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1、
第2節(jié) 歐姆定律
方式一 【情景導(dǎo)入】
先用多媒體分別展示一組“探究電流與電壓、電阻關(guān)系”時(shí)獲得的表格數(shù)據(jù),請學(xué)生分別說出對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,然后提問:誰能把這兩個(gè)結(jié)論再進(jìn)一步集中概括一下呢?
教師:要注意這個(gè)綜合性的結(jié)論中隱含了兩個(gè)“一定”,一旦拆開來說,千萬不能忘記明確指出前提條件!
學(xué)生回答。
教師:歸納得太好了!這應(yīng)該叫做“XX定律”?。?“XX”指回答問題的學(xué)生名字,適度調(diào)侃可以使課堂氣氛更加活躍,有利于學(xué)生思維的開發(fā)。)不過早在一百八十多年前,德國物理學(xué)家歐姆就發(fā)現(xiàn)了這個(gè)規(guī)律,史稱“歐姆定律”!(板書課題)
方式二 【問題導(dǎo)入】
教師提問:上節(jié)課我們通過實(shí)驗(yàn)
2、探究得出了電流跟電壓和電阻之間的關(guān)系,結(jié)論是什么呢?
學(xué)生回答后,教師引導(dǎo)設(shè)問:如何用數(shù)學(xué)表達(dá)式來建立三者之間的數(shù)量關(guān)系呢?
導(dǎo)入語:最早發(fā)現(xiàn)并用數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述這個(gè)關(guān)系的是德國物理學(xué)家歐姆,所以我們把這個(gè)規(guī)律叫做歐姆定律。(板書課題)
1.明確歐姆定律表述時(shí)的邏輯關(guān)系
在敘述歐姆定律的內(nèi)容時(shí),容易受數(shù)學(xué)知識影響,而忽略了物理學(xué)中的因果關(guān)系,從而犯邏輯性錯(cuò)誤。常見錯(cuò)誤有:電壓與電流成正比、電阻與電流成反比等。對于這種邏輯錯(cuò)誤,老師要及時(shí)糾正。在電壓、電流、電阻三者之間,電壓、電阻是因,電流是果,三者關(guān)系的正確表述是:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成
3、反比;反向敘述錯(cuò)誤。
2.注意理解歐姆定律的“同一性”
歐姆定律敘述的是同一時(shí)間、同一導(dǎo)體的三個(gè)物理量之間的關(guān)系。
3.注意公式中物理量單位的統(tǒng)一
利用歐姆定律公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),一定要注意,各物理量所使用的單位是否為國際單位:電流——A,電壓——V,電阻——Ω。如果不是,一定要換算成國際單位,才能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,否則會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤。
[考點(diǎn)小說] 準(zhǔn)確理解歐姆定律及其推導(dǎo)公式的內(nèi)涵,是靈活應(yīng)用歐姆定律,解決單一用電器電路和串、并聯(lián)電路實(shí)際問題的先決條件。要深刻理解歐姆定律的“同一性”;搞清電流、電壓、電阻三者之間的因果關(guān)系,牢記電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性,與加在導(dǎo)體兩端
4、的電壓和導(dǎo)體中的電流無關(guān)。此部分知識多以選擇題、填空題、簡單計(jì)算題形式出現(xiàn)。
歐姆定律
例1 [呼和浩特中考] 由歐姆定律公式可知( )
A.同一導(dǎo)體兩端的電壓跟通過導(dǎo)體的電流成反比
B.導(dǎo)體兩端的電壓為零時(shí),因?yàn)闆]有電流通過,所以導(dǎo)體的電阻也為零
C.導(dǎo)體中的電流越大,導(dǎo)體的電阻就越小
D.導(dǎo)體電阻的大小,可以用它兩端的電壓與通過它的電流的比值來表示
[答案] D
例2 [綏化中考] 由歐姆定律I=變形可得R=。對此下列說法正確的是( )
A.導(dǎo)體電阻跟它兩端的電壓成正比
B.導(dǎo)體電阻跟通過它的電流成反比
C.導(dǎo)體電壓跟通過它的電流成正比
D.
5、導(dǎo)體電阻跟通過它的電流和它兩端的電壓無關(guān)
[答案] D
例3 [重慶中考B卷中考] 如圖17-2-1所示的電路,電源電壓為6 V且保持不變,R=10 Ω,當(dāng)閉合開關(guān)S,電壓表的示數(shù)為2 V。以下判斷正確的是( )
圖17-2-1
A.通過電阻R的電流是0.6 A B.電阻R兩端的電壓為2 V
C.通過燈泡L的電流為0.2 A D.燈泡L兩端的電壓為2 V
[答案] D
圖17-2-2例4 [汕尾中考] 如圖17-2-2所示的是分別測量定值電阻R和小燈泡L兩端電壓和通過的電流后得到的U—I關(guān)系圖線。由圖可知,定值電阻R的阻值為________Ω;
6、小燈泡L的阻值會(huì)隨其兩端電壓的升高而逐漸變________,當(dāng)其兩端電壓為2 V時(shí),阻值為________Ω。
[答案] 5 大 4
材料一——?dú)W姆遇到的難題
歐姆定律在我們今天看來很簡單,然而它的發(fā)現(xiàn)過程卻遠(yuǎn)非一般人想象得那么簡單。歐姆為此付出了十分艱辛的勞動(dòng)。在那個(gè)年代,人們對電流、電壓等概念都還不太清楚,特別是電阻的概念還沒有形成,更沒有什么專業(yè)的測量儀器,甚至連電壓相對穩(wěn)定的電源都沒有,所以根本談不上對它們進(jìn)行精確測量。況且歐姆本人在他的研究過程中,幾乎沒有機(jī)會(huì)跟他那個(gè)時(shí)代的物理學(xué)家進(jìn)行接觸,所以他的研究也基本是獨(dú)立進(jìn)行的。因此,歐姆進(jìn)行科學(xué)研究的難度可想而知!在他的實(shí)驗(yàn)過程
7、中,測量儀器和電壓相對穩(wěn)定的電源,幾乎都是他自己思考、研究、發(fā)明制造的。他的發(fā)現(xiàn)奠定了物理電學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ),他為人們進(jìn)一步揭開電現(xiàn)象的神秘面紗立下了汗馬功勞!
材料二——逆境中的歐姆
在歐姆的探究實(shí)驗(yàn)中,為了準(zhǔn)確地量度電流,他巧妙地利用電流的磁效應(yīng)設(shè)計(jì)了一個(gè)電流扭秤,并創(chuàng)造性地在放磁針的托盤上劃上刻度,以便記錄實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)。這樣,1825年從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,歐姆得出了一個(gè)公式,不過是錯(cuò)的!用這個(gè)公式計(jì)算的結(jié)果與歐姆本人后來的實(shí)驗(yàn)不一致。歐姆意識到問題的嚴(yán)重性,打算收回已發(fā)出的論文,可惜已經(jīng)晚了,論文已發(fā)散出去了。急于求成的輕率做法,使歐姆吃了苦頭,科學(xué)家對他也表示反感,認(rèn)為他是假充內(nèi)行。
歐
8、姆決心要挽回影響和損失,更重要的是他還要繼續(xù)通過實(shí)驗(yàn)尋找規(guī)律。這時(shí)歐姆多么需要人們的理解和支持??!當(dāng)時(shí)有位科學(xué)家叫波根多夫,他從歐姆這位中學(xué)教師身上看到了追求真理、敢于創(chuàng)新的勇氣和才華,寫信鼓勵(lì)歐姆將實(shí)驗(yàn)研究繼續(xù)下去,并提出了一些很有價(jià)值的建議。歐姆鼓起勇氣重新認(rèn)真地做實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)之后,他終于在1827年提出了一個(gè)關(guān)系式,后來演化成了我們現(xiàn)在所熟悉的公式:I=。但是,科學(xué)界仍不承認(rèn)歐姆的科學(xué)發(fā)現(xiàn),許多人對他還抱有成見,甚至認(rèn)為定律太簡單,不足為信。這一切使歐姆也感到萬分痛苦和失望。
真理之光終究會(huì)放射出來。湊巧的是,1831年一位叫波利特的科學(xué)家發(fā)表了一篇論文,論述了與歐姆同樣的結(jié)論,
9、這才引起科學(xué)界對歐姆的重新注意。
1841年,英國皇家學(xué)會(huì)授予歐姆科普利金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?,并且宣稱歐姆定律是“在精密實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域中最突出的發(fā)現(xiàn)”。歐姆得到了他應(yīng)有的榮譽(yù)。
【材料1】.——?dú)W姆遇到的難題
歐姆定律在我們今天看來很簡單,然而它的發(fā)現(xiàn)過程卻遠(yuǎn)非一般人想象的那么簡單。歐姆為此付出了十分艱巨的勞動(dòng)。在那個(gè)年代,人們對電流強(qiáng)度、電壓等概念都還不大清楚,特別是電阻的概念都沒有,更沒有什么專業(yè)的測量儀器,甚至連電壓相對穩(wěn)定的電源都沒有,所以根本談不上對它們進(jìn)行精確測量,況且歐姆本人在他的研究過程中,也幾乎沒有機(jī)會(huì)跟他那個(gè)時(shí)代的物理學(xué)家進(jìn)行接觸,所以他的研究也基本是獨(dú)立進(jìn)行的。因此,歐姆進(jìn)行科學(xué)研究
10、的難度可想而知!實(shí)驗(yàn)中,測量儀器和電壓相對穩(wěn)定的電源,幾乎都是他自己思考、研究、發(fā)明制造的!他的發(fā)現(xiàn)奠定了物理電學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ),為人們進(jìn)一步揭開電現(xiàn)象的神秘面紗立下了汗馬功勞!
拓展材料2.—— 逆境中的歐姆
在歐姆的探究實(shí)驗(yàn)中,為了準(zhǔn)確地量度電流,他巧妙地利用電流的磁效應(yīng)設(shè)計(jì)了一個(gè)電流扭秤,并創(chuàng)造性地在放磁針的度盤上劃上刻度,以便記錄實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)。這樣,1825年從根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出了一個(gè)公式,可惜是錯(cuò)的!用這個(gè)公式計(jì)算的結(jié)果與歐姆本人后來的實(shí)驗(yàn)也不一致。歐姆很后悔,意識到問題的嚴(yán)重性,打算收回已發(fā)出的論文,可是已經(jīng)晚了,論文已發(fā)散出去了。急于求成的輕率做法,使他吃了苦頭,科學(xué)家對他也表示反感
11、,認(rèn)為他是假充內(nèi)行。
歐姆決心要挽回影響和損失,更重要的是還要繼續(xù)通過實(shí)驗(yàn)找規(guī)律。這時(shí)歐姆多么需要人們的理解和支持??!當(dāng)時(shí)有位科學(xué)家叫波根多夫,從歐姆這位中學(xué)教師身上看到了追求真理勇于創(chuàng)新的才華,寫信鼓勵(lì)歐姆將實(shí)驗(yàn)研究繼續(xù)下去,并建議提出了很有價(jià)值的建議。歐姆鼓起勇氣重新認(rèn)真地做實(shí)驗(yàn)。多次實(shí)驗(yàn)之后,終于在1827年提出了一個(gè)關(guān)系式,后來演化成了我們現(xiàn)在所熟悉的公式:I=u/R,,但是,科學(xué)界仍不承認(rèn)歐姆的科學(xué)發(fā)現(xiàn),許多人對他還抱有成見,甚至認(rèn)為定律太簡單,不足為信。這一切使歐姆也感到萬分痛苦和失望。
但是,真理之光終究會(huì)放射出來的。說來也湊巧,1831年有位叫波利特的科學(xué)家發(fā)表了一篇論文,
12、得到的是與歐姆同樣的結(jié)果。這才引起科學(xué)界對歐姆的重新注意。
1841年,英國皇家學(xué)會(huì)授予他科普利金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)拢⑶倚Q歐姆定律是“在精密實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域中最突出的發(fā)現(xiàn)”。他得到了應(yīng)有的榮譽(yù)。
1. 如圖所示,電源電壓保持不變,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),對電流表和電壓的表示數(shù)變化判斷正確的是( ?。?
A.電流表和電壓表的示數(shù)都變小 B.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大
C.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)不變 D.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)不變
2 已知甲、乙兩地相距40 km,在甲、乙兩地之間沿直線架設(shè)兩條輸電線,輸電線每千米的電阻為0.2
13、 Ω.現(xiàn)輸電線在某處發(fā)生了短路,為確定短路位置,檢修員在甲地利用電壓表、電流表和電源接成如圖所示電路進(jìn)行測量.若電壓表的示數(shù)為3.0 V,電流表的示數(shù)為0.5 A,則短路位置離甲地的距離為( ?。?
A.10 km B.15 km C.30 km D.40 km
3.為了參加全國青少年創(chuàng)新大賽,小強(qiáng)運(yùn)用所學(xué)電學(xué)知識設(shè)計(jì)了一個(gè)電子身高測量儀,如圖所示,其中定值電阻R1=5 Ω,電源電壓恒為
4.5 V,滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“15 Ω? 0.5 A”,電壓表量程為0~
3 V,電流表量程為0~0.6 A,
(1)R1在電路中的作用是________
14、.
(2)當(dāng)被測身高增加時(shí),電壓表的示數(shù)________(選填“變大”、“變小”或“不變”).
(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值是6.25 Ω時(shí),電流表的示數(shù)為________A.
【趣味鏈接】
小明對風(fēng)力的研究產(chǎn)生了濃厚的興趣,于是和同學(xué)一起設(shè)計(jì)了一個(gè)“風(fēng)力測試儀”,其原理圖如圖所示,他用的電源電壓為12 V,R0為20 Ω,OB長為10 cm.AB長為20 cm,其為阻值為60 Ω的均勻電阻絲.OP為質(zhì)量、電阻均不計(jì)的金屬細(xì)桿,下端連接一個(gè)重為3 N的圓球P,金屬細(xì)桿OP始終與電阻絲AB接觸良好且無摩擦.閉合開關(guān)S,無風(fēng)時(shí),OP下垂并與電阻絲的B端接觸;有風(fēng)時(shí),圓球P受風(fēng)力作用
15、,使金屬細(xì)桿OP繞懸掛點(diǎn)O偏轉(zhuǎn),根據(jù)電流表示數(shù)的大小就可以得知風(fēng)力的大??!好神奇!
【拓寬創(chuàng)新】
根據(jù)“風(fēng)力測試儀”的原理,還需你解答下列問題:
(1)無風(fēng)時(shí)電流表示數(shù)是多少?
(2)當(dāng)金屬細(xì)桿OP滑到AB中點(diǎn)時(shí)電路中的總電流是多少?
17.2 歐姆定律
1.B
解析:如圖所示, R1和R2串聯(lián),電流表測干路電流,電壓表測量R2兩端的電壓.當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器連入的電阻變大,總電阻增大,因?yàn)殡娫措妷篣保持不變,所以由歐姆定律I= U / R可知,電路中的電流變小,得出電流表的示數(shù)變小.由串聯(lián)電路的分壓關(guān)系U1/ U2= R1 / R2可知,電阻
16、越大,分壓越大,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變大,得出電壓表的示數(shù)變大.故選B.
2. B
解析:由電壓表和電流表的示數(shù)可以得出導(dǎo)線上的電阻為.每千米的電阻為0.2 ,所以導(dǎo)線的總長度為.故短路位置離甲地的距離為15 km.
3. (1)保護(hù)電路 (2)變大 (3)0.4
解析:(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片滑到最底端時(shí),滑動(dòng)變阻器會(huì)短路,故R1可以防止整個(gè)電路發(fā)生短路而燒壞電流表,起到保護(hù)電路的作用;(2)當(dāng)被測身高增加時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電阻增大,則由歐姆定律可知電路中電流減小,R1兩端的電壓減小,由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知電壓表示數(shù)變大;(3)電路中總電阻R=R2+R1=5 Ω+6.25 Ω=11.25 Ω,由歐姆定律可得電路中電流.
【趣味鏈接】0.15A 0.24A
解析:(1)無風(fēng)時(shí),與串聯(lián),電流表示數(shù)
;
(2)當(dāng)金屬細(xì)桿OP滑到AB中點(diǎn)時(shí),電路中的電流
.
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