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【本讲主要内容】
专题:欧姆定律
知道电阻及其单位,理解决定电阻大小的因素。
知道滑动变阻器的构造,会用滑动变阻器改变电流。
掌握欧姆定律,会用电压表、电流表测电阻。
理解串联电路的等效电阻和计算公式,知道并联电路的等效电阻。
【重点难点】
欧姆定律及其应用。
注意滑动变阻器及开关的通断,对电路的影响。
【知识掌握】
【知识点精析】
.欧姆定律。
探究电流与电压、电阻的关系。①提出问题:电流与电压电阻有什么定量关系?
②制定计划,设计实验:要研究电流与电压、电阻的关系,采用的研究方法
是:控制变量法。即:保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;保
持电压不变,改变电阻研究电流随电阻的变化关系。如下电路图
A
Rx
R′
V
③进行实验,收集数据信息:(会进行表格设计此为能力考点)
④分析论证:(分析实验数据寻找数据间的关系,从中找出物理量间的关系,这
是探究物理规律的常用方法。为近年考试热点)
⑤得出结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与加在导体两端的电压成
正比;在电压不变的情况下,导体中的电流与导体的电阻成反比。
欧姆定律的内容: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。
数学表达式I=U/R
说明:①适用条件:纯电阻电路(即用电器工作时,消耗的电能完全转化为内能)
I、U、R对应同一导体或同一段电路,不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别。三者单位依次是A、V、Ω
③
同一导体(即R不变),则I与U成正比
同一电源(即U不变),则I与R成反比。
RLS是电阻的定义式,
它表示导体的电阻由导体本身的长度、横截面积、材料、温度等因素决定。
R=U/I是电阻的量度式,它表示导体的电阻可由U/I给出,即R与U、I的比值有关,但R与外加电压U和通过电流I等因素无关。
解电学题的基本思路①认真审题,根据题意画出电路图;②在电路图上标出已知量和未知量(必要时加角标);③选择合适的公式或规律进行求解。
.伏安法测电阻
定义:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。
原理:I=U/R
电路图:(下图)
A
Rx
R′
V
步骤:①根据电路图连接实物。
接物,必注意 开关断开
滑动变阻器
变阻(“一上一下”)
阻值最大(“滑片远离接线柱”)
串联在电路中
电流表
“+”接线柱流入,“-”接线柱流出量程选择:算最大电流I=U/Rx
并联在电路中
电压表
“+”接线柱流入,“-”接线柱流出量程选择:看电源电压
②路无后,合开关S,三次改滑阻器的阻,分出流表、表的示数,填入表格。
③算出三次Rx的,求出平均。
④整理器材。
:
1)本中,滑阻器的作用:改被阻两端的(分),同又保路(限流)。
(2)量果偏小是因:有部分流通表,流表的示数大于通Rx流。根据Rx=U/I阻偏小。
(3)如是两阻的伏安曲,R1>R2
U R1
R2
I
.串路的特点:
流:文字:串路中各流都相等。字母:I=I1=I2=I3=⋯⋯In
:文字:串路中等于各部分路之和。字母:U=U1+U2+U3+⋯⋯Un
阻:文字:串路中阻等于各部分路阻之和。字母:R=R1+R2+R3+⋯⋯Rn
理解:把n段体串起来,阻比任何一段体的阻都大, 相当于
增加了体的度。
特例:n个相同的阻R0串,阻 R=nR0.
分定律:文字:串路中各部分路两端与其阻成正比。
字母:U1/U2=R1/R2 U 1:U2:U3:⋯=R1:R2:R3:⋯
.并路的特点:
流:文字:并路中流等于各支路中流之和。字母:I=I1+I2+I3+⋯⋯In
:文字:并路中各支路两端的都相等。字母:U=U1=U2=U3=⋯⋯Un
阻:文字:并路阻的倒数等于各支路阻倒数之和。字母:1/R=1/R1+1/R2+1/R3+⋯⋯1/Rn
理解:把n段体并起来,阻比任何一段体的阻都小,相当于体的横截面增大。
特例:n个相同的阻R0并,阻 R=R0/n .
求两个并阻 R1、R2的阻R=R1R2
R1 R2
分流定律:文字:并路中,流各支路的流与其阻成反比。字母:I1/I2=R2/R1
【解方法指】
例1. 根据欧姆定律公式 I=U/R,可出R=U/I,关于此公式,下面法正
确的是( )
体阻的大小跟体两端的成正比
体阻的大小跟体中的流成反比
体阻的大小跟体两端的和通体的流无关
当体两端零,体阻也零
分析与解:当体中流一定,是体两端跟段体的阻成
正比,而不是导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比;当导体两端电压一定时,电流跟电阻成反比,而不是导体电阻的大小跟导体中的电流成反比;导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关,当导体两端电压为零时,导体电阻不为零,正确选项是C。
提示:一个确定的电阻若不考虑温度对它的影响,其阻值是一定的,并不随
着电压和电流的改变而改变. 决定电阻大小的因素不是电流和电压, 而是导体的
材料、长度和横截面积。
例2. 用电压表和电流表测未知电阻 RX的阻值,实验电路如图 1(a)
关S闭合之前,为使滑动变阻器接入电路中的电阻值最大,应将滑片 P移至
端(填“A”或“B”)开关S闭合后,移动滑片 P到某一位置时,电压表和电流
表的示数如图
1(b)所示,则电阻
RX两端的电压是
V ,通过电阻
RX的电流是
A,电阻
RX的阻值是
。
图1(a)
图1(b)
分析与解:滑动变阻器是靠改变连入电路的电阻线的长度来改变电阻, 为了
S闭合之前应使滑动变阻器接入电路中的电阻值最
大,即连入电路的电阻线的长度最长, 所以应将滑片P移至B端;用伏安法测导
体电阻实验原理:由
I
U
得R
U
只要将安培表示数
和伏特表示数
R
I
代入公式中,就可以计算出导体的电阻为 9 。
、电阻之间的关系,得到了下表所列数据。
p
R
s
图2
表1
导体的电阻R=5Ω
电压/V
1
2
3
电流/A
表2
导体两端的电压U=5V
电阻/Ω
5
10
15
电流/A
(1)分析表1得出的结论是 。
( 2) 分 析 表 2 中 的 数 据 , 可 以 归 纳 出 的 结 论
是 。
分析与解:分析表1得出的结论是:在电阻不变的情况下,通过导体的电
流跟导体两端的电压成正比;分析表 2中的数据,可以归纳出的结论是:在 电
压不变的情况下,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
提示:注意不是导体的电阻跟这段导体两端的电压成正比,跟导体中的电流
成反比。因为电阻是导体本身的一种性质,其大小是由导体的材料、长度和横截面积决定的,而与导体两端的电压及导体中的电流无关。
例4. 某同学用电流表和电压表测甲、乙两导体的电阻值后,绘出了如图
3所示的图象,由图做出的下列判断正确的是( )
甲>R乙
甲=R乙
甲<R乙
I甲
I
甲
I甲
乙
I乙
乙
U
O
U
UO
图3
图4
分析与解:本题要求分析的是导体两端的电压与通过的电流
的I—U
U,纵轴表示电流
I,整个图象表示的是电流随电
、乙两导体的电阻的大小,较简单直观的
办法是在U轴上平行于I
轴画一平行线(如图
4所示).由所作的辅助线可以
看出,在甲、乙两导体两端加相同的电压时,甲导体中的电流大,乙导体中的
电流小,表明甲导体的电阻较小,乙导体的电阻较大,故本题选C。
提示:、乙两图线的“陡度”“陡”,乙图线较“平”,表明甲导体中的电流随导体两端的电压的增大幅度较乙大,
种分析必须在对图象与实际变化情况十分理解的前提下才能完成,而用本题解析中所举的辅助线较为直观。
【考点突破】
【考点指要】
本章知识是电学的重点,年年必考。单独命题或和电路电功率等知识综合命
题都可以。 近几年中考试题对这部分的考查,基本以两种方式出现,一是侧重
综合性不高的选择题、填空题和实验题, 多基础知识的考查分析,其中伏安法测
电阻实验是个重点实验,几乎年年变换着形式来考;一是综合性较高的计算题,
分值一般在10分左右。属于考试水平中理解层次的知识点有 5个。分别是:欧
姆定律、运用欧姆定律解决有关问题、串、并联电路中的电流关系、串、并联电
路中的电压关系、串、并联电路的等效电阻。 这部分的复****同学们要高度重视。
【典型例题分析】
例
1.
关于公式
R=U
的物理意义,下面说法中正确的是(
)
I
导体的电阻与它两端的电压成正比,和通过它的电流成反比
导体中通过的电流越大,则电阻越小
加在导体两端的电压越大,则电阻越大
导体的电阻等于导体两端的电压和通过它的电流之比
解析:考查一个电阻的大小是否随电压和电流大小而变化.
公式
R=U
可用
I
来测量和计算电阻大小,但是导体的电阻并不是由加在它两端的电压和通过电阻
的电流大小决定的.
一个电阻两端的电压增大为原来的几倍,通过它的电流也增大到同样的倍数,..决定的量.
当一个电阻两端的电压为零时,,不能说“电阻和电压成正比,和电流成反比”.
答案:D
例2. 王明同学在修理电子玩具时, 需要用一个75Ω的电阻,现手边有阻值为
300Ω、100Ω、40Ω、35Ω及15Ω的电阻各一个,他可以选择其中 ________Ω
和________Ω两个电阻________联来获得;还可以选择其中________Ω和
________Ω的两个电阻________联来获得.
解析:考查是否能熟练计算串、并联电阻.
第(1)种选择:很容易看出:40Ω+35Ω=75Ω
第(2)种选择:设总电阻为
75Ω,其中一个分电阻为300Ω,利用
1=
75
1
+
1
求出R=
1
=
1
+
1
300
R2
2
75
300
100
答案:45Ω和35Ω串联可得
75电阻;300和100
电阻并联,也可得75Ω
电阻.
例3. 如图5所示,电源电压保持不变,当开关
S闭合,滑动变阻器的滑片
P
向右滑动时,电压表( )
图
5
,
V2的示数增大
,
V2的示数增大
,
V2的示数减小
,
V2的示数减小
解析:分析电路中电压的变化,还是考查对公式 U=
中,由于R的变化,引起I的变化,从而引起某个电阻两端电压的变化.
从图中看:R1和R2串联,V1测的是R1两端电压U1,V2测的是变阻器两端的电压U2,画出便于分析的图6进一步分析可知,滑片P向右移动,变阻器电阻增大,
根据
I=U
,总电压不变,总电阻变大,电流
U1的变化:U1=IR
1,
R
其中
R1不变,I
减小,U1减小.
图6
U2的变化:U2=U-U1,U不变,U1减小,U2增大.
提示:如果用公式U2=IR2分析U2的变化不易得到结论,因为I减小,R2增大,,再分析变化电阻两端的电压变化的方法更好.
答案:B
例4. 如图7电路,R1∶R2∶R3=1∶2∶1,开关S闭合后,电流表 A、A1及A2
的示数分别为I、I1和I2,它们之间的数量关系正确的是( )