第十五章 第二节　第1课时　探究电流的大小与哪些因素有关 --2024-2025学年沪科版物理九年级上学期

第二节　科学探究:欧姆定律 第1课时　探究电流的大小与哪些因素有关 教材 任务驱动 任务　探究电流的大小与哪些因素有关 【设计实验与制订计划】 1.实验器材的组装和选取 2.制订实验方案 电流可能受电压、 电阻等多种因素的影响, 应当采用“______________法”研究 电流的大小分别与电压和电阻的关系。  　控制变量　 ‹#› 【进行实验与收集证据】 (一)探究:电流与电压的关系 1.保持电路中的__________不变,移动滑动变阻器的滑片__________电阻两端的 电压,记录每次的电流表与电压表的示数。  　电阻　 　改变　 ‹#› 2.数据记录(仅供参考) 实验序号 电压U/V 电流I/A 1 1 0.1 2 2 0.2 3 2.5 0.25 ‹#› (二)探究:电流与电阻的关系 1.保持电阻两端的__________(U=2 V)不变,将5 Ω电阻接入电路,记录电流表的 示数及电阻阻值;  2.更换不同的定值电阻替代5 Ω电阻,然后移动滑动变阻器的滑片,使电阻两端的 电压______________,记录每次电流表的示数及电阻阻值。  　电压　 　保持不变　 ‹#› 3.数据记录(仅供参考) 实验序号 电阻R/Ω 电流I/A 1 5 0.4 2 10 0.2 3 20 0.1 ‹#› 【分析与论证】 1.数据分析,绘制图像 (1)电流与电压的关系,即I-U图像; (2)电流与电阻的关系,即I-R图像; 答:(1) (2) ‹#› 2.实验结论: (1)保持电阻不变时,电流跟电压成________比关系。  (2)保持电压不变时,电流跟电阻成________比关系。  　正　 　反　 ‹#› 【交流与评估】 1.实验中,两个探究环节都用到了多次测量,目的是什么? 答:避免实验的偶然性,使结论具有普遍性。 2.探究“电流与电压的关系”时,是否可以用灯泡代替定值电阻?说说你的理由。 答:不能。 因为探究电流与电压的关系时,电阻阻值要求不变,灯泡灯丝电阻易受温度影响发生改变,不符合探究实验目的。 ‹#› 【温馨提示】操作注意事项 1.闭合开关前,使滑动变阻器的滑片处于接入电路阻值最大端; 2.探究“电流与电阻的关系”时,更换不同定值电阻后,要移动滑动变阻器的滑片,使电阻两端的电压不变。 ‹#› 典题 疑难突破 【一题式探究】 小丽在“探究电流与电压的关系”实验中,连接的电路如图甲所示。 【实验设计】 (1)请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整,要求滑片向左移动,电流表示数变小; 答: (2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最________(选填“左”或“右”)端;  　左　 ‹#› 【进行实验】 (3)小丽闭合开关后,发现电流表无示数,但电压表的示数接近于电源电压。电路中 出现的故障可能是_______;(填字母)  A.电阻R开路 B.电阻R短路 C.滑动变阻器开路 D.滑动变阻器短路 　A　 ‹#› (4)调节滑动变阻器,得到的实验数据如表所示。 分析数据可得到结论:_______________________________________________ ________。  数据序号 1 2 3 4 5 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 　在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 正比　 ‹#› 【实验延伸】 (5)实验完成后,小丽又探究了“电流与电阻的关系”; ①将定值电阻由5 Ω更换为10 Ω时,应向________(选填“左”或“右”)适当调节滑动 变阻器的滑片, 使电压表示数保持不变;  ②图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,可归纳得出结论:电压一定时, 通过导体的电流与导体的电阻成__________;其中阴影部分面积表示的物 理量是__________,其数值为_______。  　左　 　反比　 　电压　 　3　 ‹#› 【创新实践】 (6)(实验改进)探究“电流与电阻的关系”时,用电阻箱 (可在0~999.9 Ω范围内调 节电阻值大小,且能读数的变阻器)来代替电阻R,将电路图改进为如图丙所示的电 路,你认为这个方案__________(选填“可行”或“不可行”),你的理由是___________ ____________________________________。  　可行　 　用电阻箱 代替定值电阻,电阻已知且可调节大小　 ‹#› 【技法点拨】　 1.滑动变阻器的作用 (1)探究电流与电压关系时,多次改变定值电阻两端的电压; (2)探究电流与电阻关系时,更换不同电阻后,保持电阻两端的电压不变; 2.逻辑顺序:电压和电阻影响电流的大小,下结论时应表述为“电流与电压(或电阻)”,不能表述为“电压(或电阻)与电流”,因果关系要清晰; 3.探究电流与电阻关系时,换大(小)电阻后,为保持电阻两端电压不变,变阻器阻值需调大(小)。口诀:换大调大,换小调小; 4.U-I图像中,电压与电流的比值为电阻的大小; 5.I-R图像中,电流与电阻的乘积为电阻两端的电压。 ‹#› 【A层 基础必会】 考点一　探究电流与电压的关系 1.用下列器材做“探究电流与电压的关系”实验:电源(电压恒为3 V)、电流表、 电压表、5 Ω定值电阻R、滑动变阻器(调节范围足够大)、开关一个、导线若干。 (1)用笔画线,将题图所示的电路补充完整。 点击题号可跳转 答: ‹#› 1 2 3 4 5 6 (2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移动到______(选填“a”或“b”)端。  (3)闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片时发现电压表无示数,电流表有示数且不 断变化,则电路故障可能是定值电阻R发生了_________(选填“开路”或“短路”)。  (4)排除故障后,继续进行实验,并将实验数据记录在表格中。表格中的①处应该 填写____________。  (5)由表格数据,可得出的结论是________________________________________ _____________。  点击题号可跳转 实验次数 1 2 3 4 5 6 ① 5 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 　a　 　短路　 　电阻R/Ω　 在电阻不变时, 通过导体的电流与导体两端的 电压成正比　 ‹#› 1 2 3 4 5 6 考点二　探究电流与电阻的关系 2.在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计电路图如图甲所示。 (1)连接电路前,开关必须_________。  (2)请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙 所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉)。 答: 　断开　 ‹#› 1 2 3 4 5 6 (3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示 数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是______。  A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路 C.电阻处开路 D.电阻短路 (4)排除电路故障进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使_________　 (选填“电压表”或“电流表”)示数保持不变。  　C　 　电压表 ‹#› 1 2 3 4 5 6 (5)实验数据记录如表。其中第5次实验电流表示数如图丙所示, 其读数为_______A。  (6)实验结论:电压一定时,电流跟电阻成_________关系。  实验次数 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 5 10 15 20 25 电流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15   0.12　 　反比　 ‹#› 1 2 3 4 5 6 【B层 能力提升】 3.用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压,设计了 三种方案。甲:改变接入MN的串联电池的个数;乙:将电池与滑动变阻器串联接入, 改变滑动变阻器滑片的位置;丙:将电池与不同阻值的定值电阻串联接入MN。可 行的方案是( ) A.仅有甲 B.仅有乙 C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行 D ‹#› 1 2 3 4 5 6 4.在“探究电流与电压的关系”实验中,某实验小组经过相互讨论,完成了该实验方 案的三次设计: (1)由图1到图2,改进的理由是_________________________。  (2)由图2到图3,改进的理由是__________________________________________。  　灯泡的电阻受温度影响　 可方便改变定值电阻两端的电压,从而多次测量 ‹#› 1 2 3 4 5 6 5.(2023·吉安模拟)探究电流与电阻的关系。 【提出问题】电流与电阻有怎样的关系呢? 【猜想与假设】依据电阻对电流起阻碍作用,猜想:通过导体的电流随着导体的 电阻增大而_________。  【实验器材】现有下列器材:恒定电源(6 V),定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω 各一个),电流表(0~0.6 A),电压表(0~15 V),开关,滑动变阻器(100 Ω,1 A),导线若干。 【设计实验】图甲是小宇设计的实验电路图,两个虚线框内各有一个电表,请判断 虚线框②内电表的符号是____。  　减小　 ‹#› 1 2 3 4 5 6 【进行实验】按图甲连接电路,闭合开关,保持设定的电压不变,更换不同的电阻。移动滑片,测得的几组数据如表所示。 实验次数 1 2 3 4 电阻R/Ω 5 10 15 20 电流I/A 0.4 0.2 0.13 0.1 ‹#› 1 2 3 4 5 6 【分析交流】(1)实验过程中,每次更换电阻后都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应 注意观察___________(选填“电流表”或“电压表”)的示数。  (2)小宇先将10 Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2 V。 断开开关,保持滑片位置不动,把R换成15 Ω的电阻接入电路。为了继续完成实验,闭合 开关后。应将滑片向_______(选填“左”或“右”)移,直至电压表示数为 __V。  (3)请在图乙的坐标轴上制定标度,根据表中的实验数据在坐标系中描点并绘出图像。 分析数据可以得出结论:当电压一定时,电流与电阻成_______比。  答: 　电压表　 　右　 2 　反　 ‹#› 1 2 3 4 5 6 【C层 素养培优】 6.初三12班的时晓冉同学用如图所示的电路验证“当电压不变时,导体中的电流跟 导体的电阻成反比”。先后用5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、30 Ω和50 Ω六个定值电 阻接入电路的a、b两点之间,闭合开关S,读出电流表示数填入表格。由实验数据 可以看出电流与电阻不成反比。 实验数据表 请你帮她分析发生错误的原因:___________________________________。  R/Ω 5 10 15 20 30 50 I/A 0.4 0.3 0.24 0.2 0.15 0.1 　没有控制a、b两点之间的电压一定　 ‹#› 1 2 3 4 5 6 点思路: 探究“电流与电阻的关系”,需控制电压不变,即:每次更换电阻后,要调节电阻两端的电压保持不变。 ‹#› 1 2 3 4 5 6 $$