欧姆定律比值法
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欧姆定律导体中的电流I和导体两端的电压U成正比,和导体的电阻R成反比,即I=U/R这个规律叫做欧姆定律。
如果知道电压、电流、电阻三个量中的两个,就可以根据欧姆定律求出第三个量,即I=U/R,R=U/I,U=I×R在交流电路中,欧姆定律同样成立,但电阻R应该改成阻抗Z,即I=U/Z欧姆定律流过电路里电阻的电流,与加在电阻两端的电压成正比,与电阻的阻值成反比。
这就是欧姆定律。
电容电容是衡量导体储存电荷能力的物理量。
在两个相互绝缘的导体上,加上一定的电压,它们就会储存一定的电量。
其中一个导体储存着正电荷,另一个导体储存着大小相等的负电荷。
加上的电压越大,储存的电量就越多。
储存的电量和加上的电压是成正比的,它们的比值叫做电容。
如果电压用U表示,电量用Q表示,电容用C表示,那么C=Q/U电容的单位是法(F),也常用微法(uF)或者微微法(pF)做单位。
1F=106uF,1F=1012pF。
电容可以用电容测试仪测量,也可以用万用电表欧姆档粗略估测。
欧姆表红、黑两表笔分别碰接电容的两脚,欧姆表内的电池就会给电容充电,指针偏转,充电完了,指针回零。
调换红、黑两表笔,电容放电后又会反向充电。
电容越大,指针偏转也越大。
对比被测电容和已知电容的偏转情况,就可以粗略估计被测电容的量值。
在一般的电子电路中,除了调谐回路等需要容量较准确的电容以外,用得最多的隔直、旁路电容、滤波电容等,都不需要容量准确的电容。
因此,用欧姆档粗略估测电容量值是有实际意义的。
但是,普通万用电表欧姆档只能估测量值较大的电容,量值较小的电容就要用中值电阻很大的晶体管万用电表欧姆档来估测,小于几十个微微法的电容就只好用电容测试仪测量了。
容抗交流电是能够通过电容的,但是电容对交流电仍然有阻碍作用。
电容对交流电的阻碍作用叫做容抗。
电容量大,交流电容易通过电容,说明电容量大,电容的阻碍作用小;交流电的频率高,交流电也容易通过电容,说明频率高,电容的阻碍作用也小。
电阻 欧姆定律(一)一、知识网络定义:导体对电流的阻碍作用,用R R大小:等于电压与电流的比值,即R=U/I单位:欧姆,符号:Ω。
常用单位还有千欧和兆欧影响因素:材料、长度、横截面积、温度滑动变阻器 原理:通过改变连入电路的电阻丝长度来改变连接入电路的电阻大小作用:通过改变连入电路中的电阻丝长度来改变连入电路的电阻,从而改变电路中的电流和导体两端的电压实验目的:用电压表、电流表测电阻 伏安法测电阻 实验原理:R=U/I内容:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比 欧姆定律 公式:I=U/R ,变形公式:U=IR ,R=U/I二、知识梳理电阻欧姆定律电阻考点突破例1:如图1所示,粗细均匀的电阻丝AB长为L,当两端电压为3V时,通过的电流为0.2A,10秒通过它的横截面的电荷量为______库,该电阻丝的电阻为_______Ω;当两端电压为0V 时,该电阻丝电阻为______Ω。
若将电阻丝折成图1所示电阻丝CD的情形,电阻丝CD的电阻______(选填“大于”、“等于”或“小于”)电阻丝AB的电阻。
例2:小明在实验室用图2所示电路做电学实验,请完成下列判断:(1)当滑动变阻器的B、C两个接线柱接入电路,滑片P向A端移动时,灯L亮度将________(选填“变暗”、“不变”或“变亮”)。
(2)当滑动变阻器的A、D两个接线柱接入电路中,要使灯L变暗,滑片P应向_______(选填“A”或“B”)端移动。
例3:由欧姆定律I=U/R变形可得R=U/I,下列说法正确的是()A BC D图1CAA 、 导体电阻跟它两端的电压成正比;B 、导体电阻跟通过它的电流成反比;C 、导体电压跟通过它的电流成正比;D 、导体电阻跟通过的电流及它两端的电压无关。
例4:“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路图如图3甲所示。
(1)电路图甲中的a 是_________表,b 是_________表。
(2)连接电路后,闭合电键,两表均有示数,但无论怎样调节滑动变阻器的滑片,两表示数均保持不变,其原因可能是___________________________(写出一个即可)。
有关欧姆定律计算的题型及解题技巧欧姆定律是电学中的基本定律,它反映了电流、电压、电阻三者之间的定量关系。
此定律是电学的重点知识之一,也是今后学习电功率和家庭电路等知识的必备知识。
因此欧姆定律具有承上启下的作用,而且它的应用与技术和社会相关联。
所以同学们一定要打好基础。
有关欧姆定律的计算分为以下几种题型。
1.滑动变阻器的取值范围1、电压表在滑动变阻器两端例1、如图1,电源4.5V,R1为5Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V。
为保护电路元件,则滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为分析:首先分析电路,这是一个串联电路,电压表测的是滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器的阻值变小时,电压表的示数变小,而电流表的示数变大,为保护电流表,滑动变阻器取最小值,所以当电流表的示数为0.6A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时电路总电阻的最小值为R总min=U/Imax=4.5V/0.6A=7.5Ω,所以R滑min==R总min—R1=7.5Ω—5Ω=2.5Ω;当滑动变阻器的阻值变大时,电压表示数变大,而电流表示数变小,所以为了保护电压表,滑动变阻器取最大值,也就是说,当电压表示数为3V时,滑动变阻器的电阻最大。
所以U1min=U—U2max=4.5V—3V=1.5V,此时电路中的最小电流Imin=U1min/R1=1.5V/5Ω=0.3A,所以R滑max=U2max/Imin=3V/0.3A=10Ω,所以滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5Ω------10Ω解题思路:此类习题求滑动变阻器的最小值的方法:先求R总min=U/Imax 再求R滑min==R总min—R定;或者是先求定值电阻的电大电压,U定max=Imax.R定,再求滑动变阻器的最小电压U滑min=U—U定max,再求滑动变阻器的阻值R滑min=U滑min/Imax;或者根据串联电路的电压分配ImaxR定/(U—ImaxR定)=R定/R滑min,也可求解;求滑动变阻器的最大值的方法:先求Imin=(U—Umax)/R定,再求R滑max=Umax/Imin;或者先求Imin=(U—Umax)/R定,再求R总max=U/Imin再求R滑max=R总max—R定;或者是根据串联电路的电压分配(U—Umax)/Umax=R定/R滑max,也可求解。
知识点睛
1.比例法:
利用串、并联电路电流和电压的特点,根据已知物理量,
求其他相关物理量或物理量的比值.以两个电阻串、并联为例:
串联电路:U1 :U2= R1 :R2
并联电路:I1 : I2= R2:R1
注:若是三个电阻并联的情况下,电流比等于相对应电阻的反比(方
法:通分)
2.套路法:
做题第一步是分析好串、并联电路的识别,---在看到电压表,要看作是断路在看到电流表,看作是通路;还要注意短路的故障判断;
做题第二步是利用串、并联电路中电流、电压特殊(处处相等)的特点,与电阻建立联系---看到串联电路中,电压的关系得出电阻的关系;看到并联电路中,电流的关系得出电阻的反关系;
注:串、并联电路中电阻的求法
做题第三步是在不同的串联电路或是并联电路中,等压关系等式的应
用;
注:串联电路分压公式的运用
例题精讲
【例1】如图所示电路,开关S闭合后,电流表的示数______(填“变大”“变小”或“不变”);若电流表示数变化了0.1 A,则电阻R=______Ω(电源电压保持不变)
解析:由图可知,电流表测干路电流,当S闭合后,灯泡L两端的电压不变,故通过灯泡的电流大小不变,电流表的示数变化了0.1 A,即通过R的电流为0.1A,则R=U/I=6V/0.1 A=60Ω
答案:变大 60
【例2】如图所示,电源电压恒定,当S接a时,电流表A1与A2的示数之比为3:5;
当S 接b 时,电流表A 1与A 2的示数之比为2:3,则R 2与R 3的电阻之比为( )
A 、 9:10
B 、 4:3
C . 3:4
D 、 5:2
解析:当S 接a 时,由A1与A2示数之比是3:5知,I 1:I 2=3:2,则R 1∶R 2=2:3.当S 接b 时,由A1与A2示数之比是2∶3知,I ’1:I ’2=2:1, 则R 1∶R 2=1:2=2:4,故R 2∶R 3=3:4
答案:C
【例3】图7所示四个电路的电源电压相等且不变,电阻R 1的阻值大于R 2的阻值。
开关断开时与开关闭合时相比,电流表示数的变化量最大的电路是( )
解析:对于A 图:开关断开时,只有电阻R 2接在电源两端,2
R U
I =
;开关闭合时,电阻R 1与R 2并联,21R U
R U I +=
;对于B 图:开关断开时,只有电阻R1接在电源两端,1
R U I =;开关闭合时,电阻R 1与R 2并联,2
1R U
R U I +=
;对于C 图:开关断开时,电阻R 1与R 2串联,I=U/ R 1+R 2 ,开关闭合时,R 1被短路,只有电阻R2接在电源两端,2
R U
I =
;对于D 图:开关断开时,电阻R1与R2串联,I=U/ R 1+R 2 ,开关闭合时,R 2被短路,只有电阻R1接在电源两端,
1
R U I =; 由此做差可知1
R U A =
;B=2R U ;C=2R U - U/ R 1+R 2;;D=1R U
- U/ R 1+R 2.因为题目中给出R1的阻
值大于R2的阻值,用数学算术思想即可得出。
答案: B
【例4】如图4所示,定值电阻R 1:R 2:R 3=3:2:3,电源电压不变。
S 闭合前电压表示数为U ,开关闭合后,电压表示数为U ’,则U :U ’等于( )
A .5:4
B .1:1
C .4:3
D .5:3
解析:开关闭合前,三个电阻串联,电压表测的是电阻R 1和R 2两端的电压;开关闭合后,电阻R 2被短路,电阻R 1和R 3串联,
电压表测的是电阻R 1两端的电压;根据串联电路分压公式,闭合前电压表=5/8U ,闭合后电压表=1/2U ,所以电压比为5:4。
答案:A .
【例5】如图3所示,电源电压保持不变。
当开关S 1 合、S 2断开时,电流表的示数为0.2A ;当开关S 1、S 2都闭合时,电流表的示数为O.8A 。
则电阻R 1与R 2的比值为( )
A 1:3
B 3:l
C 2:3
D 3:2
解析:开关S 1闭合,S 2断开时,电阻R 1和R 3串联,0.2A= U/ R 1+R 2;开关S 1,S 2都闭合后,电阻R 2被短路,只有电阻R 1接在电源两端,0.8A =U/ R 1;解之即可。
答案:A
【例6】如图18所示的电路中,当开关S 闭合,甲、乙两表为电压表时,两表读数之比U 甲:U 乙为3:1;当开关S 断开,甲、乙两表为电流表时,两表的读数之比I 甲:I 乙为( )
A .2:1
B .2:3
C .3:1
D .3:2
解析:当开关S 闭合,甲、乙两表为电压表时,电阻R 1和R 2串联,U 甲:U 乙= I ·(R 1+ R 2):I ·R 2 =R 1+ R 2∶R 2= 3:1,所以R 1∶R 2=2:1;当开关S 断开,甲、乙两表为电流表时,电阻R 1和R 2并联,电流表甲测的是电阻R2通过的电流,电流表乙测的是电阻R1和R2通过的总电流,212111
I I :2:3121
U U U R R R +=+=乙甲:=
: 答案:选B
【例7】如图所示的电路中,电流表123A A A 、、 的示数比为531::.则电阻123R R R 、、之比为( )
A.1:3:5
B.3:5:15
C.1:1:2
D.2:2:1 解析:为了便于了解三只电流表在电路中的确切位置,可将题图变为如图所示的等效电路,由图可见
123331532A A A A A I I I I I I =-=-=,23333232A A A A A I I I I I I =-=-=,33A I I =
∴
333
123123123111111::::::1:1:222A A A U U U R R R I I I I I I I I I =
=++== 答案:C
【例8】图中R 1为定值电阻,R 2为滑动变阻器,则以下说法中正确的是 ( )
(1)R 2不变时,V 1读数与A 读数之比等于R 1 (2)R 2不变时,V 2读数与A 读数之比等于R 1
(3)R 2改变一定量时,V 2读数的变化量与A 读数的变化量之比的绝对值等于R 1 (4)R 2改变一定量时,V 1读数的变化量与A 读数的变化量之比的绝对值等于R 1 A.(1)(3)(4) B.(2)(3)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)
解析:根据伏安法测电阻,V 1读数与A 读数之比等于R 1的阻值,所以选(1);V 2读数与A 读数之比等于R 2,所以(2)错误;R 2改变一定量时,R 2端电压变化量等于R 1端电压变化量,所以V 2读数的变化量与A 读数的变化量之比的绝对值等于V 1读数的变化量与A 读数的变化量之比的绝对值等于R 1,所以选(3)(4)
答案:A
【例9】(多选)如图,电源电压不变,R 2=R 3=10欧姆。
闭合S ,电流表A 1和A 2的示数之比为3:2。
如果把A 1和A 2都分别换成电压表V 1和V 2,电压表的示数分别为U 1和U 2,则下列说法正确的是( )
A .R 1=5Ω
B .R 1=20Ω
C .U 1:U 2=3:4
D .U 1:U 2=4:3
解析:闭合S ,为电流表时,三个电阻并联,电流表A 1测的是电阻R 1和R 2的总电流,
电流表A 2测的是电阻R 3和R 2的总电流,表A 1:表A 2=1R U +2R U :2R U +3R U =11R +101:101+10
1
=3:
2,可得R 1=5Ω;把A 1和A 2都分别换成电压表V 1和V 2,三个电阻串联,电压表V 1测的是电阻R 2和R 3的总电压,电压表V 2测的是电阻R 1和R 2的总电压,表V 1:表V 2=R 2+ R 3:R 1+ R 2=20Ω:15Ω=4:3。
答案:选AD。