科學(xué)探究：歐姆定律 【知識(shí)精講+能力提升】 九年級(jí)物理上學(xué)期備課精研（滬科版）

滬科版

九年級(jí)全冊(cè)物理

第十五章

探究電路

15.2科學(xué)探究：歐姆定律

在電學(xué)中，我們已經(jīng)學(xué)過(guò)三個(gè)物理量，及電流、電壓、電阻，請(qǐng)問(wèn)：（1）電壓的作用是什么？（2）什么是電阻？既然電壓使電路中形成電流，電阻對(duì)電流有阻礙作用，那么電路中電流的大小與電壓、電阻之間是否存在某種關(guān)系呢？

使電路中形成電流導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用復(fù)習(xí)引入：思考（3）觀察實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題怎樣使小燈泡變暗，你有幾種方法？你的依據(jù)是什么？有什么發(fā)現(xiàn)？A、減少一節(jié)電池依據(jù)：電壓使電路中形成電流發(fā)現(xiàn)：電阻一定，電壓越小，燈泡越暗，電流越小B、電路中接入一個(gè)電阻依據(jù)：電阻對(duì)電流有阻礙作用發(fā)現(xiàn)：電壓一定，電路中電阻越大，燈泡越暗，電流越小那么電路中電流的大小與電壓、電阻之間是否存在某種定量關(guān)系呢？若電阻一定，電流與電壓存在什么關(guān)系？

依據(jù)是什么？若電壓一定，電流與電阻存在什么關(guān)系？依據(jù)是什么？

猜想1

猜想2下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究這兩個(gè)猜想是否正確。若電阻一定，可能電壓越大，電流越大；因?yàn)殡妷菏切纬呻娏鞯脑?。若電壓一定，可能電阻越大，電流越?。灰驗(yàn)殡娮鑼?duì)電流有阻礙作用。一、探究電流與電壓的關(guān)系測(cè)電阻兩端的電壓，選擇什么器材？①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如何改變定值電阻兩端的電壓？測(cè)通過(guò)電阻的電流，選擇什么器材？實(shí)驗(yàn)中控制不變的物理量是什么？定值電阻滑動(dòng)變阻器電流表電壓表如何改變定值電阻兩端的電壓？方案一：改變電池節(jié)數(shù)1.5V3V4.5VAVRS方案二：用滑動(dòng)變阻器AVRR'SP你感覺(jué)哪個(gè)方案更便于操作？方案二：用滑動(dòng)變阻器Ⅰ.實(shí)驗(yàn)器材電源、定值電阻、滑動(dòng)變阻器、電鍵、電流表、電壓表、導(dǎo)線等。Ⅱ.實(shí)驗(yàn)電路圖與實(shí)物連接圖AVRR'S

連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)；閉合開(kāi)關(guān)前，使滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大；

電流表與電壓表通過(guò)“試觸”選擇合適的量程。Ⅲ.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：AVRR'S

②進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

Ⅰ.按電路圖連接電路。

Ⅱ.保持電阻R=10Ω不變，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電阻兩端的電壓分別為1V、2V、3V、4V、5V、6V，讀出此時(shí)相應(yīng)的電流值，把數(shù)據(jù)填入表格中。

Ⅲ.把定值電阻換為R=5Ω，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電阻兩端的電壓分別為為1V、2V、3V、4V、5V、6V，讀出此時(shí)相應(yīng)的電流值，把數(shù)據(jù)填入表格中。電阻R5Ω電壓U/V1.02.03.04.05.06.0電流I/A1.21.00.80.60.40.2電阻R10Ω電壓U/V1.02.03.04.05.06.0電流I/A0.10.20.30.40.50.6③分析與論證結(jié)論：在電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比I/AU/V04.06.00.10.30.50.60.40.22.0····3.05.01.0···繪制電壓U-電流I圖象④采用圖象法分析電阻R10Ω電壓U/V1.02.03.04.05.06.0電流I/A0.10.20.30.40.50.6結(jié)論：通過(guò)同一導(dǎo)體的電流I與兩端的電壓U之間的關(guān)系，在U-I坐標(biāo)系中是一條通過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線。采用圖象法分析結(jié)論：通過(guò)同一導(dǎo)體的電流I與兩端的電壓U之間的關(guān)系，在U-I坐標(biāo)系中是一條通過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線。在同一坐標(biāo)系中，兩個(gè)導(dǎo)體的U-I圖象歸納結(jié)論注意兩種錯(cuò)誤的語(yǔ)言描述：①“通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比”

——漏掉了結(jié)論的前提條件（同一導(dǎo)體）。②“電阻一定時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體中的電流成正比”——弄錯(cuò)了結(jié)論的因果關(guān)系（電壓是原因，電流是結(jié)果；電壓與電流無(wú)關(guān)）。在電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。測(cè)電阻兩端的電壓，選擇什么器材？①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)變化的物理量是什么？測(cè)通過(guò)電阻的電流，選擇什么器材？實(shí)驗(yàn)中控制不變的物理量是什么？電壓定值電阻電流表電壓表滑動(dòng)變阻器怎樣控制定值電阻兩端的電壓不變？二、探究電流與電阻的關(guān)系Ⅰ.實(shí)驗(yàn)器材電源、定值電阻多個(gè)（5Ω、10Ω、20Ω、50Ω等）、滑動(dòng)變阻器、電鍵、電流表、電壓表、導(dǎo)線等。Ⅱ.實(shí)驗(yàn)電路圖與實(shí)物連接圖AVRR'S

連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)。閉合開(kāi)關(guān)前，使滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大。

電流表與電壓表通過(guò)試觸選擇合適的量程。Ⅲ.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：AVRR'S電壓U/V2電阻R/Ω5102050電流I/A

②進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅰ.按電路圖連接電路。

Ⅱ.分別將5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻連入電路中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)保持不變（如U＝2V），分別讀出電流表的示數(shù)，記錄在下面的表格中。Ⅲ.把數(shù)據(jù)填入表格中。0.040.10.20.4當(dāng)導(dǎo)體的電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。繪制I-R圖象③采用圖象法分析結(jié)論：在電壓不變時(shí)，電流隨電阻變化曲線是反比例曲線，即電流與電阻是成反比的。在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。1.歐姆定律的內(nèi)容：2.歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

電壓電阻電流I=UR歐姆（1787-1854）德國(guó)物理學(xué)家三、歐姆定律3.公式中使用國(guó)際單位（單位要統(tǒng)一）電壓U的單位：V電阻R的單位：Ω

電流I的單位：A注意：歐姆定律反映同一時(shí)刻、同一段電路中I、U、R之間的關(guān)系。4.變形公式URI=IRU=R=IU用公式進(jìn)行計(jì)算的一般步驟：（1）讀題、審題（注意已知量的內(nèi)容）；（2）根據(jù)題意畫(huà)出電路圖；（3）在圖上標(biāo)明已知量的符號(hào)、數(shù)值和未知量的符號(hào)；（4）選用物理公式進(jìn)行計(jì)算（書(shū)寫(xiě)格式要完整，規(guī)范）。

例1

一輛汽車的車燈，燈絲電阻為30Ω，接在12V的電源兩端，求通過(guò)這盞電燈的電流。已知：U=12V，R=30Ω，求：I。典例分析

例2

在如圖所示的電路中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R'，使燈泡正常發(fā)光，用電流表測(cè)得通過(guò)它的電流值是0.6A。已知該燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是20Ω，求燈泡兩端的電壓。UL=ILRL

=0.6A×20Ω=12VRL=20ΩI=0.6A解：IL=I=0.6AAR'L根據(jù)變形公式U=IR得

例3

某同學(xué)用一只電流表和燈泡串聯(lián)，測(cè)得它正常發(fā)光時(shí)的電流是0.18A，再用電壓表測(cè)得燈泡兩端的電壓是220V，試計(jì)算燈絲正常發(fā)光時(shí)的電阻值。解：R=

=

≈

1222ΩUI220V0.18A

例4

加在某一電阻器兩端的電壓為5V時(shí)，通過(guò)它的電流是0.5A，則該電阻器的電阻應(yīng)是多大？如果兩端的電壓增加到20V，此時(shí)這個(gè)電阻器的電阻值是多大？通過(guò)它的電流是多大？U2=20VR=？I2=？I1=0.5ARU1=5V解：I2=

=

=

2AU2R20V10ΩR=

=

=

10ΩUI5V0.5A因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種性質(zhì)，因此電阻的大小與電壓、電流的大小均無(wú)關(guān)系，所以“電阻與電壓成正比，與電流成反比”這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的。交流討論1.圖是“探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)電路，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的表述正確的是（）A．表a是電壓表，表b是電流表

B．使用滑動(dòng)變阻器的目的是減小實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差

C．經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論：電壓與電流成正比

D．更換不同阻值的電阻重復(fù)實(shí)驗(yàn)，是為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具普遍性Ｄ課堂練習(xí)2.在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，用定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出了電流與電壓的關(guān)系，圖中I﹣U圖象正確的是（）ＡＢＣＤＢ3.在探究“電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓保持不變，每次實(shí)驗(yàn)中大小都發(fā)生改變的是（）A．定值電阻兩端的電壓

B．滑動(dòng)變阻器兩端的電壓

C．定值電阻的阻值

D．定值電阻與滑動(dòng)變阻器兩端電壓之比Ｃ4.某同學(xué)在探究“電流跟電壓、電阻的關(guān)系”時(shí)，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫(huà)出了如圖所示的一個(gè)圖象。下列結(jié)論與圖象相符的是（）A．電壓一定時(shí)，電流隨著電阻的增大而減小

B．電阻一定時(shí)，電壓隨著電流的增大而增大

C．電阻一定時(shí)，電流隨著電壓的增大而增大

D．電壓一定時(shí)，電阻隨著電流的增大而減?。?.如圖所示為探究“電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路圖，每次實(shí)驗(yàn)必須保持大小不變的是（）A．電壓表的示數(shù)

B．電流表的示數(shù)

C．定值電阻的阻值

D．滑動(dòng)變阻器的阻值Ａ6.加在某一電阻器兩端的電壓為5V時(shí)，通過(guò)它的電流是0.5A，則該電阻器的電阻應(yīng)是

；如果兩端的電壓增加到20V，此時(shí)這個(gè)電阻器的電阻值是

，通過(guò)它的電流是

。10?10?2A

7.甲、乙分別接入電壓比是2∶1的電路中，已知它們的電阻比是2∶3，則通過(guò)它們的電流比是(

)。A．1∶1

B．2∶1

C．4∶3

D．3∶1D8.

在探究電阻兩端的電壓跟通過(guò)電阻的電流的關(guān)系時(shí)，小東選用了兩個(gè)定值電阻R1、R2分別做實(shí)驗(yàn)，他根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出了如圖所示的圖象，請(qǐng)你根據(jù)圖象比較電阻R1與R2的大小，R1

R2。（選填“大于”、“等于”或“小于”）大于123U/VI/A00.20.40.6R1R29.

關(guān)于歐姆定律，下列敘述中不正確的是（）。A．在相同電壓下，導(dǎo)體的電流和電阻成反比；B．對(duì)同一個(gè)導(dǎo)體，導(dǎo)體中的電流和電壓成正比；C．因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的性質(zhì)，所以電流只與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；D．導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān)，也與導(dǎo)體的電阻有關(guān)C10.如圖所示,電源電壓U=10V,定值電阻R=20Ω,閉合開(kāi)關(guān)S,電壓表的示數(shù)是6V,通過(guò)小燈泡的電流是()A.0.8A B.0.5A C.0.3A D.0.2ADA11.如圖所示，電源電壓不變，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)變化情況是（）。A．電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)減小；B．電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)增大；C．電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大；D．電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)減小12.

小強(qiáng)同學(xué)在探究串聯(lián)電路電壓規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，按右圖連接好了電路，閉合開(kāi)關(guān)S后，觀察發(fā)現(xiàn)燈泡L1亮、L2不亮．調(diào)節(jié)變阻器滑片，燈泡L1的亮度發(fā)生變化，但燈泡L2始終不亮．出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是（）。A．燈泡L2燈絲斷了；B．滑動(dòng)變阻器短路了；C．燈泡L2短路了；D．滑動(dòng)變阻器接觸不良C13.

在圖13中，當(dāng)電鍵K閉合后，兩只小