17.2欧姆定律-2023-2024学年九年级物理全册举一反三（人教版）

17.2欧姆定律（解析版）本节学习目标1.理解欧姆定律的内容、公式及相关的物理量的单位；2.正确理解欧姆定律在导体上的应用；3.会运用欧姆定律进行简单的计算。要点一欧姆定律知识点一：欧姆定律1.内容：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。2.公式表达：要点诠释：（1）三个物理量之间关系：①电流I、电压U、电阻R是对同一段电路或同一电阻而言。②I、U、R必须对应同一时刻。（2）适用范围：①电路中不含电源那段。②适用于电能全部转化为内能的用电器。例如：电灯、电炉等，不适用于电动机。（3）公式变形为的意义：①导体的电阻大小可以用导体两端的电压跟通过导体中的电流的比值来表示，这是测电阻的一种方法。对于同一段导体，U、I的比值是一定的；对于不同的导体，U、I的比值一般不同。U、I的比值只说明了电阻的大小。②导体的电阻不由电压电流决定，它由导体本身的材料、长度、横截面积和温度决定。所以无论电压、电流怎样变化，甚至变为零，导体电阻依然为原来大小，故不能由“”得出“导体的电阻跟导体两端电压成正比，跟通过的电流成反比”结论。③如图是两电阻的伏安曲线，则:R1>R2【例】（2023·绥化）由变形可得，以下理解正确的是（）。A.导体的电阻跟它两端的电压成正比；B.导体的电阻跟通过它的电流成反比；C.当导体两端的电压为0时，导体的电阻为0；D.导体的电阻是导体本身的一种性质，跟导体两端的电压和通过导体的电流无关【答案】D。【解析】A．导体的电阻是导体本身的固有属性，电阻大小和其两端的电压大小无关，故A错误；B．导体的电阻是导体本身的固有属性，电阻大小和通过的电流大小无关，故B错误；CD．无论导体两端的电压为多少，导体的电阻都不变，电阻的大小只与材料、长度、横截面积、温度有关；故C错误，故D正确。故选D。【变式1】（2023·黑龙江）如图所示是电阻R1、R2的电压—电流关系图像，下列说法正确的是（）。A.电阻R1两端电压为4V时，通过R1的电流是0.3A；B.电阻R1、R2串联，当电流为0.2A时，R1、R2两端总电压为3V；C.电阻R1、R2并联到2V电压下，干路中的电流是0.3A；D.电阻R1和R2的阻值之比是1∶2【答案】B。【解析】A．由图可知当电阻R1两端电压为4V时，通过其电流为0.4A，故A错误；B．由图像可知，若电阻R1、R2串联，当电流为0.2A时，R1、R2两端电压分别为2V、1V，根据串联电路电压特点知，R1、R2两端总电压为故B正确；C．由图像可知，电阻R1、R2并联到2V电压下时，通过R1、R2电流分别为0.2A、0.4A，由并联电路中干路中的电流等于各支路电流之和可知，干路中的电流故C错误；D．由图像可知，R1、R2为定值电阻，若电阻R1、R2串联，当电流为0.2A时，R1、R2两端电压分别为2V、1V，根据欧姆定律知，电阻R1和R2的阻值之比是故D错误。故选B。【变式2】（2023·吉林省）在如图所示的电路中，R1的阻值是30Ω，闭合开关S，电流表A1的示数是0.2A，电流表A的示数是0.5A。求:（1）电源电压；（2）电阻R2的阻值。【答案】（1）6V；（2）20Ω。【解析】由电路图知道，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路电流。（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由知道，电源的电压U=I1R1=0.2A×30Ω=6V（2）因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流I2=II1=0.5A0.2A=0.3A则电阻R2的阻值答：（1）电源电压为6V；（2）电阻R2的阻值为20Ω。【变式3】（2023·山西）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，定值电阻的阻值为20Ω，湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确的是（）。A.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3.6V；D.当电路中电流为0.15A时，空气湿度为50%【答案】D。【解析】AB．由图乙可知，空气湿度越大，湿敏电阻越小；由电路图可知，R0与湿敏电阻串联，根据串联电路的分压作用，湿敏电阻的阻值变小，它两端的电压变小，则R0两端的电压变大，即电压表的示数变大。故AB错误；C．当空气湿度为40%时，湿敏电阻为30Ω，电路总电流为电压表的示数为故C错误；D．当电路中电流为0.15A时，电路的总电阻则湿敏电阻的阻值为由图像乙可知空气湿度为50%，故D正确。故选D。要点二应用欧姆定律分析动态电路一、分析电路中各元件之间的关系具体来说，就是要弄清电阻之间是串联还是并联或两者皆有；所给的电流表测量的是干路的电流还是支路电流，电压表测量的是电源电压还是某电阻的电压等。二、掌握电表的特点1.电流表的电阻非常小，在电路中相当于导线，可看作短路。2.电压表的电阻非常大，在电路中相当于断路（开路），即在分析此类问题时可先将电压表放在一边，暂不考虑。3.基本思想明确电路中的变量和不变量，首先确定不变的物理量（如电源的电压、各定值电阻，小灯泡的电阻以及小灯泡的额定电压和额定功率），然后根据相关的规律去分析其它量的变化。4.解题思路总体遵循“先局部再整体再局部”的思路，具体说来：①由某个电阻或开关的变化分析总电阻的变化（局部）；②根据欧姆定律，由总电阻的变化分析总电流的变化（整体）；③由总电流的变化，根据欧姆定律和电路和串、并联规律分析各支路的电压、电流的变化（局部）。对物理量变化引起的动态电路分析，首先必须搞清物理量变化引起的哪个电学量变化，如何变化；这种变化直接反映的是电流或电压的增加还是减小，然后再根据欧姆定律分析所求量的变化。如：电路中的压敏电阻随压力的增大而减小，当压力增大时，接入电路电阻值减小，电路电流会增加，进一步引起其他量的变化。对开关通断引起的动态电路变化，首要任务是分析开关变化后电路连接方式。开关通断组合不同，电路连接方式会不同。特殊情况下也可以画出相应的等效电路，然后再进行分析。【例】（2023·齐齐哈尔）如图所示，电源电压恒定，先只闭合开关，两电表均有示数；再断开，同时闭合和，此过程中（）。A电压表示数变大，电流表示数变小 B.电压表示数变小，电流表示数不变C.电压表示数与电流表示数乘积变大 D.电压表示数与电流表示数比值不变【答案】C。【解析】AB．只闭合开关S1时，两个电阻串联，电压表测量电源电压，电流表测量电路中的电流，电流表的示数断开S1，同时闭合S2和S3，两个电阻并联，电压表测量电源电压，电压表的示数不变，电流表测量通过R1的电流，电流表的示数因为所以电流表的示数变大，故AB不符合题意；C．电压表的示数不变，电流表的示数变大，电压表示数与电流表示数乘积变大，故C符合题意；D．电压表的示数不变，电流表的示数变大，电压表示数与电流表示数比值变小，故D不符合题意。故选C。【变式1】（2023·龙东）如图所示，电源电压和灯泡L电阻不变，闭合开关S后，将滑片P向左移动时（）。A.电压表示数变大，电流表示数变大；B.电压表示数变小，电流表示数变大；C.电压表示数变大，灯泡变亮；D.电压表示数变小，灯泡变暗【答案】B。【解析】由图知道，开关闭合后，该电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；将滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联电路的分压规律知道，滑动变阻器两端的电压变小，电压表示数变小；滑动变阻器阻值变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流表示数变大；由知道，灯泡的实际功率变大，亮度变亮；综上所述，B符合题意，ACD不符合题意。故选B。【变式2】（2023·绥化）如图是巨磁电阻（GMR）的特性原理示意图，巨磁电阻的阻值随所在磁场强度的增强而减小，如果闭合S1、S2并使滑片P向右滑动，下列说法正确的是（）。A.电压表示数变小 B.指示灯亮度变暗C.电流表示数变大 D.巨磁电阻（GMR）阻值变小【答案】B。【解析】由图可知，巨磁电阻与指示灯串联，电压表测量巨磁电阻的电压，电流表测量巨磁电阻和指示灯的电流。闭合S1、S2并使滑片P向右滑动，滑动变阻器连入电路的阻值变大，根据欧姆定律可知，通过电磁铁电流变小，磁性变弱，则巨磁电阻阻值增大，巨磁电阻所在电路的电流变小，电流表示数变小，小灯泡亮度变暗；根据串联分压规律可知，巨磁电阻所分电压变大，电压表示数变大，故B正确，ACD错误。故选B。【变式3】（2023·云南省）如图所示的电路中，电源电压恒定。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向下移动，则（）。A.电压表和电流表A的示数之比不变；B.电压表和电流表A的示数之比变大；C.电压表示数的变化量和电流表A示数的变化量比值的绝对值变大；D.电压表示数的变化量和电流表A示数的变化量A比值的绝对值不变【答案】ABD。【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表A测电路中的电流。AB．将滑动变阻器的滑片P向下移动，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由得，电路中的电流变小，即电流表A的示数变小，根据欧姆定律可知，电压表V1和电流表A的示数之比为R1的阻值，由于R1是定值电阻，该比值故不变