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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：探究流過導體的電流與其兩端電壓、導體電阻之間的關(guān)系，采用的是______________法，通過實驗得出三個物理量之間的關(guān)系用歐姆定律來表述：導體中的電流跟導體兩端電壓成______比，跟導體的電阻成______比，用公式表示為________. 【提示】使用歐姆定律公式的注意事項： (1)同體性，即同一段電路上的I、U、R (2)同時性，即同一時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 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，當開關(guān)S接位置1時，電流表的示數(shù)為0.4A，則此時R1兩端的電壓是______V；當開關(guān)S接位置2時，電流表的示數(shù)將大于______A且小于0.4A。,2．(2013，蘭州)將一個5Ω的電阻和一個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)某同學利用如圖所示的電路探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”。 實驗開始時，滑動變阻器的作用是__________。在探究通過導體的電流與導體兩端電壓關(guān)系時，應(yīng)保持_______不變；在探究通過導體的電流與導體電阻關(guān)系時，滑動變阻器的作用是____________________。,保護電路,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，實驗用到的電阻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)中的實驗器材連接成實驗電路，小亮在檢查時認為，從實驗?zāi)康膩砜矗瑢嶒炿娐飞嫌幸桓鶎Ь€連接錯了，建議李明改線．,①請在接錯的那根線上打“×”； ②另畫一根導線，使電路連接正確； ③如果不改接這根導線，對實驗的影響是_________________________ (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)實驗中，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)將滑動變阻器的滑片向______(選填“左”或“右”) 移動；當定值電阻為10 Ω，移動滑動變阻器滑應(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速的裝置．其中風速表由電壓表改裝而成，R為定值電阻，R1為滑動變阻器，T型管道的豎直管內(nèi)裝有可上下自由移動的輕質(zhì)活塞，活塞通過輕質(zhì)細桿和滑動變阻器的滑片P相連．當風速變大時( ) A．活塞向下運動，電壓表示數(shù)變小 B．活塞向上運動，電壓表示數(shù)變小 C．活塞向下運動，電壓表示數(shù)變大 D．活塞向上運動，電壓表示數(shù)變大,應(yīng)用歐姆定律分析動態(tài)電路,【解析】由圖可知R1和R2串聯(lián)，電壓表測R兩端電壓，當風速變大時，活塞上方空氣流速快，壓強小，活塞向上運動，通過杠桿帶動滑片P向下運動，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′為滑動變阻器．開關(guān)閉合后，逐漸向右調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片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)當開關(guān)S斷開時，電路中的總電阻R和R2兩端的電壓； (2)當開關(guān)S閉合時，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，兩電阻串聯(lián)；開關(guān)S閉合時，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)用歐姆定律進行計算,【變式題2】實驗室有一種小量程的電流表叫毫安表，用符號 表示，在進行某些測量時，其電阻不可忽略．在電路中，我們可以把毫安表看成一個定值電阻，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毫安表的電阻，電源的電阻不計，R1＝140 Ω，R2＝60 Ω.當開關(guān)S1閉合、S2斷開時，毫安表的讀數(shù)為6 mA；當S1、S2均閉合時，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：當開關(guān)S1閉合、S2斷開時，由歐姆定律可得：U＝I1(R1＋R2＋RA)①；當S1、S2均閉合時，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．實驗方法：控制變量法。 (1)在研究電流與電壓關(guān)系時，應(yīng)控制電阻不變，改變電壓進行實驗。 (2)在研究電流與電阻關(guān)系時，應(yīng)控制電壓不變，改變電阻進行實驗。 2．實驗電路圖： 3．滑動變阻器的作用： (1)改變電阻兩端的電壓，保護電路； (2)保持定值電阻兩端電壓不變。,4．實驗結(jié)論：保持電阻不變時，通過導體的電流與加在導體兩端的電壓成正比；保持導體兩端的電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。 5．注意：為了使實驗結(jié)論具有普遍性，應(yīng)進行多次實驗。,【例3】在探究“電流與電壓的關(guān)系”的實驗中，開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到________位置，分別采用5 Ω、10 Ω、15 Ω的電阻進行實驗，目的是________________．如圖所示是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的圖象，由圖象可知：電阻一定時，導體中的電流與加在這段導體兩端的電壓成______關(guān)系；由該圖象還能得出電流與________之間的關(guān)系．,【解析】連接好實驗電路后，在閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到接入電路電阻最大的位置，實驗中更換不同電阻時進行多次測量的目的是避免實驗結(jié)論的偶然性和特殊性，使實驗得到的結(jié)論更具有普遍性．在電阻一定時，電流隨電壓變化的圖象是一條過原點的直線，這說明在電阻一定時，電流與加在這段導體兩端的電壓成正比．由于有三個不同的電阻值，所以可以根據(jù)題中圖象得出電壓一定時，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) 使實驗結(jié)論更具有普遍性(或避免實驗結(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.電路計算的一般思路 (1)四個弄清：①用電器的連接方式；②各電表分別測哪個元件的電學量；③滑動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應(yīng)的電路圖，在圖中盡可能地標出已知量的符號，數(shù)據(jù)和未知量的符號。 (3)對電路進行分析，尋找已知量與未知量的關(guān)系，分析電路時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)電路特點及相關(guān)公式比例關(guān)系或方程求解。,【例4】(2012，襄陽)用粗細均勻的電阻絲圍成一個正方形ABCD，如圖所示，其中E為CD邊的中點。當B、D兩點接入電路中時，阻值為8 Ω；那么將B、E兩點接入電路中時，阻值為____ Ω。 【解析】設(shè)每個邊的電阻為R，當B、D兩點接入電路中，相當于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兩點接入電路中時，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，當滑動變阻器的滑片向右移動的過程中，下列判斷正確的是( ),