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電與磁第24課時(shí)歐姆定律一、電流與電壓、電阻的關(guān)系1.電流與電壓的關(guān)系:在______一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成_____比。2.電流與電阻的關(guān)系:在______一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體的電阻成____比。3.滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的作用:電阻正電壓反(1)在探究電流和電壓的關(guān)系時(shí),通過移動(dòng)滑片來改變同一導(dǎo)體兩端的電壓,觀察_____如何變化。(2)在探究電流和電阻的關(guān)系時(shí),通過移動(dòng)滑片來保持不同導(dǎo)體兩端的______不變。注:以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)變阻器還起到保護(hù)電路的作用。電流電壓正反IR二、歐姆定律1.內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成___比,跟導(dǎo)體的電阻成_____比。2.公式表達(dá):________。3.變形公式:U=_____,R=。4.串、并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的規(guī)律:【例1】在探究“導(dǎo)體電流與電阻關(guān)系”時(shí),選擇了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四個(gè)電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。下列說法中正確的是 ()C1探究電流與電壓、電阻的關(guān)系A(chǔ).閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最左端B.用10Ω的電阻實(shí)驗(yàn),讀數(shù)時(shí)的滑片位置比5Ω的電阻讀數(shù)時(shí)更靠左C.實(shí)驗(yàn)過程中移動(dòng)滑片的作用是控制電阻兩端的電壓一定D.實(shí)驗(yàn)獲得多組數(shù)據(jù)是為了減小實(shí)驗(yàn)誤差【方法指導(dǎo)】探究電流跟電阻的關(guān)系時(shí),要控制電壓不變,多次改變定值電阻的阻值,記錄電流值目的是使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性。根據(jù)控制變量法,研究電流與電阻的關(guān)系時(shí),需控制定值電阻的電壓相同,當(dāng)換上大電阻時(shí),根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向?!咀兪?-1】在“探究電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,用定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得出了電流與電壓的關(guān)系,圖中
I-U圖象正確的是 ()B【變式1-2】在“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,電路如圖甲所示,電源電壓保持3V不變,分別將5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值電阻連入電路,按實(shí)驗(yàn)要求測得通過各定值電阻的電流描繪出如圖乙所示的圖象,則下列說法不正確的是 ()CA.閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到最大值B.在具體實(shí)驗(yàn)操作中,手和眼的分工是手移動(dòng)變阻器的滑片,眼觀察電壓表C.本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論:電壓一定時(shí),電阻與電流成反比D.為了得到更普遍的規(guī)律,可以改變R兩端的電壓,再進(jìn)行一組實(shí)驗(yàn)D2歐姆定律的理解【例2】(2023·綏化)由I=變形可得R=,以下理解正確的是 ()A.導(dǎo)體的電阻跟它兩端的電壓成正比B.導(dǎo)體的電阻跟通過它的電流成反比C.當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓為0時(shí),導(dǎo)體的電阻為0D.導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),跟導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān)【方法指導(dǎo)】本題考查對歐姆定律變形公式的理解,解題時(shí)應(yīng)明確影響電阻大小的因素是導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度,這類選擇題常有兩種說法是正確的:一是電阻與電壓、電流無關(guān);二是電阻等于電壓、電流的比值?!咀兪?-1】導(dǎo)體兩端的電壓是6V,通過它的電流是0.3A,該導(dǎo)體的電阻是____Ω,若流過該導(dǎo)體的電流為零,則導(dǎo)體的電阻是____Ω;若將導(dǎo)體的長度拉長到原來的兩倍,則導(dǎo)體電阻________(選填“增大”“減小”或“不變”)。2020增大【變式2-2】當(dāng)某導(dǎo)體兩端的電壓為3V時(shí),通過它的電流為0.2A,該導(dǎo)體的電阻為____Ω,當(dāng)它兩端電壓為6V時(shí),它的電阻為____Ω,電流為____A。15150.43歐姆定律的計(jì)算【例3】(2023·吉林)在如圖所示的電路中,R1的阻值是
30Ω,閉合開關(guān)S,電流表A1的示數(shù)是0.2A,電流表
A的示數(shù)是0.5A。求:(1)電源電壓;(2)電阻R2的阻值。解:由電路圖可知,R1與R2并聯(lián),電流表A測干路電流,電流表A1測R1支路的電流。(1)因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,由I=
可得,電源的電壓U=I1R1=0.2A×30Ω=6V(2)因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,通過R2的電流I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A則電阻R2的阻值R2=答:略。【方法指導(dǎo)】首先判斷電路是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,其次弄清電表所測的對象,避免判斷不當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤,再利用串并聯(lián)電路的電流、電壓規(guī)律結(jié)合歐姆定律即可解答?!咀兪?-1】如圖所示,已知定值電阻R1的阻值為30Ω,閉合開關(guān)時(shí)整個(gè)電路正常工作,兩電流表的指針都指在同一位置,示數(shù)如圖所示。問(設(shè)電源電壓保持不變):(1)電源電壓U是多少?(2)通過定值電阻
R2的電流是多少?(3)現(xiàn)用一個(gè)未知阻值的定值電阻
Rx替換電阻R1或R2,
替換后只有一個(gè)電流表的示數(shù)發(fā)生了變化,請判斷
Rx替換的是電阻R1還是R2。(4)此時(shí)替換后電流表示數(shù)減少了0.3A,求未知電阻Rx
的阻值。解:(1)R1兩端的電壓U1=I1R1=0.3A×30Ω=9V電源電壓U=U1=9V。(2)通過R2的電流I2=I總-I1=1.5A-0.3A=1.2A(3)如果A1的示數(shù)發(fā)生變化,則A的示數(shù)也一定變化,這顯然不符合題意,所以示數(shù)發(fā)生變化的一定是電流表A,而電流表A1的示數(shù)不變,由此推斷未知電阻Rx替換的是R2。(4)當(dāng)Rx替換R2后,設(shè)此時(shí)總電流為I總′,據(jù)題意得
I總′=I總-0.3A=1.5A-0.3A=1.2A則通過Rx的電流Ix=I總′-I1=1.2A-0.3A=0.9A答:略。電阻Rx的阻值Rx′=【變式3-2】如圖是一款攝像機(jī)自主啟動(dòng)裝置的簡化電路圖,電源電壓恒為
12V,RP是紅外線探測電阻,R是定值電阻,阻值為
8Ω。當(dāng)R兩端的電壓達(dá)到
8V時(shí),攝像機(jī)自主啟動(dòng)拍攝。求:(1)電路中的電流;(2)RP的阻值。解:(1)根據(jù)I=
得,電路中的電流I=(2)RP兩端的電壓U2=U-U1=12V-8V=4VRP的阻值RP=答:略。1運(yùn)用歐姆定律計(jì)算比例問題【例1】如圖所示,當(dāng)S閉合,甲、乙為電壓表時(shí),示數(shù)比為2∶5,則R1∶R2=________;當(dāng)S斷開,甲、乙為電流表時(shí),電路連接狀態(tài)為_________(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”),此時(shí)甲、乙兩電流表示數(shù)比為________。3∶2并聯(lián)5∶3【方法指導(dǎo)】熟練掌握串并聯(lián)電路的特點(diǎn)、電壓表和電流表的特點(diǎn)以及歐姆定律的應(yīng)用,判斷出兩表的種類是解決此類問題的關(guān)鍵。此外串聯(lián)分壓和并聯(lián)分流規(guī)律也常用于解決比例的問題?!九e一反三1】如圖所示電路中,R1=10Ω,R2=20Ω,閉合開關(guān)S,電壓表V1與V2的示數(shù)之比是()A.1∶2B.1∶3C.2∶1D.2∶3B【例2】如圖,電源電壓保持不變,S1和S2是兩個(gè)可以同時(shí)斷開或閉合的聯(lián)動(dòng)開關(guān),已知R1=10Ω,當(dāng)兩個(gè)開關(guān)同時(shí)斷開時(shí),電流表的示數(shù)為0.4A,當(dāng)兩個(gè)開關(guān)同時(shí)閉合時(shí),電流表的示數(shù)為1.5A,此時(shí)通過R2的電流為0.5A,則電源電壓為____V,R2的阻值____Ω,R3的阻值為____Ω。2歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用102015【方法指導(dǎo)】此類問題考查的是歐姆定律的應(yīng)用,要弄清電路的連接方式,關(guān)鍵是根據(jù)串并聯(lián)電路的電阻規(guī)律和歐姆定律確定兩種情況下對應(yīng)的電流表示數(shù)。【舉一反三2】如圖所示,電源電壓為12V保持不變,R1=10Ω。只閉合開關(guān)S時(shí),電流表的示數(shù)為0.3A,則R1兩端的電壓U1=____V,R2=____Ω;當(dāng)斷開開關(guān)S,閉合S1、S2時(shí),則電流表的示數(shù)為____A。3301.6實(shí)驗(yàn)23探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系【例題】小明所在小組在做“探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),電源電壓恒為4.5V。(1)請根據(jù)圖甲所示的電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示的實(shí)物連接成完整電路。(2)在連接電路時(shí),要求先將開關(guān)________,并且將滑動(dòng)變阻器的滑片移到__________的位置。(3)實(shí)驗(yàn)前檢查儀表時(shí)發(fā)現(xiàn),電流表的指針如圖丙所示,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是____________________;若改正后將電流表接入電路,閉合開關(guān)后,電流表的指針仍如圖丙所示,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是____________________________。斷開阻值最大電流表的指針未調(diào)零電流表的正、負(fù)接線柱接反了(4)【拓展設(shè)問】當(dāng)連完最后一根導(dǎo)線后發(fā)現(xiàn)兩電表的指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn),并且指針總在晃動(dòng),造成上述現(xiàn)象的原因分別是①_____________________;②______________________。(5)實(shí)驗(yàn)中按電路圖正確連接好電路后,閉合開關(guān)并移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑片,電壓表的示數(shù)總為4.5V,你認(rèn)為故障原因可能是_____________或_______________。連接電路時(shí)開關(guān)未斷開電路某處接觸不良定值電阻斷路滑動(dòng)變阻器短路(6)【拓展實(shí)驗(yàn)】在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)過程中,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P做了三組實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)如下表所示,請你根據(jù)表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回答下面的問題。①表格中空格一欄應(yīng)該填上__________。②本實(shí)驗(yàn)所使用的定值電阻的阻值是____Ω。③請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中描點(diǎn)連線。對所得圖象進(jìn)行分析,可得出結(jié)論:_____________________________。④完成上述實(shí)驗(yàn)后為了獲得普遍的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,還需要_________________________________。電壓U/V10電阻一定時(shí),電流與電壓成正比換不同阻值的定值電阻重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)⑤小明提出改用小燈泡來探究電流與電壓的關(guān)系,你認(rèn)為他的實(shí)驗(yàn)方案可行嗎?請說明理由。答:________(選填“可行”或“不可行”),理由:_____________________________________________。(7)在“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,小東選用了阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω及25Ω的五個(gè)定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。不可行小燈泡的電阻不是定值,會(huì)隨溫度的變化而變化①實(shí)驗(yàn)過程中先將5Ω的電阻接入電路,閉合開關(guān)后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為U0,記錄相應(yīng)的電流值;然后斷開開關(guān),將5Ω的電阻換成10Ω的電阻接入電路,再次閉合開關(guān)后,電流表的示數(shù)_______,電壓表的示數(shù)________(前兩空均選填“變大”“變小”或“不變”),此時(shí)應(yīng)將滑片向____(選填“A”或“B”)端移動(dòng),直至___________________,記下相應(yīng)的電流值。這里采用的物理方法是____________法。變小變大A電壓表的示數(shù)為U0控制變量②根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的五組數(shù)據(jù)繪制出的I-R圖象如圖所示,由圖象可得出的結(jié)論是______________________________。實(shí)驗(yàn)中所控制的電壓U0=____V。③為了用所選定值電阻完成實(shí)驗(yàn),滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少為____Ω。電壓一定時(shí),電流與電阻成反比2.5201.在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,采用圖象法得到了如圖所示的I-U圖象,由圖象可知,電阻R一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系及R的阻值分別是 ()A.成正比R=10ΩB.成正比R=1ΩC.成反比R=10ΩD.成反比R=1ΩA2.一個(gè)定值電阻,當(dāng)它兩端的電壓為2V時(shí),通過它的電流是0.2A,則當(dāng)它兩端的電壓為6V時(shí),它的電阻和通過它的電流分別是 ()A.30Ω、0.2AB.10Ω、0.6AC.30Ω、0.6AD.10Ω、0.2AB3.(2020·廣東)做“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),可供選擇的器材有:電壓為6V的電源,電流表(0~0.6A),電壓表(0~3V),開關(guān),阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值電阻各1個(gè),最大阻值分別為10Ω和50Ω的滑動(dòng)變阻器各1個(gè),導(dǎo)線若干。(1)如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路中,正確的是____,應(yīng)選用最大阻值為____Ω的滑動(dòng)變阻器。(2)若按圖乙所示電路圖連接好電路后,閉合開關(guān),可觀察到電流表的指針________(選填“向右”“反向”或“幾乎不”)偏轉(zhuǎn)。(3)按正確電路圖連接電路,閉合開關(guān),電流表和電壓表均有示數(shù),但移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí),兩表的示數(shù)均保持不變,經(jīng)判斷是接線有誤,錯(cuò)誤可能是________________________________________________________________________________________。甲50幾乎不
將滑動(dòng)變阻器上面的兩個(gè)接線柱接入電路或?qū)⑾旅娴膬蓚€(gè)接線柱接入電路(4)糾正錯(cuò)誤后,依次更換定值電阻,并控制定值電阻兩端電壓為2.5V進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請將記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格補(bǔ)充完整。①U=_______。2.5V實(shí)驗(yàn)序號1234②__________2015105③__________////電阻R/Ω電流I/A4.(2023·宜昌)如圖甲為小俊和小紅在探究電阻一定時(shí)電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中連接的部分實(shí)物圖。(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖連接完整,使滑片向右滑動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)變大。(2)正確連接電路,閉合并關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則電路可
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