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第 16 课 欧姆定律
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课程标准 课标解读
1.掌握导体电流跟电压的关系。 1、通过实验探究导体中电流跟电压的关系。
2.掌握导体电流跟电阻的关系。 2、通过实验探究导体中电流跟电阻的关系。
3. 掌握欧姆定律的内容、公式及相关的物 3、熟练掌握欧姆定律的内容及图像,并能利用欧姆定
理量的单位。 律变形公式解答问题。
知识精讲
一、
知识点01 电路电流与电压和电阻的关系
电路电流与电压和电阻的关系
(1) 由于电压是形成电流的原因,说明电流的大小与导体两端的电压有关;由于导体的电阻对电流有阻碍
作用,所以,电流的大小与导体电阻有关。
(2) 电流和电压:当电阻一定时,通过导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
(3) 电流和电阻:当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
(4) 试验方法:控制变量法。
【即学即练1】在“探究电流和电压的关系”和“探究电流和电阻的关系”两个实验中,下列说法正确的
是( )
A.两个实验多次实验的目的都是为了得到普遍性实验结论
B.探究电流和电压的关系中,滑动变阻器的作用主要是控制定值电阻两端电压一定
C.在探究电流和电阻的关系中,滑动变阻器的作用主要是改变定值电阻两端的电压
D.两个实验都用到的实验探究方法是转换法
答案 A
解析 A.“探究电流和电压的关系”和“探究电流和电阻的关系”两个实验都是寻找规律的实验,因此
两个实验多次实验的目的都是为了得到普遍性实验结论,故A正确;
B.在探究电流跟电压的关系时,要控制电阻的大小不变,改变电阻两端的电压,研究电流随电压的变化
关系,因此滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压,故B错误;C.在探究电流和电阻的关系中,要控制电阻的电压不变,改变电阻的阻值,定值电阻的电压也要发生变
化,因此滑动变阻器的作用主要是控制定值电阻两端电压一定,故C错误;
D.在探究电流跟电压的关系时,要控制电阻的大小不变;在探究电流跟电阻的关系时,要控制电阻的电
压不变,因此两个实验都用到的实验探究方法是控制变量法,故D错误。
故选A。
知识点02 欧姆定律
欧姆定律
(1)定义:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
U
I
R
(2)公式: U为电源电压,单位为伏(V);I为通过导体的电流,单位为安(A);R为导体的
,
电阻,单位为欧(Ω)。
U
R=
(3) 公式变形:U=IR, I 。
(4) 注:①应用欧姆定律的公式进行计算时,一定要统一到国际制单位后再进行计算。
②各个物理量具有同一性,即I,U,R是对同一段导体、同一时刻而言。
U
R=
③ 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的比值;由于同一导体的电
阻一定(导体本身的性质),因此不能说成“导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比”。
【即学即练2】由欧姆定律 可得 ,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,导体的电阻越小
B.导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C.导体的电阻大小等于它两端的电压和通过它的电流的比值
D.导体电阻是导体的一种性质,其大小由电压和电流共同决定
答案 C
解析 ABD.导体的电阻是导体本身的一种性质,其大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,而
与电压和电流的大小无关;所以选项中说通过导体的电流越大,导体的电阻越小;导体的电阻跟导体两端
的电压成正比,跟导体中的电流成反比;导体电阻是导体的一种性质,其大小由电压和电流共同决定,故
ABD错误;
C.导体电阻的大小等于加在导体两端的电压与流过导体的电流的比值,故C正确。
故选C。能力拓展
考法01 考察电流和电压、电阻的关系理解
【典例1】关于电流、电压、电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.在电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
B.一段导体的电阻大小跟电压电流都有关系
C.电路中电流为0时,电压也为0
D.电压越大,电流一定越大
答案 A
解析 A.在电压一定时,通过导体的电流越大,导体的电阻越小,并且导体的电阻和通过导体的电流的
乘积等于电压,故在电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比,故A正确;
B.电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与电压和电流无关,故
B错误;
C.导体中有没有电流通过,不会影响到电压,故C错误;
D.电压越大,如果电路中的电阻也很大,此时电流也可能很小,故D错误。
故选A。
考法02 考察对欧姆定律的理解
【典例2】对于欧姆定律的理解,下列说法正确的是( )
A.所有的电路的电流都可以用欧姆定律进行计算
B.导体电阻与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比
C.导体的电阻与导体两端电压和通过导体的电流无关
D.导体两端电压为零,导体电阻也为零
答案 C
解析 A.欧姆定律不适用于非纯电阻用电器的电路,故A错误;
BCD.电阻是导体本身的一种性质,与两端电压和通过的电流无关,且导体两端的电压为零时电阻不为零,
故C正确,BD错误。
故选C。
考法03 考察对欧姆定律的图像的理解【典例3】如图所示,电阻甲和乙的U﹣I图象,下列说法中正确的是( )
A.甲的电阻和它两端的电压成正比
B.当乙两端电压为零时,乙的电阻也为零
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电路的总电压为4V
D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路的总电流为0.3A
答案 D
解析 A.由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,故A错误;
B.电阻与导体的材料、长度以及横截面积有关,与电阻两端电压和通过的电流无关,因此当乙两端电压
为零时,乙的电阻不为零,故B错误;
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,由串联电路电流的特点可知通过甲、乙的电流均为
0.2A,由图象可知U甲=2V,U乙=4V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时电路的总电压U=U甲+U乙=2V+4V=6V
故C错误;
D.甲、乙并联在2V电源时,根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压为2V,由图象可知
I甲=0.1A,I乙=0.2A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流
I=I甲+I乙=0.1A+0.2A=0.3A
故D正确。
故选D。
分层提分
题组A 基础过关练
1. 对于欧姆定律,理解正确的是( )
A.从R= 可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比B.从U=IR可知,导体两端的电压随电阻的增大而增大
C.从R= 可知,导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.从I= 可知,导体中的电流跟加在它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比
2. 小刚用图所示电路探究“通过导体的电流跟电阻的关系”。实验过程中,当把电阻R由5Ω更换为10Ω
后,为了探究上述问题,他应采取的操作是( )
A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数
题组B 能力提升练
1. 某导体中的电流与它两端的电压的关系如图,下列分析正确的是( )
A.当导体两端的电压为2V时,电流为0.2A
B.该导体的电阻随电流的增大而增大
C.该导体的电阻为5Ω
D.当导体两端的电压为0时,电阻为0Ω
2. 某导体两端的电压为4V时,通过导体的电流为0.2A,则导体的电阻为 _____Ω,如该导体两端的电压
为0V,则通过该导体的电流为 _____A。
题组C 培优拔尖练
1. 在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中,小方选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻、电压恒为6V的电源、“30Ω 1A”的滑动变阻器等器材设计的实验电路如图甲所示。
(1)请你根据甲图,将乙图中的部分电路连接完整(要求调节滑片使电流表变化与电路图一致);(
)
(2)为了保护电路,开关闭合前应将滑动变阻器的滑片调到最___________(选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路存在的故障可能是定值电阻___________
(填“短路”或“断路”);
(4)首先,接入阻值为10Ω的电阻探究“电流与电压关系的实验”:
①在这个实验过程中,通过多次改变滑片的位置来改变___________,进行多次实验,记录表格如下,当
电压表示数为2.8V时,电流表如图丙所示,为___________A;
电压/V 1.0 1.4 2.0 2.4 2.8
电
0.1 0.14 0.20 0.24
流/A
②分析表格中的实验数据得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成___________比;
(5)接着,小方将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω这四个电阻分别单独接入电路,探究电流与电阻关系的实验;
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变,她用5Ω的电阻进行完实验后,保持滑动变阻器的位置不动,当
换上另一个电阻时,电流表的示数变成了0.3A,由此可知换上的电阻为___________Ω,为了使电阻两端的
电压恢复到2V,此时应将滑片向___________(选填“左”或“右”)适当调节;
②实验中她发现当接入___________Ω的电阻进行实验时,无论怎样调节滑动变阻器,电压表的示数都大于
2V,若想完成实验,应更换一个最大阻值不小于___________Ω的滑动变阻器;
③通过实验得出结论,当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成___________比。
2. 如图所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡标有“12V 0.3A”的字样(灯丝的电阻不变),定值电阻
R=20Ω。求:
2
(1)小灯泡灯丝的电阻;
(2)当开关S 、S 都断开时,接入电路中的电流表的示数为0.2A,则电阻R 的两端电压是多少V?电源电
1 2 2压是多少V?
(3)当开关S 、S 都闭合时,接入电路中的电流表的示数也是0.2A,则定值电阻R 的阻值是多少Ω?
1 2 1