内容正文:
第16课 电流与电压、电阻的关系
知识板块:电流与电压、电阻的关系;欧姆定律;电路特点总结
一、研究电流和电压的关系(1)电流表测量通过电阻R的电流;电压表测量通过电阻R两端的电压;
(2)滑动电阻器R/的作用:改变电阻R两端电压。(闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到电阻最大的位置。)
1、实验:保持电阻不变,研究电流和电压的关系
2、设计的电路图:
2、结论:导体的电阻不变时,通过导体的电流和它两端的电压成正比。
二、研究电流和电阻的关系(1)电流表测量通过电阻R的电流;电压表测量通过电阻R两端的电压;
(2)滑动电阻器R/的作用:保持电阻R两端电压不变。(闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到电阻最大的位置。)
(3)更换不同的电阻做实验
1、实验:保持电压不变,研究电流和电阻的关系
2、设计的电路图:
该实验保持电阻R两端的电压不变,改变电阻R,研究电流与通过这段导体的电阻端的之间的关系
2、结论:导体两端的电压不变时,通过导体的电流和它的电阻成反比。
二. 欧姆定律
1. 欧姆定律:导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
公式:I=
有人根据公式R=U/I跟公式I=U/R在形式上相似,说“电阻R跟电压成正比,跟电流成反比。”你认为这种说法对吗?为什么?
答:不对。因为电阻是导体本身的一种性质,它只跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关,跟电流、电压无关。
例1.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A.只要将导体连人电路,电路中就有电流
B. 导体中通过的电流越大,它的电阻越小
C.有电流通过的小灯泡,其两端不一定有电压
D.导体两端电压越大,通过该导体的电流就越大
例2.将欧姆定律的公式I=U/R变形得到R=U/I,关于此式的意义,下面说法中正确的是( )
A、导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过的电流成反比。
B、导体中通过的电流越大,则电阻越小。
C、加在导体两端的电压越大,则电阻越大。
D、导体的电阻等于导体两端的电压和通过它的电流之比。
例3.一段导体两端的电压为15 V,通过的电流是0.5 A,若两端的电压变为5 V,则这段导体的电阻是 ( )
A.10Ω B.20Ω C.30Ω D.40Ω
例4. 在探究“电流与电压的关系”实验中,某同学将实物连成如图甲所示。
(1)实验电路中有一根导线连接错误,请在接错的导线上画“×”,然后另画一根导线使电路连接正确;
(2)连接正确后,闭合开关,发现电流表的示数几乎为零,电压表示数约为电源电压,其故障可能是________;
(3)实验过程中,当电压表示数为1V时,电流表示数如图乙所示为______A;
(4)根据表格中的实验数据,你能得出的结论是:________一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________;
(5)此实验中,不能用小灯泡代替定值电阻进行探究,理由是________。
A
0
0.2
0.4
0.6
2
1
0
3
0.6
3
-
And
乙
R
P
甲
A
2
- 0.6 3
V
- 3 15
实验次数
1
2
3
4
5
电压U /V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
例5.小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个。
(
+
甲
R
S
V
-
3 15
A
2
-
0.6
3
B
A
D
C
P
乙
0
1
2
3
0
0.2
0.4
0.6
A
0.6
3
-
)
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整。
(2)小彬5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是________(写出一种);排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为______A。
(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,为了保持_____表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向___(选填“A”或“B”)移动,记录此时各表的示数。
(4)将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻,重复步骤(3)。
实验次数
定值电阻Ω)
电流表示数(A)
1
5
2
10
0.18
3
20
0.09
(5)实验记录的多组数据如下表所示。分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成____比。
(6)实验结束后,小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验?老师指导小彬分析了不能更换的原因。你认为其原因是__________。
三. 电路特点总结
串联电路
并联电路
电路图
电流规律
电压规律
等效电阻
(n个电阻都相等)
(只有两个电阻)
欧姆定律
原始公式: 导出式:
作用※
串联分压:
并联分流:
例1.如图所示的电路,R1的阻值为10Ω,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为3.2V.求:R1两端的电压,R2的阻值及电源电压.
例2.如图所示的电路图,电源电压6V保持不变,灯L2的电阻是10Ω,闭合开关S,电流表A1的示数如图乙所示。
(1)灯泡L1和L2的连接方式是 联。
(2)不考虑温度对灯丝电阻的影响,求:灯L1的阻值和电流表A的示数。
课堂巩固
1.根据欧姆定律I=U/R可知,电路中 ( )
A.当U一定时,R变小,I一定变小 B.当U一定时,R变小,I一定变大
C.当U变大时,R变大,I就变小 D.当U变大时,I变大,R也随着变大
2. 当加在某段导体两端的电压为24V时,通过它的电流为1.2A;若加在该段导体两端的电压减小6V,则通过它的电流和它的电阻分别是( )
A. 0.9A 10Ω B. 1.2A 10Ω C. 0.9A 20Ω D. 1.2A 20Ω
3.下列说法中,不正确的是( )
A. 相同的电压加在阻值不同的导体两端,电流一定不同
B. 用不同的电阻研究电流和电压的关系,得到的结论都一样
C. 同一电阻,它两端电压越大,通过它的电流也越大
D. 当加在某电阻两端的电压改变时,该电阻两端的电压与电流的比值也随着改变
4. 一个定值电阻接在某段电路中,当电压为1.5V时,通过的电流为0.15A,当电压增大为原来的2倍时,则下列说法正确的是( )
A. 电流为原来的2倍 B. 电阻为原来的2倍
C. 电流为原来的1/2 D. 电阻为原来的1/2
5. 将一段电阻丝接在3V的电源上,测得通过它的电流为0.3A,若把该电阻改接在另一个电源上时,测得通过它的电流为0.2A,则此时的电源电压和该电阻的阻值分别为( )
A. 2V 15Ω B. 3V 10Ω C. 2V 10Ω D. 3V 15Ω
6.有两个电阻阻值分别为4Ω和6Ω,串联后接到某电源上,那么两电阻两端的电压之比 为________,电路的总电阻为________Ω。
7. 在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。则由图可知,元件A的电阻为 Ω;将A和B并联后接在电压为2.5V的电源两端,则通过A和B的总电流是 A。
8. 如图所示电路,已知电源电压为6V,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大值是20Ω,当滑片P从a向b移动的过程中,电压表的最大示数是 V,电流表最小示数是 A。
9.如图所示,R1=20Ω,闭合开关,电压表和电流表的示数分别为6V和0.5A。
求:(1)通过电阻R1的电流;(2)电阻R2的阻值。
10.如图,R1=2Ω,R2=3Ω,电压表的示数为1V.求:R2两端的电压和电源电压.
11.如图所示,电源电压为12V,R1=40Ω,开关S断开时,电流表的示数为0.2A,求:
(1)R2的阻值。[
(2)开关S闭合后,电流表的示数。
12. 如图所示的电路,电源电压6 V且保持不变,灯L1的电阻为15Ω.
(1)开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为1 A,求灯L2的电阻;
(2)开关S1、S2都断开时,电流表的示数为0.3 A,求灯L3的电阻.
13.如图所示是一种自动测定油箱内油量的装置,R是滑动变阻器,它的滑片在杠杆的一端,油量表(油量显示器)实际上是一个电流表(是由电流表改装而成).
(1)电路中的电阻R′称为保护电阻.试说明,为什么称R′为保护电阻.
(2)已知油量表(电流表)的量程是0.6 A,表盘如图(b)所示,电源的电压为12 V.设计时规定,通过油量表的最小电流为0.1 A.按照这一规定,保护电阻R’的阻值和滑动变阻器.R的最大阻值应该分别是多大?
(3)若油量表的最大示数设计为120 L,最小示数设计为20 L,请在图(b)的刻度上标出这两个对应的油量示数.
(4)当滑片处于滑动变阻器的中间位置时,油量表将应显示为多少升?这时电路中的电流是多大?
2
学科网(北京)股份有限公司
×
×
L2
L1
S
A
A1
甲
$$