【欧姆定律】欧姆定律

【jiaoan.jxxyjl.com--九年级物理教案】

【考点聚焦】本部分知识涉及到的的考点有：
1．欧姆定律表达式及其所揭示的物理意义。
2．欧姆定律的表达式的变形和应用。
3．会用电压表、电流表测电阻。
4．电流与电压、电阻的关系。
5．欧姆定律实验的电路图的设计，实物图的连接，实验所得数据的分析。
【呈现形式】
欧姆定律是电学中的一个重要定律。它可以在各种题型中出现，例如运用欧姆定律的变形公式进行电学量的计算；进行实验设计，包括实验方案的设计，电路图的设计，以及实物连接和电路连接等等，同时还可以进行探究性试题的考查。如数据处理与分析，研究方法等，总之，这方面仍会有较大的加强。
【知识结构】
一、欧姆定律的表述：导体中电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
二、数学表达式及变形公式：i=u/r。u=ir,r=u/i
三、用电压表和电流表测电阻，简称“伏安法”测电阻。用电压表和电流表分别测出某个导体两端的电压和通过它的电流，在根据欧姆定律公式变形后得出r=u/i，计算出这段导体电阻的一种方法
四、欧姆定律的应用
 电流（i ） 电压（v） 电阻（r）
串联电路 i＝i1＝i2 u=u1＋u2 r＝r1＋r2
并联电路 i＝i1＋i2 u=u1+u2 1/r＝1/r1+1/r2
【方法提示】
1.控制变量法研究物理问题
用实验来探究一个量随两个两（或多个）量变化的关系时，要保持一个（或几个）量不变，只改变一个量，研究这个量与该变量之间的关系。把一个两因素（或多因素）的问题变成两个（或多个）单因素问题的研究方法，称为控制变量法。
“研究导体中电流与导体两端的电压之间的关系跟电压、电阻的关系”和“研究电流与电阻的关系”就是采用这一方法，从而总结出欧姆定律。
探究“通过实验研究电流跟电压、电阻的关系”时，可以采用下列一般程序：
①提出问题。电流跟电压、电阻有什么样的关系？
②猜想与假设.由电压是产生电流的原因猜想：电压越高，电流可能越大；有电阻是导体对电流的阻碍作用猜想：电阻越大，电流可能越小。
③设计实验.设计电路要有这样的功能：能使电阻不变，改变电压，从而测出电流；使电压不变改变电阻。电路图如图1所示
④结论与理解：“当电阻不变时，导体中电流跟导体两端电压成正比；当导体两端电压一定时，导体中的电流跟电阻成反比。”理解结论时，前提条件不能丢，不然就会容易出现错误。
【例题1】如图2所示闭合开关s后调节         ，使r两端电压          地变化，某同学记录如表一，请把漏掉项补上.
根据实验数据可得到结论：                                             .
换用不同的定值电阻使电阻成               的变化，调节滑动变阻器的滑片，保持每次电阻两端的电压不变，记录的不同值和对应的电流见表二：1234

根据实验数据可得到结论：                               。
【解析】为了方便地分析实验数据得到结论，实验时电压和电阻都应成“整数倍数”地变化，在电阻不变的情况下，导体中的电流是随导体两端电压的改变而改变，而不是电压随电流的改变而改变。在电压一定的情况下，电流随电阻的改变而改变，而不能说成电阻随电流的改变而改变，因为电阻是导体本身的特征，它是不会随电流的变化而变化的.
2．正确理解欧姆定律及其变形公式
欧姆定律中的“成反比”和“成正比”两个关系，实在当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟它两端的电压成正比；当代替两端的电压一定时，通过导体的电流跟它的电阻成反比。
r＝u/i，说明电阻等于导体两端的电压和通过它的电流的比值，但导体的电阻r与u和i无关。u＝0时，r≠0，导体中的电阻取决于其材料、长度、横截面积和温度。
【例题2】对于公式r=u/i，下列说法正确的是                  〔     〕
a．导体中的电流越大，则电阻越大      
b.加在导体两端的电压越大，则电阻越大
c.导体的电阻与电压成正比，与电流成反比
d.导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体的电流之比
【解析】对于i=u/r，当r不变时，i与u成正比；当u一定时，i与r成反比；i、u、r三者不能随意用正比、反比关系.对于r＝u/i，它是电阻的计算式，r 的大小取决于导体本身的因素。
3．欧姆定律在解决实际电路中的灵活运用
利用欧姆定律可以解决的问题有：（1）电路中的电流强度；（2）导体两端的电压；（3）可以用电流表、电压表测电阻.
【例题3】如图3所示电路，电源电压u＝4.5v且保持不变，r1＝5ω，滑动变阻器的最大阻值为20ω，电流表量程为0∽0.6a，电压表的量程为0∽3v，通过分析计算：说明滑动变阻器r2允许的取值范围
【解析】关于器材规格的计算问题，一般有根据器材规格进
行计算或根据计算选择器材规格.一般采用断值法来分析，即从问题的两个极断来考虑进行分析计算。
电路中r1与r2串联，电压表测量r2两端的电压.
（1）当滑片p向左端移动时，r2减小，电路中电流增大，r2两端的电压减小，电流表的量程为0∽0.6a，即电路中的电流最大值为0.6a，那么此时r2接入电路中的值为最小值r2min     u1＝i1r1＝3v   u2=4.5v-3v＝1.5v   所以r2min＝u2/i2＝2.5ω
（2）当滑片向右端移动时，r2增大，r2两端的电压增大，电压表的量程为0∽3v，即r2两端的最大值为3v，此时r2接入电路中的阻值为最大值r2max＝10ω
综上所述r2的取值范围为2.5ω≤r2≤10ω
4．伏安法测电阻
（1）实验原理；（2）实验器材；（3）实验记录表格设计；（4）实验电路图；（5）实验步骤；（6）实验数据分析；（7）实验结果。
【例题4】如图4甲是用伏安法测小灯泡电阻的实验电路图，已知滑动变阻器的阻值范围是0∽10ω，电源电压为6v。电压表和电流表均为双量程学生用电表.灯的阻值大约为10∽15ω，实验时电压表和电流表应分别选用说明量程？将图4乙的实物根据要求连成电1234

路.
若开关闭合时，电压表的示数为3v，要使灯两端电压为4v，滑动变阻器的滑片如何移动？为什么？

【解析】由题意可知，被测小灯泡与滑动变阻器r串联，当滑片p移到左端时电路中的电阻最小约为10ω，此时电路中的电流最大值为i＝0.6a，所以电流表的量程应选0∽0.6a.由于电源电压为6v，在滑动变阻器的滑片移动过程中，电压表的示数大于3v，故应选0∽15v的量程.
实物连接如图5所示.
若开关闭合时电压表示数为3v，要求灯两端的电压增大到4v，必须增大通过灯的电流，即减小电路中的电阻，滑动变阻器的滑片向左移.
【对应训练】
1．根据下列一组实验数据，可以得到的结论是　                       [　   ]　
a．导体电阻一定时，电压跟电流成正比
　  b．导体电阻一定时，电流跟电压成正比
　  c．电压一定时，电阻跟电流成反比
　  d．电压一定时，电流跟电阻成反比　
2．由欧姆定律导出公式r=u/i，下列说法中正确的是                     〔     〕　　a．导体的电阻和它两端的电压成正比
b．导体的电阻和通过它的电流成反比
c．当导体两端电压为零时，它的电阻也为零
d．以上说法都不正确
3．在测电阻实验，如图6中a、b电表分别表示 〔      〕
a．a是电流表，b是电压表
b．a是电压表，b是电流表
c．a、b都是电压表
d．a、b都是电流表
4．图7所示为测定电阻的电路图。如果某同学在操作中两电表的量程选择正确，但不
慎将两电表的位置对调了一下，则开关闭合后          〔      〕
     a.电流表、电压表均损坏　 b.电流表损坏                
　   c.电压表损坏　           d.电流表、电压表都不损坏
5.在电压不变的情况下，   和_____成反比；在电阻一定的情况下，_____和_____成正比。
6．一段导体两端电压为5v时，导体中的电流强度为0.5a，若导体两端电压增加一倍，导体中的电流应为_____；当电压变为零时，导体的电阻为     。                                         
7．在研究欧姆定律的实验中，我们先保持___   不变，得出导体中的      跟这段导体两端的电压关系；然后保持___   不变，得出导体中的     跟这段导体电阻的关系。　                1234
8．要测定某一导体的电阻，只要测出导体两端的____ 和导体中的____ ，即可用公式____ 计算出待测电阻。这种测电阻的方法叫做____ 法。                                           
  9．有两个电阻阻值分别为4ω和6ω，串联后接到某电源上，那么两电阻中的电流之比为____，两电阻两端的电压之比为____ ，电路的总电阻为____ ω。如把这两个电阻改为并联后接到原电路中，那么两电阻中的电流之比为____ ，两个电阻两端的电压之比为____ ，电路的总电阻为____ ω。
10.  图8为伏安法测电阻的实验电路图，要求：
(1)在图中填上电表的符号。
(2)在图中标出电表的正、负接线柱。                         
(3)如要使电流表的读数变小，滑动变阻器的滑片p
应向图中_______（左或右）端滑动。
11. 如图9所示，r1＝10ω，r2＝20ω，r3＝30ω，电源电压恒定不变，若开关s1闭合，s2断开时，电流表的读数是0.3a，求(1)电源电压多大？(2)当s1和s2都断开时，电流表的读数多大？(3)当s1、s2都闭合时，电流表的读数是多大？

12.一个电池组、一个开关，一只已知电阻r0和一只未知电阻rx以及导线若干，如：
(1)只有一只电流表；(2)只有一只电压表。试分别设计测未知电阻rx的值的电路（写出方法、画出电路图），并列出rx的测量表达式。

【参考答案】
      1．d  2.d  3. b  4.d  5. 电流    电阻   电流  电压   6. 1a  10ω  7． 电阻 电流 电压 电流  8.  电压    电流      r=u/i    伏安  9. 1:1   2:3   10   3:2    1:1   2.4    10. (1)略 (2)略 (3) 右 11.(1) 6v    (2) 0.2a   (3)  0.3 a
12. 略

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