电流与电压、电阻的关系

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1、课题：电流与电压、电阻的关系一、教学内容 电流与电压、电阻的关系二. 学习目标：1、理解串、并联电路的电压特点。（重点）2、研究电流与电压、电流与电阻的关系。3、理解欧姆定律，并能进行简单计算，并会应用欧姆定律测量电阻。（重点）4、掌握串、并联电路中的电流、电压、电阻的关系。（难点）三. 重难点讲解：【知识点 1】串、并联电路的电压特点1、用电压表测干电池的电压（1）将电压表的正接线柱与干电池的正极相连，负接线柱与干电池负极相连，电压表的 示数等于电源电压，如图甲所示。（2）串联电池组的电压等于各节干电池的电压之和。如图乙所示。3）并联电池组的电压等于各节干电池的电压，如图丙所示。2、串、并联

2、电路的电压特点（重点）串联电路电压的特点 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。即：Uf +U2 +Un其中： U1、U2、Un 表示各部分电路两端的电压，如图甲。 并联电路电压的特点 在并联电路里，各支路两端的电压均相等，如图乙.即：Up 弋 j = Un【知识点 2】电流跟电压的关系 通过实验归纳总结出的电流与电压的关系是：在电阻一定时，导体中的电流 与导体两端的电压成正比，即 UI 为定值。理解这一结论时应注意以下两点：（1）不能反过来说，电阻一定时，电压与电流成正比，这里存在一个逻辑关 系的问题。电流、电压都是物理量，有各自的物理意义，物理量之间存在一定的 因果关系，这里电

3、压是原因，电流是结果，因为导体两端加了电压，导体中才有 电流产生，不是有了电流才有电压。（2）这里的导体中的电流与导体中的电压是对同一导体而言的，用电压表和 电流表测同一导体的电压与电流，不能用一个导体的电压与另一个导体的电流去 比。【知识点 3】电流与电阻的关系 通过实验可以总结出电流跟电阻的关系是：在电压不变的情况下，导体中的 电流跟导体的电阻成反比。在理解该结论的时候应注意以下两点： （1）不能说导体的电阻与通过它的电流成反比，因为导体电阻是它本身的一 种特性，是个定值，不会因电流的增大或减小而随之改变。（2）电流和电阻也是针对同一导体而言的，不能说一个导体的电流与另一个 导体的电阻成反

4、比。【知识点 4】欧姆定律（重点） 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.这是德国物理学家欧姆在 19 世纪初经过大量的实验而归纳得出的。为了纪 念他，把这个定律叫做欧姆定律。2、欧姆定律的表达式：1=-R式中：U表示一段导体两端的电压，单位为伏特（V）； R表示这段导体的 电阻，单位为欧姆（Q）； 1表示通过这段导体中的电流，单位为安培（A）。3、说明：欧姆定律是电学中重要的基本规律，它是通过实验总结、归纳得到的 规律。欧姆定律是全章的核心，它反映了电流、电压、电阻三者一定的数量关系。 掌握这一定律要注意以下几点：（1欧姆定律适用于从电源正极到负极之

5、间的整个电路或其中某一部分电路， 并且是纯电阻电路。（2）欧姆定律中“通过”的电流I, “两端”的电压U及“导体”的电阻R都 是同一个导体或同一段电路上对应的物理量。不同导体的电流、电压、电阻间不 存在上述关系。因此在运用公式I=U/R时，必须将同一个导体或同一段电路 的电流、电压、电阻代入计算，三者一一对应在解题中，习惯上把同一个导体 的各个物理量符号的角标用同一数字表示。（3）欧姆定律中三个物理量间有同时性，即在同一部分电路上，由于开关的 闭合或断开以及滑动变阻器滑片位置的移动，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，因而公式I=U/R中的三个量是同一时间的 值。（4

6、）I=U/ R和R=U/ I的区别，欧姆定律表达式I=U/ R表示导体的电 流与导体两端的电压和导体的电阻有关，当电阻 R 一定时，导体中的电流，跟 导体两端的电压成正比，而R= U/I，是由欧姆定律表达式I=U/R变形得到的，它表示某段导体的电阻数值上等于这段导体两端电压与其通过的电流的比 值，这个比值只是导体本身的属性，不能理解为R与U成正比，与I成反比， 这也是物理与数学的不同之处。（5）为了便于分析问题，最好先根据题意画出电路图，在图中标明已知量的 符号、数值和未知量的符号，这是一种基本技能，在以后的解题中经常要用到。（6）公式中的三个物理量，必须使用国际单位制中的主单位，即 I 的单

7、位是 安培，U的单位是伏特，R的单位是欧姆.4、欧姆定律在电压表电流表中的应用电流表的电阻非常小，将它串联到电路中去就相当于串联一根电阻可忽略不计 的导线，因此电流表串联在电路中不会影响电路中的电流大小，又由于串联电路 中的电流处处相等，因此由通过电流表上的示数就可以知道电路中与电流表相串 联的其他部分中的电流.如果将电流表直接与电源的两极相接，由于电流表的电 阻非常小，根据欧姆定律I=U/R，电路中的电流会很大，就会把电路中的电流 表及电源烧坏，严禁将电流表直接与电源两极相接，与电流表相反，电压表的电 阻非常大，将电压表并联在某电路或电源的两端时.有电压表的支路就相当于断 路，所以电压表可直

8、接与电源两极相接。（前提是电压表量程合适）5、用欧姆定律来理解用电器的短路现象我们知道，如果用导线不通过用电器而直接连到电源两极上，称为短路，那是 电源被短路，会把电源烧坏。现在再来认识一种短路，那就是用电器被短路。如 图所示的电路中，显然电源未被短路。灯泡 L1 的两端由一根导线直接连接。导 线是选择电阻率极小的材料制成的，在这个电路中，相对于用电器的电阻来说， 导线上的电阻极小，可以忽略不计，通常在分析计算时，可以忽略导线的电阻。 图中与-并联的这段导线通过灯泡L2接在电源上，那段导线中就有一定的电流 I,我们对那段导线应用欧姆定律，导线两端的电压U=IR,（由于R=0,说明 加在它两端的

9、电压U=0。那么与之并联的灯泡-两端的电压U=0,应用欧姆 定律知，通过-的电流1=从/匕=0,可见，电流几乎全部通过那段导线，而 没有电流通过-,因此-不会亮.这种情况我们称为灯泡-被短路，如果我们 在与 L1 并联的导线中串联一只电流表，由于电流表的电阻也是很小的，情形与 上述情况相同，那么电流表中虽然有电流，电流表有读数，但不是-中的电流, 电路变成了电流表与L2串联，读数表示通过L2的电流，L1被短路了。_i|L,L31.知识点 5】串联电路中的电流、电压、电阻的关系（难点） 电流的关系：串联电路中各部分的电流强度相等。I =人=12 =I3 = =I总 123n电压的关系：串联电路两

10、端的总电压等于各部分的电压之和U 总二Ui +口 + 4 + +5 电阻的关系：串联电路的总电阻等于各部分的电阻之和。R = R1 + R2+R3 +R总 123n串联电路的分压关系：由 1 总11I2 =3 = =n 得寻或 U1: U2： U3Un= R1： R2： R3:Rnn旦卫旦=R 总 R1 R2 R3在串联电路中分压的关系是按电阻之比来分配的，电阻越大，分得的电压越大；电阻越 小，分得的电压越小。知识点 6】并联电路中的电流、电压、电阻的关系(难点)1、电流的关系：并联电路中干路电流等于各部分支路的电流之和I 总=I1+I2 + I3 + +1“u厂U1=U2=u2、电压的关系：

11、并联电路中各支路的电压相等。3、电阻关系：并联电路中各电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。1R-总1+ 4、并联电路的电流分配关系：R2由 U U1U2U3Un总 123n得 I R I R严I2 R2 = .=I R总 总 1122n n并联电路的电流的分配是按电阻的比来分的，电阻越大的支路分得的电流越小，电阻越 小的支路分得的电流越大。【典型例题】例1(07 福州 23)为探究电流与电压、电阻的关系，小星将实物连接成如下图甲所示。(1) 请你指出图甲中连接的错误之处：； 。(2) 请你将正确的电路图画在答题卡虚线框内。(3) 电路连接正确后，在研究电流与电阻的关系时，更换阻值不同的定值电阻

12、后，应调节 ，使定值电阻两端的电压。(4) 图乙是实验中电流表的某次示数，则电流是A。要使电路中的电流增大，根据你所画的电路图，滑动变阻器的滑片应向移动。解析：( 1)我们在研究一个物理量跟另一物理量的单一关系时，要使其他物理量保持不变。 在上图实验中探究电流与电压的关系，那么就应该保持电阻一定，滑动变阻器不是固定电阻， 所以电压表负接线柱不应与它连接，这是一处错误；其二是不管是电流表还是电压表，都应 使电流正入负出，所以电流表接线柱接法是错误的。(2)画电路图，只要顺着电流的方向依 次画出串联的电路元件，再在定值电阻的两端并联上电压表就完成了。(3)同(1)理，在 研究电流与电阻的关系时，应

13、保持定值电阻两端的电压不变，这就要通过调节滑动变阻器来实现。(4)根据“选量程，看大格，读小格”的读数方法，电流表的示数是0. 2A,要使 电路中的电流增大，滑动变阻器电阻就变大，故应向右移动滑片。答案(1)电压表没有与定阻电阻并联。电流表正负接线柱接反。(2)如下图。(3)滑 动变阻器、保持不变(4) 0. 2A、右电路总电阻力12Q，电流表示数为0.3A，R1例2. ( 07兰州15)如图所示电路中，R = 20Q , 请计算：(1) 电阻R2的阻值；(2) 电源电压；(3) 通过R2的电流。解析：(1)丁 Rl、R2并联，根据并联电路中各电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。 即：111总

14、=12Q可以算出R2=30Q (2)根据并联电路中各处的电压R = R + R，所以由R总12=U= I1X R1 = 0.3X20 = 6V (3)根据欧姆 总6V五=0.2A相等。U m=U=U2，所以电源电压U 定律1=，通过R2的电流为：I二-R 2 R答案：(1) 30Q (2) 6V (3) 0.2A 例3.标有“ 10Q1A”和“ 15Q0. 6A”的两只电阻，把它们串联起来，两端允许加的最 大电压是( )A.25 VB.15 VC.110 VD.19 V解析：由于两电阻是串联起来，所以通过它们的电流是相等的，当然通过的电流最大不能超 过0. 6A,否则“15Q0. 6A”的电阻

15、就会被烧坏。这样，由欧姆定律就不难求出两端允许 加的最大电压了，即U=I (R+R2)=0. 6AX(10+15) =15V。这种类型的题，有同学的 错误求解就是由欧姆定律分别将允许加在两电阻上的最大电压求出，U 1=IR = 10V；U2 =I2R2 = 9V,再由串联电路中的电压特点，总电压等于各电阻电压之和，求允许加的最大电 压U总=U +U2 = 10+9=19V,这种方法错就错在没有注意到串联电路中各处的电流相等。 答案：B例4. (06宁波29)如下图电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻。闭合开关S，当滑动 变阻器的滑片P在某两点之间来回滑动时，电流表的示数变化范围是0.51.5安，电压表的 示数变化范围是63伏。则电源电压为()A. 6伏B. 7.5伏C. 9伏 D. 15伏解析：通过观察电路图可以知道，上图中 R0 和滑动变阻器是串联的关系，电压表测的是滑 动变阻器的电压。串联电路两端的总电压等于各部分的电压之和。所以U总=口滑+ Uro。 根据题意当电流为0.5A时U总=卩滑+UR0=6V+0.5 R；当电流为1.