电压与电阻欧姆定律.docx

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电压与电阻欧姆定律

电压　电阻欧姆定律

　一、电压

（一）电压的作用

1．电压是形成电流的原因：

电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。

电源是提供电压的装置。

2．电路中获得持续电流的条件：

①电路中有电源（或电路两端有电压）；②电路是连通的。

注：

说电压时，要说“xxx”两端的电压，说电流时，要说通过“xxx”的电流。

　3．在理解电流、电压的概念时，通过观察水流、水压的模拟实验帮助我们认识问题，这里使用了科学研究方法“类比法”

（类比是指由一类事物所具有的属性，可以推出与其类似事物也具有这种属性的思考和处理问题的方法）

（二）电压的单位

1．国际单位：

V常用单位：

kV、mV、μV

换算关系：

1Kv＝1000V　1V＝1000mV1mV＝1000μV

2．记住一些电压值：

一节干电池1．5V一节蓄电池2V家庭电压220V安全电压不高于36V

（三）电压测量：

1．仪器：

电压表，符号：

2．读数时，看清接线柱上标的量程，每大格、每小格电压值

3．使用规则：

两要、一不

①电压表要并联在电路中。

②电流从电压表的“正接线柱”流入，“负接线柱”流出。

否则指针会反偏。

③被测电压不要超过电压表的最大量程。

Ⅰ危害：

被测电压超过电压表的最大量程时，不仅测不出电压值，电压表的指针还会被打弯甚至烧坏电压表。

Ⅱ选择量程：

实验室用电压表有两个量程，0～3V和0～15V。

测量时，先选大量程，用开关试触，若被测电压在3V｀15V可测量，若被测电压小于3V则换用小的量程，若被测电压大于15V则换用更大量程的电压表。

四）电流表、电压表的比较

电流表

电压表

异

符号

连接

串联

并联

直接连接电源

不能

能

量程

0．6A3A

3V15V

每大格

0．2A1A

1V5V

每小格

0．02A0．1A

0．1V0．5V

内阻

很小，几乎为零

相当于短路

很大

相当于开路

同

调零；读数时看清量程和每大（小）格；正接线柱流入，负接线柱流出；不能超过最大测量值。

（五）利用电流表、电压表判断电路故障

1．电流表示数正常而电压表无示数：

“电流表示数正常”表明主电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表，则故障原因可能是：

①电压表损坏；②电压表接触不良；③与电压表并联的用电器短路。

2．电压表有示数而电流表无示数

　“电压表有示数”表明电路中有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表，则故障原因可能是：

①电流表短路；②和电压表并联的用电器开路，此时电流表所在电路中串联了大电阻（电压表内阻）使电流太小，电流表无明显示数。

3．电流表电压表均无示数

“两表均无示数”表明无电流通过两表，除了两表同时短路外，最大的可能是主电路断路导致无电流。

　二、电阻

（一）定义及符号

　1．定义：

电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。

2．符号：

R。

（二）单位

　1．国际单位：

欧姆。

规定：

如果导体两端的电压是1V，通过导体的电流是1A，这段导体的电阻是1Ω。

2．常用单位：

千欧、兆欧。

3．换算：

1MΩ=1000KΩ　1KΩ=1000Ω

4．了解一些电阻值：

手电筒的小灯泡，灯丝的电阻为几欧到十几欧。

日常用的白炽灯，灯丝的电阻为几百欧到几千欧。

实验室用的铜线，电阻小于百分之几欧。

电流表的内阻为零点几欧。

电压表的内阻为几千欧左右。

（三）影响因素

1．实验原理：

在电压不变的情况下，通过电流的变化来研究导体电阻的变化。

（也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化）

　2．实验方法：

控制变量法。

所以定论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”。

　3．结论：

导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积，还与温度有关。

4．结论理解：

⑴导体电阻的大小由导体本身的材料、长度、横截面积决定。

与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关，所以导体的电阻是导体本身的一种性质。

假如架设一条输电线路，一般选铝导线，因为在相同条件下，铝的电阻小，减小了输电线的电能损失；而且铝导线相对来说价格便宜。

（四）滑动变阻器

　1.滑动变阻器的构造、结构示意图以及在电路中的符号

　　滑动变阻器的构造：

瓷筒、线圈、金属棒、滑片、接线柱。

常用的滑动变阻器有两种：

一种只有两个接线柱；一种有四个接线柱。

　　滑动变阻器的结构示意图：

　　滑动变阻器在电路中的符号：

2、滑动变阻器的作用和原理

　　由于滑动变阻器的活动滑片可在棒上移动，滑片与线圈接触处是剥去绝缘皮裸露电阻丝的通路，所以接入电路中的滑动变阻器，通过移动滑片改变电阻线在电路中的长度，来改变电阻的大小，从而改变电路中的电流大小。

3、滑动变阻器的接法

　　a、两个接线柱的滑动变阻器接法较简单，只要将下图a中A、B两点串入电路中即可，这时接入电路中通过电流的电阻丝是AP段，当滑片从A端开始向右滑动时，接入电路中的电阻值增大，可使电路中电流减小；反之，滑片向左滑动时，接入电路中的电阻值减小，可使电路中电流增大。

　　b、四个接线柱的滑动变阻器的接法就复杂得多。

如下图b所示，如果将A、C或A、D接入电路中，使用的电阻线是AP段，当滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变大，反之，滑片P向左移动时，接入电路中的电阻变小。

如果将B、C或B、D接入电路中，则使用的电阻线是PB段，当滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变小，反之，滑片P向左移动时，接入电路中的电阻变大。

如果将C、D接入电路中，由于CD金属杆电阻极小，相当于没有接入电阻，无论怎样移动P的位置，也不能调节电路中的电阻，所以不能这样接。

如果将A、B接入电路中，串入电路中的电阻是变阻器AB段的总电阻，也不能通过移动P来调节电阻大小，因此也不能这样接。

铭牌：

某滑动变阻器标有“50Ω　1．5A”字样，50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0～50Ω。

1．5A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1．5A．

作用：

①通过改变电路中的电阻，逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压；②保护电路。

应用：

电位器

优缺点：

能够逐渐改变连入电路的电阻，但不能表示连入电路的阻值。

注意：

①滑动变阻器的铭牌，告诉了我们滑片放在两端及中点时，变阻器连入电路的电阻；②分析因变阻器滑片的变化引起的动态电路问题，关键搞清哪段电阻丝连入电路，再分析滑片的滑动导致变阻器的阻值如何变化。

⑵电阻箱：

　分类：

旋盘式电阻箱：

结构：

两个接线柱、旋盘

变阻原理：

转动旋盘，可以得到0～9999．9Ω之间的任意阻值。

读数：

各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的电阻。

插孔式电阻箱：

结构：

铜块、铜塞，电阻丝。

读数：

拔出铜塞所对应的电阻丝的阻值相加，就是连入电路的电阻值。

优缺点：

能表示出连入电路的阻值，但不能够逐渐改变连入电路的电阻。

三、欧姆定律

（一）电流与电压、电阻的关系

1.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。

2．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。

3．数学表达式I=U/R。

4．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）；

②I、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。

　④

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。

（二）伏安法测电阻

1．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。

2．原理：

I=U/R。

3．电路图：

（如图）

4．步骤：

①根据电路图连接实物。

连接实物时，必须注意开关应断开

②检查电路无误后，闭合开关S，三次改变滑动变阻器的阻值，分别读出电流表、电压表的示数，填入表格。

　③算出三次Rx的值，求出平均值。

④整理器材。

　5．讨论：

⑴本实验中，滑动变阻器的作用：

改变被测电阻两端的电压（分压），同时又保护电路（限流）。

　⑵测量结果偏小是因为：

有部分电流通过电压表，电流表的示数大于实际通过Rx电流。

根据Rx=U/I电阻偏小。

⑶如图是两电阻的伏安曲线，则R1＞R2

（三）串联电路的特点

1．电流：

文字：

串联电路中各处电流都相等。

字母：

I=I1=I2=I3=……In

2．电压：

文字：

串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。

字母：

U=U1+U2+U3+……Un

3．电阻：

文字：

串联电路中总电阻等于各部分电路电阻之和。

字母：

R=R1+R2+R3+……Rn

理解：

把n段导体串联起来，总电阻比任何一段导体的电阻都大，这相当于增加了导体的长度。

特例：

n个相同的电阻R0串联，则总电阻R=nR0。

4．分压定律：

文字：

串联电路中各部分电路两端电压与其电阻成正比。

字母：

U1/U2=R1/R2U1：

U2：

U3：

…=R1：

R2：

R3：

…

（四）并联电路的特点

　1．电流：

　文字：

并联电路中总电流等于各支路中电流之和。

　字母：

I=I1+I2+I3+……In

2．电压：

文字：

并联电路中各支路两端的电压都相等。

字母：

U=U1=U2=U3=……Un

　3．电阻：

　文字：

并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。

字母：

1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……1/Rn

理解：

把n段导体并联起来，总电阻比任何一段导体的电阻都小，这相当于导体的横截面积增大。

特例：

n个相同的电阻R0并联，则总电阻R=R0/n。

4．分流定律：

文字：

并联电路中，流过各支路的电流与其电阻成反比。

字母：

I1/I2=R2/R1

例题解析

例1、甲、乙两个灯泡串联在电路中，下面的判断中，正确的是（　）

A．甲灯中电流较大，甲灯的电阻较小

B．甲灯中电流较小，甲灯的电阻较大

C．两灯中电流相等，两灯的电阻相等

D．两灯中电流相等，电阻大小不能比较

例2、一根铝导线的电阻是R，要使电路中导线的电阻变大，可采用的措施是（　）

A．增大导体两端的电压或减小通过导线的电流

B．将这根铝导线对折后接入

C．用长度、横截面积相同的铜导线代替铝导线接入电路中

D．将铝导线拉长后接入电路中

例3、在下图中，滑动变阻器各段电阻值为RAB=60Ω，RBP=40Ω，RAP=20Ω，则CD间、AD间、BD间、AB间的电阻值各是多少？

例4、如图所示，保持电压表的示数不变，换用不同的定值电阻R，根据电流跟电阻的关系完成下表。

例5、下列对欧姆定律和导体电阻的理解中，正确的是（　）

A．因为I=U/R，所以当U=0时，I=0

B．因为I=U/R得R=U/I，所以，当U=0时，I=0，R必等于为0

C．对于某一段导体来说，U变大时，I也变大，R的值不变

D．同种材料，短而粗的导体其电阻必然比长而细的导体小

例6、如图所示电路中，R1=3Ω，R2=6Ω，闭合开关后，电压表的示数为1.5V，求：

（1）电源的电压；

（2）2分钟内通过电阻R2中的电量。

课后作业

一、选择题：

1、如图所示，电源电压保持不变，R1=7Ω,R2=8Ω,S闭合，电压表的示数为4V，则电源电压（）

A．2.5VB．7.5VC．14VD．3.5V

2、将如图所示的滑动变阻器连入电路，要求当滑片向左移动时，电路中的电流增大，则滑动变阻器连入电路的接线柱应该是（）

A．A和BB．B和D

C．A和DD．B和C

3、在一个电源两端接有两个不同的灯泡，用电流表测的通过这两个灯泡的电流不相等，则这两个灯泡的连接方式（）

A．一定是串联B．一定是并联

C．串联、并联都可以D．条件不足，无法判断

4、将甲、乙两段电阻线接在相同的电压下，甲线中的电流小于乙线中的电流，不考虑温度的影响，下列判断中错误的是（）

A．若它们材料、粗细都相同，甲线长乙线短

B．若它们材料、长度都相同，甲线粗乙线细

C．若它们长度、粗细都相同，它们的材料一定不同

D．甲、乙两电阻线的材料、长度、粗细不可能完全相同

5、如图所示的电路，滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，电流表和电压表的示数变化是（）

A．电流表示数变小，电压表示数变大

B．电流表，电压表示数都变大

C．电流表示数变大，电压表示数变小

D．电流表，电压表示数都变小

6、如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置。

R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表（右电流表改装而成）指针所指的刻度，就能知道油箱内油量的多少，则（）

A．油量增加，R增大，油量表指针偏转变小

B．油量增加，R减少，油量表指针偏转变大

C．油量减少，R增大，油量表指针偏转变大

D．油量减少，R减少，油量表指针偏转变小

7、将欧姆定律的公式I=

，变形得到R=

，关于此式的物理意义，下面说法正确的是：

（）

A．导体中通过的电流越大，则电阻越小。

B．加在导体两端的电压越大，则电阻越大。

C．导体的电阻等于两端的电压和通过它的电流之比。

D．导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比。

8、如图所示电路中，开关S闭合后，电流表A和A1的示数分别是I和I1，I和I1的大小关系是（）

A．I>I1B．I

9、如图所示的四个电路图中，电源电压均为U，每个电阻的阻值都为R，开关闭合后，哪个电路中电流表的示数最大？

（）

10、如图所示的电路中，电源电压恒为6V，R为10Ω，滑动变阻器R0最大电阻为50Ω，当滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端，电压表示数的变化是（）

A.0～6VB.0～5V

C.0～1VD.1～5V

11、如图所示电源的电压为U，R1=12Ω，R2=6Ω，开关S闭合后，电流表A1和A2的读数之比为（）。

A．1：

3B．3：

1

C．2：

3D．3：

2

12、如图所示，2R1=R2，若电源电压不变，在S闭合前和闭合后电流表示数之比为（）

A．1：

3B．2：

1C．2：

3D．3：

2

二、作图、实验题

13、设计电路：

现有两个电池，两个开关S1，S2，两个灯泡L1、L2，导线若干，请按要求设计出电路图。

要求：

先闭合S1，只有L1亮，再闭合S2，L2也亮。

（在方框内作图）

14、用电压表和电流表测电阻的实验，如果用2个干电池，电流表接“+”和“0.6”两个接线柱。

按照图甲的电路图，将图乙的元件连接成电路（用笔线表示导线，连接线不要交叉）。

15．据下面的电路图，用笔画线连接右边的电路元件（L1、L2电流不超过0.6A）。

16、在研究电流跟电压、电阻之间关系的实验中，通过改变电路中电压和电阻，分别测得如下两组数据：

表一：

实验次序

电阻R=100Ω

电压/V

电流/A

1

1

0.1

2

2

0.2

3

3

0.3

表二：

实验次序

电压U=3V

电阻/Ω

电流/A

1

5

0.6

2

10

0.3

3

15

0.2

分析表一的数据可得到的结论：

。

分析表二的数据可得到的结论：

。

17，有一个灯泡标有“4.2V”字样，要测定它正常发光时的电阻（约为3Ω）。

已知电源电压为6V。

回答：

（1）请在虚框内画出电路图

（2）用笔画线，按电路图完成图中甲图的器材连线。

（3）闭合开关，手移动滑动变阻器滑片的同时，眼睛看表。

（4）使电压表示数为V时，电流表示数如图中乙图所示，其示数为A，算出小灯泡正常发光时的电阻R=Ω。

三，计算题。

18，电阻R1、R2串联接在电电路中，R1两端的电压为8V，R2两端电压为4V，R1+R2=60Ω，求：

（1）电路的总电压；

（2）电路中的电流；（3）电阻R1和R2的阻值。

19，如图所示电路中，已知R1=40Ω，R2=60Ω，当开关S闭合后，通过电流表的示数为0.3安，求

（1）电阻R1两端电压；

（2）通过电阻R2的电流；

（3）通过电路的总电流。

20，如图所示，电源电压保持不变．闭合开关S后，滑动变阻器R0的滑片P在移运过程中，电压表的示数变化范围为0～4伏，电流表的示数变化范围为0.5～1安，求：

（1）R的阻值；

（2）R0的最大阻值；