欧姆定律第二课时教案

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    [师]同学们再来分析例题2,如果想知道某段导体的电阻,可以怎么做?你能从这个例子中得到什么启示吗?
    [生]可以由导体两端的电压和通过这段导体的电流,利用欧姆定律的变形公式R= 来求解。
    [师]导体两端的电压和通过导体的电流是多少呢?
    [生]可以测出来.用电流表测出通过导体中的电流,用电压表测出导体两端的电压,就可以求出导体的电阻了。
    [师]大家认为可以吗?(同学们肯定,教师进一步明确)这种用电压表和电流表测定电阻的方法叫"伏安法"。
    3.额定电压
    [师]请同学们观察一只新灯泡上的铭牌。如下图
    同学们谁能说明它表示什么意思呢?
    [生]这个灯泡的牌子是光明牌
    [生]家庭电路的电压是220 V,这样的灯是在家里常用的,上面也有220 V,是不是说这个灯泡的电压是220 V?
    [师]同学们想得非常对。灯泡上的220 V,表示这个灯泡正常工作的时候,它两端所需的电压是220 V。
    同学们在什么地方还见过类似的标志呢?
    [生]实验室用的小灯泡上也有比如2.5 V、3.8 V、1.2 V。
    [生]还有一些用电的小电器或电动玩具上也标多少伏特。
    [师]它们表示的意思你知道了吗?
    [生]意思是这些用电器在正常工作时所需的电压值。
    [板书]用电器在正常工作时所需的电压叫额定电压。
    [师]为什么用电器上都要标明这些额定电压值呢?请同学们利用刚学过的欧姆定律分析其原因。
    [生]电阻一般情况是不变的。根据欧姆定律,如果电压低,则电路中电流小,电器便不能正常工作;如果电压太高,则电路中电流会很大,有时还会损坏电器。
    [师]所以我们要求用电器必须是在额定电压下工作。一般电器都附带有说明书,说明书中都会给你介绍电器的额定电压值。同学家中买回新电器使用时要先看说明书,这样才能工作得安全、放心。
    4.短路
    [师]在上面的分析中,同学们已了解如果用电器两端电压太高超过额定电压,电路中的电流就会很大,甚至烧坏电器。现在请同学们推测:如果一根导线的两端直接连接在电源的两极上,会出现什么后果?
    [生]根据欧姆定律,电源电压一定,导线的电阻很小,那电流一定会很大。
    [师]同学们看书P13"小数据"(或利用投影)
    ●实验用小灯泡电阻5~50 Ω
    ●实验用的导线(每根)电阻0.01~0.1 Ω
    ●照明灯泡(工作时)电阻100~2000 Ω
    ●长1 m、截面积1 mm2的铜导线电阻为0.017 Ω
    请同学们利用这些数据分别计算在实验室和实际生活中,将用电器接入电路和不接用电器用导线直接连接电源两端时的电流大小关系。(电路接入用电器时,导线的电阻可忽略)
    实验室:假设电源电压是U1,则接小灯泡和不接小灯泡时的电流分别为:
    I1=       I1′= (假设用3根线)
    实际电路中,电源电压为U2=220 V。假设所用灯泡电阻为R灯=500 Ω,输电距离为1000 m,则:使用灯泡时电流:I2= = =0.44 A
    导线直接连接电源两端时电流
    I2′= = =6.47 A
    实验室: × =166.7倍
    实际电路: =15.16倍
    [师]通过计算,同学们能得到什么结果?
    [生]不接用电器时电路中的电流是接入用电器时电流的几十倍,甚至更高,这样是很危险的。
    [师]所以,绝不允许不经用电器而将导线连接在电源两端。
    [板书]电路中不该相连的两点被直接连在一起的现象叫做短路。
    [师]同学们可以根据短路的危害,讨论为什么电压表可以直接连在电源两端而电流表不允许。
    [生]电流表的电阻很小,直接连在电源两端组成闭路时,电路中的电流会很大,这样容易烧坏电流表,而电压表则不同。将电压表直接和电源相连时,不会烧坏电压表,电压表的电阻很大。
    [师]以上的讨论和分析都用到了欧姆定律,可见欧姆定律对我们分析、解决与电学有关的问题是多么重要。同学们一定还记得串联电路中,电流和电压的规律,能不能再利用欧姆定律分析串联电路中电阻的规律呢?
    串联电路
    引导同学们画出两个电阻的串联电路,写出串联电路中电流、电压的规律和欧姆定律。
    电压规律:U=U1+U2
    电流规律:I=I1=I2
    欧姆定律:I=
    欧姆定律适用于单个的用电器和由几个用电器组成的一段电路,所以
    对R1:I1= ;对R2:I2=
    对R1与R2组成的串联电路有:I= .
    将I1、I2、I变形后得U1=I1R1,U2=I2R2,U=IR,代入电压规律得:IR=I1R1+I2R2
    由于I=I1=I2,所以R=R1+R2
    即串联电路的总电阻等于各串联电阻之和
    [师]同学们还可以应用类似的方法,推导并联电路中电阻的规律。
    [投影]练习题
    如图电路中,电路两端电压U=27 V,两电阻R1=6 Ω,R2=3 Ω,求每个电阻两端的电压。
    [分析]只要能求出通过R1、R2的电流,就能应用欧姆定律的变形公式U=IR求出R1、R2两端的电压。题目给出了整个电路的总电压;根据串联电路电阻的规律,求出总电阻,就可根据欧姆定律求出电路中总电流进而求得电阻两端电压。
    解:根据串联电阻规律:R=R1+R2=6 Ω+3 Ω=9 Ω
    根据欧姆定律:I= =3 A
    因为串联电路电流处处相等,所以I=I1=I2=3 A
    由I= 可得:U1=I1R1=3 A×6 Ω=18 V
    U2=I2R2=3 A×3 Ω=9 V
    或者由串联电路的电压规律,求出U1后,由U=U1+U2可知U2=U-U1,计算R2上的电压同理可先求出U2,再求U1。
    说明:此练习题可以不在课堂上要求完成,课后经同学们充分讨论后,作为拓展的内容训练。
    三、小结
    师生共同小结本节内容。
    通过这节课,我们学习了以下内容:
    1.欧姆定律的内容、公式及物理意义.
    2.欧姆定律的应用.
    (1)应用欧姆定律进行简单电路的计算.
    (2)对额定电压的理解.
    (3)短路是电流过大的原因.
    (4)利用欧姆定律推导串联电路中电阻的规律.
    四、动手动脑学物理
    1.解析:据题意知:R=97 Ω,U=220 V,所以I= =2.27 A
    答案:电流是2.27 A
    2.解析:由题知电熨斗的电阻是0.1 kΩ,不能将数值直接代入公式计算,要先将单位统一成国际单位制,再代入公式计算.
    R=0.1 kΩ=100 Ω   I=2.1 A
    根据I= 可将公式变形为U=IR,所以U=IR=2.1 A×100 Ω=210 V
    答案:210 V
    3.解析:题中给出电流的单位是毫安,要先将单位变换,再进行计算.
    U=2.2 V,I=250 mA=0.25 A
    根据公式I= 可得:R= = =8.8 Ω
    答案:8.8 Ω
    4.解析:电炉丝的两端碰在一起,电流将不流过炉丝.由题意,此时电阻R=1 Ω,接在U=220 V的电路中,由I= =220 A.和第1题相比,其电流是正常工作时的97倍,所以发生短路非常危险,要尽力避免这样的事故发生.
    五、板书设计
    1.欧姆定律
    导体中的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比.
    公式:I=
    变形公式
    2.额定电压
    用电器在正常工作时所需的电压叫额定电压.
    3.短路

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