歐姆定律與電路的動態(tài)分析一對一教案

龍文教育學科老師個性化教案教師沈宏良學生姓名潘盈旨上課日期學科科學年級初二教材版本華東師范大學出版社類型知識講解□：考題講解□:本人課時統(tǒng)計第〔〕課時共〔〕課時學案主題新課講解課時數量〔全程或具體時間〕第〔〕課時授課時段教學目標教學內容歐姆定律的計算與電路的動態(tài)變化個性化學習問題解決見教案教學重點、難點歐姆定律的計算；電路的動態(tài)變化；電壓表、電流表的示數變化考點分析歐姆定律的計算；電路的動態(tài)變化；電壓表、電流表的示數變化教學過程學生活動教師活動一、歐姆定律：通過導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比．

①公式：I＝，變形公式：U＝IR，R＝。

②串、并聯(lián)電路I、U、R特點電路圖電流I＝I1＝I2I＝I1＋I2電壓U＝U1＋U2U＝U1＝U2電阻R＝R1＋R2＝＋串聯(lián)電路電壓和電阻成正比

＝＝并聯(lián)電路電流和電阻成反比

＝＝③拓展:

a、串聯(lián)：當R1=R2=……=Rn時,其總電阻；

并聯(lián)：當時,其總電阻。

b、兩個電阻并聯(lián)等效電阻

c、不管是串聯(lián)還是并聯(lián)電路中，某個電阻的阻值增大，電路的總電阻都是增大；如果電路中電阻的個數增多，那么串聯(lián)電路的總電阻增大，而并聯(lián)電路的總電阻減小。

解答電學計算題的根本步驟是：①．明確電路中各用電器之間的連接方式是串聯(lián)還是并聯(lián)；②．電路中的各個電表所測量的對象是誰；③．電路發(fā)生變化后，用電器的連接方式、電表測量對象有無變化，或發(fā)生了什么變化。應抓好三個環(huán)節(jié)：①．題圖對照，側重識圖。②．梳理條件，抓住關鍵，找出突破口。③．明確解題思路、綜合運用公式進行計算。

典型例題

1、在圖所示的電路中，當開關閉合時，電壓表的示數將

A.不變；

B.變大；

C.變??；

D.等于電源電壓。

分析與解：

當開關閉合時，電壓表的示數將變大，因為燈L1被局部短路，電壓表從測量串聯(lián)電路中的分電壓，變化為測量電路的總電壓。

答案：BD

2、如下圖，電源電壓保持不變，當開關S閉合，滑動變阻器的滑片P向右滑動時，電壓表

A．V1示數增大，V2的示數增大

B．V1示數減小，V2的示數增大

C．V1示數減小，V2的示數減小

D．V1示數增大，V2的示數減小

分析與解：

在串聯(lián)電路中，由于R的變化，引起I的變化，從而引起某個電阻兩端電壓的變化．從圖中看：R1和R2串聯(lián)，V1測的是R1兩端電壓U1，V2測的是變阻器兩端的電壓U2，畫出便于分析的局部電路圖：

滑片P向右移動，變阻器電阻增大，根據I＝，總電壓不變，總電阻變大，電流I減?。率筓1的變化：U1=IR1，其中R1不變，I減小，U1減小。U2的變化：U2＝U－U1，U不變，U1減小，U2增大．需要注意的是：如果用公式U2＝IR2分析U2的變化不易得到結論，因為I減小，R2增大，兩者的乘積如何變化是個未知數．所以采用先分析定值電阻兩端的電壓變化，再分析變化電阻兩端的電壓變化的方法更好。

答案：B。

3、如下圖，閉合S，當滑動變阻器的滑片P向右移動時，電流表A的示數將________．〔選填“變小”、“不變”或“變大”〕

分析與解：

電路R1、R2是并聯(lián)電路，電流表測的是R1的電流，畫出便于分析的局部電路圖

當滑片P向右移動時，流過R1的電流為I1＝，U不變，R1不變，I1不變。也可以根據并聯(lián)電路的特點，各支路互相不影響，所以流過R1的電流不變。

答案：不變。

4、如下圖電路，開關S閉合后，電流表A1、A2、A3的示數分別為4A，3A，6A。那么電阻R1、R2、R3的阻值之比等于

A．3:4:2B．3:6:2

C．2:1:3D．3:1:2

分析與解：

電路中三個電阻是并聯(lián)關系，電流表A1測量R2、R3的總電流，電流表A2測量R2、R1的總電流，電流表A3測量R1、R2、R3的總電流，根據并聯(lián)電路總電流等于各支路電流之和。通過R1的電流2A，通過R2的電流1A，通過R3的電流3A，根據各支路電阻之比等于各支路電流之比的反比。

答案：B。

5、如圖，電源兩端電壓Ｕ保持不變，當滑動變阻器滑片Ｐ從ａ點向ｂ點移動的過程中，兩只電壓表Ｖ1、Ｖ2的示數變化的絕對值分別為△Ｕ1、△Ｕ2。ＲM為滑動變阻器的最大阻值，且ＲM＜Ｒ1＜Ｒ2，那么確定△Ｕ1和△Ｕ2的大小關系是：___________。

分析與解：

因為電源兩端電壓Ｕ保持不變，△Ｕ1等于Ｒ2兩端電壓變化，滑動變阻器兩端電壓因為阻值增大而增大，Ｒ1和Ｒ2兩端電壓都是減小，答案：△Ｕ1<△Ｕ2。

6、如下圖，R2＝2R1，電源電壓U＝10V，且保持不變，當閉合開關S，并調節(jié)滑片P使它位于R3的A處，這時流過R3的電流為IA；后斷開開關S，并調節(jié)滑片P，使它位于R3的B處，這時流過R3的電流為IB，電壓表示數為3V．假設兩次電流IA∶IB＝2∶1．

求：〔1〕先后兩次電壓表示數比；〔2〕RA與RB之比．

〔a〕〔b〕〔c〕

分析與解：

S閉合，P在A，電路如圖〔b〕，S斷開，P在B，電路如圖〔c〕．

：＝，U＝10V，U1′＝3V．＝，

〔1〕＝＝，

〔2〕由上式，U1＝2U1′＝2×3V＝6V，

由圖〔b〕UA＝U－U1＝10V－6V＝4V，

由圖〔c〕串聯(lián)：＝＝，U2′＝2U1′＝2×3V＝6V，

UB＝U－U1′－U2′＝10V－3V－6V＝1V，＝＝×＝×＝。

7、如下圖電路中,總電壓一定。燈L在兩端電壓為4V時，電阻為8Ω，且正常發(fā)光，燈的電阻不受溫度影響。當開關S斷開時，燈泡正常發(fā)光，電壓表V1與V2的示數之比為6:7；當開關S閉合時，電流表示數改變了0.4A。求：⑴電源電壓；⑵電阻R1的值。

分析與解：

開關S斷開時，R2、RL、R1串聯(lián)，電路連接如圖甲；開關S閉合時，R2、R1串聯(lián)，電路連接如圖乙。

RL=8Ω

圖甲中電流I＝＝＝0.5A，總電壓不變，圖乙中電阻減小，電流增大。

I′＝I＋△I＝0.5A＋0.4A＝0.9A，

＝；所以，

R1＋R2＝RL＝×8Ω＝10Ω。

圖乙中，總電壓U＝I￠(R1＋R2)＝0.9A×10Ω＝9V，

圖甲中,；6U1－7U2＝UL，6IR1－7IR2＝IRL

得6R1－7R2＝RL將R2＝10Ω－R1代入，得13R1＝78Ω，R1＝6Ω。二、電路動態(tài)分析電路動態(tài)分析題和電路故障分析題是初中學生物理學習過程中的一個難點，其原因是這兩類題目對學生有較高的能力要求。進行電路故障分析，要以電路動態(tài)分析能力作為根底，而電路故障分析又是電路動態(tài)分析的載體，因此我們將這兩類分析題整合成一個專題進行復習有利于提高復習的效率。在編排順序中，我們以電路動態(tài)分析作為主線，而將電路故障作為電路動態(tài)變化的一個原因。例1．學習電學知識后，物理興趣小組對亮度可調的應急燈進行了探究，發(fā)現(xiàn)它的亮度調節(jié)開關相當于一個滑動變阻器，電路如圖26所示．閉合開關，用電壓表和電流表對其進行測量，調節(jié)滑動變阻器使燈泡變亮的過程中，電壓表和電流表的示數變化情況是(電源電壓保持不變)()A．電流表A的示數變小B.電壓表Vl的示數變大C.電壓表V1的示數變小D．電壓表v2的示數不變【思路點撥】此類題首先是簡化電路，然后明確電路連接方式，找出電表測量的對象。再分析R變化引起I、U怎樣變化。此題中，L與R是串聯(lián)，電流表A測量電路中的電流，而電壓表V1測量滑動變阻器的電壓，而電壓表V2測量燈L的電壓〔通常認為L的電阻不變〕，故燈L變亮的過程中，電流變大，總電壓不變，那么總電阻應變小，根據分壓關系可知：V1越來越少，V2越來越多。答案：C圖27例2．如圖27所示電路中，電源電壓不變．當閉合開關S，滑動變阻器的滑片P向右移動時，以下判斷正確的選項是()圖27A．電流表示數變大，電壓表示數變小B．電流表示數變小，電壓表示數不變C．電流表示數變小，電壓表示數變大D．電流表示數變大，電壓表示數不變【思路點撥】R1與R2并聯(lián)，電流表測干路中的電流，電壓表測R2兩端電壓也是總電壓(電源電壓)，由于電源電壓不變，因此電壓表的示數不變。當滑片P向右移動時，滑動變阻器連入支路的電阻變大，故I變小，即電流表的示數減小?！疽?guī)律總結】〔1〕首先簡化電路，其次弄清電路連接方式；再根據歐姆定律和串并聯(lián)電路的特點寫出電流表、電壓表示數表達式；最后通過分析電阻變化結合關系式確定I和U怎樣變化?！?〕電路電阻變化有兩種情況：一是變阻器滑片移動引起電路總電阻變化；二是開關的斷開或閉合引起電路中連接方式及電路總電阻變化?！?〕解題思路：先局部〔滑動變阻器，電路中的開關怎么變化〕，再整體〔看整個電路的總電阻怎么變化〕，最后再看局部〔要判斷的電表示數如何變化〕?！惨弧场⒒瑒幼冏杵鞯幕琍的位置的變化引起電路中電學物理量的變化1．串聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化[例1]如圖1，是典型的伏安法測電阻的實驗電路圖，當滑片P向右移動時，請你判斷A表和V表的變化。分析：此題中，為了分析表達的簡潔，我們約定一套符號：“→”表示引起電路變化；“↑”表示物理量增大或電表示數增大；“↓”表示物理量減小或電表示數減小。P右移→R2↑→R總↑→I↓→A表↓。R1不變→IR1↓→U1↓→V表↓。擴展：根據串聯(lián)電路的特點，滑動變阻器R2兩端的電壓U2將↑。推論：如果滑動變阻器R2足夠大，當滑片P向右一直滑動時，電阻將不斷增大，那么U2將不斷增大，U1將不斷減小，I將不斷減小。假設R2無限大，這時U2將增大到電源電壓，U1將變?yōu)?，I也將變?yōu)?，這時的電路就相當于斷路。這就是用電壓表來判斷電路斷路和短路的道理。[變式訓練題]參考上圖，在伏安法測電阻的實驗中，假設由于各種原因，電壓表改接在滑動變阻器的兩端，當滑片P向左移動時，請判斷A表和V表的變化。圖1圖2圖3[例2]如圖2，當滑片P向左移動時，A表和V表將如何變化。分析：首先要確定電路的類型，此電路屬于串聯(lián)電路呢還是并聯(lián)電路。我們可以將電流表簡化成導線，將電壓表簡化成斷開的電鍵或干脆拿掉。此時可以容易地看出，這是一個串聯(lián)電路。而且發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的滑片已經懸空，滑動變阻器接成了定值電阻，所以A表示數不變。電壓表在本電路中，是測量R1和R2局部電阻之和的電壓，當滑片P向左移動時，被跨接在電壓表內的電阻隨著變小，根據分壓原理：V表示數減小。[變式訓練題]如圖3，當滑片P向左移動時，A表和V表將如何變化。[例3]在如圖4所示電路中，當閉合電鍵后，滑動變阻器的滑動片P向右移動時〔〕(A)安培表示數變大，燈變暗。(B)安培表示數變小，燈變亮。(C)伏特表示數不變，燈變亮。(D)伏特表示數不變，燈變暗。分析：將電流表等效為一根導線，可以看到電壓表直接測量電源電壓，因此當滑動變阻器的滑動片P向右移動時，電壓表的示數將不會變化；而電阻R的阻值變大，小燈的電阻RL大小不變〔注意：在初中階段，小燈的電阻由于溫度的變化引起的變化往往忽略不計〕，因此總電阻變大，電流變小，所以電流表示數變小。從串聯(lián)電路的分壓角度分析，小燈兩端的電壓也將變小，小燈的功率P=ULI也將變小，所以小燈的發(fā)光將變暗。此題正確答案為D。[變式訓練題]在如圖5所示電路中，當閉合電鍵后，滑動變阻器的滑動片P向右移動時〔〕(A)伏特表示數變大，燈變暗。(B)伏特表示數變小，燈變亮。(C)安培表示數變小，燈變亮。(D)安培表示數不變，燈變暗。圖4圖5圖6圖72．并聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化[例4]如圖6，當滑片P向右移動時，A1表、A2表和V表將如何變化？分析：并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，等于電源電壓，故電壓表V示數不變。由于并聯(lián)電路各支路獨立工作，互不干擾，滑動變阻器滑片P向右移動時，對R1這條支路沒有影響，所以電流表A1示數不變?；琍右移，R2變大，兩端電壓不變，故電流變小，干路中電流也隨之變小，所以A2示數也會變小。[變式訓練題]如圖7，當滑片P向右移動時，A1表、A2表和V表將如何變化？〔二〕、電鍵的斷開或閉合引起電路中電學物理量的變化1．串聯(lián)電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化[例5]在如圖8所示的電路中，將電鍵K閉合，那么安培表的示數將______，伏特表的示數將________(均填“變大”、“變小”或“不變”)。分析：在電鍵尚未閉合前，兩個電阻組成串聯(lián)電路。電壓表測量R1兩端的電壓，電鍵K閉合后，電阻R2被局部短路，電壓表變成測量電源兩端的電壓了，因此電壓表的示數將變大。在電鍵尚未閉合前，電流表測量的是串聯(lián)電路的電流值，由于此時電阻較大，故電流較?。浑婃IK閉合后，電阻R2被局部短路，電路中的電阻只有R1了，因此電流表的示數將變大。[變式訓練題]在如圖9所示的電路中，當電鍵K斷開時，電阻R1與R2是________聯(lián)連接的。電鍵K閉合時，電壓表的示數將________(選填“變小”、“不變”或“變大”)。圖8圖9圖102．并聯(lián)電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化[例6]在圖10中，燈泡L1和燈泡L2是______聯(lián)連接的。當電鍵K斷開時，電壓表的示數將________；電流表的示數將__________(選填“增大”、“不變”或“減小”)。分析：此題的難度首先在電路的識別，我們可以將電流表看作導線，將電壓表拿去，就容易看出這個電路是“并”聯(lián)電路。電流表是串聯(lián)在小燈L1的支路中的，所以電鍵閉合時，電流表的示數從0變到有讀數，應該選填“增大”。電壓表是測量電源電壓，而且不受電鍵控制，所以示數“不變”。[變式訓練題]在圖11中，燈泡L1和燈泡L2是______聯(lián)連接的。當電鍵K斷開時，電壓表的示數將________；電流表的示數將__________(選填“增大”、“不變”或“減小”)。圖11圖12圖13〔三〕、電路的故障引起電路中電學物理量的變化及故障原因分析[例7]在圖12中，當電鍵K閉合后，兩只小燈泡發(fā)光，電壓表示數為4伏。過了2分鐘，電壓表示數為0，經檢查除小燈泡外其余器材的連接良好，請分析造成這種情況的原因可能有：_____________________。分析：電壓表示數為0，其原因有三：1.電壓表沒有接好或電壓表損壞；2.小燈L2短路；3.小燈L1斷路。起先，電壓表有示數，說明不存在原因1的情況。那么還有兩種情況都是可能的。答案為：小燈L2短路；小燈L1斷路。[變式訓練題]在如圖13所示的電路中，電源電壓等于6伏，合上電鍵后電壓表示數為6伏。經分析得出，電路中可能發(fā)生的情況是：______________________________。[例8]在如圖14所示的電路中，電源電壓不變。閉合電鍵K后，燈L1、L2都發(fā)光。一段時間后，其中一燈突然熄滅，而電流表、電壓表的示數都不變，那么產生這一現(xiàn)象的原因可能是〔〕(A)燈L1短路。(B)燈L2短路。(C)燈L1斷路。(D)燈L2斷路。[變式訓練題]在圖15所示的電路中,電源電壓不變。閉合電鍵K，電路正常工作。一段時間后，發(fā)現(xiàn)其中一個電壓表示數變大，那么〔〕(A)燈L可能變亮。(B)燈L亮度可能不變。(C)電阻R可能斷路。(D)電阻R可能短路。圖14圖15圖16[例9]在圖16所示的電路中，電源電壓不變。閉合電鍵K后，燈L1、L2都發(fā)光，—段時間后，其中的一盞燈突然變亮，而電壓表Vl的示數變小，電壓表V2的示數變大，那么產生這一現(xiàn)象的原因是()(A)燈L1斷路。(B)燈Ll短路。(C)燈L2斷路。(D)燈L2短路。例10如圖1-1所示的電路，開關S閉合后，判斷電路的連接情況及各電表的測量對象。分析：電路看上去比擬復雜，首先利用電路簡化原那么1和2，把電路中的A表和V表處理掉，V表當斷路去掉，A表用導線代替，簡化成如圖1-2，那么一眼就能看出電路的連接情況——串聯(lián)。再把電表復原上去，這樣就容易判斷出電表A1和A2測串聯(lián)電路的電流，且兩者相等，V1測R1、V2測總電壓、V3測R3。例11如圖2-1所示的電路，分析開關S閉合前后A表和V表的變化情況。分析：根據電路簡化原那么3，開關S閉合前，相當于此處電路斷路，可以把它去掉，如圖2-2，那么R1和R2串聯(lián)，V表測R1的電壓；當開關S閉合后把R2短路，那么該局部電路也可去掉，如圖2-3，那么電路中只剩下R1，雖然V表仍然測R1，但此時也相當于測電源總電壓，因此V表示數變大，同樣原來兩個電阻串聯(lián)，現(xiàn)在電路中只有一個電阻，總電阻變小，那么A表示數也變大。例3如圖3-1所示，判斷V表的測量對象。分析：根據電路簡化原那么4，可以把V表連接的點1、點2，適當移動到分別到點3、點4，如圖3-2和圖3-3所示，那么容易判斷出V表測的是R2的電壓。例12如圖4-1所示，滑動變阻器的滑片P向右移動時，各電表示數變化情況。分析：首先把V表當作斷路去掉，很明顯電路的連接是串聯(lián)，滑動變阻器在這里相當于是個定值電阻，因此無論滑片如何移動，電路中的總電阻未變，因此A表的示數不變，再根據電路簡化原那么5，可以把滑動變阻器R1看作兩個定值電阻，如圖4-2所示，那么V表測Ra和R2，當滑片P向右移動，實際是Ra的電阻在變小，因此V表測的Ra和Rb的總電阻在變小，因此V表的示數變小。例13在圖5所示的電路中,電源電壓不變。閉合電鍵K，電路正常工作。一段時間后，發(fā)現(xiàn)其中一個電壓表示數變大，那么〔〕A．燈L可能變亮B．燈L亮度可能不變C．電阻R可能斷路D．電阻R可能短路分析：此題是電路故障的分析。首先根據電路簡化的原那么，判斷出燈L與R之間的連接方式串聯(lián)，同時也判斷出V1測的是電源電壓的值，V2測的是R的電壓，顯然電源電壓是不變的，因此V1的示數是不可能變化的，顯然只能V2變大，即燈L的分壓變變小，R處的分壓變大，由于是串聯(lián)，這里有兩者可能，即燈L短路，沒有分到電壓使原來的分壓都給了R，即使V2增大；或R斷路使V表串聯(lián)在電路中，由于V表的電阻極大，在串聯(lián)電路中電阻大的分壓大，因此也比原來的分壓大；或兩那么同時存在。例14如圖6-1所示，電源電壓保持不變，閉合開關S，滑片P向右移動，各電表的變化情況怎樣。分析：此題是一個比擬復雜、綜合的電路分析題。首先根據電路的簡化原那么，進行如圖6-2所示的簡化，把虛線框內的局部電路去掉，變成如圖6-3所示的電路，很明顯燈L與滑動變阻器的連接方式是并聯(lián)，再把各電表進行對應，A1測滑動變阻器的電流，A2測干路電流，V表測并聯(lián)電路的路端電壓，最后判斷，當滑片向右移動是變阻器的阻值變大，那么A1和A2均變小，V表示數不變。拓展演練11．圖28所示的是握力計的原理圖，其中彈簧上端和滑動變阻器滑片固定在一起，AB間有可收縮的導線，R0為保護電阻，電壓表可顯示壓力的大小。那么當握力F增加時電壓表的示數將〔〕圖28圖28

A．變大B．變小C．不變D．無法確定圖292．如圖29所示電路，閉合開關后，將滑動變阻器滑片P由a端向b端滑動過程中，圖中電壓表和電流表的示數變化正