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（15）欧姆定律
实验 探究电流与电压、电阻的关系
类型 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系
实验方法 控制变量法
实验器材 电源、开关、滑动变阻器、不同阻值的定值电阻、电压表、电流表、导线若干
实验电路图
电路连接的注意事项 （1）连接电路时，开关应处于断开状态，且导线不相交 （2）连接电路时，滑动变阻器的两个接线柱要按照“一上一下”的原则连接 （3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处
滑动变阻器的作用 保护电路、改变定值电阻两端的电压 保护电路、控制不同阻值的定值电阻两端的电压不变
设计实验和进行实验 （1）保持定值电阻的阻值不变 （2）通过移动滑动变阻器的滑片多次改变定值电阻两端的电压 （3）分别记录电流表和电压表的示数 （1）更换阻值不同的定值电阻 （2）通过移动滑动变阻器的滑片使定值电阻两端的电压保持不变 （3）分别记录定值电阻的阻值和电流表的示数
实验数据分析 方法一：每次实验中电流与电压的比值是一定值且相等 方法二：做出I-U图像，如图所示，图像为一条过原点的直线 方法一：每次实验中电流与电阻的乘积是一定值 方法二：做出I-R图像，如图所示，图像为反比例函数图像的一支
实验结论 当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 当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
交流和讨论 （1）不能用小灯泡代替定值电阻的原因：实验中需要保持导体的电阻大小不变，而小灯泡灯丝的电阻随温度变化而变化 （2）若电流表示数随电压表示数的增大而减小，可能的原因：将电压表并联在了滑动变阻器两端 （1）“换大调大”：更换阻值更大一些的定值电阻时，应将滑动变阻器的滑片向使滑动变阻器接入电路的阻值变大的方向移动，使定值电阻两端的电压不变 （2）“换小调小”：更换阻值更小一些的定值电阻时，应将滑动变阻器的滑片向使滑动变阻器接入电路的阻值变小的方向移动，使定值电阻两端的电压不变
（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）发现：德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出这个规律。
（3）公式、符号的意义及单位
U —— 导体两端的电压——单位（V）
I —— 通过导体的电流——单位（A）
R —— 导体的电阻——单位（Ω）
（4）公式的物理意义
同一导体，加在导体两端的电压增大为原来的几倍，电流就增大为原来的几倍；当电压一定时，导体的电阻增大为原来的几倍，其电流就减小为原来的几分之一。
（5）推导式：，U=IR
（6）欧姆定律的适用范围
①同体性：公式中的I、U、R应是同一段电路或同一导体的。为了便于区别，应该加上相同的角标。
②同时性：欧姆定律中的三个物理量具有同时性，即在同一部分电路上，由于开关的闭合或断开以及滑动变阻器滑片位置的移动，从而导致电路中的电阻、电流、电压的变化，I、U、R必须是同一时间的值，不可将前后不同过程中的I、U、R随意混用。
③欧姆定律普遍适用于纯电阻电路中。对于电动机（转动的线圈）和超导体来说，欧姆定律不成立。
串、并联电路中电流、电压、电阻关系的总结
串联电路 并联电流
图示
电流
电压
电阻 （或）
电流的求法
比值关系
I-U图像在复杂电学计算问题中的应用（电源电压恒定）
电路图 图像
分析 如图所示，闭合电路图中的开关S，R1、R2串联，电流表A测电路中的电流，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压。将滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，由串联电路的电阻规律可知，电路的总电阻变大。电源电压恒定，由可知，通过电路的电流变小，R1两端的电压变小，故电压表V1示数变小。由串联电路的电压规律可知，R2两端的电压变大，故电压表V2示数变大。综上所述，图线甲表示电压表V1的示数与电流表示数的变化关系，图线乙表示电压表V2的示数与电流表示数的变化关系。利用欧姆定律、电功率公式及其变形公式结合图像，可以求出电源电压U、R1的阻值、R2的最大阻值等。由图像可得，电源电压、、R2的最大阻值等
根据电表情况判断串联电路中的故障（电表和导线均完好）
图像
分析 （1）甲图线上任意一点的横坐标与纵坐标的比值为定值电阻的阻值。如图所示，。甲图线上任意一点的横坐标与纵坐标的乘积为定值电阻在当前电压下工作时消耗的电功率。如图所示，当定值电阻两端的电压为U0时， （2）乙图线上任意一点的横坐标与纵坐标的比值为灯泡在当前电压下工作时的电阻。如图所示，当灯泡两端的电压为U0时，灯泡的电阻。乙图线上任意一点的横坐标与纵坐标的乘积为灯泡在当前电压下工作时消耗的电功率。如图所示，当灯泡两端的电压为U0时，
实验 伏安法测电阻
1.实验名称：伏安法测电阻
2.实验原理：欧姆定律的推导公式：
3.实验器材：电源、开关、导线(若干）、滑动变阻器、待测电阻、电流表、电压表
4.实验电路图：
5.实验步骤
（1）根据电路图连接实物，将滑动变阻器滑片移至阻值最大处后闭合开关。
（2）改变待测电阻两端的电压，分别记录三组对应的电压值和电流值，根据每组数据分别求出电阻值，最后求出平均值，作为待测电阻的阻值。
6.数据处理
实验序号 电压 电流 待测电阻 待测电阻平均值
7.注意事项
（1）电压表、电流表的量程选择应适当，一般以电表指针偏转过半为宜
（2）电路连接一般是从电源正极向负极连接；连接电路时开关应断开；将滑动变阻器滑片移至阻值最大处；有意识地将电表表盘正对自己，以便于读数；保证电表接线柱连接正确；边做实验边记录实验数据
（3）实验时，每次读数后开关要及时断开，因为导体电阻的大小除由导体本身因素决定外，还与温度有关，当电流通过导体时，导体电阻因发热而产生变化，长时间通电时，前后测得的电阻值偏差较大，所以每次读数后应及时断开开关，这样测得的电阻值较为准确
（4）测量定值电阻的阻值时，为减小测量误差，要进行多次实验，求出电阻的平均值，而在测量小灯泡的电阻时，因为小灯泡的电阻随温度的变化而变化，所以不能采用求平均值的方法
常见电路故障现象及故障分析
现象 故障分析
灯泡不亮 可能是灯泡与灯座接触不良，或灯丝烧断，或灯泡被短路，或灯泡两接线柱到电源两极间的电路中某处出现断路
电流表无示数 可能是电流表被短路或电流表两接线柱到电源两极间的电路中某处断路
电压表无示数 可能是电压表被短路或电压表两接线柱到电源两极间的电路中某处断路
电流表无示数，电压表示数接近电源电压 可能是与电压表并联的部分断路，使电压表与电流表串联在电路中，电压表测量电源电压
无论怎样移动滑片，电压表和电流表示数都不变 若电流表的示数很大，可能是滑动变阻器同时接入了两个上接线柱或滑动变阻器被短路。若电流表的示数很小，可能是滑动变阻器同时接入了两个下接线柱
伏阻法
（1）闭合S，分别测出和两端的电压、。表达式：
（2）①只闭合，测出两端电压；②闭合和，测出电源电压。表达式：
（3）①闭合S，将滑动变阻器移到阻值最大R处，读出电压表的示数；②将滑动变阻器移到阻值最小0处，读出电压表的示数。表达式：
安阻法
（1）闭合，分别测出通过和的电流、。表达式：
（2）①闭合，断开，测出通过的电流；②闭合、，测出总电流。表达式：
利用电源电压不变列方程求阻值
①闭合，将滑动变阻器移到阻值最大R处，读出电流表的示数；②将滑动变阻器移到阻值最小0处，读出电流表的示数；③根据电源电压不变，列出方程。表达式：
【易混易错】
易混易错点1：电流与电压和电阻关系的表述
1.电阻是导体本身的一种性质，其大小只与材料、长度、横截面积、温度有关。不要错误地认为电阻与电压成正比，电阻与电流成反比。
2.电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成正比，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍。
易混易错点2：串、并联电路中电流和电阻的特点
解答电学问题时，应先识别电路的连接方式，再根据串联或并联电路的不同特点进行分析。在解题过程中，一定要分清串、并联电路中电流、电压、电阻的特点，不要混淆。
易混易错点3：测电阻实验中多次测量数据的处理方式
1.伏安法测定值电阻阻值的实验中，因为定值电阻的阻值是不变的，为了减小误差应该多次测量求平均值。
2.伏安法测小灯泡电阻的实验中，因为小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以不能将多次测量数据的平均值作为最终结果。
易混易错点4：对并联电路中总电阻的理解
在并联电路中，总电阻与分电阻的关系：总电阻的倒数等于分电阻的倒数之和，且总电阻小于任何一个分电阻。并联分流规律：在并联电路中，电压相同，电流与电阻成反比，即。
【答题技巧】
方法技巧1：利用欧姆定律进行计算的一般步骤
第一步，认真审题，在电路图（或画出的电路图）上标出已知量、待求量。
第二步，明确各用电器之间的连接方式、各个电表测量的对象，以及电路发生变化后用电器的连接方式、电表测量对象有无变化。
第三步，根据欧姆定律的公式、推导式以及串、并联电路中电流、电压和电阻的规律，列方程求解。（计算题要有必要的文字说明）
第四步，讨论结果的合理性，得出答案。
方法技巧2：动态电路分析思路
1.滑片移动引起的串联电路
2.滑片移动引起的并联电路
方法技巧3：常见的电路故障分析
现象 故障
电压表 电流表
有示数 无示数 电流表被短接
定值电阻断路
电压表串联在电路中
无示数 有示数 电压表被短接
电压表处断路
定值电阻被短接
无示数 无示数 电流表处断路
移动滑片，电表示数不变电压表示数接近电源电压 滑动变阻器上面两个接线柱接入电路
移动滑片，电表示数不变 滑动变阻器下面两个接线柱接入电路
【回归教材】
素材1　天然气泄漏检测仪(RJ九年级P109)
甲 乙 天然气泄漏检测电路工作原理如图甲所示，R为气敏电阻，其电阻与天然气浓度的关系如图乙所示，电源电压恒为12 V，R0为定值电阻，电阻为60 Ω。当天然气的浓度升高时，电压表的示数变　　；当天然气的浓度为0.2 mg·m-3时，电压表的示数为　　V。
【回归教材】答案：
1. 小　4

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