九年級物理上冊 第十四章《探究歐姆定律》全面理解歐姆定律 正確運用解決問題 （新版）粵教滬版.doc

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全面理解歐姆定律 正確運用解決問題 一、如何正確理解歐姆定律？ 歐姆定律I=U/R揭示了電路中電流、電壓、電阻三者之間的關(guān)系，是電學(xué)中的核心內(nèi)容，應(yīng)從以下方面去理解： （1）歐姆定律成立的條件。歐姆定律是一條實驗定律，在探究中，我們采用的是“控制變量”法，即保持導(dǎo)體的電阻不變，研究電流跟電壓的關(guān)系，保持電壓不變，研究電流跟電阻的關(guān)系，進(jìn)而得出：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟該導(dǎo)體的電阻成反比。故前者成立的條件為“電阻一定時”，后者成立的條件為“電壓一定時”。 如果忽視前提條件，則會出現(xiàn)錯誤的結(jié)論。 （2）I=U/R和R=U/I的區(qū)別。I=U/R表示導(dǎo)體中的電流大小取決于這段導(dǎo)體兩端電壓和這段導(dǎo)體的電阻。當(dāng)導(dǎo)體中的電壓U或R變化時，導(dǎo)體中的電流I也將發(fā)生相應(yīng)的變化，即I、U、R都是變量。R=U/I表示一段導(dǎo)體兩端的電壓跟這段導(dǎo)體中的電流之比等于這個導(dǎo)體的電阻，為我們測定導(dǎo)體的電阻提供了一種方法。導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它的大小取決于導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積。因此，對于一個給定的導(dǎo)體，比值U/I是一個定值（不考慮溫度對電阻的影響），而對于不同的導(dǎo)體，這個比值一般是不同的。絕對不能認(rèn)為導(dǎo)體的電阻跟電壓和電流有關(guān)。 例1 關(guān)于電流、電壓、電阻之間的關(guān)系，下列說法中正確的是（ ） A．導(dǎo)體的電阻越大，通過的電流就越小 B．電壓一定時，電阻跟電流成反比 C．當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓為零時，導(dǎo)體的電阻也為零 D．電阻一定時，加在導(dǎo)體兩端的電壓越大，通過導(dǎo)體的電流就越大 解析 歐姆定律告訴我們，在電阻一定時，導(dǎo)體中的電流跟加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比，在電壓一定時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比，顯然，只有當(dāng)電壓一定時，導(dǎo)體的電阻越大，通過的電流就越?。浑娮枋菍?dǎo)體本身的一種屬性，只與導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積有關(guān)，而與電流無關(guān)，并且，不論導(dǎo)體兩端是否加電壓，導(dǎo)體的電阻是客觀存在的。 答案 D。 二、歐姆定律是解決電學(xué)問題的基礎(chǔ)，在運用時究竟應(yīng)注意些什么？ 關(guān)鍵是要注意兩個問題： 圖1 （1）定律中的各物理量必須對應(yīng)于同一導(dǎo)體。簡單地說，就是“三位（電流、電壓、電阻）一體”。在實際電路中，往往有幾個導(dǎo)體，每個導(dǎo)體都有各自對應(yīng)的I、U、R。在應(yīng)用歐姆定律時，首先要明確我們研究的是哪個導(dǎo)體，然后找準(zhǔn)與這個導(dǎo)體相對應(yīng)的I、U、R。例如在如圖1所示的電路中，對燈L1來說，對應(yīng)的是I1、U1、R1；對燈L2來說，對應(yīng)的是I2、U2、R2；對整個電路來說，對應(yīng)的是干路電流I、總電壓U、并聯(lián)電路中的總電阻R。 （2）定律中的各物理量必須對應(yīng)于同一時刻。歐姆定律中的電流、電壓、電阻三者的關(guān)系，是同一時刻三個量之間的關(guān)系。然而，在不同的時刻，尤其是在電路發(fā)生變化（如開關(guān)的開、閉，滑動變阻器滑片的滑動）時，電路中的各導(dǎo)體所對應(yīng)的I、U、R也會發(fā)生相應(yīng)的變化。因此，在運用歐姆定律時，應(yīng)先弄清在不同時刻電路有哪些變化，然后找準(zhǔn)對應(yīng)于同一時刻的I、U、R。 例2 如圖2所示，電源電壓為10V，閉合開關(guān)S后，電流表、電壓表的示數(shù)分別為O.5A和6V。求： (1)通過R1的電流I1是多少? (2) R2的電阻為多大？ 圖2 解析 （1）開關(guān)閉合后，電阻R1和R2串聯(lián)在電路中，且電流表的示數(shù)為O.5A，由串聯(lián)電路中的電流特點可知，通過R1的電流I1=0.5A； （2）由電路圖可知，電壓表測的R1兩端的電壓，即U1=6V。 根據(jù)串聯(lián)電路中的電壓特點可得R2兩端的電壓U 2=U—U 1=10V—6V=4V， 則由歐姆定律可知，R2= U 2/I2=4V/0.5A =8Ω。 答案 O.5A 8Ω。 例3 在如圖3所示的電路中，電源電壓保持不變，R1、R2的阻值分別為10Ω和20Ω。當(dāng)S1、S2均閉合時，電壓表的示數(shù)為9V；當(dāng)S1閉合、S2斷開時，電壓表的示數(shù)為 V。 解析 本題屬于一個簡單的“動態(tài)電路”問題，解答時應(yīng)先根據(jù)開關(guān)的閉合或斷開情況，明確電路的連接情況，找準(zhǔn)電壓表的測量對象，然后結(jié)合有關(guān)知識進(jìn)行求解。 圖3 當(dāng)S1、S2均閉合時，電阻R1被短路，只有R2連接在電路中，因電壓表的示數(shù)為9V，則電源電壓U=9V； 當(dāng)S1閉合、S2斷開時，電阻R1、R2串聯(lián)，且電壓表測的是電阻R2兩端的電壓。 則I=U/R串=U/( R1＋R2)= 9V /(10Ω＋20Ω)=0.3A； 由于串聯(lián)電路中各處電流相等，則 R2兩端的電壓為 U2=IR2=0.3A20Ω=6V。