1、第10课时欧姆定律学生用书P115一、欧姆定律(c)1探究电流与电压、电阻的关系控制变量法设计对照实验：保持_电阻_不变，改变电压研究电流随电压的变化关系；保持_电压_不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系。实验结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与加在导体两端的电压成正比；在电压一定的情况下，导体中的电流与导体的电阻成反比。2欧姆定律的内容：_导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比_。数学表达式：_IU/R_。【知识拓展】1欧姆定律适用于纯电阻电路。所谓纯电阻电路指用电器工作时，消耗的电能完全转化为内能的电路，含电动机的电路不能直接用欧姆定律计算。2I、U、R对应
2、同一导体或同一段电路，不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用。3同一导体(即R一定时)，则I与U成正比；同一电源(即U一定时)，则I与R成反比，不能说成是R与I成反比。4导体的电阻由导体本身的长度、横截面积、材料、温度等因素决定。电阻值可通过欧姆定律变形公式RU/I计算，R与U和I的比值有关，但R与外加电压U和通过电流I等因素无关，即使电阻两端没有外加电压，内部没有电流通过，电阻依然存在。二、伏安法测电阻(c)1用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流，就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻，这种用电压表和电流表测电阻的方法叫伏安法。伏安法测电阻原理：_IU/R_。电路图
3、如下：图1012实验步骤连接实物电路。连接实物时先断开开关；滑动变阻器“一上一下”连接，并将其调到最大阻值处。连接电流表和电压表时注意“”进“”出及选择正确的量程。检查电路无误后，闭合开关S，三次改变滑动变阻器的阻值，分别读出电流表和电压表的示数，填入表格。算出三次Rx的值，求出平均值。整理器材。三、串、并联电路的特点(b)串联电路并联电路电路电流II1I2II1I2电压UU1U2UU1U2电阻RR1R21/R1/R11/R2或R分压或分流类型一欧姆定律典例 2018温州模拟在探究电流与电压关系的实验中，同学们设计了如下三种电路：图102(1)甲同学认为图2电路比图1电路好，理由是_定值电阻能
4、更好地保持电阻 不变_。乙同学认为图3电路比图2电路更好，理由是图3电路便于多次实验。(2)乙同学利用图3电路(其中电阻R5)完成了本实验，测得数据如下：实验次数电压U(V)电流I(A)电压/电流110.2220.4340.8分析表格数据，可得出的结论是_当电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比关系_。(3)实验操作过程中，丙同学发现滑动变阻器损坏，但经过思考后利用图2电路最终也完成了多次实验，该同学的做法是_改变电源电压，进行多次实验_。【解析】 (1)由于定值电阻的电阻较稳定，有利于探究电流与电压关系，因此图2电路比图1电路好。跟踪训练 2018菏泽如图所示用电流表(00.6A，
5、03A)、电压表(03V，015V)、定值电阻(5、10、15、20、30各一个)、滑动变阻器(050)、电源(6V)、开关和导线若干，探究电流与电阻的关系。图103(1)请你根据图甲所示的电路图，将图乙中的电路连接完整。(2)滑动变阻器在电路中的作用是_调整定值电阻两端的电压，使其保持不变_。(3)小强做此实验时，在电流表使用无误的情况下，收集测量数据，记录表格 如下：实验次数电阻R()电流I(A)150.62100.13150.24200.155300.1小强的五次实验操作中有一次是错误的，请你对小强记录的数据进行分析。你发现第_2_次测量的数据是错误的，错误的原因是_没有保持定值电阻两端
6、电压不变_。(4)请你根据表中正确的数据，在图丙中绘制出电流随电阻变化的图像。【答案】 (1)如答图所示。跟踪训练(1)题答图(4)如答图所示。跟踪训练(4)题答图类型二伏安法测电阻典例 2018衢州改编“测量小灯泡电阻”的电路连接情况如图，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V。图104实验次数科学量123电压U(V)1.52.02.5电流I(A)0.220.260.30电阻R()(1)闭合开关后，当滑片P向右移动时，电压表示数_变大_(选填“变大”“变小”或“不变”)。(2)实验中测得的小灯泡相关数据记录在表中，则小灯泡正常发光时的电阻为_8.3_(结果保留一位小数)。(3)三次实验
7、所求得的电阻值不同，其变化规律是_随着小灯泡两端电压增大，其电阻也增大_，请根据所学知识解释其中原因：_小灯泡两端电压升高、电流也增大时，灯丝温度升高，而灯丝的电阻会随着温度的升高而增大_。【解析】 根据电路图中滑动变阻器的连接方法，当滑片P向右移动时，其接入电路的阻值减小，再根据串联电路的分压特点，滑动变阻器分压减小，总电压不变，所以小灯泡两端的分压增大。小灯泡正常发光时，两端电压为额定电压2.5V，则R额8.3。跟踪训练 贵港中考用伏安法测电阻，实验电路如图甲所示。图105(1)连接电路时，开关应该是_断开_的。(2)大山同学在实验中的某次测量，电压表与电流表的读数如图乙所示，则此时待测电
8、阻的阻值为_8_。请你根据图甲的电路图，在图丙中用笔画线代替导线帮大山同学连接实物图(导线不能交叉)。(3)实验中，如果电压表突然损坏，已知滑动变阻器的最大阻值为R，被测电阻的阻值为Rx，电源电压保持不变，但电源电压未知，请你利用剩下的器材测出Rx，先在图丁中方框内画出此时的实验电路图，再简要写出实验过程和计算Rx的表达式。a实验过程：_测量时，先将滑片移至最右端，测出此时的电流I1_。_再将滑片移至最左端，测出此时的电流I2_。bRx的表达式：Rx_。【答案】 (2)如答图所示。跟踪训练(2)题答图(3)如答图所示。跟踪训练(3)题答图【解析】 (2)由图乙可知待测电阻两端的电压U2.4V，
9、通过待测电阻的电流I0.3A，此时待测电阻的阻值R8。由图乙可知，电压表的量程为03V，电流表的量程为00.6A；将电流表、被测电阻以及滑动变阻器串联连接，电压表并联在被测电阻两端；滑动变阻器按“一上一下”的原则接线。(3)如果电压表突然损坏，已知滑动变阻器的最大阻值为R，电源电压保持不变，在答图所示的实验电路图中：先将滑片移至最右端，测出此时的电流I1，则电源电压UI1Rx；将滑片移至最左端，测出此时的电流I2，则电源电压 UI2RxI2R，因电源电压保持不变，所以I1RxI2RxI2R，Rx。类型三串、并联电路的动态分析典例 2018攀枝花如图所示，电源电压不变，开关闭合，当滑动变阻器滑片
10、P向右移动时，下列判断正确的是(B)图106A电流表的示数变大，电压表V1的示数变小，V2的示数不变B电流表的示数变大，电压表V1的示数变小，V2的示数变大C电流表的示数变小，电压表V1的示数变大，V2的示数变小D电流表的示数变大，电压表V1的示数不变，V2的示数变小【解析】 由图可知，两电阻串联，电压表V2测R1两端的电压，电压表V1测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑动变阻器滑片P向右移动时，R2接入电路的阻值变小，电路中总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大；因电流变大，根据UIR可知，定值电阻R1两端的电压变大，即电压表V2的示数变大，根据串联电路电压的
11、规律可知，电压表V1的示数变小。跟踪训练 宁波中考如图所示电路，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，当滑片P从a点滑到b点过程中，电流表的示数从Ia变为Ib。下列各图中，能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是(B)图107 ABCD【解析】 由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以UU电源IR0，即UI图像是一次函数图像；当滑片P位于a点时，变阻器接入电路的电阻较小，电路中的电流较大，由UU电源IR0可知，电压表的示数较小。类型四串、并联电路的计算典例 2018泰安改
12、编某科学兴趣小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图所示。ABO为一水平杠杆(踏板和杠杆的自身重力均不计)。已知报警器R0的阻值恒为10，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示。闭合开关S，水平踏板空载时，电压表的示数为2V；当水平踏板所受压力增大，电压表示数达5V时，报警器R0开始发出报警信号。图108F(N)051015202530R()45342418141210(1)电源电压为多少？(2)当报警器开始报警时，压力传感器受到的最大压力值为多少？(3)若电源电压变为14V，为保证报警器仍在电压表示数为5V时报警，则压力传感器受到的最大压力值为多少？【答案】 (1)查表
13、可知，水平踏板空载时，压力传感器阻值R空45，I0U0/R02V/100.2A，电源电压UI0R总I0(R0R空)11V。(2)报警时，电路中的电流I报警U报警/R05V/100.5A，压力传感器阻值R传感U传感/I报警(11V5V)/0.5A12，查表可知，报警器开始报警时，压力传感器受到的最大压力值为25N。(3)电源电压改变后，报警时压力传感器的电阻R18，查表可知，此时压力传感器受到的压力F215N。跟踪训练 如图所示电路中定值电阻R15，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变。当滑片P在a端时，电流表示数为0.6A，滑片P在b端时电压表示数为2V。求：图109(1)电源电压。(2)滑动变
14、阻器R2的最大阻值。【答案】 (1)当滑片在a端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，电流表示数为0.6A，可得：UIR10.6A53V。(2)当滑片在b端时，R1、R2串联，电压表示数为2V，则：R1的分压U1UU23V2V1V，串联电路的电流II1U1/R11V/50.2A，滑动变阻器的最大阻值R2U2/I2V/0.2A10。1关于欧姆定律的变形公式RU/I的科学意义，下面的理解正确的是 (D)A导体中通过的电流越大，则电阻越小B导体的电阻与它两端的电压成正比，和通过的电流成反比C加在导体两端的电压越大，则电阻越大D导体的电阻等于导体两端的电压和通过它的电流之比【解析】 导体的电阻是导体本身的
15、一种性质。当材料、长度、横截面积一定时，导体的电阻就一定，导体的电阻等于U和I的比值，但与电压、电流的大小无关，导体内没有电流通过时，其电阻依然存在。2 某同学连接的电路如图所示，已知他所用的电源电压为20V，电阻R为2k，滑动变阻器的最大阻值为3k，当他将滑片P从b滑向a的过程中，关于电压表示数变化范围，下面选项中正确的是 (A)A820V B020VC1220V 图1010D812V【解析】 当滑片P处于a端时，电压表测电源电压，示数为20V；当滑片P处于b端时，电压表测R的分压，根据串联电路分压规律，UR20V8V。所以将滑片P从b滑向a的过程中，电压表示数变化的范围为820V。图101
16、132018滨州如图所示的电路中，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，下列四个选项中，判断正确的是(D)A电流表、电压表的示数均变小B电流表、电压表的示数均变大C电流表示数变小、电压表示数变大D电压表与电流表示数的比值变小【解析】 R1与滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。在滑动变阻器的滑片P向右滑动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，由UIR可知，R1两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小。电压表与电流表的比值等于滑动变阻器连入
17、电路的阻值，因为滑动变阻器连入电路的阻值变小，所以电压表与电流表示数的比值变小。42018台州某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是 (C)图1012A该同学研究的是电流和电压的关系B实验中电压表的示数保持0.5V不变C滑动变阻器阻值变化范围为15D将Rx从5换成10后，应将滑片P向左移【解析】 研究电流和电压的关系时，要控制电阻不变，由图乙可知，电阻是变化的；该同学研究的是电流和电阻的关系，实验中要控制Rx两端的电压不变(即电压表示数不变)。Rx两端的电压：UIRx0.5A5(或0.1A25)2.5V，即电压表保
18、持2.5V不变。电流最大为0.5A时，对应的电阻为5，根据欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路的电阻：R滑1R总R1R151；电流最小为0.1A时，对应的电阻为25，则变阻器连入电路中的电阻：R滑2R总R2R2255，所以滑动变阻器阻值变化范围为15。根据串联分压原理可知，将定值电阻由5改接成10的电阻，电阻增大，其分得的电压增大(大于2.5V)；探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压使电压表的示数减小为2.5V。根据分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片要向右移。5某科学兴趣小组在探究串、并联电路规律的电学实验中测得数据后，绘制出电路元件
19、A和B中的电流与两端电压的关系如图所示。分析图像，完成下列 各题：图1013(1)由图可知，A的电阻是_5_。(2)若将电路元件A、B并联后接在电压为2V的电源两端，干路中的电流是_0.6_A。(3)根据图像曲线分析，电路元件A和B中可作为某种敏感器件的是_B_元件。【解析】 (1)敏感器件的电阻不是一个定值，会随着环境条件的变化而变化。62018金华丽水用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”。电流表量程为“00.6A”，电压表量程为“03V”，滑动变阻器的规格为“501A”，电源电压3V恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持2V不变，读出电流表
20、示数并记录。图1014实验次数123电阻R()51020电流I(A)0.40.20.1(1)分析表中数据，可得出的实验结论是_导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比_。(2)为了使实验结论更可靠，控制AB间电压2V不变，再多测几组数据，AB间允许接入电阻R的取值范围是_3.33100_。【解析】 (2)因电流表量程为“00.6A”，电压表量程为“03V”，若R取值太小则电流太大，若R取值太大，则R的分压超过2V。72018威海小明想测量标有“2.5V”小灯泡的电阻，请解答下列问题：(1)请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整(导线不能交叉)。图1015(2)连好电路后，闭
21、合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最_左_端(选填“左”或“右”)。(3)闭合开关后，发现电流表、电压表均有示数，但灯泡不亮，原因可能是_D_。A小灯泡断路B小灯泡短路C滑动变阻器断路D滑动变阻器接入电路的阻值过大(4)调节滑动变阻器，测得实验数据如表所示：实验次数第1次第2次第3次第4次电压(V)1.01.52.02.5电流(A)0.141.000.250.30电阻()在分析实验数据时，发现一个数据有明显的错误，这个数据是_1.00_；若此错误是看错电表量程导致的，则该数据的正确值应是_0.20_。(5)根据实验数据可知，小灯泡正常发光时的电阻是_8.33_(计算结果精确 到0.01)。(6)
22、实验完成后，分析实验数据发现，小灯泡电阻呈逐渐增大趋势，其原因可能是_灯丝的电阻随温度升高而增大_。【答案】 (1)如答图所示。第7(1)题答图8宁夏中考科学知识的应用无处不在，如图所示，甲、乙两地相距L km，两地之间沿直线架设了两条输电线，输电线每千米的电阻是R0，现输电线某处发生了短路，为了尽快确定短路位置，及时修复供电，机智的检修员在甲地利用实验室常用的电学仪器，根据伏安法进行了检测，并根据检测数据确定了短路位置距甲地的距离s。(1)请你在甲处的虚线框内把检测需要的仪器与两条输电线连接起来，组成检测电路(所需仪器用元件符号表示)。图1016(2)请根据学过的电学知识，推导求出短路位置距甲地的距离s km(用已知量、检测量表示，检测电路导线的电阻忽略不计)。推导过程：(检测量用字母表示，推导过程要有必要的文字说明)【答案】 (1)如答图所示。第8(1)题答图(2)若电压表示数为U，电流表示数为I，则甲处到短路位置间输电导线的电阻RU/I。输电线每千米的电阻是R0，输电线有两根导线，所以甲处到短路处的距离s(km)。