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(共42张PPT)
第十五讲　欧姆定律
1.电流与电压、电阻的关系
(1)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成　 。
(2)在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成　 　。
2.欧姆定律
(1)内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成　 　,跟导体的电阻成　 。
欧姆定律及应用
正比
反比
正比
反比
(2)公式:I=　　。
(3)变形公式:U= 、R=。
(4)适用:纯电阻电路。
3.欧姆定律在串、并联电路中的应用
串联电路 并联电路
图示
IR
理解 相当于增加了电阻　 总电阻比分电阻　 相当于增加了电阻的 总
总电阻比分电阻　
公式 R=R1+R2
比例 分配 串联分压:U1∶U2=R1∶R2 并联分流:I1∶I2=R2∶R1
长度
大
横截面积
小
注意: 欧姆定律只适用于纯电阻电路,如只接有加热器的电路;不适用于非纯电阻电路,如接有电动机的电路。
根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
B.导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大
C.导体两端的电压越大,通过这段导体的电流就越大
D.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
欧姆定律的理解与应用
C
如图所示,电源电压保持不变。当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为 0.2 A;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.8 A。则电阻R1与R2之比为( )
A.1∶3
B.3∶1
C.2∶3
D.3∶2
A
为了监测家人体重,小明在上题图的基础上利用压敏电阻进行改装,设计了一个简易体重计,电路如图(甲)所示。已知:电源电压为 6 V;定值电阻R0=6 Ω;R为压敏电阻,其阻值与所受到压力的关系如图(乙)所示;电压表量程为0~3 V,改装后用于显示被测人体重(踏板所受的重力不计),分析题中信息可知,体重越大,电压表示数越　　,该体重计能测量的最大体重为
　 N。
大
600
如图所示,用伏安法测电阻时,若考虑电压表和电流表电阻的影响,则当图中Rx的值　 　(选填“较大”或“较小”)时,测量的误差小些。
电阻的测量
较小
1.小明利用伏安法测电阻,分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,处理实验数据时,分别画出了U-I的图象,如图所示。对于图象的分析,下列说法错误的是( )
A.图(甲)是定值电阻的U-I图象,
图(乙)是小灯泡的U-I图象
B.由图象可知,通过定值电阻的电
流和定值电阻两端的电压成正比
C.由图(乙)及实验现象可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.应该用多次测量的方法,计算小灯泡电阻的平均值,以减小误差
D
2.(2022娄底)在测电阻的实验中,小明发现电流表已损坏,于是他设计了如图所示的电路来测量另一未知电阻Rx的阻值,已知电源电压为12 V,R1的阻值为10 Ω,开关闭合后,当R2的滑片位于最左端时,电压表的示数为
5 V,则待测电阻Rx的阻值为　　 Ω。调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数变为3 V,则R2接入电路中的阻值为　 Ω。
14
16
如图所示,电源电压3 V恒定不变,电阻R1=10 Ω,R2=5 Ω,总电阻为　　Ω,则闭合开关S后,电压表示数为　　V。
欧姆定律在串并联电路中的应用
将阻值不同的电阻R1、R2按(甲)图所示电路连接,闭合开关S后,电流表示数为0.6 A;保持电源电压不变,再将电阻R1、R2按(乙)图所示电路进行改接,闭合开关S后,关于电流表的示数,下列说法中正确的是( )
15
2
B
A.一定小于0.6 A
B.一定大于2.4 A
C.一定大于0.6 A,但小于1.2 A
D.一定大于1.2 A,但小于2.4 A
如图所示的电路中电源电压保持不变,R1=R2=R3=20 Ω,当S1、S2都断开,电流表示数是 0.3 A,求:
(1)电源电压。
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数是多少
实验1　探究电流与电压、电阻的关系
(2022年课标必做实验)
[实验器材]
电源(干电池)、开关、导线若干、　 　、　 　、　 和
定值电阻。
电流表
电压表
滑动变阻器
[实验装置]
[注意事项]
1.电路连接前应观察电流表、电压表指针是否在“零刻度线”处,若不在零刻度线应先进行调零。
2.连接电路时,开关处于　 　状态,且导线不能交叉。
3.开关闭合前应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。
断开
(一)探究电流与电压的关系
[设计与进行实验]
1.(1)控制导体的　 　不变。
(2)移动滑动变阻器的滑片,改变导体两端的　 　。
(3)观察并记录电流表和电压表的示数。
电阻R/Ω
电压U/V
电流I/A
电阻
电压
2.滑动变阻器的作用
(1)保护电路。
(2)改变定值电阻两端的 　。
3.实验图象
[实验结论]
在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
电压
正比
(二)探究电流与电阻的关系
[设计与进行实验]
1.(1)控制导体两端的 不变,换用不同阻值的定值电阻。
(2)移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数不变。
(3)观察并记录电流表和电压表的示数。
电压U/V
电阻R/Ω
电流I/A
电压
2.滑动变阻器的作用
(1)保护电路。
(2)控制定值电阻两端的 不变。
3.实验图象
[实验结论]
在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成　 　。
反比
电压
例1 在“探究电流与电压的关系”的实验中。
(1)请用笔画线代替导线,将图(甲)中电路连接完整,要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大。(连线时导线不允许交叉)
(2)正确连接好电路后,闭合开关发现电压表示数为2.8 V,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,则故障原因是　 　。
电阻R断路
(3)小明排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图(乙)所示,
此时通过电阻R的电流为　 　A。若要增大电阻R两端的电压,应将滑片
P向　　(选填“A”或“B”)端移动。
(4)实验中测得多组数据,绘制出电阻R的 I-U 图象如图(丙)所示,由图象
可得电流与电压的关系是　 　
;本实验所用电阻的阻值为　 Ω。
(5)在探究电流与电压关系时,不能用小灯泡代替定值电阻的原因可能是
　 　。
(6)检查电路时小明发现电压表、电流表位置互换了,若闭合开关电流表
　 　(选填“会”或“不会”)被烧坏。
0.12
A
电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电
压成正比
5
灯丝电阻随温度的变化而变化
不会
(7)另一个实验小组连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片的过程中发现,电流表示数变大时,电压表示数反而减小,经检查所有器材均完好,你认为出现上述现象的原因是 。
(8)排除故障后,小明又取了两个定值电阻,想利用这些器材继续探究“电压不变时,电流与电阻的关系”的实验。实验中所用电阻的阻值分别为
5 Ω、10 Ω、20 Ω,电源电压改为四节新干电池,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图(丁)所示的图象,由图象可以得出结论:　 。
电压表并联在了滑动变阻器的两端
电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(9)上述实验中:
①小华用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,应向　 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为　　V时,读出电流表的示数;
②实验中选用的滑动变阻器规格是下面的 (选填字母)。
A.“50 Ω　1.0 A” B.“30 Ω　1.0 A” C.“20 Ω　1.0 A”
A
B
2
答案:如图所示
实验2　用电流表和电压表测量电阻
(2022年课标必做实验)
[实验原理]
R=。
[实验器材]
“伏安法”测量定值电阻的电阻:电源(干电池)、开关、若干导线、电流表、电压表、滑动变阻器和未知电阻。
“伏安法”测量小灯泡的电阻:电源(干电池)、开关、若干导线、电流表、电压表、滑动变阻器和小灯泡。
[实验装置]
“伏安法”测量定值电阻的电阻 “伏安法”测量小灯泡的电阻
实验电路图
实验实物图
实验电路图
实验实物图
[注意事项]
1.连接实物时,必须注意开关应断开。
2.连接滑动变阻器时应注意“一上一下”,闭合开关前滑片应调至阻值最大处。
3.连接电压表和电流表时应注意电流要从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
[设计与进行实验]
1.(1)根据电路图连接实物。
(2)检查电路无误后,闭合开关S,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻的平均值/Ω
1
2
3
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1
2
3
2.滑动变阻器的作用
(1)保护电路。
(2)调节待测电阻两端的　 。
3.实验图象
(1)测定值电阻的阻值的图象 (2)测小灯泡的电阻值的图象
电压
4.多次测量的目的
(1)测定值电阻的阻值时多次测量目的是 。
(2)测小灯泡的电阻值时多次测量目的是　 　
。
例2 小聪同学用“伏安法测电阻”时,实验电路图如图(甲)所示,电源电
压恒为4.5 V不变。
求平均值,减小测量误差
研究小灯泡电阻随温度的变化
规律
(1)该实验的原理是　 　。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于　 (选填“A”或“B”)端。
(3)假如小聪同学用完好的器材按如图(甲)所示的实验电路图正确连接电路,实验时正确操作,刚“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,其原因可能是:
①　 ;②　 。
(4)调整后,小聪同学重新按图(甲)所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图(乙)所示,电流表示数如图(丙)所示,被测定值电阻Rx=　　Ω。
B
滑动变阻器最大阻值偏小
选用电流表的量程太小
8
(5)若滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx,实验过程中电流表突然
烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出定值电阻Rx
的阻值。
实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑片滑到A端,电压表选择合适量程,闭合开关S,读出电压表的示
数,记为U;
②　 ;
③读出滑动变阻器的最大值R;
④则被测定值电阻Rx的阻值为Rx= (写出表达式)。
(6)实验时小丽分别读取电压表和电流表的示数为U1'、I1,结果发现连接图(甲)
电路时误将电压表与滑动变阻器并联,但也能算出定值电阻的阻值,其表达式为
Rx'= 　。
将滑动变阻器滑片滑到B端,闭合开关S,读出电压表的示数,记为U1
(7)用小灯泡替换定值电阻,小丽继续测额定电压为2.5 V小灯泡的电阻,
闭合开关后,发现小灯泡不亮,则接下来合理的操作是　　(选填字母)。
A.断开开关,更换小灯泡
B.移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(8)多次移动滑动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示
数,并绘制成如图(丁)所示的图象,通过图象可以发现灯丝的电阻是变化的,这一现象表明:灯丝的电阻随温度的升高而　 　(选填“增大”
“不变”或“减小”)。
(9)为使小灯泡正常发光,在提供的滑动变阻器中,分别有规格为A(5 Ω
2 A)、B(20 Ω　1 A)、C(100 Ω　0.1 A),则应选择　 (选“A”“B”或“C”)。
B
增大
B
欧姆定律的应用
1.(2023郴州)如图所示,电源电压恒为3 V。闭合开关S,电压表的示数为 0.5 V,则灯泡L2两端的电压为　　 V,灯泡L1与L2的电阻之比为　 。
1∶5
2.5
动态电路分析
2.(2023益阳)在如图所示电路中,电源电压保持不变,R1和R2为定值电阻。先闭合开关S1,再闭合开关S2后,电流表和电压表的示数变化的情况是( )
A.电流表示数增大,电压表示数不变
B.电流表示数增大,电压表示数减小
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数不变,电压表示数增大
A
3.(2023常德)图中甲、乙两个滑动变阻器的外形、尺寸完全相同,滑片均位于中点,已知甲的最大阻值比乙的最大阻值大,闭合S后将两个滑动变阻器的滑片同时向左或向右移动。且移动时始终保持两滑片之间的距离不变。下列说法中正确的是( )
A.向左移动时,电流表示数变小
B.无论向左还是向右移动,电流表示数都变小
C.滑片位于滑动变阻器中点时,电流表的示数最小
D.滑片移动到滑动变阻器最右端时,电流表的示数最小
D
4.(双选)(2023长沙)小明有一个可以显示水温的“智能水杯”。为了研究“智能水杯”内部的电路,老师准备了恒压电源、开关、导线若干、定值电阻R1、热敏电阻R2、电流表和电压表,小明在其中选择部分器材设计了如图(甲)所示的电路来模拟“智能水杯”的功能。其中热敏电阻R2的阻值随温度变化关系如图(乙)所示,图中电表的示数可以反映温度的高低。开关闭合后,关于这个电路的说法正确的是( )
A.图中电表是电压表
B.图中电表是电流表
C.热敏电阻温度越高,图中电表的示数越大
D.热敏电阻温度越高,R1两端的电压越小
BC
电路故障分析
5.(2023永州)如图所示,当开关S闭合后,电流表无示数,电压表的示数接近电源电压。若电路中只有一处故障,则故障可能是( )
A.灯L1断路
B.灯L1短路
C.灯L2断路
D.灯L2短路
A
电路设计
6.(2023邵阳)细心的圆圆同学注意到自家汽车上设有安全带未系提示系统。当他坐在座椅上时,座椅下的开关S1闭合,若未系安全带,安全带控制开关S2断开,车上的电铃会发出警报声;若系上安全带,安全带控制开关S2闭合,警报声消失。下列按要求设计的电路图最合理的是( )
B
I-U图象分析
7.(2023常德)如图是两灯电流随电压变化的图象,两灯额定电压均为6 V。若将两灯并联后接入电路,则干路电流最大为　 　A;若将两灯串联后接入电路,在保证电路安全的情况下,电源电压最大为　　V。
1.5
8
伏安法测电阻
8.(2023衡阳)在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为4.5 V的电源、额定电压为2.5 V的小灯泡、标有“30 Ω　1 A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按照图(甲)所示的电路图将图(乙)的实物电路
连接完整。
(2)连接电路时,开关应　 　(选填“断开”或“闭合”)。
(3)甲组同学连接好电路,闭合开关后小灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄
灭。检查后,发现连线正确,请你找出实验中操作不当之处:　 　
。
(4)乙组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进
行的操作是　　(选填字母)。
A.检查电路是否断路
B.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
断开
B
闭合开关前,
滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处
(5)丙组同学规范操作进行实验,将得到的数据记录在下面的表格中,根据表
格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为　 　Ω(保留一位小数)。
他们发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受 　的影响。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.18 0.22 0.24 0.26
电阻R/Ω 5.6 6.8 8.3
答案:如图所示
9.6
温度

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