14.3　欧姆定律的应用（教案）-2021-2022学年九年级物理上册【课时A计划】沪粤版（安徽）

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,再用欧姆定律的变形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;根据题图甲判断该电阻是定值电阻,然后利用题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)根据题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。 [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,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