初三物理第一学期 欧姆定律四 人教版.doc

初三物理第一学期 欧姆定律四
一. 本周教学内容：
欧姆定律（四）
二. 重点、难点：
1. 本章重点
（1）经历探究电流跟电压、电阻关系的全过程。
（2）理解欧姆定律。
（3）能根据欧姆定律测量导体的电阻和推导串并联电路的等效电阻。
（4）会应用欧姆定律进行简单电路的分析和计算。
2. 本章难点
（1）探究电流跟电压、电阻的关系实验中，由于同时在一个电路中使用电压表、电流表和滑动变阻器，这是一个难点。
（2）应用欧姆定律分析计算电路问题是另一个难点。

三. 知识点分析：
1. 本章主要内容
电流、电压、电阻是三个重要的物理量，这三个物理量及它们之间的关系——欧姆定律奠定了整个电学的基础，欧姆定律是贯穿整个电学的重要规律，学好这部分内容，对于以后的学习是十分必要的。
在上册物理中，我们已经学过了电学的初步知识，知道了电路的组成，认识了电流、电压、电阻概念。在此基础上，本章进入探究欧姆定律中来，并应用欧姆定律测量导体的电阻。本章内容突出科学探究过程以及用“控制变量法”研究物理问题的科学方法。体现课程改革的基本理念。
全章内容可分为两个单元，第一节为第一单元，探究电流与电压及电阻的关系，在此基础上讲述欧姆定律；第二、三、四节为第二单元，是欧姆定律的应用内容。
2. 学法建议
本章在知识与技能方面要求我们理解欧姆定律并能应用于解决简单电路问题；在科学素养方面突出科学探究过程和科学探究方法，探究和实验贯穿全章始终。我们在本章学习中会经历多方面的动手实验操作，在实验操作中要与加深对知识的理解相结合，也要体会科学探究的一般过程。学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成实事求是，尊重自然规律，乐于参与科学实践的科学态度和科学精神，为以后学习打好基础。

四. 知识网络归纳

【典型例题】
（一）专题综合讲解
1. 怎样判断电路中“电表示数的变化”
（1）首先，要看清电路的本质结构，明确电路的连接方式。
在分析电路结构时，为了能看清电路中主要元件的连接方式，我们通常采用“去表法”来分析，即把电流表看成一根导线，把电压表从电路中去掉，这样就可以使电路大大简化，然后再运用“电流法”来分析电路的结构。
（2）弄清楚电路中各电学仪表的测量对象。
在看清电路本质结构的基础上，再通过观察，弄清楚各电表的测量对象，即各电流表测的是哪部分电路中的电流，各电压表测的是哪个元件（或哪部分电路）两端的电压，只有弄清楚了这些，在分析电表的示数变化时，才不会出现“张冠李戴”的情况。
（3）认清滑动变阻器连入到电路中的阻值部分。
用电流法来分析电路的电流是怎样通过滑动变阻器的，把变阻器连入到电路中的阻值部分，用画阴影部分的方法把它表示出来。这是解决此类问题的关键所在。
（4）最后，综合运用电学知识（规律），判定出各电流表、电压表的示数变化情况。
[例1] 如图1所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，三只电表的变化情况是（ ）

图1
A. U1增大，U2减少，I增大 B. U1减少，U2增大，I减小
C. U1不变，U2增大，I不变 D. U1不变，U2减少，I不变
分析：解决此类问题，首先是分析电路的结构，弄清楚电路中主体元件的连接情况。用“去表法”来分析，此电路的结构一目了然。电阻R1与滑动变阻器R2串联。A表测串联电路中的电流，表测电阻R1两端的电压，表测滑动变阻器R2两端的电压，这是此题的考点之一。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，R2的阻值增大，电路的总电阻R总也随之增大。根据I=可知：I变小，即A表示数减小，即示数减小，再根据U2=U源-U1，由于U源恒定不变，U1减小，所以U2增大，即示数增大。
答案：B

[例2] 如图2所示电路中，当S闭合时，滑动变阻器的滑片P向左滑动时，则（ ）
A. V示数不变，示数增大 B. V示数变小，示数变小
C. V示数不变，示数变大 D. V示数变大，示数变小

图2
分析：解此题，关键是要弄清楚电路的连接情况和各电表的测量对象。用“去表法”和“电流法”来分析此电路的结构，本电路中的R1与R2并联，表测通过R1支路中的电流，表测干路中的总电流，V表测电阻R1两端的电压。U1=U2=U源，由于U源恒定不变，因此V表的示数不变。根据公式：I1=，所以I1不变，即表的示数不变，根据I总=I1+I2，而I2=，当滑片P向左移动时，R2的阻值减少，所以I2会增大，故I总也会增大，即表的示数变大。
答案：C
2. 如何利用电压表判断电路故障
（1）灯泡断路
[例3] 如图3所示，L1、L2串联，闭合开关，L1、L2均不亮，电流表无示数，电压表有示数，判断故障可能在哪里？

图3
分析：因L1、L2串联，闭合开关，两灯均不亮，电流表无示数，说明是属于开路问题，又因为电压表有示数，表示电压表接线外的电路是通路，说明L2的灯丝是好的，所以判断L1的灯丝断了。
答案：灯泡L1断路
（2）灯泡短路
[例4] 在图4电路中，当开关S闭合后，移动滑动变阻器滑片，灯不亮，用电压表检查如下：ad间电压为3.6V，bc间电压为0V。问：故障是下列四种中的哪一种？说明你的依据。
（1）灯L短路，变阻器完好；（2）灯L断路，变阻器完好；（3）灯L断路，变阻器断路；（4）灯L短路，变阻器短路。

图4
分析：灯L短路，变阻器完好，电路是通路，所以ad间的电压即为电源电压，ab间的电压又是滑动变阻器两端的电压，所以均为3.6V。而灯L短路，电阻为零，所以bc间电压为0V。
如果是（2）的话，电路断路，则ab间无电压，bc间电压应为3.6V，和题意不符。
如果是（3）的话，电路断路，则ab间无电压，和题意不符。
如果是（4）的话，整个电路短路，电压表在各段均无电压，和题意不符。
答案：（1）

（二）综合例题讲解
1. 开放与创新
[例1] 某精密电子仪器中为了便于调节电路中的电流。其调节部分使用了两个滑动变阻器，如图5所示。已知这两个滑动变阻器是分别用不同的电阻丝绕在相同的绝缘瓷管上制成的，其中R1的总电阻是200Ω，R2的总电阻是5000Ω。开始时两变阻器都处于最大阻值，下面的几种方法中，能够既快又准确地使电流表指针指到要求位置的是（ ）
A. 先调节R1，使电流表指针指到要求位置附近，再调节R2
B. 先调节R2，使电流表指针指到要求位置附近，再调节R1
C. 同时调节R1和R2使电流表指针指到要求位置
D. 交替、反复调节R1和R2使电流表指针指到要求位置

图5
分析：电阻是用来表示导体对电流阻碍作用的大小，导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。R2远大于R1，对电流的阻碍作用更为显著，所以应先调节R2，使电流表指针指到要求位置附近，再调节R1。
答案：B

[例2] 现有两个电流表、一个电源、一个已知阻值为R0的电阻、一个开关和一些导线，要用以上器材测一未知阻值的电阻Rx，要求开关接在干路上。
（1）在下面虚线框内分别画出两种不同方法的电路图。
（2）如果实验中电流表A1、A2的读数分别为I1、I2，请在横线上写上对应的电阻Rx的表达式。

答案：
方法一：如图6所示。
方法二：如图7所示。
方法三：如图8所示。
Rx=R0 Rx=R0 Rx=R0

（二）物理与生活
[例3]（2004·自贡市）教室里有多电灯，上晚自习时，我们每多开一盏电灯，则教室电路的（ ）
A. 总电阻增大 B. 总电阻减小 C. 总电压增大 D. 总电流减小
分析：教室中的所有电灯都是并联的，根据并联电路总电阻与各电阻的关系可判断出，并联的电灯越多，总电阻越小，即每多开一盏灯，总电阻要变小。总电压为220V保持不变，由欧姆定律可判断出，电路中的总电流将变大。
答案：B

[例4] 随着现代家庭电器化程度越来越高，人们应高度重视用电的安全问题，实验研究表明：若人穿胶底鞋站在地上，完全干燥时，手与地之间身体的电阻约为800kΩ；而在手出汗或潮湿时，则约为10kΩ。如果在手与地之间加上220V电压，则后一种情况通过人体的电流值约是前一种情况的（ ）
A. 4倍 B. 80倍 C. 220倍 D. 800倍
分析：=80
答案：B

（三）学科清透
[例5 ] 如图9所示，电源电压保持不变，当闭合开关S，滑片P向a端移动时（ ）
A. 电流表、电压表示数都变大 B. 电流表示数变大，电压表示数变小
C. 电流表示数变小，电压表示数大 D. 电流表、电压表示数都变小
分析：本题是有关电路中电阻的变化而导致电路两端电压、电流发生变化的问题。方法是先分析电路结构，再看电流表、电压表是测哪部分电路的电流、电压，然后根据电流和电压特点分析判断，如图9所示R与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压，当滑片向a端移动时，RaP减小，电路中电阻也减小，根据I=,I变大，即电流表示数变大。根据UaP=IRaP,I变大，RaP变小，无法判断UaP的大小。可先判断定值电阻两端电压，UR=IR，I变大，R不变，所以UR变大，再根据UaP=U源－UR，U源不变，所以UaP变小，即电压表示数变小。

图9
答案：B

[例6] 如图10所示，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，电阻R0=30Ω，电路两端的电压恒为U，U=24V。当滑动变阻器连入电路的电阻太小时，电路中电流会超过电流表量程；当滑动变路器连入电路的电阻太大时，滑动变阻器两端的电压会超过电压表量程，求：在不超过电表量程的情况下，滑动变阻器连人电路的电阻的变化范围。

图10
分析：本题电路较为简单，滑动变阻器与定值电阻R0串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。由于两表都有一定的测量范围，我们可以列出两个不等式方程，然后求解，思路简单清晰。
解：设滑动变阻器接入电路中的电阻为R，根据欧姆定律，电路中的电流
I=
滑动变阻器两端的电压UR=IR=×R
又 ∵ 电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V

（四）探究学习
[例7] 小红同学在探究串联电路电流规律的实验中，按图11所示连接好了电路，闭合开关S后，发现小灯泡L1、L2均不发光，电流表示数为零。是哪里发生了故障呢？她思考了一下，然后用一个电压表分别接到电流表、灯L1、灯L2两端测量电压。测量结果：电流表、灯L1两端无电压，灯L2两端有电压。由此小红找出了电路发生故障的原因，则电路的故障可它是（ ）
A. 电流表断路了 B. 小灯泡L1断路了
C. 小灯泡L2断路了 D. 小灯泡L2短路了

图11
分析：电流表无示数则电路中必然是发生了断路故障，当电压表接到L2两端时测出了电压，所以断路部位应是L2；若电流表断路或L1断路则其两端将有电压；若L2短路则它两端将无电压，测L1就应该发光。所以本题应选C。
答案：C

[例8] 在做“用电流表和电压表测电阻”实验时，晓晓同学将电路连成如图12所示，还差两条导线。

图12
（1）请你在图中连上那两根导线。
（2）晓晓与冬冬交流时，认为冬冬的记录数据（见下表）有误，她判断的依据是 。晓晓仔细检查冬冬连接的电路后找到了他连接线路的错误。该错误是 。
U/V
2.7
2.5
2.3
I/A
0.33
0.35
0.37
R/Ω

（3）晓晓与冬冬研究设计了如图13（甲）所示测电阻的电路，其中电源电压恒为1.5V。将M、N两线头相接，调节滑动变阻器，使电流表指针指在0.6A处，则此时滑动变阻器接入电路的电阻是 Ω。保持滑动变阻器滑片位置不变，若在M、N之间接入电阻Rx，电流表示数如图13（乙）所示，则电阻Rx的阻值是 Ω。

图13
答案：（1）如图14所示

图14
（2）电流与电压不成正比；电压表与滑动变阻器并联了
（3）2.5；2.5

【模拟试题】
一. 基础考题
1. 图1所示是两个电阻R1、R2（R1＞R2），下列情况中阻值最大的是（ ）

图1
2. 把一根阻值为R的电阻丝接入电路中，下列说法中正确的是（ ）
A. 当U增大时，I一定增大
B. 当U为零时，R为零
C. 把该电阻丝拉长一倍后接入原电路中，电阻减小
D. 把该电阻丝拉长一倍后接入原电路中，电阻不变
3. 图2是小明同学用伏安法测定灯泡电阻的电路图，当他闭合开关S时，发现电流表的示数为零，而电压表的示数不为零，出现这种故障的原因可能是（ ）
A. 灯泡L短路 B. 开关S接触不良
C. 灯泡L断路 D. 变阻器R断路

4. 如图3所示电路中，电源电压不变，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，A2、A1、V的示数变化情况是（ ）
A. A2变小、A1不变、V不变 B. A2变小、A1变小、V不变
C. A2变大、A1变小、V变大 D. A2变大、A1不变、V变小

5. 把阻值为4Ω、6Ω的两只电阻串联在一个电压不变的电源上，电路中的电流为1.2A；如果将它们并联在同一电源上，则干路中的电流为（ ）
A. 2A B. 4A C. 3A D. 5A
6. 如图4所示，3个阻值均为10Ω的电阻R1、R2、R3串联后接在电压恒为U的电路中，某同学误将一只电流表并联在电阻R2两端，发现电流表的示数为1.5A，据此可知电压U=___ V；若用一只电压表替代电流表并联在R2两端，则电压表的示数应为 V。

图4
7. 如图5所示电路，灯泡L的灯丝电阻和电源电压均保持不变。闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P位于ab中点时，灯泡厂恰好正常发光；在滑片P向b端移动的过程中，你将观察的现象有：
（1） 。
（2） 。

8. 如图6所示的电路中，电源电压为2V保持不变，电阻R1=5Ω，R2=10Ω，当开关S断开时，电流表A1的示数是 A；当开关S闭合时，电流表A2的示数是 A。

9. 在图7所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S由断开到闭合，电流表的示数将 ，电压表与电流表示数的比值将 （均选填“变大”“不变”或“变小”）。

图7

二. 开放创新题
10. 图8所示，电源电压不变，电阻R=5Ω，闭合开关S，A的示数为0.3A，若要使A的示数变为0.6A，则（ ）
A. 在R两端并联一个5Ω的电阻
B. 在R两端并联一个10Ω的电阻
C. 在电路中串联一个5Ω的电阻
D. 在电路中串联一个10Ω的电阻

11. 小红做电学实验时，误将电压表和电流表的位置接反了，如图9所示。若闭合开关，后果是（ ）
A. 电压表和电流表都可能烧坏 B. 电流表将被烧坏，电压表不会烧坏
C. 灯泡将被烧坏而不能发光 D. 电压表将被烧坏，电流表不会烧坏

图9

三. 探究方法题
12. 某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了如图10所示的一个图象，下列结论与图象相符的是（ ）
A. 电阻一定时，电流随着电压的增大而增大
B. 电阻一定时，电压随着电流的增大而增大
C. 电压一定时，电流随着电阻的增大而减小
D. 电压一定时，电阻随着电流的增大而减小

图10
13. 某校课外物理兴趣小组利用如图11所示的电路进行一次物理实验探究活动。此实验中使用了如下器材：6V蓄电池组一个、学生用电流表和电压表各一只、5Ω定值电阻一个、0～10Ω滑动变阻器一个、开关一个、导线若干。

图11
（1）探究步骤：① 先使滑片P在滑动变阻器最右端，闭合开关S，读出并记录此时电压表示数U1和电流表示数I1。② 调节滑片的位置，使它移动到滑动变阻器中点（假设可精确调节）。读出并记录此时电压表示数U2。③ 调节滑片的位置，使它移动到滑动变阻器最左端，读出并记录此时电压表示数U3和电流表示数I3。
请你根据所学知识和以上的探究步骤，填出该小组读出的电压表的三次示数。
探究步骤
①
②
③
电压表示数
单位（V）
U1
U2
U3

（2）滑片的滑动变阻器最右端时的电流表示数I1和滑片在滑动变阻器最左端时的电流表示数I3的比值是 。
（3）该小组进行的实验是探究在串联电路中 一定的情况下， 的关系。在实验成功的基础上，探究出来的结论应该是： 。

四. 探索设计题
14. 如图12所示是测量待测电阻Rx的阻值时所用的实验器材，其中变阻器最大阻值为10Ω，允许通过的电流为2A；设实验中蓄电池组电压为6V且保持不变；Rx约为4Ω。
（1）请在虚线框内画出你所设计的实验电路图，并用笔画线代替导线连接实物图。

图12
（2）简要写出实验步骤（步骤中要明确写出实验中要测量的物理量）。
（3）写出计算待测电阻Rx的表达式。
15. 现在手头有一个电阻为40Ω的定值电阻R0，一个电压大约为35V的电源，一个量程只有0～0.6A的电流表，一个最大阻值大约为100Ω的滑动变阻器，请设计一个实验，比较精确地测量一个阻值约为55Ω的待测电阻Rx的阻值。要求：（1）画出电路图；（2）写出实验步骤及标明需要测量哪些物理量；（3）用这些测量的量导出计算待测电阻阻值的数学表达式（可以重复组合电路）。

五. 应用联想题
16. 如图13所示，电阻R和滑动变阻器组成并联电路，此电路有发生短路的可能吗？如果有，请你具体指出来 。

图13
17. 阅读表格，综合考虑下表各方面的因素，回答以下问题。
金属
全球产量/
（104）t
密度/
103kg·m－3
熔点
/℃
导热
性能
导电
性能
市场价格/
（元/吨）（大约）
铅
15000
2.7
660
4
4
16000
铜
8000
8.9
1083
2
2
17700
金
2
19.3
1063
3
3
88000000
铁
310430
7.9
1540
8
7
2200
铅
3000
11.3
327
9
9
4900
银
8
10.5
961
1
1
136500
注：表中导热性能1→9表示导热性由强到弱；导电性能1→9表示导电性由强到弱。
（1）导电性能最好的两种金属是 。
（2）在你认为导电性能好的金属中，哪种更适宜做导线？ 。为什么？________。
（3）为什么用铝锅炒菜时锅底易产生变形，而用铁锅则不会？ 。

六. 阅读探究题
18. 阅读短文，并回答短文以后的问题。
在“探究电阻上的电流跟电压的关系”的过程中，一些同学作出了以下猜想：
猜想A：加在电阻两端的电压越大，通过的电流越小；
猜想B：加在电阻两端的电压越大，通过的电流越大；
猜想C：加在电阻两端的电压增大，通过的电流不变。
为了验证上述猜想是否正确，小明用定值电阻和一个电压恒定的电源及有关的实验器材设计了电路，按实验要求分别测出有关的物理量。
（1）为了完成该实验，需要的测量仪表是 、 。
（2）请你在下面的方框内画出能验证上述猜想的实验电路图。

（3）表中是小明在实验中测出的数据，其中R为定值电阻，阻值分别20Ω、10Ω和5Ω，U是电阻R两端的电压，I是通过电阻R的电流。
实验序号
R/Ω
U/V
I/A
1
R=20Ω
1
0.05
2
2
0.1
3
3
0.15
4
R=10Ω
1
0.1
5
2
0.2
6
3
0.3
7
R=5Ω
1
0.2
8
2
0.4
9
3
0.6
通过分析比较实验序号 的数据，可知猜想 是正确的（填“A”“B”或“C”）。
（4）通过分析比较以上数据，你还发现了 。

[参考答案]

一.
1. A 2. A 3. C 4. B 5. D 6. 30；10
7.（1）灯泡变暗 （2）电压表示数变大
8. 0.4；0.6
9. 变大 不变

二.
10. A 11. B

三.
12. C
13.（1）如下表
探究步骤
①
②
③
电压表示数
单位（V）
U1
U2
U3
2V
3V
6V
（2）1∶3
（3）总电压；电压与电阻之间；串联电路中，导体两端的电压跟导体的电阻成正比。

四.
14.
（1）电路图及实验图如图所示。

（2）A. 调节变阻器滑片，使变阻器连入电路中阻值为最大值，闭合开关S，记录电流表示数I1。
B. 调节变阻器滑片，使变阻器连入电路电阻为零，电流表示数I2。
（3）Rx=
15.（1）电路如图所示；

（2）实验步骤：① 如图所示连接好电路，闭合开关S，调整滑动变阻器的滑片使电流表指针接近满偏；读出流过R0的电流，记为I0，则UAB=I0R0。② 把电流表改接到Rx的支路中，测得流过Rx的电流，记为Ix。
（3）Rx=
16. 有；当滑动变阻器的滑片滑到a点时，电源两极通过电路图中最上面导线直接连起来，造成短路。
17.（1）银和铜
（2）铜可以做导线。因为铜的产量比银的产量高，铜的价格比银的价格低。
（3）因为铝锅的熔点低，故在炒菜时容易软化；而铁锅的熔点高不容易软化。
18.
（1）电流表；电压表
（2）如图所示

（3）1、2、3或4、5、6再或7、8、9；B
（4）电压相同时，电阻越大，电流越小