内容正文:
第3课 欧姆定律
学习目标
1. 掌握电流跟电压的关系及电流跟电阻的关系;
2. 知道欧姆定律的内容、公式及相关的物理量的单位;
3. 理解欧姆定律的图像;
4. 利用欧姆定律变形公式解答问题;利用欧姆定律解决串并联电路的问题。
02
预习导学
1、 电路电流与电压和电阻的关系
1. 由于电压是形成 的原因,说明电流的大小与导体两端的 有关;由于导体的电阻对电流有 作用,所以,电流的大小与导体 有关。
2. 为了研究通过导体的电流跟电压的关系,我们应控制 一定,通过在电路中串联一个 来调节导体两端的电压,通过实验可以得出结论:当 时,通过导体中的电流跟导体两端的电压成 。
3. 为了研究通过导体的电流跟电阻的关系,我们应控制电阻两端的 一定,通过换用不同的 来改变电阻,通过实验可以得出结论:当 时,通过导体的电流跟导体的电阻成 。
2、 欧姆定律
1. 欧姆定律:导体中的 与导体两端的电压成 ,与导体的电阻成 。
2. 公式: 其中:U为电源电压,单位为伏(V);I为通过导体的电流,单位为安(A);R为导体的电阻,单位为欧(Ω)
3. 注意:应用欧姆定律的公式进行计算时,一定要统一到国际制单位后再进行计算。欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性,即I,U,R是对同一段 、同一时刻而言的。此外,该公式不能理解为: ,因为电阻常规情况下是不变的。
03
探究提升
知识点一:通过导体电流与电压关系
1. 提出问题:电流与电压有什么关系。
2. 猜想与假设:电流与电压成正比。
3. 设计实验:因电流与电压、电阻均有关系,我们要研究电流与电压的关系,应该采用控制变量法。即保持电阻不变,改变电阻两端的电压,研究电流与电压的关系。
4. 实验器材:电流表、电压表、定值电阻(2个)滑动变阻器、电源开关、导线
5. 电路图:
6. 进行实验:
1 按图连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处,实物图如下所示。
2
保持电阻R1=5不变,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别为1V、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。
R1=5Ω
次数
电压U/V
电流I/A
1
1
0.2
2
2
0.4
3
3
0.6
3
改变电阻,使R2=10不变,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别为1V、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。
R2=10Ω
次数
电压U/V
电流I/A
1
1
0.1
2
2
0.2
3
3
0.3
7. 根据数据画出I-U图像。
8. 得出结论:
在电阻不变时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
【探究重点】
1. 电流与电压之间的关系:当电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。不能说成电压跟电流成正比,电流和电压之间存在因果关系,电压是原因,电流是结果,因果关系不能颠倒。
2. 电流与电阻的关系:当电压一定时,导体的电流跟导体的电阻成反比。不能说成电阻跟电流成反比,导体的电阻是导体本身的一种性质,不随导体中的电流的变化而变化。
【例题精讲】
1. (2023徐州市一模)在探究“通过导体的电流与电阻关系”实验中,电源电压为6V且保持不变,另有滑动变阻器和5个不同阻值的定值电阻,图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I-R图像。
(1)实验中将电阻接入电路中,连接的电路如图甲所示,经检查发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法_________;
(2)本次实验控制了定值电阻两端电压为_________V不变;
(3)为了完成实验,滑动变阻器的最大阻值不能小于_________;
(4)分析图像可得结论:___________。
【巩固训练】
2. 如图是“探究电流与电压关系”的电路图,实验中需要控制电阻一定,以下说法正确的是( )
A.保持R2滑片的位置不变
B.保持R1不变,调节R2滑片到不同的适合位置
C.控制R1和R2的阻值之比一定
D.为了方便观察实验现象,可以将R1换成小灯泡
知识点二:探究通过导体电流电阻的关系
1. 提出问题:电流和电阻之间有什么样的关系?
2. 猜想与假设:电流与电阻成反比。
3. 设计实验:仍使用控制变量法,即保持定值电阻两端的电压不变,研究电压不变时,电流与电阻的关系。
4. 电路图:
5. 进行实验:
1 按图接好电路。注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处,实物图如下所示。
2 分别