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欧姆定律教案高中

发表时间:2020-08-28

粤沪版《探究欧姆定律》教案。

学生们有一个生动有趣的课堂,离不开老师辛苦准备的教案,大家应该开始写教案课件了。认真做好教案课件的工作计划,才能完成制定的工作目标!你们知道多少范文适合教案课件?小编特地为大家精心收集和整理了“粤沪版《探究欧姆定律》教案”,但愿对您的学习工作带来帮助。

12.2探究欧姆定律
1.教学目标
知识与技能
⑴理解欧姆定律,并能运用欧姆定律进行简单的计算。
过程与方法
⑵运用控制变量法探究电流跟电压、电阻的关系,归纳得出欧姆定律。
情感态度与价值观
⑶体验探究自然规律的曲折和乐趣,激发学生的好奇心,增强学习的兴趣和克服困难的信心。
2.教材说明
本节主要内容有:实验探究电流跟电压、电阻的关系,欧姆定律的内容和公式。
前面学习了电学中的三个基本物理量:电流、电压、电阻,本节通过科学探究建立电流、电压、电阻之间的定量关系,得出电学中重要的基本规律——欧姆定律。
教材的编写思路:本节教材与传统教材的重要区别,就是本教材更加重视过程与方法、情感态度与价值观的教育。学生已经学过电流、电压和电阻,但是并不明白它们之间的关系,教材从学生熟悉的电学现象出发,引导学生思考电流与电压、电阻之间的关系,让学生先提出自己的猜想,再来设计实验,通过实验收集数据,最后归纳得出电流与电压、电阻的定量关系。这样不仅加深了学生对欧姆定律的理解,而且培养了学生科学探究的能力和兴趣,让学生真正学会用控制变量法进行实验探究。
本节教学重点:欧姆定律是本章的重点,课标要求学生“理解”,而且能进行简单的计算。探究欧姆定律的实验,能够培养学生正确使用仪器仪表(电流表、电压表、滑动变阻器等)的能力和连接电路的能力,同时让学生学会用仪器仪表去探索物理规律、用控制变量法研究多个因素的关系,还有利于培养学生的合作交流意识和处理信息的能力。所以欧姆定律及其探究过程是本节教学的重点。
本节教学难点:对学生来说,探究欧姆定律的实验,电路比较复杂,测量的数据较多,又要控制变量,操作起来比较麻烦,所以学生设计并进行实验探究欧姆定律,是本章教学的难点。
本节是一堂重要的科学规律探究课,教师决不能仅仅停留在如何“教会”学生记住结论,“学会”套用公式解题这个层面上,更应多方面关注学生的“学”。在备课和课堂教学中,教师要更多地站在学生的角度分析教材、调控课堂,让学生在亲身体验的平台上,手脑并用地参与科学探究活动,能动地认识和生成科学知识,真切地体验科学探究过程的曲折和乐趣,真正去感悟科学。

3.教学建议
●提出问题
可以像教材那样,引导学生回忆以前的实验活动,直接提出问题:电路中的电流跟电压、电阻之间究竟存在怎样的关系呢?
也可采取以下方法提出问题。
⑴温故知新,提出问题
教师:在电学中,我们已经学过了3个物理量:电流、电压和电阻。请问:电压的作用是什么?(学生:电压是一段电路中产生电流的原因。)什么是电阻?(学生:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。)既然电压使电路中产生电流,电阻对电流有阻碍作用,那么电路中电流的大小跟电压、电阻一定存在必然的联系,它们之间究竟存在怎样的关系呢?
⑵观察实验,发现问题
如图12-13所示,先用一节干电池给2.5V的小灯泡供电,观察灯泡的亮度和电流表的示数;再用两节干电池供电,观察实验现象。问学生:发现了什么?怎样解释看到的现象?(电压越大,电流越大。电流的大小跟电压有关。)
图12-13
如图12-14所示,同时展示两个电路:两电路都用一节干电池供电,但两只小灯泡的型号不同,让学生再次比较灯泡的亮度和电流表的示数。
图12-14
教师:以上几个实验说明电流的大小跟哪些因素有关?
学生讨论、回答。
⑶问题设疑,激活思维
教师出示问题:有一个小灯泡,上面标明其正常工作时的电流为0.3A。在一次实验中,小红测出通过灯泡的实际电流为0.4A,为使该灯正常工作(避免灯泡被烧坏),需要减小通过灯泡的电流,你能想出哪些办法?并简述理由。
这样的问题对学生来说略带一点“挑战性”,学生为了展示自己的聪明才智,往往会争相想办法、出主意。其实办法不外乎两种:减小电压,或增大电阻。
教师:大家认为电流的大小跟电压、电阻有关,那么它们之间有没有定量的规律呢?
●设计实验
为明确实验目的,可以把上一个环节中提出的问题(电路中的电流跟电压、电阻之间存在怎样的关系?)板书在黑板上。
如果学生的基础比较好,可以放给学生讨论,让学生利用桌面上的器材设计实验,探究电流跟电压、电流分别存在怎样的关系。采取这种教学方法,要给学生留出足够的时间,并对学生提出明确的要求,如要求画出电路图,设计出记录数据的表格等。然后全班集中交流,可投出学生设计的电路图和实验记录表格,让学生结合图表阐述实验方法步骤,相互补充,完善实验方案。
也可以让学生自己阅读教材,然后思考、回答教材提出的两个问题。通过讨论“为什么在电路中要接入一个滑动变阻器”,制定出具体的实验方案:以定值电阻为研究对象,研究它的电流跟电压的关系时,保持定值电阻R不变,用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,测出多组电压和电流的对应数据,通过分析数据,发现电流跟电压的关系;研究电流跟电阻的关系时,要更换不同的定值电阻,通过调节滑动变阻器保持定值电阻两端的电压相等,测出电流,通过分析多组数据,找出电流跟电阻的关系。
还可以通过师生双边活动,启发引导学生设计实验:
教师:要研究电流跟电压、电阻分别存在怎样的关系,可运用什么方法?
学生:控制变量法。
教师:请具体说明:每一步要控制什么量不变、改变什么量、怎样改变?每一步需要测量哪些量、怎么测量?
学生通过讨论,逐步弄清楚上述问题,也就把实验方案设计出来了。
●进行实验
为保证学生实验能够顺利进行,实验前可让学生说说实验注意事项,如:连接电路时要断开开关,避免短路,要正确连接和使用滑动变阻器,正确连接电流表、电压表,并选用合适的量程等。另外,为便于处理数据,可使R两端的电压成整数倍地变化。
课本的表格中只列出了三次实验,应向学生说明,仅从三次实验就得出规律是不科学的,课堂上应尽可能让学生多做几次,小组间要进行交流,以培养学生的科学素养。
在研究电流跟电压的关系时,若用3节干电池作电源,可用5Ω的定值电阻,三次电压分别为1V、2V、3V,这样电流的变化范围在0~0.6A,适合干电池的供电特性。若选用学生电源,三次电压可分别为2V、4V、6V。
在研究电流跟电阻的关系时,若选用3节干电池作电源,定值电阻取5Ω、10Ω、15Ω,建议电压保持3V,实验中电流值将在0.6~0.2A之间。若选用学生电源,建议电压取5~6V,电流在1.2A~0.4A为宜。
分析教材“表一”所收集的数据,可得出结论:当电阻不变时,电流跟电压成正比。
分析教材“表二”所收集的数据,可得出结论:当电压不变时,电流跟电阻成反比。
在物理学的定量研究中,经常要判断两个量是否成“正比”或“反比”关系,但有些学生并不清楚正确的判断方法,有的学生甚至错误地认为:“只要一个量随另一个量的增大而增大(或减小),它们就是正比(或反比)关系。”如果有较多学生对此存在模糊认识,要教给他们正确的判断方法:如果两个量每一组数据的“比值”一定,或者一个量变为原来的几倍时,另一个量也变化同样的倍数,或者两个量y和x的关系可以写成y=kx(k为常数)的形式,它们就是正比关系;如果两个量每一组数据的“乘积”一定,或者一个量变为原来的几倍时,另一个量变为原来的几分之一,或者两个量y和x的关系可以写成y=(k为常数)的形式,它们就是反比关系。
对于“欧姆定律”,不仅要让学生记住其公式形式,知道电流、电压、电阻之间存在数量关系,而且要让学生理解其物理意义:欧姆定律揭示了“导体中的电流由导体两端的电压和导体的电阻决定”这样一种制约关系,而不是一个单纯的数学式子,更不能理解为导体的电阻由电压和电流决定等。在利用欧姆定律解决具体问题时,提醒学生注意I、U、R是对同一段导体(或电路)而言的,不可张冠李戴,乱套公式。
向学生介绍欧姆的事迹,可以激发学生热爱科学的情感,让学生学习科学家刻苦钻研、专心致志的优良品质,使学生接受科学精神和科学思想的熏陶,进行情感态度价值观方面的教育。
4.教学评价
课堂测评
1.德国物理学家欧姆经过大量的实验得出:导体中的跟成正比,跟成反比,这个规律叫做,表达式为,其中U、I、R的单位分别是、、。
2.用图12-15所示的实验电路图“探究电流跟电压、电阻的关系”,下列注意事项错误的是()
A.连接电路时,开关应该是断开的
B.连接滑动变阻器时,滑片要滑到阻值最小的位置
C.连接电表时,必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
D.每次更换电阻后,要调节变阻器,使电压表的示数相同
3.张颖在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集的数据画出了如图12-16所示的图像,下列结论与图像相符的是()
A.电流一定时,电阻跟电压成正比
B.电压一定时,电流跟电阻成反比
C.电阻一定时,电流跟电压成正比
D.电阻一定时,电流跟电压成反比
4.根据欧姆定律公式,可变形得到R=。对此,下列说法中正确的是()
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B.导体电阻的大小跟导体中的电流强度成反比
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
5.如图12-17甲、乙所示,分别是王浩和张颖在“探究电流、电压、电阻关系”时设计的电路。你认为哪种设计更合理?说明理由。
甲乙
图12-17
6.为探究电流与电压的关系,小红将实物连接成如图12-18甲所示的电路。
图12-18
⑴请你指出图12-18甲中连接的错误之处:
①____________________________________;
②____________________________________。
⑵图12-18乙是实验中电流表的某次示数,则电流是________A。要使电路中的电流增大,根据你所画的电路图,滑动变阻器的滑片应向_______移动。
7.为了探究电流I跟电阻R的关系,小明进行了多次实验。
⑴在第一次实验中,小明把15Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为2.5V,读取电流表示数,请你在图中连接第一次实验所需的电路。

⑵第二次实验时,小明将15Ω的电阻换成10Ω的电阻:a.闭合开关,电压表的示数将;b.按照你连接的电路,你应该向移动滑动变阻器的滑片,并详细叙述你接下来的操作过程:

8.小刚同学通过实验,探究电流随电阻变化的规律。得到的实验数据如下表。
(l)实验中加在导体两端的电压为________V。
(2)请在图12-20所示的坐标系上画出电流随电阻变化的图像。

(3)分析表中的数据或图像,你能得出什么探究结论?
9.细心的小明发现,实验用的小灯泡上标有“2.5V0.3A”字样,他请教老师,老师告诉他:“这是该灯泡正常工作时的电压和电流值。”
你能求这个小灯泡正常发光时灯丝的电阻是多大吗?写出你计算的过程。
10.有一只电阻,阻值为125Ω,最多可通过2A的电流,能否把它接在220V的电源上使用?

参考答案
1.电流导体两端的电压导体的电阻欧姆定律I=V、A、Ω
2.B3.C4.D
5.乙图更合理。因为通过调节滑动变阻器,可以非常方便地改变定值电阻两端的电压,便于测量多组数据,探究电流跟电压的关系;探究电流跟电阻的关系时,更换电阻后,通过调节调节滑动变阻器,保持定值电阻两端的电压相等。
6.⑴①电流表的正负接线柱接反了②电压表不是测量定值电阻两端的电压
⑵0.2A向右
7.⑴如图12-21所示。

⑵a.减小b.左(使滑动变阻器接入电路的电阻变小)观察电压表直到其示数为2.5V,读取电流表的示数
8.(l)6(2)如图12-22所示。(3)在电压不变的条件下,电流跟电阻成反比。
9.R==≈8.33Ω
10.若接在220V的电源上,通过它的电流为:I===1.76A,
因为1.76A<2A,所以能接。
“自我评价与作业”指导
1.2000Ω2.0.25A
3.电阻为:R===15Ω。电压增加时,电阻不变,此时电流为:I2===0.4A,应选用0~0.6A的量程。
4.该电阻两端的电压为U=IR=1A×5Ω=5V,超过电压表的量程,所以不能测量。
5.电阻是导体本身的一种性质,其大小决定于导体的材料、长度和横截面积,当导体两端的电压变化时,通过导体的电流随之变化,但电压与电流的比值(即电阻)是恒定不变的,不能理解为R与U成正比,R与I成反比。

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欧姆定律
[设计意图]
欧姆定律是研究电路最重要的规律之一,也是是考重点考查的内容之一。课标对欧姆定律这部分的要求是:理解欧姆定律,会用电压表和电流表测电阻。
分析近几年的中考试卷发现,中考中对学生的两个方面的能力考察明显增加。一个是对电路图的识别,这个也是学生在初三涉及电学知识时候感到最头疼的地方,教师要在平时的电学题目分析过程中慢慢的引导学生去正确的分析电路,所以在复习欧姆定律时候也不要忽视这一点;二是对欧姆定律的计算方面有所加强,并且出现了许多不同类型的题目,针对这一点,复习过程中要让学生熟悉各种类型的题目,了解各种类型题目的解题思路。
[复习目标]
1、电路中的电流、导体两端的电压或导体的电阻的关系。判断当导体两端的电压或通过导体中的电流改变时,导体电阻是否变化。
2、应用欧姆定律,结合串、并联电路中电流、电压、电阻的特点,解决一些综合性问题。如:
⑴计算电路中的电流、电压、电阻的大小
⑵利用欧姆定律推导出的串联分压,并联分流来求电路中的比值大小问题;
⑶分析当电路组成发生变化时,电流表、电压表示数的变化,或计算电流表、电压表示数变化范围;计算在不损坏电表的情况下,滑动变阻器连入电路的阻值范围等。
3、实验能力:
⑴应用控制变量法,探究电流与电压、电阻的关系,分析实验数据,归纳得出得出结论;
⑵用电压表和电流表测电阻,会设计实验方案,记录实验数据,完成实验报告,根据要求选择合适的器材等;
⑶分析实验过程中发生电路故障的原因;
[复习重点和难点]
重点:1、电流与电压、电阻的关系;
2、利用欧姆定律的简单的计算;
3、欧姆定律的应用,包括伏安法测电阻;串、并联的分压分流问题;动态电路的取值问题;电路故障的原因问题。
难点:欧姆定律的应用
一、选择题(选择一个正确答案,共15题,每题2分,计30分)
1.根据欧姆定律可以得到R=U/I,由此下列判断正确的是()
A.导体的电阻跟加在它两端的电压成正比,电压为零时电阻就等于零
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比,没有电流通过时就没有电阻
C.导体的电阻等于加在它两端电压跟通过它的电流的比值
D.以上说法都不正确
2.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图1所示的一个图像,下列结论与图像相符的是()
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
3.如图2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,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.UABUBC,IABIBCB.UABUBC,IAB=IBC
C.UABUBC,IAB=IBCD.UAB=UBC,IABIBC
4.如图3示电路,当滑片P向左滑动时,电表读数的变化是()
A.电压表读数增大电流表读数增大B.电压表读数减小电流表读数增大
C.电压表读数不变电流表读数不变D.电压表读数增大电流表读数不变
5.如图4所示,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列关于电路中两只电表的示数变化情况分析正确的是()
A.电流表示数增大、电压表示数减小B.电流表示数减小、电压表示数增大
C.电流表和电压表示数都增大D.电流表和电压表示数都减小

图1图2图3图4
6.在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是:()
A.改变电路中的电流;B.改变被测电阻两端的电压;
C.改变被测电阻的阻值;D.保护电路.
7.两个相同的电阻串联起来,总电阻为12欧,若接在某电源上,电路中电流为I1。若则将它们并联起来,接在相同电源上,干路上电流为I2,则I1与I2之比为():
A、1:1B.1:2C.4:1D.1:4
8.两根粗细和长短都相同的铜导线和镍铬合线串联起来接入电路中,则():图5
A、通过铜导线的电流大,电压也大;
B、通过两导线的电流一样大,镍铬合线两端的电压大;
C、通过两导线的电流一样大,铜导线两端的电压大;
D、通过镍导线的电流大,但镍铬合金线两端的电压小
9.如图5所示,当滑动变阻器的滑片由左向右滑动时,安培表和伏特表的示数变化情况是()
A、电流表示数不变,电压表示数变小B、电流表示数变大,电压表示数不变
C、电流表示数不变,电压表示数变大D、电流表示数变小,电压表示数不变
10.已知导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,在如图6—甲所示的电路中,ab为粗细均匀长为L的电阻丝,滑片P与ab接触良好的并可自由滑动,R0为定值电阻.若以电压表示数U为纵坐标,P离a点的距离x为横坐标,当闭合开关S后,U随x变化的图线应为图14--乙中的(电源电压不变)()
图6--甲A.B.乙C.D.
11.如7图所示,灯泡L1标有“3V、0.3A”的字样,灯泡L2的电阻为8.33Ω,电源电压为6V。当S1闭合,S2断开,滑片P滑至中点C时,灯L1正常发光,正确的说法是:()
A.通过L1的电流和通过RAC的电流都是0.3AB.灯泡L2两端的电压也是3伏
C.滑动变阻器AC两端,此时的电压是3伏D.灯泡L1的电阻10欧
12.如图8滑动变阻器的电阻为200Ω,R2的电阻为50Ω,电源电压为10V保持不变,当滑动变阻器的滑片从a滑到b时,电压表的读数变化范围是:()
A、2V~0;B、10V~0V;
C、10V~2V;D、5V~1V。
13.如图9所示,电源电压不变,当滑动变阻器接入电路部分电阻为R/,定值电阻R1两端的电压为U;调节P的位置,使定值电阻两端的电压变为U/2,滑动变阻器接入电路的电阻为()
A、2R/B、R/C、2R1+R/D、R1+2R/

图7图8图9图10
14.如图10所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,电路正常工作,过了一会儿,两电表的示数都变大,则该电路中出现的故障可能是()
A、灯泡L开路;B、灯泡L短路;C、电阻R开路;D、电阻R短路
15.如图11所示,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,电压表()
A.V1示数增大,V2的示数增大B.V1示数减小,V2的示数增大
C.V1示数减小,V2的示数减小D.V1示数增大,V2的示数减小
二、填空题
16.在图12所示的电路中,电源电压保持不变。当电键S由断开到闭合时,电流表的示数将_____,电压表与电流表示数的比值将______。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)图11
17.如图18所示,电源电压不变,当滑动变阻器滑片P向右移动时,电压表V的示数变(“大”或“小”或“不变”),电流表A1的示数变(“大”、“不变”或“小”),A2的示数变(“大”或“小”)。

图12图13图14图15
18.在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图14所示。则由图可知,元件A的电阻为____Ω;将A和B并联后接在电压为2.5V的电源两端,则通过A和B的总电流是___A。
19.如图15所示,电源电压为6V,R2=30Ω,R1为0~120Ω的变阻器,求S闭合后,P从中点向左端滑动时,电流表示数的变化范围为.
20.若导体两端电压为6V时,通过它的电流强度是0.1A,若两端电压为零,则该导体的电阻为________Ω
21.在修理电子玩具时,需要用一个75Ω的电阻,现手边有阻值为300Ω、100Ω、60Ω、40Ω、35Ω及15Ω的电阻各一个,他可以选择其中Ω和Ω两个电阻联来获得。
22.一个电铃正常工作时的电流为0.5安,电阻为9欧姆,现把它接入电压为10伏的电路中,为使电铃能正常工作,应____联一个阻值为______欧的电阻。
23.如图16,一根阻值为R=27Ω的粗细均匀的电阻线弯成一个圆,A、B、C是三等分点,若将AB接在5.4V的电源上,求整个电路中的电流A。

图16图17
23.如图17,当滑动变阻器滑片P在某一位置时,R/、R2两端的电压分别为U1、U2,当滑片P在另一个位置时,R/、R2两端的电压分别为U1/、U2/,U1=┃U1-U1/┃,△U2=┃U2-U2/┃,则△U1△U2(填“>”“=”“<”)
三、作图与简答题
24.如图18,已知黑箱中有两个阻值均为R的电阻,
RBD=0,RCD=3Ω,RAC=3Ω,RAB=6Ω,请画出
框内电路,并标出R的值。

25.某中学初三年级课外兴趣小组做“测定小灯泡的电阻”实验(小灯泡标有“2.5伏”字样),在实验过程中得到了如下表所示的一组U和I的数据:
实验次序123456
灯泡两端的电压U(伏)0.51.01.52.02.53.0
通过灯泡的电流I(安)0.180.220.260.300.320.34
灯泡发光情况微亮→逐渐变亮
分析比较表格中的数据可以看出,在灯丝中电流逐渐增大的过程中,灯丝的电阻如何变化?为什么会发生变化?

四、实验与探究题
26.用如图19所示的电路研究导体中的电流跟导体电阻的关系,他先后将5Ω、15Ω和25Ω的定值电阻接入电路A、B两点间,闭合开关S,读出电流表示数(如下表)。由实验数据可以看出电流I与电阻R并不成反比。

图19
(1)该实验中选错了什么器材?请你说出应换用的器材:
(2)为保证实验正确进行,还需要什么仪器?
27.如图20所示为用伏安法测电阻的电路图,电路中电流约为0.4A,待测电阻为10Ω。

图20
(1)如图20,用笔画线做导线,将题中实物图按电路图连线,开关在闭合前,图中的滑动变阻器的滑片应位于变阻器的_________端(填a或b)。
(2)电压表应选__________的量程,电流表应选__________量程。
(3)小名同学闭合开关,调节变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的指示如图21所示,则电压表的读数是V,电流表的读数是A,被测电阻Rx的阻值是Ω.
(4)全班为小名同学首先获得测量结果而高兴。小名准备整理实验器材结束实验.你认为他的实验真的结束了吗?为了得到更可靠的结果,你认为接下去他的具体操作应是
①;
②你提出这个建议的目的是:。
(5)某次实验过程中发现:闭合开关前电流表的示数为0,电压表的示数为6V,闭合开关后电流表指针向左偏转,电压表的示数仍为6V,其原因是:_________________________和_________________________________________。
(6)若实验中所用器材良好,但某同学在实验中发现电流表的指针几乎不动,而电压表的示数较大,则电路中发生故障的原因是______________________________________________
(7)若将待测电阻换成小灯泡,实验中测量电流、电压值后,通过计算得出三次小灯泡的电阻不相等,你认为可能的原因是
五、计算题
28.如图22所示,电源电压不变。在滑动变阻器的滑片P移动的过程中,电压表的示数变化范围是0~5V,电流表示数相应的变化范围是1.5A~1.0A,求:
(1)R2的阻值;(2)电池的电压是多少伏?

图22
29.如图23-甲所示电路,滑动变阻器的最大阻值为R1=40Ω,电源电压及灯L的电阻保持不变。当滑片滑到b端时,将S1、S2均闭合,电流表A1、A2的示数分别为如图23乙、丙所示;当S1、S2均断开且滑片P置于变阻器的中点时,电流表A1的示数为0.4A,
求:(1)电源的电压;
(2)R2的电阻;
(3)灯L的电阻。

电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,电阻R0=30Ω,电路两端电压U不变,且U=24V,求在不超过电表量程的情况下,滑动变阻器连入电路的电阻的变化范围。

欧姆定律


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第十四章欧姆定律
知识梳理:
1.电阻
A.物理意义
电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量.电阻用字母R表示,电路元件符号是
B.单位
在国际单位制中,电阻的基本单位是欧姆,简称欧,符号为Ω,此外,还有兆欧(MΩ)、千欧(k0).1MΩ=10kΩ1kΩ=103Ω
C.影响金属导体电阻大小的因素
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小跟导体的材料、长度、横截面积、温度有关.多数金属的电阻随温度的升高而增大.
D.物质的导电性
根据物体导电性能的强弱,可把物体分为四类,导体、绝缘体、半导体和超导体.
a.导体
容易导电的物体叫做导体,如:金属、人体、大地、碳棒、石墨、含有杂质的水以及酸、碱、盐的水溶液等.
导体容易导电是因为导体内部存在着大量的自由电荷.金属导体中的自由电荷就是自由电子,酸、碱、盐水溶液中的自由电荷是正、负离子.
b.绝缘体
不容易导电的物体叫做绝缘体,如:油、油漆、玻璃、橡胶、陶瓷、尼龙、丝绸、毛皮、纯净的水以及干燥的木材、竹杆、纸张和空气等.
绝缘体不容易导电是因为绝缘体内部的自由电荷极少,它内部的电荷几乎都束缚在原子或分子的范围内,不能自由移动.
说明:
i.好的导体和绝缘体都是重要的电工材料.
Ii.导体和绝缘体之间并没有绝对的界限,在一定的条件下,两者可以互相转化,如空气在高压下、玻璃在高温下、木棒在潮湿时都能导电.
C.半导体
导电性能介于导体和绝缘体之间的一类物质,叫做半导体.如:锗、硅、碲等元素以及大多数金属的氧化物和硫化物等.
半导体具有光敏性、热敏性、压敏性等独特的性能,在电子技术和无线电技术中有着广泛的应用.
d.超导体
电阻为零的导体叫做超导体.超导体具有广阔的应用前景.
e.变阻器
i.滑动变阻器
滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的,它的铭牌上标有最大电阻值和允许通过的最大电流值,它的正确接法是“一上一下”,在闭合开关前应将滑片滑到阻值最大的位置,它的电路元件符号是
说明:若同时将滑动变阻器上边的两个接线柱接人了电路,则它的作用相当于一根导线;若同时将滑动变阻器下边的两个接线柱接人了电路,则它的作用相当于一个定值电阻.
ii.电阻箱
电阻箱是通过换用不同阻值的电阻串联接入电路来改变电阻的,与滑动变阻器相比,它不能连续地改变接入电路的电阻,但能知道接入电路电阻值的大小,它的电路元件符号是
iil.电位器
2.欧姆定律
A内容
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.这个规律叫做欧姆定律.
B.公式
公式中I、U、R的单位分别为A、V、Ω。1A=1V/Ω
说明:
i.该定律只适用于纯电阻性电路(即电能全部转化为内能的电路,如金属导电和电解液导电),不适用于包含电源的电路和含有非线性元件的电路(如半导体导电).
ii.该公式中的三个物理量必须对应着同一状态下的同一段电路.
iii.由j=昔变形得到的公式R一旱,提供了测量和计算电阻大小的一种方法,并不表示R是由U、I决定的.
C.推导式
对于某一定值电阻R=△U/△I,即某一定值电阻的大小,等于某一过程中加在它两端电压的变化值与通过它的电流变化值的比值.
3.串、并联电路的特点
如果一个电阻与几个电阻连接起来的效果相同,即在相同电压作用下通过的电流相同。那么这个电阻就叫做那几个连接电阻的总电阻(等效电阻).
电路电流电压电阻电学量分配
串联I1=I2=…=InU=U1+U2+…+UnR=R1+R2+…+Rn
并联I=I1+I2+…+InU=U1=U2=…=Un
推论;
i.串联电路的总电阻大于任何一个串联导体的电阻;并联电路的总电阻小于任何一个并联导体的电阻.
ii.几个电阻不论是串联、并联还是混联,若其中一个电阻增大,则总电阻也增大;反之亦然.
典例剖析
1.(北京课改区中考)如图所示是某种光电计数器的原理示意图.其中R1的电阻值随着光照亮度的增大而减小.R2为定值电阻.工件随传送带运动,使光源的光线间歇地照射R,,A、B两点间的信号处理系统每获得高电压时计数一次.下列说法正确的是()
A.光线照射R1时,信号处理系统计数
B.光线照射R1时,信号处理系统不计数
C.工件挡住光线,使R1两端的电压变小
D.工件挡住光线,使R1两端的电压变大
2.(上海浦东新区中考)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键S后,小灯发光较暗.过了一会儿,小灯亮度明显变亮,而电压表与电流表示数的比值不变,则下列判断中正确的是()
A.电阻R断路,电流表示数交小
B.电阻R短路,电压表示数变小
C.电阻R断路,电流表示数变大
D.电阻R短路,电压表示数交大
3.(上海初赛)利用伏安法测量电阻时,由于使用的不是理想电表,造成测量结果有误差.某同学采用如图所示电路,能较准确测出Rx的阻值,已知A、B两点之间电压U保持不变.当S接通a时,电压表示数为10V,电流表示数为0.20A,当S接通b时,电压表示数为l2V,电流表示数为0.15A,则待测电阻Rx的阻值为()
A.60ΩB.65ΩC.70ΩD.75Ω
4.实验室里可以用欧姆表来直接测量电阻.如图虚线框内是欧姆表的简化结构图,它由灵敏的电流表、电源、变阻器等组成.在a、b间接人一个电阻R,电路中就有一个对应电流I,即电阻R与电流表的读数I有一一对应关系.所以,由电流表的指针位置可以知道电阻R大小.为了方便,事先在电流表的刻度盘上标出了电阻的欧姆值.欧姆表在测量电阻前都需要调零,即把a、b两接线柱短接,调节变阻器的滑片位置,使电流表满偏(指在最大刻度处).若某欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5伏来刻度的,满偏电流为10毫安.在使用一段时间后,发现电源电压降为1.2伏,用这个欧姆表测得某电阻为350欧,则这个电阻的实际值为(不考虑电源本身的电阻)()
A.280欧B.350欧C.250欧D.400欧
5.(上海初赛)某电压表量程为o~3V,如给该电压表串联一个电阻Rl,则电路两端充许的最大电压为5V,如给该电压表串联一个电阻R2,则电路两端允许的最大电压为6v.现将电阻R1和R2并联后再与该电压表串联,如图所示,则此时电路两端允许的最大电压U为()
A.3.5VB.4.0VC.4.2VD.4.5V
6.(山西中考)如图所示,电源电压保持不变,R3=2R2,当闭合Sl、断开S2时,R1两端的电压为10V;当断开S1、闭合S2时,R1两端的电压为8V,则Rl:R3为()
A.4:5B.3:2C.3:1D.5:4
7.(上海初赛)在图示电路中,电源电压保持不变,此时电流表的示数为I1,现将电阻R1与R2对换后,发现电流表示数不变,如将R1与R3对换,发现电流表的示数为I2,且I1:I2=3:2,则可判断R1:R2:R3为()
A.1:1:2B.2:2:1
C.1;2:1D.2:1:2
8.(北京西城区中考)如图所示,电源电压U一定.开关S闭合,滑动变阻器R3的滑片P在a端时,电压表的示数是3V;变阻器R的滑片P在b端时,电压表的示数是9V;当变阻器扁接入电路的电阻为其最大阻值的一半时,电压表的示数是v.
9.(连云港中考)一次实验中,郝奇同学连接了如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变,电阻R1为8Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω他所选用的电压表量程为0~3V,电流表量程为o~06A为了保证电路安全,实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是()
A.0~20B.O~8ΩC.2~80D.8~10Ω
10.(北京西城区中考)将两只不同阻值的电阻R1、R2连成如图(a)所示的电路,当闭合电键S后,A表示数为0.5A,现将图(a)中的电阻改接成如图(b)所示的电路,则闭合电键S后A表中的示数()
A.一定大于2A
B.一定小于0.5A
C.一定大于0.5A,但小于lA
D.一定大于1A,但小于2A
11.(武汉中考)如图所示的电路是探究改变电路中电流大小的电路,滑动变阻器的最大阻值R=20Ω,电源电压U保持不变,R0为定值电阻,当滑片位于最左端时,电流表的示数为0.3A,则把变阻器的滑片向右移动到C点(RBC=R/5)时,通过R0的电流大小可能是()
A.0.28AB.0.33A
C.0.39AD.0.41A
12.(北京海淀区中考)下图是小李探究电路变化的实验电路,其中R1、R2为定值电阻,R0为滑动变阻器,Rmax为滑动变阻器的最大阻值,电源两极间电压不变.已知R1R2Rmax,当开关S闭合、滑片P置于某一位置时,R1、R2、R0两端的电压分别为U1`、U2`、U0`.若,,,则()

13.(镇江中考)图中的圆环是一根用粗细均匀的电阻丝制成的,A、B、C、D是圆环的四个等分点,当滑动头P由A经B滑至C的过程中,安培表的读数将()
A.不变B.逐渐变小C先变小后变大D.先变大后变小
14.(上海初赛)在如图所示的暗盒中装有三个阻值相等的电阻,暗盒有l、2、3、4四接线柱.在接线柱l、2之间接一个电流表A,在接线柱3、4之间接一个电流表A2.现将电压恒定的某电源接在接线柱1、4之间,电流表Al、A2的读数正好相等;如将该电源改接在接线柱2、3之间,电流表A1、A2的读数仍然相等;如将该电源改接在接线柱l、3之间,电流表Al读数是A2读数的2倍.那么当该电源接在接线柱2、4之间时,电流表A1的读数与电流表A2读数之比为()
A.1:1B.1:2C.2:1D.1:3
15.如图所示的电路中,R为滑动变阻器,R1、R2为定值电阻,且R1R2,E为电压恒定的电源,当滑动变阻器的滑动片滑动时,流过R、Rl、R2的电流将发生变化,电流变化值的大小分别用△I、△I1、△I2如表示,则()
A.当滑动片向右滑动时,有△Il△I△I2
B.当滑动片向左滑动时,有△I△I1△I2
C.无论滑动片向左还是向右滑动,总有△I=△Il=△I2.
D.无论滑动片向左还是向右滑动,总有△I△I2△I1
16.(上海初赛)在如图所示的电路中,电源电压不变,电流表、电压表都是理想电表,当滑动变阻器R`的滑片P从a端移到b端的过程中()
A.V表示数先减小后增大,A表示数增大
B.V表示数先增大后减小,A表示数减小
C.V表示数先减小后增大,A表示数先增大后减小
D.V表示数先增大后减小,A表示数先减小后增大
17.(武汉中考)如图所示的电路中,除了有一根导线是断的,其余的器材完好无损,RLl=10Ω,RL2=5Ω,电源由两节新蓄电池组成(共4V).为了查出这根断了的导线,小刚同学采取了下列方法:将电表的正接线柱与电源的正极口相连,再将电表的负接线柱分别与Ll的b接线柱和L2的c接线柱相连,通过观察电表的示数判断出了这根导线.
(1)在上述操作前,小刚所选用的电表应是下列的哪一种?.(填“甲”、“乙”或“丙”)甲:量程为3V的电压表;乙:量程为l5V的电压表;丙;量程为0.6A的电流表.
(2)选用正确的电表后,当电表接口、b两点时,如果电表有示数,则导线一定是断的;如果电表没有示数,则说明导线可能是断的.当电表接a、c两点时,如果电表有示数,则导线未断,此时电表的示数是.
18.(上海初赛、北京课改区中考)图甲所示的电路中,R1为滑动变阻器,R0、R2均为定值电阻,电源两端电压保持不变.改变滑动变阻器R1的滑片位置,两电压表的示数随电流变化的图线分别画在图乙所示的坐标系中.根据以上条件可知电阻R0的阻值
为Ω.
19.(重庆中考)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,当滑片P向左移动时,电流表示数将——(填“增大”、“减小”或“不变”).当滑片P在滑动变阻器的a、c两个端点位置时,电压表示数分别为0V和4V;则当滑片P在滑动变阻器最大值的一半位置b时,电压表示数2V(填“大于”、“小于”或“等于”).
U|VO12345
I/(×10-3A)02080180320500
20.(苏州中考)为了研究由特殊材料制成的某导体元件L的电学特性,小明和小华通过实验,测得通过该元件的电流f与加在它两端电压U的实验数据如下表所示:

观察表中的实验数据,小明、小华对l与U间的关系提出以下猜想:
猜想甲:通过导体元件L的电流可能与加在它两端电压成正比;
猜想乙;通过导体元件L的电流可能与加在它两端电压的平方成正比;
猜想丙:加在导体元件L两端电压可能与通过它的电流的平方成正比.
经分析与论证,你认为表中的实验数据支持上述哪种猜想?答:.
通过导体元件L的电流I与加在它两端电压U之间的关系式应是:I=.
21.图①为一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的U-I关系曲线图.

(1)为了通过测量得到图①所示FU关系的完整曲线,在图②甲和图②乙两个电路中,应选择的是图.简要说明理由.(电源电压恒定不变为9V,滑动变阻器的阻值为0~100Ω)
(2)图②丙电路中,电源电压恒为9V,电流表读数为70mA,定值电阻Rl=250Ω,由热敏电阻U-I关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为V;电阻R2的阻值为Ω.
(3)举出一个热敏电阻应用的例子.

22.(苏州中考)现有三个定值电阻R1、R2和R3(已知电阻值R1=R2=2R3),导线若干,它们分别与图示虚线框中标有A、B、C、D的有关接线柱相连接.用一个供电电压为U且懒变的电源接在A、B、C、D中的有关接线柱上进行测试,结果发现:
(1)当电源接在A、C间时,电流表的A2示数是A1示数的1.5倍.
(2)当电源接在B、D间时,电流表Al的示数是A2示数的2倍.
根据上述测试结果,画出虚线框内有关接线柱间电阻或导线的连接情况并标明R1、R2、R3.
23.(南通中考)如图所示.电源电压6V,Ro为保护电阻,AB为长20cm、阻值为50Ω的均匀电阻丝.0P为质量、电阻均不计的金属细杆,下端连接一个重为2N的球P.闭合开关s,无风时,0P下垂并与电阻丝的B端接触;有风时,球P受力的作用,使金属细杆oP绕悬挂点0偏转,当偏转到电阻丝的A端时,电流表示数为0.6A,已知悬挂点0与电阻丝B端的距离为10cm,金属细杆0P始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦,求:
(1)R0的阻值.
(2)无风时电流表示数.
3)在风力作用下,当金属杆OP在图示位置静止时,作出F风的力臂,并求出该力的大小。

24.(哈尔滨中考)如图①是某同学设计的一个能够测定油箱内油面高度的装置,油量表是由学生用电流表改装而成,滑动变阻器R的金属滑片P是杠杆的一端,当P在a端时电路中的电流为0.6A,表示油箱已满;P在b端时电路中的电流为0.1A,表示油箱内无油.
(1)在改装表盘时,当他选择的滑动变阻器最大值为50Ω,他应选择的电源电压值和R`的阻值是多少?
(2)若油箱的容积为50L,请你按该同学的改装,在电流表表盘图②上标出油量值为O、40L、50L的刻度位置(滑动变阻器接入的阻值随浮标升降均匀变化;确定40L的位置时要求有运算过程).
(3)你认为他在设计该装置的电路时,在选择器材的过程中应考虑什么问题?并说明理由.

25.(玉林中考)如图所示,由阻值均匀、长度为8cm的电阻丝ab和滑动触头P组成的理想滑动变阻器的总电阻Rab=8Ω.安培表的最大量程是2A,电源的电压是3v.试求:
(1)当滑动触头P在图示3cm的位置时,安培表和伏特表的示数各是多少?
(2)为了不使安培表被烧坏,求允许滑动触头P向左右滑动的最大范围?(计算得出结果后,答时要求说明位置是在多少厘米与多少厘米之间)
26.(全国初赛)甲、乙两处距离为L,其间铺设了由两根导线组成的电话线,每单位长度导线的电阻为r(r的单位为Ω/m),乙处终端接有负载电阻.如果线路中途某处两导线因绝缘层损坏而相联,为了找出相联位置,给你一台电压为U的直流稳压电源和一个量程合适的电流表,怎样求出损坏处离甲端的距离和损坏处的接触电阻?

压力F/NO50100150200250300…
电阻R/Ω300270240210180150120…
27.(湛江中考、全国初赛)有一种测量人的体重和身高的电子秤,其测体重部分的原理图如图中的虚线框所示,它主要由三部分构成:踏板和压力杠杆AB0,压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻),显示体重大小的仪表A(实质是电流表).其中A0:B0一5:1,压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa,且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示:
设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.68V,取g=10N/kg.请回答:
(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘多少毫安处?
(2)如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为20mA,这个人的体重是多少?
(3)若压杆与压力传感器之间的接触面积是2cm2,则该秤的最大称量值是多少?
28.(扬州中考)某物理兴趣小组为了自制一台电子秤,进行了下列探究活动:
①研究弹簧的特性.他们做了如图甲所示的实验,根据实验数据作出了弹簧伸长缸与拉力F的关系图像如图乙所示.

“欧姆定律”,


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教材分析

欧姆定律是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,是本章的重点。本次课的逻辑性、理论性很强,重点是学生要通过自己的实验得出欧姆定律,最关键的是两个方面:一个是实验方法,另一个就是欧姆定律。欧姆定律的含义主要是学生在实验的过程中逐渐理解,而且定律的形式很简单,所以是重点而不是难点。学生对实验方法的掌握既是重点也是难点,这个实验难度比较大,主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。由于实验的难度比较大,学生出现错误的可能性也比较大,所以实验的评估和交流也比较重要。这些方面都需要教师的引导和协助,所以这次课采用启发式综合教学法。

教学目标

知识与技能

①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。

②通过实验认识电流、电压和电阻的关系。

③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。

过程与方法

①根据已有的知识猜测未知的知识。

②经历欧姆定律的发现过程并掌握实验的思路、方法。

③能对自己的实验结果进行评估,找到成功和失败的原因。

情感、态度与价值观

①让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测。

②培养学生大胆猜想,小心求证,形成严谨的科学精神。

重点与难点

重点:掌握实验方法;理解欧姆定律。

难点:设计实验过程;实验数据的分析;实验结果的评估。

教学方法

启发式综合教学法。

教学准备

教具:投影仪、投影片。

学具:电源、开关、导线、定值电阻(5Ω、10Ω)、滑动变阻器、电压表和电流表。

板书设计

已学的电学物理量:电流I、电压U、电阻R。

猜测三者之间的关系:I=UR、I=U/R、I=U-R、……

实验所需器材:电源、开关、导线、电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。

实验电路图:见图-10

记录表格:

结论:(欧姆定律)

--

教师活动

学生活动

说明

复习提问

①我们学过的电学部分的物理量有哪些?

②他们之间有联系吗?

③一段导体两端的电压越高,通过它的电流如何变化?当导体的电阻越大,通过它的电流如何变化?

学生以举手的形式回答问题,并将自己的想法写在学案上。

这部分问题学生以前已经有了感性的认识,大部分学生回答得很正确,即使有少数同学回答错误也没有关系,学生之间会进行纠正。

导入新课

提问:电压增大,电流也随着增大,但是你知道电流增大了多少吗?

让学生猜测电流I、电压U、电阻R之间的关系式。

学生大胆猜想。

不论对错,教师都应认真对待,但应该注意:猜想不是瞎猜、乱猜,不是公式越多越好,应该引导学生在原有知识的基础上有根据,符合逻辑进行猜想。同时可将所有学生的猜想写在黑板上,这对其他的同学有启发作用。

进行新课

一、设计实验

让学生阐述自己进行实验的初步构想。

①器材。

②电路。

③操作。

对学生的实验方法提出异议,促使学生思索实验的改进。

锁定实验方案,板书合理的器材选择、电路图、数据记录方法、操作过程。

学生按照学案的过程,补充实验器材,画电路图,并且简单陈述自己的实验操作过程。

学生根据老师提出的异议,讨论实验的改进方案,并修正器材、电路图、操作方法。

设计实验部分是一个难点,教师要进行引导,不要轻易否定学生的想法,在设计过程中教师可以提出启发性的问题,让学生自我发现问题。

二、进行实验

教师巡视指导,帮助困难学生。

学生以小组为单位进行实验。

实验数据之间的关系非常明显,要让学生从分析数据的过程中感受欧姆定律发现的逻辑过程,传授学生控制变量法。

三、分析论证

传授学生观察数据的方法,投影问题,让学生通过观察数据找到问题的答案,最终得到结论。

学生根据教师投影出的问题观察数据,在回答问题的过程中发现规律。

四、评估交流

让学生讨论在实验中遇到的问题以及自己对问题的看法和解决办法,教师引领回答几个大家普遍遇到的问题。

学生小组内讨论。

使学生意识到共同讨论可以发现自己的不足,借鉴别人的经验。

巩固练习

扩展记录表格,让学生补充。

投影一道与生活有关的题目。

学生补充表格。

学生在作业本上完成。

这个练习很简单,但能使学生沿着前面的思维惯性走下去,强化学生对欧姆定律的认识。

这一道练习主要是让学生了解欧姆定律在生活中的应用。

课堂小结

让学生归纳这节课学到的知识,回顾实验的设计和操作过程,既强化了知识又锻炼了学生归纳整理知识的能力。

学生归纳。

让学生意识到课堂回顾的重要性,并培养学生归纳整理的能力,对提高学生的自学能力有重要的作用。

文章来源:http://www.jab88.com/j/14695.html

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