第十七章 欧姆定律（培优复习课件）物理新教材人教版九年级全一册

九年级物理全一册•人教版 第十七章 欧姆定律 夜幕下，灯光照亮了古镇。电灯发光时，电流在电路中静静地“流淌”。 你是否想过，电流的流动遵循怎样的规律？电流、电压、电阻各自扮演着什么角色？ 它们之间的关系又如何呢？ 现在就让我们来探究其中的奥秘。 单元复习 电流与电压、电阻的关系 01 欧姆定律 02 电阻的测量 03 第十七章 欧姆定律 欧姆定律在串、并联电路中的应用 04 本章思维导图 第十七章 欧姆定律 欧姆定律 I=U/R 伏安法测电阻 处理串、并联 电路问题 应用 探究电流与 电压的关系 探究电流与 电阻的关系 规律 第1节 电流与电压、电阻的关系 第十七章 欧姆定律 知识一 探究电阻一定时电流与电压的关系 改变定值电阻两端电压的方法 （1）方法一： 用干电池作为电源，通过增减串联电池的节数来改变电压。 （2）方法二：滑动变阻器改变其两端的电压 如图所示，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表与定值电阻并联，测量其两端的电压，并通过调节滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压和通过的电流。 （3）方法三：用实验电源改变电压 三节干电池串联 A V R R' S P 实验电源 知识一 探究电阻一定时电流与电压的关系 【实验电路】 如图所示，把定值电阻接入电路中，电流表测量通过定值电阻的电流，电压表测量其两端的电压。用实验电源改变电源电压，进行多次测量，从而寻找电阻一定时电流与电压的关系。 A V R S 知识一 探究电阻一定时电流与电压的关系 【实验过程】 按设计的电路图连接电路，测量并记下几组电压和电流值，将它们填写在表中。 序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 电流I/A 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 R=10 Ω 知识一 探究电阻一定时电流与电压的关系 【分析论证】 （1）实验数据分析：分析实验数据发现，通过定值电阻的电流随其两端电压的增大而增大，并且成正比。 （2）图像分析：在坐标系中根据各电流值和对应的电压值描点，画出I-U图像。分析图像可得出：通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 【实验结论】 大量实验表明： 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。 知识二 探究电压一定时电流与电阻的关系 【实验思路】 要探究电压一定时电流与电阻的关系，需要知道导体的电阻和通过导体的电流。可以将不同阻值的定值电阻接入电路中，以改变电阻，测量通过每个定值电阻的电流，找出电流与电阻的关系。 实验时保持定值电阻两端电压不变的方法。 （1）方法一：使用实验电源。 使用实验电源，选择某一电压档保持不变。 知识二 探究电压一定时电流与电阻的关系 （2）方法二：使用滑动变阻器。 滑动变阻器与定值电阻串联，将不同阻值的定值电阻接入电路中时，调节滑动变阻器，可以使定值电阻两端的电压保持不变。 A V R R' S P 知识二 探究电压一定时电流与电阻的关系 【实验过程】 （1）按电路图连接电路。 （2）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。 A V R R' S P 知识二 探究电压一定时电流与电阻的关系 （3）把阻值为5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为3V保持不变，读出电流表的示数，记录在下面的表格中。 （4）把阻值为5Ω的定值电阻分别更换为10Ω、15Ω、25Ω的定值电阻，调节滑动变阻器，使电压表示数保持3V不变，读出电流表的示数，记录在下面的表格中。 数据序号 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 5 10 15 20 25 电流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.12 U=3V 知识二 探究电压一定时电流与电阻的关系 【分析论证】 （1）分析实验数据。电流与电阻有关，电流随电阻的增大而减小，且电流与电阻的乘积为一定值，说明电流与电阻并且成反比。 （2）分析I-R图像。在坐标系中画出I-R图像。分析图像可得出：通过导体的电流与导体的电阻成反比。 【实验结论】 大量实验表明： 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。 知识二 探究电压一定时电流与电阻的关系 【评估交流】 （1）对I-R图象的改进，作出I- 图象，“电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比”也可以说成“电压一定时，导体中的电流与导体电阻的倒数成正比”。 （2）更换阻值大的定值电阻后，电压表示数不能调节到所需要的值的原因是电源电压过大或滑动变阻器的最大阻值过小。 题型一、探究电阻一定时电流与电压的关系 【例题1】如图是某实验小组探究“电流与电压和电阻的关系”的实验，电源电压保持 不变。 （1）在“探究电流与电压的关系”时，根据实验数据绘制的图像如图乙，分析图像可得结论：____________________； （2）在“探究电流与电阻的关系”时，选用10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻R由小到大依次正确接入如图甲所示电路。当把10Ω电阻接入电路时，移动滑片，电流表示数如图丙所示是_____A。则后面的实验每更换一个阻值，为保持定值 在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 电阻两端电压一定，滑动变阻器滑片P应向_____（选填“A”或“B”）端滑动，使电压表示数为_____V，同时记下对应的电流值； 0.2 A 2 题型一、探究电阻一定时电流与电压的关系 （3）若每次实验时电阻R两端的电压均为2V，为完成实验，滑动变阻器的最大阻值至少应是_____Ω； （4）实验结束后，某同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻，进行“电流与电压的关系”的实验探究，老师指出这个实验操作是不可行的，原因是_____。 50 灯丝电阻随温度的变化而变化 题型一、探究电阻一定时电流与电压的关系 【解析】（1）由图像可知，当导体两端的电压增大时，通过导体的电流增大，且通过导体的电流与导体两端的电压的比值保持不变，故可得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 （2）如图甲，电流表选用小量程，电流表分度值0.02A，电流表示数为0.2A，则定值电阻两端电压为U=IR=0.2A×10Ω=2V 实验中，当把10Ω的电阻换成后面的大电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时，要控制定值电阻两端的电压不变，电源电压不变，要增大滑动变阻器两端的电压，即增大滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向A端滑动，使电压表示数为2V，同时记下对应的电流表的数值。 题型一、探究电阻一定时电流与电压的关系 （3）在探究电流与电阻的关系实验中，应控制定值电阻两端电压UV=2V不变，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为 U滑=U-UV=6V-2V=4V 定值电阻的最大电阻为25Ω，当定值电阻阻值最大时，滑动变阻器的电阻也最大，滑动变阻器最小阻值为 滑动变阻器的最小阻值至少应是50Ω。 （4）探究电流与电压的关系，需要保持电阻不变，而灯丝的电阻随温度的变化而变化，所以不能用小灯泡做此实验。 题型二、探究电压一定时电流与电阻的关系 【例题2】在探究电流与电阻的关系实验中，实验器材如下：学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器“40Ω 1.5A”、开关各一个，五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），导线若干。 （1）图（a）为使用5Ω 定值电阻连接的实验电路。某同学检查电路时发现有一条导线连接错误。请在图（a）中错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确_______（导线不能交叉）。 见详解 （2）改正错误后，将滑动变阻器的滑片P移到最____端。闭合开关，移动滑片P使电压表的示数达到所要控制的电压U0时，电流表的示数如图（b）所示，为____A。 0.48 右 题型二、探究电压一定时电流与电阻的关系 （3）将不同阻值的定值电阻分别接入电路中，重复实验，记录的数据如下表。分析表中数据，在误差允许范围内，电流值与其对应的电阻值的乘积近似________（填“相等”或“不相等”），从而得出结论：在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。 （4）利用本实验提供的器材_________（填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系。 能 数据序号 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 5 10 15 20 25 电流I/A   0.24 0.16 0.12 0.10 相等 反 题型二、探究电压一定时电流与电阻的关系 【解析】 （1）探究“电流与电阻的关系”时，定值电阻与滑动变阻器、电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，正确的电路连接，如图所示： （2）为了保护电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，所以将滑动变阻器的滑片置于最右端。 图中电流表的量程是0~0.6A，读数为0.48A。 （3）分析表中数据0.24A×10Ω=2.4V 0.16A×15Ω=2.4V 0.12A×20Ω=2.4V 0.10A×25Ω=2.5V 在误差允许范围内，电流值与其对应的电阻值的乘积近似相等。 当导体两端电压一定时，电阻增大，电流减小，且两者乘积恒定，故通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （4）阻值已知的定值电阻，可利用滑动变阻器改变电路中的电流，记录多组电压、电流值，所以可以探究电阻一定时，电流与电压的关系。 第2节 欧姆定律 第十七章 欧姆定律 知识一 欧姆定律 1. 欧姆定律的内容 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。 2. 数学表达式 各物理量的单位： 电压 U：伏特，符号 V； 电阻 R：欧姆，符号 Ω； 电流 I：安培，符号 A 。 知识一 欧姆定律 3. 变形公式及其意义 由欧姆定律的公式 可推出：U=IR、 。 （1）U=IR：表示导体两端的电压等于通过导体的电流与其电阻的乘积。因电压是由电源提供的，电压是形成电流的原因，所以不能说成电压与电流成正比。 （2） ：表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。 因电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关，与加在两端的电压和流过的电流大小无关。 知识一 欧姆定律 4. 对公式 的理解 （1）统一性：I、U、R须使用国际单位，即分别为V、Ω、A。 （2）同一性： I、U、R是对同一个导体或同一段电路而言的，三者要一一对应。在解题时，习惯上把同一个导体或同一段电路各个物理量符号的角标用同一数字或字母表示，如I1、R1、U1等。 I灯 U灯 ___ = R灯 如图所示，电灯与电阻并联。计算通过电灯的电流时，以电灯为研究对象，用该灯两端的电压U灯除以该灯电阻R灯的大小： 知识一 欧姆定律 （3）同时性： 对同一导体或同一部分电路来说，由于开关的闭合或滑动变阻器滑片的移动，都会导致电路中的电流、电路两端的电压的变化，所以公式 中的三个量是针对R同一时间而言的。 （4）条件性： 定律中提到的“成正比”和“成反比”的两个关系分别有不同的成立条件。即当导体的电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成正比；当导体的电压一定时，通过它的电流跟它的电阻成反比。 （5）适用范围 欧姆定律适用于纯电阻电路。 知识一 欧姆定律 2. 利用欧姆定律解题的“四步骤” 第一步：判断电路的连接方式。可采用“去表法”判断电路的连接方式，将电压表去掉，将电流表看成一段导线，画出等效电路图，然后进行判断。判断出电路的连接方式后，再将电压表和电流表“恢复”到原来的位置，明确各测量哪部分电路两端的电压和电路中的电流。 第二步：审题。认真审题，在电路图（或画出的电路图）上标出已知量、待求量。 第三步：求解。找出各物理量之间的关系；利用欧姆定律和串、并联电路电流、电压的关系列出关系式，列式时要注意公式成立的条件，要有必要的文字说明。物理公式在代入数值或写计算结果时不要忘记单位。 第四步：评价。讨论结果的合理性，得出答案。 【例题1】如图甲是一台放置在水平地面的智能体重秤，图乙是它的电路结构图，R0为阻值100Ω的定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随人对秤盘压力的变化关系如图丙所示，已知电源电压为3V且保持不变（g取10N/kg）。求： （1）当秤盘为空时，R的阻值； （2）某同学站在体重秤上时，电压表示数为2V，该同学的质量。 题型一、对欧姆定律的理解 题型一、对欧姆定律的理解 【解析】 （1）当秤盘为空时，秤盘受到的压力为0N，如图丙所示，此时压敏电阻R=400 Ω （2）由图乙可知，两个电阻串联，电压表测压敏电阻两端电压。 电压表示数为2 V，则定值电阻两端电压U0=U-U压=3V-2V=1V 电路中电流为I=U0/R0 =1V/100Ω=0.01A 压敏电阻的阻值为 由图丙可知，此时对应的压力F=600 N 该同学质量 m=G/g=F/g=600N/(10N/kg)=60kg 题型二、欧姆定律的应用 【例题2】如图所示，已知电源电压恒为6 V，滑动变阻器R上标有“20 Ω 1 A”字样，小灯泡标有“2.5 V”字样。移动滑动变阻器滑片至最大阻值时，闭合开关，电压表示数为4 V。 （1）求通过滑动变阻器的电流； （2）求灯泡的电压； （3）求灯泡的电阻。 题型二、欧姆定律的应用 【解析】（1）由题意可知，电路为串联电路，小灯泡与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压。 当移动滑动变阻器滑片至最大阻值时，其接入电路的电阻R=20Ω，此时其两端电压UR=4V 根据欧姆定律，可得通过滑动变阻器的电流为 I=UR/R=4V/20Ω=0.2A （2）已知电源电压恒为U=6V，滑动变阻器R两端电压UR=4V，根据串联电路的电压规律，计算小灯泡两端的电压为 UL=U-UR=6V-4V=2V （3）根据欧姆定律，可得小灯泡电阻 第3节 电阻的测量 第十七章 欧姆定律 知识一 伏安法测电阻 【实验思路】 （1）伏安法测电阻原理： 由欧姆定律的变形公式可知，用电流表测出通过定值电阻的电流I，用电压表测出定值电阻两端的电压U，把实验数据代入，即可求出定值电阻的阻值大小。 为了减少实验误差，实际测量中要改变待测电阻两端的电压，多次测量电压及电流，并分别算出相应的电阻，最后求出电阻的平均值。也可以用图像处理的方法求出电阻。 知识一 伏安法测电阻 （2）改变定值电阻两端电压的方法 方案一：使用实验电源或干电池改变定值电阻两端的电压。 方案二：使用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压。 A V R R' S P 在电路中串联一个滑动变阻器，移动滑片，就可以改变定值电阻两端的电压和通过的电流。当滑动变阻器的滑片P移动时，变阻器连入电路的阻值会发生变化，则电路中的电流随之变化，定值电阻两端的电压也发生变化。 知识一 伏安法测电阻 【实验过程】 ① 按图把待测电阻器、电压表、电流表及滑动变阻器等接入电路。注意选择电压表和电流表的适当测量范围。 ② 使用滑动变阻器之前要先想好，朝哪个方向移动滑片时电路中的电流变大。闭合开关之前应该先移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流在开始测量时最小。改变滑动变阻器滑片的位置，多测几组电压、电流数据。 A V R R' S P 知识一 伏安法测电阻 ③将测量的数据记录在自己设计的表格中。 ④根据每组数据算出相应的电阻，然后求出待测电阻器电阻的平均值，得到电阻器的电阻。 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 2 3 知识一 伏安法测电阻 【数据处理】 （1）公式计算：将每次测量的电压值、电流值代入公式，分别求出待测电阻的阻值R1、R2 、R3，计算出它们的平均值。 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 2 3 1.0 0.20 5.0 2.0 0.40 5.0 3.0 0.58 5.2 5.1 计算待测电阻器电阻的平均值: R=（5.0Ω+5.0Ω+5.2Ω）/3=5.1Ω 知识一 伏安法测电阻 （2）用图像处理的方法求出电阻 画出定值电阻的I-U图像，发现I-U图像是一条过原点的倾斜直线。表明：当待测电阻器两端的电压改变时，通过它的电流也随之改变，但电压与电流的比值不变，即电阻不变。 计算： R1=U1/I1=1.0V/0.20A=5.0Ω R2=U2/I2=2.0V/0.40A=5.0 Ω R3=U3/I3=3.0V/0.50A=5.0 Ω 电阻的平均值: R=（5.0Ω +5.0Ω+5.0Ω）/3=5.0Ω 知识二 伏安法测定小灯泡的电阻 【实验目的】用电压表、电流表测小灯泡的电阻 【实验原理】 【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、小灯泡。 【实验步骤】 ①按电路图连接实物。 ②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当 位置，记录电压表、电流表的示数。 ③多次调节滑动变阻器的滑片，重复上述实验。 A V L R S 知识二 伏安法测定小灯泡的电阻 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 1.5 0.1 15.0 2 2.0 0.12 16.7 3 2.5 0.14 18.0 【数据处理】将每次测量的电压值、电流值代入公式R=U/I，分别求出小灯泡的阻值R1、R2、R3，发现灯丝的电阻值是变化的。 【分析与讨论】画出小灯泡的I-U图像，发现小灯两端的电压与电流之比（电阻）不是一个定值；当小灯两端电压越大时，灯丝电阻越大。原因是当灯两端电压变大时，灯丝温度升高。 知识二 伏安法测定小灯泡的电阻 伏安法测小灯泡的电阻和伏安法测定值电阻的比较 项目 测定值电阻的阻值 测小灯泡的电阻 实验原理 电路图 实验过程 数据处理 实验结论 R=U/I 多次测量 分别计算出每次测量的电阻，然后求出平均值 分别计算出每次测量的灯泡电阻，然后寻求普遍规律 平均值为所求的电阻值 当小灯两端电压越大时，灯丝电阻越大。 知识三 特殊方法测电阻 1. 伏阻法测电阻（利用电压表测量） 【计算过程】 方法一： ① 把定值电阻R0和未知电阻Rx串联起来，如图所示。 ②用电压表分别测量出两者的电压为U0、Ux。 ③推导计算出未知电阻Rx阻值的表达式。 通过R0和Rx 的电流相等I0=Ix，根据串联电路的分压原理可得： 所以电阻Rx的阻值： = 知识三 特殊方法测电阻 【计算过程】 （2）方法二： ①如图所示，定值电阻R0和未知电阻Rx串联。首先将开关S、S0闭合，读出电压表的示数，记为U； ②断开开关S0，读出电压表的示数为Ux。 将开关S、S0闭合，电压表的示数为电源电压U； 断开S0，定值电阻R0与Rx串联，电压表测量Rx两端的电压为Ux，R0两端的电压为U0 =U-Ux，则电路中的电流为： Rx阻值为： Ix=I0= ， = = 知识三 特殊方法测电阻 【计算过程】 （3）方法三： ①如图所示，把未知电阻Rx和滑动变阻器R' 串联起来。 ②把滑动变阻器的滑片置于阻值最小位置，记下电压表示数U1；再把滑片置于阻值最大位置，记下电压表示数U2。 ③计算出未知电阻Rx阻值的表达式。 A V Rx R' S P 滑片置于阻值最小位置，电压表示数U1即为电源电压。 把滑片置于阻值最大位置，电压表示数为Rx两端的电压U2。则滑动变阻器R′两端的电压为UR=U1-U2，根据串联电路的分压关系得： = Rx阻值为： R′为滑动变阻 器的最大阻值 = 知识三 特殊方法测电阻 2. 安阻法测电阻（利用电流表测量） 【计算过程】 闭合S断开S1，电流表测量Rx的电流为I1，则电源电压为U=RxI1 闭合S和S1，电流表测量R0和Rx并联的总电流为I2，则通过R0的电流为I0= I2-I1，电源电压为 U=（I2-I1）R0 所以电阻Rx的阻值 （1）方法一 ①如图所示，闭合S断开S1，记录电流表的示数I1； ②闭合S和S1，记录电流表的示数为I2； ③用R0和测量出来的物理量表示Rx。 = 知识三 特殊方法测电阻 （2）方法二 ①如图所示，闭合开关S1、S2，记下电流表示数为Ix； ②断开开关S2，记下电流表示数为I，则可计算未知电阻Rx的阻值。 A R0 Rx S1 S2 【计算过程】 ①闭合开关S1、S2，电流表示数为Ix，电源电压为U=IxRx ②断开开关S2，电流为I，电源电压为U=I（Rx+R0） ③则未知电阻Rx阻值的表达式为： 知识三 特殊方法测电阻 【计算过程】 方法三 ①如图所示，滑片置于阻值最小的位置，闭合开关，记下电流表示数为Ix； ②滑片置于阻值最大位置，记下电流表示数为I； ③计算未知电阻Rx的阻值。 A Rx R' S P ①滑片置于阻值最小位置，电流表示数为Ix，则电源电压U= IxRx ②滑片置于阻值最大位置，电流表示数为I，则电源电压U=I（R′+Rx） ③由① ②可得Rx的表达式为： （R′为滑动变阻器的最大阻值） 【例题1】小聪利用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值，所选实验器材有：两节干电池、电流表（0~0.6A、0~3A）、电压表（0~3V、0~15V）、开关和导线若干，且已知Rx的阻值约为10Ω。 （1）连接电路后“试触”，电流表指针偏转如图乙所示，则小聪在操作中出现的问题是___________； 电流表正负接线柱接反 题型一、伏安法测电阻 （2）正确连接电路后闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P进行实验，并将实验数据记录在表中。第3次测量时电流表的示数如图丙所示，读数为______A；由表中实验数据可得，未知电阻Rx的平均值为_____（结果保留一位小数）Ω。 0.28 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R2/Ω R的平均值/Ω 1 1.6 0.16 10.0   2 2.1 0.20 10.5 3 2.8     10.2 题型一、伏安法测电阻 题型一、伏安法测电阻 【解析】（1）电流表使用时，电流要从正接线柱流入，负接线柱流出。连接电路后“试触”，电流表指针反向偏转，则电流从电流表的负接线柱流入，正接线柱流出，即电流表正负接线柱接反，则小聪在操作中出现的问题是电流表的正负接线柱接反了。 （2）如图丙所示，电流表连接的测量范围是0~0.6A，分度值是0.02A，指针指在0.2A后面第4小格处，则此时电流表的读数为I3=0.2A+4×0.02A=0.28A 由表格数据可知，第三次测量时，电阻Rx两端电压U3=2.8V 此次测量出的Rx的阻值 未知电阻Rx的平均值 第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用 第十七章 欧姆定律 知识一 欧姆定律解决串、并联电路问题的方法 1. 总电阻的概念 将几个电阻串联或并联接到电源电压为U的电路中，电路中的总电流为I。若用一个电阻代替这几个电阻，仍接在电源电压为U的电路中，电路中的电流仍然为I，我们就把这个电阻称为那几个电阻的总电阻，也叫等效电阻。 知识一 欧姆定律解决串、并联电路问题的方法 2. 应用欧姆定律注意的问题 欧姆定律公式中的电压、电流、电阻是对同一个研究对象而言的，因此在应用欧姆定律解决问题的时候，必须明确：公式中的三个量是不是这个研究对象的? 欧姆定律公式中的U、I、R是对同一个研究对象 知识一 欧姆定律解决串、并联电路问题的方法 3. 应用欧姆定律解决串、并联电路的方法 （1）串、并联电路中的电流关系、电压关系，描述的是不同研究对象之间的相互联系。例如， ，U=U1+U2等。 （2）在解决串、并联电路的问题时，我们可以先选择某个导体为研究对象，用欧姆定律求解通过它的电流或它两端的电压，再通过该导体与其他导体的串、并联关系求得题目的答案。 （3）我们也可以先通过两个导体的串、并联关系求得通过某一个导体的电流或它两端的电压，再以该导体为研究对象，用欧姆定律求解题目的答案。 知识二 欧姆定律在串联电路中的应用 1. 串联电路中电流的计算 根据串联电路电流的规律，通过电阻R1的电流和通过电阻R2的电流相等，都等于I。电阻R1两端的电压U1=IR1，R2两端的电压U2=IR2。 根据串联电路电压的规律 U=U1+U2，有U=IR1+IR2=I（R1+R2） 可求得 U S R2 R1 A 结论：串联电路中通过某个电阻的电流或串联电路的电流，等于电源两端电压除以各分电阻之和。 知识二 欧姆定律在串联电路中的应用 由欧姆定律可知： U1=IR1 U2=IR2 U=IR 因为在串联电路中： U=U1+ U2 I=I1=I2 所以 R=R1+R2 R=R1+R2 2. 串联电路中总电阻与分电阻的大小关系 知识二 欧姆定律在串联电路中的应用 因为串联电路的电流相等：I1=I2 由欧姆定律可知： U1=I1R1 U2=I2R2 所以 = __ U2 U1 __ R2 R1 3. 串联电路的分压特点 知识三 欧姆定律在并联电路中的应用 定值电阻R1和R2并联，电源电压为U. 并联电路各支路两端的电压相等 U1=U2 通过电阻R1的电流为：I1=U1 /R1 通过电阻R2的电流为：I2=U2 /R2 并联电路的总电流 1. 并联电路中总电流的计算 知识三 欧姆定律在并联电路中的应用 2. 并联电路中的总电阻和分电阻的关系 由欧姆定律知： I1=U1/R1 I2=U2/R2 I=U/R 在并联电路中： I=I1+I2 U=U1=U2 __ __ 1 R1 = 1 R R2 1 + 知识三 欧姆定律在并联电路中的应用 并联电路各支路两端的电压相等， U1=U2 因为 U1= I1R1 U2= I2R2 即 I1R1= I2R2 所以 3. 并联电路的分流特点 __ __ R1 R2 = I1 I2 知识三 欧姆定律在并联电路中的应用 2. 并联电路中的总电阻和分电阻的关系 由欧姆定律知： I1=U1/R1 I2=U2/R2 I=U/R 在并联电路中： I=I1+I2 U=U1=U2 __ __ 1 R1 = 1 R R2 1 + 题型一、欧姆定律在串、并联电路中的应用 【例题1】（多选题）图甲是非接触式红外线测温枪。图乙是它的工作原理图，其中R0是定值电阻，R是红外线热敏电阻，R的阻值随温度变化的关系图像如图丙所示。闭合开关S后，下列对该电路的分析正确的是（　　） A．随着温度的升高，R的阻值变小 B．随着温度的升高，电流表的示数逐渐减小 C．测量人的体温时，电压表示数越大，说明人的体温越高 D．随着温度的降低，电阻 R两端的电压逐渐变小 AC 题型一、欧姆定律在串、并联电路中的应用 【解析】A．由图丙可知，随着温度的升高，R的阻值在不断的变小，故A正确； BCD．由图乙可知，R与R0串联在电路中，随着温度的升高，R的阻值在不断的减小，电路总电阻也在减小，由I=U/R可知电路中电流增大，电流表示数逐渐增大，由U=IR可知定值电阻R0两端的电压逐渐增大，即电压表示数变大；反之，随着温度降低，R的阻值变大，其两端电压逐渐变大，故C正确，BD错误。 故选AC。 题型一、欧姆定律在串、并联电路中的应用 【例题2】物理小组设计了一空气质量监测设备，原理如图甲所示。电源电压恒为6V，定值电阻R0的阻值为10Ω，气敏电阻R是可以感知二氧化硫污染指数的可变电阻，图乙为二氧化硫污染指数与气敏电阻R阻值的变化关系图像。污染指数在50以下为轻度污染，50~100为中度污染，100以上为重度污染。下列分析正确的是（      ） A．污染指数越大，气敏电阻R阻值越大 B．污染指数越小，电路中电流越大 C．污染指数越大，电压表示数越小 D．电压表示数为2V时，属于重度污染 D 题型一、欧姆定律在串、并联电路中的应用 【解析】A．由图甲可知，气敏电阻R与定值电阻R0串联，电压表测R0两端电压；由图乙可知：气敏电阻R的阻值随二氧化硫污染指数增大而减小。污染指数越大，气敏电阻R阻值越小，故A错误； B．污染指数越小，R阻值越大，电路总电阻越大，电源电压不变，根据I=U/R，电路电流越小，故B错误； C．污染指数越大，R阻值越小，总电阻越小，电路电流越大，根据U0=IR0，R0不变，电流越大，电压表示数越大，故C错误； D．电压表示数为2V时，电路电流I=U0/R0 =2V/10Ω=0.2A 总电阻R总=U/I=6V/0.2A=30Ω 因此R=R总-R0=30Ω-10Ω=20Ω 由图乙可知，R=20Ω时污染指数为150， 150>100，属于重度污染，故D正确。 故选D。 题型一、欧姆定律在串、并联电路中的应用 【例题3】当前，体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测中学生的体重情况，小天设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0=15Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，当电流表示数为0.3A时，体重计会发出警示信号，电流表量程为0～0.6A，踏板重力不计，求： （1）闭合开关，当体重计空载时，电路中的电流为0.15A，电源电压为多少？ （2）体重计发出警示信号时所测量的体重？ （3）要使体重计示数在800N才会发出警示信号，需要串联一个多大的电阻？ 9V 600N 5Ω 题型一、欧姆定律在串、并联电路中的应用 【解析】（1）当体重计空载时，压力F=0N，由图乙 可得压敏电阻阻值R=45Ω，压敏电阻R与定值电阻R0串联， 电路总电阻R总=R+R0=45Ω+15Ω=60Ω 得电源电压U=IR总=0.15A×60Ω=9V （2）当体重计发出警示信号时，电路电流I'=0.3A，此时电路总电阻 R总'=U/I' =9V/0.3A=30Ω 压敏电阻的阻值R1=R总'R0=30Ω-15Ω=15Ω 由图乙可知，压敏电阻阻值为15Ω时，受到的压力F1=600N，踏板重力不计，因此所测体重G=F1=600N （3）当体重为800N时，压力F2=800N，由图乙可得此时压敏电阻阻值R2=10Ω，警示时电路电流仍为I'=0.3A，因此电路总电阻仍需要为R总'=30Ω，设需要串联的电阻阻值为R串，串联电路总电阻等于各电阻之和，即R总'=R2+R0+R串 则需要串联的电阻R串=R总'-R2-R0=30Ω-10Ω-15Ω=5Ω 　课堂巩固与总结 第十七章 欧姆定律 课堂巩固 1.光照强度会影响花卉生长。图甲为光照强度过大时触发报警的电路，电源电压不变，R0为阻值可调的电阻箱，R为光敏电阻，其阻值随光照强度变化关系如图乙。当电流表示数大于某一值I0时触发报警，I0时的光照强度为警戒光照强度。闭合开关S，下列说法正确的是（　　） B A．R的阻值随光照强度增大而增大 B．增大R0阻值可增大警戒光照强度 C．R0一定时，光照强度越大，通过R0的电流越大 D．R0一定时，光照强度越大，电流表示数越小 课堂巩固 【解析】由图知，定值电阻R0和光敏电阻R并联，电流表测干路的电流。 A．题目提到R为光敏电阻，其阻值随光照强度变化关系如图乙所示，可以看出光照强度增大时阻值减小，故A错误； B．警戒光照强度是电流达到I0时的光照强度。增大R0阻值会导致通过R0支路的电流减小，因此光敏电阻阻值需减小才能让电流重新达到I0。此时需要更强的光照，所以警戒光照强度增大，故B正确； C．定值电阻R0和光敏电阻R并联，互不影响，R0一定时，电压不变则通过R0的电流不变，故C错误； D．R0一定时，电压不变，通过R0的电流不变。光照强度越大，光敏电阻R的阻值减小，根据R=U/I可知通过光敏电阻R这条支路的电流增大，电流表测干路电流，等于各支路电流之和，一条支路电流不变，另一条支路电流增大，故电流表示数增大，故D错误。故选B。 课堂巩固 2. 在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，实验小组连接了如图甲所示的电路，小灯泡标有“2.5V”字样； （1）连接电路时，开关应处于________状态。 （2）如图甲所示，还有一根导线未连接滑动变阻器，为使滑动变阻器能起到调节作用，这根导线应连接在滑动变阻器的_____（选填“B”或“C”）接线柱上。 断开 C （3）移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为_____V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，为______A，由此便可计算出小灯泡此时的电阻。 0.3 2.5 课堂巩固 【解析】（1）连接电路时，为了保护电路，开关应处于断开状态。 （2）为使滑动变阻器能起到调节作用，滑动变阻器需串联在电路中，接线柱需要一上一下接入电路中，这根导线应连接在滑动变阻器的C接线柱。 （3）小灯泡标有“2.5V”字样，电压表测量小灯泡两端的电压，当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光。 电流表示数如图乙所示，分度值为0.02A，故读数为0.3A。 课堂巩固 3. 以下是“友善”学习小组“测未知电阻Rx的阻值”的实验。 （1）连接了如上图所示的实物图，有一处连线错误，请你在连接错误的导线上画“×”并改正。 （2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电压表始终无示数，电流表有示数，其原因可能是 （选填字母）。 A．滑动变阻器R断路 B．定值电阻Rx断路 C．定值电阻Rx短路 （3）故障排除后，实验数据如上表所示。处理表中记录的各次实验数据，得出未知电阻Rx阻值约为____Ω（结果保留整数）。 C 实验次数 电压/V 电流/A 1 1.2 0.24 2 1.8 0.34 3 2.4 0.48 5 见解析 课堂巩固 （4）另有两同学分别设计了下列两种测量方案，方案中定值电阻的阻值为R0。 ①方案一的电路中，闭合开关S，如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2，则电阻 Rx的阻值表达式为Rx=_____________。 ②方案二的电路中，闭合开关S，如果电流表A1和A2的读数分别为I1和I2，则电阻 Rx的阻值表达式为Rx=______________。 课堂巩固 【解析】（1）分析实物图可以发现，未知电阻 Rx与电流表并联了，此处实验未知电阻 Rx应与电压表并联，故改正如下 （2）电流表有示数，说明不存在断路，电压表始终无示数，说明电压表测量部位发生短路，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （3）根据表中数据，由欧姆定律得第1次的电阻 第2次的电阻 第3次的电阻 未知电阻Rx的阻值 课堂巩固 （4）流过电路的电流 电阻Rx的阻值 （3）并联电路电压 流过待测电阻的电流 待测电阻阻值 课堂巩固 4. 利用图甲中的器材探究导体A、B中“电流与两端电压的关系”，其中电源电压可调。 （1）多次改变导体A两端的电压，并记录对应的电流值。换用导体B重复上述实验，根据实验数据绘制图像如图乙所示。分析图像发现同一导体两端的电压与通过电流的比值是_____的。因此将这个比值定义为导体的_____。 电阻 （2）再用上述器材研究导体中“电流与电阻的关系” ，保持电源电压不变，为了精确控制导体两端的电压，于是串联接入滑动变阻器进行实验。 不变 课堂巩固 ①电路中接入15Ω的电阻，使电阻两端电压达到某一固定值，测出电流； ②将15Ω的电阻替换为导体B，要使B两端电压达到固定值，变阻器接入的阻值应比前一次实验更小； ③将导体B替换为A再次进行实验。 三次实验数据如表所示，交流时小欣发现第③次实验数据有误，这是由于接入A后忘记调节变阻器，滑片仍在第②次实验的位置，此时变阻器接入的阻值是______Ω。 10 实验次数 1 2 3 R/Ω 15 B A I/A 0.2 0.3 0.4 课堂巩固 【解析】（1）由图乙可知，相同导体的U–I图线是一条过原点的直线，任取一个点，电压与电流的比值都是一个定值，说明U/I恒为一常数，物理学中将之称为该导体的“电阻”。 （2）研究导体中“电流与电阻的关系” ，需要控制导体两端电压一定，第一次用15Ω电阻时，电流0.2A，对应电阻两端电压U定=I1R1=0.2A×15Ω=3V 第二次换成B时仍需保持B两端电压3V，但B的阻值更小，由表中的电流为0.3A可知，电阻B的阻值 课堂巩固 因而电路中总电流增大，需要把串联的变阻器阻值调得更小才能仍保证B两端电压为3V。 将电阻B替换为A再次进行实验时，电源电压不变，变阻器的阻值不变，由串联电路电压规律和表格数据可知， 第2次实验时电源电压可表示为 第3次实验时电源电压可表示为 由上述两式可得，电源电压U=6V，变阻器阻值R滑=10Ω。 课堂巩固 5. 小华和同学们进行了“探究电流与电阻的关系”实验。实验器材有：6V恒压电源、电流表一只、电压表一只、滑动变阻器两个（分别标有“20Ω 2A”“40Ω 1A”字样）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、开关一个、导线若干。他们利用这些器材设计了如图甲所示的电路。 （1）小华先将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，发现电流表有示数、电压表无示数，出现该故障的原因可能是_________；（写出一种即可） 定值电阻短路 课堂巩固 （2）排除故障后，闭合开关，移动滑片至某一位置，观察并记录两电表示数。接着将5Ω的电阻换成10Ω，闭合开关，为控制定值电阻两端电压不变，应将滑动变阻器的滑片向______（选填“A”或“B”）端移动； （3）多次更换定值电阻进行实验，并根据实验数据画出电流随电阻变化的I-R图像，如图乙所示。通过观察发现：在误差范围内，图像上的任意点和坐标轴围成的矩形面积大小都相等，因此可以得出的实验结论是________； （4）为了完成整个实验，他们选取的滑动变阻器规格是____________。 B 当电压不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比 40Ω 1A 课堂巩固 【解析】 （1）电流表有示数说明电路是通路，电压表无示数，则可能是定值电阻发生短路，电压表相当于测导线电压。 （2）将5Ω电阻换为10Ω后，根据串联分压原理，定值电阻分得的电压会升高，为了保持定值电阻两端电压不变，需要增大滑动变阻器接入电路的电阻，来分得更多电压，因此滑片向B端移动。 （3）I-R图像中，坐标轴围成的矩形面积S=IR，面积不变说明IR的乘积（即定值电阻两端电压）不变，因此可得结论：导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 课堂巩固 （4）由图乙可知，实验中保持定值电阻两端电压 U=IR=0.5A×5Ω=2.5V 不变，电源电压为6V，因此滑动变阻器需要分压 U滑=6V-2.5V=3.5V 当接入最大定值电阻R=20Ω时，根据串联分压规律 代入数据得 解得R滑=28Ω，因此需要选择最大阻值大于28Ω的滑动变阻器，即选规格为40Ω 1A的滑动变阻器。 课堂巩固 6. 如图所示，电源电压保持6V不变，R1=5Ω，R3=10Ω，滑动变阻器R2标有“15Ω  0.5A”字样，电压表的量程为0~3V。 （1）当开关S、S1、S2均闭合时，R2的滑片P滑至a端，电流表的示数为多少？ （2）当闭合开关S、S2，断开S1时，要使电路安全操作，则滑动变阻器取值范围为多少？ 课堂巩固 【解析】（1）当S、S1、S2均闭合且滑片P滑至a端时，滑动变阻器接入阻值为0 ，此时R1与R3并联，电流表测干路电流。据欧姆定律知，通过R1、R3的电流分别为 据并联电路电流特点知，干路电流即电流表示数为I=I1+I3=1.2A+0.6A=1.8A （2）当S、S2闭合，S1断开时，中R3与R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流。为保证滑动变阻器不过载，电路中的最大电流为I大=0.5A，此时滑动变阻器接入电阻最小，电阻为 为使电压表不超量程0~3V，滑动变阻器两端的最大电压为3V，则R3两端的最小电压为U3=U-U滑大=6V-3V=3V 根据欧姆定律，电路中的最小电流为 滑动变阻器接入的最大电阻为 所以，滑动变阻器调节范围应是2~10Ω。 课堂小结 一、重点： 1. 学生运用控制变量的方法来设计和完成“电流与电压和电阻的关系”实验。 2. 理解欧姆定律的内容以及其表达式、变换式的意义。 3. 根据实验原理设计电路测电阻。 4. 运用欧姆定律、串并联电路知识解决实际问题。 二、难点： 1. 学生运用控制变量的方法来设计和完成“电流与电压和电阻的关系”实验。 2. 数学推理、图象的方法处理实验数据。 3. 学生运用欧姆定律解决简单的实际问题。 谢谢观看 $