17.1　电流与电压和电阻的关系-2023-2024学年人教版初中物理九年级全一册

第17章　欧姆定律 第1节　电流与电压和电阻的关系 知识点一　 实验：探究电流与电压的关系 【设计实验】 1. 实验器材：电源、导线、开关、 、 ⁠ 、 、定值电阻。 2. 实验电路图（如图所示）。 电流表　 电压 表　 滑动变阻器　 3. 需要控制的物理量是 ，如何控制其不 变？ ⁠。 4. 实验中需要测量的物理量有 和 ⁠ ⁠。 5. 怎样才能改变电阻两端的电压？ ⁠ ⁠。 6. 滑动变阻器在实验中的作用：①保护电路；② ⁠ ⁠。 电阻（R）　 实验中选取一个定值电阻　 电压（U）　 电流 （I）　 ①改变电源电压； ②通过滑动变阻器调节　 改变 定值电阻两端的电压　 【进行实验与收集证据】 测出多组电流、电压值，填入表中，画出定值电阻的I －U图象。 R＝ 　　　　Ω 电压U/V 电流I/A 结论：在 一定的情况下，通过导体的 ⁠ 与导体两端的 成 ⁠。 电阻　 电流　 电压　 正比　 小明探究“通过导体的电流与导体两端电压的关 系”时，使用的器材如图甲所示。电源电压不变，R为 定值电阻。 （1）小明连接电路前，开关应 ⁠。 （2）请用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完 整。（要求导线不交叉）答案如图所示 断开　 答案如图所示 （3）变阻器的作用除了保护电路外，还起到 ⁠ 的作用。 （4）连接电路时，开关应该 ，闭合开关前， 变阻器滑片P应该处于图中 （选填“C”或 “D”）端。 改变定 值电阻两端的电压　 断开　 D　 （5）某次实验电压表示数如图乙所示，电压 为 V。 2.5　 （6）通过实验，他得到如图丙所示的I－U图象，根据 此图象，他初步得到实验结论：导体的电阻一定时，导 体中的电流与该导体两端的电压成 ⁠。 正比　 1. 在探究电流与电压关系的实验中，同学们设计了如下 三种电路： 甲 　乙　 丙 （第1题） （1）小明同学认为图乙电路比图甲电路好，理由 是 ⁠ ；小华同学认为图丙电路比图乙电路更好， 理由是 ⁠。 定值电阻能更好地保持电阻不变（或灯泡电阻受温 度影响）　 图丙电路便于多次实验　 甲 　乙　 丙 （2）小华同学利用图丙电路（其中电阻R＝5 Ω）完成了本实验，测得数据如下： 实验序号 电压 U/V 电流 I/A 1 1 0.2 　 2 2 0.4 　 3 4 0.8 　 分析表格数据，可得出的结论是 ⁠ ⁠。 在电阻一定时，通过 导体的电流与导体两端的电压成正比　 （3）实验操作过程中，小芳同学发现滑动变阻器损 坏，但经过思考后利用图乙电路最终也完成了多次实 验，该同学的做法是 ⁠。 改变电源电压，多次实验　 乙　 知识点二　 实验：探究电流与电阻的关系 【设计实验】 1. 实验器材：电源、导线、开关、 、 ⁠ 、 、不同阻值的定值电阻。 2. 实验电路图（如图所示）： 电流表　 电压 表　 滑动变阻器　 3. 需要控制的物理量是 ⁠ ，如何控制其不变？ ⁠ 　。 4. 实验中自变量是 ，可通过 ⁠ 来改变。 5. 滑动变阻器在实验中的作用：①保护电路；② ⁠ ⁠。 定值电阻两端的电压 （U）　 利用滑动变阻器保持定 值电阻两端的电压不变　 电阻（R）　 选用不同 的定值电阻　 通过 移动滑片来保持定值电阻两端的电压不变　 【进行实验与收集证据】 保持电阻两端电压不变，测出通过不同电阻的电流值， 填入表中，画出I－R图象。 U＝ 　　　　V 电阻R/Ω 电流I/A 结论：在 一定的情况下，通过导体的 ⁠ 与导体的 成 ⁠。 电压　 电流　 电阻　 反比　 小强利用如图甲所示的电路探究“导体中电流跟 电阻的关系”。已知电源电压保持不变，实验用到的定 值电阻阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、电流表、 电压表、开关、滑动变阻器各一个，导线若干。 　　　　 　　　 （1）电压表和电流表使用之前要先 ⁠。 调零　 （2）请结合电路图，用笔画线代替导线将如图乙所示 的电路连接完整。答案如图所示 答案如图所示 （3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调节至 最 （选填“左”或“右”）端。 （4）电路连接完整闭合开关后，小强发现无论怎样移 动滑动变阻器的滑片，电流表始终无示数，造成这一现 象的原因可能是 ⁠。 左　 定值电阻断路　 （5）排除故障后，小强先用5 Ω的电阻完成实验，电压 表的示数为2 V；接着把5 Ω的电阻换为10 Ω的电阻接入 电路，闭合开关，电压表示数如图丙所示，为完成实 验，此时应将滑动变阻器的滑片向 移动，直至电 压表的示数为 V。 左　 2　 （6）实验过程中，依次接入四个定值电阻，正确操 作，绘制出电流随电阻变化的图象如图丁所示，可以得 出的实验结论是：在电压一定的情况下，导体中的电流 跟电阻成 比。 反　 （7）本实验中测量了多组数据，你认为以前学过的实 验中多次测量的目的与本实验相同的是 ⁠ （请举一例）。 探究重力大小 与质量的关系　 2. 小宇同学在“探究电流与电阻的关系”的实验中，所 用器材如图甲所示。电源为两节新的干电池，滑动变阻 器上标有“10 Ω　1 A”字样，阻值分别为5 Ω、10 Ω、 20 Ω的定值电阻各一个。 （第2题） （1）小宇连接的实验电路如图甲所示，电路中有一根 导线连接错误，请你在接错的导线上画“×”，并用笔 画线代替导线将电路连接正确（导线不允许交叉）。答 案如图所示 答案如图所示 （2）排除故障后，小宇同学首先将阻值为5 Ω的定值电 阻接入电路，将滑片P滑到 （选填“A”或 “B”）端，再闭合开关，调节滑片P，使电压表的示 数到达某一数值，电流表的示数如图乙所示，该示数 为 A。 B　 0.4　 （3）接下来，小宇同学应 ，并且将滑动 变阻器阻值调到最大处，然后将阻值为5 Ω的电阻替换 为阻值为10 Ω的电阻。闭合开关，向 ⁠调节滑片 P，使电压表的示数为（2）中的数值，将电流表的示数 记录在表格中。 实验序号 1 2 3 电阻R/Ω 5 10 20 电流I/A 0.4 0.2 0.1 断开开关　 左　 0.4 （4）将定值电阻换成阻值为20 Ω的电阻，重复第（3） 问的操作，由表格中数据得出的结论是 ⁠ ⁠。 在电压一定 时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比　 　基础过关精练 1. 如图所示，能正确表示通过某定值电阻的电流与它两 端电压之间关系的图象是（　B　） A B C D B 2. （2023·宁夏）在“探究电流与电压的关系”实验中，实验小组用电压表测得电源电压为2.8 V，并连接了如图甲所示的部分电路： （第2题） （1）观察图甲，请指出电路连接过程中的不妥之 处： ⁠。 （2）改正后，请用笔画线代替导线在图甲上完成剩余 电路的连接（要求：向右移动滑动变阻器的滑片P，其 阻值增大）。答案如图所示 连接电路时未断开开关　 答案如图所示 （3）闭合开关后，观察到电压表示数接近电源电压， 电流表无示数，出现该故障的原因是 ⁠ ⁠。 定值电阻断 路　 （4）排除故障后，开始测量并将实验数据记录在下表 中，当电压表示数为2.0 V时，电流表示数如图乙所示， 为 A。 0.20　 电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.10 0.15 0.25 （5）根据表中实验数据，得出的实验结论是 ⁠ ⁠ ⁠。 （6）若要继续完成“探究电流与电阻的关系”的实 验，除了现有的实验器材之外，还需增加 ⁠ ⁠。 在电阻 一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正 比　 阻值不同的 定值电阻　 3. （2023·威海）在探究“电流与电阻的关系”实验 中，电源电压恒为9 V，滑动变阻器规格为“50 Ω 　2 A”。 （第3题） （1）根据图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线将 图乙所示的实物图连接完整（导线不允许交叉）。答案 如图所示 答案如图所示 （2）连接好电路，将滑动变阻器阻值调到最大，闭合 开关，移动滑片，发现电流表无示数，电压表示数始终 接近电源电压。导致这一现象的原因可能是 ⁠。 A. 电流表损坏 B. 滑动变阻器短路 C. 定值电阻R接触不良 D. 定值电阻R短路 C　 （3）排除故障继续实验，更换不同的定值电阻后，都 需要调节滑动变阻器的滑片，其目的是 ⁠ ，实验数据如下表所示，其中第6次 实验中电流表示数如图丙所示，其示数为 A。 保持定值电阻 两端的电压不变　 0.24　 实验次数 1 2 3 4 5 6 … 电阻R/Ω 5 7.5 12 15 20 25 … 电流I/A 1.2 0.8 0.48 0.4 0.32 … （4）根据实验数据绘制出电流随电阻变化的图象如图 丁所示，分析并得出结论： ⁠ ⁠。 在电压一定时，通过导体 的电流与导体的电阻成反比　 　能力拓展训练 4. 在探究“通过导体中的电流与电阻的关系”实验中， 所用电源电压恒为10 V。已有的5个定值电阻的阻值分 别为20 Ω、30 Ω、40 Ω、50 Ω、60 Ω。 （第4题） （1）根据图甲所示电路，用笔画线代替导线将图乙所 示的实物电路连接完整。（导线不交叉）答案如图所示 答案如图所示 （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至最 ⁠ （选填“左”或“右”）端，此时发现电流表指针反向 偏转，原因是 。排除问题，闭合开关 后，发现电压表指针无偏转，电流表指针有明显偏转， 原因可能是电阻R （选填“短路”或“断 路”）。 右　 电流表未调零　 短路　 （3）排除电路故障后，先接入20 Ω的电阻，调节滑动 变阻器的滑片P至某一位置时，观察到电流表、电压表 指针位置如图丁所示，则电流表的示数为 A，电 压表的示数为 V。接下来用30 Ω的电阻代替20 Ω 的电阻做实验时，应将滑片P从上一位置向 （选 填“左”或“右”）滑动。 0.4　 8　 右　 （4）为了完成实验探究，依次将其他3个定值电阻分别接入图乙的电路中，替换前一次接入的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片P，眼睛注意 观察 表。若以电阻的倒数为横坐标，电流I为纵坐标，在坐标 系中描点并作出I－图线，如图丙所示。由I－图线可初步得出结论： 在电压一定时，导体中的电流跟导体电阻的倒数成 比，由此进一 步得出结论：在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成 比。 电压　 正　 反　 （5）另外有两个小组的同学探究“电流与电压的关系”，他们测出通过电阻R的电流和对应的电压值如下表所示，分析数据后发现表格中电流值与电压值不成正比，检查两电表均无故障， 你认为可能的原因分别 是 ⁠ 和 ⁠。 U/V 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 I/A 0.12 0.22 0.32 0.42 0.52 U/V 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 I/A 0.08 0.18 0.28 0.38 0.48 电流表没有调零且测量前指针在零刻度线右侧　 电流表没有调零且测量前指针在零刻度线左侧　 5. 探究“电流与电阻的关系”时，可供使用的实验器 材有：三节新的干电池（电源电压为4.5 V）、电流 表、电压表、滑动变阻器（标有“20 Ω　2 A”字 样）、定值电阻5个（5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、50 Ω）、开关一个、导线若干。小明等同学设计了如图 甲所示的电路图。 （第5题） （1）请在图甲虚线框内把电路补充完整（要求所补画 的元件与图乙的实物电路对应）。答案如图所示 答案如图所示 （2）闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，并接 近电源电压，则故障原因是： ⁠。 （3）小明排除故障后，将定值电阻由5 Ω更换为10 Ω 时，滑动变阻器的滑片相对5 Ω定值电阻时的位置应 向 （选填“左”或“右”）端适当调节，使电压 表示数保持不变。 定值电阻断路　 左　 （4）图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I－R图 象，其中阴影部分面积表示的是定值电阻两端的电压， 其数值为 ⁠。 3 V　 （5）实验结束后，小组间交流时，发现邻组在相同的 坐标系中画出的图象如图丁所示，你认为图象不同的原 因是 ⁠。 这两个小组所控制的电阻两端电压不相同　 $$