欧姆定律的性质范文

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在电学的定律当中，欧姆定律是非常关键的一项，它贯穿于整个电学的始终。深入、系统和全面地理解欧姆定律是有效解决牵涉电学问题的基础和前提条件，针对欧姆定律的教学，教师需要做好如下的两个方面：

一、引导学生注重三个物理量之间的关系

“导体当中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比”，这就是欧姆定律。在此，教师应当引导学生注重三个物理量之间的关系。（1）欧姆定律强调电压与电阻决定了导体当中的电流，而不是由电源提供的电压，这跟电阻和电流是毫无关系的，电阻属于导体自身的性质，这跟电压和电流也是毫无关系的，因此是电压与电阻一起决定了电流。（2）注重计算关系。在公式：I= 当中，只要确定了任意的两个物理量，就可以对另外的一个物理量进行计算，这就需要引导学生熟练地掌握公式的变化。（3）注重这三个物理量一定要根据同一段的导体，比如，将R1与R2进行串联，接在30 V的电源上面，R1是10欧姆，经过R1的电流是0.2安，问R2的电阻与R2两端的电压是多少。教师在指导学生练习或者是讲解的时候，需要将电路图画出来，注明相应的物理量，突出需要注意的问题，以实现理想的教学效果。

二、拓展和应用欧姆定律

教师在讲解欧姆定律的时候，需要引导学生注重知识的应用和拓展。通过并、串联电路的电压和电流规律，对电阻规律进行推导，可以概括并联电路的规律是：（1）电流I=I1+I2；（2）电压U=U1=U2；（3）电阻 。可以概括串联电路的规律是：（1）电流I=I1=I2；（2）电压U=U1+U2；（3）电阻R=R1+R2，再应用电阻规律对一些实际问题进行解决。比如，教师在教学的过程中，可以提问学生下面的一些问题：为什么调节台灯的亮度按钮，灯泡能够变亮或者是变暗？为什么手电筒当中的电池使用时间长了之后，灯泡会变暗？这两个问题的原理是一样的吗？这样，学生就能够积极主动地探讨，纷纷发表自己的看法，课堂氛围顿时活跃起来。学生通过应用欧姆定律，对实际生活当中一些不好理解的问题进行了解释，从而调动了学生的学习兴趣。

总之，在初中物理教学当中，欧姆定律是非常重要的。教师一定要引起高度的重视，实施有效的教学策略，教授学生关于欧姆定律的知识。

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重点考查：

1.探究实验：探究电流与电压、电阻的关系；伏安法测电阻及变形；

2.欧姆定律的意义及应用：对欧姆定律的理解及应用欧姆定律解决问题。

考查热点：

1.实验：探究电流与电压、电阻的关系；伏安法测电阻及变形；

2.理解：对欧姆定律的理解；

3.应用：应用欧姆定律分析动态电路、计算及解决实际问题。

考点1： 电流与电压、电阻的关系

例1：小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为6V，滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω，电阻R1为l0Ω。实验过程中，将滑动变阻器滑片移到某一位置时，读出电阻R1两端电压为4V，并读出了电流表此时的示数。紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做两次实验，可供选择的电阻有l5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个，为了保证实验成功，小华应选择的电阻是 Ω和 Ω。

解析：要探究电流与电阻的关系时，必须要控制电阻R1两端的电压一定，即R1两端电压U1=4V不变。要能保证实验成功，滑动变阻器两端电压控制为6V-4V=2V，R2中也就是电路中的最小电流为2V/20Ω=0.1A，此时定值电阻最大为U1/I=4V/0.1A=40Ω，故只能选择l5Ω、30Ω的电阻。

答案：15，30。

点拨： 探究电流与电阻的关系，要改变电阻大小，而必须控制其两端电压一定。

考点2： 欧姆定律表达式及其物理意义

例2：关于欧姆定律公式I= ■，下列说法正确的是（ ）。

A.导体的电阻与电压成正比，与电流成反比

B.导体两端的电压越大，其电阻越大

C.据欧姆定律公式变形可得R= ■，可见导体电阻大小与通过它的电流与它两端电压有关

D. 根导体电阻的大小等于加在它两端的电压与通过它的电流的比值

解析：I、U、R三者不能随意用正比、反比关系说明，R＝U/I，它是电阻的计算式，而不是决定式，导体的电阻是导体本身的性质，与电流电压无关，只与导体的长度、材料、横截面积和温度有关，但可用电压与电流的比值求电阻。

答案：D。

点拨：理解欧姆定律中的“成反比”和“成正比”两个关系及知道决定电阻大小的因素。

考点3：动态电路分析

例3：如下图所示，电源电压不变.闭合S1后，再闭合S2，电流表的示数 ，电压表的示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”。)

解析：当闭合S1后，再闭合S2，此时R2被短路，电压表接到电源两端，因此电压表示数变大，此时电路中的总电阻减小，电流表示数也变大。

答案：变大，变大。

点拨：分清原来开关闭合时电路状态和两个开关同时闭合时电路的状态。

考点4：欧姆定律计算

例4：实验室有甲、乙两只灯泡，甲标有“15V 1.0A”字样，乙标有“10V 0.5A”字样。现把它们串联起来，则该串联电路两端允许加的最高电压为（不考虑温度对灯泡电阻的影响）（ ）。

A．25V B．35V C．15V D．12．5V

解析：甲灯的电阻是R甲=■=■=15Ω。乙灯的电阻R乙=■=■=20Ω，两灯串起来后，总电阻是15Ω+20Ω=30Ω，允许通过的最大电流是0.5A，所以最高电压是30Ω×0.5A=15V。

答案：C。

点拨：不能把两额定电压的值相加作为最高电压；串联应取小电流。

考点5：电阻的测量

例5：现有一个电池组，一个电流表，一个开关，一个已知电阻R0，导线若干，用上述器材测定待测电阻Rx的阻值，要求：①画出实验电路图；②简要写出实验步骤并用字母表示测量的物理量；③根据所测物理量写出待测阻值Rx的表达式。

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新课程下的中考的另一个特点，就是重视对实验探究能力的考查，促使同学们用新视角重新思考实验的过程，得到新的发现或收获，设计有关“过程与方法”的试题，考查同学们提出问题、做出猜想和假设、设计研究计划、分析处理数据、得出结论、学会评价的能力。

二、试题讲析

例1 如图l所示，电阻R1为12Ω，将它与R2串联后接到8V的电源上，已知R2两端的电压是2V，请求出电路的总电阻。

讲析　这是一道应用欧姆定律的基础题，解题的方法有两种：一种是从欧姆定律出发的分析法；一种是从电路的基本性质出发的综合法。即：求总电阻可以将R2的值求出来再求R1和R2的和；也可以用总电压除以总电流得总电阻；或根据电路的性质建立相应的关系式求解。

解法一：因为R1、R2串联，U1=U-U2=8V-2V=6V，I1=U1/R1=6V/12Ω=0．5A，I2=I1=0．5A，R2=U2/I2=2V/0.5A=4Ω，R总=R1+R2=12Ω+4Ω=16Ω．

解法二：因为R1、R2串联，I=I1=I2，则U/R1+R2=U-U2/R1，8V/R=8V-2V/12Ω，R总=16Ω.

解法三：因为R1、R2串联I1=I2，则U1/R1=U2/R2变形得R1/R2=U1/U2，R/R1+R2=U-U2/U1+U2，U/R1+R2=U-U2/R1，R总=16Ω．

例2 如图2所示，电源电压不变，当开关S闭合时，电表示数的变化情况是(　)．

A．电流表、电压表示数均变大

B．电流表、电压表示数均变小

C．电压表示数变大，电流表示数变小

D．电压表示数变小，电流表示数变大

讲析　这是一道欧姆定律应用题，要判断电表的示数如何变化，关键是要知道电路中的电表示数变化的实质，当开关s闭合后，电路的状态由两个电阻的串联变为只有一个电阻R2的电路；原来电流表测的是R1和R2串联时的电流，现在R1和电流表被短路，电流表的示数为0，示数变小；电压表原来测的是R2上的电压，它是电源的一部分电压，而现在的电路中只有R2，则U2=U源，示数变大，本题选C．

本题的问题是有些同学看不懂电路状态变化的实质，死抠欧姆定律，电流或电压的变化是与电路的变化有关，但知道了现在的电路的变化特征就简单多了，识别电路是我们解电学题的前提，如果电路的状态不清，则应用的电路性质也就会出错，这种能力要加强。

例3 在如图3所示的电路中，电源电压U=4．5V，且保持不变，电阻R1=4Ω，变阻器R2的最大阻值为15Ω，电流袁的量程为0～0．6A，电压表的量程为0～3V，为了保护电表，变阻器接入电路的阻值范围不能超出(　)．

A．3．5Ω～8Ω

B．2Ω～3．5Ω

C．0～8Ω　D．0～3．5Ω

讲析　本题是欧姆定律的又一种应用形式，是状态电路中的变阻器的取值范围问题，解这类题目的关键是从电路的状态出发，找出符合电路要求的电学关系式，题目中的两个电表同时要满足不超过量程的要求，即：串联电路中的电流不大于0．6A，电阻R2两端的电压不少于3V，所以我们可以用欧姆定律，写出符合电路要求的数学不等式组然后求解。

依题意，由欧姆定律可得

由①②两式解得3．5Ω≤R2≤8Ω，所以应选A．

本题与物理上其他题目一样，关键是理清电路的特征，能写出符合电路特点和要求的数学关系式，然后通过数学的手段解出结果，所以仅有基本知识是不够的，更要练就解相关问题的技能。

例4 小明利用如图4所示的装置探究电流产生的热量与哪些因素有关?在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲大于R乙，通电一段时间后，甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高，该现象能够说明电流产生的热量与下列哪个因素有关(　)。

A．电荷量　B．电流　C．电阻　D．通电时间

讲析　题目的表象是：甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高，这与哪些因素有关?煤油是因为受热膨胀，液面上升的；相同条件下，甲中的液面升得高，说明甲瓶中的电阻产生的热量多R甲和R乙是串联在电路中的，则电流、通电时间以及电荷量(电流和通电时间的乘积)相等，A、B、D选项都不是影响因素；根据焦耳定律甲的电阻大，甲放出的热量多，则电流产生的热量与电阻的大小有关，应选C．

本题实际上探究的是焦耳定律的影响因素，使同学们能进一步了解其内容、理解它的应用同时本题中也渗透了“控制变量法”的探究思想。

例5　一个电热水壶，铭牌部分参数如下：额定电压220V，额定功率模糊不清，热效率为90％，正常工作情况下烧开满壶水需要5min，水吸收的热量为118800J，此时热水壶消耗的电能为_______J，其额定功率为_______W，电阻是_________Ω．若实际电压为198V，通过电热水壶的电流是_________A,1min内

电热水壶产生的热量是________J．(假设电阻不随温度改变)

讲析水所吸收的热量已知，电热的利用率知道，则消耗电能可以由热量的利用率求出；用电时间已知，消耗的电能已求，则由电功率的定义求电功率,电水壶的电阻由R2=U2额/P额求出，在实际电压下的电流I=U/R，实际电压下的电热水壶所产生的热量Q=IRt.

答案：132000 440 110 1.8 21384

本题是欧姆定律和焦耳定律应用的基础题，也是通过练习使同学们掌握基本知识的重要途径，简单的是这样的填空题，复杂的可以演变成综合应用题；这些题目也是中考中同学们易失分的地方。

例6 CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图5所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电热丝，当开关S接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W。

(1)电饭煲在高温烧煮档时，开关S应与哪个触点连接?

(2)电热丝R0的阻值多大?

(3)当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大?焖饭、保温10rain，电热丝R0产生的热量为多少?

讲析 电饭煲在高温烧煮挡时，电路中的功率是最大，在电压一定时，要得到最大功率电路中的电阻应最小，由图5可知，当R被短路时，电路中的电阻最小，电路中只有R0工作，则S应合到2位置，高温挡时的功率已知，电压为额定电压，R0由R＝U2/P等求得，当电饭煲在正常焖饭、保温时，电饭煲的热功率最小，电路中的电阻最大，则R0和R串联，可求出此时的电流，再由Q=I2Rt求出R0产生的热量，

答：(1)与触点2连接。

(2)P=U2/R0，R0=U2/P=(220V)2/1100W=44Ω．

(3)P=IU，I=P/U=22W/22V=O．1A，Q0=I2R0t=(0.1A)2×44Ω×600s=264J．

本题是欧姆定律和焦耳定律应用的综合题，同学们要能综合考虑影响电路发热的因素，也就是理解焦耳定律定义公式(Q=I2Rt)和各种变形公式(Q=U2/R(t)、Q=UIt)的应用，其中也涉及到欧姆定律的灵活应用。

三、巩固练习

1．如图6所示电路中，R1=10Ω．当开关S闭合时，电流表示数为0．2A，电压表示数为4V．求：(1)电源电压；(2)R2的阻值。

2．如图7所示电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S后，滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中(

)。

A．电流表A的示数变大，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小

B．电流表A的示数变大，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变大

c．电压表V1的示数不变，电路消耗的总功率变大

D．电压表V2的示数变小，电路消耗的总功率变小

3．一只电炉的电阻为48．4Ω，接在电压为220V的电路中工作，它的功率是w，电炉丝工作时热得发红，而连接电炉丝的导线却不怎么发热，其原因是

4．在一次科技小组的活动中，同学们按照如图8所示的电路在AB之间接入一根细铜丝，闭合开关S后，调节滑动变阻器，使电流表的读数保持3A不变，过了一会儿，细铜丝熔断，在AB之间换接一根同长度的较粗的铜丝，再调节滑动变阻器到某一固定值，经较长时间粗铜丝没有熔断，在此过程中，电流表的读数保持3A不变小明同学针对所观察到的现象提出了一个问题：造成细铜丝熔断而粗铜丝没有熔断的原因是什么?(设电源电压保持不变)

(1)你认为造成细铜丝熔断而粗铜丝没有熔断的原因是什么?(请简述理由)

(2)若粗铜丝电阻为0．01Ω，求：在5s内粗铜丝共产生的热量。

(3)如果你家准备安装一台“220V 1500W”的电热水器，你应用选用(较粗／较细)的铜导线用作连接线比较安全。

5．如图9所示电路，电源两端电压保持不变，当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，灯L的电功率为PL，电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，灯L的电功率为R1＇，电流表的示数为，I2，已知PL：P＇L=9：25．

(1)求电流表的示数I1与I2的比值；

(2)当开关S1、S2又都断开，滑动变阻器的滑片P在c点时，变阻器接入电路的电阻为Rc电压表V1的示数为u1，电压表V2的示数为U2，已知U1：U2=3：2，Rc的电功率为10W，这时灯L正常发光，通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P，会形成不同的电路，在这些不同的电路中，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3：1．求灯L的额定功率。

6．小明在研究性学习活动中，查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表，并将该型号的热敏电阻应用于如图10所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中。

“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁(线圈阻值R0=50Ω)、电源U1、开关等组成，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电路则断开；

“工作电路”由工作电源U2(U2=10V)、发热电阻R2(R2=50Ω)、导线等组成，问：

(1)工作电路工作时的电流为多大?电阻R2的发热功率为多大?

(2)若发热电阻R2需提供1．2×104J的热量，则工作电路要工作多长时间(不计热量的损失)?

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欧姆定律是实验定律.要正确理解欧姆定律，应了解如何通过试验来揭示电流、电压、电阻三个物理量之间的关系.因为是三个物理量，所以我们在研究实验时要采用控制变量法，探究过程中分两步.

1.保持电阻不变，研究电流跟电压的关系

研究电流跟电压的关系时，应保持电阻不变，那么，设计实验电路时就要考虑以下几个方面：①怎样测量定值电阻两端的电压U和定值电阻中的电流I？②怎样保持导体的电阻R不变？③通过什么方法改变定值电阻两端的电压U？设计实验电路图（如图1）:

按电路图连接实物电路，利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压，使它成整数倍的增加，并记录所对应的电流值，填入表一中.

表一：R＝10Ω

通过上表可得：电阻一定时，电流与电压成正比.

2.保持电压不变，研究电流跟电阻的关系

同学们一定要明确“研究电流跟电阻的关系时，应保持电压不变”的思想.实验探究时应考虑：①怎样改变导体电阻R的大小？②怎样保持导体两端的电压U不变？这是这个探究实验的难点，当电阻的大小发生变化时，可通过滑动变阻器来控制其两端的电压U保持不变.

不断更换定值电阻，利用滑动变阻器保持定值电阻两端的电压不变，记录对应的电流值，填入表二中.

表二：U＝3V

通过上表可得：电压一定时，电流与电阻成反比.

综上所述：导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比.

同学们在具体的探究活动中可能会遇到这样的问题：在电阻R阻值改变时，电阻R两端的电压也发生变化，如何移动滑动变阻器的滑片，使电阻R两端的电压恢复到原来的电压值.这也是把控制变量法从理论升华到实际的一个方面.

例1小刚同学用如图2电路探究欧姆定律的“一段电路中电流跟电阻的关系”.在此实验过程中，当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的惟一操作是（）.

A.保持变阻器滑片不动

B.将变阻器滑片适当向左移动

C.将变阻器滑片适当向右移动

D.将电池个数增加

解析当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，电路中的电流减小，滑动变阻器两端的电压减小，而A、B两点间的电压增大，所以滑动变阻器的电阻应当增大才能使A、B两点间的电压保持不变.这道题让大家真正了解到应如何灵活应用控制变量法.

二、正确理解欧姆定律

在欧姆定律中，三个物理量是指同一导体或同一段电路在同一时刻的I、U、R，同时三个物理量的单位必须要用国际单位制.

对于欧姆定律I=U/R和欧姆定律的变形式R=U/I，这两个公式是大家最容易混淆的.

特别是R=U/I只是用来计算导体电阻的，决不能认为R与U成正比，R与I成反比；对同一导体而言，即使导体上不加电压，导体电阻仍然存在.切记导体电阻与电压电流无关，它是导体本身的一种性质.

为了更形象深刻地理解欧姆定律，我们可以借助图像来描述.

根据I=U/R，当R一定时，I与U成正比，相当于数学中的正比例函数的图像.如图3甲所示.而在U一定时，I与R成反比，相当于数学中的反比例函数的图像.如图3乙所示.

应用这种图像可以来比较电阻的大小.

例如图4所示为接入闭合电路中阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的I-U图像，从图中可知（）.

A.R1R2

B.R1R2串联后，总电阻I-U图线在区域Ⅱ内

C.R1R2并联后，总电阻I-U图线在区域Ⅲ内

D.R1R2并联后，总电阻I-U图线在区域Ⅰ内

解析 首先大家要对串并联电路的总电阻非常清楚，串联的总电阻大于任何一个分电阻，并联的总电阻小于任何一个分电阻.从图上可以选择电压一定时，比较电流的大小关系，I1I2，所以R1R2,可推出RⅠRⅡRⅢ，所以正确答案为D.

三、欧姆定律的应用

根据欧姆定律：①知道导体两端的电压和导体的电阻就可以求出导体中的电流；②知道通过导体的电流和导体的电阻就可以求出导体两端的电压；③知道通过导体的电流和导体两端的电压就可以求出导体的电阻值，即I=U/R，U=IR，R=U/I.

例2一个定值电阻两端加上6V电压时,通过它的电流是0.4A.如果给它加上3V的电压时,则流过它的电流是多少？为什么？

解析一

要求当电压是3V时，电流是多少，还需知道电阻，根据前面的两个条件可以求出电阻是15Ω，因为电阻是不变的，所以I=U/R=3V/15Ω

=0.2A.

解析二

根据欧姆定律，R一定时，I与U成正比，即得I=0.2A.

例3如图5所示，开关闭合后，当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中（）.

A.电流表示数变小,电压表示数变大

B.电流表示数变小,电压表示数变小

C.电流表示数变大,电压表示数变大

D.电流表示数变大,电压表示数变小

解析当滑动变阻器滑片P向右滑动时，电路的总电阻变大.电压一定时，电阻变大，电流变小，所以电流表示数变小；通过定值电阻的电流减小，所以定值电阻分担的电压减小，电压表的示数变大.故选A.

例4如图6所示是“伏安法测电阻”的实验电路图．

(1)在图6中的圆圈内填入电流表、电压表的符号；

(2)某同学规范操作，正确测量，测得3组实验数据分别是：U1＝2．4V，I1＝0．20A；U2＝4．5V，I2＝0．38A；U3＝6．0V，I3＝0．50A.请你在虚线框内为他设计一个表格，并把这些数据正确填写在你设计的表格内．

(3)根据表格中数据，请你算出待测电阻Rx≈_______Ω．

(4)分析表格中的数据，你能得出的一个结论是：_______________________________.

解析(1)填入电流表和电压表，如图7所示.

(2)实验数据表格设计如下表：