初中物理电学部分3欧姆定律讲解Word格式.docx
《初中物理电学部分3欧姆定律讲解Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《初中物理电学部分3欧姆定律讲解Word格式.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
测电阻两端的电压都处于同一电压值。
只有电压相同时,
才能探讨电流和电阻的关系。
2、实验二:
探究电压和电阻的关系
1、电路图
2、实验原理:
保持被测电阻的电流不变,改变被测电阻的阻值,从电流表、
电压表上读出示数,从而判断电压和电阻的关系。
4、实验仪器
5、实验步骤
(3)检查电路,无误后闭合开关;
I,电压V1,记录数据;
使流过R2的电流和R1相同时,即达到I时,读出电
压表示数V2,记录数据;
使流过R3的电流和R1,R2相同时,即达到I时,读
出电压表示数V3,记录数据;
电压跟电阻的关系:
在电流一定的情况下,导体两端的电压跟
导体的电阻成正比。
这里导体中的电流和导体两端的电压都是针对同
一导体而言的,不能说一个导体中的电流和另一导体上的
电压成正比。
(2)不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。
这里存
在一个逻辑关系的问题,电流、电压都是物体量,有各自
和物体,物体量之间存在一定的因果关系,这里的电压是
原因,电流是结果,是因为导体两端加了电压,导体中才有
电流,不是因为导体中通了电流才加了电压,因果关系不能
颠倒。
(4)滑动变阻器的作用:
改变流过被测电阻的电流,使每次流
过被测电阻的电流都处于同一电流值。
只有电流相同时,
才能探讨电压和电阻的关系。
3、实验三:
测小灯泡(或其他用电器)电阻
伏安法
通过测量被测小灯泡两端的电压(伏),以及流过小灯泡的电
流(安),从而通过欧姆定律I=U/R计算出被测小灯泡的电阻
3、实验原理:
欧姆定律I=U/R
4、实验步骤
(1)画电路图
(2)根据电路图链接实物图
(3)调节滑动变阻器,读出电压U1,电流I1
(4)再次调节滑动变阻器,读出电压U2,电流I2
(5)继续调节滑动变阻器,读出电压U3,电流I3
(6)通过欧姆定律I=U/R分别计算出第一次、第二次
第三次算得的电阻R1,R2,R3
(7)求平均值,算得被测小灯泡的电阻R=(R1+R2+R3)/3
5、注意事项
(1)滑动变阻器的作用:
保护电路;
以及改变被测小灯泡两
端的电压,多次测量,求平均值;
(2)多次测量的目的是求平均值,减小误差。
一般情况下,
测得3组数据便可。
四、欧姆定律
1、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。
2、表达式:
I=U/R
(1)U表示一段导体两端的电压,单位是伏特(V);
(2)R表示这段导体的电阻,单位是欧姆(Ω);
(3)I表示通过这段导体中的电流,单位是安培(A)。
3、公式的物体意义:
(1)欧姆定律的公式I=U/R表示导体两端的电压增大几倍,
导体中的电流就增大几倍;
(2)当加在导体两端的电压不变时,导体的电阻增大几倍,
其电流就减小为原来的几分之一。
4、由公式可变形为:
U=IRR=U/I
5、对欧姆定律的理解:
(1)定律涉及的电流、电压、电阻三个物体量都是针对同一导体
或同一段电路而言的,即满足“同体性”;
(2)式中的I、U、R还应是同一段导体在同一时刻的电流、电压、
电阻,即满足“同时性”;
(3)运用该式时,式中各物理量的单位要统一使用基本单位。
(4)定律中提到的“成正比”和“成反比”的两个关系分别有不
同的前提条件,即当电阻一定时,通过它的电流跟它两端的
电压成正比,当导体两端的电压一定时,通过它的电流跟它
的电阻成反比。
(5)欧姆定律公式I=U/R可以变形为U=IR,但不能认为导体两端
的电压跟导体中的电流、导体的电阻成正比,因为电压是形
成电流的原因;
(6)公式还可以变形为R=U/I,但不能说导体的电阻跟它两端的
电压成正比,跟电流成反比,因为电阻是导体本身的一种特
性,跟所加电压和通过的电流无关,只是为我们提供一种测
量、计算导体电阻的方法而已。
(7)欧姆定律只适用于纯电阻电路。
如:
只接有电阻器、电热器、
白炽灯等电路。
对于非纯电阻电路,如电动机电路、日光灯
电路等,不能直接应用。
五、电阻的串联、并联
1、电阻串联:
R=R1+R2+…+Rn。
2、电阻并联:
1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn。
(1)如果n个阻值都是r的导体并联,则总电阻R=r/n
(2)当只有两个电阻并联时,R=R1*R2/(R1+R2)
(3)并联电路的总电阻小于任一分电阻
3、注意
(1)在串并联电路中,任一电阻增大,电路总电阻也增大
(2)串联电路中,各电阻分压,且各电阻两端电压与各电
阻阻值成正比;
(3)并联电路中,各电阻分流,且各支路电流之比为各支
路阻的反比。
六、断路和短路
1、断路:
电路没有接通
2、可能原因:
灯丝断了;
灯头内的电线断了;
、开关等处
的接线松动、接触不良。
3、电源短路:
不经过用电器直接将电源两极连接起来的
现象。
4、由欧姆定律可以知道,由于导线的电阻很小,电源短
路时电路上的电流会很大,这样大的电流,电池或其
它的电源都不能承受,会造成电源损坏;
更为严重的
是,因为电流太大,会使导线的温度升高,严重时有
可能造成火灾。
5、用电器短路:
即电路中的某一用电器的两端由导线直
接连接。
6、当用电器发生短路时,此用电器无法工作,并会引起
整个电路中的电流过大而发生危险,这也是不允许的。
七、电流表、电压表的示数变化
在含有滑动变阻器的电路中,由于开关的闭合或断开会引起电流
表、电压表示数的变化,或滑动变阻器的滑片移动也会引起电流
表、电压表的示数变化。
判断电流表、电压表示数如何变化是电
学中一类比较重要的题型。
这种题目的分析一般遵循下列思路:
1、首先分析电路的连接情况,看清是串联电路还是并联电路,
分析电路连接时一般先去表。
即把电流表当成导线,把电压
表当做开路处理。
2、分析滑片滑动时,变阻器电阻如何变化,电路总电阻如何变
化,或开关闭合、断开时电路连接情况如何变化,电路中总
电阻如何变化。
3、运用欧姆定律看总电流如何变化,然后再进一步分析各用电
器上电流和电压的变化情况。
这种题目从解题过程来看,一
般符合总→分→总的特点。
八、解电学题的方法、步骤
1、根据题意和所给出的电路图分析电路的连接情况(用电器
串联、并联情况的电压表、电流表、所测电压的电流的情
况),画出等效电路图。
具体做法:
(1)简化电路。
将不工作的用电器和电路中的电表去掉,电
流表的内阻很小,简化处理时可先看做一根导线,电压
表的内阻很大,简化处理时将其所在支路看做断路。
(2)看滑动变阻器连入电路的是哪段电阻丝。
③分析电流表
和电压表分别测的是哪段电路的电流和电压。
(3)在电路图上标明已知量和未知量,同一个导体的U、I、
R下角标要相同,这样对试题所描绘的物体情景就有了
整体的认识,便于分析和解题,避免张冠李戴。
(4)再根据欧姆定律和串、并联电路的特点列方程解题
※【例题精讲】
【例1】如图,当滑动变阻器接触头P向右移动时,电流表、电压表的示数
如何变化?
(电源电压U不变)
【解析】此题考查的是电表示数变化问题,滑动触头P未动时,R1、R2并联
电压表示数:
U=U1=U2
电流表示数:
I=I1+I2
当P向右移动时,R2增大,U2不变,电压表示数不变。
因
,R2增大时,I2变小,I=I1+I2也变小,电流表示数变小。
【答案】电压表示数不变;
电流表示数变小。
【方法提炼】关于电表示数变化问题是历年中考考查的重点也是难点问题,
解决该类问题首先简化电路,判断串并联;
其次认清各表测量的对象;
从
引起变化的电阻入手,导到总电阻、总电流(不管是串联还是并联,一个
电阻增大其总电阻增大,总电流减小),然后根据欧姆定律各各击破。
【例3】如图所示的电路中,电源电压为9伏且不变,电阻R1=12欧,R2=12
欧,R3=6欧,在以下情况中电流表的示数各是多少?
⑴S1、S2都断开时
⑵S1、S2都闭合时
⑶S1闭合,S2断开时
【解析】本题考查通过改变开关的开、闭来改变电路结构,解题的关键是弄
清各种情况中电路的连接形式。
【答案】
⑴S1、S2都断开时,R1与R2串联,
R=R1+R2=12欧+12欧=24欧
⑵S1、S2都闭合时,R1被短路,R2与R3并联,
所以R=4Ω
⑶S1闭合,S2断开时,只有电阻R2与电源相连
【方法提炼】遇到变化电路不要慌,当里个当,当里个当。
一个当一个电路
图,条件要注明,方程在其中。
【例5】如图7-1-6所示,电阻R1=R2=4Ω,电源电压保持不变。
当S1、S2
都闭合时,电流表的示数为0.75A,此时电路是_________联电路,
电路的总电阻是_________Ω,当S1闭合、S2断开时,电路的总电
阻是_________Ω,电流表的示数是_________A。
图7-1-6
【解析】S1、S2都闭合时,两电阻并联,电流表测通过R1的电流。
U1=U2=U=I1R1=0.75A×
4Ω=3V,总电阻为2Ω,S1闭合、S2断开时,
电路中只有R1接入电路,总电阻为4Ω,此时通过R1的电流
I1=U/R1=3V/4Ω=0.75A。
【答案】并240.75
【例5】将两个电阻R1、R2并联后,再与电池组和开关串联成回路,如图7-1-7
所示。
已知干路电流为I=2A,通过R1的电流为I1=1.2A,电池电压
为U=24V,求R1和R2的阻值是多少?
图7-1-7
【解析】并联电路中的各支路电压相等,U=U1=U2=24V,并联电路中,干路电
流等于各支路电流之和,I=I1+I2。
解:
I2=I-I1=2A-1.2A=0.8A,
由I=U/R得R=U/IR1=U1/I1=24V/1.2A=20Ω,R2=U2/I2=24V/0.8
A=30Ω。
【答案】R1=20ΩR2=30Ω
【例6】如图7-1-8所示,R1=12Ω,将它与R2串联后接到8V的电压上,已知
R2两端的电压是2V,求R2的阻值。
图7-1-8
【解析】根据串联电路的基本特点U=U1+U2可求出U1,然后根据U1/U2=R1/R2可求
出R2。
也可以根据I1=(U总-U2)/R1=I2来求R2,即U1=U总-U2=8V-2V=6
V,I1=U1/R1=6V/12Ω=0.5A,又I1=I2得R2=U2/I2=2V/0.5A=4Ω。
【答案】4Ω
【例7】某人做实验时把两盏电灯串联起来,灯丝电阻分别为R1=30Ω,R2=24Ω,
电流表的读数为0.2A,那么加在R1和R2两端的电压各是多少?
【答案】因为
,所以U=IR
U1=IR1=0.2A×
30Ω=6V
U2=IR2=0.2A×
24Ω=4.8V
故R1和R2两端电压分别为6V、4.8V。
【例8】如图7-1-9所示电路,电压表V1的读数为8V,闭合开关后V2的读数为
5V。
若电阻R1的阻值为12Ω,求R2的阻值。
图7-1-9
【答案】U1=U-U2=8V-5V=3V
通过R1的电流
I1=
=0.25A
故R2的阻值为20Ω。
【例9】孙楠同学用如图7-1-10所示的电路研究导体中的电流跟导体电阻的关
系,他先后将5Ω、15Ω和25Ω的定值电阻接入电路a、b两点间,
闭合开关S,读出电流表示数(如下表)。
由实验数据可以看出电流I与
电阻R并不成反比。
电阻R/Ω
5
15
25
电流I/A
0.6
0.3
0.2
图7-1-10
(1)你能分析出发生错误的原因吗?
(2)如果仍用5Ω、15Ω和25Ω的三个定值电阻进行实验,你能否设计两种
方法,验证在电压不变时,导体中的电流跟电阻的关系?
画出电路图,并
写出简要的实验步骤。
(1)实验中没有保持a、b两点间的电压不变。
(2)方法一:
如图甲所示,利用电源电压不变。
步骤:
①按电路图连接好实物图;
②分别把5Ω、15Ω和25Ω
电阻依次连入电路,闭合开关,读出每次电流表的示数,记录在设
计的表格中。
方法二:
利用图乙所示的电路,通过调节滑动变阻器的滑片,保持a、b两点间的电压不变。
步骤:
②分别把5Ω、15Ω和25Ω电阻依次连入电路a、b两点间,闭合开关,调节滑片使三次电压表示数相同,读出每次电流表的示数,记录在设计的表格中。
【例10】加在一个定值电阻两端电压从6V增加到7.5V时,通过它的电流增
大了0.05A,求该电阻的大小。
【解析】加在导体上的电压增加时,电流增大,但电压和电流的比值为一个定
值,因此:
R=U1/I1=U2/(I1+0.05A),即6V/I1=7.5V/(I1+0.05A)
得I1=0.2A,所以R=U1/I1=6V/0.2A=30Ω。
【答案】30Ω
※【课后练习】
18.如图46所示的电路,滑动变阻器的滑片P固定在它的中点时,连入电路的电阻值为R,当只闭合K1时,R与R1上的电压之比是1:
2;
当只闭合K2时,R与R2上的电压之比是1:
4,如果把滑片P移到a端,则[]
A.K1、K2闭合时,通过R1与R2的电流之比是1:
2
B.K1、K2闭合时,通过R1与R2的电流之比是2:
1
C.只闭合K1时,滑动变阻器ab两端的电压与电阻R1两端的电压之比是1:
D.只闭合K2时,滑动变阻器ab两端的电压与电阻R2两端的电压之比是1:
19.图47所示的电路接通时,滑动变阻器的滑动触头由a滑到b的过程中[]
A.安培表和伏特表的示数都变小
B.安培表和伏特表的示数都变大
C.安培表的示数变大,伏特表的示数变小
D.安培表的示数变小,伏特表的示数变大
23.将安培表先后串联在图51中的A处、B处、和C处,当电键K闭合时,安培表接在何处的读数最大?
[]
A.A处B.B处
C.C处D.三处都一样
25.如图53所示,R1=R2时,电源电压不变,当电键由闭合变为断开时,安培表示数[]
A.不变 B.变为原来2倍 C.变为原来的1/2 D.无法判断
26.图54中的滑动变阻器R1的阻值是200欧姆,电阻R2是300欧姆,电源电压是6伏特且保持不变,当滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端,伏特表示数的变化是[]
A.6伏~0伏 B.3.6伏~6伏
C.6伏~3.6伏D.6伏~2.4伏
27.图55所示电路,AB两端电压保持不变,当滑动变阻器的滑动片P滑动的过程中,下面关于安培表和伏特表示数的变化以及发生变化原因的简要分析,正确的是[]
A.不管P向哪端滑动,R2都是不变的,所以伏特表示数不变,安培表示数将在P向a端滑动时变小,P向b端滑动时变大
B.不管P向哪端滑动,R1都是不变的,所以伏特表示数不变,安培表示数将在P向b端滑动时变小,P向a端滑动时变大
C.P向a端滑动时,R1不变,R1两端电压不变,伏特表示数变小,R3也变小,所以安培表示数不变
D.P向a滑动时,R2和R3并联总电阻变小,干路电流变大,R1两端电压变大,所以伏特表示数变小,那么,通过R2的电流变小,安培表示数变大
E.P向b端滑动时,R3变大,R2和R3并联总电阻变大,所以伏特表示数变大,干路中电流变小,通过R2的电流变大,安培表示数变小
28.图56所示的电路中,电压U保持恒定,当K断开时,安培表的读数是[]
A.A1变大、A2不变
B.A1变小、A2不变
C.A1不变、A2变小
D.A1不变、A2变大
29.如图57所示,AB两点间电压保持不变,当滑动变阻器的滑片向右移动时[]
A.安培表示数变小,伏特表示数变大
B.安培表示数变小,伏特表示数变小
C.安培表示数变大,伏特表示数变小
D.安培表示数变大,伏特表示数变大
31.如图59所示,电源电压为9伏特,定值电阻R为5欧姆,滑动变阻器R0的最大电阻值为4欧姆,那么当滑动片由滑动变阻器的a端滑向b端时,伏特表的示数是[]
A.由0逐渐增大到9伏
B.由0逐渐增大到5伏
C.由0逐渐增大到4伏
D.由4伏特逐渐减小到0
32.如图60所示电路,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,各电表示数的变化情况是[]
A.A变小、V1变大,V2变小
B.A变大、V1变大,V2变小
C.A变小、V1变小,V2变大
D.A变大、V1变小,V2变大
33.如图61所示的电路图中,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,下列判断哪个是完全正确的?
A.安培表的示数变大,伏特表的示数变小,电灯L变亮
B.安培表的示数变小,伏特表的示数变小,电灯L变暗
C.安培表的示数变小,伏特表的示数变大,电灯L变暗
D.安培表的示数变大,伏特表的示数变小,电灯L变亮
34.如图62电源电压不变,当滑动变阻器的滑片位于最右端时,伏特表V1和V2的读数分别为12伏和4伏,安培表A的读数为1安,当滑片位于变阻器中间时,各表的读数分别是[]
A.V1为12伏;
V2为4伏;
A为0.8安
B.V1为12伏;
V2为2.4伏;
A为1.2安
C.V1为9.6伏;
D.V1为8伏;
35.如图63所示,电源电压不变,当合上电键K时,电路中安培表与伏特表的示数变化情况是[]
A.安培表示数变大、伏特表示数变大
B.安培表示数变小、伏特表示数变小
C.安培表示数变小、伏特表示数变大
D.安培表示数变大、伏特表示数变小
37.图65所示的电路中,电源电压不变,K闭合时,电灯L正常发光,要在K断开时,电灯L仍能正常发光,滑动变阻器的滑片P应该[]
A.向右移动 B.不动
C.向左移动 D.先向右移,再回到原位
57.如图76所示电路,电源电压保持不变,K闭合后,伏特表的读数______,安培表1的读数______,安培表2的读数______(填“变大”、“变小”、“不变”)。
60.如图78所示,电源电压为6伏特,R1=R2=30欧姆,当电键K断开时,安培表的读数是______安培;
当电键K闭合时,安培表的读数是______安培。
87.如图104所示,电源电压为8伏特,电阻R1=4R2,安培表的示数为0.2安培;
求电阻R1和R2的电阻值各为多少欧姆?
89.如图106所示,已知电阻R1=6欧姆,通过R2的电流强度I2=0.5安培,通过R1和R2的电流强度之比为I1:
I2=2:
3求R2的阻值和总电压U。
90.如图107所示电路,当电键K闭合后,安培计的读数为2安培,伏特计的读数为6伏特,如果R1=3R2,求电阻R1、R2的值。
91.如图108所示,电源电压为15伏特,电阻R1=R2=10欧姆,求下列情况安培表和伏特表的示数。
(1)当K接通时;
(2)当K断开时。
92.在图109所示电路中,已知电源电压为U,电路中的电阻为R1,通过安培表的电流为I1。
若想得到通过安培表的电流为3I1,需要和R1并联一个多大的电阻R2?
93.在图110所示,R1=20欧姆,R2=60欧姆,电源电压为12伏特。
(1)当电键K1断开,电键K2与B端接通时,求R2两端的电压。
(2)当电键K1与C端接通,电键K2与A端接通时,求安培表中通过的电流强度。