第一节 电流跟电压、电阻的关系
例1 加在某导体两端的电压为4伏特时,通过它的电流为0.5安,这个导体的电阻为________欧.若将这个导体接到8伏的电压上,导体中的电阻为________欧,通过它的电流为________安.这个导体两端不加电压时,导体的电阻为________欧,通过它的电流是________安.
分析 导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体两端的电压以及通过导体的电流无关.但导体的电阻可通过公式 求出.且对某一个确定的导体,当不考虑温度影响时,导体的电阻不变,也就是说导体两端的电压和电流变化时,而电压U和电流I的比值不变,因此,当导体两端电压为4伏时,其电阻 ,电压为8伏或不加电压时,电阻仍为8欧.由于电阻不变,当导体两端电压为8伏时,通过导体的电流为 .当导体两端不加电压时,导体中的电流为零.
答案 8欧,8欧,1安,8欧,0.
例2 一定值电阻两端电压为4伏特时,通过的电流强度为0.5安,若这个电阻两端的电压增大到5伏,能不能用量程为0.6安的电流表来测量通过这个电阻的电流强度?
分析 本题可运用欧姆定律及其变换式求解,也可以根据在电阻不变时,电流跟电压成正比的关系.
利用欧姆定律求解有两种思路:
思路一是:电阻两端电压为4伏,通过电阻的电流为0.5安,由欧姆定律可求出这个定值电阻的阻值R.当电阻两端电压为5伏时,再利用欧姆定律可求出通过这个电阻的电流值,将这个电流值与电流表的量程进行比较,若这个电流值小于或等于电流表的量程0.6安,则就能用这个电流表测量通过这个电阻的电流,否则不能.
思路二是:求出电阻后,让其通过0.6安电流,由欧姆定律求出此时该电阻两端的电压,此电压若高于5伏,则能用这个电流表测量通过这个电阻的电流,否则不能用这个电流表测量通过这个电阻的电流.
解 解法一:当定值电阻两端的电压为4伏时,根据欧姆定律 得:
当定值电阻两端电压为5伏时,根据欧姆定律得:
∴不能用量程为0.6安的电流表来测量.
解法二:当定值电阻两端的电压为4伏时,根据欧姆定律 得:
设电路中电流为0.6安,根据欧姆定律得:
∴不能用量程为0.6安的电流表来测量.
解法三:定值电阻R的阻值保持不变,则通过电阻的电流与其两端电压成正比
题中
因此不能用量程为0.6安的电流表来测量.
例 在做研究电流跟电压、电阻间关系的实验时,有如下数据:
表1 用电阻 实验时的记录
电压(伏) |
2 |
4 |
6 |
电流(安) |
0.4 |
0.8 |
1.2 |
表2 用电阻 实验时的记录
电压(伏) |
2 |
4 |
6 |
电流(安) |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
试回答:由表1和表2的数据,可以得出哪些结论?
分析 从表1(或表2)的实验数据中可见,电阻保持5Ω不变,导体两端的电压,从2V增大到4V、6V时,通过导体的电流相应地从0.4A增大到0.8A、1.2A,由此可以看出,电阻保持不变时,导体中的电流随导体两端的电压的增大而增大,导体两端的电压增大几倍,电流就增大几倍.比较表1和表2中第1组实验数据可见,两次电压保持2V不变,导体的电阻从5Ω增大为10Ω,通过导体的电流相应地从0.4A减小为0.2A;即电压保持不变时,导体中的电流随导体的电阻的增大而减小,导体的电阻增大几倍,电流应减小几倍.
答案 当导体的电阻保持不变时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;当导体两端的电压保持不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比.