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电压、欧姆定律
教学主题
电压、欧姆定律
授课日期及时段
教学过程
学习电流\电压\电阻之间的关系
前面我们已经学过了电流，电阻的基本知识，那么今天我们将学习电学中的第三个基本物理量--电压，以及电流，电压，电阻三者之间的关系）
如何涉及实验探究电流、电压、电阻之间关系？
知识点1：电压：电压使电路中形成电流，电源是提供电压的装置。
1.用字母 U 表示。单位是伏特，简称伏，用符号V表示。常用的单位还有千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。
2.其关系式有:1千伏＝ 103 伏。1伏＝ 103 毫伏。1毫伏= 103 微伏
3.常见的一些电压值。
一节普通于电池
1.5伏
一个电子表电池
1.5伏
一只蓄电池
2伏
对人体的安全电压
≤36伏
家庭照明电路
220伏
大型发电机
(0.63～1.8)×104伏
闪电时云层间的电压
达109伏
知识点2：电压表
1.电压表是用来测量电压大小的仪表， 符号是 。
2.实验室用的电压表有三个接线柱:“ — ”、“ 3 ”、“ 15 ”或“ 15 ”、“ 3 ”、“ 十 ”。两个量程:
0～3伏 和 0～15伏 ，最小刻度值分别为0.1 伏和 0.5伏。
3.电压表的使用。
(1)必须把电压表 并 联在被测电路的两端；
(2)把电压表的“+”接线柱接在跟电源正极相连的那端；
(3)被测电压不能超过电压表的量程，可用试触法选择量程
(4)允许电压表直接连入电源两极上测电源电压。
4.电压和电流的比较
物理量
电压
电流
符号
U
I
含义
在电源两极间产生使自由电荷发生定向移动形成电流的原因
单位时间（1S）内通过导体横截面的电荷量
单位及符号
伏（V）
安（A）
5.电流表、电压表的比较：
电流表
电压表
异
符号
A
V
连接
串联
并联
直接连接电源
不能
能
量 程
0.6A 3A
3V 15V
每大格
0.2A 1A
1V 5V
每小格
0.02A 0.1A
0.1V 0.5V
内阻
很小，几乎为零相当于短路
很大相当于开路
同
调零；读数时看清量程和每大（小）格；正接线柱流入，负接线柱流出；不能超过最大测量值。
知识点3：串并联电路电压规律
1.串联电路两端的总电压等于各用电器两端电压之和 即：U=U1+U2 +U3+...... +Un
①电流只有一条通路
②开关控制整个电路的通断
③各用电器之间相互影响
④串联电路电流规律 即:I=I1=I2=......=In
2.并联电路中各支路的电压都相等并且等于电源电压 即：U=U1=U2=......=Un
并联电路中的干路电流或说总电流等于各支路电流之和。 即：I=I1+I2 +I3+......+In
【经典例题】
题型一：电压的定义
例1：电源工作时，不断地使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，保持电路两端有一定的电压，这个电压可以使电路
中的自由电荷发生 ，从而在电路中形成 ，所以说 是提供电压的装置。
答案：定向移动；电流；电源
例2：下面关于电压的说法不正确的是〔 D 〕
A．某段导体中有电流时，在这段导体的两端一定有电压
B．在一段电路的两端如果有电压，在这段电路中就可能有电流
C．电压是产生电流的原因，在电路的两端如果没有电压，电路中就没有电流
D．电源的电压可以是电源负极聚集的负电荷通过电路流向正极，与正极聚集的正电荷中和
题型二：电压表的使用
例3：当使用电压表的“＋”和“3”接线柱时，图1甲、乙两刻度盘上的示数分别是 V和 V；若用“＋”和“15”两个接线柱时，则图2示数分别是 V和 V。
图1
答案：2.4，0.70, 12.0 ,3.50
例4：在图2中的“○”内填上适当的电流表或电压表的符号，并标明正负接线柱。
图2
题型三：电压表的连接
例5：如图4所示，开关闭合后，灯泡发光，电压表和电流表分别测出了灯泡两端的电压和通过的电流，并且两表的示数分别不超过3V和0.6A。
（1）根据要求将图中实物图连接起来
（2）画出电路图
（3）电压表和电流表的示数各是 V, A
图4
答案：（1）略（2）略（3）2.50, 0.18
例6：如图所示，电源电压保持不变，当开关S1断开S2接通时，电压表示数为4.5伏；当开关S1接通S2断开时，电压表示数为3伏；则L1和L2两端电压分别是（ C ）
A.3伏和4.5伏 B.1.5伏和4.5伏 C.3伏和1.5伏 D.1.5伏和3伏
V
S2
L1
L2
S1
1.关于电压表，下列说法中不正确的是〔 D 〕
A．若不能预先估计被测电压的大小，应先用大量程试触
B．电压表必须并联在被测电路的两端
C．电流必须从电压表的“＋”接线柱流入，从“－”接线柱流出
D．绝对不允许不经用电器而把电压表直接连到电源两极上
2.用电压表测一只小灯泡两端的电压，如图2所示，此时刻度盘中的刻度线每大格表示的电压值为 V，
每小格表示的电压值为 V，小灯泡两端的电压为 V。答案： 1 , 0.1 , 1.40
V
3
－
15
图2
图3
1
L1
L2
S
2
V
3.在图3电路中，当开关掷向1的位置时，测得电压表的示数为3.0V，当开关掷向2的位置时， 测得电压表的示数为1.5V，则电源两端的电压为 V．答案： 4.5
4.如图4的电路中，当S闭合后，电压表V1示数为7V，V2的示数为8V，若电源电压为12V，则灯L2两端的电压为（B ）
A．4V B．3V C．5V D．8V
5.如图5示，当开关S闭合时，关于三只测量电路中电流表示数，正确的是（C ）
A.A1表的示数最大 B.A2表的示数最大 C.A3表的示数最大 D.三只都要被损坏
6.如图6所示的电路中，三只不同灯泡，合上开关S后正常工作。三只电流表A1、A2、A3 的示数分别为I1、I2、I3，则这三只电流表示数间的关系是（ C ）
A．I1=I2+I3 B．I2=I1—I3 C．I1>I2>I3 D．I1<I2<I3
知识点1：电流与电压、电阻的关系
已知：（1）电压越大，对电路中的电流推动作用越大；
（2）电阻越大，对电路中的电流阻碍作用越大。
猜想：（1）电路中的电阻一定时，电压越大，电路中的电流越大；
（2）电路中的电压一定时，电阻越大，电路中的电流越小。
那么:电路中的电流、电压、电阻这三个量之间究竟有什么数量关系呢？
探究思路：三个量之间的关系太复杂了，分两步研究可以使每一步只研究两个量之间的关系（控制变量法）
探究方法及过程为：
第一组：保持电阻不变，改变电压，研究电流与电压之间的关系。
如图所示连接电路。闭合开关S，调节滑动变阻器R＇，使电阻R（5欧）上的电压改变（成倍增加），读出电流表、电压表的读数，并记入下表。
实验得出结论1：电阻不变时，电流跟电压成正比，即电压与电流的比值相等。
滑动变阻器R＇在电路中起的作用是：改变电阻，改变电路中的电流，改变电阻上的电压。
第二组：保持电压不变，改变电阻，研究电流与电阻之间的关系。
如图电路，在A、B间更换定值电阻R，调节滑动变阻器R＇，使R两端的电压U＝2V并保持不变（通过调节电阻来
调节电路中各用电器两端的电压），测出电流值，并记入下表。
实验得出结论2：电压不变时，电流跟电阻成反比，即电流与电阻的乘积相等。
知识点2：欧姆定律
归纳：德国物理学家欧姆，用此方法研究了电流与电压、电阻的关系，得出如下规律：
导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比，这个规律叫做欧姆定律。
如果用U表示导体两端的电压，R表示这段导体的电阻，I表示通过导体的电流，
则欧姆定律可表示成数学表达式I＝，此公式可变形成U＝IR、R＝。
公式中U的单位是伏，I的单位是安，R的单位是欧。
题型一：欧姆定理
例1:为了研究电流、电压、电阻的关系，实验的电路图如图所示，当电阻R不变时，得出的结论是 成正比。当电压U不变时，得出的结论是 成反比。
答案：电压，电流 ；电流与电阻R
例2:对同一导体来说，导体中的电流跟导体两端电压的关系是 （ A ）
A. 导体中的电流跟导体两端的电压成正比
B. 导体中的电流跟导体两端的电压成反比
C. 导体的电阻越大，导体中的电流和导体两端的电压就越大
D. 导体的电阻越大，导体中的电流和导体两端的电压就越小
例3:为了研究电流、电压、电阻三个量的关系，所采取的研究方法正确的是 （ B ）
A. 先使其中的两个量保持不变，研究另一个量的变化规律
B. 先使其中的一个量保持不变，研究另两个量的变化规律
C. 同时研究三个量的相互关系
D. 以上三种方法都可以
小试牛刀：关于导体中的电流跟电阻的关系，下列说法正确的是 （ C ）
A. 电流跟电阻成反比
B. 通过导体的电流跟导体的电阻成反比
C. 当电压不变时，导体中的电流跟导体的电阻成反比
D. 当电阻不变时，导体中的电压跟导体的电流成反比
例4：小明同学探究“通过导体的电流与电压的关系”时，电路图与实物图如图所示．已知电源电压和电阻R1的阻值均恒定，电流表A的量程为0～0.6安，电压表V1的量程为0～3伏，电压表V2的量程为0～15伏，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样．
（1）小明按电路图将实物连接起来，闭合开关前滑动变阻器的滑片应放在 右 端（填“左”或“右”）．闭合开关，发现电流表A与电压表V1的示数为零，电压表V2的示数不为零，若是电路中的电阻R1或滑动变阻器R2发生故障．则故障是 滑动变阻器R2断路 ．
（2）排除故障后，继续进行实验，记录电流表A与电压表V1的示数，得到一组实验数据，如下表所示．
实验序号
1
2
3
4
5
电压表V1示数（V）
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
电流表A示数（A）
0.16
0.18
0.20
0.22
0.24
分析表中实验数据可得结论：当导体的阻值不变时，通过导体的电流与电压成 正 比．
（3）实验中，记录电流表A与电压表V2的示数，得到一组实验数据，根据实验数据作出U﹣I图线（实线部分），如图3所示．则该实验中，在保证实验器材安全的前提下，电路中允许通过的最大电流
为 0.3 安．
例5：有一种半导体材料的电阻值随着温度的变化而明显改变，用这种材料制作的电阻称为热敏电阻．图1是某热敏电阻的阻值随温度变化的图象，小马同学用该热敏电阻和电压表设计了一只测量范围为0～100℃的水温表，图2是这个水温表的原理图，图中的电压表量程为0～3V；定值电阻R0的阻值为100Ω．当水温达到100℃时，要求电压表的示数达到最大值．
（1）根据图象回答该热敏电阻在100℃时的电阻值为多大？
（2）小马同学将电压表的刻度盘改画为指示温度的刻度盘，如果每10℃画一条刻度线，这个刻度盘的刻度是否均匀？
（3）通过计算说明改画的水温表刻度盘上的0℃应该与电压表刻度盘的什么位置对应？
解：（1）由图可知，当温度100℃时电阻为100Ω；
（2）由图可知，电阻随温度的变化越来越慢，即电阻不与温度成正比，则变化相同温度时，电阻的变化值不同，那么干路电流的变化值也不同；故定值电阻两端电压的变化值不是定值，因此所改表盘的刻度不均匀．
（3）当温度t=100℃时，由图知热敏电阻的阻值为：R热=100Ω；
由于此时电压表的示数达到最大值，故U0=3V；
因为R热与R0串联，根据串联分压的原理（串联电路中，电阻两端的电压之比等于电阻之比），得：
则电源电压：U==6V；
当温度t′=0℃时，R热′与R0串联，根据串联电路的电压规律，可得：U0′==1V；
此时电压表示数为1V
即改画的水温度表刻度盘上的0℃应对应在电压表刻度表上1V的位置．
答：（1）100℃时电阻为100Ω；（2）刻度盘上的刻度不均匀；（3）0℃所对应的电压表刻度在电压表刻度的1V位置．
题型二：欧姆定律的应用
例6：一只电灯泡正常工作时的灯丝电阻是484欧，如果电灯线路的电压是220伏，求灯丝中通过的电流。
答案：0.45A
例7：一只电阻R与电灯串联后接在电源上，用电压表测得电阻两端的电压是3伏，用电流表测得通过电灯L的电流是0.2安，求这只电阻R的阻值。
答案：15Ω
例8：某导体两端的电压为220伏时，测得通过它的电流为0.1安，则该导体的电阻为 欧。当通过它的电流变为0.5安时，则导体的电阻为 欧。当该导体两端的电压变为0时，则导体的电阻为 欧，通过它的电流为 安。答案：2200；2200；2200；0
例9：如图所示电路中，R1=20Ω，当开关S，S1合上时电流表示数为0.3A，当开关S合上、S1断开时电流表示数为0.1A，求R2的阻值。
题型三：用电压表和电流表测导体的电阻
例10：如图1所示的电路图中，闭合开关，当滑动变阻器滑片P向B移动时，电流表、电压表的变化各为（ B ）
A. 变大、变大 B. 变小、变小 C. 变大、变小 D. 变小、变大
例11:如图2所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表、电压表的变化各为（C ）
A. 变小、变小 B. 变大、变大 C. 变小、变大 D. 变大、变小
小试牛刀：如图3所示，当开关打开时，电流表示数为I1；当开关闭合时，电流表示数为I2，比较I1和I2的大小为 （ B ）
A. I1>I2 B. I1<I2 C. I1=I2 D. 无法比较
图1 图2 图3
1. 用如图所示的电路来研究一段电路中的电流和电阻的关系，其中滑动变阻器在这个实验中的作用是（C ）
A.改变电路中的电阻，保护电阻R B.当改换电阻R时，调节滑动变阻器，使电压表的读数保持不变
C.改变流过R的电流和它两端的电压 D.当改换电阻R时，调节滑动变阻器，使电流表的读数保持不变
2. 根据下列一组实验数据，可以得到的结论是（ D ）
A.导体电阻一定时，电压跟电流成正比 B.导体电阻一定时，电流跟电压成正比
C.电压一定时，电阻跟电流成反比 D.电压一定时，电流跟电阻成反比
3. 在做研究电流跟电压、电阻间关系的实验时，有如下数据：
表1：用电阻Ｒ１＝５Ω实验时的记录
电压（V）
2
4
6
电流（A）
0.4
0.8
1.2
表2：用电压U1＝2V实验时的记录
电阻（Ω）
1
2
4
电流（A）
2
1
0.5
试回答：由表1的数据，可以得出结论： ；
由表2的数据，可以得出结论： ；
综合上述结论我们可得出的结论是：一段导体中的电流，跟 成正比，跟 成反比，这个规律就是 定律。
（此环节设计时间在10分钟内）
（以学生自我总结为主，TR根据教案中的总结进行引导为辅，为本次课做一个总结回顾；总结方式可以多种多样，如画思维导图、默想回忆、抢答形式等。教案中给到重难点/易错点等的总结条目。）
1.
2.
3.
1. 包含预习下次课内容和复习本次课内容两部分；
2. 建议作业量不宜过多，最好控制在学生30分钟内能够完成；
3. 每节课前教师对作业进行批改与讲解；
本次课复习
1. 德国物理学家欧姆用____________的方法研究了电流跟电压和电阻的关系，得到：导体中的电流跟导体两端的电压
成________________，跟导体的电阻成__________________。其数学表达式为_____________________。
答案：控制变量；正比。；反比；I=U/R
2.某段导体两端的电压为3V时，通过它的电流为0.6A，则该导体的电阻为_______Ω；当导体两端的电压减小一半
时，则该导体的电阻为________________Ω。答案：5 ; 5
3. 有一段导体，当两端电压为2V时，通过它的电流为0.5A，这段导体的电阻是 Ω。若所加电压增大到4V时，
通过它的电流为 A。若所加的电压为零时，则通过它的电流为 A，这段导体的电阻为 Ω。
答案：4;1;0;4
4. 白炽灯的灯丝烧断后，可把断开处搭接起来继续使用，则灯丝的（ A ）
A.电阻减少，电流增大 B.电阻变大，电流减少 C.电阻和电流都增大 D.电阻和电流都减少
5. 欧姆定律的数学表达式是（ A ）
A. B. C. D.以上都是
6. 将欧姆定律的公式I＝U／R变形得到R＝U／I，关于此式的物理意义，下面说法正确的是（ D ）
A.导体中通过的电流越大，则电阻越小
B.加在导体两端的电压越大，则电阻越小
C.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
D.导体的电阻等于导体两端的电压和通过它的电流之比
7.如图所示电路，灯L1、L2串联，灯L2的电阻为20欧，通过灯L1的电流为0.5安，电源电压为15伏，求灯L1的电阻R1的大小和灯L1两端的电压U1的大小。
答案：10Ω 5V
8.小军用图所示的器材探究“通过导体的电流与电压的关系”，其电路图如甲所示．电源电压不变，R1为定值电阻，电流表A 选用0～0.6A量程，电压表V1选用为0～3V量程，电压表V2选用为0～15V量程，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样．
（1）连接电路时，开关应处于 断开 状态，闭合开关前滑动变阻器的滑片应放在 B （填A或B）端．
（2）请根据电路图甲用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接完整．
（3）闭合开关S，发现电流表A 与电压表V2的示数为零，电压表V1的示数不为零，则电路存在的故障是 电阻R1断路 ．
（4）排除故障后，继续进行实验，记录电流表A 与电压表V1的示数，得到一组实验数据，如表格所示，其中第3次实验的电流表示数如丙所示，请把该示数填入表中．分析表中实验数据可得结论：当导体的阻值不变时，通过导体的电流与其两端电压成 正 比．
序号
电压表V1的示数U1/V
电流表A的示数I/A
1
1.0
0.1
2
2.0
0.2
3
3.0
0.3
（5）实验中，记录电流表A 与电压表V2的示数，得到一组实验数据，根据实验数据作出I─U2图线，如丁所示，则电源电压是 6 V．在保证实验器材安全的前提下，滑动变阻器接入电路的阻值不得小于 10 Ω．
故答案为：
（1）断开；B；
（2）实物连接如下：
；
（3）电阻R1断路；
（4）0.3；正；
（5）6；10．
下次课预习
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