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14.2 欧姆定律
第十四章 欧姆定律
沪粤版2025-2026学年 物理九年级上册【精做课件】
授课教师:********
班 级:********
时 间:********
14.2 欧姆定律
教学目标
理解欧姆定律的内容,能准确表述欧姆定律的数学表达式,并能进行公式变形。(重点)
知道欧姆定律的适用条件,能运用欧姆定律分析和解决简单的电路问题。(难点)
掌握伏安法测电阻的原理和实验操作,能正确测量导体的电阻。
理解欧姆定律在串联和并联电路中的应用,能进行相关的电流、电压和电阻计算。
通过实验探究和数据分析,培养严谨的科学态度和逻辑思维能力。
欧姆定律的探究实验
提出问题
通过前面的学习,我们知道导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关。那么,电流、电压和电阻之间存在怎样的定量关系呢?
猜想与假设
基于已有知识和生活经验,猜想:在电阻一定时,导体中的电流可能与导体两端的电压成正比;在电压一定时,导体中的电流可能与导体的电阻成反比。
实验设计
实验器材:电源、开关、电流表、电压表、定值电阻(多个不同阻值)、滑动变阻器、导线若干。
实验方法:控制变量法。
探究电流与电压的关系:保持电阻不变,改变电阻两端的电压,测量通过电阻的电流,分析电流与电压的关系。
探究电流与电阻的关系:保持电阻两端的电压不变,改变电阻的阻值,测量通过电阻的电流,分析电流与电阻的关系。
实验电路图:
(此处可插入实验电路图,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测定值电阻两端电压)
实验步骤
探究电流与电压的关系:
按照电路图连接电路,将定值电阻(如 5Ω)接入电路,滑动变阻器调至最大阻值。
闭合开关,调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压分别为 1V、2V、3V,记录对应的电流表示数。
断开开关,整理数据。
探究电流与电阻的关系:
更换定值电阻(如 10Ω),调节滑动变阻器,使电阻两端电压保持 2V 不变,记录电流表示数。
再更换定值电阻(如 15Ω),重复上述步骤,保持电压 2V 不变,记录电流表示数。
断开开关,整理数据。
实验数据记录与分析
实验次数
电阻 R/Ω
电压 U/V
电流 I/A
1
5
1
0.2
2
5
2
0.4
3
5
3
0.6
4
10
2
0.2
5
15
2
0.13
分析数据可知:
当电阻为 5Ω 不变时,电压从 1V 增大到 3V,电流从 0.2A 增大到 0.6A,电压与电流的比值始终为 5Ω,说明电阻一定时,电流与电压成正比。
当电压为 2V 不变时,电阻从 5Ω 增大到 15Ω,电流从 0.4A 减小到 0.13A,电流与电阻的乘积始终为 2V,说明电压一定时,电流与电阻成反比。
欧姆定律的内容与表达式
欧姆定律的内容
德国物理学家欧姆通过大量实验研究,总结出如下规律: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,这就是欧姆定律。
数学表达式
欧姆定律的数学表达式为:\(I=\frac{U}{R}\)
式中,\(I\)表示电流,单位是安培(A);
\(U\)表示电压,单位是伏特(V);
\(R\)表示电阻,单位是欧姆(Ω)。
公式变形
根据欧姆定律的表达式,可以推导出另外两个公式:
求电压:\(U = IR\)
求电阻:\(R=\frac{U}{I}\)
需要注意的是,\(R=\frac{U}{I}\)是电阻的计算式,而非决定式。电阻是导体本身的一种性质,其大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关。该公式仅表示通过测量电压和电流可以计算出电阻的大小。
欧姆定律的适用条件
欧姆定律适用于纯电阻电路,即电能全部转化为内能的电路,如由定值电阻、灯泡等组成的电路。
对于非纯电阻电路,如含有电动机、电解槽等的电路,欧姆定律不适用,因为在这些电路中,电能除了转化为内能外,还转化为机械能、化学能等其他形式的能。
欧姆定律的应用
基本计算
利用欧姆定律可以解决电路中电流、电压和电阻的计算问题,解题时需注意:
明确研究对象,确定公式中各物理量对应的是同一导体或同一电路。
单位要统一,电流用 A,电压用 V,电阻用 Ω。
例题 1:一个定值电阻的阻值为 10Ω,当它两端的电压为 3V 时,通过它的电流是多少?
解:根据欧姆定律\(I=\frac{U}{R}\),代入数据得:\(I=\frac{3V}{10 }=0.3A\)
答:通过它的电流是 0.3A。
例题 2:一个导体两端的电压为 6V 时,通过它的电流为 0.2A,该导体的电阻是多少?若两端电压变为 12V,导体的电阻是多少?通过的电流是多少?
解:由\(R=\frac{U}{I}\)可得,导体的电阻\(R=\frac{6V}{0.2A}=30 \)。
导体的电阻是本身的一种性质,与电压无关,所以当电压变为 12V 时,电阻仍为 30Ω。
此时通过的电流\(I'=\frac{U'}{R}=\frac{12V}{30 }=0.4A\)。
答:该导体的电阻是 30Ω;电压变为 12V 时,电阻仍为 30Ω,通过的电流是 0.4A。
串联电路中的应用
在串联电路中,电流处处相等(\(I = I_1 = I_2=\dots=I_n\)),总电压等于各部分电路两端电压之和(\(U = U_1 + U_2+\dots+U_n\)),总电阻等于各串联电阻之和(\(R_{ }=R_1 + R_2+\dots+R_n\))。结合欧姆定律可得:
各电阻两端的电压与电阻成正比:\(\frac{U_1}{U_2}=\frac{R_1}{R_2}\)(因为\(U_1 = I R_1\),\(U_2 = I R_2\))。
例题 3:两个电阻\(R_1 = 2 \)、\(R_2 = 3 \)串联在电源电压为 10V 的电路中,求电路中的电流和每个电阻两端的电压。
解:串联电路总电阻\(R_{ }=R_1 + R_2=2 + 3 =5 \)。
电路中的电流\(I=\frac{U}{R_{ }}=\frac{10V}{5 }=2A\)。
\(R_1\)两端的电压\(U_1 = I R_1=2A\times2 = 4V\)。
\(R_2\)两端的电压\(U_2 = I R_2=2A\times3 = 6V\)。
答:电路中的电流是 2A,\(R_1\)两端电压是 4V,\(R_2\)两端电压是 6V。
并联电路中的应用
在并联电路中,各支路两端的电压相等(\(U = U_1 = U_2=\dots=U_n\)),干路电流等于各支路电流之和(\(I = I_1 + I_2+\dots+I_n\)),总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和(\(\frac{1}{R_{ }}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\dots+\frac{1}{R_n}\))。结合欧姆定律可得:
各支路的电流与电阻成反比:\(\frac{I_1}{I_2}=\frac{R_2}{R_1}\)(因为\(I_1=\frac{U}{R_1}\),\(I_2=\frac{U}{R_2}\))。
例题 4:两个电阻\(R_1 = 6 \)、\(R_2 = 3 \)并联在电源电压为 6V 的电路中,求干路电流和通过每个电阻的电流。
解:通过\(R_1\)的电流\(I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{6V}{6 }=1A\)。
通过\(R_2\)的电流\(I_2=\frac{U}{R_2}=\frac{6V}{3 }=2A\)。
干路电流\(I = I_1 + I_2=1A + 2A=3A\)。
答:干路电流是 3A,通过\(R_1\)的电流是 1A,通过\(R_2\)的电流是 2A。
伏安法测电阻
实验原理
伏安法测电阻是利用欧姆定律\(R=\frac{U}{I}\),通过测量导体两端的电压\(U\)和通过导体的电流\(I\),计算出导体电阻\(R\)的方法。
实验器材
电源、开关、电流表、电压表、待测电阻、滑动变阻器、导线若干。
实验电路图
(此处可插入伏安法测电阻的实验电路图,待测电阻与滑动变阻器串联,电流表测电流,电压表测定值电阻两端电压)
实验步骤
按照电路图连接电路,连接过程中开关保持断开,滑动变阻器滑片移至最大阻值处。
检查电路连接无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为某一合适值,记录此时电压表和电流表的示数。
改变滑动变阻器滑片的位置,重复步骤 2,测量多组电压和电流数据。
断开开关,整理实验器材。
根据每组数据,利用\(R=\frac{U}{I}\)计算出电阻值,然后求平均值,以减小实验误差。
实验数据记录与处理
实验次数
电压 U/V
电流 I/A
电阻 R/Ω
电阻平均值 /Ω
1
2
3
注意事项
连接电路时,电流表要串联在电路中,电压表要与待测电阻并联,且 “+” 接线柱接靠近电源正极的一端,“-” 接线柱接靠近电源负极的一端。
滑动变阻器的作用:保护电路;改变待测电阻两端的电压和通过的电流,从而测量多组数据。
课堂练习
欧姆定律的内容是:导体中的电流跟导体两端的( )成正比,跟导体的( )成反比,表达式为( )。
一个电阻两端的电压为 2V 时,通过它的电流为 0.5A,则该电阻的阻值是( )Ω;当它两端的电压为 4V 时,通过它的电流为( )A;当电压为 0V 时,该电阻的阻值是( )Ω。
两个电阻\(R_1 = 4 \)、\(R_2 = 6 \)串联在电压为 10V 的电源上,电路中的电流为( )A,\(R_1\)两端的电压为( )V。
伏安法测电阻的实验原理是( ),实验中滑动变阻器的作用是( )和( )。
课堂总结
欧姆定律揭示了导体中电流、电压和电阻的定量关系:\(I=\frac{U}{R}\),适用于纯电阻电路。
利用欧姆定律可以进行电流、电压和电阻的计算,解题时要注意公式的正确应用和单位统一。
串联电路中,电流处处相等,电压与电阻成正比;并联电路中,电压相等,电流与电阻成反比。
伏安法测电阻的原理是\(R=\frac{U}{I}\),通过测量多组数据求平均值可以减小误差。
课后作业
一个标有 “220V 40W” 的灯泡,正常发光时通过它的电流是多少?灯丝的电阻是多少?(提示:正常发光时电压为额定电压 220V)
如图所示(假设为串联电路,电源电压 12V,\(R_1 = 3 \),\(R_2 = 5 \)),求电路中的电流、\(R_1\)和\(R_2\)两端的电压分别是多少?
用伏安法测量一个未知电阻的阻值,自己设计实验步骤,并记录实验数据,计算出电阻值。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
电流与电压、电阻的关系
一
实 验 1
1.提出猜想:
探究电流与电压的关系
探究电流与电压的关系,怎么才能做到只有电流与电压在变化?
2.实验方法:
想想议议
电压是产生电流的原因,电压越高,电流越大.
在本实验中,控制电阻一定,探究电流与电压的关系.
控制变量法
思考
如何改变导体两端的电压?
改变
电源电压
串联一个定值电阻
不拆卸电路
方法更好
接入一个滑动变阻器
因变量:
I
自变量:
导体R两端的电压U
怎样改变:
调节滑动变阻器
控制变量:
导体电阻R
怎样控制:
选用同一电阻
怎样测量:
电流表
怎样测量:
电压表
探究电流与电压的关系——控制变量法
3.实验器材:
+
-
A
B
C
D
5Ω
10Ω
电源
开关
电压表
电流表
滑动变阻器
定值电阻
导线
4.连接电路图:
V
R
R'
S
A
+
-
A
B
C
D
数据记录表
电阻R 电压U/V
电流I/A
闭合开关,电路中会有电流流过,我们可以从电压表和电流表读取数据,试着设计一下实验数据表格吧?
控制变量
自变量
因变量
(1)按电路图连接电路(连接电路要注意:连接电路前开关要断开,并将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处,电流表和电压表要选择合适的量程和正确的接柱);
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数增加(如分别为1V、1.5V、2V、2.5V、3V),依次记下电流表的示数,把数据记录在表格中。
5.进行实验与记录数据:
视频演示
探究电流与电压的关系
数据记录:
电阻R 5Ω 电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
实验结论:
6.数据处理与得出结论:
0 1 2 3 4
U/V
I/A
0.8
0.6
0.4
0.2
更换不同阻值的定值电阻,继续进行实验
电阻R 10Ω 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0
电流I/A
0.05 0.1 0.15 0.19
数据分析:
当R=10 时,电流与电压仍成正比.
在科学实验中通常要进行多次实验, 多次实验的两种目的:
思考
为什么要换用不同阻值电阻重复实验呢?
为了使得出的结论更具有普遍性
(1)“减小误差”是适用于“测量”实验中
同一研究对象的多次测量求平均值;
(2)“寻找普遍规律”适用于探究实验。
本实验中滑动变阻器的作用是什么?
(1)保护电路
(2)改变导体两端的电压,多次实验获取多组数据
(1)通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(2)电阻一定时,导体两端的电压与导体中的电流成正比
—— 漏掉了结论的前提条件
——弄错了结论的因果关系
判断下列结论是否正确,并说明原因
探究电流与电压的关系实验
1.探究方法:
2.电路图
3.实验过程中要控制______不变
4.滑动变阻器的作用:
5.实验结论:
6.实验图像
V
R
R'
S
A
控制变量法
电阻
①保护电路;
②改变定值电阻两端的电压
当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
课堂小结
1. 一导体接到电路中,如果把它两端的电压增大到原来的三倍,下列说法中正确的是( )
A. 它的电阻是原来的三倍
B. 它的电流保持不变
C. 它的电流是原来的三分之一
D. 它的电流是原来的三倍
D
针对训练
电阻不变,电流与电压成正比
实 验 2
探究电流与电阻的关系
探究电流与电阻的关系,怎么才能做到只有电流与电阻在变化?
在本实验中,控制电压一定,探究电流与电阻的关系.
电阻对电流有阻碍作用,电阻越小,电流越大.
想想议议
1.提出猜想:
2.实验方法:
控制变量法.
因变量:
自变量:
怎样改变:
控制变量:
怎样控制:
怎样测量:
怎样测量:
I
电流表
导体电阻R
导体R两端的电压U
更换电阻
(调节电阻箱)
已知电阻值
调节滑动变阻器
探究电流与电阻的关系——控制变量法
3.实验器材:
+
-
A
B
C
D
5Ω
10Ω
15Ω
电源
开关
电压表
电流表
滑动变阻器
定值电阻
导线
4.连接电路图:
V
R
R'
S
A
+
-
A
B
C
D
两个实验电路图是一样的
数据记录表
闭合开关,电路中会有电流流过,我们就可以收集实验数据了,
试着设计一下实验数据表格吧?
电压U 3V 电阻R/Ω 20 15 10 5
电流I/A
5.进行实验与记录数据:
(1)按电路图连接电路;
(2)记下电阻值(如:30Ω),闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一值(如:3V),记下电流表的示数,把数据记录在表格中;
(3)更换一个新的电阻,记下其阻值,重复实验
电压U 3 V 电阻R/Ω 30 15 10 6 5
电流I/A
0.1 0.2 0.3 0.5 0.6
数据记录
视频演示:探究电流与电阻的关系
0 5 10 15 20 25 30
R/Ω
I/A
0.6
0.5
0.4
0.3
0.20.1
6.数据处理与得出结论:
当导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
实验结论:
思考
有同学说直接画出I-R的图像是曲线,不能直接看出电流与电阻的关系,你知道如何改进吗?
或
0 5 10 15 20 25 30
R/Ω
12
10
8
6
4
2
电压U 3 V 电阻R/Ω 30 15 10 6 5
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.5 0.6
/A-1 10 5 3.33 2 1.67
/A-1
某位同学在做“保证电压不变,研究电流随电阻变化”的实验时,将定值电阻的电压设定为3V,5Ω、10Ω、15Ω的实验都顺利进行了,可当他换上20Ω的电阻时,却发现无论怎么移动滑片,电压表的示数始终高于3V,你知道是为什么吗?你来帮帮他吧!
在这个实验中滑动变阻器的调节技巧:“换大调大,换小调小”,当我们换上最大电阻时,电压表示数始终高于3V,说明滑动变阻器的最大阻值太小,不能满足实验的需求。
我们可以适当降低所设定的定值电阻两端的电压,或者在实验中将顺序调整为20Ω、15Ω、10Ω、5Ω去进行实验,这样就能避免这个问题啦!
思考
(1)更换电阻后,调节滑动变阻器时,眼睛要观察电压表读数,使读数与更换前保持不变;
(2)滑动变阻器的调节技巧:“换大调大,换小调小”,即当用10Ω的电阻替换5Ω的电阻时,滑动变阻器连入电路的阻值应变大,反之亦然
注意事项:
在探究电流与电压和电阻的关系时,
滑动变阻器在两个探究实验中的作用相同吗?
探究电流与电压关系 探究电流与电阻关系
相同点 不同点
保护电路
改变电阻两端电压
保证电阻两端电压不变
探究电流与电阻的关系实验
1.探究方法:____________
2.电路图
3.实验过程中要控制________________不变
4.滑动变阻器的作用:
5.实验结论:
6.实验图像
V
R
R'
S
A
控制变量法
①保护电路;
②保证电阻两端电压不变
电阻两端电压
当导体的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
归纳
电路故障分析
电流表示数 存在故障 电压表示数 具体故障位置
无示数 断路 无示数 与电压表并联以外的电路断路
有示数 与电压表并联的电路断路
有示数 短路 无示数 与电压表并联的电路短路
有示数 与电压表并联以外的电路短路
如果电路出现故障,故障分析的一般步骤如下:
先看电流表,再看电压表
知识拓展
1.小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了完成探究,他应该采取的措施是( )
A.将变阻器滑片适当向右移动 B.保持变阻器滑片不动
C.将变阻器滑片适当向左移动 D.适当增加电池的节数
A
针对训练
更换大阻值的定值电阻时,
滑动变阻器接入电路阻值相应增大
板书
电流与电压和电阻关系
探究方法
变量与定量
滑动变阻器的作用
电路图
实验图像
电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比
电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比
电流与电压的关系
电流与电阻的关系
随堂练习
1.小明探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,使用的器材如图甲所示,电源电压不变,R为定值电阻。
(1)请你根据图甲所示电路图连接图乙的实物。
(2)连接电路时,开关应该_______。合上开关前,若滑动变阻器使用了
b接线柱,则实验前变阻器的滑片应放置在_____(选填“左”或“右”)端。
断开
左
(3)电路中使用了滑动变阻器,它除了能保护电表(避免电压表和电流表的示数超过量程)外,还能改变________________________________,以方便实验的进行。
电阻R 两端电压(电压表的示数)
(4)闭合开关S,发现电压表示数接近3V,电流表指针几乎不偏转,移动滑片P的过程中,两表示数均无变化。已知导线、仪表均完好,且接触良好,则故障原因是______________。
电阻R断路
(5)排除故障后,小明测得多组数据记录在表格中,请你在图丙坐标轴
上作出图像。根据此图像,可初步得到实验结论:_______________________
_______________________________________________。
导体的电阻一定时,
通过导体的电流与该导体两端的电压成正比
.
.
.
.
.
2. “探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源
(6 V)、电流表(0~0.6 A,0~3 A)、电压表(0~3 V,0~15 V)、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一个)、开关、滑动变阻器(甲“50 Ω 1 A”,乙“10 Ω 2A”)和导线若干.
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线
代替导线,将图乙所示的实物连接成
完整电路图(要求连线不得交叉);
(2)连接电路时,开关应处于______(选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应放在_____(选填“A”或“B”)端;
断开
A
(3)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,
电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是________(填序号);
定值电阻R短路
B. 定值电阻R开路
C. 滑动变阻器开路
D. 电流表开路
B
(4)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像.由图像可以得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成________(选填“正比”或“反比”);有同学提出该图像
不便直观判断I与R的定量关系,你的改进措施是_________________.
反比
作出I - 图像
(5)上述实验中,小强用R=5 Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10 Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向____(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为____V
时,读出电流表的示数;
(6)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器_____(选填“甲”或“乙”).
A
2
甲
欧姆定律
二
1.内容:
一段导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,
跟这段导体的电阻成反比关系
2.表达式:
I =
U
R
电压
电阻
电流
这段导体两端的电压
这段导体的电阻
通过这段导体的电流
3.公式中使用的单位(单位要统一):
电压 U 的单位:V
电阻 R 的单位:Ω
电流 I 的单位: A
4.欧姆定律变形公式:
(1)已知电流、电阻,求电压:
(2)已知电压、电流,求电阻:
欧姆定律反映了一段导体中的电流跟加在这段导体两端的电压和这段导体电阻之间的定量关系,知道了其中两个量,就可以算出第三个量
使用欧姆定律时的注意事项:
①同一性
I、U、R 必须是对同一个导体或同一段电路而言的,三者要一一对应
②同时性
对于同一导体或同一段电路来说,由于开关的闭合或滑动变阻器滑片的移动,都会导致电路中的电阻、电流的变化,所以公式中的三个量是针对同一时间而言的
③条件性
定律中的成反比和成正比是有条件的,当电阻一定时,电流与电压成正比,当电压一定时,电流与电阻成反比。
纯电阻电路就是在通电的状态下,只发热的电路,即通电状态下把消耗的电能全部转化为电阻的内能,不对外做功。纯电阻电路中只有电阻、电源、导线。电能不能转化为内能以外的能量形式。
例如:由电烙铁、电熨斗等组成的电路,它们只是发热,它们都是纯电阻电路。像电动机、电风扇等组成的电路,除了发热以外,还对外做功,所以这些是非纯电阻电路.
5.欧姆定律的适用范围:适用于纯电阻电路
知识拓展
根据欧姆定律公式 ,是否可以说:“电阻与电压成正比,电阻与电流成反比”?为什么?
?
这个说法是不对的。由于电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小与导体材料、长度、横截面积、温度有关,因此电阻的大小与电压、电流的大小均无关系。所以“电阻与电压成正比,与电流成反比”这种说法是错误的.
问题与思考
问题与思考
欧姆定律的计算
例1:某数控机床照明灯的电压是36 V, 它正常工作时灯的电阻是54 Ω。通过照明灯的电流是多少 (结果保留两位小数)
分析:首先应根据题意画出电路图,并在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号,明确已知量和所求量;然后应用欧姆定律解题。
解题步骤:
①画电路图;
②列出已知条件和所求量;
③求解
注意:解题要规范化,要求写出必要的文字说明和公式,
代入数值单位进行计算,结果按要求进行位数保留。
解:根据欧姆定律 ,代入数据,可得
答:通过照明灯的电流是0.67 A
已知: U=36 V, R=54 Ω
求: I
正确理解变形式:如图所示,如果计算定值电阻R2的阻值,只能用 来计算,而不能用 或 来计算
如下电路中如何计算定值电阻R2的阻值呢?
欧姆定律使用时具有同一性
例2:在探究电流与电压关系的实验中,有一同学误把电压表接在了滑动变阻器两端,发现电压表的示数为1.5V。已知定值电阻R的大小为5Ω,电路两端电压为4.5V。请你帮助这名同学判断一下此时流经定值电阻R的电流为多少?
I = = = 0.6 A
UR
R
3V
5Ω
∴UR=U-Up=4.5V-1.5V=3V
同一性
∵串联电路
解:根据题意画出等效电路图
R=5Ω
Rp
I=?
UR
Up=1.5V
U=4.5V
U2=6 V
R=?
I2=?
解:根据题意画出等效电路图
I1=0.15 A
R
U1=3 V
R= = = 20 Ω
U1
I1
3 V
0.15 A
例3:小刚想了解一下铅笔芯电阻的大小,他在一支铅笔芯两端加了3V电压,测通过铅笔芯的电流是0.15A;若加在这支铅笔芯两端的电压增加到6V时,此时通过它的电流是多少?
I2= = = 0.3A
U2
R
6 V
20 Ω
电阻是导体本身的一种性质,不随电压变化而变化。
同时性
U2=6 V
R
I2=?
解:根据题意画出等效电路图
U1
I1
R=
U2
I2
R=
I1=0.15 A
R
U1=3 V
【一题多解】
∵同一导体电阻R不变
比例法
U1
I1
U2
I2
=
∴
I2= U2
I1
U1
0.15A
3V
= ×6V
=0.3A
I1
I2
U1
U2
=
2
3
4
5
1
1.在探究电流与电压的关系时,小陌设计了图甲、乙、丙三个电路图,由图甲改进为图乙是为保证实验过程中 (填“电流”“电压”或“电阻”)这一因素不变;由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节滑动变阻器使电阻R两端的电压 (填“改变”或“保持不变”)。
电阻
知识点1
探究电流与电压的关系
改变
2.[2025·芜湖月考改编]小点进行了“探究电流与电压关系”的实验,电源电压为3 V且保持不变。
【实验思路】
(1)实验方法选择:
2
3
4
5
1
电阻
电阻两端的电压
【实验过程】
(2)请用笔画线代替导线在图甲完成电路连接,
要求滑片P向左端滑动时,电流变大。
(3)连接电路时,开关应处于 状态,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片调至最 (填“左”或“右”)端。
(4)闭合开关,读出电流表和电压表的示数,将实验数据记录在下表中。其中当电压表示数为1.2 V时,电流表示数如图乙所示,读数并填在表格中。
U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
I/A 0.08 0.16 0.24 _____ 0.40
2
3
4
5
1
如图所示。
断开
右
0.32
(5)根据表格数据,在图丙中
画出I-U关系图像。
【实验结论】
(6)分析所绘制的图像得出结论:
__________________________________________________。
(7)小点认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作,他这么做的目的是________________________。
2
3
4
5
1
如图所示。
在电阻一定时,通过导体电流与导体两端电压成正比
使实验结论更具普遍性
3.[2025·惠州模拟]为完成“探究电流与电阻的关系”实验,小海从实验室取得以下器材:电压恒为4.5 V的电池组,电流表,电压表,开关,5 Ω、10 Ω、25 Ω的定值电阻各一个,规格为“40 Ω 1 A”的滑动变阻器,导线若干。
【实验思路】
(1)我们进行如下思考:
①实验方法选择:
知识点2
探究电流与电阻的关系
2
3
4
5
1
电阻两端的电压
电阻
②如何改变:使用 (填“相同”或“不同”)阻值的定值电阻;或使用 (填“滑动变阻器”或“电阻箱”)。
【实验过程】(2)连接电路时,开关应处于 状态,将滑片P移至阻值最大处,这样做的目的是_____________。
(3)实验电路如图1所示,将5 Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P发现,电压表始终无示数,电流表始终有示数,其原因可能是 (填序号)。
A.R短路 B.R断路 C.滑动变阻器短路
不同
2
3
4
5
1
电阻箱
断开
保护电路
A
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数如图2所示,记为______V,并记录电流表的示数;接着保持滑片位置不变,将电阻换为10 Ω后,为保证 表的示数不变,
应向 (填“左”或“右”)移动滑片。
【实验结论】(5)通过实验得到电流随电阻变化的图像如图3所示,发现每组I与R的乘积 (填“相同”或“不同”),可得到的结论是当电压不变时,电流与电阻成 比。
2.5
2
3
4
5
1
电压
左
相同
反
4.[原创题]在探究“电流与电压、电阻的关系”后,小萌与小陌进行以下讨论:
(1)在探究“电流与电压关系”时,滑动变阻器主要作用是
。
(2)在探究“电流与电阻关系”时,滑动变阻器主要作用是
。
(3)在两个实验过程中,手移动滑片时,眼睛观察 表。
(4)在两个实验中,都进行多次实验数据的测量,是为了
。
改变定值电阻两端电压
2
3
4
5
1
保持定值电阻两端电压不变
电压
使实验结论更具普遍性
5.[2024·合肥模拟]用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压为3 V,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1.5 A”。
(1)实验时,依次更换不同的电阻,分别记录每次电阻R和电流表示数I,数据如表,其中第4次实验的电流表示数如图乙所示。
实验序号 1 2 3 4 5
电阻/Ω 30 20 15 10 5
电流/A 0.08 0.12 0.16 0.48
电阻的倒数/Ω-1 0.033 0.050 0.067 0.100 0.200
2
3
4
5
1
(2)同学们在表中增加了 的数据,并根据I和 的值在图丙的坐标纸中描出了相应的点,请你在图丙中补充第4次的实验数据点,并作出I- 图像,相对于I -R图像该图像的优点是
______________________________。
(3)小丽根据图丙所示I - 图像得出结论,电流与电阻成反比。请对此作出评价: 。
说法错误,应该说在电压一定时,电流与电阻成反比
2
3
4
5
1
可以直观得出电流与电阻的关系
如图所示
课堂小结
1.定义:通过导体的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体
的电阻成反比。
2.表达式 变形公式
3.等效电路图
4.注意:同一性 同时性
I =
U
R
U=IR
R =
U
I
欧姆定律
谢谢观看!