内容正文:
17.2 欧姆定律
知识点目录
【知识点1】欧姆定律 1
【知识点2】利用欧姆定律进行简单的计算 5
学习目标
1.知道欧姆定律的内容,理解其表达式及变形式。(重点)
2.知道欧姆定律表达式中各物理量的意义及单位。(重点)
3.会运用欧姆定律解决简单的电学问题,比如给出电路图,通过开关的通断判断电路的连接方式,运用欧姆定律公式进行计算。(重难点)
知识点1
知识点
【知识点1】欧姆定律
1.内容:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
2.公式:。
3.单位:电流I的单位是安培A;电压U的单位是伏特V;电阻R的单位是欧姆Ω。
4.理解:根据欧姆定律公式可知
(1)当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(2)在电源电压不变时,可通过改变电路中的电阻来改变电流。利用滑动变阻器改变电路中的就是这个道理。
(3)学习物理公式时,要注意不能像数学公式一样来分析,因为物理公式中的每个字母都代表一个特定的物理量,有其本身的物理意义,如导体的电阻可以由计算,同一段电路,电阻R的大小与电压U和电流I无关,因为导体的电阻是导体本身的一种性质,由本身的材料、长度和横截面积决定,不能说电阻R与电压U成正比、与电流I成反比。根据公式凡是说电阻与谁成比例的,都是错误的。
注意:初中阶段所描述的欧姆定律仅适用于纯电阻电路中,即电能完全转化成内能或光能。
典型例题
例1:
【例1】(2025•宝山区模拟)研究得出“导体中电流与电压的关系”的科学家是( )
A.库仑 B.安培 C.伏特 D.欧姆
【答案】D
【分析】通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比,这一规律最早由德国科学家欧姆总结得出,这就是著名的欧姆定律。
【解答】解:研究得出“导体中电流与电压的关系”的科学家是欧姆,规律为欧姆定律,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查的是我们对物理学史的识记,属于基础知识考查,难度不大,容易解答。
【例2】(2024秋•张家口期末)关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.欧姆定律反映出了通过导体的电流跟电压和电阻之间的关系
B.由欧姆定律变形式 得,电阻与电压成正比,与电流成反比
C.由欧姆定律变形式 得,导体两端电压为0时,电阻也为0
D.欧姆定律普遍适用于纯电阻电路和非纯电阻电路
【答案】A
【分析】(1)欧姆定律的内容:一段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。
(2)电阻是导体本身的一种属性,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关。
【解答】解:A、欧姆定律的内容:一段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,所以欧姆定律反映出了通过导体的电流跟电压和电阻之间的关系,故A正确;
BC、因电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,所以,不能说导体的电阻与它两端的电压成正比,导体的电阻与通过它的电流成反比;导体两端电压为0时,电阻不为0,故BC错误;
D、欧姆定律只适用于纯电阻电路,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查对欧姆定律的理解,注意电阻是由导体本身的性质决定的,与通过它的电流及两端的电压是无关的,在学习中要注意体会和理解。
【例3】(2025•台儿庄区校级模拟)根据欧姆定律公式I,也可变形得到R。对此,下列说法中正确的是( )
A.流过导体的电流越大,导体电阻越小
B.某段导体两端电压为0时,其电阻为0
C.导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比
【答案】C
【分析】(1)电阻是导体本身所具有的性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关;其大小等于导体两端的电压与通过导体的电流之比;
(2)欧姆定律的内容是:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【解答】解:
ABD.电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,故ABD错误;
C.公式R表示,导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查我们对欧姆定律公式和导出公式的理解,要注意公式R只是表示出了三者之间的数值关系,而并非是它们间的正、反比关系。
【例4】(2024秋•北流市期末)关于对公式和的理解,下列说法正确的是( )
A.由公式 可知,I与U成正比
B.由公式 可知,I与R成反比
C.由公式 可知,R与I成反比
D.由公式 可知,R可以用U和I比值来表示
【答案】D
【分析】(1)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;在电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比;所以电路中电流的大小与导体两端电压和导体电阻都有关系。
(2)电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关。
【解答】解:AB、由欧姆定律公式可知,导体中的电流与导体的电阻及其两端的电压有关,且在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;在电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比,故AB错误;
CD、电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,根据可知,R可以用U和I比值来表示,可只是计算导体电阻的一种方法,故D正确、C错误。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对欧姆定律内容的理解与掌握,要注意导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关,只是计算导体电阻的一种方法。
【例5】(2024秋•安庆期末)关于电流、电压和电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.导体电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
B.有电流通过这段导体,这段导体两端一定有电压
C.通过导体的电流越大,这段导体的电阻一定越小
D.两个电阻中的电流相等,则两电阻一定是串联
【答案】B
【分析】(1)导体的电阻大小的影响因素:长度、横截面积、材料,另外还受温度的影响。跟电压、电流都无关。可见导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流的阻碍作用大小;
(2)电源、电压和电流的关系是:电源提供电压,电压产生电流;
(3)对于电阻中的电流,串联电路中处处电流相等,而并联电路中,当用电器规格相同时,其电流也会相等。
【解答】解:AC、电阻是导体的一种性质,决定于导体的材料、长度、横截面积,还和温度有关;跟电压、电流都无关,故A、C错误;
B、电压是使电路形成电流的原因,电路中要产生电流,它的两端就必须有电压,故B正确。
D、两个电阻中的电流相等,两个电阻不一定是串联,因为当用电器规格相同时,其电流也会相等,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了对欧姆定律的理解以及串并联电路电流规律的掌握,是一道基础题;知道导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定,与导体两端的电压与流过导体的电流无关,是正确解题的关键。
知识点2
知识点
【知识点2】利用欧姆定律进行简单的计算
1.欧姆定律公式:。对于一个导体,只要知道电流、电压、电阻这三个物理量中的两个,就可以利用欧姆定律求出第三个量。
2.:电阻等于电压与电流的比值;电阻是导体本身的性质,与电压、电流无关。
由欧姆定律的变形公式可得一种测量电阻的方法,即首先通过测量未知电阻两端电压和通过该电阻的电流,然后应用公式计算出电阻的大小。
3.U=IR:电压等于电流与电阻的乘积;电压与电流、电阻无关。
4.使用欧姆定律公式时应注意:
(1)同体性:定律中的电压、电阻和电流三个量是对同一个电阻或同一段电路而言的,不可乱套公式。
(2)同时性:定律中的电压、电阻和电流三个量必须是在同一时刻的数值,若由于某种原因,电路中的电压或电阻发生了变化,则电流也相应变化
典型例题
例1:
【例1】(2025•石河子二模)用电流表和电压表分别测量a、b两导体通过的电流随电压变化的情况,并根据实验结果画出了它们的图象如图所示。比较a、b两导体的电阻( )
A.Ra=Rb B.Ra>Rb C.Ra<Rb D.无法判断
【答案】C
【分析】本题通过画图解决,做一条垂直于横轴的辅助线,找出辅助线与图线的交点对应的纵坐标,得到当电压相同时电流的关系,根据欧姆定律可得电阻关系。
【解答】解:如图所示,做一条垂直于横轴的辅助线,找出辅助线与图线的交点对应的纵坐标,
由图可得,当电压相同时,Ia>Ib,根据欧姆定律:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比,可得Ra<Rb。
故选:C。
【点评】本题采用图析法能够快速得到答案,前提是熟练掌握欧姆定律。
【例2】(2025•凉山州)在如图甲所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则电源电压为 V,定值电阻R2的阻值为 Ω。
【答案】4;5。
【分析】由电路图可知,闭合开关,R1与R2并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。根据并联电路的电流特点结合两电流表的指针都指在同一位置确定两电流表的量程,根据分度值读出干路电流和R1支路的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压;根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流,根据欧姆定律可知定值电阻R2的阻值。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两电流表的指针都指在同一位置,所以,电流表A的量程为0~3A,分度值为0.1A,则干路电流I=1A,电流表A1的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过R1的电流I1=0.2A,因并联电路中各支路两端的电压相等,电源电压U=U1=I1R1=0.2A×20Ω=4V;
通过定值电阻R2的电流I2=I﹣I1=1A﹣0.2A=0.8A,定值电阻R2的阻值R25Ω。
故答案为:4;5。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的灵活应用以及电路的动态分析。
【例3】(2024秋•鄠邑区期末)某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为2V时,电流为0.6A
D.当导体两端的电压为0时,电流为0
【答案】D
【分析】(1)图象中横坐标表示电压,纵坐标表示电流,这是一个正比例函数图象,电流随电压的增大而增大;
(2)电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积,另外还有温度有关,与导体两端的电压和通过的电流大小无关;
(3)根据图象读出导体两端的电压为2V时通过的电流。
【解答】解:ABD.由图象上看出,当导体两端的电压为0时,电流为0,但是电阻不为零,
因为电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积以及温度有关,与电压和电流没有关系,故AB不正确,D正确;
C.当导体电压为2V时,由图象可以找到此时对应的电流0.4A,故C不正确;
故选:D。
【点评】本题需要注意两点:
(1)电阻是导体本身的性质,其大小与材料、长度、横截面积、温度有关,与电压的大小和电流的大小无关;
(2)读懂图象,能根据电压找到对应的电流,或者根据电流找到对应的电压。
【例4】(2024秋•松江区期末)影响通过某导体电流大小的物理量是( )
A.导体两端电压 B.通电时间
C.通过的电荷量 D.导体的质量
【答案】A
【分析】对于某一确定的导体,电阻一定,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,据此分析选择。
【解答】解:A、由欧姆定律可知,对于某一导体,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,所以对于某一确定的导体,通过导体电流大小决定于导体两端的电压,故A正确;
BCD、导体电阻和电压决定了通过导体的电流大小,即在一定时间内通过导体横截面的电荷量的多少,电流的大小与质量、通电时间、通过的电荷量无关,故BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了电流定义式I和欧姆定律公式I的理解与掌握,注意区分。
【例5】(2025•安徽模拟)如图所示,是小灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像,当把小灯泡L和定值电阻R串联接在4V电源上时,小灯泡的电阻为 Ω。
【答案】5
【分析】灯泡I﹣U图像是曲线说明电阻在变化,根据串联电流相等,找出电压之和恰好为电源电压,比较灯L的电压并计算电阻。
【解答】解:灯泡L和电阻R串联在电路中,若电源电压为4V,由于串联电路中电源电压等于各用电器两端的电压之和,此时电流相等,当电流是为0.2A,图像可知,当L两端的电压为1V、R两端的电压为3V时,其总电压等于4V,此时满足要求,故灯泡的电阻R5Ω。
故答案为:5。
【点评】本题考查了学生对欧姆定律的运用和串并联电路的理解,属于中档题。
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17.2 欧姆定律
知识点目录
【知识点1】欧姆定律 1
【知识点2】利用欧姆定律进行简单的计算 3
学习目标
1.知道欧姆定律的内容,理解其表达式及变形式。(重点)
2.知道欧姆定律表达式中各物理量的意义及单位。(重点)
3.会运用欧姆定律解决简单的电学问题,比如给出电路图,通过开关的通断判断电路的连接方式,运用欧姆定律公式进行计算。(重难点)
知识点1
知识点
【知识点1】欧姆定律
1.内容:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
2.公式:。
3.单位:电流I的单位是安培A;电压U的单位是伏特V;电阻R的单位是欧姆Ω。
4.理解:根据欧姆定律公式可知
(1)当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(2)在电源电压不变时,可通过改变电路中的电阻来改变电流。利用滑动变阻器改变电路中的就是这个道理。
(3)学习物理公式时,要注意不能像数学公式一样来分析,因为物理公式中的每个字母都代表一个特定的物理量,有其本身的物理意义,如导体的电阻可以由计算,同一段电路,电阻R的大小与电压U和电流I无关,因为导体的电阻是导体本身的一种性质,由本身的材料、长度和横截面积决定,不能说电阻R与电压U成正比、与电流I成反比。根据公式凡是说电阻与谁成比例的,都是错误的。
注意:初中阶段所描述的欧姆定律仅适用于纯电阻电路中,即电能完全转化成内能或光能。
典型例题
例1:
【例1】(2025•宝山区模拟)研究得出“导体中电流与电压的关系”的科学家是( )
A.库仑 B.安培 C.伏特 D.欧姆
【例2】(2024秋•张家口期末)关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.欧姆定律反映出了通过导体的电流跟电压和电阻之间的关系
B.由欧姆定律变形式 得,电阻与电压成正比,与电流成反比
C.由欧姆定律变形式 得,导体两端电压为0时,电阻也为0
D.欧姆定律普遍适用于纯电阻电路和非纯电阻电路
【例3】(2025•台儿庄区校级模拟)根据欧姆定律公式I,也可变形得到R。对此,下列说法中正确的是( )
A.流过导体的电流越大,导体电阻越小
B.某段导体两端电压为0时,其电阻为0
C.导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比
【例4】(2024秋•北流市期末)关于对公式和的理解,下列说法正确的是( )
A.由公式 可知,I与U成正比
B.由公式 可知,I与R成反比
C.由公式 可知,R与I成反比
D.由公式 可知,R可以用U和I比值来表示
【例5】(2024秋•安庆期末)关于电流、电压和电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.导体电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
B.有电流通过这段导体,这段导体两端一定有电压
C.通过导体的电流越大,这段导体的电阻一定越小
D.两个电阻中的电流相等,则两电阻一定是串联
知识点2
知识点
【知识点2】利用欧姆定律进行简单的计算
1.欧姆定律公式:。对于一个导体,只要知道电流、电压、电阻这三个物理量中的两个,就可以利用欧姆定律求出第三个量。
2.:电阻等于电压与电流的比值;电阻是导体本身的性质,与电压、电流无关。
由欧姆定律的变形公式可得一种测量电阻的方法,即首先通过测量未知电阻两端电压和通过该电阻的电流,然后应用公式计算出电阻的大小。
3.U=IR:电压等于电流与电阻的乘积;电压与电流、电阻无关。
4.使用欧姆定律公式时应注意:
(1)同体性:定律中的电压、电阻和电流三个量是对同一个电阻或同一段电路而言的,不可乱套公式。
(2)同时性:定律中的电压、电阻和电流三个量必须是在同一时刻的数值,若由于某种原因,电路中的电压或电阻发生了变化,则电流也相应变化
典型例题
例1:
【例1】(2025•石河子二模)用电流表和电压表分别测量a、b两导体通过的电流随电压变化的情况,并根据实验结果画出了它们的图象如图所示。比较a、b两导体的电阻( )
A.Ra=Rb B.Ra>Rb C.Ra<Rb D.无法判断
【例2】(2025•凉山州)在如图甲所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则电源电压为 V,定值电阻R2的阻值为 Ω。
【例3】(2024秋•鄠邑区期末)某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为2V时,电流为0.6A
D.当导体两端的电压为0时,电流为0
【例4】(2024秋•松江区期末)影响通过某导体电流大小的物理量是( )
A.导体两端电压 B.通电时间
C.通过的电荷量 D.导体的质量
【例5】(2025•安徽模拟)如图所示,是小灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像,当把小灯泡L和定值电阻R串联接在4V电源上时,小灯泡的电阻为 Ω。
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