《九年級(jí)物理全冊(cè) 第17章 歐姆定律學(xué)案 （新版）新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《九年級(jí)物理全冊(cè) 第17章 歐姆定律學(xué)案 （新版）新人教版（15頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第十七章　歐姆定律 17．1　電流與電壓和電阻的關(guān)系 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，知道電流與電壓和電阻的關(guān)系。 2．會(huì)同時(shí)使用電壓表和電流表測(cè)量一段導(dǎo)體兩端的電壓和其中的電流。 3．會(huì)使用滑動(dòng)變阻器來(lái)改變部分電路兩端的電壓。 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 1．知道電流與電壓和電阻的關(guān)系。 2．利用控制變量法和圖象法來(lái)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。 學(xué)習(xí)內(nèi)容一：探究電流與電壓的關(guān)系 學(xué)習(xí)指導(dǎo)：閱讀課本P74－P75文字內(nèi)容與插圖，將基本的實(shí)驗(yàn)過(guò)程作上記號(hào)。 【自學(xué)檢測(cè)】 1．電壓是產(chǎn)生電流的原因。電壓越高，電流可能越大。 2．電阻表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，電阻越大，電流可能越小。 3．在物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究中，一般要采用控制變量法來(lái)進(jìn)行。 【合作探究】教師巡視輔導(dǎo)。 1．請(qǐng)同學(xué)們猜想：電阻一定時(shí)，電流與電壓之間存在著什么樣的關(guān)系？ 答：電阻一定時(shí)，電流會(huì)隨電壓的增大而增大，減小而減小，(只要針對(duì)本問(wèn)題的請(qǐng)給予鼓勵(lì)) 2．討論：這個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及到哪些量？為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論是正確的，應(yīng)該控制什么量不變，改變哪些量？ 答：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，涉及到電阻、電壓、電流三個(gè)量。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該保持電阻一定，改變電阻兩端的電壓，看對(duì)應(yīng)的電流如何改變。 3．怎樣測(cè)量流過(guò)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓？ 答：將電流表與被測(cè)電阻串聯(lián)來(lái)測(cè)量流過(guò)被測(cè)電阻的電流；將電壓表與被測(cè)電阻并聯(lián)來(lái)測(cè)量被測(cè)電阻兩端的電壓。 4．想一想：有哪些方法可以改變被測(cè)電阻兩端的電壓？哪種方法更便于測(cè)量？ 答：增加串聯(lián)的干電池的數(shù)目；使用電壓可調(diào)的學(xué)生電源；在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器等。在本實(shí)驗(yàn)中我們將一個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，來(lái)改變被測(cè)電阻兩端的電壓。 5．動(dòng)手做一做：設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)電路圖，并畫下來(lái)，根據(jù)電路圖連接好實(shí)物。(注意：開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)，要正確選擇電表的量程和正負(fù)接線柱，滑動(dòng)變阻器的滑片要置于阻值最大處等。)(將電路圖展示在PPT上) 6．閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變定值電阻兩端的電壓，測(cè)量并記錄對(duì)應(yīng)的電流值與電壓值，完成下面的表格。(請(qǐng)?jiān)赑PT上展示此表格) 電壓U/V 電流I/A 7.利用表格中的數(shù)據(jù)，完成P75圖17.1－1的圖象，并分析歸納，看看能得到什么結(jié)論。 答：在電阻一定的情況下，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。 【展示交流】教師掌握情況。 【精講點(diǎn)撥】 1．在本實(shí)驗(yàn)中，定值電阻能否換成小燈泡？ 答：不能，因?yàn)樾襞轃艚z的電阻會(huì)隨溫度的改變而改變，造成實(shí)驗(yàn)過(guò)程有兩個(gè)變量，得到的結(jié)論是不對(duì)的。 2．討論滑動(dòng)變阻器在本實(shí)驗(yàn)中的作用：1.保護(hù)電路；2.改變定值電阻兩端的電壓，以便進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。 3．在此實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們雖然多次改變了定值電阻兩端的電壓，進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，但這些實(shí)驗(yàn)只是對(duì)這一個(gè)定值電阻來(lái)做的。為保證實(shí)驗(yàn)的結(jié)論具有普遍意義，應(yīng)該換用不同規(guī)格的定值電阻，重復(fù)上述過(guò)程，記錄并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，看能否得到一樣的結(jié)論。 【即時(shí)練習(xí)】 完成P76－P77第1題。 注意：在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的時(shí)候，有的數(shù)據(jù)明顯是由于讀數(shù)粗心或測(cè)量時(shí)操作錯(cuò)誤造成的，對(duì)于這些錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，在進(jìn)行分析的時(shí)候要剔除。 學(xué)習(xí)內(nèi)容二：探究電流與電阻的關(guān)系 學(xué)習(xí)指導(dǎo)：閱讀課本P76文字內(nèi)容與插圖，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程用紅筆作上記號(hào)。 【自學(xué)檢測(cè)】 1．在實(shí)驗(yàn)中，電流表與電壓表的量程要適合，不能過(guò)大或過(guò)小，過(guò)大，會(huì)造成測(cè)量的結(jié)果不精確；過(guò)小，無(wú)法測(cè)量，甚至損壞電表。 【合作探究】教師巡視輔導(dǎo)。 1．寫出你的猜想。 答：在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流會(huì)隨導(dǎo)體的電阻的增大而減小。 2．在本實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該控制什么量不變，改變什么量？ 答：控制定值電阻兩端的電壓一定，改變定值電阻的阻值。 3．討論：怎樣實(shí)現(xiàn)這些改變？應(yīng)該怎么操作？ 答：在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，先將滑片移到某一適當(dāng)?shù)奈恢茫涗浵聦?duì)應(yīng)的電流值與電壓值，再換用不同阻值的定值電阻，移動(dòng)滑片，直到定值電阻兩端的電壓 與第一次相等為止，再記錄下對(duì)應(yīng)的電流值與電壓值。 4．動(dòng)手做一做：畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，正確連接好實(shí)物，閉合開(kāi)關(guān)，記錄下對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，完成下列表格：(在PPT上展示電路圖與表格) 電阻R/Ω 電流I/A 5.分析表格中的數(shù)據(jù)，能得到什么結(jié)論？ 答：在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。 6．為了保證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果具有普遍意義，我們還應(yīng)該怎么做？ 答：換用不同的定值電阻，再進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。 【展示交流】教師掌握情況。 【精講點(diǎn)撥】 1．想一想：在本實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用與第一次實(shí)驗(yàn)有何不同？ 答：在本實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用是：1.保護(hù)電路；2.保持定值電阻兩端的電壓一定。 2．在敘述結(jié)論時(shí)，只能說(shuō)“在電阻(或電壓)一定時(shí)，電流跟電壓(或電阻)成正(成反)比?！辈荒芊催^(guò)來(lái)敘述，“在電阻(或電壓)一定時(shí)”不能缺少否則結(jié)論不嚴(yán)密。 【即時(shí)練習(xí)】 1．完成P76“想想議議” 2．完成P77第2題。 【當(dāng)堂練習(xí)】見(jiàn)訓(xùn)練案基礎(chǔ)部分 17．2　歐姆定律 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 理解歐姆定律，能運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 理解歐姆定律并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。 學(xué)習(xí)內(nèi)容一：歐姆定律 學(xué)習(xí)指導(dǎo)：閱讀課本P78－P79文字內(nèi)容與插圖，基本概念、定義用紅筆作上記號(hào)。 【自學(xué)檢測(cè)】 1．通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比，這就是歐姆定律。 2．歐姆定律的定義式：I＝U/R。 3．在國(guó)際單位制中，U的單位是V，R的單位是Ω，電流的單位是A。 【合作探究】教師巡視輔導(dǎo)。 1．請(qǐng)寫出歐姆定律的另外二個(gè)推導(dǎo)式。 答：U＝IR，R＝U/I 2．完成例題1：一輛汽車的車燈接在12 V電源兩端，燈絲電阻為30 Ω，求通過(guò)燈絲的電流？ 分析：已知U＝12 V，R＝30 Ω，則應(yīng)該運(yùn)用公式I＝U/R來(lái)計(jì)算。 學(xué)生獨(dú)立完成計(jì)算。 3．完成例題2：如圖17.2－1所示，閉合開(kāi)關(guān)后，電壓表的示數(shù)為6 V，電流表的示數(shù)為0.3 A，求電阻R的阻值。 分析：已知U＝6 V，I＝0.3 A　求電阻R，則應(yīng)該運(yùn)用公式R＝U/I來(lái)計(jì)算 學(xué)生獨(dú)立完成計(jì)算。 4．能用上述方法來(lái)測(cè)量導(dǎo)體的電阻嗎？ 答：根據(jù)公式 R＝U/I可以知道，如果知道了導(dǎo)體兩端的電壓和流過(guò)導(dǎo)體的電流，就可以利用這個(gè)公式來(lái)計(jì)算出導(dǎo)體的電阻。 5．閱讀P79科學(xué)世界，了解氣敏電阻的工作原理。嘗試畫出電路圖。 答： 6．由I＝變形得到R＝，某同學(xué)認(rèn)為：“導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟通過(guò)它的電流成反比”這句話對(duì)嗎？ 答：不對(duì)，導(dǎo)體電阻是導(dǎo)體本身一種性質(zhì)，與電壓、電流無(wú)關(guān)，但電阻的大小等于它兩端電壓和流過(guò)的電流的比值。 【展示交流】教師掌握情況。 【精講點(diǎn)撥】 1．在運(yùn)用歐姆定律來(lái)進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，所有的單位都要先換算成國(guó)際單位。 2．歐姆定律公式中的I、U、R是針對(duì)同一段導(dǎo)體，同一時(shí)刻而言的。在計(jì)算的時(shí)候要一一對(duì)應(yīng)。如果一個(gè)題目中有多個(gè)U、I、R，應(yīng)用不同的下標(biāo)加以區(qū)別，同一電阻的U、I、R要用相同的下標(biāo)。 【即時(shí)練習(xí)】 某定值電阻兩端是2.5 V，此時(shí)流過(guò)的電流是300 mA，此時(shí)電阻的阻值是多少？當(dāng)電阻兩端的電壓為0時(shí)，它的電阻阻值是多少？ 【當(dāng)堂練習(xí)】見(jiàn)訓(xùn)練案基礎(chǔ)部分  17．3　電阻的測(cè)量 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．知道用電流表和電壓表測(cè)電阻的原理。 2．會(huì)同時(shí)使用電流表和電壓表測(cè)量導(dǎo)體的電阻。 3．了解燈泡燈絲電阻的特性。 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 1．會(huì)使用電流表和電壓表測(cè)量導(dǎo)體的電阻。 學(xué)習(xí)內(nèi)容一：電阻的測(cè)量 學(xué)習(xí)指導(dǎo)：閱讀課本P80文字內(nèi)容與插圖，將基本的實(shí)驗(yàn)過(guò)程用紅筆作上記號(hào)。 【自學(xué)檢測(cè)】 1．用電壓表測(cè)出一段導(dǎo)體兩端的電壓是7.2 V，用電流表測(cè)出通過(guò)這段導(dǎo)體的電流是0.4 A，這段導(dǎo)體的電阻是多少？ 解：由R＝得R＝＝＝18 Ω。 2．使用電流表和電壓表來(lái)測(cè)量電阻阻值的方法叫伏安法。所以伏安法測(cè)電阻的原理是R＝U/I。 3．在測(cè)量的過(guò)程中，為了減少誤差，我們應(yīng)該采用多次測(cè)量取平均值的方法 。 【合作探究】教師巡視輔導(dǎo)。 1．閱讀P80圖17.3－1，我們?cè)谟梅卜y(cè)電阻的時(shí)候，需要哪些器材？這些器材應(yīng)該怎么連接？為了讓測(cè)量的值更接近于真實(shí)值，應(yīng)該怎么做？ 2．以小組為單位設(shè)計(jì)出用“伏安法”測(cè)電阻的電路圖，比較一下這些設(shè)計(jì)方法的優(yōu)劣，畫出本組的電路圖。(在PPT上展示右圖) 3．動(dòng)手做一做：對(duì)照電路圖，選擇好正確的量程，連接好實(shí)物， 閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，測(cè)量并記錄對(duì)應(yīng)的電流與電壓值。并根據(jù)歐姆定律計(jì)算出對(duì)應(yīng)的阻值，完成下面的表格。 1 2 3 4 5 電流I/A 電壓U/V 電阻R/Ω 4.想一想：在本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器起什么作用？ 答：(1)保護(hù)電路；(2)改變定值電阻兩端的電壓和電路中的電流，以便進(jìn)行多次測(cè)量。 5．如果將上面的實(shí)驗(yàn)中的定值電阻換成小燈泡，用同樣的方法多測(cè)量幾次，分別計(jì)算出小燈泡的電阻，有什么變化規(guī)律？ 答：小燈泡的阻值是變化的。變化規(guī)律是通過(guò)的電流越大，燈絲的阻值越大。 6．我們?cè)跍y(cè)量小燈泡的電阻的時(shí)候能否采用多次測(cè)量取平均值的方法？ 答：不能，因?yàn)闊艚z的電阻受溫度的影響不是一個(gè)定值，采用多次測(cè)量取平均值的方法沒(méi)有意義。 【展示交流】教師掌握情況。 【精講點(diǎn)撥】 1．在本實(shí)驗(yàn)中，手和眼的分工不同：手移動(dòng)滑片，眼看電流表和電壓表的示數(shù)。 2．為了保護(hù)電路，滑片先置于阻值最大處，在移動(dòng)滑片的過(guò)程中，要讓電路中的電流從最小到逐漸變大。 【即時(shí)練習(xí)】 完成P81－P82第1、2、3、4題。 【當(dāng)堂練習(xí)】見(jiàn)訓(xùn)練案基礎(chǔ)部分 專題三　巧測(cè)電阻 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 利用一只電表和阻值已知的定值電阻測(cè)定值電阻的阻值。 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 熟練掌握利用特殊方法測(cè)定值電阻的阻值。 學(xué)習(xí)內(nèi)容一：利用伏阻法、安阻法、等效替代法等多種方法測(cè)定值電阻的阻值。 【自學(xué)檢測(cè)】 1．要測(cè)量定值電阻的阻值，就需要測(cè)量出它兩端的電壓和流過(guò)它的電流，然后利用公式R＝U/I計(jì)算出被測(cè)電阻的阻值。 2．為了使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，我們一般采用多次測(cè)量取平均值的方法來(lái)測(cè)量定值電阻的阻值。 【合作探究】教師巡視輔導(dǎo)。 (請(qǐng)?jiān)赑PT依次展示下列電路圖) 方法一：伏阻法 示例一：現(xiàn)有一只量程合適的電壓表、一個(gè)已知阻值的定值電阻R0、電源(電壓已知)、一個(gè)開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干，請(qǐng)利用這些器材測(cè)出未知電阻Rx的阻值。 分析： 1．要測(cè)量出未知電阻Rx的阻值，需要測(cè)量出哪些量？ 答：需要測(cè)出它兩端的電壓和流過(guò)它的電流。 2．針對(duì)本題所給的器材，哪個(gè)量是可以直接測(cè)量的？ 答：有電壓表，所以電壓是可以直接測(cè)量的。 3．怎么才能測(cè)量出流過(guò)Rx的電流？ 答：在串聯(lián)電路中，流過(guò)各用電器的電流是相等的，因此，可以將RO與未知電阻Rx串聯(lián)，測(cè)出RO兩端的電壓UO，利用公式I＝U/R計(jì)算出電路中的電流，再將電壓表接在Rx兩端，測(cè)出電壓Ux，利用公式R＝U/I計(jì)算出Rx的電阻。 4．設(shè)計(jì)出你的電路(如圖1)，并推導(dǎo)出Rx的阻值表達(dá)式。 電阻表達(dá)式：Rx＝R0。 討論：利用這種方法來(lái)測(cè)定值電阻的阻值，有哪些缺點(diǎn)？ 答：不能多次測(cè)量求平均值。要反復(fù)拆裝電壓表等。 思考一：如果不想反復(fù)拆裝電壓表，則需要增加哪些器材？(以小組為單位討論并畫出對(duì)應(yīng)的電路圖如圖2)，說(shuō)一說(shuō)具體的做法并寫出對(duì)應(yīng)的電阻表達(dá)式) 增加的器材：再加一個(gè)開(kāi)關(guān) 具體做法：先閉合S1，讀出電壓表的示數(shù)為U1，再閉合S2，讀出這時(shí)電壓表的示數(shù)為U2。 電阻表達(dá)式：Rx＝R0。 思考二：如果只用一只電壓表，并且要求只能連接一次電路，則應(yīng)該改變哪些器材？(請(qǐng)以小組單位討論，并畫出對(duì)應(yīng)的電路如圖3，說(shuō)說(shuō)你的做法，并寫出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式。) 增加的器材：用滑動(dòng)變阻器代替定值電阻 具體的作法：先把滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)至B端，閉合開(kāi)關(guān)，記下電壓表示數(shù)U1；把滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)至A端，記下電壓表示數(shù)U2。 電阻表達(dá)式：Rx＝RAB。 方法二：安阻法 示例二：現(xiàn)有一只電流表(量程合適)、電源(電壓已知)、一個(gè)開(kāi)關(guān)、若干導(dǎo)線、一個(gè)阻值已知的定值電阻R0、一個(gè)待測(cè)電阻Rx，利用這些器材，設(shè)計(jì)一個(gè)電路測(cè)量未知電阻Rx的阻值。 1．在本題中，哪個(gè)量是可以直接測(cè)量的？哪個(gè)量要間接測(cè)量？電路應(yīng)該怎樣連接？ 答：因?yàn)橛须娏鞅?，所以電流可以直接測(cè)量；缺少電壓表，所以只能間接測(cè)量Rx兩端的電壓。由于在并聯(lián)電路中各支路兩端電壓才相等，所以應(yīng)將R0和Rx并聯(lián)起來(lái)。 2．畫出你的電路圖，并寫出電阻表達(dá)式。 電阻表達(dá)式：Rx＝R0。 注意：同“伏阻法”測(cè)電阻一樣，這種方法缺點(diǎn)也是不能多次測(cè)量取平均值，電流表要反復(fù)折裝。 3．為了不反復(fù)折裝電流表，應(yīng)該在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上加哪些器材，電路應(yīng)該怎么連接？以小組為單位討論，畫出電路圖，說(shuō)說(shuō)具體的做法并推導(dǎo)出電阻表達(dá)式。 增加的器材：一個(gè)開(kāi)關(guān) 具體做法：先閉合開(kāi)關(guān)S1，讀出電流表的示數(shù)為I1，再斷開(kāi)S1閉合S2，讀出這時(shí)電流表的示數(shù)為I2。 電阻表達(dá)式：Rx＝R0。 4．如果只用一只電流表，并且要求只能連接一次電路，在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，要更新哪些器材？討論后畫出對(duì)應(yīng)的電路圖，說(shuō)說(shuō)你的做法，寫出電阻表達(dá)式。 增加的器材：滑動(dòng)變阻器 具體的作法：把滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)至A端，讀出電流表的示數(shù)為IA，再把滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)至B端，讀出這時(shí)電流表的示數(shù)為IB。根據(jù)測(cè)得的電流值IA、IB和滑動(dòng)變阻器的最大阻值R0。同樣可計(jì)算出Rx的值。 電阻表達(dá)式：Rx＝R0。 方法三：等效替代法 示例三：現(xiàn)有一只電流表(量程合適)、一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)、電阻箱(電阻箱的電阻可調(diào)并可以直接讀出來(lái))、電源、導(dǎo)線若干，利用這些器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，測(cè)量未知電阻Rx的阻值。(以小組為單位，討論并設(shè)計(jì)電路，說(shuō)說(shuō)具體做法，并寫出電阻表達(dá)式)。 具體做法：如圖7所示，連好電路，先將開(kāi)關(guān)S撥到A，讀出電流表的示數(shù)為I，再將S撥到B，調(diào)節(jié)電阻箱R0的電阻，使電流表示數(shù)仍為I0。 電阻表達(dá)式：Rx＝R0。 討論：若將上題中的電流表?yè)Q成電壓表，利用這些器材能否測(cè)量出Rx的阻值？若不能，應(yīng)該添加哪些器材？以小組為單位討論，畫出對(duì)應(yīng)的電路圖，說(shuō)一說(shuō)具體的做法，寫出電阻表達(dá)式。 需要添加的器材：滑動(dòng)變阻器。 具體做法：如圖8所示，連好電路，先合上開(kāi)關(guān)S1，把單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2打到1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表有一合適的示數(shù)U0。再把單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2打到2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表的示數(shù)仍為U0，則此時(shí)電阻箱的示數(shù)即為待測(cè)電阻Rx的阻值。 電阻表達(dá)式：Rx＝R0。 【展示交流】教師掌握情況。 【精講點(diǎn)撥】 1．特殊方法測(cè)電阻只有二種方法：第一：利用歐姆定律，直接或間接測(cè)量出待測(cè)電阻兩端的電壓和流過(guò)的電流，然后利用公式R＝U/I計(jì)算出電阻；第二，利用等效替代法來(lái)測(cè)量。 2．等效法雖然也有一塊電壓表或一塊電流表，但在電路中的作用不是為了測(cè)量出電壓或電流，而是起到標(biāo)志作用。 【即時(shí)練習(xí)】 完成P85第4、5題。 17．4　歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 理解歐姆定律，能運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算； 2. 能根據(jù)歐姆定律以及電路的特點(diǎn)，得出串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 1．會(huì)利用歐姆定律來(lái)計(jì)算簡(jiǎn)單的串、并聯(lián)電路中的電壓、電流或電阻。 2．會(huì)熟練運(yùn)用串、并聯(lián)電路中的電阻、電壓、電流的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。 學(xué)習(xí)內(nèi)容一：歐姆定律的應(yīng)用 學(xué)習(xí)指導(dǎo)：閱讀課本P83－P84文字內(nèi)容與插圖，基本概念、定義用紅筆作上記號(hào)。 【自學(xué)檢測(cè)】 1．串聯(lián)電路中的電流關(guān)系是：I＝I1＝I2，電壓關(guān)系是U總＝U1＋U2。 2．并聯(lián)電路中的電流關(guān)系是：I總＝I1＋I(xiàn)2，電壓關(guān)系是U總＝U1＝U2。 【合作探究】教師巡視輔導(dǎo)。 1．學(xué)習(xí)P83的例題1 分析：這是一個(gè)什么電路？在此電路中，電流、電壓之間存在什么樣的關(guān)系？問(wèn)題1要求什么？要求出這個(gè)問(wèn)題需要知道哪些已知條件？ 答：這是一個(gè)串聯(lián)電路，要求流過(guò)R1的電流。總電壓等于各部分電壓之和。只要求出電路中的總電流就知道了R1的電流。 2．推導(dǎo)：在串聯(lián)電路中 U總＝U1＋U2 而U1＝IR1，U2＝IR2 所以可以得到 U總＝IR1＋I(xiàn)R2＝I(R1＋R2)，則電路中的總電流I總＝ U總/(R1＋R2)。 3．代入數(shù)值 ，求出問(wèn)題I，用同樣的方法求出問(wèn)題2的電流。 4．通過(guò)計(jì)算這道題，我們能發(fā)現(xiàn)在串聯(lián)電路中，電路的總電阻與分電阻有什么樣的關(guān)系？試推導(dǎo)。 答：R總＝R1＋R2 5．想一想：為什么在串聯(lián)電路中，總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都要大？ 答：把幾個(gè)電阻串起來(lái)相當(dāng)于電阻變長(zhǎng)了，而在材料，橫截面積一定時(shí)，導(dǎo)體越長(zhǎng)，電阻越大。所以串聯(lián)電路中的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都要大。 6．學(xué)習(xí)P84的例題2 分析：這是一個(gè)什么電路？在此電路中，電流、電壓之間存在什么樣的關(guān)系？問(wèn)題1要求什么？要求出這個(gè)問(wèn)題需要知道哪些條件？ 答：這是一個(gè)并聯(lián)電路，各支路電壓等于電源電壓，總電流等于各支路電流之和。要求通過(guò)R1的電流和電路的總電流I。要求R1中的電流就要知道R1兩端的電壓和R1的阻值，然后利用I＝U/R1來(lái)求解。 因?yàn)椴⒙?lián)電路的總電流與各支路的電流關(guān)系是I總＝I1＋I(xiàn)2，所以直接利用這個(gè)公式可以求出電路中的總電流。 7．代入數(shù)值，求出問(wèn)題1，用同樣的方法求出問(wèn)題2。 【展示交流】 請(qǐng)幾位同學(xué)將計(jì)算過(guò)程寫在黑板上，看一看，在計(jì)算的時(shí)候存在哪些問(wèn)題。 【精講點(diǎn)撥】 1．由上面的二個(gè)例題可以知道：串聯(lián)電路有分壓作用，而并聯(lián)電路有分流作用。 2．推導(dǎo)出并聯(lián)電路中總電阻與各個(gè)分電阻之間的關(guān)系。 答：由并聯(lián)電路特點(diǎn)可知 I總＝I1＋I(xiàn)2，U總＝U1＝U2； 又 I總＝U總/R總 I1＝U1/R1，I2＝U2/R2； 所以U總/R總＝U1/R1＋ U2/R2 化簡(jiǎn)可得1/R總＝1/ R1＋1/ R2 由此可知，并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和。在并聯(lián)電路中，電阻并聯(lián)相當(dāng)于把電阻變粗了，總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都要小。 【即時(shí)練習(xí)】 完成P85第1、2、3題。 【當(dāng)堂練習(xí)】見(jiàn)訓(xùn)練案基礎(chǔ)部分 專題四　動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題探究 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 熟練掌握常見(jiàn)的動(dòng)態(tài)電路的分析，計(jì)算。 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 電路的定性分析和定量計(jì)算。 學(xué)習(xí)內(nèi)容一： 1．滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中電表示數(shù)的變化。 2．串、并聯(lián)電路中開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)或閉合引起電路電表示數(shù)的變化。 3．半導(dǎo)體材料(敏感電阻)引起電路電表示數(shù)的變化。 【自學(xué)檢測(cè)】 1．串聯(lián)電路是分壓電路，在串聯(lián)電路中，導(dǎo)體的電阻越大，它兩端的電壓越大；并聯(lián)電路是分流電路，在并聯(lián)電路中，導(dǎo)體的電阻越大，通過(guò)它的電流越小。 2．在串聯(lián)電路中，當(dāng)只有其中一個(gè)電阻的阻值變大時(shí)，電路的總電阻將變大，總電流將變小；在并聯(lián)電路中，當(dāng)只有其中一個(gè)電阻的阻值變大時(shí)，它的總電阻將變大，總電流將變小。 3．由公式I＝U/R可知，當(dāng)電壓一定時(shí)，電阻越大，通過(guò)它的電流就越??；由公式U＝IR可知，通過(guò)電阻的電流越大，它兩端的電壓也越大。 4．在看電路圖的時(shí)候，應(yīng)該采用何種方式來(lái)弄清電路的連接情況？ 答：①將電流表看成導(dǎo)線，電壓表看成斷開(kāi)的，先弄清電路是串聯(lián)還是并聯(lián)的； ②在串聯(lián)電路中，所有的電流表的數(shù)值都是一樣的；在并聯(lián)電路中，電流表串聯(lián)在哪一條支路就測(cè)這條支路的電流，或者，有哪些用電器的電流流過(guò)這個(gè)電流表，那么這個(gè)電流表就測(cè)這些用電器的總電流；電流表如果接在干路上，則測(cè)電路中所有用電器的總電流。 ③在串聯(lián)電路中，電壓表并在哪個(gè)用電器的兩端，就測(cè)這個(gè)用電器的電壓，如果并在幾個(gè)用電器的兩端就測(cè)這些用電器的總電壓；在純并聯(lián)電路中，電壓表總是測(cè)電源電壓。 【合作探究】教師巡視輔導(dǎo)。 (請(qǐng)?jiān)赑PT上依次展示下列電路圖) 1．觀察圖1，想一想：在滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)的過(guò)程中，電流表與電壓表的示數(shù)會(huì)怎樣變化？ 答：因?yàn)檫@是一個(gè)串聯(lián)電路，在滑片從左到右滑動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小，電路中的總電阻變小，而電源電壓不變，所以電流會(huì)變大。R1的阻值不變，流過(guò)它的電流變大，所以電壓表的示數(shù)也會(huì)變大。 2．如圖2電路中，電源電壓不變。當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電流表A1、A2和電壓表V的讀數(shù)將如何變化？ 答：這是一個(gè)并聯(lián)電路，A1測(cè)R1所在支路電流，A2測(cè)干路電流。因?yàn)榧儾⒙?lián)電路只有一個(gè)電壓值，所以，電壓表讀數(shù)保持不變。當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，R2電阻增大，流過(guò)R2的電流變小，所以總電流將變小，A2讀數(shù)變小。又因?yàn)椴⒙?lián)電路各支路的電流互不影響，A1和R1在另一支路，所以，A1讀數(shù)不變。 3．在如圖3所示的電路中，電源電壓不變。先開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，后開(kāi)關(guān)S閉合，則電流表和電壓表的示數(shù)將發(fā)生怎樣的變化？ 答：S閉合前，R1、R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R1兩端電壓，S閉合后，R2被短路，電壓表測(cè)電源電壓，所以電壓表示數(shù)變大。此時(shí)電路中的總電阻變小，所以電流表的示數(shù)也會(huì)變大。 4．在圖4中，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)怎樣改變。 答：這是一個(gè)并聯(lián)電路，S無(wú)論是閉合還是斷開(kāi)，電壓表都測(cè)電源電壓，所以示數(shù)不變，S斷開(kāi)后，電流表所在的支路斷路，無(wú)電流流過(guò)，所以示數(shù)變小。 【展示交流】教師掌握情況。 【精講點(diǎn)撥】 在滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)時(shí)和開(kāi)關(guān)通斷前后，要先弄清電路的連接方式，再根據(jù)串并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻之間的關(guān)系和歐姆定律來(lái)分析電路中各個(gè)數(shù)值的改變。 【即時(shí)練習(xí)】 1．如圖5所示電路中，電源電壓不變。當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表A和電壓表V的讀數(shù)將如何變化？ 答：電壓表V讀數(shù)不變，電流表 A讀數(shù)變大。 2. 如圖6所示電路中，電源電壓不變。當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表A和電壓表V的讀數(shù)將如何變化？ 答：電壓表V讀數(shù)變小，電流表A讀數(shù)不變。 3. 在如圖7所示的電路中，電源電壓不變。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電阻R1與R2是串聯(lián)連接的。開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)將變大。 4. 在圖8所示電路中，電源電壓不變。 燈泡L1和燈泡L2是并聯(lián)連接的。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)將變小；電流表A1的示數(shù)將變小。 學(xué)習(xí)內(nèi)容二：動(dòng)態(tài)電路的計(jì)算 學(xué)習(xí)指導(dǎo)：回顧歐姆定律的公式以及其變形式。 【自學(xué)檢測(cè)】 1．歐姆定律的公式：I＝U/R ，U＝IR，R＝U/I。 2．串、并聯(lián)電路中的電流、電阻、電壓之間的關(guān)系： 串聯(lián)電路中的電流關(guān)系是：I＝I1＝I2，電壓關(guān)系是U總＝U1＋U2，電阻之間的關(guān)系R總＝R1＋R2。 并聯(lián)電路中的電流關(guān)系是：I總＝I1＋I(xiàn)2，電壓關(guān)系是U總＝U1＝U2， 電阻之間的關(guān)系1/R總＝1/_R1＋1/_R2。 【合作探究】教師巡視輔導(dǎo)。 示例一：如圖9所示電路中，滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍是0～20歐，電源電壓為4.5伏。當(dāng)電流表的示數(shù)是0.5 A時(shí)，電壓表的示數(shù)是2 V。已知電流表的量程是0～0.6 A，電壓表的量程是0～3 V。為了不損壞兩個(gè)電表，求滑動(dòng)變阻器可連入電路的阻值范圍。 分析： 1．怎樣求出RO? 答：RO＝U0/I0＝2 V/0.5 A＝4 Ω 2．電路中所允許通過(guò)的最大電流值怎樣確定？電路中電流值最大是什么時(shí)候？ 答：電路中所允許通過(guò)的最大電流值取決于電流表電壓表的量程最大值，當(dāng)I＝0.6 A，R0兩端電壓UR＝IR0＝0.6 A4 Ω＝2.4 V＜3 V，所以電路中允許通過(guò)的最大電流是0.6 A，此時(shí)電路中的總電阻是最小值，即滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最小。則R總＝U/I最大＝4.5 V/0.6 A＝7.5 Ω。 3．這是一個(gè)什么電路？總電阻與分電阻有什么樣的關(guān)系？ 答：這是一個(gè)串聯(lián)電路，R總＝RP＋R0，則滑動(dòng)變阻器的最小值為RP＝R總－RO＝7.5 Ω－4 Ω＝3.5 Ω，最大值為20 Ω 【精講點(diǎn)撥】 在求滑動(dòng)變阻器的取值范圍時(shí)，應(yīng)分別求出最大電流和最大電壓時(shí)的電阻值，要求我們考慮電表達(dá)到最大量程，同時(shí)考慮滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流。 示例二：半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，其電阻受溫度影響較大。如圖10甲是某種半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系圖象．根據(jù)這種半導(dǎo)體材料電阻的特性，小星和他的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電路(如圖10乙)．可以測(cè)定某一空間的溫度，使用的器材如下：半導(dǎo)體電阻、電源、電流表(0～0.6 A)。開(kāi)關(guān)，定值電阻R0(10 Ω)、導(dǎo)線若干。 (1)當(dāng)環(huán)境溫度為20 ℃時(shí)．電流表的讀數(shù)為0.2 A，求電源的電壓。 (2)電流表的讀數(shù)為0.4 A時(shí)，當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度是多少？ 分析： 1．這是什么電路，要求電源電壓要知道哪些條件？怎樣得到這些已知條件？ 答：這是串聯(lián)電路，要求電源電壓要知道對(duì)應(yīng)溫度下的電流值和總電阻。由圖象可以知道當(dāng)溫度為20 ℃時(shí)，熱敏電阻對(duì)應(yīng)的阻值為50 Ω，則總電阻為R總＝50 Ω＋10 Ω＝60 Ω，電源電壓U總＝I1R總＝0.2 A60 Ω＝12 V。 2．環(huán)境溫度根據(jù)什么來(lái)求？請(qǐng)寫出解答過(guò)程。 答：由題意可以知道，環(huán)境溫度可以根據(jù)熱敏電阻的阻值來(lái)求。所以要先求出電流為0.4 A時(shí)熱敏電阻的阻值，再根據(jù)圖象得出環(huán)境溫度。 當(dāng)I2＝0.4時(shí)，電路中的總電阻R總＝U總/ I2＝12 V/0.4 A＝30 Ω，熱敏電阻的阻值R＝R總－R1＝30 Ω－10 Ω＝20 Ω.由圖象可知道此時(shí)環(huán)境溫度為40 ℃。 【展示交流】 請(qǐng)幾位同學(xué)板演，寫出計(jì)算過(guò)程。 【精講點(diǎn)撥】 敏感電阻(如光敏、氣敏、壓敏、熱敏等電阻)受光照、氣體、濃度、壓力、溫度的影響，電阻會(huì)發(fā)生變化，把它們連接在電路中，會(huì)引起電路的變化。 【即時(shí)練習(xí)】 1．如圖11所示，電源電壓為12 V且保持不變，電阻R1＝20 Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為20 Ω，則當(dāng)滑動(dòng)片P在滑動(dòng)變阻器上滑動(dòng)時(shí)，電流表、電壓表示數(shù)變化的最大范圍分別是多少？ 答：0.3～0.6 A，0～6 V 2. 熱敏電阻應(yīng)用非常廣泛，可以制成溫度傳感器，如圖12甲所示。圖中電源電壓 6 V，定值電阻R0為100 Ω，Q為溫度儀表，其允許通過(guò)的最大電壓為3 V，溫度傳感器的阻值隨室內(nèi)溫度的改變而改變，如圖12乙所示。 試問(wèn)： (1)圖甲中溫度儀表Q應(yīng)用什么電表改裝？ (2)當(dāng)溫度傳感器R的電阻為200 Ω時(shí)，室內(nèi)溫度是多少？ (3)圖甲電路正常工作時(shí)，最高可以測(cè)的溫度是多少？ 答：(1)電壓表　(2)20℃　(3)40℃