第1讲 欧姆定律.pdf

网络课程 内部讲义 欧姆定律欧姆定律 教 师：阮红 爱护环境，从我做起，提倡使用电子讲义爱护环境，从我做起，提倡使用电子讲义 www.J“在线名师”资料室 免费资料免费资料任你下载 第 1 页 在线学习网址：www.J 客服热线：400-650-7766（9：0021：00 everyday）版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 欧欧 姆姆 定定 律律 知识梳理 知识梳理 1、欧姆定律的内容、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 2、欧姆定律的表达式：、欧姆定律的表达式：IU/R U 表示一段导体两端的电压，单位为伏特（V）R 表示这段导体的电阻，单位为欧姆（）；I 表示通过这段导体中的电流，单位为安培（A）.3、公式的物理意义：、公式的物理意义：（1）欧姆定律的公式 IU/R：表示加在导体两端的电压增大几倍，导体中的电流也增大几倍；当加在导体两端的电压一定时，导体的电阻增大几倍，其电流就减小为原来的几分之一.（2）由欧姆定律的公式 IU/R 可推出：UIR ，RU/R.注意：这两个公式并非欧姆定律的内容，切勿混淆.UIR：表示导体两端的电压等于通过它的电流强度与其电阻的乘积 RU/I：表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与其通过的电流强度的比值.注意：导体的电阻是导体本身的一种性质，与电压的大小和电流的大小无关，因此对于某一电路或某一导体来说，U 与 I 的比值不变.即使导体未连入电路，两端未加电压，其电阻还是客观存在的.如果题目中没有特别的说明，每个导体的电阻可认为是不变的.【关于欧姆定律的几点说明】【关于欧姆定律的几点说明】欧姆定律是电学中重要的基本规律，它是通过实验总结、归纳得到的规律欧姆定律是全章的核心，它反映了电流、电压、电阻三者一定的数量关系.掌握这一定律要注意以下几点：（1）欧姆定律适用于从电源正极到负极之间的整个电路或其中某一部分电路，并且是纯电阻电路.（2）欧姆定律中“通过”的电流 I，“两端”的电压 U 及“导体”的电阻 R 都是同一个导体或同一段电路上对应的物理量不同导体的电流、电压、电阻间不存在上述关系因此在运用公式 IUR 时，必须将同一个导体或同一、段电路的电流、电压、电阻代人计算，三者一一对应.在解题中，习惯上把同一个导体的各个物理量符号的脚标用同一数字表示.（3）欧姆定律中三个物理量间有同时性，即使在同一部分电路上，由于开关的闭合或断开以及滑动变阻器滑片位置的移动，都将引起电路的变化，从而导致电路中的电流、电压、电阻的变化，因而公式 IUR 中的三个量是同一时间的值.（4）为了便于分析问题，最好先根据题意画出电路图，在图中标明已知量的符号、数值和未知量的符号这是一种基本技能.（6）公式中的三个物理量，必须使用国际单位制中的主单位，即 I 的单位是安培，V 的单位是伏特，R 的单位是欧姆 www.J“在线名师”答疑室 随时随地随时随地提问互动 第 2 页 在线学习网址：www.J 客服热线：400-650-7766（9：0021：00 everyday）版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 4、欧姆定律在电流表、电压表中的应用、欧姆定律在电流表、电压表中的应用 电流表的电阻非常小，将它串联到电路中去就相当于串联一根电阻可忽略不计的导线，因此电流表串联在电路中不会影响电路中的电流大小.又由于串联电路中的电流处处相等，因此通过电流表上的示数就可以知道电路中与电流表相串联的其他部分中的电流.如果将电流表直接与电源的两极相接，由于电流表的电阻非常小，根据欧姆定律 I=U/R，电路中的电流会很大，就会把电路中的电流表及电源烧坏，严禁将电流表直接与电源两极相接.与电流表相反，电压表的电阻非常大，将电压表并联在某电路或电源的两端时，有电压表的支路就相当于断路，所以电压表可直接与电源两极相接.（前提是电压表量程合适）5、用欧姆定律来理解用电器的短路现象、用欧姆定律来理解用电器的短路现象 我们知道，如果用导线不通过用电器而直接连到电源两极上，称为短路，那是电源被短路，会把电源烧坏现在再来认识一种短路，那就是用电器被短路如图所示的电路中，显然电源未被短路.灯泡 L1的两端由一根导线直接连接导线是选择电阻率极小的材料制成的，在这个电路中，相对于用电器的电阻来说，导线上的电阻极小，可以忽略不计，通常在分析计算时，可以忽略导线的电阻；图中与L1并联的这段导线通过灯泡 L2接在电源上，那段导线中就有一定的电流 I，我们对那段导线应用欧姆定律，导线两端的电压 UIR，由于 R0，说明加在它两端的电压 U0，那么与之并联的灯泡 L1两端的电压 U1U0，在 L1上应用欧姆定律知，通过 L1的电流 I1U1R10，可见，电流几乎全部通过那段导线，而没有电流通过 L1，因此 L1不会亮这种情况我们称为灯泡 L1被短路 如果我们在与 L1并联的导线中串联一只电流表，由于电流表的电阻也是很小的，情形与上述相同.那么电流表中虽然有电流，电流表有读数，但不是 L1中的电流，电路变成了电流表与 L2串联，读数表示了通过 L2的电流，L1被短路了.能力训练 能力训练 一、电路的识别一、电路的识别 1如图所示电路，其中属于混联电路的是 www.J“在线名师”资料室 免费资料免费资料任你下载 第 3 页 在线学习网址：www.J 客服热线：400-650-7766（9：0021：00 everyday）版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 2如图所示，电铃、电灯、电动机并联的电路是 3如图所示的电路中，三个灯泡始终完好.当开关 S 断开时，三个灯泡都发光；当开关 S 闭合时 ALl、L2、L3都不亮 BLl、L2、L3都亮 CL2不亮,Ll、L3亮 DLl、L2不亮,L3亮 4如图，L 是灯泡，且两灯均正常发光，“”处可以连接电流表、电压表测量电路中的电流、电压，以下说法中正确的是 Aa 为电流表，b 为电压表，c 为电流表 Ba 为电压表，b 为电压表，c 为电流表 Ca 为电流表，b 为电流表，c 为电压表 Da 为电流表，b 为电流表，c 为电流表 二、电压表、电流表的识别二、电压表、电流表的识别 1如图所示，当滑片 P 向右移动时，电压表和电流表的示数变化的情况是 AV 变大、A 变大、A1不变 BV 变大、A 变小、A1不变 CV 不变、A 变大、A1变大 DV 不变、A 变小、A1不变 2如图所示，当滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，下列说法正确的是 A电路总电阻变大 B电压表示数变小 C电流表示数变小 D电压表示数变大 3如图所示的电路中，电源电压恒定不变，当电键 K 闭合时 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 4如图所示，当开关 S 由闭合变为断开时，下列说法正确的是 A电流表 A1示数变小 B电流表 A1示数变大 C电流表 A1示数不变 D电流表 A2示数变小 www.J“在线名师”答疑室 随时随地随时随地提问互动 第 4 页 在线学习网址：www.J 客服热线：400-650-7766（9：0021：00 everyday）版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 5如图所示是童童设计的压力传感器的原理图，其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片 P 固定在一起，AB 间有可收缩的导线，R1为定值电阻.当闭合开关 S，压力 F 增大时，电流表与电压表示数变化情况是 A电流表示数变大，电压表示数变小 B电流表示数变小，电压表示数变大 C电流表、电压表示数都变大 D电流表、电压表示数都变小 6如图所示，R 是磁敏电阻，它的阻值能随周围磁场的增强而增大.闭合开关 S，当磁敏电阻 R 周围的磁场增强时 A电流表示数变小 B电压表示数变小 C灯 L 变亮 7在图所示的电路中，电源电压不变.闭合开关后，滑动变阻器的滑片 P向右端滑动时 A电流表示数减小，电压表示数减小 B电流表示数不变，电压表示数不变 C电流表示数增大，电压表示数减小 D电流表示数减小，电压表示数增大 8如图所示，电源电压保持不变时,当滑动变阻器滑片 P 向右滑动过程中 A电压表 V 示数变小 B电流表 A1示数变大 C电流表 A2示数不变 D电流表 A2示数变小 9如图所示，闭合形状 S 后，使滑动变阻器 R 的滑片 P 向左滑动，则 A电流表的示数变大，电压表的示数变大，灯变暗 B电流表的示数变小，电压表的示数变大，灯变亮 C电流表示数变大，电压表的示数变小，灯变亮 D电流表示数变小，电压表的示数变小，灯变暗 10在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关 S，将变阻器的滑片向右移动，则 A灯泡亮度变暗，电流表示数变小 B.灯泡亮度变亮，电流表示数不变 C灯泡亮度不变，电流表示数变小 D灯泡亮度不变，电流表示数变大 www.J“在线名师”资料室 免费资料免费资料任你下载 第 5 页 在线学习网址：www.J 客服热线：400-650-7766（9：0021：00 everyday）版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 11小明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 12物理实验活动中，设计了以下所示的四种用电流表和电压表示数反映弹簧所受压力大小的电路，其中 R是滑动变阻器，R 是定值电阻，电源两极间电压恒定.四个电路中有一个电路能实现压力增大，电表示数增大，这个电路是 13这是地磅的电路图.当称重物时，在压力作用下滑片 P 向下端滑动，变阻器连入电路的电阻_，电流表的示数_.（选填“变大”“变小”或“不变”）.这样把电流对应的重量刻在电流表的刻度盘上，就可以读出被称物体的重量.三、电流、电压、电阻的关系三、电流、电压、电阻的关系 1小明同学探究“通过导体的电流与电压的关系”时，电路图与实物图如图所示.已知电源电压和电阻 R1的阻值均恒定，电流表 A 的量程为 00.6 安，电压表 V1的量程为 03 伏，电压 V2的量程为 015伏，滑动变阻器 R2上标有“50 1A”的字样.（1）小明按电路图将实物连接起来，闭合开关前滑动变阻器的滑片应放在 端（填“左”或“右”）.闭合开关，发现电流表 A 与电压表 V1 的示数为零，电压表 V2的示数不为零，若是电路中的电阻R1或滑动变阻器 R2发生故障则故障是 .（2）排除故障后，继续进行实验，记录电流表 A 与电压表 V1的示数，得到一组实验数据，如下表所示.www.J“在线名师”答疑室 随时随地随时随地提问互动 第 6 页 在线学习网址：www.J 客服热线：400-650-7766（9：0021：00 everyday）版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 分析表中实验数据可得结论：当导体的阻值不变时，通过导体的电流与电压成 比.（3）实验中，记录电流表 A 与电压表 V2的示数，得到一组实验数据，根据实验数据作出 U-I 图线（实线部分），如图所示.则该实验中，在保证实验器材安全的前提下，电路中允许通过的最大电流 为 安.2小明同学利用如图所示的电路，探究保持电压不变时，电流跟电阻的关系，得到的数据如下表.电阻 R/5 6 10 15 20 30 电流 I/A 0.6 0.5 0.3 0.2 0.15 0.1（1）分析表中的数据，可以得出的结论是：.（2）滑动变阻器 R在此实验中的主要作用是：.3利用如下左图所示电路，在研究通过导体的电流跟电阻的关系时，要保持导体两端电压不变.实验中，不断改变 Rx 的阻值，调节滑动变阻器使伏特表示数保持不变，得到了 I 与 R 的关系图像，如下右图所示.由图像可以得出的结论是 ；此次实验中，伏特表的示数始终保持 V 不变.4刘阳同学想利用下图所给实验器材，探究电流与电压和电阻的关系.（1）在电压表尚未接入电路之前，已存在两处明显的连接错误，请你指出.实验次数1 2 3 4 5 电压/V l.0 1.5 2.0 2.5 2.8 电流/A 0.10 0.l5 0.20 0.25 0.28 www.J“在线名师”资料室 免费资料免费资料任你下载 第 7 页 在线学习网址：www.J 客服热线：400-650-7766（9：0021：00 everyday）版权所有 北京天地精华教育科技有限公司（2）假如错误已纠正，且原电流方向不变，则电压表将接在电路中 a、b、c、d 四点中的哪两点才能测量 R1两端的电压.（3）上表是刘阳同学用 R1实验得出的几组实验数据，分析表中数据可得到什么结论。写出简要的分析过程.（4）本实验操作完成后，如果将电阻 R1换成一只小灯泡，还能测量小灯泡的什么物理量？四、测量电阻阻值的大小四、测量电阻阻值的大小 1在用“伏安法测小灯泡的电阻”实验中，（1）在图甲中，请你将电压表正确连入电路，完成电路的连接.（2）在闭合开关之前，图中滑动变阻器的滑片应放在 端.（填“左”或“右”）（3）若某次测量时电压表和电流表的示数如图乙所示，则电压表的示数为 V，灯泡的电阻 RL=（4）小明同学在做实验时，电路连接无误，闭合开关后，发现电流表的指针明显偏转，而电压表的示数为零.该故障的原因可能是 （5）这个电路除了可以测小灯泡的电阻外，还可以用来测量小灯泡的功率.由图乙两表示数可求出小灯泡的功率 P=W.www.J“在线名师”答疑室 随时随地随时随地提问互动 第 8 页 在线学习网址：www.J 客服热线：400-650-7766（9：0021：00 everyday）版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 2现有下列实验器材：一只已知阻值的定值电阻 R0、两只电流表、电池、开关、足量的导线.请你利用这些器材设计实验，测出一只未知电阻 Rx的阻值.要求：（1）在右框内画出实验电路图.（2）简述实验过程并用已知量和测量量表示 Rx.3实验室中有一蓄电池，电压标记已模糊不清，电压约为 20V.现在实验室有下列器材：定值电阻 R0（阻值为 10）1 个、滑动变阻器（阻值变化范围为 020）1 个、标准电阻箱（阻值变化范围为09999，电路符号为“”）1 个，一只量程为 03V、015V 的电压表，单刀单掷开关若干，导线若干.请从中选择适当的器材组成实验电路，测出该蓄电池的电压值.（1）在方框中画出你设计的实验电路图.（2）简述你连接好电路后的测量步骤（测量的物理量用物理符号表示）.（3）写出该蓄电池电压 U 大小的表达式（用所测的物理量和已知量表示），U .www.J“在线名师”资料室 免费资料免费资料任你下载 第 9 页 在线学习网址：www.J 客服热线：400-650-7766（9：0021：00 everyday）版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 4小明想测额定电压为 2.5V，正常工作电流小于 0.3A 的小灯泡的电阻.（1）如图所示是小明没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整.（要求滑动变阻器连入电路的阻值最大）（2）连接好电路后，小明进行了实验，记录的数据如下表所示.请仔细分析分析实验数 据，回答以下问题：表中有一个明显的错误数据，请指出错误数据并分析产生的原因.小灯泡正常发光时的电阻为 .（3）完成上述实验后，小明想用原电路测量一段电阻丝 Rx的阻值（约 10）.他用电阻丝替换了灯泡，闭合开关，发现电压表已损坏，将其拆除，不改变其他电路元件的连接方式，小明也完成了实验.请简述实验步骤并写出计算 Rx的最后表达式.（已知滑动变阻器的最大阻值为 R0）实验步骤：.表达式：Rx=.www.J“在线名师”答疑室 随时随地随时随地提问互动 第 10 页 在线学习网址：www.J 客服热线：400-650-7766（9：0021：00 everyday）版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 答案：一、1、B 2、B 3、D 4、B 二、1、D 2、ACD 3、C 4、CD 5、B 6、A 7、B 8、C 9、C 10、C 11、B 12、B 13、变小、变大 三、1、（1）右；滑动变阻器 R2断路 （2）正 （3）0.3 2、（1）电压不变时，导体中的电流与电阻成正比 （2）调整 R的阻值，使 R 两端的电压保持不变 3、电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；2.5 4、（1）正负接线错误，滑动变阻器接线错误 （2）bc（或 bd）（3）电阻一定时，导体中的电流与它两端的电压成正比。过程略。（4）电功率、电阻 四、1、（2）左（3）2.2 11（4）电压表接线柱松动（或接触不良）（5）0.44 2、(1)（2）按照图所示的电路图连接电路，闭合开关 S，读出电流表示数 I1，I2，0 12xR IR I=所以102xIRRI=3、方案一：将滑动变阻器的滑片移至最大值处；闭合开关 S，读出电压表示数U0，000 xRRUUR+=00003xRRUUUR+=方案二：www.J“在线名师”资料室 免费资料免费资料任你下载 第 11 页 在线学习网址：www.J 客服热线：400-650-7766（9：0021：00 everyday）版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 将滑动变阻器的滑片移至最大值处 闭合开关S，读出电压表的示数U1 01132xxRRURUU+=方案三：将电阻箱调至电阻最大阻值处 闭合开关S，将电阻箱调至合理阻值，读出电压表的示数U1 010 xRRUUR+=4、（1）（2）12.5 （3）闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为0），记下电流表的示数I1，使滑动变阻器连入电路的阻值最小大，记下电流表的示数I2；2012xIRRII=五、1、B 2、C 3、20