(共33张PPT)
14．3 欧姆定律的应用
第1课时 利用欧姆定律测量电阻
1．由欧姆定律的公式I＝________的变形式R＝________可知，若要测量灯泡正常发光时的电阻，则需要用________表测出灯泡两端的电压，用________表测出通过灯泡的电流，然后根据上述公式计算得出灯泡的电阻。这种测量电阻的方法叫做伏安法。
2．伏安法测量电阻的原理是____________(用公式表示)。
电压
电流
R＝
实验 ★测量小灯泡工作时的电阻
例1 小华同学用图1－甲所示的实验器材进行“测量小灯泡工作时的电阻”实验，已知小灯泡正常发光时两端的电压为2.5 V，电阻约为10 Ω。
图1
(1)请在图1－乙的虚线框中将实验电路图补充完整，并按照实验电路图用笔画线代替导线，将图1－甲的实验器材连接起来(导线不能交叉)。
(2)若小华连接好最后一根导线时，小灯泡立即发出耀眼的光，并很快熄灭，小华检查后发现导线连接无误。请你指出他在实验中存在的两个操作不当之处：①_________________________；②______________________
__________________。
图1
连接电路时没有断开开关
滑动变阻器的滑片没有
置于最大阻值处
如答图1、答图2所示
答图2
答图1
(3)将烧坏的小灯泡换下(规格不变)，纠正实验操作，重新实验。移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为0.2 A时，电压表的指针位置如图1－丙所示，示数为________V，此时小灯泡的阻值为________Ω。
(4)小华根据测量的数据绘制出小灯泡的I－U图像(如图1－丁所示)，发现小灯泡在不同发光状态下的电阻是不同的，于是他求出小灯泡电阻的平均值，你认为小华的做法是否合理？______________，理由是__________________________________________________________。
2.2
11
不合理
小灯泡的电阻随温度的变化而变化，求平均值没有意义
图1
(5)小华同学认为还可以利用上述器材和电路来探究“电流与电压的关系”。你认为小华的观点是否正确？__________，理由是____________________________________________________________。
不正确
小灯泡的电阻随温度的变化而变化，不能控制电阻不变
实验 ★测量定值电阻的阻值
例2 图2－甲所示是“测量定值电阻的阻值”的实验装置，其中滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”，被测电阻的阻值约为10 Ω。
(1)请用笔画线代替导线，将图2－甲的电路连接完整(要求：滑片P向A端移动时，电路中的电流变大，导线不能交叉)。
图2
如答图3所示
答图3
(2)若连接好电路后，闭合开关，观察到电流表的指针偏转情况如图2－乙所示，则出现该现象的原因是____________________________________________________________。
(3)某次实验时，电压表的示数为2.4 V，电流表的示数如图2－丙所示，为________A，则本次实验测得定值电阻的阻值为________Ω。
(4)利用图2－甲所示的实验装置还可以进行的实验探究有：______________________(写出一个实验名称)。
(5)本实验中多次测量的目的是____________________________。
电流表的正、负接线柱接反
0.24
10
探究电流与电压的关系
求平均值以减小测量误差
图2
补充知识 伏安法测电阻实验中的故障分析
例3 图3是伏安法测电阻实验中的电路图，根据电路图连接好电路，请分析出现下列现象的原因(已知两电表完好)：
图3
(1)如图3－甲所示，①闭合开关后，发现灯泡亮度很暗，无论怎么移动滑片，灯泡的亮度都不变，原因可能是_______________________________________；
滑动变阻器的两个下接线柱同时接入电路
②闭合开关后，发现灯泡不亮；若此时电流表有示数，电压表无示数，则电路故障可能是______________；若电流表、电压表均无示数，则电路故障可能是______________。
(2)如图3－乙所示，闭合开关后，发现电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是__________________；排除故障，重新连接电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表示数变大时，电流表示数变小，原因是________________________________。
灯泡短路
滑动变阻器断路
电阻R短路
电压表并联在滑动变阻器两端
伏安法测电阻实验中的电路故障分析(假设电路中的电表完好)：
1．在伏安法测电阻实验中，滑动变阻器不能起到的作用是 ( )
A．改变待测元件两端的电压
B．改变电路中的电流
C．保护电路
D．改变待测元件的阻值
D
2．在伏安法测电阻实验中，某同学列出以下几条注意事项，其中没有必要的是 ( )
A．连接电路的过程中，开关始终断开
B．应从电源正极开始接线，开关应靠近电源正极
C．使用电表前要选择合适的量程，并调零
D．不允许用导线将电源的正、负极直接连在一起
B
3．在伏安法测电阻实验中，有两位同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，并根据实验数据画出定值电阻和小灯泡的U－I图像，如图4所示。下列说法错误的是 ( )
A．由图甲可知，定值电阻的阻值为1 Ω
B．由图甲可知，定值电阻的阻值与它两端
的电压和通过它的电流无关
C．由图乙可知，小灯泡两端的电压不同时，其电阻不同
D．为了减小误差，应该用多次测量取平均值的方法测量小灯泡的
电阻
图4
D
4．图5－甲是伏安法测小灯泡电阻的实验电路图，图5－乙是根据实验数据画出的小灯泡I－U图像。通过图像可以得出，小灯泡两端的电压为4 V时，其电阻为________Ω；当小灯泡两端的电压增大时，其电阻将________(选填“增大”“减小”或“不变”)，原因是__________________________________________________________。
图5
20
增大
小灯泡的电阻随温度的升高而增大
5．小聪用伏安法测量定值电阻的阻值时，将三次实验中电压表和电流表的示数记录在下表中。若第2次实验时电流表的指针位置如图6所示，则表格中①、②处应填写的数据分别为①________、②________，最终测得该定值电阻的阻值为________Ω。
图6
实验次数 1 2 3
电压U/V 2.5 3.0 3.5
电流I/A 0.4 __①__ 0.58
电阻R/Ω 6.3 __②__ 6.0
0.5
6
6.1
1．图1是大梦同学在“测量小灯泡工作时的电阻”实验中设计的电路图，闭合开关S，当大梦调节滑动变阻器的滑片到某一位置时，电流表、电压表的示数分别为I1、U1，大梦在表格中记录数据后，下一步应该做的是 ( )
A．整理器材，分析数据，得出结论
B．换一个小灯泡，再测一组数据
C．移动滑片，多测几组数据
D．更换电压表和电流表的量程，继续读数
图1
C
2．在“测量小灯泡工作时的电阻”实验中，某同学连接好电路并闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是 ( )
A．更换小灯泡
B．更换电源
C．检查电路是否断路
D．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
D
3．在“测量小灯泡工作时的电阻”实验中，实验电路图如图2－甲所示。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，分别读出电压表和电流表的示数，并将其记录在下表中。(正常发光时小灯泡两端电压为2．5 V)
图2
实验 次数 1 2 3 4 5 6
U/V 0 0．5 1．0 1．5 2．0 2．5
I/A 0 0．17 0．30 0．39 0．45 0．49
(1)按照图2－甲所示的电路图，用笔画线代替导线，将图2－乙中的实物电路连接完整。(导线不得交叉)
图2
如答图1所示
答图1
(2)请根据上表的实验数据，在图3中描点并画出通过小灯泡的电流随小灯泡两端电压变化的图像。
图3
如答图2所示
答图2
实验 次数 1 2 3 4 5 6
U/V 0 0．5 1．0 1．5 2．0 2．5
I/A 0 0．17 0．30 0．39 0．45 0．49
(3)通过计算或根据所画的I－U图像都可以发现，小灯泡灯丝的阻值是________(选填“变化”或“不变”)的，且随着温度的升高，其阻值________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)根据实验数据可得，小灯泡正常发光时灯丝的阻值约为________Ω。(结果保留一位小数)
变化
变大
5.1
4．图4－甲是小明在“用伏安法测量某定值电阻的阻值”实验中设计的电路图。
(1)闭合开关S，移动滑动变阻器R′的滑片P，发现电压表和电流表均有很小的示数，且示数不变，其原因可能是________。(填字母)
A．滑动变阻器接了下面两个接线柱
B．电阻Rx断路 C．电阻Rx短路
图4
A
(2)排除故障后，闭合开关S，改变电阻Rx两端的电压，进行了三次测量。在第三次测量中电流表的示数如图4－乙所示，其示数为________A。根据上表数据可得，定值电阻Rx的阻值约为________Ω(结果保留1位小数)。
图4
实验 次数 电压U/V 电流I/A 电阻Rx/Ω Rx的平均值/Ω
1 1．5 0．32 4．7
2 2．0 0．40 5．0
3 2．4
0.5
4.8
(3)在物理实验中，经常要进行多次测量，其目的有两种：①求平均值，减小误差；②寻找普遍规律。本实验进行多次测量的目的是________(选填“①”或“②”)。
图5
(4)同组的小兰同学测量出了两个不同的定值电阻a、b的阻值Ra、Rb，并根据测量的数据分别描绘出两个电阻的U－I图像，如图5所示，根据图像可判断出Ra________Rb(选填“＞”“＜”或“＝”)。
①
>
5．在测量正常发光时两端电压为2．5 V的小灯泡的电阻时，有下列器材：电压恒为4．5 V的电源，小灯泡(电阻约为9 Ω)，电流表(“0～0．6 A”“0～3 A”两个量程)，电压表(“0～3 V”“0～15 V”两个量程)，滑动变阻器(规格为“20 Ω 1 A”)，导线若干，为了使读数更加准确，电压表应选用__________量程，电流表应选用__________量程。
0～3 V
0～0.6 A
6．小明和小红在“测量小灯泡的电阻”实验中连接了如图6－甲所示的电路，小灯泡正常发光时两端的电压为2．5 V。
(1)小明连接好电路后，在检查电路时发现有一根导线连接错误，请在图6－甲中错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。(导线不得交叉)
图6
如答图3所示
答图3
(2)正确连接电路后，闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则电路中的故障可能是灯泡__________(选填“短路”或“断路”)。
(3)小明测量多组实验数据后，根据实验数据绘制出的I－U图线如图6－乙中的A所示，由图线可知，通过该小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，原因是____________________________________。
图6
短路
灯丝的电阻随温度的升高而增大
(4)另一同学用相同的器材和电路做这个实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘制出的I－U图线如图6－乙中的B所示。他在接线时存在的错误是__________________________________。
图6
电压表并联在了滑动变阻器两端(共42张PPT)
14．3 欧姆定律的应用
第2课时 欧姆定律在串、并联电路中的应用
1．串、并联电路中电流、电压和电阻的规律：
电路图 电流规律 电压规律 电阻规律
串联 串联电路中各处的电流都①__________，关系式：②____________ 串联电路中电源电压等于各用电器两端的电压之③__________， 关系式：④__________ 串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之⑤__________，关系式：⑥__________
相等
I＝I1＝I2
和
U＝U1＋U2
和
R总＝R1＋R2
1．串、并联电路中电流、电压和电阻的规律：
电路图 电流规律 电压规律 电阻规律
并联 并联电路中干路的电流等于各支路电流之⑦__________，关系式：⑧__________ 并联电路中电源电压与各支路两端的电压⑨__________，关系式：⑩__________ 并联电路的总电阻的倒数等于各用电器的电阻的倒数之和，关系式： __________
和
I＝I1＋I2
相等
U＝U1＝U2
注：(1)串联电路电阻规律推导：将U＝IR代入U＝U1＋U2得到________________，根据电流相等，化简得出电阻关系为________________。
(2)并联电路电阻规律推导：将________代入I＝I1＋I2得到________________，根据电压相等，化简得出电阻关系为________________。
IR总＝I1R1＋I2R2
R总＝R1＋R2
2．两个导体串联后总电阻________(选填“大于”“小于”或“等于”)其中任何一个电阻，是因为导体串联相当于增大了导体的____________；两个导体并联后总阻值________(选填“大于”“小于”或“等于”)其中任何一个电阻，是因为导体并联相当于增大了导体的____________。
大于
长度
小于
横截面积
知识点 欧姆定律在串联电路中的应用
例1 如图1所示，电源电压U保持不变，闭合开关后，电压表V1的示数为2 V，电压表V2的示数为6 V，电阻R1的阻值为4 Ω，求：
(1)R2两端的电压；
(2)R2的阻值；
(3)电路的总阻值。
图1
在分析串、并联电路问题时，首先判断电路的连接方式，再根据串、并联电路的电流、电压、电阻规律，结合欧姆定律及其推导公式进行分析计算，这里务必要注意同一性和同时性。
变式 1.如图2所示的电路中，电源电压U恒为6 V。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片在b端时，电流表的示数为0.2 A；滑片移至a端时，电流表的示数变化0.4 A。
(1)电阻R1的阻值为多少？(2)滑动变阻器R2的最大阻值为多少？
图2
2．如图3所示的电路中，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，电流表A的示数________，电压表V1的示数________，电压表V2的示数________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
图3
变小
变小
变大
知识点 欧姆定律在并联电路中的应用
例2 如图4所示的电路中，电源电压恒为6 V，电阻R1的阻值为20 Ω。闭合开关S后，电流表A2的示数为0.9 A。求：
(1)电流表A1的示数；(2)电阻R2的阻值；
(3)电路的总阻值(计算结果保留一位小数)。
图4
变式 3.如图5所示的电路中，电源电压U为6 V且恒定不变，定值电阻R1＝10 Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20 Ω。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，观察到此时电流表的示数为1 A，求：
(1)通过电阻R1的电流；(2)此时滑动变阻器连入电路的阻值。
图5
4．如图所示的电路中，电源电压恒定，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电表示数增大的是 ( )
D
知识点 串、并联电路中的比例问题
图6
例3 如图6所示的电路中，电源电压不变，当开关闭合时，电压表V1与V2的示数之比为1∶5，则通过R1、R2的电流之比I1∶I2＝________，R1、R2两端的电压之比U1∶U2＝________，R1、R2的阻值之比R1∶R2＝________。
1∶1
4∶1
4∶1
图7
变式 5.如图7所示的电路中，闭合开关S，电流表A1、A2的示数之比为2∶1，则R1、R2的电阻之比R1∶R2＝________，R1、R2两端的电压之比U1∶U2＝________，电流表A1、A3的示数之比为________。
1∶2
1∶1
2∶3
例4 图8是定值电阻R1、R2的电流与电压关系的图像，由图像可知，R1________R2(选填“＞”“＜”或“＝”)，如果将R1、R2串联在电路中，当通过R1的电流为0.2 A时，R1、R2两端的总电压为________V；如果将R1、R2并联在电路中，当通过R1的电流为0.4 A时，通过R2的电流为________A。
知识点 串、并联电路中的图像问题
图8
＜
6
0.2
知 识 点 1 1.如图9所示，电源电压U＝6 V，电阻R1＝3 Ω，R2＝7 Ω。当开关S闭合时，电路中的总电阻为________Ω，电流为________A，电阻R1两端的电压为________V。
图9
10
0.6
1.8
知 识 点 2 2.如图10所示，电源电压保持不变，R1＝20 Ω。闭合开关S，断开开关S1，电流表的示数是0.3 A；若再闭合开关S1，发现电流表的示数变化了0.2 A，此时通过R2的电流为________A，电源电压为________V，电阻R2的阻值为________Ω。
图10
0.2
6
30
知 识 点3 3.图11中，两电流表A1与A2的示数之比为5∶3，则通过R1与R2的电流之比I1∶I2＝________，两电阻的阻值之比R1∶R2＝________。
图11
2∶3
3∶2
知 识 点4 4.如图12－甲是电阻A和B的I－U图像，下列说法正确的是 ( )
A.当电阻A两端的电压为2 V时，RA＝0.4 Ω
B.电阻B两端的电压与通过它的电流成正比
C.如图12－乙所示，当开关闭合，电路中的电流为0.2 A时，RA＜RB
D.如图12－丙所示，当开关闭合，电源电压为2.5 V时，干路电流为0.5 A
图12
C
1．如图1所示，AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后接在电路中，比较这两段导体两端的电压和通过它们的电流大小，下列分析正确的是 ( )
A．UAB＞UBC IAB＜IBC
B．UAB＞UBC IAB＝IBC
C．UAB＜UBC IAB＝IBC
D．UAB＜UBC IAB＜IBC
图1
B
2．有一个灯泡，正常发光时其两端的电压为8 V，通过灯泡的电流为0．5 A，小明要将这个灯泡接在电源电压为12 V的电路中，为了使灯泡正常发光，小明还需要在电路中串联一个阻值为________Ω的电阻。
8
3．在如图2－甲所示的电路中，电源电压恒为6 V，电阻R1的阻值为10 Ω。闭合开关S，电压表的示数如图2－乙所示。求：(1)通过电阻R1的电流；(2)电阻R2的阻值；(3)电路的总电阻。
图2
解：(1)由题图乙可知，电阻R1两端的电压：U1＝2 V
(2)通过电阻R2的电流：I2＝I1＝0.2 A
电阻R2两端的电压：U2＝U－U1＝6 V－2 V＝4 V
(3)电路的总电阻：R总＝R1＋R2＝10 Ω＋20 Ω＝30 Ω
答：(1)通过电阻R1的电流为0.2 A；
(2)电阻R2的阻值为20 Ω；
(3)电路的总电阻为30 Ω。
4．两个阻值分别为1 Ω、1 000 Ω的电阻并联后的等效电阻(即总电阻) ( )
A．等于1 Ω
B．小于1 Ω
C．大于1 Ω，小于1 000 Ω
D．大于1 000 Ω
B
5．一个阻值为10 Ω的电阻R1接在一个电源上，通过它的电流是0．5 A，则电源电压是________V。如果将电阻R1和另一个阻值为5 Ω的电阻R2并联接在该电源上，则干路电流是________A。
5
1.5
6．如图3所示，电阻R1的阻值为40 Ω，电阻R2的阻值为10 Ω。开关S闭合后，电流表的示数为0．3 A。求：(1)电源电压；(2)通过电阻R1的电流；(3)电路的总电阻。
图3
7．已知电阻R1＝10 Ω，电阻R2＝30 Ω，将它们接在如图4所示的电路中，闭合开关S，则通过它们的电流之比及它们两端的电压之比分别是 ( )
A．I1∶I2＝3∶1 U1∶U2＝1∶1
B．I1∶I2＝1∶3 U1∶U2＝1∶1
C．I1∶I2＝1∶1 U1∶U2＝1∶3
D．I1∶I2＝1∶1 U1∶U2＝3∶1
图4
A
8．在如图5所示的电路中，已知两电阻的阻值之比R1∶R2＝2∶3，电源电压为10 V。闭合开关S，通过两电阻的电流之比I1∶I2＝________，两电阻两端的电压之比U1∶U2＝________，电压表的示数为________V。
图5
1∶1
2∶3
4
9．电阻R1、R2的I－U图像如图6所示，下列说法中正确的是 ( )
A．R1＞R2
B．R1、R2串联后的总电阻的I－U图线在区域Ⅰ
C．R1、R2并联后的总电阻的I－U图线在区域Ⅱ
D．R1、R2串联后的总电阻的I－U图线在区域Ⅲ
图6
D
10．在图7－甲所示的电路中，电源电压恒为12 V，滑动变阻器R2的规格为“100 Ω 0．5 A”。图7－乙为电阻R1的I－U图像，R1的阻值为________Ω。闭合开关S，当电路中的电流为0．2 A时，滑动变阻器R2接入电路中的阻值为________Ω。
图7
20
40
11．如图8－甲，当开关S从2转到1时，根据电流表和电压表对应的示数，在如图8－乙所示的U－I 坐标中描绘了相对应的坐标点。下列有关判断正确的是 ( )
A．电源电压为8 V
B．电阻R1的阻值为20 Ω
C．电阻R2的阻值为10 Ω
D．开关S接2时通过电阻R2的电流为0．2 A
图8
D
12．在图9所示的电路中，电源两端的电压保持不变，灯泡L正常发光时的电压为2．5 V，闭合开关S后，将滑动变阻器R的滑片向右移动，则电流表的示数________，灯泡L的亮度________，电压表的示数________(以上均选填“变大”“变小”或“不变”)；若某时刻电压表的示数为2．2 V，要使灯泡L正常发光，应将滑片向________(选填“左”或“右”)移动。
图9
变小
变小
变小
左
13．在如图10－甲所示的电路中，电源两端的电压恒为U，R1为定值电阻，两电流表均有“－”“0．6”和“3”三个接线柱。当开关S闭合后，电流表A1、A2的指针均如图10－乙所示，此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为RP。下列说法中正确的是 ( )
A．R1两端的电压U1、R2两端的电压U2与U之间满足U＞U1＝U2
B．通过R2的电流为0．24 A
C．电阻R1∶RP＝4∶1
D．电阻R1∶RP＝5∶1
图10
C
