歐姆定律歐姆定律

1、【本講教育信息】一.教學(xué)內(nèi)容：歐姆定律部分電路歐姆定律：1. 電流強度（I）：通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時間的比定義范/ = £屜£無關(guān)一個帶電體勻速率圓運動形成的電疣腫度2t大量電荷定向移動形成的電流強度 I = nesv決定式；1呂（在純電阻電路中由隔Q導(dǎo)體本身電阻R決定）HZ = -（S閉合電路中由E R滬袂定）R井+F注：電流有方向，但電流強度無方向，是一個標(biāo)量。 歐姆定律適用金屬導(dǎo)電和液體導(dǎo)電，對氣體導(dǎo)電不適用。（純電阻電路）2. 電阻R :描述導(dǎo)體對電流阻礙作用定義式：R斗決定式；/?= P -（在環(huán)變吋.RwJss注：P :導(dǎo)體電阻率，單位 Q m

2、,跟材料和溫度有關(guān)。 不同材料p不同，反映導(dǎo)電性能好壞， p越小，導(dǎo)電性能越好。 一般而言，對金屬導(dǎo)體 T T, pf,某些物質(zhì)在溫度很低時， p = 0, R= 0超導(dǎo)。 二極管正向?qū)娮韬苄?，反向截止電阻很?I U圖象，伏安特性曲線I RA導(dǎo)體R定值B 導(dǎo)體kT, R J（隨U T）C導(dǎo)體kJ, RT3. 電功：電流通過某個用電器或某段電路時電流所做的功。電流做功多少，則量度消耗了多少電能，將電能轉(zhuǎn)化為其它形式能，W = U q = Ult。普遍適用一一 W = Ult （t秒內(nèi)電流通過電路所做的功）普遍適用一一Q= I2Rt （t秒內(nèi)電流通過電路產(chǎn)生熱量 J）純電阻電路：用電器將消耗

3、電能全部轉(zhuǎn)化為熱能。硏二q二砒二他£亠£R非純電阻電路；電能轉(zhuǎn)化熱能.其它形式能如機械能）W=Uk = l2Rt + E4. 電功率：表示電流做功快慢的物理量。定義式：= , P趴二纟tt決定朮F電=孔& =卩R773純電阻：P屯二F"UI二FR二*非純電阻：P屯二5二比+P壯步班肉二44 （用電器在額定電壓吋消耗的電功率） 用電器-X-實際功率終二存5. 串聯(lián)電路的基本特點：（1）兩個基本特?zé)?U = UU2+U3 +；心厶二厶二厶二三個重要性質(zhì)：R二兔+取+兔+即總電阻大午其中任意一個 電阻的阻值； §二字二學(xué)二二厶即導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體的電

4、阻成正匕 學(xué)二字善=1即導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體的電阻成正比 氐L瓦2覽6. 并聯(lián)電路的基本特點：（1）兩個基本特?zé)?tz=s = 6 = s=z = z1 + za+/3 + 三個重要性質(zhì)：1=1+1+1+.即總電阻水于其中任意一K 尺園2 Kg個電阻的阻值； /二Z丘二厶&二厶&二=u,即通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻戍 反比； PR = FR二P風(fēng)二島瓦二=U即導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體的電 阻成反比。7. 電流表和電壓表對電路的影響由于實際中的電流表內(nèi)電阻并不等于零，而電壓表的內(nèi)電阻也不是無限大，所以當(dāng)將電 表接入電路中時，它的地位也相當(dāng)于一個電阻。通俗地講，電流表就是一個能反映

5、通過其電流值的小電阻；電壓表就是一個能反映其兩端電壓的大電阻。8. 電阻的測量，伏安法（內(nèi)、外接）外接：減小誤差：& «RV ，選外接。內(nèi)接:A ,選內(nèi)接。9. 電流表、電壓表量程擴大及改裝(1)電流表擴程：.TIR _馬(2)電壓表擴程：VvUR _U-UVR?= Vv(3)電流表改裝電壓表10. 滑動變阻器對電路的控制作用滑動變阻器在電路中用于調(diào)控用電器或其它電路的電壓、電流，常用的有兩種：串聯(lián)分壓電路，又稱限流電路；另一種是并聯(lián)分壓電路，簡稱分壓電路。(1) 串聯(lián)分壓電路。見下圖用電器R上的電壓調(diào)節(jié)范圍：Ur _ R* T"r+rCiRA Ux = UR +

6、R。即-u<u2 <uR + Rq電流調(diào)節(jié)范圍：R+Rfl R說明：<1>滑動變阻器接成限流電路時， U、丨調(diào)節(jié)范圍較小，當(dāng) R>> Ro時，I=p R。起不到分壓作用，限流電路一般適用于R占R稍大的情況?；瑒幼冏杵飨碾娫垂β瘦^小?；I P靠近b端時比較容易實現(xiàn)電流的微調(diào)，滑鍵 P靠近a端時 電流調(diào)節(jié)不易控制。<2>接通電路前，Ro應(yīng)調(diào)至最大值。(2) 并聯(lián)分壓電路。見下圖負載電阻R上的電壓調(diào)節(jié)范圍大。可以從電源路端電壓直調(diào)到，即OW Urv U。Rb,滑動變阻器Ro分為兩部分，滑鍵 P與a端之間電阻為Rb與用電器負載電阻 R并聯(lián)，并聯(lián)電阻設(shè)為

7、 R并，則:RR*Ra,滑鍵P與b端之間電阻為R+兔R+%_ RbRU _ U二 RhR+R&R+RR 飛+兔 AK R若R»R4上式可略去*, R,+%二R化簡為uR = |iu式中U* %為定值，可知UrOcR和當(dāng)用電器電阻較大吋分壓器輸岀電壓 的線性較好。說明：卜尸三化幾=-n.：大。<2>接通電路前，Rb應(yīng)調(diào)至最小值。閉合電路歐姆定律1.電路中的電勢變化：在外電路，從電源正極到負極，電勢降低。在內(nèi)電路，從電源負極到正極，電勢升高。（非靜電力做功）2閉合電路歐姆定律：E二+U廠+1（韻）I二一（外電路純電阻電路）R井+r3.路端電壓：（外電壓，電源輸出電壓）

8、外ERE關(guān)系式：U=E-Ir荷 = 況R井+1+上%當(dāng)R該大缶Ik ugt（2）圖象：uEUiPuEP純外E3EaU純E4r00p wr.TJ時P出喚當(dāng)陷RE%外p岀F廠50 0 ii S RI特點：向下傾斜的直線 縱軸交點1=0, U瞞二E,電源斷路狀態(tài) 橫軸交點U簫二0, 1=|,短路狀態(tài) 鴕為通路狀態(tài)，輸岀功率（面枳） 伏安法測電源E, r, b = E, r = Ikl =1 | Al4閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化：EI二I+U話即Ps=P4+PrtP電源的敷率：耳=% rRR井+了1T純5.含容電路:(1)電路穩(wěn)定時，電容器起斷路作用, 聯(lián)的電阻形同虛設(shè)，看成導(dǎo)線。(2)電容器的電壓等于并聯(lián)

9、電路兩端的電壓。(與誰并借誰電壓，有點象理想電壓表測電壓)上圖中，S斷開叭Ur =E； S閉合吋，UC'=U2(3) 電路結(jié)構(gòu)變化時，電容器從一個穩(wěn)定狀態(tài)變到另一個穩(wěn)定狀態(tài)，電容器電壓變化, 帶電量變化，將伴隨短暫的充放電。問題：電鍵斷開后，流過的總電荷量Q1 = C>UiI斷開后Qa = C * E 說明斷開瞬間，電源對電容器充電.當(dāng)UJ上升至充電完畢。 AQ = C*AU, AU = E-U3【典型例題】例1.如圖所示，電源的電動勢為 50V，電源內(nèi)阻為1.0Q，定值電阻R= 14Q , M為直流 電動機，電樞電阻 R'= 2.0Q，電動機正常運轉(zhuǎn)時，伏特表讀數(shù)為 3

10、5V，求在100s時間內(nèi)電 源做的功和電動機上轉(zhuǎn)化為機械能的部分是多少。解析：由題設(shè)條件知，電源內(nèi)電阻r和定值電阻R上的電壓降之和為EU，所以電路中的電流:E-U_ R + r 50-3515+10A = 1.0A在1OOs內(nèi)電源做的功為：W = Eft = 50xlxlOOJ = 50xl03J在100s內(nèi)電動機消耗的電能為：E = Uli = 35xlxl0OJ=3.5xlO3J在100s內(nèi)電動機電樞上產(chǎn)生的熱能為:在100s內(nèi)電動機上轉(zhuǎn)化為機械能的部分：AE = E-E'= 3.5 x ltfj- 200J = 33x 103J例2.某同學(xué)用伏安法測一個未知電阻，他先將電壓表接a

11、點，讀得兩表示數(shù)分別為Ui =3.0V , li = 3.0mA，然后將電壓表改接在 b點，讀得兩表示數(shù)分別為 U2= 2.9V , "= 4.0mA , 如圖所示。由此可知電壓表應(yīng)接到 點誤差較小，測得Rx值應(yīng)為Q。小誤差，應(yīng)采用電流表內(nèi)接法，即電壓表接在a點，當(dāng)電壓表接在 a點時,HiI)3.0V3.0xW3A二 woon解析：兩種接法中兩表示數(shù)變化分別為：AU = |U1-U2|=01Vf Al = fi -1 = 1 OmA 則蘭貝二丄AI = I6330 Ij 3為了減可見電流表示數(shù)的變化較電壓表示數(shù)變化明顯，這說明電壓表的分流作用較大。例3.如圖所示中第一次接入的伏特表

12、Vi內(nèi)阻為200K Q，并聯(lián)在R2的兩端其讀數(shù)為150V ; 第二次接入電阻為 600K Q的伏特表V2,仍并聯(lián)在電阻 R2兩端讀數(shù)為180V。求Ri和R?兩 端的實際電壓。設(shè)電源電壓 U = 300V。RiR：o個 |1" I oR2并聯(lián)，設(shè)電壓為U2*300V*解析：本題給出了伏特表內(nèi)阻，故不能當(dāng)理想表處理，它與接入幅尋士300- 150150R】200R.200 + Rj接入魂蕓惜300- 180180R】600R,600 + Rj解律 二 100KG, R2 = 200KC!6 二 U 二 100V1 R+R*司理：6 二 20OV例4.如圖所示，R嚴(yán)6歐.Ra二漱 %二8歐

13、,%二6齦 若電路消耗的總 功率為P6 =30瓦 電源輸出功率為=28.4瓦，電源內(nèi)阻“ 0.4歐，求】(1) AB間的電壓Uab = ?(2) 電源電動勢£ =?i-HH艮FULaB解析：鋰亠廠*匚二目土二上二片二HL F內(nèi)二I花 所求電壓U肋不是路端電壓.而杲外電路的一部分電氐 可用部分電路鱷定律求聲Cl) Prt =P6 -% = (30-2a4)W = 16W又由P肉=I2r,可得干路電流I = 2AA. B部分的總電阻為R護瓦并聯(lián)，與R串聯(lián)后再與R併聯(lián)，可計算其總阻值g =40于是 = = 2x4伏二8伏（2）又因為P也二1垠肝陷是包括R*的外電路總電阻 可得:R廠

14、5;=竽=加由閉合電路歐姆定律知：E 二 1（隔 +”=2（71 + 04）V=15V例5. （2002年理綜）在如圖所示的電路中， Ri、R2、R3和R4皆為定值電阻，R5為可變 電阻，電源的電動勢為 £，內(nèi)阻為ro。設(shè)電流表 A的讀數(shù)為I，電壓表V的讀數(shù)為U。當(dāng) R5的滑動點向圖中a端移動時，（ ）A. I變大，U變小B. I變大，U變大C. I變小，U變大D. I變小，U變小解析：本題是由于滑動變阻器滑動觸點P向圖中a點移動使電路總電阻減小， 從而引起電路中電壓、電流發(fā)生變化。當(dāng)滑片P向a點移動時，可變電阻 R5阻值減小，使電路總電阻減小，總電流增大，內(nèi) 電壓增大，導(dǎo)致路端電壓

15、減小，則伏特表示數(shù)減小。電阻RR3均串聯(lián)于干路中，通過它們的電流為干路總電流，因此Ui、U3均增大，使R5與R2、R4的并聯(lián)電路電壓下降，導(dǎo)致R2、R4上通過的電流減小，即安培表示數(shù)下降。答案：D電路狀態(tài)變化多為電阻變化引起（電阻被接入電路或從電路中斷開），也可以由滑動變阻器、電阻箱的電阻調(diào)整引起， 使電路中電流、電壓發(fā)生變化，不管什么原因都要分析電路 變化前后的結(jié)構(gòu)，找出 相應(yīng)的變化，再運用電路規(guī)律分析電流、電壓的變化。設(shè)引起變化的電阻為 R局，用流程圖表示分析思路如下：I和為局部電路上的電流、電壓。例6.如圖所示的電路中，由于某一電阻發(fā)生短路或斷路，使 可能是（）A變暗，B燈變亮，則故障B

16、R?斷路D. R4短路扎Rl短路C. R左斷路解析：由于A串聯(lián)于干路中，且故障發(fā)生后，A燈變暗，故知電路中總電流變小，即電路總電阻變大，由此推知，故障應(yīng)為某一電阻斷路，排除選項A、D。若假設(shè)R2斷路，則其斷路后，電路必引起與之并聯(lián)的燈B中電流增大，使B燈變亮，推理結(jié)果與現(xiàn)象相符，故選項B對。若假設(shè)R3斷路，則也引起總電阻變大，總電流變小，使A燈變暗，同時 R3斷路后也必引起與之并聯(lián)的電路（即 Ri所在支路）中電流增大，燈 B中分得電流也變大，B燈變亮, 故選項C也正確。答案：B、C例7.（2003年物理單科）在如圖所示電路中，電源的電動勢 & = 3.0V，內(nèi)阻r = 1.0Q ;電阻

17、 R1= 10 Q ,R2= 10Q ,R3=30Q,R4=35Q;電容器的電容C=100卩F,電容器原來不帶電，求接通電鍵 K后流過R4的總電量。解析：由電阻的串并聯(lián)公式，得閉合電路總電阻為:R+R2 + R*由歐姆定律得，通過電源的輸I冷 電源的路端電壓U + Ir 電阻氐兩端的電壓U丄-uR： + R3通過R*的總電量就是電容器的電量Q = CU 由以上各式并代入數(shù)據(jù)解得：Q=2.0xlOC例8. （2004年高考物理江蘇卷15）如圖所示的電路中，電源電動勢 E= 6.00V，其內(nèi) 阻忽略不計，電阻的阻值分別為 尺=2.4k Q、R2= 4.8k Q,電容器的電容 C = 4.7卩F。閉

18、合 開關(guān)S,待電流穩(wěn)定后，用電壓表測 只!兩端的電壓，其穩(wěn)定值為 1.50V。（1）該電壓表的內(nèi)阻為多大？（2）由于電壓表的接入，電容器的帶電荷量變化了多少？解析：（1）設(shè)電壓表的內(nèi)阻為Rv，測得Ri兩端的電壓為 5, R!與Rv并聯(lián)后的總電阻為R，則有<1>由串聯(lián)電路的規(guī)律:R _ Ui聯(lián)立丈1 x2得：RvRRM%E-(Ri + R2)6代入數(shù)據(jù)得：Rv=4.8kfi（2）電壓表接入前i電容器上的電壓鞏等于電阻陶上的電壓，昕兩端的 電壓為則E二,又E二6+Ur%兔'接入電壓表后，電容器上的電壓為：二E-U 由于電壓表的接入，電容器帶電荷量増加了 AQ二qu J-U由以上

19、各式解得：比Ri +R?丿代入數(shù)據(jù)，可得；AQ = 2.35xlOC評點與探究：（1）本題考查了電路基本規(guī)律運用及處理含電容器電路的基本方法。（2）電路穩(wěn)定后，含電容器的支路無電流，其兩極間的電壓等于與其并聯(lián)的電路兩路 端的電壓。不理解這一點，是此類問題陷入困境的主要原因之一?！灸M試題】1. （ ' 0上海高考，15）理綜某實驗小組用三只相同的小燈泡，連結(jié)如下圖所示電路, 研究串并聯(lián)電路特點，實驗中觀察到的現(xiàn)象是（）A.B.C.D.二：斷開, 匚亠斷開, 亠：閉合, 一：閉合,I：與a連接，三只燈泡都熄滅'與b連接，三只燈泡亮度相同 二與 a連接，三只燈泡都發(fā)光， 詁與b連接

20、，三只燈泡都發(fā)光，'I-亮度相同亮度小于L的亮度2.（廣州）如圖是一火警報警裝置的一部分電路示意圖，其中-=1是半導(dǎo)體熱敏傳感器,它的電阻隨溫度升高而減小， a、b接報警器。當(dāng)傳感器 R2所在處出現(xiàn)火情時，電流表的電 流I和a、b兩端電壓U與出現(xiàn)火情前相比（）a、警器。T_lu變大 U變大在如圖所示的電路中，電源的電功勢和內(nèi)電阻均為定值。定值電阻 二上I.= - I，滑動變阻器卜：的阻值范圍是-7 _,現(xiàn)將滑動變阻器的滑動片由A端向B端滑動，在這個過程中電流的表示數(shù)先減小后增大，并且滑動片 器的中點位置時電流表的示數(shù)出現(xiàn)最小值。如果改變以上三個電阻的阻值，使 丨_r的范圍是-，仍然使滑

21、動片P由A端向B端滑動，流表的示數(shù)將（）A. I變大,C. I變小,3.（朝陽）B. I變小，U變小D. I變大，U變小PP在滑動變阻,在這個過程中電A.先增大后減小C. 一直在減小4.（海淀區(qū)）理綜在許多精密的儀器中,常常采用如圖所示的電路。通過兩只滑動變阻器B.先減小后增大D. 一直在增大如果需要較精確地調(diào)節(jié)某一電阻兩端的電壓， 卜I和丄.:對一阻值為500 Q左右的電阻1 'I200Q和10Q ,關(guān)于滑動）兩端電壓進行粗調(diào)和微調(diào)。已知兩個滑動變阻器的最大阻值分別為 變阻器l':-的連接關(guān)系和各自所起的作用，下列說法正確的是（A. 取I ' 一 -；,調(diào)節(jié)一-起粗調(diào)

22、作用B. 取”.- -'人"' -，調(diào)節(jié)二；起微調(diào)作用c.取L- ,調(diào)節(jié):起粗調(diào)作用D.取I 1"一 “，調(diào)節(jié)起微調(diào)作用5. （北京東城）理綜用電流表（內(nèi)阻約4Q）和電壓表（內(nèi)阻約 3kQ ）測量電阻 R的阻值。分別將圖甲和圖乙兩種測量電路連到電路中，進行多次測量。按照圖甲所示電路某次的測量情況：電流表的示數(shù)是4.60mA，電壓表的示數(shù)是 2.50V ;按照圖乙所示電路某次的測量情況：電流表的示數(shù)是5.00mA，電壓表的示數(shù)是 2.30V。比較這兩次測量結(jié)果，正確的是（）O甲乙A.電阻的真實值更接近543 Q，且大于543 QB.電阻的真實值更接近543 Q

23、，且小于543 QC.電阻的真實值更接近460 Q，且大于460 QD.電阻的真實值更接近460 Q，且小于460 Q（東城）如圖所示電路，G疋電流表，是兩個可變電阻，調(diào)節(jié)可變電阻Ri,MN間的電壓為6V時，電流表的指針剛好偏轉(zhuǎn)到最大刻度。6.可以改電流表G的示數(shù)。當(dāng)將MN間的電壓改為5V時，若要電流表 G的指針仍偏轉(zhuǎn)到最大刻度，下列方法中可行的 是（）A. 保持丨不變，增大J 一B. 增大，減少C. 減少_ :,增大D. 保持-3；不變，減少出17. （南京）如圖所示的電路中，已知電容-'，電阻二二,，電源的電動勢為 E, 內(nèi)阻不計，當(dāng)電鍵 S接通時，下列說法中正確的是（）A. 1的

24、電量變多，.的電量變少B. 的電量變少，.的電量變多C. 和Y的電量都變多D. - 1和的電量都變少8. （廣東物理，10）豎直放置的一對平行金屬板的左極板上用絕緣線懸掛了一個帶正電的 小球，將平行金屬板按如圖所示的電路圖連接，絕緣線與左極板的夾角為0。當(dāng)滑動變阻器R的滑片在a位置時，電流表的讀數(shù)為夾角為-】；當(dāng)滑片在b位置時，電流表的讀數(shù)為，夾角為込，則（）B. 44WC. 47WD. 48WA. 如114B.歸【】C. ._ '.-D.9. （福建）在研究微型電動機的性能時，應(yīng)用如圖所示的實驗電路。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R并控制電動機停止轉(zhuǎn)動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50A和2.0V。重新調(diào)節(jié)R并使電動機恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)，此時電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和24.0V，則這臺電動機正常運轉(zhuǎn)時輸出功率