《九年级物理全册 第12章 第4节 欧姆定律的应用导学案 （新版）北师大版-（新版）北师大版初中九年级全册物理学案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《九年级物理全册 第12章 第4节 欧姆定律的应用导学案 （新版）北师大版-（新版）北师大版初中九年级全册物理学案.doc（7页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、四、欧姆定律的应用基础知识 基础技能 1利用一只电压表和一个已知电阻测量待测导体的电阻根据R可知，要测Rx的值，应测出它两端的电压和通过它的电流。由于没有电流表，怎样利用电压表和定值电阻R0测出通过待测电阻中的电流就成了关键。可利用串联电路中各处电流都相等的特点。其测量步骤如下：(1)设计并画出电路图，如图所示；(2)按图所示连接电路(将电压表与R0并联)，闭合开关S，读取电压表的示数U0；(3)改变电压表的位置(将电压表与Rx并联，如图中虚线部分)，读取电压表的示数Ux；(4)计算出待测电阻Rx。【例1】 在测量某一定值电阻Rx阻值的实验中，张楠同学选定了如图甲所示的器材进行实验。实验过程中
2、，由于李华同学的疏忽，做完实验后他才发现，把测量的电流值都写在草稿纸上面，忘记填入记录表格中。实验次数12345电压U/V0.51.01.52.02.5电流I/A(1)请你帮助李华同学把记录在草稿纸上的电流值对应填入表格中，并写出你所依据的物理规律是_。(2)根据测量数据计算该定值电阻的阻值为_ (保留一位小数)。(3)根据实验所需电路，用笔画线代替导线完成图甲中的实物连接。(4)滑动变阻器在实验中除能起保护电路的作用外，另一个主要作用是_。(5)若电源电压恒定且未知，用电阻箱R(电路符号)代替滑动变阻器，同时撤去电流表，请利用余下器材(不要再添加其他任何器材)设计一个测量Rx阻值的实验电路图
3、，并在图乙中的方框中画出。解析：伏安法测电阻的原理是R，所以在电阻一定时，流过电阻的电流随电压的增大而增大，画出实验电路图，连接实物图。滑动变阻器，可以改变电阻两端的电压，来改变通过的电流，同时采用多次测量，可以减小实验误差。第(5)问，是开放性题目，只要电路图设计符合题目要求，能达到实验目的即可。下图是两种参考电路图。答案：(1)实验次数12345电压U/V0.51.01.52.02.5电流I/A0.100.180.300.420.50电阻一定时，流过电阻的电流随电压的增大而增大(2)5.0(3)如图所示(4)改变电阻两端的电压来改变通过的电流，以达到多次测量取平均值的目的，减小误差。(5)
4、见解析2利用一只电流表和一个已知电阻测量待测导体的电阻根据R可知，要测Rx的值，应测出它两端的电压和通过它的电流。由于没有电压表，怎样利用电流表和定值电阻测出待测电阻两端的电压就成了关键。可利用并联电路中各支路两端的电压相等的特点。其测量步骤如下：(1)设计并画出电路图，如图所示；(2)按如图所示连接电路(将电流表与R0串联)，闭合开关S，读取电流表的示数I0；(3)改变电流表的位置(将电流表与Rx串联，如图中虚线部分)，读取电流表的示数Ix；(4)计算出待测电阻Rx。【例2】 小王在参加物理课外兴趣小组活动时，老师提供了如图所示的电路，电源电压未知但保持不变，R0为阻值已知的定值电阻，要求小
5、王在不拆开电路的情况下，只用一只量程满足实验要求的电流表和若干导线估测未知电阻Rx的值。小王感到有些为难，请你开动脑筋，设计一个实验帮助小王解决这个问题。(1)你所设计的实验的主要步骤及所要测出的量是_。(2)根据你的实验，得出的Rx为_(用测出的量和已知量表示)。解析：将电流表与电阻并联时，可把电阻短路。在不要求拆开电路的情况下，可以将电流表与Rx并联，测出电路中的电流I1，此时Rx被短路，只有R0接入电路，则电源电压为UI1R0；再将电流表与Rx并联，测得电流为I2，则Rx。答案：(1)用导线将电流表与Rx并联，测得电流I1，用导线将电流表与R0并联，测出电流I2(2)Rx3电流表和电压表
6、的电阻(1)电流表的电阻电流表的电阻非常小，将它串联到电路中去就相当于串联一条电阻可忽略不计的导线，因此，电流表串联在电路中不会影响电路中的电流大小。由于串联电路中的电流处处相等，因此通过电流表上的示数就可以知道电路中通过与电流表串联的其他元件中的电流。如果将电流表直接与电源的两极相接，由于电流表的电阻非常小，根据欧姆定律I，电路中的电流会很大，会把电路中的电流表及电源烧坏，严禁将电流表直接与电源两极相接。(2)电压表的电阻电压表的电阻很大，当将它并联到电路中去时，通过电压表的电流很小，连接电压表的导线可视为断路。因此，电压表并联在导体两端时对电路的总电阻影响很小不会引起电路中的电流变化。并联
7、导体两端的电压相等，所以通过电压表上的示数就可以知道被测导体两端的电压。由于电压表有很大的电阻，它可以与电源的两极相连而测量电源的电压，电压表不会烧坏。【例3】 为什么不允许把电流表直接接到电源两极上，却可以把电压表直接接到电源两极上呢？解析：电压表的特点是电阻很大，以常用的量程为3 V的电压表为例，它的电阻约为3k，若直接接到电压为1.5 V的电源两端时，流过电压表的电流为I0.5 mA，如此小的电流通过电池和电压表时，两者均能承受，所以电压表直接接在电源的两极上不会有被烧毁的危险。电流表的特点是电阻很小，由欧姆定律I可知，电压一定时，电阻越小，通过电阻的电流越大，过大的电流可把电流表烧坏。
8、以常用的量程为0.6 A的电流表为例，它的电阻约为0.1 ，若直接接到电压为1.5 V的电源两端时，流过电压表的电流为I15 A，这样大的电流远远地超过了电流表的量程，将会把电流表的线圈烧毁，故不允许把电流表直接接到电源两极上。答案：见解析基础方法 基本能力4用电压表、定值电阻和开关测电阻(伏阻法)(1)实验电路图如图所示。(2)实验步骤按如图所示连好电路；闭合开关S、S1，则电压表测的是电源电压U；再断开S1，此时电压表测的是R0两端的电压U0；计算出待测电阻RxR0。5用电流表、定值电阻和开关测电阻(安阻法)(1)实验电路图如图所示。(2)实验步骤：按如图所示连好电路；闭合开关S、S1，测
9、出通过电阻R0的电流，读出电流表的示数为I0；闭合开关S、S2，测出通过电阻Rx的电流，读出电流表的示数为Ix；计算出待测电阻RxR0。【例4】 某同学想测定电阻Rx的阻值。供选择的器材有：一个电源(电压不变、电压数值未知)，一个已知电阻R0，电压表(最大量程大于电源电压)，单刀双掷开关。该同学设计了如图所示的电路。(1)要完成该实验，请你写出需要测量的物理量及操作步骤。(2)写出用测量的物理量计算Rx的表达式。答案：(1)把S接在位置1上，读出此时电压表的示数即电源电压U；把S接在位置2上，读出此时电压表的示数即R0两端的电压U0。(2)Rx【例5】 现有两只电流表、一个电源、一个已知阻值为
10、R0的电阻、一个开关和一些导线，要用以上器材测一未知阻值的电阻Rx，要求开关接在干路上。(1)分别画出两种不同方法的电路图；(2)如果实验中电流表A1、A2的读数分别为I1、I2，分别写出对应电阻Rx的表达式。解析：给出电流表而没有给出电压表，需要用电流表来确定Rx两端电压，应该使Rx与R0并联，测出R0中电流，R0两端电压U0I1R0。Rx中电流可用电流表间接测出Ux(I2I1)Rx，由UxU0，I1R0(I2I1)Rx，可得Rx。当然两只电流表位置可以改变，Rx电流可直接测出，R0电流可用间接法测出，也可以将两只电流表分别与Rx和R0串联。答案：(1)如图所示(2)方法一：Rx；方法二：R
11、x。思维拓展 创新引用6用“端值法”、“等效替换法”测导体的电阻我们可以用“伏安法”、“伏阻法”、“安阻法”，这三种方法测导体的电阻。除了这三种方法之外，还有哪些测导体电阻的方法？我们还可以用“端值法”、“等效替换法”测导体的电阻。比如用“端值法”测导体的电阻，可采用下列方法。实验电路图如图所示。实验步骤：(1)按如图所示连好电路；(2)把滑动变阻器滑片P移至A端，使滑动变阻器连入电路的电阻为零，闭合开关S，读出电流表的示数为I1；(3)再把滑动变阻器滑片P移到B端，使滑动变阻器连入电路的电阻R，闭合开关S，读出电流表的示数为I2；(4)计算出待测电阻RxR。【例6】 在用如图所示的电路测量未
12、知电阻的实验中，用的就是等效替代法，Rx是待测电阻(限值大约几百欧)，R是滑动变阻器，R0是电阻箱(电阻箱的最大阻值大于Rx)。(1)请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白处填完整。连好电路，将电阻箱R0的阻值调至最大；闭合开关S1前，滑片P应置于_端(选填“a”或“b”)；闭合开关S1；调节金属滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数I；先断开开关_，再闭合开关_，保持_的电阻不变，调节_，使电流表的示数仍为I，则电阻箱的阻值与Rx的阻值相等。(2)在此实验中，若将电流表改用电压表，其他器材不变，画出用等效替代法测量Rx电阻的实验电路图。(要求所设计的电路在连接好后，只能通过开关改变电路连接情况)解析：(1)电压一定时，若只把R0接入电路，与只把Rx接入电路，电路中的电流相等，则RxR0(R始终在电路中)。(2)如图所示，若只闭合S1、S3与只闭合S1、S2时，电压表示数相等，滑动变阻器接入电路的电阻值不变，则有RxR0。答案：(1)aS3S2RR0(2)见解析