第3章 第4节 欧姆定律及其应用(1)—电流与电压、电阻的关系-【拓展与培优】2025-2026学年新教材八年级上册科学（浙教版2024）

拓展上 第4节 欧姆定律及其应用(1 思维点击 一、在探究“电流与电压、电阻关系”实验中滑动变 阻器的作用 1.滑动变阻器的作用：改变电路中的电流大 小：改变R两端的电压大小：保护电路，使电路中的 电流不至于过高。 2.判断电路中滑动变阻器的阻值变化时，(1) 弄清滑动变阻器的哪部分连入电路（一般是滑片和 下边所用接线柱之间的电阻线)：(2)看滑动变阻器 的滑片移动方向，即远离下接线柱时变大，靠近下 接线柱时变小。 3.注意事项：连接电路时开关应断开，在闭合 开关前，应将滑动变阻器的滑片调到电阻值最大的 位置，电压表和电流表应选用合适的量程。 二、欧姆定律 (1)内容：通过导体的电流与导体两端的电压 成正比，与导体的电阻成反比。 (2)公式： 1-是，U表示导体两端的电压，单位是V,R 表示导体的电阻，单位是：I表示通过导体的电 流，单位是A。 (3)单位使用： 使用欧姆定律时各物理量的单位必须统一，1 的单位是A,U的单位是V,R的单位是2。 三、解析“欧姆定律” 欧姆定律是电学中的基本定律和核心内容，是 贯穿整个电学的主线，下面我们从以下几个方面进 行深入分析。 (1)要理解欧姆定律的内容 ①欧姆定律中的关于成正比、成反比的结论是 有条件的。如果说导体中的电流与导体两端的电 压成正比，条件就是对于同一个电阻，也就是说在 电阻不变的情况下；如果说导体中的电流与导体的 电阻成反比，条件就是导体两端的电压不变： ②注意顺序，不能反过来说，电阻一定时，电压 跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系，电压是原 因，电流是结果。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有了电 压，因果关系不能颠倒。 同样也不能说导体的电阻与通过它的电流成 与培优 电流与电压、电阻的关系 反比。我们知道，电阻是导体本身的一种性质，即 使导体中不通电流，它的电阻也不会改变，更不会 因为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生 改变。 (2)要知道欧姆定律的公式和单位 欧姆定律的表达式I=尺，可变形为U=IR和 R=号，但这三个式子是有区别的。 ①1-只，是欧姆定律的表达式，它反映了通过 导体的电流的大小跟导体两端所加的电压这个外 部原因和导体本身的电阻这个内部原因之间的因 果关系： ②U=R,当电流一定时，导体两端的电压跟 它的电阻成正比。不能说成导体的电阻一定时导 体两端的电压与通过的电流成正比，因为电压是 形成电流的原因。电压的大小由电源决定，跟I、 R无关，此式在计算比值时成立，不存在任何物理 意义 ③R-号，此公式也是一个量变式，不存在任何 物理意义。不能误认为导体的电阻跟导体两端的 电压成正比，跟导体中的电流成反比。公式中的【、 U、R都要用国际单位，即电流的单位为安培，符号 A:电压的单位为伏特，符号V;电阻的单位为欧姆， -1V 符号0，且有1A=i0 (3)要明白定律的适用范围 ①定律只适用于金属导电和液体导电，对于气 体、半导体导电一般不适用： ②定律只适用于纯电阻电路。如：电路中只接 有电阻器、电热器、白炽灯等用电器的电路。对于 非纯电阻电路，如：电动机电路、日光灯电路等，则 不能直接应用。 例1某实验小组的同学在探究欧姆定律时，采用 了如图甲所示的电路图，实验中他们选用的定值电 阻分别是5n,82,102,电源电压是3V,滑动变阻 器的阻值范围是0~152。 甲 科学八 (1)他们在探究某一因素变化对电流的影响 时，采用控制变量法。实验分两步进行： ①保持电阻不变，探究电流与 的关系 ②保持电压不变，探究电流与 的关系。 (2)实验中，电流表的量程应选 A,电 压表的量程应选 V;某次实验中，若电流表 的示数是0.3A,电压表的示数是1.5V,请根据你 前面选择的量程，在图乙中分别画出两表指针的 位置。 069 (3)在研究电阻对电流的影响时，把定值电阻 由5n换成10Ω，闭合开关后，下一步的操作是：调 节滑动变阻器的滑片，保持 不变。 【分析】影响电路中电流大小的因素有电压 和电阻，因此实验采用控制变量的方法。实验分两 步进行：一是保持电阻不变，改变电阻两端的电压， 测量三次；二是保持电压不变，改变电阻的大小，测 量三次。实验器材中电源电压为3V,因此电压表 使用0~3V量程即可。所用定值电阻的最小但值 为50，所以电路中最大电流为1-。=0.6A,包 流表的量程选用00.6A。当电流值为0.3A、电 压值为1.5V时，指针均指在表盘的中央刻度。改 变定值电阻阻值是为了研究电流与电阻的关系，应控 制电压不变，所以改变定值电阻后，应调节变阻器使 定值电阻两端的电压与原来电阻两端的电压相同。 例2在探究“电流与电阻的关系”实验中， (1)连接电路时，开关应当 (2)小新将实物连接成如图所示电路，其中有 一处连线错误，请你在连接错误的导线上画“×”并 改正。 (3)将电路连接正确后，闭合开关，移动滑动变 阻器滑片P,使定值电阻R两端电压为2V,电流表 示数如图所示，为 A,则R的阻值 为 年级上册 A (4)换上10Ω的电阻后，闭合开关，电压表示数 将 (填“变大”或“变小”)，此时应将滑片P 向 (填“A”或“B”)端移动，使电阻两端电 压为 V。 (⑤)小芳同学正确连接电路后，闭合开关，移动 滑动变阻器滑片，发现电流表无示数，电压表有示 数，其原因可能是 【分析】(1)连接电路时开关应断开，这样对 电路元件起到保护作用。 (2)电压表应与定值电阻并联，测定值电阻两 端的电压，原图中电压表测滑动变阻器和定值电阻 两端的总电压。 【3)由题图可知，电流表示数为0.4A,R=号 2V 0,4A=50。电流表读数时应先看量程后看指针。 (4)探究“电流与电阻的关系”时，应控制电压 大小不变。当换上10Ω的电阻后，根据串联电路分 压规律知R两端的电压变大，电压表示数变大，所 以应调节滑片向A端移动，使R两端电压保持2V 不变。 (5)定值电阻断路时，电压表与电流表串联在 电路中，由于电压表内阻很大，所以电路中电流很 小，电流表指针几乎不偏转，电源电压几乎全部加 在电压表上，所以电压表示数接近电源电压。 巩固练习 A组 1由公式1是变形得R-号对此，下列说法 正确的是 () A.加在导体两端的电压越大，则导体的电阻 越大 B.通过导体的电流越大，则导体的电阻越大 C,导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体 的电流无关 D.当导体两端的电压为零时，导体的电阻也 为零 2.某一个电阻两端加4V电压时，通过它的电 流是0.5A,当给电阻两端加8V的电压时，此电阻 137 拓展上 阻值为 A.22 B.40 C.80 D.16n 3.根据下列一组实验数据，可以得到的结论是 导体两端的电压 导体的电阻 通过导体的电流 4V 50 0.8A 4V 10n 0.4A 4V 20n 0.2A A.导体电阻一定时，电压跟电流成正比 B.导体电阻一定时，电流跟电压成正比 C.电压一定时，电阻跟电流成反比 D.电压一定时，电流跟电阻成反比 4.如图表示了通过某导体的电流与其两端电 压的关系。由图中信息可知 ( /A 0.6 0. 0☑U/ 1.02.03.0 A.导体的电阻为6 B.导体的电阻为1.52 C,导体的电阻随导体两端电压的增大而增大 D.导体两端电压为0时，导体的电阻也为0 5.如果一段导体中通过的电流是2A时，它两 端的电压为20V;若要使通过该导体的电流变为 1A,导体两端所加的电压应为 :如果该导 体两端加的电压为0，该导体的电阻值为 6.张阳在探究电阻上的电流跟两端电压的关 系时，用记录的实验数据做出了如图所示的U-I图 像，则a的电阻值为 2,将a,b串联接在电 压为3V的电源上，电路中的电流为 A。 U/V 40 20 0.20.4 7.如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω。 闭合开关S,电流表A1的示数为2A,电流表A的 示数为0.8A,则电阻R的阻值为 ne R 138 @ 培优 8.某实验小组的同学“探究电流与电压的关 系”时，用到如下器材：电源1个，电流表、电压表各 1只，定值电阻(5、102、15各1只)，滑动变阻 器1只，开关1个，导线若干。设计的电路图如图甲 所示。 (1)这个实验中使用了控制变量的方法，其中 被控制的变量是 ,滑动变阻器R2的作用是 下面是他们获取的一组实验数据 电压UV 2 4 6 8 10 电流I/A 0.39 0.79 1.201.58 2.00 (2)请在图乙的坐标系中画出电流随电压变化 的图像。 (3)分析表中的数据或图像，你能得出的探究 结论： 0 41A 20 1.6 1.2 0.8 04 024681012UV B组 9.在研究“一定电压下，电流与电阻的关系” 时，电路如图所示。电源电压恒为3V,滑动变阻器 上标有“1521A”字样。在a,b间先后接入不 同阻值的定值电阻，移动滑片P,使电压表示数为 1.5V,读出电流表的示数。当20的电阻接人a, b间时，电压表示数始终无法达到1.5V,其原因可 能是 A A.滑动变阻器阻值太小 B.电源电压3V太高 C.20n的阻值太小 D.控制的电压1.5V太高 科学八 10.小谢利用图甲所示的电路做“探究通过导体 的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”的实验。 (1)图乙是未连接好的电路，请在图上用笔画 线代替导线连接好电路。 4A 0.6 0.3 0.3 0.2 0. 0.51.01.52.02.53.0UN 丙 (2)探究电流与电压的关系，应控制不变的量 是 。开关S闭合后，将滑动阻器的滑片P 从b端移至α端，电流表和电压表示数变化关系如 图丙所示。实验时，电源电压保持3V不变，当滑片 P位于a端时，电流表的示数为 A。 (3)探究电流与电阻的关系的实验过程中，当 A,B两点间的电阻R由5Ω更换为10n后，为了 探究上述问题，他应该采取的正确操作是 A.保持滑动变阻器的滑片不动 B.将滑动变阻器的滑片适当向左移动 C,将滑动变阻器的滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数 11.在探究“电压一定时，电流跟电阻关系”的 实验中，设计电路图如图甲所示。 众68 丙 年级上册 (1)本实验应控制哪个物理量不变： (2)根据图甲用笔画线代替导线将图乙实物连 接成完整电路（导线不允许交叉）。 (3)连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示 数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近 电源电压。造成这一现象的原因可能是() A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路 C.电阻处接触不良 D.电阻短路 (4)排除电路故障进行实验，多次改变R的阻 值，调节滑动变阻器，使电压示数 ,实验数 据记录如下表。其中第5次实验电流表示数如图丙 所示，其读数为 实验次数 1 电阻R/n 0 15 20 25 电流I/A 0.60.3 0.2 0.15 (5)实验结果是 (6)滑动变阻器在该实验中的作用是 。 在实验1到实验5过程中，滑 动变阻器的移动方向是 () A.一直往右移 B.一直往左移 C.先向左移后来又往右移 D.任意方向移动，没有规律 12.小科用如图甲所示的实验仪器探究“电流 与电阻的关系”，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”,AB间接入的定值电阻的阻值为25Ω。 电池组 甲 【实验步骤】 ①连接电路：完成图甲中的连线，使滑动变阻 器接入电路的阻值最大； ②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P,使电 压表示数为3.0V,读出电流表示数并记录，此时滑 片P在中点附近； ③断开开关，在AB间换接202的定值电阻： ④闭合开关，读出电流表示数并记录； ⑤断开开关，在AB间分别换接152、10Ω和 139 拓展上 5Ω的定值电阻，依次重复步骤④。 【实验数据】 电阻R/n 25 20 15 10 5 电流1/A0.120.140.16 0.20 ★ AB间接5Q的定值电阻时，电流表示数如图 乙所示，则表中“★”处的数值为 【数据分析】 小科找不出上述数据的定值关系。而其他同 学都通过实验得出了“电压不变时，通过导体的电 流与这段导体的电阻成反比”的正确结论。 【实验反思】 (1)小科得不到正确结论的原因是 ,需要重新实验。 (2)根据小科的实验数据，通过进一步分析计 算可以发现，当AB间的阻值变小时，电池组两端的 电压将 (填“变大”“变小”或“不变”)。 C组 13.现有下列器材：学生电源6V、电流表(0一 0.6A,0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、阻值不 同的定值电阻若干、开关、滑动变阻器和导线若干， 利用这些器材探究“电流与电阻的关系”。 ↑IA 04 03 0.2 接人电阳 0.1 Q 0.050.100.150.20 (1)按图甲所示连接好电路，滑片P移到阻值 最大处，将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关后无 论怎样移动滑片P都发现：电压表有示数并保持不 变，电流表始终无示数，其原因可能是 (2)排除故障后，多次换用定值电阻的阻值R1, 调节滑动变阻器R2的阻值，保持电压表示数不变， 记下电流表示数1，利用描点法得到I随尺变化的 图像如图乙所示。该实验中应当选择的滑动变阻 器的规格可能是 A.5021.0A B.301.0A C.20n1.0A (3)请在图丙中选择正确的图像来反映本实验 中滑动变阻器的电流I随其倒数尽变化的关系，并 与培优 说明理由 ↑IA ↑IA 04 03 0.3 0.2 02 0.1 0 00.050.i00i50.20 00.050.00.i50.20 A B A ↑IA 0.4 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 RIQ R/0 00.050.100.150.20 00.050.100.150.20 D 丙 14.为了探究“通过导体的电流与电阻的关 系”，小明利用电压为7V的电源，“15,2.5A”的 滑动变阻器、开关、电压表、电流表等仪器进行实 验，步骤如下： 020 0.0 ①将阻值为5Ω的定值电阻R,按图甲电路图 连接电路： ②闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,当电压 表示数为3.5V时，记录电流表的示数，此时滑动变 阻器接入电路的有效阻值记为R。; ③用阻值为10的定值电阻R2替换R1,重复 步骤②，此时滑动变阻器接入电路的有效阻值记 为R6; ④用阻值为15Ω的定值电阻Ra替换R2,重复 步骤②，此时滑动变阻器接入电路的有效阻值记 为R。 (1)在图乙相应的位置画出步骤②中电流表的 示数。 (2)实验中滑动变阻器3次接入电路的有效阻 值R。,R6,R的大小关系为： (3)若要在图甲ab间分别接人52,102， 152,202四个电阻来进一步探究“通过导体的电 流和电阻的关系”，实验中要控制电阻两端电压不 变，那么电阻两端电压最小能控制到 V。第4节欧姆定律及其应用(1) 电流与电压、电阻的关系 例1(1)D电压②电阻(2)0一0.6（或0.6）0~3（或 3)指针位置如图所示(3)定值电阻两端的电压（或电压 表示数) 例2(1)断开(2)如图所示 R (3)0.45(4)变大A2(5)定值电阻开路（答案 科学合理即可) 巩固练习 A组 1.C2.C3.D4.A5.10V1006.10 0,27.158.(1)电阻通过改变阻值来改变电路中的电 流，从而改变电阻R,两端的电压(2)如图所示(3)电阻 一定时，通过电阻的电流与加在电阻两端的电压成正比 A 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0246810127V B组 9.A10.(1)如图 (2)电阻R0.6(3)C 11,(1)电压(2)见下图： (3)C(4)保持不变0.12(5)电压一定时，电流与电 阻成反比(6)保持电阻两端电压不变B 12.【实验步骤】如图所示【实验数据】0.26【实验反 5 思】(1)小科实验时未控制电阻两端的电压不变(2)变小 C组 13.(1)电阻断路或电阻与滑动变阻器间的导线断路 (2A(3C,1与尺成正比，电压为4V不变 14.(1) 1 、A9 (2)R.<RR(3)4 第4节欧姆定律及其应用(2) 伏安法测电阻 巩固练习 A组 1.电压5 2.相同不同得出普遍规律多次测量取平均值， 减小误差 31)若干不同导体R-号特测电阻(26 (3)电压电流(V,A)电阻()(4)实验一有必要，此实验 需多次测量寻找规律，填写电压为0伏时的电流值，便于从 U一1图像寻找规律。实验二没有必要，此实验多测几次是 为了求电阻的平均值减小误差，电压、电流为0时对求电阻 无意义 +.(1)略(2)增大(3)10(4)④灯奖的电阻随温 度的降低而减小 5.(1)略(2)B(3)电压表与滑动变阻器并联了10 不合理没有多次测量取平均值 B组 6.(1)如图所示： (2)两根导线都接在变阻器下而的接线柱上 (3)2.58.3 (4)不对灯泡的电阻随温度的变化而变化，取平均值 无意义 7.(1)R断路（或R,短路）(2)电压表无示数，电流表 无示数（或电压表无示数，电流表有示数）(3)①10②不 合理，没有多次测量取平均值