电流和电压电阻的关系——欧姆定律

甲、乙两次实验的现象有什么不同？为什么？R＝10欧R＝10欧U1＝1.5VU2＝3.0V实验1实验2：甲L1L2R1＝5欧R2＝10欧U＝3.0VU＝3.0V甲、乙两次实验的现象有什么不同？为什么？请思考：如果要使灯泡变暗有何办法？方法一:去掉一节电池方法二:给电路增加电阻提出问题：相同的灯泡，但发光程度不同，说明流过它们的电流不同。那么电流可能和什么因素有关呢？2、电阻越大，对电流的阻碍作用就越_____。大大电压越大，电流可能越大电阻越大，电流可能越小我们知道：1、电压越大，对电流的推动作用就越_____；那么电流、电压、电阻这三个量之间到底有什么规律呢？第七节电流、电压和电阻的关系RUIURI导体中的电流跟电压、电阻之间的关系控制变量法小贴士：用实验研究一个量随两个量变化时，要保持一个量不变，研究另外两个量之间的关系，这是研究物理问题的一种有用的方法。探究一：R一定时，研究I与U的关系1.实验：保持________，研究_____和_______的关系电阻不变电流电压2、实验要测量哪些物理量？实验中应选择哪些器材？电路图怎样设计？电路图电路图电路图思考：怎样能保证R两端的电压是变化的呢？电路图电路图实物图1.连接电路时开关应＿＿＿＿2.闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到_________位置。注意事项断开。电阻最大研究电流和电压的关系中滑动变阻器的作用：改变电阻R两端电压。R测得定值电阻（R＝10欧）上的电压与电流值，记录如下表：实验次数电压/伏电流/安12243648当导体的电阻不变时，导体中的电流与导体两端的电压成正比0.80.20.40.6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关系。结论1：对这一关系的理解，应注意：（1）这里的导体中的电流和导体两端的电压是针对同一导体而言的，不能说一个导体中的电流跟另一个导体两端的电压成正比。（2）不能反过来说，电阻一定时，电压跟电流成正比。这里存在一个因果关系，电压是因，电流是果，因为导体两端有了电压，导体中才有电流，不是因为导体中先有了电流才加了电压，因果关系不能颠倒。探究二：U一定时，研究I与R的关系2.实验：保持________，研究_____和_______的关系电压不变电流电阻思考：怎样改变电阻的大小？更换定值电阻后，怎样保持电压不变？研究电流和电阻的关系中滑动变阻器的作用：使电阻R两端电压保持不变电路图实物图R测得电压为6伏时的电阻与电流值如下表：实验次数电阻/欧电流/安15210315420当导体两端的电压不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比0.31.20.60.4结论2：在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比关系。对这一关系的理解要注意：（1）电流和电阻也是针对同一导体而言，谁的电阻就影响谁的电流，不能说一个导体的电流与另一个导体的电阻成反比。（2）同样不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。因为，电阻是导体本身的一个性质，它的大小由导体本身来决定，与导体中通过的电流无关。上述关系都有必不可少的条件，电阻一定或电压一定，这一点是不能忽略的。电压越大，电流可能越大结论1：电阻一定时，电流跟电压成正比。电阻越大，电流可能越小结论2：电压一定时，电流跟电阻成反比。实验体会：1、在研究电流与电压、电阻关系时，分别利用控制变量法控制了哪些物理量？2、实验中，滑动变阻器的作用是什么？（1）在研究电流与电压关系时，控制了电阻不变。（2）在研究电流与电压关系时，改变电阻中电流和两端电压。（3）在研究电流与电阻关系时，保持电阻两端的电压不变。（2）在研究电流与电阻关系时，控制了电阻两端电压不变。（1）保护电路。１０１3１4注意（1）I、U、R三者必须是同一电路或同一状态下的三个对应的量。（2）只有当R不变时，I与U成正比才成立；只有当U不变时，I与R成反比才成立。（3）I、U、R三者单位必须是同一单位制的单位。即分别是：安（A）、伏（V）、欧（Ω）导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。公式：＝IRU变换公式：U=IRR=IUR（Ω）单位：I（A）U（V）RUI一、欧姆定律：欧姆(1789-1854)乔治·西蒙·欧姆生于德国埃尔兰根城，父亲是锁匠。父亲自学了数学和物理方面的知识，并教给少年时期的欧姆，唤起了欧姆对科学的兴趣。16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学，由于经济困难，中途缀学，到1813年才完成博士学业。科学家欧姆简介欧姆是一个很有天才和科学抱负的人，他长期担任中学教师，由于缺少资料和仪器，给他的研究工作带来不少困难，但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究，自己动手制作仪器。欧姆定律发现初期，许多物理学家不能正确理解和评价这一发现，并遭到怀疑和尖锐的批评。研究成果被忽视，经济极其困难，使欧姆精神抑郁。直到1841年英国皇家学会授予他最高荣誉的科普利金牌，才引起德国科学界的重视。人们为纪念他，将测量电阻的物理量单位以欧姆的姓氏命名。1.有人根据公式R=U/I跟公式I=U/R在形式上相似，说“电阻R跟电压U成正比，跟电流I成反比。”你认为这种说法对吗？为什么？答：不对。因为电阻是导体本身的一种性质，它只跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟电流、电压无关。随堂反馈：1、研究电流跟电压、电阻的关系，用右图电路，实验时，分保持电阻不变和保持电压不变两步进行，在保持电阻不变这一步中实验要求：（）A、保持滑动变阻器R’的滑片位置不变VARR’D、保持电阻R两端的电压不变B、保持电阻Ｒ的电阻值不变，调节R’的滑片到不同的适当位置C、保持电路中的电流不变。B2、上图实验中，在保持电压不变这一步中，实验要求（）A换用不同电压的电源，调节R’的滑片，保持R上的电压不变B改变电阻R电阻的大小，调节R’的滑片，保持R两端的电压不变C调节R’的滑片到适当位置，使R两端电压保持不变D调节R’的滑片到适当位置，使R’两端的电压不变B１１巩固升华：1、某同学在做研究电流跟电压、电阻关系的实验时，得到下表两组数据电阻电压电流10Ω2V0.2A4V0.4A6V0.6A电压电阻电流6V5Ω1.2A10Ω0.6A15Ω0.3A1）分析左表数据，可得结论..2）分析右表数据，可得结论..3）综合以上结论，可得结论..在电阻一定的情况下，导体中的电流跟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１２二、计算：欧姆定律的应用例题1一只电灯泡正常工作时的灯丝电阻是242欧，如果电灯线路的电压是220伏，求灯丝中通过的电流。解：已知R＝242欧，U＝220伏，由欧姆定律I＝U/R得：I＝220伏/242欧＝0.9安答：电流是0.9安。例题2一个电热水器工作时电热丝的电阻是22欧，通过的电流是10安，求电热水器工作时两端的电压。解：已知R＝22欧，I＝10安由欧姆定律I＝U/R，得：U＝IR＝10安×22欧＝220伏答：电压是220伏。例题3一个定值电阻与一个滑动变阻器串联后接在电源上，用电压表测得定值电阻两端的电压是6伏，又用电流表测得通过定值电阻的电流是0.3安，求这个定值电阻的阻值。解：已知U＝6伏，I＝0.3安由欧姆定律I＝U/R，得：R＝U/I＝6伏/0.3安＝20欧答：阻值是20欧。I—表示这段导体的电流。U—表示这段导体两端的电压R—表示这段导体的电阻RUI欧姆定律表达式：二、欧姆定律的应用车床照明灯的电压是36V，它正常工作时灯丝的电阻是32Ω。求通过灯丝的电流。R=32ΩI=？U=36V已知：应用1.已知电压、电阻，求电流（2）列出已知条件和所求量解题步骤：（1）画电路图（3）求解IU=36VR=32Ω求：I答：车床照明灯正常工作时，通过灯丝的电流约为1.13A.解：I=.UR36V32Ω=≈1.13A应用2：已知电阻、电流，求电压在如图所示的电路中，调节滑动变阻器R′，使灯泡正常发光，用电流表测得通过它的电流值是0.6A.已知该灯泡正常发光时的电阻是20Ω,求灯泡两端的电压。已知：R=20Ω,求：解：UU=IR=0.6A×20Ω灯泡两端的电压是12V。=12V答：R=20ΩAR′I=0.6AI=0.6A某同学用一只电流表和灯泡串联，测得它正常发光时的电流是0.18A，再用电压表测得灯泡两端的电压是220V，试计算灯丝正常发光时的电阻值。应用3：已知电流、电压，求电阻AV答：_________________________已知：__________________求：_______解：_________________________U=220V,I=0.18AR=?灯丝正常发光时的电阻值为1222ΩR=UI220V0.18A==1222Ω2.加在某一电阻器两端的电压为5V时，通过它的电流是0.5A，则该电阻器的电阻应是多大？如果两端的电压增加到20V，此时这个电阻器的电阻值是多大？通过它的电流是多大？U2=20VR=?I2=?I1=0.5ARU1=5V已知：已知：U1=5V，I1=0.5A求：R=？解：U1I15V0.5AR==10Ω=U2=20V，R=10Ω解：求：I2=？RU210Ω20V=I2==2A例1、我们已经知道，试电笔内必须有一支很大的电阻，用来限制通过人体的电流。现有一支试电笔，其中的电阻为880KΩ，氖管的电阻和人体的电阻都比这个数值小得多，可以不计。使用时流过人体的电流是多少？分析：由题意可以知道试电笔一般都用于家庭电路中，所以试电笔两端的电压是220v，而试电笔中的电阻是880KΩ，当知道了电压和电阻后我们就可以利用欧姆定律的基本公式I=U/R计算电流的大小了。R=880KΩI=?U=220V已知:U=220VR=880KΩ=880000Ω求：I=?解:ARUI331025.010880V220答：流过人体的电流是0.25×10-3A例2：有一种指示灯，电阻为7.2Ω，通过的电流为0.5A时才能正常发光，要使其正常发光，应加多大的电压？分析：由题意可知，要计算电压的大小，需要利用欧姆定律的变形公式U=IR，根据题目所给的数据可以知道流过指示灯的电流和电阻，直接将数据代入公式就可以计算。已知：R=7.2Ω;I=0.5A求：U=？•解：根据I=U/R得•U=IR•=7.2Ω×0.5A•=3.6V•答：应加3.6V电压.1、某段导体两端的电压为32V，通过的电流为0.3A，如果导体两端的电压增加4V，导体中通过电流为多少。练习：2、电压保持不变，当接电阻为200欧时通过电流0.65A。如果改接180欧的电阻，电路中的电流变为多大。例、如图所示，电源电压为12V，R1阻值为8Ω闭合开关S后，电压表的示数为4V，滑动变阻器R2此时阻值达到最大。求：通过R1的电流I1是多少?解：U1R1I1=4V8Ω==0.5A