人教版初中物理九年级 17.2 欧姆定律 学案设计（含答案）

第十七章　欧姆定律
第2节　欧姆定律
/
学习目标
1.知道电流的形成原因和电流的基本计算。
2.记住欧姆定律的内容,掌握欧姆定律的公式。
3.能运用欧姆定律进行简单的计算。
4.掌握解简单计算题的一般步骤和方法。
自主探究
1.欧姆定律的内容:导体中的电流,跟　　　　　　成正比,跟　　　　　　成反比。?
2. 欧姆定律的公式:I=　　　　,其中U的单位为　　　　,R的单位为　　　　,I的单位为　　　　。?
合作探究
一、欧姆定律
知识回顾:上节课我们通过实验探究了电流与电压、电流与电阻的关系。某小组同学在探究电流与电压、电阻的关系时得到了数据。
表一:
电阻R/Ω
电压U/V
电流I/A
10
1
0.1
2
　　　?
　　　?
0.3
　　表二:
电压U/V
电阻R/Ω
电流I/A
3
5
0.6
10
　　　?
　　　?
0.2
　　提出问题:
(1)表一中控制不变的是哪个物理量?表二中控制不变的是哪个物理量?
(2)将表一、二中的数据填充完整。
答案点拨:
(1)表一中控制不变的物理量是电阻;表二中控制不变的物理量是电压。
(2)表一:0.2　3　表二:0.3　15
自主学习:阅读课本P78的内容,学习相关的知识。
提出问题:
(1)在欧姆定律中,三处提到“导体”,是指几个导体呢?
(2)使用欧姆定律的公式要注意什么?
答案点拨:
(1)三处提到的“导体”指的是同一导体。
(2)使用公式时,要注意三个物理量的同体性、同时性、统一性。
二、欧姆定律的应用
公式应用:根据欧姆定律的公式I=
??
??
变形可得,R=
??
??
,U=IR。
(1)已知电压和电阻,求电流;
(2)已知电压和电流,求电阻;
(3)已知电流和电阻,求电压。
根据欧姆定律解题的一般步骤:
(1)读题、审题,明确已知的物理量;
(2)根据已知的物理量选取正确的欧姆定律的公式或变形式;
(3)代入数据,计算得出答案(书写格式要完整,规范)。
例1:一辆汽车的车灯接在12 V的电源两端,灯丝电阻为30 Ω,求通过灯丝的电流。
解:已知灯丝两端电压U=12 V,灯丝电阻R=30 Ω。
根据欧姆定律可得, 通过灯丝的电流I=
??
??
=
12V
30Ω
=0.4 A。
/
例2:如图所示,闭合开关后,电压表的示数为6 V,电流表的示数为0.3 A,求电阻R的阻值。
解:已知电阻R两端的电压U=6 V,通过电阻R的电流I=0.3 A。
根据欧姆定律可得,电阻R的阻值R=
??
??
=
6V
0.3A
=20 Ω。
例3:在如图所示的电路中,调节滑动变阻器 R',使灯泡正常发光,用电流表测得通过它的电流值是0.6 A。已知该灯泡正常发光时的电阻是20 Ω,求灯泡两端的电压。
/
解:由题意可知,灯泡的电阻RL=20 Ω,通过灯泡的电流I=0.6 A。
根据欧姆定律得,灯泡两端的电压UL=IRL=0.6 A×20 Ω=12 V。
思考讨论:
(1)对于公式R=
??
??
,能否说导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比?
(2)对于公式U=IR,能否说导体两端的电压与导体的电阻和通过导体的电流成正比?
答案点拨:
(1)电阻是表示导体本身一种性质的物理量,电阻的大小由导体的材料、长度、横截面积等因素决定,与其两端的电压和通过的电流大小无关。公式R=
??
??
表示导体的电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过导体的电流的比值。
(2)电压是电路中形成电流的原因,导体两端不加电压时,电流为零,但导体电阻依然存在。因此,不能认为电压U跟电流I成正比,跟电阻R也成正比。公式U=IR表示导体两端的电压在数值上等于通过导体的电流和该导体电阻的乘积。对物理公式不能单纯从数学的角度去理解。
课堂检测
1.根据欧姆定律的表达式I=
??
??
,下列说法正确的是0(　　)
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.导体中的电流与导体两端电压成正比
C.导体的电阻越大,通过它的电流一定越小
D.对同一导体,其两端电压增加几倍,则导体中的电流也增加几倍
2.小明观察了市场上的自动测高仪后,设计了以下四个电路(其中R'是滑动变阻器,R是定值电阻,电源两极间电压恒定)。其中能实现身高越高,电压表示数越大的电路是(　　)
/
3.电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度,其原理如下:当光照增强时,光敏电阻Rx阻值变小,施加于玻璃两端的电压降低,玻璃透明度下降,反之则玻璃的透明度上升。若电源电压保持不变,R0是定值电阻,则下列电路图中符合要求的是(　　)
/
/
4.滑动变阻器的阻值变化范围为0~50 Ω,当它与100 Ω的定值电阻串联接到某一电源两端时,电路中电流变化范围是0.2~0.3 A,那么电源电压是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　A.15 V B.20 V C.30 V D.10 V
5.将两个定值电阻R1“4 Ω,1 A”和R2“1 Ω,2 A”并联起来使用,为使电阻不被烧坏,干路中最大电流应不超过0(　　)
A.2.5 A B.1.5 A C.3 A D.2 A
6.如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,下列说法正确的是(　　)
/
A.电流表的示数变大
B.电压表的示数变大
C.电压表与电流表示数的比值不变
D.电压表示数变大,电流表示数变小
7.已知两个电阻R1=20 Ω,R2=40 Ω,把它们串联在电路中,R1两端电压为4 V,那么R2两端的电压为　　　　　 V。 ?
8.将某一电阻为R的导体接入某电路中,通过导体的电流为I,现将该导体对折后仍接入原来的电路中,通过导体的电流会　　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 ?
/
9.小娟在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,将记录整理的实验数据绘制成如图所示U-I关系图象。由图可得甲的电阻为　　　　 Ω,这两个电阻并联后接在9 V电源上,干路中的电流为　　　　 A。 ?
10.如图甲所示电路,当开关S从接点2转换到接点1时,电流表、电压表对应示数如图乙所示,由图甲、图乙中信息可知:
/
(1)电源电压U=　　　　　,电阻R1=　　　　　。 ?
(2)求R2的阻值。
　　11.如图所示电路,已知R1=5 Ω,闭合开关后电压表的示数为4 V,请你再添加一个条件,求出两个物理量。
/
　　12.如图所示,电路中的电源电压保持不变。在甲图中,闭合开关S,电压表示数为4 V,电流表示数为0.4 A;乙图中,闭合开关S,电压表示数为6 V。求:
/
(1)R1、R2的阻值;
(2)乙图中电流表示数。
参考答案/
自主探究
1.导体两端的电压　导体的电阻
2.
??
??
　伏特(V)　欧姆(Ω)　安培(A)
课堂检测
1.D　解析:对于公式I=
??
??
,在导体两端电压一定时,导体中的电流与电阻成反比;在导体电阻一定时,导体中的电流与两端电压成正比。
2.B　解析:A项中电压表串联在干路上,不论滑片怎样滑动,电压表的示数都不变;B项中电压表跟滑动变阻器并联,测滑动变阻器两端的电压,当滑片向上滑动时,滑动变阻器连入的电阻变大,所分得的电压也增大,故B项正确;C项中电压表测电源电压;D项中电压表测电阻R两端的电压,当滑动变阻器连入的电阻变大时,电压表的示数变小。
3.C　解析:A、C两项中的电路图,光敏电阻Rx与定值电阻R0串联,根据串联电路的分压原理可知:阻值变小,分得的电压也变小,而光敏电阻Rx的阻值随光照的增强会变小,所以在光照增强时,电路中的光敏电阻Rx两端的电压变小,定值电阻R0两端的电压变大;而光照增强时,应使玻璃透明度下降;玻璃透明度在玻璃两端的电压降低时会下降;所以玻璃应与两端电压变小的电阻并联,即玻璃应与光敏电阻Rx并联;所以A项不符合要求;C项符合要求。B、D两项中,玻璃与电源并联,它两端的电压不变,不符合题目的要求。
4.C　解析:当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路总电阻最小,此时电路电流最大为0.3 A,电源电压为U=IR=0.3 A×100 Ω=30 V。
5.A　解析:定值电阻R1允许加的最大电压为U1=I1R1=1 A×4 Ω=4 V,定值电阻R2允许加的最大电压为U2=I2R2=2 A×1 Ω=2 V,根据并联电路电压相等的关系,R1和R2并联后允许加的最大电压为2 V,所以通过R2的电流为2 A,通过R1的电流为I1=
??
??
1
=
2V
4Ω
=0.5 A。
6.C　解析:由题图可知,滑动变阻器跟定值电阻R串联,电压表测量定值电阻R两端的电压,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,电流表示数变小,根据串联电路分压原理,滑动变阻器两端电压变大,定值电阻R两端的电压变小。电压表跟电流表示数的比值等于定值电阻R的阻值,由于定值电阻R的阻值不变,所以电压表与电流表示数的比值不变。
7.答案:8
解析:R1、R2串联在电路上,通过R1和R2的电流相等,I1=I2=
??
1
??
1
=
4V
20Ω
=0.2 A,R2两端的电压U2=I2R2=0.2 A×40 Ω=8 V。
8.答案:变大
解析:当导体对折后,长度变小,横截面积变大,导体的电阻变小。根据欧姆定律I=
??
??
可知,在电压一定时,若电阻变小,则通过导体的电流变大。
9.答案:10　2.7
解析:由题中图象可知,R甲=
??
甲
??
甲
=
2V
0.2A
=10 Ω;R乙=
??
乙
??
乙
=
2V
0.4A
=5 Ω。并联电路中各支路两端的电压相等,可求出通过各支路中的电流,再利用并联电路中的电流关系即可求出干路电流I=I甲'+I乙'=
??
??
甲
+
??
??
乙
=
9V
10 Ω
+
9V
5 Ω
=2.7 A。
10.答案:(1)6 V　10 Ω　(2)20 Ω
解析:当开关S接点2时,R=R1+R2,I=
??
??
1
+
??
2
;当开关S接点1时,R'=R1,I'=
??
??
1
,I??
??'
=
6V
0.6A
=10 Ω。
R2=
??-
??
1
??
=
6V-2 V
0.2 A
=20 Ω。
11.答案:(1)已知R1两端电压U1=3 V。
电路中的电流I=I1=
??
1
??
1
=
3V
5Ω
=0.6 A;R2的阻值R2=
??
2
??
2
=
4V
0.6A
≈6.7 Ω。
(2)已知电源电压U=9 V。
U1=U-U2=9 V-4 V=5 V;I1=
??
1
??
1
=
5V
5Ω
=1 A。
解析:此题解法很多,但无论如何变,都要利用串联电路的电流、电压关系及欧姆定律解题。
12.答案:(1)10 Ω　5 Ω　(2)1.8 A
解析:(1)在甲图中R1=
??
1
??
=
4V
0.4A
=10 Ω,U2=U-U1=6 V-4 V=2 V,R2=
??
2
??
=
2V
0.4A
=5 Ω。(2)在乙图中I1=
??
??
1
=
6V
10Ω
=0.6 A,I2=
??
??
2
=
6V
5Ω
=1.2 A,I=I1+I2=0.6 A+1.2 A=1.8 A。