2. 一只电阻两端的电压从4V增加到6V,通过它的电流将从0.5A增加到____A,这只电阻的阻值为____Ω.
3. 有两个电阻阻值分别为6Ω和9Ω,串联后接到某电源上,那么两电阻中的电流之比为____,两电阻两端的电压之比为____,电路的总电阻为____Ω.如把这两个电阻改为并联后接到原电路中,那么两电阻中的电流之比为____,两个电阻两端的电压之比为____,电路的总电阻为____Ω.
1. 德国物理学家欧姆用____的方法研究了电流跟电压和电阻的关系,得到:导体中的电流跟导体两端的电压成____,跟导体的电阻成____.其数学表达式为________.
2、欧姆
欧姆(1789-1854)是德国物理学家,1789年3月16日出生于德国埃尔兰根。欧姆是家里七个孩子中的长子,他的父亲是一位熟练的锁匠,爱好哲学和数学。欧姆从小就在父亲的教育下学习数学,这对欧姆以后的发展起了一定的作用。
欧姆曾在埃尔兰根大学求学,由于经济困难,于1806年中途辍学,去外地当家庭教师。1811年,他重新回到埃尔兰根取得博士学位。1817年出版了第一本著作《几何教科书》。
1825年,欧姆发表了有关伽伐尼电路的论文,但其中的公式是错误的。第二年他改正了这个错误,得出有名的欧姆定律。1827年出版了他最著名的《伽伐尼电路的数学论述》,文中列出公式I=U/R(当时记作S=A/L),并明确指出:在伽伐尼电路中电流的大小与总电压成正比,与电路的总电阻成反比。
1833年欧姆被聘为纽伦堡工艺学校物理教授。1841年伦教皇家学会授予他勋章。1849年他当上了慕尼黑大学物理教授。他在晚年还写了光学方面的教科书。1854年7月6日,欧姆在德国曼纳希逝世。
1、关于伏安法测电阻的内接法与外接法
利用电压表和电流表测电阻R的电路有两种接法。
(1)电流表内接法
电路:如图
结果:测量值偏大,即R测>R。
定性解释:电流表内接时,电流表的读数与R中
的电流相等。但由于电流表的内阻RA≠0,而具有分压作用,使电压表读数大于R两端电压,因此,由R测=U/I算得的电阻值偏大。
定量分析:因为电压表所量得的是R和RA的串联电压,所以测得值是R和RA的串联等效电阻,R测=U/I=R+RA>R。
绝对误差 ΔR内=R测-R=RA。
相对误差 δ内=ΔR内/R=RA/R。
因此,在待测电阻R>>RA时(这时电流表的分压很小),内接法误差小。
(2)电流表外接法
电路:如图
结果:测量值偏小,即R测<R。
定性解释:电压表的读数与R两端电压相等。但由于电压表内阻RV≠∞,而具有分流作用,使得电流表的读数大于流过R的电流,因此由R测=U/I算得的电阻值偏小。
定量分析:因为电流表量得的是通过R和RV的总电流,所以测得值是R和RV的并联等效电阻。
因此,在待测电阻R<<RV(这时电压表分流很小)时,外接法误差小。
在实测中,内、外接法的选择并不都是理论上越精确就一定越好。例如:设待测电阻R=5Ω,电流表电阻RA=0.05Ω,电压表电阻RV=10KΩ。
使用外接法时
使用内接法时
理论结果似乎说明外接法更好,但实际上我们使用这两种线路所得测量值是会相同的。这是因任何一种指针式电表,由于制作时磁钢的强弱、动圈电阻的大小、刻度的间距、阻尼的大小等等因素不可能都绝对相同,因此电表本身就具有一定的误差--误差等级,中学学生实验使用的电流表、电压表一般都是2.5级电表,即测量误差可达最大刻度值的2.5%。在这种情况下,δ内=1%和δ外=0.5‰的差别,电表本身已不能反映出来,因此测量结果将相同。但如果待测电阻是0.5Ω,则内接法的误差就会达到10%!这时就应使用外接法了。
在实测中,不一定都能事先知道待测电阻的大概值,也不一定很清楚RA和RV的大小。为了快速、准确地确定一种较好的接法,可以按以下步骤操作:
①将待测电阻R与电流表、电压表如图接好,并将
电压表的一根接线K空出。②将K先后触碰电流表的两个接
线柱a、b。③比较两次触碰中两个电表的读数变化情况:
若电压表读数变化显著,说明电流表分压作用明显,应使用
外接法,K接a;若电流表读数变化显著,说明电压表的发流
作用明显,应使用内接法,K接b。
2、
已知U1=U2=U=220V,R1=1210Ω,R2=484Ω
求I1、I2
解 根据I=UR得
通过R1的电流为 I1=U1/R1=220V/1210Ω=0.18A
通过R2的电流为I2=U2/R2=220V/484Ω=0.45A
答:通过红灯的电流是0.18A,通过绿灯的电流是0.45A。
教学反思:
教学参考
1、已知 R=807Ω,U=220V,求I。
解 根据I=U/R得
I=220V/807Ω=0.27A
答:通过这盏电灯的电流是0.27A
导体中的电流强度跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
4、实验结论,电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
教学反思:
3、实验数据图
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U= |
R/Ω |
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I/A |
第1组 |
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第2组 |
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2、实验电路图
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