14.3 欧姆定律（典型例题分析） 2021-2022学年苏科版九年级上册物理

课题：欧姆定律
学习目标
＊通过实验探究电流和电压、电阻的关系，理解欧姆定律及其变形公式的物理意义，能初步运用欧姆定律计算有关问题
＊学会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和通过它的电流，会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压
＊体会用图像法解决物理问题
知识点①探究通过导体的电流与电压、电阻的关系
实验目的：探究电路中的电流跟这段电路两端的电压、电路中的电阻的关系
实验方法：控制变量法控制定值电阻两端电压不变，改变电阻的大小，观察比较电流表示数的变化。
电路图：
（1）控制电阻不变，移动滑动变阻器的滑片P，改变电压大小，观察电流表示数的变化情况；
（2）更换定值电阻的，移动滑动变阻器的滑片P，控制定值电阻两端电压不变，观察比较电流表示数的变化。
实验数据：
R=10Ω
U=3V
电阻/Ω
5
10
15
电流/A
0.6
0.3
0.2
电压/V
1.2
1.8
2.4
电流/A
0.12
0.18
0.24
实验图像：
实验结论：
电阻一定时，电流与电压成正比
电压一定时，电流与电阻成反比
注意事项：
实验中，为了便于数据分析，一般保持电阻不变，而使电压成整数倍变化。以及使电阻成整数倍变化，同时保持定值电阻两端电压不变。
在测量过程中，电路闭合时间不能过长。读取数据后要断开电路，以防止通电时间过长给测量带来误差
。
滑动变阻器在两个探究实验中作用是不同的。探究电流与电压关系时，变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压；而在探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器的作用是保持定时电阻两端电压不变
。
知识点②欧姆定律
欧姆定律的内容：
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。
公式：I=
物理意义：当电阻一定时，导体两端电压增大几倍，导体中的电流也增大几倍。当导体两端电压一定时，导体的电阻增大几倍，导体中的电流就变为原来的几分之一。
公式变形：U=IR
R=（R=）
使用欧姆定律的注意点：
欧姆定律中关于成正比，成反比的结论是有条件的
欧姆定律存在一个逻辑关系。电压是原因，电流是结果。因果关系不能颠倒，不能说研究电压与电流的关系。同样不能说研究电阻与电流的关系。
R=可用来计算电阻的阻值。但是导体的电阻是本身决定的，与导体两端电压和通过导体中的电流无关。
计算时要针对电路中同一导体或同一电路而言，在表示I、U、R注意下角标要一一对应。
由于电路的连接方式会发生变化（比如开关的断开或闭合，或者滑动变阻器滑片的左右移动），所以电流、电压、电阻要相互对应，不可将前后过程的物理量随意混用。
单位要统一；电流、电压、电阻的单位分别为A、V、Ω
典型例题
例题1：探究“电流与电阻的关系”时，电源电压恒为3V，实验准备了阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的电阻，当将5Ω的电阻接入R所在位置时，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，再分别用10Ω、15Ω的电阻替换的5Ω电阻进行实验，下列说法正确的是（　　）
A.此实验中滑动变阻器的作用是改变R两端的电压
B.用10Ω的电阻替换5Ω电阻时，滑片位置不动，电压表的示数大于2V
C.更换定值电阻时，开关可以不断开
D.用10Ω的电阻代替5Ω电阻实验时，为达到实验目的应调节滑片向左移动
解析：
A：此实验中滑动变阻器的作用是保持电阻R两端的电压不变；
B：当R阻值变大，电路中电流变小，若滑动变阻器阻值不变，由U=IR可知，滑动变阻器两端电压变小；根据串联分压可得电压表示数要变大。
C：在连接电路时，断开要开关；
D：当R阻值变大，若要其两端电压不变，电路中电流应减小，应增大滑动变阻器阻值。
故答案：B
例题2：已知R1=2Ω，R2=3Ω，电压表的示数为1V。求电源电压。
解析：
由电路图可知，电阻R
1
与R
2
串联，电压表测R
1
两端电压，根据欧姆定律求出电路电流，因串联电路各处电流都相等，所以电路电流：I=I1===0.5A
U2=I2R2=0.5A×3Ω=1.5V
U=U1+U2=1V+1.5V=2.5V
故答案：2.5V
例题3：如图所示，R1=30Ω，闭合开关，电压表和电流表的示数分别为6V和0.5A．求：
（1）通过电阻R1的电流；
（2）电阻R2的阻值。
解析：
由电路图可知，R
1
与R
2
并联，电压表测电源的电压，电流表测干路电流。
I1===0.2A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R
2
的电流：
I
2
=I-I
1
=0.5A-0.2A=0.3A，
R2===20Ω
故答案：0.2A；20Ω
例题4：某实验小组探究电流与电阻的关系。实验中电源电压约为3V，滑动变阻器最大阻值为20Ω。
（1）①请根据图1的电路图把图2的实物电路连接完整。（要求导线不交叉，当滑片向右移动时，滑动变阻器的阻值变大）；
②连接完毕后，小丽建议要对电路进行检查后再闭合开关，请你提出其中一项需要检查的内容：_____。（2）检查完，闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表示数为0，其原因可能是：_____。
③排除故障后，实验中他们准备了阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻，以探究电压一定时电流与电阻的关系。实验中在依次替换定值电阻时，为了使定值电阻两端的电压达到相同的值，在不增加实验仪器的前提下，应该如何操作？_____。
（4）这个电压控制在多少合适呢？实验小组的同学分别提出了0.5，1V和2V三个电压值，为使实验顺利进行，大家进行了分析与讨论，你认为应选这三个电压值中的_____V。
（1）①滑动变阻器遵循“一上一下”连接原则，并且根据电路图，滑片向左移动，滑变电阻变小，所以上面任选，下面应该连接左下接线柱，导线另?端可以连接到定值电阻右侧，或者电压表3V接线柱上；如图所示。
②电流表和电压表在电路中，电流需从正接线柱流进，负接线柱流出。所以可以检查电流表、电压表正负接线柱是否接反。
（2）串联电路中，电流表示数为0，电路中应该发生了断路。电压表接在定值电阻两端，示数接近电源电压，所以正负接线柱都可以连到电源正负极，电阻R断路。
（3）更换定值电阻以后，可以调节滑动变阻器滑片，使电压表示数保持不变。
（4）根据串联分压原则，滑动变阻器最大阻值为20Ω，定值电阻最大阻值为20Ω，电源电压为3V，所以，当定值电阻为20Ω时，最小电压为1.5V，故定值电阻只能选择2V的电压保持不变。
故答案为：（1）电流表，电压表正负接线柱是否接反；（2）R断路；（3）调节滑动变阻器滑片使电压表示数不变；（4）2。