九年級物理上冊第十四章歐姆定律學案蘇科版.doc

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教學資料參考范本 九年級物理上冊 第十四章歐姆定律學案 蘇科版 撰寫人：__________________ 時 間：__________________ （一）串聯(lián)電路的總電阻： 串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)導體的電阻之和，即，R串＝R1＋R2＋…　。 （1）若干（n）個電阻串聯(lián)時，總電阻R總＝nR。 （2）把幾個導體串聯(lián)起來，相當于增加導體的長度，其總電阻大于任何一個串聯(lián)導體的電阻。 （3）把幾個導體串聯(lián)進來，其中一個電阻變大，則總電阻也變大。 （4）要使電路中的電阻增大，可采取串聯(lián)電阻的方法。 （二）并聯(lián)電路的總電阻： 1. 并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)導體的電阻的倒數(shù)之和。即： ＝＋＋…　，當兩個電阻并聯(lián)時，R并＝。 2. 幾個導體并聯(lián)： （1）若干（n）個電阻并聯(lián)時，總電阻R總＝R （2）幾個導體并聯(lián)起來，總電阻比任何一個電阻都小，這是因為把導體并聯(lián)起來，相當于增大了導體的橫截面積。 （3）把幾個導體并聯(lián)起來，其中任一個電阻變大，總電阻也變大。 （4）要想使電路中電阻減小，可采取并聯(lián)電阻的方法。 （三）串、并聯(lián)電路的特點： 電 路 特 點 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路 電　流 內(nèi) 容 串聯(lián)電路中各處的電流都相等 并聯(lián)電路干路中的電流等于 各并聯(lián)支路中的電流之和。 公 式 I1＝I2＝I總 I總＝I1＋I2 電　壓 內(nèi) 容 串聯(lián)電路兩端的總電壓等于 各部分電路兩端的電壓之和。 并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等。 公 式 U總＝U1＋U2 U總＝U1＝U2 電　阻 內(nèi) 容 串聯(lián)電路的總電阻等于 各串聯(lián)導體的電阻之和。 并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于 各并聯(lián)導體的電阻的倒數(shù)之和。 公 式 R串＝R1＋R2 ＝＋ 分　配 內(nèi) 容 電壓分配：串聯(lián)電路中，各電 阻兩端的電壓與其電阻成正比。 電流分配：并聯(lián)電路中各部 分電路中的電流與電阻成反比。 公 式 U1∶U2∶U總＝R1∶R2∶R總 I1∶I2∶I總＝∶∶ （四）簡單電路的設計： 設計簡單電路的步驟和注意事項： （1）明確目的要求（為了解決什么問題而設計電路）。 （2）根據(jù)目的要求和所給條件設計電路。 （3）運用學過的知識，對設計的電路進行論證，說明這個電路能否解決問題。 （4）擬定實驗步驟，進行實驗驗證。 　　上述內(nèi)容可概括為十六字口訣：“明確目的，設計電路，理論推導，實驗驗證”。 （五）重、難點解析： 1. 串、并聯(lián)電路中的總電流、總電壓和總電阻的含義： 以串聯(lián)電路為例，在下圖a是兩個導體串聯(lián)起來的電路，如果把導體R1、R2看成一個整體，圖a就變成圖b。因此，串、并聯(lián)電路的總電流、總電壓、總電阻中的“總”都是電路的一種“總代替”（或等效代替）的意思。 　　　 2. 電壓表在電路中相當于開路，電流表在電路中相當于短路： 如下圖所示，電壓表串聯(lián)在電路中，由于電壓表的電阻很大，對于一定電壓的電源來說，電路中的電流就會很小，小到電路中的用電器沒有反映。電路中串入電燈時，電燈不發(fā)光，電路中串聯(lián)一個電流表，電流表也不偏轉(zhuǎn)?？梢?，電路已形成“開路”。由于電壓表的電阻很大，而電流表的電阻很小，RV＞R＞RA，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，電源電壓幾乎全部加在電壓表兩端，因此電壓表的示數(shù)幾乎等于電源的電壓。 同理，當電流表與某一用電器并聯(lián)時，由于電流表的電阻很小，根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理，此時電流幾乎全部通過電流表，而不再通過與其并聯(lián)的用電器，此時，該用電器就被局部短路（又叫短接）。 3. 綜合實踐活動：設計和制作一個模擬的調(diào)光電燈。 在本章的最后一個單元安排了一個綜合實踐活動，要求利用所給器材或你自己所能找到的其它合適的器材，制作一個模擬的調(diào)光電燈。在進行設計時，應該從以下幾個方面考慮設計方案： （1）根據(jù)設計要求，畫出滿足要求的電路圖。 （2）怎樣調(diào)節(jié)電路中的電流大小？選用什么樣的材料做變阻器？ （3）怎樣確保電路的安全？ （4）電路中的器件應選用什么樣的規(guī)格？ 由于課本中所給的電源電壓大于9V，而小燈泡的額定電壓只有2.5V，所以設計電路時，在滿足調(diào)節(jié)電燈亮度的同時，要注意保護電燈，即電燈兩端的電壓不能超出2.5V，參考電路如下圖。 單從調(diào)節(jié)的角度出發(fā)，只需要有滑動變阻器和燈泡串聯(lián)即可，但是為了保護電燈泡不至于被損壞，應在其中增加串聯(lián)一個定值電阻R0，當滑動變阻器的電阻調(diào)節(jié)到零時，它起保護作用，使燈泡兩端的電壓不會超出2.5V。根據(jù)歐姆定律計算可計算得知： R0＝RL＝2.6RL。 所以在此之前，應先利用伏安法測出燈泡的正常發(fā)光時的燈絲電阻，以及各種鉛筆的電阻值，然后選擇適當?shù)亩ㄖ惦娮韬豌U筆，鉛筆的電阻應選取約等于R0和RL之和，即當滑動變阻器R的電阻最大時，電路中的電流是燈泡正常發(fā)光時的，當滑動變阻器的電阻為0時，燈泡正常發(fā)光，這樣才能較好地調(diào)節(jié)燈泡的亮度，又不損壞燈泡。 【典型例題】 [例1] 如圖所示的電路，當滑動變阻器滑片P向右移動時，電壓表的示數(shù)＿＿，電壓表1的示數(shù)＿＿＿，電壓表2的示數(shù)＿＿＿，電流表的示數(shù)＿＿＿（填“變大”、“變小”或“不變”）。 分析：這類由滑動變阻器移動或由某些開關閉合、斷開而引起的電流表、電壓表示數(shù)發(fā)生改變的題目的類型，是電學中常見的類型之一，在分析電路中各物理量變化時，若題目不加說明，可以認為電源電壓不變，電流表電阻為零，電壓表電阻很大（可視為開路），定值電阻阻值不變，導線中電阻為零。 分析此類題目的一般步驟是： （1）判斷電路的連接方式。 （2）分析各電流表、電壓表的作用。 （3）分析滑動變阻器滑片移動或開關的閉合、斷開引起電路中總電阻的變化。 （4）根據(jù)歐姆定律分析電路。電路中總電阻的變化引起總電流的變化，即電路中測總電流的電流表示數(shù)變化。 （5）根據(jù)歐姆定律分析定值電阻兩端電壓的變化情況。 （6）根據(jù)串聯(lián)電路中的電壓關系分析滑動變阻器兩端電壓變化。 上圖電路中，定值電阻R1與滑動變阻器R2組成串聯(lián)電路，電壓表測電源電壓U，電壓表1測R1兩端電壓U1，電壓表2測滑動變阻器R2兩端電壓U2，電流表測電路中的電流I，當滑片P向右移動過程中，其電阻R2變大，電路中的總電阻R＝R1＋R2必隨之變大，而電路兩端總電壓不變（即電壓表示數(shù)不變）。根據(jù)歐姆定律I＝可知，電路中的電流變小，即電流表的示數(shù)變小，又因為電阻R1是定值電阻，U1＝IR1，所以不難分析R1不變，I減小，U1也隨之減小，即電壓表1的示數(shù)變小。又根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關系，U2＝U－U1可分析：U不變，U1減小，U2增大，即電壓表2的示數(shù)增大。（分析U2不能用歐姆定律公式變形U2＝IR2判斷，因為I減小，R2增大，則U2無法確定） 解答：不變，變小，變大，變小。 [例2] 如圖所示電路中，電源電壓是12V且保持不變，R1＝R3＝4Ω，R2＝6歐，試求： （1）當開關S1、S2斷開時，電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？ （2）當開關S1、S2均閉合時，電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？ 分析：當開關S1、S2均斷開時，R1未接入電路，R2和R3串聯(lián)在電源上，此時電壓表測量的是R2兩端的電壓U2，其等效電路如圖a所示；當開關S1、S2均閉合時，R3被S2短路，R1和R2并聯(lián)在電源上，此時電壓表測量的是電源電壓，電流表測量的是干路中的電流，其等效電路如圖b所示。 解答這類題目的關鍵是： （1）先根據(jù)不同條件下的開關閉合、斷開的狀態(tài)，分析電路的連接情況，并畫出相應的等效電路圖。 （2）根據(jù)對應的等效電路圖，應用歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點以及題目的已知條件分別進行計算。 求解：（1）當S1、S2都斷開時，R2和R3串聯(lián)在電源上，原電路圖可變?yōu)閳Da所示，此時 R總＝R2＋R3＝6Ω＋4Ω＝10Ω。 I＝＝＝1.2A.　即電流表的示數(shù)為1.2A。 U2＝I總R2＝1.2A6Ω＝7.2V.即電壓表的示數(shù)為7.2V。 （2）當開關S1、S2均閉合時，R1和R2并聯(lián)在電源上，原電路圖可變?yōu)閳Db所示，此時U1/＝U2/＝U＝12V，即電壓表的示數(shù)為12V。 電路中的總電阻為R總/＝＝＝2.4Ω。 ∴I/＝＝＝5A。即電流表的示數(shù)為5A。 [例3] 如圖所示電路中，當開關S分別與a、b接觸時，電流表的示數(shù)之比為5∶4，已知R2＝6Ω，設電源電壓保持不變，求電阻R1的阻值是多少？ 分析：在有兩種或幾種狀態(tài)的電路計算中，單靠其中任一種電路狀態(tài)都不能求出未知量，需要用聯(lián)立方程組的方法求解，這類題的一般解題思路和方法是： （1）根據(jù)歐姆定律，利用兩種電路狀態(tài)中的不變量（電源電壓不變，即電路兩端總電壓不變，定值電阻不變）列方程組，這也是各種題目中的基本方程。 （2）利用電路中的等量關系或比例關系列方程組，這種等量關系要結合題目給出的已知條件，這是為解題而補充的方程。 （3）在列方程組時，雖然電路變化，但不變量及相等量盡量符號一致，這樣可以減少方程數(shù)。 求解：當開關S與a接觸時，電阻R2被斷路，R1直接接在電源上，此時， U＝IR1，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……① 當開關S與b接觸時，電阻R1與R2串聯(lián)接在電源上，此時， U＝I/(R1+R2)＝I/（R1＋6Ω）　　　　　　　　　　　　　　　　　　……② 且＝，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……③ 將①②③聯(lián)立，解得R1＝24Ω。 8 / 8