第十六讲欧姆定律.docx

第十六讲　欧姆定律
★ 常考点一　欧姆定律
1．内容：导体中的电流与导体两端的电压成 正比，与导体的电阻成 反比。
2．表达式：
3．欧姆定律的理解
(1)在 电阻 一定的情况下，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比 。
(2)在 电压 不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成 反比。
[帮你归纳]在使用欧姆定律时要注意：
1．同一性：定律中的电压、电阻和电流三个量是对同一个电阻或同一段电路而言的，不可乱套公式．
2．同时性：定律中的电压、电阻和电流三个量必须是同一时刻的数值，若由于某种原因，电路中的电压或电阻发生了变化，则电流也相应变化
★ 常考点二　串、并联电路的电阻特点
1．电阻的串联
(1)在串联电路中，等效电阻等于各串联电阻之和．若串联的电阻阻值分别为 R1和R2 ，串联后的等效电阻为R，则 R ＝ R1+R2 ．
(2)电阻的串联相当于增加了电阻的长度，所以串联电阻的等效电阻比任何一个分电阻都
大
2．电阻的并联
(1)在并联电路中，等效电阻的倒数等于 各并联电阻的倒数之和 ．若并联的电阻阻值分别为 R1和R2 ，并联后的等效电阻为 ，则 ＝ ．
(2)电阻的并联相当于增加了电阻的横截面积，所以并联电阻的等效电阻比任何一个分电阻都 小.
[帮你归纳]1.并联电路的等效电阻计算公式较为复杂，利用推导公式计算等效电阻较为方便快捷．2．若N个相同的电阻R串联，则R总=nR ; 若n个相同的电阻R并联，则 .
3．串联分电压，电压的分配跟电阻成正比，即 ；并联分电流，电流的分配跟电阻成反比，即 .
★ 常考点三　伏安法测电阻
1．原理：欧姆定律，即
2．电路图：如图所示．

3．要测量的量：待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流．
4．串、并联电路的电阻规律
(1)串联电路的电阻规律：串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和．
(2)并联电路的电阻规律：并联电路的总电阻的倒数等于各并联导体的电阻的倒数之和．
典例1★ 欧姆定律的理解　
　例1 [2014呼和浩特，8]由欧姆定律公式可知( )
A．同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比
B．导体两端的电压为零时，因为没有电流通过，所以导体电阻为零
C．导体中的电流越大，导体的电阻就越小
D．导体电阻的大小，可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
解析：电压是形成电流的原因，不会随电流的变化而变化，故A错误；导体两端的电压为零时，电流为零，但导体电阻不为零，故B错误；导体中的电流越大，说明两端电压越大，但电阻不变，故C错误；在物理学中，导体的电阻等于其两端的电压与通过它电流的比值，故D正确，故选D.
【方法点拨】解答此题需要正确理解电流、电压、电阻三者之间的关系：①电阻一定时，通过导体的电流与电压成正比；电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比；②电阻是导体本身所具有的性质，与通过它的电流、它两端的电压无关．其大小等于导体两端的电压与通过导体的电流之比
典例2★ 动态电路分析
　例2 [2014东营，10]某兴趣小组为了研究电子温控装置，将热敏电阻 、定值电阻 以及电压表和电流表连入如图所示电路，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小．闭合开关，当温度升高时，电压表和电流表的示数变化情况是( )
例 2 图
A．电流表和电压表示数均变小
B．电流表和电压表示数均变大
C．电流表示数变小，电压表示数变大
D．电流表示数变大，电压表示数变小
解析：当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，电路总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律 可知电路电流增大，电流表示数变大；定值电阻 阻值不变，通过的电流增大，根据公式 可知定值电阻 两端的电压变大，热敏电阻两端的电压减小，即电压表示数变小，故选D.
【方法点拨】解答此题的关键是知道温度升高时电路电阻的变化，从而引起电流和电压的变化，要熟记串联电路电压的规律．
典例3★ 电路故障分析
　例3 [2014泰安，12]小强同学在探究串联电路电流规律的实验中，按如图连接好了电路，闭合开关S后，观察实验，两灯均不发光．为检测出电路故障，他做了以下操作：将电压表接到b、c两点，观察电压表、电流表均无示数；将电压表接到a、b两点，观察电压表有明显示数，而电流表示数几乎为零．则电路故障可能是( )
例 3 图
A．灯 断路 B．灯 短路 C．电流表烧坏了 D．灯 断路
解析：电流表始终无示数，说明电路故障为断路；将电压表并联在b、c两点，电压表无示数，说明电压表的正负接线柱不能与电源两极相连，即 完好；将电压表接到a、b两点，观察电压表有明显示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，说明灯 断路，故选A.
【方法点拨】解此题的关键是根据电流表和电压表的示数情况判断串联电路的故障．开关闭合后，两个灯泡都不发光，电流表的指针几乎不动，说明电路是开路；电压表的指针有明显的偏转，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连．
典例4★ 欧姆定律的相关计算
　例4 [2014泰州，20]如图所示电路中，电源电压恒定，电阻 的阻值20 Ω.
(1)闭合开关 联；
(2)在对 进行闭合或断开的各种操作中，电流表可读得0.5 A和0.3 A两个值，那么电源电压U＝ V，灯泡电阻 Ω(灯泡电阻不随温度变化)．
例 4 题图
解析：(1)由电路图可知，闭合开关 时，R
和L并列连接，它们是并联的；(2)由电路图可知，
都闭合时，R与L并联，电路电流为0.5 A，
闭合、 断开时，只有电阻R接入电路，电流表示数为0.3 A，电源电压 灯泡电阻
【方法点拨】(1)各电路元件首尾顺次连接的连接方式是串联，各电路元件并列连接，电路有多条电流路径的连接方式是并联，分析电路结构，然后答题．
(2)根据电路图分析电路结构，然后应用并联电路特点与欧姆定律分析答题．
学生随堂巩固
1．以下是对欧姆定律表达式的几种理解，其中正确的是( )
A．由 ,表示在通过导体电流一定时， 跟导体两端电压成正比
B．由 ,表示导体两端电压一定时， 跟通过导体的电流成反比
C． ,表示在导体电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端电压成正比
D． ,表示在导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体电阻成正比
2．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器向上滑动时，下列说法中正确的是( )
A．电流表的示数减小，电压表的示数不变
B．电流表的示数减小，电压表的示数减小
C．电流表的示数减小，电压表的示数增大
D．电流表的示数不变，电压表的示数不变
第 2 题图
3．如图所示，由于电路中有一处发生故障，导致电压表的示数为零，下列关于电路故障的说法正确的是( )
A．一定是灯 短路 B．可能是灯 断路C．可能是灯 短路 D．可能是灯 断路
第 3 题图
4．现有 两个电阻， 将它们并联后接入某电路如图所示．则通过 的电流之比是 ，此电路的总电阻是 Ω.
第 4 题图
解析：(1)因为两个电阻并联，所以电阻两端的电压是相等的，根据欧姆定律可知，在电压一定时，通过电阻的电流与电阻成反比，已知 Ω＝2∶3，所以通过 的电流之比等于3∶2；
(2)电路的总电阻
5．电阻 的电流随电压变化图像如图所示．则电阻 的阻值为 Ω；若把它们并联在12 V的电路中，则通过干路的电流是 A
实验强化过关
实验一　探究电流与电压、电阻的关系
★命题角度：1.根据电路图画实物图.2.电路故障分析.3.分析表格数据得出结论.4.多次移动变阻器滑片的目的.5.电路图的设计.6.实验器材的选择．
　例1 探究电流与电压、电阻的关系．
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系？
【猜想】①导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比；
②导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压的平方成正比；
③导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
【实验器材】电源(电压恒为4.5 V)，电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω)，两只滑动变阻器(20 Ω　2 A、50 Ω　1 A)，导线若干．
【实验过程】(1)根据电路图连接实物图．
如图所示
图1 图2 例1答图
例1图
(2)小明按图连接电路后，闭合开关，发现电流表有示 数，电压表指针超过量程．小明操作中的错误是 滑动变阻器阻值没有全部接入电路。
(3)小明改正错误后继续实验，通过改变定值电阻 两端的电压，测得电流、电压的值如表一．分析数据可得出猜想 是正确的．
表一
表二
(4)小红在探究猜想③时，先将5 Ω的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使与电阻并联的电压表的示数为1.5 V，并记下电流值；再分别改接10 Ω、15 Ω的电阻，重复上述实验，得到了表二中的实验数据．分析数据得出，猜想③是正确的．实验中，小红多次移动变阻器滑片的目的是 保持电阻两端电压不变。
(5)小华在探究猜想③时，重新设计了电路，保持电压表的示数为3 V，得到了与表二相同的数据，也完成了实验探究．小华与小红的实验相比不同之处是：电压表与滑动变阻器并联．
【知识拓展】
(6)小明实验时选择的是 Ω电阻．
(7)小红实验时选择的变阻器规格是 ．
解析：(1)如答图所示．(2)闭合开关，电流表有示数，电路不存在断路；由电路图知，滑动变阻器滑片在最左端，接入电路的阻值为零，闭合开关时，滑动变阻器滑片应在最右端，滑动变阻器滑片位置错误．(3)由表一数据可知，在电阻一定的情况下，流过导体的电流与导体两端的电压成正比，由此可知猜想①是正确的．(4)要验证猜想③需要保持电阻两端电压不变，每次更换电阻后移动滑片的目的是保持电阻两端电压不变．(5)由表二可知电阻两端的电压 ，由串联电路特点知，滑动变阻器两端的电压是4.5 V－1.5 V＝3 V，而电压表示数是3 V，则电压表与滑动变阻器并联，测滑动变阻器两端的电压．(6)由表一数据可知，小明所用电阻阻值 (7)由题意知，滑动变阻器两端的电压是3 V，由表二可知，当电路电流I＝0.10 A时，滑动变阻器接入电路的阻值
，因此小红实验时选择的变阻器规格是“50 Ω　1 A”．
实验二　伏安法测电阻
★命题角度：1.分析电路中电流表和电压表示数的变化.2.电路故障的分析.3.电流表的读数.4.欧姆定律公式的应用．
　例2 用伏安法测电阻的实验中，某同学连接了如图所示的电路(电路元件完好，接线柱接线牢固)．

例 2 图
(1)在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电流表的示数将 ，电压表示数将 ．(选填“发生变化”或“保持不变”)
(2)检查电路，发现有一处连接错误，请指出连接错误的导线是 (选填“a”、“b”、“c”或“d”)．
(3)纠正错误后，闭合开关，测得几组数据如下表．

第三次实验时电流表示数如图乙所示，电流表的示数为
A．待测电阻值为 Ω.
(4)接下来将定值电阻换成小灯泡接入电路，闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现这种故障的原因可能是 ．