初中物理――欧姆定律教案

1、初中物理电学欧姆定律一、 考点、热点回顾(一 欧姆定律。1、探究电流与电压、电阻的关系。提出问题:电流与电压电阻有什么定量关系? 制定计划,设计实验:要研究电流与电压、电阻的关系,采用的研究方法是:控制变量法。即:保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;保持电压不变,改变电阻研究电流随电阻的变化关系。进行实验,收集数据信息:(会进行表格设计分析论证:(分析实验数据寻找数据间的关系,从中找出物理量间的关系,这是探究物理规律的常用方法。 得出结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与加在导体两端的电压成正比;在电压不变的情况下,导体中的电流与导体的电阻成反比。2、欧姆定律的内容:导体中的电流

2、,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。3、数学表达式 I=U/R4、说明:适用条件:纯电阻电路(即用电器工作时,消耗的电能完全转化为内能I 、U 、R 对应 同一导体或同一段电路,不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别。三者单位依次是 A 、V 、 同一导体(即R 不变,则I 与U 成正比 同一电源(即U 不变,则I 与R 成反比。 是电阻的定义式,它表示导体的电阻由导体本身的长度、横截面积、材料、温度等因素决定。R =U/I 是电阻的量度式,它表示导体的电阻可由U/I 给出,即R 与U 、I 的比值有关,但R 与外加电压U 和通过电流I 等因素无关。5、解电学题的基

3、本思路认真审题,根据题意画出电路图;在电路图上标出已知量和未知量(必要时加角码;选择合适的公式或规律进行求解。(二 伏安法测电阻1、定义:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。2、原理:I=U/R3、电路图: (右图4、步骤:根据电路图连接实物。 连接实物时,必须注意 开关应断开 R = S L 滑动变阻器 变阻(“一上一下” 阻值最大(“滑片远离接线柱”串联在电路中 电流表 “+”接线柱流入,“-”接线柱流出量程选择:算最大电流 I=U/Rx并联在电路中 电压表 “+”接线柱流入,“-”接线柱

4、流出量程选择:看电源电压 V A Rx R 检查电路无误后,闭合开关S ,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。算出三次Rx 的值,求出平均值。整理器材。5、讨论:本实验中,滑动变阻器的作用:改变被测电阻两端的电压(分压,同时又保护电路(限流。测量结果偏小是因为:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx 电流。根据Rx=U/I 电阻偏小。 如图是两电阻的伏安曲线,则R 1R 2(三 串联电路的特点 1.电流:文字:串联电路中各处电流都相等。公式:I=I 1=I 2=I 3=In2.电压:文字:串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。公式:U=U 1+U 2

5、+U 3+Un3.电阻:文字:串联电路中总电阻等于各部分电路电阻之和。公式:R=R 1+R 2+R 3+Rn理解:把n 段导体串联起来,总电阻比任何一段导体的电阻都大,这相当于增加了导体的长度。 特例:n 个相同的电阻R 0串联,则总电阻R=nR 0 。4.分压定律:文字:串联电路中各部分电路两端电压与其电阻成正比。公式:U 1/U 2=R 1/R 2 U 1:U 2:U 3:=R 1:R 2:R 3:(四 并联电路的特点1.电流:文字:并联电路中总电流等于各支路中电流之和。 公式:I=I 1+I 2+I 3+In2.电压:文字:并联电路中各支路两端的电压都相等。 公式:U=U 1=U 2=U

6、 3=Un3.电阻:文字:并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。公式:1/R=1/R 1+1/R 2+1/R 3+1/Rn理解:把n 段导体并联起来,总电阻比任何一段导体的电阻都小,这相当于导体的横截面积增大。 特例:n 个相同的电阻R 0并联,则总电阻R=R 0/n 。求两个并联电阻R 1.R 2的总电阻R= 4.分流定律:文字:并联电路中,流过各支路的电流与其电阻成反比。公式:I 1/I 2=R 2/R 1二、典型例题 1.(2011江西12、如图4所示,滑动变阻器的滑片P 在中点 时,连入电路中的阻值为R ,只闭合S 1时,R 两端电压与R 1两端电压之比为1:2,只闭合S 2时,

7、R 两端电压与R 2两端电压之比为1:4,当滑片P 移动到b 端,则( A 、只闭合S 1时,滑动变阻器两端电压与R 1两端电压之1:1R 1 R 2I UB、只闭合S2时,滑动变阻器两端电压与R2两端电压之1:1C、当S1,S2闭合时,通过R1与R2的电流之比是1:2D、当S1,S2闭合时,通过R1与R2的电流之比是1:1【解析】只闭合S1时:滑片在中点时,变阻器电阻为R,R与R1串联,电流相等,R:R1=U P:U1=1: 2 ;只闭合S2时,R:R2= U P:U2=1:4 ;联立两式,可以得出R1:R2=1:2.当滑片移到b端时,滑动变阻器电阻为2R。A选项:电压之比等于电阻之比:U

8、P:U1=2R:R1=1:1 ;B选项:U P:U2=2R: R2=1:2;C与D选项:R1与R2并联,电流之比为电阻的倒数之比:I1:I2=R2:R1=2:1;【答案】A【点评】本题考查串联、并联电路的电流、电压特点,一些考生没有针对电路变化中,从R1、R2分别与滑动变阻器的比值中,找到R1和R2之间的关系。试题难度大。2.(2011江西26、关于测量定值电阻阻值得实验【方案一】运用电压表(无电流表,一个阻值为R0的固定电阻,测量定值电阻阻值。器材:一只电压表,一个阻值为R0的固定电阻、电源、开关和导线若干。实验步骤:步骤一、请你在图17虚线框中画出实验时所需的电路图,并连接电路步骤二、将电

9、压表在Rx两端,闭合开关,读出电压表的示数Ux步骤三、将电压表在R0两端,闭合开关,读出电压表的示数U0步骤四、根据你设计的电路的特点和实验所测得的物理量,写出Rx的表达式(用符号表示【方案二】运用一只电压表(无电流表一个已知最大阻值的滑动变阻器,测量定值电阻阻值。器材:一只电压表、一个已知最大阻值的滑动变阻器,电源、开关和导线若干。实验要求:请你在图18虚线框中画出实验所需的电路图。 评估交流:(1从实验操作角度看,以上两个方案中,方案更好。(2好在(只要求写出一条。【解析】(1测量导体的电阻,可以利用R=U/I求得,试题中没有提供电流表,可以通过测出R0的电压,计算出其电流,再利用I x=

10、I0间接得到Rx的电流,所以应该设计成串联电路;(2第二种方案利用了滑动变阻器的最小阻值和最大阻值已知,从而在不必改接电压表的情况下,通过调节滑片,使电压表分别测出电源电压和R x的电压,操作简便。【答案】步骤一:如下方左图所示并联并联R x=U x R o/U o 实验要求:如下方右图所示。评估交流:(1二(2方案二中在测量电压时无需换接电压表,测量电压更方便 【点评】本题考查测量导体电阻,综合了串、并联电路的特点和欧姆定律的应用;试题比较常规,考生普遍答题较好。试题难度中等。3.(2011哈尔滨41.(2分如图所示,电源电压不变.闭合S1后,再闭合S2,电流表的示数,电压表的示数.(选填“

11、变大”、“变小”或“不变”【解析】闭合S1,R1与R2串联,电压表测R1电压;再闭合S2,R2被短路,根据I=U/R可知,总电压不变,总电阻减小,总电流增大;R1电压大小等于电源电压,电压表示数增大。【答案】变大变大【点评】这是动态电路的一种类型题,解题的关键是分析不同开关时电路连接情况,认识短路,会根据欧姆定律,串联电路特点,判断两表变化情况。难度较大。4.(2011哈尔滨47.(2分如图所示,电源电压为l2V,定值电阻R1为l2,滑动变阻器R2标有“50 1A”字样,电流表A1量程为03A,A2量程为00.6A。当滑动变阻器的滑片在中点时,通过滑动变阻器的电流为A;在滑片移动过程中,电路消

12、耗的最大功率为W.【解析】分析电路可知R1与R2并联,U=U1=U2=12V,A1测总电流,A2测R2电流。当滑片在中点时, R2=25,根据I2=U2/R2=12V/25=0.48A;电源电压不变,电路中最大功率即电路中总电流最大时。又因为R1电压电阻不变,通过R1电流不变,I1=U1/R1=12V/12=1A。当R2电阻变小,通过R2电流变大,总电流变大。由题可知,R2最大电流为0.6A,I最大=0.6A+1A=1.6A。P最大=UI最大=12V1.6A=19.2w 【答案】0.48 19.2【点评】考察学生认识电路,根据并联电路特点,欧姆定律分析计算。难度较大。5.(2011山东聊城8.

13、 如图所示,闭合开关S,使滑动变阻器的滑片向左移动,则(来源中国教育出版网A.电流表示数变小B.电压表示数变大C.电压表示数不变D.灯泡变亮【解析】从图中可以看出,这是一个串联电路,即滑动变阻器与小灯泡串联,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压。当滑片向左移动时,其阻值减小,电路中的总电阻减小,故在电源电压不变的情况下,电流中的电流变大,通过小灯泡的电流变大,小灯泡变亮,A项错误,D项正确;由于滑动变阻器的阻值减小,故它分得的电压也减小,B、C两项错误。【答案】D来源中教网z,s,tep【点评】判断电路中的电表示数变化情况时,应首先明确电路的连接方式及电表的测量对象,然后根据欧姆定律及串并联电路

14、的电流、电压特点进行分析。6.(2011山东聊城14. 小亮同学做测量小灯光电阻的实验,小灯泡的额定电压为2.5V,已经连接了如图所示的部分电路。 来源中国教育出版网(1请你用笔画线代替导线将图甲中的电路补充完整;来源中国教育出版网(2闭合开关前,应将滑片移动滑动变阻器的_(选填“左”或“右”端,目的是为了保护电路;(3当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的电阻是_;(4小亮移动滑片又测量了两次实验后发现,三次测得的灯泡的电阻相差较大,与其他同学交流也是同样的情况,由此总结得出:当灯泡两端的电压增大时,通过灯泡的电流增大,灯泡的亮度_(选填“变亮”或“变暗”,灯泡的电阻_

15、。【解析】(1图中的电压表应选用3V量程,且电压表的“3”接线柱接在灯泡的右商,“-”接线柱接在灯泡的左端,滑动变阻器任选上一接线柱与开关的右端相连;(2闭合开关前应使滑动变阻器取最大值,此电路中应将滑片移动最左端;(3图乙中电流表的示数为0.3A,则小灯泡的电阻为2.5V/0.3A =8.33;(4灯泡两端的电压变大,通过的电流变大,消耗的电功率变大,则灯泡变亮,灯丝温度随高,灯丝电阻变大。【答案】(1如图所示(2左(38.33(4变亮 变大【点评】测量小灯泡的电阻实验也是中考中的热点实验,主要考查电路的连接及注意事项,以及实验数据的处理、实验结论的分析论证等。来源中教网z|z|s|tep7

16、.(2011浙江湖州13.二氧化锡传感器能用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测,它的原理是其中的电阻随一氧化碳浓度的增大而减小。将二氧化锡传感器接入如图所示的电路中,则当二氧化锡传感器所处空间中的一氧化碳浓度增大时,电压表示数U 与电流表示数I 发生变化,其中正确的是( A .U 变大,I 变大B .U 变小,I 变小C .U 变小,I 变大来源:zzstep.c omD .U 变大,I 变小【解析】当二氧化锡传感器所处空间中的一氧化碳浓度增大时,二氧化锡的电阻减小,由欧姆定律可知电路中电流电流表示数I ,故电流表示数I 变大,由U=IR 可知定值电阻R 两端电压变大。【答案】A【点评】本题考查应

17、用欧姆定律分析电表变化问题,难度中等。8.(2011浙江湖州17.为了比较电阻R 1和R 2的大小,四位同学分别设计了如图所示的电路,其中不可行的是( 来源中教网 【解析】由欧姆定律变形公式I U R可知: A 、B 图中两电阻串联,电流相等,通过比较R 1 、R 2 两端电压大小可以比较R 1 、R 2的大小; C 图中两电阻并联,电压相等,通过比较电流的大小可以比较R 1 、R 2的大小。因此A 、B 、C 所示电路可行,D 所示电路不可行,故选D 。【答案】D【点评】本题比较电阻R 1和R 2的大小通过I U R =转化为在I 相等时比较U 、或在U 相等时比较I ,考查学生解决问题的转

18、化思想。难度中等。9.(2011黑龙江 鸡西5.通过定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系图像如图所示。现将甲和乙并联后接在电压为3V 的电源两端。下列分析正确的是 ( A. R 甲 :R 乙=2:1B. U 甲 :U 乙=2:1C. I 甲 :I 乙=2:1D. I 乙 :I 甲=2:1来源中教网【解析】A 首先根据图像取特殊点,再利用I U R =来计算甲、乙的阻值分别为5、10,所以R 甲 :R 乙=1:2;B 因为并联电路各支路两端的电压相等,所以U 甲 :U 乙=1:1;C 电压相等时,电流与电阻成反比,所以I 甲 :I 乙=2:1正确;D 错误。【答案】C【点评】此题的关键是会分析图

19、像,求得电阻值,然后再根据并联电路的特点及欧姆定律来求解。难度中等。10.(2011黑龙江 鸡西17.在探究“决定电阻大小因素”的实验中,运用的物理研究方法是 ;在制作导线和电阻丝时主要是根据导体的 对电阻大小的影响来选取的。来源中教网z|z|s|tep【解析】影响电阻的因素有长度、材料、横截面积、温度,当被研究的物理量跟多个因素有关时,要用控制变量法。在制作导线和电阻丝时主要考虑材料对电阻的影响。【答案】控制变量法 材料【点评】研究物理现象及规律时,应根据不同研究对象的特点,选择恰当的实验方法。长用控制变量法的还有探究电流与电压、电流与电阻关系的实验。难度较小。5题图 6题图 7题图25.(

20、2011重庆市20.从2011年5月11日起,执行酒驾重罚新规定。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理相当于图19所示。电源电压恒为9 V ,传感器电阻R 2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,R 2的电阻为80。使用前要通过调零旋钮(即滑动变阻器R 1的滑片对测试仪进行调零,此时电压表的示数为8 V 。求:(1电压表的示数为8V 时,电流表的示数为多少?(2电压表的示数为8V 时,滑动变阻器R 1的电阻值为多少?(3调零后,R 1的电阻保持不变。某驾驶员对着测试仪吹气10 s ,若电流表的示数达到0.3A ,表明驾驶员醉驾,此时电压表的示数为多少?【解析】(1电路由R

21、 1和R 2串联组成,电压表测R 2两端电压。电压表示数为8V 时,R 2=80,则根据欧姆定律I=U/R 可得此时电流表示数I=8V/80=0.1A ;(2电压表示数为8V 时,电路中的电流是0.1A ,此时电阻R 1两端的电压U 1=U U 2=9V 8V=1V ,R 1的阻值R 1=U 1/I=1V/0.1A=10;(3I =0.3A ,R 1=10,I=U/R ,则R 1两端电压U 1=I R 1=100.3A=3V ,电压表的示数U 2=U U 1=9V 3V=6V 。【答案】(10.1A (210 (36V【点评】本题联系社会热点,主要考查串联电路特点和欧姆定律的应用,解题过程相对

22、简单,难度中等。38.(2011北京38.如图19所示,电源两端电压U 保持不变。当开关S 1闭合、S 2断开,滑动变阻器接入电路中的电阻为R A 时,电压表的示数为U 1,电流表的示数为I 1,电阻R 1的电功率为P 1,电阻R A 的电功率为P A ;当开关S 1、S 2都闭合,滑动变阻器接入电路中的电阻为R B 时,电压表的示数U 2为2V ,电流表的示数为I 2,电阻R B 的电功率为P B ;当开关S 1闭合、S 2断开,滑动变阻器滑片P 位于最右端时,电阻R 2的电功率为8W 。已知:R 1:R 2=2:1,P 1:P B =1:10,U 1:U 2=3:2。求:(1电源两端的电压

23、U ; (2电阻R 2的阻值;(3电阻R A 的电功率P A 。图19 S 1R 1 R 2 S 2 图19 P解析:解答本题应认识审题,弄清各物理量之间的关系,然后列出等量式进行分析求解。答案:当开关S 1闭合、S 2断开,滑动变阻器接入电路中的电阻为R A 时,等效电路如图3甲所示;当开关S 1、S 2都闭合,滑动变阻器接入电路中的电阻为R B 时,等效电路如图3乙所示;当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器滑片P 位于最右端时,等效电路如图3丙所示。(1已知: U 1U 2=32 R 1R 2=21由图3甲、乙得:U 1=I 1(R 1 + R 2 U 2=I 2 R 2 解得:21I I

24、 =21已知:P 1P B =110由图3甲、乙得:P 1 = I 12R 1 P B = I 22R B解得:R 1 =52R B由电源两端电压U 不变 I 1(R 1+R 2+R A = I 2(R 2+R B 解得:R A =9R 2由图3乙得:U U 2=B22R R R + U 2=2V解得:U =12V(2由图3丙得:U U 2=212R R R + 解得:U 2 = 4VP 2=8W R 2 =222P U =W8V4(2= 2(3由U 1U 2=32 解得:U 1=3V U A =U -U 1=9V图3 乙 U 2 R 2 U P B I 2 R B R A R 1 R 2 P

25、 1 U U 1I 1 甲 P A 丙U 2R 1UP 2R 2 I 3S 2R 3 R 1 S 1A R 2 图7-22 图7-21 R A =9R 2=18P A =A2A R U =4.5W (其他解法正确的,均可相应得分思路点拨:电学计算题有些题目可以直接分析求解出结果,有的题目就需要列方程求解未知物理量。列方程时一般以不变量(如电源电压、电阻为未知量,利用串、并联电路的特点和电功率的有关公式和题目中所给的有关电流、电压、电功率的关系列式,联立求解。 三、课后练习电压对人体来说是安全的.家庭电路的电压为 V .家庭中常用的一种灯泡的电阻是1210,若用K作单位,可以写成 K.2.如图7

26、-21,电源电压保持不变,电阻R 1 = R 2 = R 3 = 10。要使R 2、R 3并联,应闭合开关 ,此时电流表的示数为I 1;要使R 1、R 2串联,开关S 1、S 2应(填“断开”或“闭合”,此时电流表的示数为I 2;则I 1I 2 = 。 3.小辉同学用伏安法测导体的电阻,实验方案和操作过程均正确,两表的连接和示数如图7-22所示. 这个实验可以改进的地方是_,你这样改的理由是_.4. 某同学在用有两个量程的电压表(03V 和015V 测由两节干电池串联组成电池组的电压时,记录的是10V 。他出现错误的原因是_ _,实际电压应是_。5.欧姆定律的表达式为 ,在电压U 一定的条件下

27、,导体的电阻R 越小,通过导体的电流I 越 。两个电阻R 1和R 2(R 1R 2串联接入电路中,通过R 1的电流 (填“大于”、“等于”或“小于”通过R 2的电流。.6.某用电器的电阻是120,要使电路中的总电流的1/5通过这个用电器,就跟这个用电器 联一个 的电阻;若要使用电器两端的电压是总电压的1/5,则应跟这个用电器 联一个 的电阻.二.选择题(每小题3分,共30分1.在进行家庭电路的装修时,如果不小心使白炽电灯灯座的两根电线相接触,闭合开关接通电源,会出现下列哪种情况( A .电灯的灯丝被烧断 B.电灯正常发光C. 电灯发出暗淡的光D.保险丝熔断2.小强同学在探究串联电路电流规律的实

28、验中,按图7-23连接好了电路,合上开关S 后,发现两灯均不发光.为检测出电路故障,他将电压表接到灯L 1两端来测量电压,发现电压表有明显示数，而电流表示数几乎为零，则电路故障可能是（ ） A.灯 L1 短路 B.灯 L2 断路 C.电流表烧坏了 D.灯 L1 断路 图 7-23 图 7-24 3 如图 7-24 所示， 当滑动变阻器的滑片向 N 端滑动时， 电流表和电压表示数的变化情况是 （ ） A两表示数都变大 B两表示数都变小 C电流示数变大，电压表示数变小 D电流示数变小，电压表示数变大 4白炽灯泡的灯丝断开后，可把断头搭接起来继续使用，这时灯丝的 （ ） A电阻变大，电流减小 B电阻

29、变小，电流增大 C电阻和电流都增大 D电阻和电流都减小 5发生电火灾后，产生应该做的是（ ） A用水灭火 B.用灭火器灭火 C用砂子灭火 D.切断电源并拔打 119 火警电话 6一位同学在做实验时，需要阻值为 5 欧的电阻一个，但手边只有 4 欧和 10 欧的电阻各两个， 则下列办法可行的是 （ ） A.将两个 4 欧的电阻串联起来 B.将两个 10 欧的电阻并联起来 C.将两个 4 欧的电阻并联起来 D.将两个 10 欧的电阻串联起来 7张弛同学在做“用变阻器改变灯的亮度”的实验时，她将一只小灯泡与滑动变阻器及开关串联 后接在电源上，但闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片，灯都不亮，为了检

30、查电路故障，她另 取一只电压表将表分别与小灯泡、开关并联时，表的指针均不动；将表与滑动变阻器并联时，表的指 针明显偏转则电路故障可能是（ ） A电源没电了 B小灯泡处开路 C滑动变阻器处开路 D开关处开路 8在表演台上某人声称具有特异功能“不怕电”他把灯泡接到家庭电路的两根电线上，灯光 亮取下灯泡后，他用双手同时抓住两根电线，并让别人用测电笔触其肌肤，众人见氖管发光而瞠目 结舌，对此某班同学展开讨论后形成以下观点，其中不正确的是（ ） A这是伪科学的撞骗行为 B此人也许真有不导电的特异功能 I R2 C此人与大地之间一定有良好的绝缘 R1 D他去抓两根电线前，零线被助手切断了 9下列说法正确的

31、是( A家庭电路用的保险丝是由电阻率大、熔点高的合金制成 U O B用测电笔测电时，手不准接触笔上任何金属体 图 7-25 C只有低于 220V 的电压才是安全的 D螺丝口灯座的螺旋套，只准接在零线上 10有两个阻值不同的定值电阻 R1、R2，它们的电流随电压变化的 IU 图线如图 7-25 所示如 果 R1、R2 串联后的总电阻为 R 串，并联后的总电阻为 R 并，则关于 R 串、R 并的 IU 图线所在的区域， 下列说法中正确的是 AR 串在 区域，R 并在 区域 BR 串在 区域，R 并在 区域 CR 串在 区域，R 并在 区域 DR 串在 区域，R 并在 区域 三实验题（23 分） 11 1 （13 分）下图 7-26 是小明自制电子秤的原理示意图。托盘、轻弹簧上端和金属滑片 P 固定一 起(弹簧的电阻不计。 （1）电路设计：要使电子秤能正常工作，下列电路连接正确的是（ ） A点“1”与点“2”连接 B点“1”与点“3”连接 C点“2”与点“3”连接 D点“1”、点“2”与点“3”全部相连接 (2