活动二、欧姆定律的运用

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操 作 活 动
1操作名称：基本定律的运用
2需用器材： 前照灯50W/12V一只、 熔断器10A、 20A、30A各一个、 万用表一台、常用电 工工具一套、导线若干等。 3学习目标：
学会照明灯电阻值、人体电阻等的估算； 学会汽车用电器的功率、电流的估算； 学会熔断器电流值的识别等。 学会操作中注意环境保护和人生安全。
Rr
式中
E—电源的电动势，单位为V； R—外电路（负载）电阻，单位为Ω； r—内电路电阻，单位为Ω； I —电路中的电流，单位为A。
由式可得： E =IR+Ir=U外+U内
U外—电源向外电路输出的电压，称电源端电压，单位为V； U内—电源内阻的电压降，单位为V。
三、焦耳定律
1定义： 电流通过导体时会产生的热 量，称为电热效应。英国物理学 家焦耳通过实验证明：电流通过 导体时产生的热量Q与电流I的平 方、导体的电阻R及通电时间成 正比。
解： R=U 2/P=122/50=2.88 Ω
I=P/U=50/12=4.17 A 答 前照灯灯丝电阻约2.88Ω 正常工作时流过电流为4.17A
图1-23汽车前照灯
②正确选取电路熔断器 根据电热效应原理，汽车上应用不同电流的 熔断器。在熔断器上标有充许流过的额定电流 值，以作选用（如图1-24所示）。 如上例中一个55W大灯流过4.17A，如同时 开四个灯，则需选取20A的熔断器。
图1-22 R=U/I
小王说：“我用万用表电阻档测量时，为什么 有时不在1000—1200Ω之间呢？这是为什么？” 答： 小王问得好，用万用表电阻档 测量人体电阻时，可因测量时，人 皮肤表面的潮湿程度不同而引起电 阻不同，另外，人体电阻还与人的 健康状况有关，医学上还利用测量 人体电阻来诊断病情呢？
案 例 导 入
活动二
基本定律的运用
汽车电路中经常要进行一些物理量 的计算，会碰到一些基本的电路定律与 电路特点等知识。为此，让我们来学习 这些基本的电学知识。
关 联 知 识
一、电路中的基本物理量
1. 电流 水从高处流 下形成水流. 水位差是形 成水流的原因， 电位差是形 成电流的原因。
（1）定义：电荷的定向运动，称为电流。
③电阻与电阻率的关系式 ①电阻大小的相关因素---演示
（3）电阻与电阻率的关系式 ②公式：
R ρ L S
式中 R—导线的电阻，Ω； L —导体的长度，单位为米（m）； ρ—电阻率，Ω·m； S—导线的截面积，m2。
材料的电阻率
纯金属的电阻率很小，绝缘体的电 阻率很大。银是最好的导体，但价格昂 贵而很少采用，目前电气设备中常采用 导电性能良好的铜、铝作导线。
【例1 】绕制10Ω的电阻，问需要直径为1mm的 康铜丝多少米？
解：
π d 2 3.14 (1103 ) 2 S 7.85107 m 2 4 4
查表可知20°时康铜的电阻率为 由 得
ρ 5 10 Ω m
7
7
R ρ L S
RS 10 7.85 10 L 7 ρ 5 10 15.7m
图1-24 车用熔断器
(1)车灯发光一段时间后，用手触 摸灯泡有什么感觉？为什么？
(2）冷却风扇使用一段时间后，用手触 摸电动机部分有什么感觉？为什么？
【例5】某灯上标有12V21W请估算灯的电阻
为多少?在12V电压下工作,通过的电流是多少? （如图1-25所示）例2：有电热器，流通2安培的 电流时，在一定时间内产生一定的热量，如果电 流增加到4安培，在相同的时间内产生的热量是 前者的（）倍
图1—24全电路图
⑵用电器正常工作时流过电流的估算 ①从用电器上的标号估算
【例4 】现有一个汽车前照灯（如图1-23所示），灯上
标有50W 12V字样。请估算一下这只灯的灯丝电阻值为 多少？如在12V电压下工作，流过的电流是多大？
分析：根据功率公式
可变形为
P =W/ t=IU R=U 2/P 和 I=P/U
（4）电流分为直流和交流。 ➀直流： 大小和方向都不随时间变化的电流，称为直 流电（DC），用“I”表示波形如图1—15所 示。。 ➁交流： 大小和方向都随时间变化的电流，称为交流 电（AC），用“i”表示波形如图1—16所示。
2.电压 （1）定义：
电路中两点之间的电位差，称为电压，用U或u表示。 （2） 方向表示法： ①箭头表示法：以电流的流向表示（如图1-17a所示）， ②极性符号表示法：用+、— 标出（如图1-17b所示）。
二、欧姆定律
1部分电路欧姆定律 ①在不含电源的电路中，流过导体的电流与这 段导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
即
U I R
式中 I—导体中的电流， 单位为A； U —导体两端的电压，单位为V R—导体的电阻，单位为Ω。
②表示形式
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图1-19-1部分电路欧姆定律的三种表示方法
2全电路欧姆定律 ①在包含电源的全电路中电流强度与电源的 电动势成正比，与整个电路的内、外电阻之和 成反比。 E 其数学表达式为 I
（2）方向： 正电荷移动的方 向为电流的方向， 与电子的移动方 向相反。
图1-14电子移动方向
电流的形成演示
（3）大小：
电流等于1s内通过导体横截面的电荷量， 以字母I表示。
电量的单位是库仑C，时间的单位是秒s， 那么电流 的单位是安培A。 电流常用的单位还有kA、mA、μA， 换算关系是： 1KA=1000A 1A=1000mA 1mA=1000μA
⑶大小： ①规定： 电场力把1C电量的正电荷从a点移到b点， 如果所做的功为1J，那么a、b两点间的电压就 是1 V。单位称为伏特，简称伏，用符号V表示。 ② 换算关系 1KV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000μV
电压（电动势）演示
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3、电阻 （1）定义： 导体对电流的阻碍作用称为电阻，用符号R 表示。 （2）大小： ①规定：长度为1m、截面为1m2的导体，电阻 率ρ为1Ω·m。则电阻值为1Ω，称为1欧姆。规定 其单位为 Ω（欧姆）。 ②换算关系 1KΩ=1000Ω 1MΩ=1000KΩ
操 4操作步骤 作 活 ⑴常用电阻值估算 动 ①人体电阻的估算
【例2 】我国对人体安全电压是这样规定的，以通过人
体电流不超过30mA为极限，安全电压为30—36V。那么 人体电阻是多少呢？
分析：根据欧姆定律知 (如图1-22所示) 解 R=U/I=30/0.030=1000 Ω
R=U/I=36/0.030=1200 Ω 答 人体电阻应在1000—1200Ω之间
②蓄电池内阻的估算
【例3 】已知蓄电池的电动势E=12V，外电阻 R=0.3Ω，电路中电流为求电路中的电流30A,问 内阻r为多大?( 如图1—24所示) E 分析: 根据全电路欧姆定律可知 I
可得 r = E/I—R
Rr
解： r = E/I—R=12/30 —0.3=0.1Ω
答蓄电池的内阻为0.1Ω
A.1/2倍. B．1/4倍. C．4倍. D．2倍.
如图1-25所示
欧姆定律操作验证
活动二
学生姓名 一、学 习 评 价 目 标
基本定律的运用评估表
日期： 自评 互评 师评
1能讲清电流、电压、电阻的定义及相关单位。 2能正确表述及运用欧姆定律。 3能正确表述及运用焦耳定律。 4能正确估算自己的人体电阻。 5能正确的从电器标志上估算出电器的电阻及额定电流。
2公式： Q = I2Rt 单位：I—安培（A），R—欧姆 (Ω)，t—秒(s)，Q—焦耳（J）
四、电功率的计算
1定义： 电流在单位时间内所做的功，简称为 或率，用符号P表示。 2公式： P =W/ t=IU 式中: P—瓦特(W) W—焦耳（J） t—秒(s) I —安培(A) U—电压（V）
3单位换算： 1Kw=1000W 1度的意义(1千瓦时): 1KW的用电器1个小时 所消耗的电能为1KWH 4 实际功率与 额定功率
6能判别电器的发热现象。
7掌握汽车保险器的选取方法？ 8操作过程中安全是否到位？ 9操作过程中无返工现象。 10活动中环保意识及安全工作做的如何。 二、体会 1活动中感觉哪个技能最有兴趣？为什么？ 2活动中哪个技能最有用？为什么？ 3活动中哪个技能操作可以改进？使操作更方便实用，请写出操作过程。 （请同学们大胆创新，共同研讨，不断提高操作能力） 4你还有哪些要求与设想？ 总体评价 教师签名