沪粤版九年级物理 第十四章 探究欧姆定律 习题课件(共59张PPT)

(共59张PPT)
第十四章 探究欧姆定律
目录
01
思维导图
02
易错点透析
03
重点突破
思维导图
导体电阻的大小由自身的材料、长度、横截面积和温度决定，与是否接入电路、外加电压及通过电流的大小等外界因素无关。
易错点1:影响导体电阻大小的因素
易错点透析
【例1】下列说法正确的是（ ）
A.导体的电阻大小取决于通过它的电流大小，电流越小的导体电阻越大
B.铁导线的电阻比铜导线的电阻大
C.导体的电阻越大，表明导体的导电能力越强
D.长度相同的两根铜线，在相同的情况下，越细的铜线电阻越大
错因分析：对影响导体电阻大小的因素不明确。导体的电阻大小与外界因素无关，即不受电压、电流等影响，故A错误；影响导体电阻大小的因素要同时考虑四个：材料、长度、横截面积和温度，不能忽略任意一个，注意控制变量法的运用，故B错误；导体的电阻越大，表明导体对电流的阻碍作用越大，导体的导电能力越弱，故C错误；在长度、材料、温度相同时，导体的横截面积越小，电阻越大，故D正确。
答案 D
1.在温度一定时，比较两根铜导线的电阻的大小，下列说法正确的是( )
A.长导线的电阻大
B.细导线的电阻大
C.长度相同，粗导线的电阻大
D.粗细相同，长导线的电阻大
学以致用
D
易错点2:欧姆定律的应用
利用欧姆定律解决问题要注意同一性、同时性及统一性。即电流、电压和电阻是针对同一导体或同一段电路在同一时刻而言的。同时要注意欧姆定律中的因果关系：电流随电压和电阻的变化而变化，即电压、电阻是因，电流是果。
【例2】如图Z14-1所示电路，电源电压不变，R的阻值为24 Ω，L1正常工作时的电压为4 V、电流为0.5 A。当开关S接a时，L1恰好正常发光，此时R两端电压为__________；当开关S接b时，L2两端电压为6.4 V，忽略温度变化对电阻的影响，L2的阻值为__________。
错因分析：对欧姆定律的适用条件不理解。（1）S分别接a和b时，R分别与L1、L2串联，因此R两次分得的电压是不相等的，S接b时R分得的电压要重新计算。（2）S接a或b，都会引起每个用电器的电压和电流变化，但电路总电压始终不变。
答案 12 V 16 Ω
学以致用
2.如图Z14-2所示电路，已知A、B两点之间电压保持6 V不变，R1的阻值为10 Ω，调节R2使通过R1的电流为0.2 A。将R1更换为阻值为20 Ω的定值电阻，R2保持不变，电压表示数__________（填“变大”“变小”或“不变”），通过R2的电流为__________A。若要使R1两端的电压保持不变，更换电阻后，R2的滑片P应向右调为__________Ω。
变大
0.15
40
重点突破
重点 1：探究欧姆定律与伏安法测电阻
重点分析：这两个实验的电路图相同，依据的公式也相同。通用的方法是首先画出电路图且标出相关物理量，然后利用串联电路的规律进行相关计算分析。
（1）对于探究欧姆定律要注意：在探究电流与电压的关系时，保持电阻不变，滑动变阻器的作用主要是改变导体两端的电压。在探究电流与电阻的关系时，需要更换定值电阻，滑动变阻器的作用主要是保持导体两端的电压不变。这两个探究过程都采用了控制变量法。
（2）对于伏安法测电阻要注意，首先要确认测量的对象是什么。如果是灯泡，灯泡电阻的特点是随温度的升高而增大，多次测量使结论具有普遍性；如果是定值电阻，多次测量取平均值可减小误差。
1.如图Z14-3甲所示是小明“探究电流与电压关系”的实验中所连接的实物图，各元件及连接均完好但不完整。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整。
如答图Z14-1所示。
(2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于__________(填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录电流表和电压表的示数，进行多次实验，绘制出I-U图象如图Z14-3乙中a所示，根据图象得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成__________。这个实验过程运用的主要实验方法是_____________________。
B
正比
控制变量法
(4)将电阻换成小灯泡，重复上述实验，绘制出I-U图象如图Z14-3乙中b所示，根据图象得出结论：当小灯泡两端的电压变小，通过灯丝的电流变小，灯丝的电阻__________(填“变小”“不变”或“变大”)。
变小
2.文奇为了探究通过导体的电流跟电阻的关系，设计了如图Z14-4所示的电路。
电压U/V 2
电阻R/Ω 5 10 20
电流I/A 0.4 0.2 0.1
(1)请用笔画线代替导线完成图中电路的连接。
如答图Z14-2所示。
(2)文奇看到了邻组同学在闭合开关后，电流表的指针偏向零刻度线的左侧，原因是电流表__________________________。
(3)如果文奇连接电路时接入的电阻为5 Ω，控制电阻两端的电压为2 V，那么将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻时，应将滑动变阻器的滑片向__________端调节，使电压表示数为__________V；把10 Ω的电阻换成20 Ω的电阻后，无论怎样调节滑片都无法使电压表示数调到控制值，说明她选择的滑动变阻器___________________________。
正负接线柱接反了
左
2
最大阻值太小了
(4)更换器材后，重新实验，将数据记录在表格中，分析实验数据可得出：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成__________比。
反
50 Ω1 A
A(或左)
3.同学们在进行“测量小灯泡电阻”的实验时，实验室提供的器材有6 V蓄电池、电流表（0～0.6 A和0～3 A两个量程）、“50 Ω 1 A”和“10 Ω 1.5 A”两种规格的滑动变阻器、正常发光时电压为2.5 V的小灯泡（正常发光时的电阻约为12 Ω）、开关各一个，导线若干。
（1）为了顺利完成实验，紫轩在实验中应选用规格为“__________”的滑动变阻器，闭合开关前，图Z14-5甲中的滑片P应放在__________端。
（2）紫轩同学在做实验时，分别记下了多组对应的电压表和电流表示数，并绘制了U-I图象如图Z14-5乙所示，根据图象信息得知，当加在灯泡两端的电压为1.5 V时，小灯泡的电阻是__________Ω。
（3）紫轩根据图象中的数据计算发现：小灯泡两端的电压不同时，灯丝的电阻不相等，你认为原因可能是____________________________________________________。
10
灯丝的电阻随温度的升高而增大
4.在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R（分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω）、导线若干。小明在实验时连接的电路如图Z14-6甲所示。
（1）在探究“电流与电压的关系”实验中：①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至__________（填“A”或“B”）端；电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和________________
_________________________________的作用；②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为3 V，此时，电路出现的故障可能是________________；小明排除故障后继续实验。
A
改变电阻R两端电压，多次测量
R处断路
（2）在探究“电流与电阻的关系”实验中：
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和______________
_______________的作用；
②小明先将R=10 Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5 V，记下电流表示数；接着把R换为15 Ω的电阻时，此时应向__________（填“A”或“B”）方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5 V，同时记下电流表的示数；
控制电阻R两端电压不变
A
③若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验，应该选取至少标有__________Ω的滑动变阻器；
④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图Z14-6乙所示，小明由图象得出的结论是________________________
_____________________________________。
（3）若继续使用该实验电路，还可以进行的实验有__________________（只要求填写一个实验名称）。
5
电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比
伏安法测电阻
重点 2：非常规测量电阻
重点分析：非常规测量电阻的根本分析方法，是利用串、并联电路规律分析出测量对象的电压U和电流I，利用公式R= 计算即可。主要有两种类型：一是没有电流表，二是没有电压表。当没有电流表时，可以借助一个已知电阻和电压表来替代电流表。当没有电压表时，可以借助一个已知电阻和电流表来替代电压表。参考以下具体分析：
测量方法 伏阻法 安阻法 伏滑法 安滑法 替代法
电 路 图
测量 步骤 ①断开开关S1，闭合开关S2，测出电源电压U ②断开开关S2，闭合开关S1，测出待测电阻Rx两端的电压Ux ①断开开关S2，闭合开关S1，测出通过定值电阻R0的电流I1 ②断开开关S1，闭合开关S2，测出通过待测电阻Rx的电流I2 ①闭合开关，将滑片移至最左端，记下电压表示数U总 ②将滑片移至最右端，记下电压表示数Ux ①闭合开关，将滑片P移至最左端，记下电流表示数I ②将滑片移至最右端，记下电流表示数Ix ①单刀双掷开关S接a，测出通过待测电阻Rx的电流为I
②单刀双掷开关S接b，调节电阻箱，使电路中的电流仍为I，读出电阻箱连入值为R0
表达式 Rx＝R0
5.如图Z14-7所示，是某同学用等效替代法测量未知电阻 Rx的阻值的电路图；其中电源电压恒定不变， R0是符合实验要求的变阻箱， R是滑动变阻器。下列是她的实验过程记录，请选出正确的操作顺序（ ）
C
①只闭合开关Sx，将滑片P移至某一适当位置记下电压表示数U
②将滑片P滑至b端，只闭合开关Sx，将滑片P移至某至一适当位置记下电压示数U
③只闭合S0，移动滑片P并调节变阻箱R0接入电路的阻值，使电压表示数仍为U，则Rx＝R0
④只闭合S0，只调节变阻箱R0接入电路的阻值，使电压表示数仍为U，则Rx＝R0
A.①③ B.①④ C.②④ D.②③
6.小明同学在“测量定值电阻阻值”的实验中，设计了如图Z14-8甲所示的电路图。电源电压为 4.5 V。请完成下列问题：
(1)图甲中有一条导线连接错误，请在连接错误的导线上画上“×”，并用笔画线将错误改正过来。
如答图Z14-3所示。
(2)在此实验中，滑动变阻器除了可以保护电路还具有_________________________________的作用。
(3)调节滑动变阻器进行多次测量，某次测量时电压表示数如图Z14-8乙所示，此时电流表示数为0.2 A，则本次测得的待测电阻 Rx＝__________Ω。小明把这一次的测量所得的阻值作为最后的结果；你认为不合适的原因是______________________________。
改变定值电阻两端电压
9
实验次数少，测量误差大
(4)小明做完以上实验之后，利用图Z14-8丙所示电路图测量未知电阻Rx的阻值。
①当只闭合S1时，电流表的示数为I1；
②当闭合S1、S2时，电流表的示数为I2；
③未知电阻Rx的表达式为Rx＝____________________。
7.在“伏安法测电阻”的实验中，电源电压为 15 V，电路图如图Z14-9甲所示。
(1)电路连接正确后，闭合开关，将滑片 P向左移动时，电压表示数__________(填“变大”“变小”或“不变”)。
变大
(2)实验过程中，某次电流表和电压表的示数如图Z14-9乙所示，此时测得的 Rx＝__________Ω。
(3)此实验中滑动变阻器的作用是________________________________________________________________________________________________________________。
5
保护电路和改变待测电阻两端的电压，以便多次测量求平均值
(4)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0，小明设计了如图Z14-9丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx，请在空格内将实验步骤补充完整。
①闭合S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
②闭合开关S、S1，用电压表测出电源的电压U；
③请写出用测量值 U、 U1及 R0来表示 Rx的表达式Rx＝___________。
(5)若实验中只有一个电流表和一个已知电阻 R0，开关若干个，请在图Z14-10的虚线框内将电流表和开关接入电路中，从而测出 Rx的阻值。
如答图Z14-4所示。
(6)为了测出未知电阻Rx的阻值，某同学利用阻值已知的电阻 R0和一只电流表或电压表分别设计了如图Z14-11所示的四种电路，其中可行的是(电源电压未知且不变)__________。
②④
重点 3：动态电路分析与计算
重点分析：动态电路是电学的一个难点，通常是电阻的变化引起电流、电压等物理量的变化，分析动态电路的常见步骤如下：
（1）分析电路结构，包括用电器的连接结构，特别要注意电压表是接在滑动变阻器两端还是定值电阻两端。
（2）确认开关的闭合或滑片的移动引起的电阻大小的变化。
（3）若是串联电路，定值电阻两端的电压变化与电流变化相同，非定值电阻两端的电压变化与电流变化相反；若是并联电路，各支路互不影响，每条支路的电流对干路电流产生影响。
8.如图Z14-12所示，电源电压保持不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列判断正确的是( )
A.电压表示数变大，电流表示数变大
B.电压表示数变小，电流表示数变小
C.电压表示数变小，电流表示数变大
D.电压表示数变大，电流表示数变小
C
9.在课外科技实践活动中，某物理兴趣小组看到市场上使用的电子秤后，设计了一种电子秤，原理如图Z14-13所示。R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S，当物体放在秤盘上时，滑片下移．现将秤盘上增加重物后，下列说法正确的是( )
A.电流表读数变大，电压表读数变小
B.电流表读数变小，电压表读数变小
C.电流表读数不变，电压表读数变大
D.电流表读数变小，电压表读数变大
C
10.如图Z14-14所示的电路中，电源电压恒定不变，当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片向右滑动时( )
A.A1示数变小，A2示数变小，V示数变小
B.A1示数变小，A2示数变小，V示数变大
C.A1示数变小，A2示数不变，V示数不变
D.A1示数变大，A2示数变大，V示数不变
C
11.如图Z14-15所示是物理兴趣小组设计的风力测量仪的电路示意图。其电源电压恒定不变，R2是均匀电阻丝，金属丝（电阻忽略不计）的上端固定在O点，下端系有一块塑料片A，当风从左向右吹动塑料片时，金属丝向右摆动并与电阻丝保持良好的接触，下图中仪表示数随风力增大而增大的有( )
A.甲、乙 B.丙、丁 C.乙、丁 D.乙、丙
B
12.如图Z14-16甲所示的电路中，定值电阻R1为10 Ω，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变。闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图Z14-16乙所示。求：
(1)电源电压。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
解： (1)当滑动变阻器的滑片P移动到a端时，电路为R1的简单电路，此时电压表被短路，示数为0，由乙图可知此时电路中电流I＝0.6 A，电源电压U＝IR1＝0.6 A×10 Ω＝6 V。
(2)当滑动变阻器的滑片P移动到b端时，变阻器接入电路的阻值R2最大，此时电压表示数最大，由乙图可知，电压表示数U2＝4 V，
电流表示数I′＝0.2 A，滑动变阻器的最大阻值R2＝
＝20 Ω。
答：（1）电源电压为6 V。
（2）滑动变阻器的最大阻值为20 Ω。
重点 4：有关图象的分析与计算
重点分析：解答图象分析题的一般方法：①确认横轴和纵轴所代表的物理量和单位；②观察图象的变化趋势；③确认图象上的一些特殊点，如起点、终点、反转点、最高点、最低点等；④利用相关电学规律进行分析计算。
13.在某一温度下，两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图Z14-17所示，由图可知，下列说法中正确的是( )
A.元件A的阻值大于元件B的阻值
B.元件A的阻值为0.2 Ω
C.把A、B两个元件并联接在2 V的
电源上，流过电源的电流为0.6 A
D.把A、B两个元件串联接入电路，
A中的电流大于B中的电流
C
14.小灯泡的 I-U图象如图Z14-18甲所示，将它与定值电阻R并联，如图Z14-18乙所示，闭合开关 S1，电流表的示数为 0.2 A；再闭合开关 S2，电流表的示数增加了 0.25 A。则（ ）
A.电源电压为 2.5 V
B.灯泡的阻值为 10 Ω
C.定值电阻的阻值为 8 Ω
D.S1、 S2都闭合时电流表
示数为 0.45 A
D
15.一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成，通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图Z14-19所示。由图可得定值电阻R的阻值为__________Ω；当把这个工具接在电压为2 V的电路两端，L、R并联的总电阻是__________Ω。
10
2.5
16.如图Z14-20甲所示是电阻R和灯泡L的U-I图象，由图可知电阻R的阻值是_______Ω；若将电阻R和小灯泡L串联在电路中（如图Z14-20乙），电流表示数为0.4 A，则电源电压是__________V。
5
3
17.如图Z14-21甲所示的电路中，定值电阻 R1为 10 Ω， R2为滑动变阻器，电源电压保持不变。闭合开关 S后，滑片P从b端移动到a端的过程，电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图Z14-21乙所示。求：
(1)电源电压。
(2)滑动变阻器 R2的最大阻值。
(3)如果电流表和电压表分别接
“0～ 0.6 A”和“0～ 3 V”
接线柱，滑动变阻器 R2的阻值
范围。
解：(1)由图可知，两电阻串联，电压表测 R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为 0时，电路中的电流最大，由图乙可知 I1＝ 0.6 A，
由I＝UR可得，电源的电压U＝ I1R1＝ 0.6 A× 10 Ω＝ 6 V。
(2)由欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值R2＝U2I2＝4 V0.2 A＝20 Ω。
(3)电流表和电压表分别接“0～0.6 A”和“0～3 V”接线柱，则电流表的最大测量值为0.6 A，电压表的最大测量值为3 V；
当电压表示数为3 V时，滑动变阻器接入电路的电阻是最大的，此时电路中的电流I＝ ＝0.3 A；
则滑动变阻器接入电路的阻值R″＝ ＝10 Ω；
电路中的最大电流为I大＝0.6 A，此时电路的总电阻为R＝
＝10 Ω，则此时滑动变阻器接入电路的电阻为 0 Ω，故滑动变阻器 R2的阻值范围为0～10 Ω。
答：(1)电源电压为 6 V。
(2)滑动变阻器的最大阻值为 20 Ω。
(3)滑动变阻器R2的阻值范围为0～10 Ω。