14.3 欧姆定律(导学案)物理新教材苏科版九年级上册
2026-09-01
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精品
摘要:
该初中物理导学案聚焦“欧姆定律”,引导学生掌握电流与电压、电阻的关系,理解欧姆定律内容及公式I=U/R,学会相关计算并辨析电阻属性。通过自主预习的控制变量法问题,衔接电压、电阻前序知识,搭建从猜想、实验设计到结论归纳的学习支架。
导学案以科学探究为主线,通过分步骤实验明确滑动变阻器两种作用,结合图像法分析数据培养科学思维。例题与练习梯度分明,涵盖基础计算、电路故障分析等,强化物理观念建构,助力学生自主学习与科学探究能力提升。
内容正文:
14.3 欧姆定律(导学案)
【学习目标】
1. 知道电阻一定时电流与电压成正比、电压一定时电流与电阻成反比。
2. 理解欧姆定律的内容和公式I=U/R,知道各物理量的单位。
3. 会用欧姆定律及其变形式U=IR、R=U/I进行简单计算。
4. 理解电阻是导体本身的属性,不能说“电阻与电压成正比、与电流成反比”。
【学习重点】
1. 欧姆定律的内容与公式。2. 用欧姆定律进行简单计算。
【学习难点】实验中滑动变阻器的两种作用;辨析“电阻与电压、电流无关”。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1. 电流同时受电压和电阻两个因素影响,研究时要用 法:先保持 不变研究电流与电压的关系,再保持 不变研究电流与电阻的关系。
2. 实验表明:电阻一定时,通过导体的电流与它两端的电压成 ;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
3. 欧姆定律的内容是:导体中的电流与导体两端的电压成 ,与导体的电阻成 。
4. 欧姆定律的公式是 ,式中I的单位是 ,U的单位是 ,R的单位是 。两个变形式是 和 。
5. 单位换算:1mA= A,1kΩ= Ω。计算前必须把各量统一成 单位。
【课堂探究】
探究一、学生实验 探究电流与电压、电阻的关系
1. 猜想与设计
【猜想】电压越大,电流越 (依据:两节电池比一节电池使灯泡更亮);电阻越大,电流越 (依据:换用不同金属丝时,电阻大的电流小)。
【方法】电流同时受两个因素影响,应采用 法分别研究。
【电路分析】定值电阻R与滑动变阻器 ,电流表 在电路中测量通过R的电流,电压表 在R两端测量它的电压。
2. 实验与记录
(1)保持电阻R不变,调节滑动变阻器,研究电流与电压的关系,把数据填入表1。
实验序号
U / V
I / A
①
②
③
④
⑤
【关键点】此时滑动变阻器的作用是 (同时起保护电路的作用)。
(2)保持电阻两端的电压不变,换用不同的电阻R(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),研究电流与电阻的关系,把数据填入表2。
【关键点】此时滑动变阻器的作用是 ——每换一个电阻,都要重新移动滑片,把电压表的示数调回原来的数值,这一步最容易被忽略。
3. 交流与小结
(1)根据表1的数据作出I-U图像,各点大致在一条过 的 上,说明电阻一定时,电流与电压成 。
(2)分析表2的数据:电压一定时,电阻变为原来的几倍,电流就变为原来的 ,即电流与电阻成 。
(3)综合结论:导体中的电流与导体两端的电压成 ,与导体的电阻成 。
【方法技巧】研究某个因素对电流的影响时,只改变这个因素而保持其他因素不变,再对其他因素逐个探究,这种方法称为 。
【例题1】用如图所示电路探究“电压一定时,电流与电阻关系”的实验,在A、B间接入5Ω的定值电阻R,移动滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数,接着取下5Ω的电阻分别换上10Ω、15Ω的定值电阻,移动滑片,使电压表示数仍为2V,当换上15Ω的定值电阻时,无论怎样移动滑片,电压表示数都不能回到2V。对此现象,下列分析正确的是( )
A.15Ω电阻太大,换一个更大的定值电阻,继续实验
B.变阻器的最大阻值太大,换一个最大阻值小一点的变阻器继续实验
C.在第一次接入5Ω的定值电阻时,移动滑片,使电压表示数为定值1.5V,继续实验
D.将三个电阻按15Ω、10Ω、5Ω的由大到小的顺序接入,并重新选择电压值进行实验
探究二、欧姆定律
1. 内容与公式
欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成 ,与导体的电阻成 。公式: 。
式中I为通过导体的电流,单位 ;U为导体两端的电压,单位 ;R为导体的电阻,单位 。
2. 两个变形式
U= R=
【重点辨析】R=U/I只是电阻的一种 方法,不能说“电阻与电压成正比、与电流成反比”。因为电阻是导体 的属性,只由材料、长度、横截面积和温度决定;对同一段导体,无论电压怎么变,U与I的比值都 ,这个比值就是它的电阻。
3. 对应关系
公式中的I、U、R必须是 、 的三个量——简称“同体同时”。在串并联电路中尤其要看清:电流表测的是哪段电路的电流,电压表测的是哪段电路的电压。
【例题2】阻值为30 Ω的定值电阻接到某电源上,通过它的电流是0.2 A,则电源电压是_____V。如果将它接在电压为9 V的电源上,它的电阻是_____Ω,通过它的电流是______A。
探究三、课本例题与计算规范
1. 课本例题
小明在修理航模遥控器时,需要在开关闭合的状态下检测一个阻值为2kΩ的电阻中的电流是否为正常值1.5mA。(1)在不破坏电路的前提下,能否检测?需要测量哪个物理量?(2)该物理量的测量值为多大时,表明电阻中的电流为正常值?
【分析】不破坏电路时无法把电流表与电阻 ,因而无法直接测电流。由I=U/R可知,只要用 测出电阻两端的电压,就能算出电流。
【解答】(1) 检测,需要测量的物理量是 。
(2)U=IR=1.5×10⁻³A×2×10³Ω= V,即当电阻两端电压为3V时,电流为正常值。
【反思】这里用到了一种 的方法,即把不易直接测量的物理量(电流)转换为易测量的物理量(电压)。
2. 计算题的书写规范
(1)先写“已知”,必要时先把单位换算成 ;(2)再写“求”;(3)解答时先写 ,再代入数值和单位,结果要带 ;(4)代入的数值必须属于 。
【例题3】如图甲所示的是一种家用天然气泄漏检测仪,其内部简化电路如图乙所示,工作电压为4.5V,定值电阻的阻值R为100Ω,R₀为气敏电阻,气敏电阻的阻值随天然气浓度的升高而增大,当报警器两端的电压达到3V时报警。下列说法错误的是( )
A.检测仪报警器报警时,定值电阻R两端的电压为1.5V
B.检测仪报警器报警时,通过气敏电阻R₀的电流为0.15A
C.检测仪报警器报警时,气敏电阻R₀的阻值为200Ω
D.若天然气浓度升高,报警器两端的电压会增大
探究四、实践与练习
1. 某汽车前照灯的额定电压为12V,正常发光时的电阻为2.4Ω,它正常发光时的电流是多大?
【解答】I=U/R=12V÷2.4Ω= A。
2. 某电烙铁工作时的电压是220V,电流是0.2A,它的电阻是多大?
【解答】R=U/I=220V÷0.2A= Ω。
3. 图14-18是探究电流与电压、电阻的关系时所用的电路,表格中是记录的电压表和电流表的示数。电路中所用的电阻R约为多少欧?
【解答】R₁=1.0V÷0.20A= Ω;R₂=2.0V÷0.40A= Ω;R₃=2.5V÷0.48A≈ Ω。取平均值R≈ Ω,所以电阻R约为5Ω。
【说明】多次测量取平均值可以减小 ;第三次结果略有偏差,是由 误差引起的。
【例题4】两个未知电阻R₁、R₂的连接电路及电表示数关系如图所示,其中能证明R₁=R₂的是( )
①两电流表示数相等 ②两电压表示数相等 ③两电流表示数相等 ④两电压表示数相等
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【精讲点拨】
1. 三个量必须“同体同时”:I、U、R要属于同一段导体、同一时刻。串联电路中若电压表只测其中一个电阻,那么算出的就是这个电阻,不能张冠李戴。
2. R=U/I是测量式不是决定式:电阻由材料、长度、横截面积和温度决定。给同一根电阻丝加不同的电压,U与I同倍数变化,比值始终不变——这正好说明电阻是它自身的属性。
3. 两次实验中滑动变阻器的作用不同:研究I与U的关系时,用它改变R两端的电压;研究I与R的关系时,用它保持R两端的电压不变。后者是本实验最容易失分的地方。
4. 图像法:I-U图像是过原点的直线,直线越陡(斜率越大)说明电阻越小;同一坐标系中比较两根直线,越靠上的那根对应的电阻越小。
5. 单位先统一:mA要化成A(÷1000),kΩ要化成Ω(×1000),否则算出的结果会差几个数量级。
【归纳整理】14.3 欧姆定律
一、实验结论:R一定时I与U成正比;U一定时I与R成反比。
二、欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
三、公式:I=U/R;变形式U=IR、R=U/I;单位A、V、Ω。
四、辨析:R=U/I只是测量式,电阻与电压、电流无关。
五、方法:控制变量法、图像法、转换法(把电流转换为电压来测)。
【课堂练习】
1.如图所示,R₁=R₂=10Ω,R₃=20Ω,电源电压恒定。只闭合开关S时,电流表的示数是0.2A,此电路电源电压是______V。若S、S₁、S₂都闭合,电流表示数是______A。
2.2个相同的电阻并联后接在电压为U的电源的两端,通过的总电流为I,如果再并联一个相同的电阻,则该电阻上通过的电流为( )
A.3/2I B.2/3I C.1/3I D.1/2I
3.如图所示的电路,闭合开关后,发现两电压表的示数均为0V,若电路只有一处故障,则故障可能是( )
A.电阻R₁断路 B.电阻R₂短路
C.导线①断路 D.导线②断路
4.如图甲所示,闭合开关S₁、S₂,电压表示数如图乙,两电流表的指针均如图丙。此时L₁和L₂是________(选填“串联”或“并联”)的,通过L₁的电流为________A,L₂的电阻为________Ω。
5.如图(甲)所示电路中,R为滑动变阻器,R₀为定值电阻,电源两端的电压不变,改变R的滑片位置,电压表示数随电流变化的图线画在图(乙)的坐标系中,则根据以上条件可知R₀的阻值为________Ω,电源电压________V。
6.在探究“电流与电压关系”的实验中。
(1)如图所示,甲图为实验电路,请在接错的一根导线上打“×”,再用笔画线代替导线将电路改正(导线不允许交叉);
(2)改正后,将滑动变阻器滑片移至________端,闭合开关,发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是R________;
(3)移动滑片,实验数据记录如表。第1次实验电流表的示数如图乙所示,为________A;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1
1.6
2.0
2.4
2.8
电流I/A
0.32
0.40
0.48
0.56
(4)由表格数据可以得出初步结论:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,得出此结论的理由是________。
(5)为使结论具有普遍意义,小明又搜集了不同小组的实验数据,并画出了I—U的图像,如图丙所示。发现B小组图像与A、C两小组不同,原因可能是________。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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14.3 欧姆定律(导学案)
【学习目标】
1. 知道电阻一定时电流与电压成正比、电压一定时电流与电阻成反比。
2. 理解欧姆定律的内容和公式I=U/R,知道各物理量的单位。
3. 会用欧姆定律及其变形式U=IR、R=U/I进行简单计算。
4. 理解电阻是导体本身的属性,不能说“电阻与电压成正比、与电流成反比”。
【学习重点】
1. 欧姆定律的内容与公式。2. 用欧姆定律进行简单计算。
【学习难点】实验中滑动变阻器的两种作用;辨析“电阻与电压、电流无关”。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1. 电流同时受电压和电阻两个因素影响,研究时要用控制变量法:先保持电阻不变研究电流与电压的关系,再保持电压不变研究电流与电阻的关系。
2. 实验表明:电阻一定时,通过导体的电流与它两端的电压成正比;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
3. 欧姆定律的内容是:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
4. 欧姆定律的公式是I=U/R,式中I的单位是安(A),U的单位是伏(V),R的单位是欧(Ω)。两个变形式是U=IR和R=U/I。
5. 单位换算:1mA=10⁻³A,1kΩ=10³Ω。计算前必须把各量统一成国际单位。
【课堂探究】
探究一、学生实验 探究电流与电压、电阻的关系
1. 猜想与设计
【猜想】电压越大,电流越大(依据:两节电池比一节电池使灯泡更亮);电阻越大,电流越小(依据:换用不同金属丝时,电阻大的电流小)。
【方法】电流同时受两个因素影响,应采用控制变量法分别研究。
【电路分析】定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中测量通过R的电流,电压表并联在R两端测量它的电压。
2. 实验与记录
(1)保持电阻R不变,调节滑动变阻器,研究电流与电压的关系,把数据填入表1。
实验序号
U / V
I / A
①
②
③
④
⑤
【关键点】此时滑动变阻器的作用是改变R两端的电压(同时起保护电路的作用)。
(2)保持电阻两端的电压不变,换用不同的电阻R(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),研究电流与电阻的关系,把数据填入表2。
【关键点】此时滑动变阻器的作用是保持R两端的电压不变——每换一个电阻,都要重新移动滑片,把电压表的示数调回原来的数值,这一步最容易被忽略。
3. 交流与小结
(1)根据表1的数据作出I-U图像,各点大致在一条过原点的直线上,说明电阻一定时,电流与电压成正比。
(2)分析表2的数据:电压一定时,电阻变为原来的几倍,电流就变为原来的几分之一,即电流与电阻成反比。
(3)综合结论:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
【方法技巧】研究某个因素对电流的影响时,只改变这个因素而保持其他因素不变,再对其他因素逐个探究,这种方法称为控制变量法。
【例题1】用如图所示电路探究“电压一定时,电流与电阻关系”的实验,在A、B间接入5Ω的定值电阻R,移动滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数,接着取下5Ω的电阻分别换上10Ω、15Ω的定值电阻,移动滑片,使电压表示数仍为2V,当换上15Ω的定值电阻时,无论怎样移动滑片,电压表示数都不能回到2V。对此现象,下列分析正确的是( )
A.15Ω电阻太大,换一个更大的定值电阻,继续实验
B.变阻器的最大阻值太大,换一个最大阻值小一点的变阻器继续实验
C.在第一次接入5Ω的定值电阻时,移动滑片,使电压表示数为定值1.5V,继续实验
D.将三个电阻按15Ω、10Ω、5Ω的由大到小的顺序接入,并重新选择电压值进行实验
【答案】D
【详解】AB.由图可知定值电阻R与滑动变阻器串联。根据串联电路的分压特点可知,当换用阻值更大的定值电阻时,电压表的示数将变大,为保证电压表的示数不变,应增大滑动变阻器的阻值。定值电阻越大,所需滑动变阻器的阻值越大,当电阻增大为某一值时,滑动变阻器不能使电阻两端的电压保持在2V不变,需要换一个最大阻值更大一点的滑动变阻器继续实验,故AB错误;
C.在第一次接入5Ω的定值电阻时,使电压表示数为定值1.5V,根据串联分压原理可得1.5V/(U-1.5V)=5Ω/R滑
左边为一定值,右边也为一定值,则完成实验所需滑动变阻器的阻值会更大,所以此时不能完成整个实验,故C错误;
D.将三个电阻按15Ω、10Ω、5Ω的由大到小的顺序接入进行实验,当R=15Ω,所需滑动变阻器的阻值最大,此时调节电压表示数到某一值,则用其它两个电阻做实验时,所需滑动变阻器的阻值更小一些,则可以使电阻两端的电压不变,能完成所有的实验,故D正确。
故选D。
探究二、欧姆定律
1. 内容与公式
欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。公式:I=U/R。
式中I为通过导体的电流,单位A;U为导体两端的电压,单位V;R为导体的电阻,单位Ω。
2. 两个变形式
U=IR R=U/I
【重点辨析】R=U/I只是电阻的一种计算(测量)方法,不能说“电阻与电压成正比、与电流成反比”。因为电阻是导体本身的属性,只由材料、长度、横截面积和温度决定;对同一段导体,无论电压怎么变,U与I的比值都不变,这个比值就是它的电阻。
3. 对应关系
公式中的I、U、R必须是同一段导体、同一时刻的三个量——简称“同体同时”。在串并联电路中尤其要看清:电流表测的是哪段电路的电流,电压表测的是哪段电路的电压。
【例题2】阻值为30 Ω的定值电阻接到某电源上,通过它的电流是0.2 A,则电源电压是_____V。如果将它接在电压为9 V的电源上,它的电阻是_____Ω,通过它的电流是______A。
【答案】6;30;0.3
【详解】由I=U/R得电源电压U=IR=0.2A×30Ω=6V
电阻是导体本身的一种固有属性,其大小仅与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压、通过的电流无关,因此电阻仍为30Ω。
当接在电压为9V的电源上,通过它的电流I'=U'/R=9V/30Ω=0.3A
探究三、课本例题与计算规范
1. 课本例题
小明在修理航模遥控器时,需要在开关闭合的状态下检测一个阻值为2kΩ的电阻中的电流是否为正常值1.5mA。(1)在不破坏电路的前提下,能否检测?需要测量哪个物理量?(2)该物理量的测量值为多大时,表明电阻中的电流为正常值?
【分析】不破坏电路时无法把电流表与电阻串联,因而无法直接测电流。由I=U/R可知,只要用电压表测出电阻两端的电压,就能算出电流。
【解答】(1)可以检测,需要测量的物理量是电阻两端的电压。
(2)U=IR=1.5×10⁻³A×2×10³Ω=3V,即当电阻两端电压为3V时,电流为正常值。
【反思】这里用到了一种转换的方法,即把不易直接测量的物理量(电流)转换为易测量的物理量(电压)。
2. 计算题的书写规范
(1)先写“已知”,必要时先把单位换算成国际单位;(2)再写“求”;(3)解答时先写公式,再代入数值和单位,结果要带单位;(4)代入的数值必须属于同一段电路。
【例题3】如图甲所示的是一种家用天然气泄漏检测仪,其内部简化电路如图乙所示,工作电压为4.5V,定值电阻的阻值R为100Ω,R₀为气敏电阻,气敏电阻的阻值随天然气浓度的升高而增大,当报警器两端的电压达到3V时报警。下列说法错误的是( )
A.检测仪报警器报警时,定值电阻R两端的电压为1.5V
B.检测仪报警器报警时,通过气敏电阻R₀的电流为0.15A
C.检测仪报警器报警时,气敏电阻R₀的阻值为200Ω
D.若天然气浓度升高,报警器两端的电压会增大
【答案】B
【详解】A.由图乙可知,气敏电阻与定值电阻串联,检测仪报警器报警时,其两端的电压为3V,根据串联电路的电压规律,则定值电阻两端的电压为UR=U−U₀=4.5V−3V=1.5V
故A正确,不符合题意;
B.串联电路中各处电流相等,报警器报警时,通过气敏电阻的电流I=UR/R=1.5V/100Ω=0.015A
故B错误,符合题意;
C.报警器报警时,气敏电阻R₀的阻值为R₀=U₀/I=3V/0.015A=200Ω
故C正确,不符合题意;
D.天然气浓度升高,气敏电阻阻值变大,电源电压一定,根据串联电路的分压原理,报警器两端的电压会增大,故D正确,不符合题意。
故选B。
探究四、实践与练习
1. 某汽车前照灯的额定电压为12V,正常发光时的电阻为2.4Ω,它正常发光时的电流是多大?
【解答】I=U/R=12V÷2.4Ω=5A。
2. 某电烙铁工作时的电压是220V,电流是0.2A,它的电阻是多大?
【解答】R=U/I=220V÷0.2A=1100Ω。
3. 图14-18是探究电流与电压、电阻的关系时所用的电路,表格中是记录的电压表和电流表的示数。电路中所用的电阻R约为多少欧?
【解答】R₁=1.0V÷0.20A=5Ω;R₂=2.0V÷0.40A=5Ω;R₃=2.5V÷0.48A≈5.2Ω。取平均值R≈5.1Ω,所以电阻R约为5Ω。
【说明】多次测量取平均值可以减小误差;第三次结果略有偏差,是由读数误差引起的。
【例题4】两个未知电阻R₁、R₂的连接电路及电表示数关系如图所示,其中能证明R₁=R₂的是( )
①两电流表示数相等 ②两电压表示数相等 ③两电流表示数相等 ④两电压表示数相等
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】B
【详解】①R₁、R₂串联,根据串联电路的特点,不管R₁、R₂阻值是否相等,电路中处处电流相等,因此两电流表示数相等是必然结果,不能证明R₁=R₂;
②R₁、R₂串联,串联电路电流I处处相等,根据欧姆定律R=U/I,若两电压表示数相等,即U₁=U₂,I相同,可得R₁=U₁/I=U₂/I=R₂,能证明R₁=R₂;
③R₁、R₂并联,并联电路各支路电压U相等,都等于电源电压,根据欧姆定律R=U/I,若两电流表示数相等,即I₁=I₂,U相同,可得R₁=U/I₁=U/I₂=R₂,能证明R₁=R₂;
④R₁、R₂并联,根据并联电路的特点,不管R₁、R₂阻值是否相等,各支路电压都等于电源电压,因此两电压表示数相等是必然结果,不能证明R₁=R₂。
综上,②③正确,故选B。
【精讲点拨】
1. 三个量必须“同体同时”:I、U、R要属于同一段导体、同一时刻。串联电路中若电压表只测其中一个电阻,那么算出的就是这个电阻,不能张冠李戴。
2. R=U/I是测量式不是决定式:电阻由材料、长度、横截面积和温度决定。给同一根电阻丝加不同的电压,U与I同倍数变化,比值始终不变——这正好说明电阻是它自身的属性。
3. 两次实验中滑动变阻器的作用不同:研究I与U的关系时,用它改变R两端的电压;研究I与R的关系时,用它保持R两端的电压不变。后者是本实验最容易失分的地方。
4. 图像法:I-U图像是过原点的直线,直线越陡(斜率越大)说明电阻越小;同一坐标系中比较两根直线,越靠上的那根对应的电阻越小。
5. 单位先统一:mA要化成A(÷1000),kΩ要化成Ω(×1000),否则算出的结果会差几个数量级。
【归纳整理】14.3 欧姆定律
一、实验结论:R一定时I与U成正比;U一定时I与R成反比。
二、欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
三、公式:I=U/R;变形式U=IR、R=U/I;单位A、V、Ω。
四、辨析:R=U/I只是测量式,电阻与电压、电流无关。
五、方法:控制变量法、图像法、转换法(把电流转换为电压来测)。
【课堂练习】
1.如图所示,R₁=R₂=10Ω,R₃=20Ω,电源电压恒定。只闭合开关S时,电流表的示数是0.2A,此电路电源电压是______V。若S、S₁、S₂都闭合,电流表示数是______A。
【答案】6;0.9
【详解】[1]由图可知,只闭合开关S时,电阻R₁与R₃串联,电流表测电路电流,串联电路中电流处处相等,通过R₁、R₃的电流都是0.2A。由欧姆定律得,R₁两端的电压U₁=IR₁=0.2A×10Ω=2V,R₃两端的电压U₃=IR₃=0.2A×20Ω=4V
由串联电路电压的特点可知,电源电压U=U₁+U₃=2V+4V=6V
[2]开关S、S₁、S₂闭合时,R₁被短路,R₂与R₃并联,电流表测干路电流,已知并联电路干路电流等于各支路电流之和,通过R₂的电流I₂=U/R₂=6V/10Ω=0.6A
通过R₃的电流I₃=U/R₃=6V/20Ω=0.3A
因此干路电流,即电流表示数为I'=I₂+I₃=0.6A+0.3A=0.9A
2.2个相同的电阻并联后接在电压为U的电源的两端,通过的总电流为I,如果再并联一个相同的电阻,则该电阻上通过的电流为( )
A.3/2I B.2/3I C.1/3I D.1/2I
【答案】D
【详解】设每个电阻阻值为R,两个相同的电阻并联,总电流I=U/R+U/R=2U/R
则总电压U=IR/2
再并联一个相同的电阻,该电阻两端电压仍为U,通过它的电流I'=U/R=IR/2/R=1/2I
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.如图所示的电路,闭合开关后,发现两电压表的示数均为0V,若电路只有一处故障,则故障可能是( )
A.电阻R₁断路 B.电阻R₂短路
C.导线①断路 D.导线②断路
【答案】D
【详解】A.若R₁断路,V₁会有示数(接近电源电压),不符合“两表示数均为0”,故A错误;
B.若R₂短路,V₂示数为0,但电路为通路,R₁两端电压等于电源电压,V₁有示数,不符合要求,故B错误;
C.导线①是V₁的接线,断路后只有V₁示数为0,但主电路(R₁、R₂)仍通路,V₂可以正常测出R₂电压,有示数,不符合要求,故C错误;
D.导线②是R₁、R₂之间的主干导线,断路后:V₁无法连接到电源正极,示数为0;V₂无法连接到电源负极,示数也为0,符合题意,故D正确。
故选D。
4.如图甲所示,闭合开关S₁、S₂,电压表示数如图乙,两电流表的指针均如图丙。此时L₁和L₂是________(选填“串联”或“并联”)的,通过L₁的电流为________A,L₂的电阻为________Ω。
【答案】并联;0.3;5
【详解】[1]由图甲可知,电流从电源正极流出,分别经过灯泡L₁、L₂, 所以灯泡L₁和L₂是并联的。
[2]电流表A₁测干路电流,电流表A₂测L₁的电流,电压表测电源电压。两电流表的指针均如图丙。说明电流表A₁连接的应该是大量程,A₁的读数应该是1.5A,就是干路电流为1.5A。电流表A₂连接的应该是小量程,A₂的读数是0.3A,就是通过灯泡L₁的电流为0.3A。
[3] 由图乙可知,电压表连接的是0~15V的量程,此时电压表示数为6V,说明此电路电源电压为6V。根据并联电路电压规律,U₁=U₂=U=6V
根据并联电路电流规律I₂=I−I₁=1.5A−0.3A=1.2A
L₂的电阻为R₂=U₂/I₂=6V/1.2A=5Ω
5.如图(甲)所示电路中,R为滑动变阻器,R₀为定值电阻,电源两端的电压不变,改变R的滑片位置,电压表示数随电流变化的图线画在图(乙)的坐标系中,则根据以上条件可知R₀的阻值为________Ω,电源电压________V。
【答案】1;10
【详解】由图甲可知,R₀与R串联,电流表测电源电压,电压表测R两端的电压。由图乙可知,当R两端的电压UR=9V,电路中的电流I=1A时,根据串联电路的电压关系,电源电压U=UR+U₀=UR+IR₀①
当R两端的电压UR'=1V,电路中的电流I'=9A时,根据串联电路的电压关系,电源电压U=UR'+U₀'=UR'+I'R₀②
由①②解得,电源电压U=10V,R₀阻值R₀=1Ω。
6.在探究“电流与电压关系”的实验中。
(1)如图所示,甲图为实验电路,请在接错的一根导线上打“×”,再用笔画线代替导线将电路改正(导线不允许交叉);
(2)改正后,将滑动变阻器滑片移至________端,闭合开关,发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是R________;
(3)移动滑片,实验数据记录如表。第1次实验电流表的示数如图乙所示,为________A;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1
1.6
2.0
2.4
2.8
电流I/A
0.32
0.40
0.48
0.56
(4)由表格数据可以得出初步结论:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,得出此结论的理由是________。
(5)为使结论具有普遍意义,小明又搜集了不同小组的实验数据,并画出了I—U的图像,如图丙所示。发现B小组图像与A、C两小组不同,原因可能是________。
【答案】(1)
(2) 右 断路
(3)0.2
(4)电压和电流的比值不变
(5)B组的电流表在使用前没有校零
【详解】(1)探究“电流与电压关系”的实验中,电压表应该并联在定值电阻两端。原电路错误为电压表测总电压,改线方法:找到连接滑动变阻器右上接线柱和电压表正接线柱的导线,在该导线上打“×”,重新将电压表并联在定值电阻R两端,即正接线柱接R右端,负接线柱接R左端,保证导线不交叉即可。据此作图。
(2)闭合开关前,滑动变阻器需要调至最大阻值处,本电路滑动变阻器接左下接线柱,滑片移到最右端时接入电阻最大;电流表无偏转说明电路断路,电压表有较大偏转说明电压表连通电源两端,因此故障为定值电阻R断路。
(3)电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A,指针指向0.2A。
(4)电阻一定时,每组数据中导体两端电压与通过导体电流的比值不变,据此得出实验结论。
(5)由丙图可知,B小组图像当电压为零时,电流值不为零,可能B组的电流表在使用前没有校零。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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