科学第6节 电流与电压、电阻的关系精品导学案
展开 浙教版八上 §4.6电流与电压、电阻的关系(2)学案
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[学习目标]
1、理解欧姆定律,应用欧姆定律进行解释、推断和简单计算;
2、会利用欧姆定律的变形公式求电路中的电流;
3、会利用欧姆定律的变形公式求导体的电阻。
一、知识点梳理:
1、欧姆定律反映的是同一导体的 、 和 之间的关系,它是研究、分析、解决各种实际的电学问题的关键和基础。
2、运用欧姆定律公式时,公式中的I、U、R应对应于 或 ,解题时都应用相应的标记分开,同时公式中的单位应统一:电压的单位是 ,电流的单位是 ,电阻的单位是 。
3、欧姆定律的变形公式:
(1)公式变形为U= ,这是求导体电阻两端电压的一种方法;
(2)公式变形为R= ,这是求导体电阻的一种方法,即伏安法;但电阻本身的大小与 无关,电阻是导体本身的一种性质。
二、例题讲解
例题1、定值电阻R1和R2分别标有“10Ω1A”和“12Ω0.5A”的字样,现将它们串联起来接到某电源两端,为了不损坏电阻,该电源电压不能超过 V。
例题2、如图所示电路中,闭合开关S,灯泡发光,电路正常.若将电压表与电流表交换位置,电路可能出现的情况是( )
A.电流表、电压表被烧毁 B.电压表示数接近电源电压
C.灯泡正常发光 D.电流表有示数
(例题2图) (例题3图) (例题4图)
例题3、如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中( )
A.电压表V示数变小 B.电流表A1示数变大
C.电流表A2示数不变 D.电流表A2示数变小
例题4、图为灯L1、L2的U﹣I图象,根据图象可知( )
A.通过L2的电流为0.2A时,L2两端的电压为100V
B.电压为160V时,通过Ll的电流较大
C.电压为160V时,L1的电阻较大
D.把两灯并联接入220V的电路中,Ll较亮
例题5、如何利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或一只电压表,测出未知电阻Rx的阻值,同学们设计了如图所示四种电路,其中可行的方法有(电源电压未知)( )
A.(1)(3) B.(2)(3) C.(2)(4) D.(1)(4)
例题6、如图所示为一种测量小汽车油箱内油量多少的装置原理图,压力传感器R的阻值会随所受压力大小的变化而变化,油量表(由电流表改装而成)指针能指示出油箱中油的多少。已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。若压力传感器R的上表面面积为5厘米2,汽油密度为0.71×103千克/米3,电源电压为6伏,g取10牛/千克。请计算:
(1)未放油箱时,电路中的电流是多少?
(2)当油与油箱的总重为600牛时,压力传感器R受到的压强是多大?
(3)如果空油箱的质量为5.8千克,油量表指针指在2×10-2米3时,电路中的电流是多大?
三、随堂练习:
1、用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体,A比B的横截面积大。如图所示,将它们串联在电路中,通过A、B的电流关系及A、B两端的电压关系是( )
A. IA>IB、UA>UB B. IA<IB、UA<UB
C. IA=IB、UA=UB D. IA=IB、UA<UB
(第1题图) (第2题图) (第3题图)
2、如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变,R=10Ω,当闭合开关S , 电压表的示数为2V,以下判断正确的是( )
A. 通过电阻R的电流时0.6A B. 电阻R两端的电压是2V
C. 通过灯泡L的电流时0.2A D. 灯泡L两端的电压是2V
3、某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的I-R图像,下列结论与图像相符的是( )
A. 电阻一定时,电流与电压成正比 B. 电压一定时,电流与电阻成反比
C. 电阻一定时,电压与电流成正比 D. 电压一定时,电阻与电流成反比
4、在电压不变的电源上接一个4Ω的电阻时,电流是3A;当再串联上一个电阻R时,电流为1A。那么,电阻R的阻值是( )
A.12Ω B.3Ω C.8Ω D.4Ω
5、如图是甲、乙两电阻的电流随电压变化的曲线,据图判断正确的是( )
A. R甲
(第5题图) (第6题图) (第7题图)
6、某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A. 当导体两端的电压为0时,电阻为0
B. 该导体的电阻随电压的增大而减小
C. 当导体两端的电压为0时,电流为0
D. 当导体两端的电压为2伏时,电流为0.6安
7、娟娟同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,将记录整理的实验数据绘制成如图所示I-U关系图象.由图可得甲的电阻为 Ω,甲、乙两个电阻串联后总电阻是 Ω;这两个电阻串联后接在电压为9V的电源上,电路中的电流为 A;这两个电阻并联后接在9V电源上,干路中的电流为 A。
8、小敏在探究串、并联电路的电流、电压、电阻之间的关系时,用了两个阻值不同的电阻R1、R2,它们阻值之比是5:3,如果它们串联在电路中,则电阻两端的电压之比 ;如把它们并联在电路中,则通过电阻的电流之比为 。
四、课后巩固:
1、在一段电阻不变的导体两端加20 V电压时,通过的电流为1 A;现在把该导体两端的电压变为8 V,则此时通过该导体的电流和它的电阻分别为( )
A. 0.4 A 20 Ω B. 1 A 20 Ω C. 0.4 A 10 Ω D. 1 A 10 Ω
2、一个白炽灯泡,在室温下用伏安法测一次电阻,在正常工作时再用伏安法测一次电阻,后一次测得的阻值比前一次测得的阻值大10倍以上,造成这种差异的原因是( )
A.两次测量加在灯泡两端的电压不同 B.两次测量灯丝温度不同
C.两次测量通过灯丝的电流不同 D.两次测量室内的温度不同
3、如图所示,在探究“一段电路中的电流与电阻关系”的实验中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究探究上述问题,应该采取的唯一操作是( )
A.保持变阻器滑片不动 B.增加电池个数
C.将变阻器滑片适当向左移动 D.将变阻器滑片适当向右移动
(第3题图) (第4题图) (第5题图)
4、在如图所示的电路中,两只电流表的规格相同,电流表有两个量程(0~0.6A和0~3A)。闭合开关S,电阻R1与R2均有电流流过,两只电流表的指针偏转角度相同,则R1与R2的比值为( )
A.1:4 B.4:1 C.1:5 D.5:1
5、如图,电源电压保持不变,R1=10Ω,R2=15Ω。当S闭合时,电压表的示数为6V,则电源电压为( )
A.10V B.7.5V C.3.5V D.2.5V
6、如图所示电路中,闭合开关S,灯泡发光,电路正常.若将电压表与电流表交换位置,电路可能出现的情况是( )
A.电流表、电压表被烧毁 B.电压表示数接近电源电压
C.灯泡正常发光 D.电流表有示数
(第6题图) (第7题图) (第8题图)
7、小梅同学设计了如图所示的汽车有害尾气排放检测电路。其中,R为气敏电阻,它的阻值随有害尾气浓度的增大而变小,电源电压恒定不变,R0为定值电阻。闭合开关,当有害尾气浓度增大时( )
A.电压表示数变大,电流表示数变大 B.电压表示数变小,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数变小 D.电压表示数变小,电流表示数变大
8、如图所示,电源电压保持不变,若在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S1、S2 , 测得U甲:U乙=4:3,若只断开开关S2 , 拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表,则此时I甲:I乙是( )
A. 1:1 B. 4:3 C. 3:4 D. 16:9
9、如图是一种可测定油箱内油面高度的装置,R′是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属划片是杠杆的一端,油量表由电流表改装而成,通过两只电表的示数变化可以反映油面的高度变化,关于此装置的工作原理,下列说法中正确的是( )
A. 当油面高度升高时,油量表示数减小 B. 当油面高度升高时,电压表示数增大
C. 当油面高度降低时,油量表示数增大 D. 当油面高度降低时,电压表示数不变
(第9题图) (第10题图) (第11题图)
10、如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常发光,甲、乙两个电表的示数之比是2:3。此时灯L1、L2的电阻之比是( )
A. 2:1 B. 3:2 C. 2:3 D. 1:2
11、如图a是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压U=4.5V且保持不变,电压表量程为0~3V,R0是300Ω的定值电阻,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图b所示.若闭合开关S( )
A. 环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是150Ω B. 电压表V示数越小,环境温度越高
C. 电压表的最小示数是1.5V D. 此电路允许的最高环境温度为60℃
12、如图所示电路图,电源电压恒定。当开关S1、S2断开,S3闭合时,电流表的读数为0.50安,电压表的读数为2.50伏。当开关S1、S2闭合,S3断开时,由于电阻R1、R2中有一个电阻出现故障,电流表的读数为0.60安,电压表读数为3.00伏,则电源电压为 伏,此时电路中出现的故障是 。
13、如图所示电路中电源电压保持不变,定值电阻R2阻值为10欧,闭合开关后,通过R2的电流为0.6安,干路中的电流为1安。求:
(1)电源电压U。
(2)定值电阻R1的阻值。
参考答案:
一、知识点梳理:
1、电流 电压 电阻
2、同一电阻 同一段电路 伏特 安培 欧姆
3、(1)IR (2)U/I 电流和电压
二、例题讲解:
例题1、11
解析:由题知,R1允许通过的电流最大为1A,R2允许通过的电流最大为0.5A,因为串联电路中电流处处相等,所以两电阻串联时,为了不损坏电阻,电路中的最大电流为0.5A,串联电路中总电阻等于各分电阻之和,由欧姆定律可得,电源电压最大为:U=I(R1+R2)=0.5A×(10Ω+12Ω)=11V。
例题2、B
解析:图中电压表并联灯泡的两端,测量的是电源的电压,电流表测电路中电流;
当两表互换后,则电压表串接在电路中,因其内阻过大,则由欧姆定律可得,电路中有很小电流的,故电流表示数接近为零,灯泡不亮;而此时相当于电压表并联在电源两端,故测量的仍为电源电压,故电压表示数接近电源电压.ACD错误,B正确。
例题3、C
解析:解:如图,电阻R1与滑动变阻器并联,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,①因为电源电压保持不变,电压表测量并联支路电压或电源电压,故电压表V的示数不变;②滑动变阻器R2与电阻R1并联,电流表A2测量通过电阻R1的电流,当滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中,R2阻值增大,电流表A2示数不变,当滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中,R2阻值增大,由I=U/R可知,电流减小,又因为电流表A1测量干路上的电流,所以电流表A1示数变小,故ABD错误,C正确。
例题4、C
解析:A.由图象可知,通过L2的电流为0.2A时,L2两端的电压为58V,故A错误;B.由图象可知,电压为160V时,通过Ll、L2的电流大小关系为I2>I1,故B错误;C.由于电压为160V时,I2>I1,根据R=U/I可知,R1>R2,即L1的电阻较大,故C正确;D.把两灯并联接入220V的电路中,则它们两端的电压相等,根据图象可知,通过L2的电流大于通过Ll的电流,根据P=UI可知:P2>P1,所以L2较亮,故D错误。
例题5、B
解析:(1)开关S1闭合,S2断开时R0和Rx串联,电流表可以测出通过Rx的电流Ix;S2闭合时为Rx的简单电路,不能直接或间接测量出Rx的电压,所以不能求出Rx的电阻.(2)开关S0闭合,S接1时电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S接2时电路为未知电阻Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,根据Rx=Ux/Ix求出电阻;(3)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux.根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压U0=U-Ux,根据
I0=U0/R0,求出通过定值电阻的电流.根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0.根据Rx=Ux/Ix求出电阻;(4)开关S0闭合,S接1时和S接2时电压表V的正负接线柱会连接错误,故无法测出正确的使用。
例题6、(1)0.012A (2) 1.2×106Pa (3)0.03A
解析:(1)由表格可知,未放油箱时电阻R=500欧,由欧姆定律得I=U/R=6V/500Ω=0.012安。(2)p=F/S=600N/(5×10-4m2)=1.2×106Pa。(3)由ρ=m/V得,m油=ρ油V油=0.71×103千克/米3×2×10-2米3=14.2千克,F=G总=(m箱+m油)g=(5.8千克+14.2千克)×10牛/千克=200牛。由表格可知,压力为200牛时,电阻R=200欧,由欧姆定律得I′=U′/R′=6V/200Ω=0.03安。
三、随堂练习:
1、D 2、D 3、B 4、C 5、A 6、C
7、10;15;0.6;2.7 8、5:3;3:5
四、课后巩固:
1、A 2、B 3、D 4、B 5、A 6、B
7、D 8、B 9、B 10、D 11、D
12、3伏, R1开路。
13、(1)6V (2) 15Ω
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