(共24张PPT)
幻灯片 1:标题页
5.2 欧姆定律
副标题:电路定量计算的基石
授课对象:初中物理学生
授课时长:45 分钟
核心目标:理解欧姆定律的内容与表达式,掌握公式变形及应用,能进行简单电路计算
幻灯片 2:导入 —— 从规律到定律
回顾上节课的实验结论
电阻不变时,电流与电压成正比(I ∝ U)。
电压不变时,电流与电阻成反比(I ∝ 1/R)。
思考问题:如何将这两个规律综合为一个定量关系式?这个关系式如何描述电流、电压、电阻三者的关系?
幻灯片 3:欧姆定律的内容与表达式
什么是欧姆定律?
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。
公式表达:\(
I = \frac{U}{R}
\)
其中:
\( I \) 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)。
发现者:德国物理学家乔治 西蒙 欧姆(1787–1854),通过大量实验总结得出这一规律。
幻灯片 4:公式变形与单位换算
欧姆定律的灵活应用
公式变形
求电压:\( U = I \times R \)(已知电流和电阻,计算电压)。
求电阻:\( R = \frac{U}{I} \)(已知电压和电流,计算电阻)。
单位统一
计算时需保证单位统一:
电流(I)用安培(A),电压(U)用伏特(V),电阻(R)用欧姆(Ω)。
若单位为毫安(mA)、千伏(kV)等,需先换算为基本单位(如 1mA=0.001A,1kV=1000V)。
示例换算
200mA = 0.2A,5kV = 5000V,2kΩ = 2000Ω。
幻灯片 5:欧姆定律的适用条件
理解定律的局限性
适用范围:适用于纯电阻电路(电能全部转化为内能的电路,如电阻、灯泡、电熨斗等)。
不适用情况:非纯电阻电路(电能除内能外还转化为其他形式能量,如电动机、电解槽等,此时欧姆定律不成立)。
注意事项:公式中的 \( I \)、\( U \)、\( R \) 必须对应同一导体或同一段电路,且为同一时刻的物理量。
幻灯片 6:串联电路中的欧姆定律应用
结合串联规律计算
串联电路基本规律
电流处处相等:\( I = I_1 = I_2 \)。
总电压等于各部分电压之和:\( U = U_1 + U_2 \)。
总电阻等于各部分电阻之和:\( R_{\text{ }} = R_1 + R_2 \)(由 \( U = IR \) 和 \( U = U_1 + U_2 \) 推导得出)。
计算示例
例题:两个电阻 \( R_1 = 10 \) 和 \( R_2 = 20 \) 串联在电压为 30V 的电源上,求电路中的总电流、每个电阻两端的电压。
解答:
总电阻 \( R_{\text{ }} = R_1 + R_2 = 10 + 20 = 30 \)。
总电流 \( I = \frac{U}{R_{\text{ }}} = \frac{30V}{30 } = 1A \)。
\( R_1 \) 两端电压 \( U_1 = I \times R_1 = 1A \times 10 = 10V \)。
\( R_2 \) 两端电压 \( U_2 = I \times R_2 = 1A \times 20 = 20V \)。
幻灯片 7:并联电路中的欧姆定律应用
结合并联规律计算
并联电路基本规律
各支路电压相等:\( U = U_1 = U_2 \)。
总电流等于各支路电流之和:\( I = I_1 + I_2 \)。
总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和:\( \frac{1}{R_{\text{ }}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} \)(由 \( I = \frac{U}{R} \) 和 \( I = I_1 + I_2 \) 推导得出)。
计算示例
例题:两个电阻 \( R_1 = 15 \) 和 \( R_2 = 30 \) 并联在电压为 15V 的电源上,求干路总电流、各支路电流。
解答:
各支路电压 \( U = U_1 = U_2 = 15V \)。
\( R_1 \) 支路电流 \( I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{15V}{15 } = 1A \)。
\( R_2 \) 支路电流 \( I_2 = \frac{U_2}{R_2} = \frac{15V}{30 } = 0.5A \)。
干路总电流 \( I = I_1 + I_2 = 1A + 0.5A = 1.5A \)。
幻灯片 8:实验验证 —— 欧姆定律的正确性
用实验检验公式
实验目的
验证 \( I = \frac{U}{R} \) 对同一导体成立,即电阻不变时,电流与电压的比值为定值。
实验器材
电源、定值电阻(5Ω)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线。
实验步骤
连接电路:定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻电压,电流表测电流。
调节滑动变阻器,使电压分别为 1V、2V、3V,记录对应电流值。
计算每次的 \( \frac{U}{I} \),观察是否等于定值电阻阻值(5Ω)。
实验数据
电压 U/V
电流 I/A
\( \frac{U}{I} \)/Ω
1
0.2
5
2
0.4
5
3
0.6
5
结论:实验数据验证 \( \frac{U}{I} = R \),欧姆定律成立。
幻灯片 9:欧姆定律的应用场景
生活中的欧姆定律
电路设计:根据用电器的额定电压和电阻,计算所需电流,选择合适的电源和导线。
故障排查:通过测量电压和电流,计算电阻值,判断元件是否正常(如灯泡灯丝是否熔断)。
安全用电:根据电源电压和用电器电阻,计算电流是否超过导线或开关的最大允许电流,防止过载。
仪器校准:电流表、电压表的刻度设计基于欧姆定律,通过已知电阻实现电流与电压的转换。
幻灯片 10:易错点辨析
常见理解错误
误区一:认为 “电阻与电压成正比,与电流成反比”(\( R = \frac{U}{I} \) 的误解)。
纠正:电阻是导体本身的性质,与电压、电流无关,\( R = \frac{U}{I} \) 是计算电阻的公式,而非决定式。
误区二:串联电路中用总电压除以某一电阻求电流。
纠正:串联电路电流 \( I = \frac{U_{\text{ }}}{R_{\text{ }}} \),需用总电压除以总电阻,而非单个电阻。
误区三:单位不统一导致计算错误(如用 mA 直接代入公式)。
纠正:计算前必须将单位换算为 A、V、Ω,确保单位统一。
幻灯片 11:课堂小结
核心知识点回顾
欧姆定律内容:\( I = \frac{U}{R} \),电流与电压成正比,与电阻成反比。
公式变形:\( U = IR \)、\( R = \frac{U}{I} \),需注意单位统一和对应关系。
串并联应用:结合串联 “分压不分流”、并联 “分流不分压” 规律,进行电路计算。
适用范围:纯电阻电路,不适用于电动机等非纯电阻元件。
幻灯片 12:课后作业
计算题:一个 20Ω 的电阻两端加 6V 电压,通过的电流是多少?若电压增至 12V,电流变为多少?(电阻不变)
应用题:两个电阻 \( R_1 = 10 \) 和 \( R_2 = 40 \) 串联在 20V 电源上,求总电阻、总电流及每个电阻两端的电压。
拓展题:某并联电路中,电源电压为 6V,干路电流为 0.6A,其中一条支路电阻为 30Ω,求另一条支路的电阻。
幻灯片 13:结束页
知识拓展与预告
历史意义:欧姆定律的发现为电学理论奠定了基础,推动了电力技术的发展。
下节课预告:5.3 伏安法测电阻
2024教科版物理九年级上册
授课教师: . 班 级: . 时 间: .
5.2 欧姆定律
第5章 欧姆定律
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
电压是产生电流的原因
电压越高,电流可能越大
电阻表示导体对电流的阻碍作用
电阻越大,电流可能越小
初步讨论
1.当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成 。
2.当电压一定时,通过导体的电流跟它的电阻成 。
正比
反比
通过实验探究我们知道在电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比;在导体两端电压一定时,导体中的电流与的电阻成反比。那么电流与电压和电阻之间究竟有什么内在联系呢?
酒精测试仪
喝没喝酒、喝多喝少用它一测就知道了,
其中的工作原理是什么?通过欧姆定律的
学习我们就能解答这些问题。
【欧姆定律的内容】
【欧姆定律的数学表达式】
电压
电阻
电流
I =
U
R
一、 欧姆的研究发现
欧姆(1787-1854)
德国物理学家
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。
V
Ω
A
I =
U
R
国际单位制:
【公式中单位要统一】
欧姆定律反映同一时刻、同一段电路中I、U、R之间的关系。
【注意】
【用公式进行计算的一般步骤】
读题、审题(注意已知量的内容);
根据题意画出电路图;
在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号;
选用物理公式进行计算(书写格式要完整,规范)。
二、用欧姆定律进行计算
【用公式进行计算的一般步骤】
对同一段电路,知道I、U、R中任意两个物理量,可以求出第三个物理量。
I =
U
R
U= I R
R=
U
I
欧姆定律
变形
求I
求U
求R
由欧姆定律推导可以得出 ,对此推导公式的理解,下列说法正确的是( )。
A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比;
B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比;
C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零;
D.同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变
D
U=12 V
I
R=30 Ω
【例题分析】
例1.一辆汽车的车灯,灯丝电阻为30 Ω,接在12 V的电源两端,求通过这盏电灯的电流。
解:
I = = = 0.4 A
U
R
12 V
30 Ω
答:通过这盏电灯的电流为0.4 A。
【例题分析】
例2. 一辆汽车的车灯,灯丝电阻为30 Ω,接在12 V的电源两端,求通过这盏电灯的电流。
(1)画电路图;
(2)列出已知条件和所求量;
(3)选用公式求解 I。
解题步骤
例3.在如图所示的电路中,调节滑动变阻器 R',使灯泡正常发光,用电流表测得通过它的电流值是 0.6 A。已知该灯泡正常发光时的电阻是 20 Ω,求灯泡两端的电压。
RL=20 Ω
I=0.6 A
A
R'
L
【例题分析】
解:
UL=ILRL =0.6 A×20 Ω =12 V
IL=I=0.6 A
答:灯泡两端的电压为12 V。
知识点1 欧姆定律
1. 根据欧姆定律 ,下列说法正确的是( )
D
A. 通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越大
B. 导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大
C. 导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D. 导体两端的电压越高,通过这段导体的电流就越大
返回
知识点2 欧姆定律的简单计算
2.某导体两端加电压时,通过它的电流为 ,则这段导
体的电阻为____ ,要使通过该导体的电流变为 ,则该
导体两端的电压为___ 。若将该导体置于超低温环境下使其
变为超导体,则此时它的电阻为___ 。
10
6
0
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(第3题)
3.如图所示,将一个阻值为 的电阻
接在、之间,电压表示数为 ,
电流表示数为 ,若换用阻值为
的电阻接在、 之间,电压表示
数为___ ,电流表示数为____A。
8
0.2
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(第4题)
4. 定值电阻的 关系图像如图所示,
当该电阻两端电压为 时,通过它的电
流为( )
A
A. B. C. D.
返回
(第5题)
5. 如图,已知铝芯电缆每
长的电阻为 (导体的材料、横
截面积一定时,导体电阻与长度成正比)。
输电过程中,地下电缆某处短路,导致用
户停电。为找到发生短路的地点,工人在
B
A. B. C. D.
切断电源的情况下,将4节新干电池串联作为电源,测得电
路电流为 ,由此可知,电缆短路处到用户的距离是
( )
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(第6题)
6.如图所示,电源电压保持不变,定值
电阻 。闭合开关 ,若将单
刀双掷开关 接触点1,电流表示数为
,则电源电压为___ ;若将单刀
双掷开关接触点2,电流表示数为 ,
则未知电阻的阻值为____ 。
5
10
返回
7.如图所示,电源电压保持不变, ,, 闭
合后,电压表示数为 ,则电源电压为多少?
【解】闭合开关,两电阻串联接入电
路,电压表测 两端的电压,串联电
路各处电流相等,根据欧姆定律可得
此时通过电路的电流
,则 两端电压
,串联电路总电压等于各部分
电压之和,则电源电压 。
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8. [2025·苏州期末]如图
所示,小鸟双脚立在某高压输电线的
同一根导线上。高压输电线每千米的
电阻为 ,通过输电线的电流是
。如果一只小鸟两脚间的距离是 ,该小鸟身体的电
阻约为 ,那么它两脚间的电压约为___________ ,
通过它身体的电流约为______________A。
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欧姆定律
欧姆的研究发现
用欧姆定律进行计算
应用欧姆定律进行分析与计算电路问题
内容
公式
必做作业:从教材习题中选取;
选做作业:完成练习册本课时的习题.
谢谢观看!