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欧姆定律步骤赏析八篇

发布时间:2023-08-16 17:13:32

序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的欧姆定律步骤样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

第1篇

(1)牛顿第一定律。采用边讲、边讨论、边实验的教法,回顾“运动和力”的历史。消除学生对力的作用效果的错误认识;培养学生科学研究的一种方法——理想实验加外推法。教学时应明确:牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态,不能简单地按字面意义用实验直接加以验证。但大量客观事实证实了它的正确性。第一定律确定了力的涵义,引入了惯性的概念,是研究整个力学的出发点,不能把它当做第二定律的特例;惯性不是状态量,也不是过程量,更不是一种力。惯性是物体的属性,不因物体的运动状态和运动过程而改变。在应用牛顿第一定律解决实际问题时,应使学生理解和使用常用的措词:“物体因惯性要保持原来的运动状态,所以……”教师还应该明确,牛顿第一定律相对于惯性系才成立。地球不是精确的惯性系,但当我们在一段较短的时间内研究力学问题时,常常可以把地球看成近似程度相当好的惯性系。

(2)牛顿第二定律。在第一定律的基础上,从物体在外力作用下,它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达:物体的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应请注意:公式F=Kma中,比例系数K不是在任何情况下都等于1;a随F改变存在着瞬时关系;牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系,以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。

(3)万有引力定律。教学时应注意:①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程,卡文迪许测定万有引力恒量的实验,海王星、冥王星的发现等物理学史料,对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比(平方反比定律),减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式,只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也发现了它的局限性。

(4)机械能守恒定律。这个定律一般不用实验总结出来,因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理,在外力和非保守内力都不做功或所做的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化,就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量,用它来解决问题时,就可以不涉及状态变化的复杂过程(过程量被消去),使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件(只有系统内部的重力和弹力做功)。这个定律不适用的问题,可以利用动能定理或功能原理解决。

(5)动量守恒定律。历史上,牛顿第二定律是以F=dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来,主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相,就目前中学的实验条件来说,多数难以做到。即使做得到,要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出,再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律,也不违反科学规律。

(6)欧姆定律。中学物理课本中欧姆定律是通过实验得出的。公式为I=U/R或U=IR。教学时应注意:①“电流强度跟电压成正比”是对同一导体而言;“电流强度跟电阻成反比”是对不同导体说的。②I、U、R是同一电路的3个参量。③闭合电路的欧姆定律的教学难点和关键是电动势的概念,并用实验得到电源电动势等于内、外电压之和。然后用欧姆定律导出I=ε/(R+r)(也可以用能量转化和守恒定律推导)。④闭合电路的欧姆定律公式可变换成多种形式,要明确它们的物理意义。⑤教师应明确,普通物理学中的欧姆定律公式多数是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,导体就不服从欧姆定律。但不论导体服从欧姆定律与否,R=U/I这个关系式都可以作为导体电阻的一般定义。中学物理课本不把 R=U/R列入欧姆定律公式,是为了避免学生把欧姆定律公式跟电阻的定义式混淆。这样处理似乎欠妥。

第2篇

例1:某电压表的内阻在20kΩ~ 50kΩ之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:

待测电压表V(量程3V)

电流表A1(量程200μA)

电流表A2(量程5mA)

电流表A3(量程0.6A)

滑动变阻器R(最大电阻1kΩ)

电源ε(电动势4V)

电键K

①所提供的电流表中,应选用____(填写字母代号)。

②为了尽量减少误差,要求测多组数据。试画出符合要求的实验电路图。

『析与解因为题目要求尽量减少误差,测多组数据,所以滑动变阻器应采用分压器接法。下面选择测量电路:要测量电压表的内阻就应测量电压表的电压UV和电流IV,电压UV电压表可自我测量。电流IV则利用与电压表串联的电流表测量。

2.替代法

例2:为了测定电流表A1的内阻,采用如图2所示的电路。其中:A1是待测电流表,量程为300μA,内阻约为100Ω;A2是标准电流表,量程是200μA;R1是电阻箱,阻值范围0~999.9Ω;R2是滑动变阻器;R3是保护电阻;E是电池组,电动势为4V,内阻不计;S1是单刀单掷开关;S2是单刀双掷开关。

①根据电路图,请在图中画出连线,将器材连接成实验电路。(图略)

②连接好电路,将开关S2扳到接点a处,接通开关S1,调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150μA;然后将开关S2扳到接点b处,保持R2不变,调节电阻箱R1,使A2的读数仍为150μA。若此时电阻箱各旋钮的位置如图3所示,电阻箱R1的阻值是_____Ω,则待测电流表A1的内阻Rg=______Ω。

『析与解①略。

②将开关S2分别扳到接点a处和接点b处形成的两个闭合电路只有电流表A1与电阻箱R1发生了相互变换。两电路的总电流相同,说明两电路的总电阻相同,电流表A1的电阻RA与电阻箱的电阻相同,由电阻箱读得RA=86.3Ω。

3.半偏法

例3:图4中E为电源,其电动势为E,R1为滑动变阻器,R2为电阻箱,A为电流表。用此电路经以下步骤可近似测得A的内阻RA:第一,闭合K1,断开K2,调节R1,使电流表读数等于其量程I0;第二,保持R1不变,闭合K2,调节R2,使电流表读数等于―,然后读出R2的值,取RA≈R2。真实值与测量值之差除以真实值叫作测量结果的相对误差,即(RA-R2)/RA。试导出它与电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式。

『析与解由步骤1连成电路,应用闭合电路欧姆定律得:

I0=E/(R1+RA) ①

由步骤2连成电路,应用闭合电路欧姆定律和电路的串、并联关系得:

―=―×― ②

由以上两式解得:

(RA-R2)/RA=I0RA/E ③

将①代入③得

(RA-R2)/RA=RA/(RA+R1) ④

由④得,利用半偏法测量电阻,要减小实验误差,应使R1>RA。

4.闭合电路欧姆定律法

例4:图5中R为已知电阻,Rx为待测电阻,K1为单刀单掷开关,K2为单刀双掷开关,V为电压表,E为电源(内阻不可忽略)。现用图中电路测量电源电动势ε及电阻Rx。

①写出操作步骤。

②由R及测得的量,可测得E=_____,Rx=______。

『析与解①因为电压表的内阻极大,所以可用电压表直接测量电源的电动势ε。因为测量仪器只有一个电压表,电源的内电阻不可忽略且其值未知,所以要测量Rx应有两个不同的闭合电路。其操作步骤为:1断开K1,将K2接到a处,记下此时电压表的读数U1;2将K2仍接到a处,闭合K1,记下电压表的读数U2;3 K1仍闭合,K2接到b处,记下电压表的读数U3。

②由步骤1可得:ε=U1。

设电源的内阻为r,由步骤2依闭合电路欧姆定律得:U2=U1(R+Rx)/(R+Rx+r)。

由步骤3依闭合电路欧姆定律得:

U3=U1Rx/(R+Rx+r)。

由以上两式解得:Rx=U3R/(U2-U3)。

第3篇

1学习物理概念需要重视概念的形成过程

物理概念是物理知识的核心内容.著名科学家钱学森曾说过:“学习理科的关键是概念清,多练习.”学生的物理概念是否清楚对学好物理至关重要.学习物理概念需要重视物理概念的形成过程.学习物理概念需要知道为什么要引入它,它是如何定义的,定义式是什么,单位是什么,如何测量(或测定),有什么应用等.例如:密度是一个十分重要的物理概念,学习它要重视以下过程:在物理学中为了比较相同体积的不同物质的质量一般不同的特性引入了密度,单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度,定义式是ρ=m/V,国际单位是kg/m3,常用单位是g/cm3,测密度的方法很多,但基本方法是测质量,测体积,再利用密度公式计算出密度,应用有求密度,求质量,求体积等等.速度、压强、功率、比热容、电功率等等都是重要的物理概念,望广大师生重视其形成过程.

2学习物理规律需要重视规律的形成过程

物理规律是物理知识中的最核心内容,多数是从物理事实的分析中直接概括出来的,学习物理规律更需要重视物理规律的形成过程.要知道物理规律的实验基础、基本内容、数学表达式、适用范围、应用等等.例如:欧姆定律是电学中最重要的规律之一,学习它,我们要知道欧姆定律的实验基础,欧姆定律是研究电流与电压、电阻的关系,首先要用到控制变量法,电阻一定,研究电流与电压的关系,电压一定,研究电流与电阻的关系.电阻一定,可找一定值电阻(R=5 Ω),研究电流与电压的关系,实际上要看电压变,电流变不变,若变,如何变.如何改变定值电阻两端的电压呢?方法一:可以改变电源的电压,方法二:可以通过滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压.通过探究实验得出电阻一定时,电流与电压成正比.电压一定,可找一稳压电源,也可通过滑动变阻器来保持电阻两端的电压不变,研究电流与电阻的关系,实际上是看电阻变,电流变不变,若变,怎么变?改变电阻,还要知道它的值,可以逐次更换定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω),移动滑动变阻器,保持电阻两端的电压(U=3 V)不变,从而测出相应的电流值.分析实验数据得出,电压一定时,电流与电阻成正比.

欧姆定律的基本内容是:通过导体的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.数学表达式为I=U/R,欧姆定律是在金属导体做实验的基础上,总结出来的,一定适用于金属导体,对于其它的导体是否适用,要用实验验证,通过实验证明,欧姆定律还适用于电解液导电,不适用于气体导电,可见欧姆定律的适用范围是适用于金属导体,电解液导电,不适用于气体导电.应用有三方面:(1)求电流,(2)求电压,(3)求电阻.解题时要注意I、U、R三个物理量的对应性、同时性、统一性,即对应于同一导体、同一段电路,同一时刻、同一状态,单位要统一于国际单位.

3学生实验需要重视实验过程

学习物理要以观察、实验为基础,观察自然界中的物理现象,进行学生实验,能够使学生对物理事实获得具体的明确认识,这种认识是理解物理概念和规律的必要的基础.学生实验需要重视实验过程,如要了解每个学生实验的实验目的、实验原理、实验方法、需要测量的物理量、实验器材、实验步骤、实验记录、实验结论、必要的误差分析等等都应该清楚.

4科学探究需要重视探究过程

科学探究就是让学生模拟科学家的工作过程,按照一定的科学思维程序探索学习的过程,从中学习科学方法、发展科学探究所需要的能力、增进对科学探究的理解,体验探究过程的心理感受.科学探究需要重视探究过程.科学探究的过程是一个创造的过程,而创造力的核心是创造性思维.因此,探究实质是一个思维的过程,这个思维的过程是模拟科学工作者进行科研的思维程序来进行的,这种思维程序就是学生科学探究的程序步骤.即提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作.

5做物理习题需要重视解题过程

学习物理要求概念清,多练习.可见做物理习题很重要,做题可以帮助我们巩固所学的知识,检验学习效果,锤炼思维的灵活性,全面提高学生的科学素养,培养学生观察、实验能力,分析概括能力,运用物理知识解决简单的实际问题的能力,以及创新精神和实践能力.物理题型很多,如填空题、选择题、实验题、探究题、简答题、计算题、作图题、推理题等等.无论是做何种题型的物理习题,都需要重视解题过程.不同的题型,有不同的解题要求,不同的解题方法,不同的解题过程.一般来说,无论是做何种物理习题,都要正确理解题意,正确审题;明确相应的物理过程,物理情景,建立物理模型;运用相应的物理概念、物理规律,直接得出结果或结论.稍微有点灵活性,有点难度的题目,要分清层次,理清思路,找出联系,或进行物理公式变换或公式推导,或运用数学思想(如列方程、列方程组)求解.最后就是检查.

6学习物理需要重视有的物理量是过程量

物理学所研究的许多问题,都直接涉及到某一物理现象发生的整个过程,或者是过程中的某些状态.因此,相应地就引人了许多关于描述某些物理过程的过程量和用来描述某些特定的物理状态的状态量.

过程量是描述物质系统状态变化过程的物理量,如冲量、路程、功、热量、速度改变量等都是过程量,它们都与一定的物理过程相对应.一般说来,物质系统从某一个状态变化为另一个状态,如果经历不同的物理过程,虽然初始状态与终了状态量可能保持相同,但过程量不一定相同.

第4篇

一、千变万变,原理不变

纵观近几年高考中的电阻测量设计性实验题目,立意新颖、灵活多变。为了应对这种实验,总结了不少方法,如“伏伏法”、“安安法”,名目繁多,不一而足。其实不论题目多么新颖,不论怎么变化,须知万变不离其宗,这个“宗”就是实验原理。原理是实验的总纲、灵魂,设计性实验也概莫能外。高考理科综合能力测试《考试大纲》对设计性实验题目的考查有具体明确的要求:“能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题”。设计性实验考题都是根据现行教学大纲和考试大纲,立足于课本,在已学实验(包括学生分组实验、演示实验及课后小实验)的基础上演变而来的,是建立在对所学实验原理的深入理解的基础上的。具体到电阻的测量,其实验原理最主要的应是两个,一是部分电路欧姆定律(即所谓伏安法),二是闭合电路欧姆定律,兹分述于后:

⑴伏安法。设待测电阻阻值为Rx.若测得Rx两端的电压为U,通过Rx的电流为I,则由其定义可得Rx=U/I。此处应注意“测”的含义,例如,电压U既可用电压表直接测得,也可由其他方式算出即间接测得。电流亦然。

⑵闭合电路欧姆定律。将待测电阻Rx做为某一电源的外电路或外电路的一部分,利用闭合电路欧姆定律测量,这当然也是间接测得的。

二、方案选择,应看条件

电阻测量设计性实验之所以难,对很多学生来说,不是不知道有哪些实验原理,而是不清楚对一个具体的实验应该用哪个原理。实际上,在一道具体的实验题目中实验原理的选择受实验器材、实验精度的要求等多种因素的制约。如考虑用伏安法测电阻时,一般而言应有电压表、电流表。若只有两个电流表,没有电压表,并不意味着无法用伏安法。只要满足一定条件,实验仍然能够完成。前面说过,只要能算出待测电阻两端的电压即可。在什么情况下可以“算出”?这就需要注意电压表、电流表的一些指标。一般来说,电压(流)表应看三个指标即满偏电压、满偏电流和内阻,由于电表此时满足部分电路欧姆定律,故三个指标中只有两个是独立的,利用任意两个指标可由欧姆定律求出第三个指标。这也说明电表可扮演三种角色,例如一个电压表,既是一个电压表(测内阻RV两端的电压),又是一个定值电阻(阻值为内阻RV),同时还能反串电流表(“测”通过RV的电流).能否“测出”通过RV的电流,就取决于其内阻是否已知。故若题目明确说明其电表的内阻是多少,则可考虑让此电表反串另一种电表的角色(当然,可能还须考虑其偏转角度是否满足精确的要求或是否会超出其量程)。但若题目只是说此电表的内阻约为多少,则不能反串。题目给出这个条件通常是用来考虑用外接法还是内接法的,此时应另寻他法。若考虑用闭合电路欧姆定律测电阻时,则应注意电源的两个指标即电源的电动势E和内阻r。如果电动势E和内阻r未知,则应做待测量加以考虑。

三、体会例题,学会应变

例1:2004年高考理综(全国卷二)22题:用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900~1000Ω):电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω;电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500Ω;滑线变阻器R,最大阻值约为100Ω;单刀单掷开关K,导线若干。

(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注。

(2)根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。

(3)若电压表V1的读数用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=__________。

分析:首先考虑实验原理。若利用伏安法测电阻,则需测出Rx两端的电压和通过的电流。虽然器材中没有电流表,但给出的两只电压表,既知道它们的量程,又知道它们的内阻,因此,当接在电路中时,既可直接读出它们的电压值,又可算出通过它们的电流。由此可知,当用伏安法测电阻Rx的值时可有图1或图2所示的两种电路。当用图1所示电路时,Rx先与电压表串联,读出电表电压从而算出通过电表的电流也就是通过Rx的电流,然后再与另一只电表V并联直接读出电压,此电压减去的电压即是Rx两端的电压,这样就可用欧姆定律算出Rx的值;当用图2所示电路时,Rx先与电压表V并联,可直接读出Rx两端的电压,再与另一只表串联,由两只电表电流之差算出Rx中的电流,同样可用欧姆定律算出Rx的值。

接下来需要考虑的是,对于上述每种电路,由于有两只不同规格的电压表,则若在上述电路中将电压表互换位置,就会有四种可能。但要注意题目有“电压表的读数不小于其量程的1/3”的要求,因此,每只电压表接在何处应结合它们的量程和内阻做进一步的分析。采用图1电路时,

若为电压表V1,V为电压表V2,则当V1两端的电压达到满偏时,可估算出并联电路两端的电压即V2两端的电压可达3V左右,两只电压表的读数均可超过其量程的1/3,满足题目要求;采用图2电路时,可从两只电表通过的电流考虑,V测支路电流而测干路电流,量程应大些,故V用电压表V1而用电压表V2。

再次应考虑的是滑线变阻器的使用。由于电源电动势较大,变阻器的最大阻值比电压表的内阻小得多,故若把滑线变阻器串接在电路中即做限流使用,将会使电压表超过量程且操作不方便,因此应接成分压电路。

需要说明的是,上述电路不必考虑内、外接的问题。因为Rx是算出来的,没有因电压表分流或电流表分压带来的系统误差。以上从原理出发讨论了电阻测量设计性实验的主要方法。电阻测量设计性实验还有一些特殊方法如替代法等等,由于篇幅原因,在此不再赘述。

四、小试牛刀,专题训练

⑴用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(约100Ω):电源E,电动势约为6.0V,内阻可忽略不计;电流表A1,量程为0~50mA,内电阻r1=20Ω;电流表A2,量程为0~300mA,内阻r2=4Ω;定值电阻R0,阻值R0=20Ω,滑动变阻器R,最大阻值为10Ω;单刀单掷开关S,导线若干。

①测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的1/3,试画出较准确地测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注)。

②若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2.则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx=。(用相应英文字母表示)

⑵如果测量一个待测电阻R的阻值时,器材中没有给电压表,给出的器材是:电池(电动势的具体值未知,但内阻可忽略不计)、电流表(内阻可忽略不计)、滑动变阻器、定值电阻R0(R0的值与用多用电表粗测出的待测电阻R的阻值相等),调节范围在0.1Ω―9999.9Ω的电阻箱R′(电阻箱的最大值大于待测电阻R的阻值)、单刀单掷开关、单刀双掷开关、若干导线。测量前将待测电阻R和电流表串联后直接和电池相连,电流表的示数接近满量程。

要求:①选用所给的器材,设计两个不同的测量待测电阻R的阻值的电路,画出电路图;②简要说明实验步骤,写出最后的测量结果(如果需要计算,则必须写出计算公式)。

参考解答:

⑴解法Ⅰ:通过Rx的最大电流大于电流表A1的满偏电流且为电流表A2的满偏电流的1/5.测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的1/3,故可用电流表A1测Rx的电流;将A2与R0串联后改装为电压表,此电压表测出的是Rx与A1的端电压,故。

解法Ⅱ:若将电流表A1与Rx串联后再与电流表A2并联即用A2测其端电压,则由于当A2中的电流较大时A1中的电流将不会达到其量程的1/3,故可用定值电阻R0来测电压。

②(a)(替代法)拨动S使R接通,记录电流表的示数;拨动S使R′接通,记录电流表的示数与R接通时的示数相同,记录此时R′的值R0′,则R=R0′。

第5篇

物理是一门以观察和实验为基础的自然学科,物理的概念、定律、定理、结论都是实验结果的体现,也需要经过实验来验证。实验是物理教学中实施探究教学的良好载体。让学生在实验中去解决问题,从而获得科学规律尤为重要,它有着文字教学不可替代的作用,但在现实的教学中,由于初中学生年龄小、自制力不强,又没有实验基础,有时实验教学只是流于形式,有些学生在实验中只是依葫芦画瓢,有些甚至认为实验只是玩玩而已,根本不能领会实验的原理和思想。不利于学生创新思维的培养和对知识的理解。那么如何才能使实验在教学过程中发挥其独有的作用,更有效的帮助学生自主学习呢,我个人认为:“指导学生实验预习,让其明确实验目的、理解实验原理和思想尤为重要。

任何一个实验都应该有它的主要目的。没有目的,实验就没有指向性,实验就毫无意义,更谈不上实验的有效性。只有明确了实验主要目的,教学设计和实施才有据可依,才可能发挥实验的最大效益。

实验预习又是保证学生进行正确操作并获得正确结果的前提,通过实验前的预习,学生对实验的目的、原理、方法、步骤以及仪器的使用有了正确的认识,在实验过程中心中有数,目的明确,从而提高实验的质量和效率。

例如在进行欧姆定律复习时,我发现部分学生只知道欧姆定律的表达式,并会根据欧姆定律公式进行一些简单的计算。但是对实验的理解和表达式的含义却是含含糊糊。不知道是电阻一定时,“电流与电压成正比”还是“电压与电流成正比”。究其原因,就是,开始教学过程中,学生预习不到位,部分学生不明确实验目的,没有领会实验的原理和思想,做实验只是依葫芦画瓢。为了使学生在实验能获取更多的知识,此后,在上这节课前。我都会让学生做充分预习,并留有预习作业,让学生注意分析这节课的课题“探究‘电流跟电压和电阻的关系’”,题目中有几个任务,每个任务分别是什么?明确实验目的。在学生明确两个任务分别是探究“电流与电压的关系”和“电流与电阻的关系”之后,继续提问,既然电流与电压、电阻都有关系,那么我么在研究电流与电压关系时候应该怎么做,是研究电流变化时如何影响电压还是电压变化时候如何影响电流……。通过这样的指导,学生明确了实验目的和思路,做起实验不再盲目,使实验结论的得出、记忆和理解更加容易。

所以教师在让学生进行实验前,必须让学生对该实验的目的认真分析研究,找出实验的主要目的所在,并且对实验原理做到真正的理解。只有这样,学生知道了要做什么,怎么做,学生做实验实验才能做到真正的避免依葫芦画瓢;也只有这样,学生才能在实验中有效的进行探究学习,通过自我分析、合作交流、教师引导等手段获得新的知识;也只有这样才能让实验在自主学习过程中发挥其独有的作用。

第6篇

测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)、描绘小电珠的伏安特性曲线、把电流表改装为电压表、测定电源的电动势和内阻这几个实验均涉及电阻(金属电阻、表头内阻及电源内阻等)的测量,测量方法有伏安法、半偏法、替代法等多种。因此,电阻的测量已成为电学实验高考的一个热点。

在复习过程中,应对所学电学实验的实验原理、操作过程逐个过堂,比较不同实验的异同。要把复习重点放在电路图的设计与实物图的连线上,放在控制电路、实验电路及仪表器材的选择上,放在实验数据的处与理实验误差的分析上。

一、考点解读

考点一描绘小电珠的伏安特性曲线

图1要点提示描绘小电珠伏安特性曲线的实验步骤如下:

(1)按如图1所示连接好实验电路,把滑动变阻器的滑片P调节到靠近A端处;

(2)闭合开关S,改变滑动变阻器滑动触头的位置,读出几组相应的电压表、电流表的示数U、I,记录在表格中,最后断开开关S,拆去电路;

(3)在坐标纸上建立直角坐标系,纵轴表示电流I,横轴表示电压U,把各组U、I数据作为点的坐标描点,然后用平滑曲线连接,便得到小电珠的伏安特性曲线。

考点二测定电源的电动势和内阻

要点提示测定电源电动势和内阻的常用方法是伏安法,即用电压表、电流表和一个可变电阻来测定。闭合电路欧姆定律可写成E=U+Ir,因此,如果改变外电阻R,就能测得 U、I的多组数据,代入公式可求得E、r的数值。

二、典题剖析某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999Ω,可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=0.6A,内阻rg=0.1Ω)和若干导线。

图2图3

图4(2)接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读取与R对应的电流表的示数I,并作记录。当电阻箱的阻值R=2.6Ω时,其对应的电流表的示数如图3所示。处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数1/I,再制作R(1/I)坐标图,如图4所示,图中已标注出了R-(1/I)的几个与测量对应的坐标点,请你将与图3实验数据对应的坐标点也标注在图4上。

(3)在图4上把描绘出的坐标点连成图线。

(4)根据图4描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=V,内电阻r=Ω。

图5图6

解析:(1)根据闭合电路欧姆定律,测量电源的电动势和内电阻,需要得到电源的路端电压和通过电源的电流,在本实验中没有电压表,但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表,测量电源的路端电压,通过电流表的电流也是通过电源的电流,所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如图5所示。

(2)(3)均如图6所示。

第7篇

关键词:伏安法测电阻;实验;创新精神和实践能力

中图分类号:G427 文献标识码:A

文章编号:1992-7711(2012)16-092-1

“伏安法测电阻”是电工基础中的一个重要的试验,它既结合了两种电表(电流表和电压表)的正确使用,又是后面“测定灯泡额定功率”试验的基础。在这个试验中,既考查了欧姆定律的掌握和运用,又考查了学生的基本电学试验技能。

对于学生而言,基本方法都能够掌握,但是如果出现变化,却常感到困难,不知从何入手。在此,本人就这种开放性试验的试验过程加以归纳探讨,帮助学生掌握这类试验的技巧和方法,培养学生的创新精神和实践能力。

一、只有电压表,增加一个已知阻值的定值电阻(已知最大阻值的滑动变阻器),如何测定待测电阻的阻值

基本思路:由于没有电流表,故通过Rx的电流值就无法直接测出,因此设法求出Rx的电流值是解决此类问题的关键。这要求学生能够联想到串联电路中电流相等的特点,并借助定值电阻(滑动变阻器的最大阻值)R0间接测出Rx的电流来找到解决问题的方法。

基本原理:利用串联电路电流处处相等的特点,将待测电阻Rx与已知阻值的定值电阻(已知最大阻值的滑动变阻器)R0串联在同一电路中,先用电压表测得R0两端的电压U1,根据欧姆定律得I=U1/R0,再把电压表换接在Rx的两端,测得Rx两端电压U2,根据公式Rx=U2/I就能计算出电阻Rx的阻值。如图1所示:

试验课题1:有一个阻值看不清楚的电阻Rx,我们要测出它的阻值但手边只有一个电池组,一只电压表,一只开关,一个定值电阻R0和几根导线,能否用这些器材测出Rx的阻值:设计一个电路,并说出你的测量方法。

实际电路(如图2)

测量方法:(1)按图2连接好电路;(2)闭合S,测出R0两端电压U1;(3)把电压表并接在Rx两端,闭合S。测出Rx两端的电压U2;(4)Rx的表达式为Rx=R0

二、只有电流表和一个已知阻值的定值电阻(或已知最大阻值的滑动变阻器),如何测定待测电阻的阻值

基本思路:由于没有电压表,故Rx两端的电压值无法直接测出,因此设法求出Rx两端的电压值是解题的关键,这要求学生能够联想到并联电路中电压的特点,并借助定值电阻R0(滑动变阻器的最大阻值)间接测出Rx的电压。

基本原理:利用并联电路中电压相等的特点,将待测电阻Rx与定值电阻R0并联在同一电路中,先用电流表测得R0的电流I1,根据公式U=I1R0得出Rx两端的电压,再用电流表测得Rx的电流I2.根据公式Rx=U/I2可计算出Rx的阻值(如图3)。

试验课题2:给你如下器材,一个电流表,一个标有“20Ω、1A”的滑动变阻器R0和待测电阻Rx,一个电池组,一个开关,导线若干,如何测定Rx的阻值,请你设计出电路图并写出试验步骤。

设计电路(如图4)。

实验步骤:(1)按图4连接好电路(滑片P放在阻值最大位置);(2)闭合S,测出通过R0的电流I1;(3)断开S,把电流表串接在Rx分路上,闭合S测出Rx的电流I2;(4)Rx的表达式Rx=(I1R0)/I2。

三、只有电流表或电压表,一个定值电阻(阻值已知)或已知最大阻值的滑动变阻器,而且要求元件一次连接好不能改变位置,如何来测定未知电阻的阻值

基本思路:思路应遵循(一)(二)当中所谈到的,但是此类题要求元件不能改变位置,就要求学生能够联想到一些特殊元件的特殊性质(如:开关的闭合与断开;滑动变阻器的两个极限值,最小值和最大值等),再结合串并联中电流、电压的特点和欧姆定律得出结果。一般情况下,此类题目的方法比较多样。我们从具体例题中来探讨一下具体方法。

试验课题3:设计一个测未知电阻Rx的阻值的电路,给你如下器材:一个电流表,一个已知阻值的定值电阻R0和待测电阻Rx,一个电压未知的电池组,两个开关,导线若干,请你画出试验电路图,并写出试验步骤及Rx的表达式(要求:元件不能改变连接位置)。

【实验方法】

基本原理:由于没有电压表,不能直接测出Rx的电压,因此在不更换电流表位置的前提下得出Rx的电压是解题的关键,因此就要利用并联电路中各路互不影响和电压相等的特点,把定值电阻R0和Rx并联接入电路,电流表和其中一个开关接在干路上,另一个开关接在Rx的分路上,先闭合干路开关S,测得R0的电流I1,根据公式得U=I1/R0,再闭合干路开关S和支路开关S1,测得干路电流I2,根据并联电路电流特点得出Rx的电流为I2-I1,再根据欧姆定律得出Rx的阻值。

第8篇

教学目标

知识目标

1.知道电流的热效应.

2.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用.

能力目标

知道科学研究方法常用的方法等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用方法.

情感目标

通过对焦耳生平的介绍培养学生热爱科学,勇于克服困难的信念.

教学建议

教材分析

教材从实验出发定性研究了电热与电流、电阻和时间的关系,这样做的好处是体现物理研究问题的方法,在实验过程中学生能更好地体会的一些科学研究的方法,避免了一开始就从理论上推导给学生造成理解的困难和对纯电阻电路的理解的困难.在实验基础上再去推导学生更信服.同时启发学生从实验和理论两方面学习物理知识.

做好实验是本节课的关键.

教法建议

本节课题主题突出,就是研究电热问题.可以从电流通过导体产生热量入手,可以举例也可以让学生通过实验亲身体验.然后进入定性实验.

对焦耳定律内容的讲解应注意学生对电流平方成正比不易理解,可以通过一些简单的数据帮助他们理解.推导中应注意条件的交代.定律内容清楚后,反过来解决课本中在课前的问题.

教学设计方案

提问:

(1)灯泡发光一段时间后,用手触摸灯泡,有什么感觉?为什么?

(2)电风扇使用一段时间后,用手触摸电动机部分有什么感觉?为什么?

学生回答:发烫.是电流的热效应.

引入新课

(1)演示实验:

1、介绍如图9-7的实验装置,在两个相同的烧瓶中装满煤油,瓶中各装一根电阻丝,甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大,串联起来,通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高,体积膨胀,煤油在玻璃管里会上升,电流产生的热量越多,煤油上升得越高.观察煤油在玻璃管里上升的情况,就可以比较电流产生的热量.

2、三种情况:

第一次实验:两个电阻串联它们的电流相等,加热的时间相同,甲瓶相对乙瓶中的电阻较大,甲瓶中的煤油上升得高.表明:电阻越大,电流产生的热量越多.

第二次实验:在两玻璃管中的液柱降回来的高度后,调节滑动变阻器,加大电流,重做实验,让通电的时间与前次相同,两次实验比较甲瓶前后两次煤油上升的高度,第二交煤油上升的高,表明:电流越大,电流产生的热量越多.

第三次实验:如果加长通电的时间,瓶中煤油上升越高,表明:通电时间越长,电流产生的热量越多.

(2)焦耳定律

英国物理学家焦耳做了大量的实验于1840年最先精确地确定电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比.跟通电时间成正比,这个规律叫做焦耳定律.

焦耳定律可以用下面的公式

表示:Q=I2Rt

公式中的电流I的单位要用安培(A),电阻R的单位要用欧姆(Ω),通过的时间t的单位要用秒(s)这样,热量Q的单位就是焦耳(J).

例题一根60Ω的电阻丝接在36V的电流上,在5min内共产生多少热量.

解:I=U/R=36V/60Ω=0.6A

Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J

在一定的条件下,根据电功公式和欧姆定律公式推导出焦耳定律公式如果电流通过导体时,其电能全部转化为内能,而没有同时转化为其他形式的能量,也就是电流所作的功全部用来产生热量.那么,电流产生的热量Q就等于电流做的功W,即Q=W.W=UIt,根据欧姆定律U=IR推导出焦耳定律Q=I2Rt,

(3)总结

在通电电流和通电时间相同的条件下,电阻越大,电流产生的热量越多.

在电阻和通电时间相同的条件下,电流越大,电流产生的热量越多,进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比.

在通电电流和电阻相同的条件下,通电时间越长,电流产生的热量越多.

探究活动

【课题】“焦耳定律”的演示

【组织形式】学生分组或教师演示

【活动方式】

1.提出问题

2.实验观察

3.讨论分析

【实验方案示例】

1.实验器材:干电池四节,玻璃棒,若干电阻丝,蜡烛,火柴棒.

2.制作方法

把同一根电阻丝分别绕在玻璃棒的两端,绕线匝数比例为1∶8,两线圈相距5cm左右,然后在这两个线圈上滴上同样多的蜡,使线圈被蜡均匀地包住.点着火柴立即吹灭,靠其余热将两根火柴杆粘在两个线圈上,如图1所示.

图1

3.实验步骤

(1)用两节干电池给玻璃棒上的电阻丝通电,可看到匝数多的线圈(电阻大)上的火柴杆比匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆先掉.这就表明:在电流强度和通电时间相同的情况下,电阻越大,电流产生的热量就越多.