12.4欧姆定律课件----2025-2026学年北师大版物理九年级上学期

第十二章　欧姆定律 欧姆定律 第四节 1 新知梳理 应用示例 课堂小结 新知梳理 一、探究电流与电压的关系 1.发现问题、提出问题 通过之前的学习小明知道了电压是形成电流的原因,那么改变导体两端电压时,通过它的电流会不会发生改变?怎样改变? 2.猜想与假设 导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成　　 　比。  正 返回目录 3 3.设计方案、收集证据 (1)实验目的:探究电流与电压的关系。 (2)实验原理:控制电阻不变,改变电压。 (3)实验器材:电源(电压恒为3 V),电流表、电压表各一只,开关一个,定值电阻,滑动变阻器,导线若干。 返回目录 (4)实验步骤 ①将各电表调零后断开开关,按图T12-4-1甲所示电路图连接成图乙所示的实物电路。 图T12-4-1 返回目录 ②电路连接无误后,将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处,闭合开关S,调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压成整数倍变化,读出电流表和电压表的示数,并填入数据表格中。 ③断开开关,整理器材。 返回目录 4.得出结论、作出解释 电阻:R=5 Ω 实验次数 1 2 3 4 5 6 电压/V             电流/A             返回目录 数据处理:用图像法处理实验数据,根据表中的实验数据,在如图T12-4-2所示的坐标系中描出各组数据对应的点,然后将各点平滑地连接起来。 实验结论:在　　　　一定时,通过导体的 电流与导体两端的电压成　　　　比。  图T12-4-2 电阻 正 返回目录 5.交流合作、评估反思 (1)连接电路时,开关应　　　　,滑动变阻器应调到          ,以免电路连接错误而损坏实验器材。  (2)电流表和电压表应选择合适的　　　　,使测量结果更精确,从而便于归纳电流和电压的关系。  (3)还可以通过　　　　　 　　　来改变定值电阻两端的电压。  断开 阻值最大处 量程 改变串联电池的个数 返回目录 (4)实验中进行多次测量的目的是　　　　　　　　　 　。  (5)滑动变阻器在该实验中的主要作用:　　　　　　　　　 。 归纳得出普遍性结论 改变导体两端的电压 返回目录 二、探究电流与电阻的关系 1.发现问题、提出问题 电阻表示导体对电流的阻碍作用,在导体两端的电压不变时,改变导体的电阻,通过导体的电流会不会改变?怎样改变? 2.猜想与假设 导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成            比。 反 返回目录 3.设计方案、收集证据 (1)实验目的:探究电流与电阻的关系。 (2)实验原理:控制电压不变,改变电阻。 (3)实验器材:电源(电压恒为3 V),电流表、电压表各一只,开关一个,六个定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω、30 Ω),滑动变阻器,导线若干。 返回目录 (4)实验步骤 ①将各电表调零后断开开关,按图T12-4-3甲所示电路图连接成图乙所示的实物电路。 图T12-4-3 返回目录 ②电路连接无误后,将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,闭合开关S,调节滑动变阻器,使电压表有一个恰当的示数,读出电流表的示数,并记入表格中。 ③断开开关,更换不同阻值的定值电阻,调节滑动变阻器,控制电压表示数不变,重复上述操作。 ④断开开关,整理器材。 返回目录 4.得出结论、作出解释 电压U=2 V保持不变 实验次数 1 2 3 4 5 6 电阻/Ω             电流/A             返回目录 数据处理:用图像法处理实验数据,根据表中的实验数据,在如图T12-4-4所示的坐标系中描出各组数据对应的点,然后将各点平滑地连接起来。 实验结论:在　　　　一定时,通过导体的 电流与导体的电阻成　　　　比。  图T12-4-4 电压 反 返回目录 5.交流合作、评估反思 (1)该实验中影响电流大小的因素有多个,因此实验时应运用 　　　　　　法。  (2)滑动变阻器在该实验中的主要作用:            　　　　 。  (3)在本实验中　　　　(选填“能”或“不能”)用电阻箱代替定值电阻。  控制变量 保持定值电阻两端的电 压不变 能 返回目录 (4)若某小组实验时所用滑动变阻器规格为“14 Ω　2 A”,在实验过程中定值电阻接入电路后,无论怎样移动变阻器的滑片都无法使电压表示数达到实验要求的值,若无其他电路故障,原因可能是 　 。  滑动变阻器的最大阻值过小(或定值电阻的阻值过大) 返回目录 三、欧姆定律 1.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　　　　。  2.适用范围:整个电路或其中某一部分电路,且为纯电阻电路(电能全部转化为内能的电路为纯电阻电路)。 正比 反比 返回目录 3.表达式: I=　　　　。  (1)国际单位:电流(I)的单位为　　　　,电压(U)的单位为　　　,电阻(R)的单位为　　　　。  (2)三“性” ①统一性:计算时I、U、R三个物理量的单位必须统一为国际单位。 ②同体性:I、U、R是针对同一个导体或同一段电路而言的,三者要一一对应。 安(A) 伏(V) 欧(Ω) 返回目录 ③同时性:在动态电路中,I、U、R的数据必须对应同一状态下的电路中同一时刻的值。 (3)变形式:U=　　　　和R=　　　　。变形式只能用于数学计算,并不能反映物理规律,特别是R=,它表示导体的电阻在数值上等于这段导体两端的电压与通过它的电流的比值,不可认为导体的电阻与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比。因为电阻是导体本身的一种属性,与电流和电压无关。  IR 　 返回目录 四、串并联电路中的电阻关系 项目 串联电路 并联电路 典型电路 电路分析 返回目录 (续表) 项目 串联电路 并联电路 电流关系 I=　　　　　  I=　　　　　  电压关系 U=　　　　　  U=　　　　　  I1=I2 I1+I2 U1+U2 U1=U2 返回目录 (续表) 项目 串联电路 并联电路 电阻关系 　U=　　 　,由欧姆定律得, IR=　　 　,根据I=I1=I2,可得R=　　 　。同理,推导多个电阻串联的情况,可得R= 　　　　　 　,即串联电路的等效电阻等于            　　　  　I=　　　　,由欧姆定律得,,根据U=　　　　,可得。同理,推导多个电阻并联的情况,可得+……+,即并联电路的等效电阻的倒数等于 　　 　　　　　　  U1+U2 I1R1+I2R2 R1+R2 R1+R2+……+Rn　 各串联电阻 之和 I1+I2 U1=U2 各并联电阻的倒数之和 返回目录 (续表) 项目 串联电路 并联电路 等效电阻 的本质 　电阻串联相当于            了导体的　　　　,越串总电阻越　　　  　电阻并联相当于            了导体的　 　 　,越并总电阻越　　　  增加 长度 大 增加 横截面积 小 返回目录 [注意](1)几个电阻串联,当其中一个电阻增大时,等效电阻增大,等效电阻大于任何一个分电阻。 (2)几个电阻并联,当其中一个电阻增大时,等效电阻增大,等效电阻小于任何一个分电阻。 (3)n个相同的电阻R0串联,等效电阻R=　　　　　;n个相同的电阻R0并联,等效电阻R=　　　　。  nR0 返回目录 五、串联分压、并联分流 电路 分析 推导 过程 　由于I=I1=I2,故 　由于U=U1=U2,故 结论 　串联电路具有　　　　作用,电压的分配与电阻成　　　　  　并联电路具有　　 　作用,电流的分配与电阻成　　　  分压 正比 分流 反比 返回目录 (2024乐山)物理学习小组在探究“电流与电压的关系”时,设计了如图T12-4-5甲所示的电路。其中电源电压为3 V,定值电阻R1约为4 Ω,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为 0~3 V。该小组同学完成了以下实验操作: 应用示例 类型一 探究电流跟电压的关系 例 1 图T12-4-5 返回目录 (1)正确连接好电路,闭合开关S前,需将滑片P移动至　　　　(选填“a”或“b”)端。  图T12-4-5 b 返回目录 (2)闭合开关S后,发现无论怎样移动滑片P,电流表、电压表均无示数。在检查电源和导线均正常的前提下,你认为引起上述现象的原因可能是　　　　　　　　　 　 。 (写出一种即可)  图T12-4-5 滑动变阻器断路(或电流表断路,或开关接触不良等) 返回目录 (3)排除故障后,小组同学正常进行操作,并记录多组电流表、电压表的示数。当电压表示数为1.2 V时,电流表示数如图乙所示,为 　　　　A。  0.3 返回目录 (4)根据表格数据,在图丙中画出I-U关系图像。 U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 I/A 0.08 0.15 0.23   0.38 如图所示 返回目录 (5)分析所绘制的图像可得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成　　　　。  (6)该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作,你认为他们这么做的目的是　　　　　　　　　　　　。  正比 多次实验,寻找普遍规律 返回目录 [实验点拨]把握实验考点,正确解答实验探究题 (1)明确实验探究过程中用到的物理研究方法:在本实验探究过程中,主要应用了控制变量法和图像法。(2)探究电流与电压之间的关系时,应保持电阻不变,一般通过改变滑动变阻器滑片的位置来改变定值电阻两端的电压。(3)在叙述实验结论时,一定要用控制变量法得出,把握好实验结论的逻辑性。 返回目录 (2024北京期中)在“探究通过导体的电流跟电阻的关系”实验中,已经备好的实验器材有: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 如图T12-4-6甲所示的电路,闭合开关S前,同 组的小兰指出电路连接有错误。 类型二 探究电流跟电阻的关系 例 2 图T12-4-6 返回目录 (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) 图T12-4-6 如图所示 返回目录 (2)小兰将电路连接正确后开始实验,在闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P置于　　　　(选填“A”或“B”)端。  图T12-4-6 A 返回目录 (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; 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仿照步骤②进行多次实验,将相应的R和I的数据记录在表格中。 更换不同阻值的定值电阻 调节滑动 变阻器,使电压表的示数仍为U,读出电流表的示数 返回目录 (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的图像,如图乙所示。请你根据图像判断,当导体电阻为4 Ω时,通过该导体的电流为　　　　A。  1.5 返回目录 [方法指导]“换大调大,换小调小”巧控电压不变 根据串联分压原理可知,在串联电路中,电阻越大,其两端电压也越大。在探究电流与电阻的关系时,当用大电阻(如“10 Ω”)替换小电阻(如“5 Ω”)时,滑动变阻器连入电路的阻值应调大;当用小电阻替换大电阻时,滑动变阻器连入电路的阻值应调小。只有这样调节,才能保证电压表的示数不变。 返回目录 如图T12-4-7所示,电源电压U保持不变,R1、R2为定值电阻,其中R1=10 Ω,当只闭合开关S1时,电流表示数为0.6 A,当同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数变为1.1 A。求: (1)电源电压U。 类型三 利用欧姆定律进行简单的计算 例 3 图T12-4-7 [答案]由电路图可知,当只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,此时R1两端的电压即电源电压,则电源电压:U=U1=I1R1=0.6 A×10 Ω=6 V。 返回目录 (2)同时闭合开关S1、S2时通过R2的电流。 图T12-4-7 [答案]当同时闭合开关S1、S2时,R1、R2并联,电流表测干路中的电流, 因并联电路中各支路互不影响,则两开关同时 闭合后,通过R1的电流不变,仍为I1=0.6 A, 因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 所以通过R2的电流:I2=I-I1=1.1 A-0.6 A=0.5 A。 返回目录 (3)R2的阻值。 图T12-4-7 [答案]并联电路中各支路两端的电压相等, 则R2两端的电压:U2=U1=6 V, R2的阻值:R2==12 Ω。 返回目录 [方法指导] 三步法解答串、并联电路中欧姆定律的简单计算 一“认” 二“定” 三“算” 认清电路的连接方式和各已知量 → 确定未知量和已知量之间的关系 → 根据串、并联电路的电流、电压关系和欧姆定律选择恰当公式进行计算得出结果 返回目录 (2023哈尔滨)如图T12-4-8所示是电阻R1、R2的电压-电流关系图像,下列说法正确的是 (　　) A.电阻R1两端电压为4 V时,通过R1的电流是0.3 A B.电阻R1、R2串联,当电流为0.2 A时,R1、R2两端 总电压为3 V C.电阻R1、R2并联在电压为2 V的电路中时,干路 中的电流是0.3 A D.电阻R1和R2的阻值之比是1∶2 类型四 和欧姆定律相关的图像问题 例 4 图T12-4-8 B 返回目录 [方法指导] 解决I-U(U-I)图像问题 (1)对于简单电路,可以直接由图像上的点找出对应的电压、电流值,然后由公式R=计算出电阻。 (2)对于串、并联电路,我们可以利用串、并联电路电流、电压的特点,结合欧姆定律解题。在串联电路中,确定某一电流值,即可在图像中找出对应的两个电压值,再利用欧姆定律解题;在并联电路中,确定某一电压值,即可在图像中找出对应的两个电流值,再利用欧姆定律解题。 返回目录 (3)对于比较电阻大小的题目,可以利用公式R=,在电流相等时,看谁两端的电压大,谁的电阻就大;也可控制电压相等,比较电流的大小,从而得出电阻的大小。 返回目录 课堂小结 欧 姆 定 律 电流与电压、电阻的关系 欧姆定律 内容 公式 应用 控制变量 串并联电路中电阻的关系 返回目录 48 $$