28欧姆定律 知识讲解含练习

欧姆定律【学习目标】.通过实验探究，熟悉控制变量法的应用，并得出电流与电压的关系，电流与电阻的关系；.掌握电流跟电压的关系及电流跟电阻的关系；.知道欧姆定律的内容、公式及相关的物理量的单位；.会运用欧姆定律进行简单的计算。【要点梳理】知识点一：探究电流与电压的关系.提出问题：电流与电压有什么关系。.猜想与假设：电流与电压成正比。.设计实验：因电流与电压、电阻均有关系，我们要研究电流与电压的关系，应该采用控制变量法。即保持电阻不变，改变电阻两端的电压，研究电流与电压的关系。器材：电流表、电压表、定值电阻（2个）滑动变阻器、电源开关、导线电路图:电路图:电路图:电路图:.进行实验：①按图连好电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处，实物图如下所示。②保持电阻R尸5Q不变，检查电路后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数分别为IV、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。R尸5Q次数电压U/V电流I/A110.2220.4330.6改变电阻，使R2=10Q不变，调节滑动变阻器，使电压表的示数分别为IV、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。R2=10Q次数电压U/V电流I/A值之间的关系为：所以弱>&>&。>1>1>114.【答案】电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；2.5>1【解析】定值电阻由25Q—12.5Q-5Q,电流由0.1A-0.2A-0.5A,电流与电阻的乘积等于2.5V是定值。电流跟电阻成反比，U=IR=2.5V,电压表测量定值电阻两端的电压，所以电压表的示数始终保持2.5V不变。15.【答案】（1）如图所示；（2）定值电阻发生了断路；（3）0.2；（4）电阻；正比；（5）由于灯泡电阻随温度的变化而变化，不是定值；【解析】（1）由图知，电压表与滑动变阻器和电阻并联了，应该并联在电阻两端，将滑动变阻器左端接线柱与电压表的左端接线柱相连的这根导线去掉，电将压表的左端接线柱与定值电阻左端接线柱相连，如上图所示；（2）电流表示数接近零，说明电路断路，而电压表示数接近电源电压，说明和电压表并联的定值电阻发生了断路；（3）由图知，电流表的量程为0〜0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A,所以电流表的示数为0.2A；（4）分析表格中的数据可得结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；（5）由于灯泡电阻随温度的变化而变化，不是定值，不能用小灯泡代替定值电阻R探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验。16.【答案】（1）如图所示；（2）3；0.2；（3）电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比【解析】（1）连接电路时，要注意滑动变阻器的接法是“一上一下”。（2）在研究电流与电阻的关系时，应该用控制变量法，使电压的值为定值，所以根据表中数据可知，第三U3V次实验时还是应该3V的电压值不变。根据欧姆定律可得，电流/=上=——=0.24。R15。（3）分析数据可得：电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。110.1220.2330.3在电阻不变时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。要点诠释：•任何电学实验，在闭合开关之前，滑动变阻器应调节到阻值最大处，这样可以保护电路。2,本实验中滑动变阻器的作用有两点：①保护电路；②改变定值电阻两端的电压.如果只凭一组数据，就得出电流与电压成正比的结论，缺乏普遍性，所以本实验用不同阻值的电阻,重复实验操作，这样得出的数据更具普遍性。.要会根据I-U图，判断电阻值的大小。如图，通过相同的电流时,Ub>Ua,所以Rb>Ra知识点二：探究电流与电阻的关系.提出问题：电流和电阻之间有什么样的关系？.猜想与假设：电流与电阻成反比。.设计实验：仍使用控制变量法，即保持定值电阻两端的电压不变，研究电压不变时，电流与电阻的关系电路图：I"1一百二'-.进行实验：①按图接好电路。注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处，实物图如下所示。②分别将5。、10Q、15。的定值电阻连入电路，检查电路后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数保持3V不变，分别记下电流表的示数，填入表格。U=3V次数电阻R/Q电流I/A15Q0.6210Q0.3315Q0.26.得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比要点诠释：在本次实验中滑动变阻器的作用：①保护电路②调节定值电阻两端的电压，使定值电阻两端的电压保持不变。知识点三：欧姆定律L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.公式：I=U/R,变形公式：U=IR,R=U/Io要点诠释：.欧姆定律中三个物理量适用于同一时间的同一部分电路上，不同导体的电流、电压、电阻间不存在上述关系。.在用欧姆定律进行计算时，单位必须统一，即电压、电流、电阻的单位必须为伏特（V）、安培（A）、欧姆（Q）,如果不是，在计算前必须先统一单位。.FU/R和R二U/I的区别：欧姆定律表达式I=U/R表示导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关。当电阻一定口寸，电流与电压成正比。而R=U/I是由欧姆定律表达式I=U/R变形得到的，它表示某段导体的电阻在数值上等于这段导体两端电压与其通过的电流的比值，而R是导体本身的一种属性，它的大小与电压和电流无关。【典型例题】类型一、探究电流与电压、电阻的关系1.某小组在探究电流与电压关系时，得到的实验数据如下表:R-10Q电压U/V246电流I/A0.20.40.6（1）分析数据发现：在时，跟成（填“正”或"反"）比。（2）在坐标纸上画出U-I关系图。U/V八6-42-0*0*2,0410*6h（3）在本实验中，滑动变阻器的作用除了保护电路外，主要是o【思路点拨】本题是物理课上常用的控制变量法，注意不变量，也就是在一定的前提下，还要注意电压和电流的因果关系，所以在表达时需注意。【答案】（1）电阻一定；导体中的电流；导体两端的电压；正；（2）如图所示；（3）改变定值电阻两端的电压【解析】（1）注意：在回答结论时一定要说上前提条件即电阻不变。由表格可知电流改变的倍数与电压改变的倍数相等，即正比例关系。在结论中一定要说电流与电压成正比，而不能说反。这是因为有电压才有电流，电压是因，电流是果，因此结论一定要说电阻一定时，电流和电压成正比。（2）做图时，在坐标上描出对应的点连线即可以。因为电压若为0,电流也为0,所以该图象过原点。【总结升华】本题的主要意图是考查描点作图法、分析实验结论的能力以及滑动变阻器在电路中的作用.举一反三：【变式】（•大港区二模）某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，利用如图所示电路，在a、b两点间分别接入定值电阻Ri、R2,R.>R2,通过调节滑动变阻器测得了多组数据，并根据数据绘制了两个电阻的U-［关系图象，图中能正确反映两个电阻大小关系的是（）,UNJ/&（&）C,UNJ/&（&）C【答案】B2.小明同学，探究保持电压不变时，电流跟电阻的关系，得到的数据如下表。2.小明同学，探究保持电压不变时，电流跟电阻的关系，得到的数据如下表。2.小明同学，探究保持电压不变时，电流跟电阻的关系，得到的数据如下表。（2）滑动变阻器2.小明同学，探究保持电压不变时，电流跟电阻的关系，得到的数据如下表。（2）滑动变阻器R，在此实验中的主要作用是：【答案】（1）电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比（2）调节R，的阻值，保持电阻R两端电压不变【解析】（1）从表中的数据知在电压不变时，电阻增大到原来的几倍，电流就减小到原来的几分之一。所以电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。（2）滑动变阻器的作用在这个实验中有两个，一是保护电路，二是保持电阻两端的电压不变。【总结升华】此题目需要掌握电流跟跟电阻成反比是有前提的。学会对数据进行分析得出正确的结论。举一反三：【变式】在研究“电流与电阻关系”实验中，小明同学将5Q的电阻换为10Q的电阻后，他接着记下电流表的示数，发现电流由5Q时的0.3A,变为10。时的0.5A,于是他得出电流与电阻不成反比的结论，他这样操作得出的结论是（填“正确”或“错误”）的。因为o【答案】错误；他改变电阻后没有保持电阻两端的电压不变。【解析】我们在研究电流与电阻的关系时，改变电阻后，新换入的电阻两端电压会改变，必须调节滑动变阻器，使电阻两端电压保持不变，才能记录电流值，得出正确结论。类型二、欧姆定律C3.（•焦作一模）根据欧姆定律公式I=U/R可以导出R=U/I,由公式得出的正确结论是（）A.导体电阻的大小跟导体两端电压成正比B.导体电阻的大小跟导体中电流成反比C.导体电阻的大小是由导体两端的电压和通过导体中的电流共同决定D.导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体两端的电压和导体中的电流无关【思路点拨】电阻是导体本身所具有的性质，与通过它的电流、它两端的电压无关。其大小等于导体两端的电压与通过导体的电流之比。【答案】D【解析】导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，导体电阻在数值上等于导体两端电压与通过导体的电流之比，故D正确；故选D。【总结升华】本题考查了电阻的性质，需要学生熟记电阻的定义和性质，从而正确求解。C4.某导体两端加上6V的电压时，通过导体的电流为0.3A,当导体中的电流为0.4A时，导体两端电压为多大？【答案】方法一：由/='得到，导体的电阻/?=4=卫=20。R人O.3A当导体中的电流为0.4A时，导体两端电压。2=，2足=04AX20。=8V方法二：因为r=4,又因为宠=4所以:可得:力=可得:力=、・5=^^x6V2Z110.3A=8V【解析】该导体两端加上一定的电压时，导体中相应地有一定的电流，如导体中的电流发生改变时，必然是导体两端的电压发生了改变，导体的电阻是一个定值。所以可以先根据导体两端加上6V的电压时，通过导体的电流为0.3A,利用欧姆定律公式算出电阻R,再根据这个不变的电阻和导体中的电流为0.4A,利用欧姆定律，即可求出这时导体两端的电压。【总结升华】在利用欧姆定律计算时，要注意欧姆定律的适用条件必须是同一导体或者同一部分电路。采用比例方法，可以不必算出导体的电阻，显的更为简捷。【巩固练习】.小明同学在探究电阻上电流与电压的关系中，要改变电阻两端的电压，下列办法不可行的是（）A.改变干电池的个数B.A.改变干电池的个数B.改变电阻的阻值C.调节变阻器的滑片C.调节变阻器的滑片C.调节变阻器的滑片D.调节学生电源的调压旋钮.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5。换为10。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C.将滑动变阻器适当左移A.保持变阻器滑片不动C.将滑动变阻器适当左移B.适当增加电池节数D.将滑动变阻器适当右移.在探究电流与电压、电阻的实验中，下列做法错误的是（A.在连接线路的过程中，开关应处于断开状态B.连接线路的过程中，滑动变阻器滑片要放在最大电阻值的位置C.试触时发现电流表指针反转，电压表正常，这时应断开电路，将电池的正负极对调D.在连接线路时，电压表和电流表的正、负接线柱不能接反在如图所示电路中，当闭合开关后，滑动变阻器的滑动片P向右移动时（）A.电流表示数变大，灯变暗B.电流表示数变小，灯变亮C.电压表示数不变，灯变亮D.电压表示数不变，灯变暗（•福州中考）图中，能正确描述电阻一定时，电流随电压变化的图象是（）（■大庆中考）根据欧姆定律，下列说法中正确的是（）A.通过导体的电流越大，这段导体的电阻就越小B.导体两端的电压越大，这段导体的电阻就越大C.通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比D.导体两端的电压为零时，电阻值也为零.一个定值电阻两端的电压为3V时，通过它的电流为0.5A,如果它两端电压为5V,（填“能”或“不能”）用量程为0.6A的电流表来测量通过该电阻的电流。.某段电阻两端的电压为12V,通过的电流强度是0.9A,欲使通过的电流强度为0.3A,则在其两端应加的电压为V。.电压保持不变，当接电阻为6Q电阻时，电路中的电流为0.2A。如改接阻值为12。电阻时，电路中的电流为Ao.在电阻一定的情况下，导体的电流强度跟这段导体成o.装有4节干电池的手电筒，小灯泡灯丝电阻是10欧姆，手电筒工作时通过灯丝的电流强度时Ao.在导体两端加3V的电压时，通过这个导体的电流是200mA,导体的电阻是如果在这个导体两端加9V的电压，导体的电阻是。，通过这个导体的电流是Ao.用电压表和电流表分别测定三个不同阻值的定值电阻R、R2、R3,所得出的电压与电流的关系图线分别如图所示的1、2、3三条直线所示，请根据图线判断三个电阻的大小关系为o乙乙乙14题.利用如图甲所示电路，在研究通过导体的电流跟电阻的关系时，要保持导体两端电压不变。实验中，不断改变L的阻值，调节滑动变阻器使伏特表示数保持不变，得到了I与R的关系图象，如图乙所示。由图象可以得出的结论是；此次实验中，电压表的示数始终保持V不变。乙14题.（•新疆中考）在探究“电流与电压的关系”实验中，某同学将实物连接成如图甲所示。甲乙甲乙（1）实验电路中有一根导线连接错误，请在接错的导线上画“义”，然后另画一根导线使电路连接正确；（2）连接正确后，闭合开关，发现电流表的示数几乎为零，电压表示数约为电源电压，其故障可能是定值电阻发生了;（3）实验过程中，当电压表示数为IV时，电流表示数如图乙所示为A；（4）根据表格中的实验数据，你能得出的结论是：在一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成实验次数12345电压U/V0.51.01.52.02.5电流I/A0.10.30.40.5（5）此实验中，不能用小灯泡代替定值电阻进行探究，理由是.如图甲是晓雯同学探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”的实验电路图。16题（1）根据甲图，用铅笔连线将乙图的实物图连接完整。（2）实验时，晓雯先将5Q和10。的定值电阻分别接在A、B两点之间，闭合开关调节滑动变阻器滑片得到两组实验数据填入了下表；然后她又将A、B两点的电阻更换为15Q,闭合开关并调节滑动变阻器滑片，直到电压表的示数为V,此时的电流表的指针位于如图丙所示，请将第3次实验电流表的读数填入表格中的相应空格内。（3）分析晓雯三次试验数据可能得到的结论是：实验序号电压实验序号电压/V13233电阻/Q电流/A50.6100.315【答案与解析】.【答案】B.【答案】D.【答案】C4、【答案】D【解析】分析电路图可知，电压表测电源两端电压，所以无论滑动变阻器的滑动片怎么移动，电压表示数都不变；滑动变阻器的滑动片P向右移动时，滑动变阻器阻值变大，小灯泡电阻不变，总电阻变大，电源电压不变，有「U/R可得，电流变小，所以灯泡变暗。所以D正确。.【