初中物理電學部分3——歐姆定律

1、【知識點歸納】1、 實驗一：探究電流和電阻的關系1、電路圖2、實驗方法：控制變量法保持被測電阻兩端電壓不變，改變被測電阻的阻值，從電流表、電壓表上讀出示數(shù)，從而判斷電流和電阻的關系。3、 實驗儀器電流表、電壓表、滑動變阻器以及電阻值不相等的多個被測電阻4、 實驗步驟 （1）畫出電路圖； （2）根據(jù)電路圖連接實物，開關處于斷開狀態(tài)，且滑動變阻 器連入最大值； （3）檢查電路，無誤后閉合開關 （4）放入第一個被測電阻R1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電流 I1，電壓V,記錄數(shù)據(jù)； （5）取出R1，用R2替換，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器， 使R2兩端的電壓和R1相同時，即達到V時，讀出電 流表示數(shù)I2，記錄數(shù)

2、據(jù)； （6）取出R2，用R3替換，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器， 使R3兩端的電壓和R1，R2相同時，即達到V時，讀 出電流表示數(shù)I3，記錄數(shù)據(jù)； (7) 比較數(shù)據(jù)，得出結論。 5、實驗結論： 電流跟電阻的關系：在電壓一定的情況下，導體中的電流跟導 體的電阻成反比 6、注意事項（1） 同一性：電流和電阻是針對同一導體而言的，不能說一個 導體的電流與另一個導體的電阻成反比。（2） 不能反過來說，電壓不變時，導體的電阻與通過它的電流 成反比。我們知道電阻是導體本身的一種特性，即使導體 中不通電流，它的電阻也不會改變，更不會順為導體中電 流的增大或減小而使它的電阻發(fā)生改變。（3）所有連接電路的試驗中，開

3、關都要處于斷開狀態(tài)，滑動 變阻器要連入最大值。（4） 滑動變阻器的作用：改變被測電阻兩端的電壓，使每次被 測電阻兩端的電壓都處于同一電壓值。只有電壓相同時， 才能探討電流和電阻的關系。2、 實驗二：探究電壓和電阻的關系 1、電路圖2、實驗原理：控制變量法保持被測電阻的電流不變，改變被測電阻的阻值，從電流表、電壓表上讀出示數(shù)，從而判斷電壓和電阻的關系。4、 實驗儀器電流表、電壓表、滑動變阻器以及電阻值不相等的多個被測電阻5、 實驗步驟 （1）畫出電路圖； （2）根據(jù)電路圖連接實物，開關處于斷開狀態(tài)，且滑動變阻 器連入最大值； （3）檢查電路，無誤后閉合開關； （4）放入第一個被測電阻R1，調(diào)節(jié)滑

4、動變阻器，讀出電流 I，電壓V1,記錄數(shù)據(jù)； （5）取出R1，用R2替換，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器， 使流過R2的電流和R1相同時，即達到I時，讀出電 壓表示數(shù)V2，記錄數(shù)據(jù)； （6）取出R2，用R3替換，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器， 使流過R3的電流和R1，R2相同時，即達到I時，讀 出電壓表示數(shù)V3，記錄數(shù)據(jù)； (7) 比較數(shù)據(jù)，得出結論。 5、實驗結論： 電壓跟電阻的關系：在電流一定的情況下，導體兩端的電壓跟 導體的電阻成正比。 6、注意事項（1） 同一性：這里導體中的電流和導體兩端的電壓都是針對同 一導體而言的，不能說一個導體中的電流和另一導體上的 電壓成正比。（2） 不能反過來說，電阻

5、一定時，電壓跟電流成正比。這里存 在一個邏輯關系的問題，電流、電壓都是物體量，有各自 和物體，物體 量之間存在一定的因果關系，這里的電壓是 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，因果關系不能 顛倒。（3）所有連接電路的試驗中，開關都要處于斷開狀態(tài)，滑動 變阻器要連入最大值。 （4）滑動變阻器的作用：改變流過被測電阻的電流，使每次流 過被測電阻的電流都處于同一電流值。只有電流相同時， 才能探討電壓和電阻的關系。3、 實驗三：測小燈泡（或其他用電器）電阻1、電路圖2、 實驗方法：伏安法 通過測量被測小燈泡兩端的電壓（伏），以及流過小燈泡的電

6、流（安），從而通過歐姆定律I=U/R計算出被測小燈泡的電阻 3、實驗原理：歐姆定律 I=U/R 4、實驗步驟 （1）畫電路圖 （2）根據(jù)電路圖鏈接實物圖 （3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電壓U1，電流I1 （4）再次調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電壓U2，電流I2 （5）繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電壓U3，電流I3 （6）通過歐姆定律I=U/R分別計算出第一次、第二次 第三次算得的電阻R1，R2，R3 （7）求平均值，算得被測小燈泡的電阻R=（R1+R2+R3）/35、注意事項 （1）滑動變阻器的作用：保護電路；以及改變被測小燈泡兩 端的電壓，多次測量，求平均值； （2）多次測量的目的是求平均值，減小誤差。一般

7、情況下， 測得3組數(shù)據(jù)便可。 四、歐姆定律1、內(nèi)容：導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電 阻成反比。2、 表達式：I=U/R （1） U表示一段導體兩端的電壓，單位是伏特（V）； （2） R表示這段導體的電阻，單位是歐姆（）； （3） I表示通過這段導體中的電流，單位是安培（A）。3、 公式的物體意義： （1）歐姆定律的公式I=U/R表示導體兩端的電壓增大幾倍， 導體中的電流就增大幾倍； （2）當加在導體兩端的電壓不變時，導體的電阻增大幾倍， 其電流就減小為原來的幾分之一。4、由公式可變形為：U=IR R=U/I5、對歐姆定律的理解：(1)定律涉及的電流、電壓、電阻三個物體量都是針對

8、同一導體 或同一段電路而言的，即滿足“同體性”；(2) 式中的I、U、R還應是同一段導體在同一時刻的電流、電壓、 電阻，即滿足“同時性”； (3)運用該式時，式中各物理量的單位要統(tǒng)一使用基本單位。(4) 定律中提到的“成正比”和“成反比”的兩個關系分別有不 同的前提條件，即當電阻一定時，通過它的電流跟它兩端的 電壓成正比，當導體兩端的電壓一定時，通過它的電流跟它 的電阻成反比。(5) 歐姆定律公式I=U/R可以變形為U=IR，但不能認為導體兩端 的電壓跟導體中的電流、導體的電阻成正比，因為電壓是形 成電流的原因；(6)公式還可以變形為R=U/I，但不能說導體的電阻跟它兩端的 電壓成正比，跟電流

9、成反比，因為電阻是導體本身的一種特 性，跟所加電壓和通過的電流無關，只是為我們提供一種測 量、計算導體電阻的方法而已。(7) 歐姆定律只適用于純電阻電路。如：只接有電阻器、電熱器、 白熾燈等電路。對于非純電阻電路，如電動機電路、日光燈 電路等，不能直接應用。 五、電阻的串聯(lián)、并聯(lián) 1、電阻串聯(lián)：R=R1+R2+Rn。 2、電阻并聯(lián)：1/R=1/R1+1/ R2+1/Rn。 （1）如果n個阻值都是r的導體并聯(lián)，則總電阻R=r/n （2）當只有兩個電阻并聯(lián)時，R=R1*R2/（R1+R2） （3）并聯(lián)電路的總電阻小于任一分電阻 3、注意 （1）在串并聯(lián)電路中，任一電阻增大，電路總電阻也增大 （2）

10、串聯(lián)電路中，各電阻分壓，且各電阻兩端電壓與各電 阻阻值成正比； （3）并聯(lián)電路中，各電阻分流，且各支路電流之比為各支 路阻的反比。 六、斷路和短路 1、斷路：電路沒有接通 2、可能原因：燈絲斷了；燈頭內(nèi)的電線斷了；、開關等處 的接線松動、接觸不良。 3、電源短路：不經(jīng)過用電器直接將電源兩極連接起來的 現(xiàn)象。 4、由歐姆定律可以知道，由于導線的電阻很小，電源短 路時電路上的電流會很大，這樣大的電流，電池或其 它的電源都不能承受，會造成電源損壞；更為嚴重的 是，因為電流太大，會使導線的溫度升高，嚴重時有 可能造成火災。 5、用電器短路：即電路中的某一用電器的兩端由導線直 接連接。 6、當用電器發(fā)生

11、短路時，此用電器無法工作，并會引起 整個電路中的電流過大而發(fā)生危險，這也是不允許的。七、電流表、電壓表的示數(shù)變化在含有滑動變阻器的電路中，由于開關的閉合或斷開會引起電流表、電壓表示數(shù)的變化，或滑動變阻器的滑片移動也會引起電流表、電壓表的示數(shù)變化。判斷電流表、電壓表示數(shù)如何變化是電學中一類比較重要的題型。這種題目的分析一般遵循下列思路：1、 首先分析電路的連接情況，看清是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路， 分析電路連接時一般先去表。即把電流表當成導線，把電壓 表當做開路處理。2、 分析滑片滑動時，變阻器電阻如何變化，電路總電阻如何變 化，或開關閉合、斷開時電路連接情況如何變化，電路中總 電阻如何變化。3、

12、運用歐姆定律看總電流如何變化，然后再進一步分析各用電 器上電流和電壓的變化情況。這種題目從解題過程來看，一 般符合總分總的特點。八、解電學題的方法、步驟 1、根據(jù)題意和所給出的電路圖分析電路的連接情況（用電器 串聯(lián)、并聯(lián)情況的電壓表、電流表、所測電壓的電流的情 況），畫出等效電路圖。具體做法： （1）簡化電路。將不工作的用電器和電路中的電表去掉，電 流表的內(nèi)阻很小，簡化處理時可先看做一根導線，電壓 表的內(nèi)阻很大，簡化處理時將其所在支路看做斷路。 （2）看滑動變阻器連入電路的是哪段電阻絲。分析電流表 和電壓表分別測的是哪段電路的電流和電壓。 （3）在電路圖上標明已知量和未知量，同一個導體的U、I

13、、 R下角標要相同，這樣對試題所描繪的物體情景就有了 整體的認識，便于分析和解題，避免張冠李戴。 （4）再根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點列方程解題【例題精講】【例1】如圖，當滑動變阻器接觸頭P向右移動時，電流表、電壓表的示數(shù) 如何變化？（電源電壓U不變）【解析】此題考查的是電表示數(shù)變化問題，滑動觸頭P未動時，R1、R2并聯(lián) 電壓表示數(shù)：U=U1=U2 電流表示數(shù)：I=I1+I2 當P向右移動時，R2增大，U2不變，電壓表示數(shù)不變。 因，R2增大時，I2變小，I=I1+I2也變小，電流表示數(shù)變小?！敬鸢浮侩妷罕硎緮?shù)不變；電流表示數(shù)變小?！痉椒ㄌ釤挕筷P于電表示數(shù)變化問題是歷年中考考查的重點也是難

14、點問題， 解決該類問題首先簡化電路，判斷串并聯(lián)；其次認清各表測量的對象；從 引起變化的電阻入手，導到總電阻、總電流（不管是串聯(lián)還是并聯(lián)，一個 電阻增大其總電阻增大，總電流減?。?，然后根據(jù)歐姆定律各各擊破。【例3】如圖所示的電路中，電源電壓為9伏且不變，電阻R1=12歐，R2=12 歐，R3=6歐，在以下情況中電流表的示數(shù)各是多少？ S1、S2都斷開時 S1、S2都閉合時 S1閉合，S2斷開時【解析】本題考查通過改變開關的開、閉來改變電路結構，解題的關鍵是弄 清各種情況中電路的連接形式?！敬鸢浮?S1、S2都斷開時，R1與R2串聯(lián)， R=R1+R2=12歐+12歐=24歐 S1、S2都閉合時，R

15、1被短路，R2與R3并聯(lián)， 所以R=4 S1閉合，S2斷開時，只有電阻R2與電源相連 【方法提煉】遇到變化電路不要慌，當里個當，當里個當。一個當一個電路 圖，條件要注明，方程在其中?！纠?】如圖7-1-6所示，電阻R1=R2=4 ，電源電壓保持不變。當S1、S2 都閉合時，電流表的示數(shù)為0.75 A，此時電路是_聯(lián)電路， 電路的總電阻是_ ，當S1閉合、S2斷開時，電路的總電 阻是_ ，電流表的示數(shù)是_ A。圖7-1-6【解析】S1、S2都閉合時，兩電阻并聯(lián)，電流表測通過R1的電流。 U1=U2=U=I1R1=0.75 A×4 =3 V，總電阻為2 ,S1閉合、S2斷開時， 電路中只

16、有R1接入電路，總電阻為4 ,此時通過R1的電流 I1=U/R1=3 V/4 =0.75 A。 【答案】并 2 4 0.75【例5】將兩個電阻R1、R2并聯(lián)后，再與電池組和開關串聯(lián)成回路，如圖7-1-7 所示。已知干路電流為I=2 A，通過R1的電流為I1=1.2 A，電池電壓 為U=24 V，求R1和R2的阻值是多少？圖7-1-7 【解析】并聯(lián)電路中的各支路電壓相等，U=U1=U2=24 V，并聯(lián)電路中，干路電 流等于各支路電流之和，I=I1+I2。解：I2=I-I1=2 A-1.2 A=0.8 A, 由I=U/R得R=U/I R1=U1/I1=24 V/1.2 A=20 ,R2=U2/I2

17、=24 V/0.8 A=30 。 【答案】R1=20 R2=30 【例6】如圖7-1-8所示，R1=12 ，將它與R2串聯(lián)后接到8 V的電壓上，已知 R2兩端的電壓是2 V，求R2的阻值。圖7-1-8【解析】根據(jù)串聯(lián)電路的基本特點U=U1+U2可求出U1，然后根據(jù)U1/U2=R1/R2可求 出R2。也可以根據(jù)I1=（U總-U2）/R1=I2來求R2，即U1=U總-U2=8 V-2 V=6 V，I1=U1/R1=6 V/12 =0.5 A,又I1=I2得R2=U2/I2=2 V/0.5 A=4 ?！敬鸢浮? 【例7】某人做實驗時把兩盞電燈串聯(lián)起來，燈絲電阻分別為R1=30 ,R2=24 , 電流

18、表的讀數(shù)為0.2 A，那么加在R1和R2兩端的電壓各是多少?【答案】因為，所以U=IR U1=IR1=0.2 A×30 =6 V U2=IR2=0.2 A×24 =4.8 V 故R1和R2兩端電壓分別為6 V、4.8 V?！纠?】如圖7-1-9所示電路，電壓表V1的讀數(shù)為8 V，閉合開關后V2的讀數(shù)為 5 V。若電阻R1的阻值為12 ，求R2的阻值。圖7-1-9【答案】U1=U-U2=8 V-5 V=3 V 通過R1的電流 I1=0.25 A 故R2的阻值為20 。【例9】孫楠同學用如圖7-1-10所示的電路研究導體中的電流跟導體電阻的關 系，他先后將5 、15 和25 的

19、定值電阻接入電路a、b兩點間， 閉合開關S，讀出電流表示數(shù)（如下表）。由實驗數(shù)據(jù)可以看出電流I與 電阻R并不成反比。電阻R/51525電流I/A0.60.30.2 圖7-1-10（1）你能分析出發(fā)生錯誤的原因嗎？（2）如果仍用5 、15 和25 的三個定值電阻進行實驗，你能否設計兩種 方法，驗證在電壓不變時，導體中的電流跟電阻的關系？畫出電路圖，并 寫出簡要的實驗步驟?！敬鸢浮浚?）實驗中沒有保持a、b兩點間的電壓不變。 （2）方法一：如圖甲所示，利用電源電壓不變。 步驟：按電路圖連接好實物圖；分別把5 、15 和25 電阻依次連入電路，閉合開關，讀出每次電流表的示數(shù)，記錄在設 計的表格中。方

20、法二：利用圖乙所示的電路，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，保持a、b兩點間的電壓不變。步驟：按電路圖連接好實物圖；分別把5 、15 和25 電阻依次連入電路a、b兩點間，閉合開關，調(diào)節(jié)滑片使三次電壓表示數(shù)相同，讀出每次電流表的示數(shù)，記錄在設計的表格中?！纠?0】加在一個定值電阻兩端電壓從6 V增加到7.5 V時，通過它的電流增 大了0.05 A，求該電阻的大小?！窘馕觥?加在導體上的電壓增加時，電流增大，但電壓和電流的比值為一個定 值，因此：R=U1/I1=U2/（I1+0.05 A），即6 V/I1=7.5 V/（I1+0.05 A） 得I1=0.2 A，所以R=U1/I1=6 V/0.2 A=3

21、0 ?！敬鸢浮?0 【課后練習】18如圖46所示的電路，滑動變阻器的滑片P固定在它的中點時，連入電路的電阻值為R，當只閉合K1時，R與R1上的電壓之比是1：2；當只閉合K2時，R與R2上的電壓之比是1：4，如果把滑片P移到a端，則 AK1、K2閉合時，通過R1與R2的電流之比是1：2BK1、K2閉合時，通過R1與R2的電流之比是2：1C只閉合K1時，滑動變阻器ab兩端的電壓與電阻R1兩端的電壓之比是1：1D只閉合K2時，滑動變阻器ab兩端的電壓與電阻R2兩端的電壓之比是1：119圖47所示的電路接通時，滑動變阻器的滑動觸頭由a滑到b的過程中 A安培表和伏特表的示數(shù)都變小B安培表和伏特表的示數(shù)都

22、變大C安培表的示數(shù)變大，伏特表的示數(shù)變小D安培表的示數(shù)變小，伏特表的示數(shù)變大23將安培表先后串聯(lián)在圖51中的A處、B處、和C處，當電鍵K閉合時，安培表接在何處的讀數(shù)最大？ AA處 BB處CC處 D三處都一樣25如圖53所示，R1=R2時，電源電壓不變，當電鍵由閉合變?yōu)閿嚅_時，安培表示數(shù) A.不變B.變?yōu)樵瓉?倍C.變?yōu)樵瓉淼?/2D.無法判斷26圖54中的滑動變阻器R1的阻值是200歐姆，電阻R2是300歐姆，電源電壓是6伏特且保持不變，當滑動變阻器的滑片P由a端滑到b端，伏特表示數(shù)的變化是 A6伏0伏 B3.6伏6伏C6伏3.6伏 D6伏2.4伏27圖55所示電路，AB兩端電壓保持不變，當滑

23、動變阻器的滑動片P滑動的過程中，下面關于安培表和伏特表示數(shù)的變化以及發(fā)生變化原因的簡要分析，正確的是 A不管P向哪端滑動，R2都是不變的，所以伏特表示數(shù)不變，安培表示數(shù)將在P向a端滑動時變小，P向b端滑動時變大B不管P向哪端滑動，R1都是不變的，所以伏特表示數(shù)不變，安培表示數(shù)將在P向b端滑動時變小，P向a端滑動時變大CP向a端滑動時，R1不變，R1兩端電壓不變，伏特表示數(shù)變小，R3也變小，所以安培表示數(shù)不變DP向a滑動時，R2和R3并聯(lián)總電阻變小，干路電流變大，R1兩端電壓變大，所以伏特表示數(shù)變小，那么，通過R2的電流變小，安培表示數(shù)變大EP向b端滑動時，R3變大，R2和R3并聯(lián)總電阻變大，所

24、以伏特表示數(shù)變大，干路中電流變小，通過R2的電流變大，安培表示數(shù)變小28圖56所示的電路中，電壓U保持恒定，當K斷開時，安培表的讀數(shù)是 AA1變大、A2不變BA1變小、A2不變CA1不變、A2變小DA1不變、A2變大29如圖57所示，AB兩點間電壓保持不變，當滑動變阻器的滑片向右移動時 A安培表示數(shù)變小，伏特表示數(shù)變大B安培表示數(shù)變小，伏特表示數(shù)變小C安培表示數(shù)變大，伏特表示數(shù)變小D安培表示數(shù)變大，伏特表示數(shù)變大31如圖59所示，電源電壓為9伏特，定值電阻R為5歐姆，滑動變阻器R0的最大電阻值為4歐姆，那么當滑動片由滑動變阻器的a端滑向b端時，伏特表的示數(shù)是 A由0逐漸增大到9伏B由0逐漸增大

25、到5伏C由0逐漸增大到4伏D由4伏特逐漸減小到032如圖60所示電路，電源電壓不變，當滑動變阻器的滑片P向右滑動時，各電表示數(shù)的變化情況是 AA變小、V1變大，V2變小BA變大、V1變大，V2變小CA變小、V1變小，V2變大DA變大、V1變小，V2變大33如圖61所示的電路圖中，當滑動變阻器的滑片P向下滑動時，下列判斷哪個是完全正確的？ A安培表的示數(shù)變大，伏特表的示數(shù)變小，電燈L變亮B安培表的示數(shù)變小，伏特表的示數(shù)變小，電燈L變暗C安培表的示數(shù)變小，伏特表的示數(shù)變大，電燈L變暗D安培表的示數(shù)變大，伏特表的示數(shù)變小，電燈L變亮34如圖62電源電壓不變，當滑動變阻器的滑片位于最右端時，伏特表V1和V2的讀數(shù)分別為12伏和4伏，安培表A的讀數(shù)為1安，當滑片位于變阻器中間時，各表的讀數(shù)分別是 AV1為12伏；V2為4伏；A為0.8安