(共32张PPT)
第2节 欧姆定律
1.理解欧姆定律.(重点)
2.知道欧姆定律的两个变形式的具体含义.(重点)
3.能熟练用欧姆定律及其变形式计算有关电压、电流和电阻的简单问题.(难点)
4.知道分步骤解电学计算题的基本格式.
1.请用笔画线代替导线将图中的实物连接完整.要求:使滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变小,并根据实物图在虚框中画出对应的电路图.连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的滑片P应放在 端(选填“A”或“B”).
断开
B
2.导体的电阻表示导体对 的阻碍作用,电阻的大小只与导体自身的 、 、 有关,受 的影响.
电流
材料
长度
横截面积
温度
3.关于电流、电压、电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.在电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
B.在电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
C.在电流一定时,导体两端电压跟导体电阻成正比
D.通过导体的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比
D
4.如图所示,保证AB间的电阻R1=5 Ω不变,通过移动滑动变阻器,分别使电压表的示数为3 V、6 V、9 V,这是为了研究( )
A.通过电阻的电流与电阻的阻值的关系
B.通过电阻的电流与电阻两端的电压的关系
C.电阻的阻值与流过电阻的电流的关系
D.电阻两端的电压与电阻的阻值的关系
B
在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压 ;在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻 ;那么,电流、电阻和电压三者之间存在什么关系呢?
成正比
成反比
略
知识点一 欧姆定律
19世纪20年代,德国物理学家欧姆通过大量实验研究,发现了欧姆定律,即导体中的电流,跟导体两端的 成正比,跟导体的 成反比.其数学表达式为 ;另外,它还有两个变形式:R= 、U= .请完成下表:
电压
电阻
IR
物理量 符号 国际单位
电流
电压
电阻
I
A
U
V
R
Ω
例1 关于欧姆定律I= ,下列说法正确的是 ( )
A.导体的电阻越大,通过导体的电流越小
B.导体中的电流与导体的电阻成反比
C.导体中的电流与电压成反比
D.对同一导体,其两端的电压增大到原来的3倍,则导体中的电流也会增大到原来的3倍
D
变式训练1 关于I= 的变形式R= ,下列说法正确的是 ( )
A.导体电阻跟它两端的电压成正比
B.导体电阻跟通过它的电流成反比
C.导体电压跟通过它的电流成正比
D.导体电阻跟通过的电流和它两端电压无关
D
知识归纳:
1. 欧姆定律中所说的“导体中的电流,跟导体两端的电压成正比”是在电阻一定的条件下;“导体中的电流跟导体的电阻成反比”是指在电压一定的条件下,脱离了前提条件,这种比例关系就不存在了.
2. U=IR,表示导体两端的电压在数值上等于通过导体的电流与其电阻的乘积,可通过它计算电压;同学们容易产生“电压与电流成正比”或“电压与电阻成正比”等错误想法!!
3. R= 表示“电阻在数值上等于导体两端的电压与通过它的电流的比值”,但导体的电阻是由它自身的性质决定的,电阻与电流、电压均无关.
知识点二 利用欧姆定律进行简单的计算
(一)同时性:在同一部分电路上,由于开关的闭合或断开以及滑动变阻器滑片位置的移动,都会引起电路中的电流、电压、电阻的变化,所以公式中的三个量是对同一时刻而言.
例2 一个导体,当两端的电压为1.5 V时,通过导体的电流为0.3 A,若流过导体的电流增加0.3 A时,则此时导体两端的电压和导体的电阻分别为( )
A.1.5 V 2.5 Ω B.1.5 V 10 Ω
C.3 V 5 Ω D.3 V 10 Ω
C
变式训练2 某段金属导体两端的电压为4 V时,通过的电流是0.2 A,则电阻为_____Ω;当该导体两端电压为12 V时,通过该导体的电流为_____A;当该导体两端的电压降为0时,电阻为____Ω.
20
0.6
20
(二)统一性:三个物理量要统一使用国际单位.
例3 一个电磁炉的电阻是1 kΩ,接在220 V的电压上,流过它的电流是______A.
0.22
变式训练3-1 (回归课本)一个定值电阻的阻值是10 Ω,使用时流过它的电流是200 mA,加在这个定值电阻两端的电压是______V.
变式训练3-2 (回归课本)某小灯泡工作时两端的电压是2.5 V,用电流表测得此时的电流是300 mA,此灯泡工作时的电阻为______Ω(结果保留一位小数).
2
8.3
(三)同一性:电流I,电压U及电阻R,是对同一个导体或同一段电路而言,在解题过程中习惯把同一导体的各个物理量的下标用统一的数字或文字表示,如:R1、U1、I1.
例4 如图所示,电源电压恒为12 V,电阻R1为20 Ω,当开关S闭合后,电压表示数为8 V求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)通过电阻R2的电流.
解:(1)∵R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,
U=12 V, UR2=8 V.
∴UR1=U-UR2=12 V-8 V=4 V;
答:(1)电阻R1两端的电压为4 V;
(2)通过R2的电流为0.2 A.
变式训练4 如图所示的电路中,R1=15 Ω,R2=10 Ω,闭合开关后电流表的示数为0.3 A.求:
(1)电源电压;
(2)通过R1的电流.
解:(1)电流表测流过R2的电流,
IR2=0.3 A, R1与R2并联,
R1=15 Ω, R2=10 Ω.
∴电源电压U=UR1 =UR2 =IR2R2=0.3 A×10 Ω=3 V,
答:(1)电源电压为3 V;
(2)通过R1的电流为0.2 A.
方法归纳:
1. 利用欧姆定律解决问题要注意,计算中所用的I、R、U必须满足同时性、统一性和同一性;
2. 电学计算题的解题思路是:
(1)画好电路图,在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号;
(2)要有必要的文字说明、物理公式,代入数据计算,答题叙述要完整.
1.如图所示,电源两端电压U=6 V并保持不变,电阻R1阻值为5 Ω.闭合开关S后,电流表的示数I为1.5 A.求:
(1)电流表的示数I1.
(2)电阻R2的阻值.
解:(1)R1与R2并联,R1=5 Ω,UR1=UR2=U=6 V.
(2)∴IR2=I-IR1=1.5 A-1.2 A=0.3 A,
答:(1)电流表的示数I1为1.2 A;
(2)电阻R2为20 Ω.
2.(回归课本)酒精气体传感器是一种气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度β的变化如图甲所示,图乙是某同学利用气敏电阻设计的电路.该电路中电源电压为6 V,恒定不变,R1=5 Ω,R2为气敏电阻,当酒精气体浓度为0时,示数为5 V.求当酒精气体浓度为0时,R2的阻值.
解:当气体浓度为0时,UR2=5 V, U=6 V,R1=5 Ω
∵R1与R2串联,
∴UR1=U-UR2=6 V-5 V=1 V,
答: 当气体浓度为0时,R2=25 Ω.
3.如图是电阻甲和乙的U-I图象,小明对图象信息作出的判断,正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5 V时,通过它的电流为0.3 A
B.当乙两端电压为2.5 V,其电阻值为10 Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.4 A,则它们两端的电压之和为3 V
D.若甲和乙并联,若电压为1 V,则它们的干路电流为0.4 A
C
4.一个小灯泡正常发光时电阻为20 Ω,在正常工作时它两端的电压是12 V,现有的电源电压是18 V,要把这盏灯接在这个电源上,需要怎样接入一个阻值至少为多大的电阻?将电路图设计出来,并画出电路图.(解题过程要有必要的文字说明)
解:需要串联一个电阻R.
∵R与L串联:UR=U-UL=18 V-12 V=6 V,
又∵RL=20 Ω,
答:应该串联一个10 Ω的电阻.