第十五章第二节 科学探究 欧姆定律—2020秋九年级沪科版物理全册导学课件（22张）

第十五章　探究电路
第二节　科学探究:欧姆定律
【导学园地】
Ⅰ.在语言文字表述上只能说“当电阻一定时,电流与电压成正比”,而不能说“当电阻一定时,电压与电流成正比”。
Ⅱ.应用欧姆定律公式I=可以直接求电流,应用推导式U=IR可以计算导体两端的电压,应用 可以计算导体的电阻。
【知识梳理】
一、电流的大小与哪些因素有关Ⅰ
1.探究电流与电压的关系:
(1)方法:利用控制变量法,保持　　　　一定。?
(2)测量器材:测量电压:　　　　;测量电流:　　　　。?
(3)结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成　　　　。?
2.探究电流与电阻的关系:
(1)方法:利用控制变量法,保持　　　　一定。?
(2)实验中,更换电阻时,需控制　　　　　　　不变。?
(3)结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成　　　　。?
二、欧姆定律Ⅱ
1.(1)内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成　　　　,跟导体的电阻成　　　　。?
(2)公式:　　　　。?
(3)各物理量单位:U—　　　　、R—　　　　、I—　　　　。?
2.欧姆定律的作用:
(1)求电压:U=　　　　。(2)求电阻:R=　　　　。?
电阻
电压表
电流表
正比
电压
电阻两端电压
反比
正比
反比
伏特(V)
欧姆(Ω)
安培(A)
IR
知识点一:电流与电压、电阻的关系
【典题1】如图所示是“探究电流的大小与哪些因素有关”的电路图。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(导线不允许交叉)。
(2)实验开始时,滑动变阻器的作用是　 　　　。在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持　　　　不变,此时滑动变阻器的作用是______________________
________________________________________________;?
在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,此时应保持　　　　不变。?
保护电路
电阻
改变电阻两端的电压和
通过的电流
电压
(3)在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,得到实验数据记录如表:
据表中实验数据,请在图丙中画出电流随电阻变化的图像。
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}　　　 实验次数
物理量 　　　
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
规律总结
探究电流与电压、电阻关系的思路:
【变式1-1】如图所示的电路图,在探究电阻上的电流跟电压的关系时,如何改变定值
电阻R两端的电压,从而得到多组电压、电流值( 　)
A.保持R‘的滑片位置不动 B.保持R的电压不变
C.保持R不变,调节R‘的滑片到不同位置 D.保持电路中的电流不变
【变式1-2】小明探究电流与电阻的关系时,得到的实验数据如下表所示,根据实验数
据,可以得到的结论是( 　)
A.导体电阻一定时,电压跟电流成正比
B.导体电阻一定时,电流跟电压成正比
C.电压一定时,电阻跟电流成反比
D.电压一定时,电流跟电阻成反比
C
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}导体两端电压
导体的电阻
通过导体的电流
4 V
5 Ω
0.8 A
4 V
10 Ω
0.4 A
4 V
20 Ω
0.2 A
D
知识点二:欧姆定律
【典题2】(2020红河期末)如图所示电路中,R1=30 Ω,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3 A;同时闭合S1和S2时,电流表的示数为0.9 A,求:
(1)电源电压;
(2)通过R2的电流;
(3)R2的电阻。
解：(1)9 V　(2)0.6 A　(3)15 Ω
规律总结
(1)利用欧姆定律解题的思路:
(2)公式 各物理量的对应性:
【变式2-1】(2019滨州中考)如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,判断正确的是(　　)
A.电压表示数变小,电流表示数不变
B.电压表示数不变,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数不变
D.电压表示数不变,电流表示数变小
【变式2-2】(2020大理质检)有一根导线,在它两端加12 V电压,通过它的电流是0.4 A,那么它的电阻是　　　Ω;如果在这根导线两端加15 V电压,通过它的电流是　 　A;如果这根导线两端电压为零,它的电阻是　　　　Ω。?
D
30
0.5
30
易错点1:理解公式纯数学化
1.从欧姆定律可以导出公式 。对电阻的理解,你认为正确的是(　　)
A.当电压增大时,电阻也增大
B.当电流增大时,电阻减小
C.当电压为零时,电阻也为零
D.电阻由导体本身性质决定,与电流、电压无关
2.如图所示电路,电流表示数为I,电压表示数为U,则(　　)
A.U=0时,R=0 B.U变大时, 变大
C.I变大时, 变小 D.U变大时, 不变
D
D
易错提醒
对于欧姆定律的公式I= ,单纯从数学意义上理解,不考虑它的物理意义,导致出现错误。
易错点2:弄错I、U、R的对应关系
3.小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I-图像,如图乙所示。分析图像可知,当导体的电阻为　　　　Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为　　　　;实验过程中,小明控制导体两端的电压为　　　　V。?
10
2∶1
2
4.(2020云南模拟)如图所示电路中,电源电压为15 V,电阻R1为10 Ω,同时闭合开关
S1、S2时,电流表的示数为2.5 A。求:
(1)通过电阻R1的电流。
(2)电阻R2的阻值。
易错提醒
在解答电学问题时,正确判断滑动变阻器滑片移动时连入电路中电阻的变化是解题的关键,而在判断时,由于对滑动变阻器连入电路中电阻丝判断有误,而导致判断错误。
【基础巩固练】
1.如图所示是研究电流与电压、电阻的关系的电路图。实验分“保持电阻不变”和
“保持电压不变”两步进行,在“保持电阻不变”这一步实验时应(　 )
A.保持R2滑片的位置不动
B.保持R1两端的电压不变
C.保持R1不变,调节R2的滑片到不同的适当位置
D.保持电路中电流不变
2.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的图像。下列结论与图像相符的是(　 )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
C
C
3.(2020红河蒙自一模)由欧姆定律公式 ,可变形得到 。那么下列说法
正确的是(　　)
A.导体的电阻与通过导体的电流成反比
B.导体的电阻与导体两端的电压成正比
C.导体的电阻可由 求得,但与U、I无关
D.以上说法都错误
4.下列说法中不正确的是( 　)
A.相同的电压加在阻值不同的导体两端,电流一定不同
B.用不同的电阻研究电流和电压的关系,得到的结论都一样
C.同一电阻,它两端电压越大,通过它的电流也越大
D.当加在某电阻两端的电压改变时,该电阻两端的电压与电流的比值也随着改变
C
D
5.如图为测定电阻两端电压和通过电阻电流的关系电路图,如果某同学在操作中对两只电表的量程选择是正确的,但不慎将两电表的位置对调了,则闭合开关S后( 　)
A.电流表、电压表均损坏
B.电流表示数为零,电压表有示数
C.电流表有示数,电压表示数为零
D.电流表损坏,电压表示数为零
6.(2020曲靖二模)如图所示电路中,电源电压为9 V且保持不变,R1=3 Ω,R2=6 Ω,当开关S1、S2均闭合时,则电流表的示数是(　 　)
A.1 A B.2 A C.3 A D.4.5 A
B
C
7.如图的电路中,电源电压为6 V 且保持不变,R=10 Ω,当开关S闭合时,电压表的示数为2 V,以下判断正确的是(　　)
A.电阻R两端的电压是2 V
B.电流表的示数为0.4 A
C.小灯泡的电阻为20 Ω
D.通过电阻R的电流为0.6 A
8.某导体中的电流与它两端的电压关系如图所示,下列分析正确的是(　 )
A.该导体的电阻随电压的增大而增大
B.该导体的电阻随电流的增大而减小
C.当导体两端的电压为零时,电阻为零
D.当导体两端的电压为零时,电流为零
B
D
9.(2019福建中考)如图电路,电源电压恒定,R1=12 Ω,R2=6 Ω,R3是定值电阻。闭合
开关S1,单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6 A,接b时电流表的示数可能为(　　)
A.0.3 A B.0.6 A
C.0.9 A D.1.2 A
10.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑片P向左移动,电压表示数
　　　　,电流表示数　　　　。(均选填“变大”“变小”或“不变”)?
C
变小
变大
11.某同学用如图所示电路来研究通过导体的电流和导体电阻的关
系,其中R为定值电阻,他第一次实验用电阻R1,闭合开关后,记下电
流表的示数为I1,他第二次实验用电阻2R1,闭合开关后,记下电流表
的示数为I2,结果发现I1>I2且I1≠2I2。他认为电流和电阻不成反比,
他的结论是　　　 　 (选填“正确”或“错误”)的,其原因是
　 。?
12.智能手机上已普遍使用电阻触摸屏,如图在竖直方向上触摸屏相当于一根电阻丝,触摸P点时电阻丝被分为上、下两部分,电阻分别为R1、R2。电源电压不变,当触摸点在竖直方向移动时,若测得R1两端电压减小,则R1阻值　 　　　,触摸点
P到屏下端的距离　　 　　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)?
错误
没有保持定值电阻两端电压一定
减小
增大
13.在图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为30 Ω,开关S闭合、S1断开时,电流表的示数为0.4 A;开关S、S1均闭合时,电流表的示数如图(b)所示。求:
(1)电源电压U。
(2)通过电阻R1的电流I1。
(3)开关S、S1均闭合时电路的总电阻R。
解:(1)开关S闭合、S1断开时,电路为R2的简单电路,电流表测电路中的电流,
电流表的示数为0.4 A,电源电压:U=I2R2=0.4 A×30 Ω=12 V;
(2)开关S、S1均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,因R2的电压和电阻保持不变,
由欧姆定律可知,通过R2的电流仍为0.4 A不变,根据并联电路电流的规律,
此时电流表的示数应大于0.4 A;
在图(b)中,若电流表选用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.24 A,小于0.4 A,
故电流表只能选用大量程,此时分度值为0.1 A,示数为1.2 A,
由并联电路电流的规律可知,通过电阻R1的电流:I1=I-I2=1.2 A-0.4 A=0.8 A;
(3)因开关S、S1均闭合时,电路的总电流为1.2 A,
则由 可得,电路的总电阻: =10 Ω。
【核心素养练】
14.我国规定的饮酒驾车和醉酒驾车标准如表。如图甲是对驾驶员进行现场检测的呼气式酒精检测仪,用于检测驾驶人员呼气酒精浓度。呼气中的酒精浓度与血液中的酒精浓度关系为:血液酒精浓度X=呼气酒精浓度y×2 200。
酒精测试仪由酒精气体传感器(相当于随呼气酒精浓度变化的变阻器)与一个定值电阻及一个电压表组成,图乙是它的原理图,电源电压1.5 V,定值电阻R1=40 Ω,传感器的电阻值R2与呼气酒精浓度y的关系如图丙所示。测试时,按下开关等仪器正常后,被测者口含紧吹管吹气4 s,测试仪显示结果。
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}类型
标准(血液中的酒精浓度X)
非饮酒驾车
X<20 mg/100 mL
饮酒驾车
20 mg/100 mL≤X<80 mg/100 mL
醉酒驾车
X≥80 mg/100 mL
(1)某驾驶员接受测试,电压表示数是0.5 V,该驾驶员测试结果是什么类型?
(2)如果被测者测试时,口没有含紧吹管吹气,请根据流体压强与流速的关系,分析对测试结果的影响。
1.(2019呼和浩特中考)用电器甲和乙,其电流与其两端电压关系如图所示,其中直线表示用电器甲的电流与其两端电压关系图。下列说法正确的是(　　)
A.用电器甲电阻不变,大小为0.1 Ω
B.用电器乙电阻随着电流增大而变大,最大值为10 Ω
C.如果把这两个用电器串联接在6 V的电源上,干路中的电流是0.43 A
D.如果把这两个用电器并联接在4 V的电源上,干路中的电流是0.65 A
2.(2019枣庄中考)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合S,当R2的滑片P向右滑动的过程中,下列说法正确的是(　　)
A.电压表V的示数变大
B.电流表A2的示数变小
C.电压表V的示数与电流表A2的示数乘积变大
D.电压表V的示数与电流表A1的示数比值变大
D
D
3.(2019潍坊中考)在“探究电流与电阻的关系”实验中,某小组利用电阻箱等连接了如图甲所示的实物电路(电源电压恒为6 V)。
(1)用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整(要求滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大)。
(2)将第一次实验得到的数据填入表格,然后将电阻箱接入电路的阻值由10Ω调至20Ω,滑动变阻器的滑片向　　　　(选填“A”或“B”)端移动,直到　　　　　　　　　为
止,此时电流表指针位置如图乙所示,其示数为　　　　A。?
(3)根据以上实验数据得出结论:电流与电阻成反比。
请对上述探究写出一条改进性建议? 　。?
(4)再次改变电阻箱阻值,发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求,若电路无故障,则引起这种情况的原因可能是_________ _____________________________。?
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}序号
电压(V)
电阻(Ω)
电流(A)
1
4
10
0.4
2
20
B
电压表的示数为4 V
0.2
进行多次实验(或在结论中添加“电压一定”的前提)
电阻箱的阻值调得太大(或滑动变阻器的最大阻值太小)