【新课标●新课堂】浙教版(2024)科学八上 3.4 欧姆定律及其应用(第2课时)课件(17页ppt)+教学设计+作业

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【新课标●新课堂】浙教版(2024)科学八上 3.4 欧姆定律及其应用(第2课时)课件(17页ppt)+教学设计+作业

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【新课标●新课堂】第4节 欧姆定律及其应用(第2课时)同步作业
(教师版)
1.小明在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是(  )
A.R甲=5Ω
B.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
C.当在导体甲的两端上加2V的电压时,通过导体甲的电流为0.4A
D.将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
【答案】B
【解析】解A、由图像知,甲和乙的I﹣U图像都是过原点的倾斜直线,则甲和乙都是定值电阻,甲两端的电压为2.5V时,通过甲的电流为0.5A,
根据欧姆定律可得甲的电阻,故A正确;
B、由图像知,通过甲和乙的电流相同时,甲两端的电压比乙两端的电压小,据知,甲的电阻比乙的小,故B错误;
C、由图像知,甲两端的电压为2V时,通过甲的电流0.4A,故C正确;
D、将甲和乙并联后,接到电压为3V的电源上,则通过甲和乙的电流分别为0.6A和0.3A,则干路的电流I=0.6A+0.3A=0.9A,故D正确。
2.如图所示,是A、B两定值电阻的U﹣I图象,由图象中信息可知(  )
A.从图像可知,A的电阻大于B的电阻
B.若电阻A、B两端的电压为0V,则A、B的电阻为0Ω
C.若将A、B电阻串联在一起,通过A的电流更大
D.若将A、B电阻并联在电压为2V的电源上,则总电流为0.6A
【答案】D
【解析】A.由图可知,当电阻A两端的电压为2.0V时,电流为0.4A,则电阻A的阻值为:

当电阻B两端的电压为2.0V时,电流为0.2A,则电阻B的阻值为:

所以A的电阻小于B的电阻,故A错误;
B.导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料有关,与导体两端的电压无关,若电阻A、B两端的电压为0,电阻A的电阻依然是5Ω,电阻B的电阻依然是10Ω,故B错误;
C.串联电路中电流处处相等,故若将A、B电阻串联在一起,通过A、B的电流相等,故C错误 ;
D.若将A、B电阻并联在电压为2V的电源上,由并联电路电压的规律知A、B电阻两端的电压均为2V,由图可知,通过A的电流为0.4A,通过B的电流为0.2A,则总电流为:
I=IA+IB=0.4A+0.2A=0.6A,故D正确。
3.如图甲所示电路中,电源电压为3V保持不变。闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示。下列分析合理的是(  )
A.通过R1中的电流是1.5A
B.R2两端的电压为1.5V
C.R1的阻值是10Ω
D.R2的阻值是2Ω
【答案】C
【解答】解:A.如图,R1和R2并联,电流表A2测量干路电流,A1测量通过R1的电流;如图乙,两电流表的指针指在同一刻度线上,而并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流大于各支路电流,可知A2的示数大于A1的示数,故A2选择的是大量程,分度值为0.1A,示数为1.5A,A1选择的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则通过R1的电流为0.3A,由并联电路中电流的规律知,通过R2的电流为I2=I﹣I 1=1.5A﹣0.3A=1.2A,故A错误;
B.由并联电路中电压的规律可知,R2两端电压等于电源电压3V,故B错误;
C.R1的阻值为,故C正确;
D.R2的阻值为,故D错误。
4.小明按照图甲的电路来探究电流与电阻的关系,电源电压恒为5V,电流表量程为,电压表量程为,实验中用到的定值电阻有、、、、各1个。图乙是小明根据实验数据绘制的图象。关于此实验的分析,下列说法错误的是( )
A.在这5次实验中,控制定值电阻两端的电压为3V
B.接入电阻进行实验并开始对电流表读数时,电路中的总电阻为
C.在这5次实验中,滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为
D.为了完成这5次实验,选用的滑动变阻器规格可以是“ 0.5A”
【答案】D
【解析】A.由图乙可知,定值电阻两端电压
故A正确,不符合题意;
B.由图乙可知,接入15Ω电阻进行实验,此时的电流为0.2A,此时电路中的总电阻
故B正确,不符合题意;
C.由题意可知,滑动变阻器两端的电压
电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值最大
电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最小
滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为
故C正确,不符合题意;
D.由图乙可知,当定值电阻为5Ω时,电路中的电流为0.6A,故选用滑动变阻器的规格不可以是“ 0.5A” ,故D错误,符合题意。
5.小苒同学给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确的是(  )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为2.4V
D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为45%
【答案】C
【解析】A.由图乙可知,湿敏电阻R的阻值随空气湿度的增大而减小,故A错误;
B.如图甲,R与R0串联,电压表测量R0两端的电压;由串联分压原理知,空气湿度越大,R越小,则R两端的电压越小,由串联电路电压的规律知,R0两端的电压即电压表的示数变大,故B错误;
C.由图乙可知,当空气湿度为40%时,R=30Ω,由欧姆定律知,电路中的电流为
电压表的示数为
U0=IR0=0.12A×20Ω=2.4V
故C正确;
D.当电路中电流为I'=0.15A时,电路的总阻值为
R的阻值为
R'=40Ω-20Ω=20Ω
由图乙可知,此时空气湿度为50%,故D错误。
故选C。
6.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是(  )
A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
B.滑动变阻器R2的最大阻值为70Ω
C.当滑片P位于滑动变阻器中点时,电流表示数为0.5A
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
【答案】B
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,且电流随着电压的增大时而增大,R2两端的电压为0,由图象可知,A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象,B为电阻R1的I﹣U图象,故A错误;
BCD.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压
U=U1+U2=4V+14V=18V
定值电阻R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值分别为
当滑片P位于滑动变阻器中点时,R'2=35Ω,电路的总电阻为
R=R1+R'2=20Ω+35Ω=55Ω
电流表示数为
故B正确,CD错误。
7.小松同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中错误的是(  )
A.依据图像可得导体电阻分别为R甲=5Ω、R乙=10Ω
B.导体两端的电压为零时,通过导体的电流为零,电阻也为零
C.若只将甲、乙导体串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电源电压为3V
D.若只将甲、乙导体并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总电流为0.6A
【答案】B
【解析】A.由和图像可知:
当U甲=3V时,I甲=0.6A,甲的电阻为:,
当U乙=3V时,I乙=0.3A,乙的电阻为:,故A正确,不符合题意;
B.导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端电压和通过电流无关,故B错误,选择B;
C.若只将甲、乙导体串联在电路中,当电路电流为0.2A时,由图像知道,两电阻两端的电压分别是U甲=1V,U乙=2V,因串联电路的总电压等于各部分电压之和,所以,电源电压为:U=U甲+U乙=1V+2V=3V,故C正确,不符合题意;
D.将甲、乙两导体并联到电压为2V的电源上时,由图像知道,通过两电阻的电流分别为I甲=0.4A,I乙=0.2A,因并联电路中干路电流等于各支路电路之和,所以,干路电流:I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故D正确,不符合题意。
8.电阻R 和R 串联后接在电压为9 V的电源上,通过 的电流是0.3 A,R 的阻值为10 Ω,求R 两端的电压和电阻大小。(要求画电路图,在图上标出有关物理量)
解:R 两端的电压:
R 两端的电压:
R 的阻值;
9.在如图所示的电路中,已知电阻 电流表 的示数为 电流表A 的示数为I=1.5 A,求:
(1)R 两端的电压U 。
(2)通过R 的电流I 。
(3)R 的阻值。
解:(1)R 两端的电压:
(2)通过R 的电流:
(3)R 的阻值:
10.如图所示的电路中,电源电压保持不变,
(1)如果开关S 、S 都断开时,电流表示数为0.6A,那么电源电压多大
(2)如果开关S 、S 都闭合时,电流表示数为2 A,那么R 的阻值是多大
解:(1)S 、S 断开,R 、R 串联,
电源电压:
(2)S 、S 都闭合时,R 、R 并联,R 被短路,通过R 的电流:
通过R 的电流: 的阻值
11.如图所示, ,小灯泡L正常发光时的电压为2.5V,电流为0.3A,电源电压保持不变。
(1)S闭合,S 、S 都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压。
(2)S、S 、S 都闭合时,电流表示数变为0.6 A,求 的阻值。
解:(1)由电路图可知,S闭合,S 、S 都断开时,小灯泡L与电阻. 串联;小灯泡L正常发光,电路中的电流: 两端的电压: 电源电压: 2.5 V=10 V。
(2)由电路图可知,S、S 、S 都闭合时,电阻. 和电阻 并联,小灯泡L被短路, 此时通过R 的电流: 通过 的电流:
R 的阻值:
12.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R 的阻值为 10Ω。R 为滑动变阻器,闭合开关S,当滑片P处于a端时,电流表示数为0.6 A,求:
(1)电源电压。
(2)当滑片P处于b端时,电压表示数为5 V,滑动变阻器 的最大阻值。
(3)当滑片P处于 ab中点时,电压表的示数。
解:(1)当滑片P在a端时,电路为R 的简单电路,电流表测电路中的电流,由欧姆定律可得电源电压:
(2)当滑片P在b端时,R 与R 的最大阻值串联,电压表测R 两端的电压,因串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和,所以,R 两端的电压:
因串联电路中各处的电流相等,结合欧姆定律,故有 即 解得,滑动变阻器R 的最大阻值.
(3)当滑片P处于 ab中点时,滑动变阻器连入电路的电阻; 根据串联电阻的规律及欧姆定律,电路中的电流: 由欧姆定律,电压表的示数:
13.在如图所示的电路中,电源电压为6 V且不变。电阻R 的阻值为10Ω,滑动变阻器R 上标有
“50Ω 2 A”字样。闭合开关S,电流表示数为0.2 A。求:
(1)电压表的示数。
(2)滑动变阻器R 连入电路的阻值。
(3)若移动滑动变阻器滑片P到最大阻值位置时,电流表的示数。
解:(1)电压表的示数:
(2)滑动变阻器两端的电压: 滑动变阻器R 连入电路的阻值:
(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,整个电路的总电阻: 则电流表的示数:
14.如图所示,电源电压6V保持不变,滑动变阻器R的最大阻值是20Ω,当S断开,把滑片P滑至b端时, 电流表读数是0.2A;当S闭合,把滑片P滑至a端时,电流表读数是1A,求 和R 的阻值。
解:当S断开,把滑片P移至b端时,R 与滑动变阻器R最大阻值串联, 滑动变阻器两端电压: ,此时电阻R 两端电压: 的阻值:
当S闭合,把滑片P滑至a端时,R 与R 并联,通过R 的电流: 通过R 的电流: 的阻值:
15. 如图所示,电阻R1的阻值为20Ω,当开关闭合时,电流表A的示数为0.6A,电流表A1的示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)电阻R2的阻值。
【答案】(1)4V(2)0.4A(3)10Ω
【解析】解:(1)由图知道,两电阻并联,电流表A1测R1的电流,A测总电流,根据并联电路电压的规律知道,电阻R两端电压等于电阻R2两端电压,由欧姆定律知道,电源电压为U=I1R1=0.2A×20Ω=4V。
(2)由并联电路电流的规律,通过R2的电流为I2=I-I1=0.6A-0.2A=0.4A。
(3)由欧姆定律知道,电阻R2的阻值R2=U/I2=4V/0.4A=10Ω。
16.如图所示,电源电压9V,电阻R1阻值为10Ω,变阻器R2上标有“20Ω,2A”字样。闭合开关S后,调节滑动变阻器。求:
(1)当变阻器滑片移至最右端时,通过R1的电流;
(2)当电流表示数为0.4A时,电压表的示数;
(3)当电压表示数为4V时,此时滑动变阻器接入电路的电阻值。
【答案】(1)0.3A(2)5V(3)8Ω
【解析】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,当变阻器滑片移至最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,通过R1的电流为
(2)当电流表示数为0.4A时,电路总电阻为
此时滑动变阻器接入电路的阻值为
电压表测量滑动变阻器两端电压,则电压表的示数为
(3)当电压表示数为4V时,定值电阻两端的电压为
根据串联分压知识可知

解得。
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【新课标●新课堂】第4节 欧姆定律及其应用(第2课时)同步作业
(学生版)
1.小明在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是(  )
A.R甲=5Ω
B.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
C.当在导体甲的两端上加2V的电压时,通过导体甲的电流为0.4A
D.将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
2.如图所示,是A、B两定值电阻的U﹣I图象,由图象中信息可知(  )
A.从图像可知,A的电阻大于B的电阻
B.若电阻A、B两端的电压为0V,则A、B的电阻为0Ω
C.若将A、B电阻串联在一起,通过A的电流更大
D.若将A、B电阻并联在电压为2V的电源上,则总电流为0.6A
3.如图甲所示电路中,电源电压为3V保持不变。闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示。下列分析合理的是(  )
A.通过R1中的电流是1.5A
B.R2两端的电压为1.5V
C.R1的阻值是10Ω
D.R2的阻值是2Ω
4.小明按照图甲的电路来探究电流与电阻的关系,电源电压恒为5V,电流表量程为,电压表量程为,实验中用到的定值电阻有、、、、各1个。图乙是小明根据实验数据绘制的图象。关于此实验的分析,下列说法错误的是( )
A.在这5次实验中,控制定值电阻两端的电压为3V
B.接入电阻进行实验并开始对电流表读数时,电路中的总电阻为
C.在这5次实验中,滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为
D.为了完成这5次实验,选用的滑动变阻器规格可以是“ 0.5A”
5.小苒同学给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确的是(  )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为2.4V
D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为45%
6.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是(  )
A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
B.滑动变阻器R2的最大阻值为70Ω
C.当滑片P位于滑动变阻器中点时,电流表示数为0.5A
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
7.小松同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中错误的是(  )
A.依据图像可得导体电阻分别为R甲=5Ω、R乙=10Ω
B.导体两端的电压为零时,通过导体的电流为零,电阻也为零
C.若只将甲、乙导体串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电源电压为3V
D.若只将甲、乙导体并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总电流为0.6A
8.电阻R 和R 串联后接在电压为9 V的电源上,通过 的电流是0.3 A,R 的阻值为10 Ω,求R 两端的电压和电阻大小。(要求画电路图,在图上标出有关物理量)
9.在如图所示的电路中,已知电阻 电流表 的示数为 电流表A 的示数为I=1.5 A,求:
(1)R 两端的电压U 。
(2)通过R 的电流I 。
(3)R 的阻值。
10.如图所示的电路中,电源电压保持不变,
(1)如果开关S 、S 都断开时,电流表示数为0.6A,那么电源电压多大
(2)如果开关S 、S 都闭合时,电流表示数为2 A,那么R 的阻值是多大
11.如图所示, ,小灯泡L正常发光时的电压为2.5V,电流为0.3A,电源电压保持不变。
(1)S闭合,S 、S 都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压。
(2)S、S 、S 都闭合时,电流表示数变为0.6 A,求 的阻值。
12.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R 的阻值为 10Ω。R 为滑动变阻器,闭合开关S,当滑片P处于a端时,电流表示数为0.6 A,求:
(1)电源电压。
(2)当滑片P处于b端时,电压表示数为5 V,滑动变阻器 的最大阻值。
(3)当滑片P处于 ab中点时,电压表的示数。
13.在如图所示的电路中,电源电压为6 V且不变。电阻R 的阻值为10Ω,滑动变阻器R 上标有
“50Ω 2 A”字样。闭合开关S,电流表示数为0.2 A。求:
(1)电压表的示数。
(2)滑动变阻器R 连入电路的阻值。
(3)若移动滑动变阻器滑片P到最大阻值位置时,电流表的示数。
14.如图所示,电源电压6V保持不变,滑动变阻器R的最大阻值是20Ω,当S断开,把滑片P滑至b端时, 电流表读数是0.2A;当S闭合,把滑片P滑至a端时,电流表读数是1A,求 和R 的阻值。
15. 如图所示,电阻R1的阻值为20Ω,当开关闭合时,电流表A的示数为0.6A,电流表A1的示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)电阻R2的阻值。
16.如图所示,电源电压9V,电阻R1阻值为10Ω,变阻器R2上标有“20Ω,2A”字样。闭合开关S后,调节滑动变阻器。求:
(1)当变阻器滑片移至最右端时,通过R1的电流;
(2)当电流表示数为0.4A时,电压表的示数;
(3)当电压表示数为4V时,此时滑动变阻器接入电路的电阻值。
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第3章 电路探秘
第4节 欧姆定律及其应用(第2课时)
(浙教版)八年级

——欧姆定律的应用
【引入】
欧姆定律是电学中的一个重要规律,在电路的设计与计算中有十分重要的作用。本节课我们先来学习欧姆定律在电路的设计与计算中的应用。只要知道I、U、R 中的任意两个量就可以利用欧姆定律计算出第三个量。
一、欧姆定律的变形公式
1.R = U/I
思考:根据公式,能否说“电阻与电压成正比或电阻与电流成反比”?
不可以,该公式表示某段导体的电阻等于这段导体两端的电压与通过这段导体电流的比值,但导体电阻的大小取决于导体本身,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,是物质本身的一种性质,与 U、I 无关。所以不能理解为 R 与 U 成正比,与 I 成反比。
2.U = IR
思考:根据公式,能否说“电压与电流成正比”?
不能,电压是形成电流的原因,电压促使电荷定向移动形成电流,电流随电压变化而变化,电压是因,电流是果,因果关系不能颠倒,故不能说电压与电流成正比。
【例1】从欧姆定律可以导出公式R=U/I,下列说法正确的是( )
A.当电压增大为原来的2倍时,电阻R也增大为原来的2倍
B.当电流I增大为原来的2倍时,电阻R减小为原来的2倍
C.通过导体的电流若为零,电阻也为零
D.即使导体两端的电压为零,电阻也不为零
【答案】D
【解析】电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,当电压增大为来的2倍时,电阻不变,由欧姆定律I=U/R可知,电流I增大为原来的2倍时,导体两端的电压也增大为原来的2倍;通过导体的电流为零(或导体两端的电压为零)时,导体的电阻不变,且不为零。
【课堂练习】
1.对于公式R=U/I,下列说法中正确的是(  )
A.一段导体的电阻在电流不变时,与导体两端的电压成正比
B.一段导体的电阻在导体两端电压不变时,与通过导体的电流成反比
C.一段导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比
D.导体的电阻等于这段导体两端的电压与通过这段导体的电流的比值
【答案】D
【解析】因为电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,R=U/I只能说:导体的电阻等于这段导体两端的电压与通过这段导体的电流的比值。
二、欧姆定律表达式及其变形公式的应用
1.已知电压、电阻求电流
【例1】一只灯泡两端电压为220伏时正常工作,此时灯丝电阻是484欧。求灯泡正常工作状态下通过灯丝的电流。
解:已知灯丝电阻 R =484欧,灯丝两端的电压 U =220伏
答:通过灯丝的电流是0.45A。
2.已知电阻、电流求电压
【例2】一个家用电热水器工作时电热丝的电阻是44欧,通过的电流是5安,求电热水器两端的电压。
解:已知R =44欧,I =5安,
答:电热水器两端的电压是220V。
根据欧姆定律 可得:
3.已知电压、电流求电阻
【例3】一个定值电阻与一个滑动变阻器串联后接在电源上,用电压表测得定值电阻两端的电压是3伏,又用电流表测得通过定值电阻的电流是0.3安,求这个定值电阻的阻值。
解:已知U=3伏,I=0.3安,
答:这个定值电阻的阻值是10Ω。
根据欧姆定律 可得:
【总结归纳】
用欧姆定律表达式及其变形公式进行计算的一般步骤:
①明确电路中已知量和待求量,画简单的电路图中,标出相应的科学量 ;
②选择相应的计算公式;(注意单位统一)
③ 代入已知量进行计算 ;
④ 得出结果并检验 ,必要时进行单位换算 。
(说明:这是一个电路模型的建模过程,能直观形象地帮助问题解决)
【课堂练习】
1.某小灯泡上标有“2.4V 0.7A”字样,表示该灯泡正常工作时电压是2.4V,电流是0.7A。求该小灯泡正常工作时灯丝的电阻。
解:已知U =2.4V I =0.7A,根据I=U/R 得:
R = U/I =2.4V/0.7A=3.43Ω
答:该小灯泡正常工作时灯丝的电阻为3.43Ω
【课堂练习】
2.当某一定值电阻两端的电压是6V时,通过它的电流为0.6A,此时电阻的阻值是多少欧?要使通过它的电流为1 A,加在它两端的电压应是多少伏?如果电压增加到12V,通过电阻的电流是多少安?
解:已知U =6V I =0.6A,根据I=U/R 得:
R = U/I =6V/0.6A=10Ω
要使通过它的电流为1 A,加在它两端的电压U=IR =1A×10Ω=10V
如果电压增加到12V,通过电阻的电流是I=U/R =12V/10Ω=1.2A
答:该电阻的阻值为10Ω。要使通过它的电流为1 A,加在它两端的电压应是10伏,如果电压增加到12V,通过电阻的电流是1.2安.
【例1】用电流表和电压表分别测量a、b两导体通过的电流随电压变化的情况,并根据实验结果画出了它们的图象如图所示。比较a、b两导体的电阻(  )
A.Ra=Rb B.Ra >Rb
C.Ra<Rb D.无法判断
【答案】C
【解析】如图所示,做一条垂直于横轴的辅助线,找出辅助线与图线的交点对应的纵坐标,由图可得,当电压相同时,Ia>Ib,根据欧姆定律:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比,可得Ra<Rb。
3.欧姆定律的综合应用——图像类
【课堂练习】
1.张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,根据图像,下列说法不正确的是(  )
A.当在导体乙的两端加上1V的电压时,
通过导体乙的电流为0.1A
B.将甲、乙两导体并联后接到电压为3V
的电源上时,干路中的电流为0.6A
C.导体甲的电阻小于导体乙的电阻
D.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
【答案】B
【课堂总结】
1.欧姆定律变形公式 的意义是什么?
2.利用欧姆定律进行计算的的一般步骤。
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第4节 欧姆定律及其应用(第2课时)教学设计
——欧姆定律的应用
【核心概念】物质的运动与相互作用
【内容要求】
内容:电磁相互作用
要求:理解欧姆定律,解决简单的电学问题。
【教学目标】
1.理解欧姆定律表达式及变形公式的意义;
2.练习基本电路的计算,初步掌握公式的合理运用。
3.初步利用建模思想应用于电学计算。
4.掌握规范的计算格式,提升学生计算能力。
【教学思路】
在复习欧姆定律的基础上,对定律的表达式进行变形,在交流讨论的基础上,正确理解变形公式的意义,从而进一步理解电阻是物质的一种性质。接着围绕典型例题,运用定律的表达式和变形公式进行简单的计算,规范计算格式。在讲解过程中,初步利用建模思想应用于电学计算。然后让学生进行针对性练习,逐步掌握规范的计算格式,提高解题能力。
【教学过程】
一、创设情景,引入任务
【复习】欧姆定律的内容、表达式、单位。
【引入】欧姆定律是电学中的一个重要规律,在电路的设计与计算中有十分重要的作用。本节课我们先来学习欧姆定律在电路的设计与计算中的应用。只要知道I、U、R中的任意两个量就可以利用欧姆定律计算出第三个量。
二、围绕任务,素养内化
(一)欧姆定律的变形公式:
1.
思考:根据公式,能否说“电阻与电压成正比或电阻与电流成反比”?
公式表示某段导体的电阻等于这段导体两端的电压与通过这段导体电流的比值,但导体电阻的大小取决于导体本身,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,是物质本身的一种性质,与U、I无关。所以不能理解为R与U成正比,与I成反比。
2.
思考:根据公式,能否说“电压与电流成正比”?
电压是形成电流的原因,电压促使电荷定向移动形成电流,电流随电压变化而变化,电压是因,电流是果,因果关系不能颠倒,故不能说电压与电流成正比。
【例1】从欧姆定律可以导出公式R=U/I,下列说法正确的是( )
A.当电压增大为原来的2倍时,电阻R也增大为原来的2倍
B.当电流I增大为原来的2倍时,电阻R减小为原来的2倍
C.通过导体的电流若为零,电阻也为零
D.即使导体两端的电压为零,电阻也不为零
【答案】D
【解析】电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,当电压增大为来的2倍时,电阻不变,由欧姆定律I=U/R可知,电流I增大为原来的2倍时,导体两端的电压也增大为原来的2倍;通过导体的电流为零(或导体两端的电压为零)时,导体的电阻不变,且不为零。
【课堂练习】
1.对于公式R,下列说法中正确的是(  )
A.一段导体的电阻在电流不变时,与导体两端的电压成正比
B.一段导体的电阻在导体两端电压不变时,与通过导体的电流成反比
C.一段导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比
D.导体的电阻等于这段导体两端的电压与通过这段导体的电流的比值
【答案】D
【解析】因为电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,R只能说:导体的电阻等于这段导体两端的电压与通过这段导体的电流的比值。
(二)欧姆定律表达式及其变形公式的应用
1.已知电压、电阻求电流
【例1】一只灯泡两端电压为220伏时正常工作,此时灯丝电阻是484欧。求灯泡正常工作状态下通过灯丝的电流。
解:已知灯丝电阻R=484欧,灯丝两端的电压U=220伏
所以
答:通过灯丝的电流是0.45A。
2.已知电阻、电流求电压
【例2】一个家用电热水器工作时电热丝的电阻是44欧,通过的电流是5安,求电热水器两端的电压。
解:已知R=44欧,I=5安,
根据欧姆定律可得:
答:电热水器两端的电压是220V。
3.已知电压、电流求电阻
【例3】一个定值电阻与一个滑动变阻器串联后接在电源上,用电压表测得定值电阻两端的电压是3伏,又用电流表测得通过定值电阻的电流是0.3安,求这个定值电阻的阻值。
解:已知U=3伏,I=0.3安,
根据欧姆定律可得:
答:这个定值电阻的阻值是10Ω。
【总结归纳】
用欧姆定律表达式及其变形公式进行计算的一般步骤:
①明确电路中已知量和待求量,画简单的电路图中,标出相应的科学量 ;(说明:这是一个电路模型的建模过程,能直观形象地帮助问题解决)
②选择相应的计算公式;(注意单位统一)
③ 代入已知量进行计算 ;
④ 得出结果并检验 ,必要时进行单位换算 。
【课堂练习】
2.某小灯泡上标有“2.4V 0.7A”字样,表示该灯泡正常工作时电压是2.4V,电流是0.7A。求该小灯泡正常工作时灯丝的电阻。
解:已知U =2.4V I =0.7A,根据I=U/R 得:
R = U/I =2.4V/0.7A=3.43Ω
答:该小灯泡正常工作时灯丝的电阻为3.43Ω
3.当某一定值电阻两端的电压是6V时,通过它的电流为0.6A,此时电阻的阻值是多少欧?要使通过它的电流为1 A,加在它两端的电压应是多少伏?如果电压增加到12V,通过电阻的电流是多少安?
解:已知U =6V I =0.6A,根据I=U/R 得:
R = U/I =6V/0.6A=10Ω
要使通过它的电流为1 A,加在它两端的电压U=IR =1A×10Ω=10V
如果电压增加到12V,通过电阻的电流是I=U/R =12V/10Ω=1.2A
答:该电阻的阻值为10Ω。要使通过它的电流为1 A,加在它两端的电压应是10伏,如果电压增加到12V,通过电阻的电流是1.2安.
(教学方式:学生板演与独立作业相结合,师生、生生交流讨论,纠正不足,规范格式。)
(三)欧姆定律的综合应用——图像类
【例1】小海按如图做了一系列实验,实验记录如表格所示,下列能正确表示“电流、电压和电阻关系”的是(  )
U1=1V U2=2V U3=3V
第一组R1=5Ω 0.2A 0.4A 0.6A
第二组R2=10Ω 0.1A 0.2A 0.3A
第三组R3=20Ω 0.05A 0.1A 0.15A
A.B. C.D.
【答案】A
【解析】由图知,R、滑动变阻器、电流表串联在电路中,电压表测R两端电压,由控制变量法知,
探究“导体中电流跟电压的关系”时应控制R阻值不变,
探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制R两端电压保持不变,
由题目中表格知:当电阻阻值不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
当定值电阻两端的电压不变时,导体中电流跟导体的电阻成反比,即I﹣U图象为正比例函数,I﹣R图象为反比例函数
AB、AB都是I﹣U图象,且I﹣U图象都是正比例函数,但由于R1<R2<R3,R1的斜率应最大,R3的斜率应最小,故A正确,B错误;
C、C是I﹣R图象,应是反比例函数,但C选项中图象是正比例函数,故C错误;
D、D选项是I﹣R图象,是反比例函数,但由于R1<R2<R3,故电流相同时,U1<U2<U3,故D错误;
【课堂练习】
1.用电流表和电压表分别测量a、b两导体通过的电流随电压变化的情况,并根据实验结果画出了它们的图象如图所示。比较a、b两导体的电阻(  )
A.Ra=Rb B.Ra>Rb C.Ra<Rb D.无法判断
【答案】C
【解析】如图所示,做一条垂直于横轴的辅助线,找出辅助线与图线的交点对应的纵坐标,
由图可得,当电压相同时,Ia>Ib,根据欧姆定律:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比,可得Ra<Rb。
2.张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,根据图像,下列说法不正确的是(  )
A.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A
B.将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.6A
C.导体甲的电阻小于导体乙的电阻
D.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
【答案】B
【解析】A、由图象可知,当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A,故A正确;
B、将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,通过甲的电流为0.6A,通过乙的电流为0.3A,所以干路中的电流为:I=0.3A+0.6A=0.9A,故B错误;
C、由图象可得,当电压为2.0V时,I甲=0.4A,I乙=0.2A,则:甲导体电阻R甲5Ω,乙导体电阻R乙10Ω,所以R甲<R乙,故C正确;
D、由图象可知,通过导体甲的电流与其两端的电压成正比,故D正确。
三、归纳总结,应用迁移
1.欧姆定律变形公式 的意义是什么?
2.利用欧姆定律进行计算的的一般步骤。
【课后作业】
1.完成作业本上相应内容
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