第四篇 初中物理电学之欧姆定律_初中物理第十七章欧姆定律作业设计

 

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第1节　电流与电压和电阻的关系

　　第2节　欧姆定律

　　第3节　电阻的测量

　　第4节　欧姆定律在串、并联电路中的应用

第1节 电流与电压和电阻的关系

对于一个电阻（导体）来说，它的电流、电压、电阻三者的关系怎样？

实验电路

采用的研究方法是：控制变量法。即：

1.保持电阻不变，改变电压，研究电流随电压的变化规律；

2.保持电压不变，改变电阻，研究电流随电阻的变化规律。

结论：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；在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。

就电源来讲，电动势是产生电流的根本原因；就负载电阻来讲，因为电源电压的存在，电场力做功，产生电流。

电压越高，电流越大；电阻是起阻碍作用的，电阻越大、电流越小。

第2节 欧姆定律

1.欧姆定律：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。

强调：此结论绝对不能倒过来说。

2.公式：

欧姆定律： I=URI=\frac{U}{R} 其它变形： U=RIU=RI R=UIR=\frac{U}{I}

单位问题：

I 安培(A)；电压U 伏特(V)；电阻R 欧姆(Ω)

3.公式的使用：只适用于纯电阻电路。就实际电路而言，即用电器工作时，消耗的电能完全转化为内能。

(1)这三个物理量必须指向一个特定的电阻对象（或一个电阻整体）：电阻。避免张冠李戴，这也是这里的难点和同学们容易出问题的地方。

不同的对象，这三个参数一般使用角标来进行区分。

(2)同一个电阻的I、U和R中，已知任意的两个量就可求另一个量；

(3)计算时这三个量的单位一定要统一。要注意电阻是Ω还是kΩ，电流值是A，还是mA。在这里容易出问题

4.欧姆定律的应用：

①电阻是导体的固有属性，同一电阻的阻值不变，与流过的电流和外加的电压无关。

②当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小。

③当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大。

在这里总结一下：电压、电流、电阻单位之间的换算关系

电流I：单位安培 A。1A=10^3毫安(mA) 1mA=10^3 微安(uA) 1uA=10^3纳安(nA)；

电压U：单位伏特 V。1kV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000μV；

电阻R：单位欧姆 Ω。1 MΩ=1000 KΩ 1 KΩ=1000Ω

第3节 电阻的测量

我们将欧姆定律公式加以变形，可得到：

R=UIR=\frac{U}{I}

伏安法测量电阻：

只要测出导体两端的电压和通过导体的电流，就可以测出（通过计算得出）这个导体的电阻的大小。这种测量电阻的方法叫伏安法，是一种间接测量法。

伏阻法测电阻 其中RO的最大阻值已知

基本方法步骤：

先把滑片（P）滑到a端，记下电压表的示数（U）；再把把滑片（P）滑到b端，记下电压表的示数（U1）；RO两端的电压为U2=U－U1,电路电流为I=（U－U1）/RO；

则RX=U1RO/（U－U1）

安阻法测电阻 其中RO的最大阻值已知

基本方法步骤：

先把滑片（P）滑到a端，记下电流表的示数（I1）；再把把滑片（P）滑到b端，记下电压表的示数（I1）；电源电压U=I1×RX=I1×(RX＋RO)；

则RX=I1×RO/(I1－I1)

使用欧姆表可以直接测量电阻。

查看用电器的铭牌，会有很多参数，但是一般每个用电器都标有额定电压和额定电流值。

1.额定电压：用电器正常工作时所需的电压，叫做额定电压。

过电压会造成用电器损坏。实际电压比额定电压高很多，很可能损坏用电器；如果实际电压比额定电压低很多，用电器就不能正常工作，有时还会损坏用电器。

2.额定电流：用电器在额定电压下流过的电流叫额定电流。

过电流，对用电器存在影响。实际电流大于额定电流时，易损坏用电器，实际电流小于额定电流时，用电器不能正常工作，有时易损坏用电器。

例如，若灯泡标有“3.8V 0.3A”字样，“3.8V”是该小灯泡的额定电压，“0.3A”是该小灯泡的额定电流。

第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用

一、电阻的串联

指一系列电阻依次首尾相连没有分支。

1.电流：串联电路中，各处的电流相等。

I=I1=I2=⋅⋅⋅I=I_{1}=I_{2}=\cdot\cdot\cdot

2.电压：串联电路中，总电压等于各部分电路电压之和

U=U1+U2+⋅⋅⋅U=U_{1}+U_{2}+\cdot\cdot\cdot

3.电阻：串联电路中,总电阻等于各串联电阻之和

R=R1+R2+⋅⋅⋅R=R_{1}+R_{2}+\cdot\cdot\cdot

如果n个等值电阻（R）串联，则有

总R总=nRR_{总}=nR

注：总电阻比任何一个分电阻都大，其原因是电阻串联相当于增加了导体的长度；

实际意义：用多个小电阻串联起来代替大电阻。

4.分压作用： U1U2=R1R2\frac{U_{1}}{U_{2}}=\frac{R_{1}}{R_{2}} 阻值越大的电阻分得电压越多，反之分得电压越少

串联电阻的作用：

A 串联电阻用于限流；B 串联电阻用于分压；C 串联电阻用于多量程的电压表扩大量程。

二、电阻的并联

指一系列电阻首端连在一起，尾端连在一起。

1.电流：干路电流等于各支路电流之和 总电流等于分电流之和

I=I1+I2+⋅⋅⋅I=I_{1}+I_{2}+\cdot\cdot\cdot

2.电压：干路电压等于各支路电压

U=U1=U2=⋅⋅⋅U=U_{1}=U_{2}=\cdot\cdot\cdot

3.电阻：总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和

1R=1R1+1R2+⋅⋅⋅\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\cdot\cdot\cdot

注：总电阻比任何一个分电阻都小，其原因是电阻并联相当于增加了导体的横截面积；

实际意义：用多个大电阻并联起来代替小电阻。

变形式R=R1.R2/（R1＋R2）此变形式只适用于两个电阻并联的情况，多于两个电阻并联则不适用。

如果n个等值（R）电阻并联，则有 总R总=RnR_{总}=\frac{R}{n}

4.分流作用： I1I2=R2R1\frac{I_{1}}{I_{2}}=\frac{R_{2}}{R_{1}}

阻值越大的电阻分得电流越少，反之分得电流越多。

并联电阻的作用：并联电阻多用于多量程的电流表中，以达到扩大量程的目的，分流电阻或越小，扩大的量程越大。

例题分析：

1.如图，同时闭合两个开关，所有电阻都为1Ω，两个电源内阻都很小，左边电源会产生从1V电源流过的电流吗？

这个题目的分析，其实是考虑两个电源叠加的影响，实际上已经超出了中学电学的理论范畴。实际上通过分析，我们可以看出来，1V电源的电流是存在的，而且是从正极流向负极，也就是说这个电源实际上已经不起电源作用了，而是一个负载，它在被充电。

2.将“2.5V 0.1A”灯泡甲和“3.8V 0.1A”的灯泡乙，分别串联或并联后，接在电压为2.5V的电源两端，如果不考虑温度对电阻的影响，下列说法中正确的是（ ）。

a.串联时，两灯都能正常发光； b.串联时，甲灯比乙灯更亮；

c. 并联时，通过两灯的电流相等；d.并联时，甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大。

解题： 灯甲R灯甲=2.5V0.1A=25ΩR_{灯甲}=\frac{2.5V}{0.1A}=25\Omega 灯乙R灯乙=3.8V0.1A=38ΩR_{灯乙}=\frac{3.8V}{0.1A}=38\Omega

显然，甲、乙两灯泡额定电流相等，额定电压高的电阻大，即灯R甲＜R乙；

（1）两灯串联时，电流相等，电阻大的分得的电压高，两灯的电压和为电源电压2.5V，故都达不到额定电压，都不能正常发光。所以a是错误的。

（2）串联关系电流相等，灯R甲＜R乙，根据 P=I2RP=I^{2}R 所以灯甲的实际功率小于灯乙的实际功率，故b是错误的；

（3）两灯并联时，电压相等，R1＜R2，由 I=URI=\frac{U}{R} ，通过灯甲的电流要大于灯乙的电流，故c错误；

（4）甲乙两灯并联时，电压相等，鉴于R甲＜R乙。根据 P=U2RP=\frac{U^{2}}{R} ，所以甲灯的实际功 率大于灯乙的实际功率；所以d是正确的。此题的答案是：d

参考

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