2023年初三物理学案欧姆定律1.pdf
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1、学习必备 欢迎下载 第十四章 欧姆定律 一、电阻 学习要求 1经历改变电路中电流大小的各种尝试,初步体会改变电流大小的两种途径 2初步形成电阻的概念,知道电阻是表示导体对电流阻碍作用的物理量会读写电阻的单位 3经历探究影响电阻大小因素的活动,会用“转化”的思想寻找比较电阻大小的正确方法;会有意识地用“变量控制”的思想去寻找合适的电阻丝、设计恰当的电路、统筹规划合理的实验步骤 4进一步体会变量控制法并能认同教材中有关变量控制的介绍 5知道影响金属的电阻大小的因素,了解长度、横截面积与电阻大小的定性关系,体会电阻的大小由导体自身决定,知道电阻是导体的一种属性 6初步了解半导体的一些特点,了解半导体
2、材料的发展对社会的影响 学习指导 1改变电路中电流大小的方法有两种:一是改变电路两端的电压,具体可以改变给电路供电的干电池的个数或学生电源的电压;二是改变连接在电路中的导体的电阻 2电阻表示导体对电流的阻碍作用导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大;反之,导体的电阻越小,表示其对电流的阻碍作用越小 3决定导体电阻大小的因素:自身因素:导体的材料、长度、横截面积外界因素:温度,一般金属导体的电阻随温度升高而增大导体的电阻与其他的外界因素如电压、电流均无关 4控制变量法是我们在实验中常用的一种研究方法:研究一个物理量与多个因素是否有关时,常采用控制变量法我们经常改变其中一个因素,而让其他因素
3、不变或相等,从而确定这个因素与所研究的物理量的关系 对涉及的因素逐个地加以判断,最后再综合解决 例如研究导体电阻大小与长度的关系时,要控制材料、横截面积、温度相同或不变,改变导体的长度,观察电流变化情况来判断导体的电阻与长度的关系 典型范例 例 1有人说电阻是导体对电流的阻碍作用,导体中电流为零时,导体的电阻也为零,这种说法对吗?精析:导体的电阻是导体本身的一种性质,导体对电流的阻碍作用是由导体本身性质决定的不管导体中是否有电流通过,导体的这种性质(电阻)都是存在的 全解:上述说法是错误的 点评:导体的电阻是导体自身的属性,与导体两端的电压以及通过导体的电流无关 例 2 A、B、C 三个由同种
4、材料制成的导体,已知 A、B 等长,但 B 比 A 粗;C 和 A等粗,但 C 比 A长,则三个导体电阻的大小关系是 精析:由控制变量法可知,A和 B 材料相同,长度相等,但 B 比 A粗,因此 RARBA和 C 材料相同,等粗(横截面积相同),但 C 比 A 长,因此 RCRA故三个电阻的大小关学习必备 欢迎下载 系为 RCRARB 全解:RCRARB 点评:本题若借助数学工具,把 A、B、C 用图示法或表格表示出来更直观 活动与探究 在家里或者到实验室连接如图 1 所示的实验,在 A、B 两个夹 子中间分别夹上身边常见的物体,如橡皮、直尺等,观察小灯泡的发光 情况以确定这些物体是导体还是绝
5、缘体同时再请同学们设计一个实 验来确定一杯液体是导体还是绝缘体 2观察自己家中的用电器(不要随意动手),看看哪些部分是绝 缘体,哪些部分是导体,它们分别是由什么材料做成的,各有什么作用?思考与练习 一、填空题 1由实验可知,影响电流大小的因素有两个:一是电路两端的,二是连接在电路中的 2在甲、乙两个不同导体两端加相同的电压,但产生的电流 I甲I乙,则甲导体的电阻(选填“”、“”或“”)乙导体的电阻 3电阻是表示的物理量,用符号表示电阻,其国际单位是,在电路图中的符号是 4完成下列单位换算:0.7Mk;8k M 5导体的电阻是导体本身的,它的大小决定于导体的、和,还与有关,对大多数导体来说,电阻
6、越大 6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 1对于这段导体来说,当通过它的电流是 2A 时,它电阻是;当它两端的电压是 0V 时,它的电阻是 二、选择题(只有一个选项符合题意)7下列关于导体电阻大小说法中正确的是()A粗的铜导线比细的铜导线电阻小 B粗细相同的铜导线,长的比短的电阻大 C铁导线比铜导线的电阻大 D长短相同的两根导线,粗的比细的电阻小 8对一段导体,下列措施中能改变导体电阻大小的是(不考虑温度的影响)()A将导体压短变粗 B增大导体两端的电压 C增大通过导体的电荷量 D增大通过导体的电流 9为了便于比较不同材料组成的导体的导电性能的优劣,我们把
7、长为 1m、横截面积为 1mm2的某种材料在 20时的电阻值叫做这种材料的电阻率 材料的电阻率决定于()A导体的长度和横截面积 B导体的材料、长度、横截面积 C导体的材料 D导体的长度、横截面积和温度 三、实验题 10在做“研究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验时,为了便于研究而采用控制变量图 1 A B 大小因素的活动会用转化的思想寻找比较电阻大小的正确方法会有意识电阻大小的因素了解长度横面积与电阻大小的定性关系体会电阻的大小变电路两端的电压具体可以改变给电路供电的干电池的个数或学生电源学习必备 欢迎下载 的方法,即每次需挑选两根合适的导线,测出它的电阻,然后进行比较,最后得出结论(数据见表格
8、)导线代号 A B C D E F G 长度/m 1.0 0.5 1.5 1.0 2.0 0.5 1.5 横截面积/mm2 3.0 0.8 1.2 0.8 3.0 1.2 1.2 材料 铁 钨 镍铬丝 铁 钨 镍铬丝 铝 为了研究导体的电阻与导体长度的关系,应选用导线 C 和(填写代号即可)为了研究电阻与导体材料的关系,应选用两根导线进行比较 如选用了 A和 D 两根导线进行测试,则是为了研究导体的电阻与的关系 相关链接 半导体 导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,叫做半导体例如:锗、硅、砷化镓等半导体在科学技术、工农业生产和生活中有着广泛的应用,例如:电视、半导体收音机、电子计算机等。半导体
9、具有一些特殊的的电学性质如:压敏性:有的半导体在受到压力后电阻发生较大的变化 可以制成压敏元件,接入电路,测出电流变化,就可以确定压力的变化。热敏性:有的半导体在受热后电阻随温度升高而迅速减小,可以制成热敏电阻,用来测量很小范围内的温度变化常见的半导体元件有晶体管、集成电路、整流器、激光器以及各种光电探测器件、微波器件等 二、变阻器 学习要求 1通过用铅笔心连续改变电路中的电流的活动,了解通过改变接入电路中导体的长度来改变电阻,从而改变电流的道理 2通过阅读说明书、观察、尝试、操作、归纳概括等活动,了解滑动变阻器的构造、规格、原理、接线和使用注意点 3指导学生从仪器的说明书获取仪器的构造、使用
10、等信息,培养学生的信息收集与处理能力,发展他们的自主学习能力 4初步了解超导体的一些特点,了解超导体对人类生活和社会发展带来的影响 学习指导 1对于滑动变阻器,应掌握以下几点:原理:通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻使用时应从金属棒两端的接线柱和电阻线两端的接线柱中各选一个接入电路,即“一上一下”,所以其有效接法共有四种在电路接通前,应把滑片放置在变阻器连入电路阻值最大位置处 使用时不能使通过的电流超过其允许通过的最大电流,否则会损坏变阻器 大小因素的活动会用转化的思想寻找比较电阻大小的正确方法会有意识电阻大小的因素了解长度横面积与电阻大小的定性关系体会电阻的大小变电路两端的电压具体可以
11、改变给电路供电的干电池的个数或学生电源学习必备 欢迎下载 2如何判断滑动变阻器接入电路的电阻值的变化移动滑动变阻器的滑片,会改变接入电路的电阻丝的长度而使电阻变化,从而引起电路中的电流变化 由此可以依据如下顺序判断:确定滑动变阻器与电路的接法;根据电流通过滑动变阻器的情况,判断滑动变阻器的哪一段电阻线连入电路;根据滑片位置的变化,判断通过电流的电阻丝长度的变化;由电阻线的长度变化,判断接在电路中的滑动变阻器电阻大小的变化 典型范例 例 1如图 2 所示,用滑动变阻器控制灯的亮度,若要求滑片 P 向 C 端滑动时灯变亮,则变阻器连入电路中正确的接法是()AC 接 M,D 接 N BA接 M,B
12、接 N CC 接 M,A接 N DA接 M,D 接 N 精析:滑动变阻器接入电路时,任何情况下都只有接入“一上一下”两个接线柱才能起变阻的作用,当接下面左端接线柱时滑片向左移电阻减小,当接下面右端接线柱时滑片向左移电阻增大,根据题意要求,滑片 P 向 C(左)移灯要变亮,要求电流变大,电阻变小,则M(N)应与 C 相接,关于 A、B 两接线柱连接任何一个都满足要求 全解:应选 C 点评:本题考查同学们对滑动变阻器的使用和原理的掌握情况,要判断滑动变阻器的阻值在滑片滑动过程中的变化情况,弄清楚滑动变阻器的原理是关键 活动与探究 台灯是我们日常生活中常用的一种照明灯具,请你利用节假日到商场去做一个
13、调查,看看我们常用的台灯有哪些种类?它们发光时的特点有什么不同?你能联系我们所学的物理知识说出其中的道理吗?请教一下营业员或身边的专家,比较他们的解释跟你的想法是否一样。2结合上面的调查,应用在课堂上学到的知识,找一些身边的器材制作一个模拟的调光台灯 思考与练习 一、填空题 1滑动变阻器是根据改变来改变电路中的电阻,从而改变电路中的的原理制成的 2某个变阻器上标有“100.5A”字样,这表示此变阻器的阻值变化范围是,允许通过的最大电流是 A,通常在使用前应将电阻值调至 3图 3 表示的是滑动变阻器的四种接法,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电阻值变大的是;电阻值变小的是;电阻值不变的是;图 2
14、A B C D P M N S C D A B C D A B C D A B C D A B 甲 乙 丙 丁 图 3 大小因素的活动会用转化的思想寻找比较电阻大小的正确方法会有意识电阻大小的因素了解长度横面积与电阻大小的定性关系体会电阻的大小变电路两端的电压具体可以改变给电路供电的干电池的个数或学生电源学习必备 欢迎下载 二、选择题(只有一个选项符合题意)4如图 4 所示,将两个滑动变阻器串联连入电路后,要使电路中的电流最小,则滑片P1和 P2的位置应为()AP1、P2都移至最左端 BP1、P2都移至最右端 CP1移至最左端,P2移至最右端 DP1移至最右端,P2移至最左端 5常用的变阻器有
15、滑动变阻器和电阻箱,下列说法中正确的是()A电阻箱能逐渐地改变它连入电路的电阻,但不能表示出连入的阻值 B滑动变阻器能够表示出它连入电路的阻值 C电阻箱能表示出它连入电路的阻值 D这两种变阻器规定有最大的阻值,对通过它们的电流没有任何限制 6如图 5 所示,闭合开关,滑片 P 向右移动时,下列判断错误的是()A电流表示数变小 B灯泡变亮 C灯泡变暗 D电路中的电阻变大 7如图 6 所示,滑动变阻器起改变电路中电流的作用,下列说法中正确的是()A不能改变干路中的电流 B只能改变灯 L1的电流 C不能改变灯 L2的电流 D可以同时改变灯 L1和 L2的电流 三、实验题 8如图 7 所示为利用滑动变
16、阻器改变小灯泡亮度的实物连接图 在方框内画出相应的电路图 在开关闭合前,滑动变阻器的滑片 P 应该放在端(选填“A”或“B”)若要使灯泡变亮,滑片 P 应向端滑动,这时电流表的示数将(选填“变大”或“变小”或“不变”)如果把滑动变阻器的 A、D 接线柱位置对调,对原电路及其滑动变阻器的调节规律是P 图 5 A 图 6 P L1 L2 C D A B C D A B 图 4 P2 P1 图 7 A B D C 大小因素的活动会用转化的思想寻找比较电阻大小的正确方法会有意识电阻大小的因素了解长度横面积与电阻大小的定性关系体会电阻的大小变电路两端的电压具体可以改变给电路供电的干电池的个数或学生电源学
17、习必备 欢迎下载 否有影响?请说明理由 9如图 8 所示,小明同学想利用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流,应该使用滑动变阻器上的哪两个接线柱?请你帮他想一想,一共有几种正确的接法 小明同学按照同学们设计的正确方案,先后进行了四次不同的实验,但他忘记了将实验现象填入表格,请你帮他在下表中填好 序号 使用的接线柱 滑片移动方向 灯泡亮度的变化 电流表的示数变化 1 向左 向右 2 向左 向右 3 向左 向右 4 向左 向右 从上述实验中你能发现哪些规律?如果让你辅导下一组同学做同一个实验,你会给他们哪些提醒和辅导?相关链接 超导现象 1911 年,荷兰物理学家昂尼斯(1853-1926)发现,水银的
18、电阻率并不象预料的那样随温度降低逐渐减小,而是当温度降到-269 附近时,水银的电阻突然降到零人们把这种现象叫做超导现象,能够发生超导现象的物质叫做超导体 超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度(或临界温度)现已发现大多数金属元素以及数以千计的合金、化合物在不同条件下都能显示出超导性如钨的转变温度为-273.14,锌为-272.4,铝为-271.957,铅为-265.96 我们知道,在大的电磁铁或电动机中,通过线圈的电流很强,为了避免产生过多的热量,线圈就必须用较粗的导线绕或采取冷却措施 如果用超导体做线圈,就可以避免这种缺点 现在用超导体制造电机方面的研究工作已取得较大的进展
19、 超导电缆的研究和应用,也有很大M N L1 C D A B P 图 8 大小因素的活动会用转化的思想寻找比较电阻大小的正确方法会有意识电阻大小的因素了解长度横面积与电阻大小的定性关系体会电阻的大小变电路两端的电压具体可以改变给电路供电的干电池的个数或学生电源学习必备 欢迎下载 进展超导电缆埋在地下,损耗小,有利于节约能量,保护环境和节约土地超导现象在高能物理领域也有重要应用 用超导线圈制成的电磁铁能产生强大的磁场,对于核聚变时约束等离子体和粒子加速器实验装置都有很大用处 目前阻碍超导现象大规模应用的主要问题是它要求低温如果能得到在室温下工作的超导材料,可能会使整个工业的发展发生巨大的变化对新
20、的超导材料的研究工作,我国走在世界的前列 三、欧姆定律 学习要求 1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 2能说出欧姆定律的内容、公式及其单位 3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 4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 学习指导 1正确理解“两个关系”的逻辑性一定要注意哪个物理量是变化的因,哪个物理量是变化的果,前后位置不能颠倒在导体的电阻一定时,电阻两端的电压发生变化,才引起导体
21、中的电流的变化只能说:导体中的电流跟导体两端的电压成正比而不能说成:导体两端的电压跟导体中的电流成正比在电路两端的电压一定时,电路的电阻发生变化,才引起导体中的电流的变化我们只能说:电路两端的电压一定时,电路中的电流跟电路的电阻成反比,而绝不能说:导体的电阻与电流成反比 2欧姆定律成立的条件:欧姆定律中提到的“成正比”、“成反比”两个关系,分别是不同条件下建立的,即当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟它的电阻成反比 将这两个结论合在一起即为欧姆定律。合成时条件是隐含的,这是物理规律的表述方法之一。欧姆定律适用于整个电路或其中一部分电路
22、,并且这部分电路中只能有电阻(如灯泡、电阻线等),不能有类似电动机、电铃等类型的用电器在应用欧姆定律时,I、U、R必须具有对应性和同时性对应性是指三个物理量属于同一导体或同一段电路,三者一一对应;同时性是指三个物理量是同一时间、同一状态下的值 典型范例 例 1某同学用图 9 所示的电路来研究通过导体的电流跟导体电阻的关系,其中 R为定值电阻,他第一次实验用的定值电阻的阻值为 R1;闭合开关后,记下电流表的示数为 I1;他第二次实验仅将定值电阻的阻值换为 2R1,闭合开关后,记下电流表的示数为 I2。结果发现 I2I1,但 I22I,由此,他认为电流跟电阻不成反比,他的结论是 的(选填“正确”或
23、“错误”),其原因是 1 P A V S R R 图 9 大小因素的活动会用转化的思想寻找比较电阻大小的正确方法会有意识电阻大小的因素了解长度横面积与电阻大小的定性关系体会电阻的大小变电路两端的电压具体可以改变给电路供电的干电池的个数或学生电源学习必备 欢迎下载 他接下来正确的操作应该是 精析:闭合电路的欧姆定律 IRU的电阻为闭合电路的总电阻在图示电路中,有定值电阻 R和滑动变阻器 R串联共同构成总电阻 R总,即 R总RR,那么,由欧姆定律I 应与 R总成反比,而不是与 R 成反比要使 I 与 R成反比,应保证 R 两端的电压不变该同学的没有看到这一点,所以他的结论是错误的 全解:错误,电流
24、变为原来21的条件是电阻 R 两端的电压不变,向左移动滑片使电压表的示数恢复到第一次的数值 点评:物理规律的成立一般都有附加的条件,因此我们在应用物理规律解决实际问题时一定要考查是否附合相应的条件 例 2一导体接在电路中,导体两端的电压如图 10 所示,其电压为 V若通过导体的电流为 0.2A,则它的电阻 为 当该导体两端的电压增大到原来的 2 倍时,导 体的电阻将(选填“变小”、“变大”或“不变)精析:通过对图 10 的观察可知,电压表的量程为 015V,每小格为 0.5V,则不难看出电压表的读数为 6V 当导体两端电压为 6V,通过其电流为 0.2A时,则由欧姆定律的变形公式 RIU求得电
25、阻 R30;导体的电阻只与其材料、长度、粗细及温度有关,而与电压、电流无关,这是导体本身的性质 全解:6,30,不变 点评:本题考查三个方面的能力:其一,电压表读数能力;其二,欧姆定律公式的运用能力;其三,判断导体电阻与什么因素有关的能力 思考与练习 一、填空题 1在某电阻两端加 4V 电压时,通过它的电流为 2A。若要使通过它的电流为 0.5A,应在这个电阻两端加 V 的电压 2把一个 5的电阻 R1接在一个电压保持不变的电源上,用电流表测出电路中的电流为 1.2A;当把一个 15的电阻 R2接在该电源两端时,通过 R2的电流是 A 3通过学习,我们知道了导体中的电流跟导体两端的电压和导体的
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