9年级上册人教版物理 第24课 第十七章 欧姆定律 复习课 逐字稿-5,468字

  师:各位同学大家好,今天我们一起复习初中物理人教版第17章的内容——欧姆定律。首先,我们来回顾本章所学内容。

  本章共四节,第一节是电流与电压和电阻的关系,第二节是欧姆定律,第三节是电阻的测量,第四节是欧姆定律在串并联电路中的应用。

  我们先看第一节,电流与电压和电阻的关系。学习这部分内容时,我们先回顾了电压、电流、电阻的相关知识。我们知道,电压是产生电流的原因,所以电压越高,电流可能越大;电阻表示导体对电流的阻碍作用,电阻越大,电流可能越小。这是对电流、电压和电阻关系的定性分析。

  接着,我们提出问题:流过导体的电流与导体的电阻及加在它两端的电压存在怎样的定量关系呢?结合刚才的定性分析,我们猜想:一是若电阻一定,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;二是若电压一定,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。之后,我们采用控制变量法设计实验,设计了相应的实验电路并分别进行实验。实验一,控制电阻一定,研究电流与电压的定量关系;实验二,控制电压一定,研究电流与电阻的定量关系。我们得到了相关实验数据。

  对实验数据进行分析,我们发现:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。把这两个结论合二为一,总结提升可得: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,这就是我们第二节学习的内容——欧姆定律。它的公式是(I = \frac{U}{R}) 。对公式进行变形,可以得到(U = IR)和(R = \frac{U}{I})两个公式,进而得出伏安法测电阻的实验原理(R = \frac{U}{I}),由此我们开始了第三节内容的学习。欧姆法测电阻重点在于测定值电阻的值和小灯泡的电阻,后面我们会以例题的形式讲解。之后,我们学习了第四节,欧姆定律在串并联电路中的应用。

  我们先看串联电路,串联电路中电流处处相等,即(I = I_1 = I_2);总电压(U)等于各部分电压之和,即(U = U_1 + U_2);总电阻(R)等于各电阻之和,即(R = R_1 + R_2) 。几个电阻串联相当于增加了导体的长度,所以串联电路中的总电阻比任何一个串联导体的电阻都要大。串联电路还有一个分压规律,电压和电阻成正比,即(\frac{U_1}{U_2} = \frac{R_1}{R_2})。

  再看并联电路,在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即(I = I_1 + I_2);总电压等于各支路电压,即(U = U_1 = U_2);总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,即(\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}) 。几个导体并联相当于增加了导体的横截面积,所以并联后的总电阻比任何一个并联导体的电阻都要小。在并联电路中,还有一个分流规律,即通过导体的电流跟导体的电阻成反比,(\frac{I_1}{I_2} = \frac{R_2}{R_1}),这是对欧姆定律规律的应用拓展。

  回顾本章内容,我们不难发现,第一节电流与电压和电阻的关系是对问题的定量研究,第二节欧姆定律是对规律的总结提升,第三节电阻测量是对规律的应用,第四节欧姆定律在串并联电路中的应用是对应用的扩展。综上所述,物理的学习过程就是从生活现象到定性分析,再到定量研究,然后进行规律总结,最后到规律应用的过程。接下来,我们学以致用,进行典型例题探究。

  首先看第一题,利用电源、电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线等器材探究电阻一定时电流跟电压之间的关系。实验如下图甲所示,小明做探究电阻上的电流跟两端电压的关系的实验。第一问,连接电路时开关应处于什么状态?连接电路前,开关应该处于断开状态,这样我们可以在连接好电路之后检查电路连接是否正确,确认无误后方能闭合开关。所以第一个空,开关应处于断开状态。第二问,并将滑动变阻器的滑片滑到哪一端?滑动变阻器在电路中的作用是保护电路,要起到保护电路的作用,它应该滑到阻值最大处。看一下图甲,滑片在最右端时阻值最大,所以此时应该将滑动变阻器的滑片滑到最右端。

  再看第二问,闭合开关后,他发现电流表和电压表的指针偏转情况如图乙所示,出现这种情况的原因可能是什么?观察图乙中的电压表和电流表的示数,我们可以看到电压表发生明显的偏转,而电流表偏转角度较小,几乎不偏转。通过电流表可知此时电路出现的故障应该是断路故障。电压表的示数又非常大,说明与电压表并联的部分出现断路故障。由图甲可以看出,与电压表并联的是定值电阻(R),也就是说定值电阻(R)出现了断路,所以电路中电流几乎为零,而电压表此时测电源电压,偏转角度较大。

  第三问,通过实验,他记录了电压与电流相对应的有关数据,如右表,根据表中的数据,能得出什么样的结论?通过数据我们可以看到电阻的阻值(R = 10)欧姆,而且每一组电压都对应相应电流,比如(1)伏对应(0.1)安,(2)伏对应(0.2)安,(3)伏对应(0.3)安。不难得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。

  我们再看第二题。利用电源、电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线等器材探究电压一定时电流跟电阻之间的关系实验。第一问,请用笔画线代替导线,将如图所示的实验电路连接完整。看右侧的实物图,实物图中只有电流表没有连上电路,要连接电流表,需注意电流表使用的注意事项。第一,电流表电流要从正接线柱流入,负接线柱流出;第二,电流表测用电器的电流时,应该与用电器串联;第三,电流表量程的选择。电流表有两个量程,(0 - 0.6)安和(0 - 3)安,选择哪一个量程呢?题干中告诉我们电源电压(3)伏,定值电阻有三个,(5)欧姆、(10)欧姆、(15)欧姆。当电阻最小时,即(5)欧姆,(3)伏除以(5)欧姆,可估算出电路中的最大电流等于(0.6)安,也就是说整个实验中所有的电流都不会超过(0.6)安。所以电流表的量程选择(0 - 0.6)安,再结合电流表与用电器串联,电流从正接线柱流入,负接线柱流出,即可连接电路。

  第二问,某小组同学选择了阻值不同的多个定值电阻做实验,实验过程中每次更换定值电阻(R)后,都应通过调节什么保持谁的示数不变?看实验目的,本次实验是探究电压一定时电流跟电阻之间的关系,所以实验时应控制电压不变,改变电阻。怎样控制电压不变呢?这里用到了滑动变阻器在电路中的第二个作用——调节电压。所以更换定值电阻后,都应通过调节滑动变阻器的阻值,保持定值电阻两端电压不变,也就是保持电压表的示数不变。

  第三问,该小组的两位同学分别描绘了电流随电阻变化的(I - R)图像,如图所示,正确的是选择哪一个?我们刚复习过导体的电流跟导体两端电压以及导体的电阻的关系,知道当导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比,也就是说(I)和(R)是成反比的,所以很明显(B)选项正确。

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