欧姆定律 考点梳理

欧姆定律 考点梳理考点一 探究电流与电压和电阻的关系【猜想与假设】电阻一定时，电压越高，电路中的电流越大；电压一定时，电阻越大，则电路中电流越小。【设计与进行实验】1.实验器材：电源、不同阻值的定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线；       2.实验步骤：（1）闭合开关，保持电路中电阻10Ω不变，分别调节滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压成倍数增加，观察电流表示数，将数据填入表格。（2）闭合开关，分别将阻值不同的电阻接入电路，并且通过调节滑动变阻器的滑片，使阻值不同的定值电阻R两端的电压保持3V不变，观察电流表示数，将实验数据记录表中。根据上述表中的数据绘制的图像和图像如图所示。         【分析和论证】观察到图像可知，在一定时，与成正比。观察到图像可知，在一定时，与成反比。【实验结论】①在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；②在电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。【实验方法】控制变量法：①探究电流与电压的关系时：控制定值电阻的阻值不变，移动滑片，改变定值电阻两端的电压，观察电流表的示数；②探究电流与电阻的关系时：更换电阻，调节滑片位置，控制电压表示数不变，观察电流表的示数；【交流与讨论】（1）滑动变阻器的作用：①探究电流与电压的关系：保护电路、改变定值电阻两端的电压；②探究电流与电阻的关系：保护电路、保持定值电阻两端的电压不变；（2）连接电路前，开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑动到阻值最大处。（3）电流表、电压表的使用和读数。（4）实物电路图连接、纠错及画电路图。（5）多次测量的目的：使结论更具有普遍性。（6）在探究电流与电阻关系实验中，更换阻值不同的电阻后，移动滑片方向判断：换大调大。（7）电路故障分析。（8）表格错误数据的分析：①探究电流与电压的关系：分析比较各组数据电压与电流的比值是否相同，不同的一组数据为错误数据。②探究电流与电阻的关系：比较各组数据电阻与电流的乘积是否相同，不同的一组为错误数据。（8）欧姆定律的相关计算。（9）将定值电阻换为小灯泡的评估：小灯泡的电阻会随温度变化而变化，从而会影响实验结论，因此不能将定值换作小灯泡进行实验。  考点二 对欧姆定律的理解1.欧姆定律内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电阻成反比。2.欧姆定律表达式：3.欧姆定律的公式变形：（求电流）  （求电压）   （求电阻）  4. 注意事项5. 欧姆定律在串并联电路中的应用类型串联电路并联电路 电路图电流特点电压特点   电阻特点 ①②串联电路的等效电阻比任何一个分电阻的阻值都大③串联电路中接入的电阻越多或某一电阻阻值增大，则总电阻增大①②并联电路的等效电阻比任何一个分电阻的阻值都小③其中任一个分电阻减小（相当于减小总电阻长度），则总电阻也减小，分电阻增大而增大④增加支路条数（相当于增大总电阻横截面积），则总电阻减小 比例分配串联分压：。即有两个及以上电阻串联的电路中，或者并联电路的某一支路上，其中某一电阻阻值增大，则分得的电压越多。 并联分流：。并联电路中，各支路上电阻的分配和电流的分配成反比关系。 三者关系当电流一定时，电压与电阻成正比当电阻一定时，电流与电压成正比当电压一定时，电流与电阻成反比6.对欧姆定律的理解，要注意理解以下5点：（1）公式的适用范围①电阻R必须是纯电阻；②欧姆定律只适用于金属导电和液体导电，而对气体，半导体导电一般不适用；③表示的是研究不包含电源在内的“部分电路”。（2）对之间关系的理解欧姆定律中所说的“导体中的电流，跟导体两端的电压成正比”是在电阻一定的条件下；“导体中的电流跟导体的电阻成反比”是指在电压一定的条件下，脱离了前提条件，这种比例关系就不存在了。　（3）同一性和同时性欧姆定律的表达式中的I、U、R这三个物理量必须是对应于同一导体（或同一段电路）在同一时刻（或同一段时间）电流与电压、电阻三者间的关系，也就是通常所说的一一对应。即欧姆定律具有同一性和同时性。即使是同一个电路，由于开关的闭合、断开、滑动变阻器滑片的左、右移动，将引起电路中各部分电流及总电流和电压的变化，因此，必须保证中的三个物理量是同一时间的值。切不可混淆电路结构变化前后的I、U、R的对应关系。（4）区别和的意义表示导体中的电流的大小取决于这段导体两端的电压和这段导体的电阻。当导体中的U或R变化时，导体中的I将发生相应的变化。可见，I、U、R都是变量。另外，还反映了导体两端保持一定的电压，是导体形成持续电流的条件。若R不为零，U为零，则I也为零；若是绝缘体R可为无穷大，即使它的两端有电压，I也为零。表示一段导体两端的电压跟这段导体中的电流之比等于这个导体的电阻。它是电阻的计算式，而不是它的决定式。导体的电阻反映了导体本身的一种性质。对于给定的一个导体，比值是一个定值；而对于不同的导体，这个比值是不同，说明电阻的大小还与材料本身有关。不能认为导体的电阻跟电压和电流有关。（5）应用欧姆定律应注意的几个问题在运用欧姆定律，分析、解决实际问题，进行有关计算时应注意以下几方面的问题：①利用欧姆定律解题时，不能把不同导体上的电流、电压和电阻代入公式进行计算，也不能把同一导体不同时刻、不同情况下的电流、电压和电阻代入公式进行计算。为了避免混淆，便于分析问题，最好在解题前先根据题意画出电路图，在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。同时要给“同一段电路”同一时刻的I、U、R加上同一种脚标。②要看懂电路图，要认清所要研究的是哪一部分电路。这部分电路的连接方式是串联，还是并联，这是解题的重要条件。③要认清改变和控制电路结构的两个主要因素：一是开关的通、断；二是滑动变阻器连入电路中的阻值发生变化时对电路结构的影响，因此，电路变化问题主要有两种类型：一类是由于变阻器滑片的移动，引起电路中各物理量的变化；另一类是由于开关的断开或闭合，引起电路中各物理量的变化。解析电路变化问题的思路为：先看电阻变化，再根据欧姆定律和串、并联电路的特点来分析电压和电流的变化。这是电路分析的基础④掌握“具体问题做具体分析”这一原则，不能乱套公式，并注意单位的统一。解析简单电路问题时，首先要根据题目的已知条件。分析出用电器是串联还是并联。接着画出电路图或等效电路图，在图上标明已知量和未知量的符号，并在代表各物理量的字母下注明相应的脚码（如果题中电路图已画出，不必再画）。然后根据欧姆定律及串、并联电路的特点逐一列式，有时还需运用数学知识，列方程组，根据所列的式子或方程组求出结果。考点三 关于欧姆定律中定值电阻的理解与应用【例题】如图1所示，滑片向左移动，电压表的示数从6V变化到10V，电流表的示数变化了0.1A.图1                             图2（1）电压表与电流表的示数之比的物理意义是什么？【预设回答】代表定值电阻R（2）若将电压表换接到滑动变阻器两端，则电压表与电流表的示数之比的物理意义是什么？【预设回答】代表滑动变阻器的阻值总结：电压表和电流表示数比值代表所测电阻的阻值。（3）若R为定值电阻，电压表与电流表的示数变化的绝对值之比的物理意义是什么？【预设回答】仍然是定值电阻R                             图2                        图3（4）若R为变化的电阻，则U、I变化量绝对值之比也是电阻R吗？答：在某一状态，元件两端的电压与流过元件的电流之比的确是元件在此状态下的电阻.但是元件两端的电压变化量的绝对值与流过元件的电流变化的绝对值之比并不一定就是元件在此状态下的电阻。比如元件不是定值电阻。即。（5）将电压表换到滑动变阻器R2的两端，电压表与电流表示数变化的绝对值之比的物理意义是什么？（6）此时的伏安特性曲线有什么特点？【预设回答】当电压表接在滑动变阻器两端时，其伏安特性曲线是一条经过成反比的直线的，如图所示。根据伏安特性曲线同样可以计算出定值电阻的阻值。考点四 伏安法测电阻【实验目的】测未知电阻的阻值【设计并进行实验】1.实验器材：电源、导线、开关、定值电阻、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器；2.实验原理：     3.实验步骤：（1）断开开关，调节电流表、电压表的指针到零刻度；按电路图连接实物；调节滑动变阻器到阻值最大端。（2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，分别读出电流表的示数I、电压表的示数U，并记录在表格中。（3）根据公式计算出R的值，并记录在表格中。（4）通过移动滑动变阻器滑片，改变定值电阻两端的电压和通过电阻的电流，分别记录对应的值。【拓展实验】（5）将定值电阻换成小灯泡进行实验，电路图和实物图如下所示：           【分析数据】①将测得的定值电阻阻值进行求平均值：②不能将小灯泡的电阻测量值进行求平均值，因为小灯泡电阻受温度的影响，是变化的。定值电阻和小灯泡的图如下：      【实验结论】电阻是导体本身的特性，和导体的电流与电压无关；灯泡的电阻不是固定的，随温度的升高而增大。【交流与讨论】（1）滑动变阻器的作用：保护电路、改变定值电阻（小灯泡）两端的电压和通过的电流。（2）滑动变阻器规格的选取：（3）要使小灯泡正常发光，应移动滑片，使电压表示数为小灯泡额定电压。（4）电压表示数小于（或大于）小灯泡额定电压时，滑片移动方向的判断：应使滑动变阻器接入电路中的电阻变小（或变大）。（5）实验时多次测量的目的：①定值电阻：获得多组数据求平均值，减小误差；②小灯泡：获得多组数据，探究灯丝的电阻与温度之间的变化关系；（6）电路故障分析。（7）I－U图像分析与绘制：①如图所示，a为定值电阻，b为小灯泡，c为电压表接滑动 变阻器两端时，小灯泡的I－U图像；②得出小灯泡电阻的变化规律：小灯泡的电阻随着温度的升高而增大。（8）动态电路分析；（9）电功率的计算；（10）求取平均值的评估：①测定值电阻：不能根据求出的电压、电流的平均值计算电阻，应计算出每次的电阻，然后求电阻的平均值，即（以3次为例）。②测小灯泡电阻：求小灯泡电阻平均值不合理，小灯泡的电阻会随温度的升高而增大，不是定值。伏安法测定值电阻和小灯泡电阻的区别测量定值电阻的阻值时，多测几组数据是为了取其平均值来减小误差；而测小灯泡电阻时，多测儿组数据是为了求出小灯泡在不同电压下对应的阻值。日的是分析小灯泡电阻变化的规律、电阻大小与温度的关系。测定值电阻时，电压变化顺序无限制，可以根据自己的需要进行调节，尽量使电阻两端的电压成倍数变化，可以减小读数不准造成的误差。每次读数完毕后立即断开开关，以免通电时间过长，引起定值电阻温度升高而使定值电阻阻值变大，使测量误差过大。测量小灯泡电阻时，要先调节变阻器滑片位置，使电压表示数达到灯泡灯口标明的电压值，然后使其两端电压连渐减小，然后再适当使其两端电压高于额定电压，以保证灯泡不被烧坏。分别测量三组对应的电压，电流值，寻找规律。考点六 特殊法测定值电阻阻值（1）缺电压表测电阻（2）缺电流表测电阻  考点七 欧姆定律的动态电路分析一、动态电路的定性分析1.对于任何一种电路，在分析动态变化情况时，可总结为“一个不变，两个关键，一个整体”。（1）一个不变：电路中总电压不变。（2）两个关键：一是串联电路中，串联的电阻越多，总电阻越大，并联电路中，并联的支路越多，则总电阻越小。二是对于由两部分电阻串联或并联而成的电路，若其中一部分是定值电阻，而另一部分为可变电阻，则总电阻大小的变化情况与可变电阻大小变化情况一致。（3）一个整体：分析电路时必须考虑整个电路中各物理量的变化情况，然后由整体到部分，由定值到变值的顺序进行分析。2.解题顺序：电源电压不变→局部电阻如何变化→总电阻如何变化→总电流如何变化→电阻不变部分的电流、电压如何变化→电阻变化部分的电流、电压如何变化→各电表示数如何变化。二、动态电路的定量计算思路关键是分别抓住电路变化前后所处状态，分析电路中的变化量和不变量，运用有关电学规律和电路特点建立状态方程，联立求解。总之，只要掌握正确的解题思路和方法，常见电路的计算问题都能迎刃而解。解题思路如下结构图：