内容正文:
第十四章 欧姆定律
第四节 欧姆定律的应用
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预习清单
1.将欧姆定律的公式变形可得____,根据这一公式可知,只要测出________和________,就可以计算出这个导体电阻的大小。这种测量电阻的方法通常叫作“___法”。
2.在一些电路设计中,电源电压大于用电器的额定电压,需要选择合适的电子元件来_____。
3.电路故障通常分为___和___,其中___会导致电路中电流过大,可能引发火灾。
R=
导体两端的电压
通过导体的电流
伏安
保护电路
断路
短路
短路
导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
用公式可以表示为I=。
电流可以用电流表进行测量,电压可以用电压表进行测量,那么,电阻可以通过什么来测量呢? 是否存在电阻表呢?
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任务一:测量电阻
【活动一】测量定值电阻的阻值
1.实验原理:R=(“伏安法”)。
2.实验器材:直流电源、开关、电流表、电压表、阻值未知的定值电阻、滑动变阻器、导线等。
任务一:测量电阻
3.设计实验:
(1)画出电路图(如图所示)。
任务一:测量电阻
(2)设计实验数据记录表格。
(3)讨论实验步骤及注意事项。
任务一:测量电阻
4.进行实验:学生分小组进行。
(1)按电路图连接电路。
(2)根据设计方案进行实验。
(3)发现并解决实验中存在的
问题。
(4)及时记录实验现象和数据。
任务一:测量电阻
明确实验注意事项:连接电路时,开关应断开;连接电表时应注意正进负出;滑动变阻器要一上一下接线;闭合开关前,滑片应置于阻值最大处。
5.实验结论:通过实验数据计算得出定值电阻的阻值。
我们发现,定值电阻的阻值与其两端的电压和通过的电流无关。
任务一:测量电阻
【活动二】利用“伏安法”测量小灯泡的电阻
用相同的方法测小灯泡的阻值,把定值电阻更换为小灯泡,电路图如图所示。
任务一:测量电阻
任务一:测量电阻
观察实验现象并记录实验数据:
任务一:测量电阻
测量小灯泡的电阻时,几次得到的电阻值相等吗? 不相等的话是不是因为产生了误差? 测量小灯泡的电阻时,能不能用“多次测量取平均值”的方法来处理数据?
任务一:测量电阻
任务一:测量电阻
得出结论:由于电阻是导体本身的一种属性,所以与电压、电流无关。灯丝电阻的变化可能是由灯丝温度的变化而引起的。灯丝的电阻随温度的升高而增大。
任务一:测量电阻
白炽灯和节能灯灯泡的亮度与温度有什么关系?
得出结论:
(1)灯泡亮度越大,温度越高。
(2)白炽灯灯泡发光时,温度较高;节能灯灯泡发光时,温度较低。
任务一:测量电阻
【活动三】测量小灯泡正常发光时的阻值
任务一:测量电阻
仔细观察,可以发现小灯泡上标有正常工作时的额定电压(U额=2.5 V)和额定电流(I额=0.3 A),由此可算出小灯泡正常发光时电阻的理论值:R===8.33 Ω。
通过实验数据得出小灯泡正常发光时电阻的测量值,再与理论值进行比较。
为什么小灯泡正常发光时电阻的测量值与理论值不相等?
任务一:测量电阻
【活动四】比较测量定值电阻阻值和测量小灯泡电阻阻值的实验
任务二:电路的设计
在一些电路设计中,电源电压大于用电器的额定电压,需要选择合适的电子元件来保护电路,为此需要应用欧姆定律进行电路计算。
【例题】已知电源电压为6 V,灯泡上标有“4.8 V 0.3 A ”。为了使灯泡能正常发光,需要在电路中串联多大的保护电阻?
任务二:电路的设计
分析:
(1)需要根据题干画出电路图。
(2)根据串联电路中电流、电压的特点,可知通过保护电阻的电流I 和加在其两端的电压UR。
(3)根据欧姆定律,可求得保护电阻的阻值。
任务二:电路的设计
反思:可以用其他方法来求解吗? 如果用一个滑动变阻器来控制电路中的电流,以调节灯泡的亮度,还需要保护电阻吗? 如果需要,保护电阻的阻值应当如何确定?
任务二:电路的设计
【练一练】
1.有两个电阻,R1=3 Ω,R2=9 Ω,把它们串联后接到电路中,它们的总电阻是___,通过它们的电流之比为I1∶I2=___,它们两端的电压之比为U1∶U2=___。
任务二:电路的设计
2.如图所示的电路中,当开关S闭合,滑片P向右移动时,关于两电表示数的变化,下列说法中正确的是( )
A.电流表、电压表的示数均变大
B.电流表、电压表的示数均变小
C.电流表的示数变小,电压表的示数变大
D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
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任务二:电路的设计
3.一个小灯泡的电阻是8 Ω,正常工作时的电压是3.6 V,现在要把这个小灯泡直接接在4.5 V的电源上能行吗? 怎样做才能使这个小灯泡正常发光?
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课堂评价
1.用“伏安法”测量某电阻时,电压表的示数为3 V,电流表的示数为0.5 A,则该电阻的阻值为__Ω。
2.已知电源电压为9 V,现有一个标有“6 V 0.2 A”的灯泡,若要使这个灯泡正常发光,需串联一个__Ω的电阻。
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课堂评价
3.在测量小灯泡电阻的实验中,发现随着灯泡两端电压的升高,灯泡的电阻逐渐变大,其主要原因是( )
A.灯丝的长度变长
B.灯丝的横截面积变小
C.灯丝的温度升高
D.灯丝的材料改变
C
Lavf58.12.100
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