第十七章 欧姆定律 学案（含答案） 2023-2024学年物理人教版九年级全一册

第十七章　欧姆定律　复习课
素养目标
1.在探究电流与电压、电阻的关系时,能根据控制变量法设计实验方案,并根据实验数据分析得出实验结论。
2.能够正确理解欧姆定律,并结合串、并联电路的电流、电压、电阻规律,进行相关的计算和分析。
3.能够根据欧姆定律的变形公式,设计实验测量小灯泡或定值电阻的阻值,能正确分析和处理所测得数据,能进行电路故障的分析。
◎重点:结合串、并联电路的电流、电压、电阻规律,利用欧姆定律进行分析和计算;测量小灯泡和定值电阻的阻值。
思维导图
单元达标
达标点一 探究电流与电压和电阻的关系
例1 在“探究电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压的关系”的实验中,所用的实验器材有:电流表、电压表、10 Ω的定值电阻、滑动变阻器、开关各一个,1.5 V的干电池两节,导线若干。
图1
图2
(1)用笔画线代替导线,将图1所示的电路补充完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移动到 (选填“a”或“b”)端。
(3)用开关“试触”时,电压表和电流表均无示数,这说明电路中存在故障。若故障是某一个元件发生了断路,则发生断路的元件可能是 (单选)。
A.开关或定值电阻
B.定值电阻或电流表
C.开关、滑动变阻器或电流表
D.滑动变阻器、电压表或电流表
(4)排除故障后,继续进行实验,并将实验数据记录在下表。请在图2中画出电流与电压的关系图像。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电阻R/Ω 10
电压U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
电流I/A 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24
(5)根据图像,可得出的探究结论: 。
思维导引 在探究电流与电压和电阻的关系时,我们利用控制变量法设计实验;在实验开始前,为了保护电路,我们需要把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;在分析电路故障时,我们一般根据电表的示数来分析,电表有示数,说明从正极到电表到负极的路是有电流经过的,据此分析即可;在分析I与U、R的关系时,利用的数学知识是“如果两个量的比值是定值,那么它们是正比关系”“如果两个量的乘积是定值,那么它们是反比关系”。
【答案】例1
(1)
(2)a
(3)C
(4)
(5)电阻一定时,电流与电压成正比
达标检测
1.如图所示,这是“探究电流与电阻的关系”的电路图。将5 Ω的定值电阻接入图中A、B两点间,正确操作后,电流表的示数为0.4 A。接下来的操作:断开开关,将5 Ω的定值电阻更换为10 Ω的定值电阻,再将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端,然后闭合开关,移动滑片P,使电压表的示数为 V时,读出电流表的示数。
【答案】1.右　2
达标点二 用欧姆定律分析动态电路
例2 如图甲所示,这是非接触式红外线测温枪的工作原理图。R0是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化而变化的图像如图乙所示。对该电路分析正确的是 ( )
A.体温越高,R的阻值越大
B.体温越高,电压表示数越大
C.体温越高,电压表示数越小
D.体温越低,电压表示数越大
思维导引 变阻器接入电路的阻值变化电路中总电阻变化电路中电流变化定值电阻两端电压变化变阻器两端的电压变化
【答案】例2　B
达标检测
2.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电流表示数变小
B.电压表 示数不变
C.电压表示数与电流表示数乘积变小
D.电压表 示数与电流表示数比值变小
【答案】2.D
达标点三 欧姆定律在串、并联电路中的应用
例3 如图所示,R1为定值电阻,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a端滑到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。求电源电压。
思维导引 定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的电流;滑片P在a端时,只有定值电阻连入电路中,由图知此时的最大电流,由欧姆定律得出电源电压表达式;当滑片在b端时,变阻器的最大电阻与定值电阻串联,由图知电路的最小电流,根据电压表示数,由串联电路的规律及欧姆定律得出电源电压表达式,从而得出电源电压大小。
方法突破
串、并联电路的计算的一般方法
首先要明确电路的连接方式,然后运用串联电路的分压关系或并联电路的分流关系以及欧姆定律进行分析。特别要注意的是,若图中有电流表或电压表,则要明确电流表或电压表各是测量哪部分电路中的电流或哪段电路两端的电压。
【答案】例3　定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的电流,滑片P在a端时,只有定值电阻连入电路中,此时的电流最大,由图乙知:I1=0.6 A,由欧姆定律,电源电压:
U=I1R1=0.6 A×R1　①
当滑片在b端时,变阻器的最大电阻与定值电阻串联,电路的电流最小,由图乙知,I2=0.2 A,电压表示数为:UV=2 V,
根据串联电路的规律及欧姆定律,电源电压:
U=I2R1+UV=0.2 A×R1+2 V　②
由①②得:R1=5 Ω,代入①得:
电源电压:U=3 V
达标检测
3.如图所示的电路,电源电压6 V恒定不变,R1的阻值为15 Ω,电流表量程为0~0.6 A。
(1)开关S、S1都闭合,滑片P不能移到a端的原因是会造成电路 (选填“通路”、“短路”或“断路”);
(2)开关S闭合、S1断开时,求电流表示数;
(3)开关S、S1都闭合时,要使电流表不超量程,求变阻器R2连入电路的最小阻值。
【答案】3.(1)开关S、S1都闭合,两电阻并联,当滑片P移到a端时,变阻器连入电路的电阻为0,会造成电路短路。
(2)开关S闭合、S1断开时,为R1的简单电路,由欧姆定律可得,电流表示数:I===0.4 A
(3)开关S、S1都闭合时,电流表测干路电流,通过R1的电流为0.4 A不变,通过变阻器的最大电流为I2=0.6 A-0.4 A=0.2 A,由欧姆定律可得,变阻器R2连入电路的最小阻值:R2===30 Ω
达标点四 电阻的测量
例4 小明在学校实验室用伏安法测量电阻的阻值,设计并连接的电路如图所示,经实验得到如表所示的数据(电源电压U源=3 V)。
实验数据记录表
序号 电压表 示数U/V 电流表 示数I/A 待测电阻 Rx/Ω
1 2.0 0.08 25.0
2 1.5 0.13 11.5
3 1.0 0.15 6.7
4 0.5 0.22 2.3
(1)实验中电压表应选取 V的量程。
(2)数据分析发现,根据实验原理Rx=测得Rx的阻值(如记录表中第四列所示)远超过误差允许范围,产生这一错误的原因是小明在连接电路时 。
(3)小明认真分析后,认为利用以上数据也可求得待测电阻的阻值,则正确计算待测电阻阻值的表达式为Rx'= (用U源、U、I表示),代入数据可得Rx'= Ω(计算结果保留1位小数)。
思维导引 (1)根据电源电压判断出电压表的量程。(2)定值电阻阻值是不变的,通过它的电流与它两端的电压成正比;若测量的电流与它两端电压不成正比,应该是因为电压表接在滑动变阻器两端。(3)根据串联电路的电压特点得出定值电阻两端的电压,根据串联电路的规律和欧姆定律可求定值电阻的阻值,代入数据算出每次的电阻,求出平均电阻。
【答案】例4　
(1)0~3
(2)把电压表并联在了滑动变阻器两端
(3)　12.2
达标检测
4.小明做“测量小灯泡的电阻”实验时,使用的小灯泡正常工作时的电压为2.5 V,电源电压为3 V。小明现已连接了部分电路,如图甲所示。
(1)在已连接的电路中,有一不当之处是 。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。
(3)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流大小为 A,小灯泡正常发光时的电阻为 (电阻的计算结果保留一位小数)Ω。
(4)小明的实验记录和有关计算如表所示。从表格设计看,小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值,他认为这样可以减小误差,你认为小明的做法是 (选填“正确”或“错误”)的。从表中数据看,不同电压下小灯泡的电阻值不同,这是灯丝电阻受 影响导致的。
实验 序号 电压 U/V 电流 I/A 电阻 R/Ω 电阻平 均值/Ω
1 2.5
2 2.1 0.26 8.1
3 1.7 0.24 7.1
4 1.3 0.21 6.2
【答案】4.(1)开关闭合
(2)
(3)0.28　8.9
(4)错误　温度
2