江苏省太仓市浮桥中学九年级物理上册 14.3 欧姆定律学案 苏科版.doc

14.3欧姆定律 【学习目标】 1、掌握伏安法测电阻的原理、方法 2、理解串、并联电路的电压、电流变化的规律 3、会推导串、并联电路的总电阻 4、能运用欧姆定律求解简单的电学计算题 【方法指导】 1、伏安法 用伏安法测电阻是电学中的一种基本测量方法。它综合了前面所学的知识，是欧姆定律的重要应用，要求对电流表，电压表和变阻器的连接要熟练和准确，可以引导学生通过已学知识来有目的地探讨，要摘清需要测哪些物理量，这物理量用什么仪器来测量、每种仪器应如何选择、如何连接，都要细致入微，不能出一点差错，要先画出电路图，再一一对应实际连接。 在实验过程中，首先要理解实验原理，即，这样就知道了必须先测出电压值U和电流值I，即要在实验中使用电压表和电流表，因为实验中要求有三组数据，所以在实验过程必须改变电流和电压的大小，这就需要有滑动变阻器来完成，当然实验时还需有电源，电键和导线，这就要求首先画出包括电阻，电压表、电流表滑动变阻器，电键和电源在内的电路图，最好标出电表的正、负极，和滑动变阻器的接线柱位置。对电表要选择合适的量程。 接线时要按照电路图一一对应，电键开始时要断开，最后检查无误再闭合读数要快、要准，记录时要注意小数点位置和单位，每一次记录后要断开电路。对于滑动变阻器，开始要放在最大阻值处，实验时滑动变阻器的电阻由大而小，逐步增大待测电阻的两端电压和通过电阻的电流，选三组数据，最后把求出的三次电阻取平均值，注意每次求出的结果即使有误差，也不会很大，若出现较大的差异，肯定是实验或记录过程出现了问题，你可以再认真检查一遍，最后结果注意有效位数的处理。 实验电表的接法有两种，即所谓的内接法和外接法，它们如下图所示，左图为外接，右图为内接，不同的是电流表位置分别在电压表的范围之外和范围之内。若把电流表作为短路处理（即把电流表很小的内阻作零处理）这两种接法是没有区别的。 2、电阻的串联和并联 电阻的串、并联其总电阻可以用等效电阻来理解，即用这一个等效的电阻来代替电阻串联，并联时的总的电阻，这个等效电阻可以用有关公式来进行推导，也可以用实验来证实。 为什么串联后的总电阻会变大呢？我们可以这样定性地理解，前面已经讲过电阻的大小与导线的长度有关，且长度越大、电阻越大，串联起来的总电阻相当于增大了电阻的长度，所以电阻会增大。为什么并联后的总电阻会变小呢（比最小的电阻还要小）那是因为在并联时，相当于增大了电阻的横截面积，前面已讲过，当导线截面积变大时其电阻会变小。这些都是定性的理解，若定量计算，就要进行精确的推导。串联电路总电阻与串联的每一个电阻之间的关系要记住：…。 并联电路的总电阻就比较难记，它的数学式是：…。 注意这里的不是总电阻，而是总电阻的倒数，若是两个电阻并联，总电阻为。 若为相同的电阻串联，例如n个阻值为的电阻串联，那么总电阻。若为相同的电阻并联，例如n个阻值的的电阻并联，那么总电阻。 对于串联电路，如和串联，见图甲所示，若串联电流为I，则： ①， ②，用①/②可得即串联电路中电压的分配跟电阻成正比。 对于并联电路，如和并联，见图乙所示，设并联电路中两端电压为U，则： ① ② 用①/②可得即并联电路中电流的分配与电阻成反比。 利用以上的比例关系，在计算当中，就比较方便。 3、简单的混联电路 我们知道，电路的最基本连接方式是串联和并联。但在实际的电路中，往往是既有串联又有并联，我们把这样的电路称之为“混联电路”。 下面向同学们介绍的是由三个电路元件组成的最基本的混联电路，如图(a)、(b)所示。 (a)图中可作这样的认识： 与并联后再与串联，所以求解相关问题时，就可按串联或并联电路的特点来处理问题。 先求与并联的部分：。 再将与并联的部分当作一个整体后与串联。 (b)图可作这样的认识： 与串联后再与并联，因此可先求出与串联的支路。 再将与串联的支路当作一个整体与并联， 今后，我们在遇到这类问题时，可用上述规律来处理问题。 4、欧姆定律在不同研究对象中的表达式 ⑴部分电路的欧姆定律。 初中介绍的是对于一段纯电阻而言的电路，通常称部分电路的欧姆定律，其表达式为。 ⑵闭合电路的欧姆定律。 如右图所示为一闭合电路，外电路中有一电阻R，电源的电动势和内阻分别为E和r。则闭合电路中的电流等于电源电动势与电路电阻之比。这就是闭合电路的欧姆定律，其表达式为。 根据部分电路的欧姆定律，电源的路端电压即外电路的电压U=IR，电源内部电压，则全电路的欧姆定律可以变换为。 如果外电路电阻R较内电阻r大得多，那么电源内电压较路端电压小得多。这时电源的路端电压非常接近电源的电动势。当外电路断开时，，于是有U=E即外电路断路时，电源的路端电压等于电源的电动势。 如果外电路短路，则外电路电阻R为零，于是。由于一般电源的内阻r较小，所以短路时电流是很大的，容易烧毁电源，必须防