17.1《电流与电压和电阻的关系》课件.ppt

你看到什么现象 哪个电流大 为什么 R 10欧 R 10欧 U1 1 5V U2 3 0V 实验1 由这个实验 你想到了什么 电阻一定情况下 电压越大 电流越大 生活中手电筒的电池用久了灯变暗 实验2 你看到什么现象 哪个电流大 为什么 甲 L1 L2 R1 5欧 R2 10欧 U 3 0V U 3 0V 由这两个实验 你想到了什么 电压一定情况下 电阻越大 电流越小 家庭电路中电压是220V 换用不同的灯泡 就是电阻不同 电阻越大的 发光越暗 电流越小 思考 如果要使灯泡亮度改变有何办法 方法一 改变电池节数 方法二 改变电阻 问题 相同的灯泡 但发光程度不同 说明流过它们的电流不同 那么电流可能和什么因素有关呢 电流可能与电压和电阻两个因素有关 通过前面的学习已经知道 电压是产生电流的原因 电压越高 电流越大 电阻表示导体对电流的阻碍作用 电阻越小 电流越大 提出问题 问题 流过导体的电流与导体的电阻及加在它两端的电压存在怎样的定量关系呢 电阻一定情况下 电压越大 电流可能越大 电压一定情况下 电阻越大 电流可能越小 猜想2 猜想1 第一节电流与电压和电阻的关系 探究一 R一定时 研究I与U的关系 1 实验 保持 研究 和 的关系 设计电路 电阻不变 电流 电压 控制变量法 给你以下实验器材 如何设计实验 测电阻两端电压 选择什么器材 如何改变电阻两端电压 怎么操作 测通过电阻的电流 选择什么器材 实验过程中的不变量是什么 如何控制其不变 还要哪些器材 滑动变阻器在实验中起到什么作用 改变电阻R两端电压 不能更换电阻 电路图 思考 怎样知道通过R的电流呢 电路图 思考 怎样知道R两端的电压呢 电路图 思考 怎样能保证R两端的电压是变化的呢 电路图 电路图 电阻一定 研究电流与电压的定量关系 设计实验 实验一 电阻不变时 电流与电压的关系 保持电阻不变时 电流跟电压成正比关系 结论1 本实验采用的方法 控制变量法 I1 I2 U1 U2 改变电阻 重复实验的目的 换用不同的电阻 多次实验以寻找普遍规律 避免结论的偶然性 1 连接电路时开关应 2 闭合开关前 滑动变阻器的滑片应移到 位置 注意事项 断开 阻值最大的 研究电流和电压的关系中滑动变阻器的作用 改变电阻R两端电压 R 3 某同学在实验时发现 闭合开关后 电流表的指针几乎不动 而电压表的指针却有明显的偏转 则电路中发生故障的原因可能是什么 电阻断路 探究二 U一定时 研究I与R的关系 2 实验 保持 研究 和 的关系 电压不变 电流 电阻 思考 怎样改变电阻的大小 更换定值电阻后 怎样保持电压不变 设计电路 研究电流和电阻的关系中滑动变阻器的作用 改变或使电阻R两端电压保持不变 电路图 实物图 R 2 实验探究电流与电阻的关系 在电路中如何改变电阻 选用什么器材 怎么操作 如何使电阻两端电压不变 如何控制其不变 滑动变阻器在实验中起到什么作用 控制电压一定 研究电流与电阻的定量关系 设计实验 更换阻值不同的电阻 电路中连入滑动变阻器 调节滑动变阻器 观察电压表 使阻值不同的电阻电压相同 改变或使电阻R两端电压保持不变 实验二 电压不变时 电流与电阻的关系 结论2 保持电压不变时 电流跟电阻成反比关系 本实验采用的方法 控制变量法 I1 I2 R2 R1 6 如图为 研究电流与电阻关系 的实验电路图 1 为了达到研究的目的 实验过程中必须保持 不变 2 当开关S闭合后 电压表的读数是2 5V 电流表的读数是0 5A 现在将阻值为5 的电阻R换成阻值为10 的电阻接入电路来进行研究 则下一步应进行的操作是 电阻两端的电压 调节滑动变阻器 使电压表的示数保持为2 5V不变 某同学按如图所示的电路研究通过导体的电流跟导体电阻的关系 电源电压保持不变 他不断改变电阻箱R1 符号用表示 的阻值 测得相应的电流如下表 分析表中数据可知 电流跟电阻 这与其他同学的结论不一样 其原因是 不成反比 没有保持电阻两端的电压不变 例题分析 结论1 在电阻一定的情况下 导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比 结论2 在电压不变的情况下 导体中的电流跟导体的电阻成反比 1 已知R1 3R2 分别把R1 R2接到6V的电源上 通过它们的电流比I1 I2等于 A 1 3B 3 1C 2 1D 4 1 2 一导体接到电路中 如果把它两端的电压增大到原来的三倍 下列说法中正确的是 A 它的电阻是原来的三倍B 它的电流保持不变C 它的电流是原来的三分之一D 它的电流是原来的三倍 A D 练一练 5 在研究电流与电阻和电压关系的实验中 1 闭合开关前 滑动变阻器应处于 目的是 2 小敏同学按图15的电路原理图连接了图16实物电路 其中有两个元件连接错误 它们分别是和 填写连错的元件 3 重新连接电路后 用开关S进行试触 如果电流表指针向左偏转 说明电流表的 如果电流表指针向右偏转超过刻度盘 应换用较量程 4 正确连接电路后 测出Rl 5 两端电压为3V时的电流 然后将电阻R1由5 换成10 为了使电阻Rl两端的电压仍然为3V 他应将滑动变阻器的滑动触头P向端滑动 在触头P滑动的过程中 电路中的电流将 阻值最大处 保护电路 电流表 电压表 正负接线柱接反了 小 B 变小 解答 当电阻R1由5 换成10 后 滑动变阻器的电阻不变 电路中的总电阻增大 电流I变小 滑动变阻器两端的电压U滑 IR滑减小 所以电阻R1两端的电压U1 U电源 U滑增大 为了保持R1两端的电压不变 需要将U1再次减小到原来的电压值 故应减小电路中电流 所以将滑动变阻器的滑片向B端移动 直到U1等于R1两端的电阻为5 时的电压值3V 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 注意 电流与电阻成反比 只有当U不变时 I与R成反比才成立 说明了是电流随电阻的变化而反向变化 我们知道电阻是导体的本质属性 与导体的电流无关 所以也不能说 电阻与电流成反比 电压与电阻之间没有必然的联系 电流与电压成正比 只有当R不变时 I与U成正比才成立 说明了是电流随电压的变化而正向变化 我们知道电压是形成电流的原因 所以不能说 电压与电流成正比 否则会出现逻辑错误 思考 1 有人根据公式R U I跟公式I U R在形式上相似 说 电阻R跟电压U成正比 跟电流I成反比 你认为这种说法对吗 为什么 答 不对 因为电阻是导体本身的一种性质 它只跟导体的材料 长度 横截面积和温度有关 跟电流 电压无关 例 对于欧姆定律的理解 下面说法正确的是 A 加在导体两端的电压越大 则导体的电阻越大B 通过导体的电流越大 则导体的电阻越小C 导体的电阻是导体本身的一种性质 跟电压 电流无关D 导体的电阻在电流减小到零时非常大 C 电流 电压 电阻是物理电路题目中最重要的三大物理范畴 我们所有的电路问题都可以从根本上归为这三部分之间的变化 德国物理学家欧姆通过实验研究最先发现和揭示了电流 电压 电阻这三者之间存在着定量关系 这就是著名的欧姆定律 U电压伏特 V I电流安培 A R电阻欧姆 欧姆定律 公式中使用国际单位 单位要统一 4 注意欧姆定律反映同一时刻 同一段电路中I U R之间的关系 即公式中的各个物理量必须对应于同一段电路 一 欧姆定律 使用欧姆定律及其变形公式时 先要确定研究对象 所确定的研究对象可以是单个电阻或部分电路 也可以是多个电阻 还可以是整个电路 研究对象确定之后 所带入公式的数据必须都是此研究对象的数据 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 一辆汽车的车灯接在12V电源两端 灯丝电阻为30 求通过灯丝的电流 解 U 12v I 30 解题步骤 1 画电路图 2 列出已知条件和所求量 3 求解I 例题分析1 如图17 2 1所示 闭合开关后 电压表的示数为6V 电流表的示数为0 3A 求电阻R的阻值 图17 2 1 解 根据欧姆定律可知 U 6v I 0 3A 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 如图17 2 1所示 闭合开关后 电流表的示数为0 3A 电阻R的阻值为20 求电压表的示数 图17 2 1 解 根据欧姆定律可知 U v I 0 3A 20 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 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 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 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 练习 两根电阻丝的电阻分别为2 和16 将它们接在同一电源两端 则通过它们的电流之比为 A 1 1B 1 8C 1 32D 8 1 D 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 D 练一练 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 练一练 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 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 A 当导体两端电压为零时 导体电阻也为零 B 导体两端的电压越大 导体的电阻也越大C 导体中的电流越大 导体的电阻也越大 D 导体的电阻是导体本身的性质 它的大小与导体两端的电压及导体中的电流无关 1 根据欧姆定律公式可导出关于此式 下列说法正确的是 D 2 把电阻 1和 2串联在电路中 两端所加的电压为24V 通过的电流为0 2A 如果 1 80 求 2 U 24V 二 欧姆定律应用 例 如图所示 电源电压为12V R1阻值为8 闭合开关S后 电压表的示数为4V 滑动变阻器R2此时阻值达到最大 求 1 通过R1的电流I1是多少 解 0 5A 例 如图所示 电源电压为12V R1阻值为8 闭合开关S后 电压表的示数为4V 滑动变阻器R2此时阻值达到最大 求 2 马平同学在求滑动变阻器R2的电阻值时 解题过程如下 根据欧姆定律 R2 U I 12V 0 5A 24 请你指出马平同学在解题过程中存在的错误 并写出正确的解题过程 解 16 例 如图所示 电源电压为12V R1阻值为8 闭合开关S后 电压表的示数为4V 滑动变阻器R2此时阻值达到最大 求 移动滑动变阻器使得R2有4 未接入电路 则此时电压表的读数是多少 解 0 6A R2 R2 R2 16 4 12 0 6A 8 4 8V 试一试你肯定行 1 为了参加全国青少年创新大赛 小强运用所学电学知识 设计了一个电子身高测量仪 如右图所示 其中定值电阻R1 5 电源电压恒为8V R2的规格为 15 1A 1 R1在电路中的作用是 2 当变阻器R2接入电路的阻值最大时 电压表的示数为多少 3 当电流表读数是0 5A时 R2接入电路的阻值是多少 试一试你肯定行 2 如图所示 开关闭合后 滑动变阻器滑片P向右移动时 对电表读数的变化 分析正确的是 A 三个电表的示数都变小B 电流表A 电压表V1示数都变大 电压表V2示数变小C 电流表A的示数减小 两电压表示数不变D 电流表A 电压表V1示数都减小 电压表V2示数增大 D 有一电阻R 如果在它两端加12V的电压 通过它的电流是0 4A 那么它的电阻是 如果在这个电阻器两端加15V的电压 它的电阻是 那么通过它的电流是A 课堂检测 30 30 0 5 解析 先确定电阻R作为研究对象 它的电压U 12V 电流I 0 4A 可以利用公式R U I 代入数据求出R 30 当R两端电压增大为15V时 它的电阻保持不变为30 此时可以利用公式I U R 求出I 0 5A 例2 如图所示电路 开关S闭合 电流表A的示数是1 5A A1的示数是0 3A 电压表V的示数是6V 求 R1和R2的电阻值各是多大 把R1作为研究对象 有I1 I总 I2 1 5A 0 3A 1 2A U1 U总 6V 用公式R U I得出R1 5 把R2作为研究对象 有I2 0 3A U2 U总 6V 把数据带入公式R U I得出R2 20 解析 分析电路得出这是一个并联电路 电流表A测的是电路总电流I总 A1测电阻R2的电流I2 电压表V测得是电路总电压U总 课堂检测 例3 如图所示的电路 电压表的示数为2V 电流表的示数为1A 电源电压为5V保持不变 则R2的电阻值为多少 把R1作为研究对象 它的电压为U1 2V 电流为I1 I总 1A 把数据带入公式R U I 求出R1 2 再把整个电路看做研究对象 整个电路的总电压为U总 5V 电路的总电流为I总 1A 把数据代入公式R U I求出R总 5 R2 R总 R1 5 2 3 解析 分析电路得出这是一个串联电路 电流表A测的是电路中的总电流I总 电压表V测电阻R1两端的电压U1 课堂检测 电流规律 串联电路规律 串联电路中各处电流均相等 公式 I总 I1 I2 电压规律 电压分配规律 电阻规律 串联电路总电压等于各部分电路电压之和 公式 U总 U1 U2 串联分压 串联电路中导体电压之比等于他们的电阻之比 公式 U1 U2 R1 R2 串联电路总电阻等于各部分电阻之和 公式 R总 R1 R2 电流规律 并联电路规律 并联电路总电流等于各支路电流之和 公式 I总 I1 I2 并联分流 电压规律 电流分配规律 电阻规律 公式 U总 U1 U2 并联电路各支路电流之比 等于它们电阻的反比 公式 I1 I2 R2 R1 并联电路总电阻的倒数等于各部分电阻的倒数之和 并联电路中各支路电压均相等 公式 R总 串并联电路规律 U总 I总 R1 R2 R总 I2 I1 U2 U1 U总 I总 R1 R2 U1 U2 I1 I2 思考小结 将欧姆定律应用于串 并联电路这一类题目中 解题时首先要化简电路 分析电路 理清电路的连接情况 并在电路图中标出已知量和待求量 然后确定研究对象 充分结合串 并联电路的特性 并利用欧姆定律表达式及其变形公式对研究对象做相应的计算 这样一般问题都可迎刃而解 在分析电路时 应注意把局部分析与整体分析相结合 在学习过程中要注意培养自己分析问题和解决问题的能力 例1 如图所示电路 R1的电阻为3 R2的电阻为6 则电流表A1 A2的示数之比为 解析 分析电路 电流表均视为导线 可以看出这是一个并联电路 其中电流表A1测的是电路的总电流I总 A2测R2的电流I2 根据并联电路中电流的分配规律可知I1 I2 R2 R1 6 3 2 1 所以I总 I2 R1 R2 R2 3 1 所以电流表A1 A2的示数之比为3 1 3 1 课堂检测 例3 如图所示电路 电源电压恒定不变 当S1闭合 S2断开时 电压表的示数为3V 当S1断开 S2闭合时 电压表的示数为9V 则R1 R2为 解析 S1闭合 S2断开时 电阻R1和R2串联 电压表测R1的电压 故U1 3V 1 2 S1断开 S2闭合时 电阻R1和R2串联 电压表测得是电路总电压 故U总 9V 则U2 U总 U1 9V 3V 6V 根据串联电路中导体电压之比等于电阻之比 所以电阻R1 R2 U1 U2 3V 6V 1 2 课堂检测 例 如图所示 电源电压保持不变 R1 10 R2 40 R3 20 当开关S1 S2都断开 电流表示数为0 3A 求 电源电压 S1 S2都闭合时 电流表示数是少 巩固提高 解析 S1 S2都断开时 电阻R1和R2串联 R3没有接入电路 电流表测电路的总电流 故I总 0 3A 因为R总 R1 R2 10 30 40 利用欧姆定律变形公式U IR 带入数据得U总 12V S1 S2都闭合时 电阻R1和R3并联 R2没有接入电路 电流表仍然测的是电路中的总电流 因为U总 12V R总 R1R2 R1 R2 10 40 10 40 8 根据欧姆定律I U R 得出I总 1 5A 所以S1 S2都闭合时 电流表示数是1 5A 2 试根据欧姆定律 完成下列表格 4 15 5 某同学做 研究电流和电压 电阻的关系 的实验 实验中得到了如下的两组数据 表一 表二 分析表一所得到的数据可得结论 分析表二所得到的数据可得结论 3 某同学做 研究电流和电压 电阻的关系 的实验 实验中得到了如下的两组数据 表一 这个实验中滑动变阻器的作用是 这个实验用到的器材 等 电源 电阻R 滑动变阻器R 开关S 电压表 电流表 改变或保持导体 电阻R 两端的电压 二 计算 欧姆定律的应用 例题1一只电灯泡正常工作时的灯丝电阻是242欧 如果电灯线路的电压是220伏 求灯丝中通过的电流 解 已知R 242欧 U 220伏 由欧姆定律I U R得 I 220伏 242欧 0 9安答 电流是0 9安 例题2一个电热水器工作时电热丝的电阻是22欧 通过的电流是10安 求电热水器工作时两端的电压 解 已知R 22欧 I 10安由欧姆定律I U R 得 U IR 10安 22欧 220伏答 电压是220伏 例题3一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 解 已知U 6伏 I 0 3安由欧姆定律I U R 得 R U I 6伏 0 3安 20欧答 阻值是20欧 如何测量一个定值电阻的阻值 请画出测量的电路图 列出所需器材 写出测量步骤 1 如图14 60所示的电路 滑动变阻器的滑片向左移动时 若灯始终发光 则 图14 60A 灯变亮 电流表示数减小B 灯变亮 电流表示数增大C 灯变暗 电流表示数增大D 灯变暗 电流表示数减小 图14 60 2 图是四幅变阻器的示意图 根据图中所接入的两个接线柱回答 当滑动片向右移动时 接入电路中的电阻值是如何变化的 2 5 图A连入电阻 图B连入电阻 图C连入电阻 图D连入电阻 图14 61 4 下图是小强在做 探究串联电路中电流 电压特点 实验时连接的实物电路 当开关闭合时 发现灯L1不亮 灯L2亮 电流表和电压表均有读数 则出现此故障原因可能是 DA L2断路B L2短路C L1断路D L1短路 典型练习 1 电源电压保持不变 R1 R2 R3 20 当S1 S2都断开 电流表示数是0 3A