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第十八講 歐姆定律,甘肅省,物理,一、歐姆定律 1．歐姆定律：探究流過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓、導(dǎo)體電阻之間的關(guān)系，采用的是______________法，通過實(shí)驗(yàn)得出三個(gè)物理量之間的關(guān)系用歐姆定律來表述：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓成______比，跟導(dǎo)體的電阻成______比，用公式表示為________. 【提示】使用歐姆定律公式的注意事項(xiàng)： (1)同體性，即同一段電路上的I、U、R (2)同時(shí)性，即同一時(shí)間也就是電路在同一狀態(tài)下的I、U、R (3)統(tǒng)一性，即單位要統(tǒng)一，I、U、R的單位分別是A、V、 Ω,控制變量,正,反,二、串、并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn) 2．電阻的串聯(lián) (1)在串聯(lián)電路中，等效電阻等于__________________。若串聯(lián)的電阻阻值分別為R1、R2，串聯(lián)后的等效電阻為R，則R＝___________。 (2)電阻的串聯(lián)相當(dāng)于增加了電阻的長度，所以串聯(lián)電阻的等效電阻比任何一個(gè)分電阻都____。 3．電阻的并聯(lián) (1)在并聯(lián)電路中，等效電阻的倒數(shù)等于_______________________。若并聯(lián)的電阻阻值分別為R1、R2，并聯(lián)后的等效電阻為R，則＝______ (2)電阻的并聯(lián)相當(dāng)于增加了電阻的橫截面積，所以并聯(lián)電阻的等效電阻比任何一個(gè)分電阻都____。,各串聯(lián)電阻之和,R1＋R2,大,小,各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和,1．(2014，蘭州)在如圖所示的電路中，電阻R1＝6 Ω，R2＝8 Ω，電源電壓及定值電阻R的阻值未知，當(dāng)開關(guān)S接位置1時(shí)，電流表的示數(shù)為0.4A，則此時(shí)R1兩端的電壓是______V；當(dāng)開關(guān)S接位置2時(shí)，電流表的示數(shù)將大于______A且小于0.4A。,2．(2013，蘭州)將一個(gè)5Ω的電阻和一個(gè)20Ω的電阻串聯(lián)，等效電阻是______Ω；若將它們并聯(lián)，等效電阻是_____Ω.,2.4,0.3,25,4,3．(2013，蘭州)某同學(xué)利用如圖所示的電路探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”。 實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，滑動(dòng)變阻器的作用是__________。在探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持_______不變；在探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻關(guān)系時(shí)，滑動(dòng)變阻器的作用是____________________。,保護(hù)電路,電阻,保持電阻兩端電壓不變,5．(2014，聯(lián)考)李明和小亮利用如圖(甲)所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”．已知電源電壓為6 V且保持不變，實(shí)驗(yàn)用到的電阻R的阻值分別為10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω. (1)李明根據(jù)圖(甲)所示電路圖，將圖(乙)中的實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路，小亮在檢查時(shí)認(rèn)為，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩砜?，?shí)驗(yàn)電路上有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)了，建議李明改線．,①請(qǐng)?jiān)诮渝e(cuò)的那根線上打“×”； ②另畫一根導(dǎo)線，使電路連接正確； ③如果不改接這根導(dǎo)線，對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響是_________________________ (具體說明是什么影響)． (2)李明將電路改接正確后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片到某位置，保持電壓表的示數(shù)為2.5V，電流表的指示如圖(丙)所示，則電流表的讀數(shù)是_______A，連接電路的電阻R的阻值是______Ω. (3)實(shí)驗(yàn)中，若保證電壓表的示數(shù)為2.5 V不變，將定值電阻R的阻值由25 Ω更換為15 Ω，為了保持電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向______(選填“左”或“右”) 移動(dòng)；當(dāng)定值電阻為10 Ω，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑應(yīng)接入電路的阻值為______Ω.,不能測出待電阻兩端的電壓,0.25,10,左,14,【例1】(2014，漳州)如圖所示是一種測定風(fēng)速的裝置．其中風(fēng)速表由電壓表改裝而成，R為定值電阻，R1為滑動(dòng)變阻器，T型管道的豎直管內(nèi)裝有可上下自由移動(dòng)的輕質(zhì)活塞，活塞通過輕質(zhì)細(xì)桿和滑動(dòng)變阻器的滑片P相連．當(dāng)風(fēng)速變大時(shí)( ) A．活塞向下運(yùn)動(dòng)，電壓表示數(shù)變小 B．活塞向上運(yùn)動(dòng)，電壓表示數(shù)變小 C．活塞向下運(yùn)動(dòng)，電壓表示數(shù)變大 D．活塞向上運(yùn)動(dòng)，電壓表示數(shù)變大,應(yīng)用歐姆定律分析動(dòng)態(tài)電路,【解析】由圖可知R1和R2串聯(lián)，電壓表測R兩端電壓，當(dāng)風(fēng)速變大時(shí)，活塞上方空氣流速快，壓強(qiáng)小，活塞向上運(yùn)動(dòng)，通過杠桿帶動(dòng)滑片P向下運(yùn)動(dòng)，R1接入電路的阻值變小，電路的總電阻變小，由歐姆定律可知電路中的電流變大，由U＝IR可知電壓表示數(shù)變大．故選D. 【答案】D,【變式題1】如圖所示，電源電壓保持不變，R為定值電阻，R′為滑動(dòng)變阻器．開關(guān)閉合后，逐漸向右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，則下列說法正確的是( ) A．電流表示數(shù)變大 B．電流表示數(shù)不變 C．電壓表示數(shù)變大 D．電壓表示數(shù)變小,D,【例2】如圖所示，電源電壓為6 V，R1＝R2＝30 Ω，求： (1)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電路中的總電阻R和R2兩端的電壓； (2)當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)和R2兩端的電壓。 【解析】由電路圖可知，開關(guān)S斷開時(shí)，兩電阻串聯(lián)；開關(guān)S閉合時(shí)，R2被短路，只有R1接入電路。根據(jù)串聯(lián)電路的電阻關(guān)系及歐姆定律可求解。,應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算,【變式題2】實(shí)驗(yàn)室有一種小量程的電流表叫毫安表，用符號(hào) 表示，在進(jìn)行某些測量時(shí)，其電阻不可忽略．在電路中，我們可以把毫安表看成一個(gè)定值電阻，通過它的電流可以從表盤上讀出，利用如圖所示電路可以測量一個(gè)毫安表的電阻，電源的電阻不計(jì)，R1＝140 Ω，R2＝60 Ω.當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)，毫安表的讀數(shù)為6 mA；當(dāng)S1、S2均閉合時(shí)，毫安表的讀數(shù)為8 mA.求毫安表的電阻RA和電源的電壓U. 解：當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)，由歐姆定律可得：U＝I1(R1＋R2＋RA)①；當(dāng)S1、S2均閉合時(shí)，由歐姆定律可得：U＝I2(R1＋RA)②；I1(R1＋R2＋RA)＝U＝I2(R1＋RA)；代入數(shù)據(jù)得：RA＝40Ω；將RA代入②式，U＝1.44V.,探究電流與電壓、電阻的關(guān)系 1．實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法。 (1)在研究電流與電壓關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制電阻不變，改變電壓進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 (2)在研究電流與電阻關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制電壓不變，改變電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 2．實(shí)驗(yàn)電路圖： 3．滑動(dòng)變阻器的作用： (1)改變電阻兩端的電壓，保護(hù)電路； (2)保持定值電阻兩端電壓不變。,4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：保持電阻不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比；保持導(dǎo)體兩端的電壓不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。 5．注意：為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。,【例3】在探究“電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到________位置，分別采用5 Ω、10 Ω、15 Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，目的是________________．如圖所示是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的圖象，由圖象可知：電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與加在這段導(dǎo)體兩端的電壓成______關(guān)系；由該圖象還能得出電流與________之間的關(guān)系．,【解析】連接好實(shí)驗(yàn)電路后，在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到接入電路電阻最大的位置，實(shí)驗(yàn)中更換不同電阻時(shí)進(jìn)行多次測量的目的是避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性和特殊性，使實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論更具有普遍性．在電阻一定時(shí)，電流隨電壓變化的圖象是一條過原點(diǎn)的直線，這說明在電阻一定時(shí)，電流與加在這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比．由于有三個(gè)不同的電阻值，所以可以根據(jù)題中圖象得出電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比的關(guān)系． 【答案】阻值最大(或電阻最大；或使電路中電流最小) 使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性(或避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有偶然性) 正比 電阻,一、方法技巧 1．重要規(guī)律：電阻的串聯(lián)和并聯(lián),2.電路計(jì)算的一般思路 (1)四個(gè)弄清：①用電器的連接方式；②各電表分別測哪個(gè)元件的電學(xué)量；③滑動(dòng)變阻器接入電路的部分；④題中的已知條件和提供的物理過程。 (2)畫電路圖：特別是不同的物理過程對(duì)應(yīng)的電路圖，在圖中盡可能地標(biāo)出已知量的符號(hào)，數(shù)據(jù)和未知量的符號(hào)。 (3)對(duì)電路進(jìn)行分析，尋找已知量與未知量的關(guān)系，分析電路時(shí)要抓住電路中不變的量(如電源電壓恒定，定值電阻阻值恒定)和變化的量。 (4)根據(jù)電路特點(diǎn)及相關(guān)公式比例關(guān)系或方程求解。,【例4】(2012，襄陽)用粗細(xì)均勻的電阻絲圍成一個(gè)正方形ABCD，如圖所示，其中E為CD邊的中點(diǎn)。當(dāng)B、D兩點(diǎn)接入電路中時(shí)，阻值為8 Ω；那么將B、E兩點(diǎn)接入電路中時(shí)，阻值為____ Ω。 【解析】設(shè)每個(gè)邊的電阻為R，當(dāng)B、D兩點(diǎn)接入電路中，相當(dāng)于BC和CD串聯(lián)，電阻是R＋R＝2R，BA和AD串聯(lián)，電阻也是2R，然后再把它們并聯(lián)起來，總電阻是R，故得R＝8 Ω，將B、E兩點(diǎn)接入電路中時(shí)，一邊是BC和CE串聯(lián)，電阻是8 Ω＋4 Ω＝12 Ω，一邊是BA、AD和DE串聯(lián)，電阻是8 Ω＋8 Ω＋4 Ω＝20 Ω，最后把這兩路并聯(lián)，總電阻是,【答案】7.5,【例5】(2014，達(dá)州)如圖所示，電源電壓保持不變，R1為定值電阻。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)的過程中，下列判斷正確的是( ),