初中物理九年级上学期-欧姆定律

初中物理九年级上学期-欧姆定律一、内容第一节　电阻第二节变阻器第三节欧姆定律二、教学目标1、了解什么是电阻，能认识电阻是导体本身的属性。2、通过发现使电路中的电流发生连续变化的最简捷方法，进一步加深电阻在电路中所发挥作用的理解。3、说出滑动变阻器在的构造及作用，画出滑动变阻器的符号及结构示意图，会正确使用变阻器。4、通过实验探究电流、电压、电阻的关系，理解欧姆定律及其变换成的物理意义。三、重点欧姆定律是本周学习的重点四、难点变阻器的使用是本周学习的难点五、学习方法指导1、滑动变阻器的连接 滑动变阻器共有四个接线柱，我们在使用的时候，一般只连接其中的两个接线柱。当连接A、B两接线柱时，变阻器的整段电阻丝连入电路，因此无论P怎样移动，都不能改变电路中的电阻，这时变阻器相当于一个定值电阻（图a）；当连接C、D两接线柱时，变阻器的金属棒直接连入电路，同样的，无论P怎样移动，都不能改变电路中的电阻，这时变阻器相当于一段导线（图b）。可见，当同时连接滑动变阻器的上面或下面两个接线柱时，它在电路中将不能起到变阻的作用，因而在实际连接时，我们应连接上面和下面的各一个接线柱。如图c滑动变阻器的PA段接入电路，所以当滑片P向右移时，PA段的长度变长，电阻RPA变大。可归纳规律为“一上一下，关键看下”。2、电阻电阻是直流电路中三个电学的基本单位之一（另两个单位是前两章已经介绍的电压和电流）这三个物理量各有特点，电流除了有大小，还规定了方向，电压有高低，规定了电池正 极和负极对电压的影响，而电阻无方向性（半导体除外）它只有大小，并且阻值的大小完全由自身的因素所决定。温度对电阻的大小有影响，一般情况下是温度升高，电阻变大，如白炽灯的灯丝（由钨丝绕制）在工作时（已热至白炽化，其温度已升高到千度以上）此时的电阻已比不工作时的电阻大许多倍。但也有例外，例如半导体在温度升高时，电阻反而变小。在计算电阻时要考虑到长度和截面积对电阻的综合影响，例如一根金属导线对折使用，其长度变为原来的一半，而且截面积也变为原来的二倍（因为总体积未变），这里的长度和截面积都对导线的电阻产生影响。不要只考虑长度而忘了截面积的变化。在初中阶段，不要求定量计算，只要求定性了解。尤其是长度的大小对电阻大小的影响。在初二年级讲到密度时，强调了用单位体积的质量来进行比较的科学性和严密性。并且以此来说明“铁比棉花重”的物理意义。同样地我们说铜的电阻比铁的电阻小，也有它特定的物理含意。它的意义就是相同长度和相同截面积的铜导线比铁导线的电阻要小，这就是所谓的“电阻率”定义。只不过在初中阶段还没有提到这个定义。其实课本中的表格就是这个意思。 3、变阻器变阻器的应用相当广泛，可以讲许许多多的仪表只要沾上电的边，其内部都用上“活动电阻”（即可变电阻或变阻器），随着以后学习的深入，会慢慢接触到。变阻器在电路图上为了和电阻区别，往往画成如图1所示符号。滑动变阻器在实物电路连接中比电阻箱困难，因为电阻箱只有两个接线柱，直接串联在电路即可（也有少数并联情况，如分流电路）而滑动变阻器有四个接线柱，在使用时要特别注意，不能接错，记住上下各用一个接线柱，并看好滑片移动方向与电阻大小（即经过电阻线圈的长短）关系。在接入滑动变阻器时，往往开始把电阻放到最大的位置。滑动变阻器也有规格，两项指标为最大电阻及限制的最大电流。如某滑动变阻器上标有250和2A，即说明此变阻器线圈的最大电阻值为250欧，所允许通过的最大电流值为2安。4、调光灯电路 实际的调节器光灯电路要比我们作业中设计的复杂得多。现介绍一种利用双基二极管组成的触发电路，通过调节电阻R的大小改变RC时间常数，从而改变触发脉冲出现的时刻，达到改变可控硅导通角的目的。图2中脉冲变压器T次级得到脉冲电压正好和初级的电压相位相反。串接在触发回路中的二极管保证了只允许反向脉冲加到双向可控硅的控制极G和主电板下，从而实现了反向触发。5、普通吊扇调速器家用普通吊扇调速器开关的原理与收音机音量开关的原理不一样，简单地区分，前者是变压器，后者是变阻器，但两者均可改变工作电路中的电流。转柄开关K可分别与触点1，2，3，4接通。与触点1相接时，变压器的输出电压最低，即电扇获得的电压最小，此时转速最慢。6、欧姆定律欧姆定律是实验定律，整个教学要以实验为基础，欧姆定律 的建立也依靠实验的结果，欧姆定律要明白文字叙述的内容和公式表达的对应关系，对于公式中出现的三个物理量要明白它们的“同一性”，即电压、电流和电阻是指针对于同一导体，并且是同一个时刻。当滑动变阻器动了一下，电压和电流值都会发生相应变化，为了让同一性更明白一点，对电路图中电流表和电压表的连接方式要叙述清楚，对变阻器所起的作用也要认真分析。对于欧姆定律中的公式和定律内容之间的对应关系，要强调，三个单位“配套”使用，只有在电压U单位用伏特，电流I单位用安培，电阻R单位用欧姆时，公式才可直接使用。对于公式中产生的两个变换式，要了解这不单是数字意义上的变换和变形，三个式子都有其不同的物理意义。是欧姆定律的本式，它反映了通过导体的电流大小和导体两端电压及导体电阻在数量上的关系，电流I的大小是由U和R决定的，U和R是因，而I是果。，不是欧姆定律的基本公式，它只是告诉我们计算电阻大小的一种方法，即所谓的伏安法。，也不是欧姆定律的基本公式，它是告诉：要求一个电阻两端的电压，可以用通过电阻的电流大小和电阻大小的 乘积来获得。运用欧姆定律计算要结合串、并联电路的特点，不能乱套公式，不能张冠李戴。7、半导体导电性能介于绝缘体和导体之间的一些特殊材料，如锗、硅、砷等称为半导体，半导体的最大特点是单向导电性，除此以外它的电阻对压力、温度或光照特别敏感，可以制造压敏元件、热敏电阻和光敏电阻，有着可以利用的广泛用途。压敏元件可以把压力的变化转化为电流的变化，这样通过电流的微小变化就可以监测压力的变化，如对地震的监测和研究，在机械和化工行业有着广泛的用途，在计算器上也有使用。热敏电阻是由一种对温度特别敏感的半导体制成，这种半导体的电阻值随着温度升高而迅速减小，所以利用热敏电阻可以测量很小范围内的温度变化，且快速、准确。光敏电阻在光照下电阻迅速减小，从而在电路中必然引起电流的变化，利用此特点可以用在许多自动的设备中，如监测产品的质量或数量。六、例题精讲例1：电阻是导体对电流的阻碍作用，当电流为0时，这种 阻碍作用也就消失，于是有人说导体的电阻也就没有了，这种说法对不对？解析：这种说法不对，因为导体的电阻是导体本身的一种属性，它的大小只与导体为材料、导体的长度及横戴面积有关而与通过导体的电流和导体两端的电压无关，我们通过导体两端电压的大小和通过导体的电流大小可以用来对导体电阻的大小进行测量。但电阻即是客观存在的，就如同我们用一把尺子可以对文具盒的长度进行量度，但若没有尺子，文具盒照样是客观存在一样。例2：关于导线的电阻，正确的说法是（）A、两根粗细一样的导线，长的电阻比短的电阻大B、两根同样长短的导线，横戴面小的比横截面大的电阻大C、铁的电阻比铜的电阻大D、粗的铜导线其电阻可能比细的铁导线电阻还要大解析：导线的电阻大小由导线的材料、长度和横截面积三个因素共同决定，缺少任何一个条件，都无法进行比较。若以A项因为并未指明为何种材料，无法进行比较A项错。B项也犯有同样错误，未指明导线的材料，无法进行比较，因此B项错。C项只指明了一种因素即材料，但未明确长短和粗细，因而条件不足，也不能下定论，故C项错。D项对，因 为并未说明长度的关系，以各种可能发生。例3：两个灯泡串联，因为电阻是对电流的阻碍，所以电阻大的那个灯泡通过的电流小，而电阻小的那个灯泡通过的电流大，对吗？解析：这题有些迷惑性，我们知道串联电路的电流相等，通过两个串联起来的灯泡的电流强度应该是相等的，但是后半段的话似乎也有道理，因为电阻是对电流的阻碍，所以通过电阻大的灯泡电流要小，但是这里忽略了一个大前提，这两个小灯泡两端的电压一样吗？就是因为如此，才得出错误的结论。例4：现有四种材料做成的长度、粗细相同的四段导线，它们分别是由银、铜、铝、铁做成的，其中电阻最小的是（）A、银导线B、铜导线C、铝导线D、铁导线解析：在以上四段导线中，它们的长短、粗细都相同，因此要比较它们的电阻大小，我们可以比较它们的导电能力：导电能力强，电阻小，导电能力弱，电阻大。例5：图4为滑动变阻器的简图，它有四个接线柱，C和D为金属棒的两端。A和B为电阻线圈的两个端点，P为滑片，那么一共有______种接法，若把C和D直接接入电路电阻将为_______，若把A和B直 接接入电路电阻将________；要想使变阻器能够起到变阻作用有______种接法，它们是分别接入_________。解析：对于A、B、C、D四个接线柱共有6种接法，若把C和D接线柱直接接入电路，因金属棒的电阻大小可以不考虑，所以电阻为零；若把A和B两个接线柱接入电路，电阻为最大值且不起变阻的作用，要想能起到变阻作用有4种接法，即分别接入A和C、A和D、B和C、B和D。例6：如图5所示的电路，当滑片P向右移动时，电路中的电流怎样变化？解析：M与变阻器C接线柱相连，N与变阻器的B接线柱相连，电流流经的路径由M→C→P→B，变阻器的金属棒和滑片P部分相当于导线，因此滑片在移动的过程中，这一部分的电阻改变很小，可忽略不计，而由P经B流出的路径中，电阻的长度发生了改变，当P向右移时，滑动变阻器连入电路的部分PB段的长度变短，其阻值RP8将变小，所以电路中的电流将变大。例7：现有二节电池，一个电流表，一个小灯泡和一个滑动变阻器，一个电键，如图6(a) 所示，请接成一个电路，使得滑片向右移动时，电流表的示数变小，灯泡变暗，注意各个元件的接法。解析：当灯泡变暗时，说明其通过的电流变小了，电流表的示数也变小了，说明灯泡和电流表串联，并且是因为和它们串联的滑动变阻器的电阻变大所引起，因滑片向右移动，所以接线柱选A和C或A和D，如图6(b)所示。例8：如图7所示的电路，闭合开关，当滑片P向由a向b移动的过程中，电流表的示数怎样变化？解析：本题中，变阻器同时连接了三个接线柱，且在电路中同时出现了电压表和电流表，这里先作一个说明：由于电压表内阻较大，约几千欧到几万欧，电流表内阻较小，一般约零点几欧，所以我们在进行电路分析时，常把电压表所在的 部分看作开路，把电流表所在的部分看作一段导线，因此图所示的电路图可简化为图所示的简化电路，即电路是Rab与R1串联，Rab与R1在电路中的阻值保持不变，因而电路中的电流也保持不变，这时把电流表复原到原电路中，如图所示可知P在移动过程中，电流表的示数保持不变。思考：⑴本题中电压表的示数如何变化？⑵本题中电压表与电流表互换位置后两表示数又将如何变化？例9：电阻箱的另一种方式为插孔式，其面板为几排铜块，铜块下为串联的各种阻值的电阻，铜块插入时电阻被短路，若拔出铜塞，则电流即经过此电阻，由此来控制总的电阻如图8所示，为插孔式电阻箱的局部，那么此时电阻大小多大？解析：可以看出此局部共有4个铜塞A、B、C、D现在B、D两铜塞插在孔内下面的两个电阻20和50被短路，而另外两个铜塞A和C被拔出，下面的电阻10和20 被串入电路因而两端总电阻为10+20=30。例10：一个定值电阻，阻值为200，接在电压为12V的电源两端，那么通过该电阻的电流强度是________，若要通过该电阻的电流大小为0.15A，则需要在电阻两端加上_______V的电压。解析：由欧姆定律，可得出；若要使通过电阻的电流为0.15A，那么电阻两端加的电压，本题用了欧姆定律的基本公式和一个变换公式，后半部分也可采用比例方法。因为是对于同一个电阻，所以有，可得。 九年级物理上学期第十四章欧姆定律测试题一、填空1、⑴1500=________k=_________Mk。⑵_________k=_________。2、导体的电阻表示导体的一种性质，它反映了导体对_____________作用的大小。3、导体的电阻跟_________、__________、__________、__________有关。在材料和长度相同时，导体的横截面积越大，其阻值越_________。4、一般情况下随着温度的升高，导体的电阻将__________，但有些特殊的材料，温度升高，电阻反而_________。5、实验室中常见的变阻器有________和________，它们的工作原理都是利用__________，从而达到改变电路中的___________。6、三根同种材料制成的导线，其中长度L甲>L乙>L丙，而截面积S甲<S乙<S丙，那么甲、乙、丙三根导线，按电阻大小的顺序排列应为_________>________>________。 7、如图为滑动变阻器的结构示意图，当使用A、B两接线柱时，它相当于_________________；当使用C、D两接线柱时，它相当于______________；当滑片P向右移时，要使电路中的电阻变大应使用接线柱_____和_____或_____和_______。8、如图10所示的电路中，闭合开关S后，当P向左移时要使灯泡变亮，则M与______接线柱相连，闭合开关S前，滑片P应置于_________（选填“A”或“B”）端。9、两捆铜导线，质量都是50kg，但是甲捆铜导线的横截面积为1.5mm2，而乙捆铜导线的横截面积为1.32mm2，那么电阻大的为_________。10、人体最低的电阻约为800，若通过人体的电流大于45mA，人会发生生命危险，因而加在人体的电压不能超过________V。11、当一导体两端电压为6V时，通过它的电流大小为0.3A，那么该导体的电阻为________，若两端电压减小为一半，则通过导体的电流大小为_______A，若电路断开，那么通过导体的电流为_______A，导体的电阻为________。二、选择题 1、下列关于导体的电阻的说法中正确的是（）A、导体中有电流时，导体才有电阻B、导体的电阻大小取决于导体中电流的大小C、导体的电阻是导体本身的一种性质，与通过它的电流大小无关D、导体的电阻大小取决于导体两端电压的大小2、有四根长度相同、截面积相同的导线，它们分别是铜导线，铝导线、铁导线、镍铝合金线，则电阻最大的是（）A、铁导线B、铝导线C、铜导线D、镍铝合金3、将一根电阻为10的导线拉长成原来的三倍，则它的电阻变为（）A、30B、60C、90D、1804、一段由若干股组成的铜芯线，当抽去它其中的几股后，这段铜芯线的电阻将（）A、变大B、变小C、不变D、无法确定5、关于电阻以下说法正确的是（）A、长的导线比短的导线电阻大B、粗的导线比细的导线电阻小C、铜导线比铁导线电阻小D、以上讲法均不准确6、如图11所示，把滑线变阻器的A、D两个接线柱分别接 在电路中的M和N处，那么（）A、当P向右移时，灯变暗B、当P向左移时，灯变暗C、当P向右移时，灯变亮D、当P向左移时，灯变亮7、一个电阻其阻值为10，现在其两端加上3的电压，那么通过它的电流大小为（）A、3.3AB、0.3AC、30AD、都不对8、一个电阻阻值为R1两端所加电压为U，通过电阻的电流为I，那么如果加在此电阻两端电压加倍为2U，则会（）A、电流不变，电阻加倍B、电流不变，电阻不变C、电流加倍，电阻不变D、电流加倍，电阻加倍三、实验题1、我们知道在通常情况下玻璃是绝缘体，但高温会改变玻璃的导电性能，如图11所示，将废灯泡的玻璃灯芯接入电路，闭合开关，观察电流表指示情况，用酒清灯对灯芯的玻璃柱加热一段时间，再观察电流表的指示情况。记录你所观察到的现象，发现：没有加热时，电流表示数为 _______A，加热一段时间后，电流表示数_________（选填“不变”或“变大”）。这个实验说明玻璃的导电性能发生了怎样的变化？2、某同学在实验室，连接一个电路，如图12所示，他把M夹在C端，N夹在B端，则闭合开关前他应将滑片移到_________（选填“A”或“B”）处，若要让小灯泡再亮些，应使滑动变阻器的滑片P向___________（选填“左”或“右”移动）。四、探究题 1、利用半导体材料做成的压敏电阻，其阻值跟受到的压强有怎样的关系？如图所示，Rx为密封在柱形容器底部的一只压敏电阻，R0为电路中的一只保护电阻，当容器内的水位发生变化时，Rx受到水的压强会随之发生改变。从而它的阻值也了生了改变。电流表示数的变化可反映其阻值变化的情况。下面是实验探究小组探究的几组实验数据。容器内水的深度5101520电流表的示数/A0.180.30.420.5电流表的示数越大，说明Rx的阻值越小。从数据中可以看出，当电流表示数最大时，容器内水深度最大，即水对Rx的压强最大。据此，我们可得到什么结论？2、导电溶液在未饱和至饱和的过程中，其电阻怎样变化？ 器材准备：电池级、电流表、2.5V小灯泡、开关、烧杯、水、碳酸钠粉末、两根碳棒、导线若干。实验装置如图所示。实验步骤：⑴按如图所示装置连接电路。⑵闭合开关，观察灯泡的亮度及电流表的示数（此时灯泡不发光，电流表无示数）。⑶向烧杯内逐渐加入碳酸钠的粉末，并不断搅拌，观察灯泡的亮度及电流表的示数。（现象：灯泡刚开始微微发光，后来正常发光，电流表的示数由小变大）实验分析：在碳酸钠溶液未饱和时，溶液中自由移动的钠离子与碳酸根离子的浓度较小，而这两种离子恰恰是参与导电的电荷。当溶液达到饱和时，钠离子与碳酸根离子的浓度也达到了饱和。相对而言，参与导电的电荷数变多，所以溶液的导电性增加，即它的电阻值变小。实验结论：_________________________________________ 参考答案一、1、⑴1.5，⑵0.32，3202、电流阻碍3、材料、长度、横截面积、温度，小4、变大，变小5、滑动变阻器、电阻箱，通过改变接入电路中电阻丝长度来改变电阻，改变电流6、R甲，R乙，R丙7、一个定值电阻，一段导线，A，C，A，D8、A，B9、B10、3611、20，0.15，0，20二、1、C2、A3、C4、A5、D6、A、D7、B8、C三、1、0，变大，玻璃由绝缘体变成了导体2、A，右四、1、压敏电阻受到的压强越大，其阻值越小。2、碳酸钠溶液在由不饱和变为饱和溶液的过程中，导电性越来越大，即它的阻值越来越小。