初中物理——欧姆定律教案.doc
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1、初中物理电学欧姆定律一、 考点、热点回顾(一) 欧姆定律。1、探究电流与电压、电阻的关系。提出问题:电流与电压电阻有什么定量关系?制定计划,设计实验:要研究电流与电压、电阻的关系,采用的研究方法是:控制变量法。即:保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;保持电压不变,改变电阻研究电流随电阻的变化关系。进行实验,收集数据信息:(会进行表格设计)分析论证:(分析实验数据寻找数据间的关系,从中找出物理量间的关系,这是探究物理规律的常用方法。) 得出结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与加在导体两端的电压成正比;在电压不变的情况下,导体中的电流与导体的电阻成反比。2、欧姆定律的内容:导体中的
2、电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。3、数学表达式 I=U/R 4、说明:适用条件:纯电阻电路(即用电器工作时,消耗的电能完全转化为内能)I、U、R对应 同一导体或同一段电路,不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别。三者单位依次是 A 、V 、 同一导体(即R不变),则I与U 成正比 同一电源(即U不变),则I 与R成反比。RSL 是电阻的定义式,它表示导体的电阻由导体本身的长度、横截面积、材料、温度等因素决定。 RU/I 是电阻的量度式,它表示导体的电阻可由U/I给出,即R 与U、I的比值有关,但R与外加电压U 和通过电流I等因素无关。5、解电学题的基本思路认
3、真审题,根据题意画出电路图;在电路图上标出已知量和未知量(必要时加角码);选择合适的公式或规律进行求解。(二) 伏安法测电阻 1、定义:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。VARxR2、原理:I=U/R3、电路图: (右图)4、步骤:根据电路图连接实物。 连接实物时,必须注意 开关应断开滑动变阻器变阻(“一上一下”)阻值最大(“滑片远离接线柱”)串联在电路中电流表“+”接线柱流入,“-”接线柱流出量程选择:算最大电流 I=U/Rx并联在电路中电压表“+”接线柱流入,“-”接线柱流出量程选择:看
4、电源电压 检查电路无误后,闭合开关S,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。算出三次Rx的值,求出平均值。整理器材。5、讨论:本实验中,滑动变阻器的作用:改变被测电阻两端的电压(分压),同时又保护电路(限流)。R1R2IU测量结果偏小是因为:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx电流。根据Rx=U/I电阻偏小。如图是两电阻的伏安曲线,则R1R2(三) 串联电路的特点1电流:文字:串联电路中各处电流都相等。公式:I=I1=I2=I3=In2电压:文字:串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。公式:U=U1+U2+U3+Un3电阻:文字:串联电路中总电阻等于
5、各部分电路电阻之和。公式:R=R1+R2+R3+Rn理解:把n段导体串联起来,总电阻比任何一段导体的电阻都大,这相当于增加了导体的长度。特例:n个相同的电阻R0串联,则总电阻R=nR0。4分压定律:文字:串联电路中各部分电路两端电压与其电阻成正比。公式:U1/U2=R1/R2 U1:U2:U3:=R1:R2:R3:(四) 并联电路的特点1电流:文字:并联电路中总电流等于各支路中电流之和。公式:I=I1+I2+I3+In2电压:文字:并联电路中各支路两端的电压都相等。公式:U=U1=U2=U3=Un3电阻:文字:并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。公式:1/R=1/R1+1/R2+1/R
6、3+1/Rn理解:把n段导体并联起来,总电阻比任何一段导体的电阻都小,这相当于导体的横截面积增大。特例:n个相同的电阻R0并联,则总电阻R=R0/n。求两个并联电阻R1R2的总电阻R=4分流定律:文字:并联电路中,流过各支路的电流与其电阻成反比。公式:I1/I2=R2/R1二、 典型例题1.(2011江西)12、如图4所示,滑动变阻器的滑片P在中点时,连入电路中的阻值为R,只闭合S1时,R两端电压与R1两端电压之比为1:2,只闭合S2时,R两端电压与R2两端电压之比为1:4,当滑片P移动到b端,则( )A、只闭合S1时,滑动变阻器两端电压与R1两端电压之1:1B、只闭合S2时,滑动变阻器两端电
7、压与R2两端电压之1:1C、当S1,S2闭合时,通过R1与R2的电流之比是1:2D、当S1,S2闭合时,通过R1与R2的电流之比是1:1【解析】只闭合S1时:滑片在中点时,变阻器电阻为R,R与R1串联,电流相等,R:R1=UP:U1=1:2 ;只闭合S2时,R:R2= UP:U2=1:4 ;联立两式,可以得出R1:R2=1:2.当滑片移到b端时,滑动变阻器电阻为2R。A选项:电压之比等于电阻之比:UP:U1=2R:R1=1:1 ;B选项:UP:U2=2R:R2=1:2;C与D选项:R1与R2并联,电流之比为电阻的倒数之比:I1:I2=R2:R1=2:1;【答案】A【点评】本题考查串联、并联电路
8、的电流、电压特点,一些考生没有针对电路变化中,从R1、R2分别与滑动变阻器的比值中,找到R1和R2之间的关系。试题难度大。2.(2011江西)26、关于测量定值电阻阻值得实验【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、请你在图17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 在Rx两端,闭合开关,读出电压表的示数Ux步骤三、将电压表 在R0两端,闭合开关,读出电压表的示数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
9、二】运用一只电压表(无电流表)一个已知最大阻值的滑动变阻器,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:请你在图18虚线框中画出实验所需的电路图。评估交流:(1)从实验操作角度看,以上两个方案中,方案 更好。(2)好在 (只要求写出一条)。【解析】(1)测量导体的电阻,可以利用R=U/I求得,试题中没有提供电流表,可以通过测出R0的电压,计算出其电流,再利用Ix=I0间接得到Rx的电流,所以应该设计成串联电路;(2)第二种方案利用了滑动变阻器的最小阻值和最大阻值已知,从而在不必改接电压表的情况下,通过调节滑片,使电压表分别测出电源电压和Rx
10、的电压,操作简便。【答案】步骤一:如下方左图所示 并联 并联 Rx=UxRo/Uo 实验要求:如下方右图所示。评估交流:(1)二 (2)方案二中在测量电压时无需换接电压表,测量电压更方便【点评】本题考查测量导体电阻,综合了串、并联电路的特点和欧姆定律的应用;试题比较常规,考生普遍答题较好。试题难度中等。3.(2011哈尔滨)41.(2分)如图所示,电源电压不变.闭合S1后,再闭合S2,电流表的示数 ,电压表的示数.(选填“变大”、“变小”或“不变”)【解析】闭合S1,R1与R2串联,电压表测R1电压;再闭合S2,R2被短路,根据I=U/R可知,总电压不变,总电阻减小,总电流增大;R1电压大小等
11、于电源电压,电压表示数增大。【答案】变大 变大【点评】这是动态电路的一种类型题,解题的关键是分析不同开关时电路连接情况,认识短路,会根据欧姆定律,串联电路特点,判断两表变化情况。难度较大。4.(2011哈尔滨)47.(2分)如图所示,电源电压为l2V,定值电阻R1为l2,滑动变阻器R2标有“50 1A”字样,电流表A1量程为03A,A2量程为00.6A。当滑动变阻器的滑片在中点时,通过滑动变阻器的电流为A;在滑片移动过程中,电路消耗的最大功率为W.【解析】分析电路可知R1与R2并联,U=U1=U2=12V,A1测总电流,A2测R2电流。当滑片在中点时,R2=25,根据I2=U2/R2=12V/
12、25=0.48A;电源电压不变,电路中最大功率即电路中总电流最大时。又因为R1电压电阻不变,通过R1电流不变,I1=U1/R1=12V/12=1A。当R2电阻变小,通过R2电流变大,总电流变大。由题可知,R2最大电流为0.6A, I最大=0.6A+1A=1.6A。P最大=UI最大=12V1.6A=19.2w【答案】0.48 19.2【点评】考察学生认识电路,根据并联电路特点,欧姆定律分析计算。难度较大。5.(2011 山东聊城)8. 如图所示,闭合开关S,使滑动变阻器的滑片向左移动,则( )A电流表示数变小B电压表示数变大C电压表示数不变D灯泡变亮【解析】从图中可以看出,这是一个串联电路,即滑
13、动变阻器与小灯泡串联,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压。当滑片向左移动时,其阻值减小,电路中的总电阻减小,故在电源电压不变的情况下,电流中的电流变大,通过小灯泡的电流变大,小灯泡变亮,A项错误,D项正确;由于滑动变阻器的阻值减小,故它分得的电压也减小,B、C两项错误。【答案】D【点评】判断电路中的电表示数变化情况时,应首先明确电路的连接方式及电表的测量对象,然后根据欧姆定律及串并联电路的电流、电压特点进行分析。6.(2011 山东聊城)14. 小亮同学做测量小灯光电阻的实验,小灯泡的额定电压为2.5V,已经连接了如图所示的部分电路。(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的电路补充完整;(2)闭合
14、开关前,应将滑片移动滑动变阻器的_(选填“左”或“右”)端,目的是为了保护电路;(3)当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的电阻是_;(4)小亮移动滑片又测量了两次实验后发现,三次测得的灯泡的电阻相差较大,与其他同学交流也是同样的情况,由此总结得出:当灯泡两端的电压增大时,通过灯泡的电流增大,灯泡的亮度_(选填“变亮”或“变暗”),灯泡的电阻_。【解析】(1)图中的电压表应选用3V量程,且电压表的“3”接线柱接在灯泡的右商,“-”接线柱接在灯泡的左端,滑动变阻器任选上一接线柱与开关的右端相连;(2)闭合开关前应使滑动变阻器取最大值,此电路中应将滑片移动最左端;(3)图乙中
15、电流表的示数为0.3A,则小灯泡的电阻为2.5V/0.3A8.33;(4)灯泡两端的电压变大,通过的电流变大,消耗的电功率变大,则灯泡变亮,灯丝温度随高,灯丝电阻变大。【答案】(1)如图所示(2)左(3)8.33(4)变亮 变大【点评】测量小灯泡的电阻实验也是中考中的热点实验,主要考查电路的连接及注意事项,以及实验数据的处理、实验结论的分析论证等。7.(2011浙江湖州)13二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,
16、其中正确的是()AU变大,I变大BU变小,I变小CU变小,I变大DU变大,I变小【解析】当二氧化锡传感器所处空间中的一氧化碳浓度增大时,二氧化锡的电阻减小,由欧姆定律可知电路中电流电流表示数I,故电流表示数I变大,由U=IR可知定值电阻R两端电压变大。【答案】A【点评】本题考查应用欧姆定律分析电表变化问题,难度中等。8.(2011浙江湖州)17为了比较电阻R1和R2的大小,四位同学分别设计了如图所示的电路,其中不可行的是()【解析】由欧姆定律变形公式可知: A、B图中两电阻串联,电流相等,通过比较R1 、R2 两端电压大小可以比较R1 、R2的大小; C图中两电阻并联,电压相等,通过比较电流的
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