欧姆定律变化量范例6篇

欧姆定律变化量范文1

【关键词】欧姆定律 应用 初中科学 教学策略 探索

“欧姆定律及其应用”的教学目标是让学生理解欧姆定律,并应用欧姆定律进行简单计算;能根据欧姆定律及其电路的特点,更深刻理解串、并联电路的特点;通过计算,学会解答电学计算题的一般方法,培养学生逻辑思维能力,观察、实验能力以及分析问题、概括问题、解决问题的能力,并养成学生解答电学问题的良好习惯。通过实验探究等学习方法,激发和培养学生学习科学的兴趣,培养学生实事求是的科学态度以及认真谨慎的学习习惯。

近几年,中考对“欧姆定律及其应用”的考查非常多,归纳一下,主要是从这么几方面进行考查的。

1、以欧姆定律为基础,结合串、并联电路的电压、电流、电阻特点,解决一些简单的计算。

例1、如图3所示, ,A的示数为2.5A,V的示数为6V;若R1,R2串联在同一电源上,通过R1的电流为0.6A,求R1和R2的电阻值。

图3

解析:此题考查了学生对并联电路特点的掌握和对欧姆定律公式的理解。在解物理题中,数学工具的应用很重要。本题可先根据并联电路的特点,找出R1、R2和总电阻的关系。

2、结合伏安法测电阻的相关知识,更深刻的理解欧姆定律的生成,强化电学实验操作技能的考查。

例2、给出下列器材:电流表(0~0.6A,0~3A)一只,电压表(0~3V,0~15V)一只,滑动变阻器(0~10 )一只,电源(4V)一个,待测电阻的小灯泡(额定电压2.5V,电阻约10 )一个,开关一只,导线若干,要求用伏安法测定正常发光时小灯泡灯丝的电阻,测量时,两表的指针要求偏过表面刻度的中线。

(1)画出电路图;

(2)电流表的量程选 ,电压表的量程选 ;

(3)下列必要的实验步骤中,合理顺序是 。

A. 闭合开关 B. 将测出的数据填入表格中

C. 计算被测小灯泡的灯丝电阻 D. 读出电压表,电流表的数值

E. 断开开关 F. 将滑动变阻器的阻值调到最大

G. 对照电路图连好电路 H. 调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5V

解析:欧姆定律的得出是根据伏安法测电阻的电路图来进行探究的,而伏安法测电阻同时也是欧姆定律的一个应用。所以伏安法测电阻与欧姆定律的应用其实是相辅相成的。对伏安法测电阻的相关知识的考查,其实更能帮助学生理解欧姆定律的生成。并且通过自己画电路图的过程,考查了学生对电路连接的作图能力和实验设计能力。

3、应用“欧姆定律”判断电路中各电表的示数变化

例3、如图1所示,电源电压保持不变,当滑动变阻器滑片P由左端向右移到中点的过程中,下列判断正确的是( )

A. 电压表和电压表A1,A2和示数变大

B. 电流表A1示数变大,电流表A2和电压表示数不变

C. 电流表A2示数变大,电流表A1,电压表示数不变

D. 条件不足,无法判断

解析:本题考查了利用欧姆定中电压、电流、电阻的关系来判断电流表、电压表示数变化的同时,也考查了学生对复杂电路的判断能力,电表测哪个用电器的电压,测通过哪个用电器的电流等。R1和R2是并联关系, 测电源电压; 测干路电流, 测R2的电流。

答案: B

4、通过解方程的方法结合欧姆定律,解决由于电阻变化而引起电压、电流变化的题。

例4、 如图2所示,变阻器R0的滑片P在移动过程中电压表的示数变化范围是0~4V,电流表的示数变化范围是1A~0.5A,求电阻器R的阻值、变阻器R0的最大阻值和电源电压U。

图2

解析:在电路中由于电阻发生变化引起的电流、电压变化的题,如不能直接用欧姆定律和串、并联电路特点直接求解,可考虑用方程解题。在设未知数时,尽量设电源电压、定值电阻等电路中不会变化的量。首先分析一下电路图,弄清电流表测量对象,同时可看出电压表示数为0V时,电流表示数最大为1A,电压表示数为4V时,电流表示数最小为0.5A。但根据已知,用欧姆定律和串联电路的特点能直接求出的量只有R0的最大电阻值,别的再无法直接求出,因此这里必须要列方程来解。

5、“欧姆定律”和生活实际的结合,提高学生观察生活的能力和解决实际问题的能力。

例5、下图是新型节能应急台灯电路示意图,台灯充好电后,使用时可通过调节滑动变阻器接入电路的阻值R改变灯泡的亮度,假定电源电压、灯泡电阻不变,则灯泡两端电压U随R变化的图象是( )

解析:灯L和滑动变阻器串联,电源电压U、灯泡电阻 不变。当滑片向左移动时,滑动变阻器的电阻变大,即电路中的总电阻变大,由 知,电路中的电流I会变小,则灯泡两端电压 也会变小。

答案:选C。

结论:授之以鱼不如授之以渔,以上总结的题目类型可能并不完全,但只要学生能掌握并真正理解欧姆定律的内涵,就能很好的应用它来解决生活实际中真正出现的问题,把理论转化为实践才是学习的真正目的。

参考文献

[1] 谢妮.欧姆定律教学的优化设计[J]. 职业

[2] 邹冠男.欧姆定律知识梳理[J]. 中学生数理化(八年级物理)(人教版)

欧姆定律变化量范文2

如图所示,电源电压U保持不变,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P在某两点之间来回滑动,电流表的示数变化范围是0.5A~1A,电压表的示数变化范围是2V~7V。

求:(1)电源电压U

(2)定值电阻R

二、试题分析

令滑片P在滑动变阻器上从左向右由1向2点滑动,由题目分析知:滑动变阻器接入电路的电阻变大,电流表示数变小,电压表示数变大,故电流表示数从1A变化到0.5A,电压表示数从2V变化到7V,定值电阻R两端的电压从U-2V变化到U-7V,滑动变阻器接入电路的电阻值分别是__________,__________ 。

三、参考解答

解法一:由题意知,当滑片处于1和2两点时,定值电阻R两端的电压分别为U-2V和U-7V,通过的电流分别为1A和0.5A,对于定值电阻R利用欧姆定律,可以两次列式

解之得:U=12V R=10Ω

评析:本解法使用的物理知识是欧姆定律的数学表达

,使用该公式时,I、U、R三个物理量必须对应于同一用电器或同一段电路,对于整个电路利用欧姆定律也可以列式:

解法二:由题意知,当滑片处于1和2两点时,定值电阻R两端的电压和电流均发生改变,由于R的阻值不变,根据欧姆定律的含义,当电阻不变时,通过的电流与加在两端的电压成正比,可以列式:

解之得:U=12V

再由题意易求得:R=10Ω

评析:本解法使用的物理知识是深刻理解欧姆定律的含义之一,当电阻不变时,通过的电流与加在两端的电压成正比。

解法三:根据电阻的计算式_____ 可知,当定值电阻R两端的电压和电流均发生改变时,定值电阻R的阻值等于R两端电压变化值与电流变化值的比值,即_____,因此可以列式:

解之得:R=10Ω

再由题意易求得:U=12V

评析:本解法使用的物理知识是深刻理解电阻计算式的使用,不仅_____ ,而且_____ 。

解法四: 由题意知,当滑片处于1和2两点时,整个电路的电阻值发生了改变,导致电路中的电流发生了改变,但电源的电压不变,因此可以列式:

解之得:R=10Ω

再由题意易求得 U=12V

评析:本解法使用的物理知识表面上好像就是电源电压U=IR总,其深刻理解是欧姆定律的另一个含义,即当电压不变时,电流与电阻成反比。

解法五:根据串联电路的分压规律,各导体两端的电压之比等于导体的电阻之比,当滑片处于1和2两点时,两次使用串联电路的分压规律可以列式:_____

解之得:U=12V R=10Ω

评析:本解法使用的关键能熟练使用串联电路的分压规律。

解法六:根据串联电路各串联导体两端电压的计算公式 可以两次列式:

解之得:U=12V R=10Ω

评析:本解法使用的关键能熟练使用串联电路导体两端电压的计算公式。

四、亮点赏析

欧姆定律变化量范文3

一、滑动变阻器滑片P的移动引起电路中电学三大物理量的变化类

例1:如图(图略)所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,各电表的示数将如何变化:( )A.电流表A示数变大,电压表V示数变小;B.电流表A示数变大,电压表V示数变大;C.电流表A示数变小,电压表V示数变小;D.电流表A示数变小,电压表V示数变大。

分析:①首先判断出这两个电路的连接方式,电压表V测量哪个元件两端的电压,电流表A测量哪部分的电流;②其次判断出当滑动变阻器的滑片滑动时,电路中总电阻和总电流的变化情况;③最后结合欧姆定律和串、并联电路电流、电压的特点分析电流表和电压表示数的变化情况。

解答:①电阻R和变阻器R1组成串联电路,电压表V测量滑动变阻器R1两端的电压,电流表A测电路中的电流;②当滑动变阻器R1的滑片P向右滑动时,其接入电路阻值变小,电路中总电阻变小,根据欧姆定律得电路中电流变大,故电流表示数变大;③定值电阻R两端的电压为U=IR,I变大,R不变,因此U变大,故定值电阻R两端的电压U变大,电压表V1示数变大;因定值电阻R两端的电压U变大,电源两端电压保持恒定,根据串联电路电压的特点,滑动变阻器两端的电压U1会变小,故电压表V2的示数变小。故选B。

点评:本题考查了欧姆定律的应用以及滑动变阻器的使用,解决此类问题要判断滑动变阻器在电路中电阻的变化,再利用串联电路的特点和欧姆定律来判断电表示数的变化。

例2:电源电压保持不变,闭合开关,滑动变阻器滑片P从左向右移到中点的过程中,电流表A1、A2、电压表V的示数各如何变化?( ) A.电压表V和电流表A1、电流表A2的示数都变小;B.电流表A1的示数和电流表A2的示数保持不变;C.电流表A1示数变大,电流表A2和电压表V的示数不变;D.电流表A2示数变小,电流表A1和电压表V的示数不变。

分析:从图(图略)可知,R1和R2组成的是一个并联电路,电流表A1测量的是干路电路中的总电流,电流表A2测量的是通过定值电阻R2的电流,首先分析电路中电阻的变化,再利用公式I=U/R来分析电流表示数的变化,电压表测量的是R2两端的电压,可利用并联电路的特点进行分析。

解答:因为R1和R2组成的是一个并联电路,电压表测量的是R2两端的电压,故U1=U2=U,而电源两端电压保持不变,所以电压表示数保持不变;电流表A2测量的是通过定值电阻R2的电流,U2不变,R2不变,由公式I=U/R可知,电流表A2的示数保持不变;电流表A1测量的是干路中的电流,滑动变阻器滑片P从左向右滑动时,其连入电路中的电阻变小,所以电路中的总电阻变小,而U不变,由公式I=U/R可知,电流表A1的示数变大,电流表A2的示数保持不变。故选 C。

点评:本题考查了滑动变阻器对电流表和电压表的影响,解决此类问题要判断滑动变阻器在电路中电阻的变化,再利用并联电路的特点和欧姆定律来判断电压和电流的变化。

二、开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化类

例3:如图(图略)所示,电源电压不变,当开关S由断开到闭合时,电表示数的变化情况是:( ) A.电流表、电压表示数均变大;B.电流表、电压表示数均变小;C.电压表示数变大,电流表示数变小;D.电压表示数变小,电流表示数变大。

分析:先判断出开关闭合前后电路的连接方式,再判断电压表测哪个用电器两端的电压,最后根据欧姆定律解答。

解答:在开关闭合前,电阻R1和 R2组成串联电路。电压表V测量R2两端的电压,开关闭合后,电阻R1被局部短路,此时,电压表测量R2两端的电压,同时也测量电源两端的电压,因此电压表V的示数和原来相比将变大。

开关闭合前,电流表测量串联电路的电流;开关闭合后,由于电阻R1和电流表被局部短路,所以电流表的示数为零,和原来相比电流表的示数将变小。故选C。

点评:知道串联电路的特点,熟悉电压表的使用,会灵活应用欧姆定律。

例4:如图(图略)所示的电路,电源电压保持不变,当开关s闭合时,电表示数的变化情况是:( )A. A1示数不变,A2示数减小;B. A1示数不变,A2示数增大;C. A1、A2的示数均增大;D.A1示数减小,A2示数减小。

分析:先判断出电阻的连接方式和电流表是测量哪个电阻的电流后分析解答。

解答:两个电灯是并联的,电流表A1测支路中的电阻R1的电流,电流表A2测干路中的电流,当开关闭合后,电阻R1两端的电压还等于电源电压,故电流表A1的示数不变;而电路的总电阻变小,根据欧姆定律得,干路中的电流变大,故电流表A2的示数变大。故选B。

欧姆定律变化量范文4

关键词: 新课标 《欧姆定律》 探究性实验教学

《初中物理新课程标准》将科学探究纳入了物理教学的内容,旨在将学生学习的重心从过去的过于强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化。

所谓“实验探究教学模式”,是指学生在教师的引导下,运用已有的知识和技能,充当新知识的探索者和发现者的角色的学习模式。

笔者多年从事初三物理教学,结合新课改要求,在《欧姆定律》探究教学中进行了尝试,现谈谈自己的实践和体会。

一、在探究过程中,着重应用控制变量法

控制变量法是指决定某一物理量的因素有很多。为了弄清这个量与这些因素之间的关系,往往先控制住其他几个因素不变,集中研究其中一个因素变化所产生的影响,然后通过比较归纳出与这些量之间的关系。

欧姆定律揭示了电流、电压、电阻三个物理量之间的关系,由于电流大小与电压、电阻都有关系,因此探究步骤中的设计实验应尽量引导学生分为两步设计。

1.保持电阻不变,研究电流跟电压的关系。

要让学生明确“研究电流跟电压的关系时,应保持电阻不变”,设计实验电路时应考虑:①怎样测量定值电阻两端的电压U和定值电阻中的电流I呢?②怎样保持导体的电阻R不变呢?③通过什么方法改变定值电阻两端的电压U呢?

设计并连接电路利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,使它成整数倍地增加,并记录所对应的电流值,

2.保持电压不变,研究电流跟电阻的关系。

要让学生明确“研究电流跟电阻的关系时,应保持电压不变”,实验探究时应考虑:①怎样改变导体电阻R的大小?②怎样保持导体两端的电压U不变呢?让学生讨论交流,使学生认识到:当定值电阻的大小发生变化时,可通过滑动变阻器控制其两端的电压U保持不变。

更换定值电阻,利用滑动变阻器保持定值电阻两端的电压不变,记录对应的电流值,在具体的探究教学中可能会遇到这样的问题:在电阻R阻值改变时,电阻R两端的电压也发生变化,如何移动滑动变阻器的滑片,使电阻R两端的电压恢复到原来的电压值。这也是把控制变量法从理论升华到实际的一个方面。

二、在探究过程中,让学生亲身体验,增强课堂教学效果

学生是教学活动的主体,教师对思维活动过程的展开,不能代替学生自己的思维活动。因此,在设计本节探究活动时笔者以学生为中心,进行分组实验。激发学生的求知欲和参与意识,使不同层次学生的认知结构、个性品质在参与中都得到发展。设计学生活动程序如下:

(1)提出问题:电流与电压,电流与电阻的关系?

(2)作出假设:①不成比例。②成正比。③成反比。

(3)设计并进行实验:①设计电路图。②设计步骤。③进行实验。

(4)分析数据得出结论。

这样做有以下好处:第一,可以充分调动学生的积极性。对于初中学生来说,他们已不再局限于看老师演示实验,都喜欢自己动手操作,通过自己的实践解决问题。第二,可以清楚地发现并指出学生的操作中的错误,物理实验中一些仪器的使用,要求学生掌握,培养学生正确而良好的操作技能。但是,在实践过程中,笔者认为学生的练习机会实在太少,有些仪器的使用方法尽管学生课上听懂了,但真正操作起来并不如想象的那样简单顺手。就像本节中的电流表、电压表的使用,学生往往会把电表的串并连搞错,把正负接线柱接错等,滑动变阻器的使用也不够到位。第三,可以巩固学生对相应知识的掌握情况。对于人的记忆方式来说,自己动手操作过的情景记忆起来要比单纯的聆听接受记忆要牢固得多。

三、在探究过程中,引导学生反思应用迁移

这一方法要求把已知迁移到未知、把此一类知识迁移到另一类知识中,使学生受到相互渗透、影响和转化的观点的教育。例如,启发学生把已有的知识迁移到欧姆定律的探究中,把欧姆定律的知识迁移到其他知识的学习中。这样就使学生不仅提高了知识学习的效率,而且逐渐树立普遍联系、转化的观点。

例如:在总结欧姆定律的公式(I=U/R)时,可以压强的公式为母本,压强的公式是P=F/S,它的理解可以是:当受力面积一定时,压强与压力成正比;当压力一定时,压强与受力面积成反比。而欧姆定律是:通过导体的电流,与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。两者是可以相互迁移的,所以很顺利地得出欧姆定律的公式I=U/R。这对于知识和思维不是很完善的初中学生来说,可以很容易地掌握知识,得出结论。

当然在欧姆定律的探究教学中还有很多地方可以运用知识迁移,例如:在运用探究的基本过程解决电流、电压、电阻三者关系时,可以反思以往用探究的方法解决过的问题,如液体压强、深度、液体密度三者的关系,用以往的经验为本次探究的顺利完成做铺垫。

四、在探究过程中,利用教材对学生进行德育教育

德育是五育之首,新课程标准关注人的发展,把德育放在十分重要的地位。作为基础学科的物理理所当然承担着重要的德育任务。

在《欧姆定律》探究教学中,笔者首先做了大量的准备工作,这样学生不仅学得很愉快,而且在心里会产生一种对教师的敬佩之情,并从老师身上体会到一种责任感,这对以后的学习工作都有巨大的帮助作用。其次,在教学过程中,利用分组实验的合作性学习潜移默化地对学生进行德育教育,培养他们团结协作的精神。最后,利用欧姆的事迹和成果激发学生的学习热情,树立崇高理想,榜样的力量是无穷的,它对学生具有强大的感染力和说服力。

教育部颁布的《物理课程标准》首先提出科学探究,其次才是科学内容,它把科学探究作为很重要很有价值的学习方法和教学方法提出来,说明越来越多的教育者注意到探究教学在教改中的重要地位。《欧姆定律》一课的探究教学不仅要求教师有较高自身的修养素质,还要做好在探究教学中与学生一起双向地、互动地建构学科知识、促进能力发展。因此,在初中物理新课标下如何更好地开展探究教学,值得我们探讨。

参考文献:

欧姆定律变化量范文5

【关键词】物理 电路 电学

【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)30-0133-02

动态电路是指滑动变阻器滑片的移动或开关的闭合与断开引起电路的变化,通常考查电压表或电流表示数的变化情况。动态电路分析一直是电学主流题型之一,中考一般出现在选择、填空或实验题中。主要是考查学生对欧姆定律、电能、电功率的把握及其运用电学知识解决实际电路问题的能力。

一 如何解决此类问题

首先要分析电路是串联还是并联,各个电表分别测哪个用电器的哪个物理量。(1)若是通过移动滑片来改变电路,先分析电阻如何变化。若是串联电路,电阻的变化会引起电流的变化,再根据串联电路分压的规律(分压与电阻成正比)判断电压表的示数变化。(2)若是并联电路,根据并联电路中各支路两端电压相等,通过电压表的位置判断,一般情况下,此时电压表示数不变;再根据各支路工作互不影响,判断电流表的示数是否变化,最后再判断如何变化。(3)若是通过开关改变电路,需分别分析开关断开时和开关闭合时电路的连接情况,以及各个电表分别测什么,再对比电表示数的变化。

二 典型例题

下面例举两种典型例题以供参考。

1.滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化

第一,串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化。

例1:如图1,是典型的伏安法测电阻的实验电路图,当滑片P向右移动时,请你判断电流表和电压表的变化。

分析:(先确定电路,再看电阻的变化,再根据欧姆定律判断电流的变化,最后根据欧姆定律的变形公式判断电压的变化。)此电路是串联电路,电流表测的是总电流,电压表测的是R1两端的电压。当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器的电阻增大,电路的总电阻增大,从而使电路中的总电流减小。因此,电流表的读数减小。根据欧姆定律U1=I总R1,R1两端的电压减小,因此,电压表的读数减小。

针对练习:

[练习一]在如图2所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时( )。

A.电流表示数变大,灯变暗;

B.电流表示数变小,灯变亮;

C.电压表示数不变,灯变亮;

D.电压表示数不变,灯变暗。

[练]在如图3所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时( )。

A.电压表示数变大,灯变暗;

B.电压表示数变小,灯变亮;

C.电流表示数变小,灯变亮;

D.电流表示数不变,灯变暗。

第二,并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化。

例2:如图4,当滑片P向右移动时,A1表、A2表和V表将如何变化。

分析:(先确定电路,然后看准每个电表分别测的电压和电流值,再根据欧姆定律判断变化,欧姆定律无法判断的再用电路的电流、电压、和电阻的关系判断。)此电路是并联电路,电压表测的是电源电压,电流表A1测的是支路上通过R1的电流,电流表A2测的是总电流。当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器的电阻增大,导致并联电路的总电阻增大,因此电路中的总电流减小,电流表A2的读数减小。由于定值电阻R1的阻值和它两端的电压保持不变,根据欧姆定律通过R1的电流不变,因此,电流表A1的读数不变。由于电压表测的是电源电压,所以电压表的读数也不变。

针对练习:

[练习三]如图5,当滑片P向右移动时,A1表、A2表和V表将如何变化?

[练习四]如图6所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表A1的示数如何变化?电压表V与电流表A示数的乘积将如何变化?

2.开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化

例3:在如图7所示的电路中,开关K由断开到闭合时,电流表的示数将 ,电压表的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。

分析:(先画出开关断开和闭合时的等效电路,然后再根据欧姆定律判断。)

如图8所示,开关断开时电阻R1和R2构成串联电路,电流表测的是总电流,电压表测得是R1两端的电压。开关

闭合时,整个电路只有一个电阻R1,电流表测的是总电流,电压表测的是R1两端的电压,也是电源电压。

如图9所示,当开关由断开到闭合时电路中的总电阻减小,所以电路中的总电流增大,电流表的读数增大。由于串联电路是分压电路,所以电压表的读数增大。

针对练习:

[练习五]在图10中,灯泡L1和灯泡L2是 联连接的。当开关K由闭合到断开时,电压表的示数将 ;电流表的示数将 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。

[练习六]如图11所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,开关S1、S2都闭合时,电流表A与电压表V1、V2均有示数。当开关S2由闭合到断开时,下列说法正确的是( )。

A.电压表V1示数不变;

B.电流表A示数不变;

欧姆定律变化量范文6

一、知识网络

欧姆定律探究电流与电压、电阻的关系欧姆定律内容、公式欧姆定律的应用伏安法测电阻串联、并联电路电阻的特点

二、知识梳理

(一)欧姆定律的探究(探究电流与电压、电阻的关系)

1.探究方法:控制变量.

2.实验电路图:如图1所示.

3.实验结论:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.

(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.表达式:I=■

3.适用范围:欧姆定律所研究的电路是电源外部的一部分或全部电路;在非纯电阻电路中(如含有电动机的电路),公式中的U、I、R的关系不成立.

4.适用条件:欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性,即I、U、R是对同一段电路(或导体)、同一时刻(或状态)而言的.

5.公式变形:由欧姆定律数学表达式可得到公式R=■、U=IR,用于计算导体的电阻和导体两端的电压.

(三)欧姆定律的应用

1.伏安法测电阻

伏安法测电阻的实验原理是R=■.用伏安法测量导体电阻的大小,即用电压表测量导体两端的电压大小,用电流表测量导体中电流大小,根据公式R=■,即可得到导体电阻的大小.在用伏安法测电阻时,要正确选择电压表与电流表的量程,同时,要利用多次测量求平均值以减小实验误差.

2.推导串联电路的总电阻

如图2,根据串联电路中电流、电压的特点可知:

I=I1=I2,U串=U1+U2

再根据欧姆定律变形公式可得:

IR串=I1R1+I2R2

所以,R串=R1+R2

结论:串联电路的总电阻等于各串联导体电阻之和.(若有n个导体串联,其总电阻为R串=R1+R2……+Rn)

3.推导并联电路的总电阻

如图3,根据并联电路中电流、电压的特点可知:

I=I1+I2,U=U1=U2

再根据欧姆定律的变形公式可得:

■=■+■

所以,■=■+■

结论:并联电路总电阻的倒数等于各并联导体电阻倒数之和.(若有n个导体并联,其总电阻为■=■+■+……+■)

三、典型例题

例1 由欧姆定律数学表达式可以得出公式R=■.关于此表达式,下列说法正确的是( ).

A.当导体两端的电压是原来的2倍时,导体的电阻也是原来的2倍

B.当导体中电流是原来的2倍时,导体的电阻是原来的0.5倍

C.当导体两端的电压增加几倍,导体中的电流也增加几倍,导体的电阻不变

D.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零

解析 公式R=■是由欧姆定律数学表达式变形得到的,它表示一段导体两端的电压与通过导体电流的比值是不变的,它反映了导体对电流的阻碍作用.电阻是导体本身的一种属性,跟导体两端电压、电流均无关.

答案 C.

例2 小明同学想探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”,设计了如图4所示的电路图(电源电压恒为6V).

(1)根据小明设计的图4,用铅笔将图5的实物连接完整.

(2)小明将第一次实验得到的数据填入了下面表格中,然后将E、F两点间的电阻由10Ω更换为20Ω,让滑动变阻器的滑片P向 移动(选填“A”或“B”),直到电压表的示数为 V.此时电流表的指针位置如图6所示,请把测得的电流数值填入表格.

(3)小明根据实验数据得到如下结论:导体中的电流与导体的电阻成反比.请你对以上的探究过程和得出的结论做出评价,并写出两点评价意见: ; .

解析 (1)连接实物图时,电压表要并联在定值电阻两端,并注意选择合适的量程;连接滑动变阻器要注意连接“一上一下”两个连接柱.

(2)因为导体中的电流与导体电阻和导体两端的电压均有关,所以探究“一段电路中的电流跟电阻关系”时应控制定值电阻两端电压相同.当E、F两点间的电阻由10Ω更换为20Ω时,如果滑动变阻器滑片P不移动,则电压表示数会变大,为了保持电压表示数不变,滑片P应向B端移动,直到电压表示数与第一次实验时一样,即4V.

(3)通过数据分析找出物理规律是研究物理问题的常用方法,但仅通过一两次实验数据就得到结论并不科学,常常会使结果带有偶然性,因此需要进行多次实验;得出的结论是有条件限制的,结论缺少前提条件.

答案 (1)如图7所示.

(2)B 电压表的示数为4V 0.2

(3)实验次数太少(没有进行多次实验);结论缺少“电压一定”的前提条件

例3 小华想测出一个电阻Rx的电阻值,将选用的器材连接成如图8所示的电路,R0为已知阻值的定值电阻.由于电源电压未知,所以,没能测出电阻Rx的阻值.请你选添合适的器材,帮他完成这个实验.要求:(1)用两种不同的方法,分别画出电路图,简要说明实验方法,并写出电阻Rx的表达式.(2)每一种方法在不拆除原有电路接线的条件下,只允许选添一种器材和导线接入电路.

解析 方法1:如图9,用电流表测出通过Rx的电流I,用电压表测出Rx两端的电压U,则电阻Rx=■.

方法2:如图10,用电流表测出通过Rx的电流为I,用电压表测出Rx和R0两端的总电压为U,则电阻Rx=■-R0.

方法3:如图11,先用电流表测出电路中的电流为I1,再将导线并联在电阻Rx两端,测出电流表为I2,则电阻Rx=■R0 .

点评 本题采用特殊方法测量电阻.因为已有电流表,这样就可以测出电阻Rx和已知电阻R0的电流值.但由于缺少电压表,因此解决本题的关键是如何测量出电阻Rx两端的电压.解决本题的方法是开放性的,只要能测出电阻Rx两端的电压(或Rx和R0两端的总电压),即可利用R=■求出电阻Rx的阻值(或电阻器Rx与R0的总电阻,从而可求Rx的阻值).另外,将导线并联在电阻Rx或已知电阻R0两端,可使得电路中电流发生变化.根据电流表的数值,并利用欧姆定律即可求出电阻Rx的阻值.

例4 在学校举行的物理创新大赛上,小明和小红所在的科技小组分别设计了一种测量托盘所受压力的压力测量仪,如图12、图13所示.两装置中所用的器材与规格完全相同,压力表是由电压表改装而成,R1为定值电阻,阻值为10Ω,R2为滑动变阻器,规格为“10Ω 1A”.金属指针OP可在金属杆AB上滑动,且与它接触良好,金属指针和金属杆电阻忽略不计.M为弹簧,在弹性限度内它缩短的长度与其所受的压力大小成正比.当托盘所受压力为零时,P恰好位于R2的最上端;当托盘所受压力为50N时,P恰好位于R2的最下端,此时弹簧的形变仍在弹性限度内.

(1)图12装置中,当P位于R2的最下端时,电压表的示数为3V,则电源电压是多少?

(2)图12装置中,压力25N的刻度位置标在电压表表盘多少伏的刻度线上?

(3)在图12、图13两种装置中,两个压力表的刻度特点有何不同?试说明理由.

解析 (1)图12装置中,当P位于R2的最下端时,

电路中的电流I=■=■=0.3A.

电源电压U=I(R1+R2)=0.3A×(10Ω

+10Ω)=6V.

(2)图12装置中,当托盘所受压力为25N时,P恰好位于R2的中点,滑动变阻器接入电路的电阻R2为5Ω.电压表测R2两端电压.

电路中的电流I=■=■=0.4A.

电压表的示数为U2=IR2=0.4A×5Ω=2V.

压力25N的刻度位置标在电压表表盘2V的刻度线上.

(3)图12装置中压力表的刻度是不均匀的,图13装置中压力表的刻度是均匀的.

图12装置中,当改变托盘所受的压力时,R2接入电路中的电阻发生变化,电压U2=■,U2与R2不是正比关系,压力表的刻度不均匀.