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篇1
一、明确欧姆定律的内容
1、实验思想和方法
欧姆定律在教材上是通过在“控制变量法”的实验思想基础上归纳总结出来的:即在控制电阻不变,得到通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;控制导体两端的电压不变,得到通过导体的电流跟导体的电阻成反比。由此得到了电路中电流与电压、电阻之间的关系。
2、欧姆定律的表达式
由实验总结和归纳出欧姆定律:通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
表达式为:I=U/R;I的单位是安(A),U的单位是伏(V),R的单位是欧(Ω);导出式:U=IRR=U/I
注意表达式中的三个物理量之间的关系式是一一对应的关系,即具有同一时间,同一段导体的关系。
3、欧姆定律的应用条件
(1).欧姆定律只适用于纯电阻电路;
(2).欧姆定律只适用于金属导电和液体导电,而对于气体、半导体导电一般不适用;
(3).欧姆定律表达式I=U/R表示的是研究不包含电源在内的“部分电路”;
(4).欧姆电律中“通过”的电流I、“两端”的电压U及“导体”的电阻R都是同一个导体或同一段电路上对应的物理量,不同导体之间的电流、电压和电阻间不存在上述关系。
4.区别I=U/R和R=U/I的意义
欧姆定律中I=U/R表示导体中的电流的大小取决于这段导体两端的电压和这段导体的电阻。当导体中的U或R变化时,导体中的I将发生相应的变化。可见,I、U、R都是变量。另外,I=U/R还反映了导体两端保持一定的电压,是导体形成持续电流的条件。若R不为零,U为零,则I也为零;若导体是绝缘体R可为无穷大,即使它的两端有电压,I也为零。因此,在欧姆定律I=U/R中,当R一定时I与U成正比;当U一定时I与R成反比。
R=U/I是欧姆定律推导得出的,表示一段导体两端的电压跟这段导体中的电流之比等于这个导体的电阻。它是电阻的计算式,而不是它的决定式。导体的电阻反映了导体本身的一种性质,因此,在导出式R=U/I中R与I、U不成比例。
对于给定的一个导体,比值U/I是个定值;而对于不同的导体,这个比值是不同的。不能认为导体的电阻跟电压和电流有关。
二、欧姆定律的应用
在运用欧姆定律,分析、解决实际问题,进行有关计算时应注意以下几方面的问题:
1.要分析清楚电路图,搞清楚要研究的是哪一部分电路。这部分电路的连接方式是串联,还是并联,这是解题的关键。
2.利用欧姆定律解题时,不能把不同导体上的电流、电压和电阻代入表达式I=U/R及导出式U=IR和R=U/I进行计算,也不能把同一导体不同时刻、不同情况下的电流、电压和电阻代入欧姆定律的表达式及导出式进行计算。为了避免混淆,便于分析问题,最好在解题前先根据题意画出电路图,在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。同时要给“同一段电路”同一时刻的I、U、R加上同一种脚标;不能乱套公式,并注意单位的统一。
3.要搞清楚改变和控制电路结构的两个基本因素:一是开关的通、断情况;二是滑动变阻器连入电路中的阻值发生变化时对电路的影响情况。因此,电路变化问题主要有两种类型:一类是由于变阻器滑片的移动,引起电路中各个物理量的变化;另一类是由于开关的断开或闭合,引起电路中各个物理量的变化。解答电路变化问题的思路为:先看电阻变化,再根据欧姆定律和串、并联电路的特点来分析电压和电流的变化。这是电路分析的基础。
三、典型例题剖析
例1 在如图所示的电路中,R=12Ω,Rt的最大阻值为18Ω,当开关闭合时,滑片P位于最左端时电压表的示数为16V,那么当滑片P位于最右端时电压表的示数是多少?
解析:分析本题的电路得知是定值电阻R和滑动变阻器Rt 串联的电路,电压表是测R两端电压的。当滑动变阻器的滑片P位于最左端时电压表的示数为6V,说明电路中的总电压(电源的电压)是6V,而当滑动变阻器的滑片P位于最右端时,电压表仅测R两端的电压,而此时电压表的示数小于6V。
滑片P位于变阻器的最右端时的电流为I=U1R+Rt=6V12Ω+18Ω=0.2A。此时电压表的示数为U2=IR=0.2A×12Ω=2.4V。
例2 如图所示,滑动变阻器的滑片P向B滑动时,电流表的示数将;电压表的示数将。(填“变大”、“变小”或“不变”)如此时电压表的示数为2.5V,要使电压表的示数变为3V,滑片P应向端滑动。
图1
分析:根据欧姆定律I=UR,电源电压不变时,电路中的电流跟电阻成反比。此电路中滑动变阻器接入电路的电阻是AP段,动滑片P向B滑动时,AP段变长,电阻变大,所以电流变小。电压表是测Rx两端的电压,根据Ux=IRx可知,Rx不变,I变小,电压表示数变小。反之,要使电压表示数变大,滑片P应向A端滑动。
答案:变小;变小;A。
篇2
C.I1:I2=2:3 U1:U2=1:1
D.I1:I2=1:1 U1:U2=2:3
习题答案
解析:
并联电路各支路两端的电压相等;由I=即可求出电流之比。
篇3
教科书中所给的两道例题具有很强的代表性,第一个例题是让学生体会:当串联电路中一个电阻改变时,电路中电流及另一个电阻两端电压会随之改变。例题二让学生体会:当并联电路一个支路电阻改变时,干路中电流会发生变化,但另一个电路电流和电压不会发生变化。两个例题做下对比,解决了学生疑惑。下面笔者从以下几方面谈谈本节教学的注意事项以及心得体会。
一、仔细分析题目
分析题目是思维能力的展示,是对知识的具体运用。首先让学生熟练掌握欧姆定律的内容及形变公式,然后对电路进行分析判断,确定电路特点,然后再根据电流电压电阻关系解答。
二、规范解题
初中学生接触物理学习时间不长,对于会做的题目往往不知怎样表达,有时表达顾此失彼造成丢分。究其原因是解题不规范,所以养成规范的解题习惯,对提高教学成绩和养成严谨的思维能力尤其重要。本节中,利用该定律解题应注意:(1)I,U,R都是指同一导体或同一段电路在同一状态下的物理量。(2)利用好该定律的两个变形公式U=IR,R=U/I。(3)单位必须统一用国际单位的主单位。(4)在I,U,R下方标上角标,表示不同的导体,或者同一导体的不同时刻。(5)要有必要的文字表达,在物理语言的表达上要严谨、有序。
三、注意知识的补充与拓展
以例一为例:电阻R1为10欧,电源两端电压6伏,开关S闭合后,求:(1)当滑动变阻器R接入电路中的电阻R2为50欧时,通过R1的电流I;(2)当滑动变阻器接入电路中电阻为20欧时,通过R1的电流I。本题中,由于电阻串联,通过R1的电流与总电流相等,由于知道总电压U,只要知道总电阻就可以了,我就提问学生:总电阻是多少呢?学生异口同声回答:R1+R2。我又问,为什么是两个电阻之和呢?此时学生无语,引起认知冲突。这时,我把学生带入最近发展区,得出串联电路电阻关系。串联电路电阻关系U=U1+U2;电流关系:I=I1=I2,得U/I=U1/I1+U2/I2。由欧姆定律可知R=R1+R2。所以也可以求出通过R1电流I=U/R=6/60=0.1(A)。同理可以求出当R3=20欧时电流I=0.2A。此时老师可以让学生分别求出两个小题滑动变阻器两端电压和电阻R1两端电压分别是多少。当滑动变R2=50欧时,U1=I1xR1=0.1x10=1(v),U2=I2xR2=0.1x50=5(v);当滑动变阻器电阻R3=20欧时,U1=I1xR1=0.2x10=2(v),U3=I3xR3=0.2x20=4(v)。引导学生比较两种情况下电阻与各自电压关系发现:第一种情况下U1/R1=U2/R2;第二种情况下:U1/R1=U3/R3。由此得出串联电路电压比等于各自电阻比,即:U1/U2=R1/R2。老师点拨学生认识到,串联电路中,当一个电阻改变时,另一个电阻两端电压和电流都要改变,可谓“牵一发而动全身”。以例二为例:电阻R1为10欧,与滑动变阻器组R并联电路,电源电压12V,开关S闭合后,求:(1)当滑动变阻器R接入电路中电阻R2=40欧时,通过R1的电流I1和总电流I;(2)当滑动变阻器接入电路中电阻R3=20欧时,通过R1电流I1和总电流I。本题由于电阻与变阻器组成并联,所以它们两端电压U1=U2=U=12V。以第一小题看,由欧姆定律得,通过R1的电流I1=U1/R1=12/10=1.2A;通过R2的电流I2=U2/R2=12/40=0.3A;总电流I=I1+I2=1.2+0.3=1.5(A)。我此时问学生:由欧姆定律,总电流I可以用总电压U与总电阻R的比求得,那么并联电路总电阻是多少呢?这时学生很快回答:等于两个电阻之和。我没有否定学生的回答,而是让他们用总电压除以总电流看看总电阻是多少,和想象的是否一样?即:R=U/I=12/1.5=8(欧)。通过计算同学们发现并联电路总电阻并不等于各电阻大小之和,不但比它们的和要小,而且比任何一个都要小。但又找不出到底有什么关系。我把三个电阻大小依次列出来:8 10 40。让学生发现三个数据关系,当我意识到没有学生发现时,我又把三个数写成倒数形式。这时熊可佳同学首先发现:1/8=1/10+1/40。我虽然欣喜,对她给予了表扬,但并没急于下结论。而是让学生用同理计算第二题,发现同样的规律。此时我告诉学生并联电路电阻的关系:总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。即1/R=1/R1+1/R2。
篇4
点拨 电路中的局部电路(开关的通断、变阻器的阻值变化等)发生变化必然会引起干路电流的变化,进而引起局部电流电压的变化。应当牢记当电路发生变化后要对电路重新进行分析。
例2 如图2所示电路,已知电源电动势ε=6.3V,内电阻r=0.5Ω,固定电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3是阻值为5Ω的滑动变阻器。按下电键K,调节滑动变阻器的触点,求通过电源的电流范围。
错解 将滑动触头滑至左端,R3与R1串联再与R2并联,外电阻
R=(R1+R2)R2R1+R2+R3=(2+5)32+5+3=2.1(Ω)
I= εR+r=6.32.1+0.5=2.4(A)
再将滑动触头滑至右端R3与R2串联再与R1并联,外电阻
R′=(R2+R3)R1R1+R2+R3=(3+5)22+5+3=1.6(Ω)
I ′=εR′+r=6.31.6+0.5=3(A)
正确解答 将图2化简成图3。外电路的结构是R′与R2串联、(R3-R′)与R1串联,然后这两串电阻并联。要使通过电路中电流最大,外电阻应当最小,要使通过电源的电流最小,外电阻应当最大。设R3中与R2串联的那部分电阻为R′,外电阻R为
R=(R2+R′)(R1+R2-R′)R2+R′+R1+R3-R′)=(R2+R′)(R1+R3-R′)R2+R1+R3)
因为,两数和为定值,两数相等时其积最大,两数差值越大其积越小。
当R2+R′=R1+R3-R′时,R最大,解得
R′=2Ω,R大=(3+2)(2+5-2)3+2+5=2.5Ω
因为R1=2Ω<R2=3Ω,所以当变阻器滑动到靠近R1端点时两部分电阻差值最大。此时刻外电阻R最小。
R小=(R2+R3)R1R1+R2+R3=(3+5)22+5+3=1.6Ω
由闭合电路欧姆定律有:
I小= εR大+r=6.32.5+0.5=2.1A
I大= εR小+r=6.31.6+0.5=3A
通过电源的电流范围是2.1A到3A。
点拨 不同的电路结构对应着不同的能量分配状态。电路分析的重要性有如力学中的受力分析。画出不同状态下的电路图,运用电阻串并联的规律求出总电阻的阻值或阻值变化表达式是解电路的首要工作。
例3 在如图4所示电路中,R1=390Ω,R2=230Ω,电源内电阻r=50Ω,当K合在1时,电压表的读数为80V;当K合在2时,电压表的读数为U1=72V,电流表的读数为I1=0.18A,求:(1)电源的电动势(2)当K合在3时,两电表的读数。
错解 (1)因为外电路开路时,电源的路端电压等于电源的电动势,所以ε=U断=80V;
(2)IA= εR2+r=80230+50=0.29A
U2=I2R2=0.29×230V=66.7(V)
正确解答 (1)由题意无法判断电压表、电流表是理想电表。设RA、Rv分别为电流表、电压表的内阻,R′为电流表与电阻器R1串联后的电阻,R″为电流表与电阻器R2串联的电阻。则K合在2时:
RA= U1I1-R1=720.18-390=10(Ω)
R′=RA+R1=10+390=400(Ω)
R″=RA+R2=10+230=240(Ω)
当K合在1时,ε80=RV+50RV
当K合在2时,ε72=RVR′RV+R′+50RVR′RV+R′
由上述两式解得:R1= 400Ω,ε=90V
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2.教学目标
(1)知识目标
理解掌握欧姆定律及其表达式,能用欧姆定律进行简单计算;根据欧姆定律得出串并联电路中电阻的关系;通过计算,学会解答电学计算题的一般方法,培养学生的逻辑思维能力。
(2)技能目标
学习用“控制变量法”研究问题的方法,培养学生运用欧姆定律解决问题的能力。
(3)情感目标
通过介绍欧姆的生平,培养学生严谨细致的科学态度和探索精神,学习科学家献身科学、勇于探索真理的精神。通过欧姆定律的运用,帮助学生树立物理知识普遍联系的观点以及科学知识在实际中的价值意识。
3.重点和难点
重点:理解欧姆定律的内容及其表达式和变换式的意义,并且能运用欧姆定律进行简单的电学计算。
难点:运用欧姆定律探究串、并联电路中电阻的关系。
二、说学生
1.学生学情分析
在学习这节之前学生已经了解了电流、电压、电阻的概念,并且还初步学会了电压表、电流表、滑动变阻器的使用,具备了学习欧姆定律基础知识的基本技能。但对电流与电压、电阻之间的联系的认识是肤浅的、不完整的,没有上升到理性认识,需要具体的形象来支持。所以在本节学习中应结合实验法和定量、定性分析法。
2.知识基础
要想学好本节,需要学生应具备的知识有:电流、电压、电阻的概念,电流表、电压表、滑动变阻器使用方法,电流与电压、电阻的关系。
三、说教法
结合学生情况和本节特点本人采取以下几个教法:采用归纳总结法、采用控制变量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、说教学过程
1.课题导入(采用复习设置疑问的方式,时间3分钟)
复习:电流是如何形成的?导体的电阻对电流有什么作用?
设疑思考:电压、电阻和电流这三个量之间有什么样的关系呢?通过简单的回顾、分析,使学生很快回忆起这三个量的有关概念,通过猜想使学生对这三个量的关系研究产生了兴趣,达到引入新课的目的。
2.展开探究活动,自主总结结论(时间37分钟)
根据上节探究数据的基础,让学生自主总结出两个结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
为了进一步得出欧姆定律的内容,可采用以下几点做法:各小组在教师指导下,对实验数据进行数学处理,理解数学上“成正比关系”“成反比关系”的意思,从而引入欧姆定律的内容;让学生思考用一个什么样的式子可以将这两个结论所包含的意思表示出来,从而引入欧姆定律的表达式。
3.说明事项
在欧姆定律中有两处用到“这段导体”,其意思是电流、电压、电阻应就同一导体而言,即同一性和同时性。
向学生介绍欧姆的生平,以达成教学目标中的情感目标。学习科学家献身科学、勇于探索真理的精神,激发学生的学习积极性。
欧姆定律应用之一:通过课本第26页例题和第29页习题2和习题3,让学生自己先试做,然后教师再加以点评和补充,使学生理解掌握欧姆定律表达式及变形式的应用,达成教学目标的知识目标,充分体现了课堂上学生的自主地位。
应用欧姆定律解题时应注意以下几点问题:
(1)同一性
即公式中的U、I,必须针对同一段导体而言,不许张冠李戴。
(2)统一性
即公式中的U、I、R的单位要求统一(都用国际主单位)。
(3)同时性
即公式中的U、I,必须是同一时刻的数值。
(4)规范性
解题时一定要注意解题的规范性(即按照已知、求、解、答四个步骤解题)。
欧姆定律应用之二:探究串并联电路中电阻的关系。
(1)实验分析
在演示实验之前,要鼓励学生进行各种大胆的猜想,当学生的猜想与实验结果相同时,他会在实验中体验到快乐与兴奋,有利于激发学生的学习兴趣。
①演示实验
将两个电阻串联起来,让学生观察灯泡的亮度情况(变暗了),并说出原因(电路中的电流变小了,说明总电阻变大了)。
得出结论:串联电阻的总电阻比任何一个分电阻的阻值都大。
②演示实验
将两个电阻并联起来,同样让学生观察灯泡的亮度情况(变亮了),并说出原因(路中的电流变大了,说明总电阻变小了)。
得出结论:并联电阻的总电阻比任何一个分电阻的阻值都小。
(2)定性分析
(提出问题)为什么串联后总电阻会变大?并联后总电阻会变小?
得出结论:电阻串联相当于导体的长度变长了,所以串联电阻的个数越多总电阻就越大;电阻并联相当于导体的横截面积变粗了,所以并联电阻的个数越多总电阻就越小。
(3)定量分析
利用欧姆定律公式以及前面学过的串并联电路中电流和电压的特点推导串并联电路中总电阻的关系得出结论:(1)电阻串联后的总电阻R串=R1+R2+…+Rn;(2)电阻并联后的总电阻=+…+。
4.小结(4分钟)
(1)理解掌握欧姆定律的内容及其表达式
(2)运用欧姆定律解决有关电学的计算题以及探究串、并联电路中电阻的关系
5.布置作业(1分钟)
本节作业的布置主要是针对欧姆定律表达式及其变形公式的运用,并结合前面学习过的串并联电路中电流、电压的特点的一些常见题型加以知识的巩固。
作业:《课堂点睛》17页至18页的习题。
五、说板书设计
欧姆定律的内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
欧姆定律的表达式:I
篇6
欧姆定律适用于线性元件,如金属等,不适用于非线性元件,如气态导体等。
三、三点质疑
1.线性元件存在吗
材料的电阻率ρ会随其他因素的变化而变化(如温度),从而导致导体的电阻实际上不可能是稳定不变的,也就是说理想的线性元件并不存在。在实际问题中,当通电导体的电阻随工作条件变化很小时,可以近似看作线性元件,但这也是在电压变化范围较小的情况下才成立,例如常用的炭膜定值电阻,其额定电流一般较小,功率变化范围较小。
2.对所有非线性元件欧姆定律都不适合吗
在上述所有表述中都有欧姆定律适用于金属导体之说,又有欧姆定律适用的元件是线性元件之说,也就是说金属是线性材料,而我们知道,白炽灯泡的灯丝是金属材料钨制成的,也就是说线性材料钨制成的灯丝应是线性元件,但实践告诉我们灯丝显然不是线性元件,因此这里的表述就不正确,为了避免这种自相矛盾,许多资料上又说欧姆定律的应用有“同时性”,或者说“欧姆定律不适用于非线性元件,但对于各状态下是适合的”,笔者总觉得这样的解释难以让学生接受,有牵强之意,给教师的教造成难度,既然各个状态下都是适合的,那就是整个过程适合呀。
3.对欧姆定律适合的元件I与R一定成反比吗
I与R成反比必须有“导体两端的电压U相同”这一前提,在这一前提条件下改变导体的电阻R,那么通过导体的电流就会发生变化,因而导体的工作点就发生了变化,其制作材料的电阻率 ρ就随之变化,因此导致电阻又会发生进一步的变化,这样又会导致电流产生进一步的变化,所以实践中多数情况下I与R就不会成严格的反比关系,甚至相差很大。
四、两条教学对策
1.欧姆定律的表述需要改进
其实早就有一些老师对欧姆定律的表述进行过深入的分析,并结合他们自身长期的教学经验,已经提出了欧姆定律的表述的后半部分“I与R成反比”是多余的,应该删除,笔者也赞成这种做法,因为这种说法本身就是不准确的,这也是在上述三种大学普通物理教材中都没有出现这个说法的原因。
通过对欧姆定律发现历程的溯源,可知欧姆当时发现这一电路定律时也没有提出“反比”这一函数关系,只是定量地给出了一个等式,因此,笔者认为欧姆定律的现代表述有必要改进,既要传承欧姆当时的公式,也要符合实际情况,所以笔者认为欧姆定律应该表述为:通过导体的电流强度等于导体两端的电压与导体此时的电阻之比。
那么,为什么连“I与U成正比”也省去呢?当R一定时,I与U成正比是显然的,但如果在欧姆定律的表述中一旦出现“I与U成正比”的说法,学生就会很自然地想到“I与R成反比”,而这种说法是不对的,所以表述中最好不要出现“I与U成正比”和“I与R成反比”这两种说法。
2.线性还是非线性元件的区分不能以材料种类为判断标准
篇7
1.探究实验:探究电流与电压、电阻的关系;伏安法测电阻及变形;
2.欧姆定律的意义及应用:对欧姆定律的理解及应用欧姆定律解决问题。
考查热点:
1.实验:探究电流与电压、电阻的关系;伏安法测电阻及变形;
2.理解:对欧姆定律的理解;
3.应用:应用欧姆定律分析动态电路、计算及解决实际问题。
考点1: 电流与电压、电阻的关系
例1:小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为6V,滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω,电阻R1为l0Ω。实验过程中,将滑动变阻器滑片移到某一位置时,读出电阻R1两端电压为4V,并读出了电流表此时的示数。紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做两次实验,可供选择的电阻有l5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个,为了保证实验成功,小华应选择的电阻是 Ω和 Ω。
解析:要探究电流与电阻的关系时,必须要控制电阻R1两端的电压一定,即R1两端电压U1=4V不变。要能保证实验成功,滑动变阻器两端电压控制为6V-4V=2V,R2中也就是电路中的最小电流为2V/20Ω=0.1A,此时定值电阻最大为U1/I=4V/0.1A=40Ω,故只能选择l5Ω、30Ω的电阻。
答案:15,30。
点拨: 探究电流与电阻的关系,要改变电阻大小,而必须控制其两端电压一定。
考点2: 欧姆定律表达式及其物理意义
例2:关于欧姆定律公式I= ■,下列说法正确的是( )。
A.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
B.导体两端的电压越大,其电阻越大
C.据欧姆定律公式变形可得R= ■,可见导体电阻大小与通过它的电流与它两端电压有关
D. 根导体电阻的大小等于加在它两端的电压与通过它的电流的比值
解析:I、U、R三者不能随意用正比、反比关系说明,R=U/I,它是电阻的计算式,而不是决定式,导体的电阻是导体本身的性质,与电流电压无关,只与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,但可用电压与电流的比值求电阻。
答案:D。
点拨:理解欧姆定律中的“成反比”和“成正比”两个关系及知道决定电阻大小的因素。
考点3:动态电路分析
例3:如下图所示,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“变大”、“变小”或“不变”。)
解析:当闭合S1后,再闭合S2,此时R2被短路,电压表接到电源两端,因此电压表示数变大,此时电路中的总电阻减小,电流表示数也变大。
答案:变大,变大。
点拨:分清原来开关闭合时电路状态和两个开关同时闭合时电路的状态。
考点4:欧姆定律计算
例4:实验室有甲、乙两只灯泡,甲标有“15V 1.0A”字样,乙标有“10V 0.5A”字样。现把它们串联起来,则该串联电路两端允许加的最高电压为(不考虑温度对灯泡电阻的影响)( )。
A.25V B.35V C.15V D.12.5V
解析:甲灯的电阻是R甲=■=■=15Ω。乙灯的电阻R乙=■=■=20Ω,两灯串起来后,总电阻是15Ω+20Ω=30Ω,允许通过的最大电流是0.5A,所以最高电压是30Ω×0.5A=15V。
答案:C。
点拨:不能把两额定电压的值相加作为最高电压;串联应取小电流。
考点5:电阻的测量
例5:现有一个电池组,一个电流表,一个开关,一个已知电阻R0,导线若干,用上述器材测定待测电阻Rx的阻值,要求:①画出实验电路图;②简要写出实验步骤并用字母表示测量的物理量;③根据所测物理量写出待测阻值Rx的表达式。
篇8
(1)牛顿第一定律采用边讲、边讨论、边实验的教法,回顾“运动和力”的历史。消除学生对力的作用效果的错误认识;培养学生科学研究的一种方法——理想实验加外推法。教学时应明确:牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态,不能简单地按字面意义用实验直接加以验证。但大量客观事实证实了它的正确性。第一定律确定了力的涵义,引入了惯性的概念,是研究整个力学的出发点,不能把它当作第二定律的特例;惯性质量不是状态量,也不是过程量,更不是一种力。惯性是物体的属性,不因物体的运动状态和运动过程而改变。在应用牛顿第一定律解决实际问题时,应使学生理解和使用常用的措词:“物体因惯性要保持原来的运动状态,所以……”。教师还应该明确,牛顿第一定律相对于惯性系才成立。地球不是精确的惯性系,但当我们在一段较短的时间内研究力学问题时,常常可以把地球看成近似程度相当好的惯性系。
(2)牛顿第二定律在第一定律的基础上,从物体在外力作用下,它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达:物体的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应请注意:公式F=Kma中,比例系数K不是在任何情况下都等于1;a随F改变存在着瞬时关系;牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系,以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。
(3)万有引力定律教学时应注意:①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程,卡文迪许测定万有引力恒量的实验,海王星、冥王星的发现等物理学史料,对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比(平方反比定律),减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式,只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也发现了它的局限性。
篇9
(1)牛顿第一定律采用边讲、边讨论、边实验的教法,回顾“运动和力”的历史。消除学生对力的作用效果的错误认识;培养学生科学研究的一种方法——理想实验加外推法。教学时应明确:牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态,不能简单地按字面意义用实验直接加以验证。但大量客观事实证实了它的正确性。第一定律确定了力的涵义,引入了惯性的概念,是研究整个力学的出发点,不能把它当作第二定律的特例;惯性质量不是状态量,也不是过程量,更不是一种力。惯性是物体的属性,不因物体的运动状态和运动过程而改变。在应用牛顿第一定律解决实际问题时,应使学生理解和使用常用的措词:“物体因惯性要保持原来的运动状态,所以……”。教师还应该明确,牛顿第一定律相对于惯性系才成立。地球不是精确的惯性系,但当我们在一段较短的时间内研究力学问题时,常常可以把地球看成近似程度相当好的惯性系。
(2)牛顿第二定律在第一定律的基础上,从物体在外力作用下,它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达:物体的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应请注意:公式F=Kma中,比例系数K不是在任何情况下都等于1;a随F改变存在着瞬时关系;牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系,以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。
(3)万有引力定律教学时应注意:①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程,卡文迪许测定万有引力恒量的实验,海王星、冥王星的发现等物理学史料,对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比(平方反比定律),减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式,只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也发现了它的局限性。
(4)机械能守恒定律这个定律一般不用实验总结出来,因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理,在外力和非保守内力都不作功或所作的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化,就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量,用它来解决问题时,就可以不涉及状态变化的复杂过程(过程量被消去),使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件(只有系统内部的重力和弹力做功)。这个定律不适用的问题,可以利用动能定理或功能原理解决。
篇10
物理学科作为一门科学类学科,其教学内容通常比较枯燥,部分学生表示学习比较费劲,如何能让学生彻底明白和消化欧姆定律,是教师需要考虑的问题。教师可制订相关学习计划,针对不同层次的学生制订适合的学习计划。教学中的重点:电流、电压、电阻等相关知识点,一定要重点讲解以便学生掌握,将理论知识与动手实践结合起来,让学生在实践中加强对实验中的仪器和知识点的把握。
二、让学生明白欧姆定律的主要内容即电流、电压、电阻三者之间的关系
欧姆定律作为初中物理电学的基础,在初中教学之中只涉及部分电路,只有充分掌握了欧姆定律才能进一步学习电学部分的相关理论分析和计算。欧姆定律即阐述电流、电压、电阻三者之间相互关联的关系,教师在实验当中引导学生自己推算出电压、电阻、电流三者之间的关系,从而引出欧姆定律,让学生的记忆更加清楚。演示实验完成后要让学生自己动手,加深理解。
掌握基础定律知识后,教师则应当引导学生分析三者之间变化的问题,即电流是随着电阻与电压的变化而改变。在欧姆定律例题分析中比较常见的问题是多个变量的问题分析,教师要引导学生分析,运用一不变二变的方法来进行问题分析。由于初中学生的理解水平有限,且电压、电流、电阻的概念比较抽象,教师可借助多媒体教学工具,利用相关教学短片帮助学生理解。将电阻比喻成“阻碍电流通行的路障,电阻越大路越不好走,电阻越小通过速度则快”,并且引导学生明白电阻是导体自身的特有属性,电阻的大小是受到温度、导体的材料、长度等各方面因素影响的,与其两端的电压跟电流的大小无关,电阻不会随着电流或者电压的大小改变而改变,只是运用电压和通过的电流比例数值表达起来比较方便。
很多学生在学习欧姆定律之后,错误地以为电阻是受电流与电压影响的。相关教师一定要及时纠正学生的错误理解,教师在做演示实验时,需要让学生明白研究方法。运用控制变量法来研究,如电阻不变,研究电流与电压之间的数量关系;电压不变,来分析电阻与电流之间的量变关系,并且要直接将实验方法演示给学生看,从而加深学生的理解。
三、让学生一带一,提高学生掌握程度
不同的学生对欧姆定律的掌握程度不尽相同,教师可将成绩优秀的学生与成绩较差的学生进行分组,形成学习氛围较好的学习小组。采取团体合作的方式来帮助学生学习,有些学生面对老师和面对同学学习效果也不同。学生相互之间的沟通比较方便,理解能力也大体相同,进步速度也相对较快,教师从一旁进行指导。让学生在掌握了基础的相关知识以后,教师再进行分析,让学生充分掌握后再进行巩固提高,能提高举一反三采取多方面思维的能力。学生之间相互讨论,也能形成良性的竞争式学习,另外树立学习的榜样,也能从心理上鼓励学生主动学习,帮助学生产生学习兴趣和学习积极性。并且让学生不定期进行交换学习,以促进学生的整体学习水平。这样既能促进学生相互之间学习进步,又能培养学生团结合作的精神。
总之,欧姆定律作为电学的基础,学生必须真正掌握该定律,教师在实际教学过程当中,应该对物理教学内容进行细化和具体化,让不同层次的学生群体都能充分掌握。此外,还要引导学生在思维方面和动手实践方面进行改进,并且从中归纳出一些行之有效的教学方法,从而让学生更好地掌握欧姆定律的基础理论,为以后的学习做好铺垫,提高相关教学任务的质量,在实际教学过程当中,注重培养学生的动手实践能力、案例分析和其他方面解决问题的能力,让学生能够掌握控制变量法。同时要培养学生积极探索事物本质的科学精神,切实提高学生的物理综合素质。
参考文献:
[1]宣小东.对现行教材中欧姆定律教学设计的一些思考[J].物理教学探讨,2005(3).
[2]许忠林.初中物理欧姆定律教学中常见的问题及对策研究[J].成才之路,2015(9).
[3]符东生.关于初中“欧姆定律”教学的思考[J].物理教学,2014(8).
篇11
例题精讲
【例1】
如图,当S闭合,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,电压表示数将_______,电流表示数将________,电压表示数与电流表示数的比值________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
考点:
欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用;电路的动态分析.
解析:
当滑片向右移动时,接入电阻变大,总电阻变大,由欧姆定律得电路中电流变小,R上的电压变小.因R阻值不变,故电压表与电流表的示数不变.
答案:
变小,变小,不变.
【测试题】
如图所示的电路,滑动变阻器的滑片P
向右滑动的过程中,电流表和电压表的示数变化是(
)
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.
电流表、电压表示数都变大
C.电流表示数变大,电压表示数变小
D.
电流表、电压表示数都变小
考点:
欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用.
解析:
读图可知,这是一个串联电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测串联电路的电流.当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的阻值变大,根据串联电路的分压原理,电压表的示数会变大.电路中的总电阻变大,在电源电压不变的情况下,电流会变小.所以只有选项A符合题意.
答案:
A
【例2】
如图所示电路,当滑动变阻器滑片向右滑动时,电流表和电压表示数变化情况是(
)
A.
电流表和电压表示数都不变
B.
电流表示数变小,电压表V1示数变小,电压表V2示数不变
C.
电流表示数不变,电压表示数都变大
D.
电流表示数变大,电压表V1示数不变,电压表V2示数变大
考点:
电路的动态分析;滑动变阻器的使用;欧姆定律的应用.
解析:
由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源的电压,电流表测电路中的电流;
电源的电压不变,
滑片移动时,电压表V2的示数不变,故AD不正确;
当滑动变阻器滑片向右滑动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
I=,
电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故C不正确;
U=IR,
定值电阻R1两端的电压变小,即电压表V1示数变小,故B正确.
答案:
B
【测试题】
如图所示,当变阻器滑片P向右滑动时,两电压表示数的变化情况是(
)
A.
V1增大,V2增大
B.
V1减小,V2增大
C.
V1增大,V2减小
D.
V1减小,V2减小
考点:
电路的动态分析;串联电路的电压规律;滑动变阻器的使用;欧姆定律的应用.
解析:
⑴定值电阻R1、R2和滑动变阻器Rr组成串联电路,电压表V1测量定值电阻R1两端的电压,电压表V2测量滑动变阻器Rr和R2两端的电压;
⑵当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,其接入电路阻值变大,电路中总电阻变大,因此电路中电流变小;
⑶①定值电阻R1两端的电压为U1=IR1,I变小,R1不变,因此电阻R1两端的电压U1变小,即电压表示数V1减小;
②根据串联电路电压的特点,滑动变阻器和R2两端的电压U2=U-U1,U不变,U1都变小,所以U2变大,即电压表V2的示数会增大.
答案:
B
【例3】
如图所示电路,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,各电表示数的变化情况是(
)
A.
A变小、V1变大,V2变小
B.
A变大、V1变大,V2变小
C.
A变小、V1变小,V2变大
D.
A变大、V1变小,V2变大
考点:
欧姆定律的应用;电路的动态分析.
解析:
由电路图可知,滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,
滑动变阻器的分压变大,电压表V1示数示数变大,由串联电路电压特点知,电阻R的分压减小,电压表V2示数变小;电源电压不变,电路电阻变大,由欧姆定律可知,电路电流减小,电流表示数变小.
答案:
A
【测试题】
如图所示,电源电压保持不变,当滑动变阻器滑片P向右滑动时,电表示数的变化情况是(
)
A.电压表V示数变小
B.
电流表A1示数变大
C.电流表A2示数变大
D.
电流表A1示数变小
考点:
欧姆定律的应用;电路的动态分析.
解析:
⑴电路的等效电路图如图所示:
⑵电源电压U不变,由电路图知,电压表测电源电压,因此电压表示数不变,故A错误;电阻R1阻值不变,由欧姆定律知IA2=I1=不变,即电流表A2示数不变,故C错误;
⑶滑动变阻器滑片P
向右滑动,滑动变阻器接入电路的阻值R2变大,
流过滑动变阻器的电流I2=变小,干路电流I=IA1=I1+I2变小,故B错误,D正确.
答案:
D
【例4】
如图所示电路中,当变阻器R的滑动片P向上滑动时,电压表V和电流表A的示数变化情况是(
)
A.V和A的示数都增大
B.V和A的示数都减小
C.V示数增大、A示数减小
D.
V示数减小、A示数增大
考点:
闭合电路的欧姆定律.
解析:
在变阻器R的滑片向上滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻增大,R与R3并联电阻R并增大,则外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律得知,干路电流I减小,路端电压U增大,可知R2两端的电压减小,V的示数减小.
并联部分电压U并=E-I(R1+r),I减小,E、R1、r均不变,则U并增大,通过R3的电流增大,则电流表A的示数减小.故B正确,ACD错误.
答案:
B
【测试题】
如图所示电路,电源中电源两端的电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器.闭合开关S后,在滑动变阻器滑片P向右滑动的过程中,下列说法正确的是(
)
A.电流表A1的示数变小
B.
电流表A2的示数变大
C.电压表V的示数不变
D.
小灯泡L的亮度变暗
考点:
电路的动态分析;滑动变阻器的使用;欧姆定律的应用.
解析:
当滑片向右移动时,
电源电压不变,
通过定值电阻R0、灯的电流IL不变,
即电流表A2的示数不变,电压表V的示数不变,灯泡的亮暗不变;
I=,滑动变阻器连入的电阻变小,
本支路的电流IR变大,
I1=IL+IR,
通过灯和滑动变阻器的电流之和变大,即电流表A1的示数变小.
答案:
C
【例5】
如图所示的电路,电源两端电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中,下列说法正确的是(
)
A.
电流表A1与电流表A2的示数相同
B.
电压表V与电流表A2示数的比值变小
C.
电压表V与电流表A2示数的比值变大
D.
电压表V与电流表A2示数的比值不变
考点:
欧姆定律的应用.
解析:
等效电路图如图所示;滑动变阻器的滑片P向右滑动,滑动变阻器接入电路的电阻
R滑变大.
电流表A1测流过灯泡的电流,电流表A2测流过电阻与灯泡的总电流,I1<I2,故A错误.
滑片右移,R滑变大,IR=变小,流过灯泡的电流I1不变,I2=I1+IR变小,
电压表V示数U不变,电流表A2示数I2变小,电压表V与电流表A2示数的比值变大,故B与D错误,C正确.
答案:
C
【测试题】
如图所示电路,电源两端电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是(
)
A.电压表示数变小
B.
电流表示数变大
C.电阻R1两端的电压变小
D.
电阻R2两端的电压变大
考点:
欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用.
解析:
读图可知,这是一个串联电路,电压表测量R1、R3两端的电压,R3是一个滑动变阻器,电流表测串联电路的电流.当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的阻值变大,三个电阻的阻值之和(电路的总电阻)变大,在电源电压不变的情况下,电路中的电流变小,因此,电流表示数变小,B错误.
根据串联电路的分压关系,R3两端的电压变大,则R1、R2两端的电压都要相应变小,R2两端的电压变小,总电压减去R2两端的电压,也就是电压表此时的示数,应该变大,故A、D错,C对.
答案:
C
【例6】
如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R1>R2>Rmax,当滑动变阻器R0的划片P置于某一位置时,R1、R2、R0两端的电压分别为U1、U2、U0;当划片P置于另一位置时,R1、R2、R0两端的电压分别为U1′、U2′、U0′.若U1=|U1-U1′|,U2=|U2-U2′|,U0=|U0-U0′|,则(
)
A.U0>U1>U2
B.U1<U2<U
C.U1>U2>U0
D.U0<U1<U2
考点:
欧姆定律的应用.
解析:
该电路为串联电路,因为R1、R2为定值电阻,并且R1>R2,而当滑动变阻器从一端移至另一端时,通过R1、R2的电流相等,所以定值电阻两端的电压变化为U1=|U1-U1′|=IR1,U2=|U2-U2′|=IR2;即U1>U2;又因为串联电路两端的电压等于各部分电压之和,因此滑动变阻器两端电压变化量是定值电阻电压变化量之和,即U0=U1+U2.所以U0>U1>U2.
答案:
A
【测试题】
如图所示,电源两端的电压保持不变,R0为定值电阻.将滑动变阻器的滑片P置于最右端,闭合开关S.移动滑动变阻器的滑片P到某一位置,此时滑动变阻器接入电路中的电阻为R1,电压表的示数为U0,电流表的示数为I0.继续移动滑动变阻器的滑片P,使滑动变阻器接入电路中的电阻值减小为R1/3,此时电压表的示数增大到2U0,电流表的示数变为I1.则R0:R1=______.
考点:
欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电路的动态分析.
解析:
当滑动变阻器接入电路中的电阻为R1时,
则:U0=I0R0-----①
U=U0+I0R1------②
当滑动变阻器接入电路中的电阻值减小为R1,
则:2U0=I1R0-----③
U=2U0+I1×R1---④
由①②③④可得:R0:R1=1:3.
答案:
1:3
【例7】
如图所示电路,电源两端电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法中正确的是(
)
A.电压表V1示数和电流表A示数的比值变小
B.电压表V2示数和电流表A示数的比值变小
C.电压表V1示数变化量和电流表A示数变化量的比值变大
D.电压表V2示数变化量和电流表A示数变化量的比值不变
考点:
欧姆定律的应用.
解析:
由电路图知:电阻R1、R2、R3串联,电压表V1测电阻R1两端的电压,
电压表V2测电阻R2、R3两端的总电压,电流表测电路电流,设电源电压为U.
动变阻器的滑片P向右滑动时,电阻R2电阻变大,设增加的电阻为R.
A、电压表V1示数和电流表A示数的比值=R1不变,故A错误.
B、电压表V2示数和电流表A示数的比值=R2+R3,R2变大,则比值变大,故B错误.
C、I=I'-I
=,
U1=(I'-I)R1=R1,
=R1,不变,故C错误.
D、U2=I'(R2+R+R3)-I(R2+R3)=(I'-I)(R2+R3)+I′R=I(R2+R3)+I′R,
=(R2+R3)+||R,>(R2+R3),由此可见当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,不变,故D正确.
答案:
D
【测试题】
如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表V1的示数与电流表A的示数的比值将_______(变小/不变/变大),电压表V1示数的变化_______(大于/等于/小于)电压表V2示数的变化.
考点:
欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用.
解析:
当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表V1始终测量R1两端的电压U1,电流表测通过R1的电流I;
所以根据欧姆定律可知=R1,R1的阻值不变,电压表V1的示数与电流表A的示数的比值也不变.
因串联电路总电压等于各分电压之和,
所以U1=U-U2,U1=U2,即电压表V1示数的变化等于电压表V2示数的变化.
答案:
不变;等于.
模块二
多开关电路动态分析
例题精讲
【例8】
如图所示电路,R1>R2,当闭合S1断开S2,滑动变阻器的滑片P放在变阻器的中点时,电压表的示数为U0.关于此电路的下列说法中,正确的是(
)
A.
闭合S1断开S2时,若滑动变阻器的滑片P向左移动,电压表的示数将大于U0
B.
若断开S1闭合S2,同时滑动变阻器的滑片P向右移动,电压表的示数可能等于U0
C.
若同时闭合S1、S2,无论滑动变阻器的滑片怎样移动,电压表的示数总等于U0
D.
断开S1闭合S2,若使电压表的示数还等于U0,则滑动变阻器的滑片P应向左移动
考点:
电路的动态分析.
解析:
A、当闭合S1断开S2,滑动变阻器的滑片P放在变阻器的中点时,R1和变阻器的R串联在电路中,则U0=IR1=
,若滑动变阻器的滑片P向左移动,连入的电阻变小,电路中的电流变大,因R1为定值电阻,所以电压表示数变大,故A选项正确;
B、若断开S1闭合S2,同时滑动变阻器的滑片P向右移动,则R2和变阻器大于R的阻值串联,电压表测量的是电阻R2两端的电压;电压表的示数U2=I2R2,因R1>R2,若滑动变阻器的滑片P不再向右移动,根据串联电路的分压特点可知:电阻R2两端的电压会减小,则电压表的示数减小;而同时滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器的阻值变大,电流变小,电阻R2两端的电压会再减小,则电压表的示数减小,不可能等于U0,故B选项错误.
C、若同时闭合S1、S2,因R1、R2短路,只有滑动变阻器连入,电压表测量电源电压,则无论滑动变阻器的滑片怎样移动,电压表的示数总等于电源电压,保持不变,所以不等于U0,故C选项错误.
D、若断开S1闭合S2,因R1>R2,若滑动变阻器的滑片P继续向右移动,根据串联电路的分压特点可知:电阻R2两端的电压会减小,则电压表的示数减小;若使电压表的示数还等于U0,则根据U2=I2R2可知:电流变大,滑动变阻器的阻值变小,即滑动变阻器的滑片P应向左移动,故D选项正确.
答案:
AD
【测试题】
如图所示电路,电源电压不变,开关S1处于闭合状态.闭合开关S2,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表示数将________,若保持滑动变阻器的滑片P不动,当开关S2由闭合到断开时,电压表示数将________.(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
考点:
电路的动态分析;欧姆定律的应用;电阻的串联.
解析:
⑴开关S1处于闭合状态,闭合开关S2时,R2与R3串联,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,
电源的电压不变,
将滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表示数将不变;
⑵保持滑动变阻器的滑片P不动,当开关S1闭合、S2断开时,三电阻串联,电压表测R2与R3两端的电压之和,
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
开关S2由闭合到断开时,电路中的总电阻变大,
I=,
电路中的电流变小,
U=IR,
R2与R3两端的电压之和变小,即电压表的示数变小.
答案:
不变;变小.
模块三
滑动变阻器的应用
例题精讲
【例9】
如图所示.物体M在水平导轨上平移时,带动滑动变阻器的滑片P移动,通过电压表显示的数据,可反映出物休移动距离的大小,下列说法正确的是(
)
A.物体M不动时,电流表、电压表都没有示数
B.物体M不动时.电流表有示数,电压表没有示数
C.物体M向右移动时.电流表、电压表示数都增大
D.
物体M向右移动时,电流表示数不变,电压表示数增大
考点:
电路的动态分析;串联电路的电压规律.
解析:
如图,
⑴当物体不动时,R连入电路,电流表有示数;AP间有分压,电压表有示数,所以AB都错
⑵当物体M向右移动时,不能改变电路中的电流,电流表有示数且不变;AP间电阻增大,分压增大,电压表的示数增大,所以C错、D对.
答案:
D
【测试题】
如图所示,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,那么(
)
A.
V示数变大,A示数变小
B.
V示数不变,A示数变小
C.
V示数不变,A示数变大
D.
V、A的示数都变小
考点:
欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;滑动变阻器的使用.
解析:
当滑动变阻器滑片P向右滑动过程时,滑动变阻器接入电路的阻值变大;
根据电阻的串联可知,电路中的总电阻变大;
根据欧姆定律可知,电压不变时,电路中电流变小,即电流表的示数变小;
根据U=IR,电阻R1两端的电压变小,故电压表的示数变小.
答案:
D
【例10】
洋洋设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如图所示,R是定值电阻,R´是滑动变阻器.其中能够实现身高越低,电压表示数越小的电路是(
)
A.
B.
C.
D.
考点:
欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用.
解析:
A、由电路图可知:滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测电源电压,示数不变.故A错误.
B、由电路图可知:电压表串联在电路中,电路无电流通过,电压表示数为电源电压,不变化.故B错误.
C、由电路图可知:滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测滑动变阻器的电压,身高越低,滑动变阻器阻值越小,电压表示数越小.故C正确.
D、由电路图可知:滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测定值电阻电压,身高越低,滑动变阻器阻值越小,电压表示数越大,故D错误.
答案:
C
【测试题】
小李同学设计的自动测高仪的电路如图所示.电路中
R′是滑动变阻器,R
是定值电阻,电源电压不变.其中能反映身高越高电压表示数越大的正确电路图是(
)
A.
B.
C.
D.
考点:
欧姆定律的应用;电压表的使用;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律;滑动变阻器的使用;电路的动态分析.
解析:
A、R与R′并联,电压表测量的是并联支路两端的电压,身高越高,连入电阻越大,但电压表的示数不变,不合题意;
B、R与R′串联,电压表测量的是R′两端的电压,身高越高,连入电阻越大,分压越大(电压表的示数越大),符合题意;
C、R与R′串联,电压表测量的是R和R′串联电路两端的总电压(电源电压),身高越高,连入电阻越大,但电压表的示数不变,不合题意;
D、R与R′串联,电压表测量的是R两端的电压,身高越高,连入电阻越大,分压越大,R两端的电压越小(电压表的示数越小),不合题意.
答案:
B
【例11】
如图所示,是某同学设计的一个自动测定水箱内水位的装置,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从水位表指针所指的刻度就可以知道水箱内水位的高低.从图中可知:水表是由________表改装而成,当水面上升时,滑片向_____滑动,滑动变阻器连入电路的电阻变______,水位表示数变______.
考点:
欧姆定律的应用;电流表的使用;滑动变阻器的使用.
解析:
⑴由电路图可知,水位表串联在电路中,说明水表是由电流表改装而成;若是电压表,则电路断路,水位表的示数不随水位的变化而变化.
⑵由图可知,当水面上升时,滑片向下移动,滑动变阻器连入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,即水位表的示数变大.
答案:
电流;下;小;大.
【测试题】
某同学家屋顶上安装了一个简易太阳能热水器,他设计了一种自动测量容器内水位高低的装置.如图所示,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从水位表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可知道水池内水位的高低.关于这个测量装置,下列说法中正确的是(
)
A.
水量增加,R增大,水位表指针偏转变小
B.
水量增加,R减小,水位表指针偏转变大
C.
水量减小,R增大,水位表指针偏转变大
D.
水量减小,R减小,水位表指针偏转变小
考点:
欧姆定律的应用.
解析:
由图知:
AB、水量增加,浮标向上运动,滑动变阻器接入电路的电阻R变小,通过水位表的电流变大,水位表指针向右偏转,示数变大,选项A错误、选项B正确;
篇12
复习课,一要体现“从生活走向物理,从物理走向社会”,教学方式多样化等新课程理念;二要体现“知识与技能、过程与方法以及情感态度和价值观”三维目标的培养;三要优化学生的认知结构,让学生在教师的引导、帮助下,把学到的知识归纳起来,从而便于提练和记忆。所以对电学的复习要从学生喜闻乐见的小电器起步,从典型例题入手进行归纳总结。
例1:如图-1是一个玩具汽车上的控制电路。小明对其进行测量和研究发现:电动机的线圈电阻为1Ω,保护电阻R为4Ω。当闭合S后,两电压表的示数分别为6V和2V,则电路中的电流为?摇 ?摇?摇?摇A,电动机的功率为?摇?摇 ?摇?摇W。(这是陕西师范大学出版社出版,经陕西省中小学教材审定委员会2008年审定通过的《物理课堂练习册》中的一道题)
学生通常按下列方法计算电路中的电流:
R中的电流:I=U/R=2V/4Ω=0.5A,
电动机中的电流:I=U/R=4V/1Ω=4A,
由此得第一空电路中的电流就有两个值0.5A和4A。
于是第二空的对应值为:P=UI=4V×0.5A=2W与P=UI=4V×4A=16W。这就存在两个问题:
1.根据欧姆定律计算出两个串联元件中的电流不相等,与串联电路中电流的特点相矛盾。
2.由串联分压原理得:U:U=R∶R=1∶4,得:
①当U=2V时,U=8V,得到U+U=2V+8V=10V≠U源;
②当UM′=4V时,U′=1V。U′+U=1V+4V=5V≠U,这与串联电路中的电压关系相矛盾。
对此,应找出题中所涉及的知识点,分析这些知识点间的联系,那上面的矛盾就迎刃而解了。
首先,应对欧姆定律有深入的理解。
例2:如图2所示电路(R≠R≠R)。引导学生分析如下:
1.对电路状态的分析。
(1)当S、S、S都闭合时,R与R并联,并联后作为一个整体再与R串联。A测R中的电流,V测R或R两端电压。
(2)当S、S闭合S断开时,则由图-2演变为图-2(a)到(b)。
R与R串联,R处于断开状态,A测整个电路中的电流。
(3)当S、S闭合S断开时,则由图2演变为图-2(c)到(d)。
R与R串联,R处于断开状态,V测R两端电压。
2.欧姆定律中涉及I、U、R三个量间的关系。
(1)欧姆定律中的I、U、R三个量是针对同一个用电器或者同一部分电路而言的,即必须满足“同一性”。
当图-2中的S、S、S都闭合时,A测R中的电流为I,V测R两端电压为U。此时能否用U与I的比值来计算R或R阻值呢?(即R=U/I)。
如果R=R时,由于R与R并联,所以R两端电压U等于R两端电压U,即U=U=U。根据R=U/I得R=U/I,R=U/I。这样计算出的R2的值虽然是正确的,但属于不正确的方法得出了正确的结果,实属偶然巧合。
若R≠R时,那么R=U/I,若再按R=U/I来计算R的电阻值就没有上述的巧合了。因为电压相等是并联电路电压的特点,R、R中的电流是不相等的。上述中错误地认为R、R中电流相等。这里的电压是R两端电压,而电流是R中的电流,电压与电流是两个不同电阻(或用电器,或电路)的对应量,也就违背了“同一性”。
这就告诉我们,在应用欧姆定律解题时,一定要遵循“同一性”原则,切忌“张冠李戴”,电学中的所有公式都不能违背“同一性”原则。如:W=UIt、Q=IRt、P=UI等。
(2)欧姆定律中的I、U、R三个量必须是同一状态、同一时刻存在的三个物理量,即必须满足“同时性”。
在图-2中,当S、S闭合时,R中的电流大小与S、S闭合时R中的电流大小是否相等?
在图-2中,当S、S闭合S断开时,不难看出,R与R串联:I=I=I则I=U源/(R+R);当S、S闭合S断开时,R与R串联:I=I=I,则I=U/(R+R)。因为R+R≠R+R所以U源/(R+R)≠U源/(R+R),即两次电流不相等。S、S闭合时,R中的电流大小与S、S闭合时R中的电流大小不相等,这是因为S、S闭合时与S、S闭合时电路状态不同,R是在不同的状态下工作,不是同一时间内电流的大小,电流不相等。
在利用公式计算的过程中,不能用第一状态下的量值与第二状态下的量值代入关系式计算。如:要计算R的电阻值,就不能用第一状态下R两端的电压值与第二状态下R中的电流的比值来计算R的电阻值。在计算电流、电压时,也不能这样处理。
因此在利用公式计算时,带值入式的物理量必须是同一状态下的物理量,必须满足“同时性”。
(3)欧姆定律中的I、U、R三个量的单位必须同一到国际单位制,即I―A、U―V、R―Ω。即应满足“统一性”。
除各物理量的主单位外,还应记住常用单位及其单位换算关系,将常用单位换算为国际单位制单位,在利用其它电学公式计算时也要统一单位。
如:电功的公式W=UIt中,各物理量的对应单位:U-V、I-A、t-S;这样W的单位才是J。电热的公式Q=IRt中:I―A、R―Ω、t―S;这样Q的单位才是J。电功率的公式P=UI中:U-V、I-A,这样P的单位才是W。
我们要确定欧姆定律的适用条件。
1.欧姆定律只对一段不含电源的导体成立,即只适用于纯电阻电路。因此,欧姆定律又称为一段不含源电路的欧姆定律。
例1中涉及到电磁转换的知识,电动机工作时实质上也是一个发电机。电动机工作时,其闭合线圈切割磁感线会产生感应电流,所产生的感应电流对流过电动机线圈中的电流有一定影响。
实际上图1相当于一个“RL”串联电路,总电压的有效值不等于各分电压有效值的代数和,即U≠U+U。但得到的电流有效值的关系I=U/Z与直流(或部分)电路的欧姆定律相似,各元件上的分电压与该元件的阻抗(Z)成正比。
虽然电动机工作时产生的阻抗目前初中阶段无法计算出来,但无论电动机工作时产生的阻抗为多少,电路中的电流都等于电阻R中的电流,即I=U/R=2V/4Ω=0.5A。电动机两端的实加电压等于总电压(电源电压)减去电阻R两端的电压,即U=U-U=6V-2V=4V。则电动机的功率为:P=UI=4V×0.5A=2W。
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上述分析说明,电阻R所在的这部分电路与电动机所在的这部分电路有着本质的不同。从能量转化的角度看:电阻R所在的这部分电路是将电能全部转化为热能;而电动机所在的这部分电路电能只有少部分转化为热能,大部分转化为机械能。前者属于纯电阻电路,后者属于非纯电阻电路。
欧姆定律只适用于纯电阻电路,即用电器工作的时候电能全部转化为内能的电路。例如电熨斗、电暖气、电热毯、电饭锅、热得快等。而电动机、电风扇,等等,除了发热外,还对外做功,所以这些是非纯电阻电路,欧姆定律不再适用。由欧姆定律导出的公式也只适用于纯电阻电路(如:W=IRt W=U/Rt Q=UIt Q=U/Rt P=IR P=U/R等。)
2.欧姆定律适用于金属导体和通常状态下的电解质溶液;但是对于气态导体(如日光灯管中的汞蒸气)和其它一些导电元器件,欧姆定律不成立。欧姆定律对某一导体是否适用,关键是看该导体的电阻是否为常数。当导体的电阻是不随电压、电流变化的常数时,其电阻叫线性电阻或欧姆电阻,欧姆定律对它成立;当导体的电阻随电压、电流变化时,其电阻叫非线性电阻,如:电子管、晶体管、热敏电阻等,欧姆定律对它不成立。
3.欧姆定律只有在等温条件下,即导体温度保持恒定时才能成立。当导体温度变化时,欧姆定律对该导体不成立,因为电阻是温度的函数。
在讲解欧姆定律的应用时,常举白炽灯的例子,实际上白炽灯的钨丝在温度变化很大时电阻具有非线性,随着电流的增大,钨丝的温度升高很多,其电阻也随着变化。对非线性电阻,欧姆定律不成立,但是作为电阻定义的关系式R=U/I仍然成立,只不过对非线性电阻,R不再是常量。
综上所述,例1中第一空电路中的电流有两个值0.5A和4A,一个是在纯电阻电路(电阻R)中用欧姆定律算出的电流0.5A。另一个是用欧姆定律计算在非纯电阻电路(含电动机的电路)中的电流为4A,显然不对。
通过对例1的全面、透彻的分析,我们对电学知识得到了进一步升华:(1)判断电路的连接方式;(2)判断电表的作用;(3)利用欧姆定律解决实际问题时必须注意“三性”;(4)复习了电功率、焦耳定律等相关电学公式;(5)欧姆定律的适用范围。
学生能够领悟到,复习不是为了解题,而是要掌握知识的前后联系,优化知识结构;仔细观察,认真分析;发散思维,以点带面;举一反三,融会贯通。这样,从而体现出知识与技能、过程与方法,以及情感态度和价值观的培养。
参考文献:
[1]王较过.物理教学论.陕西师范大学出版社,2003.
[2]阎金铎,田世坤.初中物理教学通论.高等教育出版社,1989.
[3]梁绍荣等.普通物理学―电磁学高等教育出版社,1988.
篇13
1. 实验原理:
根据欧姆定律公式R=U/I,分别用电压表测出电阻两端的电压和用电流表测出通过电阻的电流,就可以算出电阻的阻值.
2. 电路图:如图1
3. 注意点:
(1) 滑动变阻器在电路中可以改变通过电阻的电流(即改变电阻的工作状态);
(2) 该实验中,电流表的示数不仅包括待测电阻中的电流,也包括通过电压表的微小电流,这是产生误差的主要原因;
(3) 当电流通过导体时,导体因发热而使电阻变大,长时间通电时,前后测得的电阻值偏差较大,因此实验时多次改变滑动变阻器滑片的位置,在每次读出电压表和电流表的示数后都要及时断开开关;
(4) 测量定值电阻的阻值时,可以用多次测量求平均值的方法求电阻,而测量小灯泡的电阻时由于灯泡的电阻值与温度的变化有关,所以不能用求平均值的方法测量.
应用实战
例1 在测定电阻阻值的实验中:
(1) 小明根据图2所示的电路图,将图3中的实验器材连接成实验电路.同小组的小亮在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议小明改接.
① 请你在接错的那根线上打“×”;
② 另画一根导线,使电路连接正确;
③ 如果不改接这根导线,对实验的影响是:?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇 ?摇?摇.
(2) 小明将电路改接正确后,合上开关,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4所示,则电压表的读数是?摇 V,电流表的读数是 ?摇 ?摇?摇A,被测电阻Rx的阻值是?摇 ?摇?摇?摇 Ω.(3) 小明和小亮为他俩在全班首先获得测量结果而高兴,准备整理实验器材结束实验.你认为他们的实验真的结束了吗?给他们提出什么建议呢?
① 写出你的建议: ;② 建议的目的是: .
应用解读
(1) 欧姆定律中的电流、电压、电阻是对同一段导体而言的,电流表“+”到A接线柱为错误,打“×”,改为电流表“+”到C接线柱,否则测量的是Rx与滑动变阻器两端的总电压。
(2) 电压表读数1.8V,电流表读数0.24A,由R=U/I计算电阻值为7.5Ω。