18-19 第4章 4.3 典型案例分析

第4章探究闭合电路欧姆定律4.3典型案例分析课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页学习目标知识脉络1.掌握欧姆表的电路组成和刻度原理，能熟练应用欧姆表测量未知电阻．(重点)2．加深理解闭合电路欧姆定律．(重点)3．掌握闭合电路欧姆定律的应用．(难点)课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页[自主预习·探新知][知识梳理]一、欧姆表的原理1．电路构造图4­3­1欧姆表电路由、、和表笔构成．电池电流表调零电阻红、黑课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页2．电阻调零将红、黑表笔相接，调节调零电阻RP，使电流表满偏，此时有Ig＝ERg＋r＋RP，故欧姆表的内阻R0＝Rg＋r＋RP＝.3．刻度原理将待测电阻接入红、黑表笔之间，通过表头的电流与待测电阻Rx的对应关系有I＝ERg＋r＋RP＋Rx，可见电流I与待测电阻Rx单值对应，在刻度盘上直接刻出与电流I对应的电阻Rx的值，就可以直接读出被测电阻的阻值了．EIg课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页二、闭合电路欧姆定律的应用1．如图4­3­2所示电路，当S1闭合，S2断开时，电路中总电阻R＝，总电流I＝，路端电压U＝.图4­3­2E－IrR1＋rER1＋r课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页2．当S1、S2都闭合时，电路中总电阻R′＝，路端电压(选填“增大”或“减小”)．R1R2R1＋R2＋r减小课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页[基础自测]1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”．)(1)使用多用电表欧姆挡测电阻时，指针摆动角度越大，测量越精确．()(2)当外接电阻为零时，欧姆表电路中电阻为零．()(3)当被测电阻Rx与欧姆表内阻R0相等时，欧姆表指针指在刻度盘中央位置．()(4)电路中的用电器越多，总电阻越大．()(5)当外电路用电器并联时，支路越多，干路电流越大．()(6)闭合电路中干路电流越大，路端电压越大．()××√×√×课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页【提示】(1)×多用电表欧姆挡指针在中央位置附近最精确．(2)×欧姆表的内部有电阻．(4)×当用电器并联时，越多总电阻越小．(6)×根据U外＝E－Ir，干路电流越大，路端电压越小．课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页2．(多选)关于欧姆表，下列说法正确的是()【导学号：69682204】A．欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的B．由于电流和电阻成反比，所以刻度盘上的刻度是均匀的C．使用欧姆表时，选择好一定量程的欧姆挡后首先应该将两表笔短接，进行欧姆调零D．当换用不同量程的欧姆挡去测量电阻时，可不必进行欧姆调零课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页AC[欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的，故A正确，由Ix＝ER＋r＋Rg＋Rx知Ix与Rx不成比例关系，刻度不均匀，B错误．使用欧姆表时，每换一次挡都必须重新欧姆调零，C正确，D错误．]课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页3．在电源一定的闭合电路中，下列哪个说法正确()A．路端电压与外电阻成正比B．路端电压随外电阻的增大而增大C．外电路短路时，路端电压的值等于电源电动势的值D．路端电压一定大于内电路的电压B[由闭合电路欧姆定律可得：I＝ER＋r，E＝U＋Ir，联立得U＝E－ER＋r·r，故A错误，B正确；电路短路时R＝0，路端电压等于0，故C，D错误．]课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页[合作探究·攻重难]多用电表欧姆挡原理1．原理如图4­3­3所示甲乙丙图4­3­3课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页欧姆表测量电阻的理论根据是闭合电路欧姆定律，所以通过表头的电流为：I＝ERx＋R＋Rg＋r，Rx与电流I一一对应，故可以将表盘上的电流值改为电阻值，就可以从表盘上直接读出电阻的数值，这样就制成了一个欧姆表．其中，R也叫调零电阻，R＋Rg＋r为欧姆表的内阻．课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页2．中值电阻：R＋Rg＋r是多用电表电阻挡的内阻，当被测电阻Rx＝R＋Rg＋r时，通过表头的电流I＝ER＋Rg＋r＋Rx＝Ig2，即通过表头的电流为满偏电流的一半，此时指针指在刻度盘的中央，所以一般电阻挡的内阻称为中值电阻．课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页3．刻度方法及位置刻度标注方法标注位置“0Ω”红、黑表笔相接调节调零电阻使指针满偏被测电阻Rx＝0满偏电流Ig处“∞Ω”红、黑表笔不接触表头指针不偏转被测电阻Rx＝∞电流为零处课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页中值电阻Rx＝r＋R＋Rg刻度盘正中央“Rx”红、黑表笔接RxIx＝Er＋R＋Rg＋RxRx与Ix一一对应与Rx对应电流Ix处课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空：(1)仪器连线如图4­3­4所示(a和b是多用电表的两个表笔)．若两电表均正常工作，则表笔a为________(填“红”或“黑”)色．课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页图4­3­4课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页(2)若适当调节电阻箱后，图4­3­5中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图中(a)、(b)、(c)所示，则多用电表的读数为________Ω，电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________Ω.(a)(b)课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页(c)图4­3­5(3)计算得到多用电表内电池的电动势为________V．(保留3位有效数字)课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页【解析】(1)多用电表在使用时必须使电流从红表笔(正接线柱)流进，黑表笔(负接线柱)流出，串联的电流表也必须使电流从正接线柱流进，负接线柱流出，所以可以判断电流是从a表笔流出的为黑表笔．(2)多用电表用×1Ω挡，由图示可知，其示数为14.0×1Ω＝14.0Ω；电流表的量程是60mA，由图示可知，其分度值为1mA，示数为53.0mA；电阻箱的读数为：0×100Ω＋0×10Ω＋4×1Ω＋6×0.1Ω＝4.6Ω.课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页(3)当表头短接时电路电流最大为表头的满偏电流Ig＝Er＋R＋rg，将Rg取为r＋rg＋R，为多用电表的内阻，当待测电阻等于Rg时，表头半偏，表针指在欧姆表盘的中值上，所以Rg又称为中值电阻．当选择×1Ω挡测量时中值电阻直接在欧姆表盘上读数为15Ω，在(2)中多用电表外的电阻为多用电表的读数14.0Ω，干路电流是53.0mA，则电源电动势是E＝I(R内＋R外)＝0.053×(15＋14)V＝1.537V≈1.54V.【答案】(1)黑(2)14.053.04.6(3)1.54课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页巧用电阻箱测定电动势此题创新性地利用电流表和电阻箱测量欧姆表的电源电动势，解题关键就是从表盘中读出欧姆表的内阻，利用闭合电路欧姆定律求解．课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页[针对训练]1.(多选)如图4­3­6所示为多用电表欧姆挡的内部电路，a、b为表笔插孔．下列说法中正确的是()图4­3­6A．a孔插红表笔B．表盘刻度是均匀的C．用×100Ω挡测量时，若指针指在0附近，则应换用×1kΩ挡D．测量“220V100W”的灯泡的电阻，会发现测量的电阻比484Ω小课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页AD[由图示可知，a插孔与内置电源负极相连，则a插孔是“＋”插孔，a孔应插红表笔，故A正确；欧姆表刻度盘不均匀，右侧稀疏左侧密集，故B错误；用×100Ω挡测量时，若指针指在0Ω附近，说明所选挡位太大，应换小挡，应换用×10Ω挡，故C错误；测灯泡电阻时应把灯泡从电路中断开，其温度比灯泡正常发光时的温度低，电阻小于灯泡正常发光时的电阻，因此测量“220V100W”的灯泡的电阻，会发现测量的电阻比484Ω小，故D正确．]课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页2.如图4­3­7所示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300μA，内阻Rg＝100Ω，可变电阻的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx＝________kΩ.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比较________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．【导学号：69682205】课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页图4­3­7课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页【解析】根据电流从红表笔进，从黑表笔出可得图中与接线柱A相连的表笔颜色应是红色，欧姆表的内阻为r内＝EIg＝1.50.3×10－3kΩ＝5kΩ，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，即电路电流为Ig2，故有Ig2＝Er内＋Rx，解得Rx＝5kΩ，当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆得重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式：r内＝EIg，欧姆表内阻r内得调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由I＝Er内＋Rx＝Ig1＋Rxr内，可知当r内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，故欧姆表的示数变大了．【答案】红5变大课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页闭合电路欧姆定律的应用1．闭合电路欧姆定律的两种形式闭合电路欧姆定律有两种形式I＝ER＋r和U外＝E－Ir.(1)I＝ER＋r只适用于外电路为纯电阻的闭合电路．课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页(2)由于电源的电动势E和内电阻r不受R变化的影响，由I＝ER＋r可知随着R的增大，电路中电流I减小．(3)U外＝E－Ir既适用于外电路为纯电阻的闭合电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路．课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页2．应用闭合电路欧姆定律计算的两种方法(1)充分利用题中条件结合闭合电路欧姆定律I＝ER＋r列方程求解，求出电流I是解决问题的关键，I是联系内、外电路的桥梁．(2)根据具体问题可以利用图像法，这样解决问题更方便．课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页如图4­3­8所示，电灯L标有“4V1W”．滑动变阻器R的总电阻为50Ω.当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45A．由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数变为0.5A，电压表示数为10V．若导线连接完好，电路中各处接触良好．试问：图4­3­8课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页(1)发生的故障是短路还是断路？发生在何处？(2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？(3)电源的电动势和内电阻为多大？课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻