么你们是否想过,这三个量之间有没有关系?
猜想:电流、电压、电阻三个量可能有关系。
1、既然电压是产生电流的原因,那么升高电压,电流也会随着增大。 2、既然电阻对电流有阻碍作用,那么增大导体的电阻,通过导体的电流会减小。
制定计划与设计实验
电流可能受电压、电流等多种因素的影响,那么我们应当用什么样的实验方法研究电流与电压、电流与电阻的关系呢?
怎样用控制变量法研究电流大小与电压和电阻的关系?
我们将用如下的器材研究电流大小与电压和电阻的关系。以定值电阻作为研究对象,通过研究定值电阻中电流与电阻两端电压、电阻阻值大小的关系来研究一般电路中电流与电压和电阻的关系。
讨论: 1、先研究电流与电压的关系,还是先研究电流与电阻的关系?
2、你要设计什么样的电路来进行研究?
3、根据你设计的电路,研究电流与电压的关系时如何改变电压的大小而保持电阻不变?研究电流与电阻的关系时如何改变电阻的大小而保持电压不变?
4、你要记录哪些数据?
画出实验电路图
A
V
图1
A
V
图2
图3
A
V
实验方案
一、对应第1、2两个图,用更换不同电源的方法改变电压;用更换电阻的方法改变电路电阻。
二、对应第3个图,用更换不同电源的方法改变电压;用滑动变阻器改变电路电阻。对于这一方案,由于滑动变阻器接入电路的阻值无法读出,因此此方案不符合实验要求。
A
V
图4
三、对应第4个图,用滑动变阻器改变电阻两端的电压;用更换电阻的方法改变电路电阻。
选用实验器材
对于方案一:电源选用干电池1节、干电池3节、蓄电池组1个;电流表1只、开关1个、1—10Ω不同阻值的电阻3只,导线若干。
对于方案三:电源选择干电池3节或蓄电池1个;滑动变阻器1个、电流表1只、电压表1只、开关1个、1—10Ω不同阻值的电阻3只、导线若干。
设计实验记录表格
表一:保持电压不变,研究电流随电阻的变化
实验次数 电压 电阻R/Ω 电流I/A 结论
1
U= V
2
3
表二:保持电阻不变,研究电流随电压的变化
实验次数 电阻 电压U/V 电流I/A 结论
1
R= Ω
2
3
进行实验与收集证据
按所设计的实验方案分小组进行实验
依次连接实验电路,检查无误后,开始实验。 (1)保持定值电阻两端电压不变,研究电流随电阻的变化。
两个实验方案在三次实验中均不换电源,而依次更换不同的定值电阻接在电路中,读出电压值和电流值记录在表格中。 (2)保持电路中电阻不变,研究电流随电压的变化。
两个实验在三次的实验中均不更换定值电阻。
表一:保持电压不变,研究电流随电阻的变化
实验次数 电压 电阻R/Ω 电流I/A 结论
1
U= 3 V 5 0.6
2 10 0.3
3 15 0.2
表二:保持电阻不变,研究电流随电压的变化
实验次数 电阻 电压U/V 电流I/A 结论
1
R=10 Ω 1 0.1
2 2 0.2
3 3 0.3
保持电压不变时,电流跟电阻成反比
保持电阻不变时,电流跟电压成正比
分析与论证
1、对实验过程的记录数据进行分析 对表一的数据分组计算:R2/R1=,I2/I1=。 看看电流随电阻变化有什么规律? 对表二的数据进行分组计算:U2/U1=,I2/I1=,U3/U1=,I3/I1=。 看看电流随电压变化有什么规律?
画U—I坐标图和R—I坐标图,将实验记录的数据在坐标图上描点作出电阻不变时,电流随电压的变化;电压不变时,电流随电阻的变化图象(先自己作图)。
U/V
R/Ω
I/A
I/A
1
2
3
5
10
15
0.2
0.4
0.6
0.2
0.4
0.6
实验结论:
1、保持电阻不变时,电流跟电压成正比。
2、保持电压不变时,电流跟电阻成反比
评估
1、各实验小组进行交流,看看所发现的规律是否 一样?
2、反思实验结论与开始的假设有什么差异?
3、分析产生误差的原因。
如图2和4中电流表实际上测的是通过定值电阻和电压表的电流;图2电压表实际测的是定值电阻和电流表两端的总电压;读取电压表、电流表数据时会产生误差;定值电阻通电后由于电流的热效应,阻值会发生一些变化;干电池的电流放电其两端电压会下降等。
在上述分析的基础上,分析实验所得到的数据是否可靠,得出的结论是否合理。
4、研究改进实验的措施
欧姆定律
用自己的语言进行表述,尝试用一个数学式子表示电流与电压、电流与电阻的关系。
欧姆定律:一段导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
欧姆定律的公式
I=
R
U
I—电流单位:A U—电压单位:V R—电阻单位:Ω
现在我们用了几十分钟研究了这个电学的确基本规律。然而这一规律是德国物理学家欧姆在1817~1827年花费了10年心血用实验研究得出的,为了纪念他的伟大发现,这一规律被命名为欧姆定律。今天当我们一起学习这一定律时,每位同学都要从他身上学到一点精神——坚持不懈地从事科学研究。
对欧姆定律的理解
1、欧姆定律反映了一段导体中电流和电压之间的定量关系。 2、在一段导体中。只要知道I、U和R三个物理量中的任意两个量,就可以应用欧姆定律求出另外一个量。 3、应用欧姆定律计算时,要用公式所要求的单位。
应用欧姆定律进行有关电流、电压、电阻的简单问题
例、某电烫斗在220V电压下工作时,其电热丝的电阻为968Ω。那么此时通过该烫斗电热丝的电流是多大?
已知:U=220V ,R=968Ω
求:I=?
U=220V
R=968Ω
解:根据欧姆定律
I=
R
U
代入数据可得
=0.23A
I=
220V
968Ω
答:此电烫斗正常工作时的电流是0.23A
讨论:
1、公式
R=
I
U
意义(对同一段导体U和I的比值是一定的,对于不同的导体这一比值是不同的。当导体两端的电压为零时,导体的电流也为零,而导体的电阻不变。)
2、通过这个例题的解答,能否总结出一种测量电阻的方法。
注意:欧姆定律中U、I和R是指同一段导体中的电流、电压和电阻,决不能张冠李戴。
练习:用上述实验记录表中的数据编制一道例题。
课时作业设计
1、某同学按下图所示的电路研究通过导体的电流跟导体电阻的关系。电源电压保持不变。他不断改变电阻箱Rχ(符号用 表示)的阻值,测得相应的阻值如下表。分析表中数据可知:电流跟电阻 (填“成”或“不成”)反比,这与欧姆定律 (填“相符”或“不符”),其原因是 。
A
V
次数 Rχ/Ω I/A
1 2 0.40
2 4 0.32
3 8 0.25
不成
不符
电阻箱Rχ两端电压随电阻箱阻值的变化而变化
A
V
2、如图所示,电源电压保持6V不变,电阻R1=3Ω,R2=6Ω,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为( )
A、1A B、2A C、3A D、4.5A
A
3、在6V的电路中连入L1、L2两盏串联的电灯,已知电灯L1的电阻是8Ω,L2两端的电压是4V,则L2中的电流是多少?
U=6V
L1
L2
U2=4V
I2=?
R1
R2
S1
S2
B
答:0.25A
作业:
P73页1、2、3、4