初中物理沪教版九年级上册第七章 电路7.2 欧姆定律 电阻知识点教案及反思
展开初三物理秋季班
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课题
欧姆定律、电阻
教学目标
1.欧姆定律及运用欧姆定律进行有关计算
2.掌握电阻的含义和特点
3.掌握滑动变阻器的作用和使用方法
教学重难点
1.欧姆定律的应用(考试要求B;出题频率中)
2.滑动变阻器的使用方法(考试要求B;出题频率中)
教学安排
版块
时长
1
知识梳理
35分钟
2
例题解析
20分钟
3
随堂检测
30分钟
4
课堂总结
10分钟
5
课后作业
25分钟
……
欧姆定律、电阻
知识梳理
一、欧姆定律
1、欧姆定律的内容:______________________________________________________________。
2、数学表达式:____________,推导公式:_________、__________。电流、电压、电阻对应同一时刻的__________或____________,欧姆定律对不同时刻、不同导体或不同段电路_____用;若为不同时刻的电流、电压、电阻应加下标予以区别。三者单位及符号依次是:_________、__________、___________。
3、若同一导体,则_______与_______成正比;若电压保持不变,则________与______成反比。
【答案】1、对于某导体来说,通过它的电流与它两端的电压成正比
2、I=U/R;U=IR;R=U/I;同一导体;同一段电路;不适;安培A;伏特V;欧姆Ω
3、电流;电压;电流;电阻
二、电阻
1、电阻:表示_______________________________________,符号:R,国际单位:欧姆,符号:Ω。常用单位:___________。单位换算:_________________________。
2、如果导体________________是1V,_______________是1A,这段导体的电阻是1Ω。
探究影响电阻大小因素实验:
实验原理:在电压不变的情况下,通过电流的变化来研究导体电阻的变化。
实验方法:__________。所以定论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”。
实验结论:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的_________、__________、_______________,还与________有关。同样情况下,导体越长,电阻_____;横截面积越大,电阻_______。
3、滑动变阻器
①构造:瓷筒、线圈、滑片、金属杆、接线柱
结构示意图:
②变阻原理:______________________________________________________________________
_______________________________。
使用方法:选、串、接、调,根据铭牌选择合适的滑动变阻器;串联在电路中;接法:“__________”;接入电路前应将电阻调到最大。铭牌:某滑动变阻器标有“50Ω,1.5A”字样,50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω(或变阻范围为0~50Ω),允许通过的最大电流是1.5A(或通过的电流在0~1.5A之间)。
③作用:通过改变_________________________,逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压;保护电路,防止电流过大_________________。
④优缺点:能够逐渐改变连入电路的电阻,但不能直接读出连入电路的阻值。
【答案】1、导体对电流阻碍作用的大小;千欧;兆欧;1MΩ=1000kΩ;1kΩ=1000Ω
2、两端的电压;通过导体的电流;控制变量法;材料;长度;横截面积;温度;越大;越小
3、②通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流和用电器两端的电压;一上一下
③电路连入中的电阻;损坏电路元件
二、欧姆定律的应用
1、伏安法测电阻
实验器材:____________________________________________________________。
实验原理:__________。
电路图:
实验步骤:
①根据电路图连接实物。连接实物时,必须断开电键、滑动变阻器的_____________________(“滑片远离下边的接线柱最远处”);电流表_______在电路中,电流从“___”接线柱流入,从“____”接线柱流出,__________并联在电路中,电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
②检查电路无误后,闭合电键S,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,断开电键。
实验次数
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
平均电阻(欧)
1
2
3
③根据R=U/I算出三次Rx的值并求出平均值。
④整理器材
⑤误差分析:本实验中,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所以所测的电阻偏小。实验中多次测量的目的:________________。
【答案】1、电源、电键、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻各一个、导线若干;R=U/I①滑片要在阻值最大处;串联;+;-;电压表
⑤多次测量取平均值减小误差
例题解析
一、欧姆定律
知识点一:欧姆定律
【例1】关于公式I=U/R,下列说法正确的是 ( )
A.导体两端的电压跟导体中的电流成正比
B.导体的电阻跟通过导体的电流成反比
C.当通过导体中的电流为0A,导体的电阻也为0Ω
D.当导体两端电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比
【难度】★
【答案】D
【例2】关于欧姆定律,下列叙述中错误的是 ( )
A.在相同电压下,导体的电流和电阻成反比
B.对同一个导体,导体中的电流和电压成正比
C.因为电阻是导体本身的性质,所以电流只与导体两端的电压成正比
D.导体中的电流与导体两端的电压有关,也与导体的电阻有关
【难度】★
【答案】C
U/V
I/A
a
b
【例3】通过导体a、b的电流随电压的变化情况如图所示,则导体a、b的电阻相比较 ( )
A.Ra>Rb B.Ra=Rb
C.Ra<Rb D.无法确定
【难度】★
【答案】A
【例4】一个电阻两端的电压为3V时通过的电流为0.3A,当电压增大到6V,那么它的电流为_______;如果要使电流为0.1A,那么电压为_______。当电源电压不变的情况下,接上5Ω的电阻时通过的电流为0.6A,那么把电阻改为15Ω,则通过的电流为_______。
【难度】★★
【答案】0.6A;1V;0.2A
二、电阻
知识点一:电阻
【例1】关于某个导体电阻大小的正确说法是 ( )
A.加在导体两端的电压增加2倍,则导体电阻也增加两倍
B.加在导体两端的电压减少1/2,则导体的电阻增加两倍
C.通过导体的电流强度减少1/2,则导体的电阻增加两倍
D.导体的电阻是导体的一种性质,与电压、电流的变化无关
【难度】★
【答案】D
【例2】根据R=U/I,下列说法中正确的是 ( )
A.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
B.电压为零时,导体中的电流为零,但电阻不为零
C.通过导体的电流越小,它的电阻就越大
D.导体的电阻总是随着温度的升高而增大的
【难度】★
【答案】B
【例3】有关金属材料电阻的大小,下面说法中错误的是(不考虑温度) ( )
A.同种材料做成的长度,横截面积相同的导线,电阻相同
B.导体的电阻大小与导体两端的电压和通过的电流无关
C.不同的材料做成的导体,电阻可能相同
D.对于同种材料,长度长,电阻大;横截面积大,电阻大
【难度】★★
【答案】D
【例4】“电阻大小与材料有关”的实验:将长度,横截面积相同的铜丝、铁丝、镍铬合金丝分别接入如图所示电路中的AB,闭合S,比较三种情况下灯的亮度,灯____________时接入的导体电阻最小。结论:
①在长度、横截面积相同时,___________不同,电阻一般不同。
②在材料、横截面积相同时,长度越长,电阻值____________。
③在____________、__________相同时,横截面积越_______,电阻值越小。
【难度】★★
【答案】最亮时①材料②越大③材料;长度;越大
知识点二:滑动变阻器
【例1】如图所示的电路,闭合开关后,当P向左滑动时,电路中的电流将______。当M、N接在滑动变阻器的B、D两接线柱上,P向右滑动时,电路中的电流将______;当P滑到______端时,电路中的电流最小。
【难度】★★
【答案】变大;变大;最左
【例2】下列说法中不正确的是 ( )
A.滑动变阻器在一定范围内可以连续改变连入电路的阻值,但不能读出阻值
B.电阻箱不可以连续地改变连入电路的阻值,但可以读出阻值
C.要使变阻器能改变通过用电器的电流,必须将它与用电器串联
D.滑动变阻器的接线柱不分正、负,因而无论怎样接入电路效果都完全一样
【难度】★★
【答案】D
【例3】某滑动变阻器标有“150Ω,2A”的字样,它们的含义分别是______________________
________________,_________________________________________________。
【难度】★★
【答案】滑动变阻器可以连入电路的最大阻值是150Ω;允许通过的最大电流是2A
【例4】在如图所示的电路中,向左移动滑动变阻器的滑片P,则电流表的示数I与电压表的示数U的变化情况是 ( )
A.I变小,U不变
B.I变大,U不变
C.I变大,U变小
D.I变大,U变大
【难度】★★
【答案】C
【例5】如图所示电路,闭合后滑动变阻器的滑片向左移动,以下说法正确的是 ( )
A.A示数变大,V示数变小
B.A示数变大,V示数变大
C.A示数变小,V示数变小
D.A示数变小,V示数变大
【难度】★★
【答案】B
三、欧姆定律的应用
知识点一:欧姆定律的应用
【例1】如图所示是童童设计的压力传感器的原理图,其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片P固定在一起,AB间有可收缩的导线,R1为定值电阻。当闭合开关S,压力F增大时,电流表与电压表示数变化情况是 ( )
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数变小,电压表示数变大
C.电流表、电压表示数都变大
D.电流表、电压表示数都变小
【难度】★★
【答案】B
【例2】在如图所示的电路中,当闭合开关S后,发现两灯都不亮,电流表的指针几乎指在“0”刻度线处不动,电压表指针有明显偏转,则该电路中的故障可能是 ( )
A.电流表被烧坏了 B.灯泡L1的灯丝断了
C.两个灯泡都断路 D.灯泡L2的灯丝断了
【难度】★★
【答案】D
【例3】如图所示,闭合开关S后,灯L1和L2都不亮,用一段导线的两端接触a、b两点时,两灯都不亮;接触b、c两点时,两灯也都不亮;接触c、d两点时,两灯都亮,故障原因可能是 ( )
A.开关接触不良 B.灯L1断路
C.灯L2断路 D.灯L2短路
【难度】★
【答案】A
【例4】在初中物理学生实验操作毕业考试中,小红同学做的实验是测量电阻R的阻值,她没有连完的电路如图所示,电源电压3V,待测电阻的阻值大约在5~10Ω。请你帮她完成下列实验内容:
(1)本实验中电流表应该选择合适的量程是____________。
(2)根据实验要求,将图中的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______端。
(4)实验中,电压表和电流表的示数如图所示,则待测电阻R的阻值是________Ω。
【难度】★★
【答案】(1)0~0.6A
(2)如图
(3)A
(4)6
随堂检测
1、关于电阻,下列说法正确的是 ( )
A.决定电阻大小的因素是材料、长度、横截面积和温度
B.导体两端的电压跟通过导体的电流强度的比值,等于导体的电阻
C.在相同时间内,通过导体的电量越多,导体的电阻越小
D.导体两端的电压为1伏特,通过导体的电流为0.2安培,这段导体的电阻一定是1欧姆
【难度】★★
【答案】A
2、如图所示,电源电压不变,闭合电键K,将滑动变阻器触头P向左移动时 ( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数不变,电流表示数变小
【难度】★★
【答案】B
3、如图所示的电路中,AB为粗细均匀的长为L的电阻丝,以AB上各点对B点的电压U为纵坐标,各点离A点的距离x为横坐标,则U随x变化的图线应为 ( )
【难度】★★
【答案】C
4、一定值电阻R两端的电压从5伏上升到6伏时,通过电阻R的电流强度增大了0.5安。则该电阻的阻值为 ( )
A.12欧 B.11欧 C.10欧 D.2欧
【难度】★★
【答案】D
A B C D
5、某同学做电学实验,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小,测量并记录了多组电压表的电流表的示数,根据数据分析,连接的电路可能是下图电路图中的 ( )
【难度】★★★
【答案】B
6、当某导体两端的电压是6V时,通过该导体的电流是0.6A,如果使该导体两端的电压再增加3V,那么这时该导体的电阻和通过和电流分别是 ( )
A.10Ω,0.9A B.10Ω,0.3A
C.15Ω,0.4A D.5Ω,0.6A
【难度】★★
【答案】A
7、如果通过某段电路的电流变大了,则下列叙述中正确的是 ( )
A.这段电路两端的电压一定增大
B.这段电路两端的电压一定减小
C.这段电路两端的电压增大,同时这段电路的电阻一定减小
D.这段电路两端的电压增大,或者这段电路的电阻减小,或者两种情况都存在
【难度】★★
【答案】D
8、电阻是表示导体_______________________________,我们用____________跟________________的比值表示导体的电阻,写成公式就是__________。
【难度】★★
【答案】对电流阻碍作用大小的物理量;导体两端电压;通过导体的电流;R=U/I
9、如图所示,用导线把电池、小灯泡和一段粗细均匀的电阻丝连起来。当金属夹从电阻丝上的某点沿电阻丝向右移动的过程中,小灯泡亮度逐渐变暗。这表明导体电阻的大小跟导体的________有关。
【难度】★
【答案】长度
10、通常情况下,电阻的阻值会随温度的变化而改变,利用电阻的这种特性可以制成电阻温度计,从而用来测量较高的温度。在如图所示的电路中,电流表量程为0~25毫安,电源电压恒为3伏,R为滑动变阻器,电阻Rt作为温度计的测温探头。当t≥0℃时,Rt的阻值随温度t的变化关系为Rt=20+0.5t(单位为欧)。先把Rt放入0℃环境中,闭合电键中S,调节滑动变阻器R,使电流表指针恰好满偏,然后把测温探头Rt放到某待测温度环境中,发现电流表的示数为10毫安,该环境的温度为______℃。
【难度】★★★
【答案】360
11、某同学做“测量小灯泡电阻”的实验,所用实验器材均完好。
(1)下图甲是测量灯泡电阻的电路图,请你在○里填上合适的电表符号。
(2)根据图甲电路,用笔画线代替导线,将图乙的实物电路连接完整。
乙
甲
R
P
S
(3)该同学连接好电路的最后一根导线时,小灯泡立刻发出微弱的光亮,移动滑动变阻器滑片,灯泡亮度不变。导致上述现象的两个操作错误是:
①_______________________________;②______________________________________。
(4)该实验的原理是(用公式表示)__________。利用该实验电路,你还能研究相关的哪一个问题?___________________________________。
【难度】★★
【答案】(1)A、V
(2)如图
(3)①电路连接好之前开关已闭合②滑动变阻器的两个下接线柱接入电路
(4)R=U/I;测灯泡的电功率(此空只要合理可得1分)
12、在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中,待测小灯泡正常工作电压为2.5V。
猜想
电压表示数情况
电流表示数情况
灯泡断路
灯泡短路
(1)若将如图所示的实验电路未连接部分连接好(连线不得交叉)。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“a”或“b”)端。
(2)当开关闭合后,发现小灯泡不亮,终过分折,同学们猜想了一些可能的原因,见表。请根据同学们的猜想,在表中写出对位的电压表和电流表的示数情况。
(3)故障排除后,同学们移动滑动变阻器的滑片,记录多组小灯泡两端不同的电压及对应的通过小灯泡的电流值,根据这些数据在坐标纸上绘制出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像(如图所示)。分析图像可知,小灯泡正常工作时的灯丝电阻为________Ω。
(4)从图像还可以看出,小灯泡灯丝的电阻随电压的增大逐渐_______(选填“变大”或“变小”),从物理学角度分析,造成这一现象的原因是____________________________。
(5)实验中测出了小灯泡在多次不同电压下的灯丝电阻,有些同学认为可以进一步求出它们的平均值以减小误差。你是否同意他们的观点?请说明理由。_______________________________________
____________________________________________________________________________________。
【难度】★★
【答案】(1)a
猜想
电压表
示数情况
电流表
示数情况
灯泡断路
接近3V
接近0
灯泡短路
0
有示数
(2)
(3)10
(4)变大;电压增大时,灯丝温度升高
(5)不同意;灯丝在不同电压下阻值不同,主要不是由实验误差造成的,而是其真实值发生了改变,所以取平均值无意义
课堂总结
1、欧姆定律的内容和变形公式有怎样的区别?
2、简述电阻的定义式和计算式。
3、简述伏安法测电阻的实验步骤。
课后作业
1、如图所示滑动变阻器的四种接法,当滑片P向右移动时使电路的电阻变小的接法是 ( )
A B C D
【难度】★★
【答案】D
2、关于导体的电阻,下列说法正确的是 ( )
A.锰铜线的电阻比铜线的电阻大
B.粗细相同的导线,长的电阻较大
C.长短相同的导线,细的电阻较大
D.同样材料制成的长短相同的两条导线,细的电阻较大
【难度】★★
【答案】D
3、有四个金属导体,它们的伏安特性曲线如图所示,电阻最大的导体是 ( )
A.a B.b
C.c D.d
【难度】★★
【答案】D
4、设计一个如图所示的电路,a表示定值电阻,b表示滑动变阻器,电源电压保持不变。其中,a可以有阻值分别为R1、R2的两个定值电阻可供选择,b可以有最大阻值分别为R3、R4的两个滑动变阻器可供选择,且R1
C.a选R2,b选R3 D.a选R2,b选R4
【难度】★★★
【答案】A
5、通过滑动变阻器可以调节灯泡亮度的电路图是 ( )
A. B C D
【难度】★★
【答案】C
6、当加在导体两端的电压是3V,通过它的电流是200mA,则这个导体的电阻是____Ω。如果该导体两端的电压增大到9V,通过导体的电流是____A,导体的电阻是____Ω。
【难度】★★
【答案】15;0.6;15
7、甲、乙两根长度相同的镍鉻合金丝,甲合金丝的横截面积是乙合金丝的2倍,则甲电阻______乙电阻;乙、丙两根横截面积相等的镍鉻合金丝,乙合金丝的长度是丙的1/3,则乙电阻______丙电阻。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
【难度】★★
【答案】小于;小于
8、在如图所示的电路中,电源电压保持不变。将滑动变阻器R的滑片P由a端移到b端,电压表V1、V2的示数与电流表A示数的变化关系图线如图所示。根据图线可以知道,滑动变阻器R的最大阻值为_______欧,定值电阻R2的阻值为___________欧。
【难度】★★★
【答案】9;2
9、2n+1个阻值均为R的电阻通过导线首尾连成一圆环,相邻的两个电阻之间均可引出一个接线柱,从而构成一个变阻器,则利用该变阻器可获得不同阻值的个数为________个;最大阻值为_________。【难度】★★★
【答案】n;n(n+1)R/(2n+1)
10、在电工学中常用物理量“电导”(符号为G)来表示导体的导电能力。导电能力强,则电导G的值大;导电能力弱,则电导G的值小。对于同一导体,其电导G和电阻R的关系为G=1/R。现有甲、乙两个导体,已知导体甲的电导为G1,导体乙的电导为G2,则导体甲和导体乙串联时的总电导G总=_____________。
【难度】★★
【答案】G1G2/(G1+G2)
11、在用“伏安法测小灯泡的电阻”实验中。
(1)在图甲中,请你将电压表正确连入电路,完成电路的连接。
(2)在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在_____端。(填“左”或“右”)
(3)若某次测量时电压表和电流表的示数如图乙所示,则电压表的示数为_________V,灯泡的电阻RL=______Ω。
(4)小明同学在做实验时,电路连接无误。闭合开关后,发现电流表的指针明显偏转,而电压表的示数为零。该故障的原因可能是______________________________。
【难度】★★
【答案】(1)如图
(2)左
(3)2.2;11
(4)小灯短路
12、如图所示为某同学测定小灯泡电阻的实物连接图。
(1)图中有两处明显连接错误,请指出来:
①_______________________________________________;
②_________________________________;
(2)电路改正后闭合开关,发现电流表的指针偏转,电压表指针没有偏转,则该故障的原因是_______(填下列故障原因的代号)
A.小灯泡接线短路 B.电源接触不良
C.小灯泡接线断路 D.电流表接线短路
(3)排除故障后闭合开关,电流表和电压表的示数如图所示,则电流表的读数为________A,电压表的读数为_______V,小灯泡的电阻为_______Ω。
【难度】★★
【答案】(1)导线直接接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱上了;电压表正负接线柱接反了
(2)A
(3)0.26;2.6;10
13、某同学利用如图所示的电路测定Rx的阻值,所用滑动变阻器上标有“20Ω,2A”字样,电源电压为6V保持不变。该同学实验步骤和操作均正确,闭合开关,观察到电压表的示数为2.1V。当他把滑动变阻器的滑片移到中点位置时,电压表、电流表的示数分别为3.0V、0.30A,接着他又移动滑片到某点A,这时电压表、电流表的示数分别如图所示。
请在表中将该同学未记录的数据填写完整,并计算出电阻值(计算电阻时,精确到0.1Ω,不必写出计算过程,只需填写数值)
电压/V
电流/A
电阻/Ω
电阻平均值/Ω
1
2.1
2
3.0
0.3
3
【难度】★★
【答案】0.20;10.5;10.0;2.3;0.22;10.5;10.3
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