物理九年級(jí)上冊(cè)知識(shí)歸納(附同步練習(xí))14.4歐姆定律的應(yīng)用-蘇科版

年級(jí)九年級(jí)學(xué)科物理版本江蘇科技版課程標(biāo)題第十四章第四節(jié)歐姆定律的應(yīng)用一、考點(diǎn)突破考點(diǎn)能力備注伏安法測(cè)電阻掌握1.理解實(shí)驗(yàn)的原理2.掌握實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)，以及測(cè)量步驟3.了解其他測(cè)量電阻的方法推導(dǎo)串、并聯(lián)電路的電阻理解1.學(xué)會(huì)推導(dǎo)串聯(lián)電路總電阻的方法2.了解并聯(lián)電路總電阻的推導(dǎo)方法運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算掌握能夠運(yùn)用歐姆定律對(duì)一些電路問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算二、重難點(diǎn)提示重點(diǎn)：伏安法測(cè)電阻。難點(diǎn)：運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算。伏安法測(cè)電阻【考點(diǎn)精講】實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量定值電阻的阻值。實(shí)驗(yàn)原理：R＝eq\f(U,I)實(shí)驗(yàn)器材：直流電源、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、阻值未知的定值電阻、滑動(dòng)變阻器。實(shí)驗(yàn)電路圖：實(shí)驗(yàn)步驟：①設(shè)計(jì)電路圖并按照電路圖連接實(shí)物；②開(kāi)關(guān)閉合前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位于最大阻值處；③閉合開(kāi)關(guān)進(jìn)行試觸，電路正常可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)；④閉合開(kāi)關(guān)，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片改變被測(cè)電阻Rx兩端電壓，得到三組電壓和電流值，記入下表。實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓（V）電流（A）電阻（Ω）①0.20.045②1.90.385③2.60.525⑤斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，根據(jù)R＝eq\f(U,I)計(jì)算出被測(cè)電阻的阻值。整理實(shí)驗(yàn)器材完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：把各次測(cè)量的數(shù)據(jù)代入公式，計(jì)算出電阻值，然后再對(duì)多次實(shí)驗(yàn)的計(jì)算結(jié)果求平均值（這樣做可以減小誤差），你得到的電阻的平均值是5Ω。實(shí)驗(yàn)回顧：在實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用是什么？作用1：控制電流大小，保護(hù)電路；作用2：改變電路中的電流和電壓，可測(cè)得多組數(shù)據(jù)?！究偨Y(jié)提升】其他測(cè)量電阻的方法：1.“伏阻法”說(shuō)明：將被測(cè)電阻RX與已知阻值電阻R0串聯(lián)，用同一電壓表分別測(cè)量出RX和R0兩端的電壓UX和U0，則被測(cè)電阻RX=UXR0/U0。2.“安阻法”說(shuō)明：將被測(cè)電阻RX與已知阻值電阻R0并聯(lián)，用同一電流表分別測(cè)量出流過(guò)RX和R0的電流IX和I0，則被測(cè)電阻RX=I0R0/IX。3.“等效法”說(shuō)明：將被測(cè)電阻與變阻箱并聯(lián)，先閉合S1、斷開(kāi)S2，測(cè)出電流IX=I1；再斷開(kāi)S1、閉合S2，調(diào)節(jié)變阻箱的阻值為R1，使電流表的示數(shù)為I1。則RX=R1。等效電阻【考點(diǎn)精講】1.等效電阻用一個(gè)電阻代替原來(lái)的幾個(gè)電阻后，對(duì)整個(gè)電路的效果與原來(lái)幾個(gè)電阻的效果相同，這一個(gè)電阻叫做這幾個(gè)電阻的等效電阻。2.串聯(lián)電路的總電阻提出問(wèn)題：當(dāng)幾個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，它們的等效電阻和這幾個(gè)電阻是什么關(guān)系呢？理論研究：如圖甲所示，R1和R2串聯(lián)，接入電壓為U的電路中，電路中電流為I。圖乙中將R接入電壓為U的電路中，電路中的電流同樣為I。甲乙在圖甲中，經(jīng)過(guò)前面的學(xué)習(xí)我們知道串聯(lián)電路中，電流處處相等，總電壓等于分電壓之和，用公式表示為：I＝I1＝I2U＝U1＋U2由歐姆定律I＝eq\f(U,R)得U1＝I1R1＝IR1，U2＝I2R2＝IR2圖乙所示的電路中，根據(jù)歐姆定律得：U＝IR因?yàn)閳D甲與圖乙中電路兩端的電壓相等，所以IR＝IR1＋I(xiàn)R2R＝R1＋R2歸納總結(jié)：串聯(lián)電路中的電阻關(guān)系：串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電阻之和，即R＝R1＋R2。說(shuō)明：（1）把幾個(gè)導(dǎo)體串聯(lián)起來(lái)，相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長(zhǎng)度，其總電阻一定比任何一個(gè)導(dǎo)體的電阻都大。（2）把幾個(gè)導(dǎo)體串聯(lián)起來(lái)，若其中一個(gè)電阻變大，則總電阻變大。（3）要使電路中的電阻增大，可采取串聯(lián)電阻的方法?！究偨Y(jié)提升】并聯(lián)的總電阻提出問(wèn)題：如果我們把電阻并聯(lián)起來(lái)使用，它們的等效電阻又等于什么呢？探究：以?xún)蓚€(gè)電阻并聯(lián)為例，圖甲為R1、R2并聯(lián)的情況，圖乙中R為R1和R2并聯(lián)的等效電阻。甲乙并聯(lián)電路中，總電流等于各支路中電流之和，支路兩端電壓相等。在并聯(lián)電路中，因?yàn)镮＝I1＋I(xiàn)2又由歐姆定律I＝eq\f(U,R)，I1＝eq\f(U1,R1)，I2＝eq\f(U2,R2)所以eq\f(U,R)＝eq\f(U1,R1)＋eq\f(U2,R2)又因?yàn)閁＝U1＝U2所以eq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)歸納總結(jié)：并聯(lián)電路中的電阻關(guān)系：并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)之和。隨堂練習(xí)：兩個(gè)阻值分別為1000Ω和10Ω的電阻并聯(lián)，并聯(lián)后的總阻值為（）A．大于1000ΩB．小于1000Ω且大于10ΩC．小于10ΩD．無(wú)法確定答案：C思路導(dǎo)航：由并聯(lián)電路等效電阻的計(jì)算公式可知，并聯(lián)電阻總電阻小于任何一個(gè)支路的電阻值，即并聯(lián)電路中，電阻“越并越小”。而串聯(lián)電路中，總電阻是“越串越大”。所以1000Ω和10Ω的電阻并聯(lián)，總電阻會(huì)小于最小的一個(gè)電阻，C正確。通過(guò)公式我們也可以計(jì)算出總電阻的大小，約為9.9Ω。運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算【考點(diǎn)精講】首先列出電路中三個(gè)基本物理量（電壓、電流、電阻）的方陣，如圖所示。縱向看，是同一段電路上三個(gè)不同的基本量，它們遵循歐姆定律；橫向看，是不同部分電路上同種物理量，它們遵循串（并）聯(lián)電路特點(diǎn)。因此，求某個(gè)物理量，只有兩種基本分析思路。例如：在串（并）聯(lián)電路中需求U1，通過(guò)上面的方陣：縱向看，可運(yùn)用歐姆定律I=U/R的變形公式，U1=I1R1去求；橫向看，可運(yùn)用串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)U1=U－U２去求。為此，得到兩種解題方法，相應(yīng)地分別稱(chēng)之為“歐姆定律法”和“串（并）聯(lián)電路特點(diǎn)法”。例題有一只小燈泡，它正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻是8.3歐，正常工作時(shí)電壓是2.5伏，如果我們只有電壓為６伏的電源，要使小燈泡正常工作，需要串聯(lián)一個(gè)多大的電阻？分析：結(jié)合電路圖列出物理量的方陣（如下圖），已知量寫(xiě)上數(shù)據(jù)，待求量標(biāo)上問(wèn)號(hào)，中間求出的量隨時(shí)填入方陣。因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以電流一律用Ｉ表示。（一）歐姆定律法：根據(jù)歐姆定律I=U/R；R2=U2/I；U2、I均不知；求U2，只能用串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)U2=U－U1，U、U1均已知；求I，因U1、R1均已知，所以，用歐姆定律I=U1/R1可求得I。主要解題步驟整理如下：（1）電路中的電流I=U1/R1=2.5V÷8.3A=0.3A（2）R2分去的電壓U2=U－U1=6V－2.5V=3.5V（3）需串聯(lián)的電阻R2=U2/I=3.5V÷0.3A=11.7Ω（二）串聯(lián)電路特點(diǎn)法：根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)R2=R－R1，R1已知，求R，只能用歐姆定律I=U/R的變形公式R=U/I。U已知，求I，因U1、R1已知，所以用歐姆定律I=U1/R1。主要解題步驟整理如下：（1）電路中的電流I=U1/R1=2.5V÷8.3Ω=0.3A（2）總電阻R=U/I=6V÷0.3A=20Ω（3）需串聯(lián)的電阻R2=R－R1=20Ω－8.3Ω=11.7Ω【典例精析】例題1（遵義中考）如圖所示的電路，將AB兩端接入10V電源，電壓表示數(shù)為3V，拆去AB兩端電源，再將CD兩端接入10V電源，電壓表示數(shù)為7V，則R1：R3的值為（）A.1：1B.7：3C.49：9D.100：21思路導(dǎo)航：將AB兩端接入10V電源時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R2兩端的電壓，∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，∴R1兩端的電壓U1=U－U2=10V－3V=7V，由歐姆定律可得：，拆去AB兩端電源，再將CD兩端接入10V電源，R2與R3串聯(lián)，電壓表測(cè)R3兩端的電壓，R3兩端的電壓U3=U－U2′=10V－7V=3V，。答案：C例題2（棗莊中考）為了防止酒駕事故的出現(xiàn)，酒精測(cè)試儀已被廣泛應(yīng)用。交警使用的某型號(hào)酒精測(cè)試儀的工作原理如圖所示。電源電壓恒為8V，傳感器電阻R2的電阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小，當(dāng)酒精氣體的濃度為0時(shí)，R2的電阻為60Ω。使用前要通過(guò)調(diào)零旋扭（即滑動(dòng)變阻器R1的滑片）對(duì)酒精測(cè)試儀進(jìn)行調(diào)零，此時(shí)電壓表的示數(shù)為6V。（1）電壓表的示數(shù)為6V時(shí)，電流表的示數(shù)為多少？（2）電壓表的示數(shù)為6V時(shí)，滑動(dòng)變阻器R1的電阻值為多少？（3）調(diào)零后，R1的電阻保持不變。某駕駛員對(duì)著酒精測(cè)試儀吹氣10s，若電流表的示數(shù)達(dá)到0.2A，表明駕駛員酒駕，此時(shí)電壓表的示數(shù)為多少？思路導(dǎo)航：由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R2兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。（1）當(dāng)酒精氣體的濃度為0時(shí)，R2的電阻為60Ω，此時(shí)電壓表的示數(shù)為6V，∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，∴根據(jù)歐姆定律可得，電流表的示數(shù)：；（2）∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，∴此時(shí)R1兩端的電壓：U1=U－U2=8V－6V=4V，∴R1=；（3）調(diào)零后，R1的電阻保持不變，此時(shí)變阻器兩端的電壓：，∴電壓表的示數(shù)：。答案：（1）電壓表的示數(shù)為6V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.1A；（2）電壓表的示數(shù)為6V時(shí)，滑動(dòng)變阻器R1的電阻值為20Ω；（3）調(diào)零后，電流表的示數(shù)達(dá)到0.2A時(shí)電壓表的示數(shù)為4V。【總結(jié)提升】應(yīng)用歐姆定律計(jì)算時(shí)要注意知識(shí)的綜合運(yùn)用，除了應(yīng)用重要的公式及變形公式U=IR、以外，還要用到下列重要結(jié)論：電路圖電流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I(xiàn)2+…+In電壓U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2=…=Un電阻R＝R1＋R2＋…＋Rneq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)電壓與電流分配關(guān)系eq\f(U1,U2)＝eq\f(R1,R2)eq\f(I1,I2)＝eq\f(R2,R1)【試一試】如圖電路，R1∶R2∶R3＝1∶2∶1，開(kāi)關(guān)S閉合后，電流表A、A1及A2的示數(shù)分別為I、I1和I2，它們之間的數(shù)量關(guān)系正確的是（）A．I＝I1＋I(xiàn)2 B．I∶I1＝5∶3C．I∶I2＝4∶3 D．I1＝I2答案：B、D思路導(dǎo)航識(shí)別電路，然后利用電流和電阻的比例關(guān)系求解．采用去表法分析R1∶R2∶R3的連接，為并聯(lián)．設(shè)通過(guò)R1∶R2∶R3的電流I1′、I2′、I3′．用電流流向，分析出