人教版九年级全册 第十七章 《欧姆定律》知识清单【挖空版】+【答案版】

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第1节 电流与电压、电阻的关系
一、探究电流与电压的关系
实验：探究电阻一定时电流与电压的关系
猜想与假设：
电压是产生电流的原因，若电阻一定时，电压越高，电流可能越大。
实验方法：
实验思路：
选用 进行实验，保证电阻一定， 研究通过定值电阻的电流I与它两端的电压U的变化情况，得出电流与电压的关系。
实验设计：
根据电路图，将定值电阻与变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻两端。运用控制变量法，通过调节滑动变阻器，保证定值电阻两端的电压不变，同时更换不同阻值电阻接入电路。
实验器材：
电源、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器、开关、导线若干。
实验过程：
①按电路图连接电路。闭合开关前，检查电路连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
②调节滑动变阻器使电阻两端电压分别为 0.5V、1V、1.5V、2V、2.5V、3V，读出相应的电流表示数，并记录。
③更换定值电阻，重复实验。
分析论证：
①分析实验数据发现电流与电压有关，电流随电压的增大而 ，并且成 。
②在坐标系中根据各电流值和对应的电压值描点，画出I-U图像。
分析图像可得出：通过导体的电流与导体两端的电压成 。
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 。
交流与合作：
（1）滑动变阻器的作用： 。
（2）在实验中改变定值电阻两端电压的方法？
方法1：改变电源电压（实验电源或增减干电池数量）
方法2：滑动变阻器与定值电阻串联。（通过调节滑动变阻器，改变定值电阻两端的电压。）
二、探究电流与电阻的关系
实验：探究电压一定时电流与电阻的关系
猜想与假设：
电阻表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，电流可能会越小。
实验方法：
实验思路：
将不同阻值的定值电阻接入电路中，以改变电阻阻值（保持电阻两端 ），测量通过每个定值电阻的电流，找出电流与电阻的关系。
实验设计：
根据电路图，将定值电阻与变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻两端。运用控制变量法，通过调节滑动变阻器，保证定值电阻两端的电压不变，同时更换不同阻值电阻接入电路。
实验器材：
电源、电流表、电压表、不同阻值定值电阻、滑动变阻器、开关、导线等。
实验过程：
①按电路图连接电路。闭合开关前，检查电路连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
②更换阻值为5Ω、10Ω、 15Ω、 25Ω、30Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为3V保持不变，读出电流表的示数，并记录。
③重新设置定值电阻两端的电压，重复上述的实验步骤。
实验数据：
分析论证：
①分析实验数据发现：电流与电阻有关，电流随电阻的增大而减小，且电流与电阻的乘积为一定值，说明电流与电阻成 。
②在坐标系中画出I-R图像。分析图像得出：通过导体的电流与导体的电阻成 。
实验结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。
交流与合作：
（1）滑动变阻器的作用： 。
（2）在实验中改变定值电阻两端电压的方法？
方法1：使用同一电源电压。
方法2：滑动变阻器与定值电阻串联。（通过调节滑动变阻器，确保定值电阻两端电压不变。）
（3）重新设置定值电阻两端的电压，进行实验的目的是： 。
归纳总结
结论因果关系：电阻是导体本身的性质，跟电压和电流都没关系。
第2节 欧姆定律
一、欧姆定律
1.欧姆定律的内容：
导体中的电流，跟导体两端的电压成 ，跟导体的电阻成 。
对于同一导体而言，电阻一定，加在导体两端的电压增大几倍，导体中的电流就增大几倍，当电压一定时，导体中的电阻增大几倍，导体中的电流就变为原来的几分之一。
2.数学表达式：
如果用U表示导体两端的电压，R表示导体的电阻，I表示导体中的电流，则用公式表示为
电压U 的单位：伏特，符号 V。
电阻R 的单位：欧姆，符号 Ω 。
电流 I 的单位：安培，符号A。
3.对表达式的理解：
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：
由欧姆定律的公式可推出
二、利用欧姆定律进行简单计算
欧姆定律在解决各种电路的计算问题中有重要的应用。对于一段电路，只要知道电流、电压、电阻这三个量中的两个，就可以利用欧姆定律计算出第三个量。
利用欧姆定律公式计算的步骤
酒精浓度检测仪
酒精测试仪实际是由酒精气体传感器R1、一个定值电阻R2及一个电流表和电压表串联组成。
其中传感器的电阻值R1随酒精气体浓度的增大而减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流越大，则定值电阻R2两端的电压U2＝IR2越大，即测试仪的示数越大。
第3节 电阻的测量
一、用电流表和电压表测量电阻
1. 伏安法电阻的测量
根据欧姆定律，可以通过测量电阻器两端的 和通过的 来间接地测量电阻器的 。 这种测量电阻的方法称为 。
2. 实验：用电流表和电压表测量电阻
实验原理：
实验思路：
①根据伏安法测量电阻的原理设计电路，通过测量电阻器两端的电压和通过其的电流，利用欧姆定律算出电阻。
②为了 ，实际测量中可根据滑动变阻器来改变待测电阻器两端的电压，多次测量电压及电流，分别算出相应的电阻，求出电阻的 。
实验器材：
电压表、电流变、电源、开关、导线、电阻、滑动变阻器。
实验过程：
①根据电路图将待测电阻器、电压表 、电流表及滑动变阻器等接入电路。
② 调节滑动变阻器滑片位置，改变待测电阻两端电压，多测几组电压、电流数据，并记录。
③根据每组数据算出相应的电阻，然后求出电阻的平均值，得到电阻器的电阻。

数据处理：
计算电阻的平均值
实验结论：
当定值电阻两端的电压改变时，通过它的电流也改变，而电压与电流的 不变，即 。
证明了导体的电阻是由自身的性质所决定的，与电压和电流无关。
交流与合作：
实验过程中需要注意哪些问题：
① 连接电路是应保持开关处于 状态。
② 选择电压表和电流表的时应注意 。
③ 使用滑动变阻器之前要先想好，朝哪个方向移动滑片时电路中的电流变大。 闭合开关之前应该先移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流在开始测量时最小。
二、用电流表和电压表测量小灯泡电阻
实验：伏安法测量小灯泡的电阻
实验原理：
实验器材：电压表、电流表、电源、开关、导线、小灯泡、滑动变阻器等。
实验过程：
①按电路图连接电路；
②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，记录电压表、电流表的示数；
③多次调节滑动变阻器的滑片，重复上述实验。

实验数据：
小灯泡电阻随着电压和电流的变化而变化（变大）。故求平均值没有意义。
实验结论：
灯泡两端电压越大，电流变大，灯泡变亮，温度升高，小灯泡电阻 。
实验说明小灯泡电阻的变化与温度变化有关。
拓展：
在上面的实验中，如果用电压传感器和电流传感器替代电压表和电流表，逐渐增大灯泡两端的电压，让灯丝由暗变亮，直至正常发光，在这个过程中，传感器采集数据并传到计算机，作出的电压—电流图像如图所示：
灯泡的灯丝由暗变亮的过程，即灯丝的温度逐渐升高的过程。
可得出结论：灯丝的电阻随温度升高而 。
交流与合作：
伏安法测量小灯泡电阻实验中的电路故障分析
4.“测小灯泡的电阻”和“测定值电阻阻值”的实验比较
三、特殊方法测电阻
1. 缺电流表测电阻
①方法一：如图定值电阻R0和未知电阻Rx串联；用电压表分别测量两者的电压U0、Ux，计算电阻Rx阻值的表达式
根据串联电路电流特点和欧姆定律可得
②方法二：如图所示，首先将开关S、S0闭合，读出电压表的示数，记为U；断开开关S0，读出电压表的示数为 Ux。根据串联电路电压特点可知，定值电阻R0两端的电压为 ，则电路中的电流为：
③方法三：如图所示未知电阻Rx和滑动变阻器R'和串联，滑片置于阻值最小的位置，闭合开关，记下电压表示数U1；将滑片置于阻值最大的位置，记下电压表示数U2。
根据串联电路电流特点和欧姆定律，可求出电阻Rx阻值的为
2.缺电压表测电阻
如图定值电阻R0和未知电阻Rx并联；用电流表分别测量两者的电压I0、Ix，计算电阻Rx阻值的表达式
根据串联电路电流特点和欧姆定律可得
3.仪器测量
用于测量电阻的仪器——数字多用表
通常情况下，应用伏安法测电阻并不是很方便，人们常用多用电表来测量电阻。多用电表是一种能测电流、电压和电阻等电学量的仪表。多用电表有多个挡位和测量范围。当选择开关拨到电阻挡时，可以直接读出被测导体的阻值。请阅读多用电表的说明书，试着测量某电阻的阻值。
第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用
一、欧姆定律在串联电路中的应用
1. 计算串联电路中的电流
如图所示，电阻R1和R2串联，根据串联电路电流的规律可得，经过电阻R1和R2的电流相等，即I=I1=I2。电阻R1两端的电压为U1，R2两端的电压U2。
根据串联电路电压的规律可得
，有

可得
结论：串联电路中通过某个电阻的电流或串联电路的电流，等于 。
2. 串联电路中总电阻与分电阻的大小关系
实验：串联电路中总电阻与分电阻的大小关系
猜想与假设：
两个电阻串联以后，等同于增大了导体的长度，由于导体的电阻与长度有关，导体越长电阻越大，所以此时总电阻应当比各个电路都大。
实验器材：
电源（电压为6V）、(5Ω、10Ω、15Ω)的电阻各一个、电流表、开关、 导线若干。
实验过程：
①将阻值为R=15Ω的一个电阻接在6V的电源上，闭合开关，记录电流表此时的示数。
②将阻值为R1=5Ω和阻值为R2=10Ω的电阻串联在5V的电源上，闭合开关，记录电流表此时的示数。
实验数据：
分析论证：
R1和R2串联时，根据欧姆定律可得：U1=IR1 U2=IR2 U=IR
根据串联电路电流电压可得：U=U1+ U2 ，I=I1=I2
可得：
结论：
3. 串联电路的分压原理
如图，R1和R2串联，根据串联电路电流的规律可得，经过电阻R1和R2的电流相等，即I1=I2。由欧姆定律可得：U1=I1R1 U2=I2R2
则
结论：串联电路中各电阻两端的电压与它们电阻的大小 。
4. 动态电路分析
动态电路就是指电路中的电流、电压或电阻发生了变化，一般情况下，都是反映在电流表与电压表示数的变化。
发生原因：①滑动变阻器的滑片P的位置变化引起；
②开关的断开或闭合引起；
③电路出现的故障(短路和断路)引起。
用到的知识：
①欧姆定律；串联电路中电流、电压及电阻的关系；
②滑动变阻器的使用知识；电流表、电压表的使用知识；
③ 短路与断路知识。
5. 知识延伸
等效电阻：几个连接起来的电阻起的作用，可以用一个电阻来代替，这个电阻就是那些电阻的等效电阻。
电阻串联后相当于增大了导体的 ，所以串联电路的等效电阻 各部分电阻。
二、欧姆定律在并联电路中的应用
1. 计算并联电路中的电流
如图所示，电阻R1和R2并联，根据并联电路电压特点可知，定值电阻R1和R2两端的电压相等 U1=U2，电源电压为U，则
由于并联电路干路电流等于各支路电流之和，则
结论：并联电路中干路电流等于各支路两端电压 本支路电阻的和。
2. 并联电路中总电阻和分电阻的关系
①并联电路中总电阻
如图并联电路中，两个电阻R1和R2，可以用一个电阻R（等效电阻）替代，若通过这一个电阻的电流与原来两个电阻的总电流相同，则这个电阻R就叫这个并联电路的总电阻。
②联电路中总电阻和分电阻的关系
由欧姆定律知
由并联电路中电流和电压特点知
I=I1+I2 ，U= U1=U2
可得
即
结论：并联电路总电阻的 ，等于各并联电阻的 。
3. 并联电路的分流特点
如如图所示，电阻R1和R2并联根据并联电路电压特点可知，定值电阻R1和R2两端的电压相等 U1=U2，由欧姆定律可得：
U1=I1R1 U2=I2R2
即I1R1=I2R2
可得
结论：并联电路中，各支路的电流与支路电阻的大小成 。
4. 并联电路动态分析
并联电路中电流表与电压表示数的变化，主要由以下三个方面引起：
①滑动变阻器的滑片P的位置变化引起；
②开关的断开或闭合引起；
③电路出现断路故障引起。
5. 知识延伸
几个电阻并联后，总电阻
电阻并联后相当于增大了导体的 ，所以并联电路中的等效电阻 各并联电阻。
统一性
I、U、R必须使用国际单位制中的单位，即U—V，R—Ω，I—A。
同一性
① I、U、R是对 或同一段电路而言。
②在解题时，常把同一个导体或同一段电路各个物理量符号的角标用同一数字或字母表示，如I1、R1、U1等。
同时性
欧姆定律公式中I、U、R三个量必须是与R 而言。
条件性
当导体的电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成正比；
当导体的电压一定时，通过它的电流跟它的电阻成反比。
适用范围
欧姆定律适用于 电路。
公式
理解
意义
表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。
电阻是导体本身的一种 ，只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关，与加在两端的电压和流过的电流大小无关。
U=IR
表示导体两端的电压等于通过导体的电流与其电阻的乘积。
电压是由电源提供的，电压是形成电流的原因，所以不能说成电压与电流成正比。
故障
现象
原因
闭合开关灯泡不亮
电流表、电压表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻或接入电路的阻值过大；②电源电压过低。
电流表、电压表无示数
①电源无电压或电源断路；②灯泡以外电源由断路。
电流表无示数，电压表有明显偏转并接近电源电压
①灯泡灯丝断了或灯座与灯泡接触不良；
②电流表与电压表互换，电压表串联在电路中。
电流表有示数，电压表无示数
①灯泡短路或电压表短路。②电压表接在了滑动变阻器两端。
故障
现象
原因
灯泡亮，
电表问题
灯泡发光较暗，两表示数较小，滑动滑片，电表示数和灯泡亮度无变化。
①滑动变阻器接成定值电阻或接入电路的阻值过大（移动滑片观察灯泡是否发光）；②电源电压过低。
灯泡发光较亮，两表示数较大，滑动滑片，电表示数和灯泡亮度无变化。
滑动变阻器同时接入下面两个接线柱。
电流表或者电压表反方向偏转
正负接线柱接反了。
电流表或者电压表偏转角度很小。
①电流表或电压表选择的量程都很大；②电源电压过低。
电流表或电压表指针偏转超过最大刻度。
①量程选择过小；②电路中出现短路或者断路；③电源电压过大。
连接电路时，连接完最后一根导线，灯泡即发光，电表指针来回摆动。
①连接电路时，开关未断开；②电路中某处接触不良。
滑动变阻器问题
滑动变阻器滑动滑片时，
电表示数以及灯泡亮度无变化。
滑动变阻器连接错误，使滑动变阻器变成了定值电阻或导线。
无论怎么调节滑动变阻器，
电压表示数总小于小灯泡正常工作电压。
电源电压过低，需更换电源。
无论怎么调节滑动变阻器，
电压表示数总大于小灯泡正常工作电压。
电源电压过大或者所选择的滑动变阻器阻值过小。
闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍然有示数。
灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有设置阻值最大处或滑动变阻器接入了上面两接线柱。
项目
测定值电阻的阻值
测小灯泡的电阻
实验原理
电路图
实验过程
多次测量
数据处理
分别计算出每次测量的电阻，
然后求出
分别计算出每次测量的灯泡电阻，然后
实验结论
平均值为所求的电阻值
灯泡两端电压越大，电流变大，
灯泡变亮，温度升高，灯泡电阻变大。