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《欧姆定律》复习要点解读
课程标准对《欧姆定律》一章的要求是:通过实验探究电流、电压和电阻的关系;理解欧姆定律,并能进行简单计算;会同时使用电流表和电压表;会用欧姆定律知识理解安全用电的道理。
要点一、探究电流、电压、电阻的关系
在电阻一定时,导体的电流与导体两端的电压成正比;在电压不变时,导体的电流跟导体的电阻成反比。
例1.冬冬在做“探究通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,采用了下图(甲)所示的电路图。
(1)请按照电路图,用笔画线代替导线,将下图(乙)中的实物图连接完整。
(2)实验过程中,冬冬把电阻R由5Ω分别换成了10Ω、20Ω,每次闭合开关后,首先调节 , 保持不变,然后再记录电流表的示数。
(3)下表是冬冬测得的三组数据,据此数据可得到的结论是: 。
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
解析:对照电路图连接实物图,要做到“一一对应”,即各元件相对于电源正负极的位置顺序不变,见图(1);探究通过导体的电流与电阻的关系,应控制“电压”这一变量,须调节滑动变阻器改变电路中的电流,从而保持电阻R两端的电压一定;分析表格中数据,可看出:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;
(图1)
小结:在研究电流、电压、电阻的关系实验中,采取了控制变量法。描述电流与电压的关系时,一定要在电阻一定的条件下进行;描述电流与电阻的关系时,一定要在电压一定的条件下进行。
要点二、对欧姆定律公式I=U/R及变形式R=U/I的理解
1.定律的内容: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.定律的表达式:I=U/R 变形式:R=U/I
例2. 关于欧姆定律I=U/R和变形公式R=U/I的理解,说法正确的是( )
A. 电压越大,电流就越大;电阻越大,电流就越小
B. 电阻与电压成正比,与电流成反比
C. 电阻一定,电流与电压成正比
D. 电压一定,电流与电阻成反比
解析:对I=U/R的正确理解:在电阻一定的条件下,导体的电流跟导体两端的电压成正比;在电压一定的条件下,导体的电流跟导体的电阻成反比。对R=U/I的正确理解:导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体电流的比值,同一段导体的电阻值是一定的,不随电压和电流的改变而改变。选:C、D
小结:欧姆定律公式中的三个物理量是针对同一段导体而言的,电阻是导体本身的一种特性,即使不通电流,其电阻也不会改变,更不会因为电流的改变而改变;定律中提到的“成正比”和“成反比”是有前提条件的,即某个因素一定。
要点三、串、并联电路中电阻的关系
在串联电路中,总电阻比任何一个分电阻都大;在并联电路中,总电阻比任何一个分电阻都小。
例3.下图的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,电压表示数为6V,电流表示数为1.5A,则右边方框内的电阻连接情况可能是( )
A.4Ω和3Ω的电阻串联 B.6Ω和8Ω的电阻并联
C.10Ω和5Ω的电阻串联 D.12Ω和6Ω的电阻并联
解析:电流表测量电路中的总电流,电压表测量电路中的总电阻,通过公式R=U/I得到总电阻为4Ω,显然方框内不是两个电阻串联,再计算B、D中的总电阻,分别为3.4Ω、4Ω。选D。
小结:此题先应用变形公式R=U/I计算总电阻,再计算出串、并联电路中的总电阻,两厢比较即可。
要点四、伏安法测量电阻
测量原理:R=U/I
例4.某同学欲测量一只额定电压为2.5V的小灯泡正常工作时的电阻,请你与他一起边实验边思考,并回答下列问题。
(1)下图是即将完成的该实验的电路图。请在图中三个“○”内正确填入“灯泡”、“电流表 ”和“电压表 ”的电路符号,完成该电路图 。
(2)按电路图连接完电路,闭合开关快速试触的瞬间,电流表和电压表出现了上中图所示的情况,经检查,所有仪器、元件完好。请分析出现以上现象的可能原因(两表各写一条)。
电流表: ;电压表: 。
(3)问题解决后,再次接通电路,为使小灯泡能正常发光,应调节滑动变阻器使电压表示数为 V。小灯泡正常发光时,电流表的示数如上右图所示,则流过小灯泡的电流为 A,该灯泡正常工作时的电阻是 Ω。
解析:电流表可直接和电源相接,而电压表直接和电源相接就会出现断路,电压表应与灯泡并联,从上到下依次是:灯泡、电压表、电流表;电流表反向偏转,说明电流表的正负接线柱接反了,电压表的示数超过量程,说明电压表的量程接小了;要使灯泡正常发光,应让灯泡两端电压为额定电压2.5