备战2022 浙教版科学 中考一轮复习 第23课时 欧姆定律 课件(共40张PPT)

(共40张PPT)
第23课时　欧姆定律
探究“串并联电路的特点”
例1　在学习了并联电路特点和欧姆定律后，科学兴趣小组为研究并联电路总电阻和各分电阻之间的关系，开展了以下探究。
实验
次数 电阻
R1/Ω 电阻
R2/Ω 电压
U/V 电流
I/A 总电阻
R/Ω
1 10 30 3 0.4 7.5
2 30 30 3 0.2 15
3 30 15 3 0.3 10
【实验步骤】
(1)设计电路，根据电路图连接实物；
(2)闭合开关，分别读出电压表和电流表的示数并记录；
(3)计算总电阻并填入表格；
(4)换用不同规格的电阻重复上述实验。
请你用笔画线代替导线，将实物图连接完整。
【得出结论】并联电路总电阻小于任何一个分电阻。
【思考讨论】
(1)请根据影响导体电阻大小的因素解释上述结论。
______________________________________________________
________________________________________。
(2)分析表中数据，若增大其中一个分电阻的阻值，则总电阻
将_______。
并联后相当于增大了导体的横截面积，在导体材料、长度、
温度不变时，横截面积越大，导体电阻越小
增大
【解析】【实验步骤】根据电路图连接实物图时，要保证各个电器元件的串并联关系一致，元件的相对位置一致，还要注意电表的量程和正、负接线柱的连接，根据电路图可知，两个电阻并联，电压表与R1并联，电流表在干路上测总电流。观察实物图可知，电流表还没有接好，只需将开关右侧的接线柱与电流表中间的“0.6”接线柱相连，然后再将“－”接线柱与电阻R2右侧的接线柱相连即可。【思考讨论】(1)根据导体的电阻和横截面积的关系可知：导体的并联相当于增大了导体的横截面积，在导体
材料、长度、温度不变时，横截面积越大， 导体电阻越小；(2)对比第1和2组数据可知，电阻R2的阻值不变，但R1的阻值增大，这时总电阻增大了，那么可以得到结论： 若增大其中一个分电阻的阻值，则总电阻将增大。
1．拓展性学习小组的同学合作进行探究“串联电路电压的特点”，设计了图Ⅰ电路，并连接了图Ⅱ电路。
(1)图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误，无法完成实验，连接错
误的导线是____(选填“a”“b”或“c”)。
(2)正确连接后，继续实验，根据测得的实验数据绘制了如图Ⅲ
所示的图线。
b
①图Ⅲ中甲、乙两条图线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制
的，其中与图Ⅰ电路中电压表 对应的曲线是_____(选填
“甲”或“乙”)。
②已知电源电压恒为6 V，根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线，得到
的实验结论是 ___________________________________________
_________________________________________________。
甲
串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和
(或U总＝U1＋U2，或串联电路中总电压等于分电压之和)
(3)拓展探究：同学们根据串联电路的电压特点，重新设计了如
图Ⅳ所示电路(电源电压未知)，利用电压表和定值电阻R0(已知
阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值。闭合开关S，接下来的操作是
________________________________________________________
_________________________________________________________
____________________(只需写出操作过程和测量的科学量，不
需写出表达式)。
闭合开关S1，断开开关S2，测得电压表示数为U1；闭合开关S2，
断开开关S1(或同时闭合S1、S2)，测得电压表示数为U2(前后两步
操作调换位置也可以)
　 探究电流与电阻的关系
例2　小明用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。
甲
(1)用笔画线代替导线将图中的电路连接完整。
(2)该实验中滑动变阻器的两个作用分别是：① _________；
② ___________________________。
(3)实验时每次更换电阻，闭合开关后，观察电流表示数之前必须
进行的操作是 ___________________________________。当将电
阻从10Ω换成15Ω时，滑动变阻器的滑片向_____(选填“左”或
“右”)移动。
保护电路
控制定值电阻两端的电压不变
移动滑片，观察电压表示数，使其为3V
左
(4)根据上表中记录的实验数据判断，测量时，电流表应该选择
的量程是 ________。
序 号 ① ② ③ ④ ⑤
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.60 0.30 0.20 0.15 0.12
0～0.6A
(5)根据表中的数据，在图乙中画出I与R的关系图像。
乙
(6)在实验过程中，多测几组数据是为了_______________。
(7)通过数据，你得到的结论是_____________________________。
(8)当小明再换接25Ω电阻时，无论怎样调节滑动变阻器，都不能
使电压表示数为3V，分析其可能的原因： ___________________
_______________________。(答出一种情况即可)
寻找普遍性规律
电压一定时，电流与电阻成反比
滑动变阻器的最大阻
值太小(或电源电压太高)
【解析】(1)电压表测定值电阻两端的电压，将电压表“3”接线
柱与定值电阻R的右接线柱连接即可。(2)在探究电流与电阻的关
系时，滑动变阻器的作用：一是保护电路；二是控制定值电阻两
端的电压不变。(3)探究电流与电阻的关系应保持电阻两端的电压
不变，所以实验时每次更换电阻，闭合开关后，观察电流表示数
之前必须进行的操作是移动滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电
压保持3V不变；将10Ω的电阻更换为15Ω电阻，电阻变大，用串
联电路的分压原理 ＝ 可知，滑动变阻器的阻值应变大，
故滑动变阻器的滑片向左移动。(4)由表格中数据知，最大电流为
0.6A，所以电流表可选择0～0.6A的量程。(5)根据表格中数据描点并连线即可。(6)多次实验的目的是为了寻找普遍规律。(7)由图知，电阻两端的电压始终保持U＝IR＝0.60A×5Ω＝0.12A× 25Ω＝3V，故得出电压一定时，电流与电阻成反比。(8)由于滑动变阻器的阻值有限，如果定值电阻超过一定范围，则电压表的示数会大于预先设定的电压，无法调节到预定电压，此时可更换阻值更大的滑动变阻器或降低电源电压。
2．在探究电流与电阻的关系时，小明设计如图所示的电路图进行实验：连接电路，更换不同的定值电阻，分别测出电流大小，记录并分析数据。
(1)分析表格中的数据，发现电阻两端的电压是 变化的 (选填“变化的”或“不变的”)。
(2)小芳通过对实验数据的分析，认为此实验需要改进。请你和小芳一起设计探究电流与电阻的关系的实验电路图(画在虚线框中)。
(3)你设计的电路中，更换电阻后，是如何控制变量的？
________________________________________________________
_____。
更换电阻后，调节滑动变阻器滑片位置，保持电阻R两端的电压
不变
　探究电流与电压的关系
例3　在研究“电流与电压的关系”时，小明连接了如图甲所示的电路，电源电压U为3伏。
甲　　　　　　　　乙
(1)闭合开关后，小明发现电流表指针如图乙所示，出现这种现
象的原因是 ___________________________。
(2)改正错误操作后，小明分别将电阻R0为5欧、10欧和20欧的定
值电阻接入电路，测得电阻R0的电压U0和电流I0数据，如表一所
示。小明想进一步研究“电阻R0的电流变化量大小ΔI0与电压变
化量大小ΔU0的关系”，根据数据计算出部分电压变化量大小
ΔU0和相应的电流变化量大小ΔI0，如表二所示，则表二中的a
为_______。
电流表的正、负接线柱接反了
0.30
(3)小明发现，滑动变阻器电压变化量大小ΔUR与电流变化量大小ΔIR的比值，总是等于定值电阻R0的阻值，请结合上表数据和所学电学知识解释此规律。
答：根据串联电路电压特点U＝U0＋UR，得ΔUR＝ΔU0；根据串联电路电流特点IR＝I0，得ΔIR＝ΔI0。所以ΔUR与ΔIR的比值等于ΔU0与ΔI0的比值。据表二数据可知，ΔU0与ΔI0的比值等于R0，则ΔUR与ΔIR的比值等于R0。
3．在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为8欧姆，灯泡L标有
“6V　3W”的字样，通过灯泡的电流与灯泡两端的电压关系如图
乙所示。在a、b间接入电源，为保证通过电阻R的最大电流不超过
0.5安且灯泡L不损坏，则允许接入的最大电源电压为____伏，闭合
开关S，此时通过电流表A2的电流为______安。
4
0.9
　 “伏安法”测电阻
例4　在“伏安法”测电阻的实验中，实验器材有：干电池3节，电流表、电压表各一个，开关2个，滑动变阻器1个，待测电阻2个，导线若干。
(1)如图甲是实验的电路图。
①闭合开关S后，发现电流表和电压表的指针均不动。断开开关
S，检查线路连接无误后，把电压表与b点相连的那根导线改接到
c点，再次闭合开关S时，发现电流表的指针仍不动，但电压表的
指针有明显的偏转。若电路中只有一处故障，则故障是_______
_____。
②排除故障后，正确连接电路，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑
片P，当电压表的示数为1.6V时，电流表的示数如图乙所示，则电
路中的电流为_______A。待测电阻R1＝____Ω。
bc之间
断路
0.32
5
(2)实验时某小组同学利用一只电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器R完成对未知电阻Rx的测量，如图丙所示是他们按照设计连接的部分实验电路。
①请你依据下面的实验步骤，用笔画线表示导线，将实验电路连接完整。(只添加一条导线)
实验步骤：
A．开关S1和S2都断开，将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，观察到电流表无示数；
B．保持滑片P位置不动，只闭合开关S1时，读取电流表的示数
为I1；
C．再闭合开关S2时，读取电流表的示数为I2(I2＞I1)。
②请你用I1、I2和R0表示Rx，则待测电阻Rx＝______。
4．现有一个电压表、若干导线、两节新干电池和一个开关。请你设计一个实验来判断两段材料不同，长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝电阻的大小。
(1)请在虚线框中画出实验电路图。
(2)说明实验的步骤以及需要测量的物理量。
答：①按照电路图，用导线把两段合金丝与两节新干电池、开关连成串联电路。
②把电压表并联在甲合金丝两端，把开关并联在乙合金丝两端。
③闭合开关，读出电压表示数U1；断开开关，读出电压表示数U2。
④甲合金丝两端的电压为U2，乙合金丝两端电压为U1－U2，比较U1－U2和U2的大小关系。　
(3)小金认为：根据上述操作即可判断这两种材料导电性能的强弱。你认为小金得出结论的依据是什么？(不考虑温度对电阻的影响)
答：电阻的大小是由材料、长度和横截面积来决定的，实验时选取的是长度和横截面积都相同的电阻丝，因此甲、乙合金丝电阻的大小就仅由材料来决定，所以测得电阻大的合金丝的导电性能弱。
5．小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻Rx阻值(范围为400～600 Ω)的实验。器材：干电池两节(总电压为2～3 V)，电压表(量程0～3 V、0～15 V)、电流表(量程0～0.6 A、0～3 A)、滑动变阻器(500 Ω　0.5 A)各一个，开关、导线若干。
(1)要求一：测算出Rx，且实验过程中不能拆接电路。
小科设计实验电路如图甲。请分析：
①小科在设计实验前通过估算发现，用所提供的电流表无法测量
出电路中的电流，其原因是 _______________________________
________________________________________________________
_________________________________________________________
_____________________________。
被测电阻阻值范围为400～600Ω，
2节干电池的总电压最大为3V，根据欧姆定律可估算出电路中的
最大电流值为0.0075A，比电流表最小刻度值0.02A小得多，因此
电流表无法测量出电路中的电流
②实验时，先将滑动变阻器滑片P移到某一位置a处，读出电压表
示数为U1，U1即为电源电压；再将滑动变阻器滑片P移到另一位置
b处，读出电压表示数为U2，则U1－U2就是此时滑动变阻器两端的
电压。根据相关数据计算Rx的阻值。实验中滑片P所在的a、b处分
别对应的位置是_________________________。
a处在最右端，b处在最左端
(2)要求二：增加一个电学器材实现Rx阻值的直接读取，且电路
只能连接一次。小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻
器Y，重新设计了图乙电路。实验步骤如下：
①先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2V；
②再断开开关S1，闭合开关S2，____________________________
___，读取此时Y的数值。Y的示数即为Rx的阻值。
调节Y的阻值，使电压表示数为
2V