Transcript 16欧姆定律

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欧姆定律
主题
(教师用书专用)
知识点
电阻的串联和并联
串联电路的分压作用和并联电路的分流作用
欧姆 欧姆定律，会利用欧姆定律公式及其变形公式进
定律 行计算
用伏安法测量电阻的大小
电流跟电压、电阻之间的关系
要求
认识
理解
操作
探究
正比
反比
U
I
IR
U
R＝ I
电压
电压表
电流
滑动变阻器
电流表
I＝I1＝I2
U＝U1＋U2
R 总＝R1＋R2
U1
R1
U2 ＝ R2
I＝I1＋I2
U＝U1＝U2
I1
R2
＝R
I2
1
1
1
1
R 并＝ R1＋ R2
一、探究电流跟电压和电阻的关系
1．电路图和实物图：
图 8－1
2．“探究电流跟电压的关系”实验：
(1)控制电阻不变，改变电阻两端的电压．
(2)电阻一定时，I 与 U 的图象如图 8－2 所示．
(3)实验结论：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电
压成正比．
(4)滑动变阻器的主要作用是改变电阻两端的电压．
图 8－2
图 8－3
3．“探究电流跟电阻的关系”实验：
(1)控制导体两端的电压不变，改变电阻的阻值．
(2)电压一定时，I 与 R 的图象如图 8－3 所示．
(3)结论：电压一定时，电流跟导体的电阻成反比．
(4)滑动变阻器的主要作用是控制电阻两端的电压不变．
二、欧姆定律
1．内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体
的电阻成反比．
2．表达式：I＝
.
变形式：U＝IR和R＝
.
公式R＝ 只是电阻的计算式，不是关系式，不能认为“电
阻的大小跟电压成正比，跟电流成反比”．
三、电阻的串联和并联
1．电阻的串联：
(1)规律：串联电路中的总电阻等于各部分电路的电阻之
和，即 R 总＝R1＋R2＋…＋Rn.
(2)理解：串联后的总电阻比任何一个分电阻都大，因为电
阻串联后相当于增加了总电阻的长度．
2．电阻的并联：
(1)规律：并联电路中的总电阻的倒数等于各电阻的倒数之
1 1
1
1
和，即 R ＝R ＋ R ＋…＋ R
并
1
2
n.
(2)理解： 并联后的总电阻比任何一个支路电阻都小，因
为电阻并联后相当于增加了总电阻的横截面积．
四、测量小灯泡的电阻
1．实验原理：R＝
.
2．主要器材：滑动变阻器、电压表、电流表、电源、小灯
泡、导线、开关等．
3．实验电路图如图 8－4 所示．
图 8－4
4．实验步骤：
(1)根据电路图连接实物；
(2)检查电路无误后，闭合开关 S，多次改变滑动变阻器的
阻值，分别读出电流表、电压表的示数，并记录下来；
(3)根据多次测得的电压值和电流值，分别计算多组对应的
电阻值．
①连接电路时，开关应处在断开状态，滑动变阻器的滑片
应处在阻值最大处．
②测量小灯泡电阻时，随着温度升高，灯泡电阻变大，求
平均值没有多大意义．
五、欧姆定律与安全用电
1．高压危险：
根据欧姆定律I＝ 可知，在电阻一定时，加在导体两端的
电压越高，通过导体的电流越大．人体也是导体，经验证明，
只有不高于 36 V 的电压才是安全的．
2．注意防雷：
(1)雷电是大气中剧烈的放电现象．
(2)防雷办法：安装避雷针．
(3)应用：高压输电铁塔最上端装有两条防雷导线．
考点 1 探究电流、电压和电阻的关系
【例 1】(2012 年广东)在“探究一定电压下电流与电阻的
关系”的实验中，老师提供的实验器材有：电源( 电压恒为4.5 V)，
电流表、电压表各一个，开关，定值电阻四个(阻值分别为 5 Ω、
10 Ω、15 Ω、20 Ω)，滑动变阻器两个(规格分别为“20 Ω
2 A”、
“50 Ω 1 A”)，导线若干．
(1)请根据图 8－5 甲的电路图用笔画线将图乙中的实物连
接完整(注意电流表的量程选择)．
图 8－5
(2)小李实验时，在 a、b 间先接入 5 Ω的电阻，闭合开关，
移动滑片 P，使电压表的示数为 1.5 V，并记下相应的电流值；
再改接 10 Ω的电阻，此时滑片 P 应向____(填“E”或“F”)端移动，
小李移动变阻器滑片 P 的目的是：________________________.
(3)为了能用到四个定值电阻进行并完成实验，小李应选择
的滑动变阻器规格是__________．他这样选择的理由是：____
______________________________________________________
______________________________________________________
______________.
思维点拨：把 5 Ω的电阻换为 10 Ω的电阻时，电压表的示
数变大，滑动变阻器接入电路中的电阻要变大才能使电压表的
示数不变．
答案：(1)如图 14 所示．
图 14
(2)F
保持定值电阻两端的电压为 1.5 V 不变(或保持电压
表的示数不变)
(3)“50 Ω
1 A”
当 20 Ω的电阻接到电路中时，要使电
压表的示数为 1.5 V，滑动变阻器接入电路中的电阻应为 40 Ω，
故选“50 Ω
1 A”.
1．小明利用如图 8－6 甲所示的电路探究电流跟电阻的关
系．已知电源电压为 6 V 且保持不变，实验用到的电阻阻值分
别为 5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω.
图 8－6
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允
许交叉)．
(2)实验中多次改变 R 的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使
电压表的示数保持不变，并记下电流表的示数，得到如图丙所
示的电流 I 随电阻 R 变化的图象．
①由图象可以得出结论：电压一定时， ______________
________.
②上述实验中，小明用 5 Ω的电阻做完实验后，接下来的
操作是_______________________________________________，
然后将 10 Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表
的示数为________V，读出电流表的示数．
答案：(1)实物电路连接如图 15 所示．
图 15
(2)①导体中的电流与电阻成反比 ②断开开关，将滑动变
阻器的滑片移到最左端(或阻值最大处)
2.5
考点 2 欧姆定律的理解
【例2】(2012年昆明)根据欧姆定律可以得到公式
，
)
关于这个公式，下列说法中正确的是(
A．同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比
B．同一导体的电阻与通过它的电流成反比
C．导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
D．同一导体两端的电压增大几倍，通过它的电流也增大
几倍，电压与电流的比值不变
思维点拨：电阻由导体的材料、长度、横截面积和温度决
定，与电流和电压无关．当电压为零时，电流为零，但电阻不
变．
答案：D
2．一个电阻，在它两端加 10 V 的电压时，通过的电流为
0.5 A，则该电阻的阻值是________Ω；如果电阻两端的电压为
零，则该电阻的阻值是________Ω.
答案：20
20
考点 3 电阻的测量
★【例 3】在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中，如图 8
－7 所示．
图 8－7
(1)在图甲中，请你用笔画线将电压表正确连入电路；
(2)在闭合开关之前，图中滑动变阻器的滑片应放在________
(填“左”或“右”)端；
(3)连接完电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，灯泡都
不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为 3 V，这可能是
由于___________________________________________造成的；
(4)某次实验时电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所
示，此时小灯泡的电阻为________Ω；
(5)若小明同学在做实验时，移动滑片的位置，多次测量的
过程中观察到电压表和电流表的示数大小的变化是相反的，则
产生该现象的原因可能是_______________________________
_________________________________________________.
思维点拨：电流表无示数，电压表有示数，判断得断路处
为与电压表并联的那部分电路．由串联电路的电压规律可知，
U 总＝U 灯＋U 滑＝IR 灯＋IR 滑，若滑片向右滑动时，电路中总电
阻减小，电流增大，则 U 灯增大，U 滑减小；若滑片向左滑动时，
则相反．可知，当移动滑片的位置时，将产生电压表与电流表
的示数大小变化相反的现象，因为电压表并联在滑动变阻器的
两端．
答案：(1)如图 16 所示．
图 16
(2)左
(3)与电压表并联的那部分电路在某处断路(具体指明哪处
断路也可)
(4)10
(5)电压表并联在滑动变阻器的两端
3．(2012 年鸡西)物理学习小组在“测量定值电阻阻值”的
实验中：
(1)请用笔画线代替导线，将图 8－8 中的实物连接完整．
图 8－8
(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应移到______(填“A”
或“B”)端．
(3)小组同学在连线时，不小心将线连错了，开关闭合后，
移动滑动变阻器的滑片 P，发现电流表示数变大，电压表示数
却变小，产生这一现象的原因是_________________________．
(4)纠正错误后，移动滑动变阻器的滑片 P，当电压表的示
数为 3 V 时，电流表的示数如图 8－9 所示，
则该定值电阻的阻值为________Ω.他们认为
这个结果就是定值电阻的准确阻值，你认为
合理吗？________，理由是_______________
__________________．
图 8－9
答案：(1)如图 17 所示．
图 17
(2)B
(3)电压表与滑动变阻器并联了
(4)10 不合理
没有多次测量取平均值
考点 4 电路的分压和分流特点
【例 4】(2011 年龙岩)如图 8－10 所示，AB 和 BC 是由同
种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串
联后连入电路中，这两段导体两端的电压及通过它们的电流的
)
大小关系正确的是(
A．UAB ＞UBC，IAB＝IBC
B．UAB ＜UBC，IAB＝IBC
C．UAB ＞UBC，IAB＜IBC
图 8－10
D．UAB＝UBC，IAB＜IBC
思维点拨：材料和长度相同时，导体的横截面积越大，导
体的电阻越小，再根据串联电路中电流相同，导体两端的电压
跟导体的电阻成正比，可以判断出电压和电流的关系．
答案：A
[教师参考·备选题](2011 年达州)如图 B10 甲所示，闭合开
关 S 后，两相同电压表的指针偏转都如图乙所示，则 L1 和 L2
两灯的电阻之比为(
)
图 B10
A．1∶4
答案：A
B．4∶1
C．1∶5
D．5∶1
考点 5 分析动态电路中电表示数的变化
【例 5】(2012 年鸡西)某物理科技小组设计了汽车有害尾
气排放检测电路，如图 8－11 甲所
示，R 为气敏电阻，其阻值随有害
尾气的浓度β变化的曲线如图乙所示，
R0 为定值电阻，电源电压恒定不变．
当有害尾气浓度增大时，气敏电阻
图 8－11
的阻值将__________，电压表的示数将__________．(填“变
大”、“变小”或“不变”)
思维点拨：由图乙可知，当有害尾气浓度增大时，气敏电
阻的阻值将变小，在串联电路中，电阻越小，分担的电压越小，
所以定值电阻 R0 两端的电压越大，即电压表的示数变大．
答案：变小 变大
[教师参考·备选题](2012 年泰安)如图 B11 所示的电路，电
源电压保持不变，闭合开关 S，在将滑动变阻器的滑片 P 向左
移动的过程中，下列说法正确的是(
)
A．电流表的示数变大
B．电压表的示数变大
C．电压表与电流表示数的比值不变图
D．电压表的示数变大，电流表的示数变小
答案：C
B11
1．(2012 年梅州)二氧化锡传感器能用于汽车尾气中一氧
化碳浓度的检测，它的原理是其电阻随一氧化碳浓度的增大而
减小．若将二氧化锡传感器接入如图 8－12 所示的电路中，当
二氧化锡传感器所处空间的一氧化碳浓度增大时，电压表示数
U 与电流表示数 I 将发生的变化是(
)
A．U 变小，I 变小
C．U 变大，I 变小
答案：D
图 8－12
B．U 变小，I 变大
D．U 变大，I 变大
★2.(2012 年广东)有一种亮度可以调节的小台灯，其电路
如图 8－13 甲所示．电源电压为 24 V，灯泡 L 的额定电压为
24 V，通过灯泡 L 的电流跟其两端电压的关系如图乙所示．当
灯泡正常发光时，灯丝的电阻为______Ω.调节滑动变阻器 R，
使灯泡的实际功率为 3.6 W，此时灯泡两端的电压是______V，
滑动变阻器 R 连入电路的阻值是______Ω.
图 8－13
答案：60
12
40
3．(2011 年广东)如图 8－14 所示，电源电压保持不变，闭
合开关，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，则(
)
图 8－14
A．通过灯 L 的电流变小，变阻器两端的电压变小
B．通过灯 L 的电流变大，变阻器两端的电压变大
C．灯 L 两端的电压变小，通过变阻器的电流变小
D．灯 L 两端的电压变大，通过变阻器的电流变小
答案：C
4．(2011 年广州)某同学将完好的仪器连接成如图 8－15 所
示的电路(其中滑动变阻器的连线没有画出)，用来探究电阻上
的电流跟两端电压的关系．
(1)合上开关进行实验时发现，无论怎样移动滑片 P，电压
表和电流表的示数都不为零，但始终没有变化．则该同学把滑
动变阻器接入电路中的方式可能是________(填写代号)．
a．G 与 C 相连，F 与 H 相连
b．G 与 C 相连，D 与 H 相连
c．G 与 E 相连，F 与 H 相连
d．G 与 E 相连，D 与 H 相连
图 8－15
(2)该同学发现了(1)中的问题并作了改正．请用笔画线代替
导线把滑动变阻器正确接入电路中，要求滑片 P 向右移动时电
流表示数逐渐增大．
(3)实验测得的数据如下表所示．根据这些数据在图 8－16
的坐标中描点并作出 U－I 图线．
答案：(1)b 或 c
(2)如图 18 所示．
图 18
(3)如图 19 所示．
图 19
★5.(2010 年广东)图 8－17 是关于电阻 A、B 的 I－U 图象．
由图可知，电阻较大的电阻值是________Ω.
若将 A、B 两电阻并联后接在电压为 2 V 的电
源两端，则并联电路干路中的电流是________
A，此时电路的总电阻阻值是________Ω.
解析：结合图象可知，当 A、B 两电阻并联
图 8－17
后接在电压为 2 V 的电源两端时，通过 A、B 的电流分别为 IA
＝0.4 A，IB＝0.2 A，总电流 I＝IA＋IB＝0.4 A＋0.2A＝0.6 A, 总
U 2V
电阻 R＝ ＝
≈3.3 Ω.
0.6
A
I
答案：10
0.6
3.3