内容正文:
17.2 欧姆定律
1.本节在探究电流、电压、电阻关系实验基础上学习欧姆定律内容、公式与变形公式,理解三者定量关系,并能运用公式进行简单计算。
2.阅读课本P98—P100内容,自主探究“欧姆定律”小节基础知识内容,并根据阅读内容填写本节预习任务,把握本课重难点。
旧知温故
1.探究电流与电压、电阻关系的实验采用________法:电阻一定时,电流与电压成____比;电压一定时,电流与电阻成____比。
2.滑动变阻器使用时接线________,与定值电阻____联,闭合开关前滑片调至________位置。
3.电流表____联接入电路,电压表____联在被测电阻两端。
4.串联电路中电流处处____;总电压等于各部分电路两端电压之____。
5.电压符号____,单位伏特;电阻符号____,单位欧姆;电流符号____,单位安培。
新知填空
1.研究电流与电压的关系:
_____一定时,导体中的电流与导体两端的电压成__________比。
2.研究电流与电阻的关系:
_____一定时,导体中的电流与导体的电阻成_____比。
3.欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成_____,跟导体的电阻成_____。
4.为了纪念欧姆做出的杰出贡献,人们将他的名字命名为_____的单位。
5.欧姆定律的公式:__________。
课堂探究
问题:
电流与电压和电阻之间究竟有什么内在联系呢?
任务一:认识欧姆定律
【想想议议】阅读教材第78页,自主学习欧姆定律这部分的内容,思考欧姆定律内容是什么?欧姆定律的公式中各字母的意义、单位分别是什么?欧姆定律的公式变形和适用范围是什么?
【归纳总结】交流讨论,得出:
1.欧姆定律的内容是_______________________________________________________。
2.填写下表
表达式
各字母的意义、单位
I=
I表示_____,单位是_____
U表示_____,单位是_____
R表示_____,单位是_____
3.欧姆定律内容的表达式的变形公式是__________、__________。对于同一段导体,只要知道电流、电压、电阻中的两个量,就可以利用__________求出第三个量。
4.欧姆定律的适用范围是____________________。
任务二、应用欧姆定律解决有关的简单问题
【想想做做】
1.利用欧姆定律求电流:应用公式为_______________。
2.利用欧姆定律求电路的电阻:由公式I=__________变形得R=__________。
3.利用欧姆定律求导体两端的电压:由公式I=_____变形得U=__________。
小组讨论:能否得出一种测量电阻的方法?
【归纳总结】只要用__________测出电阻两端的电压和用__________测出通过该电阻的电流,就可以根据__________求出该电阻的阻值。这种方法叫伏安法。
1.如图所示,是列车上烟雾报警器的简化原理图。内装有一个激光发生器及带有一个光敏电阻R的电路,其中电源电压恒定,R0为定值电阻。有烟雾产生时,激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值发生变化,从而改变电路中的电流。当电路中的电流增大至某一数值时报警器开始报警。下列说法正确的是( )
A.光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大
B.烟雾越浓,电流表示数越小
C.烟雾越浓,电压表示数越小
D.若要提高警报灵敏度,可以适当增大R0的阻值
2.根据欧姆定律公式I=的变形式R=及电阻的性质,可以判定下列说法正确的是( )
A.当电流一定时,电阻与电压成正比
B.当电压一定时,电阻与电流成反比
C.当电压变小时,电阻变小
D.导体电阻的大小与电压和电流无关
3.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片向左移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表V的示数变大
B.电流表A1的示数不变
C.电流表A2的示数变小
D.电压表V的示数变小
4.如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置,R1是滑动变阻器的电阻片,它与杠杆的滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,从油量表指针所指的刻度,就能知道油箱内油量的多少。则下列说法正确的是( )
A.油量表是由电压表改装而成的
B.定值电阻R0可以拆掉不用
C.油量增加,R1的电阻值增大,油量表指针偏转变大
D.油量减少,R1的电阻值增大,油量表指针偏转变小
5.如图所示电路,电源电压U=6 V,当开关闭合时,两灯均不亮,电压表示数为6 V,这说明( )
A.L1的灯丝断了
B.L2的灯丝断了
C.开关S处有断路
D.L1灯丝短路
6.如图所示,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮。用一段导线的两端接触a、b两点时,两灯都不亮;接触b、c两点时,灯L1亮,L2不亮;接触c、d两点时,两灯都不亮,则 ( )
A.灯L1断路
B.灯L2断路
C.灯L2短路
D.开关S断路
欧姆与欧姆定律的故事
乔治·西蒙·欧姆生于德国埃尔兰根城,父亲是锁匠父亲自学了数学和物理方面的知识,并教给少年时期的欧姆,唤起了欧姆对科学的兴趣。16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学,由于经济困难,中途辍学,到1813年才完成博士学业。欧姆是一个很有天分和科学抱负的人,他长期担任中学教师,由于缺少资料和仪器,给他的研究工作带来不少困难,但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究,自己动手制作仪器。
欧姆对导线中的电流进行了研究。他从傅里叶发现的热传导规律受到启发,导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差。因而欧姆认为,电流现象与此相似,猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力,即现在所称的电动势。欧姆花了很大的精力在这方面进行研究开始他用伏打电堆作电源,但是因为电流不稳定,效果不好。后来他接受别人的建议改用温差电池作电源,从而保证了电流的稳定性。但是如何测量电流的大小,这在当时还是一个没有解决的难题。开始,欧姆利用电流的热效应,用热胀冷缩的方法来测量电流,但这种方法难以得到精确的结果。
后来他把奥斯特关于电流磁效应的发现和库企扭秤结合起来,巧妙地设计了一个电流扭,用一根扭丝悬挂一磁针让通电导线和磁针都沿子午线方向平行放置;再用铋和铜温差电池,一端没在沸水中,另一端没在碎冰中,并用两个水银槽作电极,与铜线相连。当导线中通过电流时,磁针的偏转角与导线中的电流成正比。他将实验结果于1826年发表。
1827年欧姆又在《电路的数学研究》一书中,把他的实验规律总结成如下公式:S=yE。式中S表示电流;E表示电动力,即导线两端的电势差,y为导线对电流的传导率,其数即为电阻。
欧姆定律发现初期,许多物理学家不能正确理解和评价这一发现,并遭到怀疑和尖锐的批评。研究成果被忽视,经济极其困难,使欧姆精神抑郁。直到1841年英国皇家学会授予他最高荣誉的科普利金牌,才引起德国科学界的重视。
欧姆在自己的许多著作里还证明了:电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积和传导性成反比;在稳定电流的情况下,电荷不仅在导体的表面上,而且在导体的整个截面上运动。
人们为纪念他,将电阻这个物理量的单位以欧姆的姓氏命名。
把预习中发现的问题记录一下吧 ...
参考答案
任务一 温故知新·基础填空
旧知温故
1.控制变量;正;反
2.一上一下;串;最大阻值
3.串;并
4.相等;和
5.U;R;I
新知填空
1.电阻;正
2.电压;反
3.正比;反比
4.电阻
5.I=
课堂探究
任务一:认识欧姆定律
【归纳总结】
1.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
2.电流;A;电压;V;电阻;Ω
3.U=IR;R=;I=
4.纯电阻电路
任务二、应用欧姆定律解决有关的简单问题
【想想做做】
1.I=
2.
3.;IR
【归纳总结】电压表;电流表;R=
任务二 基础过关·课前自测
1.C 解析 由图可知,定值电阻R0和光敏电阻R串联,电流表测电路中的电流,电压表测光敏电阻两端的电压。当有烟雾时报警,已知电路中的电流增大至某一数值时报警器开始报警,故有烟雾时,光照减弱,电路中电流增大,当电路电阻减小时,电流增大,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而减小,故A错误;已知光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而减小,故烟雾越浓,光照强度越弱,电阻越小,电路的总电阻越小,电路中的电流越大,故B错误;已知光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而减小,故烟雾越浓,光照强度越弱,电阻越小,由串联分压可知电压表的示数越小,故C正确;要提高警报灵敏度,需减小电路中的电阻以增大电流,使报警器更快报警,增大R0的阻值会增大电路电阻减小电流,不能提高警报灵敏度,故D错误。
2.D 解析 电阻是导体本身的一种性质,它的大小是由导体的材料、长度和横截面积决定的,与导体两端的电压、通过的电流的大小无关,不能说电阻与电压成正比、与电流成反比,故A、B、C错误,D正确。
3.B 解析 由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测干路电流,电压表测电源电压。因电源电压保持不变,因此移动滑动变阻器的滑片时,电压表示数不变,故A、D错误;因并联电路中各支路互不影响,因此移动滑动变阻器滑片,通过R1的电流不变,故电流表A1的示数不变,故B正确;滑动变阻器R2的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,由欧姆定律可知,通过R2的电流变大,由并联电路的电流特点可知,支路电流变大,电流表A2的示数变大,故C错误。
4.D 解析 由图可知,定值电阻R0、滑动变阻器R1、油量表串联接入电路,根据电流表、电压表的使用规则可知油量表是电流表,故A错误;当油量加满时,浮子上升到最高,滑杆右端下降到最低,滑动变阻器接入电路的电阻最小,若拆掉定值电阻R0,电路发生短路,会损坏油量表和电源,故B错误;当油量增加时,浮子上升,滑杆右端下降,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路电阻规律可知,电路中的总电阻变小,根据I=可知,电路中的电流变大,所以油量表指针的偏转变大,故C错误;当油量减小时,浮子下降,滑杆右端上升,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路电阻规律可知,电路中的总电阻变大,根据I=可知,电路中的电流变小,所以油量表指针的偏转变小,故D正确。
5.A 解析 开关闭合后,两个灯泡都不发光,说明电路是断路;电压表的指针有明显的偏转,说明电压表与电源两极相连,因此故障是L1的灯丝断了。
6.B 解析 闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮,这说明电路出现了断路现象。用导线的两端接触a、b两点时,两灯都不亮,说明问题不在ab段,所以灯泡L1没有问题;用导线接触c、d两点时,两灯都不亮,说明cd段也没有问题,开关没有问题;接触b、c两点时,灯泡L1亮、L2不亮,这说明故障出现在b和c之间,所以故障是灯L2断路,故B符合题意,A、C、D不符合题意。
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