欧姆定律和电阻元件
认识电阻和欧姆定律
认识电阻主讲：李超一周强化一、一周知识概述1. 知道电阻的概念、单位及其换算，以及电阻器在电路中的符号。
2. 理解决定电阻大小的因素，知道滑动变阻器的构造，在电路中的符号，理解滑动变阻器的作用，会把滑动变阻器接入电路以改变电路的电流，知道变阻箱的读数方法。
3. 通过实验探究经历从猜想到制定实验方案，接着到进行实验的探究过程，学会用控制变量法研究物理问题。
二、重难点知识归纳及讲解（一）电阻1、电阻是表示导体对电流阻碍作用的大小的物理量。
导体虽容易导电，却同时对电流有阻碍作用。
在相同的电压下，通过导体的电流较大，表明导体对电流的阻碍作用较小；若通过导体的电流较小，表明导体对电流的阻碍作用较大。
不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质。
2、导体的电阻通常用字母R表示，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。
单位欧姆是这样规定的：如果导体两端的电压是1V，通过的电流是1A，这段导体的电阻就是1Ω。
电阻的常用单位还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），它们的换算关系如下：1MΩ=103kΩ=106Ω1kΩ=103Ω3、导体的电阻既然是导体本身的一种性质，它跟哪些因素有关呢？（1）导体的电阻跟导体的材料有关。
（2）导体的材料、横截面积都相同时，导体越长，电阻越大。
（3）导体的材料、长度都相同时，导体的横截面积越小，电阻越大。
导体的电阻跟长度、横截面积的关系可以用人在街上行走作比喻，街道越长，街面越窄，行人受到阻碍的机会越多。
同理，导体越长、越细，自由电子定向移动受到碰撞的机会就会越多。
导体的电阻还跟什么因素有关？看下面的实验。
导体的电阻还跟温度有关，对大多数导体来说，温度越高电阻越大。
导体的电阻由它自身的条件决定，因此，不同的导体，电阻一般不同，所以说，电阻是导体本身的一种性质。
例1、下列关于电阻的说法中正确的是（）A．银的电阻比铜的小B．长导线的电阻比短导线的大C．粗导线的电阻比细导线的大D．同种材料，横截面积相同的两根导线，较长的电阻较大解答：导体的电阻是导体本身的一种性质，它与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关。
1.3电阻与欧姆定律
2、表达式： I U
R
I
R
U
3、适用条件： 纯电阻电路或线性电路
4．欧姆定律的理解
(1)定律中的U、R和I是同时对同一个电阻或同 一段电路而言的三个量。若由于某种原因，电 路中的电压或电阻发生了变化，则电流也相应 变化 。 (2)所谓“纯电阻电路”是指电能全部转化为热 能的电路，若电路中有电能转化为机械能或化 学能等情况，则该电路就是非纯电阻电路。 （3）公式中：电流的单位为：安(A);电压的单 位为：伏（V）；电阻的单位为：欧（Ω）
5.一电阻两端加15V电压时，通过3A的电流，若在其两端加 18V电压时，通过它的电流为（ ）
A.1 A B.3 A C.3.6 A D.5A 6.导体电阻的大小与其 无关。（ ）
A.尺寸 B.温度 C.材料 D.两端所加电压
三、填空题
1.有两根同种材料的电阻丝，长度比为1 : 2，截面积
比为2 : 3，则它们的电阻之比为
精度 倍率
第二位数
第一位数
精密电阻器通常采用5个色环。第一、二、 三环表示有效数字，第四环表示倍率，与前四 环距离较大的第五环表示精度。
精度 率
二位数
一位数
精度 倍率
第三位数 第二位数
第一位数
4、敏感电阻元件
（1）热敏电阻：电阻的阻值对温度非常敏感，随着温 度升高电阻显著减少，这样的电阻称为热敏电阻。
二、选择题
1.在铜、塑料、橡胶、人体、干木材、大地这几种物质中，
有三种是导体，它们是( )
A.铜、塑料、人体
B.人体、干木材、大地
C.塑料、橡胶、干木材 D.铜、人体、大地
2.在一电压恒定的电路中，电阻值R增大时，电流就随之
()
电阻定律-部分电路欧姆定律
特别提示
要区分是 —U 图线还是U— 图线. 对线性元件: ;对非线性元件 ,应注意,线性元件不同状态时 比值不变,非线性元件不同状态时比值不同.
题型1 电流定义的理解与应用
题型探究
【例1】如图2是静电除尘器示意图,A接 高压电源的正极,B接高压电源的负极, AB之间有很强的电场,空气被电离为电 子和正离子,电子奔向正极A的过程中, 遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电,吸附 到正极A上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附n mol电子,每昼夜能除尘m kg,计算高压电源的电流强度 .(已知电子的电荷量为e,阿伏加德罗常数为NA,一昼夜时间为t)
两图线交点为(2 V,0.3 A),可得此种情况下电流
为0.3 A.
通过电流表的电流值为IA=2I=0.6 A 灯泡的电阻为R= = Ω=6.7 Ω 答案 (1)0.4 A 10 Ω (2)0.6 A 6.7 Ω
方法归纳 解决这类问题的基本思路:
首先分清是I-U图线还是U-I图线. 搞清图线斜率的物理意义.即k=R(或k= ) 为了搞清这个问题,最好是将图象的斜率转化为物 理公式,看k= ,还是k= . 必要时配合部分电路欧姆定律.
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连接电路用的导线一般用合金来制作 电炉、电热器的电阻丝一般用合金来制作 电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合 金来制作 标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的 金属材料制作 解析 电路中导线输送电能,但由于导线本身有电 阻,所以导线也要消耗电能,并转化为热量,导线电 阻越小,在其他条件一定的情况下,损耗的电能也 越小,故应选择电阻率小的材料,由提供的信息知 纯金属较合适;电炉与电热器是利用电流的热效应
一、电流
形成
在外加电场的作用下,导线中的自由电荷的 形成电流
电工技术：欧姆定律
I1
R1
解：R1、R2的电压电流是关联参考方向， 所以 Uao=I1R1=2×3=6（V） Ubo=I2R2=-4×3=-12（V） R3的电压电流是非关联参考方向， 所以 Uco=-I3R3= -（-1）×2=2（V）
欧姆定律
一、电阻元件上的欧姆定律
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。
线性元件 二端元件
I
R
I
R U
+
I
电阻的V-A特性曲线
U
-
+
U R
关联参考方向：
非关联参考方向：
U R
I-
I GU
I GU
一、电阻元件上的欧姆定律
三种表示形式： （1）已知电压、电阻求电流 （2）已知电流、电阻求电压
三、全电路欧姆定律
全电路 内电路是指电源内部的电路（发电机内的线圈、干电池内的溶液等） 外电路是指电源外部的电路（负载、开关、导线等）
I
闭合电路的电流与电源的电动势成正比，
内 E 电 – 路
R0
+
R
+
外 U 电 路
与内、外电路的电阻之和成反比。
E I R R0
-
E IR IR 0 U IR 0
I
（3）已知电压、电流求电阻
U R U IR U R I
（1）如果电阻保持不变，当电压增加时，电流与电压成正比例地增加；当电
压减小时，电流与电压成正比例地减小。 （2）如果电压保持不变，当电阻增加时，电流与电阻成反比例地减小；当电
基本元件的相量形式(3)
电流与电压同相
电工基础
三、电感元件的相量形式： 电感元件的相量形式：
i
L
Z L = ωL∠90 = jωL = j 2πfL
ɺ I
ZL
相量图
+
u
−
ɺ U
ϕi
ɺ I
+
ɺ U
−
i (t ) = I m sin(ωt + ϕi ) A u (t ) = U m sin(ωt + ϕ u )V
u(t ) = L ⋅
Q=
ωt
t
2 UC
XC
电 源
i 电
源
(var) : 电容元件 电
u
电工基础
例：求电流及电容元件的电压和无功功率，并画相量图。 求电流及电容元件的电压和无功功率，并画相量图。 ɺ ZC C = 10µF i C I
+
u
解： X C =
− u (t ) = 100 2 sin(1000t + 30 )V
ɺ UC
电工基础
u (t ) = U m sin(ωt + ϕ u )V
ϕ
ɺ I +1
电流与电压同相
ɺ I = I∠ϕi (A) ɺ U = U∠ϕ u (V )
ɺ U Z= ɺ = Z ∠ϕ z I
u(t ) = R ⋅ i(t )
= R ⋅ I m sin(ωt + ϕ i )
大小关系： 大小关系： m = R ⋅ I m U
ϕ z = ϕu − ϕi
电工基础
电感元件的功率： 电感元件的功率：
1）瞬时功率: 瞬时功率:
p ( t ) = u ( t )i ( t )
欧姆定律与电阻
欧姆定律与电阻一、电阻1、定义：电子在物质中流动时，物质对电子所产生的阻力，称为电阻，为通过导线两端的电压与电流之比值。
此阻力是电子流动时与导体中的原子核相互发生碰撞而造成的。
2、公式：3、单位：4、电阻的电路符号：5、电阻的测量：利用伏特计与安培计分别测量电阻两端的电压与通过的电流，再求其比值。
装置法如图：电阻一电阻二二、欧姆定律1. 若导体所通过的电流与施加的电压，两者的比值恒成，则此导体，称为，此种关系称为定律。
2. 一般金属导体，具有较低的电阻。
绝缘体的电阻（除石墨外）则非常大。
3. 有些电路元件，如，其电压与电流不成比例关系，不符合欧姆定律，为非欧姆式导体。
三、影响电阻的因素1、材质：金属导体的电阻小，有良好的导电性。
绝缘体的电阻大，较难导电。
2、粗细（截面积）：导线的材质一定时，在固定的电压下，导线的电阻大小和导线的截面积成反比。
即导线截面积愈大，电阻愈小。
3、长度：导线的材质一定时，在固定的电压下，导线的电阻大小和导线的长度成正比。
即导线长度愈长，电阻愈小。
R∞L / A一、选择题（每题10分，共100分）（D） 1. 如果将电压减半，则同一条导线内的电阻将变为多少倍？(A) 1 / 2倍(B) 1 / 4倍(C) 4倍(D)不变（B） 2. 阿裕使用三个电阻R1、R2及R3做欧姆定律的实验，其所造成的电流与电压的关系如右图所示，由图中可以判断三个电阻的大小关系为何？(A) R1＞R2＞R3(B) R3＞R2＞R1(C) R3＞R1＞R2(D) R2＞R3＞R1（B） 3. 下列有关同样材质导线的长度、截面积和电阻大小关系之叙述，何者正确？(A)导线愈长，电阻愈小(B)导线愈长，电阻愈大(C)导线的电阻值不会随着导线截面积而改变(D)导线的截面积愈大，电阻愈大（ A ） 4. 小毛测量铜片两端的电压与通过电流的关系，结果如右图所示，则铜片的电阻为多少欧姆？(A) 0.05欧姆(B) 0.15欧姆(C) 15欧姆(D) 50欧姆（C） 5. 有一镍铬丝，当其两端电压是6伏特时，通过其中的电流是3安培，当电压改为8伏特时，则通过电流又是几安培？(A) 2安培(B) 3安培(C) 4安培(D) 8安培（C） 6. 取一个尺寸为4厘米×5厘米×6厘米的铜块，若希望通入电流后获得较小的电阻，请问应从哪个方向通电？(A) 4厘米的方向(B) 5厘米的方向(C) 6厘米的方向(D)电阻与通电的方向无关（D）7. 若电阻符合欧姆定律，则代表此电阻符合下列何项条件？(A)电阻值很小(B)电阻值固定(C)电阻值不会随着导线截面积而改变(D)通过的电流与电阻两端的电压恒成正比（D）8. 右图是一条镍铬丝及一个小灯泡作电流和电压关系之实验曲线，请问当电压为5伏特时，小灯泡的电阻为多少？(A) 5欧姆(B) 15欧姆(C) 0.3欧姆(D) 50 / 3欧姆（A）9. 承上题，当电压为5伏特时，镍铬丝的电阻为多少？(A) 5欧姆(B) 15欧姆(C) 0.3欧姆(D) 50 / 3欧姆（C）10. 小花制作一简单灯泡电路，发现灯泡太亮，为了让灯泡变暗些，她用一条均质、长型、延展性佳的甲金属接在电路中，如右图所示，但灯泡却变得太暗。
电阻元件及欧姆定律
• 电导的SI单位为西门子，简称西，通常用符号“S”表示。电导也是表征电阻 元件特性的参数，它反映的是电阻元件的导电能力。 • 欧姆定律是电路分析中的重要定律之一，它说明流过线性电阻的电流与该电阻 两端电压之间的关系，反映了电阻元件的特性。 • 欧姆定律指出：在电阻电路中，当电压与电流为关联参考方向，电流的大小与 电阻两端的电压成正比，与电阻值成反比。 • • • 在国际单位制中，电阻的单位为欧姆（Ω）。当电路两端的电压为1V，通过的 电流为1A，则该段电路的电阻为1Ω。
•
•
（1）电压、电阻求电流
（2）已知电流、电阻求电压
• （3）已知电压、电流求电阻 • 无论电压、电流为关联参考方向还是非关联参考方向，电阻元件功率为： • • 上式表明，电阻元件吸收的功率恒为正值，而与电压、电流的参考方向无关。 因此，电阻元件又称为耗能元件。
电阻元件及欧姆定律
•
在我们研究的电路中一般含有电阻元件、电容元件、电感元件和电源元件，这些元件都属于二端元件，它们都只有两 个端钮与其它元件相连接。其中电阻元件、电容元件、电感元件不产生能量，称为无源元件；电源元件是电路中提供 能量的元件，称为有源元件。 上述二端元件两端钮间的电压与通过它的电流之间都有确定的约束关系，这种关系叫作元件的伏安特性。该特性由元 件性质决定，元件不同，其伏安特性不同。这种由元件的性质给元件中通过的电流、元件两端的电压施加的约束又称 为元件约束。用来表示伏安特性的数学方程式称为该元件的特性方程或约束方程。 电阻元件及欧姆定律 电阻元件的图形、文字符号 电阻器是具有一定电阻值的元器件，在电路中用于控制电流、电压和控制放大了的信号等。电阻器通常就叫电阻，在 电路图中用字母“R”或“r”表示，电路图中常用电阻器的符号如图所示。
欧姆定律
欧姆定律1、欧姆定律的作用欧姆定律是电路分析中的重要定律之一，主要用于进行简单电路的分析，它说明了流过线性电阻的电流与该电阻两端电压之间的关系，反映了电阻元件的特性。
遵循欧姆定律的电路叫线性电路，不遵循欧姆定律的电路叫非线性电路。
2、部分电路的欧姆定律欧姆定律由德国科学家欧姆于1827年通过实验提出，它的内容为：在一段不含电源的电路中，流过导体的电流与这段导体两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反比。
其数学表示为：RUI =)1.2( 式中 I ——导体中的电流，单位)(A ；U ——导体两端的电压，单位)(V ；R ——导体的电阻，单位)(Ω。
电阻是构成电路最基本的元件之一。
由欧姆定律可知，当电压U 一定时，电阻的阻值R 愈大，则电流愈小，因此，电阻R 具有阻碍电流通过的物理性质。
例5.1：已知某灯泡的额定电压为V 220，灯丝的电阻为Ω2000，求通过灯丝的电流为多少？解题思路：本题中已知电压和电阻，直接应用欧姆定律求得：A R U I 11.02000220===例6.1：已知某电炉接在电压为V 220的电源上，正常工作时通过电炉丝的电流为A 5.0，求该电炉丝的电阻值为多少？解题思路：本题中已知电压和电流，将欧姆定律稍加变换求得：Ω===4405.0220I U R 欧姆定律的几种表示形式电压和电流是具有方向的物理量，同时，对某一个特定的电路，它又是相互关联的物理量。
因此，选取不同的电压、电流参考方向，欧姆定律形式便可能不同。
在图)(),(15.1d a 中，电压参考方向与电流参考方向一致，其公式表示为： RI U = )2.2(在图)(),(15.1c b 中，电压参考方向与电流参考方向不一致，其公式表示为：RI U -= )3.2(无论电压、电流为关联参考方向还是非关联参考方向，电阻元件的功率为：RU R I P RR22== )4.2(上式表明，电阻元件吸收的功率恒为正值，而与电压、电流的参考方向无关。
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欧姆定律和电阻元件
一、欧姆定律：反映电阻元件上电压、电流约束
1 ．描述：对于线形电阻元件，在任何时刻它两端的电压与电流成正比例关系，即
或
电阻一定时，电压愈高电流愈大；电压一定，电阻愈大电流就愈小。
2 ．功率的计算公式：根据欧姆定律可以推导出功率与电阻的关系式为：
3 ．表达：在电路分析时，如果电流与电压的参考方向不一致，既为非
关联参考方向，如图（ b ）和（ c ）欧姆定律的表达式为：或
例：图中的电阻为6 Ω，电流为 2A ，求电阻两端的电压 U 。
解：图（ a ）关联 U ＝ I R ＝2A × 6 Ω＝ 12V
图（ b ）非关联 U ＝－ I R ＝－2A × 6 Ω＝－ 12V ，
图（ c ）非关联 U ＝－ I R ＝－2A × 6 Ω＝－ 12V
计算结果图（ a ）电压是正值，说明图（ a ）中的电压实际方向与所标的参考方向一致；图（ b ）、（ c ）电压为负值，说明图（ b ）、
（ c ）中的电压实际方向与所标的参考方向相反。
二、电阻元件
（ 1 ）定义：阻碍导体中自由电子运动的物理量，表征消耗电能转换成其它形式能量的物理特征。
（ 2 ）电阻单位：欧姆（ W ），1M Ω＝10 3 K W =10 6 Ω。
（ 3 ）电阻的分类：根据其特性曲线分为线形电阻和非线形电阻。
①线性电阻的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线。
R = 常数；
②非线性电阻的伏安特性曲线是一条曲线。
（ 4 ）电阻定律：对于均匀截面的金属导体，它的电阻与导体的长度成正比，与截面积成反比，还与材料的导电能力有关。
或其中为电阻率，为电导率。
（ 5 ）电导：表示元件的导电能力，是电阻的倒数，用 G 表示，单位为西门子（ S ）。
（ 6 ）电阻与温度的关系：
① PTC 电阻材料：正温度系数较大，具有非常明显的冷导体特性，可用来制作小功率恒温发热器。
② NTC 电阻材料：负温度系数较大，具有非常明显的热导体特性，可用来制作热敏电阻。
3. 功率：
P ＝ UI ＝ RI 2 =U 2 /R ＞０∴ R 是耗能元件
三、电阻的串联
图电阻的串联
1 ．各元件流过同一电流
2 ．外加电压等于各个电阻上的电压降之和。
分压公式：
3 ．等效电阻：
4 ．功率：各个电阻上消耗的功率之和等于等效电阻吸收的功率。
四、电阻的并联
图电阻的并联
1 ．各支路电压相同
2 ．未分支部分的电流等于各支路电流之和。
，又由于，，所以，等效电阻：，，分流公式：
3 ．功率：电源供给的功率等于各电阻上消耗的功率之和。