欧姆定律.docx
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欧姆定律
欧姆定律
§1.电流电压电阻
考点1电是什么
1.摩擦起电
(1)用摩擦的方法使物体______________叫做摩擦起电;摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷从一个物体_________到另一个物体。
(2)自然界中只存在种电荷,把用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷规定为_____________,把用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷规定为____________。
2.电荷间相互作用规律
(1)同种电荷相互,异种电荷相互。
(2)验电器是检验物体是否的仪器,它的工作原理是________________。
考点2电路
1.电路电路图.
(1)由电源、____________、__________、___________等元件组成的电流的路径叫电路。
(2)从能量角度来看,电路中各元件的作用分别是:
电源是____________能量的;用电器是消耗能量的;导线是__________能量的;开关是____________能量传输的。
(3)用统一规定的符号表示电路中各元件__________情况的图叫电路图。
画出下列元件的电路符号:
电灯___________、干电池_______________、开关__________、电铃_____________、电动机_____________。
(4)画电路图时的要求:
A.使用统一规定的符号;B.连线要横平竖直;C.拐角处不能画元件。
电路图的画法:
一般是从电源的正极开始,按照电流的流向,依次画出各个电路元件,直到电源的负极,形成闭合电路。
2.电路的三种状态
(1)通路:
处处_______________的电路。
在通路中有电流通过。
(2)开路:
任何一处______________电路。
在断路中没有电流。
(3)短路:
不经过__________而用导线将电源两极直接连通的电路叫短路。
短路会烧坏电源或发生其他事故,这种连法是绝对不允许的。
3.串联与并联电路
(1)串联电路。
把电路元件_______________连接起来的方式叫做串联。
串联电路的特点是:
电路中任何一处断开,整个电路中_____________(填“有”或“无”)电流通过。
(2)并联电路。
把电路元件_______________连接起来的方式叫做并联。
并联电路的特点是:
任何一条支路断开,其他支路中____________(填“有”或“无”)电流通过。
。
考点3电流与电压
1.电流与电压
(1)导体中的自由电荷定向移动就形成电流。
在物理学中,把___________电荷定向移动的方向规定为电流方向。
在电源外部,电流的方向是从电源的_____________极流向____________极。
(2)电流用字母_________表示,国际单位是__________,符号是____________,其它单位毫安(mA)和微安(μA),换算关系是1A=_____________mA,1mA=_____________μA。
(3)电压是使电路中的自由电荷作定向移动形成____________的原因。
电源是提供电压的装置,从能量转化的观点看,电源又是把其它形式的能转化为__________能的装置。
(4)电压用字母____________表示,国际单位是_____________,符号是________。
其它单位有千伏(kV)和毫伏(mV),换算关系是1kV=____________V,1V=___________mV。
(5)一节干电池的电压为___________V,把4节干电池串联起来的总电压是________V。
我国提供给家庭电路的电压是________V,对人体安全的电压不高于____________V。
2.电流表与电压表
(1)电流表的正确使用方法是:
①电流表应与待测的那部分电路;②应使电流从接线柱流进,从接线柱流出;③被测电流不能超过电流表的,④不允许将电流表直接接到的两极。
(2)电压表的正确使用方法是:
①电压表应与待测的那部分电路,要测那部分电路的电压,电压表就与那部分电路;②应当使电流从接线柱流入,从接线柱流出;③使用时要选择适当的,被测电压不能超过电压表的。
(3)电表的正确读数方法是:
①先确认所选的,②然后根据量程确认刻度盘上每一__________和每一___________所表示的电流值,最后根据指针稳定后所指的刻度读出数值。
3.串并联电路中的电流与电压关系
(1)串联电路
①串联电路中各处的电流,即I=。
②串联电路两端的总电压等于 ,即U= +…
(2)并联电路
①并联电路中的干路电流等于 ,即I= 。
②并联电路两端的总电压 ,即U= 。
考点4电阻
1.电阻
(1)定量描述导体对 叫做电阻,用字母表示,其国际单位是 ,用符号表示。
(2)1MΩ= KΩ= Ω。
2.决定电阻大小的因素
(1)电阻是导体自身的一种性质,它的大小由 、、和 共同决定。
(2)当其它因素相同时,导体横截面积越大,则电阻越;导体越长,则电阻越。
3.变阻器
(1)实验室常用的变阻器有两种:
一种是 ,另一种是。
其中不能表示出接入电路的电阻值。
(2)滑动变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝的______________来逐渐改变接入电路中的电阻大小的仪器。
滑动变阻器应“一上一下”_________联在被控制的电路中;在闭合开关前,应使其滑片位于__________的位置。
(3)某滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω、2A”,则“20Ω”表示该变阻器的阻值变化范围是____________,“2A”表示允许通过的最大电流是________________。
(4)使用电阻箱时,应把两个接线柱接入电路,调节四个旋盘,各旋盘对应的指示点的示数___________(填“加”、“减”、“乘”或“除”)以面板上标记的倍数,然后相___________在一起,就是接入电路的阻值。
例1用丝线悬挂着A、B、C三个轻质小球,其中任意两个靠近时都相互吸引,则()
A.三个小球只有一个带电 B.三个小球都带电
C.三个小球中肯定有一个不带电,另外两个带异种电荷 D.三个小球中肯定有一个不带电,另外两个带同种电荷
变式训练1(2011桂林)台式电脑使用一段时间后,为保证电脑的稳定性,需要打开主机箱盖除尘,这是因为散热风扇的扇叶在转
动过程中与空气摩擦带上了 ,可以
轻小物体,所以灰尘会附着在扇叶上。
例2(2011荆门)请根据6.1-1(a)的实物连接图,在图6.1-1(b)的虚线方框内画出对应的电路图。
变式训练2用笔线代替导线,按左边的电路图6.1-2,将右边所给的电路元件连接起来。
变式训练3(2010安徽)如图6.1-3,击剑比赛中,当(a)方运动员的剑(图中用“S(a)”表示)击中(b)方的导电服时,电路导通,(b)方指示灯亮。
下面能反映这种原理的电路是
例3(2010百色)在测量小灯泡电阻的实验中,小明按图6.1-4所示的电路图连接好电路后,闭合开关,发现:
灯不亮,电流表没有示数,电压表有示数。
电路中的故障可能是
A.灯泡发生短路
B.灯泡发生断路
C.变阻器R发生短路
D.变阻器R发生断路
变式训练4(2011福州)如图图6.1-5所示电路,当开关S闭合后,L1、L2均能发光,电流表、电压表均有示数。
过一会儿,灯都不发光,电流表、电压表的示数均为零,可能发生的故障是( )
A.L1灯丝断了
B.L1短路
C.L2灯丝断了
D.L2短路
例4(2011江西)如图6.1-6所示,是小宝同学做探究实验时的电路图,电路中的两只相同的电压表选用了不同的量程,测量时,两只电压表的指针恰好指在同一位置处,电压表V1和V2的示数之比是,选择0~15V量程的电压表是。
变式训练5(2010百色)在图6.1-7(a)所示电路中,V1、V2都是有0~3V和0~15V两个量程的电压表。
当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图6.1-7(b)所示,则电阻R1、R2两端的电压分别为
A.9.6V,2.4V
B.12V,2.4V
C.2.4V,12V
D.2.4V,9.6V
例5小红同学对串联电路进行研究,她用两节干电池串联作电源,先用电压表测电池组的电压,如图6.1-8(a)所示;然后将电阻R1和R2组成串联电路,并用三个电压表同时接入电路测电压,如图6.1-8(b)所示,所测得的数据如下表:
电压表V
电压表V1
电压表V2
电压表V3
3.0V
1.4V
1.5V
2.9V
(1)分析电压表V1、V2、V3的示数,可得出串联电路电压的特点是______________。
(2)图6.1-8(a)和(b)用的是同一电池组,图(b)中的V3实际上也是接在电池组的两端,而小红发现图(b)中电压表V3的示数与图(a)中电压表V的示数有差异,她怀疑前面测量时,是不是读数有误?
或者是测量有误差?
于是,她又认真地重复做了两次实验,结果仍然如此。
这是为什么呢?
请你就这个现象提出一个猜想性的解释:
可能是
__________________________________________________。
(3)接着,小红又用电流表继续研究串联电路特点,将电路中的电压表拆除,先后分别把电流表接在R1与R2之间、R1与电源之间,以及R2与电源之间,并观察电流读数的大小。
这时她想探究的问题是_____________________________________。
例6(2009成都)在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中。
(1)小明的猜想是:
①电阻可能与导体的材料有关;
小亮的猜想是:
②电阻可能与导体的温度有关;
小敏的猜想是:
③电阻可能与导体的长度有关;
根据你掌握的电学知识,你认为:
④电阻还与有关。
(2)图6.1-10是三位同学为上述探究活动准备的实验器材,他们已经完成了部分实物的连接。
若电阻受温度的影响可以忽略,要探究猜想①,应该控制不变;要探究猜想③,应该选用导线______和导线______(填导线的代号字母)进行对比实验。
【当堂训练】
1.(2011苏州)甲、乙两种干燥的绝缘物体,甲的原子核对核外电子的束缚能力较强,将它们相互摩擦后分开。
下列叙述正确的是
A.乙得到了电子带负电B.甲失去了电子带正电
C.甲、乙靠近会相互吸D.甲、乙靠近会相互排斥
2.(2011绍兴)图6.1-12下列四个电路中,电流表能测量通过灯L1电流的是( )
3.(2011成都)图6.1-13(a)所示为家庭中的装饰吊灯,共有六盏灯,由两个开关控制,每个开关控制三盏灯,每盏灯的额定电压都是220V。
则图6.1-13(b)所示电路中,与之对应的是()
4.(2011上海)在图6.1-14所示的电路中,电源电压保持不变。
由于电阻R、灯L可能出现了故障。
电键S闭合前后,电流表指针所在的位置不变,下列判断中正确的是
A.若灯L不发光,则只有电阻R短路
B.若灯L不发光,则只有电阻R断路
C.若灯L发光,则只有电阻R短路
D.若灯L发光,则只有电阻R断路
5.(2010大连)如图6.1-15所示电路。
下列说法正确的是()
A.R1、R2、R3串联
B.R2、R3并联,再与R1串联
C.电流表A2测R3的电流
D.电流表A1测R1、R2并联的总电流
6.(2011自贡)某同学在做电学实验时,不慎将电压表和电流表的位置对换,连接成图6.1-16所示电路。
若开关闭合,其后果是()
A.电压表不会烧坏,电流表可能烧坏B.两表不会被烧坏
C.电压表不会被烧坏,但无示数D.两表会被烧坏
7.在如图6.1-17所示的电路中,电源电压不变,闭合开关,电路正常工作。
但过了一段时间,小灯泡发生断路,这时()
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数变小,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
8.如图所示,是四根高压输电线上的一个装置,它的作用是将四根导线并联起
来了。
利用这个装置把四根导线固定起来,相当于增大了导线的,从而减小了输电导线的,这样就能大大减少输电线上电能的损失。
9.(2011成都)如图6.1-19所示,甲、乙是电流表或电压表。
当开关S闭合后,要使电阻R1、R2并联,甲表是 ,乙表是 。
§2.欧姆定律
自主学习
考点1欧姆定律
1.电流与电压、电阻的关系
(1)电流的大小与____________和_________都有关。
研究它们的关系时运用了____________法。
(2)在电阻一定时,导体中通过的电流与这段导体两端的__________成正比;在电压一定时,导体中的电流跟导体的_________成反比。
2.欧姆定律
(1)欧姆定律反映了电流、电压和电阻三者之间的关系。
它的表述是:
一段导体中的电流,跟加在这段导体 成正比,跟这段导体的成反比。
(2)欧姆定律的公式:
,其中,I是,单位是;U是,单位是;R是,单位是。
变形公式有:
U= 、R=
3.特别提醒
在使用欧姆定律时,要注意物理量的对应,即I、R、U要对应同一导体或同一电路,还要对应于同一种状态。
物理量单位要统一成国际制单位。
考点2电阻的串联与并联
1.电阻的串联
(1)串联电路的等效电阻(总电阻)等于各分电阻,即R总=。
(2)n个相同的电阻R0串联,总电阻R总=。
(3)串联电路的总电阻比任何一个分电阻的阻值都,因为串联电阻相当于增加了导体的。
(4)串联电路中每个电阻两端的电压跟电阻成,即U1/U2=,U1/U=。
2.电阻的并联
(1)并联电路的等效电阻(总电阻)的倒数等于各支路电阻倒数,即1/R=。
(2)n个相同的电阻R0并联,总电阻R总=。
(3)并联电路的总电阻比任何一个分电阻的阻值都,因为并联电阻相当于增加了导体的。
(3)(4)并联电路中流过每个电阻的电流跟电阻成,即I1/I2=,I1/I=。
3.特别提醒
(1)串、并联电路中的电阻关系,可以根据串、并联电路电压、电流特点及欧姆定律推导出来,这些关系都是同一时刻、对同一电路的同一种状态才成立。
(2)解串、并联电路题的依据有两个:
一是欧姆定律,二是串、并联电路电压、电流、电阻特点。
(3)在研究串联和并联电路的等效电阻时,运用了“等效替代法”。
例1如图6.2-1,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10Ω。
要使R2、R3并联,应闭合开关,此时电流表的示数为I1;要使R1、R2串联,开关S1、S2应(填“断开”或“闭合”),此时电流表的示数为I2;则I1︰I2=。
变式训练1(2011衡阳)如图6.2-2所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,电压表示数为6V,电流表示数为0.6A,断开S2后,电压表示数变为2V,则R2的电阻和电源电压分别是( )
A.10Ω、9V
B.20Ω、6V
C.20Ω、9V
D.10Ω、6V
变式训练2(2011泉州)如图6.2-3所示的电路,电源电压不变,当开关S1、S2都闭合,电流表的示数为0.5A,电压表的示数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0.3A。
则()
A.R1=16Ω
B.R1=40Ω
C.R2=16Ω
D.R2=24Ω
例2(2010烟台)在图6.2-4所示的电路中,当开关闭合后,滑动变阻器滑片P向右移动时,对电表读数的变化,分析正确的是()
A.电流表A、电压表V1示数都减小,电压表V2示数增大
图6.2-3
B.电流表A、电压表V1示数都变大,电压表V2示数变小
C.电流表A的示数减小,两电压表示数不变
D.三个电表的示数都不变
变式训练3(2011无锡)如图所示是气体酒精浓度测试仪原理图,用于现场测试司机是否后驾车。
其中电源电压保持不变,R为定值电阻,R′为二氧化锡半导体型酒精气体传感器,其阻值随气体酒精浓度的增大渐减小。
若某次测试中电流表示数较大,则说明 ()
A.气体的酒精浓度较大,R′阻值较小
B.气体的酒精浓度较大,R′阻值较大
C.气体的酒精浓度较小,R′阻筑较小
D.气体的酒精浓度较小,R′阻值较大
变式训练4(2011潍坊改)如图6.2-6所示电路,电源电压保持不变。
闭合开关S,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,电流表A1的示数逐渐变小,这一过程中()
A.滑片P是向左滑动的
B.电压表V的示数逐渐变小
C.电流表A的示数逐渐变小
D.电流表A与A1的示数差不变
例3(2011鸡西)通过定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系图像如图所示。
现将甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端。
下列分析正确的是
A.R甲:
R乙=2:
1B.U甲:
U乙=2:
1C.I甲:
I乙=2:
1D.I甲:
I乙=2:
1
变式训练5(2011苏州)通过A、B两个电路元件的电流与其两端电压的关系如图6.2-8所示。
将A、B串联后接入电路,当通过A的电流为0.2A时,A和B两端的总电压是V;将A、B并联后接入电路,当通过B的电流为0.2A时,A两端的电压是V。
变式训练6(2011包头)如图6.2-9(a)所示电路,可变电阻R2的滑片P从左向右滑动过程中,电压表与电流表的示数呈图6.2-9(b)所示的规律。
求:
(1)当电流表的示数为5A时,可变电阻R2接入电路的阻值。
(2)可变电阻R2接入电路的阻值变化范围。
(3)电源电压和电阻R1各是多大?
(a)(b)
例4(2011无锡)如图6.2-10(a)所示是小华同学设计的一种测定油箱内油量的装置,其中R。
为定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随所受压力变化的图像如图(b)所示。
油量表由量程为0~3V的电压表改装而成。
已知油箱重80N,压敏电阻R能够承受的最大压力为800N。
电源电压保持6V不变.(g取10N/kg)
(1)若压敏电阻与油箱的接触面积是4×10-4m2,则压敏电阻能承受的最大压强为多大?
(2)若油箱内油的密度为0.8×lO3kg/m3,则此油箱最多可装多少立方米的油?
(3)若压敏电阻受到最大压力时,电压表的示数达到最大值,则定值电阻R。
的阻值为多大?
(4)为了判断此油量表的刻度是否均匀,需了解R0两端电压U0与油量V的关系,请推导此关系式。
(a)
【当堂训练】
1.(2011广安)从欧姆定律可以导出公式R=U/I,下列说法正确的是()
A.当电压U增大为原来的2倍时,电阻R也增大为原来的2倍
B.当电流I增大为原来的2倍时,电阻R减小为原来的二分之一
C.通过导体的电流若为零,电阻也为零
D.即使导体两端的电压为零,电阻也不为零
2.(2011衡阳)有两个电阻,其中R1=10Ω,R2=15Ω,将它们并联后的总电阻是( )
A.25ΩB.5ΩC.6ΩD.12Ω
3.(2011重庆)某导体中的电流与它两端电压的关系如图6.2-12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0时,电流为0
D.当导体两端的电压为2V时,电流为0.6A
4.(2011威海)在图中所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作一段时间后灯熄灭,且只有一只电表的示数变大。
若电路中只发生一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。
如果将灯L和电阻R的位置对换后,下列判断正确的是( )
A.若R短路,则两电表的指针均无偏转
B.若R断路,则两电表的指针均发生偏转
C.若L短路,则两电表的指针均发生偏转
D.若L断路,则两电表的指针均无偏转
5.(2011鞍山)如图图所示电路,电源电压恒定,当闭合开关S后,向右移动变阻器R2的滑片过程中,
示数的变化情况是()
A.
示数变小、
示数变大
B.
示数变小、
示数不变
C.
示数变大、
示数不变
D.
示数变大、
示数变大
6.(2011湖州)为了比较电阻R1和R2的大小,四位同学分别设计了如图6.2-15所示的电路,其中不可行的是( )
7.(2010南京)如图6.2-16所示,电源电压恒定。
闭合开关S1、S2,电压表示数为9V,电流表示数为1.5A;断开开关S2,电压表示数为6V。
则Rl和R2的阻值分别是()
A.6Ω2Ω
B.6Ω3Ω
C.4Ω2Ω
D.4Ω3Ω
8.(2010十堰)如图6.2-17所示电路,若甲、乙均为电流表时,断开开关S,两电流表读数为I甲︰I乙=2:
3,若甲、乙均为电压表时,闭合开关S,则两电压表的读数U甲︰U乙=_______。
§3.电阻的测量
考点1伏安法测电阻
1.测量原理
根据欧姆定律
,变形得
,由此可知,要测出电阻必须测出和这两个物理量,因此需要用到表和表。
2.测量电路图
电路图如图6.3-1所示。
为了多次测量,必须改变电路中的电压和电流,因而电路中要串联。
3.正确操作要点
连接电路的过程中开关始终要___________,滑动变阻器的滑片要位于_____________,调节滑片要缓慢,注意观察电流表及电压表的示数不能超过___________。
考点2其它方法测电阻
1.用一个电压表和一个定值电阻测待测电阻
(1)测量电路:
如图6.3-2所示
(2)测量原理。
用电压表测出定值电阻R0两端电压,根据欧姆定律和串联电路电流特点,间接得出通过被测电阻Rx的电流。
(3)表达式:
Rx=·R0
2.用一个电流表和一个定值电阻测待测电阻
(1)测量电路:
如图6.3-3所示。
(2)测量原理:
用电流表测通过定值电阻R0的电流,根据欧姆定律和并联电路电压特点,间接得出被测电阻Rx两端电压。
(3)表达式:
Rx=·R0
3.用等效替代法测电阻
(1)测量电路:
如图6.3-4所示。
(2)测量方法:
①将S接a点,读出电流表
的示数为I
②将S接b点,调节电阻箱R,使电流表的示数仍为I
③读出电阻箱的示数R
(3)Rx=
例1(2011赤峰)用图6.3-5(a)所示电路测量小灯的电阻。
(1)图6.3-5(a)中只有一根导线连接错误,在连接错误的导线上打“×”,然后用笔画线代替导线画出正确连接方法。
(2)按图6.3-5(a)中改正后的实物电路连接情况,在(b)图虚线框内画出相应的电路图。
(a)(b)(c)
(3)电路改正后,闭合开关,发现无论怎样调节变阻器,电流表的指针始终在小范围内
转动,幅度没有超出一大格的一半。
虽然这样也能读出电流值计算小灯的电阻,但为了提高精确度,应对电路连接做如下改进。
(4)电路改进后,某一时刻,电压表、电流表示数如图6.3-5(c)所示,此时小灯的电阻为Ω。
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