第十二章 欧姆定律

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第十二章 欧姆定律
一、通过前面的学习，我们知道：_____是形成电流的原因，_____是导体对电流的“阻力”。从逻辑的角度出发，我们可以猜想出：“通过导体的电流，跟导体两端的电压成_____，与导体的电阻成______”。还可能猜想到他们之间或许是指数关系，甚至是对数关系。到底是什么关系呢？要知道猜想是否正确，当然要设计并实际做______来加以验证。如何设计实验呢？由于电流大小与电压、电阻都有关，所以必需使用的研究方法是___________。在研究导体中的电流与导体两端电压关系时，应控制_____不变，通过____________来改变电阻两端的________。若要使电阻两端的电压从1V分别变到2V、3V，滑动变阻器的滑片应向阻值_____（填“大”或“小”）的方向调节。实验的结论是___________________________________________。在研究导体中的电流与导体电阻的关系时，应保持电阻两端的______不变，更换阻值不同的已知电阻，从而跟踪分析____对应变化。由于在更换电阻后，闭合开关，电阻两端分得的电压发生了变化，例如：把定值电阻从5Ω分别更换到10Ω、20Ω，这时定值电阻两端的电压变___，为了保持电阻两端的_____不变，我们的做法是____________________________________。要完成上述实验需要的实验器材有:___________________________________________________________________________。
实验电路图：
练习1.小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。 在此实验过程中，当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的唯一操作是（ ）
A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数
练习2、一只电阻当其两端的电压从2V增大到2.8V，通过该电阻的电流增大了0.1A，
那么该电阻阻值为_______
二、欧姆定律是这样表述的_______________________________________________________________________________
___________。公式________，求电压__________，求电阻__________。对欧姆定律的应用一定要注意：①公式中的三个物理量（U、I、R）必须对应着同一段导体或同一段电路，且要求是同一时刻。②各个物理量都必须使用国际单位，U的单位_____，I的单位____，R的单位_____。③I=U/R是欧姆定律的基本公式，该式说明：U和R是“因”，I是“果”，I是由U、R来决定的，所以说通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。至于欧姆定律的变换式：U=IR，R=U/I并不反映物理规律，不能由公式U=IR得出导体两端的电压与通过导体的电流和导体的电阻成反比。更不能由公式R=U/I得出导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比，因为电阻是导体本身的属性，与电压、电流无关。
练习3.根据欧姆定律公式的变形式及电阻的性质，可以判定当：（ ）
A. U变大时，变小； B. U变大时，变大； C. U变小时，不变； D. U=0时，=0。
三、“伏安法”测未知电阻的原理是_________，减少实验误差的方法_______________________________，进行多次测量要求改变电阻两端电压，改变电阻两端电压的方法是__________________________。电路图：
伏安法测电阻有“电流表内接法”和“电流表外接法”两种形式：
灯泡的灯丝是钨丝做的，而钨丝的电阻受__________的影响，温度越高，电阻_______，温度越低，电阻_______。
同学们，你们现在明白上新课做实验时，当电压是2.5V时，灯泡正常发光，测出的电阻有8.33Ω，而电压是1V时，灯泡发光较暗，测出的电阻只有5Ω左右。这是因为电阻与电压有关吗？____（“是”或“不是”）不是的话，请解释原因：_____________________________________________。
四、电阻的串联，相当于增加了导体的_____，所以总电阻____于任何一个串联电阻。满足公式：_________________，
如果是n个相同的电阻R串联，则总电阻满足公式：____________；电阻的并联，相当于增加了导体的___________，所以总电阻__于任何一个并联电阻。满足公式：__________，如果是n个相同的电阻R并联，则总电阻满足公式：_____。
练习4、电阻R1和R2并联后接入电路，测得通过R1和R2的总电流为I，则通过R1的电流I1=________
练习5、用12Ω的电阻和 _____Ω的电阻并联，可以替代4Ω的电阻。
五、除了“伏安法”可以测电阻，我们还有很多方法测电阻，只有电压表时，还需增加一个_________。
只有电压表，你能画出几种测未知电阻的电路图：（要求在图旁写出未知电阻的表达式）
只有电流表时，你能画出几种测未知电阻的电路图：（要求在图旁写出未知电阻的表达式）
6、导线的功能是连接各个电路元件和传输电能，所以我们希望它的电阻尽可能地______，通常情况下可以忽略。正因为这个原因，运用欧姆定律（公式_________）可以知道，当直接用导线把电源的正负极连接起来，电路中的电流将_________，很可能烧毁__________，这就是通常所说的_______________，想想看，为什么不能把_____表直接接在电源的正负极上？
7、案秤、磅秤和杆秤都是按一定比例来显示被测物理量的，而常用的电流表、电压表、天平、刻度尺、量筒等一样，是利用相等的原理来工作的。因为电流表与被测电路是______联关系，所以根据串联电路的电流规律(关系式：_____________)可以知道，电流表显示的电流就是通过电流表本身的电流，也就等于被测电路的电流。电压表呢、你知道吗？_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
8、变化的电路分析：第一步：正确判断电路的连接情况（串联或并联）（方法：有电压表的地方相当于_______，有电流表的地方相当于导线，看做_____。）第二步：明确各表分别测量谁的电压和电流。第三步：根据滑动变阻器滑片的移动情况，还有开关的通断情况，判断各表示数的变化情况。解题关键还要抓住：①电路中不变的物理量：电源电压，定值电阻的阻值。②并联电路各支路互不影响。③欧姆定律和串并联电路的电压、电流规律。
9、总结串并联电路规律：（要求理解记住）
串联电路 并联电路
电路图
电流关系
电压关系
电阻关系
电压电流分配规律
练习：
1、变化的电路：闭合开关，图一滑片P向左移，图二滑片P向左移，图三滑片P从c端向b端移动，图四滑片P向上移，图五滑片向左移，。判断各电路图中电压表和电流表示数变化情况：
图一 图二 图三 图四 图五
A: ________ A: ________ A: _______ A1: _______ A: _______
V1: _____________ V: ____________ V: __________ A2: _______ V: _________
V2: ____________ V: ________
2、如图所示的电路中，电源电压恒定。断开S1、S3，闭合S2，两电表均有示数，再断开S2，闭合S1、S3、，此时两电表的示数与前者相比( )
A 两表示数均变大
B 两表示数均变小
C 电流表示数变大，电压表示数变小
D 电流表示数变小，电压表示数变大
3、一个灯丝阻值为9Ω的小灯泡，在6V电压下能正常发光。若把它接在8V电源上，使它仍能正常发光，应给它____联一个___Ω的电阻。
4.某同学想用一只“1.5V、5Ω”的小灯泡制作一个简易手电筒，采用电压为6V的蓄电池作电源。为了保证小灯泡在使用时不至于因为电压太大而烧毁，该同学又从实验室里找到了一捆标有“1Ω/㎝”的电阻线。该同学应如何利用这捆电阻线才能保证小灯泡正常发光 ( )
A．应并联一段20㎝长的电阻线 B．应串联一段20㎝长的电阻线
C．应并联一段15㎝长的电阻线 D．应串联一段15㎝长的电阻线
5、根据电压不变列方程：
(1)、某电路中再串联一个3Ω的电阻时，电流变为原来的5/6，则电路中原有的电阻值是_____Ω，要使电流变为原来的1/2，则电路中应串联的电阻为______Ω。
(2)、在电路中串联一个30Ω的电阻R0后，电路中的电流从0.8A减小到0.2A，则电路中未接入电阻R0时的电阻是_____，电路两端的电压为_________。
（3）.如图所示，滑动变阻器的滑片在某两点间移动时，电流表示数范围为1A到2A之间，电压表示数范围为6V到9V之间.则定值电阻R 的阻值及电源电压分别为 （ ）
A.3Ω，15V B.6Ω，15V
C.3Ω，12V D.6Ω，12V
6、判断等效电阻：图一和图二中：R1=3Ω R2=6Ω. 图三和图四中，细电阻丝长24cm，并且电阻大小为1Ω/cm ，求ab两点之间的电阻大小。
7.如图所示的电路中，电源电压保持不变，电流表标有“0～0.6A～3A”，a，b为两个接线柱。现将两只阻值相同的电阻按串联或并联方式连接后接在“a、b两点间。当第1次电阻以某种连接方式接入时，电流表选0～0.6A量程即可；当第2次电阻以另一种连接方式接入电路时，电流表必须换为0～3A量程。则关于电阻的连接方式以及两次电流表的示数关系，下列判断正确的是（　）
A.第1次两只电阻以串联方式接入，两次电流表示数之比为I1：I2＝1：4
B.第1次两只电阻以串联方式接入，两次电流表示数之比为I1：I2＝1：2
C.第1次两只电阻以并联方式接入，两次电流表示数之比为I1：I2＝1：4
D.第1次两只电阻以并联方式接入，两次电流表示数之比为I1：I2＝1：2
8.图所示电路中，当开关S闭合，甲、乙两表是电压表时，示数之比U甲：U乙=3：2，当开关S断开，甲、乙两表都是电流表时，则两表的示数之比I甲：I乙为（ ）
A. 2：1 B. 3：1 C. 2：3 D. 1：3
9、如图所示的电路中，R1=6Ω，R2=12Ω。闭合开关S后电流表A1与A2读数之比为( )
10.如图所示，电源电压不变，当开关S闭合时，电压表和电流表示数的变化情况是
A．电压表、电流表的示数均变小
B．电压表、电流表示数均变大
C．电压表示数不变，电流表示数变大
D．电压表示数变大，电流表示数不变
11.如图所示，电源电压一定。关于电路的工作情况，下列说法正确的是( )
A．只闭合S1 时，两只灯泡串联
B．先闭合S1，再闭合S2时，电压表的示数不变、电流表的示数变大
C．若电压表和电流表位置对调，则闭合S1 、S2后，两表都被烧坏
D．若灯L1被短路，则闭合S1 、S2后，电压表和电流表都被烧坏
12、有两根粗细、长短均相同的铜导线和铁导线，把它们串联后接在电压为U的电路中，则通过它们的电流I铜和I铁的关系是I铜___I铁，它们两端的电压U铜和U铁的关系是U铜___U铁，如果将它们并联，则U铜____U铁，I铜___I铁。
13.两个定值电阻，甲标有“16Ω 1.5A”，乙标有“22Ω 0.5A”。现把它们串联起来，则该串联电路两端允许加的最高电压是_________。若把它们并联起来使用，则干路中允许通过的最大电流是____________。
14、如图所示电路，电阻R1标有“6Ω 1A”，R2标有“3Ω 1.2A”，电流表A1，A2的量程均为0～3A，电压表量程为0～15V，在a、b间接入电压可调的直流电源，闭合开关S后，为保证R1、R2均不损坏，则允许加的电源电压和通过电流表A1的电流不得超过
A、 9V 1A B、 3.6V 1.8A
C、 9.6V 1A C、 3.6V 0.6A
15.如图所示，电源电压保持不变。当开关S1 合、S2断开时，电流表的示数为0.2A；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为O.8A。则电阻R1与R2的比值为________
16．如图所示，已知灯L1电阻是灯L2电阻的2倍，闭合开关S后，A表示数为0.4A，V表示数为6V，则灯L1的电阻是__________Ω，L2两端电压是________V。当S断开时，V表的示数为__________V，L2中的电流为_________A。
17．在相距30km的甲、乙两地之间有两条输电线，已知输电线每米长的电阻为0.01Ω。现输电线在某处发生短路，为确定短路位置，检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行测量。当电压表的示数为1.5V时，电流表的示数为30mA，则可确定出短、路位置离甲地______m远.
18、如图所示的电路中，R1=R2=R3=10Ω,某同学误将一电流表并联在R2两端，发现示数为1.5A，据此可推知U=_____V； 若用一只电压表代替电流表并联在R2的两端，则电压表的示数为_____V。
19、一串小彩灯，每个小彩灯规格为“4V 0.3A”,如图所示。在正常情况下，细金属丝由于表面氧化铜而与灯丝支架不导通，若加上200V以上电压时，氧化铜被击穿，细金属丝与灯丝支架导通。将这一串小彩灯串联在220V电路中，在使彩灯正常发光的情况下，应_____联______个小彩灯，此时电路总电阻为________。当其中一只彩灯灯丝烧断，细金属丝两端电压达到_________，故细金属丝与灯丝支架导通，保证其他灯泡继续发光。
20、某校物理兴趣小组在课外实践活动中，练习使用一个测量物体重力的电子秤，其原理如图中的虚线框所示。它主要由四部分构成：托板和压力杠杆ABO，定值电阻R0 ，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示重力大小的仪表V（实质是电压表）。其中AB:BO=4：1，且已知压力传感器R的电阻与所受压力F变化的关系如下表所示。（g取10N/kg）
F/N 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 90 60 30 0
托板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后电源电压恒为6V。
（1） 托板空载时电压表的示数如图所示，求定值电阻R0的大小。
（2） 当在托板上放置50kg的物体时电压表的示数是多大？
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