欧姆定律的应用

12.3欧姆定律的应用

教学目标

一、知识与技能

1、学会用伏安法测量电阻。

2、能运用欧姆定律分析“短路的危害”等实际问题。

二、过程与方法

通过学生亲自动手测算和分析讨论，弄清灯丝的电阻随温度变化的规律和短路的

危害。

三、情感态度与价值观

体验利用所学规律分析、解决实际问题的乐趣，感受科学知识与社会生活的联系。

教学重点

1、伏安法测电阻的原理；

2、会利用伏安法测量小灯泡的电阻

教学难点

1、设计电路，测未知电阻的阻值．

2、短路的危害．

教具准备

        电源，滑动变阻器，小灯泡，电流表，电压表，开关，导线若干。

课时安排：1课时

教学过程

一、导入新课

现在这儿有一个小灯泡，谁能想办法测出它的阻值来？引导学生答出：只要测出它两端的电压和通过它的电流，利用公式R=U/I就可以计算出它的电阻。

那么怎样测量电压和电流呢？（引导学生答出：用电压表测出灯泡两端的电压，用电流表测出通过灯泡的电流。）教师结合学生的回答小结：用电压表测出灯泡两端的电压，用电流表测出通过灯泡的电流，再用欧姆定律就能算灯泡的电阻，这种方法叫伏安法测电阻。

二、推进新课

1．测量小灯泡工作时的电阻

(1)实验原理R=U/I

要测量小灯泡工作时的电阻，应使电流通过灯泡，同时测出电流值和灯泡两端的电压值，应用欧姆定律就能算出灯泡的电阻值了．这种方法叫做伏安法．

(2)实验器材

电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡和导线若干等．

(3)实验电路图:如图1所示．

(4)实验步骤

①按电路图连接电路．

注意：连接实物时要将开关断开，且在实验前要将滑片P移到连人阻值最大的地方，电流表与被测电阻串联，电压表与被测电阻并联，且应使用试触法选择量程．

图1

②检查电路无误后，闭合开关．

用滑动变阻器调节电路中的电流，从尽可能小的电流逐步调至正常发光．观察灯泡亮度并读出电压表和电流表示数，将实验数据记录在下表中．

③根据记录的四组数据，分别求出四个对应的电阻值，观察分析不同发光情况下的灯泡电阻值．

2．研究短路有什么危害

(1)“短路”从狭义上讲就是电源的“+”“一”极之间没有用电器，而用导线直接把“+”极和“一”极连接起来，短路由于电阻很小，电流会很大，很可能烧坏电源，这是绝对不允许的。教学时，可先出示问题，学生通过对假想的短路现象进行计算、分析、讨论，认识短路的危害。

活动2

关于问题（1）中，计算出短路时的电流为12941A。为使学生对这个电流的数量级有更直观的认识，让学生进一步计算：这么大的电流相当于多少盏台灯同时工作时的电流，计算结果为：n=64705盏！还可以让学生回顾常用家电正常工作时的一些电流值，或投出常用输电导线允许通过的一些电流值，并与短路时的电流对比，认识短路的危害。

关于问题“2”，假如电流表并联在用电器两端，通过它的电流将达30A，远远超过电流表的量程，会烧坏电流表。

(2)短路现象的几点说明：

①电源短路

如图2所示，如果连接灯泡的导线两端直接粘连起来，就会造成电源短路．由于导线的电阻远比灯泡的电阻小，所以通过它的电流会非常大，这样大的电流，电池或者其他电源都不能承受，电源会损坏；更为严重的是，因为电流太大，会使导线的温度升高，严重时有可能造成火灾．因此，电源短路是十分危险的．

图3

图2

图3

 

②用电器短路

如图3所示的电路中，显然电源未被短路．灯泡L1的两端由一根导线直接连接．导线是选择电阻率极小的材料制成的，在这个电路中，相对于用电器的电阻来说，导线上的电阻极小，可以忽略不计，通常在分析计算时，可以忽略导线的电阻．图中与灯泡‘并联的这段导线通过灯泡如接在电源上，那段导线中就有一定的电流，，我们对那段导线应用欧姆定律，导线两端的电压

U=IR,由于→0，说明加在它两端的电压U→0，那么与之并联的灯泡L两端的电压U=U→0，在灯泡L1上应用欧姆定律知，通过灯泡L1的电流，I1=U1/R1→0，可见，电流几乎全部通过那段导线，而没有电流通过灯泡L1，因此灯泡L1不会亮．这种情况我们称为灯泡 L1被短路．

如果我们在与L1并联的导线中串联一只电流表，由于电流表的电阻也是很小的，情形与上述相同，那么电流表中虽然有电流，电流表有读数，但不是L1中的电流，电路变成了电流表与L2串联，读数表示了通过L2的电流，L1被短路了．

三、课堂小结

1、讲评实验中发现的问题。（注意：应以表扬为主。）

2、简述伏安法测电阻和原理及短路的危害。