資源簡(jiǎn)介

14.3　歐姆定律的應(yīng)用
◇教學(xué)目標(biāo)◇
【知識(shí)與技能】
1.進(jìn)一步熟悉歐姆定律。
2.會(huì)利用歐姆定律測(cè)量小燈泡的電阻。
3.會(huì)利用歐姆定律分析短路電路的危害。
【過程與方法】
通過小燈泡電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)和短路電路的危害性的分析,熟悉歐姆定律在解決實(shí)際問題時(shí)的應(yīng)用。
【情感·態(tài)度·價(jià)值觀】
通過小燈泡電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
◇教學(xué)重難點(diǎn)◇
【教學(xué)重點(diǎn)】
1.掌握伏安法測(cè)電阻的原理。
2.會(huì)用伏安法測(cè)量小燈泡的電阻。
【教學(xué)難點(diǎn)】
能運(yùn)用歐姆定律分析“短路的危害”等實(shí)際問題。
◇教學(xué)過程◇
一、新課導(dǎo)入
燈泡是我們非常熟悉的照明工具,你想知道一個(gè)燈泡的電阻有多大嗎
二、教學(xué)步驟
探究點(diǎn)1　測(cè)量小燈泡工作時(shí)的電阻
[閱讀課本]P84~85“測(cè)量小燈泡工作時(shí)的電阻”
[思考]如何測(cè)定一個(gè)小燈泡的電阻值
[提示]只要測(cè)出它兩端的電壓和通過它的電流,利用公式R=就可以計(jì)算出它的電阻。
[小組討論]怎樣測(cè)量電壓和電流呢 請(qǐng)畫出設(shè)計(jì)的電路圖。
[歸納提升]伏安法測(cè)電阻:把導(dǎo)體接入電路,使導(dǎo)體中通過電流,用電壓表測(cè)出燈泡兩端的電壓,用電流表測(cè)出通過燈泡的電流,再用歐姆定律公式算出燈泡的電阻。
電路圖如圖所示:
[思考]小燈泡的電阻有什么特點(diǎn)
[歸納提升]燈絲的電阻跟溫度有關(guān),燈泡越亮,燈絲的溫度越高,電阻越大。
[思考]用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,小雪和曉彤分別選用定值電阻和小燈泡為測(cè)量對(duì)象,在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),分別畫出了U-I的圖像,如圖甲、乙所示。對(duì)于圖像的分析,以下說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.由甲圖可知,定值電阻的阻值為1 Ω
B.由甲圖可知,電阻不隨其兩端的電壓和導(dǎo)體中的電流而改變
C.由乙圖可知,小燈泡的電阻隨燈絲溫度的增加而增大
D.為了減小誤差,應(yīng)該用多次測(cè)量的方法,計(jì)算小燈泡的電阻
[分析](1)電阻一定時(shí),電流與電壓成正比;根據(jù)圖甲判斷該電阻是定值電阻,然后利用圖中數(shù)據(jù)以及歐姆定律的變形公式求出定值電阻的阻值。(2)根據(jù)圖乙判斷燈絲電阻的特點(diǎn),分析多次測(cè)量的小燈泡電阻的變化。故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
[答案]D
探究點(diǎn)2　研究短路有什么危害
[閱讀課本]P85“研究短路有什么危害”
[思考]將一根導(dǎo)線直接連接到一節(jié)電池的兩極上,過一會(huì)兒,請(qǐng)用手摸一摸該導(dǎo)線,你有什么感覺
[提示]導(dǎo)線會(huì)明顯發(fā)熱。
[小組討論]結(jié)合課本上“活動(dòng)2:研究短路有什么危害”的計(jì)算結(jié)果,說一說“絕不允許用導(dǎo)線直接將電源的兩極連接起來”這句話的道理。
[歸納提升]若用導(dǎo)線直接將電池的兩極連接起來,可能會(huì)因?yàn)槎搪钒l(fā)熱過多而燒壞電池。
[思考]1.學(xué)習(xí)電流表的使用時(shí),說明書上有這樣一段話“嚴(yán)禁將電流表的兩個(gè)接線柱直接連到電源的兩極上”,通過本節(jié)的學(xué)習(xí),你能解釋這樣規(guī)定的道理嗎
2.為什么在量程范圍內(nèi)可以將電壓表的兩個(gè)接線柱直接接到電源的兩極上測(cè)電源電壓
[歸納提升]1.假如電流表并聯(lián)在用電器兩端,通過它的電流將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電流表的量程,會(huì)燒壞電流表。
2.電壓表的電阻比較大,在量程范圍內(nèi)直接接到電源上時(shí),通過的電流也比較小,不會(huì)燒壞電壓表。
[思考]關(guān)于電源短路及其危害,下列說法中正確的是 (　　)
A.短路就是連接電路用的導(dǎo)線很短
B.短路沒有危害,并且節(jié)省導(dǎo)線
C.短路就是電路中沒有開關(guān)
D.電源短路時(shí),電源會(huì)發(fā)熱而導(dǎo)致燒壞
[分析]短路包括用電器短路和電源短路,用電器短路是指導(dǎo)線將用電器兩端直接連通的電路;電源短路是指導(dǎo)線直接將電源兩極連接在一起的電路,電路中會(huì)產(chǎn)生大量的熱,而導(dǎo)致電源燒壞,故D項(xiàng)正確。
[答案]D
[歸納提升]1.等效替代法測(cè)電阻
我們還可以用等效替代法來測(cè)量待測(cè)電阻的阻值。什么叫等效替代法 舉例來說,我們將一個(gè)7 Ω的電阻替換某支路中2 Ω和5 Ω串聯(lián)的電阻,在其他條件不變的情況下,該支路中的電流不變,說明一個(gè)7 Ω的電阻與阻值為2 Ω和5 Ω的串聯(lián)電阻對(duì)電流的阻礙作用是等效的,所以可用7 Ω的電阻替代2 Ω和5 Ω串聯(lián)的電阻。
利用如圖所示的電路測(cè)量未知電阻的實(shí)驗(yàn),用的就是等效替代法。其中Rx是待測(cè)電阻(阻值大約是幾百歐姆),R是滑動(dòng)變阻器,R0是電阻箱(電阻箱是能夠表示出阻值大小的變阻器,此電阻箱的最大阻值大于Rx)。
①按電路圖連好電路,并將電阻箱R0的阻值調(diào)至最大;
②閉合開關(guān)S1前,滑片P置于a端;
③閉合開關(guān)S1;
④閉合開關(guān)S3,調(diào)節(jié)滑片P,使電流表的指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?記下此時(shí)電流表的示數(shù)I;
⑤先斷開開關(guān)S3,再閉合開關(guān)S2,保持滑動(dòng)變阻器的電阻不變,調(diào)節(jié)電阻箱R0,使電流表的示數(shù)仍為I,則此時(shí)電阻箱R0的示數(shù)即為Rx的大小。
在此實(shí)驗(yàn)中,若將電流表改為電壓表,其他器材不變,用等效替代法測(cè)量Rx電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。(電路連接好后,只通過開關(guān)即可改變電路的連接情況)
①按電路圖連好電路,并將電阻箱R0的阻值調(diào)至最大;
②閉合開關(guān)S1前,滑片P置于a端;
③閉合開關(guān)S1;
④閉合開關(guān)S3,調(diào)節(jié)滑片P,使電壓表的指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U;
⑤先斷開開關(guān)S3,再閉合開關(guān)S2,保持滑動(dòng)變阻器的電阻不變,調(diào)節(jié)電阻箱R0,使電壓表的示數(shù)仍為U,則此時(shí)電阻箱R0的示數(shù)即為Rx的大小。
2.變滑動(dòng)變阻器為定值電阻
滑動(dòng)變阻器既可以是一個(gè)可變電阻,也可以是一根導(dǎo)線,甚至還可以是一個(gè)固定電阻,我們?cè)跍y(cè)量待測(cè)電阻的過程中,可以將滑動(dòng)變阻器變成固定電阻來助我們一臂之力。
方法一:如圖所示,閉合開關(guān)S,將滑片移到b端時(shí),電流表的示數(shù)為Ib;再移動(dòng)滑片到a端時(shí),電流表的示數(shù)為Ia。
由歐姆定律及串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)有:
Ib(Rx+R)=IaRx
所以Rx=R,R為滑動(dòng)變阻器的最大阻值。
方法二:將滑動(dòng)變阻器移到最大值R處,閉合開關(guān)S、S1,斷開開關(guān)S2,電壓表測(cè)出待測(cè)電阻的電壓Ux;然后斷開S1、閉合S2,電壓表測(cè)待測(cè)電阻和滑動(dòng)變阻器的電壓U。
由歐姆定律及串聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)有:
所以Rx=R
[小組討論]1.如何選擇實(shí)驗(yàn)器材
2.怎樣安排滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)順序
[歸納提升]1.選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材主要是選擇電表、滑動(dòng)變阻器、電源等。通常可從以下四個(gè)方面入手:
(1)首先是不超過電表(電流表和電壓表)的量程,然后是合理選擇量程,務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn),以減小讀數(shù)時(shí)的誤差;
(2)根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍選擇滑動(dòng)變阻器,首先注意流過滑動(dòng)變阻器的電流不超過其額定值;
(3)對(duì)電阻值高的滑動(dòng)變阻器,如果滑片稍有移動(dòng)就使電流、電壓有很大的變化,則不宜采用;
(4)應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求來選器材,遵循“安全性”“精確性”“方便性”及“誤差小”“儀器少”等基本原則,綜合考慮,靈活運(yùn)用。
2.合上開關(guān)前,滑片應(yīng)該在滑動(dòng)變阻器阻值最大的位置上。當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)電路中的電流最小,改變電阻時(shí)電路中的電流就會(huì)先從最小慢慢隨著滑動(dòng)變阻器的阻值變小而逐漸變大。這樣就能避免因電路中電流過大而損壞電路。從這個(gè)意義上講,滑動(dòng)變阻器在電路中可以限制電路中的電流,起到保護(hù)電路的作用。
三、板書設(shè)計(jì)
歐姆定律的應(yīng)用
◇教學(xué)反思◇

展開更多......

收起↑