第十七章

電流做功與電功率單元復(fù)習(xí)與提高知識結(jié)構(gòu)歐姆定律探究電流與電壓、電阻的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)方法

結(jié)論歐姆定律的內(nèi)容及公式

內(nèi)容

公式：I=U/R

適用條件：純電阻電路電阻的測量

原理

電路圖

滑動(dòng)變阻器的作用

注意事項(xiàng)歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用

電阻的串聯(lián)：R=R?+R?

電阻的并聯(lián)：1/R=1/R?+1/R?

串聯(lián)分壓：U?/U?=R?/R?

并聯(lián)分流：I?/I?=R?/R?電流與電壓、電阻的關(guān)系1.探究電阻一定時(shí)電流與電壓的關(guān)系【實(shí)驗(yàn)器材】電源、定值電阻、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、電流表、電壓表、導(dǎo)線等?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）按電路圖把一個(gè)10Ω的定值電阻連接電路。（2）閉合開關(guān)前，檢查電路中各元件的連接是否正確，將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到阻值

處。最大（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電阻兩端的電壓分別為1V、2V、3V、4V、5V、6V，讀出此時(shí)相應(yīng)的電流值記入下表中。0.10.30.40.20.50.6壓有關(guān)，電流隨電壓的增大而增

，并且成

比?！痉治稣撟C】（2）在坐標(biāo)系中根據(jù)各電流值和對應(yīng)的電壓值描點(diǎn)，畫出I-U圖像。分析圖像可得出：通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成

比。（1）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電流與電正大正在本實(shí)驗(yàn)中，用到了什么研究方法？滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中起了什么作用？控制變量法，控制電阻不變；滑動(dòng)變阻器起了改變定值電阻兩端的電壓和保護(hù)電路的作用?！窘Y(jié)論】在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成

。正比2.探究電壓一定時(shí)電流與電阻的關(guān)系的關(guān)系，必須改變接入電路的

，所以要更換不同的

接入電路。實(shí)驗(yàn)中要控制電阻R兩端的電壓

。所以需要在電路中

滑動(dòng)變速器，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變速器滑片位置，保持電阻R兩端的電壓

，電路圖如圖所示。【提出問題】電壓一定時(shí)，電流與電阻存在怎樣的關(guān)系？【猜想與假設(shè)】因?yàn)殡娮鑼﹄娏饔凶璧K作用，所以若電壓一定，電阻越大，電流可能越小?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】要研究電流與電阻阻值電阻R不變串聯(lián)不變（3）把阻值為5Ω的定值電阻接入電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為

保持不變，讀出電流表的示數(shù)，記錄在下面的表格中。（4）把阻值為5Ω的定值電阻分別更換為10Ω、15Ω、25Ω的定值電阻，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)保持

不變，讀出電流表的示數(shù)，記錄在下面的表格中。3V3V【分析論證】（1）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：電流與電阻有關(guān)，電流隨電阻的增大而

，且電流與電阻的乘積為一

，說明電流與電阻并且成

。（2）在坐標(biāo)系中畫出I-R圖像。分析圖像得出：通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成

。【結(jié)論】在電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成

。減小定值反比反比反比【評估與交流】（1）對I-R圖象的改進(jìn)是作出I-1/R圖象，“電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成

”也可以說成“電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻的倒數(shù)成

”。（2）若用干電池做實(shí)驗(yàn)，可以通過改變串聯(lián)干電池的節(jié)數(shù)改變定值電阻兩端的

（圖甲）；若用學(xué)生電源做實(shí)驗(yàn)，可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕來改變定值電阻兩端的

（圖乙）；反比正比電壓電壓例1：如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路中，閉合開關(guān)后，滑片P由b端滑到a端，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關(guān)系如圖乙，根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程和圖像可以得到的信息中，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．R1為定值電阻，它的阻值為10ΩB．導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓、導(dǎo)體中的電流無關(guān)C．滑動(dòng)變阻器中的電流與其兩端的電壓成正比D．用串聯(lián)的滑動(dòng)變阻器可以改變定值電阻兩端的電壓C歐姆定律1.歐姆定律的內(nèi)容導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成

，跟導(dǎo)體的電阻成

。2.數(shù)學(xué)表達(dá)式（1）如果用U表示導(dǎo)體兩端的電壓，R表示導(dǎo)體的電阻，I表示導(dǎo)體中的電流，那么用公式表示就是：I=根據(jù)公式

I=U/R可知各物理量的單位：電壓U：

，符號

；電阻R：

，符號

；電流I：

，符號

。（2）單位:正比反比伏特V歐姆Ω安培A3.變形公式由歐姆定律的公式

可推出：

、

。U=IR

R=U/II=U/R（1）U=IR：表示導(dǎo)體兩端的電壓等于通過導(dǎo)體的電流與其電阻的乘積。因

是由電源提供的，

是形成電流的原因，所以不能說成

與電流成正比。電壓電壓電壓（2）R=U/I：表示導(dǎo)體的電阻在

上等于加在導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流的

。數(shù)值比值因電阻是導(dǎo)體本身的一種

，只與導(dǎo)體的

、

、

及

有關(guān)，與加在兩端的

和流過的

大小無關(guān)。性質(zhì)材料長度橫截面積溫度電壓電流4.對公式的理解（1）統(tǒng)一性：I、U、R必須使用國際單位制中的單位，U:V，R:Ω，I:A。（2）同一性：①I、U、R是對同一個(gè)

或同一段

而言的，三者要一一對應(yīng)。②在解題時(shí)，習(xí)慣上把同一個(gè)導(dǎo)體或同一段電路的各個(gè)物理量符號的角標(biāo)標(biāo)用同一

或

表示，如I1、R1、U1等。（3）同時(shí)性：對同一導(dǎo)體或同一部分電路來說，由于開關(guān)的

或滑動(dòng)變阻器滑片的

，都會導(dǎo)致電路中的

、電路兩端的

的變化，所以公式I=U/R中的三個(gè)量是針對R

時(shí)間而言的。導(dǎo)體電路同一字母電流電壓閉合移動(dòng)數(shù)字（4）條件性：定律中提到的“成正比”和“成反比”的兩個(gè)關(guān)系分別有不同的成立條件。即當(dāng)導(dǎo)體的

一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成

；當(dāng)導(dǎo)體的

一定時(shí)，通過它的電流跟它的電阻成

。（5）適用范圍正比電阻電壓反比歐姆定律適用于

電路。純電阻例2：如圖所示，通過燈泡L1、L2的電流分別為0.2A和0.3A，電源電壓保持不變，L1燈絲的電阻為15Ω，則干路電流為

A，電源電壓為

V，L2燈絲的電阻為

Ω。0.5310電阻的測量伏安法測電阻為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)際測量中要改變待測電阻兩端的電壓，多次測量電壓及電流的值，求出每次的電阻值，最后求電阻的平均值?！咎岢鰡栴}】如何測定一個(gè)定值電阻的阻值大?。俊驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】由歐姆定律的變形公式R=U/I可知，用電流表測出通過定值電阻的電流I，用電壓表測出定值電阻兩端的電壓U，把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入R=U/I

，即可求出定值電阻的阻值大小。方案一：通過改變電池的節(jié)數(shù)改變待測電阻兩端的電壓。方案二：使用滑動(dòng)變阻器改變待測電阻兩端的電壓。串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)滑片，就可以改變定值電阻兩端的電壓和流過的電流。電路設(shè)計(jì)如圖所示。如圖所示，當(dāng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，變阻器連入電路的阻值變小，則待測電阻兩端的電壓變大，通過的電流也變大。【設(shè)計(jì)表格】【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】①根據(jù)電路圖連接電路。②閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片來改變待測電阻兩端的電壓，記下相應(yīng)的電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)并填在表中。③斷開開關(guān)，整理器材，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。④算出待測電阻的阻值大小及電阻的平均值并填入表中?！緮?shù)據(jù)處理】將每次測量的電壓值、電流值代入公式，分別求出待測電阻的阻R1、R2、R3，計(jì)算出它們的平均值。1.02.03.00.390.580.205.05.15.25.1【分析與討論】畫出定值電阻的I-U圖像，分析圖像發(fā)現(xiàn)：當(dāng)定值電阻兩端的電壓改變時(shí)，通過它的電流也隨之而

，但電壓與電流的比值

，即電阻

，同時(shí)證明了導(dǎo)體的電阻是由自身的

所決定的，與電壓和電流

。改變不變不變性質(zhì)無關(guān)2.伏安法測定小燈泡的電阻【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹坑秒妷罕?、電流表測小燈泡的電阻①按電路圖連接實(shí)物?！緦?shí)驗(yàn)原理】R=U/I【實(shí)驗(yàn)器材】電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡?！緦?shí)驗(yàn)步驟】②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片至適當(dāng)位置，記錄電壓表、電流表的示數(shù)。③多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)?！緮?shù)據(jù)處理】將每次測量的電壓值、電流值代入公式，分別求出小燈泡的阻值R1、R2、R3，發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻值是變化的?！痉治雠c討論】畫出小燈泡的I-U圖像，發(fā)現(xiàn)小燈兩端的電壓與電流之比（電阻）

一個(gè)定值；當(dāng)小燈兩端電壓越大時(shí)，燈絲電阻

。原因是當(dāng)燈兩端電壓

時(shí)，燈絲溫度

。3.“測小燈泡的電阻”和“測定值電阻阻值”的實(shí)驗(yàn)比較不是越大變大升高R=U/I多次測量分別計(jì)算出每次測量的電阻，然后求出平均值平均值為所求的電阻值分別計(jì)算出每次測量的燈泡電阻，然后尋求普遍規(guī)律當(dāng)小燈兩端電壓越大時(shí)，燈絲電阻越大歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用1.串聯(lián)電路電流、電壓、電阻的規(guī)律串聯(lián)電路中電流處處相等串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各串聯(lián)用電器兩端的電壓之和串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和串聯(lián)電路中，各電阻兩端的電壓與它們電阻的大小成正比2.并聯(lián)電路電流、電壓、電阻的規(guī)律并聯(lián)電路干路中的電流等于各支路的電流之和并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓都相等并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)，等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和并聯(lián)電路中，各支路電流與支路電阻大小成反比例3：如圖所示，電源電壓保持不變，R0是定值電阻，R是光敏電阻，其阻值隨光照的增強(qiáng)而減小。閉合開關(guān)，逐漸減小R的光照強(qiáng)度，電表示數(shù)的變化情況是（）A．A表和V表示數(shù)均變大 B．A和V表示數(shù)均變小C．A表示數(shù)變大，V表示數(shù)變小D．A表示數(shù)變小，V表示數(shù)變大例4：如圖所示電路中，電源電壓為3V，閉合開關(guān)后，電路中的電流為0.2A，R1＝10Ω，則電阻R2的阻值為()A．5ΩB．10ΩC．15ΩD．25ΩAD課堂練習(xí)1.如圖所示是燈泡L和定值電阻R的I-U圖像，若將L和R并聯(lián)在電源電壓為3V的電路中，干路電流為_______A；若將其串聯(lián)在電源電壓為4V的電路中，L和R的阻值之比為_______。

0.61:32.在“測量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓恒定，小燈泡的額定電壓為2.5V。甲乙丙(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示電路連接完整(要求滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小，導(dǎo)線不能交叉)。(2)正確連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，故障原因可能是小燈泡_______。(3)排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)為2V，為測量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，應(yīng)將滑片向______(選填“左”或“右”)移動(dòng)。

短路左(4)多次改變小燈泡兩端的電壓，記錄電壓表、電流表的示數(shù)。當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，為_______A，此時(shí)小燈泡的電阻為_______Ω(結(jié)果保留一位小數(shù))，小燈泡的額定功率為_______W。

乙丙0.38.30.75(5)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的I-U圖像，其中一部分圖線如圖丙所示，發(fā)現(xiàn)此圖線