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14.2 歐姆定律
第十四章 歐姆定律
逐點
導講練
課堂小結
作業提升
課時講解
1
課時流程
2
探究電流與電壓的關系
探究電流與電阻的關系
歐姆定律及其理解
運用歐姆定律進行簡單的計算
知識點
探究電流與電壓的關系
知1－講
1
提出問題 電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓有什么關系？
實驗步驟
(1)斷開開關，按電路圖(圖1)連接電路。
知1－講
(2)將滑動變阻器的滑片調到阻值最大處，閉合開關，調節 滑動變阻器的滑片到適當位置，記錄電壓表和電流表的示數。
(3)將滑動變阻器的滑片調到不同位置來改變電阻兩端的電壓，記錄電表的示數。重復以上操作，獲得多組數據。
知1－講
實驗數據 如表格所示。
實驗次數 電阻/Ω 電壓/V 電流/A
1 5 1 0.2
2 1.5 0.3
3 2 0.4
知1－講
分析與論證
(1)數學方法：在電阻一定的情況下，電壓增加幾倍，電流增加幾倍。但是每次電壓與電流的比值不變。數學上稱電流與電壓成正比。
(2)圖像法：利用數學上的“描點法”，
在坐標圖中畫出電流隨電壓變化的
圖像，如圖2所示。
知1－講
實驗結論 在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。
知1－講
特別提醒
1. 探究電流與電壓的關系時，電阻要一定，所以研究對象選定值電阻，而不能選燈泡，因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。
2. 本實驗中滑動變阻器的作用：(1)保護電路。(2)改變定值電阻兩端的電壓。
知1－講
實驗要點
實驗過程中運用了控制變量法，即保持電阻不變，改變電阻兩端的電壓進行對比實驗。
知1－講
易錯提醒
實驗結論不能說成通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；電阻一定時，導體兩端的電壓與通過導體的電流成正比。前者缺少了正比成立的條件“電阻一定”，后者混淆了結論的因果關系。
知1－練
例 1
在探究通過導體的電流與導體兩端電壓的關系時， 小明設計了圖3甲電路。電源電壓恒為3 V，R為定值電阻。
知1－練
解題秘方：判斷電路故障時，如果電流表沒有示數，電路故障通常為斷路；如果正確連接在電路中的電壓表示數接近于電源電壓，表明電壓表到電源的兩端沒有斷路，則跟電壓表并聯的那部分電路有斷路。
知1－練
(1)連接電路時，開關S應處于______狀態；閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應處于_________處。
解析：為保護電路，連接電路時，開關S 應處于斷開狀態，閉合開關前，滑動變阻器的滑片P 應處于阻值最大處。
斷開
最大阻值
知1－練
(2)閉合開關S，發現電壓表示數接近3 V，電流表指針幾乎不偏轉，移動滑片P的過程中，兩表示數均無變化。已知導線、儀表均完好，且接觸良好，則故障原因可能是_______________。
解析：閉合開關，電流表無示數，則電路中出現了斷路，而電壓表的示數接近3 V，說明電壓表與電源是連通的，那么出現的故障可能是電阻R斷路。
電阻R斷路
知1－練
(3)排除故障后，閉合開關S，小明改變電阻R兩端的電壓，進行了多次實驗，實驗數據記錄如下表。
實驗次數 1 2 3 4
電壓表示數U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
電流表示數I/A 0.10 0.15 0.20 0.25
知1－練
①請根據表中數據，在圖乙中用描點法畫出導體中的電流I與導體兩端電壓U的關系圖像。
解析：根據實驗所得數據，畫出導體中的電流I與導體兩端電壓U 的關系圖像如圖4所示。
解：如圖4所示。
知1－練
②分析數據可得：當導體電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成______。
解析：由表格數據知，各組電壓與電流的比值為定值，或由 I-U 圖像可知，當導體電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比。
正比
知1－練
(4)在此實驗中改變電阻R兩端的電壓是通過改變_________________________來實現的。
解析：實驗中通過改變滑動變阻器接入電路的阻值來改變電阻R兩端的電壓。
滑動變阻器接入電路的阻值
知1－練
1. 圖甲是“探究電流與電壓關系”的實驗電路。
(1)檢查發現連接的電路中有一根導線連接錯誤，請在圖中連接錯誤的那根導線上打“×”，并用筆畫線代替導線將電路連接正確。
解：如圖所示。
知1－練
(2)電路接通前，滑動變阻器的滑片應該移至最_______(填“左”或“右”)端。
(3)閉合開關后，發現電流表示數幾乎為零，電壓表示數接近于電源電壓，則故障可能是待測電阻發生了_______ (填“短路”或“斷路”)。
左
斷路
知1－練
(4)排除故障后，閉合開關，改變滑動變阻器滑片的位置，記錄實驗數據見表。表中空白處電壓如圖乙所示，該示數是_____V。請根據表中數據得出結論：電阻一定時，通過導體的電流跟導體兩端的電壓成_______(填“正比”或“反比”)。
電壓U/V 0.6 1.2 1.8 3.0
電流I/A 0.12 0.24 0.36 0.48 0.60
2.4
正比
知2－講
知識點
探究電流與電阻的關系
2
提出問題 電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻有什么關系？
實驗步驟
(1)斷開開關，按電路圖(如圖5)連接電路。
知2－講
(2)將滑動變阻器的滑片調到阻值最大處，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片到適當位置，記錄電壓表和電流表的示數。
(3)斷開開關，換接不同阻值的電阻，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表示數保持不變，記錄電流表的示數。更換不同的電阻，重復以上操作，獲得多組電流隨電阻變化的數值，記錄到表格中。
知2－講
實驗數據 如表格所示。
實驗次數 電壓/V 電阻/Ω 電流/A
1 2 5 0.4
2 10 0.2
3 15 0.13
知2－講
分析與論證
分析實驗數據，作I-R圖像或I-圖像，
得出實驗結論。
方法一：在如圖6所示的坐標中描點畫
圖。根據圖像并結合表中數據可得出電
壓一定時，電流與電阻成反比。
知2－講
方法二：在如圖7所示的坐標中描點畫圖。每個點都在延
長線通過原點的直線上，根據圖像
可直接認定電壓一定時，電流與電
阻成反比。
知2－講
實驗結論：當電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。
知2－講
操作點撥
1. 實驗中，換接不同阻值的電阻時，應當調節滑動變阻器的滑片，使得電壓表示數保持不變，在調節滑動變阻器的滑片時，眼睛應當盯著電壓表。
2. 調節滑片的方向的基本方法是換大電阻就把滑片往大的方向調；換小的電阻就把滑片往小的方向調。
知2－講
特別提醒
滑動變阻器在本實驗中的作用：
(1) 保護電路。
(2)使定值電阻兩端的電壓保持不變。
知2－講
深度理解
如圖7所示的方法更好，由圖像可認定電壓一定時，電流I 和電阻的倒數成正比，
則電壓一定時，電
流I和電阻R成反比。
由數學知識可知，
圖6所示的圖線可以
認定電阻越大，電流
越小，而不能直接認定兩者成反比。
知2－練
“探究導體中電流跟電阻的關系”的實驗中，實驗器材有電源(6 V)，電流表、電壓表、定值電阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω 各一個)、開關、滑動變阻器和導線若干。
例 2
知2－練
解題秘方：連接電路或改正電路時，對電流表、電壓表既要注意串聯或并聯是否恰當，還要注意選擇適當的量程。根據實驗數據總結結論的兩種思路：一是根據表格中數據計算出“電壓與電流的比值”或“電流與電阻的乘積”進行總結；二是根據實驗數據描點畫圖，根據圖像的特征進行總結。
知2－練
(1)根據圖8甲電路圖，用筆畫線代替導線將圖乙的實物連接完整(要求連線不得交叉)。
解：如圖9 所示。
知2－練
(2)連接好電路閉合開關，發現電流表有示數，電壓表示數為零，故障原因可能是定值電阻_______。
解析：閉合電路后發現電流表有示數，則電路未斷路，電壓表示數為零，定值電阻兩端無電壓，則可能是定值電阻短路。
短路
知2－練
(3)實驗中依次接入三個定值電阻，調節滑動變阻器的滑片，保持電壓表示數不變，記下電流表的示數，利用描點法得到圖丙所示的電流I隨電阻R變化的
圖像。由圖像可以得出結論：當
______一定時，導體中的電流跟
導體的電阻成______比。
電壓
反
知2－練
解析：由圖丙知，IR=0.1 A×20 Ω ＝…=0.4 A×5 Ω，故可以得出結論：當電壓一定時，導體中的電流跟電阻成反比。
知2－練
(4)上述實驗中，小強用R＝5 Ω的電阻做完實驗后，保持滑動變阻器滑片的位置不變，接著換成R＝10 Ω 的電阻接入電路，閉合開關，他應向_____端移動滑動變阻器的滑片。
A
知2－練
解析：將定值電阻由5 Ω 改接成10 Ω，電阻增大，探究電流與電阻的實驗中應控制定值電阻兩端電壓不變，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向A 端移動。
知2－練
2. 如圖所示，小明利用 4 節新干電池，阻值分別為 10 Ω、20 Ω、30 Ω、40 Ω、50 Ω 的定值電阻，銘牌上標有“20 Ω 1 A”的滑動變阻器等實驗器材“探究電流與電阻的關系”。
知2－練
(1)小明將10 Ω 的定值電阻接入電路中，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，使定值電阻兩端電壓為4 V， 讀出并記錄電流表示數；保持滑動變阻器的滑片位置不變， 把10 Ω 的定值電阻換成20 Ω 的定值電阻后， 直接閉合開關， 電壓表的示數將_____(填“大于”“小于”或“等于”)4 V，此時應將滑動變阻器的滑片在原來基礎上向_____(填“ 左”或“右”)端移動，直到電壓表的示數再次達到4 V，記錄電流表的示數。
大于
左
知2－練
(2)當小明將50 Ω 定值電阻接入電路時，無論怎樣調節滑動變阻器的滑片，都無法使定值電阻兩端的電壓為4 V， 則原因可能是______________________________
(寫出一條即可)。
所選滑動變阻器的最大阻值太小
(或電源電壓過大)
知3－講
知識點
歐姆定律及其理解
3
1. 歐姆定律 通過導體的電流，跟這段導體兩端的電壓成正比，跟這段導體的電阻成反比。
(1)表達式：I＝。變 形式：U＝IR、R＝。
知3－講
(2)公式中各符號代表的物理量及單位。
符號 物理量 單位
U 電壓 伏特(V)
R 電阻 歐姆(Ω)
I 電流 安培(A)
知3－講
2. 歐姆定律的適用范圍
適用于純電阻電路。目前只要求知道，在電動機正常工作時，歐姆定律不能用于含有電動機電路的計算。
知3－講
深度理解
導體的電阻是導體本身的一種性質，和導體兩端的電壓、導體中的電流無關。導體的電阻大小等于電壓與電流的比值，即R＝。
知3－練
由I＝變形可得R＝，以下理解正確的是(　　)
A. 導體的電阻跟它兩端的電壓成正比
B. 導體的電阻跟通過它的電流成反比
C. 當導體兩端的電壓為0時，導體的電阻為0
D. 導體的電阻是導體本身的一種性質，跟導體兩端的電壓和通過導體的電流無關
例 3
知3－練
解題秘方：由公式分析兩個物理量間的關系，不能僅從數學角度分析，還要結合物理量間存在的具體關系來分析。
解析：電阻是導體本身的一種性質，只與導體的材料、長度、橫截面積、溫度有關，與兩端的電壓和通過的電流無關。當導體兩端的電壓為0時，導體的電阻不為0。
答案：D
知3－練
3. 在學過歐姆定律后，同學們有以下認識，其中正確的是(　　)
A. 電阻中有電流時，它兩端一定有電壓
B. 歐姆定律揭示了導體中的電壓與電流、電阻的關系
C. 當電阻一定時，導體兩端的電壓與通過導體的電流成正比
D. 根據歐姆定律的變形公式R＝可知：導體的電阻隨
電壓和電流的變化而變化
A
知4－講
知識點
運用歐姆定律進行簡單的計算
4
對于一個導體，只要知道電壓、電流和電阻中的兩個量，就可以利用歐姆定律公式求出第三個量。
知4－講
1. 公式運用的三種類型
(1)直接運用公式求流過導體的電流。
(2)運用變形式U＝IR求導體兩端的電壓。
(3)運用變形式R＝求導體的電阻。
知4－講
2. 運用歐姆定律公式時要注意以下三點
(1)注意三個量的同一性：即在運用公式進行計算時，要注意三個量的對應關系，不能張冠李戴。
(2)注意三個量單位的統一性：公式中的三個物理量必須使用國際單位制中的單位，電壓→ 伏特(V)，電流→安培(A)，電阻→歐姆(Ω)。
知4－講
(3)注意三個量的同時性：例如，在同一電路中，由于滑動變阻器滑片的移動，接入電路的電阻變化，總電阻的變化會導致電流與部分電路電壓的變化，應用公式時，三個量要是同一時刻的。
知4－講
易錯提醒
如圖10所示，如果計算定值電阻R2的阻值，
只能用R2＝來計算，而不能用R2＝或
R2＝來計算。
知4－講
技巧點撥
電學計算口訣：電學計算有訣竅，畫圖標量不可少；量的關系細細找，列式計算答寫好。
知4－練
[中考·吉林] 在如圖11所示的電路中，R1的阻值是30Ω，閉合開關S，電流表A1的示數是0.2 A，電流表A的示數是0.5 A。求：
(1)電源電壓。
(2)電阻R2的阻值。
例 4
解：由電路圖可知，R1與R2并聯，電流表A測干路電流，電流表A1測R1支路的電流。
(1)因為并聯電路中各支路兩端的電壓相等且等于電源電壓，所以，由I＝可得，電源電壓U＝I1R1＝0.2 A×30 Ω＝6 V。
知4－練
(2)因為并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過R2的電流I2＝I－I1＝0.5 A－0. 2 A＝0.3 A，
則電阻R2的阻值R2＝＝＝20 Ω。
知4－練
知4－練
4. 如圖所示的電路中，電源兩端電壓U＝5 V 保持不變，電阻R1＝2 Ω，當開關S閉合時，電壓表示數為2 V。求：
知4－練
(1)電流表的示數I。
(2)電阻R2兩端的電壓U2。
由串聯電路的電壓規律知，電阻R2兩端的電壓U2＝U－U1＝5 V－2 V＝3 V。
知4－練
(3)電阻R2的阻值。
歐姆定律
探究
電流與電
壓的關系
電流與電
阻的關系
結論
歐姆定律
理解
內容
表達式

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