人教版 九年级全册第17章 欧姆定律（全章教案）

第十七章　欧姆定律
1.通过实验探究,得出并认识电流、电压和电阻的关系.
2.理解欧姆定律,能应用欧姆定律进行简单计算.
3.会同时使用电流表和电压表测量导体的电阻.
4.能根据欧姆定律以及电路特点,解决串并联电路中的问题.
1.进一步熟悉实验探究中常用的方法——控制变量法,根据探究目的设计电路;
2.会观察、收集、分析实验中的数据,并尝试用图像法处理实验数据;
3.学会解答电学计算题的一般方法,养成良好的解答电学问题的习惯.
1.重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识,注意学生科学世界观的形成;
2.通过对欧姆的介绍学习科学家献身科学、勇于探索真理的精神,激发学生学习积极性.
本章是在学习电流、电压、电阻的基础上,进一步探究电流、电压、电阻三者之间的关系,得出欧姆定律,最后介绍欧姆定律的应用,即测量一个导体的电阻的方法及欧姆定律在串、并联电路中的应用.本单元是电学知识的基础和重点,处于电学的核心位置.通过本章学习将为进一步学习电能、电功率等奠定基础.本章以欧姆定律为主线,从欧姆定律的探索开始,到欧姆定律的应用结束,始终站在培养学生的科学素质的角度安排教学内容.本章教材安排了两个探究活动:探究电流与电压、电阻之间的关系和探究怎样测量一个导体的电阻.探究活动的宗旨是培养学生利用物理现象和实验来处理信息的能力,体验科学探究的乐趣,领悟科学探究的思想和精神.为学生的终身学习打下良好的基础.两次探究活动中,探究电流、电压、电阻三者之间的关系是本章的重点.
第一节“电流与电压和电阻的关系”:是按照科学探究的程序展现的,为学生提供了足够的时间和空间,使学生经历基本的探究过程,明确同一电路中电流与电压、电阻的关系,并进一步学习科学探究方法,提高学生探究物理问题的能力.
第二节“欧姆定律”:在学生探究成功基础上给出欧姆定律,并运用欧姆定律进行计算,对串、并联电阻的定性分析加深了学生对欧姆定律的理解,并把学到的知识与实际紧密联系起来.
第三节“电阻的测量”:作为欧姆定律的一种应用,不仅使学生获得了一种测小灯泡电阻的方法,使学生体会到物理规律在解决实际问题中的作用,还可以使学生在实验过程中获得新的发现,提出新的问题,促使学生把前后知识进行联系,完成知识的系统化.
第四节“欧姆定律在串、并联电路中的应用”:由欧姆定律出发,使学生学会用所学物理知识解释身边的实际问题和自然现象,提高他们学以致用的能力.
总之,第一节有利于学生能力的培养;第二、三、四节有利于培养学生在解决实际问题中对欧姆定律的理解、认识物理知识的科学价值、提高运用所学知识解决实际问题的能力.
【重点】　探究电流与电压、电阻的关系,欧姆定律.
【难点】　通过实验探究得到欧姆定律的过程.
一、电流与电压和电阻的关系
本节实验要改变电阻两端的电压,方法至少有两种:一是改变电池的个数;二是利用滑动变阻器;尽可能让学生通过讨论自己得出哪种方案更好.进行实验时,可让学生按自己设计的方案进行实验,并非一定要统一要求.在分析表格数据得出结论时,让学生多发表自己的见解,不完整不规范没关系,在充分肯定其合理性的同时继续找学生补充,最后总结出规范的结论.
二、欧姆定律
欧姆定律是学习电学知识的关键.本节教学包括欧姆定律的定律内容、公式表达、三个物理量单位及欧姆定律的两个变换式.教学重点是欧姆定律的内容及其数学表达式.根据探究得到的两个结论,应用组合原理,便可得到欧姆定律的内容,再通过例题进行对公式的简单应用.题目不宜过难,提供计算较简单的不同种类例题,在解题方法、思路、格式等方面进行规范.
三、电阻的测量
本节实验采用转换法测电阻,可以放手给学生,让学生按照探究的步骤进行测量,充分发挥其主体地位.本节难点是根据电路图进行实物连接,排除接线中的故障;本节重点是根据课题设计实验电路图,掌握正确的操作顺序.
四、欧姆定律在串、并联电路中的应用
本节教学突出欧姆定律的应用,切记做成没有实际意义的计算题专题,要充分利用例题计算的结果,强调对于串、并联电路特点、欧姆定律、电阻大小的决定因素的理解.
第1节　电流与电压和电阻的关系
1课时
第2节　欧姆定律
1课时
第3节　电阻的测量
1课时
第4节　欧姆定律在串、并联电路中的应用
1课时
本章复习教案
1课时
第1节　电流与电压和电阻的关系
1.通过实验探究得出并认识电流、电压和电阻的关系.
2.会同时使用电压表、电流表,会用滑动变阻器来改变部分电路两端的电压.
3.会分析实验中的数据,并用图像法处理实验数据.
4.能说出电流与电压和电阻的关系.
1.使学生初步领会用控制变量法研究物理规律的思路;
2.通过实验、分析和探究的过程,提高归纳物理规律的能力;
3.尝试应用已知的科学知识去解决具体的问题.
1.在收集、处理数据的过程中培养学生实事求是的科学态度.
2.重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识,注意学生科学世界观的形成.
【重点】　通过经历完整的实验探究,认识电流与电压和电阻的关系.
【难点】　运用控制变量法进行实验和对实验数据进行分析得到结论.
【教师准备】　学生电源、教学用电流表、教学用电压表、定值电阻、滑动变阻器、多媒体课件、电路板一块等.
【学生准备】　干电池、开关、灯泡、电压表、电流表、导线等.
导入一:问题导入
通过前面的学习和实验,同学们已经隐约感觉到电流、电压、电阻之间存在着一定的关系,那么这三者之间到底存在着怎样的关系呢?这里有三个研究它们之间关系的课题,请同学们分组讨论以下哪个课题有研究的必要,为什么?
1.电流跟电压、电阻的关系;
2.电压跟电流、电阻的关系;
3.电阻跟电流、电压的关系.
　　[过渡语]　结合前面所学的知识:1.电压是形成电流的原因;2.导体的电阻是导体本身阻碍电流的一种性质,跟导体两端的电压及导体中的电流无关.你的猜想是什么?该如何探究你的猜想?从这节课开始,我们就来研究电流、电压、电阻之间的关系.
导入二:情景导入
情景:我们常常看到这样的现象:傍晚灯的亮度较暗,深夜灯的亮度较亮,这是为什么?
师:通过前面的学习,我们基本了解了电流、电压、电阻的概念,并学会了电流表和电压表的使用.今天请同学们先看老师的这组实验,请同学们仔细观察三次演示小灯泡的发光情况.
演示实验:小灯泡和干电池、开关组成串联电路.
演示1:一节干电池和2.5 V小灯泡串联发光;
演示2:两节干电池和2.5 V小灯泡串联发光;
演示3:两节干电池和3.8 V的小灯泡串联发光.
师:通过观察实验,根据上节课的学习,你能告诉大家什么?你还想知道些什么呢?
生:一个灯泡,两节干电池做电源比一节干电池做电源时亮,说明小灯泡电阻不变,电压大时,电流也大.
同样两节干电池,2.5 V的灯比3.8 V的灯亮.灯泡不同,其电阻值一般不同,由此可知,电路中的电流跟导体的电阻关系.
　　[过渡语]　那么电流、电阻、电压之间数量上存在什么样的关系呢?学习完这节课,你就会明白的.
导入三:实验导入
演示实验:出示调光台灯,打开开关,并转动旋钮,让学生观察台灯亮度的变化.
问题1:同学们都使用过台灯,当我们调节台灯旋钮的时候,台灯的亮度会发生改变,灯泡逐渐变亮(或变暗),说明通过灯泡的电流是怎样变化?
回答:电流逐渐变大(或变小).
学生实验1:把2.5 V小灯泡和教学用电流表串联,分别跟一节干电池和两节干电池组成电路.闭合开关,观察先后两次电流表示数及小灯泡的亮度.分析实验现象,大胆猜想电流的变化可能跟什么有关?
猜想1:跟两节干电池串联时,灯泡较亮,电流较大.由此可猜想:灯泡两端所加电压越高,电流会越大.
学生实验2:分别把2.5 V和3.8 V小灯泡跟两节干电池和教学用电流表组成串联电路.闭合开关,观察先后两次电流表的示数和小灯泡的亮度.分析实验现象,大胆猜想电流的变化可能跟什么有关?
猜想2:3.8 V小灯泡较暗,电流较小.灯泡不同,其电阻值一般不同.由此可猜想:导体电阻越大,电流就越小.
注意:猜想不是瞎猜、乱猜,是在原有知识的基础上有根据、符合逻辑地进行猜想.所以在这里设计实验,让学生通过实验猜想.
　　[过渡语]　实验告诉我们:通过导体的电流大小跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关.那么电流与电压、电阻之间有什么样的定量关系呢?这就是我们这节课要探究的内容.
一、探究电流与电压的关系
思路一
(一)探究方法
由前面的猜想知道导体中的电流跟导体两端的电压、导体的电阻有关,那么如何研究电流跟电压、电阻的定量关系呢?让学生分组讨论下面两个问题:
问题1:前面学过的哪些实验课题与该实验课题类似?举例说明.
回答1:探究影响导体电阻大小的因素与此类似.
问题2:你列举的实验中用到的物理研究方法是什么?
回答2:控制变量法.
(二)研究电流跟电压的关系
设计实验电路的时候应考虑的问题:
问题1:怎样测量导体两端的电压U和导体中的电流I呢?
回答1:利用电压表测量导体两端的电压U,利用电流表测量电路中的电流I.
问题2:怎样保持导体的电阻R不变呢?
回答2:使用定值电阻.
问题3:通过什么方法改变定值电阻两端的电压U呢?
回答3:利用串联的滑动变阻器改变定值电阻两端的电压U.
学生分别独立设计电路,以小组为单位进行组内讨论,拟定一个达成共识的设计方案.师生共同讨论,对各组设计方案的优缺点进行评估,帮助学生形成科学的思想,以确定出实验的最佳方案.指导学生设计出实验电路图.
(三)学生分组实验与收集数据
1.研究电流跟电压的关系
按电路图连接实物电路,利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,并记录所对应的电流值,填入表一中:
表一:R=10 Ω
电压U(V)
1
1.5
2
电流I(A)
　　2.更换定值电阻,利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,记录对应电流值,填入表二中:
表二:R=15 Ω
电压U(V)
1
1.5
2
电流I(A)
　　(四)分析与论证
实验数据是客观事实的反映,不等于实验结论.实验结论是在数据基础上进行科学分析的结果.教师选择两组实验数据展示在黑板上,以供分析与论证.引导学生进行因果推理,认识因果推理关系,在控制物理条件下,关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系,寻找数据之间的相互关系的特征,培养学生分析简单的因果关系的能力.
学生讨论回答下列问题,逐层概括电流与电压的关系:
问题1:电流与电压两个物理量,是谁随谁变化?
回答1:电流随电压变化.
问题2:分析表一,可得出什么结论?
回答2:通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
问题3:这个结论前提是保持哪个物理量不变?
回答3:保持电阻不变.
问题4:有人说,这个结论可叙述为“在电阻不变时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比.”这种说法对吗?
回答4:不对.因为是电流随电压变化,不是电压随电流变化.
(五)实验结论
在电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
【拓展延伸】　台灯的调节旋钮其实是一个变阻器,转动旋钮,实际上是调节变阻器,使加在灯泡两端的电压发生变化,而灯的电阻不变,所以电流随电压成正比变化.
　　[过渡语]　利用刚才的电路如何开展探究电流跟电阻的关系?
思路二
【提出问题】　展示部分用电器的电流:浴霸:约5 A;滚筒洗衣机:约1 A;电烤箱:约2 A.
问题1:各种用电器的电流大小不同,那么电流大小与哪些因素有关?
展示家庭电路中不同的灯泡,亮度不同:
问题2:通过灯泡的电流与灯丝电阻有关吗?电路中的电流与电压、电阻有什么关系?
【猜想】　若电阻一定,电压越大,电流越大.
【实验器材】　电源、滑动变阻器、开关、电阻、电流表、电压表、导线等.
实验探究:电流与电压的关系
【设计实验】
1.测电阻两端电压,选择什么器材?如何改变电阻两端电压?怎么操作?
2.测通过电阻的电流,选择什么器材?
3.实验过程中的不变量是什么,如何控制其不变?
4.滑动变阻器在实验中都起到什么作用?
【实验电路图】
【实物图】
【表格设计】
R=10 Ω不变
1
2
3
U/V
I/A
　　【实验步骤】
1.电流表、电压表调零,按电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片至阻值最大端;
2.闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,将电压表示数U,电流表示数I记录到表格中;
3.分别调节滑动变阻器的滑片在不同位置,仿照步骤2再做2次实验,分别记录电压表示数U、电流表示数I.
【实验分析与结论】
R=10 Ω不变
1
2
3
U/V
1.0
1.5
2.0
I/A
0.1
0.15
0.2
　　分析:当电压成比例增大时,电流也成比例增大.
实验结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比.
【拓展延伸】　1.实验时间不宜过长,最好做完一次实验断开开关一次,避免电阻温度升高,阻值发生变化.2.结论中导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一导体来说的.3.不能反过来说,电阻一定时,电压与电流成正比.这里存在一定的因果关系,电压是原因,电流是结果.因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才加了电压.
　　[过渡语]　我们已经探究出了通过导体的电流跟导体两端的电压之间的关系,那么通过导体的电流跟导体的电阻之间有什么样的关系呢?
二、探究电流与电阻的关系
【设计实验】
1.在电路中如何改变电阻,选用什么器材?怎么操作?
2.如何使电阻两端电压不变,如何控制其不变?
3.滑动变阻器在实验中起到什么作用?
【表格设计】
U=3 V不变
1
2
3
R/Ω
I/A
　　【实验步骤】
1.电流表、电压表调零,按电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片移至阻值最大端;
2.闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,电压表示数为U,将定值电阻的阻值R和电流表示数I记录到表格中;
3.断开开关,改变连入电路中定值电阻的阻值,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表的示数为U不变,将定值电阻的阻值R和电流表示数I记入表格.
4.仿照步骤3再做1次实验,分别记录定值电阻的阻值R和电流表示数I.
【实验分析与结论】
U=3 V不变
1
2
3
R/Ω
5
10
15
I/A
0.6
0.3
0.2
　　分析:当电阻成比例增大时,电流成比例减小.
结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比.
【拓展延伸】　结论中导体中的电流和电阻的关系不能反过来说电压一定时,电阻与电流成反比.因为电阻是导体本身的一种性质,它只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端电压和导体中的电流无关.
电流跟电压的关系:
1.实验电路:
2.实验表格:
R=　　　　Ω?
电压U/V
电流I/A
　　3.实验结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比.
电流跟电阻的关系:
1.实验电路:
2.实验表格:
U=　　　　V?
电阻R/Ω
电流I/A
　　3.实验结论:在电压一定的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比.
1.关于导体中的电流与导体两端的电压的关系,下列叙述正确的是 (　　)
A.在导体电阻不变的情况下,导体中的电流与导体两端的电压成正比
B.在导体电阻不变的情况下,导体两端的电压与导体中的电流成正比
C.导体中的电流越大,其电压越大
D.导体中的电流越小,其电压越小
解析:在电阻不变的情况下,导体中的电流与导体两端的电压成正比,是电流由电压决定,不是电流决定电压,A正确,B,C,D错误.故选A.
2.如图是小明连接的“电流跟电压、电阻的关系”实验电路图,闭合开关S,电流表、电压表可能出现的现象是(　　)
A.电流表、电压表示数均为零
B.电流表和电压表指针迅速发生最大偏转,电表损坏
C.电流表示数为零,电压表示数接近电源电压
D.电流表示数为0.4 A,电压表示数为3 V
解析:电流表内阻很小,相当于导线,电流表与电阻并联会将电阻短路.电压表内阻很大,相当于断路,此时电路中电流很小,电流表示数为0,不会损坏电流表;电压表通过电流表、滑动变阻器与电源两极相连,此时电压表测量电源两端电压,示数接近电源电压.故选C.
3.小强同学用如图所示电路研究电流跟电阻关系,在实验过程中,当电阻R由5 Ω换成10 Ω后,他下一步的操作是 (　　)
A.记录电流表和电压表示数
B.将变阻器滑片向左适当移动
C.将变阻器滑片向右适当移动
D.增加电池个数
解析:在滑动变阻器阻值不变的情况下,将5 Ω定值电阻换成10 Ω定值电阻,整个电路阻值变大,此时电路中电流减小,滑动变阻器两端电压减小,此时定值电阻两端的电压变大.要使定值电阻两端电压不变,应减小电路中电流,增大滑动变阻器接入电路的阻值,即将变阻器滑片适当向左移动,才可能使电压表的示数不变.故选B.
4.如图所示是研究电流跟电压、电阻关系的实验电路图,表一、表二记录的是实验数据,分析表一数据可得出结论:　　　　;分析表二数据可得出结论:　　　　.?
表一(R=15 Ω)
表二(U=2 V)
电压U/V
1.5
3
4.5
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.1
0.2
0.3
电流I/A
0.4
0.2
0.1
　　解析:(1)电压表与电阻R并联,电流表串联在电路中,如题图所示.(2)表一中的电阻R=15 Ω不变,随着导体两端的电压增大,通过导体的电流也增大,并且均成倍数变化;表二中的电压U=2 V不变,当电阻增大时,通过导体的电流减小,并且均成倍数变化.
【答案】　在导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比　在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
电流跟电压、电阻的关系:
在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比.
在电压一定的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比.
一、教材作业
【必做题】　
教材第77页动手动脑学物理的2题
【选做题】　
教材第76页动手动脑学物理的1题
二、课后作业
【基础巩固】
1.在“研究电流跟电压、电阻的关系”实验中,需要采用控制变量的方法,即 (　　)
A.分别保持电阻不变和保持电压不变两个步骤进行实验
B.分别保持电流不变和保持电压不变两个步骤进行实验
C.分别保持电阻不变和保持电流不变两个步骤进行实验
D.分别保持电流不变、电阻不变、电压不变三个步骤进行实验
2.如图所示是研究电流与电压、电阻关系的电路图,实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行.在“保持电压不变”这一步实验时应 (　　)
A.保持R2滑片的位置不动
B.保持R1不变
C.更换R1,并调节R2滑片到适当位置,保持电压表示数不变
D.保持电路中电流不变
3.某同学在探究“电流与电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画了如图所示的图像,下列结论与之相符的是 (　　)
A.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
B.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
C.电阻一定时,电流随着电压的增大而减小
D.电阻一定时,电压随着电流的增大而减小
4.在“探究电流与电阻的关系”的实验中,李明同学进行实验时,在a,b间先接入5 Ω的电阻,闭合开关,移动滑片P,使电压表的示数为3 V,并记下相应的电流值;再依次改接10 Ω,15 Ω,20 Ω的电阻,共进行了四次实验.依次改接其他电阻时,李明同学都将滑片P向右端移动至适当的位置,他这样做的目的是:　　　　.李明同学完成的四次实验记录的电流表的示数分别为:0.6 A,0.3 A,0.2 A,0.15 A,依据测量结果可以得到的结论是:　　　　.?
【能力提升】
5.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是 (　　)
A.只要将导体连入电路,电路中就有电流
B.导体中通过的电流越大,它的电阻越小
C.有电流通过的小灯泡,其两端不一定有电压
D.导体两端电压越大,通过该导体的电流就越大
6.在“探究电流与电压的关系”的实验中,分别用R1,R2两个电阻进行了探究,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的I - U关系图像,从图中可以看出R1,R2的大小关系为 (　　)
A.R1>R2　　B.R1C.R1=R2 D.不能确定
7.小君和小丽在研究导体中电流与导体两端电压的关系时,除了电源(3 V)、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器外,还有可供选择的:A.定值电阻;B.小灯泡.
(1)为了完成研究需要选择器材　　　　(填序号“A”或“B”);理由是:　　　　.?
(2)用笔画线完成图甲中的实物电路连接(你所选的器材在图甲中用接线板代替,导线连线不能交叉),并使滑动变阻器接入电路的阻值最大.
(3)小君通过实验得出了表(一)中的数据,请读出图乙中两表的示数,记在表中最后一列的空格处.
表(一)
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
　　　?
电流I/A
0.05
0.1
0.15
0.2
　　　?
(4)小丽通过实验得出了表(二)中的数据,并且通过分析实验数据得出了:“在电阻一定时,导体中的电流随电压的增大而减小”的结论.小君观察并检查了小丽所连接的电路后,发现了问题.你认为原因可能是　　　　.?
表(二)
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
【拓展探究】
8.设计实验证明,当电流一定时,电阻两端的电压与电阻成正比.
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要实验步骤.
(3)画出数据表格.
【答案与解析】
1.A[解析:在“研究电流跟电压的关系”实验中,控制不变的物理量是电阻;在“研究电流跟电阻的关系”实验中,控制不变的物理量是电压.故选A.]
2.C[解析:研究电流跟电阻的关系时,保持电压不变,更换R1,并调节R2滑片到适当位置,保持电压表示数不变,就可以研究电流跟电阻的关系.故选C.]
3.A[解析:右图像的横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,是反比例函数图像,可得电流与电阻成反比,A正确;电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,B错误;左图像的横坐标表示电压,纵坐标表示电流,是正比例函数图像,可得电流与电压成正比,C错误;电压是形成电流的原因,即先有电压后有电流,不是先有电流后有电压,D错误.故选A.]
4.保持定值电阻两端的电压不变　在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比[解析:将5 Ω的电阻换成10 Ω时,电路的总电阻变大.要探究电流和电阻之间关系,必须保持定值电阻两端的电压不变,即与定值电阻并联的电压表示数不变,所以应调节滑片P向右移动,增大滑动变阻器接入电路的电阻,使电压表的示数达到3 V时,读取电流表示数.因此小李移动滑动变阻器滑片P的目的是保持定值电阻两端电压为3 V不变.实验过程中,保持定值电阻两端电压不变,依次改接5 Ω,10 Ω,15 Ω,20 Ω的电阻,得到的电流分别为0.6 A,0.3 A,0.2 A,0.15 A,可以看出在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比.]
5.D[解析:导体接入电路,如果电路没有构成通路,电路中就没有电流,A错误;当导体两端电压一定时,导体中通过的电流越大,它的电阻越小,题中没有“电压一定”这个条件,B错误;电压是形成电流的首要条件,小灯泡有电流通过,则小灯泡两端一定有电压,C错误;电阻一定时,其电压越大,通过的电流越大,题中电阻一定,因此D正确.故选D.]
6.B[解析:从图中看出当R1,R2两端的电压相同时,电流值不同,即I1>I2,则R17.(1)A　小灯泡电阻随温度而改变,不能控制电阻一定　(2)如图所示.　(3)2.4　0.24　(4)电压
表并联在滑动变阻器两端了[解析:(1)探究电流跟电压的关系时,应控制电阻不变,而小灯泡两端电压越高,小灯泡越亮,电阻值越大,因此要保持电阻一定,应使用定值电阻;(2)滑动变阻器要求接入电路的电阻最大,必须使接入电路的电阻线最长,所以连接左下端的接线柱;(3)电压表选择0~3 V量程,示数是2.4 V;电流表选择0~0.6 A量程,示数是0.24 A;(4)探究电流与电压的关系,必须保持电阻一定,由表(二)对应的数据可知,电阻值是变化的,原因是电压表并联在滑动变阻器两端了.]
8.(1)电路图如图所示.　(2)主要实验步骤:①将阻值不同的6只电阻连接成如图所示的电路;②闭合开关,读出电流表示数为I并记录;③用电压表分别测出电阻R1,R2,R3,R4,R5,R6两端的电压U1,U2,U3,U4,U5,U6并记录.　(3)数据表格如下:
电阻(R)/Ω
R1
R2
R3
R4
R5
R6
电流(I)/A
I
I
I
I
I
I
电压(U)/V
U1
U2
U3
U4
U5
U6
[解析:根据控制变量法的思想,控制电流一定,改变电阻的阻值,记录电压表的示数,分析电压与电阻的关系.(答案合理即可)]
　　电源最好选择学生电源,测量的数据比较一致.采用干电池时,测量的数据存在一定的误差,处理数据时,要求教师考虑到数据可能不一致来指导学生如何得出结论.
在探究实验过程中的设计实验环节时,可以设计两种方法进行科学探究,使学生明白科学探究过程的多样性,在交流和评估时,知道不同科学探究方法对于研究问题的优劣之处.
采用图像法进行数据处理时,可以把电压U看成纵坐标y轴,电流I看成横坐标x轴,则由U - I图像可知U和I是一个正比例函数,这样用数学方法处理有利于学生快速得出U,I和R的数学表达式.
动手动脑学物理(教材第76页)
1.(1)略.　(2)从图中可知,错误的一组数据是(1.2,0.4).
2.如图所示.
　　1.探究电流与电压的关系时,改变电压有两种方案:
方案1:利用滑动变阻器改变定值电阻两端电压,比较方便,节约时间,可减少误差.
方案2:更换电池改变定值电阻两端电压,要重新连接电路,比较麻烦,容易出现接触不良等问题.
　　
2.本节课学生分析成正比和反比较困难,是学习的一个难点,教师可以从多角度分析突破:①从小学的正比和反比知识突破:比如当ab=常量时,a与b成正比;当ab=常量时,a与b成反比;②从倍数角度分析;③从图像角度分析.
第2节　欧姆定律
1.能根据实验探究得到的电流、电压、电阻的关系得出欧姆定律.
2.理解欧姆定律,并能利用欧姆定律进行简单的计算.
1.通过计算,学会解答电学计算题的一般方法,培养学生逻辑思维能力,培养学生解答电学问题的良好习惯.
2.进一步体验控制变量的科学研究方法和用图像来说明物理现象和过程,揭示物理规律的方法.
1.通过感受欧姆得出欧姆定律的不易,学习科学家为科学艰苦奋斗的精神.
2.引导学生认识物理规律的客观性、普遍性和科学性,促进学生科学世界观的形成.
【重点】　欧姆定律的内容和公式.
【难点】　理解欧姆定律的内容;弄清变形公式的含义.
【教师准备】　多媒体课件等.
【学生准备】　复习上节课所学内容.
导入一:情景导入
情景1:用课件播放有关欧姆事迹的视频动画.
问题:故事的主人公是谁?他对初中物理有什么贡献?
　　[过渡语]　这节课我们就来学习以他的名字命名的电学重要定律.要想知道答案,让我们进入本节课的学习吧.
导入二:问题导入
多媒体展示:上节实验课某小组的实验数据.
表一:电阻R=10 Ω
实验次序
电压U/V
电流I/A
1
1
0.1
2
2
0.2
3
3
0.3
　　表二:电压U=3 V
实验次序
电压R/Ω
电流I/A
1
5
0.6
2
10
0.3
3
15
0.2
　　师:请同学们认真观察实验数据,从表格的数据中可得出什么实验结论?
生1:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
生2:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
师:两位同学的归纳都很好,如果将上面的实验结论综合起来,又可以得到什么结论?
生3:通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体本身的电阻成反比.
　　[过渡语]　同学们讲得非常好,这个结论就是我们今天要学习的欧姆定律,这节课,我们同时还要学习该定律的简单应用.
一、欧姆定律
思路一
师:由上节课的结论可知:在电阻一定时,电流与电压成正比;在电压一定时,电流与电阻成反比.
我们把它综合起来,用一句表示就是: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,这个结论就是欧姆定律.
师:我们再看上节课的实验数值,你会发现,每组数值的电压与电阻的比值都等于其电流的大小.同学们验证一下上节课数值是不是存在上述关系.
所以欧姆定律还可以用这样的公式表示:电流=电压电阻;用符号表示为:I=UR,式中的I表示电流,单位是安培(A);U表示电压,单位是伏特(V);R表示电阻,单位是欧姆(Ω).
师:电阻的单位必须用“欧姆”,电压的单位必须用“伏特”,由公式得出的电流单位才是“安培”.
【拓展延伸】　欧姆定律不是一下子就被发现的,而是经过了许多次的改进实验,克服了许多的缺点才得出的,人类一切文明进步的成果与科学家的辛勤工作是分不开的.
　　[过渡语]　我们已经知道了欧姆定律的表达式,那么如何利用它来进行简单计算呢?
二、例题与变式
1.让学生自己看例题,并注意解题步骤.
(1)解中包括已知条件;
(2)注意写出原始公式;
(3)对物理符号尽量有必要的文字说明;
(4)代入的数值要带单位;
(5)最后说明所求的量,不必写答.
　一辆汽车的车灯电阻为30 Ω,接在12 V的蓄电池上,则通过灯丝的电流是多少?
解:已知灯丝两端电压U=12 V,灯丝电阻为30 Ω.根据欧姆定律可得通过灯丝的电流:
I=UR=12 V30 Ω=0.4 A.
2.解电学问题时审题的一般思路:
(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.
　闭合开关后,电路中某一定值电阻R两端的电压为6 V,电流为0.3 A,则电阻R的阻值是多少?
解:电路图如图所示:
已知电阻R两端电压U=6 V,通过电阻R的电流为0.3 A.根据欧姆定律I=UR可得电阻R的阻值为:R=UI=6 V0.3 A=20 Ω.
3.检查学生对步骤、审题方式的一些失误,一并纠正.
4.应用解释:短路
(1)电源短路:电源两端直接用导线连接起来,由于导线电阻几乎为零.由欧姆定律可知,其电流会很大,电源难以承受,会损坏电源.
(2)用电器短路:把用电器两端直接用导线连接起来,电流将不通过用电器,或通过时电流非常非常小,可以忽略不计.
【拓展延伸】　欧姆定律的几点说明:1.同时性:导体的电压和电流是同一时刻的.2.同体性:电压和电流是同一段导体两端的电压和通过其中的电流.
欧姆定律
1.文字表述: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.
2.字母公式:I=UR
3.例题讲解:(强调计算题格式)
1.某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是 (　　)
A.该导体中的电流随电压的增大而减小
B.当导体两端的电压为0 V时,电流为0 A
C.当导体两端的电压为0 V时,电阻为0 Ω
D.当导体两端的电压为2 V时,电流为0.2 A
解析:该导体中的电流随电压的增大而增大,A错误;电压使电路中形成电流,因此电压为零时,电流也为零,B正确;电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积以及温度有关,与电压和电流无关,C错误;由图可知,当导体两端的电压为2 V时,电流为0.4 A,D错误.故选B.
2.在一段电阻不变的导体两端加20 V电压时,通过的电流为1 A;现在把该导体两端的电压变为8 V,则此时通过该导体的电流和它的电阻为 (　　)
A.0.4 A　20 Ω　　　B.1 A　20 Ω
C.0.4 A　10 Ω D.1 A　10 Ω
解析:这段导体两端加20 V电压时,电阻为R=UI=20 V1 A=20 Ω;当所加电压变化时,电阻不变,仍是20 Ω.电压是8 V时,电流为I'=U'R=8 V20 Ω=0.4 A.故选A.
3.如图所示,R1=10 Ω,开关闭合后电流表的示数是0.2 A,电压表的示数是4 V,R2的电阻为　　　　Ω.?
解析:把电压表看成断路分析电路连接情况,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电阻R2的阻值R2=U2I=4 V0.2 A=20 Ω.
【答案】　20
4.如图所示,电源电压U=6 V保持不变,R1的阻值为5 Ω,R2的阻值为10 Ω,闭合开关S后,电流表的示数为　　　　.?
解析:由图可知电流表在干路中,根据欧姆定律:I1=UR1=6 V5 Ω=1.2 A,I2=UR2=6 V10 Ω=0.6 A,I=I1+I2=1.2 A+0.6 A=1.8 A.
【答案】　1.8 A
欧姆定律
1.文字表述:
2.字母公式:
3.应用
一、教材作业
【必做题】　
教材第79页动手动脑学物理的1,2,3题
【选做题】　
教材第79页动手动脑学物理的4题
二、课后作业
【基础巩固】
1.欧姆定律表明 (　　)
A.导体电阻大小是由电流和电压决定的
B.导体两端的电压跟电流成正比,跟电阻成反比
C.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
D.导体电阻大小跟电压成正比,跟电流成反比
2.下列图像中,能正确表示定值电阻上的电流与两端电压关系的是 (　　)
3.如图所示,R是一只光敏电阻,当光照射强度增大时,其电阻会减小.
闭合开关S,减小对光敏电阻的照射强度,电压表和电流表示数的变化情况是 (　　)
A.两表示数均减小
B.电流表示数增大,电压表示数减小
C.两表示数均增大
D.电流表示数减小,电压表示数增大
4.工厂中,车床照明灯经常采用36 V的安全电压供电,工作时灯丝的电阻约为60 Ω,此时通过灯丝的电流是　　　　A.?
【能力提升】
5.甲、乙、丙三根镍铬合金丝,其横截面积关系S甲>S乙=S丙,长度关系为L甲=L乙A.I甲>I乙>I丙　　　B.I甲>I乙=I丙
C.I甲6.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1,L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是2∶3,此时灯L1,L2的电阻之比是 (　　)
A.2∶1 B.1∶2
C.3∶2 D.2∶3
7.如图所示,电源电压为6 V,电阻R1的阻值为10 Ω.闭合开关后,电流表的示数为0.9 A,则通过电阻R1的电流为　　　　A,通过R2的电流为　　　　A,R2电阻为　　　　Ω.?
【拓展探究】
8.某物理兴趣小组的同学制作了一种自动测定油箱内油面高度的装置,如图所示,油量表是由电流表改装而成的,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端.从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度或存油量,请简要说明它的工作原理.
【答案与解析】
1.C[解析:欧姆定律的内容是: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,故B,D错误,C正确;导体的电阻是导体本身具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,A错误.故选C.]
2.A[解析:A图为正比例函数图像,表示电阻一定时,电流与电压成正比,A正确;B图不过原点,表示电流为0时,电路中有电压,B错误;C图表示随着电压的增大,电流减小,C错误;D图不过原点,表示没有电压的情况下,导体中也有电流,D错误.故选A.]
3.D[解析:光照射强度增大时,电阻R的阻值减小.若减小对光敏电阻的照射强度,电阻R的阻值增大,由欧姆定律可知电路中电流减小,灯泡两端的电压变小.由串联电路的电压规律可知,光敏电阻两端的电压与灯泡两端的电压之和等于电源电压,因为电源电压不变,灯泡两端的电压变小,可知光敏电阻两端的电压增大,即电压表示数增大.故选D.]
4.0.6[解析:通过灯丝的电流:I=UR=36 V60 Ω=0.6 A.]
5.A[解析:导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,其他条件相同时,导体越长、横截面积越小,导体的电阻越大.三根镍铬合金丝的材料相同,且S甲>S乙=S丙,L甲=L乙I乙>I丙.故选A.]
6.B[解析:如果甲、乙任何一个为电流表,将会发生短路,因此甲、乙都为电压表.此时灯L1,L2串联,电压表甲测量L2两端电压,电压表乙测量电源电压.因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,且甲、乙的示数之比是2∶3,所以灯L1,L2两端电
压之比U1∶U2=(3-2)∶2=1∶2.又因为串联电路电流相等,即I1=I2,则R1∶R2=U1∶U2=1∶2.故选B.]
7.0.6　0.3　20[解析:通过R1的电流:I1=UR1=6 V10 Ω=0.6 A;通过电阻R2的电流:I2=I-I1=0.9 A-0.6 A=0.3 A,电阻R2的阻值:R2=UI2=6 V0.3 A=20 Ω.]
8.当油面上升,浮子位置升高,滑动变阻器连入电路的阻值变小,电路中的电流变大,电流表示数变大.当油面下降,浮子位置降低,滑动变阻器连入电路的阻值变大,电路中的电流变小,电流表示数变小.把电流表表盘的刻度转换成油面高度或油箱内油的体积就可以知道油箱内的存油量.[解析:油面上升通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路中电流变大.油面下降通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电路中电流变小.]
　　本节课部分学生感到疑惑的是:为什么不研究“保持电流I不变,探究电压U与电阻R之间的关系”?按照控制变量法的思想,应当是保持其中一个物理量不变,研究其他两个量与其之间的关系.但是电阻是导体的一种性质,它并不随着电压、电流的变化而变化,当电压变了,由于电阻不改变,电流也会变化,所以保持电流不变不可能,因此无法研究.
学生的解题能力和动手实践能力之间存在较大差距.同样的电路如果出现在考试卷上,许多学生能够顺利地解答出来.但是在实际操作中,高分学生往往连最简单的电路故障都不会排除,比如找出短(断)路所在的位置和原因,总是寄希望于老师来帮助解决.于是在探究实验课堂上,往往是学生只顾记录数据,观察表面现象,缺乏动手实践能力.鉴于此种情况,实验探究的教学要充分发挥学生的自主能力,教师不能、也不要越俎代庖.
动手动脑学物理(教材第79页)
1.解:I=UR=220 V80 Ω=2.75 A.
2.解:U=IR=0.2 A×10 Ω=2 V.
3.解:R=UI=2.5 V300×10-3A=8.3 Ω.
4.这种说法不对,因为导体的电阻是导体本身的一种性质,它只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,而与导体两端的电压及通过导体的电流大小无关,公式R=UI只是一个计算式,通过此公式可以求出导体的电阻,而不能决定导体电阻的大小,若导体两端的电压为零时,导体中的电流也等于零,而这个导体的电阻却不为零,它是一个确定的值.
1.实验中为何要用滑动变阻器?
如果不用滑动变阻器,虽然能够测出R两端的电压和其中的电流,但是该电路只能测出一组电压和电流的值,由一组电流和电压的数据是无法找出二者之间关系的.应该多测几组电压和电流数据,因此就需要改变R两端的电压.方法是可以不断改变电阻,也可以采用改变电池节数的方法,还可以用滑动变阻器.比较而言,当然是用滑动变阻器更方便快捷;同时滑动变阻器还可以起到保护电路的作用.
2.如何做图像题?
图像类试题以图像为信息载体,主要考查考生识别图像、从图像中提取有效信息的能力、分析能力.图像类试题在中考中一直占有重要的地位,很多学生不能很好地利用图像分析处理试题中的问题,尤其是数学差的学生,一见到图像题便产生畏惧,致使在这类试题中失分较多.下面分析常见的电压——电流图像和电流——电压图像有关试题.
(1)电压——电流关系图像
　如图是甲、乙两电阻的电流与电压关系的图像,现将甲、乙串联后接在电压为4.5 V的电源两端.下列分析正确的是 (　　)
A.甲的阻值是乙的阻值的两倍
B.通过乙的电流是甲的电流的两倍
C.乙两端的电压是甲两端电压的两倍
D.甲两端的电压是乙两端电压的两倍
解析:本题图像是电阻两端的电压与流过电阻的电流关系的图像,图像的纵轴表示电阻两端的电压,横轴表示通过同一电阻的电流,图像是一条直线且过坐标原点.图像上除原点以外的点的纵坐标和横坐标的比值就是直线的斜率,斜率值等于相应的电阻值.在甲图线上取横坐标(电流)为0.6 A的点,对应的纵坐标(电压)为3.0 V,纵横坐标的比值等于甲图线对应的电阻值,则R甲=3 V0.6 A=5 Ω;同理可得乙图线对应的电阻值R乙=10 Ω.知道了甲乙两电阻的阻值后,根据相关电路知识可得,A,B,D错误,C正确.故选C.
(2)电流——电压关系图像
　如图所示是A,B两定值电阻的I - U图像,若把A,B电阻串联在同一电路中,下列说法正确的是 (　　)
A.通过A,B电阻的电流之比是2∶1
B.A的阻值大于B的阻值
C.A,B电阻的两端电压之比是1∶2
D.A,B电阻的两端电压之比是2∶1
解析:由图像可知通过两电阻的电流与两端的电压成正比,即两电阻是定值电阻.从图像中读出任意一点的电流和电压值,根据欧姆定律求出两电阻的阻值,RA=5 Ω,RB=10 Ω,然后比较即可.根据串联电路的电流特点可知通过两电阻的电流关系,根据欧姆定律求出两电阻两端的电压关系,可得A,B电阻的两端电压之比为1∶2.故选C.
第3节　电阻的测量
1.进一步掌握使用电压表和电流表的方法.
2.学会用伏安法测量电阻.
3.加深对欧姆定律及其应用的理解.
1.通过实验测量出待测电阻的阻值.
2.通过测量小灯泡电阻的实验加深对温度影响电阻的理解.
1.重视学生对物理规律客观性、普遍性和科学
性的认识.
2.注意学生科学世界观的形成.
【重点】　根据实验原理设计电路图,并能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压.
【难点】　引导学生分析实验数据,发现规律,加深对电阻概念的认识.
【教师准备】　定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、多媒体课件等.
【学生准备】　干电池组、开关、导线若干、小灯泡等.
导入一:问题导入
教师展示灯泡,突出显示灯泡的钨丝,提出问题:如何测量灯丝电阻的大小呢?
学生根据已有知识、经验,提出解决办法:
1.可以根据生产厂家在灯泡上的标记来计算.
2.可以用一种表(如万用表)直接测量.
3.可以用电流表、电压表间接的测算.
　　[过渡语]　同学们的办法都很好!老师建议用我们所学的知识来测量,即用电流表、电压表来间接测算出电阻——伏安法测电阻.
导入二:情境导入
出示预先准备好的几种电阻:
情景:实验室里有些定值电阻时间长了没有标签了,你能帮老师重新给这些电阻贴好正确阻值的标签吗?
　　[过渡语]　电流可以用电流表测量,电压可以用电压表测量.那么,用什么方法测量这些阻值未知的电阻呢?本节课我们就一起来学习电阻的测量.
电阻的测量
思路一
问题1:用什么方法可以帮老师测出没有标签的定值电阻的阻值?需要哪些实验器材?
学生讨论回答:
测量方法:测出待测电阻两端的电压、通过的电流,利用欧姆定律计算出电阻.
实验器材:电源、开关、电阻、电流表、电压表、导线等.
问题2:测量长度的实验中我们是采用什么方法减小误差的?测量电阻实验中我们应怎样减小误差,需要哪种器材来达到此目的?
学生讨论回答:
减小误差的方法:采用多次测量求平均值减小实验误差的实验方法.与此类似,测量电阻时也可以采取测量多组电压值、电流值来减小误差.测量电流与电压、电阻关系实验中我们用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,所以测量电阻实验中实验器材还需要滑动变阻器.
问题3:你能设计出测量定值电阻的实验电路图吗?试试看.
实验电路图:
教师指导电路图的画法:电压表与待测电阻并联,电流表与待测电阻串联,为改变待测电阻两端的电压需将滑动变阻器与待测电阻串联.
请设计实验数据记录表格.
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
　　设计思路:实验测量数据有电流和电压,根据欧姆定律计算出电阻,再多次测量求平均值.
按照电路图连接实物图时,向同学们展示连接过程及连接时注意事项.将实验数据记录在表格中,实验结果与大家分享,为没有标签的电阻贴好标签.
注意事项:连接过程中,开关要断开,注意电流表、电压表是否校零、量程选择是否正确、电流是否“正入负出”、滑动变阻器的滑片是否处于阻值最大处.
实验步骤:
1.调节电流表、电压表的指针到零刻度线处;按电路图连接实物,调节滑动变阻器到阻值最大端;
2.闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,分别读出电流表的示数I、电压表的示数U,并记录在表格中;
3.调节滑动变阻器的滑片,改变待测电阻中的电流及两端的电压,再测几组数据,记录在表格中;
4.根据公式R=UI计算出R的数值,并记录在表格中.
【拓展延伸】　按照电路图连接实物时遵循一一对应原则.此电路是串联电路,一般从电源正极出发依次连接,再将电压表并联在待测电阻的两端.
思路二
1.实验原理:R=UI
2.实验电路图:
学生设计电路图,教师巡视辅导.展示学生设计的电路图,引导学生讨论设计的电路图:能不能测出小灯泡的电阻,是否合理.
生1:合理,能测出灯丝的电阻.
生2:可以测,但只能测小灯泡一种工作状态(亮度)时的电阻.
师:如果要测出小灯泡在不同工作状态(亮度)下的电阻,要对电路图进行怎样的改进呢?
生:在电路中串联一个滑动变阻器.
师:对了,在电路中串联一个滑动变阻器就可以改变小灯泡两端的电压和通过的电流,从而测出小灯泡在不同工作状态(亮度)下的电阻.
引导学生画出实验电路图.
师:由于电压表也叫伏特表,电流表也叫安培表,所以这种用电压表、电流表测电阻的方法叫“伏安法”.
3.实验步骤:
(1)根据电路图把实验器材摆好.
(2)按照电路图连接电路.引导学生回答在连接电路中应注意的事项:①在连接电路时,开关应断开;②注意电压表和电流表量程的选择,“+”“-”接线柱的接法;③滑动变阻器采用“一上一下”接法,闭合开关前,滑片应位于阻值最大处.
(3)检查无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片(注意:移动要慢),分别使灯泡暗红(灯泡两端电压1 V)、微弱发光(灯泡两端电压1.5 V)、正常发光(灯泡两端电压2.5 V),测出对应的电压值和电流值,填入下面的表格中.
次数
灯泡亮度
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
暗红
1
2
微弱发光
1.5
3
正常发光
2.5
　　在实验过程中,用手感受灯泡在不同亮度下的温度.随着灯泡亮度的增加,灯泡的温度　　　　.?
(4)算出灯丝在不同亮度时的电阻.
4.学生分组实验,记录数据.
教师巡视辅导:
(1)学生电路的连接正确与否.
(2)三次实验在允许的范围内拉开三组数据的差距,便于分析结论.
(3)注意实验器材不会因电流过大而损坏.
5.分析与论证:
展示学生的几组实验表格,对实验数据进行分析.
师:同学们发现什么问题?
生:灯泡的电阻不是定值,是变化的.
师:是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢?
生1:是电压变化了.
生2:是电流变化了.
生3:是灯泡亮度变化了.
师:同学们众说纷纭,到底是什么原因造成灯丝电阻变化的呢?是电压与电流吗?我们做一个补充实验.
6.补充实验:
步骤:
(1)如图连接电路.
(2)改变滑动变阻器的阻值,读出电压表、电流表示数.
(3)根据R=UI算出R.
实验表明:R的阻值一定,不随电压、电流的变化而变化.
师:通过论证,灯丝电阻发生改变的原因不是电压与电流,那是什么原因造成的呢?
引导:我们在前面学过,影响电阻大小的因素有哪些?
生:材料、长度、横截面积和温度.
师:那是什么因素影响了灯丝的电阻呢?
生:是温度.
师:对了,请同学们思考灯丝的电阻和温度有怎样的关系?分析数据表格,相互交流.
生:温度越高,灯丝电阻越大.
师:正确.一般来说,金属导体的电阻随温度升高而增大.这个实验再一次验证了这一点,所以测量灯丝电阻时不能求平均值.
7.评估与交流
(1)同学们了解到得到结论的方法有多种,不能拘泥于某一种解决问题的办法与途径.
(2)实验的分析与论证要注意技巧,学会分析现象发生的原因.
(3)实验数据的填写要尊重实验事实,不能随意改动.
【拓展延伸】　几种灯泡不亮的原因:灯泡不亮的原因有灯泡断路、灯泡短路、接线柱接触不良导致电路断路、电压表串联在电路中等等.
1.实验目的:伏安法测电阻
2.实验原理:R=UI
3.实验器材:电源、开关、导线、待测电阻、电压表、电流表、滑动变阻器等.
　　4.实验电路:
5.实验记录表:
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
电阻平均值:
　　6.实验结论:R=R1+R2+R33.
1.如图是用伏安法测电阻的电路图,电流表电阻可忽略不计,只考虑电压表本身的电阻,那么 (　　)
A.测量值等于电阻的实际值
B.测量值小于电阻的实际值
C.测量值大于电阻的实际值
D.测量值加电压表的电阻值等于电阻的实际值
解析:测量电阻时,应该测量电阻两端的实际电压和通过电阻的实际电流.而电流表实际测量的是通过待测电阻和电压表的总电流,电流偏大;而电压表与电阻并联,测量的电压是准确的,因此电阻的测量值小于实际值.故选B.
2.小明同学练习用伏安法测电阻,他所测电阻的阻值约为2 Ω.电压表的量程为3 V,电流表的量程为3 A.测量结束后测得待测电阻的阻值为10 Ω,他在测量中出现的错误可能是 (　　)
A.电压表和电流表的位置接反了
B.他没有多次测量取平均值,致使误差过大
C.电压表按15 V量程读数,电流表按3 A量程读数
D.电压表按15 V量程读数,电流表按0.6 A量程读数
解析:如果电流表和电压表位置接反了,电路相当于断路,电压表测量电源电压,电流表示数接近于零,A错误;已知待测电阻的阻值约为2 Ω,测量值应该接近或等于2 Ω,不可能为10 Ω,与测量次数多少没有关系,B错误;电压表按15 V量程读数,电流表按3 A量程读数,得到的电压是实际电压的5倍,所以2 Ω的电阻测成了10 Ω,C正确;电压表按15 V量程读数,电流表按0.6 A量程读数,得到的电压是实际电压的5倍,得到的电流是实际电流的15,测量的电阻是实际电阻的25倍,D错误.故选C.
3.伏安法测电阻的原理是　　　　,实验中移动滑动变阻器到某一位置时电流表和电压表示数如图,分别是　　　　和　　　　,电阻是　　　　.?
解析:电流表测量通过电阻的电流,电压表测量电阻两端电压,所以测量原理是R=UI.由图可知:电流表选择0~0.6 A量程,电流表的示数为I=0.28 A,电压表选择0~3 V量程,电压表的示数为U=1.4 V.电路中电阻R=UI=1.4 V0.28 A=5 Ω.
【答案】　R=UI　0.28 A　1.4 V　5 Ω
4.同学们在做用伏安法测电阻的实验中,看到每张实验桌上都有以下器材:
实验器材:电源(电压恒为4.5 V)、电流表、电压表各一只,开关一个,标有“? Ω　2 A”的定值电阻一只,两只滑动变阻器(“10 Ω　2 A”,“50 Ω　1 A”),导线若干.
(1)小丽连接好电路,闭合开关后,通过调节滑动变阻器,测得几组数据,并算出定值电阻的阻值如下表所示:
电压/V
2.9
2.1
1.7
电流/A
0.16
0.24
0.28
电阻/Ω
18.13
8.75
6.07
　　小华认为同一个电阻的电阻值不可能相差这么大,请你帮他们分析一下,其错误的可能原因是什么?　　　　.?
(2)找出了原因后,小丽准备重新连接电路进行实验,但小华认为不必要重新做实验,请你帮他们划去错误的数据,并将正确的实验数据填入表中.
(3)他们在实验中选择的滑动变阻器的规格应为　　　　.?
解析:(1)分析表中数据可知:电阻越大电压越高,而且电阻是变化的,可判断电压表测的是滑动变阻器两端的电压;(2)定值电阻两端的电压等于电源电压减去滑动变阻器两端的电压;(3)由第一组数据电阻阻值为18.13 Ω,可判断选择的是“50 Ω　1 A”的滑动变阻器.
【答案】　(1)将电压表接到了滑动变阻器两端
(2)如下表所示.　(3)“50 Ω　1 A”
电压/V
1.6
2.4
2.8
电流/A
0.16
0.24
0.28
电阻/Ω
10
10
10
伏安法测电阻:
1.方法:伏安法
2.原理:R=UI
3.原理图:
4.分析:
一、教材作业
【必做题】　
教材第81页动手动脑学物理的1,2,3题
【选做题】　
教材第81页动手动脑学物理的4题
二、课后作业
【基础巩固】
1.用电压表与电流表测电阻的方法叫做“伏安法”,如图所示,“伏安法”测电阻R的电路图应该是(　　)
2.在用电流表、电压表测电阻的实验中,下列注意事项中错误的是 (　　)
A.连接电路时,先闭合开关
B.连接电路时,可以先从电源的负极开始
C.在无法估计被测值大小时,电流表、电压表应选用较大的量程
D.能将电压表直接接在电源的两极上
3.在“用伏安法测电阻”的实验中,为了使测量结果的误差较小,一般可采取的措施有　　　　、　　　　.?
4.在“用伏安法测电阻”的实验中,已知电源电压为6 V,待测电阻R约为10 Ω,电流表有0~0.6 A和0~3 A两个量程,电压表有0~3 V和0~15 V两个量程,则电流表应选择　　　　量程,电压表应选择　　　　量程.?
【能力提升】
5.如图所示是小江同学为测量小灯泡电阻而连的电路,以下有关该实验的说法中,错误的是 (　　)
A.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最左端
B.实验过程中两电表都有可能需要换接较小的量程
C.所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不同而不同
D.在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片小灯泡变亮
6.在相距20 km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1 m输电线的电阻为0.01 Ω.现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检测员用电压表、电流表和电源连成如图所示电路进行检测,电压表的示数为3 V,电流表的示数为20 mA.这是应用了　　　　法测电阻从而确定短路位置离甲地　　　　km.?
7.利用伏安法测电阻时常常用到如图所示的两种电路,某同学实验时所用电流表的内阻约为10 Ω,电压表的内阻约为20 kΩ,待测电阻的阻值约为100 Ω,为了减小误差,他应该采用图　　　　(填“甲”或“乙”)所示的连接方法,利用该方法进行实验时,测量结果会偏　　　　(填“大”或“小”).?
【拓展探究】
8.小明在使用铅笔时发现,铅笔芯有很多型号.于是他想测量手边2B铅笔芯电阻的大小,为此他准备了电压表、电流表、电源、滑动变阻器和开关各一个,以及一些导线.请你写出测量铅笔芯电阻的主要实验步骤.
【答案与解析】
1.A[解析:伏安法测电阻,需要电源、滑动变阻器、待测电阻、电流表、开关等组成串联电路,电压表并联在待测电阻两端.故选A.]
2.A[解析:为了保证电路安全,连接电路时要断开开关,A错误;连接电路时,可以先从电源的负极开始,B正确;在无法估计被测值大小时,电流表、电压表应选用较大量程,C正确;能将电压表直接接在电源的两极上,D正确.故选A.]
3.多次测量取电阻的平均值　在量程范围内,电表使用小量程[解析:在“用伏安法测电阻”的实验中,为了使测量结果的误差较小,一般可采取的措施有:多次测量取电阻的平均值;在量程范围内,电表使用小量程.]
4.0~0.6 A　0~15 V[解析:通过待测电阻的电流最大约为0.6 A,所以电流表选0~0.6 A量程;电源电压为6 V,当滑动变阻器接入电路的电阻最小时,电阻两端电压最大为6 V,所以电压表选0~15 V量程.]
5.D[解析:由电路图可知,滑片在最左端时滑动变阻器接入电路的阻值最大,因此闭合开关前,滑片应滑到最左端,A正确;两电表量程选择过大,读数
误差较大,为减小误差应更换小量程,B正确;灯泡电压变化,温度变化,灯泡电阻受温度影响也变化,C正确;在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器滑片,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的电流变小,流过灯泡的电流变小,灯泡变暗,D错误.故选D.]
6.伏安　7.5[解析:已知电压与电流,由欧姆定律求电阻,应用的是伏安法;连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值:R=UI=3 V0.02 A=150 Ω;导线总长度:L=150 Ω0.01 Ω×1 m=15000 m=15 km.短路位置离甲地的距离:s=L2=15 km2=7.5 km.]
7.甲　小[解析:因为RVR=20000 Ω100 Ω=200;RRA=100 Ω10 Ω=10,故待测电阻相对于电压表内阻较小,与电压表并联时,电压表分流较小,所以采用接法甲误差较小.由甲图可知:通过电流表的电流是R和电压表并联后的总电流,则电流值偏大,测量结果会偏小.]
8.1.如图所示,将铅笔芯、电源、滑动变阻器、电流表、开关用导线组成串联电路,将电压表并联在铅笔芯两端;2.闭合开关,读出此时电流表示数I1、电压表示数U1,并将数据记录在表格中(未画出);3.改变滑动变阻器连入电路的阻值,再测量两组数据,并填入表格中;4.根据欧姆定律变形公式,计算出每一次测量铅笔芯的电阻值,并求平均值.[解析:首先要设计并连接好电路,然后再闭合开关进行测量,通过改变滑动变阻器连入电路的电阻多次测量,最后计算铅笔芯电阻的平均值.]
　　1.实验电路图要由学生得出,说出电路图设计后,还要问为什么这样设计,这是很关键的,这样有利于培养学生的分析能力,知其然,知其所以然.
2.注意事项可以放在实验进行中说明,或学生有问题时再指出,这样比单独占用一些时间要好一些.否则说了效果也不好,没有几个学生有耐心听讲.直到学生出错了,就知道注意事项的珍贵了,不
会做实验了,就产生对老师的需要感.做实验时留给学生更多的动手时间有利于培养他们的操作能力.
动手动脑学物理(教材第81页)
1.(1)电流表正负接线柱接反了,应“正进负出”;(2)电流表量程选择不合适,应选0~0.6 A;(3)滑动变阻器均接在金属杆上,应“一上一下”的连接.
2.解:根据欧姆定律I=UR得:U=IR=0.91 A×242 Ω=220 V;并联一个电阻后,此电阻两端的电压为220 V,则通过此并联电阻的电流为:I'=UR'
=220 V165 Ω=1.33 A,根据并联电路的电流关系可知,此时电路的总电流为:I总=0.91 A+1.33 A=2.24 A.
3.(1)略.　(2)0.4 A,2.4 V　(3)6 Ω
4.(1)自左至右依次填入:8.08,7.08,6.19,4.74,3.13,2　(2)小灯泡越亮,灯丝电阻越大,小灯泡的电阻值随着小灯泡的亮度增大而增大,说明灯丝电阻受灯丝温度的影响.
　　1.伏安法测量定值电阻的阻值和小灯泡的阻值数据处理的区别:测小灯泡电阻时不能求平均值,因为在不同电压下灯泡的温度不同,其电阻是不同的,求平均值没有意义;测定值电阻的阻值时应该求平均值,因为定值电阻的阻值不变,求平均值可以减小测量误差.
2.实验过程中的常见故障及分析:
现象
故障分析
灯泡不亮
灯泡与灯座处接触不良;或灯丝烧断;或灯泡被短路;或灯泡两接线柱到电源两极间的电路中某处出现断路
电压表无示数
电压表被短路;或电压表两接线柱到电源两极间的电路某处断路
现象
故障分析
电流表无示数,电压表示数接近于电源电压
灯泡开路;或电压表串联在电路中了
电流表无示数
电流表被短路;或从电流表接线柱到电源两极间的电路某处断路
无论怎样移动滑片,电压表和电流表示数都不变,灯泡亮度不变
滑动变阻器接线柱使用的都是上端接线柱;或使用的都是下端接线柱
第4节　欧姆定律在串、并联电路中的应用
1.理解欧姆定律,并能利用欧姆定律进行简单的计算.
2.能根据串联电路中电压及电流的规律,利用欧姆定律得到串联电路中电阻的规律.
1.根据实验现象体会等效电阻的含义.
2.了解等效电阻的研究方法.
通过师生的双边教学活动,激发学生努力学习的积极性和勇于为科学献身的热情.
【重点】　理解欧姆定律及其应用.
【难点】　欧姆定律在计算中的灵活运用.
【教师准备】　实物投影仪、电路示教板、多媒体课件等.
【学生准备】　电源、定值电阻两个、小灯泡两个、开关、导线等.
导入一:问题导入
问题1:欧姆定律的内容是什么?
回答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.
问题2:欧姆定律的字母公式是什么?
回答2:I=UR.
问题3:欧姆定律公式中对单位的要求有哪些?
回答3:U的单位是伏特(V),R的单位是欧姆(Ω),I的单位是安培(A).
问题4:将一个100 Ω电阻连到0.2 kV的电路中,此电阻中通过的电流是多少?
回答4:I=UR=200 V100 Ω=2 A.
　　[过渡语]　欧姆定律在串、并联电路中该如何使用?今天这节课我们就来学习这方面的内容.
导入二:研究方法导入
研究方法分析:研究平面镜成像时,用玻璃板代替平面镜,这种“等效替代”的思想,在电学中同样存在.如果一个电阻的效果和几个电阻在同一电路中的效果相同,可以认为这个电阻是几个电阻的等效电阻.这里的“等效”可以理解为在同一个电路中,电源电压相同,电阻对电流的阻碍作用相同,电路中的电流大小相同.
问题:比如我们需要一个10 Ω的电阻,而我们手头上的电阻只有5 Ω的或20 Ω的,那该怎么办呢?
　　[过渡语]　这种“等效替代”的方法在研究串、并联电路中电阻之间的关系时有什么样的作用?这节课我们就来学习有关欧姆定律在串、并联电路中的应用的知识.
一、串、并联电路中电阻的特点
思路一
1.对于串联电路来说:
电压规律:U=U1+U2;电流规律:I=I1=I2;欧姆定律:I=UR.
欧姆定律I=UR适用于单个的用电器和由几个用电器组成的一段电路,所以对R1来说:I1=U1R1;对R2来说:I2=U2R2,将以上三式变形后得U1=I1R1,U2=I2R2,U=IR,根据串联电路的电压规律得:U=U1+U2,则IR=I1R1+I2R2.由于串联电路电流相等,即I=I1=I2,所以R=R1+R2.即串联电路的总电阻等于各串联电阻之和.
2.对于并联电路来说:
并联电路的电流规律:I=I1+I2;电压规律:U=U1=U2;欧姆定律:I=UR.
对于R1来说:I1=U1R1;对R2来说:I2=U2R2.根据I=I1+I2,则UR=U1R1+U2R2,由于电压相等,所以1R=1R1+1R2.即并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和.
【拓展延伸】　把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,其总电阻一定比每一个导体的电阻大.由R总=R1+R2+…+Rn可推出,n个阻值均为R的电阻串联,其总电阻为R总=nR.把几个导体并联起来,相当于增加了导体的横截面积,其总电阻一定比每一个导体的电阻小.
思路二
串、并联电路电阻的关系
(1)串联电路:
师:在图甲和图乙中,如果电源电压相同,电流表示数相同,可以认为R是R1和R2串联后的等效电阻,也称总电阻.那么,总电阻与R1和R2有什么关系呢?
学生推导:在图甲中,因为R1和R2串联,因此通过它们的电流相同,设R1两端电压为U1,R2两端电压为U2,则有U=U1+U2,即U=IR1+IR2.图乙中有:U=IR.综合以上推导有:R=R1+R2,因此可以得到串联电路总电阻和分电阻的关系:R=R1+R2.
推论:串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大.
(2)并联电路:
师:并联电路中同样也可以得到R与R1,R2的关系,请同学们尝试自己推导出来.
学生推导:在图甲中,因为R1和R2并联,因此它们两端的电压相同,设R1两端电压为U1,R2两端电压为U2,则有U1=U2.电流规律:I=I1+I2,即I=U1R1+U2R2.图乙中有:I=UR.综合以上推导有:1R=1R1+1R2,因此可以得到并联电路总电阻和分电阻的关系:1R=1R1+1R2.即并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和.
推论:并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小.
【拓展延伸】　几个导体并联起来,相当于增加了导体的横截面积,总电阻变小,并且比任何一个分电阻都小.设有N个电阻并联,电阻分别为R1,R2,R3,…,RN,总电阻为R,则有1R=1R1+1R2+1R3+…+1RN.设这N个电阻当中,电阻最小的为R1,则1R=1R1+1R2+1R3+…+1RN>1R1,得到1R>1R1,进而R二、欧姆定律在串、并联电路中的应用
师:请同学们自主学习教材P83~84,例题1和例题2,不懂的地方互相之间讨论交流.
串联电路中:U=U1+U2IR=IR1+IR2R=R1+R2
并联电路中:I=I1+I2UR=UR1+UR21R=1R1+1R2
1.如图所示的四个电路中,电源及各灯泡规格均相同.当开关闭合时,电流表示数最大的是 (　　)
A.只有甲　　　　B.只有乙
C.甲和丙 D.甲和丁
解析:由电路图可知,甲、丁两电路中,灯泡并联,总电阻为R2,电流表测干路电流,I=UR2=2UR;乙图中,两灯泡串联,电流表测干路电流,I乙=U2R;丙图中两灯泡并联,电流表测其中一条支路的电流,I丙=UR.甲、丁电路中电流表示数最大,乙电路中电流表示数最小.故选D.
2.电阻R1和R2串联时的总电阻是20 Ω,并联时的总电阻 (　　)
A.一定是5 Ω
B.一定是大于5 Ω或等于5 Ω
C.一定是小于5 Ω或等于5 Ω
D.一定是小于5 Ω
解析:根据串联电阻规律:串联的总电阻比任何一个分电阻的阻值都大,由于两电阻串联的总电阻等于20 Ω,因此分电阻中较小电阻的最大值为10 Ω,所以它们并联后的总电阻一定小于或等于5 Ω.故选C.
3.阻值分别为5 Ω和10 Ω的两个定值电阻串联后的总电阻是　　　　Ω,若通过5 Ω电阻的电流为0.4 A,则通过10 Ω电阻的电流为　　　　A,10 Ω电阻两端的电压是　　　　V.?
解析:两个定值电阻串联后的总电阻:R=R1+R2=5 Ω+10 Ω=15 Ω;在串联电路中电流相等,所以通过10 Ω电阻的电流也为0.4 A.10 Ω电阻两端的电压是U2=IR2=0.4 A×10 Ω=4 V.
【答案】　15　0.4　4
4.如图所示,电源电压不变,R1=6 Ω,R2=4 Ω.
(1)当开关S1闭合,S2,S3断开时,电流表的示数为0.6 A,电路总电阻是　　　　Ω,电源电压为　　　　V.?
(2)当开关S1,S2和S3都闭合时,电流表示数为1.5 A,此时通过L的电流是　　　　A.?
解析:(1)当开关S1闭合,S2,S3断开时,R1与R2串联,电路中的总电阻:R=R1+R2=6 Ω+4 Ω=10 Ω;则电源电压:U总=I总R=0.6 A×10 Ω=6 V.(2)当开关S1,S2和S3都闭合时,R2短路,R1与L组成并联电路;I1=UR1=6 V6 Ω=1 A;通过L的电流为IL=I-I1=1.5 A-1 A=0.5 A.
【答案】　(1)10　6　(2)0.5
串联电路中:R=R1+R2
并联电路中:1R=1R1+1R2
课后作业
【基础巩固】
1.一个滑动变阻器标有“50 Ω　1.5 A”的字样,当它与一个阻值为30 Ω的电阻串联接入电路时,整个电路总电阻的变化范围为 (　　)
A.30~80 Ω　　　　　B.0~80 Ω
C.0~50 Ω D.0~30 Ω
2.两个完全相同的电阻,它们串联后的总电阻是并联后总电阻的 (　　)
A.12 B.2倍
C.4倍 D.14
3.两电阻的阻值分别为30 Ω和90 Ω,将它们串联后,其总电阻为　　　　;将它们并联后,其总电阻为　　　　.?
4.小华同学通过实验探究并联电路中电阻的特点,研究过程如图(a)、(b)和(c)所示.请仔细观察图中电路的连接及电流表的指针偏转情况,然后归纳得出初步结论.
(1)比较图中的(a)和(b)两图及相关条件可知:　　　　;?
(2)比较图中的(b)和(c)两图及相关条件可知:　　　　.?
【能力提升】
5.现有一个电压为3 V的电源和三个相同的电阻,连接在黑匣子内,其外部有4个接线柱与黑匣子中的电路相连接,用电压表分别测试任意两个接线柱间的电压,其读数分别为:UAB=3 V,UAC=UAD=2 V,UCB=UDB=1 V,则黑匣子(虚线框)内电路连接正确的是 (　　)
6.有两只电阻R1,R2,它们串联后的总电阻为R串,并联后的总电阻为R并.若R串=nR并,则n值的大小可能为 (　　)
A.n=1 B.n=2
C.n=3 D.n=4
7.一段粗细均匀的电阻丝电阻值为16 Ω,将它围成一个封闭的圆圈,如图所示,则A,B两点间的电阻为　　　　Ω.若在A,B两端接一电压6 V的电源,则C,D间的电压为　　　　V.?
【拓展探究】
8.小明是一个无线电爱好者,在一次修理电视机时,发现有一只阻值为30 Ω的电阻需要更换,而现在只有10 Ω,20 Ω,40 Ω,60 Ω,120 Ω几种规格的电阻若干,请你帮小明想两种解决办法.
办法一:　　　　;?
办法二:　　　　.?
【答案与解析】
1.A[解析:滑动变阻器上标有“50 Ω　1.5 A”,表示这个滑动变阻器的电阻变化范围是0~50 Ω;与一个阻值为30 Ω的电阻串联,整个电路总电阻的变化范围为30~80 Ω.故选A.]
2.C[解析:两个阻值相同的电阻串联时,总电阻R1=2R;并联时,总电阻R2=R2,即R1=4R2.故选C.]
3.120 Ω　22.5 Ω[解析:串联总电阻等于各分电阻之和,因此两电阻串联时,总电阻:R串=R1+R2=30 Ω+90 Ω=120 Ω;并联电路总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,两电阻并联时,R并=R1R2R1+R2=30 Ω×90 Ω30 Ω+90 Ω=22.5 Ω.]
4.(1)当电阻并联后,总电阻变小　(2)两个电阻可以由一个电阻来等效替代[解析:(1)比较图(b)和图(a),给R1并联了电阻R2,电路中总电流变大,说明电阻并联后变小,从而得出结论;(2)图(c)和图(b)比较,电流表示数相同,说明R3与R1和R2并联后阻碍电流效果相同,从而得出结论.]
5.C[解析:因为UAB=3 V,所以AB应该连在电源两端.当三个电阻串联时,因为三个电阻相同,电源电压为3 V,所以每个电阻分担的电压相同,大小都为1 V.又因为UAC=2 V,所以AC和AD之间应该连有2个电阻.又因为UCB=UBD=1 V,所以CB和DB之间应该连有1个电阻,故C正确.故选C.]
6.D[解析:串联电阻R串=R1+R2,由并联电路特点可知:1R并=1R1+1R2,即R并=R1R2R1+R2,已知R串=nR并,所以R1+R2=nR1R2R1+R2,(R1+R2)2=nR1R2,则可得出n=4,故D正确.故选D.]
7.3　2[解析:阻值为16 Ω的电阻丝弯成一圆环,其四分之一电阻值为4 Ω,四分之三的电阻为12 Ω,两段电阻丝并联后的总阻值,根据R并=R1R2R1+R2可得R并=3 Ω;由题意可知,AB,ADCB并联,所以AB,ADCB两端的电压均为6 V;由于AD,CD,CB串联,则CD间的电压等于13×6 V=2 V.]
8.将一只10 Ω和一只20 Ω的电阻串联　将一只40 Ω和一只120 Ω的电阻并联[解析:办法一:将一只10 Ω电阻和一只20 Ω的电阻串联,R串=10 Ω+20 Ω=30 Ω;办法二:将一只40 Ω电阻和一只120 Ω的电阻并联,R并=R1R2R1+R2=40 Ω×120 Ω40 Ω+120 Ω=30 Ω;方法三:两只20 Ω电阻并联,再和一只20 Ω的电阻串联,R总=R并+20 Ω=12×20 Ω+20 Ω=30 Ω.]
　　教材没有展示串并联电路的电阻规律,从表面看起来学生少学习一个知识点,降低了学生的学习难度.但实际上在学生解题过程中,少了一种思路和方法,限制了学生的思维,同时也为高中课程的衔接埋下了不利的种子.所以在教学中,还应当补充串、并联电路的电阻规律.在引入电阻规律的时候,可以先用实验器材演示,让学生有生动的体验和直观的
感受,然后再通过理论推导出实验结论.对于串、并联电路电阻规律的推导是教学中的一个难点,因为要用到串并联电压、电流的综合知识,学生对公式的理解有难度,计算也有难度.因此,并联电路的公式可以先不做硬性要求.不管用何种方法,只要能正确解题,步骤完整,思路清晰,能学会,就可以.
1.如何理解“串联分压与并联分流”问题:分压原理:在串联电路中,根据各处电流相等以及欧姆定律可知:I1=I2,即U1R1=U2R2,变形得U1U2=R1R2,这就是分压原理,即在串联电路中,电压的分配与电阻成正比.分流原理:在并联电路中,由于并联电路电压相等,即U1=U2,则I1R1=I2R2,变形得I1I2=R2R1,这就是分流原理,即在并联电路中,电流的分配与电阻成反比.
2.连接在电路中的滑动变阻器,能够起到多种作用.(1)在“探究导体中的电流与导体两端电压的关系”时,滑动变阻器的作用是改变导体两端的电压;(2)在“探究导体中的电流与导体电阻的关系”时,滑动变阻器的作用是保持导体两端电压不变.(3)在“伏安法测小灯泡电阻”的实验中,要求用伏安法测出小灯泡亮度由不亮到灯丝暗红、微弱发光以至正常发光时的电流与电压.这里整个过程的多次测量都依赖于调节电路中的滑动变阻器.通过改变滑动变阻器在电路中的电阻,使通过小灯泡的电流和电压相应发生改变,从而改变小灯泡的亮度.(4)在用伏安法测量定值电阻实验中,用滑动变阻器来实现多次测量,以达到多次测量求平均值而减小误差的目的.
　如图所示,电源电压U=6 V,电阻R1=4 Ω,R2=6 Ω,闭合开关S.求:
(1)电路总电阻多大.
(2)电路中电流多大.
(3)电阻R2两端的电压多大.
解:已知R1=4 Ω,R2=6 Ω,U=6 V.
(1)电路总电阻:R=R1+R2=4 Ω+6 Ω=10 Ω.　(2)电路中电流:I=UR=6 V10 Ω=0.6 A.　(3)电阻R2两端的电压:U2=IR2=0.6 A×6 Ω=3.6 V.
　在如图所示电路中,R1=10 Ω,R2=20 Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3 A.
(1)电阻R1两端的电压是多少?
(2)通过R2的电流是多少?
解:已知R1=10 Ω,R2=20 Ω,I=0.3 A.
(1)电阻R1两端的电压:U=IR1=0.3 A×10 Ω=3 V.　(2)因为R1与R2并联,所以它们两端电压相等,所以通过R2的电流是I2=UR2=3 V20 Ω=0.15 A.
【拓展延伸】　串并联电路中电流、电阻、电压的特点.
1.串联电路:电流:I=I1=I2;电阻:R=R1+R2;电压:U=U1+U2.
2.并联电路:电流:I=I1+I2;电阻:1R=1R1+1R2;电压:U=U1=U2.
1.通过复习知道串、并联电路电压的规律并进一步掌握电压表的使用方法及规则.
2.通过复习熟练掌握欧姆定律,测量导体电阻的一般方法.
3.通过复习能应用欧姆定律进行简单的计算并解决简单的实际问题.
4.熟悉中考考点在这部分知识的考查题型、考查形式.
1.经历欧姆定律的发现过程并掌握实验的思路、方法.
2.能对自己的实验结果进行评估,找到成功和失败的原因.
3.通过对本章系统的复习,培养学生归纳和概括的能力.
4.通过复习和归纳,学会梳理知识的方法.
1.通过对所学知识的整理和概括,使学生养成良好的学习习惯,进一步激发学生学习知识的欲望和兴趣.
2.通过对本章知识的系统复习,将所学知识应用到实践中去,培养学生热爱科学的品质.
【重点】
1.欧姆定律的应用.
2.串、并联电路中电阻的关系.
【难点】
对本章知识进行归纳和概括.
电流与电压和电阻的关系电流与电压的关系:电阻一定时,电流与电压成正比电流与电阻的关系:电压一定时,电流与电阻成反比
专题一　电流与电压和电阻的关系
项目
电流与电压和电阻的关系
电流与电压的关系
电阻一定时,电流与电压成正比
电流与电阻的关系
电压一定时,电流与电阻成反比
　　【专题分析】
在本专题中,设计实验步骤或记录表格、正确连接实物图、根据实物连接画电路图、分析和处理实验中出现的问题、分析实验数据得出结论是中考常考内容.其中设计实验步骤或记录表格、正确连接实物图、根据实物连接画电路图、分析和处理实验数据得出结论是这个专题
的难点.中考考查题型主要有选择题、填空题和实验题.
　如图是小聪和小明在做“探究电流与电压和电阻的关系”的实验电路图.
(1)在探究“电流与电压的关系”时,选择的研究对象是定值电阻R而不是小灯泡,理由是:　　　　;?
(2)在探究“电流与电阻的关系”时,所选定值电阻R的阻值分别为5 Ω,10 Ω和20 Ω,并按下列步骤进行实验:
①将5 Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表的示数为3 V,记下电流表的示数I,断开开关S;
②用10 Ω的电阻替换5 Ω的电阻接入电路,闭合开关S,　　　　,记下电流表的示数I,断开开关S;?
③用20 Ω的电阻替换10 Ω的电阻接入电路,闭合开关S,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电压表的示数大于3 V,实验无法进行下去.请写出一种解决问题的方法:　　　　.?
解析:(1)在探究“电流与电压的关系”时,应控制定值电阻的阻值不变,因为小灯泡的电阻与温度有关,所以选择的研究对象是定值电阻R而不是小灯泡;(2)②由①中电压表的示数为3 V可知,用10 Ω的电阻替换5 Ω的电阻接入电路,闭合开关S,接下来的操作是:调节滑动变阻器,使电压表示数仍为3 V,记下电流表的示数I,断开开关S;③用20 Ω的电阻替换10 Ω的电阻接入电路,闭合开关S,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电压表的示数大于3 V.可能是滑动变阻器最大阻值太小,滑动变阻器分压太小,使20 Ω的电阻两端的电压过大造成的;或是电源电压太大.解决的办法:换用最大阻值较大的滑动变阻器(或换用电压较低的电源).
【答案】　(1)定值电阻的阻值不变,而小灯泡的电阻与温度有关　(2)②调节滑动变阻器,使电压表示数仍为3 V　③换用最大阻值较大的滑动变阻器
[规律总结]　根据控制变量法的要求:在探究“电流与电压的关系”时,应控制定值电阻的阻值不变.在探究“电流与电阻的关系”时,应控制电阻两端的电压不变,通过调节滑动变阻器接入电路中的电阻保持电压表的示数不变.根据串联电路的分压原理,换用最大阻值较大的滑动变阻器或换用电压较低的电源,能降低待测电阻两端的电压.
专题二　欧姆定律
欧姆定律
内容
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.
公式
I=UR,变形公式:U=IR;R=UI
单位
电压(V);电流(A);电阻(Ω)
成立条件
同一导体或者同一段电路
　　【专题分析】
在本专题中,利用欧姆定律和串、并联电路电压、电流特点进行计算、结合滑动变阻器、图像,分析电路中电压、电流变化是中考常考内容.其中结合滑动变阻器、图像,分析电路中电压、电流变化是这个专题的难点.中考常考题型主要有选择题、填空题、实验题和计算题.
　图甲电路中,电源电压恒为12 V,滑动变阻器铭牌上标有“100 Ω　0.5 A”字样,图乙为R1的I - U图像,R1的阻值为　　　　Ω,当电路中的电流为0.2 A时,滑动变阻器R2接入电路的阻值为　　　　Ω,为了不损坏滑动变阻器R2,接入电路的阻值应不小于　　　　Ω.?
解析:(1)由图像可知,当U1=6 V时,I1=0.3 A,则R1=U1I1=6 V0.3 A=20 Ω;(2)由电路图可知两电阻串联,由图像可知,当电路中的电流I=0.2 A时,U1'=4 V,则U2=U-U1'=12 V-4 V=8 V,R2=U2I=8 V0.2 A=40 Ω;(3)由滑动变阻器的铭牌可知,电路中的最大电流Imax=0.5 A,则电路中的最小总电阻R总min=UImax=12 V0.5 A=24 Ω,滑动变阻器接入电路的最小值R2min=R总min-R1=24 Ω-20 Ω=4 Ω.
【答案】　20　40　4
[规律总结]　根据I - U图像读出任意一点电流和对应的电压,然后根据欧姆定律就能求出R1的阻值大小.根据滑动变阻器的铭牌可知电路中的最大电流,结合欧姆定律求出电路中的最小总电阻,从而求出滑动变阻器接入电路中的最小值.
专题三　电阻的测量
电阻的测量
方法:伏安法
原理:R=UI
原理图:
滑动变阻器在电路中的作用:1.保护电路;2.改变部分电路两端电压和电路中的电流.
　　【专题分析】
在本专题中,电流表和电压表的读数、量程的选择、滑动变阻器的作用、根据实物连接画电路图、连接实物图、实验故障分析、实验数据处理是中考常考内容.其中根据实物连接画电路图、连接实物图、实验故障分析是这个专题的难点.中考常考题型主要有选择题、填空题、实验题和计算题.
　在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中,电源电压为3 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,如图甲所示是连接的部分电路.请按要求完成下列问题:
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整.
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于　　　　(选填“左”或“右”)端.?
(3)连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,小灯泡始终不发光,电压表示数始终为0,电流表示数有变化,则出现故障的原因可能是　　　　.?
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为　　　　Ω.?
解析:(1)将滑动变阻器上方任意一个接线柱与开关左接线柱相连即可,如图所示;(2)闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值最大,即把滑片滑到最右端;(3)电流表有示数,说明电路为通路;电压表示数为零,小灯泡不亮,说明小灯泡被短路;(4)根据图乙可知电流表量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.2 A,则小灯泡的电阻R=UI=2.5 V0.2 A=12.5 Ω.
　　
【答案】　(1)如图所示.　(2)右　(3)小灯泡被短路　(4)12.5
[规律总结]　将滑动变阻器连入电路时,注意滑动变阻器按“一上一下”的原则接线;闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处;排除故障的方法:电流表有示数,说明电路为通路;电压表示数为零,说明电压表断路或被短路.
专题四　欧姆定律在串、并联电路中的应用
欧姆定律在串、并联电路中的应用
串联电路
电压:总电压等于各用电器两端的电压之和.
电流:串联电路电流处处相等.
电阻:电阻等于各分电阻之和.
并联电路
电压:各支路两端的电压相等.
电流:干路电流等于各支路电流之和.
电阻:总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和.
　　【专题分析】
在本专题中,利用欧姆定律和串、并联电路的电压、电流和电阻特点进行计算、结合滑动变阻器分析串、并联电路的电压、电流变化以及电阻的串联和并联是中考常考内容.其中利用欧姆定律和串、并联电路的电压、电流和电阻特点进行计算、结合滑动变阻器分析串、并联电路的电压、电流变化是这个专题的难点.中考常考题型主要有选择题、填空题、实验题和计算题.
　某课外活动小组需要对两个定值电阻R1,R2和一只滑动变阻器R3的电阻进行测量,将这些元件连成如图所示的电路.闭合S1,断开S2,将滑动变阻器的阻值调到最大时,电流表的示数为0.2 A,电压表的示数为2 V;若将S1,S2都闭合,将滑动变阻器的阻值调到0时,电压表的示数为6 V,电流表的示数为0.9 A.则:
(1)R1的阻值是多少?
(2)滑动变阻器的最大阻值R3是多少?
(3)R2的阻值是多少?
解析:(1)闭合S1,断开S2时,电压表测电阻R1两端的电压,电流表测通过电阻R1的电流,根据欧姆定律的变形公式可知,R1=U1I=2 V0.2 A=10 Ω;(2)若将S1,S2都闭合,将滑动变阻器阻值调到零时,电压表示数是6 V,此时电压表示数等于电源电压.在闭合S1,断开S2时,滑动变阻器与定值电阻R1串联,所以滑动变阻器两端的电压为6 V-2 V=4 V,根据欧姆定律的变形公式可知,R'=U'I=4 V0.2 A=20 Ω;(3)S1,S2都闭合,将滑动变阻器的阻值调到零时,电压表的示数是6 V,电流表的示数是0.9 A,此
时通过R1的电流I1=UR1=6 V10 Ω=0.6 A,所以通过R2的电流I2=0.9 A-0.6 A=0.3 A,所以R2=UI2=6 V0.3 A=20 Ω.
【答案】　(1)R1的阻值是10 Ω.　(2)滑动变阻器最大阻值是20 Ω.　(3)R2的阻值是20 Ω.
[规律总结]　解决本题的关键是知道电流表测干路电流,电压表测哪部分的电压,然后利用欧姆定律可以求解.分析复杂电路时,为了将电路简化,通常先把电路中的电流表和电压表进行简化处理.电流表内阻很小,电压表内阻很大.当电流表与灯串联时,灯正常发光;并联时,灯不发光,所以电流表相当于一根导线.当电压表与灯并联时,灯正常发光;串联时,灯不发光,所以电压表相当于断路.
本章质量评估
(时间:90分钟　满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共30分)
1.导体的电阻大小可以通过加在导体上的电压和通过导体的电流的比值来衡量,即欧姆定律变形公式R=UI,下列对它的理解正确的是 (　　)
A.当加在导体上的电压U=0时,导体的电阻R=0
B.导体的电阻随加在导体上的电压增大而增大
C.导体的电阻跟通过它的电流大小成反比
D.加在不同的导体两端的电压相同时,通过导体电流小的,这个导体的电阻较大
2.如果通过某段电路中的电流变大了,则下列说法中正确的是 (　　)
A.这段电路两端的电压一定增大
B.这段电路两端的电压一定减小
C.电压不变时,电阻增大
D.电阻不变时,电压增大
3.如图所示,把一个5 Ω和10 Ω的电阻串联起来,接到电源电压为15 V的电路中,则流过电阻R1的电流为 (　　)
A.1.6 A　　B.0.8 A　　C.1 A　　D.0.6 A
4.如图是在探究电阻上的电流跟两端电压关系的实验时,小明同学画出的两个阻值不同的电阻的电流随电压变化的I - U图像,下列说法正确的是 (　　)
A.R1>R2
B.R1,R2串联后总电阻的I - U图像在区域Ⅰ
C.R1,R2并联后总电阻的I - U图像在区域Ⅲ
D.R1,R2并联后总电阻的I - U图像在区域Ⅰ
5.如图所示,A,B是由同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们串联在电路中,则加在A,B上的电压UA,UB和通过A,B的电流IA,IB间的关系正确的是 (　　)
A.IA=IB B.IA>IB
C.UA=UB D.UA>UB
6.两个定值电阻,甲标有“16 Ω　1.5 A”,乙标有“22 Ω　0.5 A”.现把它们串联起来,则该串联电路两端允许加的最高电压是 (　　)
A.57 V B.41 V
C.35 V D.19 V
7.用如图所示的电路探究半导体的导电性能,电路中电源电压不变,R0是一只光敏电阻,当光照射强度增大时,其电阻会减小,闭合开关,减小对光敏电阻的照射强度,电压表和电流表示数的变化情况是 (　　)
A.电流表、电压表示数均减小
B.电流表、电压表示数均增大
C.电流表示数增大、电压表示数减小
D.电流表示数减小、电压表示数增大
8.甲乙两导体并联,通过的电流之比是2∶1,甲乙两导体的电阻之比是 (　　)
A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶3
9.通过人体的电流过大会危及人的生命安全.两手间电阻约为2 kΩ;穿干燥胶鞋时,手与地间电阻约为800 kΩ.如果分别加220 V电压,则前一种情况通过人体的电流约为后一种的 (　　)
A.2倍 B.400倍 C.220倍 D.800倍
10.如图所示,电源电压不变,当开关闭合,滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列说法正确的是 (　　)
A.电流表的示数变小 B.电压表的示数不变
C.电压表的示数变小 D.灯泡变暗
11.如图所示的电路中,电压表V1的示数为9伏,电压表V2的示数为3伏,那么R1与R2的阻值之比为 (　　)
A.2∶1 B.1∶2 C.3∶1 D.1∶3
12.如图所示电路,电源电压保持不变.定值电阻R1阻值为4欧姆,定值电阻R3阻值为20欧姆,电路中电压表V1和电压表V2的示数分别为5伏特和9伏特,则电阻R2是 (　　)
A.4欧姆 B.8欧姆
C.12欧姆 D.16欧姆
13.利用伏安法测量电阻时,由于电表本身电阻的影响,造成测量结果有误差.现采用如图所示电路,能较准确的测量阻值,已知A,B之间的电压U保持不变.当S接通a时,电压表示数为10 V,电流表示数为0.2 A,当S接通b时,电压表示数为12 V,电流表示数为0.15 A,则待测电阻Rx的阻值为 (　　)
A.60 Ω B.65 Ω C.70 Ω D.75 Ω
14.在如图甲所示的电路中,开关S闭合时,电压表V和V1的示数如图乙、丙所示,则该电路中的电流为(　　)
A.1 A B.0.4 A
C.0.2 A D.0.6 A
15.如图所示,R为定值电阻.闭合开关后,当滑片P在某两点之间滑动时,电流表示数变化范围是0.5~1.5 A,电压表示数变化范围是6~3 V.则下列几种情况中说法错误的是 (　　)
A.变阻器连入电路的电阻变化范围为12~2 Ω
B.电源电压为7.5 V
C.实验中R两端的电压变化范围为2~4.5 V
D.R的电阻为3 Ω
二、填空题(每空2分,共18分)
16.还记得欧姆定律的表达式吗?它是　　　　;一块手机电池上标有4.2 V字样,若通话时电流为21 mA,试求通话时手机电路的电阻为　　　　.?
17.在测量电阻的实验中,选用2节干电池作电源,待测电阻约10欧,则在实验中电流表和电压表的量程分别选用　　　　安和　　　　伏.一只电阻器两端的电压从2伏增加到2.8伏,通过该电阻器的电流增加了0.1安,则该电阻器的电阻值是　　　　欧.?
18.学校实验室有一只标有“10 Ω　1 A”的指示灯和一只标有“20 Ω　2 A”的滑动变阻器,一位同学把它们并联后接在电路中.指示灯正常工作的电压是　　　　V,此时干路中允许通过的最大电流为　　　　A.?
19.如图甲所示,S闭合后,A1,A2,V三只电表的指针均如图乙,已知V表接入的是“-”“15”,则L1,L2的电阻值分别是　　　　Ω、