个性化讲义之欧姆定律附录答案.docx
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个性化讲义之欧姆定律附录答案
个性化讲义之欧姆定律(附录答案)
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教学内容欧姆定律1、.理解欧姆定律,能运用欧姆定律进行简单的计算。
2、能根据欧姆定律以及电路的特点,得出串、并联电路中电阻的关系。
3、学会解答电学计算题的一般方法。
4、会同时使用电流表和电压表测量导体的电阻。
1、欧姆定律的内容、表达式及其应用.教学目标教学重、难点2、使用电流表和电压表测量导体的电阻测量过程中的数据处理和故障分析。
3、了解灯丝电阻的特性。
一、欧姆定律的表述是:
导体中的电流与导体两端的电压成正比与导体中的电阻成反比。
【解读】对于一个电路而言,它的电源电压基本上是不变的,但对于电路中的某一个电阻而言,当流过它的电流变大时,它两端的电压也变大,因此说“电压与电流成正比”就有些片面了;对于电阻而言,它的大小只与电阻本身的长度、材料、横截面积及温度有关,与是否有电压、是否有电流无关,所以不能说“电阻大小与电压成正比,与电流成反比”;因此我们可以用公式R=U/I算出R,用U=IR算出电压来。
二、利用欧姆定律来解决问题时,要注意“同一性”,即所谓电压、电流、电阻都是指同一个电阻,或者同一段电路而言的。
【解读】利用欧姆定律公式来解决问题时,要注意到公式中的三个量必须是同一段电路,或者同一个导体,并且在同一时间内。
如果不同电路或不同时刻,电流可能会发生变化。
另外还要求三个物理量的单位必须用国际单位。
三、伏安法测电阻的实验原理A、欧姆定律的公式为I=U/R。
若知道了电压、电阻可以求出电流,若知道了电流、电阻可以求出电压,同样若知道了电压、电流可以求出电阻。
即利用R=U/I。
因此,我们可以用电流表测电流,用电压表测电压。
于是我们可以算出电阻来,电流表上标有字母A,电压表上标有字母V,因此,这种方法,我们可以称之为:
伏安法。
B、电路图:
C、实验器材:
电源、电流表、电压表、待测电阻、滑动变阻器、开关、导线等。
D、滑动变阻器的作用:
①保护电路 ②改变被测电路两端的电压和电路中的电流,达到多次测量的目的四、测小灯泡的电阻难点:
测定值电阻和灯泡电阻区别1/24 培养成功素质助力国家未来 A、我们可以利用这个方法来测定小灯泡的电阻在这个过程中我们发现,滑动滑动变阻器的滑片,灯泡的亮度就会改变,通过这个实验我们可以理解家用的一些调光灯的原理 B、我们还会发现:
改变电路中的电流,灯的亮度会改变,我们算出的灯泡的电阻大小也不一样,这是于改变电路中的电流后,灯泡发光发热不同,电路中的电阻随温度的变化而变化。
温度越高,电路中的电阻越大。
伏安法实验须关注细节1、连接电路时开关要处于断开状态:
若导线连接完,电流表和电压表即有示数,则开关未断开,若连线错误,可能出现短路现象;2、滑动变阻器要满足“一上一下”接线方式:
“同上”“同下”均起不到调节作用,且“同上”会造成电路电流过大,“同下”会造成电路电流过小;3、滑动变阻器要处于最大阻值处:
若闭合开关后发现电流表或电压表示数偏大,则可能滑动变阻器未拨到最大阻值处,造成电路中的电流偏大,可能超过电流表的量程,打坏电流表指针;4、注意电表的正负接线柱问题:
电流时候均电表的正接线柱进入,否则会造成指针反偏5、注意电表的量程选择问题:
过大,则偏角太小,精确度偏低,过小,则超过量程,打坏指针6、调节滑动变阻器,电压表和电流表示数应均逐渐增大。
A、若出现电压表示数变小,则可能电压表加在了滑动变阻器两端。
B、若出现电压表示数不变,则可能电压表加了在待测电阻和滑动变阻器两端五、串联电路的电阻
(1)电阻的串联串联电路总电阻大于任一个分电阻,导体的串联相当于增加了导体的长度。
串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,即R=R1+R2。
难点:
串联总电阻和并联总电阻区别
(2)电阻的并联并联电路的总电阻小于任一个分电阻,导体的并联相当于增大了导体的横截面积。
111并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和,即=+。
RR1R2(3)串联电路和并联电路的特点电路图电流电压I=I1=I2I=I1=I2=?
=InU=U1+U2U=U1+U2+?
+UnI=I1+I2I=I1+I2+?
+InU=U1=U2U=U1=U2=?
=Un2/24 培养成功素质助力国家未来 电阻R=R1+R2R=R1+R2+?
+Rn若电阻均为r,则R=nrU1R1U1R1=,=U2R2UR111=+RR1R21111=++?
+RR1R2Rnr若电阻均为r,则R=nI1R2=I2R1电压与电流分配关系 【典型例题】例1、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、保护电路例2、有一个电阻,当它两端的电压为12V时,通过它的电流为A,那么它的电阻是_____;如果它两端的电压是6V,则通过它的电流是________。
电阻R1=4Ω,R2=6Ω,它们串联总电阻为________Ω,它们并联总电阻比R1______(选填“大”或“小”)。
例3、如图所示,李江同学为测量小灯泡电阻而连的电路,有关该实验的以下说法错误的是 A.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最左端B.实验过程中两电表都有可能需要换接较小的量程C.所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不同而不同D.在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片小灯泡变亮例4、用“伏安法”测电阻的实验中,某同学连接了如图所示的电路,电路连接中存在几处错误和不足,请你找出来。
①________________________________;②________________________________;③________________________________。
例5、在学习“串联电路的等效电阻”时,小东通过理论探究推导出:
R等=R1+R2他还想通过实验探究验证结论是否正确。
实验如下:
(1)下图甲是他设计的实验电路图,请按电路图连接实物图乙。
3/24 培养成功素质助力国家未来 乙甲
(2)将已知阻值的定值电阻R1和R2串联在电路中,接通电源后读出电压表和电流表的示数U和I。
下表是小东收集到的几组数据:
实验次数123电阻R1/Ω5510电阻R2/Ω101515电压表示数U/V23电流表示数I/A 请写出分析处理实验数据的具体过程及验证的结果。
(3)如下图所示是两个电阻串联的示意图.请根据影响电阻大小的因素,在图中“等号”的右边画出两个电阻串联后的等效电阻,并说明串联电路的等效电阻大于各串联导体电阻的道理。
例6、小岩利用“伏安法“测量未知电阻Rx的阻值。
小岩选择了满足实验要求的实验器材,连接的实验电路如图所示,请你添加一条导线将实验电路补充完整;电路连接正确后,闭合开半S,滑动变阻器滑片P数如图15甲所示,电流表的示数如图乙所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,电阻Rx的阻值为 。
例7、在用“伏安法测小灯泡电阻“的实验中,待测小灯泡额定电压为。
①请用笔代替导线,将图甲所示的实验电路未连接部分连接好。
②在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是 。
③故障排除后,闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到端。
同学们移动滑动变阻器的滑片,记录了多组小灯泡两端不同的电压及对应的通过小灯泡的电流值,并根据这些数据在坐标纸上给出了U—I图像。
分析图像可知,小灯泡正常工作时灯丝电阻为Ω。
④从图像还可看出,小灯泡灯丝的电阻随电压的增大逐渐。
从物理学角度分析,造成这一现象的原因是_。
【随堂演练】1.在测量定值电阻的实验中,4/24 培养成功素质助力国家未来 连接电路时开关应__________。
请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整。
闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至_____端。
小青闭合开关后,移动滑片P到某一点时,电流表示数为,电压表示数如图所示,为__________V,计算出的电阻值为__________Ω。
小青仅把这一次实验测量所得的阻值作为最后的结果,你认为合适吗?
__________,理是___________。
如图所示是其他两组同学根据测得数据作出的,I-U图像,分析图像可知Ra_______Rb。
小珍连接好电路后闭合开关,发现无论如何移动变阻器的滑片P,电压表、电流表均有示数,但都不改变,原因可能是____________________________________。
2.用标有“”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电阻”实验,连接的部分实验电路如下图甲所示。
请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整;连接电路时,开关要____;电路连接完整后,闭合开关前,滑片应滑到____端;闭合开关,灯泡不发光,电流表无示数,电压表的示数几乎等于电源电压,故障的原因是灯泡______________;排除故障后,将滑片移到某位置时,电路中电流表示数如图乙所示,读数为____A,电压表示数为,此时灯丝的电阻是____Ω。
经多次实验,测得多组电压、电流值,并将数据制成如图丙所示的I—U图像,此发现:
灯丝的电阻是变化的,原因是灯丝的电阻受____的影响。
3.小明用图甲所示的电路测量额定电压为的小灯泡电阻,图乙是小明未完成连接的实验电路。
请你按照电路图,用笔画线代替导线,完成图乙中实验电路的连接。
小明将电路连接正确后,闭合开关,调节变阻器的滑片,使小灯泡刚好正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,电流表的读数是___________A,小灯泡的阻值是____________Ω;5/24 培养成功素质助力国家未来
当电压值改变的时候,小灯泡的阻值____________;小明又想测某未知电阻Rx的阻值,设计了如图所示电路,并设计了如下实验步骤,请帮他把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式。
实验步骤:
A.按照设计的电路图连接电路 B.断开S2、闭合S1记录电流表示数为I1 C._________________________________ 表达式:
Rx=___________________ 4、同学利用电压表和电流表测量电阻R1的阻值(约9Ω左右),电源选用两节干电池。
(1)按图甲电路,将图乙中电流表正确连入电路
(2)该同学检查电路连接正确,合上开关,可是无论怎样移动滑片,电压表示数总为3v不变,你认为发生故障的原因可能是_________________或___________________。
(3)清除故障后,小明将滑片P向左滑动时,电压表示数将________(填“增大”、“减小”、“不变”),当P滑到某一位置时,两表读数如图丙所示,此可知R=____Ω。
你认为这个结果可靠吗?
理是___ 。
5.小明要测量电阻Rx的阻值,实验室能提供的器材有:
学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
6/24 培养成功素质助力国家未来 小明设计的实验电路图如图甲所示,请用铅笔画线代替导线,根据甲图将乙图中的实物图连接完整。
当小明按照甲图连好实物电路后,闭合开关,发现电流表的指针能够偏转,电压表的示数为3V,产生这种现象的原因是 。
在实验过程中,小明发现电流表指针偏转幅度太小,但他想了想,觉得不需要改变电路的连接方式,且不用读出电流表的示数,也能较准确地求出Rx的阻值。
他的做法是:
将滑动变阻器的滑片移到 ,读出 ,则Rx= (用字母表示)。
1.如图所示电路,闭合开关,小灯泡正常发光。
若将小灯泡和电流表的位置互换,则闭合开关后的现象是A.小灯泡不发光,电压表没有示数B.小灯泡不发光,电流表没有示数C.小灯泡正常发光,电压表没有示数D.小灯泡正常发光,电流表没有示数2.在物理实验中,对物理量进行多次测量,有的是为了通过多次测量提高精度,有的是为了通过多次测量寻找规律。
下面四个实验中,哪个是通过多次测量提高精度A.在探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”时测量多组对应的干路电流和各支路电流B.在探究“串联电路各点间电压的关系”时测量多组对应的总电压和各部分电路两端的电压C.在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时测量多组对应的电流和电压值D.在“测量小灯泡的电阻”时,测量多组对应的电流和电压值3.欧姆定律公式I=U/R变形得R=U/I,对此,下列说法中正确的是 A.加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大 B.通过导体的电流越大,则导体的电阻越小 C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零 D.导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关4.小明想用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,所用器材如下:
电源,电流表、电压表、滑动变阻器、开关各1个.
(1)连接如甲图所示的电路,闭合开关发现电流表无示数、电压表示数为3V,则可能是于Rx所在支路 而造成的.排除故障后,调节滑动变阻器滑片,当电压表示数是时,电流表示数如乙图所示,则此时Rx的阻值是 Ω. 7/24 培养成功素质助力国家未来
(2)小明找来若干已知适当阻值的定值电阻(R1、R2、R3…),借助此电路继续实验,探究“串联电路的等效电阻”. ①小明要说明某两个电阻的串联电阻与电阻Rx是等效的,请你在第
(1)问实验的基础上写出接下来的具体做法. ②请你设计探究“串联电路等效电阻”实验的表格. 5.用伏安法测量某电阻RX的阻值如图甲所示,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数增大,则导线的M端应与滑动变阻器的____________接线柱连接。
如图乙所示是根据实验数据画出的U—I关系图,图可知,RX两端电压变化时,它的阻值____________,导致这种现象的原因是____________;图乙,当电压为时,RX的阻值为____________。
6.在“测量未知定值电阻Rx的阻值”实验中,请回答如下问题:
⑴请将图a连接的实物图在方框内画出对应的电路图。
⑵某同学连完电路后,用开关试触发现电流表、电压表分别出现了如图b、图c所示情况,则电流表产生此现象的原因是_______;电压表产生此现象的原因是___________。
Rx 图c图bS图a⑶某同学将电路错误地连接成了如下电路所示情形,实验得到了多组U、I值,如下表格所示,请根据题中所给数据描点作图。
Rx123457.小楠同学想测量一个定值电阻的阻值。
如图甲是小楠设计的实验电路,请U/V54321V你依图甲用笔画线代替导线在图乙中将没I/A A有连接完的实物电路补充完整,并要求滑动变阻器向左移动时电流表示数变大。
8/24 培养成功素质助力国家未来 CARAV甲乙ABPBDU/V 0 连接好电路后,小楠进行了实验,但是于小楠同学的疏忽,I/A做完实验后才发现,把测量的电流值都写在草稿纸上而忘了填入记录表格中。
请你帮助小楠同学把记录在草稿纸上的电流值填入表中。
123实验次数草稿纸 电压U/V 电流I/A 完成上述实验后,小楠同学想用原电路测量一个额定电压为的小灯泡的电阻。
小楠同学用灯泡替换了电阻,闭合开关后,调节滑动变阻器,测得五组实验数据如下表所示:
实验电压表读数电流表读数灯泡电阻灯泡电阻的平均值/Ω/V/A/Ω次数1 2 ?
?
?
?
=?
3 54 5 你认为他的表格设计合理吗?
为什么?
本周作业家长签字 日期、时间上周作业完成情况学生签名欧姆定律实验专题 专题一、实验仪器的选择1.为了测量一只标有“8V”的小灯泡的电阻,小花同学设计了如图所示的电路,现有实验器材如下:
电压表V1:
量程0~3V 电压表V2:
量程0~15V电流表A1:
量程0~电流表A2:
量程0~3A A滑动变阻器R1:
“10?
2A”滑动变阻器R2:
”50?
2A” 电源一个、开关一只、导线若干。
要安全准确地测量多组数据,需要选择合适的实验器材,其中电压表应选用 V。
2.现准备用“伏安法”测量额定电压为的小灯泡的电阻,实验室能提供的实验器材有:
A.待测小灯光L;B.二节新的干电池串联;C.电压表一个;D.电流表一个;E.滑动变阻器R0;F.开关S一个,导线若干则:
如果使用上述器材来测量小灯泡的电阻,那么,当小灯泡正常工作时,该电路中的电流约为___________A,因此,电流表的量程应选0~_____A。
9/24 培养成功素质助力国家未来 于电流表和电压表都有一定的电阻,严格来说将它们接入电路后,对电路都要产生一定的影响。
那么,为了减少误差,在甲、乙所示的电路图中,最好选______。
根据以上选择的电路图,在丙图中用铅笔画线代替导线进行连线,使之成为能比较精确地测量出小灯泡电阻的电路。
在实验中,某同学设计的实验报告及实验记录数据如下表所示。
实验名称实验目的用“伏安法”测量小灯泡的电阻练习使用电流表和电压表测量小灯泡的电阻a、按照电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片P,使电路中的______最大。
实验步骤b、闭合开关,调节滑片P,使小灯泡两端的电压达到_____V,然后,测量从额定电压开始逐次___,获得几组数据。
c、根据测出的电压值和电流值,求出小灯泡的电阻。
电压U/V实验记录 电流I/A 电阻R/Ω ①将实验步骤中的空格填写完整。
②从实验记录中可以看出,存在明显错误的记录数字是___________。
③根据实验记录数据,采用“描点法”在如图所示的坐标系中,作出小灯泡的U—I图像。
专题二、实验数据处理1.在“测量小灯泡电阻”的实验中,已知电源电压为,小灯泡标有“”的字样。
小丽连接的实验电路如图所示,其中有一条导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,画出正确的连线。
电路修改正确后,小丽进行实验,记录的数据如表所示。
在获得第1组数据后,为完成上述实验,滑动变阻器连入电路的阻值应逐渐________。
计算可知小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。
请结合你已有的知识对小丽的实验数据进行分析,可知第_____组数据是错误的,判断的理是_____________________________________________________________。
实验序号①②③④电压/V 电流/A 电阻/Ω 10/24 培养成功素质助力国家未来
2.小陆做“电流表、电压表测电阻”实验,现有电源、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干,所有元件均完好。
他连接电路进行实验,闭合开关后,在移动变阻器滑片的过程中,发现电流表示数的变化范围为~,电压表示数相应的变化范围为~0V,当移动变阻器滑片到某个位置时,电压表、电流表的示数分别如图、所示。
请将下表填写完整。
物理量实验序号123电压Ux/V 电流Ix/A 电阻Rx/Ω 电阻的平均值Rx/Ω3、在“测定导体电阻”的实验中,电源使用二节新干电池,被测电阻的阻值约为5欧,滑动变阻器的规格是“10Ω”。
(1)图甲是没有连接完整的实验电路,请你用笔画线代替导线,将电路连接完整;
(2)某次实验中,电压表的示数如图乙所示,读数为________________伏; (3)电路连接正确,实验数据记录如右下表所示,其中一组数据有拼凑的嫌疑,请指出并说明判断依据_____________________ 234实验序号1 电压/伏 电流/安 专题三、测电阻的变式例题.如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路,其中不可行的是若可以,请分别写出它们各自的表达式 A、使用电压表和定制电阻测量1、为了测量Rx的阻值,某同学设计了如图所示的电路。
已知R0为10?
,当S1断开,S2闭合时,电压表的示数为3V;当S2断开,S1闭合时,电压表的示数如图所示。
此可知R0两端的电压为______V,Rx的阻值为_______?
。
11/24 培养成功素质助力国家未来 2.现有额定电压12V的电源,电压表、电流表各一个。
为了较为准确地测定额定电压为的小灯泡在正常工作状态下的电阻值,设计了如图所示的电路图,图中滑动变阻器R′的作用是___________________________。
请在图中以笔画线代替导线将电路连接完整,要求图中滑动变阻器接入电路阻值最大。
实验中电压表的读数为U,电流表的读数为I,定值电阻阻值为R,则小灯泡的电阻值RL可表示为________________。
3.伏安法测电阻R。
的实验中,我们用如图所示电路进行测量。
测量结果是用电压表读数除以电流表读数来表示,而作为用电器,电压表和电流表是有电阻的,会造成实验误差。
(l)电源接通前,滑动变阻器的滑片应在 ;
(2)测量值比真实值 ; (3)如果电压表和电流表的读数分别为U和I,而它们自身电阻分别为Rv和RA,则Rx。
更准确的表达式为 。
4.用电压表和电流表可测末知导体R的电阻值,图a为一种测量方案的原理图。
某次实验时电压表和电流表的读数如图b所示,电流表的读数为________A,电压表的读数为________V;如果考虑到电流表的电阻不为零,则用该测量方案测出的结果必然存在误差,那么用这种方案测量出来的电阻值__________电阻的真实值。
已知电流表的内阻为1Ω,要求用此方案测出的电阻值与真实值间的差距不大于真实值的1﹪,则对待测电阻的阻值要求为_______________________。
5.实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻.提供的器材有:
电源(电压约5V)、学生用电压表(0~6V)、电阻箱R(0~9999Ω5A)、开关S1和S2、导线若干.现要测量待测电阻Rx的阻值,设计了如图甲所示的实验电路图. 12/24 培养成功素质助力国家未来
(1)小虎进行的实验过程如下:
①根据实验电路图,连接成如图乙所示的实物电路,但存在连接错误,只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请在接错的导线上打“×\,并用笔画线代替导线画出正确的接法. ②电路连接正确后,闭合S1,将S2拨到触点1时,电压表的读数为U1,则电源电压为 .③闭合S1,将S2拨到触点2,当电阻箱的阻值调为R0时,电压表的示数为U2,则待测电阻的阻值Rx= .
(2)如果实验器材中没有提供电压表,现再提供一只电流表(0~),利用上述器材,你认为 (选填“能”或“不能”)较准确测出该待测电阻的阻值,原因是 . 6.实验室备有下列器材:
A.待测定值电阻Rx:
阻值在49~52Ω之间B.滑动变阻器:
最大阻值见图C.滑动变阻器:
最大阻值见图D.定值电阻R0:
阻值20ΩE.电压表V:
测量范围0~3VF.电源E:
电源电压恒为VRx1G.单刀双掷开关S及导线若干SR[来源学+科+网]02VE P 甲乙 为了较精确地测出待测电阻Rx的电阻,小明设计了如图所示的电路。
aRb在小明设计的电路中,滑动变阻器应选 。
小明在实验中的主要操作步骤及记录的数据是:
Ⅰ.将开关S掷向1, 移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,读出V表的示数为V; Ⅱ.保持滑动变阻器滑片P的
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