14.4 欧姆定律的应用课件- ----2024-2025学年物理苏科版九年级上册

14.4 欧姆定律的应用 ———电路中的“交通规则” 1.内容：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.公式 3.变换公式 U=IR R = I U R U I 电压 电阻 电流 I = U R I ——A U——V R——Ω 单位要统一 欧姆定律反映同一时刻、同一段电路中I、U、R之间的关系 复习回顾——欧姆定律 注意点： 单位统一、同一性（物理量必须是对应于同一段电路）、同时性 由欧姆定律的变形式可知，只要测出导体两端电压和通过导体的电流，就可以计算这个导体的大小。 因此，该公式给出了一种测量未知电阻的方法。 电流 电压 电阻 电流表 电压表 1.伏安法测电阻——定值电阻 伏安法 用电压表、电流表间接测电阻 电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。 实验目的 实验原理及思路 实验器材 改变待测电阻两端的电压及通过的电流大小,从而求出不同工作电压下的电阻 1.伏安法测电阻——定值电阻 A V R R' S 电路图 实物图 实验电路图和实物图 1.伏安法测电阻——定值电阻 （1）按电路图连接实验电路，开关断开，P移到最大电阻值的位置； （2）检查无误后闭合开关，三次改变滑动变阻器阻值，分别读出两表示数，填入表格； （3）根据记录的数据算出三次电阻R，并求出R的平均值。 实验次数 U/ V I/A R/Ω R 平均值/Ω 1 2 3 1.伏安法测电阻——定值电阻 实验步骤 取平均值减小误差 多次实验的目的？ 思考：实验时还要注意哪些细节？ （温度因素） 6 实物图 电路图 A V L R S 注意：灯泡两端的电压不能超过灯泡标注的电压 1.伏安法测电阻——灯泡电阻 测量小灯泡工作时的电阻 次数 U/A I/A R/Ω 灯泡亮度 1 0.5 0.13 3.8 不亮 2 1 0.18 5.6 灯丝暗红 3 1.5 0.21 7.5 微弱发光 4 2 0.24 8.7 发光较亮 5 2.5 0.26 9.6 正常发光 结论： 灯泡的电阻随温度的升高而增大 1.伏安法测电阻——灯泡电阻 实验数据 能否取平均值作为灯泡电阻？ 不可以，灯泡电阻随温度上升而变大 1.伏安法测电阻——电路故障 1.连接好电路，闭合开关后，发现电流表指针不动，电压表示数为电源电压，故障原因是 。 A V R R' S 2.连接好电路，闭合开关后，发现电流表指针正常偏转，电压表示数为0，故障原因是 。 R断路 R短路 1.在用“伏安法测小灯泡的电阻”实验中． (1)在图甲中，滑片向左移动时灯泡变暗，完成电路的连接． (2)在闭合开关之前，图中滑动变阻器的滑片应放在 端。 左 巩固练习 (3)若某次测量时电压表和电流表的示数如图乙所示，则电压表的示数为 V，灯泡的电阻RL= Ω。 (4)小明同学在做实验时，电路连接无误， 闭合开关后，发现电流表的指针明显 偏转，而电压表的示数为零。 该故障的原因可能是 。 2.2 11 灯泡短路 2.小刚同学测量小灯泡的电阻时，连接的电路如图： (1)检查电路，发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打×，若没有发现错误，会出现 现象。在图中补画出正确的连线。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到 端 灯泡不亮，电流表示数为零，电压表有示数 B (2)改正错误后，正确操作测得的数据如下表： 实验次数 1 2 3 电压U/V 2.0 2.5 2.8 电流I/A 0.20 0.24 0.25 则第1次测得的小灯泡的电阻为 ；从表中计算出三次小灯泡的电阻不相等，你认为可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 10Ω 灯丝的电阻与温度有关 巩固练习 ＋ － 0.6 3 A 0 0.2 0.4 0.6 ||||||||||||||||||||||||||||||| 0 1 2 3 15 3 V 0 5 10 15 0 1 2 3 ||||||||||||||||||||||||||||||| S P Rx 故障2：电流表和电压表的指针偏转角度很小。 原因：①电压表和电流表的量程可能都选择过大； ②电源电压可能过低。 故障1：电流表与电压表的指针反向偏转。 原因：电流表和电压表的“+”、“−”接线柱接反 实验出现故障解析 故障3：电流表指针超过最大值。 原因：①量程可能选择过小； ②电路中可能出现短路。 ＋ － 0.6 3 A 0 0.2 0.4 0.6 ||||||||||||||||||||||||||||||| 0 1 2 3 15 3 V 0 5 10 15 0 1 2 3 ||||||||||||||||||||||||||||||| S P Rx 故障4：滑动变阻器滑动时，电表示数及灯泡亮度无变化。 原因：滑动变阻器没有 “一上一下”连接。 实验出现故障解析 故障5：闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表无示数。 原因：①滑动变阻器阻值太大； ②接触不良或灯丝等断开 ③电源等元件可能损坏； 故障7：在调节滑动变阻器的滑片时，他发现灯泡变亮了，而电压表的示数却减小了。 原因：将电压表错接在了滑动变阻器两端。 故障8：开关闭合，灯不亮，电流表有示数，电压表无示数。 原因：灯泡短路 实验出现故障解析 故障6：闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数， 电压表指针明显偏转（或示数等于电源电压）。 原因：灯泡断路 ＋ － 0.6 3 A 0 0.2 0.4 0.6 ||||||||||||||||||||||||||||||| 0 1 2 3 15 3 V 0 5 10 15 0 1 2 3 ||||||||||||||||||||||||||||||| S P Rx 随堂小练第一课时 1、串联电路中的电流、电压各有什么特点？ 2、那么串联电路中的电阻又有什么特点呢？ I I1 I2 U1 U2 U I1 = I2 = I U = U1 + U2 串联电路两端的总电压_____各部分电压之和 串联电路中各处的电流_____ 相等 等于 2.串联电路的电阻 U总=I总R总 研究方法： 什么是总电阻？ R1 R2 R总 理论推导法 2.串联电路的电阻 V U I R2 A S U2 U1 R1 R总 S A V I U R总＝R1+R2 结论： 串联电路总电阻等于 各串联导体的电阻之和 R总 = = = + = R1+R2 讨论1：串联电路的总电阻有什么特点？ 特点是：串联电路的总电阻比任何一个导体的电阻大。 ＋ ＝ 这相当于增加了导体的长度 讨论2：若有n 个电阻R1、R2、···、Rn串联，则它们的总电阻R 等于多少？ R总＝R1＋R2+···＋Ｒn 2.串联电路的电阻 串联电路的规律： I1 I2 = 1 1 I=I1=I2 I1:I2=1 :1 ①电流规律： ②电压规律： U=U1+U2 U1 : U2 = IR1 : IR2 = R1 : R2 = U1 U2 R1 R2 ③电阻规律： R= R1+R2 2.串联电路的电阻 串联电路中， 电压之比等于电阻之比；根据电阻分电压 4.将5Ω和10Ω的两个电阻串联后的总电阻是_____Ω；若通过5Ω电阻的电流为0.4A，则10Ω电阻两端的电压是___V，串联电路两端总电压是___V。 1.将4欧和12欧的电阻串联接入电路总电阻为_____ 2.两个电阻均为6欧的电阻串联接入电路总电阻为_____ 16Ω 12 Ω 巩固练习 3.导体串联时的总电阻比任何一个导体的电阻都____，这是因为导体串联起来相当于增加了导体的_____。 长度 6 4 15 大 5.R1和R2电阻串联后接在电路中，若R1:R2=3:2，则通过R1、R2的电流之比是____，R1、R2两端电压之比是_____。 3:2 1:1 6.把一个4Ω的电阻器R1和一个6Ω的电阻器R2串联起来接入电路，求它们的总电阻R总。若电路中的电流为1.2A，求每个电阻器两端的电压及总电阻两端的电压。 10Ω、4.8V、7.2V、12V 巩固练习 7.如图电路，电源电压保持不变，若变阻器滑片P向左滑动时，则 ( ) A. V1表示数增大，V2表示数增大，A表示数减小 B. V1表示数减小，V2表示数增大，A表示数减小 C. V1表示数增大，V2表示数减小，A表示数增大 D. V1表示数减小，V2表示数减小，A表示数增大 V1 V2 A R1 P R2 c 巩固练习 随堂小练 第二课时 并联电路中的电流规律是 ______________________ 表达式是_______ 并联电路中的电压规律是 ______________________ 表达式是________ U=U1=U2 I=I1+I2 总电流等于各支路电流之和 各支路两端电压相等 并联电路的总电阻(等效电阻)跟各支路的电阻有怎样的关系？ 理论推导法 3.并联电路的电阻 R2 1 R1 1 R总 1 = + 结论： V R1 R2 A S 3.并联电路的电阻 U总=I总R总 U总=U1=U2 I总=I1+I2 I总= R2 U2 R1 U1 I2= I1= R总 U R1+R2 R1×R2 R总 = 结论：并联电路的总电阻的倒数，等于各并联导体的电阻的倒数之和 讨论： 并联电路的总电阻_____任一并联导体的电阻 + = 这相当于增加了导体的_________ 横截面积 小于 3.并联电路的电阻 R2 1 R1 1 R总 1 = + 例 在图中，电源电压U=12V，R1=10Ω，R2=40Ω，求电路的总电阻和干路里的电流。 R1 R2 I 8 Ω 1.5 A 典型例题 思路 ① 直接利用并联电路总电阻计算公式 ② 先算总电流，再算总电阻 并联电路的电流、电压、电阻规律： 电阻： 1 R 1 R1 1 R2 = + 电流： I=I1+I2 R2 R1 = I1 I2 I1 : I2 = U1/R1 : U2/R2 = 1/R1 : 1/R2 = R2 : R1 电压： U=U1=U2 U1 : U2 = 1 : 1 1 1 = U1 U2 3.并联电路的电阻 1.并联电路的总电阻的_____，等于各并联导体的电阻的_____之和。并联电路的总电阻_____任一并联导体的电阻。这相当于增加了导体的_________. 倒数 倒数 小于 横截面积 2. R1=6Ω，R2=4Ω，将它们并联在电路中，则通过它们的电流之比是____，它们两端的电压之比为____，总电阻是____Ω. 2:3 1:1 2.4 巩固练习 3. 两个电阻R1=8Ω、R2=16Ω，把它们并联起来接在电路中，通过R1的电流是0.5A，则通过R2的电流是（ ） A. 0.25A B. 0.5A C. 0.75A D. 1A A 巩固练习 4.将5个20欧的电阻并联，总电阻为___欧，若将n个阻值为R的电阻并联，总电阻为_____ 4 R/n 5.将1000 Ω的电阻与1 Ω的电阻并联,并联总电阻为( ) A.大于1000Ω B.小于1 Ω C.1000 Ω >R>1 Ω D.等于1001 Ω 6.将两个电阻并联，总电阻为12Ω，若一个电阻为30Ω ，另一个是_____ B 20Ω 巩固练习 电流 电压 电阻 串联 I=I1=I2 U=U1+U2 并联 I=I1+I2 U=U1=U2 串、并联电路的规律比较 R = R1+R2 R2 1 R1 1 R总 1 = + 两电阻串联或并联时， 以电流承受能力小的为标准判断电路最大电流； 以电压承受能力小的为标准判断电路两端最大电压 随堂小练 第四课时 4.欧姆定律在动态电路的应用 引起电路变化的原因： 滑动变阻器滑片位置的变化 半导体电阻受环境影响 开关的断开和闭合 电表位置、类型的变化 解题要点： 分清楚题中描述了几个电路状态； 各状态的串、并联关系； 分清电表的功能； 画好等效电路图。 结果：引起电路的电阻发生改变，从而引起电路中各物理量的变化 本质都是电阻改变 （1）一个不变：电路中总电压不变。 （2）两个关键： 一是串联电路中，串联的电阻越多，总电阻越大，并联电路中，并联的支路越多，则总电阻越小。 二是对于由两部分电阻串联或并联而成的电路，若其中一部分是定值电阻，而另一部分为可变电阻，则总电阻大小的变化情况与可变电阻大小变化情况一致。 （3）一个整体：分析电路时必须考虑整个电路中各物理量的变化情况，然后由整体到部分，由定值到变值的顺序进行分析。 思路 解题顺序：电源电压不变→局部电阻如何变化→总电阻如何变化→总电流如何变化→电阻不变部分的电流、电压如何变化→电阻变化部分的电流、电压如何变化→各电表示数如何变化。 常见解法： 以不变量（常见为电源电压）为关系，把不同状态下的物理量联系到一起列等式解答 思路 4.动态电路——滑动变阻器 1.如图所示电路，电源电压不变。当开关S闭合后，滑动变阻器滑片向右移动时，电压表和电流表示数如何变化？它们的比值怎么变？ 电流表示数变小 电压表示数变大 比值变大 2.如图所示电路，电源电压、灯泡电阻保持不变。当开关S闭合后，滑动变阻器滑片向上移动时，各电表示数如何变化？ 4.动态电路——滑动变阻器 A1示数变大 A2示数变大 V示数不变 3.如图电路，电源电压不变，R1=10Ω。当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在中点c时，电流表的示数为0.3A，移动滑片P至b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。 以电源电压不变为关系列等式 (10+0.5R2)×0.3 = U = (10+R2)×0.2 20 6 4.动态电路——滑动变阻器 4.如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则电源电压为_____V，R1的阻值为_____Ω。 6 5 D 4.如图，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变。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A1的示数的乘积变大 D.电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大 4.动态电路——滑动变阻器 5.如图所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片Р从中点向b端移动一段距离，电压表V1、V2示数的变化量分别为△U1、△U2，电流表示数的变化量为△I，阻值相同的定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为△P1、△P2。则下列判断正确的是（ ） A. △P1+△P2 = △I2×(R1+R2) B.|△U1| > |△U2| C. |△U1/△I| + |△U2/△I|= R1+R2 D. |△U1| < |△U2| C 4.动态电路——滑动变阻器 例 图甲是身高、体重测量仪，当体检者站在台面上时，能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示，电压表、电流表分别显示身高和体重的大小，压敏电阻R的阻值随压力增大而增大，滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是（   ） A．身高越高电压表示数越大  B．身高越高通过R0的电流越小  C．体重越大电流表示数越大  D．体重越大电压表示数越大 4.动态电路——半导体电阻 A 1.小阳设计一个天然气泄漏检测电路，如图甲，R为气敏电阻，其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙，R0为定值电阻，电源电压恒定不变。当天然气发生泄漏时，人们能闻到臭鸡蛋的气味，若天然气浓度增大，则电压表的示数会________。(选填“变大”或“变小”) 变大 4.动态电路——半导体电阻 2.如图所示电路，电源电压不变，R1为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。闭合开关S，当监控区的温度升高时，电压表示数U与电流表示数I的关系图象是(    )                          4.动态电路——半导体电阻 C ①如图所示电路，电源电压不变。当开关S由断开到闭合时，电压表和电流表示数如何变化？ 4.动态电路——开关 A示数变大 V示数变大 ②如图所示电路，电源电压不变。当开关S由断开到闭合时，电压表和电流表示数如何变化？ 4.动态电路——开关 A1示数不变 A示数变大 V示数不变 ③如图所示电路，电源电压不变。当开关S闭合，S1断开时，电流表A1和A2的示数之比为3∶1；当开关S、S1都闭合时，电流表A1和A3的示数之比为1∶2，则电阻R1、R2、R3的阻值之比是________。 4.动态电路——开关 3:6:2 1.如图左所示电路，电源电压不变。当开关S闭合、S1断开时，两电流表示数之比I1:I2=2:1。将两电流表换成电压表后，如图右所示，当开关S、S1均闭合时，两电压表示数之比U1:U2=？ 4.动态电路——电表变化 1:2 2.如图所示电路，电源电压不变。闭合开关S，电压表V1与V2的示数之比为3 : 5，电流表A的示数为1A；若将电压表V1、V2换成电流表A1、A2 ，此时电流表A1与A2的示数之比为1 : 3。则电阻R1∶R2 =______。 S 1:5 4.动态电路——电表变化 随堂小练 第三课时 第五课时 Rx V 电路图 实验室中如果没有电流表，只有电压表。如何测量未知电阻？ R0 V ②因为Rx和R0串联分压，所以 测电阻的原理 = U0 R0 Ux Rx Rx= Ux U0 R0 5. 特殊方法测电阻——伏阻法 等效为电流表 ①间接测出电流 = U0 R0 I = Ux I Rx = Ux U0 R0 实验步骤 Rx V R0 V (1)按电路图连接电路，并将电压表指针调零； (2)闭合开关S，测出Rx两端电压为Ux； (3)断开开关S，将电压表接到R0两端，闭合开关，测出R0两端电压U0； (4)断开开关，整理实验器材。 5. 特殊方法测电阻——伏阻法 借助一个定值电阻 5. 特殊方法测电阻 通过开关的调整（局部短路）或者滑动变阻器的移动，用一个电表测出两次示数（一般是单个电阻电压和总电压）， ①先根据已知电阻算出电流，再根据欧姆定律算出未知电阻值。 ②根据电压之比=电阻之比，直接算出未知电阻值 考察形式： 小敏与小宇想测定电阻Rx的阻值．供选择的器材有：一个电源（电压不变、电压数值未知），一个已知电阻R0，电压表（最大量程大于电源电压），单刀双掷开关．小敏与小宇分别设计了如图乙所示的电路图． （1）为了测出Rx的阻值，应选择图______（甲/乙）的电路图，如果选用另一张电路图，在实验中会出现______的现象． （2）小敏与小宇最终达成了一致，选用了正确的电路图进行测定电阻Rx阻值的实验． （a）先将单刀双掷开关打到“1”上，记下电压表的示数为U1； （b）再将单刀双掷开关打到“2”上，记下电压表的示数为U2；请写出用测量的物理量计算Rx的 表达式为Rx= 5. 特殊方法测电阻——伏阻法 乙 反接 U1−U2 U2 R0 以下设计的电路图中电源电压保持不变，某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和阻值已知的定值电阻R，来测量未知的定值电阻Rx的阻值，不能实现测量Rx阻值的是( ) 5. 特殊方法测电阻——伏阻法 B R0 Ix I0 A Rx A ②因为Rx和R0并联分流 测量原理 ∴ IxRx =I0R0 Rx= I0 Ix R0 5. 特殊方法测电阻——安阻法 实验室中如果没有电压表，只有电流表。如何测量未知电阻？ 借助一个定值电阻 ①间接测出电压 = I0R0 Ux = U0 = Ux Ix Rx = I0R0 Ix 实验步骤： (1)将电流表指针调零，按电路图连接电路； (2)闭合开关，记录电流表R0的电流为I0 ； (3)断开开关，将电流表接到Rx的支路,并记录电流表的示数为 Ix ； (4)断开开关,整理实验器材。 R0 Ix I0 A Rx A 5. 特殊方法测电阻——安阻法 5. 特殊方法测电阻 考察形式： 通过开关的调整（局部短路）或者滑动变阻器的移动，用一个电表测出两次示数（一般是单个支路电流和干路总电流）， ①先根据已知电阻算出电压，再根据欧姆定律算出未知电阻值。 ②根据分流原理，电流之比=电阻反比直接算出未知电阻值 如图甲所示是测量未知电阻Rx的实验实物电路，电源两端电压不变，定值电阻R0=30Ω。请补充完成主要实验步骤，并进行数据处理。 (1)只闭合开关S1时，电流表示数如图乙所示，示数为 A; ，电流表示数如图丙所示; 电阻Rx的阻值为 。 5. 特殊方法测电阻——安阻法 0.3 闭合开关S2 20Ω 等效替代法： 将未知电阻与电阻箱并联，使其分别工作时电路参数效果相同 5. 特殊方法测电阻——等效替代法 小明和小虎设计如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值。实验器材有：电源（电压4.5V）、滑动变阻器R（0~20Ω）、电阻箱R0（0~999.9Ω）、电流表、单刀双掷开关及导线若干 ①小明将S拨至“1”，调节滑动变阻器的滑片至某一位置，电流表示数为0.36A。再将S拨至“2”，调节电阻箱，使电流表示数为_____A，此时电阻箱的示数如图所示，则待测电阻的阻值Rx=_____Ω．  ②把电阻箱的阻值从10.0Ω调到丙图所示的阻值时，小虎想先把“×10”档从1调到0，再调“×1”档。你认为他的想法是否妥当？理由？       0.36 9 电流过大，可能烧坏元器件 5. 特殊方法测电阻——等效替代法 $$