第七章 欧姆定律.docx
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第七章欧姆定律
第七章欧姆定律
学习目标
一、知识与技能
1．通过实验探究电流和电压、电阻的关系。
理解欧姆定律，并能进行简单的计算。
2．知道短路的危害，知道额定电压。
3．使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和通过导体的电流。
4．会用滑动变阻器改变电路中的电流和导体两端的电压。
5．会测量导体的电阻。
6．会用欧姆定律分析生活用电中电流过大的原因及安全用电的措施。
二、过程与方法
1．通过实验探究电流和电压、电阻的关系。
进一步学习用控制变量的方法研究物理问题的方法。
2．通过测量电阻的实验，了解测量电阻的实验原理和不同方法。
3．会利用欧姆定律的公式和变形公式分析解决实际问题。
三、情感态度与价值
1．重视对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识。
2．通过动手实验，体验实验探究过程中的兴趣，培养协作精神。
3．培养安全用电的意识和社会责任感，能自觉地执行和宣传安全用电。
4．通过了解避雷针的发明过程和作用，了解生活中防止触电的措施，培养热爱科学的精神。
探究诊断
探究电阻上的电流跟两端电压的关系
实验日期________年________月________日实验同组人________________
【实验目的】
【思考】
1．观察图7－1实验，当加在小灯泡（电阻）两端的电压增大时，通过小灯泡的电流怎么变？
________。
通过实验现象，你认为通过电阻的电流和其两端的电压有什么关系？
答：
________________________________。
2．为了验证你的想法，请设计实验，探究电阻上电流和两端电压的关系，并画出电路图1。
3．和老师及同学讨论交流不同的电路设计，修改你的设计，然后确定实验的方案，画出修改后的电路图2。
图7－1
电路图1
电路图2
【实验器材】电源（干电池或学生电源），小灯泡（额定电压是________V），其他器材还有：
【实验步骤】（学生写）
注意：
①检查电流表和电压表零点；②电路换原件时应该断开电路；③实验前滑动变阻器的滑片滑到电阻最大端；④研究电阻上的电流和两端电压的关系时，应保持________一定。
物理上把这种方法叫做________法。
你认为改变电阻两端的电压次数几次更好？
答：
________________________________。
实验一：
电阻R1＝5Ω
电压U／V
电流I／A
电压／电流U／I
结论1.________________________________。
实验二：
改变电阻，取R2＝10Ω
电压U／V
电流I／A
电压／电流U／I
结论2.________________________________。
实验三：
再次改变电阻，取R3＝15Ω
电压U／V
电流I／A
电压／电流U／I
结论3.________________________________。
【分析实验】
1．根据实验一和实验二，在图7－2的坐标中画出不同电阻的I－U关系图象。
2．根据图象分析I－U的关系。
3．
等于什么？
4．在图7－2中，图象斜率越大，表示这个电阻的阻值________。
结论：
欧姆定律研究的是电流跟________、________的关系。
欧姆定律内容是：
________________________________________________________________________
____________________________________________________，数学表达式为________。
图7－2
探究电流和电压、电阻的关系
实验日期________年________月________日实验同组人________________
【实验目的】
【思考并回答】
1．如图7－3，小灯泡是一个电阻，当加在灯两端的电压增大时，流过灯的电流怎么变？
________。
如图7－4，向右移动滑动变阻器的滑片，电路中的总电阻变________，通过电路的电流变________。
你认为电路中的电流跟导体两端的电压有什么关系？
和导体的电阻有什么关系？
2．为了验证你的想法，请设计实验，并画出电路图（电源两端的电压一定）。
图7－3图7－4
电路图
【实验器材】电源（干电池或学生电源）；滑动变阻器（最大阻值________），允许通过的最大电流________；电流表；电压表；阻值为5Ω、10Ω、15Ω的电阻；开关；导线。
【实验步骤】（学生填写）
注意：
①检查电流表和电压表零点；②电路换原件时应该断开电路；③实验前滑动变阻器的滑片滑到电阻最大端；④研究电阻上的电流和两端电压的关系时，应做到________一定，物理上把这种方法叫做________的方法。
你认为改变电阻两端的电压次数几次更好？
答：
________
实验一：
探究电阻上电流跟两端电压的关系。
R1＝5Ω
电压U／V
电流I／A
分析表中数据，能看出什么规律吗？
改变电阻R2＝10Ω
电压U／V
电流I／A
综合上面两组数据，分析得到：
结论1.________________________________。
实验二：
探究电路中电流跟导体电阻的关系。
电压U＝________V一定，改变电阻
电压R／Ω
5Ω
10Ω
15Ω
电流I／A
结论2.________________________________。
【分析实验】
1．根据实验一，在图7－5的坐标中画出不同电阻I－U关系图象。
2．根据图象分析I－U的关系。
3．在图7－5中，图象斜率越大，这个电阻的阻值________。
4．综合分析实验一和二，得到电阻上电流和导体两端的电压及导体电阻的关系，这个关系称为________定律，内容是：
________________。
欧姆定律数学表达式为________。
图7－5
测量小灯泡的电阻
实验日期________年________月________日实验同组人________________
【实验目的】
【实验原理】
【器材】电源（电压一定）；滑动变阻器，最大阻值________，允许通过的最大电流________；电流表；电压表；电阻；小灯泡（额定电压是__V）；开关；导线。
电路图
注意：
①检查电表是否调零；②电路换原件时应该断开电路；③实验前滑动变阻器的滑片滑到电阻最大端；④注意电压表和电流表的量程选择；⑤小灯泡两端电压不要超过其额定电压。
1．设计实验，画出实验电路图。
2．思考：
在用“伏安法”测电阻的实验中，通常要使用滑动变阻器，这样做的目的和优点是什么？
3．实验步骤。
4．数据记录。
小灯泡两端电压的变化范围是：
________V～________V
电压U／V
电流I／A
电阻R／Ω
5．在图7－6的坐标中画出通过小灯泡电流随电压变化的图象。
图7－6
诊断反馈
第一节探究电阻上的电流和两端电压的关系
1．小明同学做了探究“通过导体的电流和电压、电阻的关系”的实验。
（1）他选用了图7－7所示的实验器材，这种测量方法叫________。
（2）请你画出实验电路图（电源电压一定）。
并根据电路图连接图7－7的实物。
（3）若滑动变阻器使用了b接线柱，则实验前变阻器的滑片应放置在________端。
（4）在研究电流和电阻的关系时，把定值电阻R由5Ω换成10Ω，闭合开关后，下一
步的操作是：
调节滑动变阻器的滑片，保持________________不变。
电路图
图7－7
2．某同学在做“通过电阻上的电流跟两端电压关系”的实验时，记录了一组实验数据如表1。
重复实验，发现规律与前几组相同，分析表1中的数据，可以得到的结论是：
________________。
3．某同学在做“导体中的电流跟电阻的关系”的实验时，记录了一组实验数据如表2。
重复实验，发现规律与前几组相同，分析表2中数据，可以得到的结论是：
________________。
4．有甲、乙两根镍铬合金的导线长度相等，甲比乙粗一些。
则电阻R甲________R乙。
将甲接到某电压下，通过它的电流为I甲，取下甲再将乙接到同一电压下，通过它的电流为I乙，比较I甲和I乙的大小，I甲________I乙。
表1
实验次数
1
2
3
电压U／V
2
4
6
电阻R／Ω
5
5
5
电流I／A
0.4
0.8
1.2
表2
实验次数
1
2
3
4
电压U／V
3
3
3
3
电阻R／Ω
5
10
15
30
电流I／A
0.6
0.3
0.2
0.1
表3
实验次数
1
2
3
电压U／V
6
4
2
电阻R／Ω
20
20
电流I／A
0.3
0.1
5．某同学在做导体中的电流跟电压、电阻的关系的实验时，测量了一些数据，见表3，请你根据所学的知识，将漏掉的数据填入表中的空格内。
6．某同学在探究通过电阻的电流和电阻两端的电压关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图7－8的图象，根据图象可以得到：
①定值电阻a和b的阻值分别是________Ω和________Ω；②当加在电阻b上的电压是2V时，通过电阻的电流是________A；③将电阻a、b串联接在电压为6V的电路中，通过电阻a的电流________电阻b的电流；（填“大于”、“小于”或“等于”）；④在I—U图象中，斜率越大，其电阻越________。
图7－8
第二节欧姆定律及其应用
（一）
1．装有4节干电池的手电筒，它的电压是________V，手电筒里小灯泡的电阻是10Ω，手电筒工作时，通过灯泡的电流是________A。
2．将一盏白炽灯接到家庭电路上。
这盏灯正常发光时，通过白炽灯泡的电流是0.2A，这盏灯的灯丝电阻是________Ω。
3．在导体两端加3V的电压时，通过这个导体的电流是200mA，导体的电阻是________Ω。
如果在这个导体两端加9V的电压，导体的电阻是________Ω，通过这个导体的电流是________A。
4．一导体接在某电路中，如果使它两端电压变为原来的两倍，则该导体的电阻和通过它的电流将（）
A．都增加到原来的两倍B．都减少到原来的两倍
C．电阻不变，电流增加到原来的两倍D．都保持不变
5．电路中有一个3Ω的电阻和一个电流表连接，电流表的示数是1.2A。
能不能用最大测量值是3V的电压表测量这个电阻两端的电压？
6．电源电压一定，接入一个32Ω的电阻，通过它的电流是0.25A；若改用一个40Ω的电阻接入同一电路，此时通过40Ω电阻的电流是多大？
7．一段导体的电阻是5Ω，在90s内通过它的电荷量是45C，求加在导体两端的电压是多少？
第二节欧姆定律及其应用
（二）
1．在图7－9中，写出串联电路中电流和电压、电阻的特点：
（1）在串联电路中，各处的电流________；在图7－9所示的电路中，I＝I1________I2。
（2）串联电路两端的总电压________各部分电路两端的电压________；在图7－9所示的电路中，U＝U1________U2。
（3）串联电路的总电阻________各串联电阻________。
在图7－9所示的电路中，总电阻与各部分电阻的关系：
R＝________（写出公式）。
图7－9
2．一个5Ω的电阻与一个________Ω的电阻串联，总电阻是20Ω。
5个20Ω的电阻串联，总电阻是________Ω。
3．10Ω、15Ω和100Ω的电阻串联，总电阻是________Ω。
4．如图7－9，已知电压U＝6V，U2＝4V，电流I＝1A，则R1＝________Ω，总电阻是________Ω。
5．如图7－9，已知电流I1＝0.6A，电阻R1＝5Ω，电压U2＝6V，则I＝________A，U1＝________V，R2＝________Ω，U＝________V。
6．如图7－9，已知R1＜R2，则U1________U2，I1________I2（比较大小）。
图7－10图7－11
7．在图7－10所示的电路中（电源两端的电压不变），当滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器的电阻________，电路中的总电阻________；电压表的示数________；根据________（填写公式），电流表的示数将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
8．如图7－11所示的电路中，电路两端的电压U不变，在变阻器的滑片P向右滑动的过程中，电路中的电流________；电压表V1的示数________；电压表V2的示数________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
9．R1、R2串联，已知R1∶R2＝2∶3，则I1∶I2＝________，U1∶U2＝________，U1∶U＝________。
10．R1、R2串联，已知U1∶U＝1∶4，则U1∶U2＝________，U2∶U＝________，R1∶R2＝________。
11．电阻R1、R2串联，已知R1＝3R2，R1、R2两端电压分别为U1、U2，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则U1∶U2等于（）；I1∶I2等于（）
A．1∶1B．1∶3C．3∶1D．无法判定
12．将R1、R2串联后接入电路中，已知R1两端的电压是总电压的1／3，则电阻R1与R2的阻值之比是（）
A．1∶2B．2∶1C．1∶3D．3∶1
13．如图7－12所示电路中，电源两端的电压不变。
滑动变阻器标着“20Ω2A”字样。
某同学按电路图正确连接了电路，然后将变阻器的滑片P移动至某位置，此时两只电压表和电流表的示数如图7－13所示，根据三只电表的示数，算出R的电阻为________Ω；此时滑动变阻器两端的电压是________V，滑动变阻器接入电路的电阻为________Ω。
图7－12图7－13
14．某同学按图7－14所示的电路图进行实验（电源两端的电压不变）。
在实验中，电阻R1保持不变，通过改变滑片P的位置，观察得到电流表A1、A2，电压表V1、V2、V的示数如下表所示。
实验
A1的示数
A2的示数
V1的示数
V2的示数
V的示数
序号
I1／A
I2／A
U1／V
U2／V
U／V
1
0.4
0.4
4
8
12
2
0.6
0.6
6
6
12
3
0.8
0.8
8
4
12
（1）画出图7－14电路的等效电路图（能够清楚表明电路中电阻串、并联关系和电表连接关系的电路图）。
（2）对表格中V1、V2、V三只电压表的示数进行分析，可得出的结论是：
（用公式表示）________。
（3）分析表格中电表________与电表________的示数关系（填表格中的电表符号），可归纳得出的结论是：
当电阻________（填：
“R1”或“R2”）不变时，通过该电阻的电流跟它两端电压成正比。
图7－14
等效电路图
15．电阻R1、R2串联接在电压为6V的电源上。
已知电阻R1的阻值是8Ω，通过电阻R2的电流是0.25A。
求：
电阻R2。
16．有一只灯泡，它正常发光时的灯丝电阻约为8.3Ω，正常发光时的电压是2.5V，如果我们手中只有电压为6V的电源，要使小灯泡正常发光，需要连接一个多大的电阻？
（要求画出电路设计示意图）
17．在图7－15所示的电路中，R1＝4Ω，R2＝12Ω，U1＝12V。
求：
电流I；R1、R2的等效电阻R；R2两端的电压U2和电源电压U。
图7－15
18．如图7－16，R1＝10Ω，变阻器的最大电阻为R2＝20Ω，电源电压为6V保持不变。
求：
滑片从左端滑到右端的过程中，电流表的示数和电压表的示数变化范围。
图7－16
第二节欧姆定律及其应用（三）
1．写出并联电路中电流和电压、电阻的特点：
（1）在并联电路中，干路中的电流________各支路电流________。
在图7－17所示的电路图中，I＝I1________I2。
（2）在并联电路中，各支路两端的电压________，各支路两端的电压跟总电压________。
在图7－17所示的电路中，U＝U1________U2。
（3）并联电路中总电阻的________等于各并联电阻的________。
在图7－17所示的电路中，总电阻与各支路电阻的关系是________________（写出公式）。
图7－17
2．一个12Ω的电阻跟一个6Ω的电阻并联，总电阻是________Ω。
4个12Ω的电阻并联，总电阻是________Ω。
3．一个90Ω的电阻跟一个________Ω的电阻并联，总电阻是15Ω。
4．有下列四对电阻，将每对电阻并联，总电阻最小的是（）
A．5Ω5ΩB．6Ω4ΩC．7Ω3ΩD．20Ω2Ω
5．将R1、R2并联后接到电源上，通过R1、R2的电流分别为I1、I2；R1、R2两端的电压分别为U1、U2，已知R1＜R2，则（）
A．I1＞I2B．I1＜I2C．U1＝U2D．U1＜U2
6．在图7－18所示的电路中，电源电压一定，R1＝4R2。
当开关S断开时，电流表示数为I1；当开关S闭合时，电流表示数为I2。
则I1∶I2等于（）
A．3∶4B．4∶3C．4∶5D．5∶4
图7－18图7－19图7－20
7．在图7－19所示电路中，闭合开关S，电压表示数为U，电流表示数为I，下式中正确的是（）
A．
B．
C．
D．
8．如图7－20所示的电路，电源电压一定。
在开关S由闭合到断开的过程中，电流表A1的示数（）电流表A的示数（）
A．变大B．变小
C．不变D．无法判定
9．实验探究：
某同学按照图7－21所示进行实验，电源电压保持不变。
闭合开关S后，移动变阻器的滑片。
当滑片分别在a、b、c位置时，记录各电流表的示数如下表：
滑片P的位置
A1表／A
A2表／A
A表／A
在位置a
0.3
0.2
0.5
在位置b
0.2
0.2
0.4
在位置c
0.15
0.2
0.35
图7－21
（1）分析三个电流表的数据，你可以得出三个电流之间有什么关系：
________________________________________________________________。
（2）当滑片P在a、b、c三个不同位置时，A2表的示数________，其原因是
________________________________________________________________。
（3）分析________，还能得出其他结论吗？
________________________________________________________________。
10．如图7－22所示的电路，R1＝20Ω，R2＝30Ω，开关S闭合，电流表A1、A的示数分别是0.4A和1.2A。
求：
R3的阻值。
图7－22
11．将R1和R2并联后接到电源上，已知R1＝60Ω，通过R2的电流是0.5A，干路中的电流是0.6A。
求：
（1）电源电压；
（2）电阻R2的阻值。
12．如图7－23所示，电源电压是36V，大小不变，设灯的电阻不变。
当开关S1、S2闭合后，电流表A1、A2的示数分别为1.8A和0.6A，求：
（1）电路中的总电阻；
（2）灯L1的电阻。
图7－23
13．将R1、R2、R3并联接到电路中，已知R3＝30Ω，干路电流是通过电阻R1电流的7倍，通过R2的电流是R1中电流的4倍，求：
R1和R2的阻值。
第三节测量小灯泡的电阻
1．一般测量定值电阻的阻值，要测3次，并取平均值，测定小灯泡的电阻是否也要取平均值？
为什么？
答：
图7－24
2．某同学在做“用电压表、电流表测小灯泡电阻”的实验时，所接的电路如图7－24所示，其中的错误是（）
A．电压表接法不对
B．电流表的正、负接线柱接反了
C．灯泡的接法不对
D．滑动变阻器的接法不对
3．在用电压表、电流表测灯泡电阻的实验中，电流表的示数如图7－25甲所示，通过灯泡的电流是________A。
若此时灯泡的阻值是5Ω，则电压表此时的示数是________V。
请你在图7－25乙中，标出指针的位置。
图7－25
4．给你下面器材：
输出电压不变的电源一个，单刀双掷开关一个，电压表一个，阻值已知的定值电阻R0一个，待测电阻Rx一个，导线若干。
（1）画出测未知电阻的实验电路图（可以用单刀双掷开关）；
（2）写出实验主要步骤；（3）写出未知电阻Rx的数学表达式（用测量量表示）。
5．只把上题中的电压表换成电流表，完成相同的任务。
第四节欧姆定律和安全用电
（一）
1．家庭电路主要由________、________、________、________和________等组成。
2．保险丝的主要作用是（）
A．保证电路正常工作B．保证电路的电流不变
C．保护人体的绝对安全D．在电流过大时自动切断电路
3．有一盏接在照明电路中的白炽灯不亮了，用测电笔分别去接触灯头的两个接线柱，氖管都发光，则此灯不亮的原因是（）
A．火线断了B．零线断了
C．灯丝断了D．开关坏了
4．当有人触电时，下列做法中正确的是（）
A．立即用剪刀剪断电线
B．立即用手将触电人拉开
C．立即切断电源或者用干燥的木棍将电线挑开
D．立即打电话报警
5．测电笔里面加有一个高值的电阻，为什么要这样做？
如果这个电阻丢失了，此测电笔是否还能使用？
________________。
6．如图7－26所示，甲图中人A站在干燥的木桌上，一只手误摸到火线，乙图是人B站在干燥的木桌上，一只手误摸到火线，此时，另一人C站在潮湿地面上用手拉住他。
关于A、B、C三人是否触电，正确的判断是（）
A．A、B、C三人都发生了触电事故
B．A未发生触电事故
C．B、C二人中只有B发生了触电事故
D．B、C二人都发生了触电事故
图7－26
7．将图7－27所示的开关、电灯和电冰箱的三孔插座正确接入家庭电路中。
图7－27
第四节欧姆定律和安全用电
（二）
1．由欧姆定律可知，在电阻一定的条件下，电压越高，产生的电流越大。
因为人体是________，所以，电压越________，对人体的危险性越大。
经验证明：
只有________的电压对人体才是安全的。
2．由欧姆定律可知，在电压一定的条件下，电阻越小，电流越大。
对于人体来说，
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