電流 電壓 電阻三者的關系

1、電流、電壓、電阻三者的關系學習目標要求：1知道研究電流跟電壓、電阻關系的實驗方法。2知道電流跟電壓、電阻的關系。3能初步分析在相同的電壓下，通過不同導體的電流強度不同的現象。4知道用實驗研究歐姆定律的方法。5掌握歐姆定律的內容及公式。6能應用歐姆定律公式進行簡單的計算。7理解伏安法測電阻的原理及方法。 知識要點：1正確理解電流跟電壓、電阻的關系在利用實驗的方法研究物理規(guī)律時，往往采用“控制變量”的實驗方法，即先保持一個物理量不變（如 不變），研究其他兩個物理量（如 和 ）之間的關系，分別得出不同條件下的實驗結論。通過實驗歸納總結出的電流與電壓的關系是：在電阻一定的情況下，導體中的電流跟導體兩端

2、的電壓成正比。應該注意：（1）這里導體中的電流和導體兩端的電壓都是針對同一導體來說的；（2）不能反過來說，電阻一定時，電壓與電流成正比；這里存在一定的因果關系，這里電壓是原因，電流是結果，是因為導體兩端加了電壓，導體中才有電流，不是因為導體中通了電流才加了電壓。電流跟電阻的關系是：在電壓一定時，導體中的電流跟導體的電阻成反比。在理解時要注意：（1）電流和電阻也是針對同一導體而言的；（2）不能說導體的電阻與通過它的電流成反比。因為電阻是導體本身的一種特性，即使導體中不通過電流，它的電阻也不會改變，更不會因導體中電流的增大或減小而使它的電阻發(fā)生改變。2正確理解歐姆定律的物理含義應將歐姆定律結合實驗

3、來理解，在導體的電阻不變時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比，導體兩端電壓改變時，流過導體的電流隨著改變；在電壓不變時，導體中的電流與電阻成反比，即在同一電壓下，接不同的電阻時，電流也不相同，當所接電阻越大時，通過的電流越小。歐姆定律的實質是：通過導體的電流隨導體兩端的電壓的改變而改變，也可隨導體的電阻大小的改變而改變。但導體兩端的電壓不一定隨電流或電阻的改變而改變，導體的電阻更不會隨流過導體的電流或導體兩端的電壓的改變而改變。因此，將公式變形為 時，不能說電壓與電流成正比，也不能說電壓與電阻成正比。同樣，將公式變形為 時，絕不能說電阻與電壓成正比，與電流成反比。公式 表明：導體兩端的電壓與

4、通過它的電流的比值，等于導體的電阻大小，但不能決定、也不能改變導體的電阻的大小。決定導體電阻大小的因素是導體的材料、長度、橫截面積及溫度，與其兩端的電壓及通過它的電流大小無關。3應用歐姆定律應注意的問題（1）同一性： 中， 、 、 必須是同一段電路的或同一個導體的，同一個用電器的，或是整個電路的電流、電壓或電阻，即要一一對應。（2）同時性：即使是同一段電路，由于開關的閉合、斷開、滑動變阻器滑片的左、右移動，都將引起電路中各部分電流及總電流和電壓的變化，因此，必須保證 中三個量是同一時間的值。切不可混淆電路結構變化前后的 、 、 的對應關系。（3）單位統(tǒng)一：歐姆定律公式中的 、 、 的單位必須分

5、別統(tǒng)一使用國際單位制安、伏、歐。典型例題：例1如圖1所示電路，電源電壓不變，當滑片 向右移動時，電流表 的示數將_；電壓表 的示數將_；電壓表 的示數將_；電壓表 的示數將_。（填變大、變小或不變）。解析：首先要弄清電路是串聯(lián)還是并聯(lián)，然后再判斷電流表是測通過哪的電流，電壓表是測誰兩端的電壓。判斷電路時，可把電壓表視為斷路，或把電壓表摘掉再判斷。從電路圖中可以看出：滑動變阻器 和定值電阻 串聯(lián)，自然電流表是測量電路中電流的。而電壓表 是測量定值電阻 兩端電壓，電壓表 是測電源電壓的，電壓表 是測滑動變阻器兩端電壓。當滑動變阻器的滑片 向右移動時，變阻器連入電路的電阻變大，即 總變大，電源電壓

6、不變，所以 ，得出電路中的電流變小，即電流表示數變小。電源電壓不變，所以電壓表 的示數不變。因為 是定值電阻， 兩端電壓 ，由于電流 變小， 不變，所以U2變小，即電壓表 變小。根據 ， 不變， 變小, 兩端電壓變大， 示數變大。答案：變小、變小、不變、變大例2如圖2所示電路，電源電壓為6V且保持不變，電阻 =6， 點為a、b的中點。當滑片位于b端時，電流表的示數為：_A；電壓表的示數是：_V。當滑片 位于中點C時，電流表的示數為：_A；電壓表的示數為：_V。當滑片 位于a端時，電流表的示數為_A；電壓表的示數為_V。解析：電路中電阻 和電流表串聯(lián)，把電壓表看成斷路，不論滑片 位于何處，電流始

7、終都通過電阻 ，所以，當滑片 分別位于b、c、a三點時，電流表的示數都是1A，即 。但電壓表的示數就不同了，當滑片位于b端時，電壓表測整個電路的電壓，也就是電源電壓，所以，此時的示數為6V。當滑片 位于中點C時，電壓表測量的是 一半電阻兩端的電壓，相當于兩個電阻串聯(lián)，每個電阻為3，即： ， 則 ，根據串聯(lián)電路的分壓公式 ，因為 所以 ，又已知電源電壓為 ，因此， ， ，此時電壓表的示數為3V。當滑片 位于a端時，電壓表與導線并聯(lián)，所以電壓表的示數為零。答案：1，6，1，3，1，0 例3如圖3所示電路，電源電壓不變，當 由閉合到斷開時，電路中電流表的示數將：_；電壓表 的示數將：_；電壓表 的示

8、數將：_。解析： 原來是閉合的，電路中只有電阻 和 串聯(lián)，電阻 被短路，那么 兩端電壓 的示數是總電壓的一部分，電阻 兩端電壓是總電壓的另一部分，電壓表 和 的示數之和等于電源電壓。當 斷開時，電路中 、 、 串聯(lián)，電阻變大了，所以電路中的電流變小了，電流表的示數變小了。電源電壓要分給三個電阻兩端，則 和 兩端電壓就要減小，所以電壓表 和 的示數都變小。答案：變小， 變小， 變小。例4將電阻 跟電流表串聯(lián)到某電源上，電流表的示數為2A，若將 與另一電阻 串聯(lián)在同一電源上，電流表的示數為1.6A，已知 。求電阻 的阻值和電源電壓。解析：電路的計算要先畫出電路簡圖，并且在圖上標出已知和未知量的符號

9、。由題意和圖4中（甲）、（乙）可以看出，對每一個圖來說，都不能單獨求解，所以就要利用電源電壓相等的關系列方程，每一個電路列出一個方程，然后求解。由（甲）圖可得： 由（乙）圖可得： 由、得 ，即 解得： ， 答：電阻 的阻值為12；電源電壓為24V。 例5電源電壓保持不變，將電阻 、 并聯(lián)在電路中時，測得干路中的電流為1A，且電阻 兩端的電壓為6V。若將電阻 和 串聯(lián)在同一電路中，測得電阻 兩端的電壓為4V。求電阻 和 的阻值各是多少。解析：根據題意可知，該題是兩個電路，但電源電壓相同，根據題意畫出電路簡圖5。根據題意可知電源電壓 ，由乙圖可知：因為 ，所以 ， ，則 ， 。由甲圖可以求出 、

10、并聯(lián)的總電阻 因為 ，所以 ， 由 得： ， 。答：電阻 的阻值為9， 的阻值為18。例6兩個定值電阻 和 ，且 ，將兩個電阻 和 串聯(lián)在電壓不變的電壓U中時，電路中的電流為I。如果將電阻 和 并聯(lián)在電源U上時，干路電流為 。求兩個電阻之比。解析： 與 串聯(lián)時： 與 并聯(lián)時： 由、得 整理得 ，即 解得 ， 因為 ，所以 ，即 答：兩個電阻之比為 。例7如圖6所示電路，電源電壓保持不變，閉合開關 ，電壓表 和 的示數之比為3：5，電流表 的示數為1A。若將電壓表 換成電流表 ，則電流表 的示數為2A。求： ： 。 解析：該電路是電阻 、 、 組成的串聯(lián)電路，設此時電路中的電流為I ，且 ，此時

11、電壓表 是測電阻 和 兩端電壓，設為U ；電壓表 是測電阻 和 兩端電壓，設為U ，且 。當把電壓表 換成電流表 時，電路中 和 被短路，電路中只有電阻 ，此時通過電阻 的電流為I ，且 ?？衫秒娫措妷翰蛔兎謩e列出方程，解出三個電阻的關系，然后再根據電壓表 和 的比例方程，便可以求出電阻 和 之比。 ， 由、得： ，即 ，所以 , 且已知： 將式和式相比后，再把式代入得 ，即 整理得 。答：電阻 與 之比為1：3。 鞏固練習：1在某導體兩端加6V電壓時，通過導體的電流強度為0.2A，則這個導體的電阻為_；如果在這個導體的兩端加12V的電壓時，這個導體的電阻為_；通過這個導體的電流是_A；當這

12、個導體兩端加電壓為零時，這個導體的電阻為_。2如圖9所示電路，電源電壓不變；當滑片 向左移動時，電路中電流表的示數將_；電壓表的示數將_（填變大、變小或不變）3如圖10所示電路，電源電壓不變，當 閉合后，電路中電壓表的示數將_；電流表 的示數將_；電流表 的示數將_。（填變大、變小或不變）4如圖11所示電路，電源電壓保持不變，電源電壓 ，電阻 為 ，滑動變阻器的最大阻值 為 ，求：滑片 是可以滑動的，在滑動時：（1） 斷開時，電流表的最小示數是多少？（2） 閉合時，電流表的最大示數是多少？ 5定值電阻 和 的阻值分別 為 和 ，將電阻 和定值電阻 串聯(lián)接到電壓恒定的電源上，電阻 兩端的電壓為

13、；當將電阻 和 串聯(lián)接在同一電源上時，電阻 兩端的電壓為 ，求：（1）定值電阻 的電阻值；（2）電源電壓是多少伏特。練習答案130；30； ；30。解析： ， 電阻是導體本身的一種性質，電阻的大小跟電壓和電流無關，所以當導體兩端的電壓為12V時，電阻不變，電流跟電壓成正比，此時電流為0.4A；電壓為零時，電阻不變。2不變，變小。解析：該電路是電阻 和 串聯(lián)，把電壓表看成斷路，不論滑片如何移動，電流都要經過電阻 和 ，滑片起不到改變電阻的作用，所以電路中的電阻不變，因此，電流表的示數不變。當滑片移到 端時，電壓表測電源電壓，移到 端時，測 兩端電壓，所以滑片向左移，電壓表示數變小。3不變，不變，變大。解析：當 閉合時，電阻 與 并聯(lián)，電壓表既是測 兩端電壓，也是測電源電壓，所以不變，根據公式 ，電阻 不變，所以電流表 的示數不變；由于 、 并聯(lián)，總電阻變小了，所以干路電流變大，電流表 的示數變大。4（1） ；（2） 。解析：（1）當 斷開時，如果要使電流表的示數為最小值，那么電路中的電阻就應為最大，所以滑動變阻器的滑片 滑到左端，使 和 串聯(lián)，電路中的電阻值才是最大的， 。（2）當 閉合時，如果要使電流表的示數為最大值，那么電路中的電阻就應該為最小值，所以滑動變阻器的滑片 要滑到最右端，使電阻 和電阻 并聯(lián)，并聯(lián)的總電阻才是最小的，先求出總電阻： ， 。5（1） ；（2）