初中物理教科版九年级上册第五章 欧姆定律1 欧姆定律课时训练

第五章欧姆定律单元总结

知识要点一：探究电流与电压、电阻的关系实验

1、实验方法：影响电流大小的因素有电压、电阻，因此实验采用控制变量法。

（1）在探究电流大小与电压关系时，控制电阻一定，通过移动滑片，改变通过电阻的电流大小，从而改变电阻两端的电压，通过数据寻找电流与电压的关系；

（2）应保持电压不变，改变电阻，通过移动滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变，测量通过不同电阻的电流。

2、在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中，滑动变阻器的主要作用不同：

（1）在探究电流大小与电压关系的实验中，滑动变阻器的作用是：改变导体两端的电压，从而改变电路中的电流；

（2）在“探究电流与电阻的关系”的实验中，滑动变阻器的主要作用是：控制定制电阻两端的电压相等。

3、得出结论时，我们不可以说“电压与电流成正比”，也不可以说“电阻与电流成反比”，因为这里有个因果关系。

4、实验中的定值电阻不能用小灯泡代替，原因是灯丝电阻随温度的变化而变化，而本实验要求用的是定值电阻。

例1. （2020·齐齐哈尔）在“探究电流与电阻的关系”实验中，老师提供了两节新干电池、电流表、电压表、开关、两个滑动变阻器（规格为“10Ω 1A”和“20Ω 0.5A”），阻值为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，一个标记模糊、阻值未知的定值电阻，以及导线若干。

（1）请根据图甲，用笔画线代替导线将实物图（图乙）连接完整。（要求导线不交叉；当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大）

（2）将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因可能是定值电阻　   　（选填“断路”或“短路”）。

（3）排除故障后，更换不同电阻进行实验，测得数据填入下面表格，第一次实验时，电流表的示数如图丙所示，为　  A。当取下10Ω的定值电阻，换接上20Ω的定值电阻时，为控制定值电阻两端电压为　  V不变，应将滑动变阻器的滑片向　   　（选填“左”或“右”）移动。

（4）由表中数据可知，导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成　   　（选填“正比”或“反比”）。

（5）根据表格数据判断，实验中选用的滑动变阻器可能是　   　（选填“A”或“B”），

A．“10Ω 1A” B．“20Ω 0.5A”

【答案】（1）见解析 （2）断路 （3）0.2 2 右 （4）反比 （5）B

【解析】（1）当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如图所示：

（2）将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关后电流表无示数，电路可能断路，发现电压表有示数且接近电源电压，电压表与电源连通，故其原因可能是定值电阻断路；

（3）排除故障后，更换不同电阻进行实验，测得数据填入下面表格，第一次实验时，电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，由欧姆定律，电阻的电压为：U＝IR＝0.2A×10Ω＝2V；根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V；

（4）由表中数据可知，电阻增大为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，即导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；

（5）根据表格最后一组数据，由欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路的电阻：，实验中选用的滑动变阻器可能是B。

（2020·泰州）在“探究电流与电压关系”实验中，小明所用电路如图所示。

(1)请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。要求：开关闭合前无需移动滑片；

(2)闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，小明检查发现仅导线有故障，则故障为________；

A．导线④断路B．导线③断路C．导线②断路D．导线①断路

(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为1V时，读出电流表示数并记录在上表中；继续移动滑片，分别读出电阻两端电压为2V和3V时电流表的示数，并依次记录在表格中。

(4)分析表中数据，可得出的结论是：________；

(5)实验结束，小明整理器材时发现定值电阻很热，他联想到：处理数据时，第三组数据之间的关系与前两组数据之间的关系存在差异，他和同组小华就此展开讨论，认为数据差异可能是由于________造成的。由此反思实验过程：实验时每次读取数据后要________（写具体操作），再记录数据，减小此因素对测量结果的影响。

【答案】 (1)见解析   (2)B  (3)见详解  (4)温度变化导致R变大   (5)断开开关

【解析】 (1)由题意可知，开关闭合前无需移动滑片，即闭合开关前，滑动变阻器需要移动到阻值最大处，如图：

；

(2)若导线④断路，则电流表没有示数，A错误；若导线③断路则，则电流表有示数，电压表无示数，B正确；若导线①②断路，则电流表没有示数，C、D不符合题意。故选B。

(4)分析表中数据可知，当电阻的阻值一定时，电流随着电压的增大而增大，即电流与电压成正比。

(5)由欧姆定律可知，第三组数据测量出电阻的阻值是，第二组数据测量出电阻的阻值是，由于电阻受温度的影响，所以数据差异可能是由于温度变化导致R变大造成的。每次读取数据后要及时断开开关，避免长时间通电导致电阻温度过高，从而对实验结果造成影响。

在“探究电流与电阻的关系”的实验中，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻时，为保持电压表示数不变，应将滑动变阻器阻值调大，即“换大调大”；反之用5Ω的电阻替换10Ω的电阻时，为保持电压表示数不变，应将滑动变阻器阻值调小，即“换小调小”。

知识要点二：欧姆定律的计算

1、欧姆定律的内容：导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。数学表达式：。

2、对欧姆定律中各个物理量的理解：

①统一性：公式中I、U、R 的单位全部统一用国际单位，分别为A、V、Ω。

②同一性：公式中I、U、R三个量是针对同一导体而言的，不同导体需加脚标加以区分。

③同时性：公式中I、U、R三个量是针对同一时刻而言的，符号要用不带撇和带撇进行区别。

3、在计算中按以下思维过程进行：

①分析电路结构——电路是串联电路还是并联电路；

②分析电流表测量对象——电压表测谁的电压，电流表测通过谁的电流；

③针对每个时刻（或状态）进行分析，得出一些信息，列出一些等式，列等式的方法：

不同电阻的U、I、R，串联时用通常用U=U1+U2，I=I1=I2，R=R1+R2作为纽带联系起来；并联时用通常用U=U1=U2，I=I1+I2，作为纽联系起来。

不同时刻的I、U，无论是串联还是并联，通常根据一些不变量联系起来，如电压不变、电阻不变，这样就能解决所有问题。

例2.（2020·娄底）如图所示的电路中，电源电压为13.5V，调节滑动变阻器滑片P从最右端b移动到最左端a，电流表示数由0.18A变为0.54A，则定值电阻R0＝　   　Ω，滑片位于b点时电压表示数为　   　V。

【答案】25；9

【解析】由电路图可知，电阻R0与滑动变阻器R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。

（1））滑动变阻器滑片P在最左端a时，只有R0连入电路，由可得：R0的阻值：；

（2）滑动变阻器滑片P在最右端b时，电阻R0与滑动变阻器R的全部电阻串联，由可得，R0两端的电压：U0＝IbR0＝0.18A×25Ω＝4.5V，因串联电路中的总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压（即电压表示数）：U滑＝U﹣U0＝13.5V﹣4.5V＝9V。

（2020·齐齐哈尔）如图所示的电路中，电源电压恒定不变，已知R1＝3R2．当S1闭合，S2断开时，电压表示数为3V，电流表示数为0.4A，电阻R1为　   　Ω；当S1断开，S2闭合时，电流表示数为　   　A。

【答案】30；0.3

【解析】由图可知，当S1闭合、S2断开时，两电阻并联，电流表测干路电流，电压表测电源电压，根据欧姆定律和并联电路的电流特点可知：，解得：R1＝30Ω，R2＝10Ω；

当S1断开、S2闭合时，两电阻仍并联，电流表测R2电流，电压表仍测电源电压，电流表示数为：。

充分理解同时性和同一性是做好欧姆定律计算的关键。在解题过程中充分利用不变量（如电源电压、电阻阻值）在计算中不同时刻的不变关系；同意时刻，充分利用串并联电路电压、电流特点对不同导体的连接作用。