欧姆定律的应用(沪粤版2016).ppt

14 3欧姆定律的应用 欧姆定律 一段导体中的电流 跟这段导体两端的电压成正比 跟这段导体的电阻成反比 温故知新 U IR 已知U R求I 已知U I求R 已知I R求U 欧姆定律是电学中的重要定律 在生产和生活实际中有着广泛的应用 一 活动1 测量小灯泡工作时的电阻 怎样知道一个正在工作时的小灯泡的电阻呢 用什么仪器测量 用什么仪器测量 电压表 电流表 伏安法 电阻不随亮度改变 因为电阻是导体本身的性质 不会随电流 电压而改变 导体的电阻跟温度有关 亮度不同 灯丝的温度不同 电阻会变化 根据以前的实验经验我们知道 通过灯泡的电流不同 其亮度也会发生变化 请同学们猜一猜 同一灯泡 当亮度不同时 灯丝的电阻是否发生变化 为了验证大家的猜想 需要测量灯泡在不同亮度时的电阻值 怎样设计这个电路图呢 根据电路设计 选择实验器材 连接电路 检查电路无误后 闭合开关 调节滑片P 从尽可能小的电流逐步调至小灯泡正常发光 同时观察小灯泡的亮度 并读出电压表和电流表的示数 将实验数据记录在表格中 1 25 0 18 0 12 0 3 0 33 0 26 2 29 3 8 不亮 灯丝暗红 微弱发光 正常发光 6 94 2 50 11 52 8 81 1 灯泡由不亮逐渐变为正常发光 灯泡灯丝的温度是否在变化 请用手摸一摸 感受灯泡的温度变化 交流与合作 2 小灯泡灯丝的电阻跟灯丝的温度高低有什么关系 灯泡亮 灯丝的温度高 灯丝的温度越高 电阻越大 3 有同学将记录表中四次测量的电阻的平均值作为小灯泡的电阻 你认为这样做正确吗 为什么 因为小灯泡的电阻随温度的变化而变化 灯泡越亮 温度越高 灯丝的电阻越大 不正确 灯丝的电阻与温度有关 灯泡越亮 灯丝的温度越高 电阻越大 分析论证 得出结论 小灯泡灯丝的电阻变化规律可以借助伏 安图像更直观的表示出来 交流与合作 问题1 闭合开关前 滑动变阻器的滑片P应放在什么位置 问题2 若小灯泡断路 则电压表和电流表会如何变化 问题3 若除了小灯泡外在其他地方断路 则电压表和电流表会如何变化 问题4 若小灯泡短路 则电压表和电流表会如何变化 问题5 若电路正常 则当滑动变阻器的滑片向左 或向右 移动 电压表和电流表会如何变化 问题6 若电压表并联在滑动变阻器两端 则当滑动变阻器的滑片向左 或向右 移动 电压表和电流表又会如何变化 定值电阻我们应该怎样测量呢 1 实验原理 2 实验电路图 3 进行实验 1 按电路图连接电路 2 检查电路无误后 闭合开关 调节滑片P 改变待测电阻两端的电压 使电压表的示数变化三次 记下电压值并同时读出电流表的读数 分别填入表格中 3 根据记录的三组数据 分别求出三组对应的电阻值 根据 得出待测电阻值 10 10 10 7 被测电阻的阻值应为 10 2 分析比较上面的实验数据 你还能得到什么结论 保持电阻不变时 电流和电压成正比 定值电阻的伏 安图像 交流与合作 1 这个实验做三次的目的是什么 这与研究电流 电压 电阻之间关系及测量小灯泡工作时的电阻的三次实验的目的有什么不同 探究电流 电压 电阻之间关系的实验时 测量多组数据 是为了避免实验的偶然性和特殊性 分析数据得出普遍结论 在测量小灯泡的电阻时 进行多次测量的目的是比较小灯泡在不同电压时的电阻是否相同 得出小灯泡灯丝的电阻随温度变化的规律 测量定值电阻阻值的实验时多次测量的目的是为了得到多组测量数据 求其平均值 以减小测量误差 在伏安法测量定值电阻的电阻实验中 滑动变阻器是为了改变定值电阻中的电流和电压 便于多次测量求平均值 减小误差 2 滑动变阻器在几个电学实验中的作用 共同作用 保护电路 在探究电流与电压的关系实验中 滑动变阻器是为了改变定值电阻两端的电压 获得多组电压和电流的对应值 通过分析数据 找出电流与电压的关系 在探究电流与电阻的关系实验中 滑动变阻器是为了保持定值电阻两端的电压不变 在伏安法测量小灯泡的电阻实验中 滑动变阻器是为了改变小灯泡两端的电压 比较小灯泡在不同发光情况时的电阻 3 第三次实验所测得的电阻值偏大 原因可能是什么 由电路和仪器的误差引起的 4 比较灯泡在较低电压下和较高电压下测得电阻值有何区别 能否将4次电阻的平均值作为小灯泡的电阻 为什么 较低电压下电阻较小 较高电压下电阻较大 不能 因为灯丝发光时温度升高 使得电阻相差较大 每次测得的数值是灯丝在不同温度下的电阻值 所以不能取平均值 本次实验中 定值电阻的温度变化较小 阻值受温度的影响小 测得的电阻值有偏差 主要是由电路和仪器误差引起 可以取平均值作为该电阻的电阻值 5 某同学在伏安法测定值电阻的实验后认为 随着电压 电流的增大 电阻温度要升高 电阻值应不断变大 每次电阻值应为待测电阻在不同温度下的电阻 不能取平均值 你认为呢 盏 1 用一根长1m 截面积1mm2的铜质导线 电阻为0 017 将220V电源的两极直接连结起来 那么通过导线的电流有多大 如果一盏台灯的工作电流为0 2A 那么通过上述导线的电流相当于多少盏台灯在同时工作 如果这样连接会有什么危害呢 二 活动2 研究短路有什么危害 以前我们学过 连接电路时不允许电源短路 严禁将电流表直接连接到电源上 这是为什么呢 做了下面的计算 你会有更深刻的体会 2 某同学将电流表 其电阻为0 1 量程0 3A 并联在一电器两端 电器两端的电压为3V 算一算通过电流表的电流有多大 这会造成什么危害 通过电流表的电流 远远超过电流表的量程 会把电流表烧坏 学过伏安法测电阻后 老师给了小明一个不透明的箱子 箱子两端各有一个接线柱 请他想办法测出箱内导体的电阻 小明用伏安法测得数据如图 算出箱内电阻R为 打开箱子你发现 1 R1与R2串联 2 R R1 R2 15 这个发现能推导出来吗 通过测量发现 串联电路电流的特点 I I1 I2串联电路电压的特点 U U1 U2 由欧姆定律可知 结论 串联电路的总电阻等于各部分电阻之和 三 串联电路和并联电路的总电阻 1 串联电路电阻的规律 讨论1 为什么串联电路的总电阻比其他电阻大 特点 串联电路总电阻比任何一个导体的电阻都大 这相当于增加了导体的长度 R总 R1 R2 n 讨论3 若有n个相同阻值的电阻串联 总电阻R总等于多少 R总 nR 讨论2 若有n个电阻R1 R2 Rn串联 则它们的总电阻R总等于多少 2 并联电路电阻的规律 请先自主推导 并联电路电压的特点 U U1 U2 并联电路电流的特点 I I1 I2 由欧姆定律可知 R1 R2 U I1 I2 I I U R I1 U1 R1 I2 U2 R2 I I1 I2 U R U1 R1 U2 R2 1 R 1 R1 1 R2 并联电路的总电阻的倒数 等于各并联导体的电阻的倒数之和 这相当于增加了导体的 横截面积 讨论 并联电路的总电阻为什么小于任一并联导体的电阻 串联电路和并联电路的规律 I I1 I2 U U1 U2 U U1 U2 I I1 I2 R R1 R2 串联电路的分压作用 根据欧姆定律 I1 U1 R1I2 U2 R2 根据串联电流特点 I1 I2 U1 R1 U2 R2 串联电路的分压规律 U1 U2 R1 R2 即 串联电路中 电阻越大 分得的电压越大 并联电路的分流作用 R1 R2 U I1 I2 I 根据欧姆定律 U1 I1 R1U2 I2 R2 根据并联电压特点 U1 U2 I1 R1 I2 R2 并联电路的分流规律 I1 I2 R2 R1 并联电路中支路电阻越大 流过的电流越小 R1 10 R2 30 U I 0 5A 例题1 有两个导体 电阻分别为10欧和30欧 把它们串联接通后通过10欧电阻的电流是0 5安 求 电源电压是多少 两个电阻上的电压分别是多少 串联电路中电压和电阻有什么关系 R R1 R2 10 30 40 解 I I1 0 5A U IR 0 5A 40 20V U1 I1R1 0 5A 10 5V U2 I2R2 0 5A 30 15V 串联电路中电压和电阻有什么关系 把电源电压按电阻比例分配 例题2 一个小灯泡的电阻是8欧 正常工作时的电压是3 6伏 现在要把这盏灯直接接在4 5伏的电源上能行吗 怎样做才能使这盏灯正常发光 解 不行 必须串联一个电阻 根据题意画出电路图 则电阻R2分担部分的电压 串联电路电路中的电流 电路中的电流需要串联的电阻 U2 U U1 4 5伏 3 6伏 0 9伏 1 有两只电阻 R1 3 R2 6 若把它们串联后接到电压为6V的电源上 这两只电阻两端的电压之比为U1 U2 通过它们的电流之比为I1 I2 若将它们并联后接到同一电源上 则通过它们的电流之比为I1 I2 1 2 1 1 2 1 2 在图所示的电路中 电源电压保持不变 当开关S由断开到闭合 电流表两次示数之比是1 5 由此可知 电阻R1与R2之比是 A 5 1B 1 5C 1 4D 4 1 D 课堂练习 3 如图所示电路 电源电压保持不变 开关闭合后若变阻器滑片P向左滑动时 则 A V表示数增大 A表示数减小B V表示数减小 A表示数减小C V表示数增大 A表示数增大D V表示数减小 A表示数增大 4 如图所示 AB和BC是由同种材料制成的长度相同 横截面积不同的两段导体 将它们串联后连入电路中 比较这两段导体两端的电压及通过它们的电流的大小 有 A UAB UBC IABUBC IAB IBCD UAB UBC IAB IBC C c 5 在图所示的电路中 电阻R1的阻值是5 干路中的电流I是0 5A 电阻R2两端的电压是2V 求 1 通过R1的电流 2 通过R2的电流 3 R2的阻值 6 如下图所示电路中 电源电压为3V且保持不变 R 10 滑动变阻器的最大阻值R 20 当开关S闭合后 在滑动变阻器的滑片由A端移动到B端的过程中 电流表示数的变化范围 0 3A 0 1A 7 如图所示是两个电路元件A和B在某一温度下各元件中的电流与两端电压的关系 1 由图可知 元件中的电流与它两端电压之间的关系遵循欧姆定律的 选填A或B 2 将A和B并联后接在电压为2 0V的电源两端 求流过A和B的总电流 并联后的总电阻多大