八年级物理下册 第七章 欧姆定律

    |     2013年7月22日   |   生活课堂   |     0 条评论   |    1364

第七章 欧姆定律

一、探究电阻上的电流跟两端电压的关系

1、电流跟电压、电阻的关系

导体中的电流跟导体两端的电压和导体的电阻有关。研究它们之间的定性关系时,我们采用控制变量法。

¥。研究电流跟电压的关系时,控制电阻的大小不变,通过改变导体两端的电压,研究电流随电压变化的关系。

¥。研究电流跟电阻的关系时,保持加在导体两端的电压不变,通过改变导体的电阻,观察电流随电阻变化的关系。

二、欧姆定律及其应用

1、欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。

(1)欧姆定律公式. I =U/R.

U为电源电压,单位为伏(V);I为通过导体的电流,单位为安(A);R为导体的电阻,单位为欧(Ω)。

【注意】应用欧姆定律的公式进行计算时,一定要统一到国际制单位后再进行计算。欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性,即I,U,R是对同一段导体、同一时刻而言的。

(2)U=IR  R=U/I
应用欧姆定律公式以及两个变形式进行解题时,只要知道I,U,R三个量中的两个,就可以求出第三个未知物理量。在计算和理解问题的过程中千万注意,物理量的计算不同于数学上的计算,必须用对应的物理量单位才有意义,避免将物理问题数学化,应理解每个量的物理意义。

 公式的物理意义:

(1)欧姆定律的公式I =U/R表示,加在导体两端的电压增大几倍,导体中的电流就随着增大几倍。当导体两端的电压保持不变时,导体的电阻增大几倍,导体中的电流就减为原来的几分之一。

(2)导出式U=IR表示导体两端的电压等于通过它的电流与其电阻的乘积。

(3)导出式R=U/R 表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与其通过的电流的比值,由于同一导体的电阻一定(导体本身的性质),因此不能说成“导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比”。

运用欧姆定律公式解题技巧:

解题时,为了便于分析问题,应先根据题意,画出电路图,并在图中标明已知物理量的符号、数值及未知物理量的符号,公式中的三个物理量的单位均使用国际(制)单位.

2、额定电压

额定电压:用电器正常工作时所需的电压,叫做额定电压。如果实际电压比额定电压高很多,很可能损坏用电器;如果实际电压比额定电压低很多,用电器就不能正常工作,有时还会损坏用电器。

额定电流:用电器在额定电压下流过的电流叫额定电流。例如,若灯泡标有“3.8V 0.3A”字样,“3.8V”是该小灯泡的额定电压,“0.3A”是该小灯泡的额定电流。一般每个用电器都标有额定电压和额定电流值,对用电器造成损坏的原因往往是电流过大,实际电流大于额定电流时,易损坏用电器,实际电流小于额定电流时,用电器不能正常工作,有时易损坏用电器。

3、串并联电路的电阻

电阻的串联:(1)串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。串联电阻的总电阻的阻值等于各分值之和,R串=R1+R2+„„Rn。

电阻的并联 :(1)并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。(2)并联电阻的总电阻的阻值的倒数等于各分电阻的阻值的倒数之和,即1/R=1/R1+1/R2+„„1/Rn。

三、测量小灯泡的电阻

实验原理:欧姆定律(R=U/I)。(导体的电阻大小与电压、电流无关)

实验步骤:1、画出实验电路图;2、连接电路;(连接过程中,开关断开;闭合开关前,滑动变阻器滑片滑到电阻最大位置;合理选择电压表和电流表的量程)。3、从额定电压开始,逐次降低加在灯两端的电压,获得几组电压值和电流值(多次测量求平均值可减小实验误差);4、算出电阻值;5、分析实验数据中电阻值变小的原因:灯丝电阻受到了温度的影响,通过灯丝的电流越大,灯丝温度越高,电阻越大。

(1)应用欧姆定律测量电阻

将欧姆定律公式加以变形,可得到:R=U/I,只要测出导体两端的电压和通过导体的电流,就可以测出(通过计算得出)这个导体的电阻的大小,测量和计算时严格要求单位的统一性,即电阻的单位是Ω,电压的单位V,电流的单位是A,这种测量电阻的方法叫伏安法。

这种通过测量电压和电流来测量电阻的方法是一种间接测量法。

(2)伏安法测小灯泡电阻

小灯泡发光与否,以及发光亮度变化时,灯丝温度变化很大,温度对灯丝电阻的影响较大。

小灯泡在额定电压下正常发光,灯丝温度高,电阻大,实际电压低于额定电压时,不能正常发光,灯丝温度较低,电阻较小,实际电压高于额定电压时,灯丝易烧坏,应避免这种现象发生。

(3)伏安法测定电阻的阻值

定值电阻的阻值一般固定不变,在额定电压下或实际电压低于额定电压时,定值电阻的温度变化很小,温度对定值电阻的影响很小,一般忽略不计。

四、欧姆定律和安全用电

1、电压越高越危险

(1)触电的起因是人体直接或间接与火线连通。触电危险的真正原因是有较大的电流通过人体。

因为人体是导体,当人体触及带电体时,有电流通过人体,电流对人体的危险性跟电流大小、通电时间长短等因素有关,通过人体的电流为8~10mA,人手就很难摆脱带电体,通过人体的电流达到100mA,只要很短时间,就会使人窒息,心跳停止,即发生触电事故时,电流越大,从触电到死亡的时间越短。

(2)不高于36V的电压叫做安全电压。安全用电的原则是:不接触低压带电体,不接近高压带电体。

(3)高低压的划分低压和高压的界限是1000V,低于1000V为低压,高于1000V为高压。低压对人体来说并非安全电压,预防低压触电,应不接触低压带电体(主要指火线)。高压触电分两类:高压电弧触电和跨步电压触电,预防电弧触电应远离易起电弧处,预防跨步电压触电应两脚并拢下蹲,或并脚跳离高压带电体。

2、注意防雷与避雷针

雷电是大气中一种剧烈的放电现象。云层之间,云层与大气之间的电压高达几百万伏至几亿伏,放电时的电流可达几万安到十几万安,产生很强烈的光和声。云层和云层之间的放电危害不大,而云层与地面之间的放电如果通过树林、建筑物,巨大的热量和空气的振动都会使它们受到严重的破坏,如果这种放电通过人体,能够立即致人死亡。

高大建筑物的顶端都有针状的金属物,通过很粗的金属线与大地相连,用来防雷,叫做避雷针,防雷之物多种多样,不一定都做成针状,如高压铁塔最上面的两条导线是用来防雷的,我国古建筑上的龙角形铁制装饰物据说也有预防雷击的作用。

雷电均发生在积雨云层,由于积雨云层内空气所含的水蒸气比干燥空气多,而电荷极易吸附在水珠表面,故积雨云层积聚许多电荷。避雷针因在房屋的高处,其尖端曲率半径又极小,分布在其内的负电荷产生的电场很大,易使其周围的空气电离而造成一条可以导电的通道。并且避雷针是金属做的,是电的良导体,当电荷传至避雷针尖上时极易沿着金属线流入大地,这一电流通道可使云层和建筑物间的正、负电荷中和,使云层放出的电荷完全通过避雷针流入大地而不会损坏建筑物。

3、短路

由于某种原因,电路中不该相连的两点被直接连在一起的现象,叫做短路。

短路的危害:电源短路是十分危险的,由于导线的电阻远小于灯泡的电阻,所以通过它的电流会非常大,这样大的电流,电池或者其他电源都不能承受,电源会损坏;更为严重的是,因为电流太大,会使导线的温度升高,严重时有可能造成火灾。日常生活中我们常采用保险丝、空气开关、熔断器等防止短路或过载带来的危害。

短路分电源短路和用电器短路两类。用电器短路时,一般认为用电器中无电流流过,不会对电路造成损害。

4、电路的三种连接状态:

(1)通路:接通的电路叫通路,即闭合回路。

(2)短路:直接把导线接在电源两端叫做电源短路;直接把导线接在用电器两端叫做用电器短路。

(3)开路:断开的电路叫做开路(或短路)。 

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