第十七章 欧姆定律 第1节 电流与电压和电阻的关系2024－2025学年人教版九年级物理 全一册

第十七章 欧姆定律 第 1节 电流与电压和电阻的关系 课前回顾： 1.产生持续电流的条件：①电源（提供电压）；②构成闭合回路 2.电压是产生电流的原因。说明：“电压”影响→“电流” 3.电阻阻碍电流。说明：“电阻”影响→“电流” 总结：电流的影响因素有两个：电压和电阻 4.实验探究方法：控制变量法 一、知识点讲解 实验一：探究电流与电压的关系（电阻一定→使用定值电阻） 1.控制变量法：每次只改变其中的一个因素，而控制其余几个因素不变。 2.操作方法：控制电阻不变，改变电阻两端电压，观察电流的变化情况。 3.设计实验 （1）怎样测通过电阻的电流和两端电压？ （2）怎样改变电阻两端的电压？→利用滑动变阻器，其作用：①保护电路；②改变定值电阻两端电压 4.进行实验 （1）按图连接电路，保持电阻R= 5 Ω不变，测量并记录几组电压和电流值。 （2）实验电路图和实验实物图 （3） 注意事项 ①连接电路前先断开开关 ②可用试触法确定电表量程 ③连接电表时必须“正进负出 ④将滑片移到最大阻值的位置 5.实验数据及处理 电压U/v 0.7 0.8 1 1.5 2 电流I/A 0.14 0.16 0.2 0.3 0.4 6.实验结论 在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 例1.(荆州中考)在物理实验课上，同学们探究“电流与电压的关系”，如图所示。 (1)请用笔画线代替导线将图甲中所缺的一根导线补充完整。 (2)在实验进行中，得到电流表示数如图乙所示，其示数为 A。 (3)正确进行实验，得到实验数据如下表所示，实验中定值电阻两端电压的改变是通过 实现的。 (4)根据实验数据分析得出结论： 。 答案：（1）如上图（2）0.36A （3）调节滑动变阻器接入电路中的阻值（4）电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比 例2.一导体接到电路中 ，如果把它两端的电压增大到原来的三倍，下列说法中正确的是（ ）　　 A．它的电阻是原来的三倍 B．它的电流保持不变 C．它的电流是原来的三分之一 D．它的电流是原来的三倍 答案：D 实验二：探究电流与电阻的关系（电压一定） 1.控制变量法：每次只改变其中的一个因素，而控制其余几个因素不变。 2.操作方法：控制电压不变，改变电阻大小，观察电流的变化情况。 3.设计实验 （1）怎样改变电阻的大小？→使用多个不同阻值的定值电阻 （2）怎样控制电阻两端的电压不变？→利用滑动变阻器，其作用：①保护电路；②控制电阻两端电压不变 4.进行实验 （1）按图连接电路，保持电压U= 1.2 V不变，测量并记录几组电阻和电流值。 （2）实验电路图和实验实物图 （3）注意事项 ①连接电路前先断开开关。 ②可用试触法确定电表量程。 ③连接电表时必须“正进负出” ④将滑片移到最大阻值的位置。 5.实验数据及处理 电阻R/Ω 15 10 5 4 3 电流I/A 0.08 0.12 0.24 0.3 0.4 6.实验结论 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 例1.小芳和同学们一起做“探究电流与电阻的关系”的实验，她们准备了电压为3 V的电源，规格为“30 Ω　1 A”的滑动变阻器，阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的四个定值电阻，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。她们利用这些器材设计了如图甲所示的电路。实验中控制定值电阻两端电压为2 V不变，请帮助小芳和同学们完成以下问题： (1)小芳和同学们先将5 Ω的电阻接入电路中，滑动变阻器阻值调至最大，检查连接无误之后闭合开关，发现电流表示数接近零，电压表示数接近于电源电压，经分析可能是定值电阻处发生了 (选填“短路”或“断路” )。 (2)电路故障排除后，继续进行实验，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2 V，电流表的示数如图乙所示，为 A，将数据填入以下表格。 (3)接下来，小芳和同学们将5 Ω的电阻更换成10 Ω的电阻接入电路，要使电压表的示数保持2 V不变，应向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片。 (4)小芳和同学们通过实验得到了以下实验数据： 电阻/Ω 5 10 15 20 电流/A 0.2 0.13 0.1 分析表中数据，可以得出结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 比。 答案：（1）断路（2）0.4A（3）左（4）反 例2.已知R1＝3R2，分别把R1、R2接到6 V的电源上，通过它们的电流比I1∶I2等于（ A ） A．1∶3 B．3∶1 C．2∶1 D．4∶1 答案：A 二、基础达标 1. 关于电流与电压、电阻的关系的理解，下列说法正确的是(　 　) A. 对同一导体，其中的电流与其两端电压成正比 B. 对同一导体，它的两端的电压与通过它的电流成正比 C. 在电压一定时，导体的电阻与通过它的电流成正比 D. 导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比 答案：A 2.张华同学在“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画出了如 图所示的图象，根据图象，下列说法错误的是(　 ) A. 当在导体乙的两端加上1V的电压时，通过导体乙的电流为0.1A B. 将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时，干路中的电流为0.9A C. 通过导体甲的电流与其两端的电压成正比 D. 导体甲的电阻大于导体乙的电阻 答案：D 3. 小金用如图所示电路研究电流与电压的关系，为了改变定值电阻R两端电压，设计了以下三种方案，其 中可行的方案是(　 　) 甲：换用可调节电压的学生电源接入MN 乙：两节新干电池与滑动变阻器串联接入MN 丙：两节新干电池先后与不同的定值电阻R'串联接入MN A. 仅有甲 B. 仅有乙 C. 仅有甲、乙两种 D. 甲、乙、丙都可行 答案：D 4.在探究电流与电压的关系实验中，滑动变阻器的主要作用是 ,在探究电流与电压的关系实验中，滑动变阻器的主要作用是 。 答案：改变电阻的电压；保持电阻两端电压不变 5.如图所示，当开关S闭合后，若电流表示数不为0电压表示数为0.则原因可能是 ,若电流表示数为0电压表示数为U，则原因可能是 。 答案：电阻R短路；电阻R断路 6. 小李同学在探究电流与电压关系的实验时，请回答下列问题： (1)按照图1所示的电路图，请用笔画线代替导线，完成图2所示的实物图的连接。 (2)连接电路时，开关应处于 状态。 (3)在做探究电流与电压关系的实验时，采用的实验方法是 法，要求保持电阻阻值不变，通过改变电阻两端的 ，观察电流大小的变化。 实验次数 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.6 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6 电流I/A 0.06 0.10 0.14 0.18 0.22 0.26 (4)进行实验，记录的实验数据如下表：电阻R＝10Ω。 ①请在方格纸上画出电流I与电压U的关系图象。 ②分析图象得出的探究结论是： 。 答案：（1）如图（2）断开 （3）控制变量；电压 （4）①略②电阻一定，导体中的电流与电压成正比 7. 在探究“电流与电阻关系”的实验中： (1)如图1所示，甲为 表，乙为 表。 (2)某同学连好最后一根导线发现两电表均有示数，造成这一现象的原因可能是 。 (3)实验时，首先接入的是5Ω电阻，当滑片移动到某一位置时，记下两表读数；接下来换用10Ω电阻继续实验，应向 (填“左”或“右”)移动滑片，同时眼睛注视 (填“电压表”或“电流表”)，记下电流表示数。 (4)实验中保持R两端的电压为 V不变。由图象可得到的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。 答案：（1）电流；电压（2）连接电路时开关没有断开（3）右；电压表（4）2.5；反比 8.在“探究电流与电阻的关系”实验中，实验器材有：电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、滑动变 阻器(标有“20Ω　2A”字样)和开关各一个，定值电阻五个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)，导线若干。 (1)将如图甲实验电路连接完整 (2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到最 端。 (3)图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I－R 图象，其中阴影面积的物理意义是 ，其数值为 。 (4)为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系，可以改变横坐标，处理数据后画出电流I与 的关系图线。 答案：（1）如图（2）左（3）电阻两端电压；2.5V（4）阻R的倒数1/R 三、能力提升 1．(鄂州期中)在探究“导体电流与电阻关系”时，选择了5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω四个电阻进行实验，实验电路图如图所示。下列说法正确的是( ) A.闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端 B．滑动变阻器的作用是控制电阻两端的电压一定 C．将5 Ω的电阻换成10 Ω时，应将滑片向左移 D．实验获得多组数据是为了减小实验误差 答案：B 2．定值电阻R的U－I关系图象如图所示，当该电阻两端电压为3 V时，通过它的电流为( ) A．1 A B．2 A C．3 A D．4 A 答案：A 3．(黄石模拟)小明利用如图甲所示的实物电路探究“电流与电压、电阻的关系”。已知电源电压为4.5 V且保持不变，定值电阻可以更换，可选用的阻值有25 Ω、20 Ω、15 Ω、10 Ω、5 Ω，滑动变阻器的规格为0～50 Ω。 　 (1)用笔画线代替导线将实物电路连接完整(要求：滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，导线不得交叉)。 (2)闭合开关，发现电压表和电流表均无示数，小明利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数，如果接线连接完好，那么是哪个元件出现了什么故障？ 。 (3)排除故障后，记录实验数据如下表所示，对数据进行分析后得出实验初步结论：电阻一定时，通过电阻的电流与它两端的电压成 。 (4)接着小明开始探究“电流与电阻的关系”，他断开开关改接另一个定值电阻后，继续操作了以下四步： ①闭合开关；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③记录电流表示数；④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑，下列操作顺序正确的是 。 A．①②③④ B．①②④③ C．②①④③ D．②①③④ (5)小明根据所得数据描点，如图乙所示。实验中各电路元件完好，读数、记录均正确，但五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，请选择正确的数据在图丙上描绘出I－U图线。 答案：（1）如上图（2）滑动变阻器断路（3）正比（4）C（5）如上图 4.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： (1)甲同学认为图乙电路比图甲电路好，理由是 。乙同学认为图丙电路比图乙电路更好，理由是图丙电路 。 (2)实验操作过程中，丙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 。 答案：（1）小灯泡电阻受温度影响不是定值电阻；便于改变R两端的电压，多次实验（2）改变电源电压，多次实验 5.如图甲所示是小明在探究“电流与电阻的关系”时所连接的实验电路。 （1）电路中有一根导线连接错误，请你在接错的导线上打上“×”，再用笔画线代替导线，把它改接到正确的位置上。 （2）电路连接检查无误后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，此时实验电路出现的故障可能是定值电阻 （填“断路”或“短路”）。 （3）将5 Ω 的定值电阻更换为10 Ω 时，应向 （填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变。调节滑动变阻器的滑片过程中，眼睛应观察 表示数。 （4）小明通过多次实验测得多组数据，并利用这些数据得到如图乙所示的电流I 随电阻的倒数1/R 变化的图象，由图象可以得到的结论是 。 （5）在实验过程需要多次更换电阻，操作起来比较麻烦，请你写出一条改进措施： 。 答案：（1）如图（2）短路（3）左；电压（4）当导体电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比 （5）用电阻箱代替定值电阻进行实验 学科网（北京）股份有限公司 $$