《欧姆定律》全章复习与巩固(基础)
【知识网络】
【要点梳理】
要点一、电流跟电压、电阻的关系
1.电流跟电压的关系:在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。 2.电流跟电阻的关系:在电压一定的情况下,导体中的电流跟这段导体的电阻成反比。
要点二、欧姆定律
1.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。 2.公式表达:I?
U R要点诠释:
(1)三个物理量之间关系:①电流I、电压U、电阻R是对同一段电路或同一电阻而言。
②I、U、R必须对应同一时刻。
(2)适用范围:①电路中不含电源那段。
②适用于电能全部转化为内能的用电器。例如:电灯、电炉等,不适用于电动机。 (3)公式变形为R?U的意义: I①导体的电阻大小可以用导体两端的电压跟通过导体中的电流的比值来表示,这是测电阻的一种方法。
对于同一段导体,U、I的比值是一定的;对于不同的导体,U、I的比值一般不同。U、I的比值只说明了电阻的大小。
②导体的电阻不由电压电流决定,它由导体本身的材料、长度、横截面积和温度决定。所以无论电压、电流怎样变化,甚至变为零,导体电阻依然为原来大小,故不能由“R?导体两端电压成正比,跟通过的电流成反比”结论。 ③如图是两电阻的伏安曲线,则:R1>R2
U”得出“导体的电阻跟I
要点三、串、并联电路中电阻的特点 1.串联电路:
(1)电流特点:串联电路中各处电流都相等。 公式:I=I1=I2=………=In
(2)电压特点:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。 公式:U=U1+U2+………+Un
(3)电阻的特点:串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。 公式:R=R1+R2+……+Rn
(4)串联电压特点:在串联电路中,电压的分配与电阻成正比。 公式:
U1R1? U2R22.并联电路:
(1)电流的特点:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。 公式:I=I1+I2+……+In
(2)电压特点:并联电路中,各并联支路两端的电压相等,且等于并联电路两端的总电压。 公式:U=U1=U2=………Un
(3)电阻的特点:并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。
公式:1111???.....? RR1R2Rn (4)并联电特点:在并联电路中,电流的分配与电阻成反比。 公式:I1R2? I2R1要点诠释:
(1)导体串联,相当于增加了导体的长度,因此,串联导体的总电阻大于任何一个串联导体的电阻,总电阻等于各串联导体电阻之和,即R?R1?R2?......?Rn。 (2)如果用n个阻值均为R0的导体串联,则总电阻为R?nR0。
(3)导体并联,相当于增大了导体的横截面积,因此,并联导体的总电阻小于任何一个并联导体的电阻,总电阻的倒数等于各并联导体电阻的倒数之和,即
1111???.....?。 RR1R2Rn(4)n个阻值为R0的相等电阻并联,则总电阻为:R?R0。 n(5)不管是串联还是并联电路中,某个电阻的阻值增大,电路的总电阻都是增大;如果电路中电阻的个数增多,则串联电路的总电阻增大,而并联电路的总电阻减小。
要点四、测电阻 1.伏安法:
①实验原理: R=U/I
②实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测定电阻和导线若干。 ③实验电路图:
④实验步骤:
(1)按图连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处; (2)检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P的位置,改变电阻两端电压分别为U1、U2、U3观察电流表每次对应的数值,I1、I2、I3 分别填入设计的记录表格:
次数 1 2 3 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω R?R1?R2?R3 3 (3)根据每次记录的电压和电流值,求它的对应的电阻值,再求出它们的平均值R?2.安阻法:
R1?R2?R3。
3①实验器材:电源、两个开关、电流表、一个阻值已知的定值电阻R0、待测定电阻Rx和导线若干。 ②实验电路图:
③实验步骤:
(1)按图连好电路,注意连接时开关要断开;
(2)S闭合,S1断开,电流表示数为I1;
(3)S、S1闭合,电流表的示数为I2; (4)计算: U=I1R0 Ix=I2-I1
R??U?I??IRU?10I2?I1I2?I1I1R0I2?I1
R?表达式:R??3.伏阻法
①实验器材:电源、电压表、两个开关、一个阻值已知的定值电阻R0和几根导线,待测电阻Rx。 ②实验电路图:
③实验步骤:
(1)按图连好电路,注意连接时开关要断开;
(2)S1闭合,S2断开,电压表的示数为U1; (3)S1断开,S2闭合,电压表的示数为U2;
(4)U?=U2-U1,I= R??U1R0U?I?U2-U1U2-U1?R0 U1U1R0U2-U1R0U1R?表达式:R??
4.等效替代法
①实验器材:电源、电流表、两个开关、一个电阻箱和几根导线,滑动变阻器,待测电阻Rx。 ②实验电路图:
③实验步骤:
(1)断开开关,根据电路图,连接实物,将滑动变阻器及电阻箱的阻值调至最大; (2)把开关S2闭合,调节滑动变阻器到适当位置,读出电流表的示数为I;
(3)把开关S1闭合S2断开,调节电阻箱,使电流表的示数为I; (4)读出电阻箱的示数,并记录为R。 Rx表达式:Rx=R
【典型例题】
类型一、基本概念
1.(2015?长丰县一模)对于欧姆定律的理解,下列说法中正确的是( ) A.公式R=U/I表明:电阻与电压成正比,与电流成反比 B.公式I=U/R表明:导体中的电流与导体两端的电压成正比
C.同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变 D.公式U=IR表明:导体两端的电压U是由通过它的电流I和它的电阻R共同决定
【思路点拨】物理中的计算式和关系式与数学中的公式不同,有时候它具有特定的物理意义,也会有一些实际情况,所以我们不能一概而论。 【答案】C
【解析】A.电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,公式R=U/I只是计算电阻的一种方法,故A不正确;
B.公式I=U/R表明:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,故B错误;
C.同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变,故C正确; D.电压是形成电流的原因,导体两端有电压时才可能产生电流,不能说导体两端的电压U是由通过它的电流I和它的电阻R共同决定,故D不正确.故选C。
【总结升华】本题考查了学生对欧姆定律的理解和影响电阻大小因素的掌握,要注意导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关,公式R=U/I 只是计算电阻的一种方法。
举一反三:
【变式】对于欧姆定律公式I=U/R的理解,下列说法中错误的是( ) A. 对某一导体来说,导体中的电流与其两端的电压成正比
B. 在电压相同的条件下 ,不同导体中的电流与导体的电阻成反比 C. 导体中的电流与导体的电阻及其两端的电压有关
D. 由I=U/R得R=U/I,说明R与U成正比,与I成反比 【答案】D
2.一导体连在某电路中,如果把加在这导体两端的电压增加到原来的2倍,则导体的电阻和通过它的电流情况为( )
A.电阻和电流均保持不变
B.电阻保持不变,电流是原来的2倍 C.电阻和电流都变为原来的2倍
D.电阻减小为原来的一半,电流为原来4倍 【答案】B
【解析】根据欧姆定律,通过导体的电流的大小等于导体两端的电压和导体电阻的比值。当电阻不变时,电压增大到原来的2倍,所以通过导体的电流也是原来的2倍。
【总结升华】导体的电阻是导体本身的一种属性,和导体两端的电压以及通过导体的电流无关。
类型二、综合应用
3. 小刚按照图所示的电路图连接电路,闭合开关后,发现两只灯泡都不亮,且电流表示数为零,电