歐姆定律的來源篇1
關鍵詞:高中物理;閉合電路;歐姆定律;難點教學
雖然高中生的抽象思維能力較之初中生而言要強一些,但是由于閉合電路的歐姆定律的相關知識較為抽象,學生理解起來仍然存在很大的難度。因而,在進行這一定律的教學時,教師應立足于學生的知識結構及能力水平,采用多種教學方法幫助學生切實掌握相關知識,尤其將之與之前所學的歐姆定律的知識區(qū)別開來,避免混淆。那么,在高中閉合電路的歐姆定律教學中,教師如何具體完成這一難點的教學呢?
一、巧妙導入,激發(fā)興趣
在進行這一定律的教學時,教師首先要通過有效的導入來充分激發(fā)學生的學習興趣,從而順利將學生引入新知識的學習中。
針對于此,教師可以通過一個小實驗來進行導入。教師先準備好幾節(jié)日常生活中常用的不同型號的干電池及蓄電池,然后在干電池上標明1.5V,蓄電池上標明2.0V,然后準備15V的電源及一個小電筒燈泡,然后進行實驗:先將小燈泡接到2V的蓄電池上,學生觀察到小燈泡發(fā)出很亮的光。之后讓學生猜想,如果將小燈泡接到15V的電源上,會發(fā)生什么情況?結合生活經(jīng)驗,學生們通常會以為小燈泡會被燒壞。接著教師就進行這一實驗,卻發(fā)現(xiàn)小燈泡安然無恙,而且發(fā)出光的亮度反而比之前2V的還要暗。這就有效地激起了學生的求知欲,為什么會這樣呢?教師就可以順利導入新課的學習——閉合電路的歐姆定律。這樣,學生必定興趣大增,積極投入之后的教學中,為這一難點的教學奠定了良好的基礎。
二、借助實驗,突破難點
上文說到,這一內容的知識較為抽象,因而在教學中教師如果單靠講解的話,學生理解起來難度較大,因而筆者認為教師可以借助實驗進行相關知識的講解,讓學生通過實驗獲得知識,從而有效地突破這一教學難點。
首先,教師可以通過讓學生觀察實驗電路來確切了解閉合電路以及分電路、內電路、外電路等知識,并且掌握電源的外部電流流向及內部電流流向,從而為之后的學習掃除一定的障礙。之后組織學生進行仿真實驗,并在實驗過程中通過記錄改變電阻值、
閉合開關后電動勢、電流以及電阻的關系,認真分析后,獲得閉合電路的歐姆定律。
三、積極拓展,學以致用
在學生對相關知識有了一定的掌握后,教師可以進行及時的知識拓展,幫助學生更深地理解并掌握這一定律,從而達到學以致用的目的。比如,讓學生結合所學知識討論兩種較為特殊的情況(短路及斷路)并進行解決:如,教師應讓學生明確如果發(fā)生短路現(xiàn)象,常會導致電源被燒壞甚至引起火災,因而為了避免這一問題,可以安裝保險絲等。通過這種方式,有效地拓展了知識,培養(yǎng)了學生學以致用的能力。
當然,對于閉合電路的歐姆定律這一難點的教學,自然不止這一方法,并且難點是相對的。因而在具體教學中,教師要立足于學生實際進行教學,這樣方能有效突破難點,最終幫助學生掌握相關知識并能靈活運用。
參考文獻:
[1]孫殿喬.閉合電路歐姆定律的教學難點突破[J].新課程學習:中,2010(8).
[2]呵泓.閉合電路的歐姆定律教學難點的分析與突破[J].物理通報,2000(5).
[3]陳海斌,許開剛.閉合電路歐姆定律的應用探討[J].中學物理,2008(10).
歐姆定律的來源篇2
1、歐姆定律是指在同一電路中,通過某段導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。該定律是由德國物理學家喬治·西蒙·歐姆1826年4月發(fā)表的《金屬導電定律的測定》論文提出的。
2、隨研究電路工作的進展,人們逐漸認識到歐姆定律的重要性,歐姆本人的聲譽也大大提高。為了紀念歐姆對電磁學的貢獻,物理學界將電阻的單位命名為歐姆,以符號Ω表示。
3、歐姆定律成立時,以導體兩端電壓為橫坐標,導體中的電流I為縱坐標,所做出的曲線,稱為伏安特性曲線。這是一條通過坐標原點的直線,它的斜率為電阻的倒數(shù)。具有這種性質的電器元件叫線性元件,其電阻叫線性電阻或歐姆電阻。
(來源:文章屋網(wǎng) )
歐姆定律的來源篇3
例1 (2015年武漢四月調研)某實驗小組用下列器材設計了如圖1所示的歐姆表電路,通過調控電鍵S和調節(jié)電阻箱,可使歐姆表具有“×1”、“×10”兩種倍率( ).
A.干電池:電動勢E=1.5 V,內阻r=0.5Ω
B.電流表mA:滿偏電流Ig=1mA,內阻Rg=150Ω
C.定值電阻R1=1200Ω
D.電阻箱R2:最大阻值999.99Ω
E.電阻箱R3:最大阻值999.99Ω
F.電阻箱R4:最大阻值9999Ω
G.電鍵一個,紅、黑表筆各1支,導線若干
圖1 圖2(1)該實驗小組按圖1正確連接好電路.當電鍵S斷開時,將紅、黑表筆短接,調節(jié)電阻箱R2,使電流表達到滿偏電流,此時閉合電路的總電阻叫做歐姆表的內阻R內,則R內=
Ω,歐姆表的倍率是
(選填“×1”、“×10”).
(2)閉合電鍵S: 第一步:調節(jié)電阻箱R2和R3,當R2=
Ω且R3=
Ω時,再將紅、黑表筆短接,電流表再次達到滿偏電流. 第二步:在紅、黑表筆間接入電阻箱R4,調節(jié)R4,當電流表指針指向圖2所示的位置時,對應的歐姆表的刻度值為
Ω.
這是一道2015年湖北省武漢市四月調研考試試題,主要考查了歐姆表的內部結構、換擋原理、中值電阻、閉合電路歐姆定律等知識點.是一道綜合性強,命題立意較高,難度較大,能很好考查學生綜合能力的好題.從考后試卷分析發(fā)現(xiàn)學生得分率比較低,很多學生束手無策,主要原因是學生對歐姆表內部電路結構和換擋原理沒有弄清楚,不會靈活運用中值電阻.
解析 (1)由閉合電路歐姆定律可知:內阻R內=EIg=1.50.001Ω=1500Ω,故中值電阻應為1500Ω.根據(jù)多用電表的換擋原理,倍率越高中值電阻(內阻)越大,表盤上只有兩種檔位,根據(jù)電路結構可知歐姆表倍率應為“×10”.(2)為了得到“×1”倍率,應將S閉合,指針滿偏時對應的電阻為150Ω,電流I1=1.5150A=0.01A,此時表頭中電流應為0.001A;則與之并聯(lián)電阻R3電流應為I2=0.01-0.001=0.009A,并聯(lián)電阻R3=0.001×(150+1200)0.009Ω=150Ω,R2+r=1.5-1.350.01Ω=15Ω,故R2=15-0.5=14.5Ω.
如圖所示電流為I=0.75mA,“×1”倍率滿偏時對應的電阻為R內=150Ω,由閉合電路歐姆定律:
E=150×(1+150+1200150)×10-3,
E=(150+Rx)×(0.75+
0.75×(150+1200)150)×10-3
聯(lián)立得電流為0.75mA時歐姆表的刻度值應為Rx=50Ω.
圖3
二、理論分析
歐姆表是由電流表表頭、直流電源、電位器和紅、黑表筆串聯(lián)而成,如圖3所示,虛線框內是歐姆表的內部結構的原理圖.
當紅、黑表筆短接時,相當于被測電阻Rx=0,調節(jié)R的值,使電流表的指針達到滿偏,此時有Ig=ER+Rg+r,所以電流表的滿偏刻度處被定為電阻擋的零點.
當紅、黑表筆斷開時,相當于被測電阻Rx=∞,此時電流表的電流為零,所以電流表零刻度的位置是電阻擋刻度的“∞”位置.
當紅、黑表筆間接入某一電阻Rx時,通過電流表的電流I=ER+Rg+r+Rx,將上兩式相除得:IIg=R+Rg+rR+Rg+r+Rx,解得Rx=(R+Rg+r)(IIg-1),式中IIg這個數(shù)值具有重要意義,就是每一個IIg數(shù)值與表針的位置一一對應,也與每一個Rx一一對應.
由上式可知,中值電阻R中=R+Rg+r=EIg唯一地決定了歐姆表的刻度,中值電阻越大,可以準確測量的范圍越大,要改變歐姆表的測量范圍,實現(xiàn)歐姆表的不同倍率,只需改變中值電阻即可,通過改變中值電阻的大小來實現(xiàn)準確測量范圍的縮放.
要改變中值電阻有兩種途徑:一是電路中的最大電流Ig值不變而改變電源電動勢,但這種方法改變的范圍有限,而且生產上千伏的直流電源在技術上是非常困難,成本也很高.二是電源電動勢不變而改變電路中的最大電流Ig值,通過在電流表表頭上并聯(lián)多個電阻,即把電流表表頭改裝成不同量程的電流表,再加一個選擇開關即可實現(xiàn)不同的倍率.
三、實戰(zhàn)演練
例2 某同學用以下器材接成如圖4所示的電路,并將原微安表盤改畫成如圖5所示,成功地改裝了一個簡易的“R×1k”的歐姆表,使用中發(fā)現(xiàn)這個歐姆表用來測量阻值在10kΩ~20kΩ范圍內的電阻時精確度令人滿意,表盤上數(shù)字“15”為原微安表盤滿偏電流一半處.所供器材如下:
A.Ig=100μA的微安表一個
B.電動勢E=1.5V,電阻可忽略不計的電池
C.阻值調至14kΩ電阻箱R一個
D.紅、黑測試表棒和導線若干
(1)原微安表的內阻Rg=
Ω.
圖4 圖5(2)在圖4電路的基礎上,不換微安表和電池,圖5的刻度也不改變,僅增加1個元件,就能改裝成“R×1”的歐姆表.要增加的元件是
(填器件名稱),規(guī)格為
.(保留兩位有效數(shù)字)
(3)畫出改裝成“R×1”的歐姆表后的電路圖.
解析 (1)根據(jù)“使用中發(fā)現(xiàn)這個歐姆表用來測量阻值在10kΩ-20kΩ范圍內的電阻時精確度令人滿意”,說明在測阻值在10kΩ-20kΩ的電阻時歐姆表的指針在刻度盤的中間附近,由此可結合刻度盤確定此表的中值電阻,即表內總電阻約為R總=15kΩ,相當于歐姆表選擇量程于×1k擋.當表筆短接時,電流滿偏,根據(jù)歐姆定律有:Ig=ER+Rg,代入E、R、Ig的值,解得Rg=1kΩ.
(2)要把原表改裝成“R×1”的歐姆表,就要減少歐姆表的內阻,在電動勢不變的情況下,只有擴大表頭量程,依題意,顯然只有并聯(lián)一個小電阻R′才能使表內總電阻等于中值電阻R并=15Ω.根據(jù)R并=R′(R+Rg)R′+R+Rg,代入R以及Rg的數(shù)值可計算可得R′≈15Ω.
圖6
(3)畫出改裝成“R×1”的歐姆表后的電路圖如圖6所示.
點評 歐姆表由小倍率擋向大倍率擋轉換時,需要增大歐姆表的總電阻,即要增加中值電阻,但改變中值電阻不是通過串聯(lián)更大電阻來實現(xiàn).因為如果串聯(lián)更大電阻R0,根據(jù)Ig=ER+Rg+r+R0可知,通過歐姆調零后,要減少調零電阻R的阻值,使得整個電路的總電阻沒有發(fā)生變化,實質上是串聯(lián)電阻方式起不到改變量程的作用,只有通過改變電路結構,減小表頭量程.歐姆表由大倍率擋向小倍率擋轉換時,需要減小歐姆表的總電阻,所以只有通過變換并聯(lián)電阻來實現(xiàn)的,相當于擴大表頭量程,并聯(lián)電阻后,內阻減小,歐姆表的量程也就變以小,并聯(lián)的電阻越小,內電阻越小,歐姆表的量程也就越小.
變式練習 將滿偏電流為50μA、內阻為800Ω~850Ω的小量程電流表G改裝成兩種倍率(如“×1”、“×10”)的歐姆表.現(xiàn)有兩種備選電路,如圖7和圖8所示,則圖
(選填“7”或“8”)為合理電路;另一種電路不合理的原因是
,在合理的電路中,當開關S合向端,這時的歐姆表是較大的倍率擋. 圖7 圖8答案:因為圖7所示不能改變電流表的量程,即不可能實現(xiàn)多倍率,如圖8所示中S接d端為歐姆表的較大倍率擋.
歐姆定律的來源篇4
同學們在學習了利用歐姆定律測量未知電阻后,老師引導同學們思考:可不可以制作一個直接測量電阻大小的儀器呢?學校物理小組同學經(jīng)過與老師的交流,成功地制作了一個電阻測量儀。下面是制作流程,同學們不妨跟他們學習一下,也試著做一個。
1.所用器材:電源(電池組)、定值電阻R0、電流表、開關及導線若干。
2.電路圖
3.實驗原理:通過電流表示數(shù)的變化反映A、B間連入的電阻的變化,并在電流表的表盤標出對應的阻值即可。
4.調試過程:
(1)確定:“0Ω”位置:當A、B兩點直接相連時,電路中的總電阻是R0,電源電壓設為U,由歐姆定律I=U/R得,電流表的示數(shù)為U/R0,此時U/R0就是“0Ω”處,在電流表上的此處標上:“0”
(2)當A、B兩點間連入某一阻值為R1的電阻時,電流表的讀數(shù)為I1,在電流為I1處標上阻值R1。更換多種阻值的電阻進行多次實驗,在電流表上標出多處電阻值。
(3)當A、B兩點間連入某一阻值為Rx的電阻時,電流I=U/(R0+Rx),此時Rx=U/I-R0,由此可知,電流與待測電阻不成正比,則標出的阻值刻度應該是不均勻的,而且待測電阻隨著指針的右偏(電流變大)而減小,即電流越小待測電阻越大,最后形成了如右圖所示的表盤。
現(xiàn)在你知道怎樣制作電阻測量儀了吧!盡管物理小組同學做出的電阻測量儀可能不夠精確,但是可以粗略地測量一些電阻的大小。而且,物理小組同學的想法很好,他們的這種創(chuàng)新思維及勤于動手的好習慣值得我們去學習哦!
中考鏈接:
1.(2003·天津)某??萍夹〗M自制一臺可以測量電阻阻值的歐姆表,如圖所示,歐姆表電路由一只靈敏電流表G,定值電阻R0,滑動變阻器和干電池(設電壓不變)組成。使用時可把待測電阻接在A、B兩端。為了能直接從靈敏電流表表盤上讀出A、B端接入的電阻的阻值,需在表盤上重新標注A、B間所測的電阻的阻值數(shù)。當將A、B兩端直接連接在一起時,調節(jié)滑動變阻器使靈敏電流表指針偏轉到最大位置處(滿偏),已知此時靈敏電流表內阻、滑動變阻器的有效值和定值電阻R0的總阻值為15Ω。問:
(1)在該歐姆表指針滿偏的位置處,盤面應標注的示數(shù)是多少?
(2)當A、B間斷開時,該歐姆表指針所指的位置處,盤面應標注的示數(shù)是多少?
(3)該歐姆表表盤正中間位置處應標注的示數(shù)是多少?簡要說明為什么?
(4)該歐姆表表盤上的刻度值是否均勻?請從電路原理上說明理由。
根據(jù)以上制作流程及分析得到解題過程如下:
解:(1)當AB直接連在一起時,AB間所接電阻為零,所以滿偏位置處盤面應標注的示數(shù)為零。
(2)當AB斷開時,AB間電阻無窮大,示數(shù)最?。阄恢茫?,此位置應標電阻值(無窮大)。
(3)表盤正中間的位置應標注示數(shù)是15Ω。
因為指針指在表盤中間位置時,電流表中的電流是指針滿偏時的一半,由歐姆定律I=U/R
可知,當U不變時,電流減半,所以此時電路中的總電阻應是滿偏時電阻的2倍,而原來的總電阻是15Ω,故這時AB間連入的電阻也是15Ω。
(4)表盤上的刻度值是不均勻的。
理由:設電流表內阻、滑動變阻器的有效值和定值電阻R0的總阻值為R總(15Ω),設接入的待測電阻為Rx;由電流表表盤刻度均勻可知:電流表指針偏轉角度與通過的電流成正比;若電流I與待測電阻Rx也成正比,則歐姆表的刻度也應該是均勻的.但是根據(jù)電路有:I=U/(R0+RX)得到Rx=U/I-R0,可見Rx與I不成正比,所以歐姆表刻度不均勻。
2.(2010年浙江省紹興市)某科技創(chuàng)新小組制作了一個直接測量電阻阻值的儀器,稱之為歐姆表。連接的電路如圖,制作步驟如下:
(1)在A與B之間連接導線,調節(jié)滑動變阻器R1,使電流表示數(shù)為0.6A(即滿量程),把電流表的“0.6A”刻度線標為“0Ω”;
(2)保持滑動變阻器R1不變,當在AB之間接一阻值為80Ω電阻時,電流表示數(shù)為0.3A。此時滑動變阻器R1的有效阻值為Ω,把“80Ω”數(shù)值標在電流表刻度“0.3A”處;
(3)據(jù)此原理,通過計算可把電流表刻度改為相應的電阻值,則在電流表刻度為“0.4A”處應標的電阻值是Ω;
(4)用此歐姆表能直接測量接入AB問導體的電阻阻值。
請寫出按此方法制成的歐姆表刻度與電流表刻度的兩處不同點:
根據(jù)以上制作流程及分析得到解題過程如下
解:(2)設電源電壓是U,
由歐姆定律得:I1=U/R1
即:0.6A=U/R1①,
I2=U/(R1+R)
即:0.3A=U/(R1+80Ω)②,
由①②解得:U=48V,R1=80Ω.
(3)當電流I3=0.4A時,
I3=U/(R1+R′)=48V/(80Ω+R′)=0.4A,
解得:R′=40Ω;
(4)①由題意知,歐姆表的零刻度線在最右端,而電流表零刻度線在最左端;
流過歐姆表的電流I=U/(R1+R)
則R=U/I-R1,
②由此可見:R與I不成正比,歐姆表刻度線不均勻。
故答案為:(2)80;
(3)40;
(4)歐姆表零刻度線在右端;歐姆表刻度線不均勻。
歐姆定律的來源篇5
表2填0.15安和15歐。根據(jù):在電壓不變的情況下,導體中的電流跟導體的電阻成反比。
2.進行新課
(1)歐姆定律
由實驗我們已知道了在電阻一定時,導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,在電壓不變的情況下,導體中的電流跟導體的電阻成反比。把以上實驗結果綜合起來得出結論,即歐姆定律。
板書:〈第二節(jié)歐姆定律
1.內容:導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比?!?span style="display:none">Avo萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
歐姆定律是德國物理學家歐姆在19世紀初期(1827年)經(jīng)過大量實驗得出的一條關于電路的重要定律。
歐姆定律的公式:如果用U表示加在導體兩端的電壓,R表示這段導體的電阻,I表示這段導體中的電流,那么,歐姆定律可以寫成如下公式:
I=U/R。
公式中I、U、R的單位分別是安、伏和歐。
公式的物理意義:當導體的電阻R一定時,導體兩端的電壓增加幾倍,通過這段導體的電流就增加幾倍。這反映導體的電阻一定時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比例關系(I∝U)。當電壓一定時,導體的電阻增加到原來的幾倍,則導體中的電流就減小為原來的幾分之一。反映了電壓一定時,導體中的電流跟導體的電阻成反比例的關系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表達了歐姆定律的內容。
板書:<2.公式:I=U/R
I-電流(安)U-電壓(伏)R-電阻(歐)>
有關歐姆定律的幾點說明:
①歐姆定律中的電流、電壓和電阻這三個量是對同一段導體而言的。
②對于一段電路,只要知道I、U和R三個物理量中的兩個,就可以應用歐姆定律求出另一個。
③使用公式進行計算時,各物理量要用所要求的單位。
(2)應用歐姆定律計算有關電流、電壓和電阻的簡單問題。
例題1:課本中的例題1。(使用投影片)
學生讀題,根據(jù)題意教師板演,畫好電路圖(如課本中的圖8-2)。說明某導體兩端所加電壓的圖示法。在圖上標明已知量的符號、數(shù)值和未知量的符號。
解題過程要求寫好已知、求、解和答。解題過程寫出根據(jù)公式,然后代入數(shù)值,要有單位,最后得出結果。
板書:〈例題1:
已知:R=807歐,U=220伏。
求:I。
解:根據(jù)歐姆定律
I=U/R=220伏/807歐=0.27安。
答:通過這盞電燈的電流約為0.27安?!?span style="display:none">Avo萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
例題2:課本中例題2。(使用投影片)
板書:〈例題2〉
要求學生在筆記本上按例題1的要求解答。由一位同學到黑板上進行板演。
學生板演完畢,組織全體學生討論、分析正誤。教師小結。
①電路圖及解題過程是否符合規(guī)范要求。
②答題敘述要完整。本題答:要使小燈泡正常發(fā)光,在它兩端應加2.8伏的電壓。
③解釋U=IR的意義:導體兩端的電壓在數(shù)值上等于通過導體的電流跟導體電阻的乘積。不能認為"電壓跟電流成正比,跟電阻成反比。"因為這樣表述顛倒了因果關系也不符合物理事實。
例題3:課本中的例題3。(使用投影片)
板書:〈例題3〉
解題方法同例題2。學生板演完畢,組織學生討論、分析正誤。教師小結。
①解釋R=U/I的物理意義:對同一段導體來說,由于導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,所以i的比值是一定的。對于不同的導體,其比值一般不同。U和I的比值反映了導體電阻的大小。導體的電阻是導體本身的一種性質,它的大小決定于材料、長度和橫截面積,還跟溫度有關。不能認為R=U/I表示導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比,跟導體中的電流成反比。由于電阻是導體本身的一種性質,所以某導體兩端的電壓是零時,導體中的電流也等于零,而這個導體的電阻值是不變的。
②通過例題3的解答,介紹用伏安法測電阻的原理和方法。
板書:(書寫于例題3解后)
〈用電壓表和電流表測電阻的方法叫做伏安法。〉
3.小結
(1)簡述歐姆定律的內容、公式及公式中各物理量的單位。
什么叫伏安法測電阻?原理是什么?
(2)討論:通過課本中本節(jié)的"想想議議",使學生知道:
①電流表的電阻很小(有的只有零點幾歐),因此實驗中絕對不允許直接把電流表按到電源的兩極上。否則,通過電流表的電流過大,有燒毀電流表的危險。
②電壓表的電阻很大(約幾千歐),把電壓表直接連在電源的兩極上測電壓時,由于通過電壓表的電流很小,一般不會燒毀電壓表。
4.布置作業(yè)
課本本節(jié)后的練習1、4。
(四)說明:通過例題,要領會培養(yǎng)學生在審題基礎上畫好電路圖,按規(guī)范化要求解題。
第四節(jié)電阻的串聯(lián)
(一)教學目的
1.通過實驗和推導使學生理解串聯(lián)電路的等效電阻和計算公式。
2.復習鞏固串聯(lián)電路電流和電壓的特點。
3.會利用串聯(lián)電路特點的知識,解答和計算簡單的電路問題。
(二)教具
學生實驗:每組配備干電池三節(jié),電流表、電壓表、滑動變阻器和開關各一只,定值電阻(2歐、4歐、5歐各一只)三個,導線若干。
(三)教學過程
1.引入新課
(1)閱讀本節(jié)課文前的問號中提出的問題,由此引出本節(jié)學習的內容。
板書:〈第四節(jié)電阻的串聯(lián)〉
(2)問:什么叫串聯(lián)電路?畫出兩個定值電阻串聯(lián)的電路圖。(同學回答略,板演電路圖參見課本圖8-7)
(3)問:串聯(lián)電路電流的特點是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結,在板演電路圖上標出I1、I2和I。
板書:〈1.串聯(lián)電路中各處的電流相等。I1=I2=I。〉
(4)問:串聯(lián)電路的總電壓(U)與分電壓(U1、U2)的關系是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結,在板演電路圖上標出U1、U2和U。
板書:〈2.串聯(lián)電路兩端的電壓等于各部分電路兩端電壓之和。U=U1+U2?!?span style="display:none">Avo萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
(5)幾個已知阻值的電阻串聯(lián)后,總電阻和各電阻之間有什么關系?這是本節(jié)課學習的主要內容。
2.進行新課
(1)實驗:測R1和R2(R3)串聯(lián)的總電阻。
問:實驗的方法和原理是什么?
答:用伏安法測電阻。只要用電壓表測出R1和R2串聯(lián)電阻兩端的總電壓放用電流表測出通過串聯(lián)電阻的電流,就可以根據(jù)歐姆定律逄出R1和R2串聯(lián)后的總電阻。
要求學生設計一個測兩個定值電阻(R1=2歐、R2=4歐)串聯(lián)總電阻的實驗電路。如課本圖8-5所示。
進行實驗:
①按伏安法測電阻的要求進行實驗。
②測出R1(2歐)和R2(4歐)串聯(lián)后的總電阻R。
③將R1和R3串聯(lián),測出串聯(lián)后的總電阻R′。將實驗結果填在課文中的結論處。
討論實驗數(shù)據(jù),得出:R=R1+R2,R′=R1+R3。實驗表明:串聯(lián)電路的總電阻,等于各串聯(lián)電阻之和。
(2)理論推導串聯(lián)電路總電阻計算公式。
上述實驗結論也可以利用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點,從理論上推導得出。
結合R1、R2的串聯(lián)電路圖(課本圖8-6)講解。
板書:〈設:串聯(lián)電阻的阻值為R1、R2,串聯(lián)后的總電阻為R。
由于U=U1+U2,
因此IR=I1R1+I2R2,
因為串聯(lián)電路中各處電流相等,I=I1=I2
所以R=R1+R2?!?span style="display:none">Avo萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
請學生敘述R=R1+R2的物理意義。
解答本節(jié)課文前問號中提出的問題。
指出:把幾個導體串聯(lián)起來,相當于增加了導體的長度,所以總電阻比任何一個導體的電阻都大,總電阻也叫串聯(lián)電路的等效電阻。
板書:〈3.串聯(lián)電路的總電阻,等于各串聯(lián)電阻之和。R=R1+R2?!?span style="display:none">Avo萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
口頭練習:
①把20歐的電阻R1和15歐的電阻R2串聯(lián)起來,串聯(lián)后的總電阻R是多大?(答:35歐)
②兩只電阻串聯(lián)后的總電阻是1千歐,已知其中一只電阻阻值是700歐,另一只電阻是多少歐?(答:300歐。)
(3)練習
例題1:
出示課本中的例題1投影幻燈片(或小黑板)。學生讀題并根據(jù)題意畫出電路圖(如課本圖8-7)。標出已知量的符號和數(shù)值以及未知量的符號。請一名學生板演,教師講評。
討論解題思路,鼓勵學生積極回答。
小結:注意審題,弄清已知和所求。明確電路特點,利用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點求解。本題R1、R2串聯(lián),所以I=I1=I2。因U1、U2不知,故不能求出I1或I2。但串聯(lián)電路的總電壓知道,總電阻R可由R1+R2求出,根據(jù)歐姆定律I=U/R可求出電流I。
板書:〈例題1:
已知:U=6伏,R1=5歐,R2=15歐。
求:I。
解:R1和R2串聯(lián),
R=R1+R2=5歐+15歐=20歐。
電路中電流:I=U/R=6伏/20歐≈0.3安。
答:這個串聯(lián)電路中的電流是0.3安?!?span style="display:none">Avo萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
例題2:
出示課本中例題2的投影片,學生讀題,畫電路圖(要求同例題1)。
討論解題思路,鼓勵學生積極參與。
①問:此題中要使小燈泡正常發(fā)光,串聯(lián)一個適當電阻的意義是什么?
答:小燈泡正常發(fā)光的電壓是2.5伏,如果將其直接連到6伏的電源上,小燈泡中電流過大,燈絲將被燒毀。給小燈泡串聯(lián)一個適當電阻R2,由于串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路電壓之和,即U=U1+U2。串聯(lián)的電阻R2可分去一部分電壓。R2阻值只要選取合適,就可使小燈泡兩端的電壓為2.5伏,正常發(fā)光。
②串聯(lián)的電阻R2,其阻值如何計算?
教師引導,學生敘述,分步板書(參見課本例題2的解)。
本題另解:
板書:〈R1和R2串聯(lián),由于:I1=I2,
所以根據(jù)歐姆定律得:U1/R1=U2/R2,
整理為U1/U2=R1/R2。〉
3.小結
串聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的特點。
4.布置作業(yè)
本節(jié)后的練習:1、2、3。
(四)說明
1.本節(jié)測串聯(lián)電路總電阻的實驗,由于學生已學習了伏安法測電阻的知識,一般掌握較好,故實驗前有關要求的敘述可從簡。但在實驗中教師要加強巡回指導。
2.從實驗測出串聯(lián)電阻的總電阻和運用歐姆定律推導出的結果一致。在此應強調實踐和理論的統(tǒng)一。在推導串聯(lián)電阻總電阻公式時,應注意培養(yǎng)學生的分析、推理能力。
3.解答簡單的串聯(lián)電路計算問題時要著重在解題思路及良好的解題習慣的培養(yǎng)上下功夫。
第五節(jié)電阻的并聯(lián)
(一)教學目的
1.使學生知道幾個電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個電阻的阻值都小。
2.復習鞏固并聯(lián)電路電流、電壓的特點。
3.會利用并聯(lián)電路的特點,解答和計算簡單的電路問題。
(二)教具
每組配備干電池二節(jié),電壓表、電流表、滑動變阻器和開關各一只,定值電阻2只(5歐和10歐各一只),導線若干條。
(三)教學過程
1.復習
問:請你說出串聯(lián)電路電流、電壓和電阻的特點。(答略)
問:請解答課本本章習題中的第1題。
答:從課本第七章第一節(jié)末所列的數(shù)據(jù)表可以知道,在長短、粗細相等條件下,鎳鉻合金線的電阻比銅導線的電阻大;根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知,通過銅導線和鎳鉻合金中的電流一樣大;根據(jù)歐姆定律得U=IR,可得出鎳鉻合金導線兩端的電壓大于銅導線兩端的電壓。
問:請解本章習題中的第6題。(請一名學生板演,其他學生自做,然后教師講評。在講評中要引導學生在審題的基礎上畫好電路圖,按規(guī)范化要求求解。)
2.引入新課
(1)請學生閱讀本節(jié)課文前問號中所提出的問題,由此提出本節(jié)學習的內容。
板書:〈第五節(jié)電阻的并聯(lián)〉
(2)問:并聯(lián)電路中電流的特點是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結。
板書:〈1.并聯(lián)電路的總電流等于各支路中電流之和。即:I=I1+I2?!?span style="display:none">Avo萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
(4)問:并聯(lián)電路電壓的特點是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結。
板書:〈2.并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等?!?span style="display:none">Avo萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
(5)幾個已知阻值的電阻并聯(lián)后的總電阻跟各個電阻之間有什么關系呢?這就是本節(jié)將學習的知識。
3.進行新課
(1)實驗:
明確如何測R1=5歐和R2=10歐并聯(lián)后的總電阻,然后用伏安法測出R1、R2并聯(lián)后的總電阻R,并將這個阻值與R1、R2進行比較。
學生實驗,教師指導。實驗完畢,整理好儀器。
報告實驗結果,討論實驗結論:實驗表明,幾個電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個電阻都小。
板書:〈3.幾個電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個電阻都小?!?span style="display:none">Avo萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
問:10歐和1歐的兩個電阻并聯(lián)的電阻小于多少歐?(答:小于1歐。)
(2)推導并聯(lián)電路總電阻跟各并聯(lián)電阻的定量關系。(以下內容教師邊講邊板書)
板書:〈設:支路電阻分別是R1、R2;R1、R2并聯(lián)的總電阻是R。
根據(jù)歐姆定律:I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R,
由于:I=I1+I2,
因此:U/R=U1/R1+U2/R2。
又因為并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,即:U=U1=U2,
可得:1/R=1/R1+1/R2。
表明:并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù),等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。〉
練習:計算本節(jié)實驗中的兩個電阻(R1=5歐,R2=10歐)并聯(lián)后的總電阻。
學生演練,一名學生板演,教師講評,指出理論計算與實驗結果一致。
幾個電阻并聯(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,相當于增加了導體橫截面積。
(3)練習
例題1:請學生回答本節(jié)課文前問號中提出的問題。(回答略)
簡介:當n個相同阻值的電阻并聯(lián)時總電阻的計算式:R=R''''/n。例題1中:R′=10千歐,n=2,所以:R=10千歐/2=5千歐。
例題2.在圖8-1所示電路中,電源的電壓是36伏,燈泡L1的電阻是20歐,L2的電阻是60歐,求兩個燈泡同時工作時,電路的總電阻和干路里的電流。(出示投影幻燈片或小黑板)
學生讀題,討論此題解法,教師板書:
認請此題中燈泡L1和L2是并聯(lián)的。(解答電路問題,首先要認清電路的連接情況)。在電路圖中標明已知量的符號和數(shù)值以及未知量的符號。解題要寫出已知、求、解和答。
(過程略)
問:串聯(lián)電路有分壓作用,且U1/U2=R1/R2。在并聯(lián)電路,全國公務員共同天地中,干路中電流在分流點分成兩部分,電流的分配跟電阻的關系是什么?此題中,L1、L2中電流之比是多少?
答:(略)
板書:〈在并聯(lián)電路中,電流的分配跟電阻成反比,即:I1/I2=R2/R1?!?span style="display:none">Avo萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
4.小結
并聯(lián)電跟中電流、電壓、電阻的特點。
幾個電阻并聯(lián)起來,總電阻比任何一個電阻都小。
5.布置作業(yè)
課本本節(jié)末練習1、2;本章末習題9、10。
參看課本本章的"學到了什么?,根據(jù)知識結構圖寫出方框內的知識內容。
(四)說明
1.關于并聯(lián)電路總電阻的計算,教學大綱,全國公務員共同天地上未做要求,建議對基礎較差的班級不增加這部分教學內容。
歐姆定律的來源篇6
【關鍵詞】物理 電路 電學
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2013)30-0133-02
動態(tài)電路是指滑動變阻器滑片的移動或開關的閉合與斷開引起電路的變化,通??疾殡妷罕砘螂娏鞅硎緮?shù)的變化情況。動態(tài)電路分析一直是電學主流題型之一,中考一般出現(xiàn)在選擇、填空或實驗題中。主要是考查學生對歐姆定律、電能、電功率的把握及其運用電學知識解決實際電路問題的能力。
一 如何解決此類問題
首先要分析電路是串聯(lián)還是并聯(lián),各個電表分別測哪個用電器的哪個物理量。(1)若是通過移動滑片來改變電路,先分析電阻如何變化。若是串聯(lián)電路,電阻的變化會引起電流的變化,再根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律(分壓與電阻成正比)判斷電壓表的示數(shù)變化。(2)若是并聯(lián)電路,根據(jù)并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等,通過電壓表的位置判斷,一般情況下,此時電壓表示數(shù)不變;再根據(jù)各支路工作互不影響,判斷電流表的示數(shù)是否變化,最后再判斷如何變化。(3)若是通過開關改變電路,需分別分析開關斷開時和開關閉合時電路的連接情況,以及各個電表分別測什么,再對比電表示數(shù)的變化。
二 典型例題
下面例舉兩種典型例題以供參考。
1.滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中電學物理量的變化
第一,串聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化。
例1:如圖1,是典型的伏安法測電阻的實驗電路圖,當滑片P向右移動時,請你判斷電流表和電壓表的變化。
分析:(先確定電路,再看電阻的變化,再根據(jù)歐姆定律判斷電流的變化,最后根據(jù)歐姆定律的變形公式判斷電壓的變化。)此電路是串聯(lián)電路,電流表測的是總電流,電壓表測的是R1兩端的電壓。當滑動變阻器的滑片向右移動時,滑動變阻器的電阻增大,電路的總電阻增大,從而使電路中的總電流減小。因此,電流表的讀數(shù)減小。根據(jù)歐姆定律U1=I總R1,R1兩端的電壓減小,因此,電壓表的讀數(shù)減小。
針對練習:
[練習一]在如圖2所示電路中,當閉合開關后,滑動變阻器的滑動片P向右移動時( )。
A.電流表示數(shù)變大,燈變暗;
B.電流表示數(shù)變小,燈變亮;
C.電壓表示數(shù)不變,燈變亮;
D.電壓表示數(shù)不變,燈變暗。
[練]在如圖3所示電路中,當閉合開關后,滑動變阻器的滑動片P向右移動時( )。
A.電壓表示數(shù)變大,燈變暗;
B.電壓表示數(shù)變小,燈變亮;
C.電流表示數(shù)變小,燈變亮;
D.電流表示數(shù)不變,燈變暗。
第二,并聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化。
例2:如圖4,當滑片P向右移動時,A1表、A2表和V表將如何變化。
分析:(先確定電路,然后看準每個電表分別測的電壓和電流值,再根據(jù)歐姆定律判斷變化,歐姆定律無法判斷的再用電路的電流、電壓、和電阻的關系判斷。)此電路是并聯(lián)電路,電壓表測的是電源電壓,電流表A1測的是支路上通過R1的電流,電流表A2測的是總電流。當滑動變阻器的滑片向右移動時,滑動變阻器的電阻增大,導致并聯(lián)電路的總電阻增大,因此電路中的總電流減小,電流表A2的讀數(shù)減小。由于定值電阻R1的阻值和它兩端的電壓保持不變,根據(jù)歐姆定律通過R1的電流不變,因此,電流表A1的讀數(shù)不變。由于電壓表測的是電源電壓,所以電壓表的讀數(shù)也不變。
針對練習:
[練習三]如圖5,當滑片P向右移動時,A1表、A2表和V表將如何變化?
[練習四]如圖6所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關S,當滑動變阻器的滑片P向右移動時,電流表A1的示數(shù)如何變化?電壓表V與電流表A示數(shù)的乘積將如何變化?
2.開關的斷開或閉合引起電路中電學物理量的變化
例3:在如圖7所示的電路中,開關K由斷開到閉合時,電流表的示數(shù)將 ,電壓表的示數(shù)將 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
分析:(先畫出開關斷開和閉合時的等效電路,然后再根據(jù)歐姆定律判斷。)
如圖8所示,開關斷開時電阻R1和R2構成串聯(lián)電路,電流表測的是總電流,電壓表測得是R1兩端的電壓。開關
閉合時,整個電路只有一個電阻R1,電流表測的是總電流,電壓表測的是R1兩端的電壓,也是電源電壓。
如圖9所示,當開關由斷開到閉合時電路中的總電阻減小,所以電路中的總電流增大,電流表的讀數(shù)增大。由于串聯(lián)電路是分壓電路,所以電壓表的讀數(shù)增大。
針對練習:
[練習五]在圖10中,燈泡L1和燈泡L2是 聯(lián)連接的。當開關K由閉合到斷開時,電壓表的示數(shù)將 ;電流表的示數(shù)將 (選填“增大”、“不變”或“減小”)。
[練習六]如圖11所示,電源電壓不變,R1、R2為定值電阻,開關S1、S2都閉合時,電流表A與電壓表V1、V2均有示數(shù)。當開關S2由閉合到斷開時,下列說法正確的是( )。
A.電壓表V1示數(shù)不變;
B.電流表A示數(shù)不變;
C.電壓表V1示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值不變;
歐姆定律的來源篇7
關鍵詞:電動勢;內阻;方法;誤差
中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)10-266-02
測量電源電動勢和內阻是電學部分一個很重要的實驗,也是高考命題的熱點,對于該實驗的測量方法,在參考各類考題的基礎上,歸納整理了幾種常見類型。
一、用一只電壓表和電流表測量
電路如圖1-1所示,設被測電源電動勢為E,內阻為r,滑動滑動變阻器,得到不同阻值時對應的電流表和電壓表示數(shù)分別為I1、U1和I2、U2,由閉合電路歐姆定律可得
解得
誤差:由于電壓表要分流,測量值小于真實值E測< E真、r測< r真。減小誤差的方法是盡量選用內阻較大的電壓表。
圖像法處理
①將 轉化為 ,作出U-I圖像,
如圖1-2所示,此圖像:
縱軸截距=E
直線斜率=r
②將 轉化為 ,作出I-U圖像,
如圖1-3所示,此圖像:
橫軸截距=E
直線斜率的倒數(shù)=r
二、用兩只電流表測量
電路如圖2-1所示,利用已知內阻的電流表來獲得路端電壓。設被測電源電動勢為E,內阻為r,電流表A1內阻為R。
當s1閉合s2斷開時,A1示數(shù)為I,由閉合電路歐姆定律可得
當s1、s2都閉合時,A1示數(shù)為I1,A2示數(shù)為I2,由閉合電路歐姆定律可得
解得
此方法無系統(tǒng)誤差。
三、用兩只電壓表測量
電路如圖3-1所示,利用已知內阻的電壓表來獲得電路電流。設被測電源電動勢為E,內阻為r,電流表V1內阻為R。
當s1閉合s2斷開時,V1示數(shù)為U1,V2示數(shù)為U2,由閉合電路歐姆定律可得
當s1、s2都閉合時,V1示數(shù)為U,由閉合電路歐姆定律可得
解得
此方法無系統(tǒng)誤差。
四、用一只電流表和電阻箱測量
電路如圖4-1所示,設被測電源電動勢為E,內阻為r,電流表A內阻為RA。改變電阻箱的阻值,當電阻箱的阻值為R1時,電流表示數(shù)為I1,當電阻箱的阻值為R2時,電流表示數(shù)為I2,由閉合電路歐姆定律可得
解得
E=
r=
由上式可知電流表對電源電動勢無影響,對內阻有影響。若忽略電流表內阻時,則有
E= r=
此種方法使得E測= E真、r測> r真。減小誤差的方法是盡量選用內阻較小的電流表。
圖像法處理
①將 轉化為 ,作出R- 圖像,如圖4-2所示,此圖像:
直線斜率=E
縱軸截距- RA=r
計算出電動勢E和內阻r。
若忽略電流表內阻時,則有 ,作出R- 圖像,
如圖4-3所示,此圖像:
直線斜率=E
縱軸截距=r
②將 轉化為 ,作出 -R圖像,
如圖4-4所示,此圖像:
直線斜率的倒數(shù)= E
縱軸截距=
計算出電動勢E和內阻r。
若忽略電流表內阻時,則有 ,作出 -R圖像,
如圖4-5所示,此圖像:
直線斜率的倒數(shù)=電動勢E
縱軸截距=
計算出電動勢E和內阻r。
五、用一只電壓表和電阻箱測量
電路如圖5-1所示,設被測電源電動勢為E,內阻為r,電壓表V內阻為RV。改變電阻箱的阻值,當電阻箱的阻值為R1時,電流表示數(shù)為U1,當電阻箱的阻值為R2時,電流表示數(shù)為U2,由閉合電路歐姆定律可得
解得
由上式可看出電壓表內阻對電源電動勢和內阻都有影響。若電壓表內阻無窮大,則有
此種方法使得E測<E真、r測< r真。減小誤差的方法是盡量選用內阻較大的電壓表。
圖像法處理
①將 轉化為 ,
作出 - 圖像,如圖5-2所示,此圖像:
直線斜率=縱軸截距=
計算出電動勢E和內阻r。
若電壓表內阻無窮大,則有 ,作出 - 圖像,如圖5-3所示,此圖像:
直線斜率=
縱軸截距=
計算出電動勢E和內阻r。
②將 轉化為 ,
作出 - 圖像,如圖5-4所示,此圖像:
直線斜率=
縱軸截距=
計算出電動勢E和內阻r。
若電壓表內阻無窮大,則有 ,
作出 - 圖像,如圖5-5所示,此圖像:
直線斜率=
縱軸截距=
計算出電動勢E和內阻r。
通過以上方法可知,對于物理實驗在重視原理的基礎上,
歐姆定律的來源篇8
筆者根據(jù)多年來的應考經(jīng)驗總結出了電路“一、二、三、五”,供同學們備考:
一、一個原則:即電路的等效原則
1. 無電流的支路可省去;
2. 電勢相等的點可合并;
3. 理想電壓表視為斷路,理想電流表則視為短路;
4. 電路穩(wěn)定時,電容器可作斷路處理.
例1某同學設計了一個轉向燈電路(圖1),其中L為指示燈,L1、L2分別為左、右轉向燈,S為單刀雙擲開關,E為電源.當S置于位置1時,以下判斷正確的是()
A. L的功率小于額定功率
B. L1亮,其功率等于額定功率
C. L2亮,其功率等于額定功率
D. 含L支路的總功率較另一支路的大
解析本題考查的是閉合電路歐姆定律、電功率. 先畫等效電路圖可知,當S置于位置1時,含L、L2支路與L1支路并聯(lián),電源電動勢為6 V,三個燈的額定電壓也為6 V,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電源分一部分電壓,外電壓將小于6 V,所以三個燈的實際功率均小于額定功率,故A正確,B、C錯誤;又含L支路的總電阻大于L1支路的電阻,根據(jù)電功率P = 可知,含L的支路較另一支路電阻大,總功率較另一支路的小,故D錯誤. 故選A.
點撥本題對于D選項的判斷基本上都能完成,本題的主要誤區(qū)在于B、C選項的判斷,電源電動勢為6V,很容易讓考生產生誤解;并聯(lián)電路的電壓等于電源電動勢,所以L1亮,其功率等于額定功率.
二、兩種圖線
1. 導體的伏安特性曲線
如圖2,線性元件的伏安特性曲線是一條過原點的直線,直線的斜率在數(shù)值上等于導體電阻的倒數(shù).
2. 電源的UI圖像,如圖3,圖線斜率的絕對值等于電源內阻,圖線在縱軸上的截距等于電源電動勢,圖線在橫軸上的截距等于短路時的電流.
例2如圖4是某一半導體器件的UI圖, 將該器件 與標有“9 V,18 W”的用電器串聯(lián)后接入電動勢為12 V的電源兩端,用電器恰能正常工作,求此時電源的輸出功率是多少?若將該器件與一個阻值為1.33的電阻串聯(lián)后接在此電源兩端,則該器件消耗的電功率約為多少?
解析半導體器件與“9V,18W”用電器串聯(lián)時,流過的電流I == A = 2A,從圖像中得對應的半導體元件電壓是1 V,故電源的輸出電壓是U1 = 9 V + 1 V = 10 V,輸出功率P1 = IU1 = 2×10 W = 20 W.
電源內阻r == = 1 .
把1.33 的電阻也作為電源電阻,則電源的新內阻r'變?yōu)?.33 ,則路端電壓U = E Ir' = 122.33I,若I = 4 A,則U = 2.68 V. 從而作出電源的UI圖像,兩圖線的交點的縱橫坐標相乘便是半導體元件消耗的功率. 故半導體元件消耗的功率P' = U'I' = 5×3 W = 15 W.
點撥本題的第二問,如果想不到以下的問題,是根本無法求解的:把串聯(lián)的1.33 的電阻也作為電源的內阻,把原來的電源作為一個新電源看待,且要作出新電源的UI圖線,兩圖線的交點坐標分別是半導體元件兩端的電壓和流過的電流,根據(jù)交點兩坐標相乘求半導體元件的功率.
三、三個定律
恒定電流中的三個定律分別是:
1. 電阻定律:R = ,適用于金屬導體或電解液導電.
2. 歐姆定律:
(1) 部分電路歐姆定律I = ,對金屬導電和電解液導電均適用,但對氣體導電不適用;
(2) 閉合電路歐姆定律I = 或E = IR + Ir(粗測電阻的歐姆表就是依據(jù)閉合電路歐姆定律制成的);
3. 焦耳定律Q = I2Rt,普遍適用;電流做的功W = UIt ≥ Q = I2Rt (對純電阻電路或元件才取等號).
例2如圖5所示電路中,電阻R1 = R2 = R3 = 10 ,電源內阻r = 5 ,電壓表可視為理想電表.當開關S1和S2均閉合時,電壓表的示數(shù)為10V.
(1)電阻R2中的電流為多大?
(2)路端電壓為多大?
(3)電源的電動勢為多大?
(4)當開關S1閉合而S2斷開時,電壓表的示數(shù)變?yōu)槎啻螅?span style="display:none">Avo萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
解析(1)I2 ==A = 1 A.
(2)路端電壓等于外電路電壓,故U = I2(R2 + ) = 1×(10 + 5)V = 15 V.
(3)又U = EI2r,故E = U + I2r = 15 V + 1×5 V = 20 V.
(4)當開關S1閉合而S2斷開時,電路是R1、R2串聯(lián)再與電源構成閉合電路,R3起導線作用,電壓表示數(shù)等于外電路電壓.
U = (R1 + R2) = ×20 V = 16 V.
點撥電路基本知識包括公式、定律及其簡單應用,較復雜電路的簡化及其計算等,這是高考的基本要求,一定要牢記并掌握.
四、五種功率
1. 電功率P = IU,普遍使用;
2. 熱功率P熱 = I2R,普遍使用;
3. 電源的輸出功率P出 = IU;在電源電動勢和內阻一定時,當R = r時,電源的輸出功率最大,即Pm = ,此時電源效率 = 50%;
4. 電源消耗的電功率P耗 = I2r;
5. 電源的總功率P總 = IE,P總 = P出 + P耗.
例4汽車電動機啟動時車燈會瞬時變暗,如圖6所示,在打開車燈的情況下,電動機未啟動時電流表讀數(shù)為10 A,電動機啟動時電流表讀數(shù)為58 A,若電源電動勢為12.5 V,內阻為0.05 ,電流表內阻不計,則因電動機啟動,車燈的電功率降低了()
A.35.8 WB.43.2 W
C.48.2 WD.76.8 W
解析電動機不啟動時,燈泡的電壓為電源路端電壓,設為UL,電動機啟動后燈泡電壓仍為路端電壓,設為UL'. 由歐姆定律得 I = ,求得燈泡電阻R = 1.2 ,燈泡消耗功率為PL = EII2r = 120 W.
電動機啟動后,路端電壓UL'= EI'r = 9.6 V, 燈泡消耗電功率為PL' == W = 76.8 W.
所以燈泡功率降低了
P = 120 W76.8 W = 43.2 W.
點撥(1)審題要仔細,不要把“車燈的電功率降低了”誤理解為“車燈的電功率降為了”;(2)要知道電動機是非線性元件,歐姆定律不適用.
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