初三物理欧姆定律（三）知识精讲　人教四年制.doc

【同步教育信息】
一. 本周教学内容:
欧姆定律(三)
二. 重点、难点:
1. 欧姆定律
2. 伏安法测电阻
3. 电路故障的判断
三. 知识点分析
1. 欧姆定律
欧姆定律内容:导体中的电流跟这段导体两端的电压U成正比,跟这段导体的电阻R成反比。公式为
式中U为研究这段导体两端的电压,单位V;R为这段导体的电阻,单位;I为通过该段导体的电流,单位A。
欧姆定律反映了在一定条件下,电流跟电压的因果关系,电流跟电阻的制约关系。
公式中的R,I,U必须对应于同一段导体,且R必须是纯电阻。
定律只适合于金属导电和液体导电,对气体、半导体导电一般不适用。
这里的欧姆定律实际上是“部分电路”欧姆定律,即所研究的电路不包含电源在内,是电源以外的一部分或全部。外电路可以是一个电阻,也可以是若干个电阻的串联或并联。
2. 伏安法测电阻
原理:由欧姆定律得:,测出电阻两端电压U及通过电阻的电流I,求出的值即为待测电阻的阻值,称之为测量值。
实验方案设计:应将电流表串联在电路中,电压表与被测电阻并联,对应两种接线方案,如图所示,a图称为电流表的外接法,b图称为电流表的内接法。
误差分析:图a中
R测=====<R,
相对误差。
图b中
R测===+=+>;
相对误差。
取,当外=内,即R=。无论采用安培表的外接还是内接,都存在测量的系统误差,总有外接法R测<R,内接法R测>R。若对于给定电流表内阻RA,电压表内阻RV,当被测电阻R>时,采用安培表的内接法误差较小;当R=时,采用安培表的内接与外接,误差相等;当R<时,采用安培表的外接法误差较小。
3. 电路故障的判断
若两根输电线之间发生漏电现象,在漏电处如同在这之间有一电阻(称为接触电阻或漏电电阻)将两根导线相连,其中一种特殊情况是该漏电电阻为零,即两电线间发生短路。
例如,甲、乙两地相距L,其间铺设了由两根导线组成的电线,每单位长度导线的电阻r(r的单位Ω/m),乙处终端接有负载电阻若线路中途某处两导线因绝缘层损坏而相联,为了找到相联位置。给你一台电压为U的直流稳压电源和一个量程合适的电流表,怎样求出损坏处离甲端的距离和损坏处的接触电阻?
据题意,拆除乙处终端的负载电阻后电路可画为图(a)所示,其等效电路如图(b)所示,由于导线的电阻与长度成正比R=Lr,因此只要求得R1即可推算出损坏处距甲的距离L1。
据题意,RAB=Rl+R2利用直流稳压电源(电压为U)及电流表可测得RAC及RBD,且RAC=2Rl+R’,RBD=2R2+R’。
上述各式中RAB,RAC,RBD为已知数据或可测得,则R1和R’可求,具体测算过程如下:
先将乙处的负载电阻拆除,并在乙处接上输出电压为U的直流稳压电源,将电流表串联在乙处的电路中测得电流I2。设电路损坏处的接触电阻为R’,损坏处距甲处的距离为L1,距乙处的距离为L2,则有
。
断开乙处接线,在甲处接上直流稳压电源,将电流表串联在甲处电路中,测得电流I1,则有

联立三式解得
思考:给你直流稳压电源和一只电压表,如何找损坏处及损坏处的接触电阻呢?
【典型例题】
[例1] 阻值不同的两个电阻的电流随电压变化,I-U图线如图1所示从图中得到的下列结论中正确的是( )
图1
A. R1>R2
B. R1,R2串联后的总电阻的I-U图线在区域Ⅱ
C. R1,R2并联后的总电阻的I-U图线在区域Ⅲ
D. Rl,R2并联后的总电阻的I-U图线在区域Ⅰ
分析:首先应弄清楚,I-,即R图线。其次两电阻串联的总电阻比任何一个串联的导体电阻都要大,而并联的总电阻比其中最小的电阻还要小。
解答:方法1:结合数学函数y=kx图像进行类比,直线的斜率越小k越小。在I-U图线中,斜率越小,则越小,即R越大,R2>R1。因R串>R2,故R串的斜率更小,应存区域Ⅲ内。而R并<R1,故R并的斜率比R1还大,应在区域Ⅰ内,故选答案D。
方法2:通过,坐标轴上I=I0点处作U轴平行线,可知在I一定时:
因为R串>R2,R并<R1,所以R串在区域Ⅲ,R并在区域Ⅰ。故选答案D。
方法3:过U轴U=U0。处作平行于I轴的平行线,可知在U一定时,通过R1的电流大。由知R1<R2。以下同方法2,略。
评注:方法2,3所作辅助线,实际上是引进了物理实验研究过程中常用的思维方法:“控制变量法”
[例2] 如图2所示电路中,电源电压6 V且保持不变,当甲、乙都是电压表时,示数分别是5V和3V当甲、乙都是电流表时, A求:
图2
(1)R1,R2,R3的阻值;
(2)当甲表为电流表,乙为电压表时,两表