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1、九年级物理欧姆定律（三）人教四年制【本讲教育信息】一. 教学内容：欧姆定律（三）二. 重点、难点：1. 欧姆定律 2. 伏安法测电阻 3. 电路故障的判断三. 知识点分析1. 欧姆定律欧姆定律内容：导体中的电流跟这段导体两端的电压U成正比，跟这段导体的电阻R成反比。公式为 式中U为研究这段导体两端的电压，单位V；R为这段导体的电阻，单位；I为通过该段导体的电流，单位A。欧姆定律反映了在一定条件下，电流跟电压的因果关系，电流跟电阻的制约关系。公式中的R，I，U必须对应于同一段导体，且R必须是纯电阻。定律只适合于金属导电和液体导电，对气体、半导体导电一般不适用。 这里的欧姆定律实际上是“部分电路”
2、欧姆定律，即所研究的电路不包含电源在内，是电源以外的一部分或全部。外电路可以是一个电阻，也可以是若干个电阻的串联或并联。2. 伏安法测电阻原理：由欧姆定律得：，测出电阻两端电压U及通过电阻的电流I，求出的值即为待测电阻的阻值，称之为测量值。实验方案设计：应将电流表串联在电路中，电压表与被测电阻并联，对应两种接线方案，如图所示，a图称为电流表的外接法，b图称为电流表的内接法。误差分析：图a中R测=；相对误差。 取，当外=内，即R=。无论采用安培表的外接还是内接，都存在测量的系统误差，总有外接法R测R。若对于给定电流表内阻RA，电压表内阻RV，当被测电阻R时，采用安培表的内接法误差较小；当R=时，
3、采用安培表的内接与外接，误差相等；当RR2 B. R1，R2串联后的总电阻的IU图线在区域 C. R1，R2并联后的总电阻的IU图线在区域 D. Rl，R2并联后的总电阻的IU图线在区域 分析：首先应弄清楚，IU图线的物理意义此图线是根据欧姆定律而作出的图线，即R图线。其次两电阻串联的总电阻比任何一个串联的导体电阻都要大，而并联的总电阻比其中最小的电阻还要小。 解答：方法1：结合数学函数y=kx图像进行类比，直线的斜率越小k越小。在IU图线中，斜率越小，则越小，即R越大，R2R1。因R串R2，故R串的斜率更小，应存区域内。而R并R2，R并R1，所以R串在区域，R并在区域。故选答案D。方法3：过
4、U轴U=U0。处作平行于I轴的平行线，可知在U一定时，通过R1的电流大。由知R1R2。以下同方法2，略。评注：方法2，3所作辅助线，实际上是引进了物理实验研究过程中常用的思维方法：“控制变量法”例2 如图2所示电路中，电源电压6 V且保持不变，当甲、乙都是电压表时，示数分别是5V和3V当甲、乙都是电流表时，甲表示数为l.5 A求：图2 （1）R1，R2，R3的阻值； （2）当甲表为电流表，乙为电压表时，两表示数分别是多少？ （3）当甲表为电压表，乙表为电流表时，两表的示数分别是多少？ 分析：解答电路综合题，首先应弄清电路结构，画出等效电路图，再应用欧姆定律，结合串并联电路规律进行求解，对电路中
5、有多个电表的电路图，通常用“去表法”，方法是：由于电压表的电阻很大，去掉后，这部分视作断路；电流表的电阻很小，可看作零去掉后，用一导线连通，然后将去表后的电路画成比较规则的电路。解答：（1）当甲、乙都是电压表时，原电路的等效电路如图3所示图3 电压表测量的是R2，R3两端电压，U2+U3=5V电压表测量的是R1，R2两端电压，U1+U2=3V因为所以， ，。则，图4当甲、乙都是电流表时，原电路的等效电路为图4所示。去表并处理后发现R1，R2，R3并联，且甲表测的是R1，R2的电流和， 所以R1=6，R2=12，R3=18 （2）当甲为电流表，乙为电压表时。原电路等效电路为图5所示。去表后发现R
6、2，R3短路 电流表的示数。电压表的示数为电源电压6V 图5 图6 （3）当甲为电压表，乙为电流表时，原电路等效电路为图6所示。去表后发现R1，R2短路 电流表的示数。 电压表的示数为电源电压6 V例3 如图7所示。R1=10欧姆，R2=20欧姆，R3=30欧姆，电源电压恒定不变。图7S1闭合，S2断开时安培表的读数为0.3安培。问：（1）电源的电压是多少？（2）当S1与S2均断开时，电流表的读数是多少？R1两端的电压是多少？（3）当S1与S2均闭合时，安培表的读数又是多少？通过R3的电流强度是多少？分析：这是电路变换类型题，这种题的关键就是识别电路的连接方式，而后画出等效电路图，再根据电路图
7、计算。该题（1）中，S1闭合，S2断开，电路中只是R2和安培计串联；（2）中S1、S2均闭合，R2和R3并联。在（1）和（3）中都要注意S1闭合时，R1被短路。解答：（1）S1闭合、S2断开时，R1被短路，R3断路，电路只使用了R2，则U=IR2=0.3安培20欧=6伏（2）S1与S2均断开时，电路中R1与R2串联使用。U1=IR1=0.2安10欧=2伏（3）1与2均闭合时，电路中R2与R3并联使用。安 伏 安例4 图8所示电路中，R1=20，当开关S，S1合上时电流表示数为0.3A，当开关S合上、S1断开时电流表示数为0.1A，求R2的阻值。图8分析：根据并联电路两端的电压相等这个条件，然后
8、利用并联电路的特点和欧姆定律即可解。解答：已知：S合上，S1合上时干路电流I1=0.3A；S合上，S1断开时R2中的电流I2=0.1A；S合上，S1合上或断开电源电压U不变。方法1：S合上后因为R2两端电压不变，所以R2中的电流I2=0.1A保持不变，S1合上电流增加的0.2A是通过R1的电流，即I1=0.2A。由U1=I1R1=0.2A20=4V，U1=U2 方法2：S合上，合上时电源电压，断开时电源电压，由得方法3：S合上后，S1断开时R2中的电流I2=0.1A，S1合上时干路电流I1=0.3A，R1中的电流I1=0.2A，根据并联电路电流分配跟电阻成反比，得 R2的阻值是40。说明：此例
9、求解时要处理好整体与部分的关系，使用公式时要注意一一对应的关系。此例还提供了测未知电阻的一种方法，请自己思考。例5 有一个电池组、一个开关，一个已知电阻R0和导线若干：（1）只有一个电流表；（2）只有一只电压表。设计一个测未知电阻Rx的值的电路，并列出Rx的测量表达式。分析：由于只有一只电流表或电压表，无法同时测出未知电阻Rx上的电流和电压，需借助已知电阻R0与Rx组成串联电路或并联电路，根据串、并联电路中电压与电流的关系设计电路。解答：只有一只电流表时： 图9 图10方法1： 用所给器材连成图9所示电路。 S断开测出电流表示数为I0。 S合上测出电流表示数为I。由此得到U=I0R0和U=I。
10、由于电源电压不变，求得方法2： 用所给器材连成图10所示电路。 S断开测出电流表示数为I。 S合上测出电流表示数为I0。由此得到U=I（R0+Rx）和U=I0R0。由于电源电压不变，求得只有一只电压表时， 用所给器材连成图11所示电路。 S断开测出电压表示数为U0。 S合上测出电压表示数为U。U为电源电压，不变，在S断开时，R0两端电压为U0，Rx两端电压为UU0。根据串联分压原理得到，于是求得图11说明：从以上设计中可以看到，只用一只电表时必须测两次，而且两次的示数不能相等，并且任何一次的示数均不能为零。【模拟试题】一. 填空题1. 在某一段电路上串联一个4的电阻后，电路中的电流变为原来的一
11、半，那么原来电路中的电阻是_。若要使电路中的电流降低为原来的1/5，则还需要再串联一个_的电阻。2. 两个电阻串联后的总电阻为9，两电阻两端的电压之比为1:2，则这两个电阻的值分别为_和_；把这两个电阻并联后总电阻值为_，两电阻中的电流之比为_。3. 把阻值为60的电阻R1与另一个电阻R2连接后，总电阻变为R1的13，那么R1和R2是_联的，R2为_。4. 如图1所示，电源电压为15V，R=20，R为0100的滑动变阻器，在滑片P从a端滑到b端的过程中，电流表示数的变化范围是 ,电压表示数的变化范围是 ，电压表示数的变化范围是_。如果电流表选的量程是00.6A，两电压表选的量程均为015V，那
12、么R所取的阻值不得小于_。5. 电阻R1为18，允许通过的最大电流为0.4A；电阻R2为12，允许通过的最大电流为0.5A把它们串联后，允许接在最大电压为_V的电路里，此时R1和R2两端的电压分别为_V和_V。6. 把上题中的两电阻并联后，允许接在最大电压为_V的电路里，此时R1和R2中的电流分别为_A和_A。7. R1和R2两只电阻串联后，接到6V的电源上，R1中的电流为0.2A，把两电阻改为并联后接上另一个电源后，R1，R2中的电流分别为0.15A和0.6A，那么R1，R2的阻值分别为_和_。8. 如图2所示，当滑动变阻器的滑片P在某一范围内滑动时，电流表示数的变化范围是1A2.4A，电压
13、表示数的变化范围是4.8V9V。那么该电源的电压为_V，电阻R的值为_。二. 选择题9. 有两个电阻R1和R2，且R1=nR2，并联后接入某电路中，那么干路中的电流为I，R1和R2中的电流分别为I1和I2，下列关系中错误的是（ ）A. I2nI1 B. I=（n1）I2C. D. 10. 如图3所示电路中，R1和R2的阻值均为20，电压表示的数为2V，下列说法中错误的是（ ）A. 通过R1的电流是0.1AB. 电压表的示数为2VC. 电压表的示数为4VD. 通过R2的电流是0.1A 11.图4所示电路中滑动变阻器R1的阻值为200，电阻R2阻值为300，电源电压为6V，当滑片由a端滑到b端，电
14、压表的示数的变化范围是（ ）A. 6V0V B. 3.6V6VC. 6V3.6V D. 6V2.4V12.一只20的定值电阻与一个最大阻值为60的滑动变阻器并联，当滑动变阻器的滑片在两端之间滑动时，总电阻的变化范围是（ ）A. 20与60之间B. 0与15之间C. 15与20之间D. 0与20之间13. 在图5电路中，AB两点间的电压保持不变，开关由断开变为合上，电流表示数将（ ）A. 不变 B. 变小 C. 变大 D. 无法确定14. 有R1，R2和R3三只电阻，已知R1R2R3，连接成如图6所示三个电路，电源电压相等其中R1两端电压最大的是（ ）A. 甲图 B. 乙图C. 丙图 D. 无法
15、确定15. 如图7所示，电源电压为10V，R的最大电阻值是R的3倍，滑片P在b点时电流表的示数比P在ab中点时减小了0.1A，那么R的值为（ ）A. 3B. 9C. 15 D. 2516. 如图8所示的电路，当在AB两点间接一只10的电阻时，电流表的示数为0.5A在AB两点间换接一只20的电阻，此时电流表的示数为（ ）A. 等于0.25A B. 小于0.25AC. 大于0.25A D. 因R0未知，故无法确定17. 如图9所示电路中，电源电压为6V，且保持不变，R1为10，滑动变阻器R2的最大阻值为50。在滑片P从A端滑到B端的过程中，电流表的示数的变化范围是（ ）A. 0.6A0A B. 0
16、.6A0.1AC. 保持0.1A不变 D. 保持0.6A不变18. 如图10所示，当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表和，电压表的示数变化是（ ）A. 电流表示数变小，电压表示数变大B. 电流表示数变小，电压表示数不变C. 电流表示数变大，电压表示数变大D. 电流表示数变大，电压表示数不变三. 作图题19. 有器材：电池组、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表和电压表各一个，导线若干，请设计一个电路，要求：当开关S合上，滑片P向右滑动时，电流表的示数减小，电压表的示数变大。20. 图11所示是伏安法测小灯泡电阻的实物图，其中有些导线尚未连接，请你连接成完整的电路，并画出相应的电路图。四. 实验题
17、21. 有一未知电源和电阻R组成的装置，如图所示只有A、B两个接线柱可供接线测量，现手边有电流表和已知电阻R0各一只，要求测出电源电压。 画出两个测量电路图。 简要测量步骤和需测的物理量为:（a）_（b）_ 计算电源电压U的表达式为U=_。22 . 现有两只阻值相等的电阻R1，R2一个电压不变的电源，导线若干。试用以上器材，以不同的连接方式分别接入图13甲、乙两个虚线框中的A，B，C，D四个接线柱上，而且甲、乙两种不同的接法都能同时满足：开关S合上时电流表的示数是S断开时电流表的示数的两倍。五. 计算题23. 如图14所示，R2=2，电源电压6V且不变。当Sl，S2都断开时，电流表的示数为0.
18、6A，当S1，S2都合上时，电流表的示数为1A。求R1和R3的阻值分别是多大。24. 如图15所示，开关S合上，电压表的示数分别为4V，12V，电流表示数为0.2A。求： 和的电阻值。 若灯丝短路，电压表和电流表的示数。 若灯丝烧断，电压表和电流表的示数。25. 如图16所示，电源电压保持不变，R1为5，R3为8。当开关，都合上时，电流表和的示数分别为1.35A和1.8A。那么，只合上时，电流表的示数多大？只合上时，电流表的示数多大？试题答案1. 4；12 2. 3，6，2，2:1 3. 并，304. 0.75A0.125A，15V2.5V，012.5V，55. 12，7.2，4.8 6. 6
19、，0.33，0.5 7. 24，68. 12，3 9. B 10. B 11. C 12. B13. A 14. B 15. C 16. C 17. A18. B 19. 提示：灯、电流表和变阻器都串联，电压表接变阻器两端 20. 略 21. 提示： 电流表接A、B两点，电流表与R0串联后接A、B两点； 测两次电流表示数I1、I2； 利用电源电压不变求出R，代入原式写出U的表达式22. 甲图：A、D间电源，B、C间，C、D间分别为两电阻。乙图：A、D间电源，B、D间，C、D间分别为两电阻 23. 8，24 24. 40，20； 0V，12V，0.3A； 12V，12V，0A 25. 提示：S1、合上，三电阻并联，测、中的电流，测、中的电流，求出为10，再求出电源电压。0.75A，1.2A