欧姆定律的应用范文

前言：我们精心挑选了数篇优质欧姆定律的应用文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

一、电源

1.电源仅起搬运电荷的作用，其本身不能创造电荷；电源是将其他形式的能量转化为电能的装置。

2.图l示意了非静电力使正电荷在电源内部由负极移至正极。

我们知道，在外电路中正电荷在恒定电场的作用下由电源正极移向电源负极，静电力做正功。作为电源只是将由外电路到达电源负极的正电荷及时运送到电源正极；电源内部的电场力对移动的正电荷是做负功的，因此，需要存在非静电力，且需要非静电力做正功。电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。

3.不同的电源，非静电力做功的本领不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。

对电源电动势E存在以下两种理解。

（1）电势的“跃升”：以一节电池为例，电池内部的正极和负极附近分别存在化学反应层。反应层中的非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移至电势高处，在这两个地方，沿电流方向电势产生“跃升”。图2深刻、直观地表现出了闭合电路中的电势变化（图中D、C分别表示电池溶液中与两电极靠近的位置）。外电路中的电流由高电势流向低电势（沿图示电流方向由A到B），内电路中的电流由低电势流向高电势（沿图示电流方向由B到A）。

进一步来理解“电势的变化”。如图3所示，探针A与正极板靠得很近（对应图2中的DA），探针B与负极板靠得很近（对应图2中的BC），将这两处升高的总电势取为E，它等于内、外路电势降落（分别为电压表V'、V的示数U内、U外）之和，即E=U内+U外。从电源内部有电流、电压，能体会到电源内部是有电阻的。

（2）非静电力做功：①非静电力做功W非电是非电能转化为电能的量度。若电荷量q通过电源，电源内部电势的“跃升”（即电源电动势）取为E电源.则有W非电=qE电源。②根据能量守恒定律可知，非静电力做的功应该等于内、外电路中电能转化为其他形式能的总和，即W非电一E外+E内。③静电力做正功，电荷的电势能减少，电能转化为其他形式的能：这里非静电力做正功，电荷的电势能增加，其他形式的能转化为电能。

电源电动势E的数值：①由W非电=qE电源可得，电源电动势，即电源的电动势在数值上等于单位正电荷经电源内部从负极板移动到正极板非静电力所做的功。对于确定电源，电源电动势E为比值定义式。②由U内分别为外、内电路电阻上的电压，则，可以得出E=U外+U内，即③U外又称为路端电压U路，故外电路断开时，I=0，Ir=0，则开路路端电压等于电源电动势；当电源内阻可以忽略不计时，r=0，Ir=0.则路端电压等于电源电动势。④电源电动势取决于电源本身的构造，与外电路的变化无关。

侧，将电动势为3.0V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4V，当电路中有6C的电荷通过时，求：

（1）有多少其他形式的能转化为电能？

（2）外电路中有多少电能转化为其他形式的能？

（3）内电路中有多少电能转化为其他形式的能？

解析：（1）Eq=3×6J=18J。

点评：Eq为其他形式的能转化为电能的数值，U外q、U内q分别为外电路、内电路中电能转化为其他形式能的数值。

二、电流

1.恒定电场：导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，稳定分布的电荷所产生的电场是稳定的电场，称为恒定电场。

在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用（如匀强电场中场强，恒定电场中场强，均表示单位长度内的电势变化）。

有同学问：静电平衡的导体内部场强处处为零，为什么流有电流的导线内部的场强却不为零？

释疑：其实，原因就在于静电平衡的导体内不存在电荷的定向移动，而流有电流的导线内却存在电荷的定向移动，不是静电平衡的导体了。

2.电流方向的规定：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。导体中可以自由移动的电荷为自由电子，定向移动的自由电子（载流子）的移动方向与电流的方向相反。

电流虽有方向，但是标量，不是矢量。如图4所示，干路电流I与两支路电流I1、I2间的大小关系是I=，这一关系不会因a值的变化而改变，也就是说I1、I2与I不满足平行四边形定则（满足平行四边形定则的物理量才为矢量）。

3.电流的定义式，其中g为时间t内通过导体横截面的电荷量。

4.电流的微观表达式：如图5所示，设导体中单位体积内的载流子数为n，载流子的电荷量为q，载流子的定向移动速率为v，则，

（l）单位体积内的载流子数n取决于导体的材质。

（2）若单位长度内的载流子数为N，则电流的微观表达式为I=Nqv。

例2（2015年安徽卷）一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内的自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向移动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为（）。

解析：如图6所示，金属棒内的场强大小答案为C。

点评：ρnev字面上与电压U无关，实际上，v是与U有关的，故ρnev也就与电压U有关了。

例3 某电解液中，若2s内各有1×1019个二价正离子和2×1019个一价负离子以相反方向通过某截面，那么通过这个截面的电流是（）。

A.O

B.0.8A

C.1.6A

D.3.2A

解析：负离子的定向移动可以等效为等量正电荷沿负离子移动的相反方向运动。因此，I=答案为D。

点评：正、负载流子做定向移动时都能形成电流，只要注意负离子定向移动与等量正电荷定向移动形成电流的方向相反即可。

三、用欧姆定律分析电路动态问题

欧姆定律：在同一电路中，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，即。

例4 在如图7所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表A、V1、V2、V3的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小（绝对值）分别用I、U、U2和U3表示，下列比值错误的是（）。

解析：分析“电路连接方式”，可以认为电流I从电源正极流出，经电流表A、R1、R2、开关S回到电源负极。

因为U1为定值电阻R1上的电压，定值电阻R1，所以选项A正确。当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，可变电阻R2接人电路的阻值变大（回路总电路R总变大，电流I变小，U1变小，U2变大，U3变大）。由可知，变大。取Ur为电源内阻电压改变量的大小，由闭合电路欧姆定律可知，初态，末态，对等式两边取改变量后，得，即，则，因此，可见不变.选项B错误.c正确。因为U3为上的电压，又有，可知变大。由闭合电路欧姆定律，得，即，因此见选项D正确。答案为B。

点评：电阻的定义式，表示某一状态下的电阻等于其上电压与电流的比值。对于定值电阻R，有u=RI，即R能等于；但对于变化的电阻R变，有，不满足“”，不满足“”，即变化的电阻不恒等于其上电压变化量与电流变化量的比值。在闭合电路中，对于变化电阻部分的，不是恒等于R变，而是等于回路中除变化电阻以外的所有定值电阻的总和，电源的内阻r等于“路端电压变化量与通过电源电流变化量I的比值”，即

跟踪训练

1.在导体中有电流通过时，下列说法中正确的是（）。

A.电子定向移动速率很小

B.电子定向移动速率是电场传导的速率

C.电子定向移动速率是电子热运动速率

D.在金属导体中，自由电子只不过是在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动

2.半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q。现使橡胶圆环绕垂直圆环平面且通过圆心的轴以角速度叫匀速转动，则由圆环产生的等效电流应有（）。

A.若ω不变而使电荷量变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍

B.若电荷量Q不变而使角速度变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍

C.若Q、ω均不变，将橡胶网环的横截面积变小，并使圆环半径变大，电流也将变大

D.若Q、ω均不变，将橡胶圆环的横截面积变小，并使圆环半径变大，电流也将变小

3.如图8所示，电压表由灵敏表G与电阻R串联而成，某同学在使用中发现此块电压表的读数总比真实值偏小一点儿，要想使电压表读数准确可采取的措施是（）。

A.在电阻R上并联一个比其小得多的电阻

B.在电阻R上并联一个比其大得多的电阻

C.在电阻R上串联一个比其小得多的电阻

D.在电阻R上串联一个比其大得多的电阻

4.如图9所示，直线“是电源的路端电压随输出电流变化的图像，曲线b是一个小灯泡两端电压与电流的关系图像。如果把该小灯泡与电源连接，此时电源效率为0.4，则下列说法正确的是（）。

A.小灯泡工作时的电阻大小为4Ω

B.电源电动势为9V

C.电源内阻为3Ω

第2篇

常见考点知识总结

1．三种表达式：（1）I = ；（2）E = U外+U内；（3）U端 = EIr.

2．路端电压U和外电阻R外关系：R外增大，U端变大，当R外 = ∞（断路）时，U端 = E（最大）；R外减小时，U外变小，当R外 = 0（短路）时，U端 = 0（最小）.

3．总电流I和外电阻R外关系：R外增大，I变小，当R外 = ∞时，I = 0；R外减小时，I变大，当R外 = 0时，I =（最大）. （电源被短路，是不允许的）

4．几种功率：电源总功率P总 = EI（消耗功率）；输出功率P输出 = U端I（外电路功率）；电源损耗功率P内损 = I2r（内电路功率）；线路损耗功率P线损 = I2R线.

一、在图像问题中的应用

例1利用图1所示电路可以测出电压表的内阻．已知电源的内阻可以忽略不计，R为电阻箱．当R取不同阻值时，电压表对应有不同读数U.多次改变电阻箱的阻值，所得到的R图像应该是 （ ）

解析设电源电动势为E，电压表内阻为RV，电压表的读数为U，则由闭合电路的欧姆定律可得I = ，则U = EIR = E，由此可得R = RV，由此判断A正确．

二、在非纯电阻电路中的应用

例2如图2所示为汽车蓄电池与车灯（电阻不变）、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05 .电流表和电压表均为理想电表，只接通S1时，电流表示数为10 A，电压表示数为12 V；再接通S2，启动电动机工作时，电流表示数变为8 A，则此时通过启动电动机的电流是（ ）

A．2 AB．8 AC．50 AD．58 A

解析只接通S1时，由闭合电路欧姆定律得：E = U+Ir = 12 V+10.05 V = 12.5 V，R灯 == = 1.2 ，再接通S2后，流过电动机的电流为：I电动机 = I′= A8 A = 50 A，故选项C正确．

三、在动态电路中的应用

例3为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，检测时可以先将玩具放置在强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置即可检测到断针的存在．图3所示是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器RB所在处出现断针时，电流表的电流I、ab两端的电压U将 （ ）

A．I变大，U变大B．I变小，U变小

C．I变大，U变小D．I变小，U变大

解析由题意知RB的电阻随断针的出现而减小，即外电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律有I总 = ，可知I总必增大，再由U外 = EI总r可知，外电压U减小．而由U1 = I总R1可知，U1增大，U2必减小，由电流表的电流I = I总I2可知，电流表的电流必变大．故选项C正确．

四、在含容电路中的应用

例3如图4所示，电源电动势E = 12 V，内阻r = 1 ，电阻R1 = 3 ，R2 = 2 ，R3 = 5 ，电容器的电容C1 = 4 F，C2 = 1 F，求C1、C2所带电荷量．

解析根据闭合电路欧姆定律，

I == A = 2 A，

U1 = IR1 = 6 V，U2 = IR2 = 4 V，

UC1 = U2 = 4 V，UC2 = U1+U2 = 10 V.

根据电容器的电容的表达式Q = CU可得：

Q1 = C1UC1 = 406 C = 1.605 C

Q2 = C2UC2 = 1060 C = 105 C.

五、在综合类问题中的应用

例6图5甲所示为某电阻R随摄氏温度t变化的关系图像，图中R0表示0℃时的电阻值，k表示图线的斜率．若用该电阻与电池（电动势为E，内阻为r）、电流表（满偏电流为Ig、内阻为Rg）、滑动变阻器R′串联起来，连接成如图5乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到了一个简单的“电阻温度计”.

（1）使用“电阻温度计”前，先要把电流表的刻度改为相应的温度值，若温度t1< t2，其对应的电流分别为I1、I2，则I1、I2谁大？

（2）若该“电阻温度计”的最低适用温度为0℃，即当温度为0℃时，电流表恰好达到满偏电流Ig，则变阻器R′的阻值为多大？

（3）若保持（2）中电阻R′的值不变，将电流表刻度盘换为温度刻度盘，刻度均匀吗？

解析（1）由图5甲可知温度越高，电阻R越大，对应电路中的电流越小，故I1>I2.

（2）由闭合电路欧姆定律得：Ig = ，

得：R′=R0Rgr.

（3）由图（a）得R = R0+kt.

再由闭合电路欧姆定律得：

I = ，解之得：t = （），由t = （）可知，t与I不是一次线性关系，故刻度不均匀.

例7受动画片《四驱兄弟》的影响，越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车．某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I变化的图像如图6所示.

（1）求该电池的电动势E和内阻r；

（2）求该电池的输出功率最大时对应的外电阻R（纯电阻）；

（3）由图像可以看出，同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2，即对应两个不同的外电阻（纯电阻）R1、R2，试确定r、R1、R2三者间的关系．

解析（1）由图像可知I1 = 2 A时，有Pm == 2 W.

I2 = 4A时，输出功率为P=0，此时电源被短路，即：I2 = ，联立解得：E = 2 V，r = 0.5 .

（2） 电池的输出功率最大时有R = r，故 r = R = 0.5 .

（3）由题知：（）2R1 = （）2R2，整理得r2 = R1R2.

例8如图7所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d = 40 cm.电源电动势E = 24 V，内电阻r = 1 ，电阻R = 15 .闭合开关S，待电路稳定后将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0 = 4 m/s竖直向上射入板间．若小球带电荷量为q = 102 C，质量为m = 202 kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？（取g = 10 m/s2）

解析小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到达A板时速度为零．设两板间电压为UAB，由动能定理得：mgdqUAB = 0mv02，解得UAB = 8 V.

第3篇

1 课题引入

课前我们已经按照导读单进行了预习，并进行了伏安法测电阻的实验，请大家在组长的带领下，讨论预习中遇到的问题，时间为3分钟.

2 交流讨论

（1）各组长汇报学习提出问题，并板书，学生可能提出的问题有：

电压表的量程选择时是不是一定要先试触大量程？

电流表的量程如何选呢？

为什么要求电阻的平均值？

为什么要用滑动变阻器？

利用一个电流表或一个电压表测电阻的题目不会做.

（2）师生共同解决上述问题.

3 进行实验

（1）课前我们已经学会了测量定值电阻的大小，现在老师要求你们测量小灯泡的电阻，测量定值电阻的实验方案是否需要修改？怎么修改？实验注意点是什么？

（2）老师启发：如果用滑动变阻器改变电流，灯丝的温度是否会改变？电阻是否会改变？那么电阻的差异是否就是误差？

（3）学生得出的修改方案.

在测定小灯泡的电阻时不能求平均值，必须将原来表格的最后一列删除.

（4）教师提问学生还有哪些实验注意点：

（连接电路时开关要断开、注意电流表和电压表的正负接线柱、滑动变阻器用法）

（5）学生进行实验，教师巡回指导.

（6）学生重新设计表格并建立坐标系处理实验数据.

（7）让一个学生将其中的一组数据绘成I—U图像，强调图像不会成一直线.

4 实验拓展

（1）如果小明在实验中，连接好电路后，闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，则可能是什么原因？

（2）学生分析，说明原因.

（3）教师要求学生拧下小灯泡，闭合开关，观察现象.

（4）如果小明在实验中，连接好电路后，闭合开关，若电流表有示数，电压表无示数，则可能是什么原因？

（5）学生分析，说明原因.

（6）教师要求学生将小灯泡短路，闭合开关，观察现象.

公开课的前一天，我试上了一下，发现了以下问题：

（1）导读单准备的还不够细，学生课前实验模块中没有给出较为详细的实验步骤，给学生课前小组合作实验带来的较大的障碍.

（2）部分内容难度较大，调查后发现课前导读单有两题很少有学生能正确完成.

（3）课中学生小组汇报课前小组合作学习出现的问题时，给学生的思考时间不是很充分.

（4）学生在分组实验时，耗时过长且实验数据的处理环节不是很好.

（5）由于课前导读单准备时，要求过高，对用单个电流表、电压表测量电阻学生掌握不是很好，课上尽管在这部分内容上花了较多的时间，课堂训练单反应出学生仍然没能真正掌握，而且还淡化了本节课的主题—伏安法测电阻.

③调节变阻器滑片使电压表指针指到合适的位置，读出电压表、电流表的示数，并将测量数据填入记录表格中.

④重复第三步实验步骤两次.

⑤计算出每次测得的电阻值，并求出电阻的平均值.

⑥断开开关.

实验步骤以填空的形式出现，一方面引导学生认真阅读步骤，另一方面在这一部分与原来的比较多了一个电路实物图的连接，这样可以让学生真正掌握伏安法测电阻的原理，同时也复习了电路图与实物图的转换连接.从效果来看，改进后学生对照实验步骤课前更容易完成伏安法测电阻的实验，也为课堂上学生迅速完成测定小灯泡的电阻奠定了基础.

其次，对于导读单上题目难度的设置，将原来难度较大的关于单个电流表或电压表测电阻的题目删去，减轻了学生课前的学习负担，另加了一题有关实验操作的题目，以突出本节课的主题—实验.

（2）关于课堂刚开始时的小组长汇报疑问的形式改进

由于小组长汇报课前小组合作学习出现的问题时，给学生的思考时间不是很充分.我做了如下改进，让6个小组长将课前出现的问题一一写在黑板上，这样全班所有学生对这些问题有了充分的考虑时间，实现了面向全体学生.这些问题可以由全班学生共同解决，有的问题可能刚上课学生无法解决，等本节内容结束时这些问题也就水到渠成了.

（3）关于课堂上的测量小灯泡电阻的教学设计改进

学生课堂分组实验耗时过长，我认真分析了原因：一方面，学生课前尽管做了伏安法测电阻实验，但学生主要的精力可能不是在实验操作上，而是在导读单最后单个电表测量电阻的具体题目上.这也使得学生在课堂上做测量灯泡电阻时不是很熟练.另一方面，学生对于实验数据的处理环节由于要自己画表格，记录数据，再根据实验所获得的数据建立坐标系，描点，最终得到灯泡的I—U图像，这样一整套的数据处理学生费时当然很多.第一个方面我已经在导读单上作了修改，突出了实验的主题，后来班级学生实验明显比前一个班要熟练，也缩短了实验时间.另外一方面对实验数据的处理为了能够让学生能迅速有效地处理好数据我多加了一张学生的课中实验

在完成实验单的同时学生对两个表格的的取舍有进一步巩固了小灯泡的电阻不能测量求平均值，知道小灯泡的电阻是随温度的变化而变化的，通过自己动手实验得出小灯泡的电阻随温度的升高而增大，学生印象深刻.

（4）关于实验拓展的改进

本节课的重点在实验，在课堂教学中，我还设计的电路故障分析这个环节，通过让学生先判断再实验验证的方法取得了很好的效果，不但使得学生有了感性认识，而且还使得学生对实验故障有了深刻的理解.

（5）关于特殊方法测量电阻的教学改进

关于单个电压表测量电阻值的问题，这个学生一开始是很难想出测量方法的，但我设计了一个简单计算题做了铺垫，题目如下：

这样，学生对单个电压表测量电阻的方法就很容易理解了，最后再将单个电流表测量灯泡的电阻留给学生课后思考.