1、第15讲 欧姆定律(一),考点一,考点二,图解物理,考点一欧姆定律 1.在电阻一定时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。 2.在电压一定时,导体中的电流跟这段导体的电阻成反比。 3.欧姆定律 (1)内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。 (2)表达式:_,其中I、U、R表示的三个物理量分别是电流、电压、电阻,单位分别为安培、伏特、欧姆。,考点一,考点二,图解物理,特别提示(1)使用欧姆定律时,I、U和R一定是同一导体在某一时刻的电流、电压和电阻即存在同一性和同时性。 (2)不能说“导体的电阻与导体两端的电压成正比,与导体中的电流成反比”,因为导体的电阻是导体本身的
2、一种属性,取决于导体的材料、长度、横截面积和温度。,考点一,考点二,图解物理,考点二串、并联电路电流、电压和电阻的规律,考点一,考点二,图解物理,考点一,考点二,图解物理,考点一,考点二,图解物理,考法1,考法2,考法3,考法1对欧姆定律的理解 典题1(2018内蒙古呼和浩特)早在19世纪20年代,德国物理学家欧姆就对导体中的电流与导体两端电压的关系进行了大量的实验研究,发现对于大多数导体而言,导体中电流跟导体两端电压成正比,并于1827年在动电电路的数学研究一书中,把他的实验规律总结成如下公式:S=E(S表示导体中的电流;E表示导体两电压;表示导体对电流的传导率,简称电导率)。关于这一规律,
3、下列说法正确的是( ) A.对于不同的导体,给它们两端加相同的电压,通过的电流与导体的电导率成反比 B.对于不同的导体,如果通过的电流相同,电压与导体的电导率成正比 C.电导率反映的是导体对电流的导通作用 D.电导率的大小是由加在导体两端电压与通过导体的电流决定的,考法1,考法2,考法3,答案:C 解析:由题知,导体中的电流S与导体两电压E成正比,即S=E,表示电导率;由S=E可知,在电压相同时,通过的电流与导体的电导率成正比,故A错误;电压是形成电流的原因,所以电压与导体的电导率无关,故B错误;电压E一定时,通过的电流S与电导率成正比,所以电导率反映的是导体对电流的导通能力,故C正确;电导率
4、是导体对电流的传导率,电导率是导体本身的一种性质,与加在导体两端电压与通过导体的电流无关,故D错误。 方法归纳 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;导体电阻是导体本身的一种属性,与电压和电流无关;本题是对欧姆定律研究历史和实验规律的认识和理解,理解欧姆定律并能结合实验规律的公式是关键。,考法1,考法2,考法3,对应练1下列关于电流、电压、电阻的关系说法正确的是( D ) A.电压大的电路中电流一定大 B.电阻大的电路中电流一定小 C.导体中的电流与电压、电阻无关 D.导体中的电阻与电流、电压无关,解析: 只有在电阻一定时,电压大的电路中电流才一定大,故A错误;只有在电压一定
5、时,电阻大的电路中电流才一定小,故B错误;导体中的电流与电压、电阻都有关系,故C错误;导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定,与导体的电压与电流无关,故D正确。,考法1,考法2,考法3,解析: 公式 只说明导体电阻的大小是导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值,电阻的大小与它两端的电压和通过的电流无关,当电压发生变化时,电流也随之发生变化,但电阻不变;当电压为0时,电阻大小不变。所以A、B、D不符合题意,C符合题意。,考法1,考法2,考法3,考法2U-I图象 典题2 (2018黑龙江)两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。现将元件A和B并联接入电路中,则元件A与B的电压之比为
6、 ,电流之比为 。,考法1,考法2,考法3,思路导引将元件A和B并联接入电路中,它们两端的电压相等,则元件A与B的电压之比为11;由图象可知,A和B的图象为正比例函数,两元件为定值电阻,当RARB=12,则电流之比IAIB=21。 审通读题干,知道这是一道利用图象比较电阻大小的题目。 析1.比较电阻大小在U-I图象中可借助图象的斜率进行判断;也可利用图象上某点对应的横纵坐标进行计算判断。 2.当两电阻并联在同一电路上时,通过各支路电流的大小仍通过图象上对应的点即可求得。 判UAUB=11,RARB=12,故IAIB=21 答案:11 21,考法1,考法2,考法3,方法归纳 图象研究物理问题直观
7、简洁,是常用的方法。需要注意的地方:纵坐标和横坐标的物理意义、交点、截距等,在伏安特性曲线中还要清楚电阻的串并联关系。,考法1,考法2,考法3,对应练3(2018江苏淮安)如图甲所示是电阻R和灯泡L的I-U图象。由图可知,电阻R的阻值是10 。将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,S闭合,电流表示数为0.3 A,则电源电压为4 V。,考法1,考法2,考法3,对应练4如图所示,甲图是灯泡L和定值电阻R的I-U关系图象。将L和R先后以乙图和丙图两种方式接在同一电源上,若乙图中U1U2=m,丙图中I1I2=n,则下列判断中正确的是( B )A.m=n B.mn C.mn D.mn=1,考法1,考法2,考法
8、3,考法1,考法2,考法3,考法3欧姆定律的计算 典题3在如图所示的电路中,电阻R1=8 ,R2=10 ,电源电压及定值电阻R的阻值未知。当开关S接位置1时,电流表示数为0.2 A。当开关S接位置2时,电流表示数的可能值在 A到 A之间。 答案:0.16 0.2,考法1,考法2,考法3,解析:当开关接位置1时,由欧姆定律得:U=0.2(R1+R), 当开关接位置2时,由欧姆定律得:U=I(R2+R), 因电压值不变,故可得:0.2 A(8 +R)=I(10 +R),因R未知,故R可能为从0到无穷大的任意值,当R=0时,I=0.2 A-0.04 A=0.16 A,当R取无穷大时,I无限接近于0.
9、2 A。故电流值可以从0.16 A到0.2 A。,考法1,考法2,考法3,方法归纳根据欧姆定律列方程求电源电压和定值电阻的阻值,是解决串并联电路最为常见的形式,尤其是在串联电路上,可以说是必考题型,同学一定要掌握,并能熟练运用才对。 利用串、并联电路的特点和欧姆定律的公式进行有关计算的解题方法是(1)根据题意画出电路图,看清电路的组成(串联还是并联);(2)明确题目给出的已知条件与未知条件,并在电路图上标明;(3)针对电路特点依据欧姆定律进行分析;(4)列式解答。,考法1,考法2,考法3,对应练5如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=20 。闭合开关S,移动滑动变阻器R2的滑片P到中点c时
10、,电流表的示数为0.4 A;移动滑片P到最左端a时,电流表的示数为0.3 A,则电源电压和滑动变阻器的最大阻值分别为( B )A.6 V 20 B.12 V 20 C.6 V 30 D.12 V 30 ,考法1,考法2,考法3,对应练6如图所示,电源电压为4.5 V,电流表量程为“03 V”,电流表量程为“00.6 A”,滑动变阻器R规格为“10 1 A”,小灯泡L标有“2.5 V 1.25 W”(灯丝电阻不变),在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法中正确的是( B )小灯泡L的额定电流是0.6 A 滑动变阻器R连入电路的阻值变化范围是410 电压表示数变化
11、范围是03 V 电流表示数变化范围是0.30.5 A。 A.只有不正确 B.只有不正确 C.只有正确 D.只有不正确,命题点,命题点探究电流与电压电阻的关系 实验目的及原理: 探究电流与电压、电阻的关系。 实验器材:定值电阻、电流表、电压表、电源、开关、导线、滑动变阻器 探究一:电阻一定时,电流与电压的关系 实验内容与步骤: 1.按图连接电路,连接时开关断开,滑动变阻器调到最大值(如图),命题点,命题点2,2.闭合开关调节滑动变阻器,使R两端电压为1 V、1.5 V、2 V,观察电流表的读数,填表。,3.实验结果与数据处理: 4.结论:电阻一定,电流与电压成正比。 5.图象:,命题点,命题点2
12、,探究二:电压一定,探究电流与电阻的关系 实验内容与步骤: 1.按电路图连接电路,连接时开关断开,变阻器调到最大值(如图)2.保持电压U=2 V不变,更换电阻,使电阻分别为10 、20 、30 ,观察电流表的读数,填表。,命题点,命题点2,3.实验结果与数据处理: 4.结论:电压一定,电流与电阻成反比。 5.图象:,命题点,命题点2,典题1某实验小组利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。实验用到三只阻值分别为5 、10 、20 的定值电阻,蓄电池(电压为6 V且保持不变)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。,命题点,命题点2,(1)将实物图连接完整,并在方框内画出实验的电路
13、图; (2)连好电路后闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,电路的故障可能是 。 (3)排除电路故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2 V,读出并记下电流值为0.4 A;再将5 的电阻改接成10 的电阻,发现电压表示数大于2 V,于是他下一步的操作是:将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)移动,目的是 ,并记下电流值。 (4)再改接20 的电阻,重复上述实验。得到电流I与电阻R的关系图象如图乙所示,由此可得到的结论是 。 (5)如利用上述器材研究电流与电压的关系,应控制 保持不变,改变 。,命题点,命题点2,答案:(1)见解析图 (2)电阻R断路 (3)A;保持定值
14、电阻两端的电压不变 (4)在电压一定时,导体中的电流与电阻成反比 (5)电阻;电压,命题点,命题点2,解析:(1)将滑动变阻器与电阻串联,滑动变阻器已接了下面一个接线柱,可再接上面任意一个接线柱;电压表与电阻并联,如图所示:,命题点,命题点2,电路图如图所示:(2)电流表无示数,电压表有示数,则与电压表并联的电阻R断路; (3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2 V,读出并记下电流值;再将5 的电阻改接成10 的电阻,发现电压表示数大于2 V,要想保持电压不变,应增大滑动变阻器的阻值,将滑片向A端滑动; (4)图乙是反比例函数图象,由图象知,电流和电阻的乘积为定值,可以知道电
15、压不变,导体中的电流与导体的电阻成反比; (5)研究电流与电压的关系,应控制电阻保持不变,改变电压。,命题点,命题点2,方法归纳 (1)将滑动变阻器与电阻串联,电压表与电阻并联;根据电路图画出实物图,注意连接顺序和方式与电路图一致;(2)电流表无示数,则电路断路,电压表有示数,则与电压表并联的电路断路;(3)探究电流与电阻之间的关系,应保持电阻两端的电压不变,若要减小电阻两端的电压,应增大滑动变阻器的阻值;(4)要探究电流与电压的关系,应改变电压,控制电阻不变。此类题目虽然涉及的知识点较多,但都是基础知识,只要我们掌握好,也不难解决此类问题。,命题点,命题点2,典题2(2018浙江金华)用如图
16、所示的电路图研究“电流与电阻的关系”,电流表量程为“00.6 A”,电压表量程为“03 V”,滑动变阻器的规格为“50 1 A”,电源电压3 V恒定不变,在AB间分别接入阻值不同的电阻R,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持2 V不变,读出电流表示数并记录。,命题点,命题点2,(1)分析表中数据,可得出的实验结论是 ; (2)为了使实验结论更可靠,控制AB间电压2 V不变,再多测几组数据,AB间允许接入电阻R的取值范围是 。 答案:(1)电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比 (2)3.33100 ,命题点,命题点2,解析:(1)根据表中数据知:电流与电阻的乘积都为2 V,故可以得出:电
17、压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比; (2)因电流表的量程为00.6 A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A,所以,为了保证电路的安全,电路中的最大电流为0.6 A,此时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻都最小,根据欧姆定律可,命题点,命题点2,方法归纳 电路中电流最大时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻都最小,根据欧姆定律求出电路中的定值电阻的最小值;滑动变阻器的最大电阻为50 ,当滑动变阻器的电阻最大时,定值电阻阻值也最大,根据欧姆定律求出此时电路中的电流,根据 算出定值电阻的最大值。,1,2,1.(2017甘肃天水)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=10 。闭合开关S
18、,移动滑动变阻器R2的滑片P到最右端b时,电流表的示数为0.6 A;移动滑片P到最左端a时,电流表的示数为0.2 A。则电源电压和滑动变阻器的最大阻值分别为( A )A.6 V 20 B.12 V 20 C.6 V 10 D.12 V 10 ,解析: 滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路阻值为0,R1两端电压即为电路总电压,U总=U1=I1R1=10 0.6 A=6 V,R总,1,2,2.(2017甘肃兰州)如图甲所示,电阻R1的阻值为20 ,滑动变阻器R2上标有“50 2 A”的字样,当滑动变阻器的滑片P移至a端时,闭合开关S,电流表的示数为0.3 A。(1)求电源电压U; (2)若将一只电压表并联接入该电路(A和B)、(B和C)或(A和C)中的某一部分电路两端,调节滑动变阻器R2的滑片P,使电压表的指针指在图乙所示的位置,请指出电压表所有可能连接的位置,并求出滑动变阻器R2对应的电阻值。 答案:(1)6 V (2)若电压表接在AB端,R2等于40 若接在BC端,R2等于10 ,1,2,解析:(1)由题意知,滑动变阻器滑片滑到a端时,接入电路的阻值为零,电路中只有R1,所以电源电压就等于R1两端电压,U电源=IR=0.3 A20 =6 V (2)电源电压为6 V,而电压表示数为2 V,故电压表应接的是03 V量程,且不可能接在AC端。若电压表接在AB端时,电路中的电流,
