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暑假
初三
物理
第十五
教师版
第十五讲 欧姆定律
一、欧姆定律
1、1862年,德国物理学家欧姆用不同材料的________________做实验,研究了通过导体的________与导体两端的________之间的关系。
2、通过实验,欧姆得出结论:对于某导体来说,通过它的________与它两端的________成________,这就是欧姆定律。
3、欧姆定律的数学公式可表示为________。
4、如果导体的温度或某些外界物理条件发生明显变化时,U和I的比值________是常数,即导体的________会发生变化。此外,欧姆定律并不适用于所有导体,例如________________就不适用。
【答案】1、金属导体;电流;电压
2、电流;电压;正比
3、I=U/R
4、不再;电阻;气体导体
二、U-I图像
1、用不同导体进一步做实验发现,对于________________,它们的U-I图线都是过________的倾斜直线,但它们的________不同,也就是说它们的________不同。
2、在不同导体两端加上相同的电压时,通过导体的电流与导体的电阻成________,即导体的电阻越大,导体中的电流就越________;反之,电阻越小,则电流越________。
3、探究导体中电流与电压的关系
【实验目的】:探究通过金属导体的电流与它两端电压之间的关系,形成电阻概念,从而得到电流与电压、电阻之间的关系
【实验器材】:若干节干电池、电键、电压表、电流表、________________、若干导线等。
【实验步骤】:
(1)如图所示连接电路,将导体甲连入M、N两点,电键处于________状态。
(2)闭合电键,记下相应的________________和________________。
(3)改变________________,再记下两组不同电压下对应的电流值。
(4)用乙导体换甲导体,重复上述实验。
(5)本实验进行多次实验的目的是________________________________________________。
【实验结论】:
①同一导体,________________________________。
②同一导体,________________________________。
③不同导体,________________________________。
【答案】1、不同导体;原点;斜率;电阻
2、反比;小;大
3、两个不同导体;断开;电流表示数;电压表示数;电池的节数;多次试验,得出普遍的物理规律;电流与电压成正比;电压和电流的比值的定值;电压和电流的比值不同
三、欧姆定律的应用
1、某导体的电阻等于它两端的电压除以通过它的电流,所以测定某导体电阻最基本的方法是________________。
2、只要知道电流、电压、电阻三个量中的任何________,根据欧姆定律便可以求出第三个量,当然,这三个量是对________导体而言的。
【答案】1、伏安法
2、两个;同一
欧姆定律发展历史
1825年5月欧姆在他的第一篇科学论文中发表电流产生的电磁力的衰减与导线长度的关系,是有关伽伐尼电路的论文,但其中的公式是错误的。[1]
1826年4月欧姆改正了这个错误,得出有名的欧姆定律。
1827年出版了他最著名的著作《伽伐尼电路的数学论述》,文中列出了公式,明确指出伽伐尼电路中电流的大小与总电压成正比,与电路的总电阻成反比,式中S为导体中的电流强度(I),A为导体两端的电压(U),L为导体的电阻(R),可见,这就是今天的部分电路欧姆定律公式。[1]
1876年,詹姆斯·麦克斯韦与同事,共同设计出几种测试欧姆定律的实验方法,能够特别凸显出导电体对于加热效应的响应。[3]
知识点一:欧姆定律的概念
1. 在物理学的发展过程中,许多物理学家做出了杰出的贡献。通过大量实验研究得出电流与电压的关系的是 ( )
A.安培 B.欧姆 C.伏特 D.库仑
【答案】B
2. 关于欧姆定律,下列说法正确的是 ( )
A.电阻越大,电流越小 B.电压越大,电流越大
C.电压为零,电阻也为零 D.以上说法都不对
【答案】D
3. 根据欧姆定律公式I=U/R,也可变形得到R=U/I。对此,下列说法中正确的是 ( )
A.流过导体的电流越大,则电阻越小
B.某段导体两端电压为0时,其电阻为0
C.导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比
【答案】C
4. 下列有关电流、电压、电阻的分析正确的是 ( )
A.电压是形成电流的原因,有电压就一定有电流
B.加在导体两端的电压越高,导体中的电流就一定越大
C.当电阻一定时,导体中的电流与这段导体两端的电压成正比
D.白炽灯泡在不同电压下测得的电阻不同,因此导体的电阻与电压有关
【答案】C
5. 通过某导体电流为0.2安,10秒内通过其横截面的电荷量为________库,若它的电阻为50欧,它的两端的电压为________伏;当它两端电压为5伏时,它的电阻为________欧。
【答案】2;10;50
二、U-I图像
知识点一:探究导体中电流与电压的关系
6. 根据表中实验数据,可得到的结论是 ( )
导体两端电压
导体的电阻
通过导体的电流
2V
5Ω
0.4A
2V
10Ω
0.2A
2V
20Ω
0.1A
A.导体的电阻一定时,电流跟电压成正比
B.导体的电阻一定时,电流跟电压成反比
C.电压一定时,电流与电阻成正比
D.电压一定时,电流与电阻成反比
【答案】D
7. 在探究“电流与电压的关系”的实验中,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到_______________位置,分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验,目的是______________________,如图是根据实验数据绘制的图像,有图像可知:电阻一定时,导体中的电流与加在这段导体两端的电压成________关系。
【答案】阻值最大;得到普遍的规律,避免结论的偶然性;正比
8. 小明同学在探究“电流和电阻的关系”实验中,当定值电阻R由5Ω换成10Ω后,为了使________________的示数保持不变,他应将滑动变阻器的阻值________________。(填“变大”、“变小”、“保持不变”)
【答案】电压表的示数;变大
知识点二:U-I图像的理解
9. 小明在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,根据图像,下列说法错误的是 ( )
A.当在导体乙的两端上加1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A
B.将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
D.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
【答案】D
10. 李妍想要探究“当导体的电阻一定时,通过导体的电流与电压之间的关系”,在开始实验之前,她先做了四种猜想,并将它们分别用图像的形式表示出来。你认为她的四种猜想中,正确的是 ( )
A B C D
【答案】B
11. 在“探究通过导体的电流与电压的关系”实验中,得到I﹣U图像如图所示,则正确的是 ( )
A B C D
【答案】B
12. 某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是 ( )
A.该导体的电流随电压的增大而减小
B.当导体两端的电压为0V时,电流为0A
C.当导体两端的电压为0V时,电阻为0Ω
D.当导体两端的电压为2V时,电流为0.2A
【答案】B
13. 某同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时,将记录的数据通过整理做出了如图所示的图像,由图中信息可知 ( )
A.A导体的电阻为10Ω
B.A导体的电阻大于B导体的电阻
C.导体AB串联在3V的电源上,电路中的电流是0.2A
D.B导体两端电压为0V时,B导体的电阻为0Ω
【答案】C
三、欧姆定律的应用
知识点一:利用欧姆定律进行简单的计算
14. 在研究电流与电压关系时,若加在导体两端的电压是20V,导体中的电流是0.5A,若两端的电压变为10V时,则通过这段导体的电流是 ( )
A.40A B.O.5A C.0.25A D.1A
【答案】C
15. 10秒内通过某导体横截面的电荷量为12库,通过它的电流为________安;若它两端的电压为24伏,其电阻为________欧;若沿长度方向,将该导体截去一段后接入原电路,通过它的电流将________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
【答案】1.2;20;变大
16. 当加在某导体两端的电压为6V时,通过导体的电流为0.5A,则该导体的电阻为________Ω;若加在该导体两端的电压增加3V,则该导体的电阻为________Ω。
【答案】12;12
1、有若干标有“6V,0.5A”的小灯泡,此小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
【答案】12
2、当一导体两端的电压为12V时,通过它的电流大小为0.6A,若将电压减小原来的1/3,则通过导体的电流大小为________;若将电压减小到0,那么通过导体的电流为________,导体的电阻为________。
【答案】0.2A;0;20Ω
3、导体中要有电流通过,必须在导体两端加________,同时导体本身对电流有________作用。
【答案】电压;阻碍
4、一个导体的电阻值增加4Ω后接在原来的电源上,通过该导体的电流变为原来的3/4,则该导体原来的电阻为多大?
【答案】12Ω
5、关于欧姆定律公式和R=U/I下列说法中正确的是 ( )
A.R与U成正比与I成反比
B.当电流强度增大2倍时,电阻R减小2倍
C.电阻是导体的一种性质
D.当电压为零时,电阻R也为零
【答案】C
6、最先提出电流与电压、电阻关系的科学家是 ( )
A.安培 B.欧姆 C.焦耳 D.托里拆利
【答案】B
7、对欧姆定律的理解,下列说法错误的是 ( )
A.对某一段导体来说,导体中的电流跟导体两端电压成正比
B.在电压一定的条件下,导体中的电流跟导体的电阻成反比
C.导体中电流的大小由其两端电压和电阻共同决定其大小
D.导体中的电流是自身的一种性质,与其两端电压和电阻无关
【答案】D
8、在电流跟电阻的关系中,下列说法正确的是 ( )
A.电流跟电阻成反比
B.在电压一定的情况下,电流和电阻成反比
C.通过导体的电流跟导体的电阻成反比
D.以上说法均不正确
【答案】B
9、下列关于电流、电压、电阻的关系说法正确的是 ( )
A.物理学家安培得出了导体中电流与其两端电压成正比,与导体的电阻成反比
B.家庭电路中的电压是36V
C.导体中有电流,导体才能有电阻;电阻大的电路中电流一定小
D.电阻是导体本身的一种性质,与电压、电阻无关
【答案】D
10、某同学在探究“导体上的电流跟导体两端电压之间的关系”时,发现通过导体a、b的电流随电压变化的情况如图所示,则下列结论与图像相符的是 ( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而减小
B.电压相同时,阻值大的导体通过的电流小
C.两导体并联接在电路中,a消耗的功率大
D.两导体的阻值关系是Ra<Rb
【答案】B
11、把两个同规格的灯泡L串联在电源为3伏的电路中,L上标有“3V”的字样,它的电阻随它两端电压的变化关系如图所示,下列说法中正确的是 ( )
A.灯泡L的额定电流是0.2A
B.灯泡L此时的电阻大于10Ω
C.灯泡L此时能正常发光
D.灯丝的电阻随电压的增大而增大
【答案】D
12、如图甲所示,是小华做探究串联电路电压特点的电路图,其中R1=10Ω,开关闭合时两只电压表的指针恰好指在同一位置处,电压表V1指针如图乙所示,则电源电压为________V,R2=________Ω。
【答案】5;40
1、在右图所示的电路中,电源电压保持不变。当电键S由断开到闭合时,正确的判断是 ( )
A.电流表的示数变小 B.电流表的示数不变
C.电压表的示数变小 D.电压表的示数不变
【答案】D
2、将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示电路。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况应该是 ( )
A.A表和V表示数均变小
B.A表示数变小,V表示数变大
C.A表示数变大,V表示数变小
D.A表和V表示数均变大
【答案】C