欧姆定律练习题

尽快地掌握科学知识,迅速提高学习能力,由物理网为您提供的必备的九年级上册物理第17章复习要点:欧姆定律,希望给您带来启发!

欧姆定律教案: 1

“欧姆定律”是本章的核心,也是整个电学知识的基础。通过第一节成功的探究活动,在所得结论的基础上不难得出欧姆定律。关键是让学生理解欧姆定律的实际意义,认识欧姆定律及其公式的使用是“有条件”的。对于欧姆定律公式的另外两个变形,并不表示在某种条件下,物理量之间存在正比或反比的关系,它们只是在数量上满足这样的关系而已。

欧姆定律的应用有两个方面,一是利用公式进行定量计算;二是利用欧姆定律对串、并联电路中的电阻规律进行定性分析。教学可以在复习上一节探究结果的基础上直接引入欧姆定律,通过例题,帮助学生理解欧姆定律,同时强调公式中的I、U、R是针对同一导体、同一时刻而言的。利用公式计算,要注意培养学生良好的分析问题、规范解题的习惯。在认识公式后,变形出另外两个变换式,通过师生讨论,强调U=IR并不表示电压与电流成正比;R=UI并不表示电阻与电压成正比,与电流成反比。

电阻的串、并联规律,由于它在电学计算中具有较高的应用率,所以可以根据学生情况,运用实验探究或理论推导等不同的方法帮助学生理解串、并联电阻的关系。可以在实验前组织学生进行猜想,多数学生会“想当然”地认为,在电路中再次接入电阻后,总电阻会变大(电流减小),最终实验现象与猜想矛盾。这样学生的印象会更深刻,体验到学习的乐趣。实验后可以通过类比导线电阻与长度和横截面积的关系,帮助学生加强认识。串、并联电阻定量关系的实验探究应 以串联为主。另外,还可以利用欧姆定律和串、并联电路中电压及电流规律,进行理论推导。在进行定量分析时,利用实验体会电阻的等效替换,注意帮助学生体会等效的思想。无论应用哪种方法进行研究,都要考虑到学生的实际情况。

“动手动脑学物理”中的习题非常典型,有利于学生加深对欧姆定律的理解,教学时要注意多加利用。

教学重点:理解欧姆定律,能用其进行简单的计算。

教学难点:理解欧姆定律并应用。

教学方法:

1.对于欧姆定律及其计算,主要通过教师点拨,学生自主训练的形式进行。

2.对于串并联电路中的电阻规律采用创设情境,进行实验探究式学习。

课时安排:1课时。

三维目标

一、知识与技能

1.理解欧姆定律,能运用欧姆定律进行简单的计算;

2.能根据欧姆定律以及电路的特点,得出串、并联电路中电阻的关系。

二、过程与方法

1.通过计算,学会解答电学计算题的一般方法,培养学生逻辑思维能力,培养学生解答电学问题的良好习惯;

2.根据实验现象体会等效电阻的含义,了解等效的研 究方法。

三、情感态度与价值观

通过对欧姆生平的介绍,学 习科学家献身科学,勇于探索真理的精神,激发学生学习的积极性。

课前准备

多媒体课件、试电笔、阻值相同的两只定值电阻(10 Ω)、学生电源、阻值相同的两只定值电阻(小组间不同,但阻值之和能通过电阻箱调出来)、电流表、小灯泡、开关、导线若干、电阻箱。

教学设计

[导入新课]

复习导入

提出问题:

1.在上一节探究“导体上的电流跟两端电压的关系”实验中,应用了哪种研究问题的方法?

2.在研究过程中控制了哪个物理量?

3.利用上节课得出的结论,填充表格,并阐述原因。(利用多媒体展示下列两表)

表一:

电压U/V 1 2

电流I/A 0.2 0.6

表二:

电阻R/Ω 5 10

电流I/A 0.6 0.2

(学生回顾实验,回答问题。)

总结:探究“导体上的电流跟两端电压的关系”实验中,应用了控制变量法。先控制电阻不变,研究电流与电压的关系,再控制电压不变,研究电流与电阻的关系。根据“电阻一定时,电流与电压成正比”的结论,表一中的2 V是原来电压的2倍,所以电流也是原来的2倍,变为0.4 A;电流0.6 A变成了原来的3倍,所以电压也应该是原来的3倍,应是3 V。根据“电压一定,电流与电阻成反比”的结论,表二中的10 Ω是原来的2倍,所以电流是原来的1/2,变为0.3 A;电流0.2 A变成了原来的1/3,所以电阻应该是原来的3倍,应是15 Ω。

教师活动:要求学生将探究活动的两个结论用一句话概括出来。

(学生思考概括。)

总结:“导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。”这就是著名的欧姆定律。

[推进新课]

一、欧姆定律

1.展示欧姆定律,学习计算公式

展示材料:利用多媒体课件展示欧姆定律的内容和公式。

提出问题:

(1)电流、电压和电阻三个物理量之间,是哪个量随着哪个量变化?为什么?

(2)如何理解欧姆定律中的“正比”“反比”?

(3)“导体中的电流,跟导体两端的电压成正比”的描述,有没有什么条件?“导体中的电流,跟导体的电阻成反比”呢?

(4)公式中的各个符号的意义和单位分别是什么?

(学生思考讨论,回答问题。)

总结:电压产生电流,所以电流随着电压变;电阻是导体对电流的阻碍作用,所以电流随着电阻变。所谓电流与电压成正比,是说当电压变为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍;所谓电流与电阻成反正比,是说电阻变为原来的几倍,电流就变为原来的几分之一。“导体中的电流,跟导体两端的电压成正比”是建立在导体电阻一定的条件下的;“导体中的电流,跟导体的电阻成反比”是建立在导体两端电压一定的条件下的。公式中的U、R、I分别表示电压、电阻、电流,单位分别是伏 特(V)、欧姆(Ω)、安培(A)。

(教学说明:通过这几个问题,帮助学生明确公式中各个符号的物理意义及其因果关系,理解电流与电压成正比,电流与电阻成反比的真正含义。)

2.使用公式的条件

(1)欧姆定律公式中各物理量具有“同一性”,即I、U、R都是针对同一导体、同一时刻而言的。

(2)在运用欧姆定律公式进行计算时,要选择正确的物理量的单位,只有当电压的单位使用伏特(V),电阻单位使用欧姆(Ω)时,电流的单位才是安培(A)。

二、欧姆定律的应用

1.典题精析(课件展示题目)

展示材料:出示试电笔,将其插入插座中,使氖管发光,如右图。

提出问题:

(1)试电笔为什么会发光?有电流通过人体吗?

(2)插座中的电压很高(220 V),并且有电流通过人体,人为什么没有触电?

(学生讨论,思考回答问题。)

学生总结:当试电笔中通过电流时,能够发光,此时人体串 联在电路中,也有电流通过人体,人之所以没有触电,是因为通过人体的电流很小,不足以产生危害。

(拆开试电笔,让学生观察电阻,如右图所示,并用多媒体展示题目。)

例题:试电笔中的电阻为880 kΩ,氖管的电阻和人体的电阻都比这个数值小得多,可以不计。使用时通过人体的电流是多少?

提出问题:

(1)这道题目中已知哪些物理量,求哪个物理量?

(2)你能根据题意画出电路图,并把已知物理量和所求物理量都标到图中吗?

(3)题目中的已知物理量和所求物理量,都是针对同一导体的吗?

(4)各物理量的单位满足欧姆定律计算公式的要求吗?

(学生思考讨论,画出电路图,回答问题。)

学生总结:本道例题已知电阻的阻值,求电阻上的电流。除此以外,还有一个隐含条件,就是照明电路的电压是220 V。这三个物理量都是针对同一个电阻来说的,满足欧姆定律的要求。但是,电阻的单位需要换算成“Ω”。

教师活动:(由学生叙述,教师板书解题过程。)强调欧姆定律使用时的“同一性”原则。强调解题的规范性,包括公式、单位、代入过程和最终结果。强调解电路计算题时,画出电路图,并将已知条件标在电路图中,有助于解题思路的分析。(本题电路图如右下图所示)

解:R=880 kΩ=880×103 Ω

U=220 V

I= = =0.25×10-3 A

教师总结:

(1)例题得出电流:0.25×10-3 A=0.25 mA,这么大小的电流通过人体,是没有伤害的,但却能使氖管发光。

(2)知识与技能方面:欧姆定律公式的使用条件和物理计算题的解题规范性。

(3)学生交流合作方面。

(教学说明:通过例题,帮助学生进一步认识欧姆定律的使用条件,同时,培养良好的解题习惯。)

2.知识拓展:将欧姆定律的计算公式变形得出U=IR,R=UI,利用公式,已知电流、电压、电阻三个物理量中的任意两个,就可以求出另外一个。

提出问题:针对两个变形式,模仿欧姆定律,描述为“导体两端的电压跟电流成正比”和“导体的电阻跟两端电压成正比,跟电流成反比”正确吗?为什么?

(学生思考讨论,回答问题。)

学生总结:电压是产生电流的原因,电流随着电压的变化而变化,所以不能说“导体两端的电压跟电流成正比”。电阻是导体自身的性质,受导体的材料、长度、横截面积的影响,与电压和电流的大小无关,只是在数量上等于电压和电流的比值。所以不能说“导体的电阻跟两端电压成正比,跟电流成反比”。

3.即学即练:(课件展示练习)

(1)一个200 Ω的定值电阻,接在电压为12 V的电源两端,则通过它的电流为______ mA。若要通过它的电流大小为0.15 A,则需要在电阻两端加上______ V的电压。若电阻两端不加电压,则通过他的电流为 ________ A,它的电阻为________ Ω。

(2)甲、乙两地相距40千米 ,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知输电线每千米的电阻为0.2欧。现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行测量。当电压表的示数为3.0伏时,电流表的示数为0.5安,则短路位置离甲地的距离为(  )

A.10千米 B.15千米 C.30千米 D.40千米

答案:(1)60 30 0 200 (2)B

4.介绍欧姆事迹,对学生进行情感教育

展示材料:欧姆(1787~1854年)1787年3月16日生于德国埃尔兰根城,父亲是锁匠。16岁他进入埃尔兰根大学研究数学、物理和哲学,中途辍学,由于经济困难,直到26岁才完成博士学业。

欧姆从1825年开始研究电流与电源及导线长度的关系。由于缺少资料和仪器,给他的研究工作带来不少困难,但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究,自己动手制作仪器。他用自制的细长金属丝测定出几种金属的导电能力,设计了显示电流大小的仪器,采用铜—铋组成的温差电偶作稳定的电源。他于1826年归纳出了今天所称的欧姆定律,并于次年出版《伽伐尼电路:数学研究》。

欧姆定律发现初期,许多物理学家不能正常理解和评价这一发现,并提出怀疑和尖锐的批评。研究成果被忽视,加上经济极其困难,使欧姆精神抑郁。直到1841年英国皇家学会授予他最高荣誉的科普金奖,才引起德国科学界的重视。后人为了纪念他,就用他的名字作为电阻的单位。

教师活动:利用上述材料对学生进行情感态度价值观的教育。

三、电阻的串联与并联

方案1(实验探究)

1.相互合作,探究定性关系

展示材料:出示两只阻值相同的定值电阻。

提出问题:将这两只电阻串联入电路,它们的总电阻比它们大还是小?将这两只电阻并联呢?

猜想或假设:学生思考讨论,猜测总电阻与各只电阻的大小关系。(部分同学认为无论串联,还是并联,总电阻都比一只电阻大。)

设计实验:先将一只电阻连入电路,接入电流表或灯泡,再将另一只电阻以不同方式分别连入电路,通过电流表示数或灯泡亮暗程度的变化,来判断电路中电阻大小的变化。注意:并联时,电流表应接在干路中。如果使用电流表,要记录数据。

进行实验:学生以小组为单位,进行实验。小组之间准备的定值电阻不同,以便通过不同阻值的电阻具有相同的规律,从而说明规律的普遍性和客观性。

分析和论证:选取不同阻值的`小组,描述实验现象或展示实验数据,分析得出电阻串、并联的定性关系。

(1)串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。

(2)并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。

2.拓展深化,探究定量关系

提出问题:串联电阻的总电阻的阻值比任何 一个分电阻的阻值都大。但到底有多大呢?

教师活动:引导学生采取应用电阻箱代替两只分电阻,边观察电流表,边调节电阻箱的阻值,直到电流表示数与两只分电阻接入电路中的示数相同。比较电阻箱与分电阻的大小关系。

(学生实验,记录数据,得出结论。)

学生总结:串联电阻的 总电阻等于各电阻之和,表达式为R=R1+R2。

教师总结:电阻箱对电路的作用效果,与两只电阻串联时是相同的,电阻箱就是两个分电阻串联使用的等效电阻,即总电阻。这种研究问题的方法就是等效法。利用等效的方法,可以研究电阻并联时的总电阻与分电阻之间的定量关系:并联电阻的总电阻的倒数,等于各电阻的倒数和,表达式为1R=1R1+1R2。

方案2(类比法)

展示材料:出示两段导体,将其靠紧变长,演示串联;将其靠紧变粗,演示并联,如下图所示。

学生总结:两电阻串联,相当于导体变长了,所以总电阻一定比分电阻大;两电阻并联,相当于导体变粗了,所以总电阻一定比分电阻小。

方案3(理论推导)

展 示材料:出示串、并联电路中的电压和电流规律。

串联:①I=I1=I2 ②U=U1+U2

并联:③I=I1+I2 ④U=U1=U2

将变形公式U=IR带入②式得IR=I1R1+I2R2 再利用①式得R=R1+R2

将公式I=UR代入③式得UR=U1R1+U2R2 再利用④式得1R=1R1+1R2

教师总结:从电阻串、并联的关系式来看,串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大;并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。

即学即练:(课件展示练习)

(1)有两个阻值为 6 Ω的电阻,将它们串联后总电阻为______Ω,将它们并联后总电阻为______Ω。

(2)如右图所示,电源电压为10 V,闭合开关S后,电流表、电压表的示数分别为0.5 A和6 V。求:

①通过R1的电流I1是多少?

②马平同学在求R2的电阻值时,解题过程如下:

根据欧姆定律:R2= = =12 Ω

请你指出马平同学在解题过程中存在的错误,并写出正确的解题过程。

答案:(1)12 3

(2)①0.5 A

②R2两端的电压不是6 V

R2两端的电压U2=U-U1=10 V-6 V=4 V

R2= = =8 Ω

[课堂总结]

(1)知识与技能方面:

①欧姆定律、计算公式及其变形公式;

②欧姆定律的使用条件;

③解物理计算题的规范性;

④电阻的串、并联规律。

(2)情感态度价值观方面。

(3)学生交流合作方面。

[布置作业]

完成“动手动脑学物理”中的第1、2、3、4题。

板书设计

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