内容正文:
第4节 欧姆定律及其应用(2)
八年级科学上册 •浙教版(2024)
第三章—电路探秘
本章引言
现代社会中电的应用无处不在,我们无法想象在没有电的世界里该如何生活。各种灯光为我们照亮黑夜,为我们创造七彩的夜晚 ;手机可以使我们与远方的亲朋好友亲切交流,家里的机器人为我们随时打开各种家用电器或设备。电是什么?电从哪里来?电的流动遵循怎样的规律?
教学目标
一
02
理解I=U/R中电流与电压、电阻的对应性;熟悉运用欧姆定律分析解决有关的简单问题。
01
掌握欧姆定律的内容;灵活运用公式及变形公式进行简单计算。
科学观念
03
通过实验操作,学会正确使用滑动变阻器;正确使用电压表、电流表,知道测量电阻的一般方法。
04
科学思维
探究实践
态度责任
享受整个探究过程,主动参与探究过程;培养严谨的科学态度和协作精神。
教学引入
二
欧姆定律是电学中的一个重要规律,在电路的设计与计算中有十分重要的作用。本节课我们先来学习欧姆定律在电路的设计与计算中的应用。只要知道I、U、R 中的任意两个量就可以利用欧姆定律计算出第三个量。
01
欧姆定律
欧姆定律
三
当导体电阻不变时,导体中的电流与该导体两端的电压成正比。
当导体两端的电压不变时,导体中的电流与该导体的电阻成反比。
德国物理学家欧姆研究了电流与电压、电阻的关系:
导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
这就是著名的欧姆定律。
数学表达式:
I
R
U
=
U=IR
R
=
I
U
欧姆定律
三
① I、U、R 对应于同一导体;
②单位要统一:I单位用安、U单位用伏、R单位用欧。
公式 中的I、U、R应满足什么要求?
I
R
U
=
R
I
U
R1
R2
I1
I2
U1
U2
•
•
R1
R2
I1
I2
U1
U2
欧姆定律
三
分析实验数据
通过观察和实验获得的数据,需要进行分析处理,以寻找数据之间的关系和规律。数据分析往往需要把获得的数据整理成表格或图像,以利于寻找和发现规律。
欧姆定律
三
科学阅读
德国物理学家欧姆出生于工人家庭,从小就掌握了许多机械制造方面的技能。16岁时,他进入埃尔兰根大学旁听数学、物理与哲学。由于经济困难而中途辍学,他 24岁重新回校,到 26岁才完成博士学业,当了一名中学教师。他热心于电学研究,曾研究过不同金属的导电能力。
在今天看来,欧姆定律的研究如此简单,但在欧姆那个年代,他的研究非常困难。原因主要有两个 :一是没有一个电压足够稳定的电源;二是没有一个能精确测量电路中电流大小的仪表(电流表)。
欧姆定律的实验结果发表于 1826年,次年他又出版了《关于电路的数学研究》,给出了欧姆定律的理论推导。他的成果当时在国内没有得到肯定,但在国外受到了重视,英国皇家学会于 1841年授予他科普利奖章,次年接受他为会员。这时德国才意识到了欧姆的价值。1849年,慕尼黑大学聘任他为教授,欧姆终于实现了当一名大学教授的理想。
02
欧姆定律的应用
欧姆定律的应用
四
欧姆定律是电学中的一个重要规律,在电路的设计与计算中有十分重要的作用。
(1)应用欧姆定律的三种形式(知二求一)
有关欧姆
定律的分
析计算
求电流
求电压
求电阻
只要知道I、U、R中 的任意两个量就 可以利用欧姆定律 计算出第三个量
欧姆定律的应用
四
第一步
若题干中无电路图,根据题意画出电路图,明确电路的 连接方式,并在图中标出已知量和未知量
第二步
第三步
分析各电表测量的对象
根据欧姆定律、串(并)联电路的电流和电压特点,列 公式求解
第三步
讨论结果的合理性,得出答案
(2)应用欧姆定律计算的一般步骤
欧姆定律的应用
四
(3)应用欧姆定律的注意事项
同一性 欧姆定律公式中的I、U、R是同一导体(或同一段电路)所对应 的物理量,不同导体之间(或不是同一段电路中)的电流、电压、 电阻不能应用欧姆定律
同时性 即使是同一段电路,开关的闭合或断开及滑动变阻器滑片的移 动,都会引起电路的变化,使电路中的电流、电压、电阻发生改 变,所以公式中的三个量必须是同一时刻的值
统一性 公式中三个量的单位必须统一,即电流(I)的单位为安培(A), 电压(U)的单位为伏特(V),电阻(R)的单位为欧姆(Ω)
欧姆定律的应用
四
已知电压、电阻,求电流:
【例1】一只灯泡两端电压为 220 伏时正常工作,此时灯丝电阻是 484 欧。求灯泡正常工作状态下通过灯丝的电流。
解 :已知灯丝电阻 R = 484欧,灯丝两端的电压 U = 220伏,
I
R
U
=
484欧
220伏
=
= 0.45安
答 :通过灯丝的电流是 0.45安。
【变式1】如图所示电路中,电源电压恒为30 V,电阻R1为15 Ω,R2为60 Ω,同时闭合开关S1、S2时,求:
(1)通过电阻R1的电流。
(2)电流表的示数。
欧姆定律的应用
四
解 :已知R1=15 Ω,R2=60 Ω,U1=U2=U =30V,
I1
R1
U1
=
15欧
30伏
=
= 2安
I2
R2
U2
=
60欧
30伏
=
= 0.5安
I总=I1+I2
=2安+0.5安
= 2.5安
答:(1)通过电阻R1的电流为2安,(2)电流表的示数2.5安。
欧姆定律的应用
四
【例2】一个家用电热水器工作时电热丝的电阻是 44 欧,通过的电流是5 安,求电热水器两端的电压。
已知电流、电阻,求电压:
解 :已知 R = 44欧,I = 5安,
根据欧姆定律 可得 :
I
R
U
=
U = IR = 5安 ×44欧= 220伏
答 :电热水器两端的电压是 220伏。
欧姆定律的应用
四
【变式2】如图所示,将阻值为20 Ω的电阻R接入电路中,闭合开关,电流表的示数为0.2 A,则电压表选择了哪档量程?
解 :已知 R =20 Ω,I = 0.2 A,
根据欧姆定律 可得 :
I
R
U
=
U = IR = 0.2A ×20 Ω= 4V
答 :电压表选择了0~15V档量程。
> 3V
所以电压表量程为0~15V
欧姆定律的应用
四
【例3】一个定值电阻与一个滑动变阻器串联后接在电源上,用电压表测得定值电阻两端的电压是 3 伏,又用电流表测得通过定值电阻的电流是0.3 安,求这个定值电阻的阻值。
解 :已知 U = 3伏,I = 0.3安,
根据欧姆定律 可得 :
I
R
U
=
R
I
U
=
答 :这个定值电阻的阻值是 10欧。
0.3安
3伏
=
= 10欧
已知电流、电压,求电阻:
欧姆定律的应用
四
【变式3】如图所示的电路中,电源电压为12V,闭合开关S后,电流表、电压表的示数分别为0.6A和9V。求R1和R2的阻值。
03
随堂练习
随堂练习
五
1.某小灯泡上标有“2.4V 0.7A”字样,表示该灯泡正常工作时电压是2.4V,电流是0.7A。求该小灯泡正常工作时灯丝的电阻。
解:已知U =2.4V I =0.7A,根据I=U/R 得:
R = U/I =2.4V/0.7A=3.43Ω
答:该小灯泡正常工作时灯丝的电阻为3.43Ω
随堂练习
五
2.当某一定值电阻两端的电压是6V时,通过它的电流为0.6A,此时电阻的阻值是多少欧?要使通过它的电流为1 A,加在它两端的电压应是多少伏?如果电压增加到12V,通过电阻的电流是多少安?
解:已知U =6V I =0.6A,根据I=U/R 得:R = U/I =6V/0.6A=10Ω
要使通过它的电流为1 A,加在它两端的电压U=IR =1A×10Ω=10V
如果电压增加到12V,通过电阻的电流是I=U/R =12V/10Ω=1.2A
答:该电阻的阻值为10Ω。要使通过它的电流为1 A,加在它两端的电压应是10伏,如果电压增加到12V,通过电阻的电流是1.2安。
随堂练习
五
3.用电流表和电压表分别测量a、b两导体通过的电流随电压变化的情况,并根据实验结果画出了它们的图象如图所示。比较a、b两导体的电阻( )
A.Ra=Rb B.Ra >Rb C.Ra<Rb D.无法判断
【答案】C
【解析】如图所示,做一条垂直于横轴的辅助线,找出辅助线与图线的交点对应的纵坐标,由图可得,当电压相同时,Ia>Ib,根据欧姆定律:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比,可得Ra<Rb。
随堂练习
五
4.张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,根据图像,下列说法不正确的是( )
A.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A
B.将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.6A
C.导体甲的电阻小于导体乙的电阻
D.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
B
随堂练习
五
5、如图甲所示电路,电源两端电压U不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。当开关S闭合后,改变滑动变阻器接入电路的电阻,其电流与电压的关系如图乙所示。
(1)请依据题中提供的信息, 求滑动变阻器R2接入电路的最大阻值为多少欧?
(2)请分析求出定值电阻R1的电阻值和电源两端电压?
(1)60Ω (2)10Ω ; 7V
课堂小结
六
已知电压、电阻,求电流:
已知电流、电阻,求电压:
I
R
U
=
U=IR
R
=
I
U
已知电流、电压,求电阻:
①I、U、R应对应于同一段导体。
②公式代入结果,带单位代入。
THANKS
THIS IS A ART TEMPLATE ,THE TEMPLATE DESIGN BY YuanFang. THANK YOU WATCHING THIS ONE.
R2===15 Ω。
串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和,
R1两端的电压:U1=U-U2=12 V-9 V=3 V,
R1的阻值:R1===5 Ω。
$