教育学科教师辅导讲义
课 题 教学目的 欧姆定律和电阻的串并联 1. 理解欧姆定律,并能应用其解决有关问题 2. 了解串并联电路的特点 3 .掌握伏安法测电阻的方法 教学内容 考情分析 部分电路的欧姆定律是本部分内容考查的重点,特别是电流表和滑动变阻器的两种接法是高考实验题中经常考到的。 课前检测 1.一只弧光灯正常发光时要求两端电压是44伏特，通过的电流强度是5安培。如果把这只弧光灯接入220伏特的电路中，应 联入一个 欧姆的电阻才行 2，如图2所示，甲、乙分别是两个电阻的I-U图线，甲电阻阻值为______Ω，乙电阻阻值为______Ω，电压为10V时，甲中电流为______A，乙中电流为______A。 3．图3所示为两个电阻的U-I图线，两电阻阻值之比R1∶R2=______，给它们两端加相同的电压，则通过的电流之比I1∶I2______。 4.如果一段导体中通过的电流是2 A时，它两端的电压为20 V；若要使通过该导体的电流变为1 A，导体两端所加的电压应为______；如果该导体两端所加的电压为0，该导体的电阻值为______。 5.今有三个电阻，它们的电阻值分别是a欧、b欧、c欧，其中a>b>c，当把它们并联相接，总电阻为R，它们的大小关系，下列哪个判断是正确的［ ］ A．c 比，与导体的电阻成反比 正比，与通过导体的电流成反比 C．欧姆定律适用于金属导体导电，电解液导电，电离后气体导电，或者是晶体二级管，晶体三极管导电 D．欧姆定律只适用于纯电阻电路 答案: 1.串 35.2 2. 2.5 5 3.4:1 1:4 4.10V 10Ω 5.D 6.B 7.AD 知识要点梳理 知识点1：欧姆定律及其适用条件 内容： 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。 1.公式：I=U/R。 2.变形公式：U=IR ， R=U/I。 3.适用条件：只适用于纯电阻电路，即电能只转化为内能的电路。 4.导体的伏安特性曲线：用表示横坐标电压U，表示纵坐标电流I，画出的I-U关系图线，它直观地反映出导体中的电流与电压的关系。 ⑴线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律。 ⑵非线性元件：伏安特性曲线不是直线的电学元件，不适用于欧姆定律。 说明： A 欧姆定律中三个物理量适用于同一时间的同一部分电路上，不同导体的电流、电压、电阻间不存在上述关系。 B在用欧姆定律进行计算时，单位必须统一，即电压、电流、电阻的单位必须为伏特（V）、安培（A）、欧姆（Ω），如果不是，在计算前必须先统一单位。 C I=U/R和R=U/I的区别：欧姆定律表达式I=U/R表示导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关。当电阻一定时，电流与电压成正比。而R=U/I是由欧姆定律表达式I=U/R变形得到的，它表示某段导 体的电阻在数值上等于这段导体两端电压与其通过的电流的比值，而R是导体本身的一种属性，它的大小与电压和电流无关。 5.解题步骤：A、画出电路图；B、列出已知条件和所求量；C、导入公式； D、求解。（不能整除一般保留两位小数） 知识点2：电阻的串联 导入:前面我们学过串联电路的电流规律和电压规律，下面我们要结合这两条规律和欧姆定律推导出串联电路的电阻规律。 （1）串联电路中总电阻等于各串联导体的电阻之和。 根据欧姆定律I=U/R得U=IR，对R1有U1=I1R1……①；对R2有U2=I2R2……② 设R1，R2串联后总电阻为R，电压为U，电流为I，对R1，R2整体有U=IR……③ 又因为R1，R2串联，所以U=U1+U2……④，由①②③④可得IR=I1R1+I2R2。 因为I=I1=I2，所以R=R1+R2。 （2）公式：R总=R1+R2+……+Rn （3）把几个导体串联起来，相当于增加了导体的长度，所以总电阻比任何一个分电阻都大，比最大的还要大。 拓展1：若n个串联的电阻阻值相同，均为r,则串联后的总电阻R=n·r。 拓展2：串联电路中，电压跟电阻成正比。 因为R1，R2串联，I1=U1/R1，I2=U2/R2；又因为I1=I2，所以U1/R1=U2/R2，所以U1:R1=U2:R2。 知识点3：电阻的并联 导入:根据欧姆定律，并结合前面学过的并联电路的电流规律和电压规律我们可推导出并联电路的电阻规律,下面来看一下如何推导 （1）并联电路的总电阻的倒数等于各并联导体电阻的倒数之和。 如图所示电路，根据欧姆定律I=U/R得： 对R1，有I1=U1/R1……① 对R2，有I2=U2/R2……②设R1，R2并联后的总电阻为R，电压为U，电流为I， 对R1，R2整体，I=U/R……③ 因为R1，R2并联，所以I=I1+I2……④ 将①②③代入④得U/R=U1/R1+U2/R2。 又因为R1，R2并联，所以U=U1=U2，所以1/R=1/R1+1/R2。 （2）公式：1/R总=1/R1+1/R2+……1/Rn （3）把几个导体并联起来，相当于增大了导体的横截面积，所以总电阻比其中任何一个分电阻都小。 拓展1：若n个并联的电阻阻值相同，均为r，则并联后的总电阻为R总=r/n, 拓展2：两个电阻并联后的总电阻: 1/R=1/R1+1/R2=(R1+R2)/R1·R2, 所以R= R1·R2/(R1+ R2） 拓展3：并联电路中，电流跟电阻成反比 知识点4: 电表的改装 导入：我们要测量或计算电路中的导体的电阻，根据欧姆定律，可知首先必须测量电路中流经导体的电阻和导体两端的电压，那就要用电流表和电压表，而实际生活中，电流表和电压表都是有电流表改装成的，并可根据需要改装成不同量程的表。那么如何改装呢？下面我们就讨论这个问题 1、电压表和电流表 （1）电流表原理和主要参数 电流表G是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角θ与电流强度I成正比，即θ＝kI，故表的刻度是均匀的。电流表的主要参数有，表头内阻Rg：即电流表线圈的电阻；满偏电流Ig：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压U：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故Ug＝IgRg （ 2）电流表改装成电压表 方法：串联一个分压电阻R，如图所示，若量程扩大n倍， 即n＝UU，则根据分压原理，需串联的电阻值R?RRg?(n?1)Rg，故量程扩大的倍数UgUg越高，串联的电阻值越大。 （3）电流表改装成电流表 方法：并联一个分流电阻R，如图所示，若量程扩大n倍，即n＝I，则根据并联电路的分流原理Ig需要并联的电阻值R?IgIRRg?Rgn?1，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小。 说明: 改装后的电压表或电流表，虽然量程扩大了，但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流Ig和满偏电压Ug，只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了。 知识点5：伏安法测电阻 导入：测量电阻有很多种方法,主要有伏安法、欧姆表法，除此以外，还有半偏法测电阻、电桥法测电阻、等效法测电阻等等. 我们在学习欧姆定律和串并联电路的基础上，主要介绍下伏安法测电阻。 1.两种测量电阻的电路 (1)内接法 适用条件:RA?Rx 电流表分压 U测＝Ux＋UA R测＝＝Rx＋RA＞Rx (2)外接法 适用条件:RV?Rx 2.电流表内外接法的选择 （1）若电压表分流I测＝Ix＋IV R测＝＝Rx＜Rx RxR＞V，一般选电流表的内接法。由于该电路中，电压表的读数U表示被测电阻Rx与电RARx流表A串联后的总电压，电流表的读数I表示通过本身和Rx的电流，所以使用该电路所测电阻R测＝U＝IRx＋RA，比真实值Rx大了RA，相对误差a＝R测?RxRx?RARx （2）若RxR＜V，一般选电流表外接法。由于该电路中电压表的读数U表示Rx两端电压，电流表RARx的读数I表示通过Rｘ与RV并联电路的总电流，所以使用该电流所测电阻 R测?RxRVRxRVU??R测＝也比真实值Rx略小些，相对误差a＝. IRV?RxRxRV?Rx
选修3-1第二章恒定电流第3、4节欧姆定律和串并联电路
