初中物理沪粤版（2024）九年级上册（2024）第十四章 欧姆定律14.3 欧姆定律的应用作业课件ppt

这是一份初中物理沪粤版（2024）九年级上册（2024）第十四章 欧姆定律14.3 欧姆定律的应用作业课件ppt，共100页。PPT课件主要包含了伏安法，Rx短路，IxI－I0，伏安法测小灯泡的电阻，移动滑动变阻器的滑片，特殊方法测电阻，至适当位置，动态电路的综合分析，欧姆定律与图像的综合，电路安全与最值问题等内容，欢迎下载使用。
由欧姆定律的变形公式 可知，只要用电压表、电流表同时测出电阻器工作时的电压值和电流值，就可算出它的电阻值，这种测量电阻的方法叫做伏安法。
2. 实验:用电流表、电压表测量小灯泡的电阻
用电流表、电压表测量小灯泡在不同电压下的电阻值
（1）按照实验电路图连接好电路。（2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，从尽可能小的电流逐步调至小灯泡正常发光。用手触摸小灯泡，感受小灯泡的温度变化。同时观察小灯泡的情况，读出电压表和电流表的示数，将实验数据记录在表格中。（3）根据各组数据分别算出对应的电阻值
由实验数据可以看出，随着小灯泡两端的电压增大，通过小灯泡的电流增大，小灯泡的电阻增大；通过触摸小灯泡及观察小灯泡的发光情况，还可发现此过程中灯丝的温度不断升高
（1）所测小灯泡正常发光时的电阻为 8.33 Ω；（2）小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大
（1）实验中，随着通过灯丝的电流增大，灯丝从不发光到发红光，再到变得白炽，其温度不断升高。（2）不能将实验中四次测得的电阻的平均值作为小灯泡的电阻，因为小灯泡在不同电压下工作时的电阻不同，求平均值没有意义
电流表“外接”和“内接”的误差分析
（1）外接：如图所示，电流表测的是通过小灯泡和电压表的电流之和，则测得的电流值偏大，从而使所测得的电阻值偏小。
（2）内接:如图所示，电压表测的是小灯泡和电流表两端的电压之和，则测得的电压值偏大，从而使所测得的电阻值偏大。
（1）小明按电路图连接实物，刚接上最后一根导线，看到电流表的指针立刻有偏转，若电路连线正确，造成这种异常现象的原因是__________________________________。
连接电路时，开关没有处于断开状态
（2）当小灯泡正常发光时，电流表和电压表的示数如图乙、丙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是_______Ω。
（3）小明将他测得的数据记录在下表中，数据都正确，请你指出他设计的表格中的错误:__________________________________________________________________________________________________
灯丝的电阻会随温度的变化而变化，取平均值是没有意义的，因此不需要设置电阻平均值这一栏
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最_____处。
（2）闭合开关，观察不到灯泡发光，但电流表指针正常偏转，小明认为灯丝断了。小红说：“灯泡和电流表是____联的，若灯丝断了，电流表指针不会偏转。”
（3）移动滑片至灯泡发光，当电压表示数为 1 V 时，电流表示数如图乙所示，此时灯泡电阻为_____Ω。
（4）他们发现：多次正确实验得出的灯泡电阻差距较大。为找到灯泡电阻变化的原因，你认为实验中还需关注灯泡_______的变化。
3.伏安法测小灯泡的电阻与测定值电阻的阻值的比较
分别计算出每次测量的小灯泡电阻，然后寻求普遍规律
分别计算出每次测量的阻值，然后求出平均值
测出小灯泡正常发光时的电阻值，得出灯丝的电阻具有随温度升高而增大的特性
平均值为所测定值电阻的阻值
（1）求平均值以减小误差，如测量定值电阻的阻值。（2）探究一个物理量随另一个物理量变化的规律，如测量小灯泡在不同亮度下的电阻，探究灯丝的电阻随温度变化的规律。（3）使得到的结论更具普遍性，如探究串、并联电路的电流特点和电压特点时，更换不同规格的小灯泡多次测量。
（1）图甲是实验中设计的电路图，请在图中圆圈内正确填写表示电表的字母符号。
（2）连接电路前，发现电流表指针位置如图乙所示，此时需要进行的操作是______。连接电路时，开关应该______(选填“断开”或“闭合”)。
（3）根据图甲电路图，用笔画线表示导线，把图丙中的实物图连接成完整电路 (有两条导线未连接)，要求开关闭合时电流表示数最小，测量时电表示数尽可能精确。
（4）测得的部分数据已记录在表格中，表格中第一行的最后空格栏内应填写的内容是__________________。在第 3 次测量时，电压表的示数如图丁。根据这三次测得的数据，Rx 的阻值为_____Ω。
（1）请根据图甲的电路连接情况，在图乙虚线框内画出对应的电路图。
（2） 闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，且两电表均能正常使用，则故障可能是_________。
（3）排除故障后，某次测量时。电压表示数为 2.4 V，电流表示数如图丙所示，则电阻 Rx ＝____Ω。该同学认为实验已完成，小民认为仅这样就得出定值电阻的阻值不可靠，原因是________________________________________________。　
数据计算出电阻值，存在较大误差
4. 伏安法测电阻实验中常见故障分析
开路与短路的特征（1）开路最显著的特征是电路中无电流 (电流表无示数)，且用电器不工作(如灯泡不亮)，电压表示数接近电源电压或示数为零。（2）短路现象较常见的是其中一个用电器发生局部短路，如一个用电器两端的电压突然变大，或电路中的电流变大等。
A. 滑动变阻器短路B. 滑动变阻器接入电路中的阻值太大C. 定值电阻开路D. 定值电阻的阻值较大
1. 缺电压表或电流表时的代替原理
（1）利用定值电阻和电压表代替电流表
如图甲所示，已知 R0 的阻值，读出电压表的示数，利用公式 可计算出电流，因此可把 R0 和电压表作为一个整体代替电流表使用。
（2）利用定值电阻和电流表代替电压表
如图乙所示，已知 R0 的阻值，读出电流表的示数，利用公式 U ＝ IR 可计算出电压，因此可把 R0 和电流表作为一个整体代替电压表使用。
2. 伏阻法(利用电压表和已知阻值的电阻测量未知电阻的方法)
（1）闭合 S，分别测出 R0 和 Rx 两端的电压 U0 和 Ux ；
（1）只闭合 S1 ( 或闭合 S，S1 接 b )，测出 R0 两端的电压 U0；
（2）再闭合 S2 (或闭合 S，S1 接 a)，测出电源电压 U；
（1）闭合 S，P 移到a 端，测出电源电压U；
（2）P 移到 b 端，测出 Rx 两端的电压Ux ；
3.安阻法(利用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻的方法)
（1）闭合 S，分别测出通过 R0 和 Rx 的电流 I0 和 Ix ；
U = I0R0 = IxRx
（1）只闭合 S1 (或 S 接 a)，测出通过 R0 的电流 I0；
（2）只闭合 S2 ( 或 S 接 b)，测出通过 Rx 的电流 Ix ；
（1）只闭合 S1 ，测出通过 R0 的电流 I0；
（2）再闭合 S2，测出总电流 I；
（1）只闭合 S1，测出串联电路中的电流 I0；
（2）再闭合 S2，测出通过 Rx 的电流 Ix；
U = I0R0 + I0Rx = IxRx
（1）闭合 S，P 移到 a端，测出串联电路中的电流 I0 ；
（2）P 移到 b 端，测出通过 Rx 的电流 Ix ；
（1）闭合开关 S，将 S1 拨至 a，调节滑动变阻器滑片 P 至适当位置，读出电流表的示数I；（2）闭合开关 S，将 S1 拨至 b，保持滑动变阻器滑片 P 的位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为 I，读出电阻箱的示数 R；（3）Rx ＝ R
（1）闭合开关 S，将 S1 拨至 a，调节滑动变阻器滑片 P 至适当位置，读出电压表示数U；（2）闭合开关 S，将 S1 拨至 b，保持滑动变阻器滑片 P 的位置不变，调节电阻箱，使电压表的示数仍为U，读出电阻箱的示数 R；（3）Rx ＝ R
1. 总电阻: 如果用一个电阻 R 代替两个串联 (或并联) 的电阻R1、R2 接入电路后，电路的状态不变，R 就叫做这两个串联 (或并联) 电阻 R1、R2 的总电阻。
总电阻与对应的两个电阻是等效替代的关系，两个连接起来的电阻所起的作用与总电阻所起的作用相同。物理学中引入总电阻的概念，运用了等效替代法。
2.串联电路中电阻的特点
（1）理论探究:串联电路的总电阻和串联电阻的大小关系
R1、R2 串联，串联电路的总电压为 U，电路中的电流为 I
R总为 R1、R2 串联后的总电阻，两端电压为 U，电路中的电流为 I
在图甲所示的电路中，I ＝ I1 ＝I2，U ＝ U1 + U2。根据欧姆定律有 U1 ＝ IR1，U2 ＝ IR2，所以 U ＝ IR1 + IR2。在图乙所示的电路中，U ＝ IR总，由于甲、乙两图所示电路两端电压相等，所以有 IR总＝ IR1 + IR2，即 R总＝R1 + R2
串联电路的总电阻等于串联导体的电阻之和，即 R总 ＝ R1 + R2
（2）串联电路的分压规律
①推理: R1 与 R2 串联，根据欧姆定律可得 U1 ＝ I1R1，U2 ＝I2R2。因为串联电路中 I1 ＝ I2，所以
②结论：串联电路中，各电阻分得的电压与电阻的阻值成正比。③应用：当电路的总电压大于用电器正常工作的电压时，可在电路中串联一个电阻分去多余的电压，以便用电器正常工作。
（1）如果电路中有 n 个电阻串联，那么总电阻R总 ＝ R1 + R2 + … + Rn 。
（2）如果 n 个阻值为 R0 的电阻串联，那么总电阻 R总 ＝ nR0 。
（3）串联电路中，若其中一个电阻的阻值增大，则总电阻增大；串联的电阻个数增加，总电阻增大。故要想使电路中的总电阻增大，可采用串联电阻的方法。
3. 并联电路中电阻的特点
（1）理论探究：并联电路的总电阻和并联电阻的大小关系
R1、R2 并联，并联电路两端的电压为 U，干路电流为 I
R总为 R1、R2 并联后的总电阻，两端电压为U，电路中的电流为 I
并联电路的总电阻的倒数，等于各并联导体的电阻的倒数之和，即
在图甲所示的电路中，I ＝ I1 + I2，U ＝ U1 ＝ U2。根据欧姆定律有
由于甲、乙两图所示电路中电流相等，所以有
（2）并联电路的分流规律
①推理：R1 与 R2 并联，根据欧姆定律可知 U1 ＝ I1R1，U2 ＝ I2R2。因为并联电路中 U1 ＝U2，即 I1R1 ＝I2R2，所以
②结论：并联电路中，通过各支路的电流与其电阻成反比。③应用：将电流表与一个小电阻并联，可以改装成一个更大量程的电流表。
（1）请用笔画线表示导线，将图甲电路连接完整。
（2）闭合开关前，滑片应位于最_____端，闭合开关，电压表示数为 0.3 V，电流表指针有偏转，灯泡不发光，这是因为_______________________________。
滑动变阻器接入电路的阻值太大　
（3）移动滑片，灯泡发出微弱的光，此时电压表示数为 0.6 V，电流表示数如图乙，灯泡电阻为______Ω。继续移动滑片使灯泡正常发光，此时灯泡电阻约为______Ω。(均保留一位小数)
（4）小军分析实验数据，发现灯泡电阻是变化的，他想较准确估测灯泡未通电时的电阻，设计了以下三个方案。方案一：闭合开关，移动滑片至灯泡即将发光，测出此时灯泡电阻 R1；方案二：闭合开关，移动滑片至阻值最大端，测出此时灯泡电阻 R2；方案三：完成方案一和方案二中的测量，算出 R1、R2 的平均值，你认为最合理的是方案_____，理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________
灯丝的电阻随温度的升高
而增大，要较准确估测灯泡未通电时的电阻，应使通过灯泡的电流尽量小一些，故应使滑动变阻器接入电路的阻值最大
（2）[湖北中考]小张移动滑片，发现小灯泡在电压达到0.4 V 时开始发光。她继续实验，根据实验数据绘制的U－I 图像如图所示，则小灯泡未发光时的电阻可能为_______(填字母)。
A. 0 Ω　　　B. 3.1 ΩC. 3.5 Ω D. 8.3 Ω
（3）实验小组的同学用另一正常发光时电压为 3.8 V 的小灯泡进行实验时，用 4 节新干电池作为电源。若发现图甲电路中的电压表上“15 V”的接线柱损坏，在不更换电压表的情况下，能测量这个小灯泡正常发光时的电阻的方法是______________________________________________________________________________________________________
电压表选用 0~3 V 量程并联到滑动变阻器两端，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为 2.2 V　
伏安法测定值电阻的阻值
（1）闭合开关前，发现电流表指针在零刻度线右侧，其原因可能是_____(填字母)。A. 电流表没调零　　　B. 电流表的正、负接线柱接反了
（2）小明同学连接了如图甲所示的电路，闭合开关，电流表______示数，电压表_____示数。 (均选填“有”或“无”)（3）他仔细检查电路，发现有一根导线连接错误，请你在图甲中将错误的导线画上“✕”，并用笔画线表示导线将其改正。
（4）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片 P，当电压表的示数为 2 V 时，观察到电流表示数如图乙所示，他记下数据并算出电阻 R 的阻值为_____Ω。（5）同组小斌同学继续向______(选填“A”或“B”)端移动滑片 P，适当增大电阻 R 两端的电压，并进行了多次测量，计算电阻的平均值，从而减小实验误差。
（2）另一组的小刚用相同的器材连接电路进行实验，并根据自己所记录的实验数据绘制了如图所示的 U－I 图像。小明发现小刚绘制的 U－I 图像和自己绘制的 U－I 图像不同，你认为小刚在实验操作中出现的问题是_________________________________。
将电压表并联在滑动变阻器两端了
（3）[淄博中考]小明想利用现有器材继续测量一个阻值约为 500 Ω 的电阻，正确连接电路，闭合开关，移动滑片 P，发现实验无法进行，原因是_________________________。
电路电流小于电流表分度值
（1）请按照图甲，将图乙中的实物图电路连接完整。
（2）正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片 P 移至电阻值最大处，闭合开关 S 和 S1，断开开关 S2，调节滑片 P，使电压表的示数为 2.0 V。（3）保持滑片 P 的位置不变，断开开关 S1，闭合开关 S2，电压表的示数如图丙所示，该示数为_______V。
（4）已知定值电阻 R0 ＝ 4 Ω，则小灯泡正常发光时的电阻为_____Ω。（5）若在以上（2）中，无论怎样调节滑片 P，电压表的示数始终小于 2.0 V，为了顺利进行实验，请你根据现有的器材提出一条解决措施: ___________________________。
更换一个阻值更小的定值电阻
（1）闭合开关，滑片 P 移至 A 端，电压表示数为 U1。（2）再将滑片 P 移至 B 端，电压表示数为 U2。（3）Rx ＝_________( 用 U1、U2、R0 表示)。
角度 2 安阻法测电阻
（1）开关闭合前，滑动变阻器 R 的滑片 P 应该移到______　　　(选填“A”“或“B”)端。
（2）连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P，某次电流表 A2 的示数如图乙所示，A2 示数为______A。（3）若测得电流表 A1 的示数为 I1，电流表 A2 的示数为 I2，则电阻 Rx ＝_____________(用题中字母表示)。
（4）多次移动滑动变阻器的滑片 P，记录每次实验中电流表 A1、A2 的示数，得到了如图丙所示的 I1 －I2 图像。若 R0 ＝ 20 Ω，由图像求得被测电阻的阻值 Rx ＝______Ω.
①闭合开关 S、S2，移动滑动变阻器滑片 P，使电流表示数为 I1，此时小灯泡正常发光；②保持滑片 P 的位置不变，断开 S2，闭合 S1，电流表示数为 I2，则小灯泡正常发光时的电阻 R ＝________ (用 R0、I1、I2 表示)。
（2）如果没有电压表，电源电压未知，可以用最大阻值为 RP 的滑动变阻器和如图所示电路来测量电阻 Rx 的阻值。闭合开关后，滑动变阻器滑片 P 在最左端时，电流表示数为 I3，滑动变阻器滑片 P 在最右端时，电流表示数为 I4，则电阻 Rx ＝________(用 RP 、I3、I4 表示)。
角度 3　等效替代法测电阻
（1）先断开 S、S1，将电阻箱 R 阻值调至最大。
（2）将 S 拨向触点 1，闭合 S1，调节______(选填“R”或“R0”)。使电流表指针偏转到适当位置，标记电流表指针的位置。（3）然后将 S 拨向触点 2，调节______(选填“R”或“R0”)，使电流表指针指在________，记下电阻箱 R 的阻值。（4）多次重复上述过程，计算电阻箱 R 示数的________，此即为被测电阻 Rx 的阻值。
（1）请补充主要实验步骤:①按图连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大端；②闭合 S1，______________________________________________，记录电压表的示数 U。③闭合 S1，____________________________________________________，使电压表的示数仍为 U；④记录电阻箱的阻值 R0。
（2）待测电阻的阻值 Rx ＝______。(用测量量表示)
S2 与触点 2 接触，调节滑动变阻器滑片
保持滑动变阻器滑片不动，使 S2 与触点
串、并联电路的比值计算
角度 1 开关类动态电路分析
A. 电压表示数不变B. 电流表示数变小C. 电压表和电流表示数的比值不变D. 电压表和电流表示数的乘积变小
A. 电流表示数变小，小灯泡正常发光B. 电压表示数不变，小灯泡发光暗淡C. 电流表示数变小，电压表示数变小D. 电压表示数不变，电流表示数变大
角度 2 滑动变阻器类动态电路分析
A. 电流表 A 的示数变小B. 电压表 V2 的示数变大C. ΔU1 与 ΔI 的比值等于 R2 的阻值D. ΔU2 与 ΔI 的比值等于 R3 的阻值
A. 电压表 V 与电流表 A1 示数的比值变大B. 电流表 A2 与电流表 A1 示数的差值变大C. 电流表 A2 示数变小，电压表 V 示数变大D. 电压表 V 与电流表 A2 示数的比值变小
角度 3 实际应用类动态电路分析
A. 电流表示数增大，电压表示数增大B. 电流表示数增大，电压表示数减小C. 电流表示数减小，电压表示数增大D. 电流表、电压表示数均不变
A. 图线 a 是电流表 A 的示数随电压表 V1 的示数变化的关系图像B. 当电压表 V1、V2 的示数相等时，滑片在滑动变阻器的中点位置C. 电源电压是 6 VD. 定值电阻 R2 阻值是 10 Ω
动态电路电压、电流可能值的估算
A. 1 VB. 2 VC. 3 VD. 4 V
A.一定小于 0.6 AB.一定大于 2.4 AC.一定大于 0.6 A，但小于 1.2 AD.一定大于 1.2 A，但小于 2.4 A
A. 15 ΩB. 20 ΩC. 30 ΩD. 40 Ω
1. 如图是“伏安法测电阻” 的实验电路图。关于该实验， 下列说法错误的是 ( )
A. 实验原理是B. 滑动变阻器的作用是保护电路、改变 待测电阻两端电压和通过它的电流C. 该电路还可以探究电流与电压的关系D. 若将定值电阻 R 换成小灯泡，也可以 多次测量取平均值来减小误差
2. 现有两个电阻 R1、R2，且 R1 > R2，则将如图部分电路 分别接到同一电源上，电流表示数最大的是 (　　)
3.[巴中中考]如图所示电路中，电源电压保持不变，已知 R1 ∶ R2 ＝ 2 ∶ 1，则下列说法正确的是 (　　)
A.通过 R1、R2 的电流之比为 2 ∶ 1B.电流表 A1、A2 的示数之比为 2 ∶ 1C.电阻 R1、R2 两端的电压之比为 2 ∶ 1D.电流表 A1、A2 的示数之比为 3 ∶ 2
4. 果农经常用甜敏电阻检测荔枝的含糖量，其阻值会随含糖 量的升高而增大。如图，电源电压不变，闭合开关 S 后， 将甜敏电阻 R 附着在荔枝上，当荔枝含糖量升高时 ( )
A.电流表和电压表的示数都增大B.电流表示数增大，电压表示数减小C.电流表示数减小，电压表示数增大D.电流表和电压表的示数都减小
5. 如图是水果店使用的电子秤工作原理简化图，滑片 P 可在 R 上滑动，不放水果时，P 处于 R 的最上端。当所称水果 的质量增大时，由电表改装成的显示器示数也增大。 下列说法正确的是 ( )
A. 显示器是由电压表改装而成B. 接线柱“1”应与“2”连接C. 水果质量越大，接入电路的总电阻将越小D. 电阻 R0 没有作用，可去掉
6. [内江中考]如图甲所示的电路中，电源电压恒定，R1、R2 是定值电阻，R3 是滑动变阻器。闭合开关 S，将滑动变阻器的滑片 P 由 a 端移到 b 端，两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示，则______(选填“AB”或“BC”) 段是电压表 V2 示数变化的图像，电源电压为______V。
7. 小明用图甲所示电路测量标有“0.3 A”的小灯泡正常发光时的电阻。
（1）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，而电流表有示数。经检查，导线连接完好，则可能是小灯泡______(选填“断路”或“短路”)。
（2）排除故障后继续实验，当电流表示数为 0.3 A 时，电压表示数如图乙，此次测得小灯泡的电阻为______Ω。
（3）小芳利用图丙所示电路也完成了实验。方案如下： (电源电压不变，R1 的最大阻值为 Rm，R2 的最大阻值未知)
①只闭合开关______，移动 R1 滑片，使电流表的示数为 0.3 A；
②只闭合开关______，保持 R1 滑片位置不动，移动 R2 滑片，使电流表的示数为 0.3 A；
③保持滑动变阻器________(选填“R1”或“R2”) 滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为 I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为 I2；④小灯泡正常发光时的电阻 R ＝_________。(用 I1、I2、Rm 表示)
8. 跨学科·工程实践[广东中考]阅读短文，回答问题。
登月服 2025 年2 月，我国望宇登月服进入初样研制阶段。望宇登月服主体由多层结构组成，包括内衣舒适层、保暖层、通风服和水冷服、气密限制层、隔热层和外保护层等。
某科技小组为检测模拟登月服的气密性，设计了气压检测装置，其电路如图甲，R0 的阻值为 30 Ω，恒流电源输出电流恒为 1 A。当气压 p ≤ 1.25×103 Pa 时，压敏电阻 Rg 的阻值随气压 p 的变化关系如图乙(为方便计算，图像已作近似处理)。
测试时，如图丙，将充满空气的模拟登月服 M 和检测装置放入空腔 N 中，将 N 抽成真空后密封( 不计此过程中 M 漏气)。启动检测装置，开始计时，此时 M 内的气压为 1×105 Pa。 已知 M 漏气速度越来越慢，经过 8 h，若 M 漏出空气的质量小于充气质量的 10％ ，则 M 的气密性达标，M、N 内的气压与各自内部空气的密度成正比，且比例系数相同，容积 VM ∶ VN ＝ 1 ∶ 5。不计检测装置的体积、M 的厚度以及 M 和 N 容积的变化。
（1）通风服和水冷服可利用水吸收登月服内的热量，是利用了水的比热容______的特点。（2）M 漏气过程中，电流表示数变_______。（3）开始计时后，经过 4 h 电流表示数为 0.6 A，此时 N 内的气压为_______Pa，M 漏出空气的质量为充气质量的_______％ 。请判断 M 的气密性是否达标并说明理由：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
达标，理由是前 4 h 漏气质量占充气质量的 3.5％ ，由于漏气速度越来越慢，可推测经过 8 h 漏出空气质量与充气质量之比小于 7％ ，即小于 10％ ，故 M 的气密性达标