物理九年級(jí)上冊(cè)知識(shí)歸納(附同步練習(xí))14.4歐姆定律的應(yīng)用-蘇科版_第1頁(yè)
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年級(jí)九年級(jí)學(xué)科物理版本江蘇科技版課程標(biāo)題第十四章第四節(jié)歐姆定律的應(yīng)用一、考點(diǎn)突破考點(diǎn)能力備注伏安法測(cè)電阻掌握1.理解實(shí)驗(yàn)的原理2.掌握實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì),以及測(cè)量步驟3.了解其他測(cè)量電阻的方法推導(dǎo)串、并聯(lián)電路的電阻理解1.學(xué)會(huì)推導(dǎo)串聯(lián)電路總電阻的方法2.了解并聯(lián)電路總電阻的推導(dǎo)方法運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算掌握能夠運(yùn)用歐姆定律對(duì)一些電路問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算二、重難點(diǎn)提示重點(diǎn):伏安法測(cè)電阻。難點(diǎn):運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算。伏安法測(cè)電阻【考點(diǎn)精講】實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量定值電阻的阻值。實(shí)驗(yàn)原理:R=eq\f(U,I)實(shí)驗(yàn)器材:直流電源、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、阻值未知的定值電阻、滑動(dòng)變阻器。實(shí)驗(yàn)電路圖:實(shí)驗(yàn)步驟:①設(shè)計(jì)電路圖并按照電路圖連接實(shí)物;②開(kāi)關(guān)閉合前,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位于最大阻值處;③閉合開(kāi)關(guān)進(jìn)行試觸,電路正??砷_(kāi)始實(shí)驗(yàn);④閉合開(kāi)關(guān),通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片改變被測(cè)電阻Rx兩端電壓,得到三組電壓和電流值,記入下表。實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓(V)電流(A)電阻(Ω)①0.20.045②1.90.385③2.60.525⑤斷開(kāi)開(kāi)關(guān),根據(jù)R=eq\f(U,I)計(jì)算出被測(cè)電阻的阻值。整理實(shí)驗(yàn)器材完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:把各次測(cè)量的數(shù)據(jù)代入公式,計(jì)算出電阻值,然后再對(duì)多次實(shí)驗(yàn)的計(jì)算結(jié)果求平均值(這樣做可以減小誤差),你得到的電阻的平均值是5Ω。實(shí)驗(yàn)回顧:在實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)變阻器的作用是什么?作用1:控制電流大小,保護(hù)電路;作用2:改變電路中的電流和電壓,可測(cè)得多組數(shù)據(jù)。【總結(jié)提升】其他測(cè)量電阻的方法:1.“伏阻法”說(shuō)明:將被測(cè)電阻RX與已知阻值電阻R0串聯(lián),用同一電壓表分別測(cè)量出RX和R0兩端的電壓UX和U0,則被測(cè)電阻RX=UXR0/U0。2.“安阻法”說(shuō)明:將被測(cè)電阻RX與已知阻值電阻R0并聯(lián),用同一電流表分別測(cè)量出流過(guò)RX和R0的電流IX和I0,則被測(cè)電阻RX=I0R0/IX。3.“等效法”說(shuō)明:將被測(cè)電阻與變阻箱并聯(lián),先閉合S1、斷開(kāi)S2,測(cè)出電流IX=I1;再斷開(kāi)S1、閉合S2,調(diào)節(jié)變阻箱的阻值為R1,使電流表的示數(shù)為I1。則RX=R1。等效電阻【考點(diǎn)精講】1.等效電阻用一個(gè)電阻代替原來(lái)的幾個(gè)電阻后,對(duì)整個(gè)電路的效果與原來(lái)幾個(gè)電阻的效果相同,這一個(gè)電阻叫做這幾個(gè)電阻的等效電阻。2.串聯(lián)電路的總電阻提出問(wèn)題:當(dāng)幾個(gè)電阻串聯(lián)時(shí),它們的等效電阻和這幾個(gè)電阻是什么關(guān)系呢?理論研究:如圖甲所示,R1和R2串聯(lián),接入電壓為U的電路中,電路中電流為I。圖乙中將R接入電壓為U的電路中,電路中的電流同樣為I。甲乙在圖甲中,經(jīng)過(guò)前面的學(xué)習(xí)我們知道串聯(lián)電路中,電流處處相等,總電壓等于分電壓之和,用公式表示為:I=I1=I2U=U1+U2由歐姆定律I=eq\f(U,R)得U1=I1R1=IR1,U2=I2R2=IR2圖乙所示的電路中,根據(jù)歐姆定律得:U=IR因?yàn)閳D甲與圖乙中電路兩端的電壓相等,所以IR=IR1+I(xiàn)R2R=R1+R2歸納總結(jié):串聯(lián)電路中的電阻關(guān)系:串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電阻之和,即R=R1+R2。說(shuō)明:(1)把幾個(gè)導(dǎo)體串聯(lián)起來(lái),相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長(zhǎng)度,其總電阻一定比任何一個(gè)導(dǎo)體的電阻都大。(2)把幾個(gè)導(dǎo)體串聯(lián)起來(lái),若其中一個(gè)電阻變大,則總電阻變大。(3)要使電路中的電阻增大,可采取串聯(lián)電阻的方法?!究偨Y(jié)提升】并聯(lián)的總電阻提出問(wèn)題:如果我們把電阻并聯(lián)起來(lái)使用,它們的等效電阻又等于什么呢?探究:以?xún)蓚€(gè)電阻并聯(lián)為例,圖甲為R1、R2并聯(lián)的情況,圖乙中R為R1和R2并聯(lián)的等效電阻。甲乙并聯(lián)電路中,總電流等于各支路中電流之和,支路兩端電壓相等。在并聯(lián)電路中,因?yàn)镮=I1+I(xiàn)2又由歐姆定律I=eq\f(U,R),I1=eq\f(U1,R1),I2=eq\f(U2,R2)所以eq\f(U,R)=eq\f(U1,R1)+eq\f(U2,R2)又因?yàn)閁=U1=U2所以eq\f(1,R)=eq\f(1,R1)+eq\f(1,R2)歸納總結(jié):并聯(lián)電路中的電阻關(guān)系:并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)之和。隨堂練習(xí):兩個(gè)阻值分別為1000Ω和10Ω的電阻并聯(lián),并聯(lián)后的總阻值為()A.大于1000ΩB.小于1000Ω且大于10ΩC.小于10ΩD.無(wú)法確定答案:C思路導(dǎo)航:由并聯(lián)電路等效電阻的計(jì)算公式可知,并聯(lián)電阻總電阻小于任何一個(gè)支路的電阻值,即并聯(lián)電路中,電阻“越并越小”。而串聯(lián)電路中,總電阻是“越串越大”。所以1000Ω和10Ω的電阻并聯(lián),總電阻會(huì)小于最小的一個(gè)電阻,C正確。通過(guò)公式我們也可以計(jì)算出總電阻的大小,約為9.9Ω。運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算【考點(diǎn)精講】首先列出電路中三個(gè)基本物理量(電壓、電流、電阻)的方陣,如圖所示??v向看,是同一段電路上三個(gè)不同的基本量,它們遵循歐姆定律;橫向看,是不同部分電路上同種物理量,它們遵循串(并)聯(lián)電路特點(diǎn)。因此,求某個(gè)物理量,只有兩種基本分析思路。例如:在串(并)聯(lián)電路中需求U1,通過(guò)上面的方陣:縱向看,可運(yùn)用歐姆定律I=U/R的變形公式,U1=I1R1去求;橫向看,可運(yùn)用串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)U1=U-U2去求。為此,得到兩種解題方法,相應(yīng)地分別稱(chēng)之為“歐姆定律法”和“串(并)聯(lián)電路特點(diǎn)法”。例題有一只小燈泡,它正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻是8.3歐,正常工作時(shí)電壓是2.5伏,如果我們只有電壓為6伏的電源,要使小燈泡正常工作,需要串聯(lián)一個(gè)多大的電阻?分析:結(jié)合電路圖列出物理量的方陣(如下圖),已知量寫(xiě)上數(shù)據(jù),待求量標(biāo)上問(wèn)號(hào),中間求出的量隨時(shí)填入方陣。因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以電流一律用I表示。(一)歐姆定律法:根據(jù)歐姆定律I=U/R;R2=U2/I;U2、I均不知;求U2,只能用串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)U2=U-U1,U、U1均已知;求I,因U1、R1均已知,所以,用歐姆定律I=U1/R1可求得I。主要解題步驟整理如下:(1)電路中的電流I=U1/R1=2.5V÷8.3A=0.3A(2)R2分去的電壓U2=U-U1=6V-2.5V=3.5V(3)需串聯(lián)的電阻R2=U2/I=3.5V÷0.3A=11.7Ω(二)串聯(lián)電路特點(diǎn)法:根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)R2=R-R1,R1已知,求R,只能用歐姆定律I=U/R的變形公式R=U/I。U已知,求I,因U1、R1已知,所以用歐姆定律I=U1/R1。主要解題步驟整理如下:(1)電路中的電流I=U1/R1=2.5V÷8.3Ω=0.3A(2)總電阻R=U/I=6V÷0.3A=20Ω(3)需串聯(lián)的電阻R2=R-R1=20Ω-8.3Ω=11.7Ω【典例精析】例題1(遵義中考)如圖所示的電路,將AB兩端接入10V電源,電壓表示數(shù)為3V,拆去AB兩端電源,再將CD兩端接入10V電源,電壓表示數(shù)為7V,則R1:R3的值為()A.1:1B.7:3C.49:9D.100:21思路導(dǎo)航:將AB兩端接入10V電源時(shí),R1與R2串聯(lián),電壓表測(cè)R2兩端的電壓,∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,∴R1兩端的電壓U1=U-U2=10V-3V=7V,由歐姆定律可得:,拆去AB兩端電源,再將CD兩端接入10V電源,R2與R3串聯(lián),電壓表測(cè)R3兩端的電壓,R3兩端的電壓U3=U-U2′=10V-7V=3V,。答案:C例題2(棗莊中考)為了防止酒駕事故的出現(xiàn),酒精測(cè)試儀已被廣泛應(yīng)用。交警使用的某型號(hào)酒精測(cè)試儀的工作原理如圖所示。電源電壓恒為8V,傳感器電阻R2的電阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小,當(dāng)酒精氣體的濃度為0時(shí),R2的電阻為60Ω。使用前要通過(guò)調(diào)零旋扭(即滑動(dòng)變阻器R1的滑片)對(duì)酒精測(cè)試儀進(jìn)行調(diào)零,此時(shí)電壓表的示數(shù)為6V。(1)電壓表的示數(shù)為6V時(shí),電流表的示數(shù)為多少?(2)電壓表的示數(shù)為6V時(shí),滑動(dòng)變阻器R1的電阻值為多少?(3)調(diào)零后,R1的電阻保持不變。某駕駛員對(duì)著酒精測(cè)試儀吹氣10s,若電流表的示數(shù)達(dá)到0.2A,表明駕駛員酒駕,此時(shí)電壓表的示數(shù)為多少?思路導(dǎo)航:由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測(cè)R2兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流。(1)當(dāng)酒精氣體的濃度為0時(shí),R2的電阻為60Ω,此時(shí)電壓表的示數(shù)為6V,∵串聯(lián)電路中各處的電流相等,∴根據(jù)歐姆定律可得,電流表的示數(shù):;(2)∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,∴此時(shí)R1兩端的電壓:U1=U-U2=8V-6V=4V,∴R1=;(3)調(diào)零后,R1的電阻保持不變,此時(shí)變阻器兩端的電壓:,∴電壓表的示數(shù):。答案:(1)電壓表的示數(shù)為6V時(shí),電流表的示數(shù)為0.1A;(2)電壓表的示數(shù)為6V時(shí),滑動(dòng)變阻器R1的電阻值為20Ω;(3)調(diào)零后,電流表的示數(shù)達(dá)到0.2A時(shí)電壓表的示數(shù)為4V?!究偨Y(jié)提升】應(yīng)用歐姆定律計(jì)算時(shí)要注意知識(shí)的綜合運(yùn)用,除了應(yīng)用重要的公式及變形公式U=IR、以外,還要用到下列重要結(jié)論:電路圖電流I=I1=I2=…=InI=I1+I(xiàn)2+…+In電壓U=U1+U2+…+UnU=U1=U2=…=Un電阻R=R1+R2+…+Rneq\f(1,R)=eq\f(1,R1)+eq\f(1,R2)+…+eq\f(1,Rn)電壓與電流分配關(guān)系eq\f(U1,U2)=eq\f(R1,R2)eq\f(I1,I2)=eq\f(R2,R1)【試一試】如圖電路,R1∶R2∶R3=1∶2∶1,開(kāi)關(guān)S閉合后,電流表A、A1及A2的示數(shù)分別為I、I1和I2,它們之間的數(shù)量關(guān)系正確的是()A.I=I1+I(xiàn)2 B.I∶I1=5∶3C.I∶I2=4∶3 D.I1=I2答案:B、D思路導(dǎo)航識(shí)別電路,然后利用電流和電阻的比例關(guān)系求解.采用去表法分析R1∶R2∶R3的連接,為并聯(lián).設(shè)通過(guò)R1∶R2∶R3的電流I1′、I2′、I3′.用電流流向,分析出

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