第17章　欧姆定律 梳理延伸 - 2025-2026学年物理人教版(2024)九年级全一册

第17章　欧姆定律 梳理延伸 目 录 本 章 知 识 梳 理 专 题 归 纳 复 习 本章知识梳理 返回目录 专题归纳复习 专题归纳一 探究电流与电压、电阻的关系 探究电流与电压、电阻的关系是《义务教育物理课程标准(2022年版)》中规定的十二个探究类学生必做实验之一,也是中考命题的重点和热点,主要考查实验的设计、过程的操作、数据的处理,以及结论的得出和叙述等。重点要注意以下几个方面。 返回目录 1.科学探究——控制变量法在探究电流与电压、电阻的关系实验中的应用。 在探究电流与电压、电阻的关系时,控制导体电阻不变,改变导体两端的电压,探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系;控制导体两端的电压不变,改变导体电阻,探究通过导体的电流与导体电阻的关系。 返回目录 2.科学分析——利用实验数据分析实验中出现的问题或得出实验结论。 (1)探究电阻一定时电流与电压的关系:实验中记录的数据是电流值和电压值,电阻值是不变的,故需要求出每次实验的电压值和电流值的比值,看比值是否相等。实验结论: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正比。 (2)探究电压一定时电流与电阻的关系:实验中记录的数据是电阻值和电流值,需要控制电压不变,故需要计算每次实验的电阻值与电流值的乘积,看乘积是否相等。实验结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。 返回目录 3.规范操作——实验电路的连接、实验步骤的实施、实验数据的记录。 (1)实验电路的连接:连接电路时,开关要断开;滑动变阻器要“一上一下”接入电路,闭合开关前,将滑动变阻器的电阻调节到最大;电流表和电压表的接线要正确,并选择合适的测量范围等。 (2)实验步骤的实施:改变实验条件,实现多次测量;正确读取电流表和电压表的示数;会进行电路故障的分析与判断等。 (3)实验数据的记录:表格的设计。 返回目录 典例分析1(2024·湖北武汉中考)某同学利用图甲所示的电路探究电阻一定时电流与电压的关系。实验中电源电压保持3 V不变,定值电阻的阻值为4 Ω,滑动变阻器的规格为“20 Ω　0.5 A”。 (1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的导线。 (2)正确改接电路后,该同学立即进行实验,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,此时通过定值电阻的电流是____________ A。这位同学实验操作的不足之处是___________________________________________。  0.22 闭合开关前,没有将滑片移到滑动变阻器最左端 返回目录 (3)该同学完成了预先设计好的表格中的4次实验,将得到的实验数据填入表格。 电压/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 电流I/A   0.16 0.22 0.30 0.38       分析表中已测出的数据,可以初步得到实验结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压____________。为了进一步验证这个结论,该同学利用现有器材,在不改变电路连接的情况下,表格里余下的4次实验中,他还能完成____________次。  成正比 1 返回目录 解析:(1)原电路中,电流表与电压表串联,是错误的,电压表应并联在定值电阻两端,电流表应串联在电路中。 (2)由题图乙可知,电流表使用的测量范围是0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.22 A。该同学正确改接电路后,立即进行实验,由题图甲可知,这位同学实验操作的不足之处是闭合开关前,没有将滑片移到滑动变阻器最左端。 返回目录 (3)分析题表中的这些数据,可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。由滑动变阻器的规格“20 Ω　0.5 A”可知,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,允许通过的最大电流为0.5 A。当定值电阻两端电压U1=0.3 V时,滑动变阻器两端的电压U滑=U-U1=3 V-0.3 V= 2.7 V,由串联电路中电流处处相等可知,,即,则R滑=36 Ω >20 Ω,所以此实验不能完成;由滑动变阻器的规格可知,电路中允许通过的最大电流为0.5 A,此时定值电阻两端的最大电压U'=0.5 A×4 Ω=2 V,所以电压为2.1 V、2.4 V的两次实验不能完成,只有电压为1.8 V的这一次实验可以完成。 返回目录 专题归纳二 欧姆定律在串、并联电路中的综合应用 在串、并联电路中,电流、电压的规律与欧姆定律结合在一起,可以解决串、并联电路中各个物理量的计算问题。欧姆定律及串、并联电路中电流、电压的关系汇总如下表。 返回目录 一个定律 欧姆定律 内容 表达式 变形式 适用条件 注意 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 I= U=IR R= 纯电阻电路 统一性 同一性 同时性 严谨性 两个规律 比较项 电路图 电流 电压 电压或电流分配关系 串联电路   I=I1=I2 U=U1+U2 并联电路   I=I1+I2 U=U1=U2 返回目录 典例分析2(2024·广西中考)交通主管部门往往通过地磅检测汽车载质量情况。图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、力敏电阻、显示承重的仪表(实质为电流表,测量范围为0~0.6 A)等组成,力敏电阻的阻值R与所受压力F的大小关系如图乙所示。电源电压为12 V,定值电阻的阻值R0为5 Ω。 (1)当阻值R为35 Ω时,通过电路的电流是多少? (2)当通过电路的电流为0.4 A时,地磅的测量值是多少?g取10 N/kg。 (3)为了增大地磅的最大测量值,请你写出一种可行的方案,并列出关系式进行说明。 答案:(1)0.3 A (2)1 000 kg (3)见解析 返回目录 解析:(1)由题图可知,力敏电阻和定值电阻串联,电流表测量电路中的电流,当阻值R为35 Ω时,通过电路的电流 I==0.3 A。 (2)当通过电路的电流I'=0.4 A时,电路的总电阻 R总==30 Ω 力敏电阻的阻值R'=R总-R0=30 Ω-5 Ω=25 Ω 由题图乙可知压力F=1×104 N,地磅的测量值 m==1 000 kg。 返回目录 (3)电流表的示数最大为0.6 A,电源电压不变,电路的最小总电阻 R总'==20 Ω, 为了增大地磅的最大测量值,即压力增大,需要减小力敏电阻的阻值,力敏电阻的阻值 R″=R总'-R0=20 Ω-R0,所以需要增大定值电阻的阻值R0。 返回目录 专题归纳三 欧姆定律的应用——电路安全问题 在电路中,由于电流表、电压表的测量范围,滑动变阻器允许通过的最大电流,小灯泡两端允许加上的最大电压或允许通过的最大电流有限等原因,往往会涉及电路安全问题。 1.两类电路安全问题。 (1)电流表、电压表的安全问题。 为保证电流表、电压表的安全,电路中电流表和电压表的测量值不能超过其选择的测量范围的最大值。 (2)用电器和滑动变阻器的安全问题。 为了保证用电器的安全,应使用电器两端的电压不大于其所能承受的最大电压,通过用电器和滑动变阻器的电流不大于其所能允许通过的最大电流。 返回目录 2.解答电路安全问题的一般思路。 解答电路安全问题时,应依据“照顾弱者”的原则进行取值,即串联取小电流、并联取小电压。具体可理解为:在串联电路中,计算各个元器件允许通过的最大电流,取其中的最小值为电路中的最大电流;在并联电路中,计算各个元器件两端允许所加电压的最大值,取其中的最小值为各支路两端的最大电压。 返回目录 典例分析3(2024·四川成都中考)小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置,其示意图如图甲,物体放在有弹簧支撑的托盘上,弹簧底部固定,该装置可以将电表示数转换为重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值RP与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24 V,定值电阻的阻值R0为30 Ω,电流表测量范围为0~0.6 A,电压表测量范围为0~15 V,变阻器标有“50 Ω　1 A”。 (1)闭合开关S,当电流表示数I=0.4 A时,求物体的重力G。 (2)在保证电路各元件安全的情况下,求RP的变化范围。 答案:(1)4 N (2)18~50 Ω 返回目录 解析:(1)当电流表示数I=0.4 A时,电路中的总电阻R==60 Ω 变阻器接入电路中的阻值RP=R-R0=60 Ω-30 Ω=30 Ω 根据题图乙可知,此时物体重力G=4 N。 (2)R0通过的最大电流I0==0.5 A 结合电流表测量范围、滑动变阻器允许通过的最大电流,可知电路的最大电流Imax=I0=0.5 A 此时滑动变阻器接入电路中的最小阻值RPmin=-R0=-30 Ω=18 Ω 当物体重力为0时,RP取最大阻值50 Ω,电路中电流最小,此时电路安全,故RPmax=50 Ω, 故RP的变化范围为18~50 Ω。 返回目录 【探究学习活动】 典例分析4小娜同学在物理实践活动中,设计了如图甲所示的电子质量测量仪。其中,电源电压恒定为4.5 V,粗细均匀的导体棒的阻值R'随长度均匀变化,总阻值为40 Ω,总长度为20 cm。电阻箱的电阻为R,电压表测量范围为0~3 V,电流表测量范围为0~0.3 A。金属弹簧上端固定并通过导线与电压表连接,下端通过金属指针与导体棒始终保持良好接触。 已知电路中所用弹簧的弹力F与其伸长量l之间的关系如图乙所示。实验中弹簧的形变始终不超过其弹性限度,不计弹簧及指针的质量,g取10 N/kg。现闭合开关S,调节R=5 Ω,请回答以下问题。 返回目录 返回目录 (1)不挂重物时,指针恰好指在导体棒的最上端。此时电压表示数为____________ V,电流表示数为____________ A。  (2)悬挂重物后,电流表的示数____________(选填“变大”“不变”或“变小”)。当弹簧下端悬挂某待测物体时,指针向下移动5 cm,则待测物体的质量m=____________ kg,电压表示数为____________ V。  (3)在保证电路安全的情况下,该电子质量测量仪所能测得物体的最大质量为___________ kg。通过调节电阻箱的阻值R,可以调节该测量仪的测量范围。如果要增大其测量范围,那么应该将电阻箱的阻值R____________(选填“调大”“保持不变”或“调小”)。  0 0.1 不变 5 1 15 调大 返回目录 解析:(1)由题图知,当指针恰好指在导体棒的最上端时,导体棒全部接入电路且与电阻箱串联,电流表测量电路电流,电压表被短路,则此时电压表示数为0,电流表的示数I==0.1 A。 (2)悬挂重物后,金属指针向下移动,导体棒接入电路中的电阻不变,电路总电阻不变。由欧姆定律I=可知,电流表的示数不变。由题图乙知,当指针向下移动5 cm时,弹簧弹力为50 N,此时弹簧弹力等于待测物体的重力,由G=mg得,待测物体的质量m==5 kg。当指针下移5 cm时,与电压表并联的部分导体棒的电阻R并1'=×5 cm=10 Ω,电压表示数U并= IR并1'=0.1 A×10 Ω=1 V。 返回目录 (3)电压表测量范围为0~3 V,当电压表的示数为3 V时,该电子质量测量仪测得物体的最大质量,由欧姆定律可得,此时与电压表并联的部分导体棒的阻值R并2'==30 Ω,此时指针向下移动×30 Ω=15 cm,由题图乙可知,此时弹簧的弹力Gmax=150 N,由G=mg得,该电子质量测量仪所能测得物体的最大质量mmax==15 kg。如果要增大量程,那么金属指针向下移动的长度增大,与电压表并联的部分导体棒的阻值增大,而电压表的最大测量值不变,由欧姆定律得,通过导体棒的电流应变小,则接入电路的总电阻应增大,应该将电阻箱的阻值R调大。 返回目录 本课结束 $