内容正文:
我们已经学习了欧姆定律I等于U除以R这个视频来介绍利用公式的简单计算,电流、电压、电阻这三个物理量息息相关,知道任意两个就可以求出另一个,这就是所谓的知二求一。如图所示,电源电压为12伏,R的电阻为30欧姆,那通过电阻R的电流为多少?12伏是电压,三十欧姆是电阻之二。求一就可以算出电流I等于U除以R代入电压12伏电阻首亩可以算出电流为0.4安培,完美。再来一题,电阻二接在6伏的电压下,电流为0.2安培,当接在18伏的电压下时,电流为多大?此时有两幅电路图,左边0.2安是电流,6伏是电压。知二求一可以算出电阻,根据公式R等于U除以I带入电压6伏,带入电流0.2安培,算的电阻为30欧姆,而电阻大小不随电压电流的变化而变化,所以右边的电阻仍然为30欧姆,此时30欧姆是电阻,18伏是电压。知二求一,可以求出电流的大小,I等于U除以R代入电压18,电阻三十欧姆,算得此时电流为0.6安培。完美总结一下欧姆定律,简单计算之知二求一,电流、电压、电阻这三个物理量,知道任意两个就可以求出另一个,你学会了吗?呵呵。
如图是定值电阻R一与滑动变阻器RT串联的电路,电源电压保持不变。可以看出电压表V一测量的是R一两端的电压,V2测量的是滑动变阻器两端的电压,而电流表测量的是电路中电流。之前的视频已经学习过当滑片P向右移动时,电流表的示数I变小,电压表V一的示数U一变小,V2的示数U2变大,那问个问题,U一与I的比值会如何变化?根据欧姆定律,U一与I的比值就等于R一的电阻,R一是定值电阻,所以二者之比不变。那U2与I的比值怎么变化呢?还是根据欧姆定律,U2与I的比值就等于滑动变阻器接入电路的阻值。RP滑片右移时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,所以二者之比会变大,是不是很简单?接下来我们要讨论复杂一些的变化。我们先假设滑片从某一初始位置移动到了某一末位,是此时滑动变阻器接入电路的阻值从RP变成了RP撇,而电流表的示数由I变成了I撇,V一表的示数由U一变成了U1撇,V2表的示数由U2变成了U2。瞥别忘了还有R1,它是定值电阻,所以阻值不变。如果电流的变化量without I电压表唯一的变化量为delt u1,那么delt u1比上delt I会如何变化呢?刚才U一就等于初始状态与末状态示数的差值,将U一由欧姆定律展开,U一撇也展开,就等于这个式子提取公因式R以后会变成这样,这就是两次电流表的示数差值,也就是电流的变化量don't I于是最终得到delt u1比上delt I就等于R一是个定值不变。再来一个更难的,假设电压表V2的变化量为delt u2,那delt u2比上delt I会如何变化?U2就等于V2表初始状态与末状态示数的差值,将U2由欧姆定律展开,U2撇也展开,就得到这个式子。电阻电流都在变,无法提取公因式了怎么办?看来我们要换个思路,利用串联电路,电源电压等于各用电器两端电压之和,那么V一与V2的示数和就为电源电压保持不变。那么V一增大多少,VR就会减小多少,也就是两者示数的变化量是相等的。那么delt u2与delt I的比值就等于delta u一与delta I的比值,也就等于R一是个定值不变。完美总结一下动态电路delt u与delt I的问题。定值电阻与滑动变阻器串联的电路中,定值电阻的delt u比上delta等于其自身的阻值,滑动变阻器的delt u比上delta等于与之串联的定值电阻。你要是有点晕,记住结论就棒棒哒,呵呵。
导体两端的电压
导体的电阻
反比
电阻一定
导体两端的电压一定
正比
1、导体中的电流跟________________和___________
有关。
2、___________时,通过导体的电流跟它两端的电压
成______。
3、___________________时,通过导体的电流跟电阻
成______。
课前提问
学习目标
1、知道欧姆定律的内容,理解欧姆定律;
2、认识欧姆定律中各物理量的含义;
3、能运用欧姆定律进行简单的计算。
17.2欧姆定律
课前预习
自学内容:
阅读课本P98~例 1 前一自然段。
自学方法:
阅读课本、标记重点。
自学要求:
1、欧姆定律的内容是什么?如何表达?
2、欧姆定律的表达式中,各符号表示的物理量
及其单位分别是什么?
1、导体中的电流,跟导体两端的_____成正比,跟导体
的_____成反比。这个规律叫_________。
2、欧姆定律的数学表达式为 。其中, I 表示
______,单位是_____;U 表示______,单位是
______;R表示_______,单位是_____。
3、利用欧姆定律计算电压 U 和电阻 R 时,应分别使用
以下变形式:① ;② 。
电压
电阻
欧姆定律
A
V
Ω
R
U
I
=
I
U
R
=
U=IR
电流
电压
电阻
笔记!
教师指导
1、欧姆定律( )的意义:
阐述了导体中的电流跟导体两端的电压和导体
电阻的关系。
当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端电压成正比;
当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
2、理解欧姆定律:
①电流的大小取决于这段导体两端的电压和这段导
体的电阻。当导体两端电压U或电阻R变化时,
导体中的 I也会发生相应的变化;
②当导体两端电压U为零时,电流I必为零,
I
U
R
=
R
U
I
=
3、运用欧姆定律计算:
① I、U 和R 必须是同一导体在同一时刻的三个物理
量,分别表示经过导体的电流、导体两端的电压和
导体的电阻。
② 单位要求: I、 U 和 R 的单位
只能分别用 A(安培)、V(伏特)和 Ω(欧姆)。
4、变形式及其应用:
① 求解电压公式:
② 求解电阻公式:
③求解第三个物理量:已知I、U 和R 其中两个量的
大小,可以得出第三个量的大小。
U=IR
笔记
U
I
5、理解 R=
①欧姆定律的导出公式之一。仅用于利用欧姆定律来
计算电阻。
②导体的电阻大小只是在数值上等于其两端电压与经
过的电流之比,但并不取决于电压或电流。
③在任何情况下,导体电阻的大小都只取决于导体自
身的材料、长度、横截面积和温度,与通电时的电
压、电流均无关。
课前预习
自学内容:课本P98~99例 1、例 2 。
自学方法:
阅读感悟、模仿计算求解。
自学要求:
1、如何运用欧姆定律进行计算?
2、怎样比较顺利地解答电学计算题?
R=
U
I
2.5V
0.3A
=
解:灯泡中的电流I=300mA=0.3A,
灯泡工作时的电阻
=8.33Ω
1、某小灯泡工作时两端的电压是2.5V,用电流表测得
此时的电流是300mA,此灯泡工作时的电阻是多少?
解答电学计算题的基本步骤、技巧和规范要求
1、根据题设画出对应的简易电路图,并标明各已知量
的大小和未知量;
2、尽量分步求解;
3、解题要有必要的文字说明、选用的答题公式(或理
论根据);
4、数值后必须带有主单位进行运算;
5、计算题的最终结果不能用分数表示。
教师指导
例 1 如图所示电路中,电源电压为7.5V,定值电阻
R1两端的电压2.5V,开关闭合时,经过它的电流
是0.5A。求定值电阻R2的阻值是多少?
R2=
U2
I2
5V
0.5A
=
解:
所以定值电阻R2的阻值为
=10Ω
经过电阻R2的电流I2=I1=0.5A,
U=7.5V
U1=2.5V
U2=?V
由图可知,R1与R2串联,所以
R2两端的电压为
U2=U源-U1=7.5V-2.5V=5V
I1=0.5A
例 2 如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R、灯泡L
的阻值分别为10Ω和20Ω。如果不考虑温度对电阻的
影响,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当电流表
A1的示数为I1=0.4A时,求:
(1)灯泡L两端的电压UL;
(2)电流表A2的示数I2;
(3)电流表A的示数I。
解:
(1)由电路图可知,灯泡L与电阻R并联,
(2)电流表A2的示数 I2=
(3)电流表A的示数 I=I1+I2=0.4A+0.2A=0.6A
UL
RL
=
4V
20Ω
=0.2A
所以 灯泡L两端的电压为
UL=UR =I1R=0.4A×10Ω=4V
U=IR
I=
U
R
R=
U
I
1、欧姆定律的内容:_____________________
____________________________________。
小结归纳
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。
2、表达式:_________
3、变形式:①_____________(求电压);
②_____________(求电阻)。
注意:导体电阻的大小与电压、电流______。
无关
①三个物理量属同一段电路;
②单位分别是___、___、___
A V Ω
当堂训练
1、根据欧姆定律公式 I= 可导出 R= 。关于此
公式,下列说法中正确的是 ( )
A. 导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B. 导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C. 导体电阻的大小可通过测量导体两端的电压和导
体中的电流计算得到
D. 当导体两端电压为零时,导体电阻也为零
U
R
U
I
C
4、在一段导体两端加20V电压时,通过的电流为1A;
现在把该导体两端的电压变为5V,则此时通过该导
体的电流和它的电阻分别为 ( )
A.0.25A、20Ω B.1A、20Ω
C.0.4A、10Ω D.1A、10Ω
5、如图所示电路,电阻R2=20Ω,闭合开关S,电流表
A1的示数为0.2A,电流表A2的示数为0.6A,下列说
法正确的是 ( )
A.电阻R1的阻值为40Ω
B.电源电压为1V
C.通过电阻R2的电流为0.6A
D.电路的总电流为0.8A
A
A
6、如图所示,电阻R1为6Ω,将它与R2串联后接到8V的
电源上,已知R2两端的电压是2V。求:
(1)流过R1的电流I1;
(2)R2的阻值。
解:
(1)由图知道R1 和 R2串联,R1两端的电压为
U1=U-U2=8V-2V=6V
所以,流过R1的电流 I1=
=1A
U1
R1
=
6V
6Ω
(2)R2的阻值 R2=
=
=
=2Ω
U2
I2
2V
1A
U2
I1
7、如图所示电路中,R1=20Ω。开关闭合时,电源中的
电流是0.5A,电流表示数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)通过R2的电流;
(3)电阻R2的阻值
解:
(1)由图知道R1 和 R2并联,电源电压为:
U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V
(2)通过R2的电流 I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A
(3)电阻R2的阻值 R2=
U
I2
=
6V
0.2A
=30Ω
8、电阻R1=3Ω, R2=7Ω, 把它们串联接入电路中时,电阻R1两端的电压U1和电阻R2两端的电压U2之比为_________;若把这两个电阻并联接入电路中,通过电阻R1的电流 I1和通过电阻R2的电流I2之比为________。
点拨:
当R1、R2串联时,I1=I2,所以
规律:串联分压,分压之比等于电阻之比
并联分流,分流之比等于电阻的反比
3∶7
7∶3
=
U1
U2
I1R1
I2R2
3Ω
7Ω
=
=
3
7
R1
R2
=
当R1、R2并联时,U1=U2,即I1R1=I2R2,所以
I1∶I2=R2∶R1=(7Ω)∶(3Ω)=7∶3
U1∶U2=R1∶R2
I1∶I2=R2∶R1
板书设计:
17.2 欧姆定律(1)
一、内容:
二、表达式: I=
U
R
欧(Ω)
电流
安(A)
电压
伏(V)
电阻
三、变形式: U=IR
R=
U
I
仅用于计算
1、导体中的电流,跟导体两端的_____成正比,跟导体
的_____成反比。这个规律叫_________。
2、欧姆定律的数学表达式为 。其中, I 表示
______,单位是_____;U 表示______,单位是
______;R表示_______,单位是_____。
课前提问
电压
电阻
欧姆定律
A
V
Ω
I
U
R
=
电流
电压
电阻
学习目标
1、会根据欧姆定律分析I-U图像;
2、能运用欧姆定律计算串、并联电路中的
电压、电流或电阻;
3、能运用欧姆定律分析动态电路。
17.2欧姆定律
1、如图所示电阻R1、R2的U-I图线,由图可知 ( )
A. R1=20Ω, R2=10Ω
B. R1=10Ω, R2=20Ω
C. R1=30Ω, R2=20Ω
D. R1=20Ω, R2=30Ω
A
课前预习
教师指导
一、运用欧姆定律分析电压、电流关系图象
例 1 如图所示,是R1和R2两个电阻中
的电流随它们两端电压变化的I-U
图像。由图像可知,R1___R2(选填
“<”、“>”或“=”)。
<
I1
I2
点拨:电压一定时,导体中的电流跟它的电阻成反比
5
10
举一反三:
1、两个定值电阻甲、乙的电流
与电压的关系如图所示,则:
R甲=____Ω, R乙=____Ω。
3、如图所示是电阻甲、乙的U-I
图象,电阻甲的阻值是______,
电阻乙的阻值是______(填“变
化”或“不变”)的。当乙两端
电压为2V时,R乙为_______。
5Ω
变化
10Ω
(3)将A和B并联后接在电压为3V的电源两端,则通过A和B的总电流是 __A.
2、两定值电阻A、B中的电流与电压关系如图所示,
(1)元件A的电阻为 Ω
(2)将A和B串联后电路的电流
为 0.3A则此时电路总电压是_ V
5
4.5
0.9
例 2 如图所示电路中,当开关S从2转到1时,根据电流表
和电压表对应的示数, 在U-I坐标中描绘了相对应的
坐标点,如图乙所示。求:(1)电源电压是多少?
(2)电阻R1、R2的阻值分别是多少?
甲
乙
解:
由甲图可知:
S接1时,只有R1工作,
电压表示数为电源电压U;
开关S接2时,R1与R2串联,
电压表示数为R1两端电压U1。
由乙图可知,S接1时,电压表示数U=6V,电路中的电流
I1=0.6A,所以R1的阻值为
R1=
=
=10Ω
U
I1
6V
0.6A
当S接2时,电压示数U1=2V,
电路中的电流 I2=0.2A,
R2两端电压U2=U-U1=6V-2V=4V
所以 电阻R2的阻值为
R2=
=
=20Ω
U2
I2
4V
0.2A
举一反三:
4、如图(a)所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关后,滑片由b端向a端移动过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系如图(b)所示,通过分析求:
(1)电源电压;
(2)电阻R阻值;
(3)滑动变阻器的最大阻值。
解:(1)滑片在a端时,电压表电压为电源电压,由I—U图像可知电源电压U=Ua=6V
(2)电阻R阻值
(3)滑片在b端时,此时滑动变阻器两端的电压
Ub=6V—1V=5V
滑动变阻器最大阻值
1、如图1,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于____
(填“左”或“右”)端。开关
闭合后,当滑片逐渐向右滑动时,
小灯泡的亮度_____(填“变亮”
“变暗”或“不变”)。
图1
左
变亮
2、如图所示,电源电压保持不变.闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表示数将______ ,
电压表示数将______ .(填“变大”、“不变”或“变小”)
变大
变小
课前预习
教师指导
二、运用欧姆定律分析动态电路
点拨:①“拆除”电压表,灯泡与变阻器R_____;
②电压表测______________两端的电压。
串联
滑动变阻器R
P向右移动→R_____→R两端电压_____
分析推理:
(即V表示数_____)
灯泡两端电压______→灯泡_____(电路中的I_____
即A表示数_____)
变大
变大
串联分压规律
变大
变暗
变小
变小
变小
A
例 3 在如图所示电路中,当闭合开关K后,
滑动变阻器的滑片P向右移动时( )
A. V表示数变大,灯变暗
B. V表示数变小,灯变亮
C. A表示数变小,灯变亮
D. A表示数不变,灯变暗
并联
电源
R2
干路
不变
变小
变小
分析电路:
①去除电压表,R1与R2______;
②V表测______两端的电压;
③A1表测通过______的电流;
④A2表测通过______的电流。
举一反三:如图,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,
电流表A1、电流表A2和电压表V将如何变化?
答案:电压表V的示数_____,
电流表A1的示数_____,电流表A2的示数_____。
并联特点:并联电压相等,并联电流分流,支路电阻
越大,电流越小,各支路相互独立,其中一条支路的
电阻变大,该支路电流变小,电压不变;另外一条支路
的电压,电阻和电流都不变。
例 4 如图所示电路中,电源电压不变,当开关S1与S2闭
合,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为12V;
断开电路后,将电压表、电流表的位置互换,S1断
开、S2闭合,电流表的示数为0.3A,则 ( )
A.R1=16Ω B.R1=40Ω
C.R2=16Ω D.R2=24Ω
C
①电路是___联的(运用_____电路的电流、电压规律);
②电压表测_________________;
③电流表测_________________。
[分析]
条件1:
条件2:
例5如图电路中,光敏电阻R的阻值随光照强度的增大而减小.闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,则:
电流表示数_____,电压表示数______
(变大/变小/不变)(光变强,R变小)
思路:开关S闭合后,R与R 串联,(串联电流处处相等,串联电源电压分压,电阻越大,分压越多,电阻变大,分压变大,电阻变小,分压变小)
并联特点:并联电压相等,并联电流分流,支路电阻越大,电流越小,各支路相互独立,其中一条支路的电阻变大,该支路电流变小,电压不变;另外一条支路的电压,电阻和电流都不变。
变大
变小
例7如下右图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,
滑动变阻器的滑片p向右移动时,电流表A的示数将
,电压表V的示数将 .(选填“变大”
“变小”“不变”)
例6小灯泡正常工作时电压为6V,正常发光时通过它的电流为0.3A,现将该小灯泡接在15V的电源上,为使其正常发光,应 联一个 Ω的电阻.
串
30
变小
变大
例8当开关S由闭合到断开时,电流表的示数将 ,电流表示数与电阻R的乘积将 .
(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
变小
变小
例9如图,开关S闭合后,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表和电压表示数的变化情况是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数不变
C.电流表示数变大,电压表示数变大
D.电流表示数变小,电压表示数不变
B
A
例10
分析电路可知,灯泡L和滑动变阻器是串联关系;当滑片P向右移动,电阻变大,电路中电流变小,灯泡变暗,灯泡两端电压变小,则电压表示数变大。
小结归纳
1、运用欧姆定律分析电流、电压关系图象
2、运用欧姆定律进行有关串、并联电路的计算
3、运用欧姆定律分析动态电路
①看清横轴、纵轴的表述对象
②选用欧姆定律的表达式或变形式
③看清电路连接方式,运用相关电路的电流或
电压规律
①看清电路连接方式
②确认电表测量对象
③结合电路特征,运用欧姆定律
当堂训练
1、A、B是由同种材料制成的电阻,它们的长度相等,
A的横截面积是B的两倍,将它们串联在电路中, 则
加在A、B上的电压UA、UB和通过A、B的电流IA、
IB间的关系式正确的是 ( )
A. IA=IB B. IA>IB C. UA=UB D. UA>UB
2、一个电阻两端加10V的电压时,通过导体的电流是
0.4A。如果将它两端的电压升高到15V,则通过它
的电流为_____A,它的阻值为____Ω。若该电阻两
端的电压减小到零,则它的阻值为____Ω。
A
25
0.6
25
3、一只小灯泡的额定电压为8V,正常发光时通过它的
电流为0.4A。现将该小灯泡接在12V的电源上,为使
其正常发光,应____联一个阻值为____Ω的电阻。
4、如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置, R是
一种特制的滑动变阻器, 它的金属滑片是杠杆的一
端, 从油量表(即电流表)指针所指的刻度知道油面
高度。则它的工作过程是 ( )
A.油面升高,流过油量表的电流变小
B.油面降低,流过油量表的电流变小
C.油面升高,流过油量表的电流变大
D.油面降低,流过油量表的电流变大
串
10
C
6、如图所示电路中,R1=4Ω,电源电压是12V,通过电
阻R2的电流是1A。求:(1)干路中的电流是多少?
(2)电阻R2的阻值是多少?
解:(1)经过电阻R1的电流
所以,干路中的电流是I=I1+I2=3A+1A=4A
U
R1
=
=3A
I1=
12V
4Ω
(2)电阻R2的阻值是 R2=
U
I1
=
=12Ω
12V
1A
7、实验室所使用的电流表是由小量程的电流表改装而
成。在下图甲中G是满偏电流(即小量程电流表允许通
过的最大电流)Ig=3mA的电流表,其电阻Rg=10Ω,现
借助一个定值电阻R0把它改装为一个量程为3A的电流
表。如图乙所示,下列判断正确的是 (并联)( )
A.达到满偏时G两端电压0.03V,R0约10000Ω
B.达到满偏时G两端电压0.03V,R0约0.01Ω
C.达到满偏时G两端电压30V,R0约10000Ω
D.达到满偏时G两端电压30V,R0约0.01Ω
B
8.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2 V时,电流为0.6A
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0时,电流为0
D.当导体两端的电压为0时,电阻为0
9、通过两个电阻R1与R2的电流之比为5:3,而加在R1和R2两端的电压之比为2:1,则R1、R2的阻值之比为( )
A.5:6 B.6:5 C.10:3 D.3:10
C
B
10、如图,电源电压为12V.闭合开
关后,滑动变阻器的滑片滑到最左
端时,电流表的示数为0.3A,当滑
片滑到最右端时电压表的示数为8V,
则电阻R1的阻值是 Ω,变阻器R2
的最大阻值是 Ω
40
80
11、如图,定值电阻R=20Ω.闭合
开关S,当滑动变阻器R′的滑片P
在中点c时,电流表示数为0.4A;
当移动滑片P到最右端时,电流表
示数为0.3A.则电源电压U= V,
滑动变阻器R′的最大阻值为 Ω.
12
20
12.如图所示,当滑片向左移动时,电路中的总电阻_____,电流_____,R1两端电压_____R2两端电压______,电压表示数_____.
不变
不变
不变
不变
变大
13.如图所示电路中,电源电压不变。当滑片P向左移动时,电流表示数__ _和电压表V示数_____。
变大
不变
第8题 第9题
14、如图,闭合开关S后,滑片P向右移动,正确是( )
A.电压表V和电流表A2的示数之比保持不变
B.电流表A1的示数变小,电压表V的示数变大
C.电流表A2的示数不变,电压表V的示数不变
D.电流表A1和电流表A2的示数之和变小
D
Lavf57.41.100
3.(2015·咸宁)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,电路正常工作,滑片P向右移动过程中,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变暗
B.电压表示数不变
C.电路的总电阻减小
D.电流表示数逐渐变大
$如图所示是一个R一与R2串联的等效电路图。我们已经知道串联电路电流处处相等,而总电压等于各用电器两端电压之和。那么电源电压是如何分配在R1与R2两端的呢?来分析一下,根据欧姆定律把U一用公式展开,U2也展开,两式作比,让电流相等曰去可以得到两电阻,两端电压之比等于电阻阻值之比,这就是串联分压的规律。完美。那如果是一个R一与R2并联的电路,你肯定知道并联电路各用电器两端电压相等,而干路电流等于各支路电流之和。那干路电流又是如何分配到各支路的呢?还是分析一下,把I一用公式展开,I2也展开,两式做个比,电压相等曰去再化个简,就可以得到流过两电阻,电流之比等于电阻的反比,这就是并联分流的规律。完美小结一下串联分压并联分流规律,串联电路分压比等于电阻之比,并联电路分流之比等于电阻的反比。记住了吗?来看这题,如图所示的电路图。当开关S闭合,S一断开时,电流表A一的示数为I1,A2的示数为I2,二者之比为2比1,电源电压不变,将电流表更换为电压表,这是V1,这是V2。当开关S与S一都闭合时,电压表V一的示数为U1,电压表V2的示数为U2,二者的示数之比为多少呢?还是先分析电路左边,将电流表看成导线S一断开,所以这是R一与R2并联的电路。画出等效电路图,电流表A一测量的是流过R一的电流为I1,A2测量的是流过R2的电流为I2。根据并联电路分流比等于电阻的反比,也就等于2比1,所以R1与R2的阻值之比就是1比2。再来看右边的电路,电压表看成断路,两开关闭合,这是R一与R2串联的电路,画出等效电路图,电压表V一测量的是R一两端的电压为U1,电压表V2测量的是R2两端的电压为U2。根据串联电路分压比等于电阻之比,也就等于1比2。完美总结一下串联分压并联分流的规律,串联电路分压比等于电阻之比,并联电路分流比等于电阻的反比,你记住了吗?呵呵。
在之前的实验中,我们探究了电流、电压和电阻之间的关系。早在200年前,德国物理学家欧姆辛辛苦苦做了大量实验,总结出了一个定律,导体中的电流和导体两端的电压成正比,和电电阻成反比。这就是传说中的欧姆定律,写成公式就是电流I等于电压U除以电阻R关于欧姆定律有好多颠来倒去的说法,我们来辨析一下,原话说的是电流和电压成正比,那能不能倒过来说电压和电流成正比呢?答案是不能,怎么来理解呢?你想我们常说你像你爸爸,就是因为先有爸爸才有的你,所以爸爸应该放在后面。那么电压和电流谁先谁后呢?电压是电流产生的原因,先有电压后有电流,所以电压放在后面,电流放在前面,应该说电流和电压成正比。如果把公式变形一下,写成R的U除以I根据这个公式,我们能不能说电阻和电压成正比呢?也不能。电阻是导体的一种性质,对于同一个导体来说,它是确定的。不管有没有连入电路,不管加了多少电压,导体的电阻一般都不会改变同样的电阻和电流成反比,这句话也是错误的。总结一下欧姆定律的公式是I等于U除以R电流和电压成正比,和电阻成反比。一个导体的电阻是确定不变的你学会了吗?呵呵。
小胖子乖乖连好了如图所示的电路,试图探究当导体两端电压一定时,通过导体的电流随导体电阻变化的规律。根据实验数据绘制出了如图所示的曲线。但当导体电阻为60欧姆时,通过该导体的电流为多少?这是欧姆定律的I2图像题。So easy, 只要找到曲线上电阻为60欧姆的点就OK了。不过世界就是这么残酷。这个点没画出来,那应该先延长曲线吗?肯定不能这么干,这不是直线,不能随意延长。别忘了,此时电阻箱两端的电压是电源电压保持不变可以算出来。先在曲线上找到坐标明确的任意点,比如该点的横坐标为20欧姆,表示导体阻值为20欧姆,纵坐标为0.3安培,表示此时通过导体的电流为0.3安培。知二求一可以算出导体两端的电压为6伏。好了当导体变为60欧姆时,两端电压不变,仍为6伏。知二求一可以算出此时流过导体的电流为0.1安培。完美总结一下欧姆定律I2图像,当导体两端电压一定时,电流与电阻成反比,任意一点的坐标都可以算出导体两端电压的大小,你记住了吗?呵呵。
在探究电阻两端的电压跟通过电阻的电流的关系时,小胖子选用了两个定值电阻R1、R2分别做实验。他根据实验数据画出了如图所示的图像,R1与R2两个电阻阻值大小关系如何?这是欧姆定律的UI图像,横坐标是电流,纵坐标表示电压。R1、R2 2条都是过原点的直线,表明二者都是定值电阻。我们可以从图中读出,在电流为0.2安培时,R一两端的电压为2伏,利用欧姆定律知二求一,可以算出R一的阻值为十欧姆。同样电流为0.3培时,R两端的电压为2伏之2,求一可以算出R2的阻值为五欧姆。由此可见,R一大于R2,也就是在UI图像上越陡,越靠近U轴的阻值越大。如果是IU图像这两个换一下,那就是越平缓,但依然是越靠近右轴的组织就越大。千万要注意。如果将电阻R1和R2串联后,接入某电路测量发现流过R一的电流为0.2安培,那么此时电路的总电压为多少?根据串联电路电流处处相等,我们可以知道流过R2的电流也是0.2安培。从图中过0.2安培做垂线,与两条线交于两点,过这两点分别向U轴做垂线,而一此时的电压为2伏,而2此时的电压为1伏。在电路图中标出来,根据串联电路,总电压等于各用电器两端电压之和,因此可以轻松得到此时总电压为3伏。完美小胖子再接再厉,又选了一个电阻R3,重复实验操作中没有任何错误,最后画出了如图所示的虚线。咦,这是怎么回事?可以看到曲线前半段比较平缓,后半段比较陡峭。利用之前的结论,这说明在电流很小时电阻比较小,而在电流较大时,电阻变大了。棒,原来R3不是一个定值电阻,而是一个可变电阻。总结一下欧姆定律的UI图像,过原点的直线代表这是定值电阻,越陡越靠近U轴,注意是U轴的阻值越大,你记住了吗?呵呵。