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欧姆定律 第十七章第 节 1 在第一节中我们学到 当导体的电阻一定时 通过导体的电流跟导体两端的电压成正比当导体两端电压一定时 通过导体的电流跟导体的电阻成反比 这是不是普遍规律呢 早在19世纪20年代 德国物理学家欧姆就对电流跟电阻和电压之间的关系进行了大量实验研究 发现对大多数导体而言 上面的规律是成立的 并进一步归纳得出了下面的欧姆定律 导入新课 2 1 欧姆定律的内容 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 欧姆 1787 1854 德国物理学家 2 欧姆定律的数学表达式 电压 电阻 电流 一 欧姆定律 1A 1V 4 公式中使用国际单位 单位要统一 电压U的单位 V电阻R的单位 电流I的单位 A 3 公式的物理意义 在导体电阻一定时 加在导体两端的电压增大几倍 电流就增大几倍 在电压一定时 导体的电阻增大几倍 其电流就减小为原来的几分之一 3 公式的同一性 欧姆定律 U R I必须对应的是同一段电路 同一个元件 同一状态的电压 电阻 电流 例如 R U I R灯 U灯 I灯 4 注意欧姆定律反映同一时刻 同一段电路 同一导体 中I U R之间的关系 欧姆定律适用所有的纯电阻电路 4 欧姆定律 公式的扩展性 U IR 主要用于已知电压和电流求电阻 主要用于已知电流和电阻求电压 拓展 能否说电压与电流成正比呢 拓展 能否说电阻与电压成正比 与电流成反比呢 5 2 公式中的电流 电压 电阻 都是相对于同一段导体或同一段电路而言 且是同一时刻 3 定律中所说的电流跟电压成正比 是在电阻一定的情况下而言的 电流跟导体的电阻成反比是对电压一定的情况下而言的 即两个关系分别有不同的前提条件 1 使用欧姆定律时各个物理量的单位必须统一 电流的单位是安培 电压的单位是伏特 电阻的单位是欧姆 4 电阻是导体的一种性质 与电压的有无和电压的大小及电流的大小 有无都无关 在数值上等于电压除以电流 所以 我们不能认为电阻R跟电压U成正比 跟电流I成反比 简单的说就是同一性 两条件 一性质 6 7 欧姆是一个很有天才和科学抱负的人 他长期担任中学教师 由于缺少资料和仪器 给他的研究工作带来不少困难 但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究 自己动手制作仪器 欧姆定律发现初期 许多物理学家不能正确理解和评价这一发现 并遭到怀疑和尖锐的批评 研究成果被忽视 经济极其困难 使欧姆精神抑郁 直到1841年英国皇家学会授予他最高荣誉的科普利金牌 才引起德国科学界的重视 人们为纪念他 将测量电阻的物理量单位以欧姆的姓氏命名 8 某实验中测得一个未知电阻的电压为4 8V 流过的电流是320mA 求该电阻的阻值 注意 1 欧姆定律公式当中的三个物理量 只有知道其中的两个 才能够求出第三个 2 公式当中的三个物理量 必须是针对同一个导体在同一时刻的 3 若是求U和R 公式应该变形为U IR R U I 解 R U I 4 8V 0 32A 15 拓展延伸 9 测量电阻的方法 从公式R U I我们可以发现 要想求导体的电阻 只需要使用电压表和电流表分别测量出该导体的电压和电流 就可以求出该导体的阻值了 这种测量电阻的方法叫做 伏安法 对公式R U I理解 只是一个计算式 表示导体的电阻在数值上等于导体两端的电压与流过导体的电流的比值 不能单纯理解成正比或反比 没有物理意义 拓展延伸 10 有一种指示灯 电阻为6 3 通过的电流为0 45A时才能正常发光 应加多大的电压 对于式子U IR的理解 只是数值关系而已 电压并非与电流 电阻成正比 其实电压是产生电流的原因 导体两端在不加电压时 电流为零 但是导体的电阻却不为零的 解 U IR 0 45A 6 3 2 835V 11 1 读题 审题 注意已知量的内容 2 根据题意画出电路图 3 在图上标明已知量的符号 数值和未知量的符号 4 选用物理公式进行计算 书写格式要完整 规范 1 用公式进行计算的一般步骤 二 应用欧姆定律 12 例1一辆汽车的车灯 灯丝电阻为30 接在12V的电源两端 求通过这盏电灯的电流 解 1 画电路图 2 列出已知条件和所求量 3 求解I 2 例题分析 解题步骤 13 例2在如图所示的电路中 调节滑动变阻器R 使灯泡正常发光 用电流表测得通过它的电流值是0 6A 已知该灯泡正常发光时的电阻是20 求灯泡两端的电压 解 UL ILRL 0 6A 20 12V RL 20 I 0 6A IL I 0 6A 14 例3某同学用一只电流表和灯泡串联 测得它正常发光时的电流是0 18A 再用电压表测得灯泡两端的电压是220V 试计算灯丝正常发光时的电阻值 解 15 例题4一个定值电阻与一个滑动变阻器串联后接在电源上 用电压表测得定值电阻两端的电压是6伏 又用电流表测得通过定值电阻的电流是0 3安 求这个定值电阻的阻值 已知 U 6伏 I 0 3安 解 因为 I U R 所以R U I 6伏 0 3安 20欧 答 这个定值电阻的阻值是20欧 16 例4加在某一电阻器两端的电压为5V时 通过它的电流是0 5A 则该电阻器的电阻应是多大 如果两端的电压增加到20V 此时这个电阻器的电阻值是多大 通过它的电流是多大 解 提示 因为电阻是导体本身的一种性质 因此电阻的大小与电压 电流的大小均无关系 所以 电阻与电压成正比 与电流成反比 这种说法是错误的 17 例5甲 乙分别接入电压比是2 1的电路中 已知它们的电阻比是2 3 则通过它们的电流比是 A 1 1B 2 1C 4 3D 3 1 据题意U甲 U乙 2 1 R甲 R乙 2 3根据解得 I甲 I乙 3 1 解 注意 甲和乙电压与电阻的对应关系不要出现错误 D 18 解 家庭电路电压u 220V R 880K 8 8x105 根据公式I u R 可求 流过人体的电流为I u R 220v 8 8x105 0 25x10 3A 0 25mA这个电流对人体是安全的 例题6 19 新课导学 提出问题 猜想1 电阻串联后 总电阻比原来的都大 猜想2 电阻并联后 总电阻比原来的都小 假设与猜想 三 电阻的串联与并联 想想议议 前面我们已经学习了串联电路和并联电路电压 电流的规律 那么 电阻串联或并联时 总电阻比原来大了还是小了 20 设计实验电路 原理 电压一定时 通过的电流跟电阻成反比 新课导学 21 串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大 并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小 可以从影响电阻因素方面对 电阻串联 并联的关系 作出合理的解释 新课导学 实验结论 观察演示实验现象 分析论证 22 电阻的串联与并联 串联 R R1 R2 并联 R1 R2 R1 R2 R R1R2 R1 R2 两个电阻并联 23 串联电路和并联电路特点 1 串联电路有分压作用 2 并联电路有分流作用 R1 串联电路电流处处相等 I I1 I2 In 串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和 U U1 U2 Un 分压作用 串联电路总电阻等于各导体电阻之和 R R1 R2 Rn 并联电路干路电流等于各支路电流之和 I I1 I2 In 并联电路总电压与各支路电压相等 U U1 U2 Un 并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和 1 R 1 R1 1 R2 1 Rn 24 随堂练习 A B 25 随堂练习 3 R1 3 R2 6 这两个电阻串联在一个电路中 已知电路两端的电压是27V 求 R1 R2两端的电压分别是多少 解 R1 3 R2 6 U 27V 因为R1和R2串联的 又由公式I U R得 设电路中的电流为I 有U1 IR1U2 IR2U U1 U2 IR1 IR2解得I U R1 R2 27V 3 6 3A 所以 R1两端电压U1 IR1 3A 3 9VR2两端电压U2 IR2 3A 6 18V 26 课堂小结 27 1 关于电流跟电压和电阻的关系 下列说法正确的是A 导体的电阻越大 通过导体的电流越小B 导体的电阻越大 通过导体的电流越大C 导体两端的电压越大 导体的电阻越大 通过导体的电流也越大D 在导体两端的电压一定的情况下 导体的电阻越小 通过导体的电流越大 练一练 D 2 一条镍铬合金线的两端加上4V电压时 通过的电流是0 2A 则它的电阻是 若合金线的两端电压增至16V时 它的电阻是 这时若要用电流表测量它的电流 应选用量程为A的电流表 20 20 0 3 28 3 关于欧姆定律 下列叙述中正确的是 A 在相同电压下 导体的电流和电阻成反比B 对同一个导体 导体中的电流和电压成正比C 因为电阻是导体本身的性质 所以电流只与导体两端的电压成正比D 导体中的电流与导体两端的电压有关 也与导体的电阻有关 ABD 练一练 4 将一支铅笔芯接在3V电源两端 测出通过铅笔芯的电流是0 15A 该铅笔芯的电阻为 若将这支铅笔芯两端的电压增加到6V 则通过它的电流是A 20 0 3 29 5 在探究电阻两端的电压跟通过电阻的电流的关系时 小东选用了两个定值电阻R1 R2分别做实验 他根据实验数据画出了如图所示的图象 请你根据图象比较电阻R1与R2的大小 R1R2 选填 大于 等于 或 小于 大于 练一练 30 6 U 3V I 0 5 练一练 7 有一种指示灯 电阻为7 2 通过的电流为0 5A时才能正常发光 要使其正常发光 应加多大的电压 V 3 6 8 导体两端电压为3V时 通过它的电流是0 6A 如果使导体两端电压增加到6V 那么该导体的电阻是 A 1 8 B 5 C 10 D 15 6 如图所示 电源电压为9V 电压表的示数为3V 已知R 6 则小灯泡L的电流为A B 31 1 一只阻值为的电阻 接在15V的电源上时 流过的电流为 A 若电源电压变为10V 电阻的阻值为 流过电阻的电流为 A 0 15 0 1 I U R 15 100 0 15 电阻是导体本身所具有的性质 与电压 电流无关 I U R 10 100 0 1 2 下列说法中正确的是 A 导体两端的电压越大 导体的电阻就越大 B 导体中通过的电流越大 导体的电阻就越小C 在电压一定时 通过导体的电流越小 导体的电阻就越大 D 以上说法均不对 C 反馈练习 32 课时训练 4 如图8 1 6所示电路中 当开关S闭合 滑片P向右移动时 关于两表示数的变化下述正确的是 A 电流表 电压表的示数均变大B 电流表 电压表的示数均变小C 电流表的示数变小 电压表的示数变大D 电流表的示数变大 电压表的示数变小 C 图8 1 6 3 根据欧姆定律可得R U I 则 A R与U成正比 与I成反比B R与U成正比 与I无关C R与I成反比 与U无关D R是导体本身的一种性质 与U I无关 D 33 5 在图8 1 2所示电路中 电源电压不变 当滑动变阻器的滑片P由左端向右移至中点的过程中 下列判断中正确的是 A 电压表V和电流表A1 A2的示数都增大B 电流表A1的示数变大 电流表A2的示数和电压表的示数不变C 电流表A2的示数变大 电流表A1和电压表的示数不变D 条件不足 无法判断 B 图8 1 2 课时训练 34 6 对于式子R U I可知 它表示的是电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过导体的电流的比值 那么 能否说 导体的电阻与导体两端的电压成正比 与通过导体的电流成反比 答 不可以 因为导体的电阻是导体本身的一种性质 它的大小决定于导体的材料 长度 横截面积 还与温度有关 而跟导体两端的电压和导体中的电流无关 U和I的比值仅反映导体电阻的大小 对用