内容正文:
14.3 欧姆定律的应用(教师版)
课程目标
1.完成伏电法测电阻的实验;
2.电路动态分析;
3.电路故障分析。
知识点01 测小灯泡及定值电阻的电阻值
1.伏安法测量小灯泡工作时的电阻:用 测出灯泡两端的电压,用 测出通过灯泡的电流,通过公式 计算出灯泡的电阻值.连接电路时,应 (选填“断开”或“闭合”)开关,并把滑动变阻器滑片移至阻值 处,检查无误后再闭合开关。
【即学即练1】实验:测小灯泡工作时的电阻:
(1)实验需要的器材有干电池、开关、灯泡、导线若干,还应该要有 测量流过灯泡的电流, 测量灯泡两端的电压,这种测量电阻的方法叫做 .为了测量灯泡在不同亮度下工作的电阻,实验还需要有能够调节灯泡亮度的 .
(2)用笔画线代替导线完成如图14-3-1所示实物电路的连接(连线不能交叉),并在方框内画出相应的电路图.
(3)这个实验的原理是欧姆定律的变形公式 .
(4)在连接电路时,开关应先 ,是为了防止电路出现 ,还应将滑动变阻器的滑片移到阻值 处,是为了防止电流 ,保护 .
(5)某次实验,电流表、电压表的示数分别如图14-3-2甲、乙所示,其中电压表的示数为 ,电流表的示数为 ,则灯泡的电阻为 .
(6) 实验时利用滑动变阻器调节电路中的电流,从尽可能小的电流逐渐调至灯泡正常发光,发现当灯泡的亮度逐渐增大时,电流表的示数将 ,电压表的示数将 ,灯泡的电阻(电压表示数与电流表示数的比值)将增大,造成这一现象的原因是 .
(7)小明同学将四次实验测得的电阻求平均值作为灯泡的电阻,你认为正确吗?为什么?
答: ,因为 .
(8)小新将灯泡取下,改接一个定值电阻,测量定值电阻的阻值大小,并将四次实验测得的电阻求平均值作为定值电阻的阻值大小,你认为正确吗?为什么?
答: ,因为 .
(9)实验结束时,应首先 开关,再整理仪器.
【答案】(1)电流表 电压表 伏安法 滑动变阻器
(2)
(3) (4)断开 短路 最大 过大 电路 (5)1.8 V 0.24 A 7.5 Ω
(6)变大 变大 灯泡越亮灯丝的温度越高,所以电阻增大(7)不正确 灯泡电阻随温度升高而增大
(8)正确 定值电阻的阻值是一定的,每次测量时,因误差可能导致测量值比真实值偏大或偏小,因此求平均值可以减小误差(9)断开
【解析】(6)灯泡的电压、电流增大,灯泡亮度才会增大,但此时看不出电流与电压成正比,这是因为灯泡越亮,灯丝的温度越高,其电阻越大;(7)由于灯泡在不同亮度下电阻不同,所以求电阻的平均值毫无意义;(8)如果接入的是定值电阻,在电压、电流改变时电阻不变,则在实验中采取多次测量求平均值可以减小误差;(9)实验结束后应先断开开关,再整理器材.
知识点02 欧姆定律的应用
【比例问题精讲】
1、电阻R1、R2串联在电路中,已知R1∶R2=3∶1,则通过两电阻的电流之比I1∶I2= ,电阻两端的电压之比U1∶U2= .在串联电路中,U1∶U2= 。
2、电阻R1、R2并联在电路中,已知R1∶R2=3∶1,则通过两电阻的电流之比I1∶I2= ,电阻两端的电压之比U1∶U2= .在并联电路中,I1∶I2= 。
【动态分析精讲】当开关闭合后,滑片P向左移,请把电流表与电压表示数变化写在电路图的下方.(假设灯泡电阻不变):
(1) (2) (3)
(1) 电流表示数变 ;小灯泡亮度 ;电压表示数变 .
(2) 电流表示数变 ;小灯泡亮度 ;电压表示数变 .
(3) 电流表示数变 ;小灯泡亮度 ;电压表示数变 .
【解析】(1)滑片P向左移动时,滑动变阻器的电阻变小,电路中的电流变大,电压表测量灯泡的电压,由U=IR 可知:灯泡的电阻不变,电流变大时,灯泡的电压变大,亮度也变亮.(2)滑片P向左移动时,滑动变阻器的电阻变小,电路中电流变大,灯泡变亮.在串联电路中,由于电流处处相等,灯泡L两端电压增大,电源电压恒等,滑动变阻器所分得的电压越小,由此可知电压表示数变小.(3)滑片P向左移动时,滑动变阻器的电阻变小,支路中的电流变大,并联电路各支路电压等于电源两端电源,电压表示数不变,并联电路互不影响,灯亮度不变。
【串联故障