内容正文:
第4节 欧姆定律及其应用
(第3课时)
收音机上有一个电阻烧坏了,小明找来一个阻值相同的电阻来替换,可是他不知道是否合格,需要测量该电阻的阻值?
到目前所学的电学知识为止,我们学了哪些电学科学量?哪些可以直接测量?哪些不能直接测量?
电流
电压
电流表
电压表
电阻
用电压表和电流表测导体的电阻
练习用电压表和电流表测电阻。
目标
干电池 2 节,待测电阻 1 个,开关 1 个,电流表 1 个,电压表 1 个,滑动变阻器 1 个,导线若干。
器材
用电压表和电流表测导体的电阻
电流I
电压U
电流表
电压表
R
=
I
U
这种测电阻的方法叫伏安法。
原理
伏安法测电阻的原理:
请画出伏安法测电阻的电路图:
电阻过小时,电流过大,损坏电路;只能一次实验。
电阻R0串联可以保护电路;只能一次实验。
滑动变阻器:
①保护电路
②改变电压和电流, 多次测量,取平均值减小误差。
过程
1. 按图所示连接好电路。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片 P 移到阻值最大的位置。
2. 闭合开关 S,读出电路中被测电阻两端的电压和通过电阻的电流,记录在表格中。
3. 改变滑动变阻器的阻值,再读数,记入表格中。如此再重复 1 次。
实验次数 U(伏) I(安) R(欧) R 的平均值(欧)
1
2
3
实验次数 U(伏) I(安) R(欧) R 的平均值(欧)
1
2
3
4. 表中共有 3 组读数,代入 ,算出电阻值,最后求电阻 3 次测量值的平均值,作为待测电阻 R 的测定值。
R
=
I
U
R =
R 1+R2+R3
3
多次测量,取平均值,减小误差。
平均值小数点后的位数与测量值相同。
不可行。
讨论
2.某同学求出三次测量的电压平均值和电流平均值,再运用欧姆定律,从电压平均值和电流平均值求出电阻平均值。你认为这种方法可行吗?为什么?
运用欧姆定律时,公式中的U和I是指同一导体、同一时刻的电压和电流。
3.在一次电阻测量实验中,电流表用 0~0.6 安量程,电压表用 0~3 伏量程,它们的指针如图所示,被测电阻的阻值是多大?
电流表读数I =0.3A,
电压表读数U =1.2V,
R
=
I
U
1.2V
0.3A
=
=4Ω
拓展
用伏安法测小灯泡的电阻,与定值电阻比较,发现什么规律?
实验次数 发光亮度 U(伏) I(安) R(欧)
1 暗 1.5
2 较亮 2.0
3 很亮 2.5
灯丝电阻随温度升高而增大。
现在给你一只已知阻值的定值电阻R0,两个电压表、电池、开关、足量的导线,要求测出一只未知电阻的阻值Rx,要求:
1)画出实验电路图;
2)简述实验过程,并用已知量和测量
的量表示出RX.
拓展训练
实验步骤:
1、连接电路,让RX与R0串联,两个
电压表分别测RX与R0两端的电压
2、闭合开关,读出RX两端电压和R0
两端的电压,分别记为UX、U0
3、RX=UX/IX
=UX/I0
=UX/U0/R0
整理得RX=UX×R0/U0
练一练
一个定值电阻两端的电压是2.5伏,通过它的电流是0.5安。 (1)这个电阻的阻值为多大? (2)如果把这个电阻接到电压为4伏的电路中,能不能用量程为0.6安的电流表来测定通过这个定值电阻的电流?
(1)解:根据欧姆定律: I=U/R得
R=U/I=2.5伏/0.5安=5欧
(2)解:根据欧姆定律及该电阻值不变得:
I=U/R=4伏/5欧=0.8安>0.6安
答:这个电阻的阻值为5欧,不能用量程为0.6安的电流表来测。
电灯L1和L2的电阻分别是16欧和20欧,它们如图所示接在电路中,已知电源电压为10伏且保持不变,试求通过灯L1和L2的电流。
L1
L2
U=10伏
I1=?
I2=?
解:根据欧姆定律I=U/R和并联电路电压相等
I1= U1/R1
U=U1=U2=10伏
= 10伏/16欧=0.625安
I2= U2/R2
= 10伏/20欧 = 0.5安
答:通过灯L1和L2的电流分别为0.625安和0.5安。
练一练
R1=16Ω
R2=20Ω
1、加在某一段导体两端的电为2伏时,通过的电流为0.2 安,电阻为____ 欧?当电压增加1伏时(总电压为3伏),通过的电流为____安?导体的电阻为____欧?当导体两端电压为0时,通过的电流为___ 安?导体的电阻为___欧?
2、当加在某一导体两端电压为U时,通过的电流为I,导体电阻为 ,当导体两端电压增加到3U时,通过电流为 ,导体电阻为 。
10
0.3
10
0
10
U/I
3I
U/I
3、工厂中车床照明灯用36伏的安全电压,1号车床照明灯的电阻为30欧,求通过灯丝的电流。如果通过2号车床灯丝的电流为1.5A安,那2号车床照明灯的电阻为多少?
已知:U=36V R1=30Ω I2=1.5A
求:I1=? R2=?
解:根据欧姆定律: I1 = U/R1 = 36V/30Ω = 1.2A
R2= U/I2 = 36V/1.5A = 24Ω
答:通过1号车床照明灯的电流是1.2A,
2号车床照明灯的电阻为24Ω。
4、某一电阻接在40伏的电路中,其上通过的电流为2安,问:该电阻为大?若电压增大到80伏时,其电阻为多大?为什么?
答:当电压为40伏时,电阻为20欧;
当电压增大到80伏时,电阻还是为20欧;
因为导体的电阻是导体本身固有的一种性质。
导体电阻的大小是由导体的长度、
横截面积和材料决定的 。
欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
公式: I=U/R
变形公式:
U=IR
R=U/I
欧姆定律公式中各个物理量具有同一性和同时性,公式中的I、U、R是指同一导体、同一时刻的电流、电压、电阻。计算时注意单位要统一。
电阻是导体本身固有的一种性质,电阻跟电压、电流无关,不存在正、反比的关系。
欧姆定律适用与任何情况下的电流计算。
小 结
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