欧姆定律1

2020-05-04 15:54

学 科 年 级

物理 初三

版 本 编稿老师

人教版 齐皓瑜

期 数 5607 审稿教师

【同步教育信息】

一. 本周教学内容:

欧姆定律

二. 重点:

1. 正确理解欧姆定律的内容公式及其适用条件。 2. 掌握电阻的串联计算公式及其物理意义。 3. 掌握电阻的并联计算公式及其物理意义。

三. 知识点分析:

1. 欧姆定律: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。 欧姆定律表达式:I=U/R

2. 对欧姆定律的理解,欧姆定律在初中阶段的适用范围,要注意以下三点: (1)

① 电阻R必须是纯电阻; ② 欧姆定律只适用于金属导电和液体导电,而对气体、半导体导电一般不适用;③ I?U表示的是研究不包括含电源在内的“部分电路”。 R(2)欧姆定律中所说的“导体中的电流,跟导体两端的电压成正比”是在电阻一定的条件下;“导体中的电流跟导体的电阻成反比”是指在电压一定的条件下,脱离了前提条件,这种比例关系就不存在了。 3. 欧姆定律的表达式I?U中的I、U、R这三个物理量必须是对应于同一导体(或同一R段电路)在同一时刻(或同一段时间)电流与电压、电阻三者间的关系,也就是通常所说的一一对应。即欧姆定律具有同一性和同时性。(例如,有甲、乙两只灯泡,电阻分别为10?和20?,并联后接入电压为6V的电源两端,要求甲灯中的电流,就应该用甲灯两端的电压6V除以甲灯的电阻10?,即I甲?U甲R甲?6V?0.6A,而不能用甲灯两端的电压10?去除以乙灯的电阻。

即使是同一个电路,由于开关的闭合、断开、滑动变阻器滑片的左、右移动,将引起电路中各部分电流及总电流和电压的变化,因此,必须保证I=U/R中的三个物理量是同一时间的值。切不可混淆电路结构变化前后的I、U、R的对应关系。因此,使用欧姆定律时,不能盲目地乱套公式。

4. 区别I=U/R和R=U/I的意义

I=U/R表示导体中的电流的大小取决于这段导体两端的电压和这段导体的电阻。当导体中的U或R变化时,导体中的I将发生相应的变化。可见,I、U、R都是变量。另外,I=U/R还反映了导体两端保持一定的电压,是导体形成持续电流的条件。若R不为零,U为零,则I也为零;若导体是绝缘体R可为无穷大,即使它的两端有电压,I也为零。

R=U/I表示一段导体两端的电压跟这段导体中的电流之比等于这个导体的电阻。它是电阻的计算式,而不是它的决定式。导体的电阻反映了导体本身的一种性质。

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对于给定的一个导体,比值

U是一个定值,而对于不同的导体,这个比值是不同的。I不能认为导体的电阻跟电压和电流有关。 (一)关于电阻的串联问题

电阻的串联是电路的重要基础知识,电阻串联的总电阻是从“等效”的意义上去理解的。总电阻的计算公式是建立在实验测定和理论推导的基础上,为了推导串联总电阻的计算公式,必须复习有关串联电路的两个基本特点:

① 串联电路中的电流处处相等。 I=I1=I2=??

② 串联电路两端的总电压等于各串联导体两端电压之和。 U=U1+U2+??

从上面的两个基本特点,应用欧姆定律可导出电阻串联时,总电阻的计算公式 R=R1+R2+??

即串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和。把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,所以几个导体串联后的总电阻比任何一个串联导体的电阻都大。

1. 教学中应强调“总”字的等效意义。图1(a)是两导体串联起来的电路,如果把导体看成一个整体,图(a)就成图(b)。因此,串联电路的总电流、总电压、总电阻中的“总”都是电路的一种“总代替”(或等效代替)的意思。

2. 串联电路中电压和电阻成正比:在下图(a)中,设电阻R1两端电压为U1,电阻R2两端电压为U2,图(b)中等效电阻R两端电压为U。由

U1UU,I2?2,I?。由于串联电路中电流处处相等,推得R1R2RU1U2UURUR??,得到1?1或1?1。所以,在串联电路电压的分配跟电阻成正比。R1R2RU2R2UR欧姆定律可得,I1?这是串联电路中的一个重要规律,在解决实际问题时很有效。可以大大提高解题效率。

(二)关于电阻的并联问题。

电阻并联的总电阻也是从等效的意义理解的。并联总电阻的计算公式同样是建立在实验测定和理论推导的基础上,为了推导此公式,必须复习有关并联电路的两个基本特点:

① 并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和。 I=I1+I2+??

② 并联电路两端的电压相等。 U=U1=U2=??

从上面两个基本特点,应用欧姆定律,可以导出电阻并联时,总电阻的计算公式

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即并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。即把几个导体并联起来,相当于增加了导体的横截面积,所以几个导体并联后的总电阻比任何一个并联导体的电阻都小。

1. 教学中应指出应用上述公计算总电阻的思路。求并联电路总电阻时应按“先倒、后和、再倒”的顺序进行。如在求6?和12?两电阻并

此式计算比较方便,但三个或三个以上电阻并联时此式不适用。 2. 并联电路中电流和电阻成反比:

在图2所示电路中,设电阻R1中的电流I1,电阻R2中的电流为I2,由欧姆定律可得,U1=I1R1,U2=I2R2。由于并联电路两端的电压相等,

电流的分配跟电阻成反比。这是并联电路中的一个重要规律,在解决实际问题时很有效。

【典型例题】

[例1] 在研究电压不变,电流跟电阻关系的实验中,表中有两个数据漏写,请根据实验结论,填写表中的两个空格。

分析:根据已知的实验结论:当电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。若电流从0.6A减小为0.3A,电流减小了一半,那么电阻应增大一倍,为10?。当电阻从5?增大为20?,电阻增大为原来的4倍,那么电流应减小为原来的1/4,为0.15A。

解答:10?,0.15A

[例2] 在保持电阻不变的条件下,研究电流跟电压的关系时,得到下列几组实验数据,实验的正确结论是_______。

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思路分析:由于采用定量分析的方法得出电流跟电压关系的结论。通过对三组数据的分析,电流基本上随电压成正比地变化,因此可以得出正确的实验结论。

解答:在电阻不变的情况下,导体中的电流跟导体两端的电压成正

[例3] 某电流表的电阻约为0.1?,它的量程是0.6A,如将这个电流表直接连接到2V的蓄电池的两极上,会产生什么后果?

分析:因为电流表的电阻很小,直接连到电源的两极上后,会因通过电流表的电流过大而烧坏电流表。该题只需计算出在2V的电压下通过电流表的电流值,然后跟电流表的量程进行比较即可。

解答:根据欧姆定律,

20A>>0.6A。会将电流表烧坏。

说明:由于电流表的电阻都很小,所以实验中绝不允许直接把电流表接到电源的两极上。而电压表的电阻都很大(约数k?以上),如把电压表直接连到电源的两极上,通过电压表的电流很小(约几mA)可忽略,所以实验中可以用电压表直接测电源电压。

[例4] 一段导体两端加3伏电压时,电流为0.5安;如果两端加的电压再增加1.5伏时,通过导体的电流和导体的电阻各多大?

思路分析:根据欧姆定律的公式I?U,可知R一定时,通过R的电流与加在R两端R的电压成正比。电压增加,流过R的电流一定增大。此时的电流

解答:导体两端电压增加1.5伏后,R两端的电压U'=3V+1.5V=4.5V;

[例5] 如图所示,滑动变阻器的滑片P向B滑动时,电流表的示数将____;电压表的示数将______。(填“变大”、“变小”或“不变”)如此时电压表的示数为2.5V,要使电压表的示数变为3V,滑片P应向________端滑动。

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分析:根据欧姆定律I?U,电源电压不变时,电路中的电流跟电阻成反比。此电路R

中滑动变阻器接入电路的电阻是AP段,动滑片P向B滑动时,AP段变长,电阻变大,所以电流变小。电压表是测Rx两端的电压,根据Ux=IRx可知,Rx不变,I变小,电压表示数变小。反之,要使电压表示数变大,滑片P应向A端滑动。

解答:变小;变小;A。

说明:U=IR只是用来计算导体两端电压大小的,而不能据此认为电压的大小跟电流成正比。

[例6] 一只小灯泡上标有“2.5V,0.3A”字样,即该灯泡在2.5V的电压下正常发光时的电流为0.3A。现在只有一个电压为4V的电源,为了使小灯泡正常发光,要串联一个多大的电阻?

分析:串联的电阻R必须要分担1.5V的电压,才能使小灯泡正常发光,其电路如图1所示。

解答:

方法1:根据串联电路电压关系得到UR=U-UL=4V-2.5V=1.5V ∴ R?UR1.5V??5? I0.3A方法2:灯正常发光时的电阻为

根据串联电路电压分配跟电阻成正比的特点,公式

需串联一个5Ω的电阻。

说明:最终结果所求的物理量要用具体数值表示,不能用分数表示。但在运算过程中可用分数代入,这样一方面可便于计算,另一方面可避免多次舍取而造成的数值偏差。

【模拟试题】(答题时间:40分钟)

一. 选择题

1. 一段铜线的电阻为R,两端电压为U,通过电流强度为I,下列说法中正确的是( ) A. R由铜线的长度和横截面积决定 B. R的大小与U有关

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