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5.2 欧姆定律公式(L3)

电压 电阻 欧姆定律 · 初三
先确认一下:这一关能不能学
先会这个
先会这个
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。

从哪来 建立在4.1 电流的定义与单位(明确电流 $I$ 是电荷定向移动形成的)、4.2 电流的测量(掌握电流表读数及串联规则)以及3.1 串联电路、3.2 并联电路(理解不同连接方式下电压、电流分布规律)的基础之上。

为什么 从微观角度看,电压是形成电流的原因,相当于“水压”,电阻相当于“水管的粗细与长度”。 1. 电压的作用:电压越高,电场力越强,自由电子定向移动的速度越快,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,即电流越大。 2. 电阻的阻碍:电阻越大,电子在导体中运动受到的阻碍作用越强,定向移动越困难,电流就越小。 因此,电流大小由电压和电阻共同决定,且呈正比与反比关系。

讲法
生活类比法:水管模型 适合形象思维强、抽象逻辑较弱的学生。 将电路比作水路系统: - 电压 ($U$) 比作水压(由水泵提供),水压越大,水流越急。 - 电阻 ($R$) 比作水管的粗细和长度,管子越细越长,水流阻力越大。 - 电流 ($I$) 比作水流速度。 结论:水压大、管子粗,水流就大;水压小、管子细,水流就小。由此推导 $I = U/R$。
讲法
实验探究法:控制变量 适合逻辑严密、喜欢动手验证的学生。 强调科学探究过程: 1. 保持电阻 $R$ 不变,改变电压 $U$,发现 $I$ 随 $U$ 增大而增大,且比值 $U/I$ 为定值 $\rightarrow$ $I \propto U$。 2. 保持电压 $U$ 不变,改变电阻 $R$,发现 $I$ 随 $R$ 增大而减小,且乘积 $I \times R$ 为定值 $\rightarrow$ $I \propto 1/R$。 综合得出 $I = U/R$。强调这是实验归纳出的规律,而非定义式。
讲法
数学函数法:变量关系 适合数学基础好、擅长代数推理的学生。 将物理量视为变量: 设 $I$ 为因变量,$U$ 和 $R$ 为自变量。 实验数据表明 $I$ 与 $U$ 是线性关系(一次函数),$I$ 与 $R$ 是反比例关系。 故建立数学模型 $I = k \cdot \frac{U}{R}$。 在标准单位制下,比例系数 $k=1$,故 $I = \frac{U}{R}$。 重点讲解公式变形 $U=IR$ 和 $R=U/I$ 的数学意义与物理意义的区别(特别是 $R$ 是导体属性,不随 $U, I$ 变化)。
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练一道
基础题
一个定值电阻两端电压为 $6\text{V}$ 时,通过它的电流为 $0.3\text{A}$。 (1) 求该电阻的阻值; (2) 当电压变为 $10\text{V}$ 时,通过它的电流是多少?
变式
某导体两端电压为 $4\text{V}$ 时,电流为 $0.2\text{A}$。若将该导体两端电压增加 $2\text{V}$,则此时通过导体的电流是多少?若电压降为 $0$,导体的电阻是多少?
试试手自己判
检测题
一个灯泡正常发光时,两端电压为 $220\text{V}$,电流为 $0.45\text{A}$。 (1) 求灯泡正常发光时的电阻。 (2) 如果此时断开开关,灯泡两端电压变为 $0\text{V}$,电流变为 $0\text{A}$,此时灯泡的电阻是多少?
看答案和判分标准
答案:(1) $R = \frac{U}{I} = \frac{220\text{V}}{0.45\text{A}} \approx 488.9\Omega$ (2) $488.9\Omega$
判对标准:
1. 第一问计算正确,保留一位小数或整数均可,单位正确。
2. 第二问必须回答电阻值不变(约 $488.9\Omega$)。
3. 若回答“电阻为 $0$”或“无法计算”,则判定为未掌握核心概念(电阻是导体属性)。
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