测量小灯泡的电阻欧姆定律和安全用电Word文档下载推荐.docx

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为什么在测量时是逐渐降低小灯泡两端的电压而不是升高电压？

答：

实验中测量时是逐渐降低小灯泡的电压而不是升高电压，这是因为：

用电器（灯泡）的额定电压是保证用电器正常工作（灯泡正常发光）的电压值。

如果高于额定电压值时，流过用电器（灯泡）的电流会比正常工作条件下的电流值大，这对用电器的使用寿命是有很大影响的，严重时会烧坏用电器。

因此从设备安全的角度考虑，测量时要使电压逐次降低，而不是升高。

为什么电压越高越危险？

人体是导体，有一定的电阻，由

知，不高于36V的电压，通过人体时的电流很小，不会伤害人体，但电压越高，通过人体的电流越大，就越容易造成危害。

家庭电路的电压为220V，远超过安全电压，一旦触电，会发生生命危险。

高压输电设备电压高达几十万伏，即使人不直接接触也会有触电危险，因此不能靠近高压带电体。

为什么不能用湿手触摸电器？

人体也是一个导体，有自己的电阻。

但人体的电阻不是固定不变的。

皮肤干燥的时候电阻大一些，潮湿的时候电阻就小一些，由欧姆定律可知，电源电压一定的情况下，导体的电阻越小，流过它的电流越大，如果带电体接触的是潮湿的皮肤，通过人体的电流会很大，很危险；

纯净的水是不导电的，但我们通常使用的水都是不纯净的，不纯净的水也是导体。

所以即使不和带电体直接接触，但是如果用湿手插拔插销，开关电灯等，极易使水流入插销和开关内，使人体和电源相连，造成危险，所以千万不要用湿手触摸电器；

发生电火灾时，务必在切断电源后，才能用水救火，在整个救护过程中，必须随时注意自身保护，防止自己也触电。

电路中为什么不允许短路？

短路分为两种：

一种是用电器短路，如图1所示，这种情况下，电流将不再流过灯泡，而从导线中流过，灯泡就失去了作用；

第二种是电源短路，如图2所示，此时电路中电流过大，一方面烧坏电源，另一方面，导线会迅速升温，有时甚至会烧坏周围的橡胶皮，引起火灾，综合以上两种情况可知，是不允许短路的。

怎样给高层建筑物装避雷针？

如图3所示，避雷针要高出建筑物，用粗钢丝连到大地，其地下部分深埋，做成蜈蚣状。

图3

【典型例题】

测量小灯泡的电阻

一.基础题

[例1]如图1所示，电流表量程为0.6A和3A、电压表量程为3V和15V、滑动变阻器的阻值为0～10Ω、两节干电池（串联使用）、一个开关，还有若干导线。

利用这些器材测一个阻值为5Ω左右的小灯泡的阻值，则

（1）电流表与电压表应选用的量程分别是___________、___________

（2）试在虚线框内设计出实验电路图。

（3）根据电路图连接实物图。

图1

精析：

题中提供电源电压为3V，电压表可选0~3V量程，电路中最大电流为滑动变阻器调到最小（阻值为零）时的电流，

，则电流表可选0~0.6A量程。

答案：

（1）0~0.6A；

0~3V

（2）如图2甲所示（3）如图2乙所示

说明：

涉及选量程的问题时，先要求出电路中的最大电流，再求出电压表所测部分的最高电压，求最大电流的方法是，当变阻器调到最小时，由欧姆定律

求最大电流，连实物时通常用电流法，从电源正极开始沿着电流走一圈，注意实物图与电路图要对应。

二.能力题

[例2]如图3所示电路，在测量电阻的实验中，R为镍铬合金丝，阻值约为3Ω，滑动变阻器R′的阻值范围为0～10Ω。

请回答下列问题：

（1）在电路图的圆圈中填入适当的符号以表示电压表或电流表。

（2）移动滑动变阻器的滑片P，主要是改变___________（填下列选项代号）

①电源的电压；

②通过R的电流；

③R的阻值。

（3）在这个实验中，最好选用量程为___________的电压表。

（填下列选项代号）

①0～l00mV；

②0～1V；

③0～3V；

④0～15V。

（4）根据以上的结论，用笔画线代替导线把图4中的元件连成电路。

（画线不能交叉，元件位置不能移动）

图4

用伏安法测R的阻值，电压表V应与R并联，电流表A串联在电路中，

跟R串联，改变

能改变电路中的总电阻，从而改变通过R的电流，

时，通过R的电流最大约为1A，R两端电压为电源电压3V，故电流表量程取0~3A。

电压表接“－”和“3”两接线柱，原因是在满足所测量不超过量程条件下，选择电表量程越小测得结果越准确。

（1）

圆圈内填“V”，

圆圈内填“A”

（2）②（3）③（4）如图5所示。

图5

三.应用题

[例3]小李同学在做“伏安法测电阻”实验时设计了如图6甲所示的电路图。

图6

（1）请你帮他检查一下，他设计的电路图是完全正确吗？

答：

___________（填“是”或“不是”）。

（2）若电流表和电压表的示数如图6乙所示，则电流表的读数是___________A，电压表的读数是___________V，电阻Rx的阻值是___________Ω。

（1）对照“伏安法”测电阻实验的标准电路可以发现小李设计的电路完全正确。

（2）由电流表、电压表选用的量程可以读出二表的读数分别为0.28A和8.5V，由

可得到

。

（1）是

（2）0.28；

8.5；

30

说明：

在本实验中，再一次使用了滑动变阻器，其作用是：

（1）保护用电器，在实验前，滑片置于阻值最大处，可以使通过用电器的电流达到最小值。

（2）减小测量误差，通过滑动变阻器，改变导体两端的电压值，对应读取各个电流值，对多个电阻值取平均值，可减小误差。

四.探究题

[例4]兴趣小组活动的时候，老师给了同学们两个未知电阻R1和R2，如何判断这两只电阻哪个大、哪个小？

请你说出：

（1）所需要的元件。

（2）所设计的电路。

（3）判断的方法。

精析与解答：

这是一道开放题。

①可以将电阻R1、R2组成串联电路，分别用电压表测R1和R2两端的电压，由U=IR知，串联电路中电流相同，则阻值大的电阻两端电压大。

②可以将电阻R1、R2组成并联电路，分别用电流表测出其中电流I1和I2，由

知，并联电路电压相同，则阻值大的电阻中的电流小。

方法一：

（1）电源、电压表、开关、导线等。

（2）电路图：

如图7所示。

图7

（3）分别用电压表测出R1和R2两端的电压U1和U2；

由

知，I相同则电压表示数大的电阻大。

方法二：

（1）电源、电流表、开关、导线等。

（2）电路图，如图8所示。

图8

（3）分别用电流表测出

和

中的电流

；

知，U相同，则电流表示数小的电阻大。

欧姆定律和安全用电

[例l]对人体来说，安全电压就是（）

A.36VB.不高于36V

C.低压D.不高于220V

根据研究和事故统计资料表明，频率为

的交流电，其电流在

时可致人于死命，而

以下是安全的，根据人体在较低电阻情况下，约

左右，可由欧姆定律计算出安全电压界限，一般取36V。

只有不高于36V的电压才是安全的，低压和高压的界限是1000V，低于1000V的电压为低压，高于1000V的电压是高压，低压对人体来说并非是安全电压。

B

部分同学可能错选A或C，原因是对安全电压的含义不理解，对低压的概念模糊，认为只有高压才对人有危险。

[例2]安装避雷针的目的是当发生雷电时。

让放电电流通过它流入大地，而不让放电电流通过建筑物流入大地，从而起到保护建筑物的作用。

那么，下列哪种物质可制作避雷针（）

A.玻璃B.橡胶C.塑料D.铁

避雷针可使周围的空气形成一条可以导电的通道，使电荷沿避雷针的针尖、金属线流入大地，而不损坏建筑物，因此，避雷针必须用导体来做，如用金属做成避雷针。

D

要明确避雷针的作用及简单工作原理，从而知道避雷针必须用导体——金属来做。

它的安装技术要求，大家可以去请教有经验的电气工程人员。

二.应用题

[例3]小明家住在多年前修建的老房子里，家里的电线绝缘层老化严重。

有一天，小明的妈妈在同时用电饭锅做饭和电炒锅炒菜时，小明突然发现厨房里的导线冒烟了，他应该首先采取的措施是（）

A.立刻给在外地出差的爸爸打电话

B.立即打电话通知供电局停电

C.马上到门口把自己家的电源总开关断开

D.赶紧用水把火浇灭

A、B会因为延长时间而耽误救火，D在不切断电源的条件下，直接用水灭火，会引起水带电。

C

[例4]有关资料表明：

人体出汗或潮湿时的电阻为200～800Ω；

人体中电流超过30mA时将会造成生命危险。

若某人身体潮湿时的电阻为500Ω，则当他接触电压为220V的照明电路时，通过他的电流为___________mA。

请根据计算结果为图9配上解说词：

_________

图9

，第二空关键是应知道安全用电的知识。

440；

不要用潮湿的手触摸电器设备（其他正确说法均可）

本题贴近生活，符合同学们的认知特点，体现了从生活走向物理的理念。

[例5]在一个雷雨交加的午后，某村一名在田间劳动的村民正在大树下躲雨时，不幸被雷击造成重伤。

此后，谣言四起，什么“鲤鱼精”附身，家里的大门冲着龙王庙……因此，家里人不但不把病人送往医院救治，反而到处求神拜佛，结果，导致家破人亡。

（1）对于人类来说。

只有不高于___________V的电压才是安全的。

（2）雷电是一种自然现象，在一次雷电中，雷电的电流约为5×

104A，电压约为1×

108V。

在雷雨天气，人们不能到___________下躲雨。

（3）结合本事例谈谈你的看法。

（1）对人类来说，不高于36V的电压才是安全电压；

（2）雷电的电流大，电压高，若被雷电击中，对人类危害很大，平坦地方的突起物易集中电荷，被闪电击中。

因此，雷雨天气，人们千万不能到大树、高大建筑物等处躲雨。

（3）考查的是情感态度与价值观的问题，要破除迷信，相信科学。

（1）36

（2）大树、高大建筑物

（3）提示：

①封建迷信的危害②破除封建迷信的措施③青少年应如何做

掌握安全用电的知识和防雷知识是解答本题的关键。

三.创新题

[例6]架空的高压输电线是裸露的，而小鸟停在输电线上并不会触电，如图10所示，其原因是（）

图10

A.小鸟具有特异功能，不怕触电

B.小鸟是绝缘体，所以不触电

C.小鸟两个爪间的电压低，不会使小鸟触电

D.以上原因都不正确

电压越高越危险，而本题的变化点是输电线的电压非常高，站在上面的鸟却没有危险，好像与说法相矛盾，其实不然，关键是弄清它的实质。

一条长的输电线，两端的总电压虽然很高，但其中任一小段所占的电压却很低，也就是说鸟两爪之间的电压很低，而鸟的电阻R足够大，由

知，流过鸟的电流就很小，致使鸟感觉不到，没有危险。

[例7]通过学习，小丽知道了避雷针是由金属制成的，并用很粗的金属线与大地相连；

雷雨时外出，穿上塑料雨衣、雨鞋可防雷击……根据以上知识，你能提出什么探究课题?

并填好探究报告。

（1）探究课题：

（2）实验器材：

（3）实验步骤：

（4）在实验中用到了什么研究方法?

根据题目提供的器材分析：

避雷针可将电荷导入大地，塑料雨衣、雨鞋可防止电荷通过人体流入大地，因此，探究课题应从不同的物体，其导电性能不同着手。

（1）金属与塑料的导电性。

（2）两节干电池，一个小灯泡，导线，两段同样长短、粗细的金属棒、塑料棒、开关。

（3）①连图11所示电路；

②将金属棒接入

间，闭合开关，观察灯的亮度；

③把塑料棒接入

④分析现象，得出结论。

图11

（4）控制变量法、转换法。

本题考查了探究问题的能力。

【模拟试题】

达标自查

1.请将实验报告中的空缺部分补充完整

实验：

（一）实验原理：

要测定一只电阻的阻值，根据欧姆定律的变形公式，只要用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可以算出电阻的阻值，这种测量电阻的方法叫伏安法。

（二）实验器材：

本实验选择的器材有电源、、、变阻器、开关、灯泡、导线若干，其中选择变阻器的目的是。

根据实验原理将你设计的电路图画在下面的方框内，并用连线代替导线，连接实物图。

请将你设计的实验设计表格画在下面的方框内。

（三）实验步骤：

①按设计的电路图连接好电路，闭合开关前应将变阻器的滑片滑到电阻（填“最大”或“最小”）的位置，这样做的目的是使电路中的电流（填“最大”或“最小”）

②观察小灯泡的金属灯口上标着的额定电压值为V，接通电源后通过把小灯泡两端的电压调到额定电压，使小灯泡正常发光，将此时电压表和电流表的字数填入表格上。

③逐次降低灯泡两端电压，获得几组数据。

（四）分析与论证：

（1）在实验中能观察到的现象有：

灯泡两端的电压逐渐降低时，通过灯泡的电流会

，灯泡的亮度，用手触摸能感觉得到灯泡的温度。

（2）分别计算出小灯泡的不同亮度时电阻值，发现的规律是。

④评估：

本实验的误差主要来自于。

⑤交流与合作：

其他同学对我的实验结果的评价为。

能力提高

2.在物理实验中选择实验器材，不但要考虑需要哪些器材，还要考虑器材的规格和性能，小午在本实验中选择由4节干电池串联的电源，所测的电阻大约为

左右，你认为他应该如何选择电流表和电压表的量程呢？

3.小午在测量小灯泡电阻的实验中发现随着小灯泡两端电压逐渐减小，亮度越来越暗，计算出的电阻也在逐渐减小。

于是他提出了一个新的问题：

是什么因素导致了灯泡电阻的变化呢？

请提出你的猜想，并设计一个实验证明你的猜想是否正确。

4.现有两个未知阻值的定值电阻

，你能分辨出这两只电阻的值哪个大？

哪个小吗？

至少说出两种方法。

5.向有经验的人请教一下，家用电灯泡的灯丝一般最容易在什么时候烧断？

并尝试对这种现象进行解释。

1.由欧姆定律可知，在R一定的条件下，电压U越大，产生的电流I越大，所以，电压越，对人体的危险性越大。

经验证明，只有的电压才是安全的，家庭电路的电压远远超出了安全电压，一旦发生触电，很可能，高压输电线的电压高达几万伏甚至几十万伏，即使不直接接触，也能。

2.由欧姆定律可知，在U一定的条件下，R越小，产生的电流越大，对于人体来说，皮肤的时候，电阻就小些。

所以如果用湿手插拔插销，开关电灯等，极易使水流入插销和开关内，使人体和接通，造成危险。

3.雷电是自然界中的剧烈现象。

发生雷电时，在云层和大地之间雷电的路径上，有强大的电流通过，会给人们带来危险，雷电的路径往往经过地面上突起的部分，如：

树木、高大建筑物、室外天线等，所以室外天线要装设装置。

特别是在此周围建筑物高的情况下，一定要装设，雷雨天也不要在大树下避雨。

【试题答案】

1.

（一）

（二）电压表；

电流表；

改变小灯泡两端的电压，多测几组数据；

（2）图略；

（3）设计表格略；

（三）

（1）最大；

最小；

（2）根据观察结果填写，滑动变阻器。

（四）

（1）变小，减弱，降低；

（2）亮度越小，阻值越小。

（五）、（六）略。

2.应选择0.6A和15V的量程。

3.可能猜想：

（1）电阻随电压的减小而降低；

（2）电阻随温度的减小而降低；

设计实验提示：

注意控制变量。

4.方法提示：

（1）可以用伏安法测出两个电阻的阻值；

（2）将两只电阻串联，电压大的电阻大。

5.在电灯开始发光的一瞬间，因为此时温度最低，电阻最小，电流最大。

1.大；

不高于36V；

有生命危险；

使人致命

2.潮湿；

电源

3.放电；

避雷