教科版物理九年级上册第六章 欧姆定律.docx

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教科版物理九年级上册第六章欧姆定律

第六章欧姆定律

本章通过实验探究电流、电压与电阻的关系来理解欧姆定律，能进行简单的计算，会使用电流表和电压表测量导体的电阻。

欧姆定律揭示了电流、电压和电阻各物理量之间的辩证关系。

本章设计了一系列实验探究活动，从而让学生亲身经历各种探究过程，在探究中体会各种现象之间的联系，分析现象的本质。

第一节欧姆定律

【点击课标】

1.理解欧姆定律，能进行简单的计算。

2.通过实验探究，自己找出电流跟电压和电阻的关系，学习科学探究方法。

3.通过科学探究的过程并结合欧姆的故事，培养学生尊重事实、探求真理的科学态度。

【教你一招】探究电流跟电压和电阻的关系，是本节的重点和难点。

要求同学们能熟练地掌握实验目的、实验器材、实验电路图、实验步骤、会设计数据表格、知道滑动变阻器的作用和相应的结论。

例：

下表是“探究电路跟电压、电阻关系”的实验数据记录。

表一：

R=100Ω表二：

电压U=2V

电压U（V）

1

2

3

电流I（A）

0.1

0.2

0.3

电阻R（Ω）

5

10

20

电流I（A）

0.4

0.2

0.1

（1）分析表一数据，可得出结论：

______________________________________________；

（2）分析表二数据，可得出结论：

_______________________________________；

（3）综合分析表一和表二数据，可得出电流与电压、电阻的关系，这个关系的数学表达式是：

________________。

这个实验用到了一个重要方法，叫做__________，这种方法的含义是___________________________________________________。

解析：

表一中给出的R=100Ω是指在导体电阻一定的情况下，来研究导体电流与导体两端电压的关系。

从表中数据来看，电压是原来几倍时，相应的电流就是原来电流的几倍，电压增大，电流也增大，两者成正比。

表二中给出的U=2V是指在导体两端电压控制不变情况下来研究导体电流与导体电阻的关系。

从表中数据来看，导体电阻是原来的几倍，相应电流变为原来电流的几分之一，电阻增大，电流却减小，电流与电阻成反比。

在探究一个量a与另外两个量b和c的关系时，物理学上要先控制b和c这两个量中的一个（如b）不变，来研究a与另一个量c之间的变化关系；再控制c不变，研究a与b之间的变化关系，最后看a与b、c两个量的关系。

这种方法称为控制变量法。

答案：

（1）导体电阻不变时，流经导体的电流与加在导体两端的电压成正比；

（2）导体两端电压不变时，电流与导体电阻成反比；（3）I=U/R，控制变量法，在研究一个量与另外几个量的关系时，先要控制另外一个量不变，探究一个量和另外的变化量间的关系。

【伴你前行】

1．德国物理学家欧姆经过大量的实验研究，得出了电流与电压、电阻的关系：

导体中的电流，跟导体两端的电压，跟导体的电阻。

这就是著名的欧姆定律，用公式表示就是。

2.将电阻R1与R2并联后接在电源两端时，通过它们的电流之比是3:

2，则R1:

R2=；若把它们串联起来接在电路中，则通过它们的电流之比I1:

I2=。

3.“探究电流与电压关系”实验的电路图如图1所示。

在实验中应控制不变，滑动变阻器Rˊ的作用是。

4．如图2所示的电路，电源电压保持不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。

当开关S闭合，滑片由b端向a端移动的过程中，电流表示数，电压表与电流表示数的比值。

5.如图3所示电路中，电源电压保持不变，开关S1始终闭合。

当开关S2断开时，灯L1、L2是联的；当开关S2闭合时．电压表示数（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

图1图2图3

6.对欧姆定律的理解，下列说法中错误的是（）

A．对某一段导体来说，导体中的电流跟两端的电压成正比

B．在电压一定条件下，导体中的电流跟导体电阻成反比

C．导体中电流的大小由两端电压和电阻共同决定其大小

D．导体中电流跟两端电压和电阻无关

7.当某导体两端的电压为3V时，通过导体的电流为0.3A，如果导体两端电压再增加6V，那么导体中的电流为（）

A．0.9AB．0.6AC．0.3AD．0.1A

8.酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车，如图4是它的原理图。

图中酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，如果测试到的酒精气体浓度越大，那么（）

A．传感器的电阻越大B．通过传感器的电流越小

C．传感器两端的电压越小D．电压表的示数越大

9．如图5所示，电源电压不变。

当开关S闭合时，电流表的示数为0.8A。

开关S断开后，电流表的示数改变了0.5A。

则R1与R2的阻值之比为（）

A．13∶5B．3∶5C．5∶3D．5∶13

图4图5

10.如图6所示的电路，开关闭合后，灯泡L发光，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，若L的阻值不变，则电流表、电压表的读数将（）

A．减小，减小B．减小，增大C．增大，减小D．增大，增大

11.在图7所示的电路中，闭合电键S，电路正常工作。

一段时间后灯L熄灭，一个电表的示数变大，另一个电表的示数变小。

将两用电器位置互换后再次闭合电键S，两个电表指针均发生明显偏转。

若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上，则（）

A．灯L断路B．灯L短路C．电阻R断路D．电阻R短路

图6图7

12.在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的实验中，小华设计了实验电路图（a），小星觉得小华设计的电路图不够完善，于是他对图（a）进行了改进，增加了一只滑动变阻器连接到如图（b）所示的实物图中，

（1）问：

小星为什么要增加一只滑动变阻器？

（2）请用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．（要求：

闭合开关S前，滑片位于最右端）

图（b）

（3）实验中，小星在闭合开关S后，发现两电表的指针正常偏转，但总在晃动，无法准确读数，造成此现象的原因可能是_______。

（4）经重新调整后，通过改变电阻R两端的电压，电流表、电压表的示数如表中所示，对表格中的数据进行分析，你认为错误的数据是_______，排除错误的数据后，可归纳得出的结论是_____________________________________________________.

实验次数

1

2

3

4

5

6

电压U／V

2．0

2．2

2．4

2．6

2．8

3．0

电流I／A

0．20

0．22

0．23

0．26

1．40

0．30

【拓展视野】

大家都知道，如果人接触到通有电流的电车电线或者高压电线上，是一件非常危险的事。

不但人触着它要死，就是大的动物触着它也要死。

那么鸟为什么却能够平安无事地停在电线上呢？

原来，鸟的两只爪子是立在同一根导线上，输送22×104V高压LGJ型钢芯铝绞线，其横截面积是95mm2，允许通过的电流为325A。

如果小鸟两爪间距离是5cm，这段5cm长的导线电阻只有1.63×10-6Ω，根据U=IR，其两端电压不会超过5.3×10-3V。

这就是加在小鸟身上的电压。

如果小鸟身体的电阻是10000Ω，那么通过鸟儿身体的电流仅有0.53μA。

电流很微弱，因此鸟儿不会触电。

但是停在电线上的鸟，如果翅膀、尾部或嘴触到电线杆的横臂，那么马上就会有电流通过它的身体流入地里，使它触电身亡了。

第二节测量电阻

【点击课标】

1.知道利用伏安法测电阻，能使用电流表和电压表探究电路，并能正确地进行测量和读数。

2.经历科学探究，学会测量电阻及减小误差的方法，学习分析实验数据的方法。

3.通过探究活动，体验学习的方法，感受科学的魅力。

【教你一招】本节的重点是用伏安法测电阻的探究过程，难点是探究其他测电阻的方法。

伏安法测电阻，是初中阶段最基本的方法，希望同学们要熟练掌握实验原理、实验目的、实验器材、实验电路图、实验步骤、会设计数据表格、知道滑动变阻器的作用，同时还要知道在实验中温度对电阻是有影响的，除非题中说明不考虑温度对电阻的影响。

（1）实验原理：

同学们知道欧姆定律的数学表达式I=U/R的变形公式是R=U/I，在这个变形公式中，用电压表测出导体两端的电压，用电流表测出流经该导体的电流，就可以求出导体的电阻，这种方法叫做伏安法。

（2）实验目的：

就是让大家用电压表和电流表测电阻，进一步掌握

电压表和电流表的使用方法。

（3）实验器材：

电源、开关、导线、待测电阻、滑动变阻器、电压

表和电流表。

（4）实验电路图：

（5）实验步骤：

①按电路图连接实物图；②检查电路无误后，闭合开关，调节滑动变阻器，改变电阻两端的电压U1、U2、U3，分别填入下面表格中。

实验次数

电压U（V）

电流I（A）

电阻R（Ω）

电阻平均值

1

U1

I1

R1

R=1/3（R1+R2+R3）

2

U2

I2

R2

3

U3

I3

R3

（6）滑动变阻器在实验中有两个作用：

①保护电路；②改变导体两端电压。

（7）用这个方法测定值电阻和测小灯泡电阻时，应考虑温度的影响。

二者受温度影响不同，定值电阻受温度影响不大，但小灯泡的电阻受温度的影响较大，所以不用求灯泡电阻的平均值。

【伴你前行】

1．小英按图1甲所示的电路图连接实验电路，测量电阻R的阻值。

闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P后，观察到电压表和电流表的示数分别如图1乙、丙所示，则电流表的示数为A，电阻R的阻值为Ω。

2.如图2所示，示某探究小组测量电阻时所得到的两个定值电阻A和B的电流和电压关系的图象，则A的电阻为Ω；若将A和B并联接入到电压为15V的电源两端时，电路中的总电流为A。

3．如图3所示，一定值电阻R0与最大阻值为40Ω的滑动变阻器串联在电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时，电流表的示数为O．3A；当滑动变阻器的滑片P滑到最右端时，电流表的示数为O．1A。

则定值电阻R0＝　　　Ω，电源的电压U＝　　　　v。

图2图3

4.某照明灯额定电压是36V，正常发光时灯丝电阻为24Ω，则照明灯的额定电流是_________A．如果电源电压是48V，为使照明灯正常发光，可以在电路中串联一个阻值为Ω的电阻。

5.一个电阻，在它两端加10V的电压时，通过的电流为0.5A，则该电阻的阻值是Ω；如果电阻两端电压为零，该电阻的阻值是Ω．

6.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”的这两个实验，下列说法不正确的是（）

A.它们都是采用控制变量的研究方法B.它们的实验电路在教科书中是相同的

C.前者多次测量的目的是分析多组数据，得出电流跟电阻的关系

D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值，减小误差

7.如图4所示是童童设计的压力传感器的原理图，其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片P固定在一起，AB间有可收缩的导线，R1为定值电阻。

当闭合开关S，压力F增大时，电流表与电压表示数变化情况是（）

A．电流表示数变大，电压表示数变小B．电流表示数变小，电压表示数变大

C．电流表、电压表示数都变大D．电流表、电压表示数都变小

8.如图5所示，电源电压恒定．闭合开关S1、S2，电压表示数为9V，电流表示数为1.5A；断开开关S2，电压表示数为6V．则Rl和R2的阻值分别是（）

A．6Ω2ΩB．6Ω3ΩC．4Ω2ΩD．4Ω3Ω

图4图5

9.如图6所示的两个电路中，电源电压恒定且相等，两个灯泡的规格相同。

闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P都从中点向右滑动的过程中，关于灯泡L1和L2的亮度情况，下列判断正确的是（）

A.L1和L2都变亮B.L1和L2都变暗C.L1始终比L2亮D.L2始终比L1亮

10.如图7所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，两灯都发光；当把开关S2断开时，灯泡L1的亮度及电流表示数的变化情况是…（）

A．L1亮度增大，电流表示数不变B．L1亮度不变，电流表示数不变

C．L1亮度不变，电流表示数变小D．L1亮度减小，电流表示数变小

图6图7

11.如图7是新型节能应急台灯电路示意图，台灯充好电后，使用时可通过调节滑动变阻器接入电路的阻值R改变灯泡的亮度，假定电源电压、灯泡电阻不变，则灯泡两端电压U随R变化的图象是（）

12.请利用下列器材，用笔画线连接“伏安法测量电阻”的实验电路，并画出相应的电路图

图8

13.如图9所示，是小明的实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡标有“2.5V”字样。

（1）请指出电路连接中的两个不当之处：

①　　　　　　　　　　　　　　　；②　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）他们改正电路连接中的不当之处后，闭合开关，移动变阻器滑片时，发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化，但两电表的示数总是比较小，灯泡的亮度也较弱。

出现这种现象的原因是：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）电路正常后，他们分别测出了小灯泡的几组电压和电流值。

记录如下：

①小灯泡正常工作时的电阻大小约为　　　　　　；

②通过分析实验数据可知，小灯泡的电阻是　　　　（填写“不变”或“变化”）的，其原因是：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）实验结束，小明提出了一个探究设想：

可以利用图9中的实验器材来探究“并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系”。

①请帮他们设计一个实验方案，将电路图画在虚线框中；

②在实验探究过程中，滑动变阻器不但可以改变电路中的电流，它还是电路中的一个　　　　　　，但在移动滑片时一定要注意　　　　　　　　　　　。

电压（V）

2.0

2.5

2.8

电流（A）

0.20

0.24

0.26

14．实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻．提供的器材有：

电源（电压约5V）、学生用电压表（0～6V）、电阻箱R（0～9999Ω5A）、开关S1和S2、导线若干．现要测量待测电阻Rx的阻值，设计了如图甲所示的实验电路图．

（1）小虎进行的实验过程如下：

①根据实验电路图，连接成如图乙所示的实物电路，但存在连接错误，只需改动一根

导线，即可使电路连接正确，请在接错的导线上打“×"，并用笔画线代替导线画出正确的接法．

②电路连接正确后，闭合S1，将S2拨到触点1时，电压表的读数为U1，则电源电压为_______．

③闭合S1，将S2拨到触点2，当电阻箱的阻值调为R0时，电压表的示数为U2，则待测电阻的阻值Rx=______

（2）如果实验器材中没有提供电压表，现再提供一只电流表（0～0.6A），利用上述器材，你认为_____（选填“能”或“不能”）较准确测出该待测电阻的阻值，原因是______．

【拓展视野】

方法

器材

公式

电路图

伏安法

电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、待测电阻RX

RX=U/I

伏伏法

电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、待测电阻RX

RX=U2R0/U1

安安法

电源、开关、滑动变阻器、电流表两个、电阻R0、待测电阻RX

RX=I2R0/I1

安滑法

电源、开关、滑动变阻器（最大阻值为Rmax）、电流表、待测电阻RX

RX=I1Rmax/（I2-I1）

I1为变阻器接入阻值最大时电流表的示数，I2为变阻器接入阻值最小时电流表的示数

伏滑法

电源、开关、滑动变阻器（最大阻值为Rmax）、电压表、待测电阻RX

RX=U1Rmax/（U2-U1）

U1为变阻器接入阻值最大时电压表的示数，U2为变阻器接入阻值最小时电压表的示数

第三节等效电路

【点击课标】

1.进一步了解串、并联电路的特点，了解等效电路的电阻。

2.经历等效电阻和等效电路的探究过程，学习等效的物理方法。

3．体验探究的快乐及科学丰富的魅力。

【教你一招】了解串、并联电路的特点，理解等效电阻，是本节的重点。

并联电路的等效电阻的猜想和推导是本节的难点。

如甲图所示，滑动变阻器的最大阻值为R1=40Ω，电源电压及灯L的电阻保持不变。

当S1、S2均闭合且滑片滑到b端时，电流表A1、A2的示数分别如图乙、丙所示；当S1、S2均断开且滑片P置于变阻器的中点时，电流表A1的示数是0.4A。

求解下列问题：

（1）电源的电压；

（2）R2的电阻；（3）灯L的电阻。

解析：

本题是利用欧姆定律和串、并联电路特点，求解物理量的一道综合题。

看上去好象电路很复杂，但认真分析后，可以看出题目中通过开关的控制作用和滑动变阻器滑片的移动，电路实质上就是串、并联电路，而且就是涉及两个电阻的串、并联电路。

当你发现一道很复杂的电路时，千万不要心慌意乱，初中阶段再复杂的电路，通过开关及滑动变阻器的作用后会变为串、并联电路的，不要看表面现象，要看问题的实质。

解：

（1）当S1、S2均闭合，滑动变阻器滑片P移到b端时，灯L被短路掉。

这时的电路是R1、R2组成的并联电路。

A2测R2支路电流I2，A1测并联电路总电流I。

R1支路电流设I1，则I1+I2=I，I2=0.6A，I=0.9A，I1=I-I2=0.9A-0.6A=0.3A，R1=40Ω，根据欧姆定律：

对于导体R1有：

I=U1/R1，所以U1=I1R1=0.3A×40Ω=12V

（2）对于R2而言，I2=0。

6A，U2=U1=U=12V

根据欧姆定律：

I2=U2/R2，得：

R2=U2/I2=12V/0.6A=20Ω

（3）当S1、S2均断开，P滑至中点，这时的电路实质上就是R1/2电阻与灯L电阻R’串联，这时A1示数与流经变阻器和流经灯L的电流均相等，

=0.4A，灯L两端电压

=U-U1=U-IR1/2=12V-0.4A×1/2×40Ω，对灯L而言：

，这里

=10Ω，所以灯L的电阻是10Ω。

【伴你前行】

1．修理电视机时，需要一个1kΩ的电阻，但师傅手边只有一些5kΩ的电阻，那么他需要用个5kΩ的电阻联起来才能使用。

2.如图1所示，虚线框内有两个阻值分别为5Ω、10Ω的电阻，小明同学想了解其连接方式，于是用3V的电源、电流表和开关进行了检测，闭合开关后，测得电流表的读数为0.2A。

则两个电阻的连接方式是。

若要增大电流表的读数，可以采取的措施有。

3．小明在探究“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下图2所示I-U关系图象，则甲、乙两个电阻串联后总电阻是_________Ω；这两个电阻串联后接在电压为6V的电源上，电路中的电流为________A；这两个电阻并联后接在6V电源上，干路中的电流为________A。

4．如图3所示的电路，电源电压保持不变，R1＝10Ω。

当闭合开关S，滑动变阻器滑片P在中点时，电流表的示数为0.3A；当把滑片P移到最右端时，电流表的示数为0.2A。

则电源电压为　　　V，滑动变阻器的最大阻值为Ω。

图1图2图3

5.两只定值电阻，甲标有“10Ω1A”，乙标有“15Ω0.6A”，把它们串联在同一电路中，电路中允许通过的最大电流为A，两端允许加的最大电压为V．

6.有两个电阻R1=2Ω，R2=3Ω，若把它们串联接在电路中，总电阻是_____________Ω，R1和R2两端电压之比U1:

U2=_____________。

7.一个额定电压为3.8V的小灯泡，小明在1.2V下测出它的电阻，接着又将灯泡两端电压调到3.8V测出其电阻，小明发现后一次电阻比第一次大得多，这是因为（）

A．实验方法不对B．实验误差

C．导体的电阻跟温度有关D．实验错误

8．如图4所示的电路，开关闭合后，灯泡L发光，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，若L的阻值不变，则电流表、电压表的读数将（）

A．减小，减小B．减小，增大C．增大，减小D．增大，增大

9．在用伏安法测电阻的实验中，某班实验小组的同学在操作时，电表量程选择正确，但不慎将两表的位置接错，连成如图5所示情况，那么当开关闭合后：

（）

A．电流表和电压表都被损坏B．电流表和电源损坏，电压表示数为零

C．电流表损坏，电压表有示数D．电流表示数为零，电压表有示数

图4图5

10．.图6所示的电路中，电源两端电压保持不变，当开关S闭合时，灯L正常发光。

如果

将滑动变阻器的滑片P向右滑动，下列说法中正确的是

A．电压表的示数变大，灯L变亮B．电压表的示数变小，灯L变暗

C．电压表的示数变大，灯L变暗D．电压表的示数变小，灯L变亮

11．如图7所示，电源电压保持不变，R2＝2R1，当开关接a点时，电压表的示数为U0，当开关接b点时，电压表的示数

A．小于0.5U0B．等于0.5U0C．大于0.5U0而小于U0D．等于U0

图7

12.在如图8所示的电路中，电源电压不变，闭合开关，电路正常工作。

但过了一段时间，小灯泡发生断路，这时（）

A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变大，电流表示数变大

C．电压表示数变小，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小

13.利用如图9所示的电路，测量Rx的阻值．电源电压保持不变，S是单刀双掷开关、R＇是电阻箱、R0是已知阻值的电阻、Rx是待测电阻．将开关S拨到a，电流表的示数为I；再将开关S拨到b，调节电阻箱R＇的阻值，当电流表的示数为I/2时，读出电阻箱的阻值为R，则被测电阻Rx的阻值为（）

A．

B．RC．

D．

图8

14.小明观察了市场上自动测高仪后，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（）

15．实验桌上有如下实验器材：

满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个，电阻箱

一个，已调零的电流表两块，开关两个，导线若干。

请选用上述实验器材，设计一个实验证明“两个电阻R1与R2并联时，如果R1的阻值保持不变，则电阻R1与R2并联的等效电阻R跟电阻R2的关系为：

=

+b（b为常量）”。

请你画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。

16.小明设计了一种测量未知电阻Rx的实验方案，并选择了合适的器材，测量电路如图10

所示，电源电压恒定，滑动变阻器最大阻值未知，在A、B两点间接人的元件每次只能是电阻箱或未知电阻Rx

（1）请你帮他完成相关实验内容：

①将________接入A、B两点间；

②闭合开关，移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时，记下__________；

③断开开关，取下A、B间的元件，将_______接在A、B两点间；

④闭合开关，调节________，使___________；

⑤读出________，即可知道Rx的阻值．

（2）小明测量电阻R，的方法，在科学研究中经常用到，下面四个研究实例中，采用这种研究方法的是（）

A．力是看不见的，可以通过力的作用效果认识它

B．根据磁铁吸引大头针多少判定磁铁磁性的强弱

C．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻

D．用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱

10

【拓展视野】

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