第十七章

欧姆定律

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知识点讲解

第1节 电流与电压和电阻的关系

  • 在电阻一定时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比
  • 在电压一定时,导体中的电流跟这段导体的电阻成反比
  • 探究电流与电压、电阻的关系时,采用控制变量法

第2节 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
  • 公式:I = U/R,其中I表示电流(A),U表示电压(V),R表示电阻(Ω)
  • 欧姆定律适用于纯电阻电路

第3节 电阻的测量

  • 伏安法测电阻:用电压表测量电阻两端的电压,用电流表测量通过电阻的电流,根据欧姆定律计算电阻
  • 实验原理:R = U/I
  • 实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻、导线

第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用

  • 串联电路的总电阻等于各串联电阻之和:R = R1 + R2 + ... + Rn
  • 并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和:1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn
  • 串联电路中,电压的分配与电阻成正比;并联电路中,电流的分配与电阻成反比

物理原理

欧姆定律的物理意义

欧姆定律是电学中的基本定律之一,它定量地描述了电流、电压和电阻之间的关系。该定律表明,在一段导体中,当电阻保持不变时,电流与电压成正比;当电压保持不变时,电流与电阻成反比。

欧姆定律的数学表达式为I = U/R,其中I是电流,U是电压,R是电阻。这个公式可以变形为U = IR和R = U/I,分别用于计算电压和电阻。

伏安法测电阻的原理

伏安法测电阻是利用欧姆定律的变形公式R = U/I来测量电阻的。通过用电压表测量电阻两端的电压U,用电流表测量通过电阻的电流I,然后代入公式计算出电阻值。

为了减小实验误差,通常采用多次测量取平均值的方法。实验中使用滑动变阻器可以改变待测电阻两端的电压和通过的电流,从而进行多次测量。

串、并联电路的电阻规律

在串联电路中,总电阻等于各串联电阻之和。这是因为串联电阻相当于增加了导体的长度,所以总电阻比任何一个分电阻都大。

在并联电路中,总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。这是因为并联电阻相当于增加了导体的横截面积,所以总电阻比任何一个分电阻都小。

重要公式

欧姆定律:I = U/R
串联总电阻:R = R1 + R2 + ... + Rn
并联总电阻:1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn
伏安法测电阻:R = U/I

实验模拟

实验1:探究电流与电压的关系

保持电阻不变,改变电阻两端的电压,测量通过电阻的电流,探究电流与电压的关系。验证在电阻一定时,电流与电压成正比的规律。

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实验2:探究电流与电阻的关系

保持电压不变,改变电阻的大小,测量通过电阻的电流,探究电流与电阻的关系。验证在电压一定时,电流与电阻成反比的规律。

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实验3:伏安法测电阻

使用电压表和电流表测量电阻两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律计算电阻值。学习实验电路的连接、器材的使用和数据的处理。

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