歐姆定律的來源篇1
關(guān)鍵詞:高中物理;閉合電路;歐姆定律;難點(diǎn)教學(xué)
雖然高中生的抽象思維能力較之初中生而言要強(qiáng)一些,但是由于閉合電路的歐姆定律的相關(guān)知識(shí)較為抽象,學(xué)生理解起來仍然存在很大的難度。因而,在進(jìn)行這一定律的教學(xué)時(shí),教師應(yīng)立足于學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)及能力水平,采用多種教學(xué)方法幫助學(xué)生切實(shí)掌握相關(guān)知識(shí),尤其將之與之前所學(xué)的歐姆定律的知識(shí)區(qū)別開來,避免混淆。那么,在高中閉合電路的歐姆定律教學(xué)中,教師如何具體完成這一難點(diǎn)的教學(xué)呢?
一、巧妙導(dǎo)入,激發(fā)興趣
在進(jìn)行這一定律的教學(xué)時(shí),教師首先要通過有效的導(dǎo)入來充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而順利將學(xué)生引入新知識(shí)的學(xué)習(xí)中。
針對(duì)于此,教師可以通過一個(gè)小實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行導(dǎo)入。教師先準(zhǔn)備好幾節(jié)日常生活中常用的不同型號(hào)的干電池及蓄電池,然后在干電池上標(biāo)明1.5V,蓄電池上標(biāo)明2.0V,然后準(zhǔn)備15V的電源及一個(gè)小電筒燈泡,然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn):先將小燈泡接到2V的蓄電池上,學(xué)生觀察到小燈泡發(fā)出很亮的光。之后讓學(xué)生猜想,如果將小燈泡接到15V的電源上,會(huì)發(fā)生什么情況?結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn),學(xué)生們通常會(huì)以為小燈泡會(huì)被燒壞。接著教師就進(jìn)行這一實(shí)驗(yàn),卻發(fā)現(xiàn)小燈泡安然無恙,而且發(fā)出光的亮度反而比之前2V的還要暗。這就有效地激起了學(xué)生的求知欲,為什么會(huì)這樣呢?教師就可以順利導(dǎo)入新課的學(xué)習(xí)——閉合電路的歐姆定律。這樣,學(xué)生必定興趣大增,積極投入之后的教學(xué)中,為這一難點(diǎn)的教學(xué)奠定了良好的基礎(chǔ)。
二、借助實(shí)驗(yàn),突破難點(diǎn)
上文說到,這一內(nèi)容的知識(shí)較為抽象,因而在教學(xué)中教師如果單靠講解的話,學(xué)生理解起來難度較大,因而筆者認(rèn)為教師可以借助實(shí)驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的講解,讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)獲得知識(shí),從而有效地突破這一教學(xué)難點(diǎn)。
首先,教師可以通過讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)電路來確切了解閉合電路以及分電路、內(nèi)電路、外電路等知識(shí),并且掌握電源的外部電流流向及內(nèi)部電流流向,從而為之后的學(xué)習(xí)掃除一定的障礙。之后組織學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),并在實(shí)驗(yàn)過程中通過記錄改變電阻值、
閉合開關(guān)后電動(dòng)勢(shì)、電流以及電阻的關(guān)系,認(rèn)真分析后,獲得閉合電路的歐姆定律。
三、積極拓展,學(xué)以致用
在學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)有了一定的掌握后,教師可以進(jìn)行及時(shí)的知識(shí)拓展,幫助學(xué)生更深地理解并掌握這一定律,從而達(dá)到學(xué)以致用的目的。比如,讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)討論兩種較為特殊的情況(短路及斷路)并進(jìn)行解決:如,教師應(yīng)讓學(xué)生明確如果發(fā)生短路現(xiàn)象,常會(huì)導(dǎo)致電源被燒壞甚至引起火災(zāi),因而為了避免這一問題,可以安裝保險(xiǎn)絲等。通過這種方式,有效地拓展了知識(shí),培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)以致用的能力。
當(dāng)然,對(duì)于閉合電路的歐姆定律這一難點(diǎn)的教學(xué),自然不止這一方法,并且難點(diǎn)是相對(duì)的。因而在具體教學(xué)中,教師要立足于學(xué)生實(shí)際進(jìn)行教學(xué),這樣方能有效突破難點(diǎn),最終幫助學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)并能靈活運(yùn)用。
參考文獻(xiàn):
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歐姆定律的來源篇2
1、歐姆定律是指在同一電路中,通過某段導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。該定律是由德國(guó)物理學(xué)家喬治·西蒙·歐姆1826年4月發(fā)表的《金屬導(dǎo)電定律的測(cè)定》論文提出的。
2、隨研究電路工作的進(jìn)展,人們逐漸認(rèn)識(shí)到歐姆定律的重要性,歐姆本人的聲譽(yù)也大大提高。為了紀(jì)念歐姆對(duì)電磁學(xué)的貢獻(xiàn),物理學(xué)界將電阻的單位命名為歐姆,以符號(hào)Ω表示。
3、歐姆定律成立時(shí),以導(dǎo)體兩端電壓為橫坐標(biāo),導(dǎo)體中的電流I為縱坐標(biāo),所做出的曲線,稱為伏安特性曲線。這是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,它的斜率為電阻的倒數(shù)。具有這種性質(zhì)的電器元件叫線性元件,其電阻叫線性電阻或歐姆電阻。
(來源:文章屋網(wǎng) )
歐姆定律的來源篇3
例1 (2015年武漢四月調(diào)研)某實(shí)驗(yàn)小組用下列器材設(shè)計(jì)了如圖1所示的歐姆表電路,通過調(diào)控電鍵S和調(diào)節(jié)電阻箱,可使歐姆表具有“×1”、“×10”兩種倍率( ).
A.干電池:電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V,內(nèi)阻r=0.5Ω
B.電流表mA:滿偏電流Ig=1mA,內(nèi)阻Rg=150Ω
C.定值電阻R1=1200Ω
D.電阻箱R2:最大阻值999.99Ω
E.電阻箱R3:最大阻值999.99Ω
F.電阻箱R4:最大阻值9999Ω
G.電鍵一個(gè),紅、黑表筆各1支,導(dǎo)線若干
圖1 圖2(1)該實(shí)驗(yàn)小組按圖1正確連接好電路.當(dāng)電鍵S斷開時(shí),將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)電阻箱R2,使電流表達(dá)到滿偏電流,此時(shí)閉合電路的總電阻叫做歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi),則R內(nèi)=
Ω,歐姆表的倍率是
(選填“×1”、“×10”).
(2)閉合電鍵S: 第一步:調(diào)節(jié)電阻箱R2和R3,當(dāng)R2=
Ω且R3=
Ω時(shí),再將紅、黑表筆短接,電流表再次達(dá)到滿偏電流. 第二步:在紅、黑表筆間接入電阻箱R4,調(diào)節(jié)R4,當(dāng)電流表指針指向圖2所示的位置時(shí),對(duì)應(yīng)的歐姆表的刻度值為
Ω.
這是一道2015年湖北省武漢市四月調(diào)研考試試題,主要考查了歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、換擋原理、中值電阻、閉合電路歐姆定律等知識(shí)點(diǎn).是一道綜合性強(qiáng),命題立意較高,難度較大,能很好考查學(xué)生綜合能力的好題.從考后試卷分析發(fā)現(xiàn)學(xué)生得分率比較低,很多學(xué)生束手無策,主要原因是學(xué)生對(duì)歐姆表內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和換擋原理沒有弄清楚,不會(huì)靈活運(yùn)用中值電阻.
解析 (1)由閉合電路歐姆定律可知:內(nèi)阻R內(nèi)=EIg=1.50.001Ω=1500Ω,故中值電阻應(yīng)為1500Ω.根據(jù)多用電表的換擋原理,倍率越高中值電阻(內(nèi)阻)越大,表盤上只有兩種檔位,根據(jù)電路結(jié)構(gòu)可知?dú)W姆表倍率應(yīng)為“×10”.(2)為了得到“×1”倍率,應(yīng)將S閉合,指針滿偏時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻為150Ω,電流I1=1.5150A=0.01A,此時(shí)表頭中電流應(yīng)為0.001A;則與之并聯(lián)電阻R3電流應(yīng)為I2=0.01-0.001=0.009A,并聯(lián)電阻R3=0.001×(150+1200)0.009Ω=150Ω,R2+r=1.5-1.350.01Ω=15Ω,故R2=15-0.5=14.5Ω.
如圖所示電流為I=0.75mA,“×1”倍率滿偏時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻為R內(nèi)=150Ω,由閉合電路歐姆定律:
E=150×(1+150+1200150)×10-3,
E=(150+Rx)×(0.75+
0.75×(150+1200)150)×10-3
聯(lián)立得電流為0.75mA時(shí)歐姆表的刻度值應(yīng)為Rx=50Ω.
圖3
二、理論分析
歐姆表是由電流表表頭、直流電源、電位器和紅、黑表筆串聯(lián)而成,如圖3所示,虛線框內(nèi)是歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原理圖.
當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí),相當(dāng)于被測(cè)電阻Rx=0,調(diào)節(jié)R的值,使電流表的指針達(dá)到滿偏,此時(shí)有Ig=ER+Rg+r,所以電流表的滿偏刻度處被定為電阻擋的零點(diǎn).
當(dāng)紅、黑表筆斷開時(shí),相當(dāng)于被測(cè)電阻Rx=∞,此時(shí)電流表的電流為零,所以電流表零刻度的位置是電阻擋刻度的“∞”位置.
當(dāng)紅、黑表筆間接入某一電阻Rx時(shí),通過電流表的電流I=ER+Rg+r+Rx,將上兩式相除得:IIg=R+Rg+rR+Rg+r+Rx,解得Rx=(R+Rg+r)(IIg-1),式中IIg這個(gè)數(shù)值具有重要意義,就是每一個(gè)IIg數(shù)值與表針的位置一一對(duì)應(yīng),也與每一個(gè)Rx一一對(duì)應(yīng).
由上式可知,中值電阻R中=R+Rg+r=EIg唯一地決定了歐姆表的刻度,中值電阻越大,可以準(zhǔn)確測(cè)量的范圍越大,要改變歐姆表的測(cè)量范圍,實(shí)現(xiàn)歐姆表的不同倍率,只需改變中值電阻即可,通過改變中值電阻的大小來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量范圍的縮放.
要改變中值電阻有兩種途徑:一是電路中的最大電流Ig值不變而改變電源電動(dòng)勢(shì),但這種方法改變的范圍有限,而且生產(chǎn)上千伏的直流電源在技術(shù)上是非常困難,成本也很高.二是電源電動(dòng)勢(shì)不變而改變電路中的最大電流Ig值,通過在電流表表頭上并聯(lián)多個(gè)電阻,即把電流表表頭改裝成不同量程的電流表,再加一個(gè)選擇開關(guān)即可實(shí)現(xiàn)不同的倍率.
三、實(shí)戰(zhàn)演練
例2 某同學(xué)用以下器材接成如圖4所示的電路,并將原微安表盤改畫成如圖5所示,成功地改裝了一個(gè)簡(jiǎn)易的“R×1k”的歐姆表,使用中發(fā)現(xiàn)這個(gè)歐姆表用來測(cè)量阻值在10kΩ~20kΩ范圍內(nèi)的電阻時(shí)精確度令人滿意,表盤上數(shù)字“15”為原微安表盤滿偏電流一半處.所供器材如下:
A.Ig=100μA的微安表一個(gè)
B.電動(dòng)勢(shì)E=1.5V,電阻可忽略不計(jì)的電池
C.阻值調(diào)至14kΩ電阻箱R一個(gè)
D.紅、黑測(cè)試表棒和導(dǎo)線若干
(1)原微安表的內(nèi)阻Rg=
Ω.
圖4 圖5(2)在圖4電路的基礎(chǔ)上,不換微安表和電池,圖5的刻度也不改變,僅增加1個(gè)元件,就能改裝成“R×1”的歐姆表.要增加的元件是
(填器件名稱),規(guī)格為
.(保留兩位有效數(shù)字)
(3)畫出改裝成“R×1”的歐姆表后的電路圖.
解析 (1)根據(jù)“使用中發(fā)現(xiàn)這個(gè)歐姆表用來測(cè)量阻值在10kΩ-20kΩ范圍內(nèi)的電阻時(shí)精確度令人滿意”,說明在測(cè)阻值在10kΩ-20kΩ的電阻時(shí)歐姆表的指針在刻度盤的中間附近,由此可結(jié)合刻度盤確定此表的中值電阻,即表內(nèi)總電阻約為R總=15kΩ,相當(dāng)于歐姆表選擇量程于×1k擋.當(dāng)表筆短接時(shí),電流滿偏,根據(jù)歐姆定律有:Ig=ER+Rg,代入E、R、Ig的值,解得Rg=1kΩ.
(2)要把原表改裝成“R×1”的歐姆表,就要減少歐姆表的內(nèi)阻,在電動(dòng)勢(shì)不變的情況下,只有擴(kuò)大表頭量程,依題意,顯然只有并聯(lián)一個(gè)小電阻R′才能使表內(nèi)總電阻等于中值電阻R并=15Ω.根據(jù)R并=R′(R+Rg)R′+R+Rg,代入R以及Rg的數(shù)值可計(jì)算可得R′≈15Ω.
圖6
(3)畫出改裝成“R×1”的歐姆表后的電路圖如圖6所示.
點(diǎn)評(píng) 歐姆表由小倍率擋向大倍率擋轉(zhuǎn)換時(shí),需要增大歐姆表的總電阻,即要增加中值電阻,但改變中值電阻不是通過串聯(lián)更大電阻來實(shí)現(xiàn).因?yàn)槿绻?lián)更大電阻R0,根據(jù)Ig=ER+Rg+r+R0可知,通過歐姆調(diào)零后,要減少調(diào)零電阻R的阻值,使得整個(gè)電路的總電阻沒有發(fā)生變化,實(shí)質(zhì)上是串聯(lián)電阻方式起不到改變量程的作用,只有通過改變電路結(jié)構(gòu),減小表頭量程.歐姆表由大倍率擋向小倍率擋轉(zhuǎn)換時(shí),需要減小歐姆表的總電阻,所以只有通過變換并聯(lián)電阻來實(shí)現(xiàn)的,相當(dāng)于擴(kuò)大表頭量程,并聯(lián)電阻后,內(nèi)阻減小,歐姆表的量程也就變以小,并聯(lián)的電阻越小,內(nèi)電阻越小,歐姆表的量程也就越小.
變式練習(xí) 將滿偏電流為50μA、內(nèi)阻為800Ω~850Ω的小量程電流表G改裝成兩種倍率(如“×1”、“×10”)的歐姆表.現(xiàn)有兩種備選電路,如圖7和圖8所示,則圖
(選填“7”或“8”)為合理電路;另一種電路不合理的原因是
,在合理的電路中,當(dāng)開關(guān)S合向端,這時(shí)的歐姆表是較大的倍率擋. 圖7 圖8答案:因?yàn)閳D7所示不能改變電流表的量程,即不可能實(shí)現(xiàn)多倍率,如圖8所示中S接d端為歐姆表的較大倍率擋.
歐姆定律的來源篇4
同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)了利用歐姆定律測(cè)量未知電阻后,老師引導(dǎo)同學(xué)們思考:可不可以制作一個(gè)直接測(cè)量電阻大小的儀器呢?學(xué)校物理小組同學(xué)經(jīng)過與老師的交流,成功地制作了一個(gè)電阻測(cè)量?jī)x。下面是制作流程,同學(xué)們不妨跟他們學(xué)習(xí)一下,也試著做一個(gè)。
1.所用器材:電源(電池組)、定值電阻R0、電流表、開關(guān)及導(dǎo)線若干。
2.電路圖
3.實(shí)驗(yàn)原理:通過電流表示數(shù)的變化反映A、B間連入的電阻的變化,并在電流表的表盤標(biāo)出對(duì)應(yīng)的阻值即可。
4.調(diào)試過程:
(1)確定:“0Ω”位置:當(dāng)A、B兩點(diǎn)直接相連時(shí),電路中的總電阻是R0,電源電壓設(shè)為U,由歐姆定律I=U/R得,電流表的示數(shù)為U/R0,此時(shí)U/R0就是“0Ω”處,在電流表上的此處標(biāo)上:“0”
(2)當(dāng)A、B兩點(diǎn)間連入某一阻值為R1的電阻時(shí),電流表的讀數(shù)為I1,在電流為I1處標(biāo)上阻值R1。更換多種阻值的電阻進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),在電流表上標(biāo)出多處電阻值。
(3)當(dāng)A、B兩點(diǎn)間連入某一阻值為Rx的電阻時(shí),電流I=U/(R0+Rx),此時(shí)Rx=U/I-R0,由此可知,電流與待測(cè)電阻不成正比,則標(biāo)出的阻值刻度應(yīng)該是不均勻的,而且待測(cè)電阻隨著指針的右偏(電流變大)而減小,即電流越小待測(cè)電阻越大,最后形成了如右圖所示的表盤。
現(xiàn)在你知道怎樣制作電阻測(cè)量?jī)x了吧!盡管物理小組同學(xué)做出的電阻測(cè)量?jī)x可能不夠精確,但是可以粗略地測(cè)量一些電阻的大小。而且,物理小組同學(xué)的想法很好,他們的這種創(chuàng)新思維及勤于動(dòng)手的好習(xí)慣值得我們?nèi)W(xué)習(xí)哦!
中考鏈接:
1.(2003·天津)某??萍夹〗M自制一臺(tái)可以測(cè)量電阻阻值的歐姆表,如圖所示,歐姆表電路由一只靈敏電流表G,定值電阻R0,滑動(dòng)變阻器和干電池(設(shè)電壓不變)組成。使用時(shí)可把待測(cè)電阻接在A、B兩端。為了能直接從靈敏電流表表盤上讀出A、B端接入的電阻的阻值,需在表盤上重新標(biāo)注A、B間所測(cè)的電阻的阻值數(shù)。當(dāng)將A、B兩端直接連接在一起時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)到最大位置處(滿偏),已知此時(shí)靈敏電流表內(nèi)阻、滑動(dòng)變阻器的有效值和定值電阻R0的總阻值為15Ω。問:
(1)在該歐姆表指針滿偏的位置處,盤面應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)是多少?
(2)當(dāng)A、B間斷開時(shí),該歐姆表指針?biāo)傅奈恢锰?,盤面應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)是多少?
(3)該歐姆表表盤正中間位置處應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)是多少?簡(jiǎn)要說明為什么?
(4)該歐姆表表盤上的刻度值是否均勻?請(qǐng)從電路原理上說明理由。
根據(jù)以上制作流程及分析得到解題過程如下:
解:(1)當(dāng)AB直接連在一起時(shí),AB間所接電阻為零,所以滿偏位置處盤面應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)為零。
(2)當(dāng)AB斷開時(shí),AB間電阻無窮大,示數(shù)最小(零位置),此位置應(yīng)標(biāo)電阻值(無窮大)。
(3)表盤正中間的位置應(yīng)標(biāo)注示數(shù)是15Ω。
因?yàn)橹羔樦冈诒肀P中間位置時(shí),電流表中的電流是指針滿偏時(shí)的一半,由歐姆定律I=U/R
可知,當(dāng)U不變時(shí),電流減半,所以此時(shí)電路中的總電阻應(yīng)是滿偏時(shí)電阻的2倍,而原來的總電阻是15Ω,故這時(shí)AB間連入的電阻也是15Ω。
(4)表盤上的刻度值是不均勻的。
理由:設(shè)電流表內(nèi)阻、滑動(dòng)變阻器的有效值和定值電阻R0的總阻值為R總(15Ω),設(shè)接入的待測(cè)電阻為Rx;由電流表表盤刻度均勻可知:電流表指針偏轉(zhuǎn)角度與通過的電流成正比;若電流I與待測(cè)電阻Rx也成正比,則歐姆表的刻度也應(yīng)該是均勻的.但是根據(jù)電路有:I=U/(R0+RX)得到Rx=U/I-R0,可見Rx與I不成正比,所以歐姆表刻度不均勻。
2.(2010年浙江省紹興市)某科技創(chuàng)新小組制作了一個(gè)直接測(cè)量電阻阻值的儀器,稱之為歐姆表。連接的電路如圖,制作步驟如下:
(1)在A與B之間連接導(dǎo)線,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1,使電流表示數(shù)為0.6A(即滿量程),把電流表的“0.6A”刻度線標(biāo)為“0Ω”;
(2)保持滑動(dòng)變阻器R1不變,當(dāng)在AB之間接一阻值為80Ω電阻時(shí),電流表示數(shù)為0.3A。此時(shí)滑動(dòng)變阻器R1的有效阻值為Ω,把“80Ω”數(shù)值標(biāo)在電流表刻度“0.3A”處;
(3)據(jù)此原理,通過計(jì)算可把電流表刻度改為相應(yīng)的電阻值,則在電流表刻度為“0.4A”處應(yīng)標(biāo)的電阻值是Ω;
(4)用此歐姆表能直接測(cè)量接入AB問導(dǎo)體的電阻阻值。
請(qǐng)寫出按此方法制成的歐姆表刻度與電流表刻度的兩處不同點(diǎn):
根據(jù)以上制作流程及分析得到解題過程如下
解:(2)設(shè)電源電壓是U,
由歐姆定律得:I1=U/R1
即:0.6A=U/R1①,
I2=U/(R1+R)
即:0.3A=U/(R1+80Ω)②,
由①②解得:U=48V,R1=80Ω.
(3)當(dāng)電流I3=0.4A時(shí),
I3=U/(R1+R′)=48V/(80Ω+R′)=0.4A,
解得:R′=40Ω;
(4)①由題意知,歐姆表的零刻度線在最右端,而電流表零刻度線在最左端;
流過歐姆表的電流I=U/(R1+R)
則R=U/I-R1,
②由此可見:R與I不成正比,歐姆表刻度線不均勻。
故答案為:(2)80;
(3)40;
(4)歐姆表零刻度線在右端;歐姆表刻度線不均勻。
歐姆定律的來源篇5
表2填0.15安和15歐。根據(jù):在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
2.進(jìn)行新課
(1)歐姆定律
由實(shí)驗(yàn)我們已知道了在電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。把以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合起來得出結(jié)論,即歐姆定律。
板書:〈第二節(jié)歐姆定律
1.內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。〉
歐姆定律是德國(guó)物理學(xué)家歐姆在19世紀(jì)初期(1827年)經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)得出的一條關(guān)于電路的重要定律。
歐姆定律的公式:如果用U表示加在導(dǎo)體兩端的電壓,R表示這段導(dǎo)體的電阻,I表示這段導(dǎo)體中的電流,那么,歐姆定律可以寫成如下公式:
I=U/R。
公式中I、U、R的單位分別是安、伏和歐。
公式的物理意義:當(dāng)導(dǎo)體的電阻R一定時(shí),導(dǎo)體兩端的電壓增加幾倍,通過這段導(dǎo)體的電流就增加幾倍。這反映導(dǎo)體的電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比例關(guān)系(I∝U)。當(dāng)電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻增加到原來的幾倍,則導(dǎo)體中的電流就減小為原來的幾分之一。反映了電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比例的關(guān)系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表達(dá)了歐姆定律的內(nèi)容。
板書:<2.公式:I=U/R
I-電流(安)U-電壓(伏)R-電阻(歐)>
有關(guān)歐姆定律的幾點(diǎn)說明:
①歐姆定律中的電流、電壓和電阻這三個(gè)量是對(duì)同一段導(dǎo)體而言的。
②對(duì)于一段電路,只要知道I、U和R三個(gè)物理量中的兩個(gè),就可以應(yīng)用歐姆定律求出另一個(gè)。
③使用公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),各物理量要用所要求的單位。
(2)應(yīng)用歐姆定律計(jì)算有關(guān)電流、電壓和電阻的簡(jiǎn)單問題。
例題1:課本中的例題1。(使用投影片)
學(xué)生讀題,根據(jù)題意教師板演,畫好電路圖(如課本中的圖8-2)。說明某導(dǎo)體兩端所加電壓的圖示法。在圖上標(biāo)明已知量的符號(hào)、數(shù)值和未知量的符號(hào)。
解題過程要求寫好已知、求、解和答。解題過程寫出根據(jù)公式,然后代入數(shù)值,要有單位,最后得出結(jié)果。
板書:〈例題1:
已知:R=807歐,U=220伏。
求:I。
解:根據(jù)歐姆定律
I=U/R=220伏/807歐=0.27安。
答:通過這盞電燈的電流約為0.27安?!?span style="display:none">B2m萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
例題2:課本中例題2。(使用投影片)
板書:〈例題2〉
要求學(xué)生在筆記本上按例題1的要求解答。由一位同學(xué)到黑板上進(jìn)行板演。
學(xué)生板演完畢,組織全體學(xué)生討論、分析正誤。教師小結(jié)。
①電路圖及解題過程是否符合規(guī)范要求。
②答題敘述要完整。本題答:要使小燈泡正常發(fā)光,在它兩端應(yīng)加2.8伏的電壓。
③解釋U=IR的意義:導(dǎo)體兩端的電壓在數(shù)值上等于通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體電阻的乘積。不能認(rèn)為"電壓跟電流成正比,跟電阻成反比。"因?yàn)檫@樣表述顛倒了因果關(guān)系也不符合物理事實(shí)。
例題3:課本中的例題3。(使用投影片)
板書:〈例題3〉
解題方法同例題2。學(xué)生板演完畢,組織學(xué)生討論、分析正誤。教師小結(jié)。
①解釋R=U/I的物理意義:對(duì)同一段導(dǎo)體來說,由于導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,所以i的比值是一定的。對(duì)于不同的導(dǎo)體,其比值一般不同。U和I的比值反映了導(dǎo)體電阻的大小。導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小決定于材料、長(zhǎng)度和橫截面積,還跟溫度有關(guān)。不能認(rèn)為R=U/I表示導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體中的電流成反比。由于電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),所以某導(dǎo)體兩端的電壓是零時(shí),導(dǎo)體中的電流也等于零,而這個(gè)導(dǎo)體的電阻值是不變的。
②通過例題3的解答,介紹用伏安法測(cè)電阻的原理和方法。
板書:(書寫于例題3解后)
〈用電壓表和電流表測(cè)電阻的方法叫做伏安法?!?span style="display:none">B2m萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
3.小結(jié)
(1)簡(jiǎn)述歐姆定律的內(nèi)容、公式及公式中各物理量的單位。
什么叫伏安法測(cè)電阻?原理是什么?
(2)討論:通過課本中本節(jié)的"想想議議",使學(xué)生知道:
①電流表的電阻很小(有的只有零點(diǎn)幾歐),因此實(shí)驗(yàn)中絕對(duì)不允許直接把電流表按到電源的兩極上。否則,通過電流表的電流過大,有燒毀電流表的危險(xiǎn)。
②電壓表的電阻很大(約幾千歐),把電壓表直接連在電源的兩極上測(cè)電壓時(shí),由于通過電壓表的電流很小,一般不會(huì)燒毀電壓表。
4.布置作業(yè)
課本本節(jié)后的練習(xí)1、4。
(四)說明:通過例題,要領(lǐng)會(huì)培養(yǎng)學(xué)生在審題基礎(chǔ)上畫好電路圖,按規(guī)范化要求解題。
第四節(jié)電阻的串聯(lián)
(一)教學(xué)目的
1.通過實(shí)驗(yàn)和推導(dǎo)使學(xué)生理解串聯(lián)電路的等效電阻和計(jì)算公式。
2.復(fù)習(xí)鞏固串聯(lián)電路電流和電壓的特點(diǎn)。
3.會(huì)利用串聯(lián)電路特點(diǎn)的知識(shí),解答和計(jì)算簡(jiǎn)單的電路問題。
(二)教具
學(xué)生實(shí)驗(yàn):每組配備干電池三節(jié),電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)各一只,定值電阻(2歐、4歐、5歐各一只)三個(gè),導(dǎo)線若干。
(三)教學(xué)過程
1.引入新課
(1)閱讀本節(jié)課文前的問號(hào)中提出的問題,由此引出本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
板書:〈第四節(jié)電阻的串聯(lián)〉
(2)問:什么叫串聯(lián)電路?畫出兩個(gè)定值電阻串聯(lián)的電路圖。(同學(xué)回答略,板演電路圖參見課本圖8-7)
(3)問:串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)是什么?舉例說明。
學(xué)生回答,教師小結(jié),在板演電路圖上標(biāo)出I1、I2和I。
板書:〈1.串聯(lián)電路中各處的電流相等。I1=I2=I?!?span style="display:none">B2m萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
(4)問:串聯(lián)電路的總電壓(U)與分電壓(U1、U2)的關(guān)系是什么?舉例說明。
學(xué)生回答,教師小結(jié),在板演電路圖上標(biāo)出U1、U2和U。
板書:〈2.串聯(lián)電路兩端的電壓等于各部分電路兩端電壓之和。U=U1+U2?!?span style="display:none">B2m萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
(5)幾個(gè)已知阻值的電阻串聯(lián)后,總電阻和各電阻之間有什么關(guān)系?這是本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。
2.進(jìn)行新課
(1)實(shí)驗(yàn):測(cè)R1和R2(R3)串聯(lián)的總電阻。
問:實(shí)驗(yàn)的方法和原理是什么?
答:用伏安法測(cè)電阻。只要用電壓表測(cè)出R1和R2串聯(lián)電阻兩端的總電壓放用電流表測(cè)出通過串聯(lián)電阻的電流,就可以根據(jù)歐姆定律逄出R1和R2串聯(lián)后的總電阻。
要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)兩個(gè)定值電阻(R1=2歐、R2=4歐)串聯(lián)總電阻的實(shí)驗(yàn)電路。如課本圖8-5所示。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
①按伏安法測(cè)電阻的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
②測(cè)出R1(2歐)和R2(4歐)串聯(lián)后的總電阻R。
③將R1和R3串聯(lián),測(cè)出串聯(lián)后的總電阻R′。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填在課文中的結(jié)論處。
討論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出:R=R1+R2,R′=R1+R3。實(shí)驗(yàn)表明:串聯(lián)電路的總電阻,等于各串聯(lián)電阻之和。
(2)理論推導(dǎo)串聯(lián)電路總電阻計(jì)算公式。
上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論也可以利用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn),從理論上推導(dǎo)得出。
結(jié)合R1、R2的串聯(lián)電路圖(課本圖8-6)講解。
板書:〈設(shè):串聯(lián)電阻的阻值為R1、R2,串聯(lián)后的總電阻為R。
由于U=U1+U2,
因此IR=I1R1+I2R2,
因?yàn)榇?lián)電路中各處電流相等,I=I1=I2
所以R=R1+R2?!?span style="display:none">B2m萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
請(qǐng)學(xué)生敘述R=R1+R2的物理意義。
解答本節(jié)課文前問號(hào)中提出的問題。
指出:把幾個(gè)導(dǎo)體串聯(lián)起來,相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長(zhǎng)度,所以總電阻比任何一個(gè)導(dǎo)體的電阻都大,總電阻也叫串聯(lián)電路的等效電阻。
板書:〈3.串聯(lián)電路的總電阻,等于各串聯(lián)電阻之和。R=R1+R2。〉
口頭練習(xí):
①把20歐的電阻R1和15歐的電阻R2串聯(lián)起來,串聯(lián)后的總電阻R是多大?(答:35歐)
②兩只電阻串聯(lián)后的總電阻是1千歐,已知其中一只電阻阻值是700歐,另一只電阻是多少歐?(答:300歐。)
(3)練習(xí)
例題1:
出示課本中的例題1投影幻燈片(或小黑板)。學(xué)生讀題并根據(jù)題意畫出電路圖(如課本圖8-7)。標(biāo)出已知量的符號(hào)和數(shù)值以及未知量的符號(hào)。請(qǐng)一名學(xué)生板演,教師講評(píng)。
討論解題思路,鼓勵(lì)學(xué)生積極回答。
小結(jié):注意審題,弄清已知和所求。明確電路特點(diǎn),利用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)求解。本題R1、R2串聯(lián),所以I=I1=I2。因U1、U2不知,故不能求出I1或I2。但串聯(lián)電路的總電壓知道,總電阻R可由R1+R2求出,根據(jù)歐姆定律I=U/R可求出電流I。
板書:〈例題1:
已知:U=6伏,R1=5歐,R2=15歐。
求:I。
解:R1和R2串聯(lián),
R=R1+R2=5歐+15歐=20歐。
電路中電流:I=U/R=6伏/20歐≈0.3安。
答:這個(gè)串聯(lián)電路中的電流是0.3安?!?span style="display:none">B2m萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
例題2:
出示課本中例題2的投影片,學(xué)生讀題,畫電路圖(要求同例題1)。
討論解題思路,鼓勵(lì)學(xué)生積極參與。
①問:此題中要使小燈泡正常發(fā)光,串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)電阻的意義是什么?
答:小燈泡正常發(fā)光的電壓是2.5伏,如果將其直接連到6伏的電源上,小燈泡中電流過大,燈絲將被燒毀。給小燈泡串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)電阻R2,由于串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路電壓之和,即U=U1+U2。串聯(lián)的電阻R2可分去一部分電壓。R2阻值只要選取合適,就可使小燈泡兩端的電壓為2.5伏,正常發(fā)光。
②串聯(lián)的電阻R2,其阻值如何計(jì)算?
教師引導(dǎo),學(xué)生敘述,分步板書(參見課本例題2的解)。
本題另解:
板書:〈R1和R2串聯(lián),由于:I1=I2,
所以根據(jù)歐姆定律得:U1/R1=U2/R2,
整理為U1/U2=R1/R2?!?span style="display:none">B2m萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
3.小結(jié)
串聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的特點(diǎn)。
4.布置作業(yè)
本節(jié)后的練習(xí):1、2、3。
(四)說明
1.本節(jié)測(cè)串聯(lián)電路總電阻的實(shí)驗(yàn),由于學(xué)生已學(xué)習(xí)了伏安法測(cè)電阻的知識(shí),一般掌握較好,故實(shí)驗(yàn)前有關(guān)要求的敘述可從簡(jiǎn)。但在實(shí)驗(yàn)中教師要加強(qiáng)巡回指導(dǎo)。
2.從實(shí)驗(yàn)測(cè)出串聯(lián)電阻的總電阻和運(yùn)用歐姆定律推導(dǎo)出的結(jié)果一致。在此應(yīng)強(qiáng)調(diào)實(shí)踐和理論的統(tǒng)一。在推導(dǎo)串聯(lián)電阻總電阻公式時(shí),應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。
3.解答簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路計(jì)算問題時(shí)要著重在解題思路及良好的解題習(xí)慣的培養(yǎng)上下功夫。
第五節(jié)電阻的并聯(lián)
(一)教學(xué)目的
1.使學(xué)生知道幾個(gè)電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個(gè)電阻的阻值都小。
2.復(fù)習(xí)鞏固并聯(lián)電路電流、電壓的特點(diǎn)。
3.會(huì)利用并聯(lián)電路的特點(diǎn),解答和計(jì)算簡(jiǎn)單的電路問題。
(二)教具
每組配備干電池二節(jié),電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)各一只,定值電阻2只(5歐和10歐各一只),導(dǎo)線若干條。
(三)教學(xué)過程
1.復(fù)習(xí)
問:請(qǐng)你說出串聯(lián)電路電流、電壓和電阻的特點(diǎn)。(答略)
問:請(qǐng)解答課本本章習(xí)題中的第1題。
答:從課本第七章第一節(jié)末所列的數(shù)據(jù)表可以知道,在長(zhǎng)短、粗細(xì)相等條件下,鎳鉻合金線的電阻比銅導(dǎo)線的電阻大;根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知,通過銅導(dǎo)線和鎳鉻合金中的電流一樣大;根據(jù)歐姆定律得U=IR,可得出鎳鉻合金導(dǎo)線兩端的電壓大于銅導(dǎo)線兩端的電壓。
問:請(qǐng)解本章習(xí)題中的第6題。(請(qǐng)一名學(xué)生板演,其他學(xué)生自做,然后教師講評(píng)。在講評(píng)中要引導(dǎo)學(xué)生在審題的基礎(chǔ)上畫好電路圖,按規(guī)范化要求求解。)
2.引入新課
(1)請(qǐng)學(xué)生閱讀本節(jié)課文前問號(hào)中所提出的問題,由此提出本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
板書:〈第五節(jié)電阻的并聯(lián)〉
(2)問:并聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)是什么?舉例說明。
學(xué)生回答,教師小結(jié)。
板書:〈1.并聯(lián)電路的總電流等于各支路中電流之和。即:I=I1+I2?!?span style="display:none">B2m萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
(4)問:并聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)是什么?舉例說明。
學(xué)生回答,教師小結(jié)。
板書:〈2.并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等?!?span style="display:none">B2m萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
(5)幾個(gè)已知阻值的電阻并聯(lián)后的總電阻跟各個(gè)電阻之間有什么關(guān)系呢?這就是本節(jié)將學(xué)習(xí)的知識(shí)。
3.進(jìn)行新課
(1)實(shí)驗(yàn):
明確如何測(cè)R1=5歐和R2=10歐并聯(lián)后的總電阻,然后用伏安法測(cè)出R1、R2并聯(lián)后的總電阻R,并將這個(gè)阻值與R1、R2進(jìn)行比較。
學(xué)生實(shí)驗(yàn),教師指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)完畢,整理好儀器。
報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果,討論實(shí)驗(yàn)結(jié)論:實(shí)驗(yàn)表明,幾個(gè)電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個(gè)電阻都小。
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問:10歐和1歐的兩個(gè)電阻并聯(lián)的電阻小于多少歐?(答:小于1歐。)
(2)推導(dǎo)并聯(lián)電路總電阻跟各并聯(lián)電阻的定量關(guān)系。(以下內(nèi)容教師邊講邊板書)
板書:〈設(shè):支路電阻分別是R1、R2;R1、R2并聯(lián)的總電阻是R。
根據(jù)歐姆定律:I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R,
由于:I=I1+I2,
因此:U/R=U1/R1+U2/R2。
又因?yàn)椴⒙?lián)電路各支路兩端的電壓相等,即:U=U1=U2,
可得:1/R=1/R1+1/R2。
表明:并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù),等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和?!?span style="display:none">B2m萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
練習(xí):計(jì)算本節(jié)實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)電阻(R1=5歐,R2=10歐)并聯(lián)后的總電阻。
學(xué)生演練,一名學(xué)生板演,教師講評(píng),指出理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。
幾個(gè)電阻并聯(lián)起來,總電阻比任何一個(gè)電阻都小,這是因?yàn)榘褜?dǎo)體并聯(lián)起來,相當(dāng)于增加了導(dǎo)體橫截面積。
(3)練習(xí)
例題1:請(qǐng)學(xué)生回答本節(jié)課文前問號(hào)中提出的問題。(回答略)
簡(jiǎn)介:當(dāng)n個(gè)相同阻值的電阻并聯(lián)時(shí)總電阻的計(jì)算式:R=R''''/n。例題1中:R′=10千歐,n=2,所以:R=10千歐/2=5千歐。
例題2.在圖8-1所示電路中,電源的電壓是36伏,燈泡L1的電阻是20歐,L2的電阻是60歐,求兩個(gè)燈泡同時(shí)工作時(shí),電路的總電阻和干路里的電流。(出示投影幻燈片或小黑板)
學(xué)生讀題,討論此題解法,教師板書:
認(rèn)請(qǐng)此題中燈泡L1和L2是并聯(lián)的。(解答電路問題,首先要認(rèn)清電路的連接情況)。在電路圖中標(biāo)明已知量的符號(hào)和數(shù)值以及未知量的符號(hào)。解題要寫出已知、求、解和答。
(過程略)
問:串聯(lián)電路有分壓作用,且U1/U2=R1/R2。在并聯(lián)電路,全國(guó)公務(wù)員共同天地中,干路中電流在分流點(diǎn)分成兩部分,電流的分配跟電阻的關(guān)系是什么?此題中,L1、L2中電流之比是多少?
答:(略)
板書:〈在并聯(lián)電路中,電流的分配跟電阻成反比,即:I1/I2=R2/R1?!?span style="display:none">B2m萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
4.小結(jié)
并聯(lián)電跟中電流、電壓、電阻的特點(diǎn)。
幾個(gè)電阻并聯(lián)起來,總電阻比任何一個(gè)電阻都小。
5.布置作業(yè)
課本本節(jié)末練習(xí)1、2;本章末習(xí)題9、10。
參看課本本章的"學(xué)到了什么?,根據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖寫出方框內(nèi)的知識(shí)內(nèi)容。
(四)說明
1.關(guān)于并聯(lián)電路總電阻的計(jì)算,教學(xué)大綱,全國(guó)公務(wù)員共同天地上未做要求,建議對(duì)基礎(chǔ)較差的班級(jí)不增加這部分教學(xué)內(nèi)容。
歐姆定律的來源篇6
【關(guān)鍵詞】物理 電路 電學(xué)
【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2013)30-0133-02
動(dòng)態(tài)電路是指滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)或開關(guān)的閉合與斷開引起電路的變化,通??疾殡妷罕砘螂娏鞅硎緮?shù)的變化情況。動(dòng)態(tài)電路分析一直是電學(xué)主流題型之一,中考一般出現(xiàn)在選擇、填空或?qū)嶒?yàn)題中。主要是考查學(xué)生對(duì)歐姆定律、電能、電功率的把握及其運(yùn)用電學(xué)知識(shí)解決實(shí)際電路問題的能力。
一 如何解決此類問題
首先要分析電路是串聯(lián)還是并聯(lián),各個(gè)電表分別測(cè)哪個(gè)用電器的哪個(gè)物理量。(1)若是通過移動(dòng)滑片來改變電路,先分析電阻如何變化。若是串聯(lián)電路,電阻的變化會(huì)引起電流的變化,再根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律(分壓與電阻成正比)判斷電壓表的示數(shù)變化。(2)若是并聯(lián)電路,根據(jù)并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等,通過電壓表的位置判斷,一般情況下,此時(shí)電壓表示數(shù)不變;再根據(jù)各支路工作互不影響,判斷電流表的示數(shù)是否變化,最后再判斷如何變化。(3)若是通過開關(guān)改變電路,需分別分析開關(guān)斷開時(shí)和開關(guān)閉合時(shí)電路的連接情況,以及各個(gè)電表分別測(cè)什么,再對(duì)比電表示數(shù)的變化。
二 典型例題
下面例舉兩種典型例題以供參考。
1.滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中電學(xué)物理量的變化
第一,串聯(lián)電路中滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化。
例1:如圖1,是典型的伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),請(qǐng)你判斷電流表和電壓表的變化。
分析:(先確定電路,再看電阻的變化,再根據(jù)歐姆定律判斷電流的變化,最后根據(jù)歐姆定律的變形公式判斷電壓的變化。)此電路是串聯(lián)電路,電流表測(cè)的是總電流,電壓表測(cè)的是R1兩端的電壓。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器的電阻增大,電路的總電阻增大,從而使電路中的總電流減小。因此,電流表的讀數(shù)減小。根據(jù)歐姆定律U1=I總R1,R1兩端的電壓減小,因此,電壓表的讀數(shù)減小。
針對(duì)練習(xí):
[練習(xí)一]在如圖2所示電路中,當(dāng)閉合開關(guān)后,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P向右移動(dòng)時(shí)( )。
A.電流表示數(shù)變大,燈變暗;
B.電流表示數(shù)變小,燈變亮;
C.電壓表示數(shù)不變,燈變亮;
D.電壓表示數(shù)不變,燈變暗。
[練]在如圖3所示電路中,當(dāng)閉合開關(guān)后,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P向右移動(dòng)時(shí)( )。
A.電壓表示數(shù)變大,燈變暗;
B.電壓表示數(shù)變小,燈變亮;
C.電流表示數(shù)變小,燈變亮;
D.電流表示數(shù)不變,燈變暗。
第二,并聯(lián)電路中滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化。
例2:如圖4,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),A1表、A2表和V表將如何變化。
分析:(先確定電路,然后看準(zhǔn)每個(gè)電表分別測(cè)的電壓和電流值,再根據(jù)歐姆定律判斷變化,歐姆定律無法判斷的再用電路的電流、電壓、和電阻的關(guān)系判斷。)此電路是并聯(lián)電路,電壓表測(cè)的是電源電壓,電流表A1測(cè)的是支路上通過R1的電流,電流表A2測(cè)的是總電流。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器的電阻增大,導(dǎo)致并聯(lián)電路的總電阻增大,因此電路中的總電流減小,電流表A2的讀數(shù)減小。由于定值電阻R1的阻值和它兩端的電壓保持不變,根據(jù)歐姆定律通過R1的電流不變,因此,電流表A1的讀數(shù)不變。由于電壓表測(cè)的是電源電壓,所以電壓表的讀數(shù)也不變。
針對(duì)練習(xí):
[練習(xí)三]如圖5,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),A1表、A2表和V表將如何變化?
[練習(xí)四]如圖6所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),電流表A1的示數(shù)如何變化?電壓表V與電流表A示數(shù)的乘積將如何變化?
2.開關(guān)的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化
例3:在如圖7所示的電路中,開關(guān)K由斷開到閉合時(shí),電流表的示數(shù)將 ,電壓表的示數(shù)將 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
分析:(先畫出開關(guān)斷開和閉合時(shí)的等效電路,然后再根據(jù)歐姆定律判斷。)
如圖8所示,開關(guān)斷開時(shí)電阻R1和R2構(gòu)成串聯(lián)電路,電流表測(cè)的是總電流,電壓表測(cè)得是R1兩端的電壓。開關(guān)
閉合時(shí),整個(gè)電路只有一個(gè)電阻R1,電流表測(cè)的是總電流,電壓表測(cè)的是R1兩端的電壓,也是電源電壓。
如圖9所示,當(dāng)開關(guān)由斷開到閉合時(shí)電路中的總電阻減小,所以電路中的總電流增大,電流表的讀數(shù)增大。由于串聯(lián)電路是分壓電路,所以電壓表的讀數(shù)增大。
針對(duì)練習(xí):
[練習(xí)五]在圖10中,燈泡L1和燈泡L2是 聯(lián)連接的。當(dāng)開關(guān)K由閉合到斷開時(shí),電壓表的示數(shù)將 ;電流表的示數(shù)將 (選填“增大”、“不變”或“減小”)。
[練習(xí)六]如圖11所示,電源電壓不變,R1、R2為定值電阻,開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),電流表A與電壓表V1、V2均有示數(shù)。當(dāng)開關(guān)S2由閉合到斷開時(shí),下列說法正確的是( )。
A.電壓表V1示數(shù)不變;
B.電流表A示數(shù)不變;
C.電壓表V1示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值不變;
歐姆定律的來源篇7
關(guān)鍵詞:電動(dòng)勢(shì);內(nèi)阻;方法;誤差
中圖分類號(hào):G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1002-7661(2014)10-266-02
測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻是電學(xué)部分一個(gè)很重要的實(shí)驗(yàn),也是高考命題的熱點(diǎn),對(duì)于該實(shí)驗(yàn)的測(cè)量方法,在參考各類考題的基礎(chǔ)上,歸納整理了幾種常見類型。
一、用一只電壓表和電流表測(cè)量
電路如圖1-1所示,設(shè)被測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器,得到不同阻值時(shí)對(duì)應(yīng)的電流表和電壓表示數(shù)分別為I1、U1和I2、U2,由閉合電路歐姆定律可得
解得
誤差:由于電壓表要分流,測(cè)量值小于真實(shí)值E測(cè)< E真、r測(cè)< r真。減小誤差的方法是盡量選用內(nèi)阻較大的電壓表。
圖像法處理
①將 轉(zhuǎn)化為 ,作出U-I圖像,
如圖1-2所示,此圖像:
縱軸截距=E
直線斜率=r
②將 轉(zhuǎn)化為 ,作出I-U圖像,
如圖1-3所示,此圖像:
橫軸截距=E
直線斜率的倒數(shù)=r
二、用兩只電流表測(cè)量
電路如圖2-1所示,利用已知內(nèi)阻的電流表來獲得路端電壓。設(shè)被測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,電流表A1內(nèi)阻為R。
當(dāng)s1閉合s2斷開時(shí),A1示數(shù)為I,由閉合電路歐姆定律可得
當(dāng)s1、s2都閉合時(shí),A1示數(shù)為I1,A2示數(shù)為I2,由閉合電路歐姆定律可得
解得
此方法無系統(tǒng)誤差。
三、用兩只電壓表測(cè)量
電路如圖3-1所示,利用已知內(nèi)阻的電壓表來獲得電路電流。設(shè)被測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,電流表V1內(nèi)阻為R。
當(dāng)s1閉合s2斷開時(shí),V1示數(shù)為U1,V2示數(shù)為U2,由閉合電路歐姆定律可得
當(dāng)s1、s2都閉合時(shí),V1示數(shù)為U,由閉合電路歐姆定律可得
解得
此方法無系統(tǒng)誤差。
四、用一只電流表和電阻箱測(cè)量
電路如圖4-1所示,設(shè)被測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,電流表A內(nèi)阻為RA。改變電阻箱的阻值,當(dāng)電阻箱的阻值為R1時(shí),電流表示數(shù)為I1,當(dāng)電阻箱的阻值為R2時(shí),電流表示數(shù)為I2,由閉合電路歐姆定律可得
解得
E=
r=
由上式可知電流表對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)無影響,對(duì)內(nèi)阻有影響。若忽略電流表內(nèi)阻時(shí),則有
E= r=
此種方法使得E測(cè)= E真、r測(cè)> r真。減小誤差的方法是盡量選用內(nèi)阻較小的電流表。
圖像法處理
①將 轉(zhuǎn)化為 ,作出R- 圖像,如圖4-2所示,此圖像:
直線斜率=E
縱軸截距- RA=r
計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。
若忽略電流表內(nèi)阻時(shí),則有 ,作出R- 圖像,
如圖4-3所示,此圖像:
直線斜率=E
縱軸截距=r
②將 轉(zhuǎn)化為 ,作出 -R圖像,
如圖4-4所示,此圖像:
直線斜率的倒數(shù)= E
縱軸截距=
計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。
若忽略電流表內(nèi)阻時(shí),則有 ,作出 -R圖像,
如圖4-5所示,此圖像:
直線斜率的倒數(shù)=電動(dòng)勢(shì)E
縱軸截距=
計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。
五、用一只電壓表和電阻箱測(cè)量
電路如圖5-1所示,設(shè)被測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,電壓表V內(nèi)阻為RV。改變電阻箱的阻值,當(dāng)電阻箱的阻值為R1時(shí),電流表示數(shù)為U1,當(dāng)電阻箱的阻值為R2時(shí),電流表示數(shù)為U2,由閉合電路歐姆定律可得
解得
由上式可看出電壓表內(nèi)阻對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都有影響。若電壓表內(nèi)阻無窮大,則有
此種方法使得E測(cè)<E真、r測(cè)< r真。減小誤差的方法是盡量選用內(nèi)阻較大的電壓表。
圖像法處理
①將 轉(zhuǎn)化為 ,
作出 - 圖像,如圖5-2所示,此圖像:
直線斜率=縱軸截距=
計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。
若電壓表內(nèi)阻無窮大,則有 ,作出 - 圖像,如圖5-3所示,此圖像:
直線斜率=
縱軸截距=
計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。
②將 轉(zhuǎn)化為 ,
作出 - 圖像,如圖5-4所示,此圖像:
直線斜率=
縱軸截距=
計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。
若電壓表內(nèi)阻無窮大,則有 ,
作出 - 圖像,如圖5-5所示,此圖像:
直線斜率=
縱軸截距=
計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。
通過以上方法可知,對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)在重視原理的基礎(chǔ)上,
歐姆定律的來源篇8
筆者根據(jù)多年來的應(yīng)考經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出了電路“一、二、三、五”,供同學(xué)們備考:
一、一個(gè)原則:即電路的等效原則
1. 無電流的支路可省去;
2. 電勢(shì)相等的點(diǎn)可合并;
3. 理想電壓表視為斷路,理想電流表則視為短路;
4. 電路穩(wěn)定時(shí),電容器可作斷路處理.
例1某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)向燈電路(圖1),其中L為指示燈,L1、L2分別為左、右轉(zhuǎn)向燈,S為單刀雙擲開關(guān),E為電源.當(dāng)S置于位置1時(shí),以下判斷正確的是()
A. L的功率小于額定功率
B. L1亮,其功率等于額定功率
C. L2亮,其功率等于額定功率
D. 含L支路的總功率較另一支路的大
解析本題考查的是閉合電路歐姆定律、電功率. 先畫等效電路圖可知,當(dāng)S置于位置1時(shí),含L、L2支路與L1支路并聯(lián),電源電動(dòng)勢(shì)為6 V,三個(gè)燈的額定電壓也為6 V,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電源分一部分電壓,外電壓將小于6 V,所以三個(gè)燈的實(shí)際功率均小于額定功率,故A正確,B、C錯(cuò)誤;又含L支路的總電阻大于L1支路的電阻,根據(jù)電功率P = 可知,含L的支路較另一支路電阻大,總功率較另一支路的小,故D錯(cuò)誤. 故選A.
點(diǎn)撥本題對(duì)于D選項(xiàng)的判斷基本上都能完成,本題的主要誤區(qū)在于B、C選項(xiàng)的判斷,電源電動(dòng)勢(shì)為6V,很容易讓考生產(chǎn)生誤解;并聯(lián)電路的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì),所以L1亮,其功率等于額定功率.
二、兩種圖線
1. 導(dǎo)體的伏安特性曲線
如圖2,線性元件的伏安特性曲線是一條過原點(diǎn)的直線,直線的斜率在數(shù)值上等于導(dǎo)體電阻的倒數(shù).
2. 電源的UI圖像,如圖3,圖線斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻,圖線在縱軸上的截距等于電源電動(dòng)勢(shì),圖線在橫軸上的截距等于短路時(shí)的電流.
例2如圖4是某一半導(dǎo)體器件的UI圖, 將該器件 與標(biāo)有“9 V,18 W”的用電器串聯(lián)后接入電動(dòng)勢(shì)為12 V的電源兩端,用電器恰能正常工作,求此時(shí)電源的輸出功率是多少?若將該器件與一個(gè)阻值為1.33的電阻串聯(lián)后接在此電源兩端,則該器件消耗的電功率約為多少?
解析半導(dǎo)體器件與“9V,18W”用電器串聯(lián)時(shí),流過的電流I == A = 2A,從圖像中得對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體元件電壓是1 V,故電源的輸出電壓是U1 = 9 V + 1 V = 10 V,輸出功率P1 = IU1 = 2×10 W = 20 W.
電源內(nèi)阻r == = 1 .
把1.33 的電阻也作為電源電阻,則電源的新內(nèi)阻r'變?yōu)?.33 ,則路端電壓U = E Ir' = 122.33I,若I = 4 A,則U = 2.68 V. 從而作出電源的UI圖像,兩圖線的交點(diǎn)的縱橫坐標(biāo)相乘便是半導(dǎo)體元件消耗的功率. 故半導(dǎo)體元件消耗的功率P' = U'I' = 5×3 W = 15 W.
點(diǎn)撥本題的第二問,如果想不到以下的問題,是根本無法求解的:把串聯(lián)的1.33 的電阻也作為電源的內(nèi)阻,把原來的電源作為一個(gè)新電源看待,且要作出新電源的UI圖線,兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)分別是半導(dǎo)體元件兩端的電壓和流過的電流,根據(jù)交點(diǎn)兩坐標(biāo)相乘求半導(dǎo)體元件的功率.
三、三個(gè)定律
恒定電流中的三個(gè)定律分別是:
1. 電阻定律:R = ,適用于金屬導(dǎo)體或電解液導(dǎo)電.
2. 歐姆定律:
(1) 部分電路歐姆定律I = ,對(duì)金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電均適用,但對(duì)氣體導(dǎo)電不適用;
(2) 閉合電路歐姆定律I = 或E = IR + Ir(粗測(cè)電阻的歐姆表就是依據(jù)閉合電路歐姆定律制成的);
3. 焦耳定律Q = I2Rt,普遍適用;電流做的功W = UIt ≥ Q = I2Rt (對(duì)純電阻電路或元件才取等號(hào)).
例2如圖5所示電路中,電阻R1 = R2 = R3 = 10 ,電源內(nèi)阻r = 5 ,電壓表可視為理想電表.當(dāng)開關(guān)S1和S2均閉合時(shí),電壓表的示數(shù)為10V.
(1)電阻R2中的電流為多大?
(2)路端電壓為多大?
(3)電源的電動(dòng)勢(shì)為多大?
(4)當(dāng)開關(guān)S1閉合而S2斷開時(shí),電壓表的示數(shù)變?yōu)槎啻螅?span style="display:none">B2m萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
解析(1)I2 ==A = 1 A.
(2)路端電壓等于外電路電壓,故U = I2(R2 + ) = 1×(10 + 5)V = 15 V.
(3)又U = EI2r,故E = U + I2r = 15 V + 1×5 V = 20 V.
(4)當(dāng)開關(guān)S1閉合而S2斷開時(shí),電路是R1、R2串聯(lián)再與電源構(gòu)成閉合電路,R3起導(dǎo)線作用,電壓表示數(shù)等于外電路電壓.
U = (R1 + R2) = ×20 V = 16 V.
點(diǎn)撥電路基本知識(shí)包括公式、定律及其簡(jiǎn)單應(yīng)用,較復(fù)雜電路的簡(jiǎn)化及其計(jì)算等,這是高考的基本要求,一定要牢記并掌握.
四、五種功率
1. 電功率P = IU,普遍使用;
2. 熱功率P熱 = I2R,普遍使用;
3. 電源的輸出功率P出 = IU;在電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻一定時(shí),當(dāng)R = r時(shí),電源的輸出功率最大,即Pm = ,此時(shí)電源效率 = 50%;
4. 電源消耗的電功率P耗 = I2r;
5. 電源的總功率P總 = IE,P總 = P出 + P耗.
例4汽車電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)車燈會(huì)瞬時(shí)變暗,如圖6所示,在打開車燈的情況下,電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為10 A,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為58 A,若電源電動(dòng)勢(shì)為12.5 V,內(nèi)阻為0.05 ,電流表內(nèi)阻不計(jì),則因電動(dòng)機(jī)啟動(dòng),車燈的電功率降低了()
A.35.8 WB.43.2 W
C.48.2 WD.76.8 W
解析電動(dòng)機(jī)不啟動(dòng)時(shí),燈泡的電壓為電源路端電壓,設(shè)為UL,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后燈泡電壓仍為路端電壓,設(shè)為UL'. 由歐姆定律得 I = ,求得燈泡電阻R = 1.2 ,燈泡消耗功率為PL = EII2r = 120 W.
電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,路端電壓UL'= EI'r = 9.6 V, 燈泡消耗電功率為PL' == W = 76.8 W.
所以燈泡功率降低了
P = 120 W76.8 W = 43.2 W.
點(diǎn)撥(1)審題要仔細(xì),不要把“車燈的電功率降低了”誤理解為“車燈的電功率降為了”;(2)要知道電動(dòng)機(jī)是非線性元件,歐姆定律不適用.
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