浙教版科学八年级上册电流与电压、电阻的关系课件

电流与电压、电阻的关系
引入课题
请看以下实验，思考问题。
请思考：如果要使灯泡 变暗有何办法？
方法一:去掉一节电池
问题：
方法二:给电路增加电阻
相同的灯泡，但发光程度不同，说明流过它们的电流不 同。哪么电流可能和什么因素有关呢？
请思考
如果我们知道一个导体的电阻值，能不能知道通过 它的电流值呢？换句话说，电流与电阻、电压有什 么定量关系？
电路分析与应用
一、串联电路的特点
•总电流I=I1=I2 串联电路中的电流处处相等。
总电压U= U1+U2 串联电路两端的总电压等于各串联导体两 端电压之和。 •总电阻R=R1+R2+…
导体串联起来，相当于增加了导体的 ＿长＿度＿
例1：把5Ω的电阻R1跟15Ω的电阻R2串联起来，
接在电压是6V的电源上。这个串联电路中的电流
2、并联电路中，某条支路上的电阻越小，则该 条支路上的电流越大。
串、并联电路I、U、R关系
串联电路
U1 I1
R1
U2 I2
R2 I
R串
U
1、I＝I1＝I2 2、U＝U1+U2 3、R串＝R1+R2
并联电路
U1
I1
I
R1 R2
I2
U2
R并
U
1、I＝I1+I2
2、U＝U1＝U2
3、
1 ＝ 1+ 1
R并 R1 R2
电流也增大。
即：在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的 电压成正比。
电流与电压的关系
*设计实验，验证刚才的猜想： 在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的电压 成正比。 *思考：
1、在探究导体中的电流跟导体两端的电压的关系时，应采用 什么方法和原理？
保持电阻不变，多次改变电阻两端的电 压，测出对应电流值，由多组实验数据研 究电流与电压是否成正比。
求：（1）电源电压；
（2）灯泡L正常发光时的电阻。
R1
R2
S2
S1
L
S3
A
如图所示，R1＝2Ω，R2＝3Ω。当开关S1
闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A；
当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表示数为
1.5A，且灯泡L正常发光。
R1
求：（1）电源电压；
（2）灯泡L正常发光时的电阻。 A
R2 S1
公式： I = U/R。
R一定时，I跟U成正比 U一定时，I跟R成反比
变形公式 : U=I R R=U/ I
R=U/ I 在数值上等于U和I的比值
U=I R 在数值上等于I和Y的乘积
注意：
公式R=U/I：它表示导体的电阻在数值上等于导体两 端的电压跟通过导体的电流的比值。这里要注意的是， 导体的电阻是由导体本身的性质决定的，它跟导体两端 是否有电压或电压的大小，导体中是否有电流或电流的 大小无关。所以，我们不能认为电阻R跟电压U成正比， 跟电流I成反比。
串联。电流表测电路电流，I＝0.6A 。
∴电源电压为： U＝IR＝I（R1+R2）＝0.6A×（2Ω+3Ω）＝3V
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，R1被短路，R2与灯L并联
，电流表测干路电流，I总＝1.5A。
通过R2的电流为： I2
通过灯泡L的电流为：I L
U
R2
3V 3
I I2
1A
1.5A
（1）调节滑动变阻器使电阻两端的电压
保持 U=3V(或2V)不变，电阻分别换用为 R=5 Ω、10 Ω、 15 Ω，读出此时相应的电流值；
（2）把数据填入表格中；
电阻
R / Ω 5 10 15
（3）分析数据，得出结论。
电流 0.6 0.3 0.2 I/A
在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成
提出问题：电流跟导体的电阻有什么关系呢？ 猜想假设：
现象：滑片向左移动，电阻变小，灯泡变亮，说明电流变大。 猜想： 电路中的电阻越小，通过的电流越大。 提示：研究电流与电阻关系时，电阻两端的电压怎么办？
猜想：在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体
的电阻成反比。
电流跟电阻的关系
1、在上述连接电路的基础上，怎样操作？
•两个电阻并联后的总电阻除了可以用公式 •计算外，还可以用以下公式计算：
111
R R1 R2
R R1R2 R1 R2
•根据并联电路各支路电压相等，可得：
I1R1＝I2R2
I1 R2 I 2 R1
•并联电路电流的分配与电阻成反比。
串联电路和并联电路的比较 串联电路
电路图
并联电路
电流 电压
电阻 电压电流的
上述关系都有必不可少的条件，电阻一定或电压一定， 这一点是不能忽略的。
实验体会：
1、在研究电流与电压、电阻关系时，分别利用控制变量 法控制了哪些物理量？
（1）在研究电流与电压关系时，控制了电阻不变。 （2）在研究电流与电阻关系时，控制了电阻两端电压不变。
2、实验中，滑动变阻器的作用是什么？
（1）保护电路。 （2）在研究电流与电压关系时，改变电阻中电流和两端电压。 （3）在研究电流与电阻关系时，保持电阻两端的电压不变。
通过R2 电流， 干路上的电流，
由于 I = I1+I2
因此 由此得出：
（R为并联电路的总电阻） • 表明：并联电路的 总电阻的倒数，等于各 并联电阻的倒数之和。
求：（1）电源电压；
（2）灯泡L正常发光时的电阻。
R1
R2
S2
S1
L
S3
A
如图所示，R1＝2Ω，R2＝3Ω。当开
关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为 0.6A；当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表 示数为1.5A，且灯泡L正常发光。
求：（1）电源电压；
（2）灯泡L正常发光时的电阻。
R1
R2
U1＝? R1＝5Ω
I＝0.3A
R2＝15Ω
U＝6V
U1=IR1=0.3A × 5Ω=1.5V
[ 例2] 一个小灯泡正常发光时两端的电压是 2.5 伏，通过的电流为0.2安。现用一个电压 为4.5伏的电源对其供电，为了使小灯泡能正 常发光，需要串联一个多大的电阻？
解：已知正常工作时灯泡两端的电压和通 过它的电流为：
例.如图所示，R1＝2Ω，R2＝3Ω。当开关
S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A； 当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表示数为1.5A ，且灯泡L正常发光。
求：（1）电源电压；
（2）灯泡L正常发光时的电阻。
R1
R2
S2
S1
L
S3
A
如图所示，R1＝2Ω，R2＝3Ω。当开关S1
闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A； 当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表示数为 1.5A，且灯泡L正常发光。
欧姆定律
欧姆定律表达式：
I U R
I —表示这段导体的电流。 U—表示这段导体两端的电压。 R—表示这段导体的电阻。
思考：
• 对 R = U / I 它表示的是电阻在数 值上 等于导体两端的电压跟通过 导体的电流的比值。
• 那么，对 R = U / I 能否说明导体 的电阻与导体两端的电压成正比、 与通过导体的电流成反比？
解：（1）当开关S1闭合，S2、S3断开时，灯L被 断路，R1与R2串联。电流表测电路电流，I
＝0.6A 。
∴电源电压为：
U＝IR＝I（R1+R2）＝0.6A×（2Ω+3Ω）＝3V
如图所示，R1＝2Ω，R2＝3Ω。当
开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示 数为0.6A；当开关S1、S2、S3都闭合时，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电流表示数为1.5A，且灯泡L正常发光。
U１ = 2.5 伏， I = 0.2 安 电阻R 分担的电压应该是：
U２ = U-U１ = 4.5 伏-2.5 伏= 2 伏 根据欧姆定律，电阻
R= U２/I = 2伏/0.2安 = 10 欧 答：串联的电阻R 的阻值是10 欧。
二、并联电路的特点
u
①并联电路干路中的电流
u1
等于各支路中的电流之和。
分配关系
I = I1 = I2
U =U1+U2 R =R1+R2 U1 / U2 = R1 / R2 U1 / U = R1 / R
I = I1+I2 U = U1 = U2
1/R = 1/R1+1/R2 I1 / I2 = R2 / R1 I1 / I = R / R1
1、电路中并联的电灯（用电器）越多，干路中 的电流越大，可能会引起电源超载而损坏电源。
在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的
电压成正比。
结论： 在电阻一定的情况下，导体中的电流跟这段导体 两端的电压成正比关系。
对这一关系的理解，应注意： （1）这里的导体中的电流和导体两端的电压是针对同一导体而 言的，不能说一个导体中的电流跟另一个导体两端的电压成正比。
（2）不能反过来说，电阻一定时，电压跟电流成正比。这里存 在一个因果关系，电压是因，电流是果，因为导体两端有了电压， 导体中才有电流，不是因为导体中先有了电流才加了电压，因果 关系不能颠倒。
反比。
结论： 在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电 阻成反比关系。
对这一关系的理解要注意： （1）电流和电阻也是针对同一导体而言，谁的电阻就影响谁的 电流，不能说一个导体的电流与另一个导体的电阻成反比。
（2）同样不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。因为，电 阻是导体本身的一个性质，它的大小由导体本身来决定，与导体 中通过的电流无关。
1A
0.5A
灯泡L正常发光时的电阻为 ：
RL
U IL
3V 0.5A
6
电阻串联的解释 实际电路图
等效电路图
• 几个电阻串联起来，相当于增大了导体的长 度。所以总电阻比任何一个导体的电阻都大。
电阻的并联
证明：如图，设支路的电
阻分别为R1、R2，电路两端的
电压为U，根据欧姆定律，有
通过R1 电流，
小贴士：用实验研究一个量随两个量变化时，要 保持一个量不变，研究另外两个量之间的关系， 这是研究物理问题 的一种有用的方法。
提出问题：电阻上的电流跟两端的电压有什么关系呢？ 猜想假设：
现象：小灯泡在使用两节干电池（3V）比使用一节干电池
（1.5V）时亮。
猜想：同一小灯泡（电阻一定）两端的电压增大，通过的
•总电流I= I1+I2+……
②并联电路两端的电压相等。
u2
总电压U= U1=U2=……
③并联电路总电阻的计算公式
•总电阻R= R1·R2 R1+R2
111
R R1 R2
•并联电路的总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。
几个导体并联起来,相当于增加了导体的 ＿横＿截＿面＿积
思考
在连接电路时，只有若干个5欧的电阻， 能不能把5欧电阻组合起来代替10欧的电阻？ 如果需要1欧的电阻能不能也用5欧电阻组 合来代替呢?
2、实验中应选择哪些器材？电路 图怎样设计？
3、设计实验步骤 （1）按电路图连接电路；
（2）保持电阻 R=10Ω 不变，调节滑动变阻器使电阻两
端的电压分别为 1V、2V、3V，读出此时相应的电流值；
电压 （3）把数据填入表格中； U / V
电流
（4）分析数据，得出结论 。 I / A
1 23 0.1 0.2 0.3
总结欧姆定律
• （1）内容：一段导体中的电流，跟这段导体
两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。 这个规律叫欧姆定律。
• （2）公式： I = U/R。 • （3）式中：I——电流——安培（A）
U——电压——伏特（V） R——电阻——欧姆（Ω） • （4）变形公式 : U=I R R=U/ I
公式间的关系：
S2
S1
L
S3
A
如图所示，R1＝2Ω，R2＝3Ω。当开关S1
闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A；
当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表示数为 1.5A，且灯泡L正常发光。
R2
求：（1）电源电压； （2）灯泡L正常发光时的电阻。
S2 S1 L
S3
解：
A （1）当开关S1闭合，S2、S3断开时，灯L被断路，R1与R2
是多少？
R1＝5Ω R2＝15Ω
I＝？
U＝6V
解： 电路的总电阻为：
R总 R1 R2 5 15 20
∴这个串联电路中的电流是：
I U 6 V 0.3A R总 20
例1：把5Ω的电阻R1跟15Ω的电阻R2串
联起来，接在电压是6V的电源上。这个
串联电路中的电流是多少？
追问（1）： R1两端的电压是多少？
把2个5Ω的电阻串联，总电阻是10Ω
R
R
把5个5Ω的电阻并联，总电阻是1Ω
例1：电阻R1与R2并联接入电路后，两端 所 的加 电电 流压 为为0.224AV，，求如R果2。R1为80ΩR1＝，8通0Ω过R2
解： R2的电阻为：
R2
U I2
24V 0.2A
120
R2＝？I2＝0.2A
U＝24V
追问：（1）通过R1的电流； （2）电路的总电流； （3）电路的总电阻。