14.4 欧姆定律的应用 讲义 求解动态电路问题 2025-2026学年苏科版九年级上册物理

14.4 欧姆定律的应用 求解动态电路问题 一、学习目标 1.通过"滑动变阻器动态电路"探究，学生能分析串联电路中电流与电压的重新分配规律，理解局部电阻变化对整体电路的影响机制，培养电路动态分析能力与变量控制思维这一核心素养。 2.通过"光敏、热敏、压敏电阻阻值变化对电路的影响"探究，学生能掌握特殊电阻阻值随外界因素变化的特性，学会将传感器原理转化为电路信号的处理方法，形成物理现象与技术应用结合的实践创新素养这一核心素养。 3.通过"开关组合电路"研究，学生能系统分析支路通断导致的电流路径改变，建立等效电路图的绘制思路，提升逻辑推理能力与系统思维素养这一核心素养。 二、求解动态电路的基本思路 1、分析电路的串并联类型。 2、分析各个电表所测的物理量。 3、分析各个电表量程、各个元器件所能承受的电压电流值。 4、根据串并联电路的电流、电压规律判定相关电流、电压的变化情况。 初中阶段，引起电压电流变化的因素：滑动变阻器的变化，开关的通断，特殊电阻阻值随外界因素变化等。 三、求解动态电路的基本思路 1、分析电路的串并联类型。 2、分析各个电表所测的物理量。 3、根据串并联电路的电流、电压规律判定相关电流、电压的变化情况。 （一）、滑动变阻器滑片位置变化引起的电路动态变化问题 1、分析电路的串并联类型。 2、分析各个电表所测的物理量。 3、根据滑动变阻器滑片移动判定出滑动变阻器的有效阻值变化情况。 4、根据串并联电路的电流、电压规律判定相关电流、电压的变化情况。 例1.如图所示，滑动变阻器滑片向右移动，请判断电路中电流及各部分电压变化情况。 该电路是串联电路——电流表测电路中电流，电压表测R上的电压——滑动变阻器滑片向右滑动——总电阻变大——滑动变阻器上电压变大——U滑＝U－UR——定值电阻R上电压变小——电流变小，电流表示数变小 （二）、传感器电阻变化引起的电路动态变化问题 1、分析电路的串并联类型。 2、分析各个电表所测的物理量 3、根据条件判断传感器的电阻变化情况。 4、根据串并联电路的电流、电压规律判定相关电流、电压的变化情况。 例题2.某品牌智能体重秤的电路结构图如图所示,电源电压恒定,R0为定值电阻。秤盘下方的电阻R为力敏电阻,其阻值随所受压力的增大而减小,则体重越重时,判断电路中的电流、电压及各个表的变化情况。 （三）、开关的通断引起的电路动态变化问题 1、分析电路的串并联类型。 2、分析各个电表所测的物理量。 3、开关由断开到接通相当于电阻变小（变为0），开关由接通变为断开相当于电阻增大（变为无穷大）。 4、根据串并联电路的电流、电压规律判定相关电流、电压的变化情况。 例3．如图所示，开关S1接通时，电流表有一定的求数，再把S2接通，电流的示数如何变化？ 能力提升 1．（2024·湖南长沙·中考真题）小明制作了一款可调亮度的小台灯，电路如图所示。电源电压保持不变，灯泡的电阻为10Ω，不考虑温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器标有“20Ω  1A”字样。 （1）闭合开关后，移动滑片使R的阻值变 时，通过灯泡的电流变大，灯泡变亮； （2）当滑动变阻器R接入电路的阻值最大时，通过灯泡的电流为0.15A，此时灯泡两端的电压为 V。若灯泡两端允许的最大电压为2.5V，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值为 Ω。 【答案】 小 1.5 8 【详解】（1）[1]电源电压不变，当R的阻值变小时，由欧姆定律知，通过灯泡的电流变大，灯泡变亮。 （2）[2]通过灯泡的电流为0.15A，灯泡的电阻为10Ω，由知，此时灯泡两端的电压为 UL＝IRL＝0.15A×10Ω＝1.5V [3]滑动变阻器R接入电路的最大阻值为R＝20Ω，此时滑动变阻器R两端的电压为 UR＝IRL＝0.15A×20Ω＝3V 由串联电路中电压的规律知，电源电压为 U＝UL＋UR＝1.5V＋3V＝4.5V 当灯泡两端电压为U'L＝2.5V时，电路中的电流为 故当灯泡两端电压为U'L＝2.5V时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，最小值为 2．（24-25九年级上·湖南岳阳·期中）如图所示的电路，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻R0的阻值为5Ω，滑动变阻器R的最大阻值为50Ω，闭合开关S，移动滑片P的过程中，下列说法错误的是（　　） A．若滑片P向左移，电流表的示数变大 B．电压表与电流表的比值不变 C．电流表的变化范围是0.3～0.6A D．滑动变阻器允许的调节范围是2.5～10Ω 【答案】B 【详解】由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流； A．若滑片P向左移动，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故A正确，不符合题意； B．由可知，电压表与电流表的示数比值等于滑动变阻器接入电路中电阻，则滑片移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻发生变化，电压表与电流表的示数比值变化，故B错误，符合题意； CD．当电流表的示数时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值 当电压表的示数时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压 因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流 故电流表的变化范围是0.3A～0.6A，滑动变阻器接入电路中的最大阻值 滑动变阻器允许调节范围是2.5～10Ω，故C、D正确，不符合题意。 故选B。 3．（2024·青海西宁·中考真题）控制大气污染物浓度是确保空气质量，实现碧水蓝天的重要措施。如图甲是物理学习小组设计的大气污染物浓度监测简化电路。当污染物浓度增大时，污染物浓度监测表的示数增大；R为气敏电阻，其阻值随污染物浓度变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（   ） A．当污染物浓度增大时，气敏电阻的阻值增大 B．当污染物浓度增大时，电流表示数增大 C．当污染物浓度增大时，电压表示数增大 D．污染物浓度监测表是电压表改装而成的 【答案】B 【详解】ABC．分析电路可知，气敏电阻和串联，电压表测电压，电流表测电路电流。当污染物浓度增大时，由图乙可知，气敏电阻的阻值减小，则总电阻减小，根据可知电流表示数增大，根据串联分压原理可知，电压表示数减小，故AC错误，B正确； D．当污染物浓度增大时，污染物浓度监测表的示数增大，所以污染物浓度监测表是电流表改装而成的，故D错误。 故选B。 4．（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）如图所示电路，R1是不为零的定值电阻，R2是滑动变阻器。电源电压恒定，开关S1、S2、S1处于断开状态。下列判断正确的是（    ） A．只闭合S1和S2，向右移动R2的滑片，电流表读数减小，电压表读数变大 B．只闭合S2，向左移动R2的滑片，电流表读数减小，电压表读数减小 C．只闭合S1和S2，电流表读数为I1；只闭合S2，电流表读数为I2。则 D．只闭合S3，电压表读数为U1；只闭合S2，电压表读数为U2，此时，无论如何调节滑动变阻器，U2总是小于U1 【答案】D 【详解】A．只闭合S1和S2，滑动变阻器R2、电压表被短路，电路为R1的简单电路，向右移动R2的滑片，电流表读数不变，电压表读数为0，故A错误； B．只闭合S2，两个电阻串联，向左移动R2的滑片，电路中电阻减小、电流变大，电流表读数变大，定值电阻R1两端的电压变大，电压表读数减小，故B错误； C．只闭合S1和S2，电路为R1的简单电路，电流表读数为I1；只闭合S2，两个电阻串联，电流表读数为I2；则，故C错误； D．只闭合S3，电路为R2的简单电路，电压表读数为U1，U1为电源电压；只闭合S2，两个电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，读数为U2，由于R1的分压作用，此时，无论如何调节滑动变阻器，U2总是小于U1，故D正确。 故选D。 5．（2024·四川广元·中考真题）小文设计并连接了如图的电路，电源两端电压和小灯泡的电阻都不变。闭合开关S，保证电路安全的前提下，滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中（　　） A．滑动变阻器接入电路的电阻变大，灯泡变暗 B．电流表示数变大，电压表示数变小 C．电压表示数与电流表示数的比值变小 D．可以将滑动变阻器滑片滑到最左端 【答案】C 【详解】A．如图所示，滑动变阻器和灯泡并联，滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中，滑动变阻器的电阻在减小，滑动变阻器所在支路的电流变大，因为并联，小灯泡的电流、电压都不变，灯泡亮度不变，故A错误； B．滑动变阻器和灯泡并联，电压表测电源电压，则电压表示数始终不变，滑动变阻器的电阻在减小，滑动变阻器所在支路的电流变大，则总电流变大，故B错误； C．电压表示数始终不变，总电流变大，电流表示数变大，电压表示数与电流表示数的比值变小，故C正确； D．将滑动变阻器滑片滑到最左端，会造成电路短路，所以不能将滑动变阻器滑片滑到最左端，故D错误。 故选C。 6．（2024·江苏无锡·中考真题）用如图所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有：干电池2节（每节1.5V，串联使用），开关、滑动变阻器（20Ω  2A）、电压表、电流表各一个，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，导线若干，连接好电路，设定加在电阻两端的电压为1.2V进行探究，发现在获得两组数据后无法再进行实验，为了继续使用前面两组数据，利用现有器材完成探究，下列方案中可行的是（　　） ①用1节干电池作为电源 ②将设定加在电阻两端的电压调整为2V ③将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间 ④将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间 A．只有①② B．只有①④ C．只有③④ D．只有①③④ 【答案】B 【详解】由图得，定值电阻R与变阻器串联，电压表测量定值电阻R的电压，电流表测量电路电流。电源电压由2节干电池组成，定值电阻的电压为1.2V，变阻器的电压为 由串联电路电流特点与欧姆定律得 当变阻器接入电路中电阻最大为20Ω时，定值电阻接入电阻最大为 则15Ω、20Ω的定值电阻无法完成实验。 ①若用1节干电池作为电源，则变阻器的电压为 由串联电路电流特点与欧姆定律得 当定值电阻接入电路中电阻最大为20Ω时，变阻器需要接入电路中电阻为 故改用1节干电池作为电源可以完成实验，故①符合题意； ②为了继续使用前面两组数据，实验中要控制定值电阻的电压不变，则不能将设定加在电阻两端的电压调整为2V，故②不符合题意； ③④当定值电阻接入电路中电阻最大为20Ω时，变阻器接入电阻最大为 则应在电路中串联一个电阻，电阻的阻值最小为 故③不符合题意，④符合题意，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $