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欧姆定律讲义(解析版)A4

(一)授课主题:欧姆定律

(二)教学目的:探究电流与电压、电阻的关系

欧姆定律的概念辨析★★

欧姆定律的简单计算

(三)教学难点: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。用公式表示为U

I

R

。对于一个导体,只要知道电流、电压、电阻这三个物理量中的两个,就可以利用欧姆定律求出第三个量。但是注意,电阻是

导体的一种特性,与电流、电压无关。

欧姆定律知识在电学内容中起到承上启下的作用,是中考中的重点和难点部分,需要熟练掌握公式及其变形。

欧姆定律的计算中往往会用到串并联电路电流和电压的特点。

一、电流电压与电阻的关系

一.实验原理

在研究三者关系的时候用到了科学探究中广泛使用的方法——控制变量法。所谓控制变量法就是在控制其他变量不变的情况下,改变其中一个变量分别探究其中部分变量的关系的方法。

二.电流与电压的关系

·知识图谱·

电流与电压和电阻的关系

·知识精讲·

通过实验我们发现:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。可以用数学形式表达为:I=kU(其中k是定值)。

正确理解电流跟电压的关系:

1.这里导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一导体而言的,我们用电压表和电流表测量的是同一导体中的电压和电流,不能说一个导体中的电流和另一个导体上的电压成正比。

2.不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。电压是产生电流的原因,是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才加了电压,因果关系不能颠倒。

三.电流与电阻的关系

通过实验我们发现:电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。可以用数学形式表达为:k

(其中k是定值)。

I

R

正确理解电流跟电阻的关系:

1.不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。我们知道,电阻是导体本身的一种特性,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会因为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。

2.电流与电压、电阻的关系一定要标明是哪一段电路或哪一个导体。

·题模精选·

题模一:探究电流与电压的关系

例1.1.1某同学在研究“通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”时,记录的一组实验数据如下表所示.请你对表格中的数据进行分析,归纳出通过导体的电流与导体两端电压的关系:_____________________________________________________.

电压/V

U 1.5 3 4.5 6 7.5 9

电阻/R 10 10 10 10 10 10

电流/A

I0.15 0.3 0.45 0.6 0.75 0.9

题模二:探究电流与电阻的关系

例1.2.1小丽和小亮在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中,根据实验目的设计出实验电路图,并按电路图连接实验器材如图16所示。

(1)在图16所示的实物电路中,________连接有错误。

(2)小亮将电路连接的错误改正后开始实验,在闭合开关S前,应使滑动变阻器的滑

片P置于________端。(选填“A”或“B”)

(3)在此实验中,为达到实验目的,每次应更换________,并移动滑动变阻器的滑片P,改变其连入电路的阻值,目的是使________表的示数保持不变。

(4)在实验过程中,当滑动变阻器的滑片P移到某点时,发现两电表的示数如图17甲、乙所示,则此时小亮所使用的电阻为________Ω。

(5)小丽重新设置了小亮实验中不变量的数值,又进行了多组实验,并根据自己的实验数据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像,如图18所示。请你根据图像判断,

R/Ω

0.

0.

0.

0.

0.

0.

0.

01023040506070

I/A

图18

当导体电阻为5Ω时,通过该导体的电流为________A。

【配套练习】

随练1.1小新想利用实验探究电流跟电压的关系,于是他选取了电流表、电压表、小灯泡、开关、滑动变阻器、导线等实验器材进行实验。小新的主要实验过程如下:

①按照图26所示连接电路,断开开关,滑动变阻器的滑片置于最大阻值处;

②试触后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,用电压表测出小灯泡两端的电压U,用电流表测出通过小灯泡的电流I,将电压U和电流I分别记录在表格中;

③改变滑动变阻器滑片的位置,依照步骤②再做5次实验,将各次的实验数据记录在下面的表格中;

请根据以上叙述回答下列问题:

(1)小新实验过程中存在的问题:。

(2)请你针对小新实验过程中存在的问题,写出改进措施:。

随练1.2图18是小乔和小丽在做“探究电流与电压和电阻的关系”的实验电路图。

(1)在探究“电流与电压的关系”时,选择的研究对象是定值电阻R,而不是小灯泡,理由是:________________________;

(2)在探究“电流与电阻的关系”时,所选定值电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、和20Ω,并按下列步骤进行实验:

○1将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表的示数为3V,记下电流表的示数I,断开开关S;

U/V0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

I/A0.060.110.150.180.200.21

图26

P

V

A

S

·随堂练习·

题模一:欧姆定律的概念辨析

例2.1.1下列说法中正确的是()

A.公式

U

I

R

表示:在导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比

B.公式R=U

I表示:导体的电阻与其两端的电压成正比,与通过它的电流成反比

C.一个用电器工作时有电流通过,则该用电器两端电压一定不为零

D.绝缘体一定有电阻,导体一定没有电阻

题模二:欧姆定律的简单计算-串联

例2.2.1小英按下图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻R的阻值.闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电流表的示数为____A,电阻R的阻值为____Ω.

例2.2.2如图20所示,电源电压为6V。闭合开关S,电压表V1示数为4V,电流表A的示数为0.4A.求:(1)电压表V2的示数;(2)R1、R2的阻值。

题模三:欧姆定律的简单计算-并联

例2.3.1在图25所示的电路中,电源电压为18V且保持不变,电阻R2为15Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为1.5A。求:

(1)电流表A2的示数I2

(2)R1的阻值

【配套练习】

随练2.1以下是对欧姆定律表达式的几种理解,其中正确的是()

A.由I=U/R可得R=U/I,表示在导体两端电压一定时,R跟通过导体的电流成反比B.I=U/R表示在导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端电压成正比

C.I=U/R表示在导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体电阻成反比

随练2.2如图20所示电路,电源电压为6V且保持不变,R1的阻值为10Ω。开关S闭合时,电压表示数为2V。

求:(1)通过R1的电流;(2)电阻R2的阻值。

随练2.3半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,其电阻受温度影响较大,如图甲所示是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图象.根据这种半导体材料电阻的特性,某物理兴趣小组的同学设计了如图乙所示的电路,用来测量某一环境的温度,已知定值电阻R0=10Ω,电源电压保持不变.

·随堂练习·

(1)当环境温度为20℃时,电流表的示数为0.2A,电源电压是多少?

(2)电流表的示数为0.4A时,当时的环境温度是多少?

随练2.4在图如所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20欧.先闭合电键S1,电流表的示数为0.3安,再闭合电键S2,电流表的示数变化了0.2安.求:

①电源电压U.

②电阻R2的阻值.

作业1某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素,实验步骤如下:

·自我总结·

·课后作业·

①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A 、B 两个盛满煤油的烧瓶中,按图甲所示连接电路.

②闭合开关,将滑动变阻器的滑片移至某一位置,记录此时电流表的读数I ,通电一段时间,记录A 、B 烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h 1、△h 2. ③断开开关,直至玻璃管中的液面降回各自初始位置.

④闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的读数为2I ,当通电时间与步骤②相同时,记录A 、B 烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h 3、△h 4,实验数据如表. (1)步骤②中的电流表示数如图乙所示,此时电流为 安.

(2)本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响,可以控制哪些变量相同? .

(3)小明认为:只要选择“△h 1、△h 2、△h 3、△h 4”四个量中的某两个量进行比较,就能说明“对电流产生热量多少的影响,电流比电阻更大”,请比较这两个量的大小关系: .

作业2育才中学初3.1班学生在探究“测量小灯泡的电功率”的实验后,某兴趣小组欲进一步探究学习,现将其改变为“探究小灯泡的电功率P 与电压U 之间的关系”的实验,实验中提供了以下实验器材:

A .待测小灯泡L (额定电压3.0V ,额定功率1.8W ) D .滑动变阻器R (0~10Ω)

B .电压表V (量程0~3V ,量程0~15V ) E .定值电阻R 01=5Ω,R 02=10Ω,R 03=15Ω

C .电流表A (量程0~0.6A ,0~3A ) F .蓄电池,电压U=12V . G .开关一个S ,导线若干.

(1)为了比较精确的测量小灯泡的功率,电流表的量程应选___________.

(2)为了保证电路安全,实验中定值电阻R 0应选___________.(选填“R 01”或“R 02”或“R 03”)

(3)请用铅笔画线代替导线,将实验器材连接起来,使之成为准备使用的实物电路.

电流大小

烧瓶玻璃管内液面的变化高度

A 烧瓶(R A =10欧)

B 烧瓶(R B =20欧)

I

△h 1 △h 2 2I

△h 3 △h 4

(4)测量结束后,应先断开开关,拆除___________两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材.

(5)该小组同学在处理实验数据时,将电功率P作为纵坐标,U2作为横坐标,采用描点法,在坐标纸上作出了P﹣U2图象,并画出该图象是一条直线(如图所示).根据图象,请你指出:所作图象的错误之处是___________;作图时,坐标取值不恰当之处是___________.(6)假设实验中所给的实验器材电流表已损坏,老师又给了一只电压表,该组同学仍完成了实验.请你帮他们在虚线框内画出实验的电路图

作业3小聪同学利用如图19所示的电路,探究“在电阻两端的电压保持不变时,通过电阻

的电流I 跟电阻R的阻值关系”时,得到如下表所示的实验数据:

(1)请根据表中数据归纳出I与R的关系:I =________________________;

(2)滑动变阻器R0在此实验中的主要作用是________________________。

作业4在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(3V不变),

电流表、电压表、定值电阻四只(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一只),滑动变阻器M(10Ω1A),

滑动变阻器N(20Ω1A),开关、导线若干.

(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整,要求滑片P向B端移动时电路中电流变大.

(2)实验过程中,使用不同定值电阻进行探究时,调节滑动变阻器的阻值,使电阻R两端电压保持不变,这种方法是____________(填字母编号);

A.转换法B.控制变量法C.等效替代法

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