第十四章 欧姆定律（复习课件）物理北师大版（北京）2024九年级全一册

第十四章 欧姆定律 九年级全一册•北京版 串联电路和并联电路是最基本的电路，用电器作为电路的重要组成部分，其导电性能会对电路产生影响。我们如何认识组成用电器的物质的导电性能？如何描述物质的导电性能？描述电路特征的三个最基本的物理量电流、电压、电阻之间又存在着怎样的关系？让我们一起来探究吧！ 第1节 物质的导电性 01 第2节 电阻 02 第3节 探究电流与电压、电阻的关系 03 第十四章 欧姆定律 单元复习 第4节 欧姆定律的应用 04 电流与电压的关系 电流与电阻的关系 实验电路图、步骤、探究方法等 欧姆定律在串、并联电路中的应用 电阻串、并联 分压、分流关系 电阻的测量 原理 电路图 滑动变阻器的作用 适用于纯电阻电路 内容→公式I= 结论 注意区分测量定值电阻阻值与测量小灯泡电阻阻值 欧姆定律 第20课时 欧姆定律 第十四章 欧姆定律 单元复习 本章思维导图 第1节 物质的导电性 第十四章 欧姆定律 单元复习 名称 导体 绝缘体 导电性能 容易导电 不容易导电 原因 　有大量的　　 　　(包括金属中的自由电子、溶液中的自由离子等)  　电荷大都被束缚在原子的范围内,几乎没有自由电荷 常见 材料 　金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等 　陶瓷、橡胶、塑料、油、玻璃等 应用 　主要用于输电线的芯线、电路连接部分等 　通常用于导线外皮、电器外壳等 自由电荷 知识一 导体和绝缘体 (续表) 名称 导体 绝缘体 联系 　导体和绝缘体之间并没有绝对的界限,当条件(温度、潮湿度)改变后,绝缘体可以变成导体,导体也可以变成绝缘体。 　好的导体和绝缘体都是重要的电工材料 (1)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物质,例如硅、锗等;常用于二极管以及电子产品(如计算机、移动电话等)的核心元件。 (2)超导体:某些在很低的温度时,电阻变为0的物质。常用于输电线、发电机线圈(减少产生的热量)。 拓展 例 2 [2023·西城一模]如图19-6所示的四种用品中,通常情况下属于导体的是 (　　) A.图甲:橡胶手套 B.图乙:陶瓷茶具 C.图丙:不锈钢勺 D.图丁:塑料饭盒 考向二 常见的导体和绝缘体 (高频) 图19-6 C 配练2　[2023·海淀一模]如图19-7所示的物品中,通常情况下属于导体的是 (　　) 图19-7 A.图甲:陶瓷盘子 B.图乙:不锈钢餐盘 C.图丙:木质小碗 D.图丁:塑料铲子 B 第2节 电阻 第十四章 欧姆定律 单元复习 知识一 电阻(符号:         ) 定义 　导体对电流阻碍作用的大小 单位及 换算 　国际单位:　　　　(符号:　　　);  　1 MΩ=　　　Ω,1 kΩ=　　　Ω  探究影响电阻大小的因素 实验 原理 　在电压不变的情况下,通过比较导体中电流的变化(或灯泡的亮度)来探究导体电阻的变化(转换法) 实验 结论 　导体电阻的大小取决于导体的　　　　、　 　　、　　　　　,还与　　　　有关  R 欧姆 Ω 106 103 材料 长度 横截面积 温度 (1)电阻是导体本身的一种属性,与其两端的电压和通过的电流的大小均无关。 (2)控制变量法:讨论“电阻的大小与某一个因素的关系”时必须指明“在其他因素相同的条件下”。 (3)多次测量的目的:使实验结论更具有普遍性。 点拨 1.滑动变阻器 知识二 变阻器 变阻 原理 　通过改变　　　　　　　　　　　　　来改变电阻的大小  铭牌 　某滑动变阻器标有“50 Ω　1.5 A”字样,“50 Ω”表示滑片移动时,滑动变阻器接入电路的最大阻值为50 Ω;“1.5 A”表示滑动变阻器允许通过的最大电流是1.5 A 接入电路中电阻线的长度 (续表) 使用 方法 　①根据铭牌选择合适的滑动变阻器; 　②　　　在电路中;  　③接法:“一上一下”; 　④接入电路前应将阻值调到最大。 　即“选”“串”“接”“调” 作用 　①通过改变电路中的　　　　,逐渐改变电路中的　　　　和部分电路两端的　　　　;  　②保护电路 串联 电阻 电流 电压 (续表) 说明 　滑动变阻器在使用时,如果接入两个上接线柱,相当于在电路中连入一段导线;如果接入两个下接线柱,相当于在电路中连入一个定值电阻,两种接法都起不到变阻作用 如图19-3所示,根据滑动变阻器接线柱情况,判断哪部分电阻接入电路: 图甲中,电阻　　　　部分接入电路;  图乙中,电阻　　　　部分接入电路;  图丙中,电阻　　　　部分接入电路;  图丁中,电阻　　　　部分接入电路。  点拨 图19-3 AP BP AP BP 2.电阻箱(旋钮式) 特点 　可以改变连入电路中的电阻,但不可以连续改变连入电路的电阻,优点是可以直接读出连入电路的阻值 读数 各旋盘对应指示点的示数　　　　面板上标记的 倍数,然后　　　　,就是电阻箱连入电路的阻值。 如图所示,该电阻箱的示数为　 　 　 Ω  乘以 相加 9 110 知识三 串、并联电路中电阻的规律 类型 串联电路 并联电路 电路图 (续表) 类型 串联电路 并联电路 电阻 　总电阻等于各分电阻　　　;  　表达式:R总=　　　　,即电阻越串越　　　;n个阻值为R的电阻串联,R总=　　　　　  　总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数　　　;  　表达式:或R总= ,即电阻越并越　 　;n个阻 值为R的电阻并联,R总=　　　　  之和 R1+R2 大 nR 之和 小 知识三 串、并联电路中电阻的规律 例 4 学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的某些因素进行了探究,他从实验室中选出符合要求的学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、若干导线以及几种电阻丝,电阻丝的规格如下表所示。请回答下列问题: 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 a 镍铬合金丝 1.0 0.1 b 锰铜合金丝 1.0 0.1 c 镍铬合金丝 1.0 0.2 d 镍铬合金丝 0.5 0.1 (1)选用电阻丝a、b分别接入如图19-17所示的电路中,是为了探究电阻大小跟导体的　　　　是否有关。  (2)要探究电阻大小跟导体的横截面积是否有关,应选用电阻丝　　　　分别接入电路中。  图19-17 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 a 镍铬合金丝 1.0 0.1 b 锰铜合金丝 1.0 0.1 c 镍铬合金丝 1.0 0.2 d 镍铬合金丝 0.5 0.1 材料 a、c (3)除了上述影响导体电阻大小的因素外,导体电阻还可能跟导体的            和温度有关。 (4)(多选)该探究实验中应用的实验方法有　　　。(选填字母)  A.等效替代法 B.转换法 C.放大法 D.控制变量法  图19-17 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 a 镍铬合金丝 1.0 0.1 b 锰铜合金丝 1.0 0.1 c 镍铬合金丝 1.0 0.2 d 镍铬合金丝 0.5 0.1 长度 BD 第3节 探究电流与电压、电阻的关系 第十四章 欧姆定律 单元复习 知识一 探究电流与电压、电阻的关系 必做探究类实验 问题 提出问题 　电流与电压、电阻的关系是怎样的? 证据 制订方 案与进 行实验 　探究电流与电压的关系 　探究电流与电阻的关系 　控制的变量:　　　　;  控制方法:　 　　　　　;  　控制的变量:　　　　;  控制方法:　 　　　　 　  　自变量:　　　　;  　改变方法:　　 　　　　  　自变量:　　　　; 改变方法:　　　　 　　  　因变量:　　　　;　测量仪器:　　　 　  电阻 采用定值电阻 电压 调节滑动变阻器 电压 调节滑动变阻器 电阻 换用不同阻值电阻 电流 电流表 (续表) 证据 制订方案与进 行实验 　探究电流与电压的关系 　探究电流与电阻的关系 　实验电路图及实物图   如图所示 (续表) 证据 制订方案与进 行实验 　注意事项: 　①连接电路时,开关应处于　　　　状态。  　②电流表要　　　　接入电路,电压表要　　　　接入电路。要先进行　　　　,然后选择合适的量程。  　③接线时要让电流从　　　　接线柱流入,　　　　接线柱流出。  　④滑动变阻器要　　　　在电路中,接线时应按            原则,滑片应该移到　　　　　　处  断开 串联 并联 试触 正 负 串联 “一上一下” 阻值最大 (续表) 证据 制订方案与进 行实验 　探究电流与电压的关系 　探究电流与电阻的关系 　滑动变阻器的作用: 　①保护电路;②改变　 　,多次测量,寻找普遍规律  　滑动变阻器的作用: 　①保护电路;②控制　 　不变,多次测量,寻找普遍规律  收集 证据 　根据数据,画出图像 　根据数据,画出图像 电压 电压 (续表) 解释 分析得 出结论 　由图像得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成　　　  　由图像得:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成　　　  正比 反比 例 1 [2021·东城一模]为了探究电流与电压的关系,小东同学设计了如图20-4甲所示的电路。 (1)依据图甲,小东连接了如图乙所示的部分电路,请你用笔画线代替导线将图乙的电路连接完整,使滑片P向左滑动时滑动变阻器连入电路的电阻变小。(导线不能交叉) 图20-4 如图所示 (2)调节滑片P位置,改变定值电阻R两端的电压,观察到电流表和电压表示数分别如图丙、丁所示。则电流表的示数为　　　A,电压表的示数为　 　V, 定值电阻R的阻值为　　　Ω。  图20-4 0.3 1.5 5 (3)实验中调节滑动变阻器的滑片P到不同位置,测得定值电阻R两端的电压U和对应通过它的电流I,并记录在下表中。根据表中数据可得出实验结论:   　　　　　　　　　　　　　。  U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 图20-4 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 举 | 一 | 反 | 三 1.[2023·大兴一模节选]小红想用如图20-5所示的电路继续探究电流与电压的关系,小明认为不可行。 请你分析小明认为不可行的理由是             　 。 图20-5 灯泡的电阻是变化的,实验中无法控 制电阻不变 例 2 [2023·房山一模]实验桌上有满足实验要求的电源、滑动变阻器和开关各一个,电流表和电压表各一块,多个阻值不同且已知的定值电阻,导线若干。小亮利用上述实验器材探究“通过导体的电流跟导体电阻有什么关系”。 (1)小亮连接的实验电路如图20-6所示,在与同学交流时发现有一根导线连接有错误。请你帮助小亮在接错的那根 导线上打“×”,再用笔画线代替导线画出 正确连线。 图20-6 如图所示 将电路的连接正确后,小亮的主要实验过程如下: ①闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,将电阻R1的阻值和电流表的示数分别记录在表格中,断开开关。 ②用电阻R2替换电路中的电阻R1,闭合开关,将电阻R2的阻值和电流表的示数分别记录在表格中,断开开关。 ③仿照步骤②,再更换四次阻值不同的定值电 阻,进行4次实验,将各次的实验数据分别记录 在表格中,断开开关。 请根据上述实验过程,回答下列问题: (2)小亮实验过程中存在的问题:  　。 (3)请你针对小亮实验过程中存在的问题,写出改进措施:             　 。 没有控制电阻(或A、B)两端电压一定 每次更换电阻后, 调节滑动变阻器的滑片,使A、B两端电压(或电压表示数)一定 例 3 实验桌上有电源(电压恒为4.5 V),滑动变阻器R(标有“10 Ω　1.5 A”字样),电流表(量程为0~0.6 A)和电压表(量程为0~3 V)各一块,开关一个,阻值分别为5 Ω、6 Ω、8 Ω、10 Ω、12 Ω和15 Ω的定值电阻各一只,导线若干。小明选用这些器材来探究“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20-7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,调节滑动变阻器的滑片P使电压表的 示数U=2.4 V,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中; 图20-7 ③更换另一阻值的定值电阻R0,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数仍为2.4 V,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中; ④仿照步骤③,更换其他阻值的定值电阻R0,再进行4次实验,并将每次的实验时的R0阻值、U、I记录在实验数据记录表中。 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: 图20-7 (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                        。 图20-7 当接入12 Ω或15 Ω的定值电阻时,不能控制定值电阻两端的电压为2.4 V 可知,R0与R串联,则,当R0两端的电压为2.4 V时,R两端的电压UR= U源-U=4.5 V-2.4 V=2.1 V;则由可知,当R0=12 Ω时, R=10.5 Ω,当R0=15 Ω时,R=13.125 Ω,即都已超 过了滑动变阻器的最大阻值10 Ω 由图 (3)在不改变电路和器材的前提下,为了完成上述6次实验探究任务而应进行的改进措施是      　。 可以通过调节滑动变阻器,使每次实验中电压表的示数为2.7~3 V之间的某个电压值保持不变 图20-7 第4节 欧姆定律的应用 第十四章 欧姆定律 单元复习 知识一 欧姆定律 正比 内容 　通过导体的电流,跟导体两端的电压成　　　　,跟导体的电阻成 　　　　  公式 　I=　　　　。导出公式:U=　　　　, R=　　　　  适用 纯电阻电路 反比 IR (1)公式中的U、I、R必须是同一段导体在同一时刻的电压、电流和电阻值。 (2)变形公式R=是电阻的计算公式,而不是决定公式。导体电阻的大小只跟导体的材料、长度、横截面积和温度　　　关,与导体两端的电压和通过导体的电流　　　关。  点拨 有 无 知识二 串、并联电路中比例关系 项目 串联电路 并联电路 电路图 比例 分配 　分压:,电压的分配与电阻成　　　比。电阻越大,分得的电压越　　　  　分流:,电流的分配与电阻成　　　比。电阻越大,分得的电流越　　　  正 多 反 少 知识三 伏安法测电阻 必做测量类实验 测量主题 　测量小灯泡的电阻(额定电压2.5 V的小灯泡) 　测量定值电阻的阻值 实验原理 　　　 　  实物图 或 电路图 　将实物图连接完整: 　画出测定值电阻阻值的电路图:   　画出测定值电阻阻值的电路图:   R= 如图所示 如图 所示 (续表) 注意 事项 　①连接电路时,开关应处于　　　　状态。  　②电流表要　　　　,电压表要　　　　。要先进行　　　　,然后选择合适的量程。  　③接线时要让电流从　　　接线柱流入,　　　接线柱流出。  　④滑动变阻器要　　　　在电路中,接线时应按　 　　　　 原则,滑片应该移到　　　　　　处  断开 串联 并联 试触 正 负 串联 “一上一下” 阻值最大 (续表) 进行 实验 　闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,第一次使电压表示数为2.5 V,再移动滑动变阻器的滑片,让电压表示数逐次下调,记录电压表和电流表示数,计算电阻值并记录在下表中        次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 1 2.5 0.28             2 1.7 0.24 7.1 3 0.5 0.16 3.1 8.9 (续表) 进行 实验 　闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变电压表和电流表示数并分别记录在下表中       次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 1 2.9 0.3 9.7 2 2.1 0.2 10.5 3 1.0 0.1 10.0 平均值 10.0 (续表) 滑动 变阻器 的作用 　①保护电路; 　②改变　　　　,进行多次测量,目的是　　　　　　,但不能求平均值  　①保护电路; 　②改变　　　　,进行多次测量,求平均值,目的是　　　　　　  图像 实验 结论 　小灯泡灯丝的电阻受到　　　的影响,温度越高,电阻　　　　  　当定值电阻两端的电压改变时,电压与电流的比值　　　 ,即电阻 　 　　  电压 寻找规律 电压 减小误差 温度 越大 不变 不变 例 4 [2023·西城一模]小亮用“伏安法”测量额定电压为2.5 V的小灯泡正常发光时的电阻。 (1)实验过程中,电压表的示数如图20-8甲所示,若使小灯泡正常发光,他应使串联在电路中的滑动变阻器接入电路的电阻　 　　(选填“增大”或“减小”)。  (2)当小灯泡正常发光时,电流表的 示数如图乙所示,为　　　　A,则 小灯泡的电阻为　　　　 Ω(结果 保留一位小数)。  图20-8 减小 0.3 8.3 2023·石景山一模]某同学测量额定电压为2.5 V的灯泡L正常发光时的电阻,所用电源的电压保持不变。 (1)请用笔画线代替导线,将如图20-9甲所示的实物电路连接完整。 图20-9 如图所示 (2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,闭合开关S,观察到灯泡L不亮,且无论怎样移动滑片P,电压表的示数始终接近电源电压,电流表无示数,则电路出现的故障可能是灯泡L　　　　(选填“短路”或“断路”)。  (3)排除故障后,再次闭合开关S,发现灯泡L发光较 暗,要使其正常发光,应进行的操作是             　　　　 　 　　　　。 图20-9 断路 向B端移动 滑动变阻器的滑片P,直到电压表的示数是2.5 V (4)正确完成上述操作后,电流表的示数如图乙所示,则灯泡L正常发光时的电阻为　　　Ω。(结果保留一位小数)  图20-9 8.3 例 1 (多选)下列说法中正确的是 ( 　　) A.由I=可知,在导体电阻一定的条件下,通过导体的电流与其两端的电压成正比 B.由I=可知,在导体两端电压相同的条件下,通过导体的电流与其电阻成反比 C.由I=可得R=,表明对某一导体来说,它的电阻与它两端的电压成正比 D.由I=可得R=,表明对某一导体来说,它的电阻与通过它的电流成反比 考向一 电流与电压、电阻的关系 AB 配练　关于电流、电压和电阻,下列说法中正确的是 (　　) A.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零 B.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流决定 C.通过导体的电流一定时,导体的电阻跟它两端的电压成正比 D.导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟它的电阻成反比 D 例 2 [2022·门头沟期末]如图20-1所示的电路中,电源电压保持不变,R2的电阻为20 Ω。闭合开关后,电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.2 A,求: (1)电阻R1的阻值。 考向二 串、并联电路中欧姆定律的应用(高频) 图20-1 解:(1)由图可知,闭合开关,R1和R2串联,电压表测R1两端电压,电流表测电路中电流, 电阻R1的阻值 R1==10 Ω。 (2)电源电压。 图20-1 (2)R2两端的电压 U2=IR2=0.2 A×20 Ω=4 V, 电源电压 U=U1+U2=2 V+4 V=6 V。 例 3 [2023·丰台一模]如图20-2所示的电路,电源电压U保持不变。电阻R2的阻值是10 Ω。当开关S闭合时,电流表A1的示数是0.6 A,电流表A的示数是0.9 A。求: (1)电源电压。 图20-2 解:(1)由图可知,当开关S闭合时,电阻R1与R2并联, 电流表A1测通过电阻R1的电流,电流表A测干路电 流,则通过电阻R2的电流 I2=I-I1=0.9 A-0.6 A=0.3 A, 则电源电压 U=U2=I2R2=0.3 A×10 Ω=3 V。 (2)电阻R1的阻值。 (2)电阻R1的阻值 R1==5 Ω。 图20-2 例 4 [2022·东城期末]相距40 km的甲、乙两地之间架设了两条输电线,每 1 km输电线的电阻为0.2 Ω。已知输电线在A处发生了短路故障。为确定故障位置,检修员张师傅在甲地利用检测器材(电压表、电流表、电源等)对电路进行检测,如图20-3所示,电压表的示数为3 V,电流表的示数为0.5 A。则A处和甲地之间的距离为多少千米? 图20-3 解:A处和甲地之间输电线的总电阻 R总==6 Ω, A处和甲地之间输电线的总长度 L==30 km, 则A处和甲地之间的距离 s=L=×30 km=15 km。 1.通过导体的电流跟导体的电阻成反比 (　　) 2.导体的电阻越小,通过导体的电流越大 (　　) 3.当导体两端的电压增大为原来的2倍时,通过导体的电流一定也增大为原来的2倍 (　　) 4.导体的电阻跟它两端的电压成正比 (　　) 5.由I=可得R=,表示当导体两端电压增大时,导体的电阻也增大 (　　) 6.导体两端的电压和通过导体的电流均为零时,导体的电阻也为零 (　　) 7.导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过导体的电流均无关 (　　) × × × × × × √ 谢谢聆听 谢谢聆听 $$