人教版第七章 歐姆定律 復(fù)習(xí)提綱
一、電流跟電壓、電阻的關(guān)系
1、電流跟電壓的關(guān)系:在電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流踺段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
注意:①這里導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體兩端的電壓都是針對(duì)同一導(dǎo)體而言的,不能說(shuō)一個(gè)導(dǎo)體中的電流和另一導(dǎo)體上的電壓成正比。②不能反過(guò)來(lái)說(shuō),電阻一定時(shí),電壓跟電流成正比。這里存在一個(gè)邏輯關(guān)系的問(wèn)題,電流、電壓都是物體量,有各自和物體,物體 量之間存在一定的因果關(guān)系,這里的電壓是原因,電流是結(jié)果,是因?yàn)閷?dǎo)體兩端加了電壓,導(dǎo)體中才有電流,不是因?yàn)閷?dǎo)體中通了電流才加了電壓,因果關(guān)系不能顛倒。
2、電流跟電阻的關(guān)系:在電壓一定的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
注意:①電流和電阻是針對(duì)同一導(dǎo)體而言的,不能說(shuō)一個(gè)導(dǎo)體的電流與另一個(gè)導(dǎo)體的電阻成反比。②不能反過(guò)來(lái)說(shuō),電壓不變時(shí),導(dǎo)體的電阻與通過(guò)它的電流成反比。我們知道電阻是導(dǎo)體本身的一種特性,即使導(dǎo)體中不通電流,它的電阻也不會(huì)改變,更不會(huì)順為導(dǎo)體中電流的增大或減小而使它的電阻發(fā)生改變。
二、歐姆定律
1、內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。
2、表達(dá)式:I=U/R U表示一段導(dǎo)體兩端的電壓,單位是伏特(V);R表示這段導(dǎo)體的電阻,單位是歐姆(Ω);I表示通過(guò)這段導(dǎo)體中的電流,單位是安培(A)。
3、公式的物體意義:歐姆定律的公式I=U/R表示加在導(dǎo)體兩端的電壓增大幾倍,導(dǎo)體中的電流就增大幾倍;當(dāng)加在導(dǎo)體兩端的電壓不變時(shí),導(dǎo)體的電阻增大幾倍,其電流就減小為原來(lái)的幾分之一。
4、由公式可變形為:U=IR R=U/I
5、對(duì)歐姆定律的理解:
①定律涉及的電流、電壓、電阻三個(gè)物體量都是針對(duì)同一導(dǎo)體或同一段電路而言的,即滿足“同體性”;式中的I、U、R還應(yīng)是同一段導(dǎo)體在同一時(shí)刻的電流、電壓、電阻,即滿足“同時(shí)性”;運(yùn)用該式時(shí),式中各物理量的單位要統(tǒng)一使用基本單位。
②定律中提到的“成正比”和“成反比”的兩個(gè)關(guān)系分別有不同的前提條件,即當(dāng)電阻一定時(shí),通過(guò)它的電流跟它兩端的電壓成正比,當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過(guò)它的電流跟它的電阻成反比。
③歐姆定律公式I=U/R可以變形為U=IR,但不能認(rèn)為導(dǎo)體兩端的電壓跟導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體的電阻成正比,因?yàn)殡妷菏切纬呻娏鞯脑;公式還可以變形為R=U/I,但不能說(shuō)導(dǎo)體的電阻跟它兩端的電壓成正比,跟電流成反比,因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種特性,跟所加電壓和通過(guò)的電流無(wú)關(guān),只是為我們提供一種測(cè)量、計(jì)算導(dǎo)體電阻的方法而已。
④歐姆定律只適用于純電阻電路,如:只接有電阻器、電熱器、白熾燈等電路。對(duì)于非純電阻電路,如電動(dòng)機(jī)電路、日光燈電路等,不能直接應(yīng)用。
6、電阻的串聯(lián)和并聯(lián)
①電阻串聯(lián):R=R1+R2+…+Rn。導(dǎo)體的串聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)線的長(zhǎng)度,由影響電阻的因素可知,串聯(lián)電路的總電阻大于任何一個(gè)分電阻。如果把n個(gè)阻值都是r的導(dǎo)體串聯(lián),則總電阻R=nr。
②電阻并聯(lián):1/R=1/R1+1/ R2+…+1/R。如果n個(gè)阻值都是r的導(dǎo)體并聯(lián),則總電阻R=r/n。當(dāng)只有兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí),R=R1R2/(R1+R2),電阻的并聯(lián)裨上是增大了導(dǎo)體的橫截面積,所以并聯(lián)電路的總電阻小于任一分電阻。
③在串、并聯(lián)電路中,任一電阻增大,電路總電阻也增大。串聯(lián)電路中,各電阻分壓,且各電阻兩端電壓與各電阻阻值成正比;并聯(lián)電路中,各電阻分流,且各支路電流之比為各支路阻的反比。
三、測(cè)量小燈泡的電阻
1、實(shí)驗(yàn)原理:根據(jù)歐姆定律的變形公式R=U/I,測(cè)出待測(cè)電阻兩端的電壓和通過(guò)的電流就可以計(jì)算出導(dǎo)體的電阻。這種測(cè)電阻的方法叫伏安法。
2、實(shí)驗(yàn)器材:電源、開(kāi)關(guān)、電流表、電壓表、小燈泡、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干。
3、實(shí)驗(yàn)電路圖:
4、實(shí)驗(yàn)操作步驟:
①按電路圖連接好電路,檢查電路無(wú)誤后閉合開(kāi)關(guān)。
②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,讀出一組電壓和電流值,記錄數(shù)據(jù)。
③計(jì)算出待測(cè)電阻的阻值。④整理實(shí)驗(yàn)器材。
實(shí)驗(yàn)中可以多測(cè)幾駔電流和電壓的數(shù)據(jù),分別算出相應(yīng)的電阻R,進(jìn)行比較。用伏安法測(cè)量小燈泡的電阻時(shí),加在燈泡兩端的電壓不同,小的亮度不同,也就是小燈泡燈絲的溫度不同,這樣測(cè)出的幾組數(shù)據(jù)中,算出的燈泡的電阻是不同的加在燈泡兩端的電壓越大,燈泡越亮,燈絲的溫度越高,其電阻越大。由此可得出燈絲的電阻隨溫度的升高而增大的規(guī)律。
5、滑動(dòng)變阻器的作用:改變小燈泡兩端的電壓及保護(hù)電路。
6、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng):①連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)是斷開(kāi)的。②電路連好開(kāi)關(guān)閉合前,應(yīng)使滑片位于阻值最大處。③電壓表、電流表要選擇合適的量程。④每個(gè)小燈泡的金屬口上都標(biāo)著它正常工作的電壓。接通電源后通過(guò)變阻器把電壓調(diào)到該電壓值,測(cè)量時(shí)從該電壓開(kāi)始逐次降低。
四、歐姆定律和安全用電
1、電壓越高越危險(xiǎn):
①對(duì)人體的安全電壓:電流對(duì)人體的危害性跟電流的大小、通電時(shí)間的長(zhǎng)短等因素有關(guān)。大量觸電事故表明:當(dāng)人體兩端的電壓低于36V,通過(guò)人體的電流低于0.1mA時(shí),才不會(huì)引起觸電感覺(jué)。因此只有不高于36V的電壓才是安全的。
②電壓越高越危險(xiǎn):由歐姆定律可以知道,在電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比。電壓越高,通過(guò)人體的電流就會(huì)越大,對(duì)人體的傷害就會(huì)越大。人體是導(dǎo)體,一般情況下加在人體的電壓越過(guò)36V時(shí),通過(guò)人體的電流就會(huì)給人體造成危險(xiǎn),家庭電路的電壓是220V,大大超過(guò)了安全電壓,故我們不能接觸220V的電壓。高壓電路的電壓達(dá)到幾十萬(wàn)伏,人體不直接接觸,也會(huì)有危險(xiǎn),因此對(duì)人體的安全電壓是不高于36V。
③不能用濕手觸摸用電器:歐姆定律告訴我們,導(dǎo)體中電流的大小與導(dǎo)體的電阻成反比。人體也是導(dǎo)體,家庭電路的電壓是220V,大大超過(guò)了安全電壓,而濕手又使人體的電阻大大減小,觸摸電器就很可能發(fā)生觸電事故;并且不純凈的水也是導(dǎo)體 。如果用濕手插(拔)插頭、按開(kāi)關(guān)等,極易使水流入插座和開(kāi)關(guān)內(nèi),使人體和電源相連,造成危險(xiǎn)。因此,千萬(wàn)不要用濕手觸摸用電器。
2、斷路和短路
①斷路:電路沒(méi)有接通。可能原因:燈絲斷了;燈頭內(nèi)的電線斷了;、開(kāi)關(guān)等處的接線松動(dòng)、接觸不良。
②電源短路:不經(jīng)過(guò)用電器直接將電源兩極連接起來(lái)的現(xiàn)象。由歐姆定律可以知道,由于導(dǎo)線的電阻很小,電源短路時(shí)電路上的電流會(huì)很大,這樣大的電流,電池或其它的電源都不能承受,會(huì)造成電源損壞;更為嚴(yán)重的是,因?yàn)殡娏魈,?huì)使導(dǎo)線的溫度升高,嚴(yán)重時(shí)有可能造成火災(zāi)。
③用電器短路:即電路中的某一用電器的兩端由導(dǎo)線直接連接。當(dāng)用電器發(fā)生短路時(shí),此用電器無(wú)法工作,并會(huì)引起整個(gè)電路中的電流過(guò)大而發(fā)生危險(xiǎn),這也是不允許的。
3、注意防雷:雷電是大氣中一種劇烈的放電現(xiàn)象,雷雨天要注意防雷。高大的建筑物上安裝的避雷針、高壓輸電鐵塔上最上面的兩根導(dǎo)線也是用來(lái)防雷的。雷雨時(shí)不要在空曠的地方活動(dòng)或停留;不要在樹(shù)下避雨;不要接觸金屬物品(包括金屬把的雨傘);拔掉所有的電源線、網(wǎng)線、電視天線插頭等。
4、安全用電的原則:①不接觸低壓帶電體②不靠近高壓帶電體;③不弄濕用電器;④不損壞絕緣部分;⑤金屬外殼的用電器一定要接地;⑥家庭電路的安裝一定要正確。
五、歐姆定律在電流表和電壓表中的應(yīng)用
電流表的電阻很小,將它串聯(lián)到電路中就相當(dāng)于串聯(lián)一根電阻可忽略不計(jì)的導(dǎo)線,因電流表串聯(lián)在電路中不會(huì)影響電路中的電流大小。以由于串聯(lián)中的電流處處相等,因此通過(guò)電流表上的示數(shù)可以知道電路中與電流表串聯(lián)的其它部分中的電流。如果將電流表直接接到電源兩極上,由于電流表的電阻很小,根據(jù)歐姆定律,電路中的電流會(huì)很大,就會(huì)把電路中的電流表及電源燒壞,所以絕不允許將電流表直接在電源兩極上。與電流表相反,電壓表的電阻很大,將電壓表并聯(lián)在某段電路或電源的兩端時(shí),有電壓表的支路就相當(dāng)于斷路,所以電壓表可直接接在電源兩極上,這時(shí)測(cè)的是電源電壓。
六、電流表、電壓表的示數(shù)變化
在含有滑動(dòng)變阻器的電路中,由于開(kāi)關(guān)的閉合或斷開(kāi)會(huì)引起電流表、電壓表示數(shù)的變化,或滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)也會(huì)引起電流表、電壓表的示數(shù)變化。判斷電流表、電壓表示數(shù)如何變化是電學(xué)中一類比較重要的題型。這種題目的分析一般遵循下列思路:
1、首先分析電路的連接情況,看清是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,分析電路連接時(shí)一般先去表。即把電流表當(dāng)成導(dǎo)線,把電壓表當(dāng)做開(kāi)路處理。
2、分析滑片滑動(dòng)時(shí),變阻器電阻如何變化,電路總電阻如何變化,或開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)時(shí)電路連接情況如何變化,電路中總電阻如何變化。
3、運(yùn)用歐姆定律看總電流如何變化,然后再進(jìn)一步分析各用電器上電流和電壓的變化情況。這種題目從解題過(guò)程來(lái)看,一般符合總→分→總的特點(diǎn)。
七、解電學(xué)題的方法、步驟
解電學(xué)題目應(yīng)該掌握一定的方法,和般按照下列的步驟進(jìn)行。
首先,根據(jù)題意和所給出的電路圖分析電路的連接情況(用電器串聯(lián)、并聯(lián)情況的電壓表、電流表、所測(cè)電壓的電流的情況),畫(huà)出等效電路圖。具體做法:①簡(jiǎn)化電路。將不工作的用電器和電路中的電表去掉,電流表的內(nèi)阻很小,簡(jiǎn)化處理時(shí)可先看做一根導(dǎo)線,電壓表的內(nèi)阻很大,簡(jiǎn)化處理時(shí)將其所在支路看做斷路。②看滑動(dòng)變阻器連入電路的是哪段電阻絲。③分析電流表和電壓表分別測(cè)的是哪段電路的電流和電壓。
其次,在電路圖上標(biāo)明已知量和未知量,同一個(gè)導(dǎo)體的U、I、R下角標(biāo)要相同,這樣對(duì)試題所描繪的物體情景就有了整體的認(rèn)識(shí),便于分析和解題,避免張冠李戴。
最后再根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)列方程解題。
八、測(cè)量導(dǎo)體電阻的方法總結(jié)
方法 | 器材 | 公式 | 電路圖 |
伏安法 | 電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干 | Rx=U/I | |
伏伏法 | 電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表兩個(gè)、已知電阻R0、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=U2R0/U1 | |
安安法 | 電源、滑動(dòng)變阻器、電流表兩個(gè)、已知電阻R0、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=R0I2/I1 | |
安滑法 | 電源、滑動(dòng)變阻器(最大阻值為Rm)、電流表、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=I1Rm/(I2-I1) | |
伏滑法 | 電源、滑動(dòng)變阻器(最大阻值為Rm)、電壓表、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=U1Rm/(U2-U1) | |
電壓表和替代開(kāi)關(guān)法 | 電源、電壓表、已知電阻R0、待測(cè)電阻、兩個(gè)開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx= U2 R0/ (U1-U2) | |
電流表和替代開(kāi)關(guān)法 | 電源、電流表、已知電阻R0、待測(cè)電阻、兩個(gè)開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx =I2R0/(I2-I1) |
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解
人教版第六章 電壓 電阻 復(fù)習(xí)提綱
一、電壓
1、電壓:電壓是形成電流的原因。要使電路中形成電流,電路兩端必須保持一定的電壓。電壓由電源來(lái)提供。電源的作用是給用電器兩端提供電壓。電壓的單位是伏特(V)。
2、電壓表:測(cè)量電路中某段電路兩端電壓大小的儀表。電路符號(hào)是
電壓表的使用規(guī)則:使用電壓表之前注意觀察它的量程和分度值;電壓表與所測(cè)量的用電器并聯(lián);讓電流從電壓表的“+”接線柱流進(jìn),從“-”接線柱流出;電壓表可以直接接在電源兩極上,待測(cè)電壓不能的量程,無(wú)法估測(cè)電壓時(shí),可采用試觸法來(lái)選擇量程。
3、電壓表和電流表的異同
儀表 | 電流表 | 電壓表 | |||
電路符號(hào) | |||||
表盤(pán) | 接線柱 | -,0.6,3 | -,3,15 | ||
量程 | 0~0.6A | 0~3A | 0~3V | 0~15V | |
分度值 | 0.02A | 0.1A | 0.1V | 0.5V | |
使用方法 | 相同點(diǎn) | 電流從表的正接線柱流進(jìn),從負(fù)接線柱流出 | |||
所測(cè)電流(電壓)不能超過(guò)量程 | |||||
不同點(diǎn) | 串聯(lián)在電路中 | 并聯(lián)在電路中 | |||
不允許不經(jīng)過(guò)用電器直接接在電源的兩極上 | 允許不經(jīng)過(guò)用電器直接接在電源的兩極上 |
4、電壓表的讀數(shù):根據(jù)接線柱確定量程;認(rèn)清電壓表的分度值;待指針?lè)(wěn)定后看電壓表指針向右偏轉(zhuǎn)的格數(shù),讀出正確的電壓。
5、串聯(lián)電池組的電壓等于各節(jié)電池的電壓之和;并聯(lián)電池組的電壓與每節(jié)電池的電壓相等。
二、探究串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律
1、串聯(lián)電路電壓的規(guī)律:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。即:U=U1+U2。
2、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律:并聯(lián)電路兩端的電壓 與各支路兩端的電壓相等。即:U=U1=U2。
三、電阻
1、電阻:導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用叫電阻。用R表示。單位是歐姆(Ω),常用的單位還有kΩ、MΩ。電路符號(hào)是
2、決定導(dǎo)體電阻大小的因素:導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積和材料的性質(zhì)有關(guān),其關(guān)系為R=ρl/S,ρ是導(dǎo)體的電阻率。此外,導(dǎo)體的電阻還和溫度有關(guān)。與兩端的電壓大小、通過(guò)它的電流的大小無(wú)關(guān)。同種導(dǎo)體的長(zhǎng)度越長(zhǎng),橫截面積越小,電阻越大。
四、變阻器
1、變阻器:變阻器是一種通過(guò)改變連入電路中電阻絲的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻 的器件。常見(jiàn)的變阻器有滑動(dòng)變阻器和變阻箱;瑒(dòng)變阻器的電路符號(hào)為
2、作用:通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,從而改變接入電路中電阻 絲的長(zhǎng)度,來(lái)改變電路中電阻的大小,從而改變電路中的電流和部分電路兩端的電壓,還可以保護(hù)電路。
3、使用方法:串聯(lián)在要改變的電路中;兩接線頭要采用一上一下的接法。連接電路時(shí)應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至阻值最大處。滑動(dòng)變阻器在使用時(shí),不能使通過(guò)的電流超過(guò)最大量程,否則會(huì)燒壞變阻器,所以在使用前,要將電阻調(diào)到最大,能連續(xù)地改變連入電路中的電阻,但不能直接讀出電阻值的大小。
4、電阻箱:電阻箱是一個(gè)能表示出阻值的變阻器,能直接讀出連入電路 的電阻值,但不能連續(xù)地調(diào)節(jié)。讀數(shù)方法:旋盤(pán)下面“△”所對(duì)示數(shù)乘乘以相應(yīng)的倍數(shù)之和。四個(gè)是0~9999之間的整數(shù)值。
五、移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P對(duì)電路影響的分析步驟
要分析滑片P移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)變阻器對(duì)電路的控制作用時(shí),首先應(yīng)通過(guò)描電流的路徑來(lái)判斷滑動(dòng)變阻器連入電路的是哪段電阻絲(電流通過(guò)哪段電阻絲,哪段電阻絲就被接入電路中),然后分析當(dāng)滑片P移動(dòng)時(shí)會(huì)使連入電路的電阻絲變長(zhǎng)地面觀察站是變短,從而知道變阻器的電阻變大還是變小,最后再利用歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)來(lái)分析電路中電流和電壓的變化。
六、電路中未知元件的選擇
在選擇、填空題中常有電路中未知元件的題目,有的同學(xué)碰到這種題目常常感到毫無(wú)頭緒,其實(shí)只要熟悉各種元件的連接方法,再逐一分析即可得出結(jié)論。選擇時(shí)要注意:電壓表不能串聯(lián)在干路上,電流表不能與其它元件并聯(lián),出可以這樣想:電壓表相當(dāng)于斷路,電流表相當(dāng)于導(dǎo)線。
七、電路常見(jiàn)故障的分析
在對(duì)電路故障分析時(shí),有些同學(xué)往往感到無(wú)從下手,究其原因主要有三方面:一是沒(méi)有搞清楚電路故障都有哪些情況;二是沒(méi)有掌握對(duì)此類問(wèn)題的分析方法;三是不知道電路出現(xiàn)斷路和短路后將會(huì)主生哪些現(xiàn)象。一般來(lái)講電路故障主要表現(xiàn)為:
1、電路斷路:電路不通 ①燈泡不亮②電流表無(wú)示數(shù)③電壓表示數(shù)為零④電壓表示數(shù)接近電源電壓⑤斷開(kāi)處一端能使試電筆氖管發(fā)光,另一端不能使其發(fā)光。
2、電路短路:電路仍通 ①燈泡可能仍亮②燈泡可能不亮(說(shuō)明燈泡被短路)③電流表有示數(shù)④電壓表可能有示數(shù)(和電壓表并聯(lián)部分無(wú)短路而斷路)⑤電壓表示數(shù)可能為零(和電壓表并聯(lián)部分無(wú)斷路而短路)⑥短路處任意點(diǎn)均能使試電筆氖管恨光
在清楚了這些電路故障可能引起的現(xiàn)象后,在分析此類問(wèn)題時(shí)考慮就要全面。
八、電路故障的檢測(cè)
電路故障檢測(cè)儀器很多,可以用電壓表、電流表以及各種電路元件。
電壓表沒(méi)有讀數(shù)說(shuō)明所接部分以外電路是斷開(kāi)的,有讀數(shù)則說(shuō)明所接部分以外電路是連通的。斷路故障的判斷:用電壓表逐段與電路并聯(lián),若電壓表指針偏轉(zhuǎn),則現(xiàn)電壓表并聯(lián)的電路有斷點(diǎn);短路故障的分析:用電壓表和電源并聯(lián),若有示數(shù),說(shuō)明電路未全部發(fā)生短路,再逐段與電路并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零;則該電路被短路;若電壓表示數(shù)不為零,則該電路不被短路或不完全被短路。
用小燈泡檢測(cè)電路故障時(shí),基本過(guò)程和用電壓表類似。
電流表接入電路時(shí),若有示數(shù),說(shuō)明電路其它部分連通;若若無(wú)示數(shù),說(shuō)明電路其它部分?jǐn)嚅_(kāi)。
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解
人教版第七章 歐姆定律 復(fù)習(xí)提綱
一、電流跟電壓、電阻的關(guān)系
1、電流跟電壓的關(guān)系:在電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流踺段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
注意:①這里導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體兩端的電壓都是針對(duì)同一導(dǎo)體而言的,不能說(shuō)一個(gè)導(dǎo)體中的電流和另一導(dǎo)體上的電壓成正比。②不能反過(guò)來(lái)說(shuō),電阻一定時(shí),電壓跟電流成正比。這里存在一個(gè)邏輯關(guān)系的問(wèn)題,電流、電壓都是物體量,有各自和物體,物體 量之間存在一定的因果關(guān)系,這里的電壓是原因,電流是結(jié)果,是因?yàn)閷?dǎo)體兩端加了電壓,導(dǎo)體中才有電流,不是因?yàn)閷?dǎo)體中通了電流才加了電壓,因果關(guān)系不能顛倒。
2、電流跟電阻的關(guān)系:在電壓一定的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
注意:①電流和電阻是針對(duì)同一導(dǎo)體而言的,不能說(shuō)一個(gè)導(dǎo)體的電流與另一個(gè)導(dǎo)體的電阻成反比。②不能反過(guò)來(lái)說(shuō),電壓不變時(shí),導(dǎo)體的電阻與通過(guò)它的電流成反比。我們知道電阻是導(dǎo)體本身的一種特性,即使導(dǎo)體中不通電流,它的電阻也不會(huì)改變,更不會(huì)順為導(dǎo)體中電流的增大或減小而使它的電阻發(fā)生改變。
二、歐姆定律
1、內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。
2、表達(dá)式:I=U/R U表示一段導(dǎo)體兩端的電壓,單位是伏特(V);R表示這段導(dǎo)體的電阻,單位是歐姆(Ω);I表示通過(guò)這段導(dǎo)體中的電流,單位是安培(A)。
3、公式的物體意義:歐姆定律的公式I=U/R表示加在導(dǎo)體兩端的電壓增大幾倍,導(dǎo)體中的電流就增大幾倍;當(dāng)加在導(dǎo)體兩端的電壓不變時(shí),導(dǎo)體的電阻增大幾倍,其電流就減小為原來(lái)的幾分之一。
4、由公式可變形為:U=IR R=U/I
5、對(duì)歐姆定律的理解:
①定律涉及的電流、電壓、電阻三個(gè)物體量都是針對(duì)同一導(dǎo)體或同一段電路而言的,即滿足“同體性”;式中的I、U、R還應(yīng)是同一段導(dǎo)體在同一時(shí)刻的電流、電壓、電阻,即滿足“同時(shí)性”;運(yùn)用該式時(shí),式中各物理量的單位要統(tǒng)一使用基本單位。
②定律中提到的“成正比”和“成反比”的兩個(gè)關(guān)系分別有不同的前提條件,即當(dāng)電阻一定時(shí),通過(guò)它的電流跟它兩端的電壓成正比,當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過(guò)它的電流跟它的電阻成反比。
③歐姆定律公式I=U/R可以變形為U=IR,但不能認(rèn)為導(dǎo)體兩端的電壓跟導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體的電阻成正比,因?yàn)殡妷菏切纬呻娏鞯脑;公式還可以變形為R=U/I,但不能說(shuō)導(dǎo)體的電阻跟它兩端的電壓成正比,跟電流成反比,因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種特性,跟所加電壓和通過(guò)的電流無(wú)關(guān),只是為我們提供一種測(cè)量、計(jì)算導(dǎo)體電阻的方法而已。
④歐姆定律只適用于純電阻電路,如:只接有電阻器、電熱器、白熾燈等電路。對(duì)于非純電阻電路,如電動(dòng)機(jī)電路、日光燈電路等,不能直接應(yīng)用。
6、電阻的串聯(lián)和并聯(lián)
①電阻串聯(lián):R=R1+R2+…+Rn。導(dǎo)體的串聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)線的長(zhǎng)度,由影響電阻的因素可知,串聯(lián)電路的總電阻大于任何一個(gè)分電阻。如果把n個(gè)阻值都是r的導(dǎo)體串聯(lián),則總電阻R=nr。
②電阻并聯(lián):1/R=1/R1+1/ R2+…+1/R。如果n個(gè)阻值都是r的導(dǎo)體并聯(lián),則總電阻R=r/n。當(dāng)只有兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí),R=R1R2/(R1+R2),電阻的并聯(lián)裨上是增大了導(dǎo)體的橫截面積,所以并聯(lián)電路的總電阻小于任一分電阻。
③在串、并聯(lián)電路中,任一電阻增大,電路總電阻也增大。串聯(lián)電路中,各電阻分壓,且各電阻兩端電壓與各電阻阻值成正比;并聯(lián)電路中,各電阻分流,且各支路電流之比為各支路阻的反比。
三、測(cè)量小燈泡的電阻
1、實(shí)驗(yàn)原理:根據(jù)歐姆定律的變形公式R=U/I,測(cè)出待測(cè)電阻兩端的電壓和通過(guò)的電流就可以計(jì)算出導(dǎo)體的電阻。這種測(cè)電阻的方法叫伏安法。
2、實(shí)驗(yàn)器材:電源、開(kāi)關(guān)、電流表、電壓表、小燈泡、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干。
3、實(shí)驗(yàn)電路圖:
4、實(shí)驗(yàn)操作步驟:
①按電路圖連接好電路,檢查電路無(wú)誤后閉合開(kāi)關(guān)。
②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,讀出一組電壓和電流值,記錄數(shù)據(jù)。
③計(jì)算出待測(cè)電阻的阻值。④整理實(shí)驗(yàn)器材。
實(shí)驗(yàn)中可以多測(cè)幾駔電流和電壓的數(shù)據(jù),分別算出相應(yīng)的電阻R,進(jìn)行比較。用伏安法測(cè)量小燈泡的電阻時(shí),加在燈泡兩端的電壓不同,小的亮度不同,也就是小燈泡燈絲的溫度不同,這樣測(cè)出的幾組數(shù)據(jù)中,算出的燈泡的電阻是不同的加在燈泡兩端的電壓越大,燈泡越亮,燈絲的溫度越高,其電阻越大。由此可得出燈絲的電阻隨溫度的升高而增大的規(guī)律。
5、滑動(dòng)變阻器的作用:改變小燈泡兩端的電壓及保護(hù)電路。
6、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng):①連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)是斷開(kāi)的。②電路連好開(kāi)關(guān)閉合前,應(yīng)使滑片位于阻值最大處。③電壓表、電流表要選擇合適的量程。④每個(gè)小燈泡的金屬口上都標(biāo)著它正常工作的電壓。接通電源后通過(guò)變阻器把電壓調(diào)到該電壓值,測(cè)量時(shí)從該電壓開(kāi)始逐次降低。
四、歐姆定律和安全用電
1、電壓越高越危險(xiǎn):
①對(duì)人體的安全電壓:電流對(duì)人體的危害性跟電流的大小、通電時(shí)間的長(zhǎng)短等因素有關(guān)。大量觸電事故表明:當(dāng)人體兩端的電壓低于36V,通過(guò)人體的電流低于0.1mA時(shí),才不會(huì)引起觸電感覺(jué)。因此只有不高于36V的電壓才是安全的。
②電壓越高越危險(xiǎn):由歐姆定律可以知道,在電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比。電壓越高,通過(guò)人體的電流就會(huì)越大,對(duì)人體的傷害就會(huì)越大。人體是導(dǎo)體,一般情況下加在人體的電壓越過(guò)36V時(shí),通過(guò)人體的電流就會(huì)給人體造成危險(xiǎn),家庭電路的電壓是220V,大大超過(guò)了安全電壓,故我們不能接觸220V的電壓。高壓電路的電壓達(dá)到幾十萬(wàn)伏,人體不直接接觸,也會(huì)有危險(xiǎn),因此對(duì)人體的安全電壓是不高于36V。
③不能用濕手觸摸用電器:歐姆定律告訴我們,導(dǎo)體中電流的大小與導(dǎo)體的電阻成反比。人體也是導(dǎo)體,家庭電路的電壓是220V,大大超過(guò)了安全電壓,而濕手又使人體的電阻大大減小,觸摸電器就很可能發(fā)生觸電事故;并且不純凈的水也是導(dǎo)體 。如果用濕手插(拔)插頭、按開(kāi)關(guān)等,極易使水流入插座和開(kāi)關(guān)內(nèi),使人體和電源相連,造成危險(xiǎn)。因此,千萬(wàn)不要用濕手觸摸用電器。
2、斷路和短路
①斷路:電路沒(méi)有接通?赡茉颍簾艚z斷了;燈頭內(nèi)的電線斷了;、開(kāi)關(guān)等處的接線松動(dòng)、接觸不良。
②電源短路:不經(jīng)過(guò)用電器直接將電源兩極連接起來(lái)的現(xiàn)象。由歐姆定律可以知道,由于導(dǎo)線的電阻很小,電源短路時(shí)電路上的電流會(huì)很大,這樣大的電流,電池或其它的電源都不能承受,會(huì)造成電源損壞;更為嚴(yán)重的是,因?yàn)殡娏魈,?huì)使導(dǎo)線的溫度升高,嚴(yán)重時(shí)有可能造成火災(zāi)。
③用電器短路:即電路中的某一用電器的兩端由導(dǎo)線直接連接。當(dāng)用電器發(fā)生短路時(shí),此用電器無(wú)法工作,并會(huì)引起整個(gè)電路中的電流過(guò)大而發(fā)生危險(xiǎn),這也是不允許的。
3、注意防雷:雷電是大氣中一種劇烈的放電現(xiàn)象,雷雨天要注意防雷。高大的建筑物上安裝的避雷針、高壓輸電鐵塔上最上面的兩根導(dǎo)線也是用來(lái)防雷的。雷雨時(shí)不要在空曠的地方活動(dòng)或停留;不要在樹(shù)下避雨;不要接觸金屬物品(包括金屬把的雨傘);拔掉所有的電源線、網(wǎng)線、電視天線插頭等。
4、安全用電的原則:①不接觸低壓帶電體②不靠近高壓帶電體;③不弄濕用電器;④不損壞絕緣部分;⑤金屬外殼的用電器一定要接地;⑥家庭電路的安裝一定要正確。
五、歐姆定律在電流表和電壓表中的應(yīng)用
電流表的電阻很小,將它串聯(lián)到電路中就相當(dāng)于串聯(lián)一根電阻可忽略不計(jì)的導(dǎo)線,因電流表串聯(lián)在電路中不會(huì)影響電路中的電流大小。以由于串聯(lián)中的電流處處相等,因此通過(guò)電流表上的示數(shù)可以知道電路中與電流表串聯(lián)的其它部分中的電流。如果將電流表直接接到電源兩極上,由于電流表的電阻很小,根據(jù)歐姆定律,電路中的電流會(huì)很大,就會(huì)把電路中的電流表及電源燒壞,所以絕不允許將電流表直接在電源兩極上。與電流表相反,電壓表的電阻很大,將電壓表并聯(lián)在某段電路或電源的兩端時(shí),有電壓表的支路就相當(dāng)于斷路,所以電壓表可直接接在電源兩極上,這時(shí)測(cè)的是電源電壓。
六、電流表、電壓表的示數(shù)變化
在含有滑動(dòng)變阻器的電路中,由于開(kāi)關(guān)的閉合或斷開(kāi)會(huì)引起電流表、電壓表示數(shù)的變化,或滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)也會(huì)引起電流表、電壓表的示數(shù)變化。判斷電流表、電壓表示數(shù)如何變化是電學(xué)中一類比較重要的題型。這種題目的分析一般遵循下列思路:
1、首先分析電路的連接情況,看清是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,分析電路連接時(shí)一般先去表。即把電流表當(dāng)成導(dǎo)線,把電壓表當(dāng)做開(kāi)路處理。
2、分析滑片滑動(dòng)時(shí),變阻器電阻如何變化,電路總電阻如何變化,或開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)時(shí)電路連接情況如何變化,電路中總電阻如何變化。
3、運(yùn)用歐姆定律看總電流如何變化,然后再進(jìn)一步分析各用電器上電流和電壓的變化情況。這種題目從解題過(guò)程來(lái)看,一般符合總→分→總的特點(diǎn)。
七、解電學(xué)題的方法、步驟
解電學(xué)題目應(yīng)該掌握一定的方法,和般按照下列的步驟進(jìn)行。
首先,根據(jù)題意和所給出的電路圖分析電路的連接情況(用電器串聯(lián)、并聯(lián)情況的電壓表、電流表、所測(cè)電壓的電流的情況),畫(huà)出等效電路圖。具體做法:①簡(jiǎn)化電路。將不工作的用電器和電路中的電表去掉,電流表的內(nèi)阻很小,簡(jiǎn)化處理時(shí)可先看做一根導(dǎo)線,電壓表的內(nèi)阻很大,簡(jiǎn)化處理時(shí)將其所在支路看做斷路。②看滑動(dòng)變阻器連入電路的是哪段電阻絲。③分析電流表和電壓表分別測(cè)的是哪段電路的電流和電壓。
其次,在電路圖上標(biāo)明已知量和未知量,同一個(gè)導(dǎo)體的U、I、R下角標(biāo)要相同,這樣對(duì)試題所描繪的物體情景就有了整體的認(rèn)識(shí),便于分析和解題,避免張冠李戴。
最后再根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)列方程解題。
八、測(cè)量導(dǎo)體電阻的方法總結(jié)
方法 | 器材 | 公式 | 電路圖 |
伏安法 | 電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干 | Rx=U/I | |
伏伏法 | 電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表兩個(gè)、已知電阻R0、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=U2R0/U1 | |
安安法 | 電源、滑動(dòng)變阻器、電流表兩個(gè)、已知電阻R0、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=R0I2/I1 | |
安滑法 | 電源、滑動(dòng)變阻器(最大阻值為Rm)、電流表、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=I1Rm/(I2-I1) | |
伏滑法 | 電源、滑動(dòng)變阻器(最大阻值為Rm)、電壓表、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=U1Rm/(U2-U1) | |
電壓表和替代開(kāi)關(guān)法 | 電源、電壓表、已知電阻R0、待測(cè)電阻、兩個(gè)開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx= U2 R0/ (U1-U2) | |
電流表和替代開(kāi)關(guān)法 | 電源、電流表、已知電阻R0、待測(cè)電阻、兩個(gè)開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx =I2R0/(I2-I1) |
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解
人教版第六章 電壓 電阻 復(fù)習(xí)提綱
一、電壓
1、電壓:電壓是形成電流的原因。要使電路中形成電流,電路兩端必須保持一定的電壓。電壓由電源來(lái)提供。電源的作用是給用電器兩端提供電壓。電壓的單位是伏特(V)。
2、電壓表:測(cè)量電路中某段電路兩端電壓大小的儀表。電路符號(hào)是
電壓表的使用規(guī)則:使用電壓表之前注意觀察它的量程和分度值;電壓表與所測(cè)量的用電器并聯(lián);讓電流從電壓表的“+”接線柱流進(jìn),從“-”接線柱流出;電壓表可以直接接在電源兩極上,待測(cè)電壓不能的量程,無(wú)法估測(cè)電壓時(shí),可采用試觸法來(lái)選擇量程。
3、電壓表和電流表的異同
儀表 | 電流表 | 電壓表 | |||
電路符號(hào) | |||||
表盤(pán) | 接線柱 | -,0.6,3 | -,3,15 | ||
量程 | 0~0.6A | 0~3A | 0~3V | 0~15V | |
分度值 | 0.02A | 0.1A | 0.1V | 0.5V | |
使用方法 | 相同點(diǎn) | 電流從表的正接線柱流進(jìn),從負(fù)接線柱流出 | |||
所測(cè)電流(電壓)不能超過(guò)量程 | |||||
不同點(diǎn) | 串聯(lián)在電路中 | 并聯(lián)在電路中 | |||
不允許不經(jīng)過(guò)用電器直接接在電源的兩極上 | 允許不經(jīng)過(guò)用電器直接接在電源的兩極上 |
4、電壓表的讀數(shù):根據(jù)接線柱確定量程;認(rèn)清電壓表的分度值;待指針?lè)(wěn)定后看電壓表指針向右偏轉(zhuǎn)的格數(shù),讀出正確的電壓。
5、串聯(lián)電池組的電壓等于各節(jié)電池的電壓之和;并聯(lián)電池組的電壓與每節(jié)電池的電壓相等。
二、探究串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律
1、串聯(lián)電路電壓的規(guī)律:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。即:U=U1+U2。
2、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律:并聯(lián)電路兩端的電壓 與各支路兩端的電壓相等。即:U=U1=U2。
三、電阻
1、電阻:導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用叫電阻。用R表示。單位是歐姆(Ω),常用的單位還有kΩ、MΩ。電路符號(hào)是
2、決定導(dǎo)體電阻大小的因素:導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積和材料的性質(zhì)有關(guān),其關(guān)系為R=ρl/S,ρ是導(dǎo)體的電阻率。此外,導(dǎo)體的電阻還和溫度有關(guān)。與兩端的電壓大小、通過(guò)它的電流的大小無(wú)關(guān)。同種導(dǎo)體的長(zhǎng)度越長(zhǎng),橫截面積越小,電阻越大。
四、變阻器
1、變阻器:變阻器是一種通過(guò)改變連入電路中電阻絲的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻 的器件。常見(jiàn)的變阻器有滑動(dòng)變阻器和變阻箱;瑒(dòng)變阻器的電路符號(hào)為
2、作用:通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,從而改變接入電路中電阻 絲的長(zhǎng)度,來(lái)改變電路中電阻的大小,從而改變電路中的電流和部分電路兩端的電壓,還可以保護(hù)電路。
3、使用方法:串聯(lián)在要改變的電路中;兩接線頭要采用一上一下的接法。連接電路時(shí)應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至阻值最大處;瑒(dòng)變阻器在使用時(shí),不能使通過(guò)的電流超過(guò)最大量程,否則會(huì)燒壞變阻器,所以在使用前,要將電阻調(diào)到最大,能連續(xù)地改變連入電路中的電阻,但不能直接讀出電阻值的大小。
4、電阻箱:電阻箱是一個(gè)能表示出阻值的變阻器,能直接讀出連入電路 的電阻值,但不能連續(xù)地調(diào)節(jié)。讀數(shù)方法:旋盤(pán)下面“△”所對(duì)示數(shù)乘乘以相應(yīng)的倍數(shù)之和。四個(gè)是0~9999之間的整數(shù)值。
五、移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P對(duì)電路影響的分析步驟
要分析滑片P移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)變阻器對(duì)電路的控制作用時(shí),首先應(yīng)通過(guò)描電流的路徑來(lái)判斷滑動(dòng)變阻器連入電路的是哪段電阻絲(電流通過(guò)哪段電阻絲,哪段電阻絲就被接入電路中),然后分析當(dāng)滑片P移動(dòng)時(shí)會(huì)使連入電路的電阻絲變長(zhǎng)地面觀察站是變短,從而知道變阻器的電阻變大還是變小,最后再利用歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)來(lái)分析電路中電流和電壓的變化。
六、電路中未知元件的選擇
在選擇、填空題中常有電路中未知元件的題目,有的同學(xué)碰到這種題目常常感到毫無(wú)頭緒,其實(shí)只要熟悉各種元件的連接方法,再逐一分析即可得出結(jié)論。選擇時(shí)要注意:電壓表不能串聯(lián)在干路上,電流表不能與其它元件并聯(lián),出可以這樣想:電壓表相當(dāng)于斷路,電流表相當(dāng)于導(dǎo)線。
七、電路常見(jiàn)故障的分析
在對(duì)電路故障分析時(shí),有些同學(xué)往往感到無(wú)從下手,究其原因主要有三方面:一是沒(méi)有搞清楚電路故障都有哪些情況;二是沒(méi)有掌握對(duì)此類問(wèn)題的分析方法;三是不知道電路出現(xiàn)斷路和短路后將會(huì)主生哪些現(xiàn)象。一般來(lái)講電路故障主要表現(xiàn)為:
1、電路斷路:電路不通 ①燈泡不亮②電流表無(wú)示數(shù)③電壓表示數(shù)為零④電壓表示數(shù)接近電源電壓⑤斷開(kāi)處一端能使試電筆氖管發(fā)光,另一端不能使其發(fā)光。
2、電路短路:電路仍通 ①燈泡可能仍亮②燈泡可能不亮(說(shuō)明燈泡被短路)③電流表有示數(shù)④電壓表可能有示數(shù)(和電壓表并聯(lián)部分無(wú)短路而斷路)⑤電壓表示數(shù)可能為零(和電壓表并聯(lián)部分無(wú)斷路而短路)⑥短路處任意點(diǎn)均能使試電筆氖管恨光
在清楚了這些電路故障可能引起的現(xiàn)象后,在分析此類問(wèn)題時(shí)考慮就要全面。
八、電路故障的檢測(cè)
電路故障檢測(cè)儀器很多,可以用電壓表、電流表以及各種電路元件。
電壓表沒(méi)有讀數(shù)說(shuō)明所接部分以外電路是斷開(kāi)的,有讀數(shù)則說(shuō)明所接部分以外電路是連通的。斷路故障的判斷:用電壓表逐段與電路并聯(lián),若電壓表指針偏轉(zhuǎn),則現(xiàn)電壓表并聯(lián)的電路有斷點(diǎn);短路故障的分析:用電壓表和電源并聯(lián),若有示數(shù),說(shuō)明電路未全部發(fā)生短路,再逐段與電路并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零;則該電路被短路;若電壓表示數(shù)不為零,則該電路不被短路或不完全被短路。
用小燈泡檢測(cè)電路故障時(shí),基本過(guò)程和用電壓表類似。
電流表接入電路時(shí),若有示數(shù),說(shuō)明電路其它部分連通;若若無(wú)示數(shù),說(shuō)明電路其它部分?jǐn)嚅_(kāi)。
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解
人教版第七章 歐姆定律 復(fù)習(xí)提綱
一、電流跟電壓、電阻的關(guān)系
1、電流跟電壓的關(guān)系:在電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流踺段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
注意:①這里導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體兩端的電壓都是針對(duì)同一導(dǎo)體而言的,不能說(shuō)一個(gè)導(dǎo)體中的電流和另一導(dǎo)體上的電壓成正比。②不能反過(guò)來(lái)說(shuō),電阻一定時(shí),電壓跟電流成正比。這里存在一個(gè)邏輯關(guān)系的問(wèn)題,電流、電壓都是物體量,有各自和物體,物體 量之間存在一定的因果關(guān)系,這里的電壓是原因,電流是結(jié)果,是因?yàn)閷?dǎo)體兩端加了電壓,導(dǎo)體中才有電流,不是因?yàn)閷?dǎo)體中通了電流才加了電壓,因果關(guān)系不能顛倒。
2、電流跟電阻的關(guān)系:在電壓一定的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
注意:①電流和電阻是針對(duì)同一導(dǎo)體而言的,不能說(shuō)一個(gè)導(dǎo)體的電流與另一個(gè)導(dǎo)體的電阻成反比。②不能反過(guò)來(lái)說(shuō),電壓不變時(shí),導(dǎo)體的電阻與通過(guò)它的電流成反比。我們知道電阻是導(dǎo)體本身的一種特性,即使導(dǎo)體中不通電流,它的電阻也不會(huì)改變,更不會(huì)順為導(dǎo)體中電流的增大或減小而使它的電阻發(fā)生改變。
二、歐姆定律
1、內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。
2、表達(dá)式:I=U/R U表示一段導(dǎo)體兩端的電壓,單位是伏特(V);R表示這段導(dǎo)體的電阻,單位是歐姆(Ω);I表示通過(guò)這段導(dǎo)體中的電流,單位是安培(A)。
3、公式的物體意義:歐姆定律的公式I=U/R表示加在導(dǎo)體兩端的電壓增大幾倍,導(dǎo)體中的電流就增大幾倍;當(dāng)加在導(dǎo)體兩端的電壓不變時(shí),導(dǎo)體的電阻增大幾倍,其電流就減小為原來(lái)的幾分之一。
4、由公式可變形為:U=IR R=U/I
5、對(duì)歐姆定律的理解:
①定律涉及的電流、電壓、電阻三個(gè)物體量都是針對(duì)同一導(dǎo)體或同一段電路而言的,即滿足“同體性”;式中的I、U、R還應(yīng)是同一段導(dǎo)體在同一時(shí)刻的電流、電壓、電阻,即滿足“同時(shí)性”;運(yùn)用該式時(shí),式中各物理量的單位要統(tǒng)一使用基本單位。
②定律中提到的“成正比”和“成反比”的兩個(gè)關(guān)系分別有不同的前提條件,即當(dāng)電阻一定時(shí),通過(guò)它的電流跟它兩端的電壓成正比,當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過(guò)它的電流跟它的電阻成反比。
③歐姆定律公式I=U/R可以變形為U=IR,但不能認(rèn)為導(dǎo)體兩端的電壓跟導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體的電阻成正比,因?yàn)殡妷菏切纬呻娏鞯脑颍还竭可以變形為R=U/I,但不能說(shuō)導(dǎo)體的電阻跟它兩端的電壓成正比,跟電流成反比,因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種特性,跟所加電壓和通過(guò)的電流無(wú)關(guān),只是為我們提供一種測(cè)量、計(jì)算導(dǎo)體電阻的方法而已。
④歐姆定律只適用于純電阻電路,如:只接有電阻器、電熱器、白熾燈等電路。對(duì)于非純電阻電路,如電動(dòng)機(jī)電路、日光燈電路等,不能直接應(yīng)用。
6、電阻的串聯(lián)和并聯(lián)
①電阻串聯(lián):R=R1+R2+…+Rn。導(dǎo)體的串聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)線的長(zhǎng)度,由影響電阻的因素可知,串聯(lián)電路的總電阻大于任何一個(gè)分電阻。如果把n個(gè)阻值都是r的導(dǎo)體串聯(lián),則總電阻R=nr。
②電阻并聯(lián):1/R=1/R1+1/ R2+…+1/R。如果n個(gè)阻值都是r的導(dǎo)體并聯(lián),則總電阻R=r/n。當(dāng)只有兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí),R=R1R2/(R1+R2),電阻的并聯(lián)裨上是增大了導(dǎo)體的橫截面積,所以并聯(lián)電路的總電阻小于任一分電阻。
③在串、并聯(lián)電路中,任一電阻增大,電路總電阻也增大。串聯(lián)電路中,各電阻分壓,且各電阻兩端電壓與各電阻阻值成正比;并聯(lián)電路中,各電阻分流,且各支路電流之比為各支路阻的反比。
三、測(cè)量小燈泡的電阻
1、實(shí)驗(yàn)原理:根據(jù)歐姆定律的變形公式R=U/I,測(cè)出待測(cè)電阻兩端的電壓和通過(guò)的電流就可以計(jì)算出導(dǎo)體的電阻。這種測(cè)電阻的方法叫伏安法。
2、實(shí)驗(yàn)器材:電源、開(kāi)關(guān)、電流表、電壓表、小燈泡、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干。
3、實(shí)驗(yàn)電路圖:
4、實(shí)驗(yàn)操作步驟:
①按電路圖連接好電路,檢查電路無(wú)誤后閉合開(kāi)關(guān)。
②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,讀出一組電壓和電流值,記錄數(shù)據(jù)。
③計(jì)算出待測(cè)電阻的阻值。④整理實(shí)驗(yàn)器材。
實(shí)驗(yàn)中可以多測(cè)幾駔電流和電壓的數(shù)據(jù),分別算出相應(yīng)的電阻R,進(jìn)行比較。用伏安法測(cè)量小燈泡的電阻時(shí),加在燈泡兩端的電壓不同,小的亮度不同,也就是小燈泡燈絲的溫度不同,這樣測(cè)出的幾組數(shù)據(jù)中,算出的燈泡的電阻是不同的加在燈泡兩端的電壓越大,燈泡越亮,燈絲的溫度越高,其電阻越大。由此可得出燈絲的電阻隨溫度的升高而增大的規(guī)律。
5、滑動(dòng)變阻器的作用:改變小燈泡兩端的電壓及保護(hù)電路。
6、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng):①連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)是斷開(kāi)的。②電路連好開(kāi)關(guān)閉合前,應(yīng)使滑片位于阻值最大處。③電壓表、電流表要選擇合適的量程。④每個(gè)小燈泡的金屬口上都標(biāo)著它正常工作的電壓。接通電源后通過(guò)變阻器把電壓調(diào)到該電壓值,測(cè)量時(shí)從該電壓開(kāi)始逐次降低。
四、歐姆定律和安全用電
1、電壓越高越危險(xiǎn):
①對(duì)人體的安全電壓:電流對(duì)人體的危害性跟電流的大小、通電時(shí)間的長(zhǎng)短等因素有關(guān)。大量觸電事故表明:當(dāng)人體兩端的電壓低于36V,通過(guò)人體的電流低于0.1mA時(shí),才不會(huì)引起觸電感覺(jué)。因此只有不高于36V的電壓才是安全的。
②電壓越高越危險(xiǎn):由歐姆定律可以知道,在電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比。電壓越高,通過(guò)人體的電流就會(huì)越大,對(duì)人體的傷害就會(huì)越大。人體是導(dǎo)體,一般情況下加在人體的電壓越過(guò)36V時(shí),通過(guò)人體的電流就會(huì)給人體造成危險(xiǎn),家庭電路的電壓是220V,大大超過(guò)了安全電壓,故我們不能接觸220V的電壓。高壓電路的電壓達(dá)到幾十萬(wàn)伏,人體不直接接觸,也會(huì)有危險(xiǎn),因此對(duì)人體的安全電壓是不高于36V。
③不能用濕手觸摸用電器:歐姆定律告訴我們,導(dǎo)體中電流的大小與導(dǎo)體的電阻成反比。人體也是導(dǎo)體,家庭電路的電壓是220V,大大超過(guò)了安全電壓,而濕手又使人體的電阻大大減小,觸摸電器就很可能發(fā)生觸電事故;并且不純凈的水也是導(dǎo)體 。如果用濕手插(拔)插頭、按開(kāi)關(guān)等,極易使水流入插座和開(kāi)關(guān)內(nèi),使人體和電源相連,造成危險(xiǎn)。因此,千萬(wàn)不要用濕手觸摸用電器。
2、斷路和短路
①斷路:電路沒(méi)有接通?赡茉颍簾艚z斷了;燈頭內(nèi)的電線斷了;、開(kāi)關(guān)等處的接線松動(dòng)、接觸不良。
②電源短路:不經(jīng)過(guò)用電器直接將電源兩極連接起來(lái)的現(xiàn)象。由歐姆定律可以知道,由于導(dǎo)線的電阻很小,電源短路時(shí)電路上的電流會(huì)很大,這樣大的電流,電池或其它的電源都不能承受,會(huì)造成電源損壞;更為嚴(yán)重的是,因?yàn)殡娏魈,?huì)使導(dǎo)線的溫度升高,嚴(yán)重時(shí)有可能造成火災(zāi)。
③用電器短路:即電路中的某一用電器的兩端由導(dǎo)線直接連接。當(dāng)用電器發(fā)生短路時(shí),此用電器無(wú)法工作,并會(huì)引起整個(gè)電路中的電流過(guò)大而發(fā)生危險(xiǎn),這也是不允許的。
3、注意防雷:雷電是大氣中一種劇烈的放電現(xiàn)象,雷雨天要注意防雷。高大的建筑物上安裝的避雷針、高壓輸電鐵塔上最上面的兩根導(dǎo)線也是用來(lái)防雷的。雷雨時(shí)不要在空曠的地方活動(dòng)或停留;不要在樹(shù)下避雨;不要接觸金屬物品(包括金屬把的雨傘);拔掉所有的電源線、網(wǎng)線、電視天線插頭等。
4、安全用電的原則:①不接觸低壓帶電體②不靠近高壓帶電體;③不弄濕用電器;④不損壞絕緣部分;⑤金屬外殼的用電器一定要接地;⑥家庭電路的安裝一定要正確。
五、歐姆定律在電流表和電壓表中的應(yīng)用
電流表的電阻很小,將它串聯(lián)到電路中就相當(dāng)于串聯(lián)一根電阻可忽略不計(jì)的導(dǎo)線,因電流表串聯(lián)在電路中不會(huì)影響電路中的電流大小。以由于串聯(lián)中的電流處處相等,因此通過(guò)電流表上的示數(shù)可以知道電路中與電流表串聯(lián)的其它部分中的電流。如果將電流表直接接到電源兩極上,由于電流表的電阻很小,根據(jù)歐姆定律,電路中的電流會(huì)很大,就會(huì)把電路中的電流表及電源燒壞,所以絕不允許將電流表直接在電源兩極上。與電流表相反,電壓表的電阻很大,將電壓表并聯(lián)在某段電路或電源的兩端時(shí),有電壓表的支路就相當(dāng)于斷路,所以電壓表可直接接在電源兩極上,這時(shí)測(cè)的是電源電壓。
六、電流表、電壓表的示數(shù)變化
在含有滑動(dòng)變阻器的電路中,由于開(kāi)關(guān)的閉合或斷開(kāi)會(huì)引起電流表、電壓表示數(shù)的變化,或滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)也會(huì)引起電流表、電壓表的示數(shù)變化。判斷電流表、電壓表示數(shù)如何變化是電學(xué)中一類比較重要的題型。這種題目的分析一般遵循下列思路:
1、首先分析電路的連接情況,看清是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,分析電路連接時(shí)一般先去表。即把電流表當(dāng)成導(dǎo)線,把電壓表當(dāng)做開(kāi)路處理。
2、分析滑片滑動(dòng)時(shí),變阻器電阻如何變化,電路總電阻如何變化,或開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)時(shí)電路連接情況如何變化,電路中總電阻如何變化。
3、運(yùn)用歐姆定律看總電流如何變化,然后再進(jìn)一步分析各用電器上電流和電壓的變化情況。這種題目從解題過(guò)程來(lái)看,一般符合總→分→總的特點(diǎn)。
七、解電學(xué)題的方法、步驟
解電學(xué)題目應(yīng)該掌握一定的方法,和般按照下列的步驟進(jìn)行。
首先,根據(jù)題意和所給出的電路圖分析電路的連接情況(用電器串聯(lián)、并聯(lián)情況的電壓表、電流表、所測(cè)電壓的電流的情況),畫(huà)出等效電路圖。具體做法:①簡(jiǎn)化電路。將不工作的用電器和電路中的電表去掉,電流表的內(nèi)阻很小,簡(jiǎn)化處理時(shí)可先看做一根導(dǎo)線,電壓表的內(nèi)阻很大,簡(jiǎn)化處理時(shí)將其所在支路看做斷路。②看滑動(dòng)變阻器連入電路的是哪段電阻絲。③分析電流表和電壓表分別測(cè)的是哪段電路的電流和電壓。
其次,在電路圖上標(biāo)明已知量和未知量,同一個(gè)導(dǎo)體的U、I、R下角標(biāo)要相同,這樣對(duì)試題所描繪的物體情景就有了整體的認(rèn)識(shí),便于分析和解題,避免張冠李戴。
最后再根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)列方程解題。
八、測(cè)量導(dǎo)體電阻的方法總結(jié)
方法 | 器材 | 公式 | 電路圖 |
伏安法 | 電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干 | Rx=U/I | |
伏伏法 | 電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表兩個(gè)、已知電阻R0、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=U2R0/U1 | |
安安法 | 電源、滑動(dòng)變阻器、電流表兩個(gè)、已知電阻R0、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=R0I2/I1 | |
安滑法 | 電源、滑動(dòng)變阻器(最大阻值為Rm)、電流表、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=I1Rm/(I2-I1) | |
伏滑法 | 電源、滑動(dòng)變阻器(最大阻值為Rm)、電壓表、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=U1Rm/(U2-U1) | |
電壓表和替代開(kāi)關(guān)法 | 電源、電壓表、已知電阻R0、待測(cè)電阻、兩個(gè)開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx= U2 R0/ (U1-U2) | |
電流表和替代開(kāi)關(guān)法 | 電源、電流表、已知電阻R0、待測(cè)電阻、兩個(gè)開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線 | Rx =I2R0/(I2-I1) |
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