内容正文:
四、 欧姆定律的应用 第1课时 伏安法测电阻
第十四章 欧姆定律
01
新知梳理
02
当堂反馈
目
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1. 由欧姆定律的变形公式R=可知,要测出导体的电阻,只需要用 电压表 测出导体两端的电压,用 电流表 测出通过导体的电流,代入公式就可以求出这个导体的电阻了。这种测量电阻的方法叫伏安法。
2. 伏安法测电阻的实验原理是 R= ,实验中滑动变阻器的作用是 改变待测电阻两端的电压 ,测量三组数据的目的是 取平均值减小误差 。
3. 当测量小灯泡的电阻时, 不能 (能/不能)取平均值作为小灯泡的电阻,这是因为 灯丝的电阻与温度有关 。
电压表
电流表
R=
改变待
测电阻两端的电压
取平均值减小误差
不能
灯丝的电阻与温度有关
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1. 对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验,下列说法不正确的是( A )
A. 它们都采用控制变量的研究方法
B. 它们的滑动变阻器在实验电路中的作用是不同的
C. 前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D. 后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
A
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2. 在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中,小明用如图甲所示的器材进行实验,电源电压保持不变。
(1) 连接电路时,开关应 断开 。请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片向右滑动时,连入电路的电阻变小。
断开
1
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(2) 闭合开关后,发现电流表指针不动,电压表示数为电源电压,故障原因是 Rx断路 (Rx短路/Rx断路)。
(3) 改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流。两次测得的结果分别为R1=5.1Ω,R2=5.3Ω。第三次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图乙所示,则R3= 5.0 Ω,实验测得的阻值Rx= 5.1 Ω(结果保留一位小数)。
Rx断
路
5.0
5.1
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2
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(4) 将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得小灯泡的电阻相差比较大,原因可能是 灯丝的电阻与温度有关 。
(5) 若不添加其他器材,利用如图甲所示电路还可完成的电学实验有 探究电流与电压的关系(合理即可) (写出一个即可)。
灯丝的电阻与温度有关
探究电流与
电压的关系(合理即可)
1
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$$四、 欧姆定律的应用
第3课时 运用欧姆定律对并联电路进行简单计算
第十四章 欧姆定律
01
新知梳理
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类 别 并联电路
电路图
电流特点 在并联电路中,干路电流等于 各支路电流 之和,即I=I1+I2
各支路电流
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电压特点 在并联电路中,电路两端的总电压与各支路两端的电压 相等 ,即U=U1=U2
电阻特点
(不作要求) 并联电路的总电阻的倒数等于各并联导体的电阻的倒数之和,即=+
相
等
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电路中物理量的
变化分析 当其中一个支路的电阻变化时,该支路的电流 改变 ,电压 不变 ,干路电流 改变 ;另一支路的电流和电压 不变 (不变/改变)
分流原理 并联电路中,通过各导体的电流与导体的电阻成反比。R1、R2两个电阻并联时,有 =
改变
不变
改变
不变
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1. 如图所示,R1的电阻是30Ω,R2的电阻是20Ω。闭合开关S,断开开关S1时,电流表的示数是0.3A。 再闭合开关S1时,电流表的示数是( B )
A. 0.3A B. 0.5A C. 0.6A D. 0.2A
B
1
2
3
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2. 为测量Rx的阻值,小科设计了如图所示的电路,其中R0为20Ω,电源电压未知。闭合开关S后,电流表A2和A1的示数分别为0.1A和0.3A,则Rx的阻值为( B )
A. 5Ω B. 10Ω C. 15Ω D. 20Ω
B
1
2
3
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3. 如图所示,R1是阻值为0~20Ω的滑动变阻器,闭合开关S后,电压表的示数为6V,电流表A1的示数是1.5A,电流表A2的示数是0.5A。 则:(1) R2的阻值和滑动变阻器R1接入电路的阻值是多大?(2) 电流表A1的量程是0~3A,电流表A2的量程是0~0.6A,为使电表不被损坏,滑动变阻器接入电路的阻值至少是多大?
解:(1) 6Ω
(2) 2.4Ω
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$$四、 欧姆定律的应用 第4课时 “非常规”测电阻
第十四章 欧姆定律
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仪表情况 电路图 实验步骤 电阻表达式
有电流表,无电压表 闭合开关S,读出电流表A1的示数为I0,电流表A2的示数为Ix IxRx=I0R0,
Rx=
① 闭合开关S、S2,断开开关S1,读出电流表的示数为I0;
② 断开开关S2,闭合开关S、S1,读出电流表的示数为Ix IxRx=I0R0,
Rx=
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有电流表,无电压表 ① 当闭合开关S1,断开开关S2时,读出电流表的示数为I;
② 当开关S1、S2都闭合时,读出电流表的示数为Ix IxRx=I(R0+Rx),
Rx=
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有电流表,无电压表 ① 闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当滑动变阻器以最大阻值Rmax接入电路时,读出电流表的示数为I;
② 再次移动滑动变阻器的滑片P,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,读出电流表的示数为Ix IxRx=I(Rmax+Rx),
Rx=
有电流表,无电压表 将S拨至a,读出电流表示数为Ix,将S拨至b,调节电阻箱,使电流表的示数仍为Ix,读出电阻箱示数为R0 Rx=R0
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有电压表,无电流表 闭合开关S,读出电压表V1的示数为Ux;读出电压表V2的示数为U0 Rx=
① 闭合开关S,当滑动变阻器以最大阻值Rmax接入电路时,测出电阻Rx两端的电压为Ux;
② 闭合开关S,当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,测出电阻Rx两端的电压为U Rx=
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有电压表,无电流表 ① 闭合开关S1,断开开关S2时,记下电压表的示数为U0;
② 开关S1、S2都闭合,记下电压表的示数为U Rx=
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1. 某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,不能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是( D )
D
1
2
3
4
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2. 在测量电阻的实验中:
(1) 小华设计的测量电路如图甲所示,待测电阻Rx约为10Ω。
① 用笔画线代替导线,将图甲补充完整。
② 在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 右 端。
③ 连好电路闭合开关后,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数不为零且保持不变,而电流表示数始终为零,已知导线及各处连接完好,则电路故障为 Rx断路 。
右
Rx
断路
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3
4
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(2) 小清设计的测量另一待测电阻Rm阻值的电路如图乙所示。
① 他的测量步骤如下:
第1步:将Rm接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电压表的示数如图丙所示,示数为 2 V;断开开关S,移走Rm。
第2步:再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍如图丙所示,此时电阻箱接入电路中阻值R=48Ω。则小清测得Rm的阻值为 48 Ω。
2
48
1
2
3
4
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② 在第2步中,若小清无意中将滑动变阻器的滑片P向右移了少许,则他测得Rm的阻值将偏 大 ,设滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值增大2Ω,则小清测得Rx的值为 52 Ω。
大
52
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3
4
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3. 利用电流表、已知阻值的定值电阻R0和恒压电源,同样可以测出未知电阻Rx的阻值,如图甲所示。
(1) 闭合开关 S1 ,测出通过定值电阻R0的电流I0。
S1
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2
3
4
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(2) 闭合开关S1、S2,测出干路电流I 。[模仿第(1)小问写出必要的操作内容及对应物理量]
(3) 电阻Rx= 。(用已知和测出的物理量符号表示)
闭合开关S1、S2,测出干路电流I
1
2
3
4
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(4) 小芳设计了另一种方案,也测出了Rx的阻值,电路图如图乙所示,测量步骤如下:
① 当开关 S1闭合、S2断开 时,电流表的读数为I1。
② 当开关S1、S2都闭合时,电流表的读数为I2。
③ 电阻Rx= 。(用已知和测出的物理量符号表示)
S1闭合、S2断开
1
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3
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4. 利用电压表可以直接测量电压的大小,能否把电压表改装为间接测量电阻大小的仪表呢?小明和小华经过思考,分别设计了如图甲、乙所示的方案(电源电压恒定不变),并进行了以下操作和分析:
1
2
3
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(1) 小明在电路的M、N两点之间接入一个电阻箱,调节旋钮使它接入电路的阻值分别为5Ω、8Ω、20Ω,闭合开关,发现电压表指针分别指向1.5V、2.0V、3.0V的刻度线,于是他在表盘相应位置标出了电阻的数值,如图丙所示。以此类推再标出其他刻度线,电压表就可以用来间接测量阻值了,则电源电压为多少伏?定值电阻R0的阻值为多少欧?
解:(1) 4.5V 10Ω
(2) 小华的设计方案中,所用器材的规格、电表接入的量程都与小明的完全相同,分析她的设计方案可知:在保证器材安全的前提下,她改装后的电压表所能测的最小电阻值为多少欧?
解:(2) 5Ω
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$$四、 欧姆定律的应用
第2课时 运用欧姆定律对串联电路进行简单计算
第十四章 欧姆定律
01
新知梳理
02
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目
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类 别 串联电路
电路图
电流特点 在串联电路中,电流 处处相等 ,即I=I1=I2
电压特点 在串联电路中,电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压 之和 ,即U=U1+U2
电阻特点 在串联电路中,总电阻等于各串联导体的电阻之和,即R=R1+R2
处处相等
之和
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电路中物理量的
变化分析 当其中一个电阻变化时,电路中的电流 改变 ,各电阻两端的电压 改变 (不变/改变)
分压原理 串联电路中,各导体两端的电压与导体的电阻成正比,即=
改变
改变
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1. 如图所示,长度相同、横截面积不同的同种材料的金属棒AB和BC连接在一起,将它们接入电路中,则下列说法正确的是( D )
A. UAB>UBC,IAB>IBC B. UAB<UBC,IAB>IBC
C. UAB<UBC,IAB=IBC D. UAB>UBC,IAB=IBC
D
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2. 如图所示,R1=10Ω,R2=20Ω。闭合开关S后,电压表V1与V2示数之比为( B )
A. 3∶1 B. 3∶2 C. 2∶1 D. 1∶1
B
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3. 如图所示的电路中,电源电压恒为6V,灯泡标有“2.5V 0.5A”字样(灯丝阻值不变),滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1) 求灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值。
解:(1) 滑动变阻器两端的电压U'=U-UL=6V-2.5V=3.5V,滑动变阻器接入电路的阻值R==7Ω
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(2) 该电路设计是否有缺陷?若有,请给出解决办法。
解:(2) 有缺陷;当滑动变阻器接入电路的电阻过小时,会造成灯泡两端的电压过大而损坏灯泡;解决办法:在电路中串联一个7Ω的定值电阻
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