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第 21课时 欧姆定律 (一 ) 考 点 管 理 归 类 探 究 1电流跟电压、电阻的关系 考 点 管 理 实验目的 电流跟电压的关系 电流跟电阻的关系 实验电路图 实验过程 如上图所示的电路中保持电阻 滑动变阻器调节导体两端的电压,从电压表上读出导体两端的电压值,从电流表上读出通过导体的电流。 如上图所示的电路中更换不同阻值的定值电阻,通过调节滑动变阻器,控制电压表的示数不变,即电阻两端的电压不变,观察电流表示数的变化。 滑动变阻器的作用保护电路;改变定值电阻两端的电压,使定值电阻两端的电压成倍数的变化。 保护电路;通过滑动变阻器滑片的移动,使不同导体两端的电压保持不变。 实验数据表格 实验方法 :研究电流跟电压、电阻的关系运用的是 _法。 注 意 :不能说导体两端的电压跟这段导体中电流成正比。因果关系不能搞错。 实验图像 实验结论 在电阻一定时,通过导体的电流与加在导体两端的电压成正比。 在导体两端的电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比,导体的电阻越小,通过该导体的电流越大。 控制变量 2 欧姆定律 内 容 :导体中的电流跟导体两端的 _成正比,跟导体的 _成反比。 注 意 :欧姆定律中的电流、电压和电阻这三个量是对同一段导体或同一段电路在同一时刻 (或同一段时间 )而言的,即欧姆定律具有同一性和同时性。 电压 电阻 公 式: I I 电流 安培 ( A ) 、 U 电压 伏特 ( V ) 、 R 电阻 欧姆 ( ) 说 明: 欧姆定律的变形公式 R 导体的电阻是导体本身的一种性质 ,由本身的材料、长度和横截面积决定,不能说电阻 R 与电压 U 成正比、与电流 I 成反比。当导体两端的 U 0 时 , R 0 , 导体的电阻值是不变的。 归 类 探 究 类型之一 探究电流跟电压、电阻的关系 小明在探究 “电流大小与哪些因素有关 ”的实验中, 6 21 1 (1)连接电路时,开关应 _。请用笔画线代替导线,根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整。 (2)闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片 _(选填 “A”或 “B”)端,可以起到 _作用。 (3)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,故障的原因可能是: _ ; _。 (写出两种 ) (4)排除故障后,小明通过实验得到数据如表 (一 )所示,其中第 1次实验的电流表示数如图丙所示,为 _A,所用电阻 据表 (一 )的数据,可得出的结论是: _ _。 断开 B 保护电路 电阻 电流表短路 0 在电阻一定时, 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (5)小明继续探究电流与电阻的关系,将电阻 和 15 的电阻进行实验,得到数据如表 (二 )所示。通过分析表 (二 )的数据,可知小明在操作过程中存在的错误是: _ _。 表 (一 ) 表 (二 ) 没有移动滑动 变阻器的滑片,使电阻两端的电压不变 实验序号 1 2 3 电阻 R/ R 电压 U/V 流 I/A 验序号 1 2 3 电阻 R/ R 5 15 电压 U/V 流 I/A 解析】 ( 1 ) 连接电路过程中 , 为了避免电路短路或元件连接错误 ,开关必须断开 , 连接好电路后 , 检查无误后再闭合开关 , 变阻器接入电路时要采用 “ 一上一下 ” 的接法 , 因此应把滑 动变阻器的任一上接线柱与开关的右端相连。 ( 2) 闭合开关前 , 滑动变阻器的滑片应置于阻值最大位置;滑动变阻器下接线柱已接 A 端 , 所以滑片应调到 B 端 , 这样可以使电路中的电流最小 , 起到保护电路的作用。 ( 3 ) 闭合开关后 , 电流表无示数 , 一种原因可能是电流表短路 , 另一种原因可能是电路中有开路现象 , 因为电压表有示数 , 所以可能是电阻 R 开路。 ( 4 ) 电流表选用的是 0 0 . 6 A 的量程 , 对应的分度值是 0 . 0 2 A , 指针在 0 刻度右侧第 5 个小格处 ,故电流表的示数是 0 . 1 0 A , 根据公式 I 的阻值 R . 0 1 0 A 1 0 , 通过实验数据记录可得在电阻一定时 , 通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 ( 5 ) 在探究电流与电阻的关系时 , 应控制电压不变 , 通过实验数据记录可知没有使电阻两端的电压不变。 【 答案 】 (1)电路图连接如答图所示 例 1答图 【 点悟 】 导体中的电流与导体的电阻和导体两端的电压都有关系,当导体的电阻保持不变时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;当导体两端的电压保持不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。在探究某个物理量与多个物理量间的关系时,常运用控制变量的方法,这种方法一般为控制其他可能相关量不变的情况下,研究被研究量与某一可能相关量的关系。对探究思路进行评估时,可以从操作、安全和收集数据等方面考虑。 图 6 21 2甲是 “探究电压一定时电流与电阻关系 ”的电路图 丙 丁 戊 图 6 21 2 (1)按电路图在图 6 21 2乙中连接实物图 (电压表选用 0 3 (2)正确连接电路后,实验步骤如下 闭合开关,记录定值电阻的阻值及电流表示数; 断开开关,换阻值不同的定值电阻; 闭合开关,记录定值电阻的阻值及电流表示数;重复 步骤。 按上述步骤操作,观察到更换阻值不同的定值电阻,电压表示数分别如图丙、丁、戊所示; 图丙电压表的示数为 _。 根据各电压表显示的正确示数,指出实验的失误之处 _ _。 V 每次 更换电阻后,未控制电阻两端电压相同 【 解析 】 (1)根据电路图连接实物图,可以采用 “先串后并 ”的方法,即先将电源、开关、电阻、电流表顺次连接起来,最后再把电压表并联在电阻的两端,注意连接电流表、电压表时要使电流从表的正接线柱流入,负接线柱流出。 (2)电压表读数时要先看接线柱来确定使用的量程,再观察指针位置读出示数,如图丙中,电压表用的是 0 3 度值为 ,所以此时电压表示数为 ;由于电流的大小是由导体两端的电压和电阻两方面因素共同决定的,所以在探究电流跟电压、电阻的关系时,必须采用控制变量法进行研究,即在探究电流跟电阻的关系时,必须控制电阻两端的电压保持不变,本题中实验步骤的失误之处就是没有做到这一点。 【 答案 】 (1)如图所示 变式跟进答图 类型之二 欧姆定律及其应用 我国法律规定,驾驶员醉驾要负刑事责任。为了判断驾驶员是否酒后驾车,交警需要用酒精测试仪对驾驶员进行检测。小林设计了一 图 6 21 3 种酒精测试仪的电路,如图 6 21 3所示。图中 在电路中的作用相当于一个可变电阻,其阻值随被测的酒精气体浓度的增大而增大。电源两端的电压不变,闭合开关 S,当气敏元件所测酒精气体的浓度增大时,则下列判断中正确的是 ( ) C 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,电流表示数变小 D电压表示数变小,电流表示数变大 【解析】 定值电阻 R 和酒精气敏元件 Q 串联 , 电流表测量电路中的电流 , 电压表测量定值电阻 R 两端的电压 , 由题意可知 , 当气敏元件所测酒精气体的浓度增大时 , 酒精气敏元件的电阻增大 , 电路的总电阻变大 , 在电源电压不变时 , 根据欧姆定律 I R 气敏元件可知电路中的电流变小 ,即电流表的示数变小;定值电阻 R 两端的电压 U 小 , 即电压表的示数变小;综合以上分析可知 , C 选项正确。 【 点悟 】 在初中电学内容中,关于欧姆定律的应用非常多,也是各地中考的热点,该类问题其实质就是利用滑动变阻器金属滑片 改变电路中的电流表或电压表示数反映有关问题的。像这类例子很多,如:油量表、风力测速仪、握力计、电子地磅秤等。这方面的例子通常有三种情况, (1)将电流表串联在电路中; (2)将电压表与滑动变阻器并联; (3)将电压表与定值电阻并联。 如图 6 21 4所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关 右移动滑片 P。下列说法正确的是 ( ) A电压表的示数变大 B电压表的示数变小 C电流表 D电流表 图 6 21 4 D 【 解析 】 从题图中可以看出,电阻 流表 流表 1中的电流,电压表测量电源电压;当向右移动滑片 压表的示数不变,滑动变阻器过 流表 通过 此,干路电流会变小,故电流表此可知,只有 不同规格的用电器串、并联求最大值 两个小灯泡,甲标有 “10 V 1 A”,乙标有 “9 V ”,把它们串联在同一电路中,两端允许加的最大电压为 _V。假设两灯泡电阻值不变,把它们并联在同一电路中,允许通过的最大电流为 _A。 【 错解 】 19 错因分析 】 串联电路总电压等于各部分电压之和,但本题中两个小灯泡上标注的电压是其能承受的最大电压,不是两个小灯泡串联时都能同时达到的。因此本题应先分析串联时能允许通 过的最大电流,根据 U 计算最大电压。同理,分析并联时,干路中允许的最大电流,也要先分析并联时,能允许加在两端的最大电压,再计算最大电流。 【 正解 】 15
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