电路及欧姆定律.doc

电路及欧姆定律 【教学内容与目的要求】1、知道电路各组成部分的基本作用，知道常用电路元件的符号，知道电流方向的规定，知道短路及其危害。 2、知道导体和绝缘体的区别，知道常见的导体和绝缘体3、理解并联电路和并联电路，会连接简单的串联电路和并联电路，会画简单的串、并联电路图。4、会用电流表测电流，理解串联电路各处电流相等，理解并联电路中干路电流等于各支路的电流之和。5、知道电压及其单位，知道干电池，家庭（照明）电路的电压值，会用电压表测电压，理解并联电路中总电压等于各部分电路上的电压之和，理解并联电路中各支路上电压相等。6、知道电阻及其单位，理解决定电阻大小的因素。7、知道滑动变阻器的构造，会用滑动变阻器改变电流。8、常识性了解电阻箱的构造。9、掌握欧姆定律，会用电压表、电流表测电阻。10、理解串联电路的等效电阻和计算公式，知道并联电路的等效电阻。【知识重点与学习难点】 1、电路的组成、识别、连接。2、导体与绝缘体的区别、联系。3、理解串、并联电路的特点。4、欧姆定律及其应用。5、注意滑动变阻器及开关的通断，对电路的影响。【方法指导与教材延伸】 1、电路是由哪些部分组成的？各组成部分的基本作用是什么？电路是由用电器、电源、开关和导线组成的。用电器是用电来工作的设备，家庭中常见的用电器有电灯、电铃、电风扇、电视机等。电源是提供电的装置，常见的电源有干电池、蓄电池和发电机等。开关是用来控制用电器工作，接通或断开电路的常见的开关，有拉线开关、拨动开关、闸刀开关等。导线是用来连接用电器、开关和电源组成电路的，常见的导线是金属导线。2、短路的危害直接用导线把电源连接起来，中间不经过用电器的电路叫短路。短路时，电流过大，易烧坏电源和导线的绝缘层，甚至引起火灾。3、导体和绝缘体的区别是什么导体和绝缘体的区别是由于内部的导电机制不同。导体内部有大量的可以自由移动的电荷，例如金属导体内部有大量的自由电子，酸、碱、盐的水溶液中有大量的正、负离子。当导体两端加有电压时，这些热运动的电荷就在电压作用下定向移动形成电流。绝缘体中可以自由移动的电荷很少，一般情况下，绝缘体两端加上电压也不能形成电流。导体和绝缘体之间并没有绝对的界限。当条件改变时，绝缘体也可以成为导体，例如玻璃在温度升高时，其导电的能力也逐渐增强。4、串联电路和并联电路的区分串联电路和并联电路是两种基本电路。图甲中的L1和L2组成的就是串联电路，L1和L2首尾相接，逐个顺次连接起来，通过一个元件的电流同时也通过另一个元件，一个开关就可以控制整个电路。并联电路如图乙中L1和L2所示，它是把用电器并列起来的电路。在并联电路中，干路电路中的电流在分支处分成两部分，并联的各个用电器要各用自己的开关控制，如果要同时控制所有的用电器，应该在干路中设置开关。如图丙所示的电路中，同时存在着串联和并联，这种电路叫混联电路。5、电流及电流表的使用a，电流是由电荷的定向移动形成的。电荷的定向移动有三种可能：正电荷定向移动，负电荷定向移动，或者是正、负电荷同时向相反方向移动。电流方向的规定是当时人们还不知道电子存在的情况下做的决定，把正电荷定向移动方向规定为电流方向。在金属导体中移动的电荷是带负电的自由电子，所以实际上金属导体中电流的方向跟自由电子定向移动方向相反。在导电溶液中形成电流是正、负离子的定向移动。导体中有电流通过时会发生热效应，磁效应和化学效应，我们可以通过电流的效应来判定电流的存在，从而去认识电流。电路中电流方向由电源的正极到电源的负极。b，测量电路中的电流大小强弱可使用电流表。使用时要注意：电流表必须串联在要测量的那部分导体的电路中，使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，要选择适当的量程，并根据相应量程会正确读数。使用电流表要特别注意不能把它直接接到电极间。6、电压及电压表的使用a，电压是一个表示正电流起因的物理量，是形成电流的原因。通常把这类提供电压的器件称为电源。b，电压的测量要用伏特表，测量时要将伏特表并联在测量部分电路的两端，伏特表的正接线格跟电源正极一端相连，要根据测量部分的电压大小，选择适当的量程，根据量程的数值和每一小格数值正确读出电压数。7、电阻及变阻器a，电阻的物理意义是表示导体本身对电流的阻碍作用，是导体本身的一种性质，它的大小取决于导体的长度、横截面积和材料，和外界条件无关。对电阻的公式，千万不可理解为电阻和所加的电压成正比，和通过的电流溶度成反比。这个公式它告诉我们要测某段导体，从电阻可测出通过这段导体的电流及这导体两端的电压。根据即可推得。b，滑动变阻器是靠改变电阻丝的长度来改变电阻的，要掌握将变阻器接入电路时，必须同时使用上、下两个接线柱，将滑动变阻器串联在电路中，通过改变连入电路的电阻线的长度来改变连入电路的电阻，从而改变电路的电流强度。 8、欧姆定律的理解和运用a，从数学角度来看，是U、I、R三个量的简单代数式，当电阻R一定时，导体中的电流强度跟这段导体两端的电压成正比；当U一定时，导体中的电流强度跟这段导体的电阻成反比。b，要特别注意定律叙述中两处出现“这段导体”的文字。公式所反映的是同一段电路的I、U、R三个量之间的关系，所以解题时要注意这三个量必须是同一段电路上的电流、电压和电阻，不要把不是同一段电路的I、U、R代入公式中去。绝不能用这个电阻去除另一个电阻两端的电压，也不能用这个电阻去乘另一个电阻所通过的电流强度，总之，要注意三个量的“对应”关系。9、串、并联电路的特点（仅以两个电阻为例）电路图电流电压电阻电压分配或电流分流功率I=I1=I2总电流等于各导体上的电流U=U1+U2总电压等于各部分电压之和R=R1+R2总电阻等于各部分电阻之和电压的分配与电阻成正比P=P1+P2总电功率为各部分电功率之和I=I1+I2总电流等于各支路电流之和U=U1=U2总电压等于各支路两端电压总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和各支路上电流的分配与电阻成反比P=P1+P2总电功率为各部分电功率之和【例题选讲】 例1、根据下图甲、乙两个电路图识别小灯泡是怎样连接的？解：根据串联电路及并联电路特点，我们从甲图上可看出电键闭合后，电流从电源正极流出到a点分成两路，分别经L1和L2后汇合于b再回到电源负极，小灯泡L1和L2分别在两条支路上，所以两盏小灯泡是并联的。图乙的电路不可直接识别，可以在分析电流方向的基础上，画出它的等效电路，再判断电灯的连接方式。图丙是图乙的等效电路，不难看出L1和L2是并联的。例2、将图中给出的元件连成电路，并画出相应的电路图。要求：元件位置不动，导线不能交叉 三盏灯并联 开关S1控制电灯L1和L2开关S2控制电灯L1、L2和L3解：要求将三盏灯并联，开关S1控制电灯L1和L2，因此，在电路中首先应将L1和L2并联，然后把开关S1串联接入，这样开关S1就控制了L1和L2，题目中还要求S2控制三盏灯，那么L3连在前面的并联电路上，再将S2串联在电路的总干路上，这样就能达到目的。例3、如图所示的电路中，开关S闭合后和闭合前的电压表的示数（ ）A、不变 B、增大 C、减小 D、无法确定分析与解答：应选择B。当开关S断开时，两灯L1和L2是串联的，电压表测的是L1两端的电压，电压表的示数小于电源电压；当S闭合后，L2被短接，灯L1直接接在电源两端，电压表的示数为电源电压。例4、下列几种关于电阻的说法中正确的是（ ）A、长导线的电阻比短导线的电阻大B、粗导线的电阻比细导线的电阻小C、铁导线的电阻比铜导线的电阻大D、电阻是导体对电流的阻碍作用，即使导体中没有电流，导体还仍然有电阻分析与解答：应选择D。决定导体电阻的因素有三个，即导体的材料、长度和横截面积，我们分析问题时，不能只考虑一个因素，而忽略其他因素，题中A、B、C、三个选项都只考虑了决定电阻大小的一个因素，因此是不全面的，电阻是导体的一种属性，与导体中是否有电流无关。例5、在一段导体的两端加一可变电压U，以下说法中不正确的是（ ）A、由，可知，R与U成正比B、不管U如何变化，U与I，比值不变C、U增加几倍，单位时间内通过该导体横截面的电量就增加几倍D、当U一定时，通过导体横截面的电量与通电时间成正比分析与解答：应选择A。导体的电阻是由它本身的材料、长度和粗细决定的，与所加电压无关，故A项不对，U与I的比值就是该导体的电阻值，电阻值是不变的，所以B项正确的；单位时间内通过该导体横截面的电量即为电流，那么U增加几倍，电流也增加几倍，单位时间内通过导体横截面的电量也就增加几倍，所以C项正确；U一定时，电流I也就一定，通过导体横截面的电量Q=It，与时间成正比，所以D项正确。综上所述，本题应选A。例6、用粗细均匀的金属导线弯成正方形abcd，若每一条边的电阻均为R，如图甲所示。现将四个顶点的任意两个接入电路，设电源电压为U保持不变，应如何选择连接顶点。干路中电流强度最大？数值是多少？答：电源电压不变的情况下，要干路中电流强度最大，则总电阻必须最小，根据并联电路的特点，并联的的总电阻一定小于其中任意一只电阻，因此，只需将正方形abcd中任意两个相邻的顶点接入电路，就可满足要求。此时，相当于R与3R的两只电阻并联，如图乙所示。由”“=”“”，且忽略导线电阻随温度的变化)10、如图所示的电路可以测定未知电阻Rx的阻值。已知电源电压恒定，当单刀双掷开关S接a时，电流表的示数为0.3A；当S接b时，调节电阻R的旋盘，直到电流表示数又为0.3A为止，读取电阻箱的电阻值为60。由此可知，Rx的阻值为_。11、如图所示的电路中，电源电压U=6V，把电压表接在图中的a、c两点间时，示数为4V；把电压表接在图中的b、d两点间时，示数为3V。若已知R3=4，则三只电阻中阻值最小的那只电阻为_。12、如图所示，一条阻值为R的粗细均匀的电阻丝弯成正方形，B是一条边的中点，则A、B间的阻值为_。三、作图题和实验题1、 如图所示，现有一电池组、两个开关和两盏灯，请你连接好下面的实物电路图，使S1闭合时L1亮，S2闭合时L2亮。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。下列是几种实验用导线的参数。导体代号ABCDEFG长度（m）1.00.51.51.01.21.50.5横截面积（mm2）3.20.81.20.81.21.21.2材料锰铜钨镍铬锰铜钨锰铜镍铬（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）为研究电阻与导体的横截面积的关系，应在上表中选用导线A和导线_。3、根据图甲的电路图将图乙的实物用笔画线代替导线连接起来。（导线不能交叉）4、 为了测定一电源的电压（电压约为30V），现提供下列实验器材：量程为“00.6A”的电流表、量程为“015V”的电压表、滑动变阻器（铭牌模糊，只知道最大阻值在20到30之间）、阻值为40的定值电阻和开关各一个，导线若干。请你在下面的方框内设计出测量电源电压的电路图，并用笔画线代替导线把下面的实物元件连接起来。5、 下图为用伏安法测电阻的电路。（1）看图回答：表C是_表，表D是_表。（2）根据实物图在虚线框内画出电路图。（3）若将开关闭合，两表读数如图所示，则待测电阻为_。（4）上述测电阻电路，在电池个数不变的情况下，要得到多组数据求平均值的办法是在电路中接入_。四、应用题和计算题1、 童童同学在做电学实验时，用电源、电压表、电流表、开关各一只，两个阻值相等的电阻和导线若干，设计了一个电路。如图所示，当虚线框内开关由闭合到断开时，电压表示数不变，电流表示数由大变小，请在虚线框中画出电阻和开关的连接图。2、 如图所示的电路中，电源电压保持不变，电流表量程为3A，电阻R112，闭合开关S，当滑动变阻器滑片p在b点时，电流表示数为0.50A，当p滑到距a端1/3处的c点时，电流表示数为1.0A。求：（1）电源电压U和变阻器的最大阻值R；（2）变阻器允许接入电路的最小阻值。3、如图所示的电路，电源电压6V，电灯L1，L2的电阻均为15，当开关S闭合后，两灯均正常发光。在某时刻。电路出现故障，电流表和电压表的示数出现异常。造成该现象的电路故障由多种可能，如下表中1、2所列故障。请分析写出可能出现的第三种由电灯引起的电路故障（其中一盏灯完好），并填上与2、3相应的电流表和电压表的大约示数。故障序号电路故障电压表读数电流表读数1L2灯丝烧断6V0A2L1灯短路3