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第2節 歐姆定律
第十四章 歐姆定律
課程目標
1.通過探究電流與電壓關系實驗，能總結得出電流與電壓的關系。
2.通過探究電流與電阻關系實驗，能總結得出電流與電阻的關系。
3.理解歐姆定律，知道歐姆定律的表達式及含義。
4.能運用歐姆定律進行簡單的計算。
電流與電壓、電阻的關系
一
實 驗 1
1.提出猜想：
探究電流與電壓的關系
探究電流與電壓的關系，怎么才能做到只有電流與電壓在變化？
2.實驗方法：
想想議議
電壓是產生電流的原因，電壓越高，電流越大.
在本實驗中，控制電阻一定，探究電流與電壓的關系.
控制變量法
思考
如何改變導體兩端的電壓？
改變
電源電壓
串聯一個定值電阻
不拆卸電路
方法更好
接入一個滑動變阻器
因變量：
I
自變量：
導體R兩端的電壓U
怎樣改變：
調節滑動變阻器
控制變量：
導體電阻R
怎樣控制：
選用同一電阻
怎樣測量：
電流表
怎樣測量：
電壓表
探究電流與電壓的關系——控制變量法
3.實驗器材：
+
-
A
B
C
D
5Ω
10Ω
電源
開關
電壓表
電流表
滑動變阻器
定值電阻
導線
4.連接電路圖：
V
R
R'
S
A
+
-
A
B
C
D
數據記錄表
電阻R 電壓U/V
電流I/A
閉合開關，電路中會有電流流過，我們可以從電壓表和電流表讀取數據，試著設計一下實驗數據表格吧？
控制變量
自變量
因變量
（1）按電路圖連接電路（連接電路要注意：連接電路前開關要斷開，并將滑動變阻器滑片滑到阻值最大處，電流表和電壓表要選擇合適的量程和正確的接柱）；
（2）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數增加（如分別為1V、1.5V、2V、2.5V、3V），依次記下電流表的示數，把數據記錄在表格中。
5.進行實驗與記錄數據：
視頻演示
探究電流與電壓的關系
數據記錄：
電阻R 5Ω 電壓U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
電流I/A
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
當導體的電阻一定時，通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比
實驗結論：
6.數據處理與得出結論：
0 1 2 3 4
U/V
I/A
0.8
0.6
0.4
0.2
更換不同阻值的定值電阻，繼續進行實驗
電阻R 10Ω 電壓U/V 0.5 1.0 1.5 2.0
電流I/A
0.05 0.1 0.15 0.19
數據分析：
當R=10 時，電流與電壓仍成正比.
在科學實驗中通常要進行多次實驗, 多次實驗的兩種目的：
思考
為什么要換用不同阻值電阻重復實驗呢？
為了使得出的結論更具有普遍性
(1)“減小誤差”是適用于“測量”實驗中
同一研究對象的多次測量求平均值；
(2)“尋找普遍規律”適用于探究實驗。
本實驗中滑動變阻器的作用是什么？
（1）保護電路
（2）改變導體兩端的電壓，多次實驗獲取多組數據
（1）通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比
（2）電阻一定時，導體兩端的電壓與導體中的電流成正比
—— 漏掉了結論的前提條件
——弄錯了結論的因果關系
判斷下列結論是否正確，并說明原因
探究電流與電壓的關系實驗
1.探究方法：
2.電路圖
3.實驗過程中要控制______不變
4.滑動變阻器的作用：
5.實驗結論：
6.實驗圖像
V
R
R'
S
A
控制變量法
電阻
①保護電路；
②改變定值電阻兩端的電壓
當導體的電阻一定時，通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比
課堂小結
1. 一導體接到電路中，如果把它兩端的電壓增大到原來的三倍，下列說法中正確的是（ ）
A. 它的電阻是原來的三倍
B. 它的電流保持不變
C. 它的電流是原來的三分之一
D. 它的電流是原來的三倍
D
針對訓練
電阻不變，電流與電壓成正比
實 驗 2
探究電流與電阻的關系
探究電流與電阻的關系，怎么才能做到只有電流與電阻在變化？
在本實驗中，控制電壓一定，探究電流與電阻的關系.
電阻對電流有阻礙作用，電阻越小，電流越大.
想想議議
1.提出猜想：
2.實驗方法：
控制變量法.
因變量：
自變量：
怎樣改變：
控制變量：
怎樣控制：
怎樣測量：
怎樣測量：
I
電流表
導體電阻R
導體R兩端的電壓U
更換電阻
（調節電阻箱）
已知電阻值
調節滑動變阻器
探究電流與電阻的關系——控制變量法
3.實驗器材：
+
-
A
B
C
D
5Ω
10Ω
15Ω
電源
開關
電壓表
電流表
滑動變阻器
定值電阻
導線
4.連接電路圖：
V
R
R'
S
A
+
-
A
B
C
D
兩個實驗電路圖是一樣的
數據記錄表
閉合開關，電路中會有電流流過，我們就可以收集實驗數據了，
試著設計一下實驗數據表格吧？
電壓U 3V 電阻R/Ω 20 15 10 5
電流I/A
5.進行實驗與記錄數據：
（1）按電路圖連接電路；
（2）記下電阻值（如：30Ω），閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為某一值（如：3V），記下電流表的示數，把數據記錄在表格中；
（3）更換一個新的電阻，記下其阻值，重復實驗
電壓U 3 V 電阻R/Ω 30 15 10 6 5
電流I/A
0.1 0.2 0.3 0.5 0.6
數據記錄
視頻演示：探究電流與電阻的關系
0 5 10 15 20 25 30
R/Ω
I/A
0.6
0.5
0.4
0.3
0.20.1
6.數據處理與得出結論：
當導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流跟導體的電阻成反比
實驗結論：
思考
有同學說直接畫出I-R的圖像是曲線，不能直接看出電流與電阻的關系，你知道如何改進嗎？
或
0 5 10 15 20 25 30
R/Ω
12
10
8
6
4
2
電壓U 3 V 電阻R/Ω 30 15 10 6 5
電流I/A 0.1 0.2 0.3 0.5 0.6
/A-1 10 5 3.33 2 1.67
/A-1
某位同學在做“保證電壓不變，研究電流隨電阻變化”的實驗時，將定值電阻的電壓設定為3V，5Ω、10Ω、15Ω的實驗都順利進行了，可當他換上20Ω的電阻時，卻發現無論怎么移動滑片，電壓表的示數始終高于3V，你知道是為什么嗎？你來幫幫他吧！
在這個實驗中滑動變阻器的調節技巧：“換大調大，換小調小”，當我們換上最大電阻時，電壓表示數始終高于3V，說明滑動變阻器的最大阻值太小，不能滿足實驗的需求。
我們可以適當降低所設定的定值電阻兩端的電壓，或者在實驗中將順序調整為20Ω、15Ω、10Ω、5Ω去進行實驗，這樣就能避免這個問題啦！
思考
（1）更換電阻后，調節滑動變阻器時，眼睛要觀察電壓表讀數，使讀數與更換前保持不變；
（2）滑動變阻器的調節技巧：“換大調大，換小調小”，即當用10Ω的電阻替換5Ω的電阻時，滑動變阻器連入電路的阻值應變大，反之亦然
注意事項：
在探究電流與電壓和電阻的關系時，
滑動變阻器在兩個探究實驗中的作用相同嗎？
探究電流與電壓關系 探究電流與電阻關系
相同點 不同點
保護電路
改變電阻兩端電壓
保證電阻兩端電壓不變
探究電流與電阻的關系實驗
1.探究方法：____________
2.電路圖
3.實驗過程中要控制________________不變
4.滑動變阻器的作用：
5.實驗結論：
6.實驗圖像
V
R
R'
S
A
控制變量法
①保護電路；
②保證電阻兩端電壓不變
電阻兩端電壓
當導體的電壓一定時，通過導體的電流跟導體的電阻成反比
歸納
電路故障分析
電流表示數 存在故障 電壓表示數 具體故障位置
無示數 斷路 無示數 與電壓表并聯以外的電路斷路
有示數 與電壓表并聯的電路斷路
有示數 短路 無示數 與電壓表并聯的電路短路
有示數 與電壓表并聯以外的電路短路
如果電路出現故障，故障分析的一般步驟如下：
先看電流表，再看電壓表
知識拓展
1.小剛用圖所示電路探究“一段電路中電流跟電阻的關系”。實驗過程中，當A、B兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后，為了完成探究，他應該采取的措施是（　　）
A．將變阻器滑片適當向右移動 B．保持變阻器滑片不動
C．將變阻器滑片適當向左移動 D．適當增加電池的節數
A
針對訓練
更換大阻值的定值電阻時，
滑動變阻器接入電路阻值相應增大
板書
電流與電壓和電阻關系
探究方法
變量與定量
滑動變阻器的作用
電路圖
實驗圖像
電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比
電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比
電流與電壓的關系
電流與電阻的關系
隨堂練習
1.小明探究“通過導體的電流與導體兩端電壓的關系”時,使用的器材如圖甲所示，電源電壓不變，R為定值電阻。
(1)請你根據圖甲所示電路圖連接圖乙的實物。
(2)連接電路時，開關應該_______。合上開關前，若滑動變阻器使用了
b接線柱,則實驗前變阻器的滑片應放置在_____(選填“左”或“右”)端。
斷開
左
(3)電路中使用了滑動變阻器，它除了能保護電表（避免電壓表和電流表的示數超過量程）外，還能改變________________________________，以方便實驗的進行。
電阻R 兩端電壓(電壓表的示數)　
(4)閉合開關S，發現電壓表示數接近3V，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，則故障原因是______________。
電阻R斷路
(5)排除故障后，小明測得多組數據記錄在表格中，請你在圖丙坐標軸
上作出圖像。根據此圖像,可初步得到實驗結論:_______________________
_______________________________________________。
導體的電阻一定時，
通過導體的電流與該導體兩端的電壓成正比
.
.
.
.
.
2. “探究導體中電流跟電阻的關系”的實驗中，實驗器材有：學生電源
(6 V)、電流表(0～0.6 A，0～3 A)、電壓表(0～3 V，0～15 V)、定值電阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一個)、開關、滑動變阻器(甲“50 Ω　1 A”，乙“10 Ω　2A”)和導線若干．
(1)請根據圖甲所示的電路圖用筆畫線
代替導線，將圖乙所示的實物連接成
完整電路圖(要求連線不得交叉)；
(2)連接電路時，開關應處于______(選填“斷開”或“閉合”)狀態，滑動變阻器的滑片P應放在_____(選填“A”或“B”)端；
斷開
A
(3)連接電路后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，電壓表有示數，
電流表始終無示數，造成這一現象的原因可能是________(填序號)；
定值電阻R短路
B. 定值電阻R開路
C. 滑動變阻器開路
D. 電流表開路
B
(4)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，利用描點法得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖像．由圖像可以得出結論：電壓一定時，導體中的電流跟導體的電阻成________(選填“正比”或“反比”)；有同學提出該圖像
不便直觀判斷I與R的定量關系，你的改進措施是_________________．
反比
作出I - 圖像
(5)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，接著把R換為10 Ω的電阻接入電路，閉合開關，他應向____(選填“A”或“B”)端移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為____V
時，讀出電流表的示數；
(6)為完成整個實驗，應該選取哪種規格的滑動變阻器_____(選填“甲”或“乙”).
A
2
甲
歐姆定律
二
1.內容：
一段導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，
跟這段導體的電阻成反比關系
2.表達式：
I =
U
R
電壓
電阻
電流
這段導體兩端的電壓
這段導體的電阻
通過這段導體的電流
3.公式中使用的單位(單位要統一)：
電壓 U 的單位：V
電阻 R 的單位：Ω
電流 I 的單位： A
4.歐姆定律變形公式：
（1）已知電流、電阻，求電壓：
（2）已知電壓、電流，求電阻：
歐姆定律反映了一段導體中的電流跟加在這段導體兩端的電壓和這段導體電阻之間的定量關系，知道了其中兩個量，就可以算出第三個量
使用歐姆定律時的注意事項:
①同一性
I、U、R 必須是對同一個導體或同一段電路而言的，三者要一一對應
②同時性
對于同一導體或同一段電路來說，由于開關的閉合或滑動變阻器滑片的移動，都會導致電路中的電阻、電流的變化，所以公式中的三個量是針對同一時間而言的
③條件性
定律中的成反比和成正比是有條件的，當電阻一定時，電流與電壓成正比，當電壓一定時，電流與電阻成反比。
純電阻電路就是在通電的狀態下，只發熱的電路，即通電狀態下把消耗的電能全部轉化為電阻的內能，不對外做功。純電阻電路中只有電阻、電源、導線。電能不能轉化為內能以外的能量形式。
例如：由電烙鐵、電熨斗等組成的電路，它們只是發熱，它們都是純電阻電路。像電動機、電風扇等組成的電路，除了發熱以外，還對外做功，所以這些是非純電阻電路.
5.歐姆定律的適用范圍：適用于純電阻電路
知識拓展
根據歐姆定律公式 ，是否可以說:“電阻與電壓成正比，電阻與電流成反比”？為什么？
？
這個說法是不對的。由于電阻是導體本身的一種性質，電阻的大小與導體材料、長度、橫截面積、溫度有關，因此電阻的大小與電壓、電流的大小均無關系。所以“電阻與電壓成正比，與電流成反比”這種說法是錯誤的.
問題與思考
問題與思考
歐姆定律的計算
例1：某數控機床照明燈的電壓是36 V, 它正常工作時燈的電阻是54 Ω。通過照明燈的電流是多少 (結果保留兩位小數)
分析:首先應根據題意畫出電路圖，并在圖上標明已知量的符號、數值和未知量的符號，明確已知量和所求量；然后應用歐姆定律解題。
解題步驟：
①畫電路圖；
②列出已知條件和所求量；
③求解
注意：解題要規范化，要求寫出必要的文字說明和公式，
代入數值單位進行計算，結果按要求進行位數保留。
解:根據歐姆定律 ,代入數據,可得
答:通過照明燈的電流是0.67 A
已知: U=36 V, R=54 Ω
求: I
正確理解變形式：如圖所示，如果計算定值電阻R2的阻值，只能用 來計算，而不能用 或 來計算
如下電路中如何計算定值電阻R2的阻值呢？
歐姆定律使用時具有同一性
例2：在探究電流與電壓關系的實驗中，有一同學誤把電壓表接在了滑動變阻器兩端，發現電壓表的示數為1.5V。已知定值電阻R的大小為5Ω，電路兩端電壓為4.5V。請你幫助這名同學判斷一下此時流經定值電阻R的電流為多少？
I =　　=　　 = 0.6 A
UR
R
3V
5Ω
∴UR=U-Up=4.5V-1.5V=3V
同一性
∵串聯電路
解：根據題意畫出等效電路圖
R=5Ω
Rp
I=？
UR
Up=1.5V
U=4.5V
U2=6 V
R=？
I2=？
解：根據題意畫出等效電路圖
I1=0.15 A
R
U1=3 V
R=　　=　　 　= 20 Ω
U1
I1
3 V
0.15 A
例3：小剛想了解一下鉛筆芯電阻的大小，他在一支鉛筆芯兩端加了3V電壓，測通過鉛筆芯的電流是0.15A；若加在這支鉛筆芯兩端的電壓增加到6V時，此時通過它的電流是多少？
I2=　　=　　　= 0.3A
U2
R
6 V
20 Ω
電阻是導體本身的一種性質，不隨電壓變化而變化。
同時性
U2=6 V
R
I2=？
解：根據題意畫出等效電路圖
U1
I1
R=
U2
I2
R=
I1=0.15 A
R
U1=3 V
【一題多解】
∵同一導體電阻R不變
比例法
U1
I1
U2
I2
=
∴
I2=　　U2
I1
U1
0.15A
3V
= ×6V
=0.3A
I1
I2
U1
U2
=
課堂小結
1.定義：通過導體的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體
的電阻成反比。
2.表達式 變形公式
3.等效電路圖
4.注意：同一性 同時性
I =
U
R
U=IR
R =
U
I
歐姆定律
1.根據歐姆定律公式 ，變形得到 。對此，下列說法中正確的是( )
A．導體電阻的大小跟導體兩端的電壓成正比
B．導體電阻的大小跟導體中的電流成反比
C．當導體兩端電壓為零時，導體電阻也為零
D．導體電阻的大小不由導體兩端的電壓和通過導體的電流決定
D
隨堂練習
導體的電阻大小與電壓、電流無關
2.兩個定值電阻，阻值之比R1：R2=2：3，將它們串聯起來接在某一電路中，加在它們兩端的電壓之比U1：U2=________；若將它們并聯起來接在某一電路中，通過它們的電流之比I1：I2=_________。
2：3
3：2
I1=I2
U1：U2=R1I1=R2I2=2：3
U1=U2
3.如圖所示電路中，電源電壓為3 V，閉合開關S 后，電流表示數為0.4 A，電壓表示數為1 V，則R2 的阻值是 _______Ω
5
U2=U電源－U1=3V－1V=2V
I2=0.4A
4.如圖所示，電源兩端電壓U為9V并保持不變，電阻R1阻值為10Ω．
閉合開關S后，電流表A的示數I為1.2A。
求：（1）電流表A1的示數I1； （2）電阻R2的阻值。
解：(1)由圖可知，R1與R2并聯，電流表A1測量電阻R1的電流，電流表A測干路電流；根據并聯電路各支路兩端的電壓相等可知：U1=U2=U=9V；
則電流表A1的示數：
I1=　　=　　　= 0.9A
U1
R1
9V
10 Ω
(2)因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過電阻R2的電流：I2=I-I1=1.2A-0.9A=0.3A，R2的阻值：
R2=　　=　　　= 30Ω
U2
I2
9V
0.3A
5.如圖甲是非接觸式紅外線測溫槍，圖乙是它的工作原理圖。R0是定值電阻，R是紅外線熱敏電阻，其阻值隨人體溫度變化的圖象如圖丙。對該電路分析正確的是（　　）
A．體溫越高，R的阻值越大B．體溫越高，電壓表示數越大C．體溫越高，電壓表示數越小D．體溫越低，電壓表示數越大
B
R的阻值大小與溫度t成反比
t↑→
R↓→
R總↓→
I↑→
R0不變→
IR0增大→
電壓表示數增大

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