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专题十六欧姆定律

思维导图

知识讲解

知识点一欧姆定律

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

公式

符号的物理意义

U-表示导体两端电压，单位为伏特（V）；R-表示导体的电阻，单位为欧姆（Ω）；I-表示通过导体的电流，单位为安培（A）

适用范围

欧姆定律适用于纯电阻电路。在非纯电阻电路中，如含有电动机的电路，欧姆定律将不适用

欧姆定律的意义

欧姆定律反映了电流与电压的因果性，电流与电压的制约性

变形公式

（1）U=IR：导体两端电压等于通过导体的电流与导体的电阻的乘积。但因为电压是电源提供的，电压是形成电流的原因，所以不能说电压与电流成正比；

（2）：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。因为电阻是导体本身的一种性质，它的大小由导体的材料、长度、横截面积和温度等因素决定，与导体两端电压和通过导体的电流无关，因此它既不与U成正比，也不与I成反比

知识点二探究实验

实验一：探究导体的电流与电压的关系

提出问题

电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压存在什么关系

猜想与假设

电压是产生的电流的原因，同一个小灯泡，在以一节干电池供电时，小灯泡发光较暗，用两节干电池供电时，小灯泡发光较亮，所以有两种猜想：①导体两端电压越大，导体中电流越大；②通过导体的电流与导体两端电压成正比。

设计实验

运用控制变量法，控制导体（电阻）的阻值不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两端电压，观察并记录电流表的示数，分析电流随电压的变化规律。实验电路如图所示。

实验器材

电压表、电流表、滑动变阻器、10Ω的定值电阻、电源、开关、导线若干

进行实验

（1）按照电路图连接实物电路。

（2）闭合开关前检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器的滑片移动定值最大处。

（3）电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数分别为1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，从电流表上读出相应的电流值，并记录在表中。

定值R/Ω

10Ω

电压U/V

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

电流I/A

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

（4）在坐标系中，根据各电流值与对应的电压值描点，并用平滑曲线连接各点，画出I-U关系图像，如图所示。

分析论证

分析实验数据和I-U图像可以看出：定值一定时，通过电阻的电流与其两端电压有关，电流随电压的最大而增大；电压变为原来的几倍，电流也变为原来的几倍，电流与电压的比值为一定值。

实验结论

在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体两端电压成正比，即电阻R不变时，

（二）实验二：探究导体的电流与电阻的关系

提出问题

电压一定时，导体中的电流与导体的电阻存在什么关系

猜想与假设

因为电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小，所以电流与电阻的关系有两种猜想：①导体电阻越大，通过的电流越小；②通过导体的电流与导体的电阻成反比。

设计实验

（1）要研究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的电阻的大小，在实验时更换不同阻值的电阻接入电路即可；

（2）在该实验中，更换电阻后要控制电阻两端电压不变，我们可以在电路中串联一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器使不同的电阻两端电压相等；

（3）实验电路图如图所示。

实验器材

电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个，导线若干

进行实验与收集证据

（1）按实验电路图连接实物电路，将5Ω电阻接入电路中；

（2）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器短片移到阻值最大处；

（3）确定电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3V，再读出电流表的示数并填入表中；

（4）断开开关，将阻值为5Ω的定值电阻更换为10Ω、15Ω的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持在3V不变，分别读出对应电流表的读数并填入表中；

电压U/V

3V

电阻R/Ω

5

10

15

电流I/A

0.6

0.3

0.2

（5）在坐标系中，根据各电流值和对应的电阻值描点，并用平滑的曲线连接各点，画出I-R关系图像，如图所示。

分析论证

分析数据和I-R关系图像可以看出：电压一定时，通过电阻的电流与其阻值有关，电阻变为原来的n倍，电流就变为原来的1/n，电流与电阻的乘积为一定值。

实验结论

在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比，即U不变时，I1R1=I2R2。

知识点三伏安法测量电阻

（一）实验原理

根据欧姆定律R=UI，用电压表测量电阻两端的电压，用电流表

（二）实验电路图

（三）实验操作

1.连接电路，滑动变阻器滑片移到阻值最大处。

2.闭合开关，调节滑动变阻器，读取电压表和电流表的示数，根据公式计算电阻值。

3.多次测量求平均值，减小误