人教版物理《17.2欧姆定律》ppt课件(九年级全一册)
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第十七章 第1节
欧姆定律单元复习
电流
电荷的定向移动
I
A
电流表
电压
使电荷定向移动形成电流的原因
U
V
电压表
电阻
导体对电流的阻碍作用
R
Ω
复习
一、观察以下实验并思考
现象:用两节电池供电时,灯泡发光更____;分析:灯泡两端的电压升高,灯泡中的电流
随之_______。
亮
变大
观察思考
二、观察以下实验并思考
分析:电流与电阻有关:在电压不变时,电路中电阻增大,电路中的电流反而_______。
减小
现象:开关闭合后,右图中灯泡亮度比
左图中的小
从以上实验我们看到:
电路中的电流与电压和电阻有关系。电路中的电流随电压的增大而增大,随电阻的增大而减小。
那么,它们之间究竟有着怎样的定量关系呢?
本节课我们通过实验来探究这个关系。
怎么改变?
要探究这三个物理量之间的定量关系,我们可以怎样进行实验?
电阻
电压
电压
电阻
控制变量
想一想
电流和电压、电阻的定量关系
探究:
一
二
怎么改变?
用滑动变阻器来改变
更换不同阻值的电阻
怎么保持不变?
用滑动变阻器来调节
当电路中的电阻一定时,电压越大,电流__。
提出问题:电阻上的电流跟两端的电压有什么关系呢?
猜想假设:
越大
设计实验:
1)保持__不变,改变__,研究电流与 电压之间的关系。
电阻
电压
设计实验:
2)怎样测量电阻两端的电压U?怎样测量
通过电阻的电流I?
3)怎样改变电阻两端的电压?
4)画出能够改变电压并可以同时测量电压和电流的电路图
请按电路图将元件实物连成电路.
1.连接电路时开关应
__;
2.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到_________位置。
注意事项
断开
电阻最大
作用是什么?
作用是:改变定值电阻R两端电压
进行实验:
实验一.电阻为5Ω时,电流与电压的关系
说明:也可移动滑片摸拟实验
5
2
1.5
1
0.2
0.3
0.4
实验一.电阻为10Ω时,电流与电压的关系
10
2
1.5
1
0.1
0.15
0.2
5
10
分析论证:将数据采用图像法直观地表示出两个量的变化
关系
·
·
·
·
在分析实验数据时,还可采用图像法
保持电阻不变时,电流随电压变化的图像。
1
3
2
0.1
0.3
0.2
分析数据
·
·
·
R1( 5Ω)
R2(10 Ω)
.
.
.
.
R1=5Ω
.
.
.
R2=10Ω
在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。即电压与电流的比值是个定值(这个定值就是该电阻的阻值)关系式为:
结论1:
对这一关系的理解,应注意:
(1)这里的导体中的电流和导体两端的电压是针对同一导体而言的,不能说一个导体中的电流跟另一个导体两端的电压成正比。
(2)不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。这里存在一个因果关系,电压是因,电流是果,因为导体两端有了电压,导体中才有电流,不是因为导体中先有了电流才加了电压,因果关系不能颠倒。
实验2:电流与电阻的关系
1,提出问题:
电阻上的电流与电阻有何关系?
2,猜想:当电压一定时,电阻越大,电流越小
3,设计实验(基本电路图)
思考2:实验要控制不变的量是哪个?如何控制?
思考1:实验要改变的变量是哪个?如何改变?
实验二.电压不变时,电流与电阻的关系
2
8
4
2
0.5
0.25
1
2
1
0.5
0.25
分析与论证
在分析实验数据时,还可采用图像法
保持压不变时,电流随电阻变化的图像。
2
6
4
0.2
0.6
0.4
分析数据
.
.
.
.
.
.
.
.
.
8 ·
0.8
1
结论2:
在电压一定的情况下,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。关系式为: U=IR
对这一关系的理解要注意:
(1)电流和电阻也是针对同一导体而言,谁的电阻就影响谁的电流,不能说一个导体的电流与另一个导体的电阻成反比。
(2)同样不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。因为,电阻是导体本身的一个性质,它的大小由导体本身来决定,与导体中通过的电流无关。
上述关系都有必不可少的条件,电阻一定或电压一定,
这一点是不能忽略的。
1、一段导体两端电压扩大几倍时,通过它的电流
将_______;导体两端的电压改变时,导体电阻
将_______.
2、在‘‘研电流跟电压、电阻的关系”的实验中,
我们先使电阻取某一定值 ,多次改变滑动变阻器的阻值 ,记录每次的电压值和相应的______值 , 得到电阻不变时,电流跟____
成正比的关系 , 然后多次改变电阻的阻值,
调节滑动变阻器的滑片 , 使每次______保持不
变,记录每次电阻的阻值R和相应的____值
得到此时电流跟_______成反比的关系.
试试看
扩大几倍
不变
电流
电压
电压
电流
电阻
表
二:
分析表一所得到的数据可得结论:
__________________________________________;
分析表二所得到的数据可得结论:
__________________________________________。
3、某同学做“研究电流和电压、电阻的关系”
的实验,实验中得到了如下的两组数据:
表一:
电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比
4、关于电压与电流的关系的说法不正确的是 ( )
A 电压是电路中形成电流的原因
B 导体中的电流与电压成正比,与电阻成反比
C 电阻一定时,导体两端的电压与 电流成正比
D 电阻一定时,导体电流与导体两端电压成正比
C
5、图中是小明同学研究的电流与电压
关系时利用所测数据画出的U-I图像,
由图可知,R1与R2的大小关系是( )
A R1>R2
B R1 C R1=R2
D 无法确定
A
6. 如图为“研究电流与电阻关系”的实验电路图.
(1)为了达到研究的目的,实验过程中必须保持
____ ___________不变;
(2)当开关S闭合后,电压表的读数是2.5 V,电流表的读数是0.5A,现在将阻值为5Ω的电阻R换成阻值为10 Ω的电阻接入电路来进行研究,则下一步应进行的操作是
________________
____________________
___________.
定值电阻两端的电压
调节滑动变阻器,
使电压表的示数保持
为2.5V不变
欧姆定律
第十七章 第2节
在第一节中我们学到:
当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
当导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
1.内容:
导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
欧姆(1787-1854)
德国物理学家
2.表达式:
电压
电阻
电流
一、欧姆定律
3.公式中使用国际单位(单位要统一)
电压U 的单位:V
电阻R 的单位:Ω
电流 I 的单位: A
4.注意
欧姆定律反映同一时刻、同一段电路中I、U、R之间的关系。
一、欧姆定律
(1)读题、审题(注意已知量的内容);
(2)根据题意画出电路图;
(3)在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号;
(4)选用物理公式进行计算(书写格式要完 整,规范)。
1.用公式进行计算的一般步骤:
二、应用欧姆定律
例1 一辆汽车的车灯,灯丝电阻为30 Ω,接在12 V的电源两端,求通过这盏电灯的电流。
解:
(1)画电路图;
(2)列出已知条件和所求量;
(3)求解I。
2.例题分析
解题步骤
答:通过这盏电灯的电流为0.4 A。
例2 在如图所示的电路中,调节滑动变阻器 R',使灯泡正常发光,用电流表测得通过它的电流
值是0.6 A。已知该灯泡正常发光时的电阻是20 Ω,求灯泡两端的电压。
解:
UL=ILRL
=0.6 A×20 Ω =12 V
IL=I=0.6 A
答:灯泡两端的电压12 V。
例3 某同学用一只电流表和灯泡串联,测得它正常发光时的电流是0.18 A,再用电压表测得灯泡两端的电压是220 V,试计算灯丝正常发光时的电阻值。
解:
答:灯丝正常发光时的电阻值1 222 Ω.
例4 加在某一电阻器两端的电压为5 V时,通过它的电流是0.5 A,则该电阻器的电阻应是多大?如果两端的电压增加到20 V,此时这个电阻器的电阻值是多大?通过它的电流是多大?
解:
提示:因为电阻是导体本身的一种性质,因此电阻的大小与电压、电流的大小均无关系,所以“电阻与电压成正比,与电流成反比”这种说法是错误的。
答:此时这个电阻器的电阻值是10 Ω,通过它的电流是2 A。
例5 甲、乙分别接入电压比是2∶1的电路中,已知它们的电阻比是2∶3,则通过它们的电流比是 ( )
A.1∶1 B.2∶1 C.4∶3 D.3∶1
据题意 U甲∶U乙= 2∶1 ;R甲∶R乙= 2∶3
根据
解:
注意:甲和乙电压与电阻的对应关系不要出现错误。
D
解得: I甲∶I乙= 3∶1
1.关于电流跟电压和电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻越大,通过导体的电流越小
B.导体的电阻越大,通过导体的电流越大
C.导体两端的电压越大,导体的电阻越大,通过导体的电流也越大
D.在导体两端的电压一定的情况下,导体的电阻越小,通过导体的电流越大
D
2.一条镍铬合金线的两端加上4 V电压时,通过的电流是0.2 A,则它的电阻是 Ω。若合金线的两端电压增至16 V时,它的电阻是 Ω,这时若要用电流表测量它的电流,应选用量程为
A的电流表。
20
20
0~3
3.关于欧姆定律,下列叙述中正确的是
( )
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
A B D
4.在探究电阻两端的电压跟通过电阻的电流的关系时,小东选用了两个定值电阻R1、R2分别做实验,他根据实验数据画出了如图所示的图象,请你根据图象比较电阻R1与R2的大小,R1 R2。(选填“大于”、“等于”
或“小于”)
大于
电阻的测量
第十七章 第3节
1.电流可以用电流表测量,电压可以用电压表测量。那么,用什么方法测量电阻呢?
2.如何运用欧姆定律找到间接测出导体的电阻的方法?
实验方案
用电压表测出
用电流表测出
要测量电阻R=?
根据欧姆I=U/R
得到R=U/I
需知道:
R两端的电压U
和通过R的电流I
用电压表、电流表间接测电阻
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、
开关、导线、待测电阻。
一、伏安法测电阻
实验目的
实验原理
实验器材
实验电路图
电路图
实物图
实验电路图和实物图
1.写出你的实验步骤及实验数据记录表格;
2.按电路图连接电路,并进行测量;
3.将测量的数据记录在自己设计的记录表中;
4.根据测得的数据,利用欧姆定律算出电阻值;
5.多测几组数据,看看测得的电阻值是否一样。
实验要求
1.调节电流表、电压表的指针到零刻度;按电路图连接实物。调节滑动变阻器到阻值最大端;
2.闭合开关,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;
3.根据公式 计算出R 的值,并记录在表格中。
4.调节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两端的电压,再测几组数据,并计算R 的值。
实验步骤
实验记录表格
实验次数
项 目
电阻的计算:R=
R1+R2+R3
3
比比谁答的又快又准
1.电流表应怎样连接?
电流表与被测电阻串联 电流表与被测电阻并联
2. 电压表应怎样连接?
电压表与被测电阻串联 电压表与被测电阻并联
√
√
5.滑动变阻器应当怎样连接?
与被测电阻串联并在开关闭合前将滑片滑到阻值最大的位置
与被测电阻串联并在开关闭合前将滑片滑到阻值最小的位置
√
3.电流表和电压表在连接时极性上有什么要求?
负进正出 正进负出
√
4.实验时电源电压是3V, 未知电阻5~10Ω滑动变阻器大约20Ω,那么电压表和电流表应选择?
电压表0~15V;电流表0~3A
电压表0~3V;电流表0~0.6A
√
A.
B.
X
A.
X
B.
A.
X
B.
A.
X
B.
A.
B.
X
1.在连接电路前要调节电流表、电压表到零刻度。
2.连接电路时开关要断开,连接完电路要调节滑动变阻器到阻值最大端。
3.连接好电路,在检查电路连接无误后要用开关试触,在确定电路完好后再闭合开关S。
4.电压表和电流表要注意选择适当的量程。
注意事项
1.将上述实验中的定值电阻换成小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。
2.多测几组数据,根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻,
3.比较计算出的几个数值,看看每次算出的电阻的大小相同吗?有什么变化规律吗?
4.如果出现的情况和测量定值电阻时不同,你如何解释?与同学交流一下。
实物图
电路图
实验电路图和实物图
例1 小英按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻R 的阻值。闭合开关 S,调节滑动变阻器的滑片P 后,观察到电压表和电流表的示数分
别如图乙、丙所示,则电流表的示数为 A,电阻R的阻值为 Ω。
0.4
5
二、例题分析
解析:当灯两端电压越大,灯丝电阻越大。
原因:当灯两端电压越大,灯丝温度升高。
例2 某同学用伏安法测小灯泡的电阻,下表为记录的实验数据,从中你发现了什么?说明原因。
二、例题分析
例3 在“测量小灯泡的电阻”
的实验中,某同学在连接电路时,
不小心将电流表和电压表接错了
位置,如图所示。闭合开关可能
出现的现象是( )
A.电流表烧坏,电压表示数为0
B.小灯泡烧坏
C.电流表示数为0,电压表示数为电源电压值
D.电流表示数为0,电压表示数为0
C
二、例题分析
1.小东同学做“测量小灯泡电阻”的实验: (1)请完成如图实验电路的连接;(2)小东正确连接电路后闭合开关,调节滑动变阻器使电压表的示数为图(甲)所示,此时电流表的示数如图(乙)所示,小灯泡的电阻是 Ω。
5
2.小东同学做测量灯泡电阻实验,连接电路后闭合开关,发现灯不亮,电流表无示数,电压表示数为电源电压。则
故障原因可能有几种?
请写出三种灯泡不亮
的原因。
(1)电压表串联在电路中了;
(2)小灯泡断路;
(3)连接小灯泡两端的导线或接线柱断路。
3.一个额定电压为3.8V的小灯泡,小明在1.2V下测出它的电阻,接着又将灯泡两端电压调到3.8V测出其电阻,小明发现后一次电阻比第一次大得多,这是因为( )
A.实验方法不对
B.实验误差
C.导体的电阻跟温度有关
D.实验错误
C
4.如图所示,电源电压保持不变,开关闭合后,若P向右移动,则电压表、电流表示数的变化分别为( )
A.电压表示数变大、
电流表示数变小
B.电压表示数变大、
电流表示数变大
C.电压表示数变小、
电流表示数变大
D.电压表示数变小、
电流表示数变小
D
5.如图所示电路中,电源电压为6V,开关S闭合后,灯L不发光。用电压表测得电阻R两端的电压
为6V,这说明 :( )
A、灯L和电阻R均完好
B、灯L完好而 电阻R断了
C、灯L断路而电阻R完好
D、灯L和电阻R都断路
B
欧姆定律在串、并联电路中的应用
第十七章 第4节
导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
1.欧姆定律
数学表达式
一、复习
U= IR
(1)串联电路中各处的电流是相等的;
I=I1=I2=…=In
(2)串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。
U=U1+U2+…+Un
2.串联电路中的电流、电压规律:
(1)并联电路中干路电流等于各支路电流之和;
I=I1+I2+…+In
(2)并联电路中各支路两端电压相等。
U=U1=U2=…=Un
3.并联电路中的电流、电压规律:
例1 如图所示,已知I=4.5 A,I2=0.9 A,电源电压为36 V,那么灯L1的电阻R1多大?
解析:
∵ 灯L1和灯L2并联
∴ I = I1 + I2
I1 = I - I2 = 4.5 A -0.9 A = 3.6 A
而 U1 = U2 =U= 36 V
二、利用欧姆定律解决问题
例题分析
∴
例2 如图所示,R1 =20 Ω,滑动变阻器R2最大阻值为80 Ω,电路接在电压为
6 V电路中,当滑片P由最左端
滑到最右端时,电压表示数由
6 V变化为1.2 V,则电流表示数
变化范围是多少?当滑片P在最
右端时串联电路的电阻多大?
解:(1)滑片P在最左端
U1 = U = 6 V
(2)滑片P在最右端
答:(1)0.3 A~0.06 A
(2)100 Ω
拓展知识:
两个电阻串联:总电阻 R =R1+R2 。
例3.如图所示,R2=20 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。
解:(1)
(2)
I=I1+I2=0.6 A+0.4 A=1 A
(3)
拓展知识:两个电阻并联时,总电阻小于任一电阻。
电路图
例4.实验室中如果没有电流表,只有电压表。如何测量未知电阻?
因为Rx和R0串联 ,所以
测电阻的原理
实验步骤
(1)按电路图连接电路,并将电压表指针调零;
(2)闭合开关S测出Rx两端电压为Ux;
(3)断开开关S,将电压表接到R0两端,闭合开关测出R0两端电压U0;
(4)断开开关整理实验器材。
电路图
例5.实验室中如果没有电压表,只有电流表。如何测量未知电阻?
因为Rx和R0并联
测量原理
∴ IxRx =I0 R0
实验步骤:
(1)将电流表指针调零,按电路图连接电路;
(2)闭合开关,记录电流表R0的电流为I0 ;
(3)断开开关,将电流表接到Rx的支路并记录电流表的示数为 Ix ;
(4)断开开关整理实验器材。
R1一定
例6.变阻器的滑片P向右移动过程中,三个电表的示数如何变化?
分析:
____;
示数变大
示数变小
____;
____。
R2 ↑→ R ↑→I↓= I1 ↓ = I2
U1 ↓
U2 ↑
U不变
示数变小
求解电路计算题的步骤
(1)根据题意分析各电路状态下电阻之间的连接方式,画出等效电路图。
(2)通过审题,明确题目给出的已知条件和未知量,并将已知量的符号、数值和单位,未知量的符号,在电路图上标明。
(3)每一步求解过程必须包括三步:
写公式——代入数值和单位——得出结果。