初中物理苏科版九年级全册4 欧姆定律的应用优秀课件ppt
展开电阻器(电阻)是一种重要的电子元件,在科技产品中有着重要的应用(手机、电视机、电脑等都要用到电阻器)。
你见过电阻器吗?
电阻器的阻值是有大小的,有的用数字直接标在上面,有的用色环表示。
这节课,我们一起学习电阻的测量——用电流表、电压表测电阻(伏安法测电阻)。
现在有一电阻器,上面所标的阻值看不清楚,但是又想知道阻值的大小,你能想出办法呢?
直流电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。
将欧姆定律的公式变形可得
根据这一公式可知,把待测阻值电阻R接入电路中,用电流表测出通过的电流I,用电压表测出两端的电压U,就可以计算出电阻值的大小。
1. 实验电路图
2. 实验表格
3. 根据电路图连接电路
连接电路时开关要断开,变阻器的滑片要调节到阻值最大端(右端)。
4. 闭合开关,读出电压表与电流表的示数,记入表格中。
5. 移动变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压和电流,读出电压表与电流表的示数,记入表格中。
计算电阻的平均值: R =(5.0Ω+5.1Ω+5.2Ω)/3=5.1Ω
这种测量电阻的方法叫作“伏安法”。
课堂小影院—《伏安法测电阻》
两种情况下灯泡的电阻相同吗?如何去测量?
下面学习测量小灯泡电阻的方法。
①按电路图连接实物。②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,记录电压表、电流表的示数。③多次调节滑动变阻器的滑片,重复上述实验。
原因:当灯两端电压变大时,灯丝温度升高。
注意:小灯泡的电阻不能取平均值。
课堂小影院—《伏安法测小灯泡的电阻》
【例题1】如图是用伏安法测量某未知电阻的电路图.①根据电路图将如图所示的实物图连接起来;②读出如图所示电流表和电压表的示数;③算出被测电阻本次的测量值;④为减小误差,接下来的操作是:________。
解:①实物图连接如下:
②电流表读数为0.4A,电压表读数为2.4V.
③被测电阻本次的测量值
④为减小误差,接下来的操作是:_________________。
小华在修理电器时,发现其中一个100Ω的电阻烧坏了,需要摘除更换。但是他店里暂时没有100Ω的电阻,只有200Ω、50Ω的电阻若干个。请你想一想,能否利用其中的电阻组合起来,替代原来100Ω的电阻吗?
串、并电路中电阻有什么规律?下面我们一起学习。
电源(电压为6伏)、5Ω、10Ω、15Ω的电阻、电流表、开关、 导线若干。
1. 实验:探究串联电路中电阻的规律.
一、串联电路中电阻的规律
①把电阻R1=5Ω和R2=10Ω串联在6伏的电源上,闭合开关,用电流表测出电路中的电流,记下数据。
②把电阻R=15Ω的一个电阻接在6伏的电源上,闭合开关,用电流表测出电路中的电流,记下数据。
在串联电路中,若一个电阻R对电流的阻碍作用与两个串联电阻R1和R2对电流的阻碍作用是相同的,则这个电阻R就叫这个串联电路的总电阻。——是“等效替代法” 。
通过一个电阻的电流与通过两个串联电阻的电流是相等的。
结论:串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
④分析数据,归纳结论
2. 理论推导:串联电路中电阻的规律
由欧姆定律可知: U1=IR1 U2=IR2 U=IR因为在串联电路中: U=U1+ U2 I=I1=I2所以 R=R1+R2
因为电阻串联相当于增大了导体的长度,所以串联电路的总电阻比任何一个分电阻都要大。
几个导体串联后,总电阻为什么会变大呢?
②两个导体串联后,要分电源电压,分到的电压大小有没有规律呢?
3. 串联电路的分压特点
①串联电路中的总电压等于各部分电路两端的电压之和。 U=U1+U2
下面学习串联电路的分压特点。
串联电路中各电阻两端的电压与它们电阻的大小成正比。
由欧姆定律可知: U1=I1R1 U2=I2R2
因为 I1=I2
动态电路就是指电路中的电流、电压或电阻发生了变化,一般情况下,都是反映在电流表与电压表示数的变化。
①滑动变阻器的滑片P的位置变化引起;②开关的断开或闭合引起;③电路出现的故障(短路和断路)引起。
二、串联电路中的动态分析与计算
电路中的电流、电压或电阻发生了变化,一般情况下,都是下列几种情况下引起的:
分析动态电路用到的知识:
①欧姆定律;②串联电路中电流、电压及电阻的关系;③滑动变阻器的使用知识;④电流表、电压表的使用知识;⑤短路与断路知识。
如图所示是典型的伏安法测电阻的实验电路图,当滑片P向左移动时,电流表A的示数将 ,电压表V的示数将 (均选填“变小”、“不变”或“变大”)。
在串联电路中,当变阻器滑片P向左移动时,R' 连入电路的电阻变小,电路的总电阻R总=R+R'也变小。 根据欧姆定律I=U/R可知:电源电压U与R不变,故电路中电流I变大,即电流表A的示数变大; R两端的电压即电压表V的示数U1=IR也变大。
【例题3】已知电源电压为6V,小灯泡上标有“4.8V 0.3A”字样,为了使小灯泡能正常发光,需要在电路中串联多大的保护电阻?
分析: 由小灯泡上标注的字样可知,它的额定电压为4.8V,额定电流为0.3A. 而电源电压为6V,大于小灯的额定电压,因此需要串联一个合适的保护电阻R,如图所示,使小灯泡两端的实际电压UL为4.8V. 根据串联电路电流、电压的特点,可知通过保护电阻的电流I和加在其两端的电压UR;根据欧姆定律,可求得保护电阻的阻值.解:加在保护电阻两端的电压UR=U-UL=6V-4.8V=1.2V 根据欧姆定律可得
需要在电路中串联4Ω的保护电阻
1. 在并联电路中,两个电阻R1和R2对电流的阻碍作用,也可以用一个电阻R替代,若通过这一个电阻的电流与原来的相同,则这个起替代作用的电阻R就叫这个并联电路的总电阻。
三、并联电路的电阻规律
由欧姆定律知: I1=U1/R1 I2=U2/R2 I=U/R在并联电路中: I=I1+I2 U=U1=U2
1. 理论推导:并联电路的总电阻
并联电路的总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和。
电阻并联相当于增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都要小.
几个导体并联后,总电阻为什么会变小呢?
并联电路中,各支路的电流与支路电阻的大小成反比。
并联电路各支路两端的电压相等, U1=U2
I1R1= I2R2
U1= I1R1 U2= I2R2
二、并联电路的分流特点
并联电路中电流表与电压表示数的变化主要由以下三个方面引起:
三、并联电路动态分析与计算
①滑动变阻器的滑片P的位置变化引起;②电键的断开或闭合引起;③电路出现断路故障引起。
答案:电压表的示数不变,电流表A1的示数不变,电流表A的示数变小。
【例题4】在图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,写出三个电表示数的变化情况:________.
【解析】这是并联电路,电压表V的示数是电源电压不变。 根据:并联电路中各支路电流互不影响,干路的电流等于各支路电流之和。 电流表A1的示数为通过R1的电流是不变的; 当滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器R2连入电路的电阻变大,根据I2=U/R2,通过R2的电流变小; 电流表A是测干路电流的,其示数 I=I1+I2,所以示数是变小的。
根据并联电路电压的特点, 电阻R1和R2两端的 电压均等于电源两端电压: U=12V 由欧姆定律得
所以总电流 I=I1+I2=1.2A+0.3A=1.5A
【例题5】如图所示,电阻R1为10Ω , 电源两端电压为 12V。开关S闭合后,求:当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为40Ω时, 通过电阻R1的电流 I1 和电路的总电流I。
小华发现其中一个100欧姆的电阻烧坏了,需要更换。但是他店里暂时没有100欧的电阻,只有200欧、50欧的电阻若干个。
你现在知道该怎样连接得到100欧姆的电阻了吧?
方法一: 把两个50欧姆的电阻串联在一起,则总电阻为R=R1+R2 = 100欧
方法二: 把两个200欧姆的电阻并联在一起,则总电阻为 1/R=1/R1+1/R2 = 1/200欧+1/200欧= 1/100欧 R= 100欧
用电压表、电流表测电阻
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。
1.连接电路时电键要断开,变阻器的滑片要调节到阻值最大端; 3.调节变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压及通过的电流, 再测几组数据; 4.根据公式R=U/I 计算出R 的值,并记录在表格中。 5. 计算R 的平均值减小误差。
2.闭合电键,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,分别读出电流表 的示数 I、电压表的示数U,并记录在表格中;
二、串联电路电流、电压、电阻的规律
串联电路两端的总电压等于各串联用电器两端的电压之和。
串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
串联电路中,各电阻两端的电压与它们电阻的大小成正比。
三、并联电路电流、电压、电阻的规律
并联电路干路中的电流等于各支路的电流之和。
并联电路中各支路两端的电压都相等。
并联电路总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和。
并联电路中,各支路电流与支路电阻大小成反比。
WHAT•WHY•WOW
1. 如图所示,电源电压不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片P自上向下滑动。问:(1)电流表的示数如何变化?(2)电压表的示数将如何变化?
这是一串联电路,当变阻器滑片P自上向下滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,电路的总电阻R总=R变+RL也变大。 根据欧姆定律I=U/R总可知:电源电压U不变, 故电路中电流I变小,即电流表A的示数变小; 小灯两端的电压即电压表V的示数UL=IRL也变小。
2. 如图所示的电路中,电源电压为12V,当开关闭合后,电压表的示数为8V。已知小灯泡的电阻RL=10Ω,则通过小灯泡的电流是多大?电阻R的阻值是多大?
电阻两端的电压UR=U-UL=12V-8V=4V 电流IR= 0.8A电阻R的阻值是
3. 如图所示的部分电路中,R1=15Ω,R2=25Ω,电流表示数为0.6A.若把电流表改接在电阻R的支路中,电流表的示数为多大?
电路两端的电压 U1= I1R1= 0.6A×15Ω=9V并联电路两端的电压相等U2= U1=9V电流表的示数为
4. 要测量一个阻值为数百欧的电阻,能提供的器材有:干电池两节,学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、滑动变阻器(100Ω 2A)和电阻箱(0~9999Ω 5A)各一个,开关、导线若干.请写出你设计的实验方案(用相应的字母表示测出的各个物理量).(1)实验思路:(2)电路图:(3)实验器材:(4)实验步骤:写出待测电阻R的表达式:________。实际做一做,验证自己的实验设计是否正确。想一想,是否还有其他的实验方案?
4. 请写出你设计的实验方案.(1)实验思路: (2)电路图: (3)实验器材:(4)实验步骤:写出待测电阻R的表达式:_______。实际做一做,验证自己的实验设计是否正确。想一想,是否还有其他的实验方案?
实验电路如图所示,利用滑动变阻器最大阻值已知的条件,分别测出Rx和R'两端的电压值为Ux、U' 。根据欧姆定律和串联电路的特点得:Rx=R' Ux/U'用电阻箱代替图中的R',采用同样的方法可测出Rx的阻值。
1. 在“伏安法测电阻”的实验中,设计了如图所示的电路图。
①请根据电路图,用笔画线代替导线将图中的器材连接成完整电路。
②按图所示电路连接器材时,开关要处于_______(选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到最_____(选填“左端”或“右端”)。
③闭合电键,将滑片P缓慢向左移动,电压表的示数将______,电流表的示数将________(选填“增大”或“减小”)。④以上这种测量电阻的方法叫________。
⑤某次测量时,电压表、电流表的示数如图所示,此时这个电阻R的阻值为_____欧姆。⑥为减小实验误差,我们应该多次进行正确测量,然后取电阻R的_______值。
电阻R的阻值为R=U/I =2.5V/0.5A =5Ω
2. 如图所示电路,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时,分析电流表与电压表示数的变化情况:______。
①当开关S断开时,R与L串联,电压表测电源电压。电流表测量电路中的电流 I=U/(R+RL)
所以电流表的示数变大,电压表的示数不变。
②当开关S由断开到闭合时,灯L被短路,电流表的示数为I=U/R,所以变大; 电压表的示数始终为电源电压不变。
3. 如图所示,电阻R1为10Ω,电源两端电压为6V。开关S闭合后,求: (1)当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为50Ω时,通过电阻R1电流;(2)当滑动变阻器接入电路的电阻R2为20Ω时,电阻R1两端的电压。
(1)电路的总电阻为 R =R1+R2=10Ω+50Ω=60Ω 根据欧姆定律,电路中总电流: I=U/R=6V/60Ω=0.1A 根据串联电路电流的规律,I=I1=I2 I1=I=0.1A
(2)电路的总电阻为R =R1+R2=10 Ω +20 Ω =30 Ω 根据欧姆定律,电路中总电流:I=U/R=6V/30 Ω =0.2A 根据串联电路电流的规律,I1=I=0.2A 电阻 R1 两端的电压 U1=IR1 = 0.2A× 20 Ω =4V
3. 如图所示,电阻R1为10Ω,电源两端电压为6V。开关S闭合后,求: (2)当滑动变阻器接入电路的电阻R2为20Ω时,电阻R1两端的电压。
4.如图所示电路图,电流表A1的示数为0.9 A,A3的示数为0.4A,则通过L1的电流是 ________,通过L2的电流是_________,通过干路的电流是__________。
两灯并联,电流表A1测量干路中的电流I=0.9A,电流表A2测量L2的电流I2,电流表A3测量L1的电流I1=0.4A 根据I=I1+I2,所以通过L2的电流是 I2= I-I1=0.9A-0.4A=0.5A
5. 如图所示,R2=30 Ω,电流表的示数为0.6 A,电压表的示数为12 V。求:(1)R1的阻值;(2)并联电路总电流I ;(3)并联电路总电阻R。
I=I1+I2=0.6 A+0.4 A=1 A
6.如图所示电路,若甲、乙均为电流表时,断开开关S,两电流表读数为I甲: I乙 =2:3 ,若甲、乙均为电压表时,闭合开关S,则两电压表的读数( )
A. U甲: U乙 =2:3 B. U甲: U乙 =2:1C. U甲: U乙 =1:3 D. U甲: U乙 =3:1
7. 如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2。当S1闭合,S2断开时,电压表示数为3V,电流表示数为0.4A,电阻R1为____Ω;当S1断开,S2闭合时,电流表示数为______A。
8. 小华同学做“用电流表电压表测电阻”的实验,所用器材齐全且完好,电源电压不变(1.5伏的整数倍),所用滑动变阻器上标有“50Ω 2A”字样。小华正确连接电路,实验步骤正确, 闭合电键,电流表、电压表的示数如图(a)、(b)所示。① 该实验的原理是 。 ②“小华正确连接电路,实验步骤正确”表明电压表并联在_____两端,闭合电键时,滑动变阻器连入电路的阻值 ,本实验所用的电源电压为 V。③ 接着小华移动滑片到中点位置时,电流表的示数为0.18A,此时所测的电阻为 欧。(电阻精确到0.1Ω)
8. 电源电压不变(1.5伏的整数倍),变阻器上标有"50Ω 2A”字样。小华正确连接电路,实验步骤正确, 闭合电键,电流表、电压表的示数如图(a)、(b)所示。②“小华正确连接电路,实验步骤正确”表明电压表并联在__________两端,闭合电键时,变阻器连入电路的阻值 ,本实验所用的电源电压为 伏。
闭合电键时,R=50欧 电流I=0.12安变阻器两端的电压 UR=IR=0.12安×50欧=6伏
电源电压 U= UR+ Ux=6伏+3伏=9伏
8. 滑动变阻器上标有“50Ω 2A”字样。小华正确连接电路,实验步骤正确,闭合电键,电流表、电压表的示数如图(a)、(b)所示。③ 接着小华移动滑片到中点位置时,电流表的示数为0.18安,此时所测的电阻为 欧。(电阻精确到0.1欧)
滑片到中点位置时,R=25Ω 电流I=0.18A变阻器电压 UR=IR=0.18A×25Ω=4.5V
待测电阻电压 Ux= U- UR=9V-4.5V=4.5V
Rx=Ux/I=4.5V/0.18A=25.0Ω
9. 在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,小明同学按图连接电路进行实验。电源电压保持不变,所用滑动变阻器上标有“20 2A”字样。① 在闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片置于图中 端。(选填“A”或“B”)
在闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端,即图中B端。
9. 滑动变阻器上标有“20 2A”字样。
②他实验步骤正确,闭合电键后,观察电压表、电流表的示数并记录在序号1中,则电源电压为_______伏。
UR=IR=0.14安×20欧=2.8伏
电源电压为U=UR+UX=2.8伏+1.7伏=4.5伏
③接着,他移动滑片到中点位置(即变阻器接入电路的电阻为10),将电压表的示数2.5V记录在序号2中。当他将滑片移动到A端时,将电流表的示数0.36A记录在序号3中。在表中将该同学尚未记录的数据填写完整,并计算出电阻值。(精确到0.1)
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