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1、第八章 欧姆定律胡祖德教法建议 欧姆定律是电学中重要定律之一，它在物理学中的地位是很重要的。这个定律是欧姆 发现的，所以叫欧姆定律。欧姆 1787年出生在德国埃尔兰根。他的父亲是个工人，但爱好哲学和数学。在他父亲的教育下，欧姆从小喜爱数学。欧姆中学毕业后，上了大学，但因为家庭困难中途休学。为 筹集学费，欧姆离家到外地当了家庭教师，这年他才17 岁。五年 后，他重返大学学习，学习非常刻苦，取得了博士学位。之后欧 姆一直在大学和中学里当教师，教数学和物理并出版了许多著作。在欧姆那个时代，实验设备非常简陋，欧姆为发现这个定律， 创制了电池、电流表、电压表等实验仪器，经过 10 年艰苦的实验 研究才获
2、得成功。因此我们在学习欧姆定律的同时，还要学习欧 姆刻苦学习和为科学献身的精神。1保持电阻不变，研究电流跟电压的关系。一、电流跟电压、电阻的关系：按图 8-2 连接电路，闭合开关 S 后，调节滑动 变阻器R的滑片，使定值电阻R两端电压成倍数的 增加，如 2 伏、4 伏、8 伏等，并把与之对应的电流 填进表中。现在表中所记录的实验数据是在R=5欧 时得到的。电压（伏）248电流（安）0. 40. 81. 6由上表的实验数据可知，在电阻一定的情况下，电压增大到几倍，电流也增大到几倍，即导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。2保持电压不变，研究电流跟电阻的关系。还用上面的电路。调节滑动变阻器，使R
3、两端电压总保持2伏，并使R成倍的增 大，如 5 欧、10 欧、20欧等。把与之对应的电流值记录在表中。电阻（欧）51020电流（安）0. 40. 20. 1由上表可知，在电阻增大到5欧的2倍、4倍时，电流0.4安就减小到原来的1/2、1/4。即在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。 、欧姆定律：把前面的实验结果综合起来，可以得出结论，这个结论就是欧姆定律。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。公式是UIR欧姆定律可以用来解决哪些问题？第一：可以用来求导体中的电流强度。 第二：可以计算导体两端应该加多大电压。 第三：可以用伏安法测定导体的电阻。 例题 1：电路里
4、串联着一个 3 欧的定值电阻和一个电流表。电流表的示数是 1.2 安。能 不能用量程是 3 伏的电压表来测量这个定值电阻两端的电压？ 分析：定值电阻里的电流强度和定值电阻的阻值为已知，那么根据欧姆定律就可求出定 值电阻两端的电压。拿这个电压与电压表的量程进行比较，即能判断出这电压表是否可用了。 解：定值电阻两端的电压U = I - R = 1.2安 X 3欧=3.6伏答：量程是 3 伏的电压表不能用。例题2：一个定值电阻，两端电压是2伏，通过的电流是0.5 安。如果两端的电压是6 伏，要测量流过的电流，电流表的量程可选用（ ）（A）0.5 安（B）1 安（C）2 安（D）10 安分析：电阻是导
5、体本身的性质，导体两端的电压和通过导体的电流发生变化时，不会影 响导体的电阻。根据欧姆定律U_ 2伏I 0.5 安当两端电压为 6 伏时，电流R4欧电流表的量程应选比 1.5 安略大的 答：此题应选（C）。欧姆定律是对实验结果进行归纳分析得到的。归纳是指归纳推理。人们在解决问题时的逻辑思维就是推理。推理又可分为归纳推理、演绎推理和类比推理 什么是归纳推理呢？例如在通常气压下讨论熔化和凝固现象：冰有一定的熔点和凝固点萘有一定的熔点和凝固点金有一定的熔点和凝固点银有一定的熔点和凝固点铜有一定的熔点和凝固点铁有一定的熔点和凝固点冰、萘、金、银都杲晶体所以，一切晶体都有一定的熔点和凝固点。由此可知，归
6、纳推理就是根据事物中某些事 物具有的共同属性，推出整体事物都具有这种共同属性的推理。物理学的研究上运用完全归纳推理是有困难的，因为有时不可能完全穷举全部的研究对 象，这样也就不能保证在没有考察的对象中出现意外。欧姆定律是依据实验运用归纳推理得 到的。这使它也就出现了这类问题。在随后的研究中，人们发现欧姆定律只能在一定条件下 才成立。 金属导电或电解液导电时欧姆定律适用，而在气体导电时欧姆定律不适用。 导体电阻会随温度而变化，所以金属导电只有在它的电阻可以认为不随电流、电压变 化时，欧姆定律才成立。为了弥补归纳推理之不足，物理学研究上常采用科学归纳法。这种思维方法，以后再介 绍。练一练：(1)
7、一个电阻所加电压增大为原来的二倍时，通过它的电流强度是原来的倍。(2) 在电阻是10欧的小灯泡两端加上2.5伏的电压，则通过小灯泡的电流为安,在1分40秒内通过的电量为库。(3) 某金属导体两端电压是6伏，通过它的电流是0.2安，该导体的电阻是欧。若加在它两端的电压增加到12伏。这个导体的电阻 欧。(4) 一条电阻线，允许通过的最大电流为2安。给它加36伏电压，电流为0.5安。这条电阻线若把它直接接在220伏电路中，则电阻线中通过的电流为安。所以，使用。练一练参考答案：( 1) 2.( 2) 0.25,25.( 3) 30,30.( 4) 3.06,不能.三、实验：用电压表和电流表测电阻在这个
8、实验中，我们要学习用伏安法测一只电阻的阻值。如果这个电阻是阻值约20 欧的小灯泡，所用实验器材画在图8-3中。请你在左边方框中画出自己设计的实验电路 图。然后在右边用画线的办法代替导线连接电路。要注意电压表、电流表的量程要选择 正确。正确的实验电路图和实物连接图如图8-4所示。根据电流表和电压表的示数，哪么小灯泡的电阻是多大？ 电压表和电流表的量程是根据什么选定的？答案：电流表的示数为0.20安，电压表的示数为4.0伏，小灯泡L的电阻。R = U = 4- 伏I 0.20 安=20欧因新的干电池电压比1.5 伏略高，所以电压表量程选015伏为宜。又因小灯泡电阻大约是20欧，电路里可能出现的最大
9、电流。_ U _ 3 伏 m R 20 欧=0.15安所以，电流表量程选了 00.6 安。练一练（1）用电流表和电压表测小灯炮电阻的实验中，当小灯泡正常发光时，电压表、电流表的示数如图8-5所示，则小灯泡的额定电压 伏。通过灯丝的电流是安。小灯泡正常发光时电阻是欧。（2）测小灯泡的电阻1如图 8-6 所示，是用电压表测小灯泡电阻的实验电路 图。闭合开关S时，变阻器滑片P应放在变阻器的端。（填“a” 或 “b”）2当电压表示数为 2.4伏时，电流表的示数如图 8-7所 示，通过小灯泡的电流是安，这时小灯泡的电阻欧。练一练参考答案（1）2.5,0.5,5.（2） b .24,10.四、同步题库A组
10、一、填空题1. 欧姆定律的内容是:。可用公式表示为。在计算时，电压的单位用;电阻的单位用;电流的单位用。2. 某电流表可测量的最大电流是10毫安，已知一个电阻两端加8伏电压时，电流恰好是2毫安，如果给这个电阻加50伏电压，贝I用这个表测量通过它的电流。(填“能”或“不能”)3. 某段导体的电阻是10欧，通过它的电流是600毫安,此时导体两端的电压 伏。二、选题题1. 关于公式I U的物理意义，下列说法正确的是()R(A) 导体两端的电压越大，导体中的电流越大(B) 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(C) 导体的电阻越大，电体中的电流越小(D) 导体两端的电压不变时
11、，导体的电阻与通过导体的电流成反比2. 关于电流跟电压的电阻的关系，下列说法正确的是( )(A) 导体的电阻越大，通过导体的电流越小(B) 导体的电阻越大，通过导体的电流越大(C) 导体两端的电压越大，导体的电阻越大，通过导体的电流也越大(D) 在导体两端的电压一定的情况下，导体的电阻越小，通过导体的电流越大三、实验题用伏安法测电阻1. 在下面图 8-34 方框中画出实验线路图。图 8-352. 如果电流表和电压表的示数分别如图8-35所示，则未知电阻Rx=欧。X3. 如果电路中各元件不变，只是把电压增大 2 倍，贝电流表和电压表应分别采用和的量程，此时它们的示数分别是安和伏。四、计算题1.
12、一盏灯正常发光时应通过 0.6 安的电流，如果灯的电阻是 20 欧，要使灯正常发光， 需要在灯两端加多大的电压？2. 一段导体两端加 3 伏的电压时，半分钟内通过它的电量是 15 库，求通过导体中的电 流是多少？3. 上题中若将这段导体两端的电压增大到 6 伏时，求此时通过导体的电流是多少？B组一、填空题1. 导体的电阻与导体的、和有关。把几个导体串联起来，相当于增大了导体的，所以总电阻比任何一个导体的电阻都大。2把几个导体并联起来，相当于增大了导体的，所以总电阻比任何一个电阻都小。3. 将5个100欧的电阻串联，其等效电阻是欧；将5个100欧的电阻并联，其等效电阻是欧。4. 一个25欧的电阻
13、与50欧的电阻串联后接在电压是15伏的电路中，通过它们的电流是安；如果把这两个电阻并联后接到同一电源上，通过这两个电阻的总电流是安。二、选择题1 .把两根长短相同、粗细不同的镍铬合金线接在电路中，则( )(A) 串联时，通过粗导线中的电流一定大于通过细导线中的电流(B) 串联时，粗导线两端的电压一定小于细导线两端的电压(C) 并联时，通过粗导线中的电流一定大于通过细导线中的电流(D) 并联时，粗导线两端的电压一定大于细导线两端的电压R1RiVUUU(C)(B)(D)图 8-362. 图8-36所示的4个电路中，电路两端电压相等，且保持不变，已知RR2，则各电 路中干路上电流最大的是( )3.
14、n个阻值都是R的电阻，并联后其总电阻为()11(A)nR(B) R(C)n2R(D)Rn n 24. 两个阻值相同的电阻，若并联后的总电阻是 5 欧，则它们串联后的总电阻是( )( A) 20 欧( B) 10 欧 ( C) 5 欧 ( D) 2.5 欧5. 下列各组电阻并联后总电阻最小的是( )(A) 6欧与 6欧 (B) 15 欧与 3 欧 (C) 15欧与5 欧 (D) 6欧与4欧6.3 个相同的电阻，由原来的串联改为并联，接在同一电源上，则通过每一个电阻的电 流变为原来的( )( A) 1/9 倍( B) 1/3 倍 ( C) 3 倍 ( D) 9 倍三、计算题1. 将阻值分别为 R1
15、=3 欧、 R2=6 欧的两个电阻并联在电源上，用电流表测出干路中的电 流是 1.5 安，试问：(1) 每个电阻两端的电压？(2) 通过每个电阻的电流？2. 有一个电铃，它的电阻是 10欧，在正常工作时，它两端的电压应是6伏，但是手边 只有电源电压是 8 伏的电池组，要把这个电铃接在这个电源上，需要给它串联一个多大的电 阻。根据题意画出图来，并将已知条件标在图上。2. 电路如图8-36所示，电源电压为6伏，比为5欧，当滑片P在某一位置3. 时电压表的示数是 4 伏，问此时电流表的示数是多少？滑动变阻器连入电路中的阻 值多大？要使电流表的示数减小，滑动变阻器的滑片 P 应向那一端移动？图 8-364. 把R和R2串联后接在电压是6伏的电源上，通
