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第六章 欧姆定律一、电压案例导入一天,小新发现自己戴的电子手表指针不走了,于是他来到一家修表店,检查故障原因。修表的叔叔猜测,可能是电池没有电了。电源是提供电压的装置,电压使电路中形成电流。当电池中没有电,即电池两端没有电压,也就无法使电路中形成电流,因此表针就不走了。说完,只见修表的叔叔将电池取下,用与电压表相连的探针触接电池的正负极后告诉小新确实是因为电池没有电了。电压表是测量电路两端电压大小的仪表,使用时要注意:电压表要并联在被测电路两端;电流必须从“+”接线柱流入电压表,从“-”接线柱流出;被测电压不得超过电压表的量程。电压表可以直接连在电源两极上,此时测得的是电源电压。梳理重点1、电压(1)电压的作用:电压是电路中形成电流的原因。电路中有了电源,电路两端就一定有电压。若电路处于开路状态,即使电路两端有电压,仍不能形成电流。(2)电压是由电源提供的。(3)电压通常用字母U表示,它的国际单位是“伏特”简称“伏”,用字目“V”表示。它还有两个常用单位,分别是千伏(kV)、毫伏(mV)。换算关系:1kV =103V 1mV =10-3V(4)常见电压值:一节干电池的电压:1.5V家庭照明的电压:220V对人体的安全电压:不高于36V2、电压表:(1)用途:测量电压大小的仪表V(2)电学符号:(3)学生用电压表有3个接线柱“-、3、15”,当接“-、3”两个接线柱时,电压表的量程为3V;当接“-、15”两个接线柱时,电压表的量程为15V。(3)电压表的使用方法电压表要并联在被测电路两端。电流必须从“+”(红色)接线柱流入电压表,从“-”(黑色)接线柱流出电压表。被测电压不得超过电压表的量程。(注意:电压表可以直接连在电源两极上。)(4)读数方法读数时,首先应认清电压表所选的量程以及分度值。若选择3V的量程,分度值为0.1V;若选择15V的量程,分度值为0.5V。然后看准指针偏转的格数,用格数与分度值相乘,即为所测电路的电压值。3、本节知识结构 电压的 作用 电压U 电压的 单位 电压表 疑难点睛例1. ( )电路两端有电压,电路中一定有电流解疑:此题容易导致错误的原因是对电压的作用及形成持续电流条件不清楚。电路是通路,电路两端有电压,电路中才会有电流。若电路处于开路状态,即使电路两端有电压,仍不能形成电流。答:此题是错误的“” 点睛:得到持续电流的条件:1电路两端有电压;2、电路是通路。例2. ( )在如图1.6-1所示的电路中,图1.6-1电压表测量的是A、 L1两端的电压 B、 L2两端的电压C、 L1、L2两端的总电压 D、电路两端的总电压解疑:解此题时,我们可以先把电压表拿掉,就可以清楚地看出灯泡L1、L2组成串联电路,电压表既不是直接接在电源的两端,也不是直接接到灯泡L2两端,而是接在了灯泡L1两端,因此,电压表测量的是灯泡L1两端的电压,应选A答案。 答: A 点睛:电压表必须并联在被测电路的两端。图1.6-2 考题前沿例1.(2003年安徽省卷)如图1.6-2所示,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,这样就制成了一个电池。观察电压表指针的偏转与接线可知:这个电池的电压是V,片是它的正极。剖析:本题考查电压表的读数与连接方法。由图中可以看出电压表选择了“-、3”接线柱,因此量程为3V,分度值为0.1V。指针偏转了3个格,所以电压表的读数为0.3V。电压表在连接时必须使电流从“+”接线柱流入电压表,从“-”接线柱流出。即电压表的正接线柱靠近电源的正极 ,负接线柱靠近电源的负极 ,从图1.6-2中可以看出电压表的正接线柱与铜片相连,所以铜片为电池的正极。答:0.3V;铜片 拓展:本题有可能拓展为考查学生的设计制作能力的题,如:用手边的材料自制一个电池,并判断出它的正负极。例2(2003年上海卷)在如图所1.6-3示电路的 里填上适当的电表符号,填上后使之成为正确的电路图,且闭合开关S,两灯均能发光。图1.6-3剖析:解本题时关键应明确电压表、电流表的使用方法。与电路并联的是电压表,串联在电路中应是电流表。按题目要求“闭合开关S,两灯均能发光”,可以有两种方法。方法一:灯泡L1和L2串联。如图1.6-4方法二:灯泡L1和L2并联,且开关在干路上。如图1.6-5图1.6-4图1.6-5答: 或 拓展:本题有可能拓展为填上正确的电表后,在图中标出电表的正负接线柱。探索延伸 例1.小明手中有一节旧的蓄电池,仍能向外供电,但正负极已经模糊不清楚了。请你利用电压表帮他辨别出电源的正负极。透析:电压表在连接时应使电流从“+”(红色)接线柱流入电压表,从“-”(黑色)接线柱流出来,因此可通过逆向思考的方法由电压表指针偏转方向来判断电源的正负极。答:将电压表与蓄电池相连,并采用试触的方法,若电压表指针正常偏转,则与电压表正接线柱相连的为蓄电池的正极,另一极为电池的负极。若电压表指针反偏,则与电压表正接线柱相连的为蓄电池的负极,另一极为电池的正极。预测:本题有可能拓展为解释电压表或电流表指针正偏、反偏的原因。例2. ( )小明在用电压表测某段电路两端的电压时,他将电压表“、15”两个接线柱接入电路,却按“、”两个接线柱连入电路时的情况进行了读数,所读数值为1.7V,那么实际测得的电压应该是A1.7V B5.7V C8.5V D9.7V透析:解本题时应熟悉电压表的表盘,找到小量程03V下1.7V的位置,即第17各格上,在大量程015V时的分度值为0.5V,所以用0.517=8.5V答:C 预测:本题有可能拓展为分析电压表读数错误的原因的题目。如:玲玲测出小灯泡两端的电压为2.4V,她在读数时却误认为是12V,你能解释玲玲出错的原因吗?随堂闯关 (10分钟)基础题:1、填空题(1)电源的作用是_。_使电路中形成电流。(2)一节干电池的电压为_;家庭照明电路的电压为_;对人体的安全电压为_。(3)电压通常用字母_表示,电压的国际单位是_简称_,用字母_表示。图1.6-7图1.6-6(4) 读出下列电压表的示数 _ _2、选择题:( )(1)下列说法正确的是A、电路中有电流,电路两端可能没有电压B、电路中的灯泡正在发光,该电路两端一定有电压C、电路两端有电压,则电路中一定有电流D、电路中是否有电流与电压无关( )(2)下列关于电压表的使用方法,不正确的是A、电压表可以直接接在电源的两极上B、电压表不可以直接连到电源的两极上C、电压表不能跟被测电路串联D、电压表使用时要并联在电路两端3、作图题图1.6-8是用电压表测灯泡L两端的电压但未接好电路,请将不完整的地方补充完整。图1.6-8能力题电池有不同的规格1号、2号、5号,最小号为7号,不同型号的电池电压大小一样吗?创新题请你找出实验用电压表在测电压时有哪些不便之处,并提出改进意见。缺点:改进: 二、探究串联电路中电压的规律案例导入圣诞节前夕,丁丁的爸爸给他买了一串小彩灯,丁丁高兴极了!将小彩灯接在电压为220v的照明电路中时,20个一串的小彩灯闪闪发光,非常漂亮。看着小彩灯,丁丁想到这样一个问题:每一盏小彩灯两端的电压会是多大呢?于是,他找来了电压表,将电压表并联在其中的一个小灯泡两端,发现电压只有11v。这是为什么呢? 丁丁查阅了有关资料得知:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。若所串联的用电器的规格完全相同,则每一个用电器两端的电压也相同,若所串联的用电器的规格不相同,则每一个用电器两端的电压也就不相同。但它们的电压之和等于电源的总电压。图1.6-9 梳理重点1、 串联电路中电压的规律:(1)探究串联电路中电压的规律:将两个灯泡串联接到电源上,如图1.6-9分别把电压表接在ab、bc和ac两端,测出电压值进行比较。图1.6-10(2)串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。数学表达式:U=U1+U22、并联电路中电压的规律(1)探究并联电路中电压的规律:将两个灯泡并联接到电源上,如图1.6-10。分别把电压表接在L1、L2以及电源两端,测出电压值进行比较。(2)并联电路各支路两端的电压相等。数学表达式:U=U1=U23、本节知识结构 探究方法探究串联电路中电压的规律 探究电路探究步骤探究结论疑难点睛 例1、如图1.6-11所示,闭合开关S后,两只电压表的示数如图1.6-12所示,由此可知电源电压为_V,灯泡L1两端的电压为_V,灯泡L2两端的电压为_。图1.6-11图1.6-12解疑:解本题时应明确电灯L1、L2是如何连接的,以及电压表究竟测量哪段电路两端的电压。由图1.6-11看出灯泡L1、L2是串联的,电压表V2直接并联在灯泡L1两端,电压表V1 并联在电源两端。因此电压表V2 测L1两端的电压、电压表V1 测电源总电压。从图1.6-12电压表表盘读出电源电压为4V,灯泡L1两端的电压为2.6V,灯泡L2两端的电压U2=U-U1=4V-2.6V=1.4V。答:4V;2.6V;1.4V点睛:由电压表的使用方法和串联电路电压规律解此题。例2. ( )在某电路中,若两盏灯泡两端的电压相等,则它们一定是并联的。解疑:并联电路各支路两端的电压相等,但并不表明电路两端的电压相等,各电路元件就一定并联,如果串联电路中两个用电器的规格完全相等,那么每一个用电器两端的电压也是相等的。答:点睛:并联电路各支路两端的电压相等,但电压相等的电路不一定是并联电路。考题前沿例1.(2001年山西卷)如图1.6-13所示的电路中,电压表所用的量程不明,当电路闭合后,V1和V2的示数分别如图1.6-14所示则V1用的量程是_伏,V2用的量程是_伏,小灯泡L1上的电压U1=_。图1.6-13图1.6-14剖析:从图1.6-13中可以看出,电压表V1测得的是电路总电压U,电压表V2测得的是灯L2两端的电压U2因为串联电路中总电压等于各部分电路上的电压之和,即U=U1+U2,所以UU2,电压表V1的示数大于电压表V2的示数因此电压表V1选用的是015V量程,U=5.5V;电压表V2选用的是03V量程,U2=2.5V所以灯L1两端的电压U1=U-U2=5.5V-2.5V=3V答:015;03;3 V拓展:本题有可能拓展为给出电压表的错误读数,进行改正的题目。例2.如图1.6-15所示,闭合开关S后,两只电压表的示数如图1.6-16 所示,则电源电压为_V,灯泡L1两端的电压为_V,灯泡L2两端的电压为_V.图1.6-15 图1.6-16透析:本题考查分析电路的能力、电压表读数的能力以及根据串联电路电压的特点解决问题的能力。在分析电路时,可将电压表处视为开路,则可以清楚的看出灯泡L1、L2串联,电压表V1测得的是L1与L2的总电压;V2测得的是灯泡L1两端的电压,根据U=U1+U2可求出灯泡L2两端的电压。答:4 ; 2.6 ; 1.4预测:本题考的可能性较大。有可能拓展为根据1.6-15的电路图,连接实物电路的题目。探索延伸小明在探究串联电路电压的规律时,想分别测出L1、L2两端的电压,他连成如图1.6-17所示的电路。闭合开关,发现电压表V2的指针不动。(1)请你帮小明找出错误,在连错的线上画“”并改正。(2)在方框内画出电路图(3)根据图1.6-18 所示两电压表的示数,L1两端的电压为_V,L2两端的电压为_V,电源的总电压为_V图1.6-17 图1.6-18透析:从图1.6-17可以看出,电压表V2没有并联在灯泡L2两端,两个接线柱都接在L2的右端,故电压表无示数。应将与电压表负接线柱相连的导线改接在灯泡L2的另一个接线柱上,如图1.6-19所示。画电路图时应看清电灯是串联的,电压表V1测灯泡L1两端的电压, 电压表V2测电灯L2两端的电压,如图1.6-20。从图1.6-18可知电压表V1、V2都选用3V量程,分度值为0.1V。由于电压表V1指针偏转了14个格,因此灯泡L1两端的电压为1.4V;电压表V2指针偏转了15个格,因此灯泡L2两端的电压为1.5V.根据串联电路电压规律U=U1+U2,电源总电压为2.9V。答:(1) 图1.6-19(2)图1.6-20(3)1.4; 1.5; 2.9.预测:本题有可能拓展为在图1.6-20电路图中,标出电压表的正负接线柱,并画出电流方向的题目。 随堂闯关 (10分钟)基础题:1、填空题(1)串联电路总电压等于_。数学表达式:_ 。(2)并联电路各支路两端的电压_。数学表达式:_(3)一台收音机的工作电压为4.5V,需用_节干电池_联使用。(4)如图1.6-21所示,开关S闭合后,电压表V1的示数为6 V,电压表V2的示数为27 V,则灯L1两端的电压为_V,灯L2两端的电压为_V,电源电压为_V图1.6-212、 判断题(1)( )灯泡L1、L2串联,则它们两端的电压一定相等。(2)( )两灯并联,灯两端的电压可能不同。3、选择题( )电阻R1、R2串联,电源电压为8V,电阻R1两端的电压为6V,则R2两端的电压为A、14V B、2V C、8V D、6V能力题请设计实验,验证“串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和”这一结论的正确性。创新题:小宇探究完了串联电路中电压的规律后又想:“并联电路中电压会遵循什么规律呢?”他决定进行探究,请将不完整的地方补充完整。1、探究课题:并联电路电压的特点。2、猜想或假设:_3、本实验应如何设计电路图?4、请设计实验记录表格 三、电阻案例导入强强在看书时了解到导线要用铜丝来做,而不用铁丝,甚至在一些精密仪器中要用银来做导体,这是为什么?弱弱给他解释道:电阻的大小与导体的材料有关。在相同的条件下,铜丝的导电能力比铁丝好,而银的导电能力就更强了。天逐渐黑下来,强强打开家里的调光台灯,当扭动旋钮时,灯泡的亮暗也随之变化,调光台灯的工作原理是什么呢?原来,在调光台灯的电路中串联了一个滑动变阻器,它靠改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻,从而可以改变灯泡的亮度。梳理重点1、将物体按导电性能好坏可分为导体、半导体、绝缘体.2、电阻(1)导体对电流阻碍作用叫电阻,用字母R表示。电阻的国际单位是“欧姆”简称“欧”,用 “”表示。常用单位有千欧(k)、兆欧(M) 1k=103,1M=106电阻器的电路符是号:(2)导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积等有关。在材料、横截面积相同时,导体越长其电阻越大。(注意:导体的电阻是导体本身的一种性质,与通过导体的电流和加在导体两端的电压均无关)3、滑动变阻器: (1)电路符号(2)结构示意图:(3)滑动变阻器由瓷筒、电阻线、滑片、金属棒和接线柱组成。(4)工作原理:滑动变阻器靠改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻。(5)连接方法:滑动变阻器应与被控制电路串联。滑动变阻器有四个接线柱,连接时要从上方和下方各取一个接入电路(连接滑动变阻器时要注意,不能同时接上面两个或下面两个接线柱。原因是:前种情况中电阻丝没有接入电路,接入电路中的金属棒的电阻为零;后种情况,电流流经整个电阻丝,等于接入一个定值电阻,都起不到改变电路中电阻的作用)。(5)滑动变阻器在电路中的作用:改变电路中的电阻;改变电路中的电流;改变部分电路两端的电压;改变用电器的电功率。(注意:滑动变阻器不能改变电源电压。)(6)探究用滑动变阻器改变灯泡的亮度的方法。将滑动变阻器与灯泡串联,组成如图1.6-22所示电路。闭合开关前,应将滑动变阻器的阻值调到最大处。闭合开关后,将滑片左右移动,改变滑动变阻器连入电路中电阻线的长度,发现灯泡的亮度发生了改变。图1.6-224、本节知识结构: 概念 电阻R 导体电阻大小与长度的关系 滑动变阻器 疑难点睛例1. ( )下面哪种方法可以改变一段金属导线的电阻A、减小通过导线的电流B、增大导线两端的电压C、将导线从电路上取下D、将导线从中间对折解疑:导体的电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压无关。在本题的四个选项中,只有D选项通过改变导体自身长度改变电阻,所以只有D选项是正确的.而A、B、C选项都将电阻大小与电压或电流联系在一起,是不正确的。 答:D点睛:解题时抓住导体的电阻是导体本身的一种性质,与加在导体两端的电压、通过导体的电流大小无关。图1.6-23例2. ( )将图1.6-23所示的滑动变阻器连人电路,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中的电阻变大则滑动变阻器连入电路的接线柱应是 A .C和B BA和DCB和D DA和B解疑:本题考查滑动变阻器的正确连接及其在电路中所起的作用滑动变阻器一般有四个接线柱,可以有四种正确的连入电路的接法(接“A和C”、“A和D”、“B和C”、“B和D”),要达到滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中的电阻变大有两种连接方法,即接“A和C”、“A和D”,因此本题应选B。答:B点睛:滑动变阻器通过改变接入电路中电阻线的长度来改变接入电路中的电阻。连接时,接线柱应上、下各一接入电路当中。考题前沿例1. (2003宁夏卷)在做“决定电阻大小的因素”实验时,需要在电压相同的条件下,比较通过不同导线的电流,发现决定电阻大小的因素下表是几种实验用导线的参数导线代号ACDEFG长度(m)1.00.51.51.01.21.50.5横截面积(mm2)3.20.81.20.81.21.21.2材料锰铜钨镍铬锰铜钨锰铜镍铬 (1)为研究电阻与导体材料有关,应在上表中选用导线C和导线_ (2)为研究电阻与导体的长度有关,应在上表中选用导线C和导线_(3)为研究电阻与导体横截面积的关系,应在上表中选用导线A和导线_剖析:电阻是表示导体对电流的阻碍作用,它的大小由导体的材料、长度、横截面积及导体的温度有关在忽略温度影响的前提下,为了比较两个(或几个)导体电阻的大小,常采用控制变量法为了研究电阻与导体材料的关系,应控制导体的长度、横截面积相同,材料不同,如C导线和F导线。为了研究电阻与导体长度的关系,应控制导体的材料、横截面积相同,长度不同,如导线C和G。为了研究电阻与导体横截面积的关系,应控制导体的材料、长度相同,如A导线和D图1.6-24答:F;G;D 拓展:此题有可能拓展为改变通过导体的电流和导体两端的电压来分析导体的电阻有无变化的题目。例2. 在图1.6-24电路中,当滑片P向上移时,连入电路的电阻丝的长度变_,电路中的电阻变_,电路中的电流变_,铃声变_,电源电压_.剖析:滑动变阻器在电路中的作用:改变电路中的电阻;改变电路中的电流;改变部分电路两端的电压;改变用电器的电功率。因此当滑片P向上移时,连入电路的电阻丝的长度变长,电路中的电阻变大,电路中的电流变小,铃声变弱,应注意的是滑动变阻器不能改变电源电压。答:长;大;小;弱;不变。拓展: 本题有可能拓展为铃声为什么会变化、产生变化的原因。探索延伸例1.如图1.6-25所示是研究导体电阻跟哪些因素有关的实验装置a、b、c是同种材料制成的导线,其中a最长,c最短,但横截面积相同;b的横截面积比a、c大,长度和a相等;a、d长度及横截面积都相等但材料不同(1)要研究导体的电阻与横截面积有关要把M、N分别与_的两端连接;(2)要研究导体的电阻与导体的长度有关要把M、N分别与_的两端连接;(3)要研究导体的电阻与材料有关要把M、N分别与_的两端连接。(4)本实验用到的最主要的物理研究方法是_图1.6-25透析:导体电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关。在研究电阻大小与其中任何一个因素的关系时,必须严格的采取控制变量法。为了研究电阻与导体横截面积的关系,应控制导体的材料、长度相同;为了研究电阻与导体长度的关系,应控制导体的材料、横截面积相同;为了研究电阻与导体材料的关系,应控制导体的长度、横截面积相同。本实验用到的最主要的物理研究方法是控制变量法答:(1)a、b(2)a、c(3)a、d(4)控制变量法预测:本题有可能变化为设计实验验证“导体的电阻与导体的材料或长度、横解面积”有关的验证性题目。例2.如图1.6-26所示是一个音量开关示意图,滑片P拨到不同的位置滑动变阻器在电路中所起的作用是不同的,若要音量最大,应把滑片P拨到_点处。图1.6-26透析:滑动变阻器通过改变接入电路中电阻线的长度来改变接入电路中的电阻,要使音量最大,即通过导体的电流最大,应调节滑动变阻器的滑片,使接入电路中电阻线的长度最短,因此应将滑片拨到d位置处。,答:d预测:本题有可能变为考查“分析滑动变阻器在电路中所起作用”的题目 随堂闯关 (10分钟)基础题:1、填空题(1)导体对电流的_作用叫电阻。用字母_表示.电阻的国际单位是_,简称_,用字母_表示。(2)300=_k=_M(3)影响导体电阻大小的因素是导体的_、_、_、_. 图1.6-27(4)如图1.6-27所示,当把滑动变阻器的滑片P向右滑动时,C、D间的电阻值_(选填“变大”、“变小”、“不变”),B、D间的电阻值_(选填“变大”、“变小”、“不变”) 图1.6-28(5)如图1.6-28所示是滑动变阻器连入电路的一种情况,则连入电路的电阻是_(填“AP”或“PB”)部分;若要使它连入电路的电阻增大,则滑片P应向_(填“左”或“右”)移动。图1.6-29(6) 如图1.6-29所示,电源电压6V保持不变,滑动变阻器的最大阻值为30当S闭合,滑片P从a端向变阻器的中点c移动时,电流表的示数_(填“增大”、“减小”或“不变”)。2、选择题( )(1)下列各组物质中全是绝缘体的是: A、金属、陶瓷、大地 B、酸、碱、盐的水溶液、石墨C、塑料、油、玻璃 D、人体、橡胶、干木柴( )(2)下列用电器中不需要用到变阻器的是:A普通家里白炽电灯 B调温电熨斗C电视机上的音量旋钮 D调光台灯有关导体的电阻 ( ) (3)将如图1.6-30所示的变阻器接入电路中,当滑片向左移动时,要使连入电路中的电阻增大,下列哪种接法正确A、A和B B、A和C C、B和D D、C和D 图1.6-30能力题小昭通过学习知道,导体的长度对导体的电阻大小有影响,那么导体的横截面积对导体的电阻大小是否有影响呢?导体的电阻与导体的横截面积究竟有什么关系呢?请你帮助玲玲完成以下探究内容。探究课题: 猜想与假设:_器材:电源、开关、导线、_实验装置图:实验步骤:(1)设计实验装置如图(2)_(3)_(4)_实验表格:如果你的猜想是正确的,在实验过程中你所看到的现象应该是_在这次实验中用到的物理研究方法有_创新题小刚是勤学善思的好学生,他学习时用的台灯,可以通过调节旋钮改变亮度,小刚很快知道了它的工作原理,试用你学过的电学知识,用适当的元件符号在图1.6-31中画出台灯的电路图。图1.6-31四、欧姆定律案例导入涛涛是个爱动脑筋的孩子,他对电学尤其感兴趣,有一次他发现,用一节电池做电源时灯泡较暗,用两节电池做电源时灯泡较亮。灯泡的电阻是相同的,为什么所加电压越大,灯泡就越亮呢?图1.6-32涛涛询问老师,老师给他解释道:根据欧姆定律,在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比.当灯泡两端的电压增大时,通过灯泡的电流也变大,因此灯泡变亮。梳理重点1、探究电流与电压、电阻的关系.根据图1.6-32连接电路。(1)探究电流与电压的关系时,控制电阻不变,调节滑动变阻器改变电阻两端的电压和通过电阻的电流,观察:在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压有什么关系?(2)探究电流与电阻的关系时,在电路中接入不同的电阻,利用滑动变阻器控制电阻器两端的电压不变 ,观察:在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻有什么关系?2、欧姆定律(1)内容: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)表达式:I=U/R其中U-电压-伏特(V)、I-电流-安培(A)、R-电阻-欧姆()3、额定电压:用电器正常工作时的电压。(注意:用电器只有在额定电压下才能正常工作,对一个用电器来说它的额定电压值是固定不变的.当实际电压高于额定电压时,用电器易被烧坏,影响用电器的使用寿命;当实际电压低于额定电压时,用电器不能正常工作)4、短路:不经过用电器将导线直接连接在电源的正、负极上。电源短路是十分危险的,因此在连接电路时绝对不允许出现短路!5、本节知识结构 内容 欧姆定律 图1.6-33表达式疑难点睛 例1.如图1.6-33所示电路,当开关S闭合后,P向左移动时电压表V1的示数_,电压表V2的示数_,电流表的示数_。解疑:本题考查运用欧姆定律以及串联电路电压的规律分析电路的能力,解此题时应注意认真分析电路图,不要张冠李戴。根据欧姆定律可知,当电压一定,通过导体的电流与导体的电阻成反比。电源电压是不变的,当滑片左移时,电路的总电阻变小,所以电路中的电流就变大,因此电流表的示数变大。电压表V1测得的是灯泡L两端的电压UL,据公式UL=ILRL可知,灯泡两端的电压变大,电压表V1的示数变大。电压表V2测得的是滑动变阻器两端的电压。根据串联电路电压规律:U=UL+U滑可知滑动变阻器两端的电压U滑应减小。注意:在这里不能根据U滑=I滑R滑讨论,因为滑动变阻器连入电路中的电阻变小的同时,电路中的电流增大,因此无法判断滑动变阻器两端的电压究竟如何变化。 答:变大、变小、变大点睛:解此题的关键是掌握欧姆定律及串联电路的电压规律。例2. ( )对某一导体来说,的物理意义是 A导体的电阻等于导体两端的电压与通过它的电流的比值B加在导体两端的电压越大,则电阻越大C导体中的电流越大,则电阻越小D导体的电阻与加在它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比解疑:可利用此公式计算导体的电阻,但电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压、导体中电流的大小无关。当导体两端的电压提高或降低时,通过这段导体的电流也会跟着增加或减小,而这段导体的电阻值不会改变,即U/I的比值不会改变。所以正确答案应选A。答:A点睛:导体的电阻可以用公式R=U/I来求出,但电阻与导体两端的电压、导体中电流的大小无关例3. 有一电阻值为10的电铃,额定电压为4V,现把它接到9V的电源上,欲使它正常工作,应在电路中再串联一个多大的电阻?解疑:电铃正常工作时的电压为4V,若把它直接接到9V的电源上,电铃会被烧坏。因此,应在电路中再串联一个“分压”电阻。其电阻值大小的计算过程如下。已知:R1=10,U1=4V,U=9V,I=I1=I2求:R2 U2= U-U1解题思路:R2=U2/I2 I2=I1 I1=U1/R1 解:U2=U-U1=9-4=5(V) I1=U1/R1=4/10=0.4(A)=I2R2=U2/I2=5/0.4=12.5()答:应再串联一个12.5的电阻点睛:串联电路的用电器有分压作用。 图1.6-34考题前沿例1. (2003年湖南省长沙市卷)在研究电流跟电压、电阻之间关系的实验中,通过改变电路中的电压和电阻,分别测得了如下两组数据:表一:实验次数电阻R=10电压/V电流/A110.1220.2330.3表二:实验次数电压U=3V电阻/电流/A150.62100.33150.2分析表一数据,可得到的结论是:_分析表二数据,可得到的结论是:_剖析:本题考查用实验的方法探究电流与电压、电阻的关系,在实验中要用到控制变量的方法在表一中,控制电阻不变,移动滑动变阻器,使电阻两端电压成倍数的变化,观察到电流表的示数也成倍的变化因此可得到结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。在表二中,换用阻值成倍数变化的电阻,通过改变滑动变阻器的阻值,使电阻两端的电压保持3 V不变。可发现,电阻增大到原来的几倍,通过电阻的电流减小为原来的几分之一。因此可得到结论:电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比答:(1) 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (2) 电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比拓展:本题有可能拓展为根据结论,补充不完整的实验数据。例2.(2003年天津卷)两个定值电阻R1与R2的比值为3:5把它们并联起来接入电路中,通过它们的电流值比为_.剖析:解此题时关键把握住并联电路电压处处相等,因此通过导体的电流与导体的电阻成反比既然电阻之比为3:5,因此通过R1、 R2的电流值比为5:3答:5:3拓展:有可能变化成由三个电阻组成的比例运算题。例3、(2003年吉林省卷)如图1.6-35所示,是小辉自制的一个柠檬电池当他把一只阻值为4 的小灯泡接人电路中时,测得通过小灯泡的电流为0.2 A,小辉由此可计算出柠檬电池两端的电压约为_V电路中的电能是由柠檬的_能转化而来图1.6-35剖析:本题考查欧姆定律、能量转化的知识。本题的电源是一个由柠檬制成的水果电池,水果电池的电能由化学能转化而来。由于小灯泡直接接在电源两极上,因此将通过小灯泡的电流、小灯泡的电阻代入公式U=IR,便可求出小灯泡两端的电压值,即为电源的电压。 答:0.8;化学拓展:本题有可能拓展为设计水果电池,并判断其正负极的题目。探索延伸(2003年上海卷)在如图1.6-36所示的电路中,电源电压不变。当开关S由断开到闭合时,电流表的示数将_,电压表的示数将_.(均选填“变大”、“不变”或“变小”)图1.6-36透析:解此题关键要搞清楚开关断开、闭合两种情况下的电路,当开关断开时,电路如图1.6-37,从图中可以看出,电流表测得的为通过电阻R1的电流,根据欧姆定律可得:I1=U1/R1=U/R1;当开关断开时,电路如图1.6-38,电流表测得的仍为通过电阻R1的电流,即I1=U1/R1=U/R1,因此,电流表的示数不变。从图中可以看出,电压表测得的为电阻R2两端的电压,当开关从断开到闭合的过程中,电压表的示数从无到有,所以电压表的示数会变大。 图1.6-38图1.6-37答:不变、变大预测:本题有可能变为与电阻串并联规律相结合的题目。随堂闯关 (10分钟)基础题:1、填空题:(1)德国物理学家欧姆在19世纪初做了大量实验,得出了欧姆定律:导体中的电流跟导体两端的_成正比,跟导体的_成反比。欧姆定律的数学表达式为_。(2)用电器正常工作时的电压叫做_。(3)所谓短路是,不经过_将导线直接连接在电源的正负极上。2、选择题:( )(1)根据欧姆定律I=U/R,下列说法中正确的为 A、导体中的电流与加在导体两端的电压成正比B、导体中的电流与导体的电阻成反比C、加在导体两端的电压越大,通过它的电流就越大D、导体的电阻越大,通过它的电流一定越小( )(2)下列说法正确的是: A、用电器只有在额定电压下才能正常工作B、用电器在低于额定电压下工作绝对不会损坏用电器C、用电器可以在高于额定电压下正常工作D、用电器可以在任何电压下正常工作3、计算题:(1)有一阻值为10的电铃,将其加在30V的电源上,能否用量程是0.6A的电流表测电路中的电流?(2)将一盏阻值为484的灯泡接到一个电源两端,通过0.45A的电流。若将灯取下,换另一盏灯,则电流为0.27A,求另一盏灯的电阻值是多大?图1.6-39(3)如图1.6-39所示电路中,电流表A的示数是0.6A,电流表A1的示数是0.4A,已知R2=10,求R1的电阻值和电源电压。能力题 :现有一段电阻丝,你能想出几种方法改变它的电阻值?请说明你的办法和理由。创新题某同学按图 1.6-40 所示的电路研究通过导体的电流跟导体电阻的关系电源电压保持不变,他不断改变a、b间的电阻值,测得相应的电流如下表分析表中数据可知:电流跟电阻不成反比,这与欧姆定律不符,其原因是什么? 实验次数a、b间电阻值R/I/A120.40240.32380.25图1.6-40 五、测量小灯泡的电阻案例导入今天是亮亮的生日,爸爸给他买了一个物理学具盒,亮亮高兴极了,打开学具盒,里面琳琅满目地摆放着各种电路元件,有小灯泡、滑动变阻器、定值电阻、电流表、电压表等等。爸爸拿起了一个定值电阻说道:“你能测出它的电阻大小吗?”亮亮笑了笑说:“当然可以了。” 亮亮用导线将电源、开关、定值电阻、电流表逐个顺次连接起来,然后将电压表并联在定值电阻两端,闭合开关,分别读出电流表、电压表的示数,利用欧姆定律的变形式R=U/R求出了定值电阻的阻值。梳理重点1、 测电阻的原理:根据欧姆定律:R=U/I。2、 测电阻的方法:用电压表测出导体两端的电压,用电流表测出流过导体的电流,利用公式就可以计算出导体的电阻值。(注意:1、连接电路的过程中,开关应处于断开状态,这样做是为了防止发生短路。2、闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P调到阻值最大处,这样做是为了防止电流过大烧坏电路元件。)3、导体的电阻与温度有关。2、本节知识结构 原理电流表、电压表测电阻 方法 疑难点睛例:小宇想测出一盏小灯泡的电阻值,但他发现身边只有一组电池、开关、电流表,已知阻值为R0的定值电阻,导线若干。请你设计一个实验,测出小灯泡的阻值。答:、根据图1.6-41所示电路图连接电路。、用电流表分别测出灯泡、定值电阻R0的电流和、根据欧姆定律可知:R0灯泡与电阻R0并联,灯泡两端的电压与R0两端的电压相等,即0.则 RL ULIL=IORO/IL. 解疑:本题意在考查在特殊情况下测量电阻的方法。我们比较熟悉伏安法测电阻,即用电压表、电流表测出被测电阻两端的电压和通过它的电流之后,代入公式便可求出被测电阻的电阻值。而本题器材中没有电压表,如何测出灯泡两端的电压是解本题的关键 。根据并联电路各支路两端电压相等的规律,将灯泡与定值电阻RO并联,用电流表测出通过RO的电流,利用欧姆定律可间接测出灯泡两端的电压。再用电流表测出通过灯泡的电流,根据欧姆定律的变形式R=U/I,可求出小灯泡的电阻。点睛:解此题要从并联电路各支路两端电压相等的规律入手,间接测出灯泡两端的电压。例2. (2002年江苏扬州卷)在用伏安法测电阻(阻值约为1015)的实验中:(1)在图1.6-42中的圆圈内填上电流表及电压表的符号;(2)在实验开始前,应将滑动变阻器滑片P放在_点位置;(根据电路图回答)(3)根据1.6-42的电路图,用笔画线作导线将所给实物电路1.6-43连接完整,要求导线不交叉(

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