内容正文:
第十七章·欧姆定律
章节内容结构图
导学一·电流与电压和电阻的关系
实验1:探究电流与电压的关系
1.实验步骤:
(1)按图连接电路。
(2)闭合开关,通过调节滑动变阻器,从而改变定值电阻的两端电压,测量并记下几组电压和电流值。
2.实验结论:
在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
“在电阻一定的情况下,导体两端的电压与通过导体的电流成正比。”这样表述是否正确?
不正确;电压是电流产生的原因,不可反过来说。【因果关系】
该实验中,滑动变阻器起到了什么作用?
①保护电路。
②改变定值电阻两端的电压。
该实验中,能不能用小灯泡代替定值电阻?
不能;因为小灯泡灯丝的电阻会随着温度的升高而变大。
实验2:探究电流与电阻的关系
1.实验步骤:
(1)按图连接电路。
(2)闭合开关,更换不同的定值电阻,通过调节滑动变阻器,从而控制定值电阻两端的电压不变,测量并记下几组电阻值和电流值。
2.实验结论:
在导体两端的电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
“在导体两端的电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比。”这样表述是否正确?
不正确; 电阻是导体本身的一种性质,电阻大小决定于导体材料、长度、横截面积和温度,与通过导体的电流和导体两端的电压无关,不可反过来说。
该实验中,滑动变阻器起到了什么作用?
①保护电路。
②控制定值电阻两端的电压不变。
导学二·欧姆定律
知识点1:欧姆定律的内容
欧姆定律: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。
欧姆定律的公式:I=
欧姆定律的变形公式:U=IR R=
根据R=,是否能够说明 “在导体两端的电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比。”或者“在通过导体的电流一定时,导体的电阻与导体两端的电压成正比。”?
不能;因为电阻是导体本身的一种性质,电阻大小决定于导体材料、长度、横截面积和温度,与通过导体的电流和导体两端的电压无关。
运用欧姆定律进行图像分析:
方法一:
假设电阻R1和电阻R2两端的电压相等,由下图分析可得,当电阻R1和电阻R2两端的电压相等时,通过电阻R1的电流I1大于通过电阻R2的电流I2,根据欧姆定律的变形公式R=可得,电阻R1<电阻R2。
方法二:
假设通过电阻R1和电阻R2的电流相等,由下图分析可得,当通过电阻R1和电阻R2的电流相等时,电阻R1两端的电压U1小于电阻R2两端的电压U2,根据欧姆定律的变形公式R=可得,电阻R1<电阻R2。
知识点2:欧姆定律的计算
解题思路:
①分析电路的连接方式,电压表看作“断路”,电流表看作“导线”,分析用电器之间是“串联”还是“并联”。
②找出题目中的已知量,明确电流表和电压表测量的是哪一部分的电流和电压,标记物理量符号及数值在电路图上。
(同一导体或同一段电路上对应同一状态下的各个物理量符号下标用同一数字表示)
③运用欧姆定律公式I=,欧姆定律的变形公式U=IR、R=,串、并联的电流和电压规律,列公式进行计算。
导学三·电阻的测量
实验:伏安法测电阻
1.实验原理:R=
2.实验步骤:
①按照电路图连接电路。
②检查电路无误后,调节滑动变阻器到最大阻值,对电表试触并选择适当的量程。
③闭合开关,调节滑动变阻器,改变待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流,记下相应的电压表示数和电流表示数,得到多组数据。
根据欧姆定律的变形公式R=,分别计算出各组数据的电阻大小,再计算出电阻的平均值。
滑动变阻器在该实验中起什么作用?
①改变待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流;②保护电路。
实验:伏安法测量小灯泡电阻
将上述实验中的定值电阻换成小灯泡,用伏安法测量小灯泡的电阻。多测几组数据,分别计算出小灯泡的电阻。
根据各组实验数据计算出的小灯泡的电阻大小都不同,并且差异较大;
当通过小灯泡的电流增大时,灯丝温度升高,灯丝电阻随温度升高而增大,所以灯丝电阻的变化并不是实验误差在起主导作用,各组数据的小灯泡电阻不需要求平均值。
拓展:特殊方法测电阻
条件
电路图
实验步骤及RX的表达式
利用一个电压表和一个已知电阻R0
【伏阻法】
①闭合开关S,用电压表测量已知电阻R0两端的电压U0。
②将电压表改接在待测电阻RX两端,闭合开关S,测量待测电阻RX两端的电压UX。
推导过程:
IX=I0=; RX=
RX=R0
利用一个电流表和一个已知电阻R0
【安阻法】
①闭合开关S,用电流表测量通过已知电阻R0的电流I0。
②将电流表改接在待测电阻RX的支路上,闭合开关S,测量通过待测电阻RX的电流IX。
推导过程:
UX=U0=I0R0 ; RX=
RX=R0
导学四·欧姆定律在串、并联电路中的应用
知识点1:欧姆定律在串联电路中的应用
1.串联电路中的电阻关系:串联电路中,