内容正文:
第十七章 欧姆定律
第2节 欧姆定律
序号 学习任务 核心素养
1 通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系,分析归纳得到欧姆定律 科学探究
2 理解欧姆定律,能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题 科学思维
3 通过计算,学会解答电学计算题的一般方法,培养逻辑思维能力,养成解答电学问题的良好习惯 科学态度与责任
知识点一 欧姆定律
1.欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成 比,跟导体的电阻成 比。
2.如果用U表示导体两端的电压,R表示导体的电阻,I表示导体中的电流,欧姆定律用公式表示就是 。其中U的单位为 ,R的单位为 ,I的单位为 。
3.欧姆定律的公式可变形为 和 。
正
反
I=
伏特(V)
欧姆(Ω)
安培(A)
U=IR
R=
例1 由欧姆定律可得R=,下列说法正确的是( )。
A.导体电阻R跟它两端的电压成正比
B.导体电阻R跟通过它的电流成反比
C.导体两端电压越大、通过的电流越小,导体的电阻越大
D.导体电阻大小等于它两端电压与通过它的电流的比值
规律总结: 欧姆定律的公式变形后仅可用于电压和电阻的计算,它们不一定反映某条件下物理量间成正比或反比的关系。
D
知识点二 欧姆定律的应用
欧姆定律反映了同一导体中的 、 和 三个物理量间的关系。对于同一个导体,只要知道其中的两个量,就可以根据欧姆定律及其变形式求出第三个量。
例2 如图所示,电源电压为3 V且保持不变。闭合开关S,电流表示数为1 A,电阻器甲的电阻R1=1 Ω。下列说法正确的是( )。
A.通过甲的电流为1 A
B.甲两端的电压为2 V
C.电压表的示数为3 V
D.乙的电阻为3 Ω
电流
电压
电阻
A
例3 下图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。闭合开关S,车辆总质量越大,则( )。
A.电压表的示数越大
B.电压表的示数越小
C.电流表的示数越大
D.电流表的示数越小
A
方法技巧:正确分析电路,既是学习电学的必备技能,又是解决电学问题的重要手段。其基本步骤是:先分析除电压表以外电路元器件连接的方式,明确用电器的连接情况及电流表的测量范围;再明确电压表的测量对象。
知识点一 欧姆定律
1.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )。
A.导体两端电流为0时,其电阻也为0
B.电路中有电压,就一定有电流
C.导体电阻一定时,电流与电压成正比
D.电路中的电压变大,电阻也一定变大
C
2.下图是某导体中的电流I跟它两端电压U的关系图像,该导体的阻值为( )。
A.40 Ω B.30 Ω
C.20 Ω D.10 Ω
D
知识点二 欧姆定律的应用
3.如图所示,长度相同、横截面积不同的铁棒AB和CD连接在一起接入电路,下列说法正确的是( )。
A.RAB>RCD,IAB>ICD
B.RAB<RCD,IAB<ICD
C.RAB>RCD,UAB>UCD
D.RAB<RCD,UAB<UCD
C
4.如图所示,电源两端电压为3 V,定值电阻甲的电阻R1=5 Ω。闭合开关S,电流表示数为0.1 A,下列说法正确的是( )。
A.通过甲的电流为0.6 A
B.甲两端的电压为3 V
C.乙两端的电压为3 V
D.乙的电阻为25 Ω
D
5.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数 ,电压表示数 。
不变
不变
6.甲、乙两地相距50 km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知每条输电线1 km的电阻为0.2 Ω。现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地将电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行测量,当电压表的示数为6.0 V时,电流表的示数为1.0 A。
(1)求短路后,接入该电路的输电线的电阻。
(2)求短路位置离甲地的距离。
解:(1)由欧姆定律可得
R===6 Ω。
(2)l==30 km,
s=l=×30 km=15 km。
1.关于电流与电压、电阻的关系,下列说法正确的是( )。
A.导体的电阻越大,通过的电流越小
B.导体的电阻越大,通过的电流越大
C.导体的电阻越大,两端的电压越大,通过的电流也越大
D.导体两端的电压一定时,导体的电阻越小,通过的电流越大
D
2.下图为某同学探究电压一定时电流与电阻关系的电路图,当电阻R变为2R时,电流表和电压表的示数变化情况为( )。
A.电压表示数不变,电流表示数增大一倍
B.电压表示数不变,电流表示数减小一半
C.电流表示数不变,电压表示数减小一半
D.电流表示数不变,电压表示数增大一倍
B
3.如图所示,电阻R1>R2,电压表V的示数为6 V,电压表V1的示数( )。
A.等于6 V B.大于3 V
C.等于3 V D.小于3 V
B
4.某导体两端的电压为4 V时,通过它的电流为0.5 A,若该导体两端的电压变为原来的2倍,则导体的电阻和通过导体的电流分别为( )。
A.16 Ω 0.5 A
B.16 Ω 1 A
C.8 Ω 0.5 A
D.8 Ω 1 A
D
5.如图所示,电源电压不变,定值电阻甲、乙的阻值关系为R1>R2,闭合开关S,甲、乙两端的电压分别是U1、U2,通过甲、乙的电流分别是I1、I2。下列判断正确的是( )。
A.U1<U2 B.I1<I2
C.U1>U2 D.I1>I2
B
6.如图所示电路中,已知R1=40 Ω,R2=20 Ω,当开关S闭合后,通过电流表的电流为0.2 A,则通过干路的总电流是 A。
0.6
7.如图所示,电源电压保持不变。闭合开关S,下列说法正确的是( )。
A.向右移动滑片P,电压表V1的示数变小
B.向右移动滑片P,电压表V2的示数变小
C.向左移动滑片P,电流表A的示数变大
D.向左移动滑片P,电压表V1与电流表A
示数的比值不变
D
8.如图所示电路中,电源电压保持不变,甲和乙为定值电阻。先闭合开关S1,再闭合开关S2,闭合开关S2时,电流表和电压表的示数变化的情况是( )。
A.电流表示数增大,电压表示数不变
B.电流表示数增大,电压表示数减小
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数不变,电压表示数增大
A
9.某同学设计的可调节亮度的台灯的电路如图所示,电源电压为6 V,滑动变阻器是保护电阻,已知灯泡正常发光时两端的电压是2.5 V,灯丝电阻为10 Ω(灯丝的电阻不变)。
(1)求灯泡正常发光时通过的电流。
(2)求灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值。
解:(1) IL===0.25 A。
(2)闭合开关,灯泡L与滑动变阻器串联。
U2=U-UL=6 V-2.5 V=3.5 V,
I2=IL=0.25 A,
R2===14 Ω。
10.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2=15 Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2 A,电流表A1的示数为0.4 A。求:
(1)通过电阻为R2的电阻器的电流;
(2)电源电压。
解:由题图可知,两电阻器并联,电流表A测干路电流,电流表A1测量电阻为R1的电阻器所在的支路电流。
(1)通过电阻为R2的电阻器的电流I2=I-I1=1.2 A-0.4 A=0.8 A。
(2)电源电压U=U1=U2=I2R2=0.8 A×15 Ω=12 V。
11.如图所示,已知电源电压为12 V,电压表V1、V2的规格相同,闭合开关S,电压表V2的示数为8 V,电流表的示数为0.2 A。
(1)求两定值电阻两端的电压。
(2)求阻值R1。
(3)求阻值为R2的定值电阻被短路时,电流表的示数。
解:由题图知,两定值电阻串联,电压表V1测量阻值为R1的定值电阻两端的电压,电压表V2测量阻值为R2的定值电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流。
(1)由于电压表V2的示数为8 V,所以阻值为R2的定值电阻两端的电压为8 V。
由串联电路电压的规律得阻值为R1的定值电阻两端的电压U1=U-U2=12 V-8 V=4 V。
(2)阻值R1===20 Ω。
(3)若阻值为R2的定值电阻被短路,电路中只有阻值为R1的定值电阻接入电路,此时电路中的电流I'===0.6 A,即电流表的示数为0.6 A。
$