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第十五章 探究電路
課時15.2 科學探究：歐姆定律
素養目標
物理觀念
規律
（1）電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。
（2）電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比
(3）歐姆定律：一段導體中的電流，跟加在兩端的電壓成正比，跟這段導體的電阻成反比。
科學思維
在探究“電流的大小與哪些因素有關”的實驗中，運用控制變量法分別探究電流大小與電壓、電阻的關系，利用數據歸納法以及圖像法來處理實驗數據，得出結論。
科學探究
在探究“電流的大小與哪些因素有關”的實驗中，通過多次測量來得出普遍規律，這是這段導體， 探究規律性實驗的重要思想。
科學態度與責任
在實驗結論的歸納中，能尊重實驗事實有依據地作出結論。
題型匯總：探究影響電流大小的因素、歐姆定律的理解與應用、歐姆定律的圖像問題、歐姆定律的簡單計算
知識梳理
電流與電壓、電阻的關系
(1)保持電阻不變時,電流跟電壓成正比關系。
(2)保持電壓不變時,電流跟電阻成反比關系。
歐姆定律
(1)定律內容：一段導體中的電流，跟加在這段導體兩端的電壓成正比，跟這段導體的電阻成反比。
這是德國物理學家歐姆經過大量的實驗而歸納得出的。為了紀念他，把這個定律叫做歐姆定律。
(2)數學表達式：。
(3)推導公式：U＝IR，。
(4)公式中物理量對應的單位(國際單位)：
電壓U——伏(V)；
電阻R——歐(Ω)；
電流I——安(A)。
注意事項：
（1）歐姆定律的變形公式有R=U/I，U=IR。
（2）公式中的各個物理量是同一導體或同一段電路上的同一時刻的對應值。
（3）根據公式變形 R=U/I，不能說 “導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比，跟導體中的電流成反比?！边@個式子只表明電阻R等于U與I的比值。
考點突破
考點一 探究電流與電壓、電阻的關系。
小明想探究“電流跟電壓的關系”，電源電壓恒為3V，電阻R阻值為5Ω，滑動變阻器標有“20Ω 1A”字樣．
（1）如圖是小明連接的實驗電路圖，分析發現電路連接存在一些問題，請你只改動一根導線使電路符合要求，請在要改動導線上打“×”，請用筆畫線代替導線畫出要添加的導線．
（2）小明剛連完最后一根導線，發現兩電表指針立即發生偏轉，其原因可能是________.
（3）解決問題后，閉合開關，調節滑動變阻器，小明得到五組數據（如上表）：
①獲得第3組實驗數據后，要想得到第4組數據，應將滑片P向________（選填“A”或“B”）端移動；
②分析論證時，同組小麗通過計算，認為表中有一組可能是錯誤的，請指出她認為錯誤的數據組次及原因________________．
③排除錯誤數據后，分析可得：電阻一定時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成________比．
【答案】
（1）如解答圖所示
（2）開關沒有斷開
（3）①B,②第1組數據；當滑動變阻器接入電路中的阻值最大時電路中的電流為0.12A,③正
【解析】
（1）如圖所示
（2）剛連完最后一根導線，發現兩電表指針立即發生偏轉，其原因可能是開關未斷開．
（3）①獲得第3組實驗數據后，要想得到第4組數據，由表格數據可知，電流表的示數由0.3A增大為0.4A，電流變大，電路中電阻變小，故滑片P應向B端調節；②由第1組數據可知，電路中的電流I=0.1A，電路中的總電阻應為：R總=UI=3V0.1A=30Ω，根據電阻的串聯可知，實際電路中的最大總電阻：R′總=R1+R2=5Ω+20Ω=25Ω<30Ω，所以第1組數據錯誤，原因是電路中的電流不可能為0.1A；③由表中數據可知，電壓增大為原來的幾倍，通過的電流也增大為原來的幾倍，即：電阻一定時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比．
考點二 歐姆定律
對歐姆定律的理解，下列說法中錯誤的是（　　）
對同一導體，通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比
B.在電壓不變時，導體的電阻越大，通過導體的電流越小
C.在電壓相同時，導體的電阻跟通過導體的電流成反比
D.對同一導體，導體兩端的電壓與通過導體的電流的比值不變
【答案】C
【解析】A.電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比，故A正確；
B.在電壓不變時，導體的電阻越大，通過導體的電流越小，故B正確；
C.導體的電阻與通過導體的電流無關，故C錯誤；
D.導體的電阻是導體本身所具有的性質，與通過它的電流、它兩端的電壓無關；對同一導體，兩端電壓與通過電流的比值不變，故A正確.
考點三 歐姆定律的應用
如圖所示的電路，電源電壓為12V，R1=R3=4Ω，R2=6Ω，求：
(1)當S1、S2都斷開時，電流表和電壓表的示數各是多少？
(2)當S1、S2都閉合時，電流表和電壓表的示數各是多少？
【答案】
(1)當S1、S2都斷開時，電流表的示數為1.2A，電壓表的示數為4.8V；
(2)當S1、S2都閉合時，電流表的示數為5A，電壓表的示數為0V
【解析】
解：(1)當S1、S2都斷開時，R2與R3串聯，電壓表測R3兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
∵串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴根據歐姆定律可得，電流表的示數：
I=U/(R2+R3)=12V/(6Ω+4Ω)=1.2A，
電壓表的示數：U3=IR3=1.2A×4Ω=4.8V；
(2)當S1、S2都閉合時，R1與R2并聯，電壓表被短路即示數為0，電流表測干路電流，
∵并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
∴通過兩電阻的電流分別為：
I1=U/R1=12V/4Ω=3A，I2=U/R2=12V/6Ω=2A，
∵并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴電流表的示數：I'=I1+I2=3A+2A=5A．
(
分層提分
)
題組A 基礎過關練
由歐姆定律公式變形得，對此，下列說法中正確的是 ( )
A. 加在導體兩端的電壓越大，則導體的電阻越大
B. 當電壓為0時，電阻也為0
C. 導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電流成反比
D. 導體的電阻跟導體兩端的電壓和通過導體的電流無關
【答案】D
【解析】導體的電阻是導體的一種性質，反映了導體對電流阻礙作用的大??；電阻大小與導體的材料、長度、橫截面積、溫度有關，與導體中的電流、導體兩端的電壓大小無關。
關于電流、電壓和電阻，下列說法正確的是( )
A. 只要將導體連入電路，電路中就有電流
B. 導體中通過的電流為零時，它的電阻也為零
C. 有電流通過的小燈泡，其兩端不一定有電壓
D. 導體兩端電壓越大，通過該導體的電流就越大
【答案】D
【解析】解A、將導體連入電路，且電路中有電壓，電路是通路，電路中就有電流，故A錯誤；
B、導體中通過的電流為零時，它的電阻不為零，因為電阻是導體的特性，故B錯誤；
C、有電流通過的小燈泡，其兩端一定有電壓，因為電壓是電路中形成電流的原因，故C錯誤；
D、電阻一定，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；所以導體兩端電壓越大，通過該導體的電流就越大，故D正確。
在某一溫度下，連接在電路中的兩段導體甲和乙的電流與其兩端電壓的關系如圖所示，由圖中信息可知( )
A. 導體甲的電阻大于導體乙的電阻
B. 電阻一定時，電壓和電流成正比
C. 導體兩端的電壓為零時，導體的電阻也為零
D. 將甲、乙兩導體并聯接到電壓為的電源上時，干路中的電流為
【答案】D
【解析】解：、根據圖象可知，當甲、乙兩端電壓為時，通過甲的電流大于通過乙的電流，所以，故A錯誤；
B、根據圖象可知，甲乙均為定值電阻，因此可以得出，電阻一定時，電流和電壓成正比，不可以說電壓與電流成正比，故B錯誤；
C、因為導體的電阻與長度、材料以及橫截面積有關，與其兩端電壓和通過的電流無關，故C錯誤；
D、根據圖象可知，當甲、乙兩端電壓為時，通過甲的電流為，通過乙的電流為，因為并聯電路中，干路電流等于各支路電流之和，所以干路電流為，故D正確。
下圖中能正確反映某導體的電阻與通過其電流的關系的是不考慮溫度對導體電阻的影響( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因電阻是導體本身的一種性質，與導體兩端的電壓和通過的電流無關，
所以，通過導體的電流變化時，導體的電阻不變，則圖象是一條平行于橫軸的直線，
由圖象可知，A正確、BCD錯誤。
題組B 能力提升練
如圖所示，兩只小燈泡的規格相同。閉合開關后，只有一只小燈泡發光，電壓表的指針偏轉明顯，則故障的原因可能是( )
小燈泡短路 B. 小燈泡開路
C. 小燈泡短路 D. 小燈泡開路
【答案】A
【解析】由電路圖可知，兩燈泡串聯，電壓表測燈兩端電壓；當開關閉合時，其中一個燈亮，說明電路是通路，則另一個燈泡不亮的原因可能是燈泡短路。而電壓表有示數，說明沒有短路，則故障原因可能是短路，故A正確，BCD錯誤。
如圖所示電路，電源電壓恒定為，，當閉合，、斷開，電流表示數為，阻值為______；閉合，、斷開，電壓表示數為______；、閉合，斷開，電流表示數為______。
【答案】
【解析】
由電路圖知，當閉合，、斷開時，只有連入電路中，電流表測的電流，
由可得阻值為：
；
由電路圖知，當閉合，、斷開時，與串聯，電流表電路的電流，電壓表測量電阻兩端的電壓，
由串聯電路電阻特點知：，
則電流表示數：
，
電阻兩端的電壓：；
由電路圖知，當、閉合，斷開時，與并聯，電流表測的電流，
由并聯電路電壓特點知：，
的電流：。
題組C 培優拔尖練
某實驗小組在探究“電流大小與哪些因素有關”的實驗中：
連接電路時，開關應________，請用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實物電路連接完整。
閉合開關前，圖甲中滑動變阻器的滑片P應位于_______選填“A”或“B”端。
閉合開關后，發現電壓表有示數，電流表無示數，則故障原因可能是_________________。
排除故障后，通過實驗得到數據如表所示，其中第1次實驗的電流表示數如圖乙所示，為_______A，根據表中的數據，可得出結論：_________________________。
實驗序號
電阻
電壓
電流
表1 表2
實驗序號
電阻
電壓
電流
實驗小組繼續探究電流與電阻的關系，將電阻先后更換為和的電阻進行實驗，得到的數據如表所示，通過分析表的數據可知，實驗小組在操作過程中存在的錯誤是_____________________________。
【答案】
斷開；如圖所示


電阻開路
；在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比
更換電阻后，沒有移動滑動變阻器的滑片，使電阻兩端的電壓不變
【解析】略
如圖所示的電路，，，開關閉合后，電流表的示數為。求：
電源的電壓。
通過的電流。
干路中的電流。
【答案】12V 0.6A 1A
【解析】由得，電源的電壓
通過的電流
干路電流 第十五章 探究電路
課時15.2 科學探究：歐姆定律
素養目標
物理觀念
規律
（1）電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。
（2）電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比
(3）歐姆定律：一段導體中的電流，跟加在兩端的電壓成正比，跟這段導體的電阻成反比。
科學思維
在探究“電流的大小與哪些因素有關”的實驗中，運用控制變量法分別探究電流大小與電壓、電阻的關系，利用數據歸納法以及圖像法來處理實驗數據，得出結論。
科學探究
在探究“電流的大小與哪些因素有關”的實驗中，通過多次測量來得出普遍規律，這是這段導體， 探究規律性實驗的重要思想。
科學態度與責任
在實驗結論的歸納中，能尊重實驗事實有依據地作出結論。
題型匯總：探究影響電流大小的因素、歐姆定律的理解與應用、歐姆定律的圖像問題、歐姆定律的簡單計算
知識梳理
電流與電壓、電阻的關系
(1)保持電阻不變時,電流跟電壓成正比關系。
(2)保持電壓不變時,電流跟電阻成反比關系。
歐姆定律
(1)定律內容：一段導體中的電流，跟加在這段導體兩端的電壓成正比，跟這段導體的電阻成反比。
這是德國物理學家歐姆經過大量的實驗而歸納得出的。為了紀念他，把這個定律叫做歐姆定律。
(2)數學表達式：。
(3)推導公式：U＝IR，。
(4)公式中物理量對應的單位(國際單位)：
電壓U——伏(V)；
電阻R——歐(Ω)；
電流I——安(A)。
注意事項：
（1）歐姆定律的變形公式有R=U/I，U=IR。
（2）公式中的各個物理量是同一導體或同一段電路上的同一時刻的對應值。
（3）根據公式變形 R=U/I，不能說 “導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比，跟導體中的電流成反比。”這個式子只表明電阻R等于U與I的比值。
考點突破
考點一 探究電流與電壓、電阻的關系。
小明想探究“電流跟電壓的關系”，電源電壓恒為3V，電阻R阻值為5Ω，滑動變阻器標有“20Ω 1A”字樣．
（1）如圖是小明連接的實驗電路圖，分析發現電路連接存在一些問題，請你只改動一根導線使電路符合要求，請在要改動導線上打“×”，請用筆畫線代替導線畫出要添加的導線．
（2）小明剛連完最后一根導線，發現兩電表指針立即發生偏轉，其原因可能是________.
（3）解決問題后，閉合開關，調節滑動變阻器，小明得到五組數據（如上表）：
①獲得第3組實驗數據后，要想得到第4組數據，應將滑片P向________（選填“A”或“B”）端移動；
②分析論證時，同組小麗通過計算，認為表中有一組可能是錯誤的，請指出她認為錯誤的數據組次及原因________________．
③排除錯誤數據后，分析可得：電阻一定時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成________比．
【答案】
（1）如解答圖所示
（2）開關沒有斷開
（3）①B,②第1組數據；當滑動變阻器接入電路中的阻值最大時電路中的電流為0.12A,③正
【解析】
（1）如圖所示
（2）剛連完最后一根導線，發現兩電表指針立即發生偏轉，其原因可能是開關未斷開．
（3）①獲得第3組實驗數據后，要想得到第4組數據，由表格數據可知，電流表的示數由0.3A增大為0.4A，電流變大，電路中電阻變小，故滑片P應向B端調節；②由第1組數據可知，電路中的電流I=0.1A，電路中的總電阻應為：R總=UI=3V0.1A=30Ω，根據電阻的串聯可知，實際電路中的最大總電阻：R′總=R1+R2=5Ω+20Ω=25Ω<30Ω，所以第1組數據錯誤，原因是電路中的電流不可能為0.1A；③由表中數據可知，電壓增大為原來的幾倍，通過的電流也增大為原來的幾倍，即：電阻一定時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比．
考點二 歐姆定律
對歐姆定律的理解，下列說法中錯誤的是（　?。?br/>對同一導體，通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比
B.在電壓不變時，導體的電阻越大，通過導體的電流越小
C.在電壓相同時，導體的電阻跟通過導體的電流成反比
D.對同一導體，導體兩端的電壓與通過導體的電流的比值不變
【答案】C
【解析】A.電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比，故A正確；
B.在電壓不變時，導體的電阻越大，通過導體的電流越小，故B正確；
C.導體的電阻與通過導體的電流無關，故C錯誤；
D.導體的電阻是導體本身所具有的性質，與通過它的電流、它兩端的電壓無關；對同一導體，兩端電壓與通過電流的比值不變，故A正確.
考點三 歐姆定律的應用
如圖所示的電路，電源電壓為12V，R1=R3=4Ω，R2=6Ω，求：
(1)當S1、S2都斷開時，電流表和電壓表的示數各是多少？
(2)當S1、S2都閉合時，電流表和電壓表的示數各是多少？
【答案】
(1)當S1、S2都斷開時，電流表的示數為1.2A，電壓表的示數為4.8V；
(2)當S1、S2都閉合時，電流表的示數為5A，電壓表的示數為0V
【解析】
解：(1)當S1、S2都斷開時，R2與R3串聯，電壓表測R3兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
∵串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴根據歐姆定律可得，電流表的示數：
I=U/(R2+R3)=12V/(6Ω+4Ω)=1.2A，
電壓表的示數：U3=IR3=1.2A×4Ω=4.8V；
(2)當S1、S2都閉合時，R1與R2并聯，電壓表被短路即示數為0，電流表測干路電流，
∵并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
∴通過兩電阻的電流分別為：
I1=U/R1=12V/4Ω=3A，I2=U/R2=12V/6Ω=2A，
∵并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴電流表的示數：I'=I1+I2=3A+2A=5A．
(
分層提分
)
題組A 基礎過關練
由歐姆定律公式變形得，對此，下列說法中正確的是 ( )
A. 加在導體兩端的電壓越大，則導體的電阻越大
B. 當電壓為0時，電阻也為0
C. 導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電流成反比
D. 導體的電阻跟導體兩端的電壓和通過導體的電流無關
關于電流、電壓和電阻，下列說法正確的是( )
A. 只要將導體連入電路，電路中就有電流
B. 導體中通過的電流為零時，它的電阻也為零
C. 有電流通過的小燈泡，其兩端不一定有電壓
D. 導體兩端電壓越大，通過該導體的電流就越大
在某一溫度下，連接在電路中的兩段導體甲和乙的電流與其兩端電壓的關系如圖所示，由圖中信息可知( )
A. 導體甲的電阻大于導體乙的電阻
B. 電阻一定時，電壓和電流成正比
C. 導體兩端的電壓為零時，導體的電阻也為零
D. 將甲、乙兩導體并聯接到電壓為的電源上時，干路中的電流為
下圖中能正確反映某導體的電阻與通過其電流的關系的是（不考慮溫度對導體電阻的影響）( )
A. B. C. D.
題組B 能力提升練
如圖所示，兩只小燈泡的規格相同。閉合開關后，只有一只小燈泡發光，電壓表的指針偏轉明顯，則故障的原因可能是( )
小燈泡短路 B. 小燈泡開路
C. 小燈泡短路 D. 小燈泡開路
如圖所示電路，電源電壓恒定為，，當閉合，、斷開，電流表示數為，阻值為______；閉合，、斷開，電壓表示數為______；、閉合，斷開，電流表示數為______。
題組C 培優拔尖練
某實驗小組在探究“電流大小與哪些因素有關”的實驗中：
連接電路時，開關應________，請用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實物電路連接完整。
閉合開關前，圖甲中滑動變阻器的滑片P應位于_______選填“A”或“B”端。
閉合開關后，發現電壓表有示數，電流表無示數，則故障原因可能是_________________。
排除故障后，通過實驗得到數據如表所示，其中第1次實驗的電流表示數如圖乙所示，為_______A，根據表中的數據，可得出結論：_________________________。
實驗序號
電阻
電壓
電流
表1 表2
實驗序號
電阻
電壓
電流
實驗小組繼續探究電流與電阻的關系，將電阻先后更換為和的電阻進行實驗，得到的數據如表所示，通過分析表的數據可知，實驗小組在操作過程中存在的錯誤是_____________________________。
如圖所示的電路，，，開關閉合后，電流表的示數為。求：
電源的電壓。
通過R2的電流。
干路中的電流。

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