12.4 欧姆定律的应用（课件）2024-2025学年-北师大版物理九年级全一册

第四节 欧姆定律的应用 知识点 安阻法测电阻 知1－讲 1 用已知电阻R0或最大阻值为R0的滑动变阻器、电流表、开关，设计电路测出未知电阻Rx的阻值。 名称 电路图 方法及步骤 表达式 双安法 闭合开关，分别记下电流表A1、A2的示数I0、Ix Rx＝ 课堂新授 知1－讲 续表： 名称 电路图 方法及步骤 表达式 单 安 法 1 闭合开关，记下电流表示数I；断开开关，记下电流表示数I0 Rx＝ 2 只闭合开关S1，记下电流表示数I0；只闭合开关S2，记下电流表示数Ix Rx＝ 课堂新授 知1－讲 续表： 名称 电路图 方法及步骤 表达式 单 刀 双 掷 法 1 先将开关置于1处，记下电流表的示数I1；再将开关置于2处，记下电流表的示数I2 Rx＝ 2 先将开关置于1处，记下电流表的示数I1；再将开关置于2处，记下电流表的示数Ix Rx＝ 课堂新授 知1－讲 续表： 名称 电路图 方法及步骤 表达式 安 短 法 只闭合开关S，记下电流表的示数I1；同时闭合开关S和S1，记下电流表的示数I2 Rx＝ 安 滑 法 闭合开关S，将滑动变阻器的滑片分别置于a端和b端, 记下电流表的示数Ia和Ib Rx＝ 课堂新授 知1－讲 续表： 名称 电路图 方法及步骤 表达式 等效 替代法 1. 将开关S1闭合、S2断开，调节滑动变阻器到适当位置，记下电流表的示数I； 2. 断开S1，闭合S2，保持滑动变阻器滑片位置不动，调节电阻箱，使电流表示数仍为I，记下电阻箱的阻值R0 Rx＝R0 课堂新授 知1－讲 方法点拨 1. 双安法表达式推导：依据电压相等。I0R0＝IxRx，则Rx＝。 2. 单安法1表达式推导：依据R0与Rx两端电压相等。I0R0＝(I－I0)Rx，则Rx＝。 课堂新授 知1－讲 3. 单刀双掷法1表达式推导：依据电源电压不变。开关接1时，U＝I1Rx，开关接2时，U＝I2(Rx＋R0)， 则I1Rx＝I2(Rx＋R0)， 故Rx＝。 4. 安短法表达式推导：依据电源电压不变。只闭合开关S 时，U＝I1(Rx＋R0)，同时闭合开关S和S1时，U＝I2Rx，则I1(Rx＋R0)＝I2Rx， 故Rx＝。 课堂新授 知1－讲 5. 安滑法表达式推导：依据电源电压不变。滑片置于a端时，U＝IaRx，滑片置于b端时，U＝Ib(Rx＋R0)，则IaRx＝Ib(Rx＋R0)， 故Rx＝。 课堂新授 知1－练 例 1 [中考·北京] 如图1甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路，电源电压不变，定值电阻R0＝30 Ω。 课堂新授 知1－练 解题秘方：利用已知电阻R0和电流表, 测未知电阻Rx的阻值。设计的思路是将待测电阻Rx和已知电阻R0组成并联电路,测出R0的电流I1、并联电路总电流I2，依据并联电路电压相等，即I1R0＝(I2－I1)Rx，便可求出Rx。 课堂新授 知1－练 (1)实验步骤： ①只闭合开关S、S1，读出并记录电流表示数I1。 ②_________________，读出并记录电流表示数I2(如图乙所示)。 ③计算Rx的阻值。 只闭合开关S、S2 课堂新授 知1－练 (2)数据记录与处理(请你补充完整表中①②位置的数据)。 实验数据记录表 (定值电阻R0＝30 Ω) ① 0.5；② 20 I1/A I2/A Rx/Ω 0.2 ① ② 课堂新授 知1－练 解析：只闭合开关S、S1，R0和Rx并联，电流表测定值电阻R0的电流，读出并记录电流表示数I1＝0.2 A，则U＝Ux＝U0＝I1R0＝0.2 A×30 Ω＝6 V。只闭合S、S2，R0和Rx并联，此时电流表测干路电流I2，由图乙可知总电流I2＝0.5 A。通过待测电阻Rx的电流Ix＝0.5 A－ 0.2 A＝0.3 A ，则Rx＝＝＝20 Ω。 课堂新授 知1－练 1. [中考·贵港] 小华利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电流表、开关等器材，设计了如图所示的电路测出了Rx的阻值，请你完成下列实验步骤： 课堂新授 知1－练 (1)按电路图正确连接电路，闭合开关S，断开开关S1，读出电流表示数I1。 (2)_____________， 读出电流表示数I2。 (3)根据实验数据，计算出待测电阻Rx＝_______。(用R0、I1、I2表示) 再闭合开关S1 课堂新授 知2－讲 知识点 伏阻法测电阻 2 用已知电阻R0或最大阻值为R0的滑动变阻器、电压表、开关，设计电路测出未知电阻Rx的阻值。 测量方法 电路图 方法和步骤 Rx的表达式 双 伏 法 (两个电压表) 用电压表分别测出R0、Rx两端的电压U0、Ux Rx＝R0 课堂新授 知2－讲 续表： 测量方法 电路图 方法和步骤 Rx的表达式 双 伏 法 (一个电压表两用) 用电压表先后测出总电压U、Rx 两端的电压Ux Rx＝R0 课堂新授 知2－讲 续表： 测量方法 电路图 方法和步骤 Rx的表达式 双 伏 法 (一个电压表两用) 用电压表先后测出总电压U和R0两端的电压U0 Rx＝R0 课堂新授 知2－讲 续表： 测量方法 电路图 方法和步骤 Rx的表达式 单伏 双 开法 1. 只闭合S2 记下电压表的示数Ux； 2. 只闭合S1 记下电压表的示数U Rx＝ 伏 短 法 1. 闭合S、S1记下电压表的示数U； 2. 闭合S，断开S1记下电压表的示数Ux Rx＝R0 课堂新授 知2－讲 续表： 测量方法 电路图 方法和步骤 Rx的表达式 伏变法 闭合S，将滑动变阻器的滑片分别置于a端和b端，记下电压表的示数Ua和Ub Rx＝R0 单刀 双掷 法 将开关分别置于位置1、2 处，分别记下电压表的示数U和U0 Rx＝R0 课堂新授 知2－讲 续表： 测量方法 电路图 方法和步骤 Rx的表达式 等效 替 代法 先将开关S1闭合，调节滑动变阻器滑片到适当位置，记下电压表的示数U；断开S1，闭合S2，保持滑动变阻器滑片位置不动，调节电阻箱，使电压表示数仍为U，记下电阻箱的阻值R0 Rx＝R0 课堂新授 知2－讲 方法点拨 1. 双伏法：依据通过R0与Rx电流相等。 (1)＝，则Rx＝R0。 (2)＝，则Rx＝R0。 (3)＝，则Rx＝R0。 课堂新授 知2－讲 2. 单伏双开法：依据R0与Rx电流相等，有＝，则 Rx＝。 3. 伏短法：该方法主要应用两开关同时闭合，R0被短路，电压表测出电源电压U；S闭合，S1断开，两电阻串联，电压表测出Rx两端电压Ux。则＝，故Rx＝ R0。 课堂新授 知2－讲 4. 伏变法：该方法主要利用滑片置于a端时，电压表测出电源电压Ua；滑片置于b端时，Rx与滑动变阻器最大阻值R0串联，电压表测出Rx两端电压。则＝，故Rx＝R0。 课堂新授 知2－练 [中考·益阳] 如图2甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路，定值电阻R0＝15 Ω。 例 2 课堂新授 知2－练 解题秘方：利用定值电阻R0和电压表, 测未知电阻Rx的阻值。设计的思路是将待测电阻Rx和定值电阻R0组成串联电路, 测出R0两端的电压U1、串联电路总电压U2，则待测电阻Rx两端的电压Ux＝U2－U1，便可以求出待测电阻Rx。 课堂新授 知2－练 (1)请完善实验步骤： ①只闭合开关S、S1，读出并记录电压表示数U1； ②只闭合开关______，读出并记录电压表示数U2。 解析：只闭合开关S、S1，R0与Rx串联，电压表测量R0两端的电压U1；只闭合开关S、S2，R0与Rx串联，电压表测量电源电压U2。 S、S2 课堂新授 知2－练 (2)若U1＝1.5 V，U2的大小如图乙所示，U2＝_______V，则Rx＝______Ω。 2.5 10 课堂新授 知2－练 解析：若U1＝1.5 V，由图乙可知U2＝2.5 V，则Rx两端的电压Ux＝U2－U1＝1 V，依据串联电路分压关系或串联电路电流处处相等，则＝，即＝，所以Rx＝10Ω。 课堂新授 知2－练 (3)为了多测几组实验数据减小实验误差，实验电路应如何改进？请画出改进后的电路图。 解：为了减小实验误差，可在电路中串联一个滑动变阻器，改变R0、Rx两端的电压大小，进行多次测量，电路设计如图3所示。 课堂新授 知2－练 2. [中考·宿迁]某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值，实验中电流表突然损坏，小组同学经过讨论设计了一种实验方案，也可测出Rx阻值。电路如图所示，电源电压未知且恒定不变，a、b 为滑动变阻器左右两个端点，滑动变 阻器最大阻值为Rmax，请你把以下测 量步骤补充完整。 课堂新授 知2－练 (1)闭合开关S，滑片P移到a端时，读出电压表示数为U1； (2)闭合开关S，_______________读出电压表示数为U2； (3)待测电阻Rx＝___________。(用已知和测量出的物理量表示) 滑片P移到b端时 课堂新授 知3－讲 知识点 电流表、电压表的电阻 3 电流表和电压表，既是测量仪表，同时也是接入电路的特殊电阻。 1. 电流表的电阻 电流表的电阻一般很小，实验室常用的电流表，量程是0~0.6 A 时电阻约为0.125 Ω，量程是0~3A时电阻约为0.025 Ω。正是由于电流表的电阻很小，所以将电流表串联在电路中时，对电路的总电阻影响也很小。在分析和简化电路时，电流表可当成无阻导线。 课堂新授 知3－讲 2. 电压表的电阻 电压表的电阻一般很大，实验室常用的电压表，量程是0～3V时电阻约为3kΩ，量程是0～15V 时电阻约为15 kΩ。由于电压表的电阻很大，所以将电压表并联在用电器两端时，对电路的总电阻的影响很小。在分析和简化电路时，电压表可以看成断路(电阻无限大)。 课堂新授 知3－讲 规律小结 ●扩大电流表的量程，表明其原有量程较小，可采用并联分流的规律。 ●扩大电压表的量程，则可以采用串联分压的规律。 课堂新授 知3－练 [中考·安徽] 现有一只满偏电流Ig＝3 mA的电流计G，已知其电阻Rg＝100 Ω, 现在需要把它改装成一只量程Ic＝3 A的电流表，如图4 甲所示。求： 例 3 课堂新授 知3－练 解题秘方：电流计G与电阻Rx并联改装成电流表，可运用关系式IgRg＝I′Rx来解答。 课堂新授 知3－练 (1)电阻Rx的阻值。 (2)改装后的电流表电阻Rc的阻值。 解：电阻Rx的阻值 Rx＝＝＝＝ Ω。 改装后的电流表电阻Rc的阻值 Rc＝＝＝＝0.1 Ω。 课堂新授 知3－练 (3)如图4乙所示，将改装后的电流表接入电路中。已知电源电压U＝10 V，电阻R1＝5 Ω。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数I＝1.0 A。求此时滑动变阻器接入电路中的阻值R2， 以及通过原电流计G的电流I1。 课堂新授 知3－练 解：电流表串联在电路中，已知R1＝5 Ω，电流表的示数 I＝1.0 A，电路的总电阻R总＝＝＝10 Ω， 所以R2＝R总－R1－Rc＝10 Ω－5 Ω－0.1 Ω＝4.9 Ω； 电流表两端的电压 Uc′＝IRc＝1.0 A×0.1 Ω＝0.1 V， 通过原电流计G的电流I1＝＝＝0.001 A。 课堂新授 知3－练 3. [中考·泉州] 小明在做电学实验时需要一个量程为0～9 V 的电压表，可是他只能找到量程为0～3 mA 的电流表一只。通过查资料，小明知道电流表可以改装成电压表，这是因为电流表本身也有电阻，当电流通过电流表时，它的两接线柱之间具有一定的电压，这个电压的大小可从电流表的示数反映出来。已知该电流表的电阻Rg＝10Ω。 课堂新授 知3－练 (1)若将这个电流表当成电压表使用，它所能测量的最大电压值为________V。 (2)若要将该电流表改装成量程是0～9 V的电压表，应____联一个_____Ω的定值电阻。 0.03 串 2 990 课堂新授 欧姆定律的应用 欧姆定律的应用 用电压表或电流表测未知电阻 电压表的内阻特点 电流表的内阻特点 归纳总结 ·Rmax $$