任务二 欧姆定律

一、任务目标

◆知道什么是电压、电阻、电流。

◆理解欧姆定律与串并联电路特点。

◆能够通过实训使用电压表测量电阻电压，使用电流表测量电阻电流，并正确地做出分析。

◆正确规范地使用实训板，养成良好的新能源汽车维修职业素养。

二、课前资讯

由老师播放1.2.1视频，然后完成以下题目。

得分：__________评分规则：每空1分，少填、错填一空扣1分，共5分。

1）欧姆定律是以人名命名的自然现象规律。（　）

2）欧姆定律包括电路中电压、电流和电阻三者之间的关系。（　）

3）欧姆定律规定电路中电流大小与电压成正比，与电阻成正比。（　）

4）电路中即使没有电压也会产生电流。（　）

5）电阻的阻值是本身存在的，与有无电流通过没有关系。（　）

三、任务导入

新能源汽车电路模块的数量繁多，而且模块内部的电路非常复杂，因此故障排查的难度大。要从事新能源汽车维修，要求维修人员学会利用欧姆定律来分析电路，并准确地判断电路的故障原因。

本任务实训通过搭建电路分析电路中的电流与电压、电阻的相互关系，以此来验证欧姆定律；利用欧姆定律来分析电路问题，并通过规范的操作，养成良好的职业素养。

四、知识准备

知识链接1：电阻的认知

电阻是电路中最基础的电子元件，对电流的流动起阻碍作用。电阻的阻值反映的是电阻对电流阻碍能力的强弱，影响阻值大小的因素有电阻材料、长度、横截面面积、温度等。电阻的文字符号是R，电路图形符号是“”，常用的阻值单位有欧姆（Ω）、千欧（kΩ）和兆欧（MΩ），之间的换算关系为1MΩ=103kΩ=106Ω，可以使用万用表电阻档直接测量电阻。

除固定电阻器外，常见的还有滑动变阻器，图形符号为“”，其工作原理是通过移动滑片改变电路中接入电阻的大小。

知识链接2：电压的认知

电流之所以能够在导线中流动，是因为在电路中有高电位和低电位之间的差别，这种差别叫电位差，也叫电压。换句话说，在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点的电压，如图1-2-1所示。

电压的符号是U，单位是伏特，简称伏，用符号V表示。常用的电压单位还有毫伏（mV）和千伏（kV），它们之间的换算关系为1kV=103V=106mV。

知识链接3：电流的认知

导体中的自由电荷在电场力的作用下做有规则的定向运动就形成了电流。单位时间内通过导体任一横截面的电量叫作电流，通常用符号I或i表示。每秒通过导体的电子越多，电流越大。电流可用水流类比，如图1-2-2所示。

电流的单位是安培，简称安，用符号A表示。常用的电流单位还有毫安（mA）和微安（μA），它们之间的换算关系为1A=103mA=106μA。

电流的方向是由正极到负极，与电子实际运动方向相反，如图1-2-3所示。

知识链接4：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，这就是部分电路欧姆定律（图1-2-4）。欧姆定律的表达公式：，其中I、U和R分别是同一部分电路中同一时刻的电流强度、电压和电阻，单位分别是安培（A）、伏特（V）、欧姆（Ω）。

根据欧姆定律的推导公式，测出待测电阻两端的电压和流过的电流，就可以求出导体的电阻，这种测量电阻的方法叫伏安法。

知识链接5：并联电路的特点

并联电路（图1-2-5）是指在电路中，所有电阻（或其他电子元件）的输入端和输出端分别被连接在一起。其特点是：电路的总电流等于各支路电流之和，而且并联电路中各支路两端的电压相等。即从电源正极流出的电流分别流到各支路，每一支路都有电流流过，因此即使某一支路断开，其他支路仍会与干路构成回路。

由此可见，在并联电路中，各个支路之间互不牵连，即使其中某一支路发生断路故障，也不会影响其他支路用电设备的正常工作。

知识链接6：串联电路的特点

串联电路（图1-2-6）是电路中各个元件被导线逐次连接起来的电路。其特点是：电路中电流大小处处相等，电流方向处处相同。在串联电路中，因为电流的路径只有一条，所以从电源正极流出的电流将依次逐个流过各个用电设备，最后回到电源负极。因此在串联电路中，如果有一个用电设备损坏或某一处断开，整个电路将变成断路，电路就会无电流流动，所有用电设备都将停止工作。所以在串联电路中，各个用电设备互相牵连，只要某一处出现断路故障，将使串联电路中所有的用电设备无法工作。

五、任务实施

1.实训设备认知

得分：__________评分规则：每空0.5分，少填、错填一空扣0.5分，共14分。

在标号对应空格处填写实训板组成部件的名称及作用。

2.实训设备检查与准备

得分：__________评分规则：每项1分，少填、错填一项扣1分，共13分。

检查设备并规范操作后填写下表。

3.识读电路图

得分：__________评分规则：每空1分，少填、错填一空扣1分，共4分。

识读电路图1-2-7。

电源的12V电压经过可调电阻R分压后，对电阻供电，其电流流动方向：电源正极→可调电阻R→__________→__________→电源负极。其中：

电流表与电阻是__________（串联/并联）的关系，通过电流表示数可以读出流过电阻的电流大小。

电压表与电阻是__________（串联/并联）的关系，通过电压表示数可以读出电阻两端的电压大小。

通过改变可调电阻R接入电路的电阻值，从而改变电阻两端的电压，记录此时电阻两端电压值和流过电阻的电流值，根据欧姆定律推导式R=U/I可以计算电阻阻值。

4.电路搭建及验证

得分：__________评分规则：每空2分，少填、错填一空扣2分，共36分；结论3分一项视情况可扣0～3分，共6分；正确绘制电阻特性图得4分，视情况可扣0～4分，共4分；正确连接电路图得3分，视情况可扣0～3分，共3分；总分49分。

根据电路图正确连接电路模块。图1-2-8为模块和实训板。

（1）探究电阻值大小不变条件下，电压与电流的关系。

接通电源后，确认可调电阻调到最左侧，缓慢转动旋钮来控制电压的变化，记录电阻两端的电压值与相应的电流值，并根据欧姆定律计算出其电阻值。

电阻两端电压为2V时，流经电阻的电流为__________μA；

电阻两端电压为4V时，流经电阻的电流为__________μA；

电阻两端电压为6V时，流经电阻的电流为__________μA；

电阻两端电压为8V时，流经电阻的电流为__________μA；

电阻两端电压为10V时，流经电阻的电流为__________μA。

由此实验可知，__________。

（2）根据所记录的数据，绘制电阻特性图（图1-2-9）。

由实验可以发现，电阻值不变的条件下，两端的电压越高，电流就越__________（大/小），电压与电流是成__________（正比/反比）的关系。

（3）验证欧姆定律，利用计算电阻值。

使用万用表实际测量实训板上的电阻，电阻值为__________Ω。

电阻两端电压为2V时，流经电阻的电流为__________μA，计算所得的阻值为__________Ω；

电阻两端电压为4V时，流经电阻的电流为__________μA，计算所得的阻值为__________Ω；

电阻两端电压为6V时，流经电阻的电流为__________μA，计算所得的阻值为__________Ω；

电阻两端电压为8V时，流经电阻的电流为__________μA，计算所得的阻值为__________Ω；

电阻两端电压为10V时，流经电阻的电流为__________μA，计算所得的阻值为__________Ω。

由此实验可知，__________。

六、5S检查

得分：__________评分规则：每项1分，少填、错填一项扣1分，共5分。

七、课后习题

得分：__________评分规则：每空1分，少填、错填一空扣1分，共10分。

1.选择题

（1）下列哪个符号表示的是电阻的单位？（　）

A.Ω

B.V

C.A

D.kW

（2）欧姆定律可以表示为（　）。

A.电流等于电压乘以电阻

B.电压等于电流乘以电阻

C.电阻等于电流除以电压

D.电压等于电流的二次方乘以电阻

（3）如果电阻两端的电压增加1倍，则流过电阻的电流会（　）。

A.不变

B.增加1倍

C.减少一半

D.不确定

（4）使用万用表测量一条导线的电阻值，万用表显示无穷大，则表示导线（　）。

A.断路

B.短路

C.正常

D.不确定

（5）在一个电路中，在40Ω电阻器两端施加20V的电压，则电流等于（　）。

A.0.5A

B.1A

C.60A

D.30A

2.判断题

（1）电阻材料影响阻值的大小。（　）

（2）流经电阻的电流与其两端的电压成正比。（　）

（3）导体两端的电压为零时，其电阻也为零。（　）

（4）并联电路中，各支路的电流相等。（　）

（5）串联电路中，电流方向处处相同。（　）

评分汇总