内容正文:
欧姆定律
知识讲堂
电流与那些因素有关
猜想与假设
1.电压是产生电流的原因,那么升高电压,电流是否也增大?
2.电阻对电流有阻碍作用,那么增大导体的电阻,通过导体的电流是否会减小?
制定计划与设计实验
首先,我们应当设计出满足 实验要求的电路。安排适当的实验步骤,明确要收集的数据。
由于电流可能受电压、电阻 等多种因素的影响,所以应当采用“控制变量法”,研究电流的大小分别与电压和电阻的关系。怎样做到这一点呢?
请把设计的实验电路和实验计划填写(画)在右面方框内。
下图提供了一些供选用的器材。
SHAPE \* MERGEFORMAT
进行实验与收集证据
1. 保持电阻两端的电压不变,选用不同的定值电阻时,通过电阻的电流是怎样随阻值变化的?想一想,如何“保持电阻两端的电压不变”?
2.保持电路中的电阻不变,改变电阻两端的电压时,通过电阻的电流是怎样随它两端的电压变化的?
把收集到的数据整理后,填写在下表中:
表一 保持电压不变时,研究电流随电阻的变化
实验次序
电压
电阻
电流
1
U= V
2
3
表一 保持电阻不变时,研究电流随电压的变化
实验次序
电压
电阻
电流
1
R= V
2
3
得出结论:
保持电压不变,电流与电阻成反比关系。
保持电阻不变,电流与电压成正比关系。
欧姆定律
通过实验探究,我们知道:
一段导体中的电流,跟加在这段导体俩端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出这个规律。人们为了纪念他,就把这个规律叫做欧姆定律。
欧姆定律的公式是
欧姆定律反映了一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,它在解决 各种实际的电路问题时有广泛的应用。在-段电路中,只要知道了I、U、R 中的任意两个量,就可以根据欧姆定律算出第三个量。
电阻的串并联
公式推导:
在串联电路中:
在并联电路中
典例分析
SHAPE \* MERGEFORMAT
例1 用如图所示的实验电路探究电流与电阻的关系,下列注意事项错误的是( )
A.连接电路时,开关应该是断开的
B.闭合开关前,滑片应处于滑动变阻器的最右端
C.更换电阻后,应调节滑片让电压表的示数相同
D.应测多组数据,以减小实验误差
【解答】D
练1.1 同学们用如图所示的电路探究“电流跟电阻的关系”,电源电压为4.5V,三个阻值分别为5Ω、15Ω和30Ω的定值电阻。他们先将5Ω的电阻接入电路中,使其两端电压为2.5V.读取了电流表示数。为完成探究任务,断开开关后,接下来该进行的操作正确的是( )
A.调节滑片至另一位置,再闭合开关,读取电流表示数
B.用15Ω或30Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,读取电流表示数
C.用15Ω或30Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,向右调节滑片使电压表示数为2.5V,读取电流表示数
D.用15Ω或30Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,将滑片从最右端逐渐向左调节使电压表示数为2.5V,读取电流表示数
【解答】D
SHAPE \* MERGEFORMAT
例2 图是“探究通过导体的电流与电压的关系”实验电路,关于这个实验的表述正确的是( )
A.表a是电压表,表b是电流表
B.使用滑动变阻器的目的是减小实验数据的误差
C.经过实验可以得出结论:电压与电流成正比
D.更换不同阻值的电阻重复实验,是为了使实验结论更具普遍性
【解答】D
练2.1 根据下列一组实验数据,可以得到的结论是( )
导体两端的电压
导体的电阻
通过导体的电流
2V
10Ω
0.2A
4V
10Ω
0.4A
6V
10Ω
0.6A
A.导体电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
B.导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
D.导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
【解答】B
SHAPE \* MERGEFORMAT
例3 .根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.导体两端的电压为零时,电阻值也为零
B.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
C.导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大
D.导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比
【解答】D
练3.1 在学过欧姆定律后,同学们有以下认识,其中不正确的是( )
A.欧姆定律揭示了导体中的电流与电压、电阻的关系
B.当电压一定时,导体中的电流与电阻成反比
C.在研究导体中的电流与电压、电阻的关系过程中使用了控制变量法
D.根据欧姆定律的变形公式R=可知:导体的电阻随电压和电流的变化而变