九年级物理电学板块3-欧姆定律教案(教师版-含答案).doc

九年级物理电学板块3-欧姆定律教案(教师版,含答案)
电学板块三 欧姆定律
教学重点
理解欧姆定律.
教学难点
利用欧姆定律进行简单的计算.
一、 知识链接
1、 欧姆定律及其应用
（1） 描述：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。
公式：； 变形式： 或
注意：① 该定律中涉及到的电流、电压、电阻是针对同一段导体的或电路的；具有同时性。
② 使用该定律时，各物理量的单位必须统一，电压、电阻、电流的单位分别是V、Ω、A。
③该定律只适用于金属导电和液体导电，对气体、半导体导电一般不适用。
④该定律只适用于纯电阻电路。
（2） 结论（注意前提条件）
电阻一定时，通过导体的电流及导体两端的电压成正比
电压一定时，通过导体的电流及导体的电阻成反比
2、 电阻的串、并联
（1） 串联电路的总电阻等于各串联电阻之和
R=R1+R2+……+Rn n个阻值相同的电阻串联，其总电阻为R=nR0
把几个电阻串联起来相当于增加了导体的长度，其总电阻一定比每个导体的电阻大。
（2）并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和

n个阻值相同的电阻并联，其总电阻为
把n个电阻并联起来，相当于增加了导体的横截面积，其总电阻比每一个导体的都要小。
3、 串、并联中电压电流的分配特点

串联电路
并联电路

电路图

电流
I总=I1=I2
I总=I1+I2
电压
U总=U1+U2
U总=U1=U2

电阻

R总=R1+R2

比例分配

“串联分压、并联分流”的理解：
根据串联中，电流不变，利用欧姆定律，有，变形得
根据并联中，电压相等，利用欧姆定律，有，变形得
4、 测量电灯泡的电阻
（1） 伏安法测导体电阻

试验原理
根据欧姆定律的变形公式
用电压表、电流表分别测出待测电阻两端的电压和通过它的电流，就可以求得这段导体的电阻。此法叫“伏安法”

实验器材
电源、开关、电压表、
电流表、滑动变阻器、
待测电阻、导线若干

实验电路图

实验步骤
①按实验原理图正确连接实验电路
②电路经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P的位置，使电阻两端的电压分别为U1、U2、U3，观察电流表的示数，每次对应的数值为I1、I2、I3，分别填入设计的表格中。
③根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值R1、R2、R3，求出它们的平均值R=（R1+R2+R3）/3

滑动变阻器作用
①保护电路
②改变导体两端的电压，使其成倍数地增加
③多次测量求平均值
（2） 伏安法测小灯泡电阻（重要）
原理
，伏安法，同上
实验所需器材
电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线若干

原理图

记录表格

实验序号
U/V
I/A
R/Ω
1

2

3

注意事项
①器材的选取：电流表所选用量程满偏值要大于电路中的最大电流；滑动变阻器的最大阻值应略大于或接近小灯泡的电阻（效果更明显）
②连接电路时：按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则，将它们正确地连入电路，在连接的过程中，开关要断开。
③进行实验时：闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处，是电路中的电流最小，以保证电路中灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表等仪器的安全。
④将每次测量的结果和小灯泡的发光情况记录下来，以便最后分析和总结。
⑤分析处理数据，对于测得的各组电流和电压值，计算出相应的电阻，然后比较，找出规律。
（3） “伏安法”测电阻试验中常见故障的排除方法

故障
原因分析
排除方法
闭合开关，灯泡不亮，Ⓐ表示数是零，Ⓥ示数很大
电压表直接接在了电源两极，小灯泡开路
检查小灯泡及底座是否接触良好，否则更换好的小灯泡
闭合开关后发现小灯泡不亮，ⒶⓋ都没有示数
电路中除小灯泡外的某处接触不良（或同时小灯泡的灯丝断了）
将连接各电路元件的接线处重新连接，若同时小灯泡的灯丝坏了，应更换

闭合开关S，发现小灯泡不亮，同时ⒶⓋ有示数，但非常小
ⒶⓋ表有示数，说明电路是通路，灯泡不亮，说明加载灯泡两端的电压太小，使得通过灯泡的电流太小而不亮，这可能是电源电压太小，或滑动变阻器接入电路中的电阻过大

可以适当提高电源电压，或将滑动变阻器接入电路中的阻值调小
闭合开关S后，小灯泡亮，发现ⒶⓋ的指针左偏
指正向左偏转说明ⒶⓋ的正负接线柱接反了
对调正负接线柱上面的线
连接好实验电路后，闭合开关并移动滑片，发现小灯泡变亮，Ⓐ示数变大，Ⓥ示数变小；小灯泡变暗，Ⓐ示数变小，Ⓥ示数变大

电路是通路，但是小灯泡变亮，Ⓐ示数变大时，Ⓥ示数反而变小，是由于Ⓥ并联在了滑动变阻器两端

将电压表改装，并联在小灯泡两端
将实验电路连接好后，闭合开关S，发现小灯泡特别亮，无论滑片怎样移，灯泡亮读不变。

滑动变阻器连接有误

纠正接法（一上一下）
5、 欧姆定律和安全用电
（1）人体触电或引发火灾，都是由于电路中的电流过大造成的，从欧姆定律来考虑：
① 电压越高越危险
② 防止电阻过小。（如：湿手不能触摸开关和用电器，避免短路等）
（2）加在人体上但不会对人体造成危害的电压称为安全电压（≤36V）。
我国家庭电路电压=220V 动力电路电压=380V 高压输电线路电压可达105V
6、 利用欧姆定律分析短路现象
导线不通过用电器而直接接在用电器或电源的两端，称之为短路。
由于并联，导线及和它并联的部分两端电压相同，而导线电阻很小，可以不计，则导线上必然通过一个大电流。若导线及用电器并联，则电流几乎不通过用电器，用电器不工作；若导线及电源并联，则大电流通过电源会将电源烧坏。
7、 注意防雷
（1）雷电现象及破坏作用
雷电是大气中一种剧烈的放电现象。云层间、云层及大地间的电压可达几百万伏甚至几亿伏。根据欧姆定律，当发生雷电现象时，可以产生巨大的电流。
（2）避雷针
避雷针由金属制成，放在建筑物高处，当电荷传至避雷针尖，电荷会极易沿金属线流入大地，这条电流通道的建立可以中和云层和建筑物上的正负电荷，使得建筑物免遭雷电损坏。
8、 利用欧姆定律解释触电现象
触电是由于电流过大造成的。根据 ，当电压过大或电阻过小时，都会产生大电流，造成触电事故。
9、 重点知识突破（填空）
1、 欧姆定律是由德国物理学家欧姆在1826年通过大量的实验归纳出来的。
2、 欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压成 ，跟导体两端的电阻成 。公式为：I=U/R ，变形公式有：U= ，R= 。
3、 欧姆定律使用注意：单位必须统一，电流用A，电压用V，电阻用Ω；不能理解为：电阻及电压成正比，及电流成反比，因为电阻常规情况下是 的。
4、 用电器 工作时的电压叫额定电压； 时的电流叫额定电流；但是生活中往往达不到这个标准，所以用电器实际工作时的电压叫 电压，实际工作时的电流叫 电流。
5、 当电路出现短路现象（电路中电源不经过用电器而直接被接通的情况）时，根据I=U/R 可知，因为电阻R很小，所以 会很大，从而会导致火灾。
6、 电阻的串联及并联：
串联：R= （串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻阻值都 ）
并联：1/R= （并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻阻值都 ）
n个阻值为r的电阻串联则R总= ；n个阻值为r的电阻并联则R总= 。
7、 应用欧姆定律可以测量导体的电阻．方法是：把导体接入电路中，使电流通过导体，用 表和表分别测出导体的 和 ，再根据公式 计算出导体的电阻．这种测量电阻的方法叫做 法．
（1）实验原理图：
（2）实验器材：
（3）实验中滑动变阻器的作用是
（4）注意：连接电路时开关应 ，开关闭合之前应把滑动变阻器调至 ．
二、 课堂练习
1. 在如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动，下列说法正确的是（ ）
A．电压Vl及电压表V2的示数之和保持不变
B．电压表V2及电流表A的示数之比保持不变
C．电流表A的示数变小，电压表V1的示数变大
D．电流表A的示数变小，电压表V2的示数变大
答案：D
2. 在如图所示的电路中，开关S闭合后，电压表Vl、V2的读数分别为6V、4V，则电阻R1和R2的阻值之比是 ( ）
A．1：2 B．2：3 C．3：4 D．4：3
【解析】

3. 把R1和R2两个定值电阻并联接在电压为6V的电源两端，R1=4Ω，干路电流为2A，求R2=?（请写出计算过程）
【解析】

4. 如图所示，电源电压恒为12V，电阻R1为20Ω，当开关S闭合后，电压表的示数为8V．求：
（1）电阻R1两端的电压；
（2）通过电阻R2的电流．

【解析】

5. 如图所示电路图，电源电压6V保持不变，灯L2的电阻是10Ω，闭合开关S，电流表A1的示数是0.3A，不考考虑温度对灯丝电阻的影响，求：
（1）灯L1的阻值．
（2）电流表A的示数．

【解析】

6. 在如图（a）所示的电路中，电源电压U=4V，电阻R1=20Ω。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移至某处时，电路中电流表A的示数如图（b）所示。求：
（1）电流表A1的示数
（2）滑动变阻器连入电路的阻值

【解析】

7. 如图所示的电路，电源电压为12V且保持不变，R1=8Ω，R3=14Ω．求：
（1）当S1闭合，S2断开时，电流表A的示数为1.2A，则R2的阻值多大？
（2）当S1、S2均闭合时，电流表A的示数多大？
（3）当S1、S2均断开时，电流表A的示数多大？电压表V1、V2的示数多大？

8. 某课外活动小组设计了一个用电压表的变化来反映环境温度变化的电路。如图甲所示，电源电压不变，定值电阻R=20Ω，Rt是热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示，闭合开关S后，求：
（1）当环境温度为20℃时，电压表示数为2V，电源电压多大？此时Rt的电功率是多少？
（2）如果将R、Rt并联在该电路两端，当干路电流为0.5A时，环境温度是多少？
20
40
0
60
R1/Ω
t/℃
乙
·
10
30
50
10
20
30
40
50
60
V
Rt
R
甲

【解析】

9. 在如图所示的电路中，电源电压保持不变．电阻R1的阻值为20Ω，现将两个电流表A1、A2分别串接在电路中，向左移动滑动变阻器R2的滑片P，每次移动滑片P，均使变阻器R2连入电路的电阻减少相同的阻值，两个电流表的示数如下表所示
R1
R2
P
S
滑片P移动的次序
电流表A1的示数
电流表A2的示数
1
0.6A
0.9A
2
0.6A
1.0A
3
0.6A
1.2A
4
0.6A
1.8A

①求电源电压U．
②若变阻器R2连入电路中的阻值为50Ω时，求干路的电流I．
③请通过计算说明电流表A2串接在电路中的位置．
【解析】

10. 小刚同学想用电流表、电压表测量一段电阻丝R的电阻，他已连接了部分电路，如图所示，请你接着完成下列步骤：
（1）用笔画线代替导线，将电路补画完整．
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑至使变阻器电阻 （填“最大”、“最小”或“中间”）位置．
（3）当电压表示数为3.6V寸，电流表的示数如图（b）所示，这时电路中的电流是 A，电阻丝的电阻为 Ω，小刚通过改变被测电阻两端的电压，共测得三组对应的电压值和电流值，最后算出电阻的平均值，这样做的目的是：
（4）若将上面实验中的定值电阻R换成小灯泡，在多次测电阻的过程中，发现当电压表的示数增大时，电压表及电流表示数的比值将 ．

【解析】

11. 小乐想利用两块电流表和阻值已知的电阻R0测量未知的电阻RX的阻值．小乐选择了满足实验要求的电源、电流表A1和A2，并连接了部分实验电路，如图所示．
（1）请你帮助小乐完成图示的实验电路的连接．
（2）电流表A1的示数用I1表示，电流表A2的示数用I2表示，请用I1、I2和R0表示RX,则RX＝ ·
【解析】

三、 课后练习
1．在“电压表、电流表测电阻”的实验中，某一次测量时，小华同学观察到接在待测电阻两端电压表的示数如图所示，则电阻两端的电压为＿＿＿＿V。若此时电流表示数为0.22A，则电阻的阻值为＿＿＿＿＿Ω。

2．在一段导体两加上0.2V电压时，通过它的电流为0.04A，若使它两端的电压升高到3V，则通过它的电流为＿＿＿＿＿A，这段导体的电阻为＿＿＿＿Ω。
3．在如图所示的电路中，电阻R1＝8Ω，R2＝10Ω，电源电压及定值电阻R的阻值未知。当开关S接位置1时，电流表示数为0.2A。当开关S接位置2时，电流表示数可能值在＿＿＿＿＿A到＿＿＿＿＿A之间。

4．如图所示的电路中，当S闭合后，电压表V1的示数为4V，电压表V2的示数为6V，电流表A的示数为1A，且将R2和R3对换位置后，电流表、电压表示数均不变，则电源电压为＿＿＿＿＿V。

5．有R1及R2两电阻，串联时电压之比是1：2，电流之比是＿＿＿＿＿＿；当两电阻并联时，则通过R1、R2的电流之比＿＿＿＿＿，电压之比＿＿＿＿＿。
6．台湾专门发展一项军事科研课题，号称“石墨炸弹”计划，该计划可使供电设备＿＿＿＿＿，从而使对方的供电系统瘫痪。
7．在“探究电流及电压的关系”的实验中，分别用R1、R2两个电阻进行了探究，并根据各自的实验数据绘制出如图所示的I－U关系图像，从图中可以看出R1、R2的大小关系为（　　）

A．R1＞R2
B．R1＜R2
C．R1＝R2
D．不能确定
8．如图所示，AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中，比较这两段导体两端的电压及通过它们的电流的大小，有（　　）

A．UAB＞UBC，IAB＜IBC
B．UAB＜UBC，IAB＝IBC
C．UAB＞UBC，IAB＝IBC
D．UAB＝UBC，IAB＜IBC
9．在某一温度下，连接在电路中的两段导体A和B中的电流及其两端电压的关系如图所示，由图中信息可知（　　）
A．A导体的电阻为10Ω
B．B导体的电阻为10Ω
C．A导体两端电压为3V时，通过A导体的电流为0.3A
D．B导体两端电压为3V时，通过B导体的电流为0.6A
10．在如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动，下列说法正确的是（　　）
A．电压表V1及电压表V2的示数之和保持不变
B．电压表V2及电流表A的示数之比保持不变
C．电流表A的示数变小，电压表V1的示数变大
D．电流表A的示数变小，电压表V2的示数变大
11．某同学采用如图所示电路做电学实验时，出现一处电路故障，以下分析正确的是（　　）
A．若电流表无示数，电压表有示数，则R1短路
B．若电流表无示数，电压表无示数，则R2断路
C．若电流表有示数，电压表有示数，则R1断路
D．若电流表有示数，电压表无示数，则R2短路
12．如图所示的电路，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，有关电流表和电压表的读数以及灯泡亮度的变化，下列叙述正确的是（　　）
A．电流表的读数变大，电压表的读数变小，灯泡变暗
B．电流表的读数变小，电压表的读数变大，灯泡变亮
C．电流表、电压表的读数都变小，灯泡变暗
D．电流表、电压表的读数都变大，灯泡变亮
13．请用笔画线代替导线完成如图所示电路的连接，要求满足闭合开关后，向右移动滑动变阻器滑片的过程中：（1）小灯泡变亮，电压表V1的示数变小，电压表V2有示数且保持不变；（2）导线不能交叉（电源电压保持不变）。

14．现有一个可以显示通过自身电流的电阻器Rg，其允许通过的最大电流为1mA，阻值约为几百欧。另外还提供以下器材：量程为0～10V的电压表，阻值为7500Ω的定值电阻R0、电压可调的电源、开关各一只，导线若干。为了测出这一电阻器Rg的阻值，甲、乙两同学分别设计了如图所示两个电路：
（1）你认为应选用＿＿＿＿电路（填“甲”或“乙”）；
（2）选用了正确的电路后，得到下表中的四组数据，请根据表中数据在坐标纸上作出U－I图象。

15．在学习“串联电路的总电阻及各串联电阻之间关系”的时候，小强和小刚利用滑动变阻器（铭牌上标有“50Ω　1A”），两个定值电阻（10Ω和5Ω）、电压表、电流表、电源等器材对此进行了探究。他们设计了如图甲所示的电路图。
（1）根据电路图，请你在图乙中用笔画线代替导线将没有连接完的实物电路连接好（导线不允许交叉且电流表的量程选取要适当）。
（2）请你根据电路图分析：在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至＿＿＿＿（填“A”或“B”）端。
（3）下表是小强和小刚在这次实验中所记录的数据。请你根据他们测量的三组数据进行分析，可以得出的结论是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
R1＝5Ω　R2＝10Ω
序号
1
2
3
电压U（A）
1.5
2.4
3
电流I（A）
0.1
0.16
0.2
（4）若闭合开关后发现电流表有示数，而电压表无示数，则出现该现象的原因可能是下面哪一种情况？＿＿＿＿（只填字母序号即可）。
A．滑动变阻器某处断路
B．只有R1被短路
C．只有R2被短路
D．电压表的某一个接线柱接触不良
（5）在这次实验中，滑动变阻器的作用是＿＿＿＿＿＿。
16．在学校举行的物理创新大赛上，小明和小红所在的科技小组分别设计了一种测量托盘所受压力的压力测量仪，如图甲、乙所示。两装置中所用的器材及规格完全相同，压力表是由电压表改装而成，R1为定值电阻，阻值为10Ω，R2为滑动变阻器，规格为“10Ω lA"。金属指针OP可在金属杆AB上滑动，且及它接触良好，金属指针和金属杆电阻忽略不计。M为弹簧，在弹性限度内它缩短的长度及其所受的压力大小成正比。当托盘所受压力为零时，P恰好位于R2的最上端；当托盘所受压力为50N时，P恰好位于R2的最下端，此时弹簧的形变仍在弹性限度内。

（1）甲装置中，当P位于R2的最下端时，电压表的示数为3V，则电源电压是多少?
（2）甲装置中，压力25N的刻度位置标在电压表表盘多少伏的刻度线上?
（3）在甲、乙两种装置中，两压力表的刻度特点有何不同?试说明理由。
参考答案：
1． 2.2　　10
2． 0.6　　5
3． 0.16　　0.2（或0.2　　0.16）
4． 7
5． 1：1　　2：1　　1：1
6．短路
7． B
8． C
9． B
10． D
11． D
12． C
13．如图所示

14．（1）乙
（2）如图所示

（3）500
15．（1）如图所示

（2）A
（3）串联电路的总电阻等于各串联电阻之和
（4）D
（5）改变R1和R2两端的电压（或“改变电路中的电流”）
16．

知识框架
R一定时，I及U成正比
探究电流跟电压、电阻的关系
U一定时，I及U成反比
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
①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中
公式： （变形式 ，） ②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量
③计算时单位要统一。

成立条件：I、U、R是对应同一个导体或同一部分电路上的物理量
原理：
伏安法测电阻 电路图：
应用 实验步骤：
串联电路：R=R1+R2+R3+……+Rn
串、并联电路的电阻
并联电路： = = …… =
欧姆定律的规律： ① 同一个电阻，阻值不变，及电流和电压无关, 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大。（R=U/I）
②当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小。（I=U/R）
③当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大。（U=IR）

人体的安全电压≤36V
安全用电 不能用湿手触摸用电器
注意防雷

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