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1、11717欧姆定律欧姆定律17.117.1 电流与电压和电阻的关系电流与电压和电阻的关系一、探究电流与电压的关系一、探究电流与电压的关系提出问题：电阻一定时，电流与电压存在怎样的关系？猜想与假设：因为电压是使自由电荷发声定向移动形成电流的原因， 电压越高，电流越大，所以电流与电压可能存在正比关系。设计实验：探究电流与电压的关系，需要将定值电阻接入电路，并用 电流表测出电路中的电流，用电压表测出定值电阻两端的电压，通过串联 在电路中的滑动变阻器来调节定值电阻两端的电压。实验电路图如图所示。进行试验：（1）将一个 10 的定值电阻按图所示的实验电路图接入电路。（2）调节滑动变阻器的滑片，使电压表示
2、数分别为 2.4V、1.8V、1.2V，分别读出电流表的示 数并填入下表中。R=10电压 U/V2.41.81.2电流 I/A0.240.180.12（3）在坐标系中画出 I-U 图像，如图所示分析论证：从实验数据可以看出电流与电压有关，电流随电压的增大 而增大，电流与电压的比值为一定值，说明电流与电压成正比，将实验数 据通过图像的形式表示出来，通过分析图像可知电流的大小与电压成正比。结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。二、探究电流与电阻的关系二、探究电流与电阻的关系提出问题：电压一定时，电流与电阻存在
3、怎样的关系？猜想与假设：因为电阻表示导体对电流阻碍作用的大小，电阻越大，电流会越小，所以电流与 电阻可能存在反比关系。设计实验：要研究电流与电阻的关系，必须改变接入电路的电阻值的大小（如 5、10、20。），只需要更换不同电阻接入电路即可。试验中要控制电阻两端的电压不 变，所以需要在电路中串联滑动变阻器来调节，保证电阻两端的电压相等。实验电路图如图所示。2进行试验：（1）按图所示电路图连接实验电路。（2）将阻值为 5 的定值电阻连入电路中，调节滑动变阻器的滑片， 使电压表示数为 3V，读出电流表的示数填入下表中。（3）将阻值为 5 的定值电阻更换为 10、15 的定值电阻，调节 滑动变阻器的滑
4、片，使电压表示数保持在 3V 不变，分别读出对应电流表的示数并填入下表中U=3V电阻 R/51015电流 I/A0.60.30.2（4）在坐标系中画出 I-R 图像如图所示分析论证：从实验数据可以看出电流与电阻有关，电流随电阻的增大而 减小，电流与电阻的乘积为一定值，说明电流与电阻成反比。将实验数据通 过图像的形式表示出来，通过分析图像可知，电流与电阻成反比。结论：在电压力一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比。结论：在电压力一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比。注意：注意：（1 1）连接电路时，开关应处于断开状态；要正确选择电压表、电流表的量程；在闭合开关前，）连接电路时，
5、开关应处于断开状态；要正确选择电压表、电流表的量程；在闭合开关前， 应将滑动变阻器连入电路的阻值调节到最大，即滑片应置于最大阻值处。应将滑动变阻器连入电路的阻值调节到最大，即滑片应置于最大阻值处。（2 2）实验中用到了控制变量法，探究电流与电压的关系时，要保证电阻一定；探究电流与电）实验中用到了控制变量法，探究电流与电压的关系时，要保证电阻一定；探究电流与电 阻的关系时，要保证电压一定。阻的关系时，要保证电压一定。（3 3）在探究电流与电压的关系时进行了多次的测量，避免实验的偶然性和特殊性，使实验得）在探究电流与电压的关系时进行了多次的测量，避免实验的偶然性和特殊性，使实验得 到的结论更具有普
6、遍性。在探究电流与电阻的关系时，是通过到的结论更具有普遍性。在探究电流与电阻的关系时，是通过“换换”电阻的方式来改变电阻阻值的，电阻的方式来改变电阻阻值的， 进行实验时，手移动滑片，眼睛观察电压表的示数。进行实验时，手移动滑片，眼睛观察电压表的示数。（4 4）滑动变阻器在两个探究实验中的作用是不同的。在探究电流与电压的关系实验中，滑动）滑动变阻器在两个探究实验中的作用是不同的。在探究电流与电压的关系实验中，滑动 变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压；而在探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器的作用是保变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压；而在探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器的作用是保 持定值电阻
7、两端的电压不变。持定值电阻两端的电压不变。点拨：在理解电流跟电压、电阻的关系时应注意的四个问题点拨：在理解电流跟电压、电阻的关系时应注意的四个问题（1 1）研究对象不变：通过导体的电流和导体两端的电压都是针对同一个导体而言的。）研究对象不变：通过导体的电流和导体两端的电压都是针对同一个导体而言的。（2 2）明确因果关系：电流与电压之间存在着因果关系，电压是导体中产生电流的原因，因为）明确因果关系：电流与电压之间存在着因果关系，电压是导体中产生电流的原因，因为 导体两端加了电压，导体中才有电流，而不是导体中有了电流才在导体两端产生电压，所以，不能导体两端加了电压，导体中才有电流，而不是导体中有了
8、电流才在导体两端产生电压，所以，不能 说成说成“电阻一定时，电压与电流成正比电阻一定时，电压与电流成正比”。（3 3）要时刻记住一点，电阻是导体本身的一种性质，导体的材料、长度、横截面积及温度不）要时刻记住一点，电阻是导体本身的一种性质，导体的材料、长度、横截面积及温度不3变时，导体的电阻是一个定值，与导体两端的电压及通过导体的电流无关。所以，不能说成变时，导体的电阻是一个定值，与导体两端的电压及通过导体的电流无关。所以，不能说成“电压电压 一定时，导体的电阻与通过它的电流成反比一定时，导体的电阻与通过它的电流成反比”。（4 4）不漏前提条件：归纳结论时，）不漏前提条件：归纳结论时，“电流与电
9、压成正比电流与电压成正比”的前提是电阻一定，的前提是电阻一定，“电流与电阻电流与电阻 成反比成反比”的前提是电压一定。的前提是电压一定。易误易混警示易误易混警示易误点：电流与电压和电阻的关系叙述。易误点：电流与电压和电阻的关系叙述。易误点辨析：解答有关“电流与电压和电阻的关系”的题目，容易出现以下两方面的错误：一一 是在分析电流跟电压、电阻两个变量的关系时，往往忽略了要对变量进行控制，从而使得出的结论是在分析电流跟电压、电阻两个变量的关系时，往往忽略了要对变量进行控制，从而使得出的结论 缺少条件。缺少条件。电流与电压、电阻的关系是有条件的：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压 成正比；在
10、电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。做题时，同学们易忽视其成立的条件： “电阻一定”或“电压一定”。二是将电流与电压、电阻的因果关系颠倒了二是将电流与电压、电阻的因果关系颠倒了。说成“U 与 I 成正比” “R 与 I 成反比”。电流与电压、电阻间的因果关系不能颠倒，在表述时要注意两点：先有电压 后有电流，电流与电压有关，而电压与电流无关；电阻与电压、电流无关，而电流与电阻有关。17.217.2 欧姆定律欧姆定律一、欧姆定律一、欧姆定律（1 1）欧姆定律的内容：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。）欧姆定律的内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻
11、成反比。（2 2）欧姆定律的表达式：）欧姆定律的表达式：RUI 公式中符号的意义及单位公式中符号的意义及单位（3 3）欧姆定律的适用范围）欧姆定律的适用范围欧姆定律适用于从电源正极到负极之间的欧姆定律适用于从电源正极到负极之间的 整个电路或其中某一部分电路，并且是纯电阻整个电路或其中某一部分电路，并且是纯电阻 电路。电路。拓展拓展：纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路。电阻将从电源获得的能量全部转变成纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路。电阻将从电源获得的能量全部转变成 内能，即电能除了转化为内能以外没有其他形式能的转化，内能，即电能除了转化为内能以外没有其他形式能的转化，例如电灯
12、、电烙铁、电熨斗、电炉等所 在的电路，它们都是纯电阻电路，而含有电动机、电解槽的电路就不是纯电阻电路。（4 4）欧姆定律公式的变形）欧姆定律公式的变形由欧姆定律的公式由欧姆定律的公式可推出：可推出：U=IRU=IR、，这两个公式是欧姆定律公式的变形式，并非，这两个公式是欧姆定律公式的变形式，并非RUI IUR 欧姆定律的内容，切勿混淆。欧姆定律的内容，切勿混淆。U=IRU=IR：表示导体两端的电压等于通过导体的电流与其电阻的乘积。因电压是由电源提供的，电：表示导体两端的电压等于通过导体的电流与其电阻的乘积。因电压是由电源提供的，电 压是形成电流的原因，所以不能说成电压与电流成正比。压是形成电流
13、的原因，所以不能说成电压与电流成正比。符号符号意义意义单位单位U U电压电压伏特（伏特（V V）R R电阻电阻欧姆（欧姆（）I I电流电流安培（安培（A A）4：表是导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。因电阻：表是导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。因电阻IUR 是导体本身的一种性质，所以，是导体本身的一种性质，所以，仅是电阻的计算式，而不是决定式对给定的导体，电阻是不仅是电阻的计算式，而不是决定式对给定的导体，电阻是不IUR 变的，所以不能说成电阻与电压成正比，与电流成反比。变的，所以不能说成电阻与电压成正比，与电流成反比。注意：注意：
14、电流与电压和电阻之间有明确的因果关系，电源是提供电压的装置，电压是形成电流的原因，电流与电压和电阻之间有明确的因果关系，电源是提供电压的装置，电压是形成电流的原因， 电阻是导体本身的一种性质，对电流有阻碍作用。电阻是导体本身的一种性质，对电流有阻碍作用。明确三者的关系是理解欧姆定律的关键。学习物 理公式时，要注意不能像数学公式一样来分析，因为物理公式中的每个字母都代表一个特定的物理 量，有其本身的物理意义。二、利用欧姆定律进行简单的计算二、利用欧姆定律进行简单的计算对于一个导体，只要知道电流、电压、电阻中的两个量，就可以利用欧姆定律求出第三个量。 再利用欧姆定律进行计算时应注意以下四点：（1
15、1）同一性：）同一性：中的电流、电压、电阻是指同一个导体或同一段中的电流、电压、电阻是指同一个导体或同一段RUI 电路中的三个量，三者要对应。在解题时，习惯上把同一个导体或同一段电路中的三个量，三者要对应。在解题时，习惯上把同一个导体或同一段 电路的各个物理量符号的角标用同一个数字表示，如图所示的电路，通过电路的各个物理量符号的角标用同一个数字表示，如图所示的电路，通过电阻电阻 R1R1 的电流的电流，通过电阻，通过电阻 R2R2 的电流的电流，电路中的总电流，电路中的总电流11 1RUI 22 2RUI （第四节中详细讲解），当电路发生变化时，电路中的电流可以表示为（第四节中详细讲解），当电
16、路发生变化时，电路中的电流可以表示为。21RRU RUIRUI （2 2）同时性：欧姆定律中的三个物理量具有同时性，在同一部分电路上，由于开关的闭合或）同时性：欧姆定律中的三个物理量具有同时性，在同一部分电路上，由于开关的闭合或 断开以及滑动变阻器滑片的移动，都将引起电路的变化，从而导致电路中的电流、电压、电阻的变断开以及滑动变阻器滑片的移动，都将引起电路的变化，从而导致电路中的电流、电压、电阻的变化，所以公式化，所以公式中的三个物理量是对同一时刻而言的，不可将前后不同时刻中的中的三个物理量是对同一时刻而言的，不可将前后不同时刻中的 I I、U U、R R 随意随意RUI 混用。混用。（3 3）统一性：公式中的三个物理量，必须使用国际单位制中的单位，即）统一性：公式中的三个物理量，必须使用国际单位制中的单位，即 I I 的单位是安培（的单位是安培（A A），）， U U 的单位是伏特（的单位是伏特（V V），），R R 的单位是欧姆（的单位是欧姆（）。
