【初中物理】欧姆定律的应用+课件+沪粤版（2024）物理九年级全册

第十四章

探究欧姆定律14.3

欧姆定律的应用第一课时

伏安法测电阻重点实验

用电流表和电压表测量电阻基础过关全练1.(2023安徽霍邱二模)如图所示,甲、乙分别是两同学用伏

安法测量电阻R时所设计的电路。则

(

)A.甲图设计更加简洁、合理B.乙图设计较复杂、不合理C.甲、乙两图设计均合理D.乙图滑动变阻器起着保护电路和改变电流、电压的作用D解析图甲直接利用电压表测量电阻两端的电压,电流表测

量通过电阻的电流,由欧姆定律可以求出电阻值;图乙的电路

中串联一个滑动变阻器,滑动变阻器既可以保护电路,又可以

改变电阻两端的电压,进行多次测量求平均值,减小误差;所

以,图乙设计更合理,滑动变阻器起着保护电路和改变电流、

电压的作用。2.(跨学科·数学)(2024广东深圳华富中学期中)在“伏安法测

电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为

测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U-I图像,如图甲、

乙所示。对于图像的分析,以下说法错误的是

(

)CA.由图甲可知,定值电阻的阻值为1ΩB.由图甲可知,电阻不随其两端的电压或导体中的电流的改

变而改变C.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻D.由图乙及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加

而增大解析根据图甲可知,电压与电流成正比,因此测量对象为定

值电阻,电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压或导

体中的电流的改变而改变。根据图甲可知,当电阻两端电压

为3V时,通过的电流为3A,由I=

可知,定值电阻R=

=

=1Ω,A、B正确;测定小灯泡的电阻时,由于小灯泡的电阻不

是定值,不能通过多次测量求平均值减小误差,C错误;由图乙

可知,当小灯泡两端电压增大时,小灯泡的阻值也随之增大,

且通过实验现象可知小灯泡的温度也随之升高,由此推理得:

小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,D正确。3.(新独家原创)如图甲所示为用伏安法测电阻的电路图,电

路中电流约为0.4A,待测电阻两端的电压约为2V。

(1)如图乙,用笔画线代替导线,将实物图按照电路图连接。开关在闭合前,图中的滑动变阻器的滑片应位于变阻器的

(选填“a”或“b”)端。(2)电压表应选

的量程,电流表应选

的量程。(3)小明同学闭合开关,调节变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的示数如图丙、丁所示,则电压表的读数是

V,电流表的读数是

A。(4)某次实验过程中发现闭合开关后电流表指针向左偏转,其原因是

。b0~3V0~0.6A1.80.24电流表正负接线柱接反了(5)重新连接后,某同学在实验中发现:闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表无示数,而电压表的示数始终为6V,则电路发生故障的原因可能是

。(6)小明同学完成一次实验后,为确保测量结果的准确性,接下来的操作是

;A.换用阻值不同的定值电阻再进行多次测量B.调节滑动变阻器的滑片P到不同位置进行多次测量(7)完成上述实验后,小川同学把被测电阻更换为小灯泡,根据多次测量的数据描绘出的U-I图像并不是一条直线,通过分析发现,灯丝的电阻会随

的变化而变化。Rx断路B温度答案

(1)如图所示

解析

(1)(2)因为电路中电流约为0.4A,待测电阻两端的电

压约为2V,所以电压表选小量程0~3V,电流表选用小量程0~

0.6A;电流从两表正接线柱流入、从负接线柱流出;滑动变

阻器“一上一下”地接入电路;为了保护电路,闭合开关前滑

片应置于阻值最大处b端;(3)由(2)知电压表使用的0~3V的量

程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,电压为1.8V;

电流表使用的0~0.6A的量程,每一个大格代表0.2A,每一个

小格代表0.02A,电流为0.24A;(4)闭合开关后,电流表指针向左偏转,说明电流表正负接线柱接反了;(5)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表无示数,而电压表的示数始终为6V,说

明电压表接到了电源的两端,则电路中发生故障的原因可能

是:Rx断路;(6)为确保测量结果的准确性,接下来应调节滑动

变阻器的滑片P到不同位置进行多次测量,计算平均值,减小

误差,故选B;(7)把被测电阻更换为小灯泡,根据多次测量的数

据描绘出的U-I图像并不是一条直线,通过分析发现,灯丝的

电阻会随温度的变化而变化。能力提升全练4.(2023河北承德八校联考期中,23,★☆☆)用图甲电路测量

小灯泡发光时的电阻,电压表应该接在

(选填“1”

或“2”)处。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表

示数为2.7V时,电流表的示数如图乙,则此时通过灯泡的电

流是

A,灯泡的电阻是

Ω。10.39解析在测量小灯泡发光时的电阻的实验中,电压表应并联

在灯泡两端,即电压表应接在1处;由图乙可知,电流表所选量

程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.3A;已知此时灯泡

两端的电压为2.7V,由欧姆定律可知,灯泡的电阻为R=

=

=9Ω。5.(2023山西中考,33,★★☆)小伟在“测量定值电阻的阻

值”的实验中(电源电压U保持不变,滑动变阻器的最大阻值

为R0)。

(1)如图甲所示是他连接的实验电路,其中有一根导线连接错

误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画

出正确的导线。(2)电路连接正确后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则被测电阻的阻值是

Ω。(3)完成测电阻实验后,小伟想,假如没有电流表,应该也能测出电阻的阻值,于是他设计了如图丙所示的电路,请你帮助他5将实验步骤补充完整。①

;②未知电阻阻值的表达式Rx=

(用已知量和所测

物理量的符号表示)。(4)利用图甲中的器材还可以探究“电流与电压的关系”,请你帮小伟为此探究实验设计一个记录实验数据的表格。将滑片置于阻值最大处,闭合开关,读出此时电压表示数R0答案

(1)如图所(4)见解析解析

(1)原电路图中,定值电阻与电流表并联,电压表串联

在电路中,都是错误的,在“测量定值电阻的阻值”的实验

中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表应并联在定

值电阻两端;(2)电路连接正确后,闭合开关,移动滑片,当电压

表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量

程,分度值为0.02A,其示数为0.5A,则被测电阻的阻值为:Rx=

=

=5Ω;(3)实验步骤:①将滑片置于阻值最大处,闭合开关,读出此时电压表示数Ux;②在步骤①中,Rx与滑动变阻器串联,电压表测Rx两端电压,根据串联电路电压规律,滑动变阻

器两端电压为U0=U-Ux,由串联分压规律可知

=

,即

=

,解得Rx=

R0;(4)在探究“电流与电压的关系”的实验中,需控制电阻阻值一定,测量电阻两端的电压和

通过电阻的电流,实验数据记录表格如表所示:实验次数电压U/V电流I/A1

2

3

第十四章

探究欧姆定律14.3

欧姆定律的应用第二课时

欧姆定律在串、并联电路中的应用知识点1

短路及其危害基础过关全练1.(跨学科·物理学与日常生活)(2022江苏宝应期中)如图,小明同学将一张细条状铝箔纸的两端分别压在干电池的正、负极,发现铝箔纸发热并燃烧。关于该实验的分析正确的是

(

)A.实验时一个干电池的正极与另一个干电池的正极相连B.该实验能说明短路带来的危害C.用普通纸代替铝箔纸也能燃烧D.实验中铝箔纸不能导电B解析实验时,干电池需串联使用,即一个干电池的正极与另

一个干电池的负极相连,A错误;实验中铝箔纸是导体,可以导

电,用它把电源正、负极连接,电源发生了短路,造成电流过

大,产生过多的热量,铝箔纸发热并燃烧能说明短路带来的危

害,B正确,D错误;普通纸是绝缘体,所以此实验用普通纸代替

铝箔纸不能燃烧,C错误。2.将一根电阻是100Ω的电炉丝接在220V的电压上,通过它

的电流是多少?如果不小心将电炉丝短路,接触位置的电阻

约为1Ω,此时电路中通过的电流又是多少?由此可知,短路会

产生什么危害?解析通过电炉丝的电流I1=

=

=2.2A;短路时,电路中的电流I2=

=

=220A;根据上述计算结果可知,短路时,电路中电流过大,容易烧坏导线外层绝缘皮,甚至引起火灾。知识点2

欧姆定律在串、并联电路中的应用3.(跨学科·数学)(2024广东江门新会期中)两电阻R1=6Ω,R2=9Ω,当它们串联接在电源电压为3V的电路中时,通过它们的电流I=

A,加在R1、R2两端的电压之比U1∶U2=

;

当R1、R2并联接在原电路中时,通过R1、R2的电流之比I1∶I2=

。0.22∶33∶2解析由题知,两电阻R1=6Ω,R2=9Ω,当它们串联接在电源电

压为3V的电路中时,总电阻R总=R1+R2=6Ω+9Ω=15Ω,所以通

过它们的电流I=

=

=0.2A;由串联分压规律可知

=

=

=

;由并联分流规律可知

=

=

=

。4.(2024广东惠州惠阳期中)分别标有“10Ω

10V”和“20Ω

12V”的定值电阻,把它们串联起来使用时,允许通过的最大电流为

A,这时电路两端允许加的最大电压为

V,把它们并联时干路允许通过的最大电流是

A。0.6181.5解析根据I=

可得定值电阻允许通过的最大电流分别为I=

=

=1A,I2=

=

=0.6A;因串联电路中电流处处相等,且1A>0.6A,所以,若两电阻串联起来,为保证电阻元件的

安全,允许通过的最大电流为0.6A;电路的总电阻:R总=R1+R2=

10Ω+20Ω=30Ω,电路两端允许加的最大电压:U总=IR总=0.6A×30Ω=18V;因并联电路中各支路两端的电压相等,且12V>10V,所以将它们并联时,为保证电阻元件的安全,并联电路两端的最大电压只可取10V,此时通过R1的电流:I1=1A,通过R2的电流:I2'=

=

=0.5A,根据并联电路电流规律可得,干路允许通过的最大电流:I总=I1+I2'=1A+0.5A=1.5A。5.(2024广东东莞期中)如图甲所示的电路,当开关S从2转到1

时,根据电流表和电压表对应的示数,在U-I坐标图中描绘了

相对应的坐标点,如图乙,则电源电压是

V,电阻R1的

阻值是

Ω,电阻R2的阻值是

Ω。61020解析由图甲可知,当开关S接1时,该电路为只含有R1的简单

电路,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,即电源

电压,此时电路的总电阻最小,由I=

可知电路中的电流最大;由图乙可知最大电流为I大=0.6A,对应的电压表示数为6V,即电源电压为U=6V;电阻R1的阻值R1=

=

=10Ω;由图甲可知,当开关S接2时,该电路为R1和R2的串联电路,电压表

测R1两端的电压,此时电路的总电阻最大,由I=

可知电路中的电流最小;由图乙可知最小电流为I小=0.2A,对应的电压表示数为2V,即R1两端的电压U1=2V,由串联电路的电压特点

可知R2两端的电压为:U2=U-U1=6V-2V=4V,则R2的阻值为:R2=

=

=20Ω。能力提升全练6.(跨学科·数学)(2023山西中考,20,★★☆)小伟给学校劳动

实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如

图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿

敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列

分析正确的是

(

)DA.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大B.空气湿度越大,电压表示数越小C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6VD.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%解析由图乙知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,A错

误;定值电阻R0和湿敏电阻R串联,电压表测定值电阻R0两端

的电压;空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,根据串联分压

规律知,湿敏电阻R两端的电压减小,定值电阻R0两端的电压

增大,即电压表示数增大,B错误;由图乙知,当空气湿度为40%

时,湿敏电阻R的阻值为30Ω,根据串联分压规律得

=

=

=

……①,U湿+U0=6V……②,由①②解得U湿=3.6V,U0=2.4V,电压表的示数为2.4V,C错误;根据欧姆定律得,R总=

=

=40Ω,根据串联电路电阻的特点,则R湿'=R总-R0=40Ω-20Ω=20Ω,由图乙知,对应的湿度为50%,D正确。7.(新课标·模型建构)(2023安徽中考,10,★☆☆)如图所示的

电路中,电阻R0=12Ω。闭合开关S1,将单刀双掷开关S2掷于a

端,电压表示数为2.5V;将S2切换到b端,电压表示数为1.5V,

则电阻Rx的阻值为

Ω。8解析已知电阻R0与Rx串联,闭合开关S1,将单刀双掷开关S2

掷于a端时,电压表测量总电压,将S2切换到b端时,电压表测量

电阻R0两端的电压。由串联电路电流处处相等和串联电路

中各用电器两端电压之和等于电源电压可得:

=

,即

=

,解得Rx=8Ω。8.(2024广西南宁西乡塘期中,21,★★☆)如图所示的电路中,

已知电阻R1=20Ω,R2=30Ω,如果甲、乙两表均为电压表,当开

关S闭合时,R1与R2的连接方式是

(选填“串联”或

“并联”);如果甲、乙两表均为电流表,当开关S断开时,两

表的示数之比I甲∶I乙=

。串联5∶3解析电压表的电阻很大,在电路中相当于断路,当甲、乙两

表为电压表时,简化电路图可知,两电阻串联。若甲、乙两表

均为电流表,当开关S断开时,两电阻并联,甲电流表测干路电

流,乙电流表测R1支路的电流。因为并联电路中各电阻分得

的电流与电阻成反比,则R1与R2分得电流之比为

=

=

=

,即I2=

I1。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以甲、乙两电流表的示数之比为

=

=

=

=5∶3。9.(新素材·现代科技)(2024广西贵港港南期中,31,★★★)用

过氧乙酸对教室内空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度,设计了如图甲所示的检测仪。已知电源电压为6V,定值电阻R0标有“2.5Ω

0.4A”字样,电压表的量程为0~3V,电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度,过氧乙酸气体传感器R的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示。请通过计算说明:(1)按要求,ρ>0.1g/m3才能达到消毒要求。当电压表的示数

为0.75V时,教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求,

并说明原因;(2)该检测仪处在所能测量的最大值状态下工作时,过氧乙酸

气体传感器R的阻值;(3)若检测仪所能测量的最大值调整为0.45g/m3,此时电压表

指针刚好偏转到最大刻度,则需重新选用哪种规格的定值电

阻。解析由图甲可知,定值电阻R0与过氧乙酸气体传感器R串

联接入电路,电压表测量定值电阻R0两端的电压;由图乙可知,

过氧乙酸气体浓度越大,过氧乙酸气体传感器R的阻值越小,

根据串联电路电阻规律可知,电路中的总电阻变小,根据欧姆

定律可知,电路中的电流变大,根据U=IR可知,定值电阻R0两

端的电压变大,电压表示数变大;(1)当电压表的示数为U0=0.75V时,通过电阻R0的电流I0=

=

=0.3A,根据串联电路电流规律可知,电路中的电流I=I0=0.3A,电路中的总电阻R总=

=

=20Ω。传感器的阻值R=R总-R0=20Ω-2.5Ω=17.5Ω。查图乙知,此时过氧乙酸气体浓度大于0.1g/m3,故教室内过

氧乙酸气体的浓度达到了消毒要求;(2)检测仪处在所能测量的最大值状态下工作时,R最小,电路

中电流最大,R0允许通过的最大电流Imax=0.4A,R0两端的电压

U0'=ImaxR0=0.4A×2.5Ω=1