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17.2 歐姆定律 學(xué)習(xí)任務(wù)單(無答案)

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  1. 二一教育資源

17.2 歐姆定律 學(xué)習(xí)任務(wù)單(無答案)

資源簡介

課題 歐姆定律
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1 . 知道歐姆定律, 會用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算; 2 . 通過歐姆定律的運(yùn)用,加深對電流與電壓、電阻關(guān)系的認(rèn)識,掌握運(yùn)用歐姆定律解決 問題的方法。
課前學(xué)習(xí)任務(wù)
復(fù)習(xí): 電流與電壓電阻的關(guān)系:當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正 比;當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
課上學(xué)習(xí)任務(wù)
問題 1 一輛汽車的車燈接在 12 V 的電源兩端,燈絲的電阻為 30 Ω, 通過燈絲的電流有多
大?
問題 2 一個(gè)導(dǎo)體的電阻是 6Ω, 通過它的電流是 0.4A,若要測量此時(shí)導(dǎo)體兩端的電壓,應(yīng)
選用電壓表(如圖所示) 的哪個(gè)檔位?
問題 3 如圖所示是小輝自制的一個(gè)檸檬電池,當(dāng)他把一只小電阻接入電路中時(shí),測得通 過電阻的電流為 0.2A,電阻兩端的電壓為 0.6V,小輝由此可計(jì)算出小電阻的阻值為多少
歐姆?
問題 4 在探究電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,有一同學(xué)誤把電壓表接在了滑動變阻器兩端, 發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為 1.5V,已知定值電阻 R 的大小為 5Ω, 電路兩端電壓為 4.5V,請你幫 助這名同學(xué)判斷一下此時(shí)流經(jīng)定值電阻 R 的電流為多少安培? 問題 5 小剛為了了解鉛筆芯電阻的大小,他在一支鉛筆芯兩端加了 3V 電壓,測通過鉛筆 芯的電流是 0.15A,若加在這支鉛筆芯兩端的電壓增加到 6V 時(shí), 通過它的電流又是多少
安培?
問題 6 根據(jù)歐姆定律公式 I=U/R ,變形得到 R=U/I 。對此,下列說法中正確的是 A .導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比 B .導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體中的電流成反比 C .當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓為零時(shí),導(dǎo)體電阻也為零 D .導(dǎo)體電阻的大小不由導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流決定
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歐姆和歐姆定律的建立: 歐姆 1787 年 3 月 16 日生于德國埃爾蘭根城,父親是鎖匠。父親自學(xué)了數(shù)學(xué)和物理 方面的知識,并教給少年時(shí)期的歐姆,喚起了歐姆對科學(xué)的興趣。 16 歲時(shí)他進(jìn)入埃爾蘭 大學(xué)研究數(shù)學(xué)、物理與哲學(xué),由于經(jīng)濟(jì)困難,中途輟學(xué),到 1813 年才完成博士學(xué)業(yè)。歐 姆是一個(gè)很有天賦和科學(xué)抱負(fù)的人,他長期擔(dān)任中學(xué)教師,由于缺少資料和儀器,給他 的 研究工作帶來不少困難,但他在孤獨(dú)與困難的環(huán)境中始終堅(jiān)持不懈地進(jìn)行科學(xué)研 究, 自己動手制作儀器。 歐姆對導(dǎo)線中的電流進(jìn)行了研究。他從傅里葉發(fā)現(xiàn)的熱傳導(dǎo)規(guī)律受到啟發(fā)。導(dǎo)熱桿 中兩點(diǎn)間的熱流正比于這兩點(diǎn)間的溫度差,因而歐姆認(rèn)為,電流現(xiàn)象與此相似,他猜想 導(dǎo)線中兩點(diǎn)之間的電流也許正比于它們之間的某種驅(qū)動力,即現(xiàn)在所稱的電動勢。歐姆 花了很大的精力在這方面進(jìn)行研究。開始時(shí)他用伏打電堆作電源,但是因?yàn)殡娏鞑环€(wěn) 定,效果不好,后來他接受別人的建議改用溫差電池作電源,從而保證了電流的穩(wěn)定 性,但是如何測量電流的大小,這在當(dāng)時(shí)還是一個(gè)沒有解決的難題。開始,歐姆利用電 流的熱效應(yīng),用熱脹冷縮的方法來測量電流,但這種方法難以得到精確的結(jié)果。后來, 他把奧斯特關(guān)于電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和庫侖扭秤結(jié)合起來,巧妙地設(shè)計(jì)了一個(gè)電流扭秤。 用一根扭絲懸掛一磁針, 讓通電導(dǎo)線和磁針都沿子午線方向平行放置,再用鉍和銅溫差 電池,一端浸在沸水中,另一端浸在碎冰中,并用兩個(gè)水銀槽作電極,與銅線相連。當(dāng) 導(dǎo)線中通過電流時(shí),磁針的偏轉(zhuǎn)角與導(dǎo)線中的電流成正比。實(shí)驗(yàn)中他用粗細(xì)相同,長度 不同的八根銅導(dǎo)線進(jìn)行了測量,得出了如下的等式:X=a/(b+x) 式中X 為磁效應(yīng)強(qiáng)度,即電流的大小; a 是與激發(fā)力(即溫度差)有關(guān)的常數(shù),即電 動勢;x 表示導(dǎo)線的長度,b 是與電路其余部分的電阻有關(guān)的常數(shù), b+x 實(shí)際上表示電 路的總電阻,這個(gè)結(jié)果于 1826 年發(fā)表。1827 年歐姆又在《動電電路的數(shù)學(xué)研究》一書 中,把他的實(shí)驗(yàn)規(guī)律總結(jié)成如下公式:S=γE 式中 S 表示電流;E 表示電動力,即導(dǎo)線兩端的電勢差; γ為導(dǎo)線對電流的傳導(dǎo) 率,其倒數(shù)即為電阻。
歐姆定律發(fā)現(xiàn)初期,許多物理學(xué)家不能正確理解和評價(jià)這一發(fā)現(xiàn),定律遭到懷疑和 尖銳的批評。研究成果被忽視,經(jīng)濟(jì)極其困難,使歐姆精神抑郁。直到 1841 年英國皇家 學(xué)會授予他最高榮譽(yù)的科普利金牌,歐姆定律才引起德國科學(xué)界的重視。 歐姆在自己的許多著作里還證明了:電阻與導(dǎo)體的長度成正比,與導(dǎo)體的橫截面積和 傳導(dǎo)性成反比;在穩(wěn)定電流的情況下,電荷不僅在導(dǎo)體的表面上,而且在導(dǎo)體的整個(gè)截 面上運(yùn)動。 酒精濃度檢測儀: 機(jī)動車駕駛?cè)藛T“酒后駕車”及“醉酒駕車”極易發(fā)生道路交通事故,嚴(yán)重危害了 道路交通安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。人飲酒后,酒精通過消化系統(tǒng)被人體吸收,經(jīng)過血 液循環(huán),有部分酒精通過肺部呼氣排出。因此,測量呼氣中的酒精含量,就可判斷其醉 酒程度。 酒精濃度檢測儀的核心元件是酒精氣體傳感器, 目前普通使用的有半導(dǎo)體型和燃料 電池型(電化學(xué)型)兩種。這兩種能夠制造成便攜型呼氣酒精檢測儀,適合于現(xiàn)場使用。 半導(dǎo)體型采用氧化錫半導(dǎo)體作為傳感器,這類半導(dǎo)體 器件具有氣敏特性, 當(dāng)接觸的氣體中其敏感的氣體濃度增 加,它對外呈現(xiàn)的電阻值就降低,半導(dǎo)體型呼氣酒精檢測 儀就是利用這個(gè)原理做成的。這種酒精檢測儀的電路可以 簡化為如圖所示的電路。圖中 R1 為定值電阻,R2 為酒精氣 體傳感器, R2 的阻值隨酒精氣體濃度的增加而減小。如果駕駛員呼出的酒精氣體濃度越 大,那么檢測儀的電壓表示數(shù)也就越大。 燃料電池型呼氣酒精檢測儀采用燃料電池酒精傳感器作為氣敏元件,它屬于電化學(xué) 型。燃料電池酒精傳感器采用鉑作為電極,在電池內(nèi)有特種催化劑,它能使進(jìn)入電池內(nèi) 的酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽簿褪窃趦蓚€(gè)電極上產(chǎn)生電壓,電能消耗在外接負(fù)載 上。此電壓與進(jìn)入電池內(nèi)氣體的酒精濃度成正比,這就是燃料電池型呼氣酒精檢測儀的 基本工作原理。 與半導(dǎo)體型相比,燃料電池型呼氣酒精檢測儀具有穩(wěn)定性好、精度高、抗干擾性好 的明顯優(yōu)點(diǎn),但是由于燃料電池酒精傳感器的結(jié)構(gòu)要求非常精密,制造難度相當(dāng)大,又
因其材料成本高,所以價(jià)格相當(dāng)昂貴,導(dǎo)致燃料電池型呼氣酒精檢測儀的價(jià)格是半導(dǎo)體 型酒精測儀的好幾倍。

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