2018-2019学年九年级物理全册 第十七章 电流、电压、电阻的关系讲义2 （新版）新人教版

45电电流流、、电电压压、、电电阻阻的的关关系系知识互联网漫画释义电流、电压、电阻三者的关系欧姆定律是关于电流、电压、电阻三者关系的实验规律．在研究三者关系的时候用到了科学探究中广泛使用的方法——控制变量法．1．电流与电压的关系在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比．可以用数学形式表达为：UI定值2．电流与电阻的关系电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比．可以用数学形式表达为：IR定值欧姆定律1．欧姆定律的内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比．2．欧姆定律的表达式UIRU表示一段导体两端的电压,单位为伏特V;R表示这段导体的电阻,单位为欧姆;I表示通过这段导体中的电流,单位为安培A．☆注意：(1)欧姆定律适用于从电源正极到负极之间的整个电路或其中某一部分电路,并且是纯电阻电路．(2)由欧姆定律的公式UIR可推出：UIR;URI．这两个公式并非欧姆定律的内容,切勿混淆．导体的电阻是导体本身的一种特性,与电压的大小和电流的大小无关,因此对于某一电路或某一导体来说,U与I的比值不变．即使导体未连入电路,两端未加电压,其电阻还是客观存在的．(3)公式中的三个物理量,必须使用国际单位制中的单位．串并联电路中的电阻关系等效电阻——假设有一个电阻,可以代替电路中某个部分的电阻而不影响电路的效果,知识导航人用试电笔接触家庭电路中的火线,为什么人不会触电呢?47我们就称这个电阻为这部分电路的等效电阻,等效电阻也叫总电阻．①串联电路的总电阻等于各部分电阻之和证明:根据串联电路的电流和电压关系：123UUUU……123IIII＝＝＝…．．．得：112233IRIRIRIR……123RRRR②并联电路的总电阻的倒数等于各部分电阻的倒数之和证明:根据并联电路电压电流的关系：123IIII…．．．312123123,,,......UUUUIIIIRRRR根据并联电路的电流和电压关系：123UUUU＝＝……得：312123......UUUURRRR1231111......RRRR【例1】在探究通过导体的电流跟导体电阻的关系时,小明同学设计了如图所示的电路,其中R为电阻箱,R为滑动变阻器.实验中测量得到的数据如下表.电压U/V333333电阻R/5610152030电流I/A0.60.50.30.20.150.1(1)滑动变阻器R在此实验中的主要作用是：(2)分析表中的数据,可以得出的结论是：当电阻两端电压为一定时,通过电阻模块一探究电流与电压电阻的关系实验的电流与电阻阻值的关系为:【答案】(1)调节电阻箱两端电压一定.(2)3V;3AIR【例2】小华在研究“通过导体的电流和导体电阻之间的关系”中得出的实验数据如下表,由此可以得出结论：当________________________一定时,_____________(此空填表达式).实验序号1234567电阻R/Ω351012152025通过电阻的电流I/A21.20.60.50.40.30.24电阻两端电压U/V6666666【答案】电阻两端电压为6V;6AΩIR【例3】下表是小华同学在探究“通过导体的电流与导体两端电压之间的关系”时记录的实验数据.请你对表格中数据进行分析,归纳出通过导体的电流与导体两端电压的关系式为____________.R/555555U/V24681012I/A0.40.81.21.62.02.4【答案】0.2A/VIU【例4】小华利用图甲所示的电路,研究通过导体的电流与导体电阻的关系.电源两端电压为9V且保持不变.(1)实验过程中,他每次改变电阻箱R'的阻值后,通过调节滑动变阻器,始终保持电阻箱R'两端电压不变.(2)根据记录的数据,他描画出电流I与电阻箱阻值R'的关系图线,如图乙.根据图像分析,当通过R'的电流为0.06A时,电阻箱R'的阻值是Ω.【答案】5049【例5】关于欧姆定律,下列说法中正确的是()A．通过导体的电流跟该导体的电阻成正比,跟该导体两端的电压成反比B．当导体两端电压一定时,导体的电阻跟该导体两端的电压成反比C．当通过导体的电流一定时,导体的电阻跟该导体两端的电压成正比D．当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比【答案】D【例6】关于电流、电压和电阻的关系,下列说法正确的是()A．导体的电阻与电压成正比,与电流成反比B．导体的电阻越大,这段导体两端的电压就越高C．通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小D．导体两端的电压越高,通过这段导体的电流就越大【答案】D【例7】某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的一个图象．下列结论与图象相符的是()A．电阻一定时,电流随着电压的增大而增大B．电阻一定时,电压随着电流的增大而增大C．电压一定时,电流随着电阻的增大而减小D．电压一定时,电阻随着电流的增大而减小【答案】C【例8】在“探究电流与电压关系”的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行探究,并根据各自的实验数据绘制了如图所示的U-I关系图像,从图可以看出R1与R2大小关系是()A．R1＞R2B．R1=R2C．R1＜R2D．无法确定【答案】A【例9】李明同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,下列说法中错误的是()A．当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过乙导体的电流为0.1AB．将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.6AC．导体甲的电阻小于导体乙的电阻D．导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零【答案】D【例10】请计算以下题目：(1)电阻R1两端电压6V,R1阻值为1.5Ω,通过R1的电流为_____A(2)电阻R阻值为6Ω,其两端电压为3V,通过R的电流为____mA,当该电阻两端电压为0V时,电阻为____Ω(3)通过电灯泡的电流是2A,此时灯泡的阻值是55Ω,灯泡两端的电压是______V;如果通过灯泡的电流为4A时,如果假设灯泡的阻值不变,那么灯泡两端的电压是_____V(4)变阻箱两端的电压为36V,电阻调到_____时,通过变阻箱的电流为1.2A.电阻调到_____时,通过变阻箱的电流为1.8A.【答案】(1)4、(2)500、6、(3)110、220、(4)30、20【例11】有两个电阻分别在各自的电路中,它们两端的电压之比是1:2,通过它们的电流之比是1:4,则两电阻值之比为()A．2:1B．1:2C．8:1D．1:8【答案】A【例12】一段粗细均匀的电阻丝,将它接在6V的电源上时,通过它的电流是0.5A,如果把它对折起来,拧成一股,再接在这个电源上,那么通过它的电流将是()A．0.5AB．1AC．2AD．0.25A【答案】C【例13】一段导体两端的电压为4.5V时,导体中的电流是0.3A,如果电压增大到6V,导体中的电流多大?如果导体中电流为100mA时,能否用最大量程为3V的电压表测该导体两端的电压?【答案】本题考查的知识点是电流与电压的关系,这里要特别注意的是对于一段导体来说,它的电阻是一定的,加在导体两端的电压增大时,通过导体的电流也增大;通过导体的电流减小时,导体两端的电压也减小．根据欧姆定律,先求导体电阻R,已知0.3AI,4.5VU,根据UIR,则4.5V150.3AURI再求两端电压为6VU＝时的电流'6V'0.4A15ΩUIR,导体中的电流为0.4A,当通过导体的电流为100mA0.1AI时,导体两端电压为''U,导体电阻R不变．故有0.1A151.5V3VUIR可以用最大量程为3V的电压表测导体两端的电压．模块二欧姆定律的基本计算51【例14】如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都保持不变.开关S闭合后,电流表A1、A2的示数分别为0.9A、0.4A.若灯L1的电阻为20求：(1)电源电压;(2)灯L2的电阻.【答案】10V;25Ω;【例15】如图所示电路中,电源电压36VU不变,电阻224R,求：(1)当开关断开时,电流表的读数为0.5A,1R的阻值和它两端的电压;(2)当开关闭合时,电流表的读数和1R两端的电压．【答案】(1)开关断开时,1R与2R串联,电流0.5AI,220.5A2412VUIR1236V12V24VUUU,1124V480.5AURI(2)当开关闭合时,2R被短路,电路中只有1R,此时电流表的读数为136V'0.75A48ΩUIR1R两端电压等于电源电压36V．【例16】“等效替代法”是物理学中常用的一种方法.若图甲的两个电阻并联后接入电路中的效果与图乙一个电阻接入电路的效果相同,请你利用并联电路电压、电流的规律及欧姆定律推导出R与R1、R2的关系式.【答案】由并联电路电流关系，可得：I=I1+I21212UUURRR又知：U=U1=U2代入上式可得：12111RRR（或1212RRRRR）【例17】为了探究电阻串联的问题,小芳设计了如图所示的实验电路,其中1R是电阻箱,2R是定值电阻,1R与2R串联的总电阻(即等效电阻)用R表示．电流表测量的是串联电路中的电流I,电压表测量的是A、B两点间的电压U．小芳通过实验记录的数据如下表所示．请根据表中实验数据,归纳出总电阻R跟电阻1R的关系：__________________．模块三串并联电路中等效电阻与分电阻关系关系SVA1A2L2L11/R51015253545/VU121212121212/AI0.60.480.40.30.240.2/R202530405060【答案】115RR【例18】两个电阻并联后的总电阻为4,其中一个电阻的阻值为12,另一个电阻的阻值为;若将这两个电阻串联,总电阻为．【答案】618【例19】阻值不同的两个电阻的电流强度随电压变化的I—U图象如图所示．从图中得出的下列结论中正确的是()A．R1R2B．R1、R2串联后的总电阻的I—U图象在区域1C．R1、R2并联后的总电阻的I—U图象在区域3D．R1、R2并联后的总电阻的I—U图象在区域1【答案】D【例20】如图所示电路,12R2,3R,电源电压为6V,当开关接a时,电流表读数为0.5A,求开关接b时,2R两端电压多大．【答案】开关接a时,123,,RRR串联,电路中电流为0.5AI31212()UUUUUIRR6V0.5A(23)3.5V,333.5V70.5AURI开关接b时,2R与3R串联,电路中电流为'I,电源电压不变．236V'0.6A73UIRR,220.6A31.8VUIR所以开关接b时,2R两端电压为1.8V.【例21】如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,电压表示数为3V,电流表示数为0.3A,断开S2后,电压表示数为2V,则下列判断正确的是()A．R1阻值为20ΩB．R2阻值为10ΩC．电源电压为3VD．电源电压为2V53【答案】C【解析】闭合S1,S2断开S2图甲图乙图甲:电源电压U=U1=3VR1=U1/I1=10Ω图乙:U2’=U-U1’=1V因串联,电流相等R2:R1=U2’:U1’=1：2R2=5Ω故选C【例22】现有分别标有“1A5，”和“2A1，”这样的两个电阻,若将它们串联接入电路,为使电阻不致烧坏,则电阻两端的总电压不得超过多少伏?若将它们并联接入电路,则干路中电流不得超过多大?【答案】电阻上标的1A和2A表示允许通过的最大电流值,若电流超过此值,电阻将被烧坏．电阻串联时,电流相等,故允许的最大电流当以1A为准．电阻并联时,电压相等,由欧姆定律计算出两电阻允许的最大电压,以其中较小值为准．两电阻串联时,为使电阻不致烧坏,电路中的电流不能超过1A,则电源电压为：112()UIRR1A(51)6V＝,即电阻两端总电压不得超过6V两电阻允许的最大电