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