第十七章 《欧姆定律》 【知识要点回顾】 欧姆定律 1.探究通过导体的电流跟导体两端电压的关系 ①在实验过程中,应保证 电阻 不变 ,改变 电压 的大小,观察 电流 的变化。 ②实验结论是:导体 电阻 一定时,通过导体的电流跟导体两端的 电压 成 正 ③该实验中滑动变阻器的作用是:a 保护电路 2.探究通过导体的电流跟导体电阻大小的关系 ①在实验过程中,应保证 电压 不变 ,改变 电阻 ③该实验中滑动变阻器的作用是:a 表达式: I=U/R 。公式变形: U=IR 保护电路 b 的大小,观察 电流 的变化。 使定值电阻两端的电压保持一定 。 ②实验结论是: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。 3.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 。 、 R=U/I 。其中 I 表示 电流 (单位: A ) ;U 表 示 电压 (单位: V ) ;R 表示 电阻 (单位: Ω ) 。 4.说明:(1)欧姆定律研究的是同一 导体 、同一 时刻 的两端电压、电流、电阻的关系。不同时 刻、不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角标区别。 (2) 定律中所说的导体中的电流与导体两端的电压成正比在 电阻 一定的条件下才成立。 (3)定律中所说的导体中的电流与导体的电阻成反比在 电压 一定的条件下才成立。 电阻的串、并联 电阻串联 电路 电阻并联 b 改变定值电阻两端的电压 比。 。 电流 电压 I= I1= I2 U = U1 + U2 R总 = R1 + R2 I=I1 + I2 U= U1 = U2 1/R 总 = 1/R1 + 1/ R2 电阻 串联的电阻越多,总电阻越 大 ; 并联的电阻越多,总电阻越 小 ,并联总 几个电阻, 串 联时总电阻最大。 电阻比最小的那个电阻还要 小 ;几个电 n 个相同的电阻 R 串联,则总电阻 阻, 并联 时总电阻最小。 n 个相同的电 R 总 = nR 阻 R 并联,则总电阻 R 总 = R/n 无论串联还是并联,当其它电阻不变,若其中某一个电阻变大时,则总电阻都变 大 ; 若其中某一个电阻变小时,则总电阻都变 小 。 分压原理: U 1 = U2 大的支路,分到的电流越 小 ) 。 伏安法测电阻 1. 定义: 用 电压表 和 电流表 分别测出电路中某一导体两端的电压和通过导体的电流就可以根 据 欧姆定律(R=U/I)算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫 伏安法测电阻 。 2.伏安法测小灯泡的电阻 1>实验器材:电池、小灯泡、 电压表 、 电流表 、 滑动变阻器 、开关、导线若干 2>设计电路图(画在虚线框内) ,并根据电路图连接实物图。 分压 和 分流 R1 R2 (串联电路中, 分流原理: I1 = R 2 (并联电路中,电阻越 I2 R 1 ) 。 电阻越大,分到的电压越 大 1 快乐学习,主动思考 第七章 《欧姆定律》 3>滑动变阻器在电路中的作用: (1)将滑动变阻器调到电阻值 最大 ,可以 保护电路 。 (2) 利用变阻器改变电路中的电阻, 进而改变通过灯丝的 电流 及其两端的 电压, 可以测 多组数据。 4>实验结论:通过实验可以看出灯泡的电阻随着灯泡亮度的变化而改变;灯泡越亮,灯丝的温度 越 高 ,灯泡的电阻 越大 。 3.在用伏安法测待测电阻 Rx 的实验中,为了减少实验误差,我们在实验时应测量 多组 数据,再求 出各电阻值的 平均值 作为测待测电阻 Rx 的阻值。 安全用电 1.电路所处的三种状态是: 通路 , 断路 , 短路 。 2.欧姆定律和安全用电 ①解释电压越高越危险:当导体的 ②解释电阻越小越危险:当 于 36V 的电压才是安全的. 靠近 高压带电体;不 接触 低压带电体。 之间的电压可达几百万伏至 电压 电阻 一定时, 电压 越高 , 电流 越大。 一定时,导体的 电阻 越小, 电流 越大。 ③人体也是导体,电压越高,通过的电流越 大 ,大到一定程度就会有危险了.经验证明,只有 不高 ④安全用电的原则:不 ⑤雷电是大气中一种剧烈的 放电 现象, 云层之间, 云层和 大地 几亿伏,放电时的电流可达几万安至十几万安,产生很强的光和声。 【试题精选】 1.额定电压为 6V 的用电器与 4Ω 的电阻串联后,接入电源,它正常工作,此时电路电流为 0.5A,则 用电器的电阻为 12 Ω ,电源电压为 8 V。 2.电阻 R1=4Ω ,R2=6Ω ,它们串联总电阻为 10 Ω ,它们并联总电阻比 R1 小 (选填“大” 、 “小”)。 3.手边有 10Ω 、20Ω 、30Ω 的电阻各一只,现要将其中两只电阻进行组合,则要得到最大电阻,应采 用 串 联,总电阻为 50 Ω ;要得到最小电阻,应采用 并 联,总电阻为 20/3 Ω 。 4.如图1所示,某探究小组测量电阻时所得到的两个定值电阻A和B的电流和电压 关系的图象,则A的电阻为 6 Ω ;若将A和B并联接入到电压为15V的电源两端时, 电路中的总电流为 4 A。 5.如图2所示,电源电压是5V且不变,S闭合后电压表示数为1V,则灯L1两端的电压 为 图 1 通过灯L1、L2的电流相比是 一样 大(L1、L2、一样)。 6.如图 3 所示,当开关 S 闭合后,滑动变阻器 P 在向左滑动的过程中,电流表示数将___变大__,电 压表示数将_____变小____。 (选填“变大”“变小”或“不变”) 7.如图 4 所示的电路,电源电压不变,开关 S 处于闭合状态.当开关 S1 由闭合到断开时,电流表示数 将 变小 ,电压表示数将 变小 (选填“变大”、“不变”或“变小”) 。 4 V,灯L2两端的电压为 1 V;灯L1、L2的电阻相比较大的是 L1 , 图 4 图 3 图 2 8.如图 5 所示是研究电流与电压、电阻的关系的电路图,实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两 步进行。在“保持电阻不变”这一步实验时应( C ) A.保持 R2 滑片的位置不动 B.保持 R2 两端的电压不变 C.保持 R1 不变,调节 R2 滑片到不同的适当位置 D.保持电路中电流不变 9.在研究电流跟电压、电阻的关系实验中,当研究电流与电阻的关系时,应该 ( B ) A.调节滑动变阻器,使电路中的电流保持不变 图 5 2 探索奥秘 源于主动 第七章 《欧姆定律》 B.调节滑动变阻器,使不同的定值电阻 R 两端的电压保持不变 C.使电阻 R 两端电压成倍数变化 D.每次测量时都要使电路中的电流成倍数变化 10.从欧姆定律可以导出公式 R=U/I 对电阻的理解,你认为正确的是( D ) A.当电压增大时,电阻也增大 C.当电压为零时,电阻也为零 A.改变电路中的电流 C.改变被测电阻的阻值 B.当电流增大时,电阻减小 D.电阻由导体本身性质决定,与电流、电压无关 B.保护电路 D.改变被测电阻两端的电压 11.在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是( C ) 12.如图6所示的电路中,电源电压恒定不变,当电键K闭合时( C ) A.电压表示数变小,电流表示数变小,灯变暗 B.电压表示数变大,电流表示数变大,灯变亮 C.电压表示数不变,电流表示数不变,灯的亮度不变 D.电压表示数不变,电流表示数变小,灯变暗 13.如图7所示的电路中,闭合开关S后,向右移动滑片P,下列判断正确的是( A ) A.电流表、电压表的示数都变小 B.电流表、电压表的示数都变大 C.电流表的示数变大,电压表的示数变小 D.电流表的示数变小,电压表的示数变大 14. 一只 10Ω 的电阻与一只 0.1Ω 的电阻并联,并联后的总电阻( B ) 图 7 A.等于 1Ω B.小于 0.1Ω C.等于 10.1Ω D.大于 0.1Ω 小于 10Ω 。 15.把电阻 R1=3Ω , R2=6Ω 接入同一电路, 关于总电阻 (等效电阻) , 下列四个选项中, 不可能的是( B ) A. 9 Ω B. 3 Ω C.9Ω 或 2 Ω D. 2Ω 16.小亮观察了市场上自动测高仪后,设计了以下四个电路(其中R’是滑动变阻器,R是定值电阻,电 源两极间电压恒定) 。其中能实现身高越高,电压表示数越大的电路是( B ) 图 6 17.已知 R1>R2,下列四个电路分别接入同一电源上,电路中电流最大的电路是( D ) 18.如图8所示电路,电源电压6 V保持不变,定值电阻的阻值为10Ω ,滑动变阻器的最大 阻值为20Ω ,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是( C ) A.当滑片移到a端时,电流表示数为0.2 A B.当滑片移到中点时,电压表示数为2 V C.电压表示数与电流表示数的比值不变 D.电压表的示数减少 19.如图9所示的电路中,两只电流表的规格相同,电流表有两个量程(0~0.6A 以及0~3A)。闭合开关S,电阻R1与R2均有电流流过,两只电流表的指针偏转 角度相同,则R1与R2的比值为( C ) A. 1∶5 B.5∶1 C.1∶4 D.4∶1 图 9 20.用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻。 (1)图甲是实验电路图,图上的圆圈表示电表,请在圆圈内填入相应的字母。 图 8 (2) 某实验小组通过改变灯泡两端的电压, 进行了三次测量, 部分记录见上表。 若电压表示数为2.50V 时,电流表的指针位置如图乙所示,请你填写表格中的两个空格。 (3) 看了该组实验记录, 我们注意到三次测量的电阻相差较大, 通过交流, 其他小组也都有类似现象: 3 探索奥秘 源于主动 第七章 《欧姆定律》 灯泡电阻随电压增大、亮度增强而增大。 实验次数 电压/V 电流/A 图甲 图乙 1 1. 00 0.14 7.1 2 1.70 0.22 7.7 3 2.50 0.3 8.3 电阻/Ω 经讨论,同学们认识到:实验有误差是肯定的,但这个现象不能单纯用误差来解释。因为:如果是误 差,那么三次测得的电阻值应该相差 较小 (选填“较大”或“较小”) ,并具有 时大时小 的特 点(选填“逐次增大”、“逐次减小”或“时大时小”) 。根据灯泡发热发光的特殊性,我们认为三次 测量的电阻相差较大的原因是灯泡的电阻与 温度 有关:灯丝两端电压越大,灯泡的亮度越大,灯丝 的 温度 越高,其电阻越 大 。 21. 实验小组的同学用如图甲所示电路测量定值电阻 Rx 的阻值。 实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 1 1.5 0.46 2 1.8 0.5 3 2 0.7 3.26 3.6 2.86 (1) 某实验小组通过移动滑 动变阻器的滑片,改变待测 电阻两端的电压,进行了三 次测量,部分记录见上表。其中第二次测量数据如图乙、丙所示,请你将电压表和电流表的读数填写 表格中的空格,并计算出电阻值。 (2)根据测量的三组数据,我们可以得到待测电阻Rx= 3.24 Ω 。 22.灯泡 L1 和 L2 串联在电路中,加在它们两端的总电压为 12V,L1 电阻是 8Ω,L2 两端的电压是 4V, 则 L1 中的电流是多少 A。 解:灯泡 L1 和 L2 是串联,U1=U 总—U2=12V—4V=8V, R1=8Ω 根据欧姆定律 I ? U U1 8V ? ? 1A , 通过 L1 中的电流 I1 ? R R1 8 Ω 答: 通过 L1 中的电流为 1A。 23.如图 10 所示,电源电压保持不变,电阻 R1=30Ω,电流表 A1 的示数为 0.4A,A2 的示数为 0.8A, 求电源电压和 R2 的阻值各为多少? 解:R1=30Ω,I1=0.4A,I2=0.8A,根据欧姆定律 I ? 电阻 R1 和 R2 是并联,可知电源电压 U=U1=U2=12V 跟据 I ? U ,可得 U1=I1R1=0.4A×30Ω=12V R 答:电源电压为 12V;R2 的阻值为 15Ω 。 图 10 U U2 12V ? ? 15 Ω ,可得 R 2 ? R I2 0.8A 24.在图11所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω .闭合电键S,电流表Al的示数为0.3A, 电流表A的示数为0.5A.求: (1)通过电阻R2的电流; (2)电源电压; (3)电阻R2的阻值。 解:(1)电阻R1和R2是并联,I2=I—I1=0.5A—0.3A=0.2A;(2)电源电压U=U1=U2 ,根据欧姆定律 I? U U U2 3V ? ? 15 Ω ,可得U=U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V (3)跟据 I ? ,可得 R 2 ? R R I2 0.2A 图 11 答:通过R2的电流为0.2A;电源电压为3V;R2的阻值为15Ω 。 25. 如图 12 所示,电源电压为 10V,闭合开关 S 后,电流表、电压表的示数分别为 O.5A 和 6V。