欧姆定律.docx
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欧姆定律.docx
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欧姆定律
欧姆定律
[知识链接]
一、电流跟电压、电阻的关系
1、电流跟电压的关系:
在电阻一定时,导体中的电流踺段导体两端的电压成正比。
注意:
①这里导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一导体而言的,不能说一个导体中的电流和另一导体上的电压成正比。
②不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。
这里存在一个逻辑关系的问题,这里的电压是原因,电流是结果,是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才加了电压。
2、电流跟电阻的关系:
在电压一定的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
注意:
①电流和电阻是针对同一导体而言的,不能说一个导体的电流与另一个导体的电阻成反比。
②不能反过来说,电压不变时,导体的电阻与通过它的电流成反比。
我们知道电阻是导体本身的一种特性,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会因为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。
二、欧姆定律
1、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、表达式:
I=U/R U表示一段导体两端的电压,单位是伏特(V);R表示这段导体的电阻,单位是欧姆(Ω);I表示通过这段导体中的电流,单位是安培(A)。
3、公式的物体意义:
欧姆定律的公式I=U/R表示加在导体两端的电压增大几倍,导体中的电流就增大几倍;当加在导体两端的电压不变时,导体的电阻增大几倍,其电流就减小为原来的几分之一。
4、由公式可变形为:
U=IR R=U/I
5、对欧姆定律的理解:
①定律涉及的电流、电压、电阻三个物体量都是针对同一导体或同一段电路而言的,即满足“同体性”;式中的I、U、R还应是同一段导体在同一时刻的电流、电压、电阻,即满足“同时性”;运用该式时,式中各物理量的单位要统一使用基本单位。
②欧姆定律公式I=U/R可以变形为U=IR,但不能认为导体两端的电压跟导体中的电流、导体的电阻成正比,因为电压是形成电流的原因;公式还可以变形为R=U/I,但不能说导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟电流成反比,因为电阻是导体本身的一种特性,跟所加电压和通过的电流无关,只是为我们提供一种测量、计算导体电阻的方法而已。
③欧姆定律只适用于纯电阻电路,如:
只接有电阻器、电热器、白炽灯等电路。
对于非纯电阻电路,如电动机电路、日光灯电路等,不能直接应用。
[典型例题]
1、小明用如图甲所示的电路做“导体两端的电压与电流的关系”实验.
⑴根据图甲的电路图在图乙中将实物连成实验电路,要求变阻器滑片向右移动时,电流表示数增大;
⑵通过调节滑动变阻器,得到的电流和对应的电压值如下表所示.请在U-I坐标中作出电流随电压变化的图像;
I/mA
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
U/V
0.5
1.0
1.6
1.9
2.5
3.0
⑶由图像可知,小明选用的定值电阻阻值为_________Ω,当电路中的电流为0.5A时,电阻R消耗的电功率为 W.
⑷如果用此电路测量一个额定电压为3.8V、电阻约为10Ω的小灯泡的额定功率,则实物电路中必需进行的改动是:
① ;
② .
解答:
⑴连接电路略 ⑵画图像略 ⑶5 1.25
⑷①增加一节干电池 ②将电压表的量程改为0-15V
2、在“研究电流跟电压的关系”实验中,被控制的物理量是 ,实验结论是 ;在“研究电流跟电阻的关系”实验中,被控制的物理量是 ,实验结论是 .这两个实验所用的科学方法是控制变量法.
解答:
电阻 电流跟电压成正比 电压 电流跟电阻成反比
3、两个电阻元件A和B的两端电压与流过它们电流的关系如图所示。
则由图可知,电阻值较大的元件是 (填“A”或“B”);它的阻值是__________。
若将A和B两电阻元件并联后接在电压为2V的电源两端,则并联电路干路电流的大小是 ,此时电路总电阻的阻值是_________.(结果保留一位小数)
解答:
B; 10Ω; 0.6A; 3.3Ω.
4、如图所示的电路中,电源电压为2V保持不变,电阻R1=5Ω,R2=10Ω.当开关S断开时,电流表A1的示数是 A;当开关S闭合时,电流表A2的示数是 A.
解答:
0.4 0.6
5、由欧姆定律得到公式R=U/I,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端电压成正比;
B.导体的电阻与流过导体的电流成反比;
C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零;
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压大小无关
解答:
D
[牛刀小试]
1、在“探究通过导体的电流与电压的关系”的实验中,选用电压6V的电源,小明设计了实验电路图(a),小亮觉得小明设计的电路图不够完善,于是他对图(a)进行了改进,增加了一只滑动变阻器R2连接到如图(b)所示的实物图中,
(1)问:
小亮增加一只滑动变阻器能起什么作用?
答:
_______
(2)实验中,小亮在闭合开关S后,发现电流表示数为零,电压表示数为6V,造成此现象的原因可能是_______(选填下列四个选项之一)
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
(3)经重新调整后,通过改变电阻R两端的电压,电流表、电压表的示数如表中所示,对表格中的数据进行分析,你认为错误的数据是_______,排除错误的数据后,可归纳得出的结论是
(4)排除错误的数据,小亮实验所选用的定值电阻R1的阻值估计为 Ω
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
电流I/A
0.20
0.22
0.24
0.26
1.40
0.30
2、现要探究“电流跟电压和电阻关系”但没有滑动变阻器,只有新的干电池5个,阻值5Ω电阻5个,电流表(0~0.6A~3A)1个,开关1个,导线若干。
请你利用给出的实验器材完成该实验的探究。
⑴在虚线框内画出实验探究电路图。
⑵写出你进行实验探究的步骤:
⑶在某次实验中,电流表示数如图14所示,此时电路的电流为A.
3、在研究电流与电阻和电压关系的实验中:
(1)闭合开关前,滑动变阻器应处于_____,目的是:
_____________。
(2)小敏同学按图1的电路原理图连接了图2实物电路,其中有两个元件连接错误。
它们分别是_____和_____(只须填写连错的元件)。
(3)重新连接电路后,用开关S进行试触,如果电流表指针向左偏转,说明电流表的_____;如果电流表指针向右偏转超过刻度盘,应换用较____量程。
(4)正确连接电路后,测出R1=5Ω、两端电压为3V时的电流。
然后将电阻R1由5Ω换成10Ω,为了使电阻R1两端的电压仍然为3V,他应将滑动变阻器的滑动触头P向___端滑动,在触头P滑动的过程中,电路中的电流将_____。
4、
(1)小黄给一根导线两端加了1.5V电压,测出通过导线的电流是0.15A.则该导线的电阻为___________Ω;若撤去导线两端的电压,导线的电阻又是_________Ω.
5、如图所示,电源电压不变,开关S闭合,滑动变阻器R1的滑片P向右移动时,电表的示数变化情况是:
电流表示数 ,电压表示数 。
6、三个电阻值均为10Ω的电阻R1、R2、R3串联后接在电压恒定为U的电路中,某同学误将一只电流表并联在电阻R2两端,如图12,发现电流表的示数为1.5A,据此可知电源电压U为 V;若用一只电压表代替电流表并联在R2两端,则电压表的示数为 V。
7、两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图6所示,将甲和乙并联后接在电压为2.0V的电源两端,干路中的电流为 A
8、两个定值电阻
,串联后接入电路,那么通过它们的电流之比
,两电阻两端的电压之比
。
9、如图12-6所示的电路中,当S闭合后,电压表V1的示数为4V,电压表V2的示数为6V,电流表A的示数为1A,且将R2和R3对换位置后,电流表、电压表示数均不变,则电源电压为 V.
10、如图12-5是R1和R2两个电阻中的电流随它们两端电压变化的I―U图象.从图象可知,电阻R1 R2(选填“<”、“>”或“=”).
11、图12-3所示的电路中,电源电压恒定,当滑动变阻器的滑动触头P向D端移动时,电流表的示数 ,电压表的示数 (填“变大”、“变小”或“不变”).
12、下表是某组同学研究电流与电阻、电压关系的实验的记录。
表1R=15 Ω
电压U/V
1.5
3
4.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
表2U=2V
电阻R/
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
0.1
分析以上数据得到的结论是:
(1) ;
(2) 。
13、某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,发现通过电阻a、b的电流
随电压变化情况如图所示,则下列结论与图象相符的是
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而减小
B.电压相同时,阻值大的电阻通过的电流大
C.电流相同时,阻值小的电阻两端的电压大
D.两电阻阻值的关系是Ra>Rb
14、如图所示,将开关S1、S2闭合,电路正常工作,然后断开S2,则下列说法中正确的是( )
A.A1示数变小,A2示数变大
B.A1示数不变,A2示数变大
C.A1示数不变,A2示数变小
D.A1示数变大,A2示数变大
15、如图12-8所示,电路中的电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片由图中位置向a点移动时,电表V1、V2、A的示数变化正确的是 ( )
A.V1减小,V2减小,A增大 B.V1增大,V2减小,A增大
C.V1增大,V2减小,A减小 D.V1减小,V2增大,A减小
16、一段导体两端的电压是4.0V时,导体中的电流是1.0A,如果将其两端的电压减小到2.0V,导体中的电流变为( )
A.2.0A
B.0.25A
C.3.0A
D.0.50A
17、如图所示,V1和V2是完全相同的两个电压表,都有最大测量值是3V和15V两个量程,闭合开关后,发现两个电压表指针的偏转角度相同,则( )
A.R1∶R2=1∶4 B.R1∶R2=4∶l
C.R1∶R2=1∶5 D.R1∶R2=5∶l
18、如图3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
19、根据欧姆定律 I=U/R,下列哪种说法是正确的:
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小;
B.导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大;
C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比;
D.导体两端的电压越大,这段导体中电流就越大。
[直击中考]
1、(09河池)小莉按图18中甲所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”实验.
(1)根据图甲,将图乙中的实物连接成电路,要求变阻器滑片向右移动时,电流表示数增大(注意两电表量程的选择);
(2)实验时,调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值如下表.请根据表中数据,
在图19的坐标系中画出电阻R的U-I关系图象:
U(V)
0.5
1.0
1.6
1.9
2.5
3.0
I(A)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(3)由图象可知,小莉实验时所选用电阻R的阻值为 Ω,当电路中的电流为0.5A时,电阻R消耗的电功率为 W.
(4)现已将图乙中的电阻R换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡后,若要测该小灯泡的额定功率,则在原实物电路中必须改动的地方是:
① ;② .
2、(09安顺)刘阳同学想利用图8所给实验器材,探究电流与电压和电阻的关系。
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
(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。
(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?
3、(09莆田)在探究“电流与电压关系”的实验中,宁宁同学用电流表和电压表测量出某段导体中电流及其两端的电压,数据如下表:
(1)请在方格纸上画出导体中电流与导体两端电压的关系图像;
(2)通过探究可得出:
某段导体,通过它的电流与其两端的电压成_________比;
(3)由上述关系图像可知导体的电阻R=_________Ω。
4、(09常德)某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到
的数据画出了如图所示的图像。
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增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
5、(09哈尔滨)如图所示电路,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________,电压表示数将_________.(选填“变大”、“不变,,或“变小”)
6、(09宜昌)将一支铅笔芯接在3V电源两端,测出通过铅笔芯的电流是0.15A,则该铅笔芯的电阻为______Ω;若将这支铅笔芯两端的电压增加到6V,则通过它的电流是______A。
22、(09南昌)在图3所示的电路中,电源电压不变,R2=10Ω。
S1闭合、s2断开时,电流表的示数为0.2A.两开关都闭合时,电流表的示数为0.5A,则电阻R1= Ω。
7、(09襄樊)如图2所示的电路中,电压表V1的示数为9V,电压表V2的示数为3V,那么R1与R2的阻值之比为( )
A.2:
1 B.1:
2C.3:
1 D.1:
3
8、(09山西) 如图所示电路中,电源电压不变,闭合开关S移动变阻器的滑片P向左移动时
A.电流表示数变大,电压表示数变大
B.电流表示数变小,电压表示数变小
C.电流表示数变大,电压表示数变小
D.电流表示数变小,电压表示数变大
9、(09常德)如图所示电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑
动变阻器的滑片P向右移动时,电表的示数变化情况是
A.电流表示数增大,电压表示数增大
B.电流表示数减小,电压表示数增大
C.电流表示数不变,电压表示数不变
D.电流表示数减小,电压表示数不变
10、(09德州)如图所示.当滑片P向左移动时
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.电流表示数变小,电压表示数变小
D.电流表示数变小,电压表示数变大
11、(09福建)在图14电路中,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3A。
(1)电阻R1两端的电压是多少?
(2)通过R2的电流是多少?
参考答案
1、
(1)答:
能改变电路中的电流,从而改变电阻R1两端的电压
(2)B
(3)1.40 在电阻一定时,流过电阻的电流大小与它两端的电压成正比(4)10
2、
(1)电路如图所示.
(2)A.保持电阻值不变,探究电流与电压的关系
①按右图连接好电路;
②将电源分别换为1节、2节,3节,4节和5节电池串联,闭合开关,读出电流表示数.
B.保持电压不变,探究电流与电阻的关系
③保持电源为2节干电池不变,电阻分别为1个,2个串联,3个串联,4个串联和5个串联,闭合开关,分别读出电流表的示数.(3)0.30A
3、
(1)最右端 保护电路
(2)电流表 电压表
(3)正负接线柱接反了 大(4)右 减小
4、10 ;105、减小;变大;6、30 10
7、0.06A8、1:
1;2:
39、710、< 11、变小 不变
12、1)在电阻一定的情况下电流与电压成正比;
2)在电压一定的情况下电流与电阻成反比。
13、D14、C15、C16、D17、A18、C 19、D
中考答案
1、
(1)如图18乙 电流表0~0.6A 电压表0~3V滑动变阻器连接右下接线柱
(2)图象如图19 (3)5 1.25
(4)①增加一节干电池;②电压表改接为0~15V量程
2、
(1)电流表正负接线错误,滑动变阻器接线错误(其它合理的表述即可)。
(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。
当电压增加时,电流也随着增加,且电压与电流的比值不变(其它合理的表述即可)。
(4)电功率、电阻
3、
(1)略
(2)正 (3)20±0.64、C5、变小变小
6、24、20;0.3 7、 1533、C8、A
9、解:
(1)由
得U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
(2)∵R1、R2并联 ∴U2=U1=3V
=
=0.15A
答:
略
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