14.4《欧姆定律的应用》教学设计-2024-2025学年初中物理九年级上册同步教学（苏科版）

14.4欧姆定律的应用 学习要求 1．学习用伏安法测量定值电阻的阻值，善于根据特定的目的进行相关的实验设计、操作、收集和处理数据． 2．经历测量小灯泡电阻的实验过程，能从实验结果中发现新的探究问题，并能收集相关证据予以解释． 3．经历串联电路总电阻的推导过程，知道串联电路的总电阻等于各部分电阻之和。 学习指导 1．关于伏安法测电阻：①原理：R＝；②根据原理确定主要的测量仪器为：电压表和电流表；③实验中需多次测量求平均值来减小测量误差，具体可以通过改变电源电压或增加滑动变阻器来实现． 2．串联电路的特点：①电流特点：I1＝I2＝I；②电压特点：U1＋U2＝U；③电阻特点：R1＋R2＝R． ( 2 1 )3．并联电路的特点：①电流特点：I1＋I2＝I；②电压特点：U1＝U2＝U；③电阻特点：＝＋ 典型范例 例1．在用伏安法测电阻的实验中备有以下规格的器材：电流表一只（量程0～0.6A，0～3A），电压表一只（量程0～3V，0～15V），干电池两节，滑动变阻器一个（0～20Ω），开关和若干导线． ⑴某同学按图14所示的电路图连好电路，闭合开关，发现两表的指针均不动，下列判断正确的是（ ） A．电流表断路或它的接线接触不良 B．电压表断路或它的接线接触不良 C．开关短路 D．滑动变阻器短路 ⑵估计待测电阻Rx的阻值约为10Ω，为测量比较准确，则电流表选用的是　　　　　 量程，电压表选用的是　　　　　　量程． ⑶实验时，两表读数如图15所示，则通过Rx的电流为　　　　　　，Rx两端的电压为　　　　　　，实验测出Rx的阻值为　　　　　　． ( 0 1 2 3 V 0 5 10 15 图 15 － 3 15 0 0.2 0.4 0.6 A 0 1 2 3 － 0.63 3 ) ( 图 14 a P V A S b R x R ) 精析：⑴由题目知闭合开关，两表均无示数，说明该电路某处一定发生了断路，所以首先排除C、D选项．如果B选项正确，则必定有电流通过Rx和电流表，那么电流表应该有示数，所以只有A选项正确． ⑵所给电源为1.5V的两节干电池组成，故电源电压为3V，所以电路中最大的电压为3V，这样电压表的量程选0～3V为好．当滑片P移到阻值为零时，只有Rx起作用，电路中电流最大，由欧姆定律得出最大电流为0.3A，也说是说电流表的量程选0～0.6A为好． ⑶由表读数：电流表为0.2A，电压表为2V，则Rx＝＝＝10Ω． 全解：⑴A　⑵0～0.6A　0～3V　⑶0.2A　2V　10Ω． 点评：选择合适的器材、排除电路故障是我们在实验中常遇到的问题，因此在实验课上我们要边实验边思考，将所学的理论与实际结合起来，锻炼我们解决实际问题的能力． ( P 图 16 A V a b L S R )　　例2．如图16所示，电源电压不变，当滑片P从a端向 b端滑动的过程中，下列判断正确的是（　　） 　　A．V的示数变大，A的示数变大 　　B．V的示数变大，A的示数变小 　　C．V的示数变小，A的示数变大 　　D．V的示数变小，A的示数变小 精析：灯L和滑动变阻器R串联，A测电路的电流，V测滑动变阻器R两端的电压．当P由a滑到b时，连入电路的电阻变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，即A的示数变小，据UL＝IRL知，灯两端的电压变小，由UR＝U－UL知R两端的电压变大，即V的示数变大． 全解：选B． 点评：根据电阻变化来推知电流变化，这是欧姆定律最基本的应用，我们要熟练掌握．如果再能够应用串联电路的分压原理解决此类问题，就会使解答变得更加简洁． 活动与探究 自制彩色闪光灯 用一个日光灯上的起辉器（连座具）和一些彩色小灯泡（市场有售）串联起来，接入220V交流电源，就可以做成忽亮忽灭的彩色闪光灯，用它来装饰房间，可以增加生活气息． 注意：制作时要在老师或家长的指导下进行，确保安全．彩色小灯泡的额定电压乘上所串联的小灯泡数目应等于或略大于220V电压．想一想，这是为什么？ 思考与练习 一、填空题 1．在实验室中常用　　　　法测导体的电阻，它是分别用　　　　　和　　　　　测出电阻两端的　　　　和通过电阻的　　　　，然后根据公式　　　　　求出导体的电阻值．本实验中除了需要电源、电压表、电流表、导线、开关、被测电阻外，还需要的器材有　　　　　　　． 2．下列是伏安法测电阻的必要的实验步骤，其合理的排列顺序是　　　　　　。 A．闭合开关　　　　　　　　　　　　B．将测出的数据填入表格中 C．计算被测小灯泡的灯丝的电阻　　　D．读出电压表、电流表的数值 E．断开开关　　　　　　　　　　　　F．将滑动变阻器的阻值调到最大值 G．对照电路图连接好电路　　　　　　H．调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V 3．电阻R1＝20Ω，与R2串联后的总电阻为80Ω，则R2＝　　　　Ω，将R1 与R2并联后的总电阻为R并＝　　　　Ω． 4．已知R1∶R2＝2∶3，并联接入电路中，则R1 与R2两端电压之比U1∶U2＝　　　　，通过R1 与R2电流之比I1∶I2＝　　　　． ( 图 17 A P V A S B R ′ )5．如图17所示，接通开关S后滑动变阻器的滑片P向B滑动时，电流表的示数将　　　　　，电压表的示数将　　　　　（选填“变大”“变小”或“不变”）．若此时电压表的示数为2.5V，要使电压表的示数变为3V，滑片P应向　　　端滑动． 6．两个电阻R1＝5Ω，与R2串联后接到6V的电源上， 总电阻为15Ω，则R2＝　　　Ω，I1∶I2＝　　　　， U1∶U2＝　　　　，U1＝　　　　V，U2＝　　　　V．　　 　　二、选择题（只有一个选项符合题意） 7．如图18所示，电流表的示数为I，电压表的示数为U，两电阻R1和R2的阻值均已知，下列各式中正确的是（　　） A．＝R1　　　　　　　　　　　　　B．＝R2　　 ( 2 1 )C．＝R1＋R2　　　　　　　　　　　D．＝ ( 图 19 S A P V ) ( 图 18 V A S R 1 R 2 ) 8．如图19所示，当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P向右滑动时（电压U不变），则电流表和电压表的示数将（　　） A．变大，变小　　　　　　　　　　　B．变小，变大 C．变大，不变　　　　　　　　　　　D．变小，不变 三、实验探究题 9．现有电压表两只、电池组一个、滑动变阻器一个、已知阻值的定值电阻R0一个、未知电阻Rx一个、开关一个、导线若干，请你设计一个实验，测出Rx的阻值．⑴画出你设计的实验电路图；⑵写出步骤及所需记录的物理量；⑶写出计算Rx的表达式． 四、计算题 10．一盏弧光灯正常工作时，它两端的电压应是40V，通过它的电流是10A。现要将它接入电压为220V的家庭电路中正常使用，应该给它串联一个多大的电阻？ 11．电阻R1和R2串联后接在电压为9V的电源上，通过R2的电流是0.3A，R2的阻值是10Ω．求R1两端的电压和阻值的大小．（要求画出电路图，并在图上标出有关的物理量） ( 图 20 V A S 1 S 2 R 1 R 2 R 3 )12．如图20所示，电源电压是12V，且保持不变，R1＝R3＝4Ω，R2＝6Ω，试求：⑴当开关S1、S2均断开时，电流表和电压表的示数各是多少？⑵当开关S1、S2均闭合时，电流表和电压表的示数各是多少？ 13．如图21所示，图中1、2、3分别是三个不同阻值的电阻R1、R2、R3的电流与电压的关系图线，请判断三个电阻中哪个阻值最大，哪个阻值最小，并简要说明理由． ( I U 0 1 2 3 图 21 ) 相关链接 欧姆的实验器材 欧姆在研究电流、电压、电阻三者的关系时，最初用伏打电堆作为电源，因工作不稳定，后改为用温差电池．这个电池由铋和铜组成，其一端插入盛有沸水的容器，另一端插入装有冰水混合的容器．用两个盛水银的杯子当作电池的两个电极，外电路接在水银槽中．测量电流使用的是电流扭秤，扭秤的指针是一根磁针，它是利用电流的磁效应制成的．通电导体选用了一组截面相同、长度不同的铜导线．这些器材都是欧姆自行设计制作的．欧姆的这些实验和研究前后共经过了八个春秋，终于树起了电学史上的丰碑——以他的名字命名的欧姆定律． 参考答案 1．伏安　电压表　电流表　电压　电流　R＝　滑动变阻器　2．EGFAHDBC　3．60　15　4．1∶1　3∶2　5．变小　变大　A　6．10　1∶1　1∶2　2V　4V　7．C　8．D　9．略　10．18Ω　11．6V　20Ω　12．⑴1.2A　7.2V　⑵5A　12V　13．R1＞R2＞R3　电流相同时，两端电压大的导体的电阻大（或电压相同时，通过导体的电流越大，导体的电阻越小 学科网（北京）股份有限公司 $$