内容正文:
第十四章 欧姆定律(2课时)
第2课时 欧姆定律及应用
一、课程标准
1.知道导体中的电流决定于导体两端的电压和电阻;
2.能熟练运用欧姆定律分析解决简单的电路问题;
3.会用伏安法测电阻;
4.理解串联电路的总电阻,知道并联电路的总电阻,会运用串、并联电路的知识分析解决简单串、并联问题.
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二、知识梳理
1.欧姆定律的公式:I=U/R ,变形公式:U=IR , R=U/I。
理解:电阻R一定,导体中的电流I跟这段导体两端的电压U成正比;电压U不变,导体中的电流I跟导体的探究电流与电压、电阻的关系电阻R成反比。
2.运用欧姆定律解题时要注意定律中物理量的“同一性”和“同时性”。
“同一性”是指:定律中的三个物理量I、U、R为同一段电路的电流、电压和电阻;
“同时性”是指:定律中的三个物理量I、U、R为同一时刻的电流、电压和电阻。
3.任何电学实验,在闭合开关之前,滑动变阻器应调节到阻值最大处,这样可以保护电路。
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4.实验中滑动变阻器的作用:
(1)在探究电流与电压的实验中,是改变定值电阻两端的电压
(2)在探究电流与电阻的实验中,是保持定制电阻两端的电压不变。(实验中,定值电阻的阻值变大,滑动变阻器接入电路的组织也变大,规律是“换大调大,换小调小”。)
5.本实验用不同阻值的电阻,重复实验操作,目的是使得出普遍结论,避免实验的偶然性。
6.电路图及有实验所得数据绘制的I-R 和 I-U 图像
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7、串联分压
知识精讲:
串联电路各段导体两端分得的电压与电阻成正比,或各段导体两端电压之比等于他们的电阻之比。电阻越大,分担的电压越高。
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8、并联分流
知识精讲:
并联电路中各支路电流与它们的电阻成反比,即
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三、考点梳理
考点一 探究通过导体的电流与电压、电阻的关系
【典题演示】
1.小明同学用如图14-2-1甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压18V保持不变,滑动变阻器的规格是“70Ω,1.5A”,阻值为10Ω、20Ω,30Ω、50Ω的电阻各一个,电流表(0~0.6A)一个,电压表(0~15V)各一个。
(1)根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整,要求闭合S后,滑片P向左移动时电压表示数变大。
(2)小明先探究“电阻R一定,电流与电压的关系”,他将10Ω的电阻作为R接入电路,闭合开关S,通过调节滑动变阻器滑片P,测出电阻两端施加不同电压时对应电流值,并记录(如表1所示)。老师指出他在实验中存在一个失误,请你指出他的失误 指针没有调零 。小明改正后第3次实验时电流表的读数如图丙所示,则此时流经电阻的电流为 0.5 A.分析数据,可得出结论: 电阻一定时,电流与电压成正比 。
实验次序 1 2 3 4
U/V 3.0 4.0 5.0 6.0
I/A 0.32 0.42 0.62
表1
(3)接着小明根据表1数据绘制出I﹣U图象,如图丁中a所示,实验完成后,将电阻换成小灯泡.重复上述实验过程,绘制出I﹣图象,如图丁中b所示,试分析图象中A,B、C三点电阻RA,RB,RC从小到大排列依次为(用不等式表示): Rb>Rc>Ra
(4)小明再探究“电压U一定,电流与电阻的关系”:
他将10Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P到适当位置,读出电流表示数记入表中,断开开关S,小明用20Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关S,移动滑片P使滑动变阻器接入电路阻值 增大 (选填“增大”或“减小”)他这样操作的目的是 控制电压不变 .
【拓展变式】
1.小兵利用图14-2-2电路来探究电流与电阻的关系,他在实验中控制电压表示数为U0不变,相关器材规格已在图中标明。
(1)请用笔画线代替导线将电压表接入电路;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于图甲中最 左 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,将电阻箱调至某阻值,调节滑动变阻器时,他发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化,经检查是由于某处被短路而造成的,被短路的是 电阻箱 ;
(4)小兵调节电阻箱阻值R,进行多次实验,所绘制的I与关系图线如图乙所示,由此可知U0= 2 V,实验结论是:在电压一定时, 电流与电阻成反比 ;
(5)若由于电池电量不足,小兵换用4.5V电源后继续实验,进行了如下操作:
①将电阻箱阻值先调至4Ω进行实验,实验完成后断开开关;
②再将电阻箱阻值调至15Ω后,闭合开关进行实验;
则由于小兵在上述操作中的一个疏漏,将会导致 没有调节滑动变阻器,电压发生变化
(6)小华利用图甲电路和器材也对电流与电阻的关系进行了探究在5Ω~25Ω范围内,他将电阻箱阻值R