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第17课时欧姆定律基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试一二三一、电流与电压、电阻的关系1.控制变量法导体中的电流跟导体两端的电压和导体的电阻有关,因此探究电流跟它们的关系时,采用控制变量法。2.器材电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻。3.电路图4.实验结论(1)在电阻一定时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。(2)在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试一二三二、欧姆定律及其应用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I=𝑈𝑅。3.推导式(1)U=IR;(2)R=𝑈𝐼。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试一二三基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试一二三4.电阻的串联(1)串联电路的总电阻大于任何一个分电阻,导体的串联相当于增加了导体的长度。(2)串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和,即R=R1+R2。5.电阻的并联(1)并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,导体的并联相当于增大了导体的横截面积。(2)并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和,即1𝑅=1𝑅1+1𝑅2。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试一二三三、电阻的测量2.器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线若干。3.电路图:4.滑动变阻器的作用:改变电路中的电流,调节待测电阻两端的电压,同时对电路起保护作用。1.原理:R=𝑈𝐼。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试12341.下列电路中,已知电源电压相等,且R1R2,则闭合开关后电路中电流表的示数最大的是()答案:A解析:由选项可知,A中两电阻并联,B中两电阻串联,C中为R1的简单电路,D中为R2的简单电路,电流表均测电路中的电流。因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,选项中总电阻的关系是R并R1R2R串,即RARCRDRB。由可知,对应的电流关系为IAICIDIB。I=𝑈𝑅基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试12342.李明同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,下列说法错误的是()A.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过乙导体的电流为0.1AB.将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.6AC.导体甲的电阻小于导体乙的电阻D.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试1234答案:D解析:选项A,由题图中乙图线可知,当U=1V时,I=0.1A,故选项A正确,不符合题意;选项B,当甲、乙两导体并联后接到电压为2V的电源上时,U甲=U乙=2V,由题图知I甲=0.4A,I乙=0.2A,I=0.6A,故选项B正确,不符合题意;选项C,加同样电压时,I甲I乙,所以R甲R乙,故选项C正确,不符合题意;选项D,电阻的大小与两端的电压无关,所以导体两端的电压为零时导体的电阻不变,故选项D不正确,符合题意。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试12343.为了探究电流与电压的关系,某同学设计了如图甲所示的电路。(1)实验中,应保持不变。调节滑片P,当电压表示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,则电路中的电流为A。电压/V123电流/A0.10.3基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试1234(2)多次测量,将记录的数据填在上表中,分析数据可以得出的结论是。(3)在上述实验结束后,该同学还想利用此电路探究电流与电阻的关系,并与上表中的第三次实验数据进行比较,于是他在原电路中,只将10Ω的定值电阻换成了15Ω。闭合开关后,发现电压表的示数(选填“变大”“变小”或“不变”),则他接下来的操作应该是。答案:(1)电阻0.20(2)电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比(3)变大将滑片向右移动,使电压表的示数为3V,并读取电流表的示数,记录数据基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试1234解析:(1)探究电流与电压的关系时,需保持电阻不变;根据题图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.20A。(2)根据表中数据可知,导体的电阻值保持不变,导体两端的电压增大,相对应的导体中的电流也增大,且电压增加几倍,电流也增加几倍。故得结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。(3)探究电流与电阻的关系时,需保持电阻两端电压不变。因为串联电路起分压作用,因此将10Ω的定值电阻换成了15Ω时,定值电阻两端电压变大。又因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,因此要保持定值电阻两端电压3V不变,需增大滑动变阻器两端电压。因此下一步将滑片向右移动,使电压表的示数为3V,并读取电流表的示数,记录数据。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试12344.为了防止酒驾,酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示。电源电压恒为8V,传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为60Ω。使用前要通过调零旋钮(即滑动变阻器R1的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的示数为6V。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试1234(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为多少?(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为多少?(3)调零后,R1的电阻保持不变。某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s,若电流表的示数达到0.2A,表明驾驶员酒驾,此时电压表的示数为多少?答案:(1)0.1A(2)20Ω(3)4V基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试1234解析:由题图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为60Ω,此时电压表的示数为6V,因为串联电路中各处的电流相等,所以根据欧姆定律可得,电流表的示数I=𝑈2𝑅2=6V60Ω=0.1A;(2)因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时R1两端的电压U1=U-U2=8V-6V=2V,滑动变阻器R1的阻值R1=𝑈1𝐼=2V0.1A=20Ω;(3)调零后,R1的电阻保持不变,此时变阻器两端的电压U1'=I'R1=0.2A×20Ω=4V,所以电压表的示数为U2'=U-U1'=8V-4V=4V。基础自主导学规律方法探究1231.正确理解欧姆定律欧姆定律是电学中重要的基本定律,它是通过实验总结、归纳得到的规律,是电学的核心内容,它揭示了电流、电压、电阻三者之间一定的数量关系。基础自主导学规律方法探究123【例1】根据欧姆定律可以得到公式,关于这个公式的说法正确的是()A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零D.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解析:导体的电阻是导体本身的一种性质,导体的电阻在温度一定时其大小是一定的,不随导体两端的电压或通过导体的电流的变化而变化。公式只是电阻的计算式,而不是决定式,即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。答案:DR=𝑈𝐼R=𝑈𝐼基础自主导学规律方法探究123基础自主导学规律方法探究123由欧姆定律公式可知()A.同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比B.导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零C.导体中的电流越大,导体的电阻就越小D.导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示答案:D解析:电压是形成电流的原因,不会随电流的变化而变化,选项A错误;导体两端的电压为零时,电流为零,但导体电阻不变,选项B错误;导体中的电流越大,说明两端电压越大,但电阻不变,选项C错误;在物理学中,导体的电阻等于两端的电压与通过的电流的比值,故选项D正确。基础自主导学规律方法探究1232.有关滑动变阻器动态变化问题我们在平时学习过程中,经常会遇到这样一类问题:电源电压不变,由于可变电阻阻值变化,然后让你判断电路的电流、各电阻两端的电压以及电功率怎样变化。对这样的问题,可能感到非常棘手,其实这是有规律可循的。基础自主导学规律方法探究123【例2】在图中的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从最右端移到中间某个位置,电压表和电流表的示数分别变化了ΔU和ΔI。下列分析正确的是()答案:CA.Δ𝑈Δ𝐼变大B.Δ𝑈Δ𝐼变小C.Δ𝑈Δ𝐼不变D.Δ𝑈Δ𝐼先变小后变大解析:由题干电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。设滑片移动前后电路中的电流分别为I1、I2,则ΔI=I2-I1。由I=𝑈𝑅可得,电压表的示数分别为U1=I1R,U2=I2R。电压表示数的变化量ΔU=U2-U1=I2R-I1R=(I2-I1)R=ΔIR,即Δ𝑈Δ𝐼=R,所以,Δ𝑈Δ𝐼不变。基础自主导学规律方法探究123基础自主导学规律方法探究123如图所示的电路图中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,下列说法正确的是()A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大B.电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变C.电压表V1与电压表V2的示数之和不变D.电压表V2与电流表A的示数之比不变答案:B基础自主导学规律方法探究123解析:从题图中可以看出,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表V1测电源电压,故无论怎样移动滑片P,电压表V1的示数都不变。电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压。当R2的滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,电流变小,所以电流表的示数变小,选项A错误,选项B正确。电阻R1两端的电压U1=IR1变小,所以滑动变阻器两端的电压U2=U-U1变大,故选项C错误。电压表V2与电流表A的示数之比即为滑动变阻器连入电路中的电阻值,当R2的滑片P向左端移动时,其阻值变大,故选项D错误。基础自主导学规律方法探究1233.关于图象信息题解题方法探究图象信息题就是利用数学图象的方法,把物理量之间的关系表达出来,解决这类问题的一般步骤:(1)看清图象中横、纵坐标所表示的物理量,弄清坐标上的分度值;(2)明确图象所表达的物理意义,利用图象的交点坐标、倾斜程度等进行分析、推理、判断和计算;(3)根据图象把题目中的问题计算出结果或做出判断性结论。基础自主导学规律方法探究123【例3】右图是甲、乙两个电阻的电流I与电压U的关系图象,将它们并联接入电路,下列说法正确的是()A.通过甲的电流大于通过乙的电流B.通过甲的电流小于通过乙的电流C.甲、乙并联的总电阻随它们两端电压的升高而减小D.甲、乙并联的总电阻随它们两端电压的升高而增大基础自主导学规律方法探究123解析:由题图可知,将甲、乙两电阻并联接入电路时,开始时,通过甲的电流大于乙的电流,到某一电压值后,通过乙的电流大于通过甲的电流,故选项A、B错误;分析题图可知,甲的电阻随电压的增大而增大,而乙的电阻是不变的,两个电阻并联其总电阻随它们两端电压的升高而增大,选项C错误,选项D正确。答案:D基础自主导学规律方法探究123电路元件甲和乙中的电流与两端电压的关系如图所示,由图可知,甲的电阻是Ω。若将甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端,干路中的电流是A。答案:50.6解析:甲的I-U图象为直线,说明甲为定值电阻,任取一组值:当电压为2V时,电流为0.4A,所以;将甲、乙并联在电压为2V的电源两端时,根据并联电路电压的特点,甲、乙两端电压均为2V,从图象中可知这时电流分别为0.4A、0.2A,根据并联电路电流的特点,干路电流I=0.4A+0.2A=0.6A。R=𝑈𝐼=2V0.4A=5Ω