15.2科学探究：欧姆定律.ppt

第十五章探究电路 第二节科学探究 欧姆定律 1 什么是电阻 电阻与那些因素有关 3 电阻的电路符号怎样表示 电阻是导体对电流阻碍作用的大小 导体的材料 长度 横截面积和温度 2 电阻的单位及符号 欧姆 上节课我们学习了哪些内容 滑动变阻器 电阻箱 改变电阻线的长度来改变电阻的大小 如图所示 当滑片向右移动时 要使接入电路的电阻减小 电路的两头应接 若连接AC接线柱时 开关闭合之前应当 当滑片向左移动时 接入电路中的电阻将 若连接AB接线柱时 当滑片向右移动时 接入电路中的电阻将 BC或BD 将滑片移到B端 变小 不变 人们使用电主要是利用电流的各种效应 如电流的热效应 磁效应 化学效应等 下列所列图中分别利用了什么效应 电烤箱 电饭锅 电磁起重机 电解铝专用设备 实验探究 电流的大小与哪些因素有关 猜想与假设 1 既然电压是产生电流的原因 那么升高电压 电流会不会也跟着增大呢 2 既然导体对电流有阻碍作用 那么增大导体的电阻 通过导体的电流会不会减小呢 探究过程 电流同时受电压 电阻两个因素的影响 我们该用什么研究方法呢 1 确定研究方法 控制变量法 具体做法 2 再控制电压一定 看电流与电阻的关系 1 控制电阻一定 看电流与电压的关系 探究过程 讨论 实验时要测量哪些物理量 如何设计电路图和记录数据的表格 保持电阻不变 保持电压不变 按电路图连接电路 注意 连接电路前先断开开关 并将滑动变阻器滑片移到最大值处 电流表和电压表要选择合适的量程和正确的接线柱 探究过程 实验一 电阻为5 时 电流与电压的关系 5 2 1 5 1 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关系 结论1 0 2 0 3 0 4 实验二 电压为2V时 电流与电阻的关系 结论2 2 15 10 5 表格中的数据由实验时实际的填写 在电压一定的情况下 导体中的电流跟导体的电阻成反比关系 0 4 0 2 0 13 总结结论 电流与电压 电阻的关系 一 保持电阻不变时 电流与电压成正比 二 保持电压不变时 电流与电阻成反比 思考与拓展 如何用图像法来描述这个规律 请同学们课后用教材15 10图描述出来 根据测量的数据画出I U图 I U 0 5 1 5 2 5 0 1 0 3 0 5 U相当于自变量X I相当于因变量Y 5 2 1 5 1 0 2 0 3 0 4 对这一关系的理解要注意 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关系 在电压一定的情况下 导体中的电流跟导体的电阻成反比关系 2 同样不能说电压一定时导体的电阻与通过它的电流成反比 因为 电阻是导体本身的一个特性 它的大小由导体本身来决定 与导体中通过的电流无关 1 不能反过来说 电阻一定时 电压跟电流成正比 这里存在一个因果关系 电压是因 电流是果 因为导体两端有了电压 导体中才有电流 不是因为导体中先有了电流才加了电压 因果关系不能颠倒 欧姆定律 欧姆定律 一段导体中的电流 跟加在这段导体两端的电压成正比 跟这段导体的电阻成反比 欧姆定律的公式形式 I U R 注意 2 公式中各物理量的对应性 1 公式中单位的统一性 3 公式的扩展性 1A 1V 1 欧姆 G S Ohm 1787 1854 是德国物理学家 他在物理学中的主要贡献是发现了后来以他的名字命名的欧姆定律 欧姆的研究 主要是在1817 1827年担任中学物理教师期间进行的 现在我们看到欧姆定律的公式那么简单 却不要忘记欧姆当时为了 信息窗 解决这一难题 付出了艰辛的劳动 当时的实验条件很差 那些测量电流的仪器和电阻值不同的导体 都要自己设计制造 他能够完成这些精细的制作和精确的实验 主要得益于强烈的好奇心 执着的探究精神 公式的对应性 欧姆定律 U R I必须对应的是同一段电路 同一个元件 同一状态的电压 电阻 电流 例如 R U I R灯 U灯 I灯 欧姆定律 公式的扩展性 U IR 主要用于已知电压和电流求电阻 主要用于已知电流和电阻求电压 拓展 能否说电压与电流成正比呢 拓展 能否说电阻与电压成正比 与电流成反比呢 欧姆定律计算 例1 我们已经知道 试电笔内必须有一支很大的电阻 用来限制通过人体的电流 现有一支试电笔 其中的电阻为880K 氖管的电阻和人体的电阻都比这个数值小得多 可以不计 使用时流过人体的电流是多少 已知 U 220VR 880K 880 103 求 I 解 根据I U R得I 220V 880 103 0 25 10 3A 0 25mA答 流过人体的电流是0 25mA 例1 某同学用一只电流表跟一只灯泡串联 灯泡正常发光时电流表示数为0 28A 再用电压表测量灯泡两端电压为220V 试计算灯泡正常发光时的电阻 已知 U 220V I 0 28A求 R 解 根据欧姆定律的变形公式得 答 灯丝正常发光时的电阻值是786欧姆 1 一只阻值为的电阻 接在15V的电源上时 流过的电流为 A 若电源电压变为10V 电阻的阻值为 流过电阻的电流为 A 0 15 0 1 I U R 0 15A 电阻是导体本身所具有的性质 与电压 电流无关 I U R 0 1A 2 下列说法中正确的是 A 导体两端的电压越大 导体的电阻就越大 B 导体中通过的电流越大 导体的电阻就越小C 在电压一定时 通过导体的电流越小 导体的电阻就越大 D 以上说法均不对 C 反馈练习 例2 电阻R1和R2的电流随其两端电压变化的I U图线如下图所示 则依图可以判定 R1 R2R1 R2R1 R2无法比较 0 U R1 R2 I B 1 某同学在刚才的实验中 正确的连接了电路 但闭合开关后发现灯泡不亮 电压表出现了很大的偏转 你认为电路中出现了什么故障 2 某同学在刚才的实验中 正确的连接了电路 但闭合开关后发现灯泡不亮 电压表无示数 你认为电路中可能出现的故障有哪些 你有什么办法可以找出鼓掌出在什么地方了 实验中 滑动变阻器的作用是什么 1 保护电路 2 改变电路中的电流和电阻两端的电压 1 有一个电阻 在它两端加上4V的电压时 通过电阻的电流为2A 假如将电压变为10V 通过电阻的电流为多少 问题分解 有一个电阻 在它两端加上4V的电压时 通过电阻的电流为2A 这个电阻值为多大 把 中电阻的电压变为10V 它的电流应为多大 解 R U I 4V 2A 2 解 I U R 10V 2 5A 2 在一个10 的电阻两端加上某一电压U时 通过它的电流为2A 假如把这个电压加在20 的电阻两端 电流应为多大 问题分解 在一个10 的电阻两端加上某一电压U时 通过它的电流为2A 电压U应为多大 把 中的电压加在20 的电阻上 它的电流应为多大 解 U IR 2A 10 20V 解 I U R 20V 20 1A 课堂检测 1 如图是研究欧姆定律的实验装置 1 请把电路图补充完整并连接实物图 A V 2 在连接实物电路的过程中 开关应当处于 状态 这是为了 在闭合开关之前 滑动变阻器的滑片应当处于 处 这是为了 3 若要用此装置探究 电阻一定时 电阻上的电流与两端电压的关系 则要保持不变 通过改变 来改变定值电阻两端的 测出 记在表格中 则在此实验过程中滑动变阻器的作用是 断开 防止连接错误 造成短路 阻值最大 使电路中电流最小 保护电路元件 电阻 滑动变阻器滑片位置 电压 流过定值电阻的电流 改变定值电阻两端的电压 4 滑片P应向左移动时 电压表的读数 电流表的读数 填 变大 不变 变小 变大 变大 V A 2 为了研究电流跟电压的关系 某同学进行了实验 1 通过实验测得四组数据 请把第四组数据补充完整 2 根据实验可以得到结论 0 8 电阻一定时 流过导体的电流与两端的电压成正比 3 有人根据公式R U I跟公式I U R在形式上相似 把电阻R说成跟电压成正比 跟电流成反比 你认为这种说法对吗 为什么 4 当加在某导体两端电压为4V时 通过它的电流为0 25A 则这导体的电阻为 当加在它两端的电压增大1倍时 该导体的电阻为 导体中通过的电流为 A 当加在导体两端电压为0V时 导体电阻为 答 不对 因为电阻是导体本身的一种性质 它只跟导体的材料 长度 横截面积和温度有关 跟电流 电压无关 16 0 5 16 16 例1 用电压表测出一段导体两端的电压是7 2V 用电流表测出的电流是0 4A 求这段导体的电阻 解 由欧姆定律 18 答 这段导体的电阻为18 已知 U 7 2VI 0 4A求 R 欧姆定律的应用 欧姆定律 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 公式 I U R 1 研究电流跟电阻的关系 用右图所示电路 实验时 在保持电阻不变这一步中 实验要求 RXR A V A 保持滑动变阻器R的滑片位置不变B 保持定值电阻RX两端的电压不变C 保持定值电阻值不变 调节R的滑片到不同的适当位置D 保持电路中的电流不变 C 随堂反馈 2 研究电流跟电压的关系 用右图所示电路 实验时 保持电压不变这一步中 实验要求 A 换用不同电压的电源 调节R 的滑片 保持R上的电压不变B 改变电阻R的大小 调节R 的滑片 保持R两端的电压不变C 调节R 的滑片到适当位置 使R两端电压保持不变D 调节R 的滑片到适当位置 使R 两端的电压不变 B R 练习 一电灯L 电阻是48欧 和24欧的电阻R串联后接在18伏的电源上 如右图所示 电压表的示数为12V 求通过灯的电流大小 分析 应用欧姆定律时注意定律中所示的电流 电压和电阻是对同一导体或同一段电路而语的 要求通过小灯泡的电流 就要找到加在灯两端的电压U 和灯泡的电阻R 然后由定律解答 解 I U R 12V 48 0 25A 思考 加在电阻R上的电压及通过的电流是多大 3 试根据欧姆定律 完成下列表格 4 15 5 如图电路中 电路两端电压U 27V 两电阻R1 6 R2 3 求每个电阻两端的电压 1 对公式的理解中 下列说法正确的是 A 电阻与电压成正比B 电阻与电流成反比C 对某一导体 U与I的比值不变D 以上都有可能 2 如图所示的电路中 电源电压为4V R1 R2 2 当开关S闭合时 电流表的示数为 A 当开关断开时 电流表的示数为 A C 2 1 1 一只灯泡正常发光时两端的电压是6V 电阻是12 现只有一个9V的电源 欲使灯泡正常发光 应该怎样做 2 如图 电阻R1 15 两只电流表的示数分别是0 5A 0 2A 求 1 通过R2的电流 2 电源电压U 3 R2的阻值 4 电路的总电阻R 应串联一只6 的电阻 分压就要串联一个电阻 I2 0 3A U 3V R2 10 R 6 2 如图所示 试分析在开关S闭合的瞬间 电路中各电表示数的变化情况 A变大 V变大 A变大 V不变 A1不变 3 欧姆定律的应用2 分析动态电路 1 如图所示 闭合开关 当滑动变阻器的滑片P向右移时 试分析电路中各电表示数的变化情况 A变小 V变小 A变小 V变大 L P R 3 如图所示 电源电压保持不变 当滑动变阻器的滑片P向左移动 A 电压表的示数变大 灯泡L变暗B 电压表的示数变大 灯泡L变亮C 电压表的示数变小 灯泡L变暗D 电压表的示数变小 灯泡L变亮 D 1 如图所示的路中 闭合开关S后 电压表示数为6V 电流表示数为3A 则右边方框内的电阻连接情况可能为 A 10 和5 的电阻串联B 10 和5 的电阻并联C 6 和3 的电阻串联D 6 和3 的电阻并联 想一想 D A 如图为 研究电流与电阻关系 的实验电路图 1 为了达到研究的目的 实验过程中必须保持 不变 2 当开关S闭合后 电压表的读数是2 5V 电流表的读数是0 5A 现在将阻值为5 的电阻R换成阻值为10 的电阻接入电路来进行研