内容正文:
第3章电路探秘第4节《欧姆定律及其应用》知识清单
(一)探究电流与电压、电阻的关系
1. 探究电流与电压的关系
提出问题:当______一定时,电流与电压存在怎样的关系?
猜想与假设:因为电压是形成电流的原因,若电阻一定,可能电压越大,电流越______。
实验方法:运用______法探究,控制______的阻值不变,通过调节______改变定值电阻两端的电压,并用______测出电路中的电流,用______测出定值电阻两端的电压。
实验器材:电源、定值电阻、______、开关、电流表、电压表、导线等。
实验步骤:
按电路图把一个定值电阻连接电路。
闭合开关前,检查电路中各元件的连接是否正确,将滑动变阻器的滑片调到______。
调节滑动变阻器使电阻两端的电压分别为不同的值,读出此时相应的电流值记入表格中。
实验结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______。
滑动变阻器的作用:一是______;二是______。
2. 探究电流与电阻的关系
提出问题:当______一定时,电流与电阻存在怎样的关系?
猜想与假设:因为电阻对电流有阻碍作用,所以若电压一定,可能电阻越大,电流越______。
实验方法:控制______不变,改变接入电路的______,所以要更换不同的电阻R接入电路。实验中要控制电阻两端的电压不变,所以需要在电路中串联______,通过调节它,保持电阻R两端的电压不变。
实验器材:电源、不同阻值的定值电阻多个、______、开关、电流表、电压表、导线。
实验步骤:
按电路图连接电路。
闭合开关前,检查电路中各元件的连接是否正确,将滑动变阻器的滑片调到______。
把阻值为一定值的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为某一固定值保持不变。
把该定值电阻分别更换为不同阻值的定值电阻,调节滑动变阻器,使______示数保持不变,读出电流表的示数,记录在表格中。
实验结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______。
(二)欧姆定律
1. 内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成______,跟导体的电阻成______。
2. 数学表达式:如果用U表示导体两端的______,R表示导体的______,I表示导体中的______,那么用公式表示就是______。
3. 公式中物理量单位:电压U的单位是______,符号______;电阻R的单位是______,符号______;电流I的单位是______,符号______。
4. 公式推导:由欧姆定律的公式可推出:U=______、R=______。
U=IR的意义:表示导体两端的电压等于通过导体的电流与其电阻的乘积。因电压是由电源提供的,电压是形成电流的原因,所以不能说成电压与电流成______。
R=U/I的意义:表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。因电阻是导体本身的一种性质,只与导体的______、______、______及______有关,与加在两端的电压和流过的电流大小无关。
5. 解题步骤:
画出______。
列出已知条件和所求量。
导入______。
求解(不能整除一般保留两位小数)。
(三)电阻的串联
1. 串联电路电阻规律:串联电路中总电阻等于各串联导体的电阻之______。
2. 公式:R总=______。
3. 拓展:
若n个串联的电阻阻值相同,均为r,则串联后的总电阻R=______。
串联电路中,电压跟电阻成______。因为I1=U1/R1,I2=U2/R2,又因为串联电路中I1=I2,所以U1/R1=U2/R2,即U1:R1=U2:R2。
4. 原理推导:根据欧姆定律I=U/R得U=IR,对R1有U1=I1R1;对R2有U2=I2R2。设R1,R2串联后总电阻为R,电压为U,电流为I,对R1,R2整体有U=IR。又因为R1,R2串联,所以U=U1+U2,由可得IR=I1R1+I2R2。因为串联电路中I=I1=I2,所以R=R1+R2。从影响电阻大小因素角度理解,把几个导体串联起来,相当于增加了导体的______,所以总电阻比任何一个分电阻都______,比最大的还要______。
(四)电阻的并联
1. 并联电路电阻规律:并联电路的总电阻的倒数等于各并联导体电阻的倒数之______。
2. 公式:1/R总=______。
3. 拓展:
若n个并联的电阻阻值相同,均为r,则并联后的总电阻为R总=______。
两个电阻并联后的总电阻:1/R=1/R1+1/R2=(R1+R2)/R1R2,所以R=______。
并联电路中,电流跟电阻成______。
4. 原理推导:根据欧姆定律I=U/R,对R1,有I1=U1/R1;对R2,有I2=U2/R2。设R1,R2并联后的总电阻为R,电压为U,电流为I,对R1,R2整体,I=U/R。因为R1,R2并联,所以I=I1+I2。将代入得U/R=U1/R1+U2/R2。又因为R1,R2并联,所以U=U1=U2,所以1/R=1/R1+1/R2。从影响电阻大小因素角度理解,把几个导体并联起来,相当于增大了导体的______,所以总电阻比其中任何一个分电阻都______。
(五)伏安法测电阻
1. 实验原理:由欧姆定律I=U/R变形可得R=,只要测出导体两端的______和通过导体的,就可以测出(通过计算得出)这个导体的电阻的大小,这种测量电阻的方法叫______法。
2. 实验器材:电源、开关、导线、小灯泡(或定值电阻)、______、______、______。
3. 实验注意事项:
连接电路时,开关必须______。
电流表、电压表的接法要分别______、______,电流表与被测电阻,电压表与被测电阻______。还要注意电流表、电压表量程的选择以及正、负接线柱的接法。
滑动变阻器采用“______”接法与被测电阻串联。
接通电路前,移动滑动变阻器滑片,使变阻器接入电路中的电阻______,使串联电路电流______,保护电路元件。
加在小灯泡两端的电压不要超过额定电压太多,否则会______小灯泡。
移动滑片P改变小灯泡(或定值电阻)两端电压时,要紧盯______示数,并留意______示数变化情况,不要盲目乱动,造成不必要的损坏。
4. 实验结论:
用伏安法测定值电阻的阻值时,由于定值电阻的阻值一般固定不变,在额定电压下或实际电压低于额定电压时,定值电阻的温度变化很小,温度对定值电阻的影响很小,一般忽略不计,多次测量求平均值可以减小______。
用伏安法测小灯泡电阻时,小灯泡发光与否,以及发光亮度变化时,灯丝温度变化很大,温度对灯丝电阻的影响较大。小灯泡在额定电压下正常发光,灯丝温度______,电阻______,实际电压低于额定电压时,不能正常发光,灯丝温度较______,电阻较______,实际电压高于额定电压时,灯丝易______,应避免这种现象发生。
答案
(一)探究电流与电压、电阻的关系
1. 探究电流与电压的关系
提出问题:电阻
猜想与假设:大
实验方法:控制变量;电阻;滑动变阻器;电流表;电压表
实验器材:滑动变阻器
实验步骤:阻值最大处
实验结论:正比
滑动变阻器的作用:保护电路;改变定值电阻两端的电压
2. 探究电流与电阻的关系
提出问题:电压
猜想与假设:小
实验方法:电压;电阻;滑动变阻器
实验器材:滑动变阻器
实验步骤:阻值最大处;电压表示数
实验结论:反比
(二)欧姆定律
1. 内容:正比;反比
2. 数学表达式:电压;电阻;电流;I=U/R
3. 公式中物理量单位:伏特;V;欧姆;Ω;安培;A
4. 公式推导:IR;U/I;正比;材料;长度;横截面积;温度
5. 解题步骤:电路图;公式
(三)电阻的串联
1. 串联电路电阻规律:和
2. 公式:R1+R2+…+Rn
3. 拓展:nr;正比
4. 原理推导:长度;大;大
(四)电阻的并联
1. 并联电路电阻规律:和
2. 公式:1/R1+1/R2+…+1/Rn
3. 拓展:r/n;R1R2/(R1+R2);反比
4. 原理推导:横截面积;小
(五)伏安法测电阻
1. 实验原理:U/I;电压;电流;伏安
2. 实验器材:电流表;电压表;滑动变阻器
3. 实验注意事项:断开;串联;并联;串联;并联;一上一下;最大;最小;烧坏;电压表;电流表
4. 实验结论:误差;高;大;低;小;烧坏
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