科学探究：欧姆定律 【知识精讲+能力提升】 九年级物理上学期备课精研（沪科版）

沪科版

九年级全册物理

第十五章

探究电路

15.2科学探究：欧姆定律

在电学中，我们已经学过三个物理量，及电流、电压、电阻，请问：（1）电压的作用是什么？（2）什么是电阻？既然电压使电路中形成电流，电阻对电流有阻碍作用，那么电路中电流的大小与电压、电阻之间是否存在某种关系呢？

使电路中形成电流导体对电流的阻碍作用复习引入：思考（3）观察实验，发现问题怎样使小灯泡变暗，你有几种方法？你的依据是什么？有什么发现？A、减少一节电池依据：电压使电路中形成电流发现：电阻一定，电压越小，灯泡越暗，电流越小B、电路中接入一个电阻依据：电阻对电流有阻碍作用发现：电压一定，电路中电阻越大，灯泡越暗，电流越小那么电路中电流的大小与电压、电阻之间是否存在某种定量关系呢？若电阻一定，电流与电压存在什么关系？

依据是什么？若电压一定，电流与电阻存在什么关系？依据是什么？

猜想1

猜想2下面通过实验探究这两个猜想是否正确。若电阻一定，可能电压越大，电流越大；因为电压是形成电流的原因。若电压一定，可能电阻越大，电流越小；因为电阻对电流有阻碍作用。一、探究电流与电压的关系测电阻两端的电压，选择什么器材？①设计实验如何改变定值电阻两端的电压？测通过电阻的电流，选择什么器材？实验中控制不变的物理量是什么？定值电阻滑动变阻器电流表电压表如何改变定值电阻两端的电压？方案一：改变电池节数1.5V3V4.5VAVRS方案二：用滑动变阻器AVRR'SP你感觉哪个方案更便于操作？方案二：用滑动变阻器Ⅰ.实验器材电源、定值电阻、滑动变阻器、电键、电流表、电压表、导线等。Ⅱ.实验电路图与实物连接图AVRR'S

连接电路时，开关应处于断开状态；闭合开关前，使滑动变阻器接入电路阻值最大；

电流表与电压表通过“试触”选择合适的量程。Ⅲ.实验注意事项：AVRR'S

②进行实验

Ⅰ.按电路图连接电路。

Ⅱ.保持电阻R=10Ω不变，调节滑动变阻器使电阻两端的电压分别为1V、2V、3V、4V、5V、6V，读出此时相应的电流值，把数据填入表格中。

Ⅲ.把定值电阻换为R=5Ω，调节滑动变阻器使电阻两端的电压分别为为1V、2V、3V、4V、5V、6V，读出此时相应的电流值，把数据填入表格中。电阻R5Ω电压U/V1.02.03.04.05.06.0电流I/A1.21.00.80.60.40.2电阻R10Ω电压U/V1.02.03.04.05.06.0电流I/A0.10.20.30.40.50.6③分析与论证结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比I/AU/V04.06.00.10.30.50.60.40.22.0····3.05.01.0···绘制电压U-电流I图象④采用图象法分析电阻R10Ω电压U/V1.02.03.04.05.06.0电流I/A0.10.20.30.40.50.6结论：通过同一导体的电流I与两端的电压U之间的关系，在U-I坐标系中是一条通过原点的倾斜直线。采用图象法分析结论：通过同一导体的电流I与两端的电压U之间的关系，在U-I坐标系中是一条通过原点的倾斜直线。在同一坐标系中，两个导体的U-I图象归纳结论注意两种错误的语言描述：①“通过导体的电流与导体两端的电压成正比”

——漏掉了结论的前提条件（同一导体）。②“电阻一定时，导体两端的电压与导体中的电流成正比”——弄错了结论的因果关系（电压是原因，电流是结果；电压与电流无关）。在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。测电阻两端的电压，选择什么器材？①设计实验变化的物理量是什么？测通过电阻的电流，选择什么器材？实验中控制不变的物理量是什么？电压定值电阻电流表电压表滑动变阻器怎样控制定值电阻两端的电压不变？二、探究电流与电阻的关系Ⅰ.实验器材电源、定值电阻多个（5Ω、10Ω、20Ω、50Ω等）、滑动变阻器、电键、电流表、电压表、导线等。Ⅱ.实验电路图与实物连接图AVRR'S

连接电路时，开关应处于断开状态。闭合开关前，使滑动变阻器接入电路阻值最大。

电流表与电压表通过试触选择合适的量程。Ⅲ.实验注意事项：AVRR'S电压U/V2电阻R/Ω5102050电流I/A

②进行实验Ⅰ.按电路图连接电路。

Ⅱ.分别将5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻连入电路中，调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变（如U＝2V），分别读出电流表的示数，记录在下面的表格中。Ⅲ.把数据填入表格中。0.040.10.20.4当导体的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。绘制I-R图象③采用图象法分析结论：在电压不变时，电流随电阻变化曲线是反比例曲线，即电流与电阻是成反比的。在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。1.欧姆定律的内容：2.欧姆定律的数学表达式：

电压电阻电流I=UR欧姆（1787-1854）德国物理学家三、欧姆定律3.公式中使用国际单位（单位要统一）电压U的单位：V电阻R的单位：Ω

电流I的单位：A注意：欧姆定律反映同一时刻、同一段电路中I、U、R之间的关系。4.变形公式URI=IRU=R=IU用公式进行计算的一般步骤：（1）读题、审题（注意已知量的内容）；（2）根据题意画出电路图；（3）在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号；（4）选用物理公式进行计算（书写格式要完整，规范）。

例1

一辆汽车的车灯，灯丝电阻为30Ω，接在12V的电源两端，求通过这盏电灯的电流。已知：U=12V，R=30Ω，求：I。典例分析

例2

在如图所示的电路中，调节滑动变阻器R'，使灯泡正常发光，用电流表测得通过它的电流值是0.6A。已知该灯泡正常发光时的电阻是20Ω，求灯泡两端的电压。UL=ILRL

=0.6A×20Ω=12VRL=20ΩI=0.6A解：IL=I=0.6AAR'L根据变形公式U=IR得

例3

某同学用一只电流表和灯泡串联，测得它正常发光时的电流是0.18A，再用电压表测得灯泡两端的电压是220V，试计算灯丝正常发光时的电阻值。解：R=

=

≈

1222ΩUI220V0.18A

例4

加在某一电阻器两端的电压为5V时，通过它的电流是0.5A，则该电阻器的电阻应是多大？如果两端的电压增加到20V，此时这个电阻器的电阻值是多大？通过它的电流是多大？U2=20VR=？I2=？I1=0.5ARU1=5V解：I2=

=

=

2AU2R20V10ΩR=

=

=

10ΩUI5V0.5A因为电阻是导体本身的一种性质，因此电阻的大小与电压、电流的大小均无关系，所以“电阻与电压成正比，与电流成反比”这种说法是错误的。交流讨论1.图是“探究通过导体的电流与电压的关系”实验电路，关于这个实验的表述正确的是（）A．表a是电压表，表b是电流表

B．使用滑动变阻器的目的是减小实验数据的误差

C．经过实验可以得出结论：电压与电流成正比

D．更换不同阻值的电阻重复实验，是为了使实验结论更具普遍性Ｄ课堂练习2.在“探究电流与电压的关系”实验中，用定值电阻进行实验，得出了电流与电压的关系，图中I﹣U图象正确的是（）ＡＢＣＤＢ3.在探究“电流与电阻关系”的实验中，电源电压保持不变，每次实验中大小都发生改变的是（）A．定值电阻两端的电压

B．滑动变阻器两端的电压

C．定值电阻的阻值

D．定值电阻与滑动变阻器两端电压之比Ｃ4.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所示的一个图象。下列结论与图象相符的是（）A．电压一定时，电流随着电阻的增大而减小

B．电阻一定时，电压随着电流的增大而增大

C．电阻一定时，电流随着电压的增大而增大

D．电压一定时，电阻随着电流的增大而减小Ａ5.如图所示为探究“电流与电阻关系”的实验电路图，每次实验必须保持大小不变的是（）A．电压表的示数

B．电流表的示数

C．定值电阻的阻值

D．滑动变阻器的阻值Ａ6.加在某一电阻器两端的电压为5V时，通过它的电流是0.5A，则该电阻器的电阻应是

；如果两端的电压增加到20V，此时这个电阻器的电阻值是

，通过它的电流是

。10ῼ10ῼ2A

7.甲、乙分别接入电压比是2∶1的电路中，已知它们的电阻比是2∶3，则通过它们的电流比是(

)。A．1∶1

B．2∶1

C．4∶3

D．3∶1D8.

在探究电阻两端的电压跟通过电阻的电流的关系时，小东选用了两个定值电阻R1、R2分别做实验，他根据实验数据画出了如图所示的图象，请你根据图象比较电阻R1与R2的大小，R1

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

关于欧姆定律，下列叙述中不正确的是（）。A．在相同电压下，导体的电流和电阻成反比；B．对同一个导体，导体中的电流和电压成正比；C．因为电阻是导体本身的性质，所以电流只与导体两端的电压成正比；D．导体中的电流与导体两端的电压有关，也与导体的电阻有关C10.如图所示,电源电压U=10V,定值电阻R=20Ω,闭合开关S,电压表的示数是6V,通过小灯泡的电流是()A.0.8A B.0.5A C.0.3A D.0.2ADA11.如图所示，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，当滑片P向右移动时，电流表和电压表的示数变化情况是（）。A．电流表示数减小，电压表示数减小；B．电流表示数增大，电压表示数增大；C．电流表示数减小，电压表示数增大；D．电流表示数增大，电压表示数减小12.

小强同学在探究串联电路电压规律的实验中，按右图连接好了电路，闭合开关S后，观察发现灯泡L1亮、L2不亮．调节变阻器滑片，灯泡L1的亮度发生变化，但灯泡L2始终不亮．出现这一现象的原因可能是（）。A．灯泡L2灯丝断了；B．滑动变阻器短路了；C．灯泡L2短路了；D．滑动变阻器接触不良C13.

在图13中，当电键K闭合后，两只小