任務二 歐姆定律

一、任務目標

◆知道什么是電壓、電阻、電流。

◆理解歐姆定律與串并聯電路特點。

◆能夠通過實訓使用電壓表測量電阻電壓，使用電流表測量電阻電流，并正確地做出分析。

◆正確規范地使用實訓板，養成良好的新能源汽車維修職業素養。

二、課前資訊

由老師播放1.2.1視頻，然后完成以下題目。

得分：__________評分規則：每空1分，少填、錯填一空扣1分，共5分。

1）歐姆定律是以人名命名的自然現象規律。（　）

2）歐姆定律包括電路中電壓、電流和電阻三者之間的關系。（　）

3）歐姆定律規定電路中電流大小與電壓成正比，與電阻成正比。（　）

4）電路中即使沒有電壓也會產生電流。（　）

5）電阻的阻值是本身存在的，與有無電流通過沒有關系。（　）

三、任務導入

新能源汽車電路模塊的數量繁多，而且模塊內部的電路非常復雜，因此故障排查的難度大。要從事新能源汽車維修，要求維修人員學會利用歐姆定律來分析電路，并準確地判斷電路的故障原因。

本任務實訓通過搭建電路分析電路中的電流與電壓、電阻的相互關系，以此來驗證歐姆定律；利用歐姆定律來分析電路問題，并通過規范的操作，養成良好的職業素養。

四、知識準備

知識鏈接1：電阻的認知

電阻是電路中最基礎的電子元件，對電流的流動起阻礙作用。電阻的阻值反映的是電阻對電流阻礙能力的強弱，影響阻值大小的因素有電阻材料、長度、橫截面面積、溫度等。電阻的文字符號是R，電路圖形符號是“”，常用的阻值單位有歐姆（Ω）、千歐（kΩ）和兆歐（MΩ），之間的換算關系為1MΩ=103kΩ=106Ω，可以使用萬用表電阻檔直接測量電阻。

除固定電阻器外，常見的還有滑動變阻器，圖形符號為“”，其工作原理是通過移動滑片改變電路中接入電阻的大小。

知識鏈接2：電壓的認知

電流之所以能夠在導線中流動，是因為在電路中有高電位和低電位之間的差別，這種差別叫電位差，也叫電壓。換句話說，在電路中，任意兩點之間的電位差稱為這兩點的電壓，如圖1-2-1所示。

電壓的符號是U，單位是伏特，簡稱伏，用符號V表示。常用的電壓單位還有毫伏（mV）和千伏（kV），它們之間的換算關系為1kV=103V=106mV。

知識鏈接3：電流的認知

導體中的自由電荷在電場力的作用下做有規則的定向運動就形成了電流。單位時間內通過導體任一橫截面的電量叫作電流，通常用符號I或i表示。每秒通過導體的電子越多，電流越大。電流可用水流類比，如圖1-2-2所示。

電流的單位是安培，簡稱安，用符號A表示。常用的電流單位還有毫安（mA）和微安（μA），它們之間的換算關系為1A=103mA=106μA。

電流的方向是由正極到負極，與電子實際運動方向相反，如圖1-2-3所示。

知識鏈接4：歐姆定律

在同一電路中，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比，這就是部分電路歐姆定律（圖1-2-4）。歐姆定律的表達公式：，其中I、U和R分別是同一部分電路中同一時刻的電流強度、電壓和電阻，單位分別是安培（A）、伏特（V）、歐姆（Ω）。

根據歐姆定律的推導公式，測出待測電阻兩端的電壓和流過的電流，就可以求出導體的電阻，這種測量電阻的方法叫伏安法。

知識鏈接5：并聯電路的特點

并聯電路（圖1-2-5）是指在電路中，所有電阻（或其他電子元件）的輸入端和輸出端分別被連接在一起。其特點是：電路的總電流等于各支路電流之和，而且并聯電路中各支路兩端的電壓相等。即從電源正極流出的電流分別流到各支路，每一支路都有電流流過，因此即使某一支路斷開，其他支路仍會與干路構成回路。

由此可見，在并聯電路中，各個支路之間互不牽連，即使其中某一支路發生斷路故障，也不會影響其他支路用電設備的正常工作。

知識鏈接6：串聯電路的特點

串聯電路（圖1-2-6）是電路中各個元件被導線逐次連接起來的電路。其特點是：電路中電流大小處處相等，電流方向處處相同。在串聯電路中，因為電流的路徑只有一條，所以從電源正極流出的電流將依次逐個流過各個用電設備，最后回到電源負極。因此在串聯電路中，如果有一個用電設備損壞或某一處斷開，整個電路將變成斷路，電路就會無電流流動，所有用電設備都將停止工作。所以在串聯電路中，各個用電設備互相牽連，只要某一處出現斷路故障，將使串聯電路中所有的用電設備無法工作。

五、任務實施

1.實訓設備認知

得分：__________評分規則：每空0.5分，少填、錯填一空扣0.5分，共14分。

在標號對應空格處填寫實訓板組成部件的名稱及作用。

2.實訓設備檢查與準備

得分：__________評分規則：每項1分，少填、錯填一項扣1分，共13分。

檢查設備并規范操作后填寫下表。

3.識讀電路圖

得分：__________評分規則：每空1分，少填、錯填一空扣1分，共4分。

識讀電路圖1-2-7。

電源的12V電壓經過可調電阻R分壓后，對電阻供電，其電流流動方向：電源正極→可調電阻R→__________→__________→電源負極。其中：

電流表與電阻是__________（串聯/并聯）的關系，通過電流表示數可以讀出流過電阻的電流大小。

電壓表與電阻是__________（串聯/并聯）的關系，通過電壓表示數可以讀出電阻兩端的電壓大小。

通過改變可調電阻R接入電路的電阻值，從而改變電阻兩端的電壓，記錄此時電阻兩端電壓值和流過電阻的電流值，根據歐姆定律推導式R=U/I可以計算電阻阻值。

4.電路搭建及驗證

得分：__________評分規則：每空2分，少填、錯填一空扣2分，共36分；結論3分一項視情況可扣0～3分，共6分；正確繪制電阻特性圖得4分，視情況可扣0～4分，共4分；正確連接電路圖得3分，視情況可扣0～3分，共3分；總分49分。

根據電路圖正確連接電路模塊。圖1-2-8為模塊和實訓板。

（1）探究電阻值大小不變條件下，電壓與電流的關系。

接通電源后，確認可調電阻調到最左側，緩慢轉動旋鈕來控制電壓的變化，記錄電阻兩端的電壓值與相應的電流值，并根據歐姆定律計算出其電阻值。

電阻兩端電壓為2V時，流經電阻的電流為__________μA；

電阻兩端電壓為4V時，流經電阻的電流為__________μA；

電阻兩端電壓為6V時，流經電阻的電流為__________μA；

電阻兩端電壓為8V時，流經電阻的電流為__________μA；

電阻兩端電壓為10V時，流經電阻的電流為__________μA。

由此實驗可知，__________。

（2）根據所記錄的數據，繪制電阻特性圖（圖1-2-9）。

由實驗可以發現，電阻值不變的條件下，兩端的電壓越高，電流就越__________（大/小），電壓與電流是成__________（正比/反比）的關系。

（3）驗證歐姆定律，利用計算電阻值。

使用萬用表實際測量實訓板上的電阻，電阻值為__________Ω。

電阻兩端電壓為2V時，流經電阻的電流為__________μA，計算所得的阻值為__________Ω；

電阻兩端電壓為4V時，流經電阻的電流為__________μA，計算所得的阻值為__________Ω；

電阻兩端電壓為6V時，流經電阻的電流為__________μA，計算所得的阻值為__________Ω；

電阻兩端電壓為8V時，流經電阻的電流為__________μA，計算所得的阻值為__________Ω；

電阻兩端電壓為10V時，流經電阻的電流為__________μA，計算所得的阻值為__________Ω。

由此實驗可知，__________。

六、5S檢查

得分：__________評分規則：每項1分，少填、錯填一項扣1分，共5分。

七、課后習題

得分：__________評分規則：每空1分，少填、錯填一空扣1分，共10分。

1.選擇題

（1）下列哪個符號表示的是電阻的單位？（　）

A.Ω

B.V

C.A

D.kW

（2）歐姆定律可以表示為（　）。

A.電流等于電壓乘以電阻

B.電壓等于電流乘以電阻

C.電阻等于電流除以電壓

D.電壓等于電流的二次方乘以電阻

（3）如果電阻兩端的電壓增加1倍，則流過電阻的電流會（　）。

A.不變

B.增加1倍

C.減少一半

D.不確定

（4）使用萬用表測量一條導線的電阻值，萬用表顯示無窮大，則表示導線（　）。

A.斷路

B.短路

C.正常

D.不確定

（5）在一個電路中，在40Ω電阻器兩端施加20V的電壓，則電流等于（　）。

A.0.5A

B.1A

C.60A

D.30A

2.判斷題

（1）電阻材料影響阻值的大小。（　）

（2）流經電阻的電流與其兩端的電壓成正比。（　）

（3）導體兩端的電壓為零時，其電阻也為零。（　）

（4）并聯電路中，各支路的電流相等。（　）

（5）串聯電路中，電流方向處處相同。（　）

評分匯總