内容正文:
第十七章 欧姆定律
17.2 欧姆定律
一、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.公式
3.单位
电流I的单位为安培(A),电压U的单位为伏特(V),电阻R的单位为欧姆(Ω).
4.推导式 U=IR,
由可推导出,表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过它的电流的比值.但是因为电阻是导体本身的一种性质,它的大小由导体本身的材料、长度、横截面积和温度等因素决定,与电压的大小和通过它的电流的大小无关,因此电阻不与U成正比,也不与Ⅰ成反比.对于给定的导体,如果没有特别说明,我们可以认为其电阻是不变的.
5.理解欧姆定律要注意以下几个点
注意事项
分析说明
同体性
I、U、R是对同一导体或冋一段电路而言的.三者要一一对应.不同导体的电流、电压、电阻之冋不存在的关系
同时性
在同一部分电路上,开关的闭合及滑动变阻器的移动,都会导致电路中电流、电压、电阻的变化,公式必须是同一时间的值;此外还要关注电路变化后I、U、R的对应关系
统或
公式中的三个物理最,必须同时都使用国际単位。U的国际単位为V,I的国际单位为A.R的国际单位为Ω。
适用范围
欧姆定律适用于从电源正慢到负极的整个电路或其中一部分电路,并且是纯电阻电路.对于非纯电阻电路不成立。
二、利用勾姆定律进行简单计算
1.利用欧姆定律及其变形式进行简单的计算
对于同一个导体某一时刻的电流、电压和电阻,知道其中两个量,即可求出另外一个.
2.计算步骤
(1)确定电路中各电阻的连接方式.可以采用“去表法”,即将电压表视为断路,电流表视为导线,再来判断各个电阻的连接方式
(2)分析表的测量对象,根据选择的量程确定测量值.
(3)明确已知量、未知量、未知量与已知量的关系.
(4)根据欧姆定律公式、变形式及串并联电路的特点列出关系式(注意单位的统一)
1.公式变形记概念理解
例1(2020秋•江阴市校级月考)对欧姆定律公式I=的理解,下面的哪一句话是错误的( )
A.对某一段导体来说,导体中的电流跟它两端的电压成正比
B.在相同电压的条件下,不同导体中的电流跟电阻成反比
C.导体中的电流既与导体两端的电压有关,也与导体的电阻有关
D.导体的电阻由导体两端的电压和通过导体的电流决定
解:
A、对某一段导体来说,其电阻一定,根据欧姆定律可知,导体中的电流跟它两端的电压成正比,故A正确;
B、不同导体的电阻一般不同,由I=可知,在相同电压的条件下,不同导体中的电流跟电阻成反比,故B正确;
C、根据欧姆定律可知,导体中的电流既与导体两端的电压有关,也与导体电阻有关,故C正确;
D、导体的电阻由导体的材料、长度、横截面积以及温度决定,与导体两端的电压和流过导体的电流无关,故D错误。
故选:D。
2.欧姆定律图像分析
例2(2013秋•扶沟县期末)如图所示是R1和R2两个电阻中的电流随它们两端的电压变化的I﹣U图象。从图象可知( )
A.R1>R2 B.R1<R2 C.R1=R2 D.无法比较
解:当电压相同时,R1中的电流大于R2中的电流,由欧姆定律R=得,R1<R2。
故选:B。
3.利用欧姆定律进行简单计算
例3(2020秋•越秀区单元测试)若金属导题两端的电压是3V,通过它的电流是0.01A,如果加在该导体两端的电压增加到12V,通过导体的电流是 A,该导体的电阻是 Ω,该导体两端电压变为0时,其电阻是 Ω。
解:由I=可得,导体的电阻:R===300Ω,
因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,
所以,当该导体两端电压增加到12V时或当该导体两端电压降为0V时,导体的电阻仍为30Ω不变,
当该导体两端电压增加到12V时,通过的电流:
I′===0.04A。
答案:0.04;300;300。
4.串联电路分压以及并联电流分流
例4(2020秋•越秀区校级月考)如图所示,电源电压保持不变,在甲、乙两处分别接入电压表(电压用U甲、U乙表示),闭合开关S,测得U甲:U乙=4:3。断开开关S,拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表(电流分别用I甲、I乙表示),此时I甲:I乙是( )
A.3:4 B.4:3 C.1:1 D.4:7
解:由电路图可知,甲、乙同时为电压表,开关S闭合时,两电阻串联,电压表甲测R1两端电压,电压表乙测R2两端电压;
因为I=,并且通过两电阻的电流I相等,所以两电阻阻值之比:===;
当两电表都是电流表,开关S1断开时,两电阻并联,电流表甲测R2的电流,乙测R1的电流,
两电阻并联,则它们两端的电压U相等,通过两电表的电流之比:===。
故选:B。
5.欧姆定律在生活中的应用
例5(2019•潮南区模拟)如图所示是油量自动测定装置的示意图,O为杠杆支点