第07讲 欧姆定律 辅导讲义-2024-2025学年人教版物理九年级上学期

第07讲_欧姆定律 辅导讲义（学生版） 主讲内容 电流与电压和电阻的关系 欧姆定律 第07讲_欧姆定律 [学生版] 课前小测 1 滑动变阻器可以改变接入电路中电阻的大小。使用时移动滑片，改变的是滑动变阻器接入电路中电阻丝的（　　） A.材料 B.横截面积 C.长度 D.电流方向 2 某学习小组在练习使用滑动变阻器时，准备连接如图所示的电路，N为导线待接入的一端。下列分析正确的是（　　） A.当N接D时，能通过调节滑片P改变灯泡亮度 B.当N接B时，闭合开关前，滑片P应移动到最左端 C.当N接B时，闭合开关，滑片P向右移，灯泡将变暗 D.当N接A时，闭合开关，滑片P向左移，灯泡将变暗 3 在探究“导体的电阻大小与哪些因素有关”时，某同学进行了如下实验如图所示，实验板上固定了四根金属丝；a、b、c长度相同，a、b、d横截面积相同，b、c、d材料相同；他分别将四根金属丝接入电路，记录的实验数据如下表所示，请回答下列问题； 金属丝 电流表示数I/A a 0.7 b 0.3 c 0.6 d 0.6 （1）该实验中，导体的电阻大小用电流表的示数来反映，这是采用了转换测量物理量的研究方法，以下选项中，同样采用了此种方法的是______；（正确答案只有一个） A．借助水压学习电压 B．借助磁感线来描述磁体周围的磁场 C．借助电磁铁吸引大头针的个数反映电磁铁磁性强弱 D．研究电流与电压的关系时，保持导体电阻一定 （2）根据金属丝a、b接入电路的实验数据，可得出的结论是：导体的电阻大小与______有关； （3）根据金属丝c、d接入电路的实验数据，该同学认为导体的电阻大小与长度无关。他的观点是错误的，原因是______。 4 在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，小东猜想导体电阻大小可能跟导体的材料、长度和横截面积有关。为了验证上述猜想，他用如图所示的器材进行实验，图中电源电压不变。为锰铜合金丝，、、为镍铬合金丝，表示合金丝的横截面积，、、的长度相同，各合金丝可以通过、接入电路。下列说法正确的是（　　） A.实验中电流表的示数越大，表示接入电路的合金丝电阻越大 B.若探究导体电阻大小与长度是否有关，应选择和两根合金丝分别接入电路 C.若探究导体电阻大小与材料是否有关，应选择和两根合金丝分别接入电路 D.若探究导体电阻大小与横截面积是否有关，应选择和两根合金丝分别接入电路 5 电位器和滑动变阻器都是变阻器，它们的原理都是通过改变导体接入电路中的长度从而改变电流。如图是某电位器的结构示意图，电阻片R的两端分别与接线端A、C相连，滑动片P的一段通过转轴O与接线端B相连，另一端与电阻片R接触良好，并能绕转轴O在电阻片R上滑动。下列说法中正确的是（　　） A.若利用电位器改变小灯泡的亮度，必须使电位器与小灯泡并联 B.把A、B接入电路中，当滑动片P顺时针转动时，电路中的电流变小 C.把B、C接入电路中，当滑动片P顺时针转动时，接入电路的电阻变大 D.把A、C接入电路中，当滑动片P顺时针转动时，接入电路的电阻变大 课程目标 知识目标 1.通过实验探究电流与电压和电阻的关系。 2.理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。 能力目标 1.通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系，分析归纳得到欧姆定律。 2.学会解决电学计算题的一般方法，培养学生的逻辑思维能力。 过程与方法 1.学习用图象的方法来表示和研究物理规律。 2.使学生感悟用“控制变量”来研究物理问题的科学方法。 3.分析归纳电流跟电压、电阻的定量关系，得出欧姆定律。 知识图谱 课堂引入 认识欧姆定律 1.发展历史： 1826年4月欧姆得出有名的欧姆定律。 1876年，詹姆斯·麦克斯韦与同事，共同设计出几种测试欧姆定律的实验方法。 2.重要的应用： 在电机工程学和电子工程学里，欧姆定律妙用无穷，因为它能够在宏观层次表达电压与电流之间的关系，即电路元件两端的电压与通过的电流之间的关系。 物理学：在物理学里，对于物质的微观层次电性质研究，会使用到的欧姆定律。 欧姆定律及其公式的发现，给电学的计算，带来了很大的方便。这在电学史上是具有里程碑意义的贡献。 电流与电压和电阻的关系 知识精讲 一、实验研究方法 我们知道，电压是形成电流的原因，由此可以想到：电压越高，电流可能越大；电阻表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，电流会越小。 问题：那么流过导体的电流与加在导体两端的电压及导体的电阻存在怎样的定量关系呢？ 研究方法： 控制电阻一定，探究电流与电压的关系； 控制电压一定，探究电流与电阻的关系。 二、探究电流和电压的关系 1．电路图和实物图 2．实验步骤 （1）按电路图连接电路（连接电路要注意:连接电路前开关要断开，并将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处，电流表和电压表要选择合适的量程和正确的接柱）。 （2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数成整数倍增加（如分别为1V、2V、3V、4V、5V、6V），依次记下电流表的示数，把数据记录在表格中。 3．实验数据记录 4．实验图像与实验结论 实验结论：当电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。 注意：本实验中滑动变阻器的作用：改变定值电阻两端的电压。 三、探究电流与电阻的关系 1．实验电路图 2．实验步骤 （1）按电路图连接电路（注意：连接电路前先断开开关，并将滑动变阻器滑片移到最大值处,电流表和电压表要选择合适的量程和正确的接线柱）。记下电阻值（如：5Ω），闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一值（如：3V），记下电流表的示数，把数据记录在表格中； （2）更换一个新的电阻，记下其阻值（如：10Ω ），移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数保持不变（如仍为3V），记下电流表的示数，把数据记录在表格中； （3）再更换一个新的电阻，记下其阻值（ 如：15Ω ），重复上次实验。 3．实验数据与实验结论 实验结论： 当电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。 探究电流与电压的关系 例题 6 [多选题] （多选）在探究电流与电压关系实验中，关于滑动变阻器的作用，下列说法正确的是（　　） A.保护电路安全 B.改变电阻两端电压 C.可实现多次测量，寻找普遍规律 D.可实现多次测量，减小实验误差 7 小阳同学在探究“通过导体的电流跟该导体两端电压的关系”实验中，利用如图所示实验器材进行实验。 （1）请在虚线框内画出小阳探究实验的电路图。 （2）在图所示实物电路中，________连接有错误。 （3）小阳改正错误的电路连接后，进行实验。他闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，观察到电流表的示数________。 （4）下表是小阳记录的实验数据。 U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 I/A 0.08 0.16 0.23 0.38 0.40 0.48 0.56 请你根据表中数据在图中的坐标中描点，并绘制出本次实验中通过导体的电流跟该导体两端电压的关系图象。 （5）通过绘制图象可发现在测量中有明显错误的数据是I＝________A的实验数据。根据图象可以判断：当电阻R两端电压为4V时，通过电阻R的电流I约为________A。 （6）分析实验图象，得到的结论是：当________一定时，通过导体的电流跟________。 8 小亮做“探究通过导体的电流跟电压的关系”的实验。他在实验桌上连接了如图所示的实验电路，同组的小英检查电路后，发现电路中有一根导线连接错误。 （1）请先在错接的那根导线上打上“×”，之后用笔画线代替导线，画出这根导线正确的连接方法； （2）在方框中画出正确的实验的电路图； （3）小亮改正电路连接后，进行实验探究，请你将他的实验步骤补充完整； ①断开开关，电表调零，将滑动变阻器的滑片P调至接入电路阻值___________位置，如图连接电路； ②闭合开关S，调节滑片P的位置，使电压表有合适的示数U，读出此时电流表的示数I，并把U、I的值记录在表格中； ③_______________________________； ④仿照步骤③，再做四次实验，并把U、I的值记录在表格中； （4）请你画出该实验的数据记录表； （5）数据处理 ①为得到电流与电压的定量关系，小亮在方格中建立相关坐标轴，并将表中数据描在I－U图中，如下图所示。老师检查发现他漏掉了U＝0.9V，I＝0.24A的一组数据，请你将这组数据描在I－U图中，并绘出I－U图像； ②分析实验图像，得到的结论是：当___________一定时，通过导体的电流跟______________。 随练 9 如图所示是小松探究“通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验电路。他的主要实验步骤如下： ①将电流表和电压表调零，根据电路图连接电路； ②闭合开关，调节滑动变阻器滑片P的位置，读出电流表、电压表的示数U、I，并记录U、I； ③改变滑动变阻器滑片P的位置，读出电流表、电压表的示数U、I，并记录U、I； ④仿照步骤3，重复4次并记录电流表、电压表的示数U、I。 请完成下列问题： （1）画出本次实验的电路图； （2）画出本次实验的记录表格； （3）正确连接电路后，闭合开关S，发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转，请你判断电路中出现的故障原因是________。 10 小阳同学在探究“通过导体的电流跟该导体两端电压的关系”实验中，利用如图所示实验器材进行实验。 （1）请在虚线框内画出小阳探究实验的电路图。 （2）在右图所示实物电路中，________连接有错误。 （3）小阳改正错误的电路连接后，进行实验。他闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，观察到电流表的示数________。 （4）下表是小阳记录的实验数据。 请你根据表中数据在如图中的坐标中描点，并绘制出本次实验中通过导体的电流跟该导体两端电压的关系图像。 U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 I/A 0.08 0.16 0.23 0.38 0.40 0.48 0.56 （5）通过绘制图像可发现在测量中有明显错误的数据是I＝________A的实验数据。根据图像可以判断：当电阻R两端电压为4V时，通过电阻R的电流I约为________A。 （6）分析实验图像，得到的结论是：当________一定时，通过导体的电流跟________。 探究电流与电阻的关系 例题 11 小刚用图所示电路探究“通过导体的电流跟电阻的关系”。实验过程中，当把电阻R由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应采取的操作是（　　） A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动 C.将变阻器滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数 12 小亮想探究通过导体的电流与导体的电阻之间的关系。根据实验目的设计出实验电路图，并按电路图连接实验器材如图所示。 （1）在图所示的实验电路中，有一个元件与导线连接有误，这个元件是：______； （2）改正（1）中的错误后，闭合开关S后，发现电流表无示数，电压表有示数，产生这种现象的原因可能是：________（选填“R断路”或“R短路”）； （3）排除（2）中的故障后，当把A、B两点间的电阻由10Ω更换为15Ω时，应将滑动变阻器的滑片P向________移动（填“左”或“右”）， 才能使电压表示数保持不变； （4）前几次实验定值电阻两端电压都可以达到2V，当把阻值为50Ω的定值电阻接入A、B间时，发现电流表的示数不为零，无论怎样移动滑片P，电压表示数都不能达到2V，其原因可能是_______； （5）利用图所示实验电路还可以进行的探究实验是：________。 随练 13 [多选题] （多选）在物理实验中，把难于测量的物理量通过转换变成能够测量的物理量，或者把某些不易显示的物理现象转换为易于显示的现象的方法，称之为转换法。下列实验中利用了转换法的是（　　） A.在探究导体的电阻与哪些因素有关时，通过电流表示数的大小来比较导体电阻的大小 B.在探究电流与电阻的关系时，要控制电阻两端的电压不变 C.在探究不同物质吸热性能的实验中，用加热器加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少 D.在探究导体的电阻与材料是否有关的实验中，选用长度和横截面积相同的不同电阻丝进行实验 14 在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中，已经备有的实验器材有：学生电源、已调零的电流表和电压表、滑动变阻器、定值电阻若干、开关和导线若干。小刚利用上述部分器材连接成了图所示的电路。闭合开关S前，同组的小兰指出电路连接有错误。 （1）小兰只改接了电路中的一根导线，电路便连接正确了，请你在图中画出她的改法______；（在错接的导线上画×，然后画出正确的接线） （2）请你在虚线框内画出正确的实验电路图______； （3）以下是他们的部分实验步骤，请你帮他们补充完整： ①闭合开关S，并移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为U，读取电流表示数I，将R和I的数据记录在表格中，断开开关S； ②换用______，闭合开关S，______，将R和I的数据记录在表格中，断开开关S； ③仿照步骤②再进行4次实验，将相应的电阻R和I的数据记录在表格中。 （4）小兰和小刚根据实验数据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像，如图所示。请你根据图像判断，当导体电阻为4Ω时，通过该导体的电流为______A。 15 小英想探究通过导体的电流与导体电阻的关系，她利用干电池、电流表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线，连接电路如图所示。小英闭合开关S，读出电流表的示数，将电阻R的阻值及电流表的示数记录在实验数据表格中；断开开关S，将电阻R换为不同阻值的电阻，仿照上述步骤再做两次实验，并将每次的电阻值及电流表的示数记录在实验数据表格中。 （1）小英由实验数据得出结论：当导体的电阻增大时，通过该导体的电流减小。小英认为该实验顺利达到了探究目的；同组的小强认为：这个实验不能实现探究目的。请你写出小英的实验不能实现探究目的的原因____________________； （2）请你添加适当的实验器材，画出能够实现探究目的的电路图。 （3）利用你设计的电路图，还能进行其他的探究实验，例如：探究______________的关系。 16 小鹏在探究“通过导体的电流与导体的电阻之间的关系”时，他有阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω的电阻，学生电源、电压表、电流表、标有“10Ω 2A”字样的滑动变阻器、开关各一个、导线若干，连接了如图所示的实验电路，请按要求完成下列问题： （1）用笔代线，将实物电路图补充完整。 （2）电路连接好后，闭合开关S，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则可能的原因是：________（选填字母）。 A、电流表发生了断路 B、定值电阻R发生了断路 C、滑动变阻器发生了断路 D、定值电阻R发生了短路 （3）排除故障后，在电路中先后更换不同阻值的定值电阻R，调节滑动变阻器使R两端电压保持2V不变，读出每次电流表的示数，并记录数据。请设计实验数据记录表。 （4）当他将阻值为30Ω的电阻接入电路时，发现电流表有示数，但电压表始终调不到2V，请写出改进的方法：________________。（写一种方法即可） 欧姆定律 知识精讲 一．欧姆定律的内容 通过一系列的实验得出： 当导体的电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比； 当导体两端电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。 欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 二．欧姆定律的表达式 欧姆（1787-1854） 德国物理学家 变形公式：U=IR；R=U/I 三、理解欧姆定律 1.关于单位 公式中一定要使用国际单位（单位要统一），电压U、电流 I、电阻R的单位：V 、A 、Ω。 2.注意研究对象的“同一性” 欧姆定律中的“通过”的电流I，“两端”的电压U及“导体”的电阻R，是对同一个导体或同一段电路而言，三者要一一对应，在解题中把同一导体的各个物理量角标用同一数字表示，如“R1、R1、I1”。 3.注意研究对象的“同时性” 在同一部分电路上，由于电路的变化、开关的闭合或断开以及滑动变阻器滑片位置的移动，都会引起电路的变化，从而导致电路中电流、电压、电阻的变化，所以公式中的三个量是对同一时间而言。 4.关于公式的理解： 对公式R=U/I的理解：电阻与电压不成正比，与电流不成反比。电阻是导体本身的一种属性，它只跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟电流、电压无关。不能反过来说，电阻一定时，电压跟电流成正比。电压是产生电流的原因，是因为导体两端加了电压，导体中才有电流，不是因为导体中通了电流才加了电压，因果关系不能颠倒。 四、应用欧姆定律 欧姆定律反映了同一导体的电流、电压和电阻三者的关系，对于一个导体，只要知道电流、电压、电阻中的两个量，就可以根据欧姆定律及变形公式求出第三个量。 1.读题、审题（注意已知量的内容）； 2.根据题意画出简化电路图； 3.在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号； 4.分析电路，判断各电表测量对象； 5.选用物理公式进行计算（书写格式要完整，规范）。 欧姆定律的概念辨析 例题 17 [多选题] （多选）关于电阻、电流和电压，下列说法正确的是（　　） A.电阻是导体本身的一种性质，与通过导体的电流和导体两端的电压无关 B.当通过导体的电流为零时，导体的电阻也为零 C.导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 D.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 18 关于欧姆定律表达式的几种理解，下列说法中正确的是（　　） A.由可得，表示当导体两端电压增大时，导体电阻增大 B.由可得，表示当通过导体的电流减小时，导体电阻增大 C.表示导体两端电压增大时，通过导体的电流也一定增大 D.表示在导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体电阻成反比 随练 19 关于公式，下列说法正确的是（　　） A.导体两端的电压为0时，导体的电阻一定为0 B.导体的电阻等于导体两端的电压跟通过它的电流的比值 C.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流决定 D.导体的电阻与通过导体的电流成反比 20 某导体接在电路中，如果把加在该导体两端电压减少到原来的一半，保持温度不变，则导体的电阻和通过它的电流（　　） A.都减少到原来的一半 B.都保持不变 C.电阻不变，电流减小到原来的一半 D.电阻不变，电流是原来的2倍 实验设计 例题 21 小云同学想通过实验，探究通过导体的电流与导体两端电压之间是否成正比。他利用干电池、电流表、电压表、电阻箱、滑动变阻器、开关及导线，设计了如图所示的电路进行实验，请完成下列问题。 （1）在虚框中画出实验数据表格。 （2）完成下列实验步骤。 ①把电流表和电压表调零，在开关________（选填“闭合”或“断开”）的状态下按照电路图连接实验电路，并把滑动变阻器的滑片Р调到最________（选填“左”或“右”）端。 ②调节电阻箱的阻值为R1，试触后闭合开关，调节滑动变阻器滑片Р适当位置，读出电压表的示数U1，读出电流表的示数I1，断开开关，把实验数据填入表格中。 ③_______________________________。 ④仿照实验步骤③，再做4次实验，把实验数据填入表格中。 ⑤实验完毕，拆卸电路，整理实验器材。 22 小亮计划做“当导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比”的实验。他根据实验电路图，在实验桌上连接了如图所示的实验电路，实验桌上还有多个不同的已知阻值的定值电阻。小亮要利用这些器材进行实验探究。 （1）小亮的探究实验主要步骤如下，请你写出步骤②。 ①闭合开关S，调节滑片位置，使电压表有合适的示数U，读出此时电流表的示数I，并把R、U、I记录在数据表格中。 ②________________。 ③仿照步骤②，再做四次实验，并把实验数据记录在表格中。 （2）请你根据小亮计划探究的问题设计一个实验表格。 23 在探究通过导体的电流跟导体电阻的关系时，小明设计了如图所示的电路，其中R为电阻箱，R'为滑动变阻器．实验中测出的数据如下表． 电压U/V 3 3 3 3 3 3 电阻R/Ω 5 6 10 15 20 30 电流I/A 0.6 0.5 0.3 0.2 0.15 0.1 （1）滑动变阻器R'在此实验中除了有保护电路的作用之外，还有________的作用． （2）分析表中的数据，可以得出的结论是：在________不变的条件下，________成反比． 随练 24 甲、乙两个小组通过实验探究“通过导体的电流I与导体两端电压U的关系”，实验桌上有如下器材：学生电源、电流表、电压表、不同阻值的定值电阻、开关、滑动变阻器和导线若干。 （1）请在纸上相应的位置画出本实验的电路图。 （2）甲小组同学正确操作完成实验得到如下表所示的实验数据，根据表中数据可归纳出实验结论____________________________； （3）乙小组同学也正确操作后获得一组数据，根据甲、乙两组数据绘制出了I－U图像，如图所示，甲小组数据对应图线甲，乙小组数据对应图线乙，但两图线倾斜程度不同，请根据所学知识分析原因________________________。 25 在学习“电流与电压和电阻的关系”时，小阳设计了如图所示的电路图，其中R是电阻箱，Rp是滑动变阻器．为了探究电流与电压的关系，他进行了下面的主要操作： ①按照电路图连接电路，将滑动变阻器阻值调到最大． ②将电阻箱调到适当阻值，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某位置，记录电压表示数U和电流表示数I． ③断开开关，保持滑动变阻器阻值不变，改变电阻箱的阻值，闭合开关，记录电压表和电流表的示数． ④仿照步骤③再做多次． （1）老师指出该实验步骤③中存在问题，请你写出正确的实验操作：________． （2）通过正确的实验操作，他收集到了实验数据，并利用这些数据在图中绘制出了电流与电压的关系图象．由图象可得到实验结论：________． （3）你可以通过图象推算，本次实验中电阻箱接入电路的阻值为________Ω． （4）在不拆改电路的条件下，利用图所设计的电路图________（选填“可以”或“不能”）探究电流跟电阻的关系． 实验纠错 例题 26 在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中，已经备有的实验器材有：学生电源、已调零的电流表和电压表、滑动变阻器、定值电阻若干、开关和导线若干。小文利用上述部分器材连接成了图1所示的电路。闭合开关S前，同组的小浩指出电路连接有错误。 （1）小浩只改接了电路中的一根导线，电路便连接正确了，请你在图中画出他的改法。（在错接的导线上画×，然后画出正确的接线） （2）请你画出正确的实验电路图。 （3）小浩将电路连接的错误改正后开始实验，在闭合开关S前，应使滑动变阻器的滑片P置于________端。（选填“A”或“B”） （4）以下是他们的部分实验步骤，请你帮他们补充完整： ①闭合开关S，并移动滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为U，读取电流表示数I，将R和I的数据记录在表格中。 ②断开开关S，________，闭合开关S，________，将R和I的数据记录在表格中。 ③多次仿照步骤②操作，将相应的电阻R和I的数据记录在表格中。 （5）小文和小浩根据实验数据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像，如图2所示。请你根据图像判断，当导体电阻为30Ω时，该导体两端的电压为________V。 27 实验桌上有电源（其两端的电压恒为4.5V）、滑动变阻器R（标有“10Ω 1.5A”的字样），电流表（量程为0～0.6A）和电压表（量程为0～3V）各一块、开关1个，阻值分别为5Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω和15Ω的定值电阻各一只、导线若干．小明选用这些器材，探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”．设计的主要实验步骤如下： ①将电压表、电流表调零，断开开关，按图所示的电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片P调至b端； ②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数U＝2.4V，同时读出电流表的示数I，断开开关S，并将定值电阻R0的阻值、U、I记录在实验数据记录表格中； ③更换另一阻值的定值电阻R0，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，使电压表的示数仍为2.4V，同时读出电流表的示数I，断开开关S，并将定值电阻R0的阻值、U、I记录在实验数据记录表格中； ④仿照步骤③，更换其他定值电阻R0，再进行4次实验，并将每次的实验数据记录在表格中． 物理老师看了小明上述的设计后，指出按照他的设计不可能完成6次实验探究任务．请你回答下列问题： （1）小明的实验步骤设计不可能完成6次实验探究任务，其所存在的问题是：________________________________________________________． （2）通过计算说明，你判断出小明的实验步骤设计中存在问题的依据是：________________________________________________________． （3）在不改变电路和器材的前提下，写出为完成上述6次实验探究任务的改进措施：________________________________________________________． 随练 28 在探究“导体中的电流与导体电阻的关系”时，某同学利用电源（电压恒为6V）、已调零电流表（量程0～0.6A）、已调零电压表（量程0～3V）、滑动变阻器（规格为“20Ω2A”）、多个阻值不同且已知的定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω）、开关及导线，设计了如图所示的电路。实验中，他将阻值不同的定值电阻R1依次接入电路，调节滑片P，使电压表示数为3V，读出电流表的示数。当将阻值为25Ω的定值电阻接入电路时，无论如何调节滑片P，电压表示数始终无法达到3V。经检查，全部实验器材均无故障且连接无误。请你分析出现上述情况的原因可能是______________________，针对该问题，写出改进措施：_____________________________。 29 小阳用图中的实验器材及多个阻值已知的定值电阻，探究通过导体的电流跟电阻的关系。他连接了如图所示的实验电路，同组的小朝检查电路时，发现电流表与电压表的位置接反了。 （1）只需改动一根导线，就可使电路连接正确。请在错接的导线上打“×”，并以笔代线，画出导线的正确连接。 （2）小阳改正电路连接后，对器材进行了正确的调节。请写出他们接下来的主要实验步骤。 （3）分析下表中的实验数据，归纳出实验结论：________。 R/Ω 5 10 15 20 25 30 I/A 0.48 0.24 0.16 0.12 0.10 0.08 30 小英想探究通过导体的电流与导体电阻的关系，她利用干电池、电流表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线，连接电路如图所示．小英闭合开关S，读出电流表的示数，将电阻R的阻值及电流表的示数记录在实验数据表格中；断开开关S，将电阻R换为不同阻值的电阻，仿照上述步骤再做两次实验，并将每次的电阻值及电流表的示数记录在实验数据表格中． R/Ω 5 10 15 I/A 0.42 0.24 0.18 （1）小英由实验数据得出结论：当导体的电阻增大时，通过该导体的电流减小．小英认为该实验顺利达到了探究目的；同组的小强认为：这个实验不能实现探究目的．请你写出小英的实验不能实现探究目的的原因________； （2）请你添加适当的实验器材，画出能够实现探究目的的电路图． （3）利用你设计的电路图，还能进行其他的探究实验，例如：探究________的关系． 课堂小结 一．探究电流与电压、电阻的关系 1．明确实验原理，找到自变量、因变量和控制变量法中的不变量，进而分析需要的测量值； 2．列举需要的实验器材； 3．画出实验电路图； 4．书写实验步骤，按照“连接实验电路→测量第一组数据→改变自变量，控制不变量相等→整理实验器材”的基本思路； 5．实验表格分析数据，得到结论。 二．欧姆定律 1.导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 2.用公式表示为I=U/R。对于一个导体，只要知道电流、电压、电阻这三个物理量中的两个，就可以利用欧姆定律求出第三个量。 拓展 31 关于电流、电压和电阻的关系，下列说法正确的是（　　） A.导体的电阻越大，这段导体两端的电压就越高 B.通过导体的电流越小，导体的电阻越大 C.导体两端的电压为0V时，导体的电阻为0 D.一段导体两端的电压越高，通过这段导体的电流就越大 32 如图所示的电路中，电源两端电压和灯丝的电阻均保持不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法中正确的是（　　） A.电流表的示数变小，电压表的示数变小，灯L变暗 B.电流表的示数变大，电压表的示数变大，灯L变亮 C.电压表的示数与电流表的示数比值不变，灯L变亮 D.电压表的示数与电流表的示数比值变大，灯L变暗 33 小兴想比较R1、R2两个电阻的大小，他设计了如图所示的电路，当他把电阻R1接入a、b两点间时灯较亮；把电阻R2接入a、b两点间时灯较暗，已知电源电压不变，通过灯的电流越大灯越亮且灯的电阻RL越大，请你通过分析，比较电阻R1、R2的大小关系。 34 某同学想探究“当通过电热丝的电流一定时，电热丝消耗的电功率跟电热丝电阻的关系，他利用电源、电流表、电压表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线，设计了如图所示的电路。实验中，他将定值电阻R接入电路中，读出相应的电流表的示数并观察电压表的示数，记录实验数据。将R换为不同阻值的另一个电阻后，他观察到电流表的示数改变了。他意识到自己的实验设计不能实现探究目的。 （1）请你写出他的实验设计不能实现探究目的的原因：________________； （2）请你画出能够实现探究目的的电路图（可以添加适当的实验器材）； （3）依据你设计的电路图，针对他不能实现探究目的的原因，写出操作的方法。 35 小华利用图甲所示的器材“测量小灯泡正常发光时的电阻”，其中电源电压恒为3 V，小灯泡的额定电流为0.2 A。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整（要求：滑片P向右移，电路中电流变大，且导线不得交叉）； （2）检查电路连接无误后，闭合开关，移动滑片P，小华发现小灯泡始终不亮，电压表示数接近电源电压，电流表几乎无示数，经检查电表完好，则故障可能是___________； （3）故障排除后，小华移动滑片P，使小灯泡正常发光，此时电压表的指针位置如图乙所示为________V，由此可知小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω。 36 如图所示，是小阳设计的厨房出现一定浓度的可燃气体（或烟雾）时触发报警的电路图，电源两端的电压保持不变，电阻R1是气敏电阻，其阻值随着可燃气体（或烟雾）浓度的增加而减小。当厨房中可燃气体（或烟雾）积累到一定浓度时，电压表示数将达到某一值U，就会触发报警。改变电位器R2的阻值，可以实现可燃气体（或烟雾）在不同浓度时触发报警。下列说法正确的是（　　） A.R2的阻值不变，随着可燃气体浓度增加，通过R1的电流减小 B.R2的阻值不变，随着可燃气体浓度的增加，电压表示数减小 C.为了避免厨房存在微量烟雾时触发报警，应减小R2的阻值 D.若只将电源电压变大，则可燃气体的浓度更高时触发报警 37 如图所示电路，各元件完好。下列说法正确的是（　　） A.将eg间导线改接到ef间，闭合开关S，两灯均发光，灯泡两端的电压一定相等 B.增加一根导线，将df接通，闭合开关S，两灯均发光，通过两灯的电流一定相等 C.增加一根导线，将ef接通，闭合开关S，两灯均发光，通过两灯的电流一定相等 D.增加一根导线，将cf接通，闭合开关S，两灯均发光，灯泡两端的电压一定相等 1 高小思的专属讲义 . 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第07讲_欧姆定律 辅导讲义（解析版） 主讲内容 电流与电压和电阻的关系 欧姆定律 第07讲_欧姆定律 [解析版] 课前小测 1 滑动变阻器可以改变接入电路中电阻的大小。使用时移动滑片，改变的是滑动变阻器接入电路中电阻丝的（　　） A.材料 B.横截面积 C.长度 D.电流方向 2 某学习小组在练习使用滑动变阻器时，准备连接如图所示的电路，N为导线待接入的一端。下列分析正确的是（　　） A.当N接D时，能通过调节滑片P改变灯泡亮度 B.当N接B时，闭合开关前，滑片P应移动到最左端 C.当N接B时，闭合开关，滑片P向右移，灯泡将变暗 D.当N接A时，闭合开关，滑片P向左移，灯泡将变暗 3 在探究“导体的电阻大小与哪些因素有关”时，某同学进行了如下实验如图所示，实验板上固定了四根金属丝；a、b、c长度相同，a、b、d横截面积相同，b、c、d材料相同；他分别将四根金属丝接入电路，记录的实验数据如下表所示，请回答下列问题； 金属丝 电流表示数I/A a 0.7 b 0.3 c 0.6 d 0.6 （1）该实验中，导体的电阻大小用电流表的示数来反映，这是采用了转换测量物理量的研究方法，以下选项中，同样采用了此种方法的是______；（正确答案只有一个） A．借助水压学习电压 B．借助磁感线来描述磁体周围的磁场 C．借助电磁铁吸引大头针的个数反映电磁铁磁性强弱 D．研究电流与电压的关系时，保持导体电阻一定 （2）根据金属丝a、b接入电路的实验数据，可得出的结论是：导体的电阻大小与______有关； （3）根据金属丝c、d接入电路的实验数据，该同学认为导体的电阻大小与长度无关。他的观点是错误的，原因是______。 4 在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，小东猜想导体电阻大小可能跟导体的材料、长度和横截面积有关。为了验证上述猜想，他用如图所示的器材进行实验，图中电源电压不变。为锰铜合金丝，、、为镍铬合金丝，表示合金丝的横截面积，、、的长度相同，各合金丝可以通过、接入电路。下列说法正确的是（　　） A.实验中电流表的示数越大，表示接入电路的合金丝电阻越大 B.若探究导体电阻大小与长度是否有关，应选择和两根合金丝分别接入电路 C.若探究导体电阻大小与材料是否有关，应选择和两根合金丝分别接入电路 D.若探究导体电阻大小与横截面积是否有关，应选择和两根合金丝分别接入电路 5 电位器和滑动变阻器都是变阻器，它们的原理都是通过改变导体接入电路中的长度从而改变电流。如图是某电位器的结构示意图，电阻片R的两端分别与接线端A、C相连，滑动片P的一段通过转轴O与接线端B相连，另一端与电阻片R接触良好，并能绕转轴O在电阻片R上滑动。下列说法中正确的是（　　） A.若利用电位器改变小灯泡的亮度，必须使电位器与小灯泡并联 B.把A、B接入电路中，当滑动片P顺时针转动时，电路中的电流变小 C.把B、C接入电路中，当滑动片P顺时针转动时，接入电路的电阻变大 D.把A、C接入电路中，当滑动片P顺时针转动时，接入电路的电阻变大 课程目标 知识目标 1.通过实验探究电流与电压和电阻的关系。 2.理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。 能力目标 1.通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系，分析归纳得到欧姆定律。 2.学会解决电学计算题的一般方法，培养学生的逻辑思维能力。 过程与方法 1.学习用图象的方法来表示和研究物理规律。 2.使学生感悟用“控制变量”来研究物理问题的科学方法。 3.分析归纳电流跟电压、电阻的定量关系，得出欧姆定律。 知识图谱 课堂引入 认识欧姆定律 1.发展历史： 1826年4月欧姆得出有名的欧姆定律。 1876年，詹姆斯·麦克斯韦与同事，共同设计出几种测试欧姆定律的实验方法。 2.重要的应用： 在电机工程学和电子工程学里，欧姆定律妙用无穷，因为它能够在宏观层次表达电压与电流之间的关系，即电路元件两端的电压与通过的电流之间的关系。 物理学：在物理学里，对于物质的微观层次电性质研究，会使用到的欧姆定律。 欧姆定律及其公式的发现，给电学的计算，带来了很大的方便。这在电学史上是具有里程碑意义的贡献。 电流与电压和电阻的关系 知识精讲 一、实验研究方法 我们知道，电压是形成电流的原因，由此可以想到：电压越高，电流可能越大；电阻表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，电流会越小。 问题：那么流过导体的电流与加在导体两端的电压及导体的电阻存在怎样的定量关系呢？ 研究方法： 控制电阻一定，探究电流与电压的关系； 控制电压一定，探究电流与电阻的关系。 二、探究电流和电压的关系 1．电路图和实物图 2．实验步骤 （1）按电路图连接电路（连接电路要注意:连接电路前开关要断开，并将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处，电流表和电压表要选择合适的量程和正确的接柱）。 （2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数成整数倍增加（如分别为1V、2V、3V、4V、5V、6V），依次记下电流表的示数，把数据记录在表格中。 3．实验数据记录 4．实验图像与实验结论 实验结论：当电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。 注意：本实验中滑动变阻器的作用：改变定值电阻两端的电压。 三、探究电流与电阻的关系 1．实验电路图 2．实验步骤 （1）按电路图连接电路（注意：连接电路前先断开开关，并将滑动变阻器滑片移到最大值处,电流表和电压表要选择合适的量程和正确的接线柱）。记下电阻值（如：5Ω），闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一值（如：3V），记下电流表的示数，把数据记录在表格中； （2）更换一个新的电阻，记下其阻值（如：10Ω ），移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数保持不变（如仍为3V），记下电流表的示数，把数据记录在表格中； （3）再更换一个新的电阻，记下其阻值（ 如：15Ω ），重复上次实验。 3．实验数据与实验结论 实验结论： 当电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。 探究电流与电压的关系 例题 6 [多选题] （多选）在探究电流与电压关系实验中，关于滑动变阻器的作用，下列说法正确的是（　　） A.保护电路安全 B.改变电阻两端电压 C.可实现多次测量，寻找普遍规律 D.可实现多次测量，减小实验误差 7 小阳同学在探究“通过导体的电流跟该导体两端电压的关系”实验中，利用如图所示实验器材进行实验。 （1）请在虚线框内画出小阳探究实验的电路图。 （2）在图所示实物电路中，________连接有错误。 （3）小阳改正错误的电路连接后，进行实验。他闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，观察到电流表的示数________。 （4）下表是小阳记录的实验数据。 U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 I/A 0.08 0.16 0.23 0.38 0.40 0.48 0.56 请你根据表中数据在图中的坐标中描点，并绘制出本次实验中通过导体的电流跟该导体两端电压的关系图象。 （5）通过绘制图象可发现在测量中有明显错误的数据是I＝________A的实验数据。根据图象可以判断：当电阻R两端电压为4V时，通过电阻R的电流I约为________A。 （6）分析实验图象，得到的结论是：当________一定时，通过导体的电流跟________。 8 小亮做“探究通过导体的电流跟电压的关系”的实验。他在实验桌上连接了如图所示的实验电路，同组的小英检查电路后，发现电路中有一根导线连接错误。 （1）请先在错接的那根导线上打上“×”，之后用笔画线代替导线，画出这根导线正确的连接方法； （2）在方框中画出正确的实验的电路图； （3）小亮改正电路连接后，进行实验探究，请你将他的实验步骤补充完整； ①断开开关，电表调零，将滑动变阻器的滑片P调至接入电路阻值___________位置，如图连接电路； ②闭合开关S，调节滑片P的位置，使电压表有合适的示数U，读出此时电流表的示数I，并把U、I的值记录在表格中； ③_______________________________； ④仿照步骤③，再做四次实验，并把U、I的值记录在表格中； （4）请你画出该实验的数据记录表； （5）数据处理 ①为得到电流与电压的定量关系，小亮在方格中建立相关坐标轴，并将表中数据描在I－U图中，如下图所示。老师检查发现他漏掉了U＝0.9V，I＝0.24A的一组数据，请你将这组数据描在I－U图中，并绘出I－U图像； ②分析实验图像，得到的结论是：当___________一定时，通过导体的电流跟______________。 随练 9 如图所示是小松探究“通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验电路。他的主要实验步骤如下： ①将电流表和电压表调零，根据电路图连接电路； ②闭合开关，调节滑动变阻器滑片P的位置，读出电流表、电压表的示数U、I，并记录U、I； ③改变滑动变阻器滑片P的位置，读出电流表、电压表的示数U、I，并记录U、I； ④仿照步骤3，重复4次并记录电流表、电压表的示数U、I。 请完成下列问题： （1）画出本次实验的电路图； （2）画出本次实验的记录表格； （3）正确连接电路后，闭合开关S，发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转，请你判断电路中出现的故障原因是________。 10 小阳同学在探究“通过导体的电流跟该导体两端电压的关系”实验中，利用如图所示实验器材进行实验。 （1）请在虚线框内画出小阳探究实验的电路图。 （2）在右图所示实物电路中，________连接有错误。 （3）小阳改正错误的电路连接后，进行实验。他闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，观察到电流表的示数________。 （4）下表是小阳记录的实验数据。 请你根据表中数据在如图中的坐标中描点，并绘制出本次实验中通过导体的电流跟该导体两端电压的关系图像。 U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 I/A 0.08 0.16 0.23 0.38 0.40 0.48 0.56 （5）通过绘制图像可发现在测量中有明显错误的数据是I＝________A的实验数据。根据图像可以判断：当电阻R两端电压为4V时，通过电阻R的电流I约为________A。 （6）分析实验图像，得到的结论是：当________一定时，通过导体的电流跟________。 探究电流与电阻的关系 例题 11 小刚用图所示电路探究“通过导体的电流跟电阻的关系”。实验过程中，当把电阻R由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应采取的操作是（　　） A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动 C.将变阻器滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数 12 小亮想探究通过导体的电流与导体的电阻之间的关系。根据实验目的设计出实验电路图，并按电路图连接实验器材如图所示。 （1）在图所示的实验电路中，有一个元件与导线连接有误，这个元件是：______； （2）改正（1）中的错误后，闭合开关S后，发现电流表无示数，电压表有示数，产生这种现象的原因可能是：________（选填“R断路”或“R短路”）； （3）排除（2）中的故障后，当把A、B两点间的电阻由10Ω更换为15Ω时，应将滑动变阻器的滑片P向________移动（填“左”或“右”）， 才能使电压表示数保持不变； （4）前几次实验定值电阻两端电压都可以达到2V，当把阻值为50Ω的定值电阻接入A、B间时，发现电流表的示数不为零，无论怎样移动滑片P，电压表示数都不能达到2V，其原因可能是_______； （5）利用图所示实验电路还可以进行的探究实验是：________。 随练 13 [多选题] （多选）在物理实验中，把难于测量的物理量通过转换变成能够测量的物理量，或者把某些不易显示的物理现象转换为易于显示的现象的方法，称之为转换法。下列实验中利用了转换法的是（　　） A.在探究导体的电阻与哪些因素有关时，通过电流表示数的大小来比较导体电阻的大小 B.在探究电流与电阻的关系时，要控制电阻两端的电压不变 C.在探究不同物质吸热性能的实验中，用加热器加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少 D.在探究导体的电阻与材料是否有关的实验中，选用长度和横截面积相同的不同电阻丝进行实验 14 在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中，已经备有的实验器材有：学生电源、已调零的电流表和电压表、滑动变阻器、定值电阻若干、开关和导线若干。小刚利用上述部分器材连接成了图所示的电路。闭合开关S前，同组的小兰指出电路连接有错误。 （1）小兰只改接了电路中的一根导线，电路便连接正确了，请你在图中画出她的改法______；（在错接的导线上画×，然后画出正确的接线） （2）请你在虚线框内画出正确的实验电路图______； （3）以下是他们的部分实验步骤，请你帮他们补充完整： ①闭合开关S，并移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为U，读取电流表示数I，将R和I的数据记录在表格中，断开开关S； ②换用______，闭合开关S，______，将R和I的数据记录在表格中，断开开关S； ③仿照步骤②再进行4次实验，将相应的电阻R和I的数据记录在表格中。 （4）小兰和小刚根据实验数据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像，如图所示。请你根据图像判断，当导体电阻为4Ω时，通过该导体的电流为______A。 15 小英想探究通过导体的电流与导体电阻的关系，她利用干电池、电流表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线，连接电路如图所示。小英闭合开关S，读出电流表的示数，将电阻R的阻值及电流表的示数记录在实验数据表格中；断开开关S，将电阻R换为不同阻值的电阻，仿照上述步骤再做两次实验，并将每次的电阻值及电流表的示数记录在实验数据表格中。 （1）小英由实验数据得出结论：当导体的电阻增大时，通过该导体的电流减小。小英认为该实验顺利达到了探究目的；同组的小强认为：这个实验不能实现探究目的。请你写出小英的实验不能实现探究目的的原因____________________； （2）请你添加适当的实验器材，画出能够实现探究目的的电路图。 （3）利用你设计的电路图，还能进行其他的探究实验，例如：探究______________的关系。 16 小鹏在探究“通过导体的电流与导体的电阻之间的关系”时，他有阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω的电阻，学生电源、电压表、电流表、标有“10Ω 2A”字样的滑动变阻器、开关各一个、导线若干，连接了如图所示的实验电路，请按要求完成下列问题： （1）用笔代线，将实物电路图补充完整。 （2）电路连接好后，闭合开关S，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则可能的原因是：________（选填字母）。 A、电流表发生了断路 B、定值电阻R发生了断路 C、滑动变阻器发生了断路 D、定值电阻R发生了短路 （3）排除故障后，在电路中先后更换不同阻值的定值电阻R，调节滑动变阻器使R两端电压保持2V不变，读出每次电流表的示数，并记录数据。请设计实验数据记录表。 （4）当他将阻值为30Ω的电阻接入电路时，发现电流表有示数，但电压表始终调不到2V，请写出改进的方法：________________。（写一种方法即可） 欧姆定律 知识精讲 一．欧姆定律的内容 通过一系列的实验得出： 当导体的电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比； 当导体两端电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。 欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 二．欧姆定律的表达式 欧姆（1787-1854） 德国物理学家 变形公式：U=IR；R=U/I 三、理解欧姆定律 1.关于单位 公式中一定要使用国际单位（单位要统一），电压U、电流 I、电阻R的单位：V 、A 、Ω。 2.注意研究对象的“同一性” 欧姆定律中的“通过”的电流I，“两端”的电压U及“导体”的电阻R，是对同一个导体或同一段电路而言，三者要一一对应，在解题中把同一导体的各个物理量角标用同一数字表示，如“R1、R1、I1”。 3.注意研究对象的“同时性” 在同一部分电路上，由于电路的变化、开关的闭合或断开以及滑动变阻器滑片位置的移动，都会引起电路的变化，从而导致电路中电流、电压、电阻的变化，所以公式 中的三个量是对同一时间而言。 4.关于公式的理解： 对公式R=U/I的理解：电阻与电压不成正比，与电流不成反比。电阻是导体本身的一种属性，它只跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟电流、电压无关。不能反过来说，电阻一定时，电压跟电流成正比。电压是产生电流的原因，是因为导体两端加了电压，导体中才有电流，不是因为导体中通了电流才加了电压，因果关系不能颠倒。 四、应用欧姆定律 欧姆定律反映了同一导体的电流、电压和电阻三者的关系，对于一个导体，只要知道电流、电压、电阻中的两个量，就可以根据欧姆定律及变形公式求出第三个量。 1.读题、审题（注意已知量的内容）； 2.根据题意画出简化电路图； 3.在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号； 4.分析电路，判断各电表测量对象； 5.选用物理公式进行计算（书写格式要完整，规范）。 欧姆定律的概念辨析 例题 17 [多选题] （多选）关于电阻、电流和电压，下列说法正确的是（　　） A.电阻是导体本身的一种性质，与通过导体的电流和导体两端的电压无关 B.当通过导体的电流为零时，导体的电阻也为零 C.导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 D.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 18 关于欧姆定律表达式的几种理解，下列说法中正确的是（　　） A.由可得，表示当导体两端电压增大时，导体电阻增大 B.由可得，表示当通过导体的电流减小时，导体电阻增大 C.表示导体两端电压增大时，通过导体的电流也一定增大 D.表示在导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体电阻成反比 随练 19 关于公式，下列说法正确的是（　　） A.导体两端的电压为0时，导体的电阻一定为0 B.导体的电阻等于导体两端的电压跟通过它的电流的比值 C.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流决定 D.导体的电阻与通过导体的电流成反比 20 某导体接在电路中，如果把加在该导体两端电压减少到原来的一半，保持温度不变，则导体的电阻和通过它的电流（　　） A.都减少到原来的一半 B.都保持不变 C.电阻不变，电流减小到原来的一半 D.电阻不变，电流是原来的2倍 实验设计 例题 21 小云同学想通过实验，探究通过导体的电流与导体两端电压之间是否成正比。他利用干电池、电流表、电压表、电阻箱、滑动变阻器、开关及导线，设计了如图所示的电路进行实验，请完成下列问题。 （1）在虚框中画出实验数据表格。 （2）完成下列实验步骤。 ①把电流表和电压表调零，在开关________（选填“闭合”或“断开”）的状态下按照电路图连接实验电路，并把滑动变阻器的滑片Р调到最________（选填“左”或“右”）端。 ②调节电阻箱的阻值为R1，试触后闭合开关，调节滑动变阻器滑片Р适当位置，读出电压表的示数U1，读出电流表的示数I1，断开开关，把实验数据填入表格中。 ③_______________________________。 ④仿照实验步骤③，再做4次实验，把实验数据填入表格中。 ⑤实验完毕，拆卸电路，整理实验器材。 22 小亮计划做“当导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比”的实验。他根据实验电路图，在实验桌上连接了如图所示的实验电路，实验桌上还有多个不同的已知阻值的定值电阻。小亮要利用这些器材进行实验探究。 （1）小亮的探究实验主要步骤如下，请你写出步骤②。 ①闭合开关S，调节滑片位置，使电压表有合适的示数U，读出此时电流表的示数I，并把R、U、I记录在数据表格中。 ②________________。 ③仿照步骤②，再做四次实验，并把实验数据记录在表格中。 （2）请你根据小亮计划探究的问题设计一个实验表格。 23 在探究通过导体的电流跟导体电阻的关系时，小明设计了如图所示的电路，其中R为电阻箱，R'为滑动变阻器．实验中测出的数据如下表． 电压U/V 3 3 3 3 3 3 电阻R/Ω 5 6 10 15 20 30 电流I/A 0.6 0.5 0.3 0.2 0.15 0.1 （1）滑动变阻器R'在此实验中除了有保护电路的作用之外，还有________的作用． （2）分析表中的数据，可以得出的结论是：在________不变的条件下，________成反比． 随练 24 甲、乙两个小组通过实验探究“通过导体的电流I与导体两端电压U的关系”，实验桌上有如下器材：学生电源、电流表、电压表、不同阻值的定值电阻、开关、滑动变阻器和导线若干。 （1）请在纸上相应的位置画出本实验的电路图。 （2）甲小组同学正确操作完成实验得到如下表所示的实验数据，根据表中数据可归纳出实验结论____________________________； （3）乙小组同学也正确操作后获得一组数据，根据甲、乙两组数据绘制出了I－U图像，如图所示，甲小组数据对应图线甲，乙小组数据对应图线乙，但两图线倾斜程度不同，请根据所学知识分析原因________________________。 25 在学习“电流与电压和电阻的关系”时，小阳设计了如图所示的电路图，其中R是电阻箱，Rp是滑动变阻器．为了探究电流与电压的关系，他进行了下面的主要操作： ①按照电路图连接电路，将滑动变阻器阻值调到最大． ②将电阻箱调到适当阻值，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某位置，记录电压表示数U和电流表示数I． ③断开开关，保持滑动变阻器阻值不变，改变电阻箱的阻值，闭合开关，记录电压表和电流表的示数． ④仿照步骤③再做多次． （1）老师指出该实验步骤③中存在问题，请你写出正确的实验操作：________． （2）通过正确的实验操作，他收集到了实验数据，并利用这些数据在图中绘制出了电流与电压的关系图象．由图象可得到实验结论：________． （3）你可以通过图象推算，本次实验中电阻箱接入电路的阻值为________Ω． （4）在不拆改电路的条件下，利用图所设计的电路图________（选填“可以”或“不能”）探究电流跟电阻的关系． 实验纠错 例题 26 在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中，已经备有的实验器材有：学生电源、已调零的电流表和电压表、滑动变阻器、定值电阻若干、开关和导线若干。小文利用上述部分器材连接成了图1所示的电路。闭合开关S前，同组的小浩指出电路连接有错误。 （1）小浩只改接了电路中的一根导线，电路便连接正确了，请你在图中画出他的改法。（在错接的导线上画×，然后画出正确的接线） （2）请你画出正确的实验电路图。 （3）小浩将电路连接的错误改正后开始实验，在闭合开关S前，应使滑动变阻器的滑片P置于________端。（选填“A”或“B”） （4）以下是他们的部分实验步骤，请你帮他们补充完整： ①闭合开关S，并移动滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为U，读取电流表示数I，将R和I的数据记录在表格中。 ②断开开关S，________，闭合开关S，________，将R和I的数据记录在表格中。 ③多次仿照步骤②操作，将相应的电阻R和I的数据记录在表格中。 （5）小文和小浩根据实验数据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像，如图2所示。请你根据图像判断，当导体电阻为30Ω时，该导体两端的电压为________V。 27 实验桌上有电源（其两端的电压恒为4.5V）、滑动变阻器R（标有“10Ω 1.5A”的字样），电流表（量程为0～0.6A）和电压表（量程为0～3V）各一块、开关1个，阻值分别为5Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω和15Ω的定值电阻各一只、导线若干．小明选用这些器材，探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”．设计的主要实验步骤如下： ①将电压表、电流表调零，断开开关，按图所示的电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片P调至b端； ②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数U＝2.4V，同时读出电流表的示数I，断开开关S，并将定值电阻R0的阻值、U、I记录在实验数据记录表格中； ③更换另一阻值的定值电阻R0，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，使电压表的示数仍为2.4V，同时读出电流表的示数I，断开开关S，并将定值电阻R0的阻值、U、I记录在实验数据记录表格中； ④仿照步骤③，更换其他定值电阻R0，再进行4次实验，并将每次的实验数据记录在表格中． 物理老师看了小明上述的设计后，指出按照他的设计不可能完成6次实验探究任务．请你回答下列问题： （1）小明的实验步骤设计不可能完成6次实验探究任务，其所存在的问题是：________________________________________________________． （2）通过计算说明，你判断出小明的实验步骤设计中存在问题的依据是：________________________________________________________． （3）在不改变电路和器材的前提下，写出为完成上述6次实验探究任务的改进措施：________________________________________________________． 随练 28 在探究“导体中的电流与导体电阻的关系”时，某同学利用电源（电压恒为6V）、已调零电流表（量程0～0.6A）、已调零电压表（量程0～3V）、滑动变阻器（规格为“20Ω2A”）、多个阻值不同且已知的定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω）、开关及导线，设计了如图所示的电路。实验中，他将阻值不同的定值电阻R1依次接入电路，调节滑片P，使电压表示数为3V，读出电流表的示数。当将阻值为25Ω的定值电阻接入电路时，无论如何调节滑片P，电压表示数始终无法达到3V。经检查，全部实验器材均无故障且连接无误。请你分析出现上述情况的原因可能是______________________，针对该问题，写出改进措施：_____________________________。 29 小阳用图中的实验器材及多个阻值已知的定值电阻，探究通过导体的电流跟电阻的关系。他连接了如图所示的实验电路，同组的小朝检查电路时，发现电流表与电压表的位置接反了。 （1）只需改动一根导线，就可使电路连接正确。请在错接的导线上打“×”，并以笔代线，画出导线的正确连接。 （2）小阳改正电路连接后，对器材进行了正确的调节。请写出他们接下来的主要实验步骤。 （3）分析下表中的实验数据，归纳出实验结论：________。 R/Ω 5 10 15 20 25 30 I/A 0.48 0.24 0.16 0.12 0.10 0.08 30 小英想探究通过导体的电流与导体电阻的关系，她利用干电池、电流表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线，连接电路如图所示．小英闭合开关S，读出电流表的示数，将电阻R的阻值及电流表的示数记录在实验数据表格中；断开开关S，将电阻R换为不同阻值的电阻，仿照上述步骤再做两次实验，并将每次的电阻值及电流表的示数记录在实验数据表格中． R/Ω 5 10 15 I/A 0.42 0.24 0.18 （1）小英由实验数据得出结论：当导体的电阻增大时，通过该导体的电流减小．小英认为该实验顺利达到了探究目的；同组的小强认为：这个实验不能实现探究目的．请你写出小英的实验不能实现探究目的的原因________； （2）请你添加适当的实验器材，画出能够实现探究目的的电路图． （3）利用你设计的电路图，还能进行其他的探究实验，例如：探究________的关系． 课堂小结 一．探究电流与电压、电阻的关系 1．明确实验原理，找到自变量、因变量和控制变量法中的不变量，进而分析需要的测量值； 2．列举需要的实验器材； 3．画出实验电路图； 4．书写实验步骤，按照“连接实验电路→测量第一组数据→改变自变量，控制不变量相等→整理实验器材”的基本思路； 5．实验表格分析数据，得到结论。 二．欧姆定律 1.导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 2.用公式表示为I=U/R。对于一个导体，只要知道电流、电压、电阻这三个物理量中的两个，就可以利用欧姆定律求出第三个量。 拓展 31 关于电流、电压和电阻的关系，下列说法正确的是（　　） A.导体的电阻越大，这段导体两端的电压就越高 B.通过导体的电流越小，导体的电阻越大 C.导体两端的电压为0V时，导体的电阻为0 D.一段导体两端的电压越高，通过这段导体的电流就越大 32 如图所示的电路中，电源两端电压和灯丝的电阻均保持不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法中正确的是（　　） A.电流表的示数变小，电压表的示数变小，灯L变暗 B.电流表的示数变大，电压表的示数变大，灯L变亮 C.电压表的示数与电流表的示数比值不变，灯L变亮 D.电压表的示数与电流表的示数比值变大，灯L变暗 33 小兴想比较R1、R2两个电阻的大小，他设计了如图所示的电路，当他把电阻R1接入a、b两点间时灯较亮；把电阻R2接入a、b两点间时灯较暗，已知电源电压不变，通过灯的电流越大灯越亮且灯的电阻RL越大，请你通过分析，比较电阻R1、R2的大小关系。 34 某同学想探究“当通过电热丝的电流一定时，电热丝消耗的电功率跟电热丝电阻的关系，他利用电源、电流表、电压表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线，设计了如图所示的电路。实验中，他将定值电阻R接入电路中，读出相应的电流表的示数并观察电压表的示数，记录实验数据。将R换为不同阻值的另一个电阻后，他观察到电流表的示数改变了。他意识到自己的实验设计不能实现探究目的。 （1）请你写出他的实验设计不能实现探究目的的原因：________________； （2）请你画出能够实现探究目的的电路图（可以添加适当的实验器材）； （3）依据你设计的电路图，针对他不能实现探究目的的原因，写出操作的方法。 35 小华利用图甲所示的器材“测量小灯泡正常发光时的电阻”，其中电源电压恒为3 V，小灯泡的额定电流为0.2 A。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整（要求：滑片P向右移，电路中电流变大，且导线不得交叉）； （2）检查电路连接无误后，闭合开关，移动滑片P，小华发现小灯泡始终不亮，电压表示数接近电源电压，电流表几乎无示数，经检查电表完好，则故障可能是___________； （3）故障排除后，小华移动滑片P，使小灯泡正常发光，此时电压表的指针位置如图乙所示为________V，由此可知小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω。 36 如图所示，是小阳设计的厨房出现一定浓度的可燃气体（或烟雾）时触发报警的电路图，电源两端的电压保持不变，电阻R1是气敏电阻，其阻值随着可燃气体（或烟雾）浓度的增加而减小。当厨房中可燃气体（或烟雾）积累到一定浓度时，电压表示数将达到某一值U，就会触发报警。改变电位器R2的阻值，可以实现可燃气体（或烟雾）在不同浓度时触发报警。下列说法正确的是（　　） A.R2的阻值不变，随着可燃气体浓度增加，通过R1的电流减小 B.R2的阻值不变，随着可燃气体浓度的增加，电压表示数减小 C.为了避免厨房存在微量烟雾时触发报警，应减小R2的阻值 D.若只将电源电压变大，则可燃气体的浓度更高时触发报警 37 如图所示电路，各元件完好。下列说法正确的是（　　） A.将eg间导线改接到ef间，闭合开关S，两灯均发光，灯泡两端的电压一定相等 B.增加一根导线，将df接通，闭合开关S，两灯均发光，通过两灯的电流一定相等 C.增加一根导线，将ef接通，闭合开关S，两灯均发光，通过两灯的电流一定相等 D.增加一根导线，将cf接通，闭合开关S，两灯均发光，灯泡两端的电压一定相等 答案解析 课前小测 1 【答案】 C 【解析】 滑动变阻器的工作原理：改变连入电路电阻丝的长度，改变连入电路的电阻，从而改变电路中的电流；使用时移动滑片，改变的是滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度，故C正确，ABD错误。 2 【答案】 B 【解析】 暂无解析 3 【答案】 （1）C （2）材料 （3）没有控制横截面积相同 【解析】 （1）A．借助水压学习电压，产生了类比的方法，将电流类比水流，电压类比水压，故A不符合题意； B．借助磁感线来描述磁体周围的磁场，是借助物体模型来学习，将像光线一样，故B不符合题意； C．由于电磁铁磁性强弱无法过程，所以借助电磁铁吸引大头针的个数反映电磁铁磁性强弱，运用了转换法，故C符合题意； D．研究电流与电压的关系时，保持导体电阻一定，采取了控制变量法，故D不符合题意。 （2）a、b长度相同、横截面积相同，a、b材料不同，由表中数据可知，电流表的示数不同，故探究的是电阻的大小与材料有关。 （3）c、d两根电阻丝，仅仅是材料相同，长度不同，横截面积也不同，实验中有多个变量，由控制变量法可知，无法得出结论，故结论是错误的。 4 【答案】 D 【解析】 A、本实验中采用的是转换法，用电流表示数反映导体电阻大小，电流表示数越大反映导体电阻越小，故A不符合题意； B、若探究电阻大小与长度是否有关，应控制材料和截面积相同，长度不同，而C和D，故B不符合题意； C、若探究电阻大小与材料是否有关，应控制长度和横截面积相等，和横截面积不同，故C不符合题意； D、若探究电阻大小与横截面积是否有关，应控制长度和材料相同，选择和长度和材料相同，横截面积不同，故D符合题意。 5 【答案】 C 【解析】 A、电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小，所以图中电位器应与灯泡串联，故A错误； B、把A、B接入电路中，当滑动片P顺时针转动时，电位器电阻丝接入电路的长度变短，接入电路的电阻变小，电流变大，故B错误； C、若只将B、C接入电路，顺时针转动旋钮时，电位器电阻丝接入电路的长度变长，接入电路的电阻变大，故C正确； D、若将A、C两个接线柱接入电路，电位器电阻丝全部接入电路；顺时针转动旋钮时，电位器接入电路的电阻不变，故D错误。 课程目标 课堂引入 电流与电压和电阻的关系 探究电流与电压的关系 例题 6 [多选题] 【答案】 A B C 【解析】 A、连接电路时，滑动变阻器的滑片处于最大值处，此时电路中的电阻最大，根据欧姆定律可知，此时通过电路的电流最小，可以起到保护电路的作用，故A正确； BCD、在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，通过调节滑片，改变电路电路中的电流，从而改变电阻两端的电压，可以实现多次测量，目的是得出具有普遍性的结论，而不是减小实验误差，故BC正确、D错误。 7 【答案】 （1） （2）电压表 （3）变大 （4） （5）0.38；0.8 （6）导体的电阻；导体两端的电压成正比 【解析】 （1）根据实物图画出电路图，如下所示： （2）在实物图中，电流从电压表负接线柱流入了，故电压表连接有错误。 （3）小阳改正错误的电路连接后，进行实验。他闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器连入电路的电阻变小，由欧姆定律，观察到电流表的示数变大。 （4）根据表中数据，在图中的坐标中描点，然后连线，如下所示： （5）通过绘制图象可发现在测量中有明显错误的是I＝0.38A的实验数据。 因电流随电压的变化关系图象为过原点的直线，故可得出的结论是：当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，当电阻R两端电压为4V时，通过电阻R的电流为2V时电流的2倍，即I约为2×0.4A＝0.8A。 （6）由（5）知，可得出的结论是：当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。 8 【答案】 （1） （2） （3）①最大 ③调节滑动变阻器的滑片位置，改变R两端电压、并把U、I值记录在表格中 （4） （5）① ②导体电阻；导体两端电压成正比 【解析】 （1）[1]原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，如图所示 （2）[2]根据改装好的实物图可得，电阻R与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测电阻R的电阻，电路图如下 （3）①[3]为了保护电路，实验开始前，应将滑动变阻器的滑片P调至接入电路阻值最大处。 ③[4]为了得出实验结论的普遍性，应进行多次实验，故调节滑动变阻器的滑片位置，改变R两端电压、并把U、I值记录在表格中。 （4）[5]实验中要测量不同电压对应的电流，为得出普遍性的规律要多次测量，设计的表格如下所示 U/V I/A （5）①[6]把漏掉了U＝0.9V，I＝0.24A的一组数据补回去，得到的I－U图像如图所示 ②[7][8]因电流随电压的变化关系图像为一条过原点的直线，故可得出的结论是：当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。 随练 9 【答案】 （1） （2）U/V I/A （3）R断路 【解析】 暂无解析 10 【答案】 （1） （2）电压表 （3）变大 （4） （5）0.38；0.8 （6）导体电阻；该导体两端的电压成正比 【解析】 暂无解析 探究电流与电阻的关系 例题 11 【答案】 B 【解析】 ABC．探究“通过导体的电流跟电阻的关系”，根据控制变量法可知，需保持导体两端的电压不变，当把电阻R由5Ω更换为10Ω后，电阻变大，则电压表的示数变大，所以此时应该增大变阻器的电阻减小电阻R两端的电压，使电压表的示数保持不变。则滑片需向左移动增大滑动变阻器接入电路中的电阻。故B符合题意，AC不符合题意； D．增加电池的节数时，电阻R和滑动变阻器的两端电压都会变大，故D不符合题意。 12 【答案】 （1）电流表 （2）R断路 （3）右 （4）滑动变阻器阻值太小（或R的阻值太大） （5）电流与电压的关系 【解析】 （1）由实物图可知，电流表的正负接线柱接反了，即连接有误的元件是电流表。 （2）闭合开关S后，电流表无示数，说明电路可能发生了断路故障；而电压表有示数，说明电压表的两接线柱与电源两极能够相通，所以可能是与电压表并联的部分断路，即电阻R断路。 （3）将电阻由10Ω更换为15Ω时，电阻增大，根据串联分压的规律可知，其分得的电压增大；探究电流与电阻关系的实验中，应保持电阻两端的电压不变，所以应使电阻两端的电压减小为原来的电压值，由串联电路的电压规律可知，应增大变阻器分得的电压，由分压原理可知，应增大变阻器连入电路中的电阻，所以滑片P应向右端移动。 （4）要保持定值电阻两端的电压不变，由串联电路的电压规律可知，变阻器两端的电压也要保持不变，由串联分压的规律可得 所以当更换阻值较大的定值电阻时，变阻器连入电路中的电阻也要变大，如果滑动变阻器的最大电阻较小，则会导致定值电阻两端的电压不能达到所要控制不变的值，由此可知电压表示数都不能达到2V的原因可能是滑动变阻器的最大阻值较小。 （5）根据实物图的器件可得，本实验电路还可以探究通过导体的电流与导体两端电压之间的关系。 随练 13 [多选题] 【答案】 A C 【解析】 A．电阻的大小无法看到，可用电流表示数的大小来比较导体电阻的大小，采用的是转换法，故A符合题意； B．在探究电流与电阻的关系实验时，需要控制电阻的两端电压不变，改变电阻的大小，采用的是控制变量法，故B不符合题意； C．吸热的多少无法看到，可通过加热器加热时间的长短来反映物质吸热的多少，采用的是转换法，故C符合题意； D．在探究导体的电阻与材料是否有关的实验中，选用横截面积和长度相同、材料不同的电阻丝进行实验，符合控制变量法的定义，因此采用的是控制变量法，故D不符合题意。 14 【答案】 （1） （2） （3）②阻值不同的定值电阻；调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数仍为U，读出电流表示数 （4）1.5 【解析】 （1）[1]探究电流与电阻的关系，应把电流表与电阻串联，电压表与电阻并联，但图中电流表与电阻并联，电压表与电阻串联了，只需把电阻右端接线柱与电流表“0.6A”接线柱相连的导线改接在电压表“－”接线柱上即可，如图所示： （2）[2]根据电路画出的电路图如图所示： （3）①闭合开关S，并移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为U，读取电流表示数I，将R和I的数据记录在表格中，断开开关S； ②[3] [4]探究电流与电阻的关系，应控制电压不变，改变电阻，所以要换用阻值不同的定值电阻，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数仍为U，读出电流表的示数，将R和I的数据记录在表格中，断开开关S； （4）[5]根据实验，结合图像可以得出：在电压不变时，电流与电阻成反比。由图像可知，当电阻R＝20Ω时，通过该导体的电流为I＝0.3A，所以当电阻为R′＝4Ω时，通过该导体的电流为 15 【答案】 （1）没有保持电阻两端电压不变 （2） （3）导体的电流与导体两端电压 【解析】 （1）要探究通过导体的电流与导体电阻的关系，实验应保持定值电阻两端的电压不变，实验中并未控制定值电阻两端的电压保持不变，因此，小英的实验不能达到探究的目的。 （2）要能够实现探究目的，需要在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片使定值电阻两端的电压保持不变，电路图如图所示： ； （3）利用图示装置，可以控制电阻不变，通过滑动变阻器改变定值电阻两端的电压，可以探究导体的电流与导体两端电压的关系。 16 【答案】 （1） （2）B （3） 实验次数 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 5 10 15 20 30 电流I/A （4）降低电源电压 【解析】 （1）实验时调节滑动变阻器使R两端电压保持2V不变，电压表选择0~3V量程，并联在灯泡两端； （2）开关闭合后，小灯泡不亮，电流表示数为零，则电路中发生断路，电压表示数接近电源电压，则与电压表并联的灯泡发生断路； （3）表格中有实验次数，物理量及对应的单位； （4）当用30Ω代替20Ω的电阻时，由分压原理，电压表示数变大，要减小电压表示数，应增大变阻器连入电路中的电阻大小，变阻器分担更大的电压，若当把滑动变阻器阻值全部接入电路时，定值电阻两端电压仍大于2V，这样可以换最大阻值更大的滑动变阻器或使用电压小一些的电源。 欧姆定律 欧姆定律的概念辨析 例题 17 [多选题] 【答案】 A C 【解析】 A．电阻是导体本身的一种性质，只与自身的长度、材料、横截面积有关，与温度有关，与通过导体的电流和导体两端的电压无关，故A正确； B．电阻是导体本身的一种性质，与通过导体的电流和导体两端的电压无关，当通过导体的电流为零时，导体的电阻不为零，故B错误； C．导体的电阻一定时，导体两端的电压与电流的比值是一个定值，说明通过导体的电流与导体两端的电压成正比，故C正确； D．导体的电阻与导体电压、通过导体的电流无关，故D错误。 18 【答案】 D 【解析】 AB．导体的电阻是导体的一种性质，导体的电阻大小与加在它两端的电压和通过它的电流大小均无关，故AB错误； C．表示电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比，故C错误； D．当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，故D正确． 随练 19 【答案】 B 【解析】 A．电阻是导体本身的一种性质，与它两端的电压和通过的电流无关，所以导体两端的电压为0时，其阻值不为0，故A错误； B．导体的电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过它的电流的比，可以通过其计算求得．故B正确； CD．电阻是导体的一种性质，与导体的长度、横截面积、材料和温度有关．与导体两端的电压和通过的电流无关．所以导体的电阻不由它两端的电压和通过它的电流决定，也不能说导体的电阻与通过导体的电流成反比，故CD错误． 20 【答案】 C 【解析】 暂无解析 实验设计 例题 21 【答案】 （1） （2）①断开；右 ③电阻箱阻值\({{R}_{1}}\)不变，调节滑动变阻器滑片P于另一位置，读出电压表示数\({{U}_{2}}\)，读出电流表的示数\({{I}_{2}}\)，断开开关，把实验数据填入表格中 【解析】 （1）探究通过导体的电流与导体两端电压之间是否成正比，则需测量的物理量有电流、电压，故设计实验数据表格如下： （2）①为保护电路，应该在开关断开的状态下按照电路图连接实验电路，并把滑动变阻器的滑片Р调到最大阻值处的右端。 ②调节电阻箱的阻值为R1，试触后闭合开关，调节滑动变阻器滑片Р适当位置，读出电压表的示数U1，读出电流表的示数I1，断开开关，把实验数据填入表格中． ③根据控制变量法知要探究通过导体的电流与导体两端电压之间是否成正比需要保持电阻阻值不变，改变其两端的电压，进而观察电流，故接下来的操作应该是：电阻箱阻值\({{R}_{1}}\)不变，调节滑动变阻器滑片P于另一位置，读出电压表示数\({{U}_{2}}\)，读出电流表的示数\({{I}_{2}}\)，断开开关，把实验数据填入表格中。 22 【答案】 （1）②断开开关，换上不同阻值的R，闭合开关S，移动滑片位置，使电压表的示数仍为U，读出此时电流表的示数I，并把R、U、I记录在数据表格中。 （2）R/Ω U/V I/A 【解析】 暂无解析 23 【答案】 （1）控制电阻箱两端的电压保持不变 （2）导体两端电压；通过导体的电流与导体的电阻 【解析】 暂无解析 随练 24 【答案】 （1） （2）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 （3）两个小组所用的定值电阻的阻值不同 【解析】 （1）要探究通过导体的电流与导体两端电压的关系，需将定值电阻和滑动变阻器串联在电路中，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测电路中的电流。通过滑片的移动来调节定值电阻两端的电压，从而测得多组电压及对应电流的实验数据。作图如下： （2）由表格数据知，每一组电压及对应的电流的比值是定值，所以：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 （3）甲、乙小组绘出的I－U图像都是一倾斜的直线，说明得出的结论都是：在电阻一定时，电流与电压成正比。但两线的倾斜度不同，是因为两个小组所采用的定值电阻的阻值不同。在图像中，当电压相同时，甲乙小组测得的电流不同，据\(R=\frac{U}{I}\)知，两个电阻的阻值不同。 25 【答案】 （1）见解析 （2）见解析 （3）10 （4）可以 【解析】 （1）[1]探究电流与电压的关系时采用的是控制变量法，实验中需要控制电阻保持不变，改变导体两端的电压，步骤③中没有控制电阻不变，正确的步骤是：保持电阻箱的阻值不变，移动滑动变阻器的滑片，记录电压表和电流表的示数． （2）[2]由图可知，在电阻一定时，电压越大，通过电阻的电流越大，得到导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比． （3）[3]由图可知，当电压为2V时，电流为0.2A，则本次实验中电阻箱接入电路的阻值为 （4）[4]探究电流跟电阻的关系时采用的也是控制变量法，需要控制电阻两端的电压不变，改变电阻的大小；实验中通过调节电阻箱能改变电阻，通过调节滑动变阻器能控制电阻箱两端的电压不变，所以能完成该实验． 实验纠错 例题 26 【答案】 （1） （2） （3）A （4）更换不同阻值的电阻；移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为U，读取电流表示数I； （5）6 【解析】 （1）原电路中电压表串联在电路中，电流表与定值电阻并联，应让电压表与定值电阻并联，电流表与定值电阻串联，如图所示： （2）由改正后的实物图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表与定值电阻并联，滑动变阻器右下端接线柱接入电路，电路图如图所示： ； （3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片要调至阻值最大处，由图1知，滑片置于A端时，滑动变阻器连入电路的阻值最大； （4）实验步骤： ①闭合开关S，并移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为U，读取电流表示数I，将R和I的数据记录在表格中。 ②断开开关S，更换不同阻值的电阻，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为U，读取电流表示数I，将R和I的数据记录在表格中。 ③多次仿照步骤②操作，将相应的电阻R和I的数据记录在表格中。 （5）由图2可知R＝30Ω时I＝0.2A，则电阻两端的电压U＝IR＝0.2A×30Ω＝6V。 27 【答案】 （1）当接入12Ω和15Ω电阻时，不能控制定值电阻R0两端电压为2.4V保持不变 （2）因R0与R串联，它们两个的电压与它们的电阻值成正比，当R0两端电压为2.4V时，R两端的电压为4.5V－2.4V＝2.1V．根据，当R0＝15Ω时，R＝13.125Ω，即已超过了滑动变阻器的最大阻值10Ω （3）可以通过调节滑动变阻器，使每次实验的电压表的示数在2.7V～3V之间的某个电压值保持不变 【解析】 暂无解析 随练 28 【答案】 滑动变阻器的最大电阻值太小，应选用最大电阻值不小于30Ω的滑动变阻器；电源电压太大，应适当降低电源电压，使其为5V；定值电阻R1阻值太大，应选用阻值范围为5Ω～20Ω的定值电阻（其它答案合理均可） 【解析】 暂无解析 29 【答案】 （1） （2）主要实验步骤： ①闭合开关，适当移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U，记录定值电阻的阻值R和电流表示数I ②更换定值电阻，调节滑动变阻器的阻值，使电压表示数U不变，记录定值电阻的阻值R和电流表示数I ③仿照步骤②再做4次，记录定值电阻的阻值R和电流表示数I （3）当导体两端电压一定时，通过导体的电流跟电阻成反比 【解析】 （1）电流表应与定值电阻串联，电压表应并联在定值电阻两端，故定值电阻和电流表的“0.6”接线柱相连的导线错误，应将定值电阻的右端接线柱与电压表的“”接线柱相连，如图： （2）根据欧姆定律可知，定值电阻两端的电压，实验中应控制定值电阻两端的电压不变，故实验步骤为： 将的电阻接入电路，闭合开关，调节滑片到适当位置，使电压表的示数为，读出电流表示数记入表中； 断开开关，分别用、、、、的电阻替换的电阻，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为不变，分别读出电流表的示数，记录在表格中； （3）分析如表中的实验数据，可知： 定值电阻两端的电压， 归纳出实验结论为：在电压一定时，通过导体的电流跟电阻成反比。 故答案为：（1）如图；（2）将的电阻接入电路，闭合开关，调节滑片到适当位置，使电压表的示数为，读出电流表示数记入表中；断开开关，分别用、、、、的电阻替换的电阻，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为不变，分别读出电流表的示数，记录在表格中；（3）在电压一定时，通过导体的电流跟电阻成反比。 30 【答案】 （1）没有控制导体两端的电压不变 （2） （3）通过导体的电流与导体两端电压的关系（或：电流一定时，导体两端电压与电阻的关系；电压一定时，电功率与电阻的关系；电流一定时，电功率与电阻的关系） 【解析】 （1）要探究通过导体的电流与导体电阻的关系，实验应保持定值电阻两端的电压不变，实验中并未控制定值电阻两端的电压保持不变，因此，小英的实验不能达到探究的目的。 （2）要能够实现探究目的，需要在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片使定值电阻两端的电压保持不变，电路图如图所示： ； （3）利用图示装置，可以控制电阻不变，通过滑动变阻器改变定值电阻两端的电压，可以探究导体的电流与导体两端电压的关系。 课堂小结 拓展 31 【答案】 D 【解析】 暂无解析 32 【答案】 D 【解析】 暂无解析 33 【答案】 根据U＝UL＋UR，UL＝IRL，UR＝IR 可知，U＝I（RL＋R）或U＝IRL＋IR； 当电阻R1和电阻R2分别接入电路时，电路中的电流分别为I1和I2， 因为通过灯的电流越大灯越亮且灯的电阻RL越大， 所以I1＞I2，RL1＞RL2； 因为电源电压不变，即I1（RL1＋R1）＝I2（RL2＋R2）， 所以RL1＋R1＜RL2＋R2 又因为RL1＞RL2， 所以R1－R2＜0，即R1＜R2 【解析】 暂无解析 34 【答案】 （1）没有控制通过电阻的电流不变 （2） （3）①开关断开，将滑动变阻器调至最大处，电压表和电流表调零，按电路图连接电路； ②闭合开关，移动滑动变阻器到适当位置，读出电压表和电流表的示数，把、和记录到表格中，再根据公式计算出电功率； ③断开开关，更换不同的定值电阻，将滑动变阻器调至阻值最大处，闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数仍为，记录、，再根据公式计算出电功率； ④仿照步骤③再做几次实验，把电流、电阻、电功率记录在表格中。 【解析】 （1）探究“当通过电热丝的电流一定时，电热丝消耗的电功率跟电热丝电阻的关系”时，根据控制变量法可知，应控制通过电热丝的电流一定； 由题意可知，将R换为不同阻值的另一个电阻后，他观察到电流表的示数改变了，所以他的实验设计不能实现探究目的的原因：没有控制通过电阻的电流不变； （2）要能够实现探究目的，需要在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片使定值电阻两端的电压保持不变。 35 【答案】 （1）电路图略 （2）小灯泡处断路 （3）2.5；12.5 【解析】 暂无解析 36 【答案】 C 【解析】 由电路图可知，与串联，电压表测两端的电压； 、的阻值不变，随着可燃气体浓度增加，电阻的电阻减小，电路的总电阻减小，由知通过的电流增大，由知两端的电压变大，电压表的示数变大，故错误； 、烟雾较小时，其阻值大于较大时的阻值，其两端电压也比较大时的大，要使电压增大到触发报警，需要增加电路电流，电源电压不变，由欧姆定律知需要减小电路的总电阻，由串联电阻规律知需要减小的阻值，故正确； 、若只将电源电压变大，由可知电路中的电流变大，要使滑动变阻器两端的电压不变，电路中的电流也不变，所以电阻的电阻值需要增大， 可燃气体（或烟雾）浓度需要减小，即可燃气体的浓度更低时触发报警，故错误。 37 【答案】 D 【解析】 暂无解析 1 高小思的专属讲义 . 学科网（北京）股份有限公司 $$