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第五章 欧姆定律
欧姆定律
本章知识梳理
电流和电压、电阻的关系
欧姆定律
伏安法测电阻
等效电阻
电阻一定时,电流与电压成正比
电压一定时,电流与电阻成反比
内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
公式:
原理:
滑动变阻器的作用:保护电路、改变待测电阻两端的电压
串联电路的等效电阻
并联电路的等效电阻
R=R1+R2
欧姆定律
1.探究电流跟电阻、电压的关系
电阻一定时,电流与电压成正比
电压一定时,电流与电阻成反比
探究方法:控制变量法
2.欧姆的研究发现
导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,这个结论叫做欧姆定律。
如果用R表示这段导体的电阻,U表示导体两端的电压,I表示导体中的电流,那么,欧姆定律可以写成如下公式
I的单位:A U的单位:V R的单位:Ω
3.用欧姆定律进行计算
欧姆定律在解决各种电路的计算问题中有重要的应用。
对于一段电路,只要知道电流、电压、电阻这三个量中的两个,就可以利用欧姆定律计算出第三个量。
已知
1. 如图所示电路中,R1= 5Ω,R2= 20Ω,闭合开关后,通过R1、R2中的电流分别为I1、I2,则I1:I2等于( )
A.1:4 B.1:5 C.5:1 D.4:1
R1和R2并联,电源电压为U
则
D
2.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2。当S1闭合,S2断开时,电压表示数为3V,电流表示数为0.4A,电阻R1为____Ω;当S1断开,S2闭合时,电流表示数为____A。
30
0.3
3. 如图所示电路中,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为6V时,电流表示数为0.5A;当电压表的示数为7.2V时,电流表示数为0.3A,则电阻R0为____Ω,电源电压为____V。
6
9
测量电阻
1.用电压表和电流表测量电阻
原理:
对一个未知电阻,用电压表测出它两端的电压U,用电流表测量通过它的电流I,应用欧姆定律,就可求出其电阻值。这种测量电阻的方法叫做伏安法。
2.电压-电流图像
定值电阻的U-I图像为过原点的一条直线
在同一坐标图中,图线的倾斜程度越大,表示电阻的阻值越大。
R1>R2
小灯泡的电阻
小灯泡的U-I图像:
由图像可知小灯泡的电阻是变化的,灯泡的电压越大,灯丝电阻越大,说明灯丝电阻随温度的升高而增大。
3.测量电阻的特殊方法
缺电流表:
伏安法
缺电压表:
安阻法
1.图甲是测量小灯泡电阻的实验电路图。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2.50 V时,小灯泡正常发光,电流表示数如图丙所示,则此时通过小灯泡的电流为______A。
(3)调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐减小,会发现灯泡变暗直至完全不发光。可以猜想此过程中灯丝的温度______(选填“升高”“不变”或“降低”)。
0.28
降低
(4)测量数据如下表所示。
电压U/V 2.50 2.10 1.70 1.30 0.90 0.50
电流I/A 0.26 0.24 0.21 0.19 0.16
分析表中数据,可以发现小灯泡两端的电压越低,其灯丝的电阻越_____。
小
等效电路
1.电路的等效电阻
几个连接起来的电阻所起的作用,可以用一个电阻来代替,这个电阻就是那些电阻的等效电阻。
串联
并联
串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和:R=R1+R2
并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和
分压原理
电阻R1、R2串联。R1、R2两端电压与其电阻成正比。
U1:U2=IR1:IR2=R1:R2
分流原理
电阻R1、R2并联。通过R1、R2的电流与其电阻成反比。
I1:I2=(U/R1):(U/R2)=R2:R1
2.等效电路
现代电子技术中,在分析一些复杂电路时,人们常常只关注整个电路(或电路的某一部分)的输入、输出关系,即电流和电压的变化关系。这样我们就可以用一个简单的电路代替复杂电路,使问题得到简化。这个简单的电路就是复杂电路的等效电路。
1.如图所示,电源两端的电压恒定。闭合开关S1,小灯泡发光,再闭合开关S2,则( )
A.小灯泡变亮
B.电流表示数变小
C.电压表示数不变
D.电路的总电阻变大
C
2.如图所示,电源电压保持不变。以下判断正确的是( )
A.同时闭合开关S1、S2、S3时,灯泡L和电阻R并联
B.只闭合开关S2、S3时,灯泡L不发光
C.只闭合开关S2时,滑片P向右移动,电压表示数变小
D.只闭合开关S1、S3时,滑片P向右移动,电压表示数变小
C
3.如图所示的电路中电源电压保持不变,R1=R2= R3=20Ω,当S1,S2都断开,电流表示数是0.3A,求:
(1 )电源电压。
( 2 )S1、S2都闭合时,电流表示数是多少
S1,S2都断开时,R1和R2串联
S1,S2都闭合时,R1和R3并联
U=IR总=I(R1+R2)=0.3×40=12V
I=U/R总=12/30=0.4A