歐姆定律是什麼:導體中的電流強度,與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比。
(一)知識框架
二、探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系
1、電流與電壓的關系
2、電流與電阻的關系
3、在探究“電流與電壓、電阻”關系的實驗中
滑動變阻器的作用作用:
改變電路中電流的大小;改變R兩端的電壓大小;保護電路,使電路中的電流不至于過高。
注意事項:
連接電路時開關應斷開;在閉合開關前,應将滑動變阻器的滑片調到電阻值最大的位置;電壓表和電流表應該選擇合适的量程。
運用數形結合思想分析電流與電壓、電阻之間的關系:
利用圖像來表示一個物理量随另一個物理量的變化情況,可以直觀、形象地表示出物理量的變化規律。
控制變量法:
該實驗中,第一步是保持電阻不變,改變電壓,觀察電流随電壓的變化規律;第二步是保持定值電阻兩端的電壓不變,改變定值電阻的大小,觀察阻值和電流之間的變化規律。這種方法稱為控制變量法。
4、注意該試驗中,可能的電路故障
常見的故障有:電表無示數、示數偏低、實驗數據或結論錯誤等。
(三)歐姆定律及其應用
1、内容
I=U/R 變形式:U=IR 或 R=U/I
描述:導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。
注意:
① 該定律中涉及到的電流、電壓、電阻是針對同一段導體的或電路的;具有同時性。
② 使用該定律時,各物理量的單位必須統一,電壓、電阻、電流的單位分别是V、Ω、A。
③該定律隻适用于金屬導電和液體導電,對氣體、半導體導電一般不适用。
④該定律隻适用于純電阻電路。
2、結論(注意前提條件)
電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比
電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比
3、電阻的串、并聯
(1)串聯電路的總電阻等于各串聯電阻之和
R=R1 R2 …… Rn
n個阻值相同的電阻串聯,其總電阻為R=nR0
把幾個電阻串聯起來相當于增加了導體的長度,其總電阻一定比每個導體的電阻大。
(2)并聯電路的總電阻的倒數等于各并聯電阻的倒數之和
n個阻值相同的電阻并聯,其總電阻為R=R0/n
把n個電阻并聯起來,相當于增加了導體的橫截面積,其總電阻比每一個導體的都要小。
4、串、并聯中電壓電流的分配特點
“串聯分壓、并聯分流”的理解:
根據串聯中,電流不變,利用歐姆定律I=U/R,有U1/R1=U2/R2,變形得U1/U2=R1/R2
根據并聯中,電壓相等,利用歐姆定律U=IR,有I1R1=I2R2,變形得I1/I2=R2/R1
(四)測量電燈泡的電阻
1、伏安法測導體電阻
2、伏安法測小燈泡電阻(重要)
3、“伏安法”測電阻試驗中常見故障的排除方法
(五)歐姆定律和安全用電
1、歐姆定律和安全電壓
(1)人體觸電或引發火災,都是由于電路中的電流過大造成的,從歐姆定律I=U/R來考慮:
① 電壓越高越危險
② 防止電阻過小。(如:濕手不能觸摸開關和用電器,避免短路等)
(2)加在人體上但不會對人體造成危害的電壓稱為安全電壓(≤36V)。
我國家庭電路電壓=220V 動力電路電壓=380V
高壓輸電線路電壓可達105V
2、利用歐姆定律分析短路現象
導線不通過用電器而直接接在用電器或電源的兩端,稱之為短路。
由于并聯,導線與和它并聯的部分兩端電壓相同,而導線電阻很小,可以不計,則導線上必然通過一個大電流。
若導線與用電器并聯,則電流幾乎不通過用電器,用電器不工作;若導線與電源并聯,則大電流通過電源會将電源燒壞。
3、注意防雷
(1)雷電現象及破壞作用
雷電是大氣中一種劇烈的放電現象。雲層間、雲層與大地間的電壓可達幾百萬伏甚至幾億伏。根據歐姆定律,當發生雷電現象時,可以産生巨大的電流。
(2)避雷針
避雷針由金屬制成,放在建築物高處,當電荷傳至避雷針尖,電荷會極易沿金屬線流入大地,這條電流通道的建立可以中和雲層和建築物上的正負電荷,使得建築物免遭雷電損壞。
4、利用歐姆定律解釋觸電現象
觸電是由于電流過大造成的。根據I=U/R,當電壓過大或電阻過小時,都會産生大電流,造成觸電事故。
(六)方法清單
1、利用歐姆定律進行計算步驟
(1)根據題意畫出電路圖,看清電路的組成(串聯還是并聯)——分析連接方法
(2)明确題目給出的已知條件、未知條件——知道有什麼、求什麼
(3)針對電路類型(串、并),聯系歐姆定律進行分析——核心分析
(4)列式求解
例:如圖所示的電路中,電阻R1的阻值是10Ω,閉合開關S,電流表A1的示數為2A,電流表A2的示數為0.8A,則電阻R2的阻值為______。
2、如何判斷電壓表、電流表的示數變化
(1)明确電路的連接方式和各元件的作用
(2)認清滑動變阻器的連入阻值
(3)弄清電路圖中電表測量的物理量
(4)分析電路的總電阻怎樣變化和總電流的變化情況
(5)最後綜合得出電路中電表示數的變化情況
例:如圖所示電路中,電源電壓恒定,R0為定值電阻,R為滑動變阻器,閉合開關S後,在滑動變阻器滑片P左滑的過程中( )
A.電流表A1的示數變小 B.電流表A2的示數變大
C.電壓表示數變小 D.電燈的亮度變暗
END
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