初级中学物理电阻电阻器与欧姆定律讲义.doc

.\ 学科教师辅导教案 年 级：九年级 辅导科目：物理 学员姓名： 学科教师： 授课类型 T（电阻和变阻器） T（欧姆定律） T(欧姆定律习题精选) 星级 ★★★ ★★★ ★★★ 授课日期 及时段 2013-11-9 12：50-14：50 教学内容 T电阻和变阻器 1、 电阻 定义：导体对电流的阻碍作用叫电阻。 1、电阻用字母R表示。其国际单位是欧姆，简称欧，符号是。规定：如果导体两端的电压是1V，通过导体的电流是1A，这段导体的电阻是1。 2．常用单位：千欧、兆欧。 3．换算：1M=1000K，1K=1000。 4．了解一些电阻值：手电筒的小灯泡—－灯丝的电阻为几欧到十几欧。日常用的白炽灯—－灯丝的电阻为几百欧到几千欧。实验室用的铜线—－电阻小于百分之几欧。电流表的内阻为零点几欧。电压表的内阻为几千欧左右。 收音机、电视机等用电器的电路中连接着许多具有一定阻值的元件——电阻器，用来调节电路中的电流和电压。电阻器常简称为电阻，在电路图中的符号是 。 二 、影响导体电阻大小的因素 影响电阻大小的因素的实验探究 　　1．实验原理：在电压不变的情况下，通过电流的变化来研究导体电阻的变化。（也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化） 　　2．实验方法：控制变量法。所以讨论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”。 　　3．结论：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积，还与温度有关。 说明： ⑴导体电阻的大小由导体本身的材料、长度、横截面积决定。与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关，所以导体的电阻是导体本身的一种性质。 ⑵结论可总结成公式 ，其中叫电阻率，与导体的材料有关。假如架设一条输电线路，一般选铝导线，因为在相同条件下，铝的电阻小，减小了输电线的电能损失；而且铝导线相对来说价格便宜。 注意：研究导体的电阻跟哪些因素有关运用的是控制变量法 （1）决定因素——导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积，与所加的电压和导体中通过的电流无关。实验表明：对于同一导体，它两端所加的电压和通过它的电流强度的比值是一定的，对于不同的导体，这个比值不同。可见，这个比值(U/I)反映了导体导电性能的好坏，我们把它叫做导体的电阻。电阻是表示导体导电性能的物理量，是导体本身的性质。 （2）影响因素——导体的电阻还跟温度有关，大多数导体的电阻随温度升高而增大，少数导体(如碳)的电阻随温度的升高而减小． （3）超导现象：对大多数导体来说，温度越高，电阻越大．一些金属或合金，当温度降低到某一数值时，它的电阻变为零．这种现象称为超导现象． （4）横截面为一平方毫米，长度是一米的各种金属线的电阻见课本： 通过对比我们发现，银是电阻最小的材料，铜其次（现在导线，电线基本全用铜，个别地方用银）。合金的电阻一般比较大。 例题1、有两段导体1和2，在相同的电压下，通过导体1的电流较大，通过导体2的电流较小，哪段导体的电阻大? ( ) A.导体l的电阻大 B.导体2的电阻大 C.两段导体的电阻一样大 D.无法确定 3、 滑动变阻器 1、滑动变阻器的实物图、结构示意图、在电路图中符号 2、滑动变阻器的结构：如上图所示1是接触器，有金属滑片p；2是金属棒，p可以在上面任意滑动；3支架4瓷筒；5 线圈：表面涂有绝缘漆的合金线绕成的线圈。该合金是大电阻材料。A、B、C、D是四个接线柱。 当滑动变阻器的AD两点分别接入电路中时，联入电路的电阻是AP段的电阻。 当滑动变阻器的 两点分别接入电路中时，联入电路的电阻是 段的电阻。 当滑动变阻器的 两点分别接入电路中时，联入电路的电阻是 段的电阻。 当滑动变阻器的 两点分别接入电路中时，联入电路的电阻是 段的电阻。 当滑动变阻器的 两点分别接入电路中时，联入电路的电阻是 段的电阻。 当滑动变阻器的 两点分别接入电路中时，滑动变阻器的电阻几乎为零。 上面六种接法，哪些是正确的？ 3、滑动变阻器的铭牌：某滑动变阻器标有“50　1.5A”字样，50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0～50Ω。1.5A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A。 4、滑动变阻器作用：①通过改变电路中的电阻，逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压；②保护电路。 5、滑动变阻器的优缺点：能够逐渐改变连入电路的电阻，但不能表示连入电路的阻值。 6、 结论：滑动变阻器是通过改变电阻线在电路中的长度来改变电阻，从而改变电流．使用时串联在要改变的电路中，两接线头要接入“一上一下”两接线柱．不能使通过的电流超过最大值使用前应将电阻调到最大。 四、变阻箱 图中变阻箱的电阻是多少欧姆？ 名称 滑 动 变 阻 器 电 阻 箱 优点 能连续地改变连入电路中电阻大小 能直接读出连入电路中电阻的值 缺点 不能准确知道连入电路中电阻的值 不能连续地改变连入电路中电阻大小 例题2、在做“决定电阻大小的因素”实验时，需要在电压相同的条件下，比较通过不同导线的电流，发现决定电阻大小的因素．下表是几种实验用导线的参数． 导体代号 A B C D E F G 长度/m 1.0 0.5 1.5 1.0 1.2 1.5 0.5 横截面积/ 3.2 0.8 1.2 0.8 1.2 1.2 1.2 材料 锰铜 钨 镍铬丝 锰铜 钨 锰铜 镍铬丝 (1)为研究电阻与导体材料有关，应在上表中选用导线C和导线_____________． (2)为研究电阻与导体的长度有关，应在上表中选用导线C和导线__________． (3)为研究电阻与导体横截面积的关系，应在上表中选用导线A和导线_________． 例题3、小宇在实验室用图所示的电路做电学实验，请你帮助他完成以下的判断： (1)当滑动变阻器的B、C两个接线柱接入电路中，滑片P向A端移动时，灯L将____________(填“变暗”、“不变”或“变亮”)． (2)当滑动变阻器的A、D两个接线柱接入电路中，要使灯L变暗，滑片户应向_________端移动． 变式训练1、关于导体的电阻，下列说法中正确的是( ) A.长导线的电阻一定比短导线的电阻大 B.粗导线的电阻一定比细导线的电阻大 C.铜导线的电阻一定比铁导线的电阻小 D.导体的电阻的大小是由它的材料、长度、横截面积和温度决定的 2、在没有滑动变阻器和电阻箱的情况下，为了调节灯泡的亮度，你能想出一个简易的方法来代替滑动变阻器吗?请介绍你的设计。 解答：用铅笔代替滑动变阻器的方法，如图所示。把电路中接电阻的两个接线头都装上金属夹子，用其中的一个金属夹子把铅笔芯一端夹牢，在铅笔芯上卡上一只曲别针，再把另一个金属夹子夹在曲别针上。移动曲别针在铅笔芯上的位置，可以改变接入电路的阻值，从而达到改变电路中的电流大小的目的。 T-欧姆定律 实验探究电流的大小与哪些因素有关 一、提出问题：电流大小于那些因素有关。 二、猜想与假设：1、电流大小与电压有关 2、电流大小与电阻有关。 三、制定计划与设计实验： 1【电路图设计】 2、实验器材：若干干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、两个定值电阻器（阻值不一样）、导线 3、滑变器再该实验中的作用： (1)保护两表 (2)调节滑变器的阻值，使电阻两端电压不变。 4、设计方法： （1）探究于电压有关 保证是同一电阻器，用不同个数的电池组成电池组，接入电阻器，分别读出电流表示数：Ib与Ia 比较Ib与Ia，得出结论 （2）探究于电阻有关 保证是同一电池组，用阻值不同的电阻器分别接入电路，分别读出电流表示数：Ic与Id 四、进行实验搜集数据。 1探究于电压有关 实验方法：选用同一电阻器，在温度相同的情况下，第一次，把由两节干电池组成的电池组作电源接入电路中，读出电流表示数。第二次，把由四节干电池组成的电池组作电源接入电路中，读出电流表示数。比较两个示数，得出结论。 试验记录： 实验次数 一 二 电压 3V 6V 电阻 相同 相同 电流 小 大 现象：第一次电流表示数小于第二次电流表示数。 结论：保持电阻不变时，电流与电压成正比。 2探究于电阻有关 选用不同电阻器，在温度相同的情况下，第一次，把由两节干电池组成的电池组作电源接入电路中，读出电流表示数。第二次，把另一电阻器接入电路中，调节滑动变阻器，使变阻器两端电压不变，读出电流表示数。比较两个示数，得出结论。 试验记录： 实验次数 一 二 电压 3V 3V 电阻 大 小 电流 小 大 现象：第一次电流表示数小于第二次电流表示数。 结论：保持电压不变时，电流与电阻成反比。 总结论：保持电阻不变时，电流与电压成正比。保持电压不变时，电流与电阻成反比。 例题1、小明在探究“电流大小与哪些因素有关”的实验中 （1）连接电路时，开关应____。请用笔画线代替导线，根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整。 （2）闭合开关前，图乙中滑动变阻器的滑片P应位于____（选填“A”或“B”）端，可以起到____作用。 （3）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数，故障的原因可能是①________________________ ②__________________________________。（写出两种） （4）排除故障后，小明通过实验得到数据如表（一）所示，其中第1次实验的电流表示数如图丙所示，为____A，所用电阻R的阻值是____。根据表（一）的数据，可得出的结论是___________________________。 （5）小明继续探究电流与电阻的关系，将电阻R先后更换为5Ω和15Ω的电阻进行实验，得到数据如表（二）所示。通过分析表（二）的数据，可知小明在操作过程中存在的错误是___________________________。 欧姆定律：一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。 欧姆定律的公式是： 注意：（1） U为导体两端的电压，单位为伏（V）； I为通过导体的电流，单位为安（A）； R为导体的电阻，单位为欧（Ω） （2）单位统一国际单位才能计算 想一想：欧姆定律可以变形为公式U=IR，和R=U/R，为什么欧姆先生选择I=U/R作为欧姆定律呢？ 一般而言，一个电路图连好后，电压由电源确定，电阻由用电器导线的材料，长度，横截面积和温度决定。而电流就会由于电阻的变大而变小，由电阻的变小而变大。因此虽然欧姆定律可以变换为U=IR的形式，这只能说明如果已知电流和电阻，可以计算电压，但并不代表电压会因为电流、电阻的变化而变化；同理R=U/R也不能说明电阻会随电压、电流的变化而变化。 例题1 下列说法中正确的是（ ） A．电流跟电压成正比 B．电流跟电阻成反比 C．在导体的电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比 D．在导体两端电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成正比 例题2 由欧姆定律 推得，下列说法中正确的是（ ）． A．导体的电阻与导体两端电压成正比 B．导体的电阻与通过导体的电流成反比 C．导体的电阻是导体本身的属性，等于电压与电流的比值 D．以上说法都不对 例题3 当导体两端电压为10V时，通过导体的电流为500mA，那么导体两端电压为2V时，导体的电阻是（ ）． A．0．004Ω B．0．02Ω C．4Ω D．20Ω 变式训练： 1、有甲、乙两个导体，当通过相同的电流时，甲两端的电压比乙两端的电压高， 则两者的电阻相比（ ） A. R甲>R乙 B. R甲=R乙 C.R甲IB C． UA=UB D． UA>UB 6.如图7－13所示，若电源电压为4 V，Rl＝10Ω，R2的阻值范围为0～ 30Ω，闭合开关后，求：当滑动变阻器的滑片P 从a端移到b端时，电流表、电压表的示数的变化范围。 7. 如图7－14所示，R2=R3=20Ω,当S1和S2都断开时，电流表的示数为0.4A，电压变的示数为4V，求：（1）R1的阻值。（2）电源电压。（3）S1和S2都闭合时电压表和电流表的读数。 8 为了改变一根导线电阻的大小，下列方法中肯定不能达到目的的是（ ） A．将导线拉长后使用 B.将导线对折后使用 C. 给导线加热 D.改变导线中的电流 9 粗细和长度相同的一铜导线和一根铝导线串联在同一电路中，则：( ) 　Ａ、两根导线上的电流一定相等　　Ｂ、两根导线的电阻一定相等 　Ｃ、铜导线上的电流大于铝导线上的电流　Ｄ、两根导线上的电流方向相反 10 同种材料组成的四根导线，R1=4欧，R2=9欧，R3=11欧，R4=21欧，如果它们的长度相等，横截面积最大的是： ，如果它们的横截面积相等，则电阻线的长度最长的是： 。 11.由欧姆定律导出公式R=U/I，下列说法中正确的是 〔 〕　　 A．导体的电阻和它两端的电压成正比 B．导体的电阻和通过它的电流成反比 C．当导体两端电压为零时，它的电阻也为零 D．以上说法都不正确