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第十七章　歐姆定律　復習課
素養目標
1.在探究電流與電壓、電阻的關系時,能根據控制變量法設計實驗方案,并根據實驗數據分析得出實驗結論。
2.能夠正確理解歐姆定律,并結合串、并聯電路的電流、電壓、電阻規律,進行相關的計算和分析。
3.能夠根據歐姆定律的變形公式,設計實驗測量小燈泡或定值電阻的阻值,能正確分析和處理所測得數據,能進行電路故障的分析。
◎重點:結合串、并聯電路的電流、電壓、電阻規律,利用歐姆定律進行分析和計算;測量小燈泡和定值電阻的阻值。
思維導圖
單元達標
達標點一 探究電流與電壓和電阻的關系
例1 在“探究電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端電壓的關系”的實驗中,所用的實驗器材有:電流表、電壓表、10 Ω的定值電阻、滑動變阻器、開關各一個,1.5 V的干電池兩節,導線若干。
圖1
圖2
(1)用筆畫線代替導線,將圖1所示的電路補充完整。
(2)閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片移動到 (選填“a”或“b”)端。
(3)用開關“試觸”時,電壓表和電流表均無示數,這說明電路中存在故障。若故障是某一個元件發生了斷路,則發生斷路的元件可能是 (單選)。
A.開關或定值電阻
B.定值電阻或電流表
C.開關、滑動變阻器或電流表
D.滑動變阻器、電壓表或電流表
(4)排除故障后,繼續進行實驗,并將實驗數據記錄在下表。請在圖2中畫出電流與電壓的關系圖像。
實驗次數 1 2 3 4 5 6
電阻R/Ω 10
電壓U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
電流I/A 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24
(5)根據圖像,可得出的探究結論: 。
思維導引 在探究電流與電壓和電阻的關系時,我們利用控制變量法設計實驗;在實驗開始前,為了保護電路,我們需要把滑動變阻器的滑片移到阻值最大處;在分析電路故障時,我們一般根據電表的示數來分析,電表有示數,說明從正極到電表到負極的路是有電流經過的,據此分析即可;在分析I與U、R的關系時,利用的數學知識是“如果兩個量的比值是定值,那么它們是正比關系”“如果兩個量的乘積是定值,那么它們是反比關系”。
【答案】例1
(1)
(2)a
(3)C
(4)
(5)電阻一定時,電流與電壓成正比
達標檢測
1.如圖所示,這是“探究電流與電阻的關系”的電路圖。將5 Ω的定值電阻接入圖中A、B兩點間,正確操作后,電流表的示數為0.4 A。接下來的操作:斷開開關,將5 Ω的定值電阻更換為10 Ω的定值電阻,再將滑動變阻器的滑片P移到最 (選填“左”或“右”)端,然后閉合開關,移動滑片P,使電壓表的示數為 V時,讀出電流表的示數。
【答案】1.右　2
達標點二 用歐姆定律分析動態電路
例2 如圖甲所示,這是非接觸式紅外線測溫槍的工作原理圖。R0是定值電阻,R是紅外線熱敏電阻,其阻值隨人體溫度變化而變化的圖像如圖乙所示。對該電路分析正確的是 ( )
A.體溫越高,R的阻值越大
B.體溫越高,電壓表示數越大
C.體溫越高,電壓表示數越小
D.體溫越低,電壓表示數越大
思維導引 變阻器接入電路的阻值變化電路中總電阻變化電路中電流變化定值電阻兩端電壓變化變阻器兩端的電壓變化
【答案】例2　B
達標檢測
2.如圖所示,電源電壓不變,閉合開關S,滑動變阻器的滑片向右滑動過程中,下列說法正確的是 ( )
A.電流表示數變小
B.電壓表 示數不變
C.電壓表示數與電流表示數乘積變小
D.電壓表 示數與電流表示數比值變小
【答案】2.D
達標點三 歐姆定律在串、并聯電路中的應用
例3 如圖所示,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,電源電壓保持不變,閉合開關S后,滑片P從a端滑到b端,電流表示數I與電壓表示數U的變化關系如圖乙所示。求電源電壓。
思維導引 定值電阻與滑動變阻器串聯,電壓表測變阻器的電壓,電流表測電路的電流;滑片P在a端時,只有定值電阻連入電路中,由圖知此時的最大電流,由歐姆定律得出電源電壓表達式;當滑片在b端時,變阻器的最大電阻與定值電阻串聯,由圖知電路的最小電流,根據電壓表示數,由串聯電路的規律及歐姆定律得出電源電壓表達式,從而得出電源電壓大小。
方法突破
串、并聯電路的計算的一般方法
首先要明確電路的連接方式,然后運用串聯電路的分壓關系或并聯電路的分流關系以及歐姆定律進行分析。特別要注意的是,若圖中有電流表或電壓表,則要明確電流表或電壓表各是測量哪部分電路中的電流或哪段電路兩端的電壓。
【答案】例3　定值電阻與滑動變阻器串聯,電壓表測變阻器的電壓,電流表測電路的電流,滑片P在a端時,只有定值電阻連入電路中,此時的電流最大,由圖乙知:I1=0.6 A,由歐姆定律,電源電壓:
U=I1R1=0.6 A×R1?、?br/>當滑片在b端時,變阻器的最大電阻與定值電阻串聯,電路的電流最小,由圖乙知,I2=0.2 A,電壓表示數為:UV=2 V,
根據串聯電路的規律及歐姆定律,電源電壓:
U=I2R1+UV=0.2 A×R1+2 V?、?br/>由①②得:R1=5 Ω,代入①得:
電源電壓:U=3 V
達標檢測
3.如圖所示的電路,電源電壓6 V恒定不變,R1的阻值為15 Ω,電流表量程為0~0.6 A。
(1)開關S、S1都閉合,滑片P不能移到a端的原因是會造成電路 (選填“通路”、“短路”或“斷路”);
(2)開關S閉合、S1斷開時,求電流表示數;
(3)開關S、S1都閉合時,要使電流表不超量程,求變阻器R2連入電路的最小阻值。
【答案】3.(1)開關S、S1都閉合,兩電阻并聯,當滑片P移到a端時,變阻器連入電路的電阻為0,會造成電路短路。
(2)開關S閉合、S1斷開時,為R1的簡單電路,由歐姆定律可得,電流表示數:I===0.4 A
(3)開關S、S1都閉合時,電流表測干路電流,通過R1的電流為0.4 A不變,通過變阻器的最大電流為I2=0.6 A-0.4 A=0.2 A,由歐姆定律可得,變阻器R2連入電路的最小阻值:R2===30 Ω
達標點四 電阻的測量
例4 小明在學校實驗室用伏安法測量電阻的阻值,設計并連接的電路如圖所示,經實驗得到如表所示的數據(電源電壓U源=3 V)。
實驗數據記錄表
序號 電壓表 示數U/V 電流表 示數I/A 待測電阻 Rx/Ω
1 2.0 0.08 25.0
2 1.5 0.13 11.5
3 1.0 0.15 6.7
4 0.5 0.22 2.3
(1)實驗中電壓表應選取 V的量程。
(2)數據分析發現,根據實驗原理Rx=測得Rx的阻值(如記錄表中第四列所示)遠超過誤差允許范圍,產生這一錯誤的原因是小明在連接電路時 。
(3)小明認真分析后,認為利用以上數據也可求得待測電阻的阻值,則正確計算待測電阻阻值的表達式為Rx'= (用U源、U、I表示),代入數據可得Rx'= Ω(計算結果保留1位小數)。
思維導引 (1)根據電源電壓判斷出電壓表的量程。(2)定值電阻阻值是不變的,通過它的電流與它兩端的電壓成正比;若測量的電流與它兩端電壓不成正比,應該是因為電壓表接在滑動變阻器兩端。(3)根據串聯電路的電壓特點得出定值電阻兩端的電壓,根據串聯電路的規律和歐姆定律可求定值電阻的阻值,代入數據算出每次的電阻,求出平均電阻。
【答案】例4　
(1)0~3
(2)把電壓表并聯在了滑動變阻器兩端
(3)　12.2
達標檢測
4.小明做“測量小燈泡的電阻”實驗時,使用的小燈泡正常工作時的電壓為2.5 V,電源電壓為3 V。小明現已連接了部分電路,如圖甲所示。
(1)在已連接的電路中,有一不當之處是 。
(2)請用筆畫線代替導線,將圖甲中的電路連接完整。
(3)當小燈泡正常發光時,電流表的示數如圖乙所示,電流大小為 A,小燈泡正常發光時的電阻為 (電阻的計算結果保留一位小數)Ω。
(4)小明的實驗記錄和有關計算如表所示。從表格設計看,小明計劃把四次電阻的平均值作為小燈泡的電阻值,他認為這樣可以減小誤差,你認為小明的做法是 (選填“正確”或“錯誤”)的。從表中數據看,不同電壓下小燈泡的電阻值不同,這是燈絲電阻受 影響導致的。
實驗 序號 電壓 U/V 電流 I/A 電阻 R/Ω 電阻平 均值/Ω
1 2.5
2 2.1 0.26 8.1
3 1.7 0.24 7.1
4 1.3 0.21 6.2
【答案】4.(1)開關閉合
(2)
(3)0.28　8.9
(4)錯誤　溫度
2

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