内容正文:
14.3 欧姆定律的应用
◇教学目标◇
1.进一步熟悉欧姆定律。
2.会利用欧姆定律测量小灯泡的电阻。通过小灯泡电阻的测量实验,激发学生学习物理的兴趣,培养学生理论联系实际的能力。
3.通过小灯泡电阻的测量实验和短路电路的危害性的分析,熟悉欧姆定律在解决实际问题时的应用。
◇教学重难点◇
教学重点
1.掌握伏安法测电阻的原理。
2.会用伏安法测量小灯泡的电阻。
教学难点
能运用欧姆定律分析“短路的危害”等实际问题。
◇教学过程◇
一、新课导入
灯泡是我们非常熟悉的照明工具,你想知道一个灯泡的电阻有多大吗?
二、教学步骤
探究点1 测量小灯泡的电阻
[阅读课本]P89~90“测量小灯泡的电阻”
[思考]什么是伏安法?
[提示]要测量小灯泡正常发光时的电阻,可用电压表测出小灯泡两端的电压,用电流表测出通过小灯泡的电流,再用欧姆定律就能算出小灯泡的电阻值了。这种测量电阻的方法叫做伏安法。
[思考]如何测定一个小灯泡的电阻值?请画出设计的电路图。
[提示]伏安法测电阻:用电压表测出灯泡两端的电压,用电流表测出通过灯泡的电流,再用欧姆定律的变形公式算出灯泡的电阻。电路图如图所示:
[小组讨论](1)小灯泡由不亮逐渐变为正常发光,小灯泡灯丝的温度是否在变化?
(2)小灯泡灯丝的电阻大小与灯丝的温度高低有什么关系?
(3)有同学将记录表中四次测得的电阻的平均值作为小灯泡的电阻,你认为这样做正确吗?为什么?
[分析](1)小灯泡从不亮到正常发光的过程中,灯丝温度会从室温逐渐升高到白炽高温。
(2)小灯泡灯丝的温度越高,电阻越大。
(3)不正确。小灯泡的电阻随温度变化而变化,具有非线性特性。正确的做法是记录不同电压和电流下的数据,绘制U⁃I曲线,并根据需要计算特定条件下的电阻值。
[思考]用伏安法测电阻的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U⁃I的图像,如图甲、乙所示。下列说法错误的是 ( )
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1 Ω
B.由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.由乙图可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
[分析](1)电阻一定时,电流与电压成正比;根据题图甲判断该电阻是定值电阻,然后利用题图中数据以及欧姆定律的变形公式求出定值电阻的阻值。(2)根据题图乙判断灯丝电阻的特点,分析多次测量的小灯泡电阻的变化。
[答案]D
探究点2 串联、并联电路中电阻的特点
[阅读课本]P90~92“串联、并联电路中电阻的特点”
[实验]探究串联电路中电阻的特点
[思考]如图14-3-2所示,将电阻R1、R2串联接入电路,这时电路的总电阻R总与电阻R1、R2有怎样的关系呢?
[分析]设电路中的电流为I,R1、R2处的电流分别为I1、I2,电阻为R总,A、B间的总电压为U总,R1、R2两端的电压分别为U1、U2,则根据欧姆定律有
U总=IR总,U1=I1R1,U2=I2R2
再根据串联电路的特点有
U总=U1+U2,I=I1=I2
代入、化简后可得R总=R1+R2
[小结]串联电路的总电阻等于串联导体的电阻之和。
R总=R1+R2
[实验]探究并联电路中电阻的特点
[思考]如图14-3-3所示,将电阻R1、R2并联接入电路,这时电路的总电阻R总与各支路的电阻R1、R2有怎样的关系呢?
[分析]设干路中电流为I,R1、R2支路中的电流分别为I1和I2,干路A、B两端电压为U,支路电压分别为U1和U2。根据欧姆定律有
干路中的电流I=
通过每个电阻器的电流分别为
I1=,I2=
把以上各式代入I=I1+I2中,考虑到U=U1=U2,化简后可得
[小结]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。
三、板书设计
欧姆定律
的应用
◇教学反思◇
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