微课堂 | 欧姆定律

发表于 讨论求助 2019-01-16 17:56:04


通过上节课(《探究电流与电压、电阻的关系的学习,我们发现:

当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;

当导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。

这是不是普遍规律呢?早在19世纪20年代,德国物理学家欧姆就对电流跟电阻和电压之间的关系进行了大量实验研究,发现对大多数导体而言,上面的规律是成立的,并进一步归纳得出了电学中非常非常重要的物理定律——欧姆定律

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。

注意

(1)公式中使用国际单位,其中电压U的单位为伏特(V),电阻R的单位为欧姆(Ω),电流I的单位为安培(A)。

(2)欧姆定律反映的是同一时刻同一段电路IUR之间的关系。

(3)欧姆定律只适用于纯电阻电路。

纯电阻电路将电能全部转化为内能的电路。比如,新利体育|官方网站电饭锅电炉子电暖气电热水器电水壶白炽灯等都属于纯电阻电路。白炽灯工作时,可以理解为将电能转化为内能,一部分内能又转化为光能。

非纯电阻电路将电能转化为内能和其他形式能量的电路(纯电阻电路以外的电路都属于非纯电阻电路)。比如,电动机对外做功时,还会发热,也就是电动机在工作时将很大一部分电能转化为机械能,很少一部分转化为内能,所以电动机属于非纯电阻电路;又比如,节能灯把大部分电能转换成了光能,所以节能灯也属于非纯电阻电路。


想想议议

小致同学认为:“由I=U/R变形可得R=U/I。这表明,导体的电阻R跟它两端的电压U成正比,跟电流I成反比。”这种说法对吗?为什么?

在学习《影响电阻大小的因素》时,我们就知道,电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与电压、电流无关。所以,这种说法是错误的。

电压是形成电流的原因,电阻是导体对电流的阻碍作用。也就是电压和电阻会影响电流,而不是电流影响电压和电阻,切记切记。

也许你会说:“电压和电流越大时,白炽灯灯丝的电阻也会越大,所以电流和电压会改变灯丝电阻。”

白炽灯工作时,是将电能转化为内能,导致灯丝温度升高,升高到一定程度时从而发光。灯丝温度越高,发光会越亮。而电压和电流会影响白炽灯的实际功率(后面课程会学到),实际功率越大,发光会越亮。也就是电压和电流会导致灯丝温度的变化,而灯丝的温度变化又会导致灯丝电阻的变化。所以,并不是电压和电流直接改变了灯丝电阻,而是温度改变了灯丝电阻。

应用欧姆定律

1.用公式进行计算的一般步骤:

(1)读题、审题(注意已知量的内容);

(2)根据题意画出电路图;

(3)在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号;

(4)选用物理公式进行计算(书写格式要完整,规范)。

学完欧姆定律后,电学中出现了真正意义的计算题,对于初学者来说,请学着按上面的步骤解题,具体方法请看下面几道例题。


2.例题分析

例1.一辆汽车的车灯,灯丝电阻为30Ω,接在12V的电源两端,求通过这盏电灯的电流。 

解题步骤:

(1)画电路图;

(2)标出已知条件和所求量;

(3)求解I


解:

答:通过这盏灯的电流为0.4A。


例2.


在如图所示的电路中,调节滑动变阻器 R',使灯泡正常发光,用电流表测得通过它的电流值是0.6A。已知该灯泡正常发光时的电阻是20Ω,求灯泡两端的电压。

解题步骤:

(1)标出已知条件和所求量;

(2)求解UL

解:


答:灯泡两端电压为12V。


例3. 某同学用一只电流表和灯泡串联,测得它正常发光时的电流是0.18A,再用电压表测得灯泡两端的电压是220V,试计算灯丝正常发光时的电阻值。

解:

答:灯丝正常发光时的电阻为1222Ω。


例4.加在某一电阻两端的电压为5V时,通过它的电流是0.5A,则该电阻的阻值是多大?如果两端的电压增加到20V,此时这个电阻的阻值是多大?通过它的电流是多大?

提示:因为电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小与电压、电流的大小均无关系,因此本题中电阻阻值不变。

解:

答:当电压为5V时电阻阻值为10Ω;当电压为20V时,电阻依然为10Ω,电流为2A。


例5.甲、乙分别接入电压之比是2∶1的电路中,已知它们的电阻之比是2∶3,则通过它们的电流之比是         

解:

练一练

1.关于电流跟电压和电阻的关系,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


2.一条镍铬合金线的两端加上4V电压时,通过的电流是0.2A,则它的电阻        Ω。若合金线的两端电压增至16V时,它的电阻是      Ω,这时若要用电流表测量它的电流,应选用量程为             A的电流表。


3.关于欧姆定律,下列叙述中不正确的是(    )

A.在相同电压下,导体的电流和电阻成反比

B.对同一个导体,导体中的电流和电压成正比

C.因为电阻是导体本身的性质,所以电流只与导体两端的电压成正比

D.导体中的电流与导体两端的电压有关,也与导体的电阻有关


1、R2分别做实验,他根据实验数据画出了如图所示的图像。请你根据图像比较电阻R1与R2的大小,R1            R2。(选填“大于”、“等于”或“小于”) 

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亲爱的小伙伴,你学会了吗?如果有什么疑惑,就请文末留言吧。


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