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文檔簡介
...wd......wd......wd...電流電壓第一課時電荷電流學習目標1.知道電荷、電量的概念。2.理解電流的概念,知道電流的方向,記住電流的單位,會使用計算電流和電量。3.理解電流表的使用方法,能正確地將電流表的符號畫在電路中,或將電流表的實物圖連接在電路中,知道電流表的量程和最小刻度,會選擇適宜的電流表的量程,能正確讀出電流表示數。知識解讀電荷的基本單元是電子,電荷的多少叫電量,電量Q的單位是庫侖,用C表示,1C的電量相當于6.25×1018個電子所帶的電荷量。電流的形成⑴電流是電荷定向移動形成的;⑵形成電流的電荷有:正電荷、負電荷。酸堿鹽的水溶液中是正負離子,金屬導體中是自由電子。電流的方向⑴規定:正電荷定向移動的方向為電流的方向;⑵電流的方向跟負電荷定向移動的方向相反;⑶在電源外部,電流的方向是從電源的正極流向負極。4.電流的大小⑴物理學上用電流強度〔簡稱電流〕表示電流的強弱,符號為I,等于每秒內通過導體橫截面的電量,即;⑵電流的單位是安培,簡稱安,1A=1C/s,常用單位還有微安〔mA〕和毫安〔μA〕,1mA=103A,1μA=10-3A。⑶常見家用電器的工作電流一般為零點幾安培,但電吹風空調等工作電流可以到達幾安培甚至十幾安培。5.電流表的使用:⑴使用前應檢查指針是否指在零刻度線上;⑵電流表與被測電路串聯;⑶使電流從電流表正接線柱流入,從負接線柱流出;⑷應選擇適宜量程,在事先不知道電流的大小時,可以用試觸法;=5\*GB2⑸讀數時,應按量程讀數;=6\*GB2⑹不能把電流表直接接在電源兩端,否那么造成電源短路,損壞電源和電流表。經典例說【例1】關于電流的方向,以下說法正確的選項是〔〕A.在金屬導體中是自由電子定向移動形成的電流,所以自由電子定向移動的方向就是電流的方向B.在導電溶液中有可能是自由移動的正、負離子,所以電流的方向不能確定C.金屬導體中的電流方向與其中的自由電子定向移動的方向相反D.帶正電粒子移動的方向就是電流的方向【思路點撥】此題主要考察對于電流方向的理解【解】C【點評】解題中注意兩點:一,電荷必須是定向移動才能形成電流;二,判斷帶電種類對于電流方向的判斷很重要。【例2】日光燈管正常發光時的電流大約為0.2A,那么等于__mA,20秒內通過導體橫截面的電量為__C。【解】200,4。【點評】0.2A=200mA,Q=I?t=0.2A?20s=4C。【例3】右圖是一只電流表的示意圖,當使用電流表“+〞和“0.6〞兩接線柱時,它的最小刻度表示A,指針指數是A;當使用電流表“+〞和“3〞兩接線柱時,它的最小刻度表示A,指針指數是A。【思路點撥】當電流表量程不同時,讀數也不同。【解】0.02,0.24,0.1,1.2。【例4】電流表接入電路時,正負接線柱接反,將會出現〔〕A.電路中沒有電流,也沒有電路元件損壞B.指針向右偏轉C.電流表被燒壞D.電流表指針向左偏轉,損壞電流表【思路點撥】此題綜合考察對于電流表的使用和對短路的認識。【解】D【點評】電流表相當于一根導線,所以電路中有電流,A錯;而由于正負接線柱接反,電流表指針反方向向左偏轉,所以會損壞電流表,而由于沒有出現短路現象,電流不大,不會燒壞電流表,故BC錯。實驗指導【實驗1】用電流表測電流實驗目的:學會用電流表測電流,觀察同一電源不同小燈發光情況與電流的關系。實驗器材:電池,電流表,小燈泡,導線實驗步驟:⑴檢查指針是否指在零刻度線上;⑵選擇適宜量程;=3\*GB2⑶按照電路圖連接電路,連接時斷開電鍵;=4\*GB2⑷閉合電鍵,應按量程讀數,同時觀察小燈發光情況;=5\*GB2⑸換上不同規格的小燈,讀出電流強度本卷須知:=1\*GB2⑴注意每次測量前電流表的調零;=2\*GB2⑵不要把正負接線柱接反;=3\*GB2⑶讀數時用0.6A的量程時要注意最小刻度不是0.01A而是0.02A,讀數小于0.6A時用0.6A的量程誤差比較小。跟蹤訓練一、填空題1.每秒鐘內通過導體叫電流,用符號表示。電流的國際單位是,用符號表示;計算電流的定義式:,1A=C/s,0.4A的含義是。2.在物理學中把______________的方向規定為電流的方向;電路中電流的方向是從電源的____極出來,經導線、用電器等回到電源的______極。電流的方向與金屬導體中自由電子定向移動的方向。第4題圖3.10秒內通過導體橫截面的電量為3庫,那么通過導體的電流為安;如果通過該導體的電流變為0.6安,那么20秒內通過導體橫截面的電量為庫。第4題圖4.如第4題圖所示,一塊手機電池上標有“3.6V,850mAh〞的字樣,當這塊電池充滿電后,在背景燈關閉后的正常待機情況下,手機電流約為10mA,那么此手機的待機時間大約為小時,約天。5.電流表有兩個量程,0.6A和3A,測量普通白熾燈的電流用的量程比較適宜,這時的最小刻度為。6.用電流表測電流時,假設閉合開關發現電流表指針向反方向偏轉,原因是______________________;假設電流表示數為0,原因可能是;假設電流表指針偏轉角度較大,稍稍超過右側最大刻度處,原因可能為;假設電流表指針偏轉角度先是很大,直到右側無刻度處,然后變為0,原因可能是。二、作圖題7.連接下面實物圖,要求兩燈并聯,電鍵控制整個電路,A2測量干路中的電流,A1測量經過L1的電流,并畫出電路圖。第7題圖第7題圖三、選擇題8.某種家用電器工作時電路中每秒通過的電量為5C,該用電器可能是()A.電視機B.半導體收音機C.微波爐D.日光燈9.第9題圖中電流表的示數為〔〕A.可能為0.26AB.一定為0.32AC.一定為1.6AD.可能為1.6A10.第10題圖中,閉合電鍵,兩燈都不發光,電流表示數為0,只有一盞燈有故障,說法正確的選項是〔〕A.L1短路B.L2短路C.L1開路D.L2開路第10題圖四、實驗題11、測量電流大小的儀表叫,它在電路圖中的符號為。正確使用電流表的規那么:〔1〕電流表必須要在被測電路中;〔2〕必須使電流從電流表的""接線柱流進,從""接線柱流出;〔3〕被測電流不要超過電流表的,在不能預知估計被測電流大小時,要先用最大量程,并且,根據情況改用小量程或換更大量程的電流表;〔4〕絕對不允許不經過而把電流表接到兩極。*=5\*GB2⑸電流表并聯在用電器兩端或者直接接電源時,通過它的電流很大,會造成局部短路或者電源短路,所以在分析電路時可以看作或者。第二課時電源電壓學習目標1.知道電源,理解電壓,知道電壓的單位,知道一節干電池的電壓是1.5V,家庭電路的電壓是220V。2.理解電壓表的使用方法,能正確地將電壓表的符號畫在電路中,或將電壓表的實物圖連接在電路中,知道電壓表的量程和最小刻度,會選擇適宜的電壓表的量程,能正確讀出電壓表示數。知識解讀1.電壓:類似水壓,導體中自由電荷需要電壓才能做定向移動。我們用U表示電壓。2.電源:為導體提供電壓的的裝置,是一種能量轉化器。3.電壓的大小=1\*GB2⑴電壓的單位為伏特,簡稱伏,用V表示;其他單位還有千伏〔kV〕和毫伏〔mV〕;1kV=103V,1mV=10-3V。=2\*GB2⑵一節干電池的電壓是1.5V,家庭電路的電壓是220V,一節蓄電池的電壓2V,對于人體的安全電壓不高于36V。4.電壓表的使用:⑴使用前應檢查指針是否指在零刻度線上;⑵電壓表與被測電路并聯;⑶電壓表正接線柱應與被測導體靠近電源正極一端相連,負接線柱與靠近電源負極一端相連;⑷應選擇適宜量程,在事先不知道電壓的大小時,可以用試觸法;=5\*GB2⑸讀數時,應按量程讀數;=6\*GB2⑹不能把電壓表串聯接在被測電路中,否那么造成電路開路,不能測得準確值。經典例說【例1】電路中有電源就一定有電流么【思路點撥】此題考核的是電流形成的條件【解】不一定。電路中有持續電流形成有兩個條件:1電路中有電源〔即存在電壓〕,2電路為通路。【例2】圖中電壓表V1測得的是的電壓,電壓表V2測得的是的電壓。【思路點撥】此題考核的是看電路圖判斷電壓表所測電路,關鍵看電壓表與哪局部導體并聯。【解】電源,L2【點評】注意不要認為V2測的是L1和電源的總電壓,而應該看到電壓表是與導體L2并聯的,測得的是的L2電壓。【例3】觀察電壓表的表盤,標有字母表示讀數是以為單位的,有接線柱,個量程;連接“+〞和“3〞接線柱時,量程為,最小刻度為;連接“+〞和“15〞接線柱時,量程為,最小刻度為;圖中所示讀數應為。【解】V,伏特,3,2,0~3V,0.1V,0~15V,0.05V,2.2V。【例4】在圖中的“○〞內填上適當的電流表或電壓表的符號,并標明正負接線柱。【思路點撥】此題綜合考察對電流表電壓表的連接方式,以及對于并聯和串聯的理解。【解】【點評】特別對于中間這幅圖中的支路位置,考慮應該填什么時,不是看整個電路是并聯還是串聯,而是電表與導體是并聯還是串聯。【例5】如以下列圖的電路中,電源電壓為3V保持不變,斷開開關時,電壓表讀數為V;閉合開關后,電壓表示數為1V,L2短路時,假設L1未損壞,電壓表讀數為V;L2燈絲燒斷時,電壓表讀數為V;L1短路時,電壓表讀數為V。【思路點撥】此題主要考察對于電壓表讀數為0的幾種情況的分析,這對于我們以后分析電路的變化有很大意義。【解】0,3,0,0。【點評】電壓表讀數為0有幾種情況:電壓表一端與電路斷開的局部連接,導致未與電源的兩極直接或間接連接上;電壓表接在一根導線或者短路的導體兩端。前者相當于空接,對于后者我們在實驗現象中可以觀察到,以后的學習中將進一步解釋。*從電壓表的實際工作原理來說,要有電流經過電壓表,電壓表才會有示數,而以上兩種情況,我們可以認為,電壓表分別處于開路和短路,沒有電流經過電壓表,所以電壓表示數為0。*【例6】如以下列圖的電路中,電源電壓不變,閉合開關S后,燈L1、L2都發光,一段時間后,其中一燈突然熄滅,而電流表仍有示數,電壓表的示數不變,請分析產生圖3圖3【思路點撥】此題解題關鍵在于判斷電流表電壓表所測的是哪局部的電流電壓,并要求了解燈泡不發光的原因。【解】小燈L1因為開路熄滅,而電流表電壓表所測的是L2的電流電壓,電壓表所測的同時也是電源電壓,所以由于小燈L2發光,電流表有示數,由于電源不變,電壓表示數也不變。【點評】在初中科學學科的學習中,我們已經學習過串聯和并聯電路的一些特點,其實此題中電流表電壓表的示數都不變,也就是并聯的兩個用電器,一個開路,另一個并不受影響。那么如果一個發生短路,情況如何【舉一反三】如例6圖所示的電路中,電源電壓不變,閉合開關S后,燈L1、L2都發光,一段時間后,兩燈突然熄滅,而電流表示數變為0,電壓表的示數不變,請分析產生這一現象的原因【解】小燈L1因為短路熄滅,而電流表電壓表所測的是L2的電流電壓,電壓表所測的同時也是電源電壓,所以由于電流全部流經小燈L1,小燈L2不發光,電流表示數為0,由于電源不變,電壓表示數不變。【點評】如果是電鍵斷開也能造成兩燈突然熄滅,但是由于電壓表要經過電鍵才能與電源相連,此時電壓表示數變為0;同樣,如果L2因為短路使兩燈熄滅,此時L2的電流會很大,電流表示數超過量程,而不可能為0。實驗指導【實驗2】用電壓表測電壓實驗目的:學會用電壓表測電壓,初步比較串聯電路上不同導體兩點間的電壓的關系。實驗器材:電池,電壓表,小燈泡兩個,導線實驗步驟:⑴檢查指針是否指在零刻度線上;⑵選擇適宜量程;=3\*GB2⑶按照電路圖連接電路,連接時斷開電鍵;=4\*GB2⑷把電壓表接在電源兩端,閉合電鍵,應按量程讀數;=5\*GB2⑸把電壓表接在不同規格的兩盞小燈兩端,讀出電壓大小;把電壓表接在一段導線兩端,讀出電壓大小;本卷須知:注意每次測量時電壓表的調零,不要把正負接線柱接反,讀數時用15V的量程時要注意最小刻度不是0.1V而是0.5V,讀數小于3V時用3V的量程誤差比較小。注意觀察,當電壓表不經過電鍵與電源并聯時,電鍵不閉合,電壓表也有示數,等于電源電壓。跟蹤訓練一、填空題1.電源工作時,不斷地使正極聚集正電荷,負極聚集負電荷,保持電路兩端有一定的使電路中的自由電荷發生,從而在電路中形成,所以說電源是提供的裝置。第3題圖2.我國家庭電路的電壓為______伏,一節干電池的電壓是伏。第3題圖第3題圖3.當使用電壓表的“+〞和“3〞接線柱時,第3題圖甲、乙兩刻度盤上的示數分別是V和V;假設用“+〞和“15〞兩個接線柱時,那么第3題圖示數分別是V和V。第3題圖4.如第4題圖〔b〕所示電路中,當閉合開關后,兩個電壓表指針偏轉均為第4題圖〔a〕中所示,那么燈L2兩端的電壓為____伏,電源電壓為____伏。一段時間后,燈L1的燈絲突然燒斷,那么電壓表V1的示數為____伏。第4題圖〔a〕第4題圖〔b〕二、作圖題5.如第5題圖所示電路中有兩個小燈,請在圖中○內,分別填入及或的符號,要求電鍵閉合時兩燈均能發光,且兩電表的示數均不為零。第5題圖第5題圖6.如第6題圖所示,開關閉合后,燈泡發光,電壓表和電流表分別測出了燈泡兩端的電壓和通過的電流,并且兩表的示數分別不超過3V和0.6A。〔1〕根據要求將圖中實物圖連接起來〔2〕畫出電路圖圖4〔3〕電壓表和電流表的示數各是V,A。圖4第6題圖三、選擇題7.下面關于電壓的說法不正確的選項是〔〕A.某段導體中有電流時,在這段導體的兩端一定有電壓B.在一段電路的兩端如果有電壓,在這段電路中就可能有電流C.電壓是產生電流的原因,在電路的兩端如果沒有電壓,電路中就沒有電流D.電源的電壓可以是電源負極聚集的負電荷通過電路流向正極,與正極聚集的正電荷中和8.關于如第8題圖所示的電表的以下說法中,不正確的選項是()A.它是一個電壓表第8題圖B.它的示數一定是1.7V第8題圖C.它的示數可能是8.5VD.它有一個負接線柱和兩個正接線柱9.關于電壓表,以下說法中不正確的選項是〔〕A.假設不能預先估計被測電壓的大小,應先用大量程試觸B.電壓表必須并聯在被測電路的兩端C.電流必須從電壓表的“+〞接線柱流入,從“-〞接線柱流出D.絕對不允許不經用電器而把電壓表直接連到電源兩極上10.電路如第10題圖所示,閉合電鍵后,發現兩燈均不發光,用電壓表連在L1兩端,發現有示數,電路中除兩盞小燈外其它元件完好,那么兩燈均不發光的原因可能是〔〕第10題圖A.L1燈絲斷了第10題圖B.L2燈絲斷了C.L1L2燈絲都斷了D.以上都有可能11.電路如第11題圖所示,閉合電鍵后,只有一盞燈發光,此時電壓表示數等于電源電壓,原因可能是〔〕第11題圖A.L1開路第11題圖B.L2開路C.L1短路D.L2短路四、實驗題12.電壓表是測量大小的儀表。它在電路中的符號為。正確使用電壓表的規那么:①電壓表要聯在被測電路的兩端;②必須使電流從電壓表的""接線柱流進,從""接線柱流出;③被測電壓不要超過電壓表的,在不能預知估計被測電壓大小時,要先用最大量程,并且,根據情況改用小量程或換更大量程的電壓表;④電壓表可以直接接到電源的正負極上,測出的電壓是電壓。*=5\*GB3⑤電壓表理論上認為通過它的電流很小,接近0,所以在分析電路時可以看作。電阻歐姆定律第一課時電阻歐姆定律學習目標理解電阻的概念,知道電阻是導體的一種性質,知道電阻的單位。學會探究U、I與R關系的方法,能用R=計算電阻。掌握歐姆定律,知道其內容和公式I=,理解I與U、R的關系。知識解讀電阻=1\*GB2⑴概念:導體對電流的阻礙作用,用R表示。=2\*GB2⑵電阻的大小:U/I;物理意義:U/I的數值等于當導體通過的電流為1A時,需在導體兩端加的電壓值。=3\*GB2⑶電阻的單位:歐姆,簡稱歐,用Ω表示,1Ω=1V/A。其它單位:千歐〔kΩ〕兆歐〔MΩ〕,1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω。R2R1=4\*GB2⑷通過實驗探究可知:R=U/I的含義是導體的電阻在數值上等于導體兩端的電壓跟通過導體電流的比值,但不能認為“電阻跟電壓成正比,跟電流成反比〞;一樣溫度的條件下,同一導體的電阻是不變的。R2R1=5\*GB2⑸U-I圖像對于一樣溫度的條件下的同一導體,是一條過原點的直線,即I與U成正比;對于不同的導體,U/I的比值可能不一定一樣。歐姆定律=1\*GB2⑴內容:導體中的電流跟這段導體兩端所加的電壓成正比。=2\*GB2⑵公式:=3\*GB2⑶含義:當導體的電阻R一定時,導體兩端的電壓增加幾倍,通過這段導體的電流就增加幾倍。這反映導體的電阻一定時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比例關系(I∝U)。當電壓一定時,導體的電阻增加到原來的幾倍,那么導體中的電流就減小為原來的幾分之一。反映了電壓一定時,導體中的電流跟導體的電阻成反比例的關系(I∝U/R)。=4\*GB2⑷變換式:對于公式中產生的兩個變換式,要了解這不單是數字意義上的變換和變形,三個式子都有其不同的物理意義。,是歐姆定律的本式,它反映了通過導體的電流大小和導體兩端電壓及導體電阻在數量上的關系,電流I的大小是由U和R決定的,U和R是因,而I是果。,不是歐姆定律的基本公式,它只是告訴我們計算電阻大小的一種方法,即所謂的伏安法。,也不是歐姆定律的基本公式,它是告訴:要求一個電阻兩端的電壓,可以用通過電阻的電流大小和電阻大小的乘積來獲得。=5\*GB2⑸注意:歐姆定律要明白文字表達的內容和公式表達的對應關系,對于公式中出現的三個物理量要明白它們的“同一性〞,即電壓、電流和電阻是指針對于同一導體,并且是同一個時刻。對于歐姆定律中的公式和定律內容之間的對應關系,要注意,三個單位“配套〞使用,只有在電壓U單位用伏特,電流I單位用安培,電阻R單位用歐姆時,公式才可直接使用。在探究U、I、R的關系時,我們要用到控制變量法和實驗歸納法。經典例說【例1】電阻是導體對電流的阻礙作用,當電流為0時,這種阻礙作用也就消失,于是有人說導體的電阻也就沒有了,這種說法對不對【思路點撥】此題考察對于電阻概念的理解。【解】這種說法不對,因為導體的電阻是導體本身的一種屬性,它的大小只與導體本身及溫度有關,而與通過導體的電流和導體兩端的電壓無關,我們通過導體兩端電壓的大小和通過導體的電流大小可以用來對導體電阻的大小進展測量或計算。電流即使沒有但電阻即是客觀存在的,就如同我們用一把尺子可以對文具盒的長度進展量度,但假設沒有尺子,文具盒照樣是客觀存在一樣。【點評】下一節課中,我們將研究導體的電阻由它的哪些因素決定。【例2】一個定值電阻,阻值為200,接在電壓為12V的電源兩端,那么通過該電阻的電流強度是________,假設要通過該電阻的電流大小為0.15A,那么需要在電阻兩端加上_______V的電壓。【思路點撥】此題考核對于歐姆定律的簡單應用。【解】由歐姆定律,可得出;假設要使通過電阻的電流為0.15A,那么電阻兩端加的電壓,此題用了歐姆定律的基本公式和一個變換公式,后半局部也可采用比例方法。因為是對于同一個電阻,所以有,可得。【點評】注意題目中有兩個時刻的U和I,最好加以腳標加以區分,這樣不容易在計算代入數值時出錯。【例3】在研究導體的某種性質時,某組同學用導線將可以調節電壓的穩壓電源、電流表、電壓表、電鍵和導體甲連成圖示電路。改變電源電壓,記錄導體兩端電流電壓值,填入下表1中。然后用導體乙、導體丙分別替代導體甲,重復上述實驗,記錄數據在表2和表3中。表1表2表3實驗序號電壓〔V〕電流〔A〕110.1220.2330.3實驗序號電壓〔V〕電流〔A〕410.251.50.3620.4實驗序號電壓〔V〕電流〔A〕71.50.1830.294.50.3=1\*GB2⑴分析比較實驗序號1、2、3〔或4、5、6或7、8、9〕的電流與電壓變化的倍數關系,可以得出初步結論:。=2\*GB2⑵分析比較實驗序號在電壓一樣時的電流關系,可以得出初步結論:當電壓一樣時,不同導體通過的電流不同。=3\*GB2⑶進一步綜合分析比較表1、表2、表3中的數據,并歸納得出結論:=1\*alphabetica綜合分析比較表1、表2或表3中的數據,可以得出初步結論:。=2\*alphabeticb綜合分析比較表1、表2和表3中的數據,可以得出初步結論:。【思路點撥】表格分析題有一定難度,除了對物理概念要十分清晰以外,還要注重讀懂題意。題中第一句話說“在研究導體的某種性質時〞,導體的性質現有階段我們只學了電阻,而三個表格中都是某電阻的電流電壓。【解】=1\*GB2⑴對于一個確定的導體,電流與電壓成正比。=2\*GB2⑵1與4、2與6、5與7、3與8。=3\*GB2⑶=1\*alphabetica.一樣導體,U/I是確定值;=2\*alphabeticb.不同導體,U/I不是確定值。【點評】第一問要比較電流與電壓變化的倍數關系,發現電壓變化為幾倍,電流也變化為幾倍,可以得出成正比的結論;第二問中要注意電壓一樣的實驗序號要填寫完全,不要漏了某組;最后一問要求綜合分析比較表1、表2、表3中的數據,要求我們對數據進展處理,一般一樣單位數據用“求和〞或“求差〞,不同單位數據用“求乘積〞或“求比值〞,這里正是用求比值的方法。【例4】1分鐘內通過某電阻的電量為120庫,通過該電阻的電流強度是________安,電阻兩端的電壓是6伏,該電阻的阻值是_________歐;電阻兩端的電壓是0伏時,該電阻的阻值是_________歐。【思路點撥】此題要結合,兩個公式進展求解。【解】2A,3Ω,3Ω。【點評】注意第三問不可由公式來解得,而要明白R不會因U的變化而變化,而且光從數學的角度來看,U=0時,I=0,0/0沒有意義。實驗指導【實驗】探究U、I、R的關系實驗器材:干電池數節、定值電阻假設干個〔阻值成倍數關系〕、電流表、電壓表各一個、導線假設干。實驗步驟:1.實驗探究方法;控制變量法用實驗來探究一個量隨兩個兩〔或多個〕量變化的關系時,要保持一個〔或幾個〕量不變,只改變一個量,研究這個量與該變量之間的關系。把一個兩因素〔或多因素〕的問題變成兩個〔或多個〕單因素問題的研究方法,稱為控制變量法。“研究導體中電流與導體兩端的電壓之間的關系〞和“研究電流與電阻的關系〞就是采用這一方法,從而總結出歐姆定律。2.實驗程序探究“通過實驗研究電流跟電壓、電阻的關系〞時,可以采用以下一般程序:①提出問題。電流跟電壓、電阻有什么樣的關系②猜想與假設.由電壓是產生電流的原因猜想:電壓越高,電流可能越大;有電阻是導體對電流的阻礙作用猜想:電阻越大,電流可能越小。③設計實驗.設計電路要有這樣的功能:能使電阻不變,改變電壓,從而測出電流;使電壓不變改變電阻。電路圖如以下列圖這里我們用改變電池數目來改變導體兩端電壓,用換不同的導體來改變電阻。④結論與理解:“當電阻不變時,導體中電流跟導體兩端電壓成正比;當導體兩端電壓一定時,導體中的電流跟電阻成反比。〞本卷須知:1.實驗時注意電流表電壓表的使用,改變電壓時,注意可能要更換電壓表及電流表的量程;2.注意解釋結論時,前提條件不能丟,也不要誤說成“電壓與電流成正比〞或者“電阻與電流成反比〞不然就會容易出現因果倒置的錯誤。跟蹤訓練一、填空題1.導體的電阻表示導體的一種性質,它反映了導體對_____________作用的大小。2.⑴2700=________k=_________Mk。⑵_________=_________k。3.當一導體兩端電壓為6V時,通過它的電流大小為0.3A,那么該導體的電阻為________,假設兩端電壓減小為一半,那么通過導體的電流大小為_______A,假設電路斷開,那么通過導體的電流為_______A,導體的電阻為________。4.人體最低的電阻約為800,假設通過人體的電流大于45mA,人會發生生命不安全,因而加在人體的電壓不能超過________V。5.一段導體兩端電壓為5V時,導體中的電流強度為0.5A,假設導體兩端電壓增加一倍,導體中的電流應為_____;當電壓變為零時,導體的電阻為。二、作圖題6.將實物連接成電路,要求小燈與電阻串聯,電流表測小燈的電流,電壓表測小燈的電壓,并畫出電路圖。第6題圖第6題圖三、選擇題7.由歐姆定律導出公式R=U/I,以下說法中正確的選項是〔〕A.導體的電阻和它兩端的電壓成正比
B.導體的電阻和通過它的電流成反比
C.當導體兩端電壓為零時,它的電阻也為零
D.以上說法都不正確8.一個電阻其阻值為10,現在其兩端加上3V的電壓,那么通過它的電流大小為〔〕A、3.3AB、0.3AC、30AD、都不對9.一個電阻阻值為R1兩端所加電壓為U,通過電阻的電流為I,那么如果加在此電阻兩端電壓加倍為2U,那么會〔〕A、電流不變,電阻加倍B、電流不變,電阻不變C、電流加倍,電阻不變D、電流加倍,電阻加倍導體兩端電壓導體的電阻通過導體的電流2V5Ω0.4A2V10Ω0.2A2V20Ω0.1A10.根據表格中實驗數據,可以得到的結論是〔〕A.導體電阻一定時,電壓跟電流成正比
B.導體電阻一定時,電流跟電壓成正比
C.電壓一定時,電阻跟電流成反比
D.電壓一定時,電流跟電阻成反比圖6第11題圖11.在測電阻實驗,如第11題圖中a、b電表分別表示〔〕A.a是電流表,b是電壓表
B.a是電壓表,b是電流表
C.a、b都是電壓表
D.a、b圖6第11題圖圖712.第12題圖所示為測定電阻的電路圖。如果某同學在操作中兩電表的量程選擇正確,但不慎將兩電表的位置對調了一下,那么開關閉合后〔〕圖7第12題圖第12題圖四、實驗題13.某同學使用干電池數節、定值電阻假設干個〔阻值成倍數關系〕、電流表、電壓表各一個、導線假設干做實驗,研究導體中電流與導體兩端的電壓及電阻的關系。=1\*GB2⑴某同學采用,使R兩端電壓變化,記錄如表一,請把漏掉項補上.根據實驗數據可得到結論:.=2\*GB2⑵換用不同的定值電阻使電阻成的變化,保持不變,使每次電阻兩端的電壓不變,記錄的不同值和對應的電流見表二:根據實驗數據可得到結論:。電阻R電阻R=10Ω電壓〔V〕369電流〔A〕0.30.60.9電壓U=6V電阻〔Ω〕51015電流〔A〕1.20.60.414.某同學研究導體的性質,用導體甲和乙連入電路中,改變可變電壓電源的電壓,觀察電流的變化,記錄實驗數據在下表中。實驗次數12345導體甲U〔V〕11.522.53I〔A〕0.20.30.42.50.6導體乙U〔V〕11.522.53I〔A〕0.10.150.20.250.3第14題圖根據表格,他畫出了I-U圖像,如第14題圖,由圖可知,=1\*GB2⑴導體甲和乙的I-U圖像都是一條過原點的直線,可以得出結論;=2\*GB2⑵導體甲和乙的I-U圖像是兩條不同的直線,可以得出結論,又可知導體甲的電阻導體甲的電阻;=3\*GB2⑶在畫圖過程中,該同學忽略了導體的第組數據,因為該數據中的項出現了明顯錯誤,可能造成此錯誤的原因是。第14題圖電阻歐姆定律第二課時變阻器歐姆定律的應用學習目標1.知道導體的電阻跟導體的哪些因素有關,理解決定電阻大小的因素。2.理解變阻器的構造及作用,畫出滑動變阻器的符號及構造示意圖,會正確使用變阻器。3.通過發現用滑動變阻器使電路中的電流發生連續變化的最簡捷方法,進一步加深變阻器在電路中所發揮作用的理解。知識解讀決定導體電阻大小的因素。=1\*GB2⑴導體的材料,不同材料即使其他條件一樣,阻值一般也不同,從課本p10表中的數據可知,銀的導電性能最好,因此,在一樣長度和橫截面積的情況下,它的電阻最小。其次是銅,再次是鋁;=2\*GB2⑵導體的長度,其他條件一樣時,導體長度越長,阻值越大;=3\*GB2⑶導體的橫截面積,其他條件一樣時,導體橫截面積越小,阻值越大;=4\*GB2⑷導體的溫度,一般情況下是溫度升高,電阻變大,如白熾燈的燈絲〔由鎢絲繞制〕在工作時〔已熱至白熾化,其溫度已升高到千度以上〕此時的電阻已比不工作時的電阻大許多倍。但也有例外,例如半導體在溫度升高時,電阻反而變小。2.滑動變阻器=1\*GB2⑴構造:變阻器的構造主要為瓷管、線圈〔電阻率較大的合金線繞制〕、滑片、接線柱等組成,電阻線外表涂著絕緣漆,所以制成的線圈各匝之間相互絕緣,為使滑片P跟電阻線接觸良好,線圈上接觸滑片的地方,絕緣漆被刮去,為了便于接線,將滑片套在金屬棒上,金屬棒兩端安裝有接線柱。=2\*GB2⑵原理:通過改變接入電路中的導體長度,改變阻值。相比于拉桿式變阻器和旋盤式變阻箱,它能夠連續的改變電阻值,所以將它連入電路時,根據歐姆定律,能夠連續改變電壓或者電流。=3\*GB2⑶使用方法=1\*GB3①接法:將變阻器串聯在電路中,要將變阻器的兩個接線柱接入電路。滑動變阻器共有三個或四個接線柱,我們在使用的時候,一般只連接其中的兩個接線柱。當連接A、B兩接線柱時,變阻器的整段電阻絲連入電路,因此無論P怎樣移動,都不能改變電路中的電阻,這時變阻器相當于一個定值電阻〔圖a〕;當連接C、D兩接線柱時,變阻器的金屬棒直接連入電路,同樣的,無論P怎樣移動,都不能改變電路中的電阻,這時變阻器相當于一段導線〔圖b〕。可見,當同時連接滑動變阻器的上面或下面兩個接線柱時,它在電路中將不能起到變阻的作用,因而在實際連接時,我們應連接上面和下面的各一個接線柱。如圖c滑動變阻器的PA段接入電路,所以當滑片P向右移時,PA段的長度變長,電阻RPA變大。可歸納規律為“一上一下,關鍵看下〞。〔如果是三個接線柱,那么C、D兩接線柱中只剩下一個接線柱。〕=2\*GB3②.使用規那么:A.一般串聯在電路中。B.弄清滑片移動時,變阻器接入的電阻線長度怎樣變化,電阻怎樣改變,電路中電流怎樣變化C.使用前應將滑片放在變阻器阻值最大位置。D.使用前要了解銘牌。銘牌上標有變阻器的最大電阻值和變阻器允許通過的最大電流值。E.接入電路時接線柱的選擇原那么就是“一上一下〞。3.利用滑動變阻器改變電路中的電流。如圖移動滑動變阻器的滑片,發現在電壓不變的情況下,改變電阻可使電流發生變化。在分析有關滑動變阻器的電路的過程中一定要做到有序分析:變阻器接入電路的是哪一段電阻線滑片向左右滑動時,這段電阻線的長度怎樣改變變阻器接入電路的電阻怎樣改變,電路中的電流怎樣改變電流表的示數怎樣變化*4.半導體我們看到教材p10表格中,幾種材料制成的長1米、橫截面積1毫米2的導線在20℃時的電阻是101~10-2歐,長1米、橫截面積是1毫米2的木材在20℃時的電阻約是1014~1018歐,玻璃的電阻是1016~1020歐,橡膠的電阻是1018~1021歐。由比較可見,在一樣條件下,絕緣體的電阻比導體的電阻大十萬億〔1013〕倍以上。導電性能介于導體與絕緣體之間的材料,叫做半導體。例如:鍺、硅、砷化鎵等。半導體在科學技術、工農業生產和生活中有著廣泛的應用。例如:電視、半導體收音機、電子計算機等。下面介紹它所具有的特殊的電學性能。①壓敏性:有的半導體在受到壓力后電阻發生較大的變化。用途:制成壓敏元件,接入電路,測出電流變化,以確定壓力的變化。②熱敏性:有的半導體在受熱后電阻隨溫度升高而迅速減小。用途:制成熱敏電阻,用來測量很小范圍內的溫度變化。③光敏性:有的半導體在光照下電阻大為減小。用途:制成光敏電阻,用于對光照反映靈敏的自動控制設備中。*5.超導體金屬的電阻隨溫度的升高而增大,當金屬的溫度降低時,它的電阻減小。1911年,荷蘭物理學家昂內斯在測定水銀在低溫下的電阻值時發現,當溫度降到-269℃左右時,水銀的電阻變為零,這種現象叫超導現象。能夠發生超導現象的物質,叫做超導體。注意:不是所有物體都會發生超導現象。目前超導體還不能在常溫下應用于實際生產和生活中,只應用于科學實驗和高新技術中。如果能應用于實際,會給人類帶來很大的好處。例如:①輸電導線利用超導體,可以大大降低輸電的電能損耗。②如果把發電機和電動機的線圈用超導體制成超導線圈,可以使發電機和電動機的質量減小,功率增大,效率提高。③利用超導體可制造出磁懸浮列車,它的速度可達幾百千米每時。超導研究的歷史和開展前景1911年,昂內斯首先發現水銀的超導現象。1911年~1986年3月經過75年的努力,找到具有高轉變溫度的超導材料——鈮三鍺,Tc為-250℃。1987年2月24日,我國宣布獲得Tc為-173℃以上的超導體。1989年,我國已找到Tc為-141℃的超導體材料。經典例說【例1】關于導線的電阻,正確的說法是〔〕A、兩根粗細一樣的導線,長的電阻比短的電阻大B、兩根同樣長短的導線,橫戴面小的比橫截面大的電阻大C、鐵的電阻比銅的電阻大D、粗的銅導線其電阻可能比細的鐵導線電阻還要大【思路點撥】:導線的電阻大小由導線的材料、長度和橫截面積三個因素共同決定,缺少任何一個條件,都無法進展比較。【解】D【點評】假設以A項因為并未指明為何種材料,無法進展比較A項錯。B項也犯有同樣錯誤,未指明導線的材料,無法進展比較,因此B項錯。C項只指明了一種因素即材料,但未明確長短和粗細,因而條件缺乏,也不能下定論,故C項錯。D項對,因為并未說明長度的關系,以各種可能發生。此題是一道考察探索方法的題型。探索未知問題,對研究問題的方法的選擇非常重要,在初中探索物理問題的方法常有:觀察法、實驗法、歸納法、演繹法、等效法、類比法和比較法等。此題是考察控制變量法的典型試題,可以看出研究問題的方法的選擇對于研究問題結論的獲取非常重要和有效。誤區分析:學生由于對探索物理問題方法的不重視,常導致不會選擇正確的研究方法。此題是控制變量法的應用,一般學生在研究問題時,容易無視對物理變量的控制,因此會使研究問題的對象發生偏差或者錯位。有效防止探索方法選擇的錯誤,關鍵是科學分析題目和數據,找出其中蘊藏規律,并找準研究問題的對象。【例2】有甲、乙兩導體用同種合金制成,且長度也相等,而甲導體的橫截面積是乙導體的2倍,哪個的電阻大假設將甲導體的長度均勻地拉長為原來的2倍,甲、乙兩導體的電阻哪個大【思路點撥】因為導體的電阻是由材料、長度、橫截面積和溫度等因素決定的,所以要比較兩導體電阻的大小,這些因素必須共同考慮。此題要求從定量的角度進展分析。【解】乙導體的電阻大;甲導體的電阻大【點評】根據導體的電阻與橫截面積的關系,可知乙導體的電阻大。假設將甲導體的長度拉長為原來的2倍,當導體的體積不變時,甲導體的橫截面積將減小為原來的1/2,即與乙導體的橫截面積相等。根據導體的長度與電阻的關系,可判斷甲導體的電阻大于乙導體的電阻。【例3】圖為滑動變阻器的簡圖,它有四個接線柱,C和D為金屬棒的兩端。A和B為電阻線圈的兩個端點,P為滑片,那么一共有______種接法,假設把C和D直接接入電路電阻將為_______,假設把A和B直接接入電路電阻將________;要想使變阻器能夠起到變阻作用有______種接法,它們是分別接入_________。【思路點撥】此題考核滑動變阻器的接法。【解】6,0,最大,4,A和C、A和D、B和C、B和D。【點評】對于A、B、C、D四個接線柱共有6種接法,假設把C和D接線柱直接接入電路,因金屬棒的電阻大小可以不考慮,所以電阻為零;假設把A和B兩個接線柱接入電路,電阻為最大值且不起變阻的作用,要想能起到變阻作用有4種接法,要求接入電路時接線柱的選擇原那么就是“一上一下〞,即分別接入A和C、A和D、B和C、B和D。【例4】在電路圖中,用筆線代替導線連接電路元件,使電表都有讀數,并且p向左滑動時,電流表的示數變大。【思路點撥】此題考察電路的連接以及滑動變阻器的正確接法。【解】如圖【點評】要使p向左滑動時,電流表的示數變大,就要使滑動變阻器的電阻變小,p向左滑動時,左側局部電阻變小,所以應該是左側電阻絲接入了電路,所以應該接A接線柱。【舉一反三】如果滑動變阻器接入電路的接線柱變為AB,那么p向左滑動時,電流表的示數_______,接入電路的接線柱變為BD,那么p向左滑動時,電流表的示數_______,接入電路的接線柱變為CD,那么p向左滑動時,電流表_______,電路中發生_______。【解】不變,變小,偏轉很大超過量程被燒壞,短路。【例5】有同學將電路連成如以下列圖,電源電壓為3V,變阻器的阻值變化范圍是0Ω~20Ω,當P移到滑動變阻器中點時,此時電路中電流表A的讀數是_______,電流表A1的讀數是_______,電壓表V的讀數是_______,電壓表V1的讀數是_______,變阻器連入電路中的阻值等于表_____與表______讀數的比值,應該為_______Ω。【思路點撥】此題要求學生對于電路有較強的的分析能力,能認識到滑動變阻器的接法不正確時,可能會相當于定值電阻,并會利用歐姆定律進展計算。【解】0A,0.15A,1.5V,3V,V1,A1,20。【點評】電流表A與電壓表V串聯,所以此支路斷開,其中電流為0A,因此接入電路中的滑動變阻器相當于一個定值電阻,阻值等于20Ω;由于表V1、A1分別測的是這個20Ω定值電阻的電壓和電流,而且表V1所測得也是電源電壓,所以V1示數為3V,A1示數等于3V/20Ω=0.15A;而電表V測的是左半局部電阻的電壓,用左半局部電阻的電流0.15A乘以這局部電阻的電阻值10Ω,就可得電壓值為1.5V。實驗指導【實驗】利用滑動變阻器改變電流實驗器材:滑動變阻器,電流表,電壓表,電鍵,學生電源或干電池3節,導線假設干。實驗步驟:1.觀察滑動變阻器的銘牌,據此選擇適宜的電流表電壓表量程;觀察滑動變阻器的構造,分析移動滑片時電阻值的變化。2.按照圖組成電路,并把滑片移動到使阻值最大的位置。3.閉合電鍵改變滑片位置,使安培計示數在整刻度上,再讀取伏特計示數。連作4次,取4組相對應的電流值和電壓值。4.總結:當滑動變阻器阻值減小時,電路中電流怎樣變,滑動變阻器兩端電壓怎樣變;當滑動變阻器阻值增大時,電路中電流怎樣變,滑動變阻器兩端電壓怎樣變。本卷須知:1.滑動變阻器上一般都標有允許通過的最大電流值,使用時要注意觀察電流表示數,不能超過這個值。2.使用滑動變阻器前,先應來回滑動幾次滑片,除去接觸點上灰塵等污物,以保證接觸良好。3.實驗時謹防損傷電阻絲絕緣層,以免造成匝間短路。跟蹤訓練一、填空題1.導體的電阻跟_________、__________、__________、__________有關。在材料和長度一樣時,導體的橫截面積越大,其阻值越_________。2.實驗室中常見的變阻器有________和________,它們的工作原理都是利用__________,從而到達改變電路中的___________。3.三根同種材料制成的導線,其中長度L甲>L乙>L丙,而截面積S甲<S乙<S丙,那么甲、乙、丙三根導線,按電阻大小的順序排列應為_________>________>________。4.在探究導體電阻大小與哪些因素有關的實驗中,采用了“控制變量〞的方法。下表是某實驗小組在實驗中所用導體的相關物理量的記錄:〔1〕要探究導體電阻大小與長度是否有關,應選用兩根導體;〔2〕要探究導體電阻大小與橫截面積是否有關,應選用兩根導體。〔3〕要探究導體電阻大小與導體材料是否有關,應選用兩根導體。第4題圖二、選擇題5.一段由假設干股組成的銅芯線,當抽去它其中的幾股后,這段銅芯線的電阻將〔〕A、變大B、變小C、不變D、無法確定6.關于電阻以下說法正確的選項是〔〕A、長的導線比短的導線電阻大B、粗的導線比細的導線電阻小C、銅導線比鐵導線電阻小D、以上講法均不準確7.兩捆質量一樣的均勻銅導線,甲捆銅導線的橫截面積為1.5mm2,而乙捆銅導線的橫截面積為1mm2,那么電阻大的為〔〕A、甲B、乙.C、一樣D、由于長度不知道,無法確定。8.如第8題圖所示,a、b、c、d是滑動變阻器的四個接線柱,現把此變阻器串聯接入電路中,并要求滑片P向接線柱c移動時,電路中的電流減小,那么接入電路的接線柱可能是()第8題圖A.a和cB.a和b〔多項選擇〕第8題圖C.b和cD.b和d三、實驗題第9題圖9.如第9題圖所示,甲圖中AB和CD是長度不同,粗細一樣的鎳鉻合金線,乙圖中AB和CD是長度一樣,粗細不同的鎳鉻合金線,用圖示裝置可以研究同種材料導線電阻大小與什么因素有關,有什么關系。由甲圖的實驗可以得出的結論是:;第9題圖由乙圖的實驗裝置可以得出的結論是:。10.導電溶液在未飽和至飽和的過程中,其電阻怎樣變化器材準備:電池級、電流表、2.5V小燈泡、開關、燒杯、水、碳酸鈉粉末、兩根碳棒、導線假設干。第13題圖實驗裝置如第12題圖所示。第13題圖實驗步驟:⑴按如以下列圖裝置連接電路。⑵閉合開關,觀察燈泡的亮度及電流表的示數〔此時燈泡不發光,電流表無示數〕。⑶向燒杯內逐漸參加碳酸鈉的粉末,并不斷攪拌,觀察燈泡的亮度及電流表的示數。〔現象:燈泡剛開場微微發光,后來正常發光,電流表的示數由小變大〕實驗分析:在碳酸鈉溶液未飽和時,溶液中自由移動的鈉離子與碳酸根離子的濃度較小,而這兩種離子恰恰是參與導電的電荷。當溶液到達飽和時,鈉離子與碳酸根離子的濃度也到達了飽和。相對而言,參與導電的電荷數變多,所以溶液的導電性增加,即它的電阻值變小。實驗結論:_________________________________________11.在測量某一定值電阻Rx阻值的實驗中,小李同學按照正確步驟進展實驗。實驗過程中,由于小李同學的疏忽,做完實驗后他才發現,把測量的電流值都寫在草稿紙上而忘記填入記錄表格中。〔1)請你幫助小李同學把記錄在草稿紙上的電流值對應填入表格中,并寫出你所依據的物理規律是;(2)根據測量數據計算該定值電阻的阻值為Ω(小數點后保存一位數字);7.3串聯電路第一課時串聯電路的特點學習目標理解串聯電路的特點。知道通過實驗探究和歐姆定律數學推導,歸納得到串聯電路中的電流、電壓、電阻特點。理解串聯電路的分壓作用。理解用伏安法測電阻。知識解讀串聯電路概念:用導線把電路元件逐個順次連接起來組成的電路。2.串聯電路的特點:=1\*GB2⑴串聯電路中電流只有一條路徑,各用電器不能單獨工作,電路中一處開路,整個電路開路。理解:串聯電路中并列連接在導體兩端的電壓表,由于其中沒有電流,不會因為其發生開路而影響整個串聯電路。=2\*GB2⑵串聯電路中電流處處相等,I=I1=I2。理解:電流是在電路中的每一局部同時產生的,不會在流經導體后消耗減少,平時我們說的耗電量,不是消耗電量或者電流,而是電能有多少轉化為其它形式的能。=3\*GB2⑶串聯電路兩端的總電壓等于串聯各導體兩端的電壓之和,U=U1+U2。理解:串聯電路兩端的總電壓就是電源電壓。=4\*GB2⑷串聯電路的總電阻等于各串聯導體的電阻之和,R=R1+R2。理解:把幾個導體串聯起來,相當于增加了導體的長度,所以總電阻比任何一個導體的電阻都大,總電阻也叫串聯電路的等效電阻。=5\*GB2⑸串聯電路中各電阻兩端的電壓跟它們的電阻大小成正比,U1︰U2=R1︰R2。理解:公式可以變形為U1=U,U2=U。=6\*GB2⑹注意:以上公式都適用于電路中不止兩個導體的情況,如U=U1+U2+U3+U4……,U1︰U2︰U3︰U4︰……=R1︰R2︰R3︰R4︰……;3.伏安法測電阻=1\*GB2⑴實驗原理:歐姆定律的變形公式R=U/I.=2\*GB2⑵滑動變阻器的作用:與待測電阻串聯,當移動滑片時,通過改變自身電阻改變電路中各電阻的電壓分配,從而改變待測電阻兩端的電壓,得到多組U、I值,計算出多組R值的平均值,減小實驗誤差。經典例說【例1】兩個燈泡串聯,因為電阻是對電流的阻礙,所以電阻大的那個燈泡通過的電流小,而電阻小的那個燈泡通過的電流大,對嗎【思路點撥】此題考察對串聯電路的電流特點的理解以及利用歐姆定律的分析問題的能力。【解】不對,因為串聯電路中電流處處相等,而且電阻小的導體電流大有前提;必須是電壓相等時。【點評】這題有些迷惑性,我們知道串聯電路的電流相等,通過兩個串聯起來的燈泡的電流強度應該是相等的,但是后半段的話似乎也有道理,因為電阻是對電流的阻礙,所以通過電阻大的燈泡電流要小,但是這里忽略了一個問題,這兩個小燈泡兩端的電壓一樣嗎就是因為如此,才得出錯誤的結論。【例2】一樣材料做成的導體,長度一樣,橫截面積之比為S1︰S2=2︰3,那么將兩個導體如圖接入電路中,那么兩導體兩端電壓之比為U1︰U2=_________,通過兩導體的電流之比為I1︰I2=_________。【思路點撥】此題綜合考察對電阻的影響因素和串聯電路的特點的理解應用。【解】3︰2,1︰1。【點評】容易犯的錯誤是認為電流之比與電阻成反比,為I1︰I2=2:3,忘記利用串聯電路的特點解題。【例3】電路如以下列圖,當斷開電鍵時,電流表和電壓表示數分別為2V、0.2A,當閉合電鍵時,電壓表示數變為6V,求R和R’的阻值。【思路點撥】此題主要要能判斷電鍵閉合前后電路情況的變化,電路中電阻及其兩端電壓的變化情況。【解】當斷開電鍵時,R和R’串聯在電路中,電壓表測的是R電壓,所以R=UR/IR=2V/0.2A=10Ω;當閉合電鍵時,R’被短路,電壓表測的是電源電壓,所以U源=6V,U’=U源-UR=6V-2V=4V,R’=U’/I’=4V/0.2A=20Ω【點評】求R’時也可利用UR︰U’=R︰R’來解。此題中的條件也可以改為,兩種情況下電流表的示數,同樣也可以求得電阻的值。【例4】在圖中所示的電路中,電阻R1和R2是________聯連接的〔選填:“串〞或“并〞〕。當滑片P向左移動時,電流表的示數將_____________,電壓表的示數與電流表的示數的比值將__________〔均選填:“變大〞、“變小〞或“不變〞〕。【思路點撥】串聯電路中含有滑動變阻器的問題,基于串聯電路中電流和電壓特點進展分析,當滑動變阻器滑片滑動時,電流表和電壓表的示數一般都會變化,電路中不會變化的有定值電阻的電阻和電源的電壓。【解】串聯,變大,變小。【點評】在這個電路中,電阻于滑動變阻器串聯,當滑片P向左移動時,滑動變阻器電阻變小,總電阻變小,由于總電壓不變,所以電流表的示數將變大;而電壓表測得的是滑動變阻器的電壓,根據分壓原理,滑動變阻器電阻變小,分得的電壓也變小,所以電壓表的示數變小,所以電壓表的示數與電流表的示數的比值將變小。分析電壓表的示數與電流表的示數的比值還有第二個方法,這兩表所測的是滑動變阻器的電壓電流,所以它們的比值是滑動變阻器的阻值,阻值在變小,那么比值也就變小。【例5】我們知道電壓表使用時不能與被測導體串聯在電路中,因為電壓表的電阻很大,理論上可以認為接近無窮大,會造成電路開路,那么如果電壓表使用時與被測導體串聯在電路中,電壓表的示數是多少你能不能用剛學過的串聯電路的特點來解釋這個現象【思路點撥】此題要求會用無窮大和無窮小的概念來分析問題。【解】電壓表的示數應該為電源電壓,根據題意畫電路圖,電壓表與被測導體R串聯,閉合電鍵時,根據串聯電路中分壓原理,U1︰U2=R1︰R2,由于R的電阻相對于電壓表的電阻很小,可以認為它分得的電壓很小,小到接近0,而根據串聯電路中電壓的特點,U=U1+U2,R分得的電壓為0時,電壓表分得的電壓就接近總的電壓即電源電壓。【點評】同樣我們可以用這種方法解釋導線兩端的電壓為何等于0。【例6】小王同學在做“用伏安法測電阻〞的實驗中,所用的器材有:待測電阻、電源、電壓表、電流表、標有“202A〞字樣的滑動變阻器、電鍵及導線假設干,所有實驗器材均完好。他連接電路、閉合電鍵,記錄數據,然后分別移動滑動變阻器的滑片在中點及阻值最小處,并將電壓表、電流表的示數記錄在表一中。在數據記錄和分析計算的過程中,小王同學發現數據有明顯不合理之處,說明在實驗操作中存在著一定的問題。經過認真分析檢查電路,他找到了問題所在,對表一數據進展了修正,并計算出了電阻的值。〔1〕請仔細觀察表一并指出小王同學在實驗中電路存在的主要問題。問題:____________________________________________________________。〔2〕請將正確的數據填寫在表二中,并計算出電阻值。〔計算電阻時,準確到0.1歐〕實驗序號電壓〔伏〕電流〔安〕電阻〔歐〕電阻平均值〔歐〕140.220230.310300.60表一表二實驗序號電壓〔伏〕電流〔安〕電阻〔歐〕電阻平均值〔歐〕123【思路點撥】此題考察對伏安法測電阻的理解,以及利用串聯電路特點進展綜合分析計算。【解】〔1〕電壓表接在滑動變阻器兩端,測的是滑動變阻器電壓;〔2〕見下表實驗序號電壓〔伏〕電流〔安〕電阻〔歐〕電阻平均值〔歐〕120.21010230.310.360.610【點評】用伏安法測電阻實驗中,電壓表電流表應該測的是待測電阻的電壓和電流,所以在電阻大小不變時,電流應該與電壓大小成正比。而表一中電壓越小,電流越大,而且這是一個只有兩個導體的串聯電路,說明所測的這個導體不是定值電阻而是滑動變阻器,從計算所得的阻值也可以看出這恰好是滑動變阻器三次分別接入電路的阻值大小。他連接電路、閉合電鍵,記錄的第一次數據,是滑片移到阻值最大時的數據。根據第1、2、3次數據中的任意兩個可以算出電源電壓和待測電阻阻值,根據電壓關系可得三個二元一次方程:20?0.2A+0.2A?Rx=U,10?0.3A+0.3A?Rx=U,0?0.6A+0.6A?Rx=U任取兩個聯立求解即得U。實驗指導【實驗】伏安法測電阻實驗器材:待測電阻,滑動變阻器,電流表,電壓表,電鍵各一個,學生直流電源或者干電池假設干節,導線假設干。實驗步驟:=1\*GB2⑴測Rx兩端電壓U和通過電流I。=2\*GB2⑵I用電流表測,U用電壓表測。=3\*GB2⑶連接時開關是斷開的,滑動變阻器滑片要移到阻值最大處,電流表和電壓表的“+〞“-〞接線柱要連接正確。=4\*GB2⑷閉合開關,觀察電壓表,電流表讀數,填入表中。=5\*GB2⑸調節滑動變阻器,改變加在Rx兩端的電壓,再記下兩組對應的電流值和電壓值。=6\*GB2⑹利用公式:R=U/I求出RX的電阻,再取三次平均值。本卷須知:選用電流表電壓表量程時,可以根據的滑動變阻器和待測電阻阻值范圍,進展估算;改變加在電阻兩端電壓時,要考慮電表的量程是否恰當,需要時應作調整。跟蹤訓練一、填空題1.標有“3.6V,0.3A〞的小燈與一個電阻串聯后接入電源電壓為6V的電路中,正好能正常發光,R的阻值為,10秒鐘內通過R的電量為C。2.如第2題圖中,R1電阻為10,R2電阻為20,當電鍵斷開時,電流表的示數為0.1A,那么電源電壓為V,電鍵閉合時,電流表的示數變為A。R13.如第3題圖中,電鍵斷開時,R1R2是聯的,電鍵閉合時,電壓表示數將。(變大、變小或不變)R1AABAABPR2R2第4題圖第3題圖第2題圖第4題圖第3題圖第2題圖4.如第4題圖所示,為使小燈能正常發光,圖中空白處應接上表,當滑片P向左移動時,此電表的示數將,燈泡的亮度將。〔選填“變大〞、“變小〞或“不變〞〕5.要測定某一導體的電阻,只要測出導體兩端的____和導體中的____,即可用公式____計算出待測電阻。這種測電阻的方法叫做____法。二、作圖題6.第6題圖為測電阻的實驗電路圖,要求:(1)在電路圖中填上電表的符號,標出電表的正、負接線柱(2)在實物圖中用筆線代替導線連接電路,使滑片劃至最左端時,接入電路的電阻最大。(3)如要使電流表的讀數變小,電路圖中滑動變阻器的滑片P8應向_______〔左或右〕端滑動。8第4第4題圖三、計算題第第4題圖7.用電壓表分別測第7題圖a中所示電路中,小燈L1和電源兩端的電壓,結果都如圖b所示,再用電流表測得電流為0.2A,那么小燈L2的電壓為多少小燈L2的電阻為多少…〔a〕〔b〕第7題圖8.一盞標有“4V,0.2A〞的小燈,一個15的電阻,串聯后接在電源兩端,燈正常發光,求:通過電阻的電流大小以及電源電壓。四、選擇題9.串聯電路的總電阻比電路中任何一個電阻還要大,因為串聯的結果,相當于〔〕A.增大橫截面積B.減小橫截面積C.增加了長度D.縮短了長度10.如第10題圖所示的電路,閉合開關,當滑片P向由a向b移動的過程中,那么〔〕A.電流表示數變大,電壓表示數變大B.電流表示數變小,電壓表示數變小C.電流表示數不變,電壓表示數變大D.電流表示數不變,電壓表示數不變第10題圖11.如第11題圖所示的電路,閉合開關,當滑片P向左移動的過程中,那么〔〕A.電流表示數變小,電壓表示數變大B.電流表示數變大,電壓表示數變大C.電流表示數變小,電壓表示數變小D.電流表示數變大,電壓表示數變小第11題圖12.圖2第12圖2A.電路中的電流減小,油箱油面降低B.電路中的電流減小,油箱油面升高第12題圖C.電路中的電流增大,油箱油面降低第12題圖D.電路中的電流增大,油箱油面升高五、實驗題13.在“用電壓表和電流表測電阻〞的實驗中,為了減小實驗誤差,可通過改變被測電阻兩端的電壓,分別記下三組對應的電壓值和電流值,根據每組數據,算出電阻,最后算出電阻的平均值,作為被測電阻的阻值。〔1〕某實驗小組同學通過討論,知道要改變被測電阻兩端的電壓可以通過或___________的方法來實現。〔2〕某次測量中電壓表和電流表的示數如以下列圖,算出電阻阻值為Ω。第13題圖14.小明利用如第14題圖所示的電路進展實驗。電源電壓保持不變,L1、L2為電阻恒定的燈泡,滑動變阻器標有“45,lA〞字樣,實驗中各電表均正常。圖10〔1〕小明將單刀雙擲開關擲向1時,通過調節滑動變阻器的滑片P,得到各電表的示數如表一所示:那么L1的阻值為。由表一中的數據可歸納出兩條結論①_____________②。當滑片P滑至a點時,燈泡L1恰好正常發光,那么燈泡L1的額定電壓為V。圖10〔2〕小明將單刀雙擲開關擲向2,小心移動滑片P,得到各電表的示數如表二所示,由表二可知,此電路中出現的故障是。第14題圖表一實驗序號A1A2V1V2V10.5A0.5A7.5V4.5V12V20.6A0.6A9V3V12V表二實驗序號A1A2V1V2V10.4A0.4A012V12V20.6A0.6A012V12V7.3串聯電路第二課時串聯電路的應用學習目標1.理解串聯電路在生產生活中的應用,會利用串聯導體減小電流、進展電壓分配。2.會利用串聯電路的特點定量判斷電路的動態變化情況;3.會利用串聯電路的特點判斷電路故障。知識解讀1.串聯電路在日常生產生活中有很多應用,例如:當電路中電流大于導體允許通過的最大電流時,或者想減小電路中電流時,可以將一個電阻與該導體串聯,如電烙鐵、調光電燈等。當電路中電壓大于導體允許通過的最大電壓時,串聯電阻可以分壓,使導體兩端電壓減小。2.根據串聯電路的特點,可以定量判斷電路的動態變化情況,方法是將動態問題轉化為靜態問題,分析每個導體的三個物理量,弄清電路總的電壓、電流,利用歐姆定律分別進展靜態計算。這樣可以確定電路中應增加的串聯電阻的大小、各種電表的量程、以及滑動變阻器阻值的變化范圍。3.故障判斷:以串聯電路中有兩個導體為例,其中出現故障的為R1,其電壓和電流分別為U1、I1,完好導體的為R2,其電壓和電流分別為U2、I2,電路中總電壓和電流分別為U、I。表格中的變化表示發生故障前后的變化。故障類型U1U2UI=I1=I2R1短路變小為0變大為U不變變大為U/R2R1開路變大為U變小為0不變變小為0經典例說【例1】電阻箱的另一種方式為插孔式,其面板為幾排銅塊,銅塊下為串聯的各種阻值的電阻,銅塊插入時電阻被短路,假設拔出銅塞,那么電流即經過此電阻,由此來控制總的電阻如以下列圖,為插孔式電阻箱的局部,那么此時電阻大小多大【思路點撥】插銷式電阻箱是利用串聯電路的電阻特點制成的,局部電阻被短路時,其他局部仍有電流通過。【解】30。【點評】可以看出此局部共有4個銅塞A、B、C、D現在B、D兩銅塞插在孔內下面的兩個電阻20和50被短路,而另外兩個銅塞A和C被拔出,下面的電阻10和20被串入電路因而兩端總電阻為10+20=30。【例2】平時用電烙鐵修理收音機等家用電器時,往往是斷斷續續使用的,而假設暫時不用也要接在電源上,這樣既費電又會造成烙鐵頭氧化而不易沾錫。所以,有時采用如以下列圖電路,在暫不需要焊接時,斷開S,使電烙鐵處于預熱狀態;當需焊接時,閉合S,就能很快到達焊接溫度。試問:
①這樣做有什么好處
②假設一支“220V、0.1A〞的烙鐵,在不焊接時,仍要使通過它的電流到達0.08A來維持烙鐵的溫度。那么應該選用電阻多大的白熾燈泡與烙鐵串聯〔均不考慮溫度對電阻的影響〕【思路點撥】這里利用串聯電阻,減小電流。【解】1、這樣做的好處是,電烙鐵不工作時,斷開電鍵即可,此時電烙鐵與電燈串聯,仍有電流通過,仍能維持一定的溫度。2、總電阻=220V/0.08A=2750,小燈電阻R2=R-R1=2750-220V/0.1A=550【點評】也可以先算出烙鐵分得的電壓,再利用電壓電流求出小燈電阻。【例3】一個隨身聽工作時電壓為1.5V,電流為60mA,小明在家使用時將它接在一個直流穩壓電源上,但是這個直流電源的輸出電壓為6V,那么他應該將隨身聽與一個多大的電阻串聯后再連在電源上?【思路點撥】這里利用串聯分壓的原理。【解】電阻電壓為U2=U-U1=6V-1.5V=4.5V,電阻電流為I2=I1=60mA=0.06A,電阻阻值為R2=U2/I2=4.5V/0.06A=75。【點評】也可利用分壓公式U1︰U2=R1︰R2來求解。【例4】在右圖的電路中,R為待測電阻,阻值約為5歐。給你的器材有:滑動變阻器〔2安,0~10歐〕;電壓表,有2個量程,分別為0~3伏、0~15伏;電流表,有2個量程,分別為0~0.6安、0~3安;電池組為新干電池3節串聯。為使測量時能較準確地讀數,最后,兩只電表的量程應采用。【思路點撥】此題要知道由于滑動變阻器的阻值變化是連續的,所以電流表與電壓表的示數變化也是連續的,將這個動態的電路分析,變為只要研究滑動變阻器阻值最大和最小時的兩種靜態情況。【解】0~15伏,0~3安。【點評】滑片移到最左端時,電路中總電阻最小,電壓表示數最大,為電源電壓3?1.5V=4.5V;電流表的示數也最大,為4.5V/5=0.9A,所以兩只電表的量程應采用0~15伏,0~3安。【舉一反三】電路如上題,如果兩只電表的量程應采用0~3伏,0~0.6安的量程,那么滑動變阻器接入電路的最小電阻為多大【思路點撥】此處要充分考慮電流表和電壓表的情況,兩個電表的量程都不能超過,所以應根據電流表和電壓表的最大可測值,計算出滑動變阻器接入電路的最小電阻,再從中選出較小值。【解】滑動變阻器接入電路的最小電阻為2.5。【點評】電流表示數為0.6A時,總電阻為R=U/I=4.5V/0.6A=7.5,滑動變阻器的阻值為R2=R-R1=7.5-5=2.5,電壓表示數為3V時,總電流為I=I1=U1/R1=3V/5=0.6A,滑動變阻器的阻值為R2=U2/I2=〔4.5V-3V〕/0.6A=2.5注意:此題由于待測電阻阻值為5,正好為電壓表與電流表最大示數的比值,所以據電流表和電壓表的最大可測值,計算出的滑動變阻器接入電路的最小電阻一樣,但這是一個特例。【例5】如以下列圖電路中,電源電壓保持不變,閉合電鍵后,小燈發光較暗,過一會兒小燈明顯變亮,那么以下判斷正確的選項是:〔〕電阻短路,電壓表示數變大;電阻短路,電壓表示數變小;電阻開路,電壓表示數變大;電阻開路,電壓表示數變小;【思路點撥】此題要根據串聯電路特點分析。【解】B。【點評】小燈明顯變亮,說明電流變大,不可能是開路,而電阻短路時,電壓表測電阻電壓,所以示數變小為0。【例6】如以下列圖電路中,電源電壓保持不變,閉合電鍵后,小燈L1L2都發光,過一段時間,一盞小燈熄滅,另一盞仍發光,電壓表V1示數變小,V2示數變大,那么以下判斷正確的選項是:〔〕燈L1開路燈L2開路燈L1短路燈L2短路【解】C。【點評】因為串聯電路中電流一樣,所以有燈發光,不是開路,是短路,短路處電壓為0。跟蹤訓練一、填空題1.燈泡L1和L2串聯在電路中,加在它們兩端的總電壓為12V,L1電阻是8Ω,L2兩端的電壓是4V,那么L1中的電流是____A。2.一只小燈泡的額定電壓為8V,正常發光時通過它的電流為0.4A,現將該小燈泡接在12V的電源上,為使其正常發光,應______聯一個_________Ω的電阻.第3題圖3.如第3題圖所示,電源電壓9V且保持不變,電流表的量程為0~0.6A,小燈泡標有“6V0.5A〞,那么小燈泡的電阻是Ω,為了不讓電路中的電流超過電流表的量程,滑動變阻器接入電路的電阻最小值是Ω。第3題圖4.電視機、收音機、復讀機上的“音量Volume〞址鈕.能夠控制聲音的響度,它的實質是一個。第5題圖5.一組同學為快艇設計了一個船速測定儀,固定在金屬盒上。如第5題圖所示,AB是弧形電阻,P點是弧形電阻與金屬桿OC的接觸點。閉合開關,當船速越大時,OC桿越靠近A點。請問船速加大時,電流表的示數_______;小燈的亮度(變大、變小或不變),在電路中串聯一盞小燈還有什么好
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