142科学探究：欧姆定律

14 2科学探究 欧姆定律 电烤箱 电饭锅 电磁起重机 电解铝专用设备 电流与哪些因素有关 实验探究 猜想与假设 1 既然电压是产生电流的原因 那么升高电压 电流会不会也跟着增大呢 2 既然电阻对电流有阻碍作用 那么增大导体的电阻 通过导体的电流会不会减小呢 制定计划与设计实验 1 由于通过导体的电流与多个因素有关 因此我们应该采用 实验方法 2 如何设计电路 控制变量法 实物电路连接 进行实验与收集证据 表二保持 不变 研究电流随电阻的变化 电压 表一保持 不变 研究电流随电压的变化 电阻 分析与论证 在分析实验数据时 还可采用图像法 保持电阻不变时 电流随电压变化的图像 U V I A O 评估 1 比较你所在小组提出的实验结论与其他小组的实验结论有什么差别 2 分析实验结论与开始的假设有什么差异 3 分析产生实验误差的原因 4 探讨改进实验的措施 结论 保持电阻不变时 电流跟电压成 关系 保持电压不变时 电流跟电阻成 关系 正比 反比 欧姆 G S Ohm 1787 1854 是德国物理学家 他在物理学中的主要贡献是发现了后来以他的名字命名的欧姆定律 欧姆的研究 主要是在1817 1827年担任中学物理教师期间进行的 现在我们看到欧姆定律的公式那么简单 却不要忘记欧姆当时为了解决这一难题 付出了艰辛的劳动 当时的实验条件很差 那些测量电流的仪器和电阻值不同的导体 都要自己设计制造 他能够完成这些精细的制作和精确的实验 主要得益于强烈的好奇心 执着的探究精神 信息窗 欧姆定律 内容 一段导体中的电流 跟加在这段导体两端的电压成正比 跟这段导体的电阻成反比 公式 I 电流AU 电压VR 电阻 注意 在一段电路中 只要知道了I U R中的任意两个量 就可以根据欧姆定律算出第三个量 欧姆定律中的I U和R是指同一段电路中的电流 电压和电阻 决不能张冠李戴 如何应用欧姆定律解决实际问题 例题 某电熨斗在220V电压下工作时 其电热丝的阻值为96 8 那么此时通过该熨斗电热丝的电流是多大 分析 首先根据题意画出电路图 并在图上标明已知量的符号 数值和未知量的符号 以明确已知量和待求量 然后 根据欧姆定律进行求解 如何应用欧姆定律解决实际问题 例题 某电熨斗在220V电压下工作时 其电热丝的阻值为96 8 那么此时通过该熨斗电热丝的电流是多大 解 根据欧姆定律I 代入数据可得 答 此电熨斗正常工作时的电流约2 3A 1 如果已经测出通过一段已知电阻值的导体的电流 你能计算出这段导体两端的电压吗 2 如果已经测得一只在220V电压下工作的白炽灯泡的电流 你能计算出灯丝这时的电阻值吗 请思考 目标检测 用电压表测出一段导体两端的电压是 用电流表测出通过这段导体的电流为 求这段导体的电阻 请注意 要求 画好电路图 说明某导体两端所加电压的图示法 在图上标明已知量的符号 数值和未知量的符号 电路图及解题过程是否符合规范要求答题叙述要完整R U I的意义 导体的电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过导体电流的比值 不能认为 电阻跟电压成正比 跟电流成反比 因为电阻的大小只与电阻的材料 长度 横截面积和温度有关 与电压和电流无关 介绍伏安法测电阻 目标检测 在研究欧姆定律的实验中 先保持 不变 得出导体的电流跟 成正比 然后保持 不变 得出导体的电流跟 成反比 这种研究方法称为控制变量法 图1所示电路电键闭合时 电流表示数为0 9安 电压表示数为4 5伏 导体电阻为 欧 断开电键后 电流表示数 安 电压表示数 伏 导体电阻 欧 导体电阻 导体两端电压 电压 导体的电阻 5 0 0 5 目标检测 有一根镍铬合金线 两端电压为6V时 通过合金线的电流为0 3A 则合金线的电阻是 若两端电压减小一半 则合金线的电流是 A 如果合金线两端不加电压 则合金线的电流为 A 合金线的电阻是 20 0 15 0 20 一只电阻器两端的电压从2V增加到2 8V 通过该电阻器的电流增加了0 1A 则该电阻器的电阻值是 电流表不允许直接接在电源两端 这是因为电流表的 非常小 这样做会使电路中产生很大的电流将电源和电流表烧坏 电压表能直接接在电源两端测量电源电压 这是因为电压表的 非常大 不会形成电源 8 电阻 电阻 短路 目标检测 如图1所示 OA OB两直线是A B两电阻的电压 电流关系图象 从图中可求得RA阻值为 RB阻值为 若将RA接在6伏电源上 通过它的电流为 A 若B接另一电源 B A 则RB两端电压为 V 12 30 0 5 15 目标检测 关于欧姆定律 下列叙述中错误的是 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 C 两根电阻丝的电阻分别为2欧和16欧 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 两电阻R1和R2接在各自电路中 当U1 U2 2 1 I1 I2 4 1时 两电阻R1 R2阻值之比等于 A 1 2B 2 1C 8 1D 1 8 实验室测导体电阻的方法叫 A 欧姆法B 电阻C 伏安法D 以上都不是 B A C 目标检测 实验时 如电路连接正确 合上电键 灯不亮 安培表有读数 伏特表无读数 其原因是 A 电源无输出电压B 电键接触不良C 小灯泡两端短路D 伏特表接线柱松动而接触不良 C 通过本节的学习 你知道为什么电流表串联 而电压表要并联使用吗 电流