17.1 电流与电压和电阻的关系 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

电流与电压和电阻的关系 知识梳理: 一、探究电流与电压的关系 1、提出问题:在电阻一定时,电流与电压有什么关系? 2、实验器材: 电源、开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。 注意:滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压。 3、会画电路图 4、会连接实物电路: 5、电路连接注意事项: (1)开关要断开; (2)电流表串联,电压表并联,选择合适的量程,“正进负出”。 (3)A.滑动变阻器按“一上一下”的原则接入电路; B.闭合开关前,滑片移到阻值最大处。 6、控制变量法的应用: 控制定值电阻的阻值不变,用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,观察并记录电压表和电流表示数。 7、多次测量的目的:使实验结论具有普遍性。 8、表格数据分析: (1)算出每次电压与电流的比值,若比值是定值,则电流与电压成正比。 (2)作出I-U图像,如果为过原点的一条直线,则电流与电压成正比。 9、实验结论:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。 注意:(1)不能少条件:电流和电压是指同一段导体的同一时间段而言的。 (2)不能乱先后顺序:不能反过来说。电压是原因,电流是结果。是因为只有在导体两端加了电压,导体中才可能有了电流。 二、探究电流与电阻的关系 1、提出问题:在电压一定时,电流与电阻有什么关系? 2、实验器材: 电源、开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。 注意:滑动变阻器的作用:①保护电路;②保持定值电阻两端的电压。 3、会画电路图: 4、会连接实物电路: 5、电路连接注意事项: (1)开关要断开; (2)电流表串联,电压表并联,选择合适的量程,“正进负出”。 (3)A.滑动变阻器按“一上一下”的原则接入电路; B.闭合开关前,滑片移到阻值最大处。 6、控制变量法的应用: 保持定值电阻两端电压不变,改变定值电阻大小,研究电流随电阻的变化关系,观察并记录电流示数。 7、滑动变阻器滑片的移动方向: 更换了大阻值电阻后,滑片移动方向应该能使变阻器接入电路中的电阻值变大,从而保证电压表的示数不变。 注意:换大调大,换小调小。 8、多次测量的目的:使实验结论具有普遍性。 9、为了减少来回更换定值电阻的麻烦,实验中我们可以用电阻箱来代替定值电阻,通过调节电阻箱的旋钮来改变电阻大小。 10、表格数据分析: (1)算出每次电流与电阻的乘积,若乘积是定值,则电流与电阻成反比。 (2)作出I-R图像,若图像为反比例函数,则电流与电阻成反比。 11、实验结论:在电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比。 注意:不能少条件;不能乱先后顺序。 【典型例题】 例题1:在“探究电流与电压的关系”实验中,小明和小美经过讨论,将实验方案由甲图改为乙图,这样改进的好处是 ;实验结束,根据图像丙,他们得出的实验结论是 。 变式1:如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法不正确的是( ) A.探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定 B.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用 C.实验的结论是:电流跟电压成反比 D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系 变式2:小明在研究通过导体的电流与其两端电压关系时,根据测量数据绘制出如图所示的一图象。下列判断错误的是( ) A.通过的电流与它两端所加电压成正比 B.通过的电流与它两端所加电压不成正比 C.将它们串联接到同一电路中时,通过的电流较小 D.将它们并联连接到两端电压为的电路中,通过干路的电流是 变式3:小明想要利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”,下列说法正确的是( ) A.实验过程中应该保持电阻阻值不变 B.实验过程中滑动变阻器的作用只是保护电路 C.实验过程中应该调滑动变阻器使电流表示数不变 D.实验过程中应该调滑动变阻器保持电压表示数不变 变式4:在探究电流与电压的关系实验中,电源是2节新干电池。 (1)图甲是没有连接完整的实验电路,若滑动变阻器的滑片向右移动时电压表的示数变大,请用笔画线代替导线,将电路连接完整。 (2)连接电路过程开关应该 。 (3)连完电路后,闭合开关,发现电压表示数如图乙所示,电流表示数为零,则电路中的故障可能是 。 (4)正确操作后,再次闭合开关进行实验。当滑动变阻器的滑片在某位置时,电压表、电流表的示数如图丙所示,由此可知:实验中所选的定值电阻的阻值为 。继续实验并记录数据如表格所示,其中一个电流数据记录错误,这个数据是 。 (5)分析实验数据可以得出:在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压 。 实验序号 1 2 3 4 电压U/V 0.6 1.2 1.8 2.4 电流I/A 0.12 0.24 0.30 0.48 例题2:小珠在“探究电流与电阻的关系”实验时,可供选择的实验器材有:三节新的干电池(电压为、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“,”字样)、定值电阻、、、、各一个、开关一个、导线若干。小珠设计了如图甲所示的电路图。 (1)依据图甲电路图,请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整; (2)闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是: ; (3)排除故障后,将、、的定值电阻依次接入电路,应逐渐向 (选填“”或“” )端调节滑动变阻器的滑片,保持电阻两端电压为 不变,记下对应的电流值,作出图象如图丙; (4)实验中,在接入的定值电阻后,小珠同学 (选填“能”或“不能” 完成该实验,原因是: ; (5)本实验中物理量与的比值是 。 变式1:在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中,如图,电阻两端的电压始终保持不变。闭合开关,下列判断正确的是( ) A.电阻由更换为时,滑动变阻器接入电路中的电阻应变大 B.电阻由更换为时,且电压不变,电流表示数会变大 C.电压表的示数为零,且电流表示数很大,则该电路断路 D.若想使滑动变阻器接入电路的电阻变大,应将滑片向右移动 变式2:小明利用下图所示的电路做“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”的实验,他使用的器材有:两节干电池,阻值为5 (R1)、10 (R2)、20 (R3)的定值电阻,“15 ,1A”的滑动变阻器,电流表,电压表和开关各一只,导线若干。 (1)电路中滑动变阻器的作用 、 。 (2)小明连接的部分实验电路如图甲所示,请用笔画线代替导线将图甲中的实验电路连接完整,要求滑片向左移动时电流表示数增大。 (3)正确连接电路后,小明首先将R1接入电路中,移动滑动变阻器滑片,R1两端的电压如图乙所示,读出电流表的示数。 ①小明将用R2替换R1接入电路,接下来他应该进行的操作是 ,读出电流表的示数。 ②小明用R3替换R2接入电路中进行实验,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,R3两端的电压始终无法达到实验需要的数据,经检查,电路连接无误,各元件均完好,请你帮他找出一种可能的原因 。 ③在不改变电路和器材的前提下,针对②中的问题,怎样改进实验,请写出你的办法: 。 (4)实验结束后,小明把图甲的电阻R换成小灯泡L,图丙是根据实验数据绘制的小灯泡的I﹣U图像,其中为小灯泡I﹣U图像的是 (填“”“b”),依据是 。 课堂练习: 1、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.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小 B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大 C.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大 D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小 2、在“探究电流与电压的关系”实验中,用定值电阻进行实验,得出了电流与电压的关系,图中图像正确的是( ) A. B. C. D. 3、利用如图所示的电路,探究电流与电阻的关系时,每次实验必须保持大小不变的是( ) A.电压表的示数 B.电流表的示数 C.定值电阻的阻值 D.滑动变阻器的阻值 4、用如图所示电路探究“电流跟电阻的关系”,实验过程中,当、两点间的电阻由更换为后,为了完成探究,他接下来应该采取的措施是( ) A.适当增加电池的节数 B.保持变阻器滑片不动 C.将变阻器滑片适当向左移动 D.将变阻器滑片适当向右移动 5、在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,某同学连接的电路如图所示。已知电源电压为,滑动变阻器上标有“”字样。闭合开关,调节滑动变阻器,实验中得到的实验数据如表所示,下列说法不正确的是( ) 序号 1 2 3 4 5 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0.10 0.19 0.42 0.39 0.49 ①第1次实验的数据不是他实验中实际测得的 ②第4次实验时滑动变阻器接入电路电阻与定值电阻的阻值之比为 ③多次实验的目的是为了减小误差 ④该实验得出的结论是:通过导体的电流跟导体两端的电压与成正比。 A.③④ B.①③ C.②③④ D.①②③④ 6、用如图电路探究电流与电阻的关系,所用器材:电源,定值电阻、、、各1个),规格为“”的滑动变阻器,如表为实验数据记录表。关于该实验,下列说法正确的是( ) A.实验过程中控制电压表示数为 B.将电阻由更换为时,应向左适当移动滑动变阻器滑片 C.前3次实验中,滑动变阻器的功率在第1次实验中最小 D.若使用现有器材完成第4次实验,需要改变电路 7、如图所示,在“探究电流与电阻的关系”时,电源电压恒为,可选用、、的电阻,滑动变阻器规格为“”,电压表(量程为,电流表(量程为。下列说法正确的是( ) A.将由换成,不需要调节滑动变阻器 B.调节滑动变阻器的过程中,应观察电流表的示数 C.实验中可保持两端电压为 D.将由换成,正确操作后滑动变阻器的功率将变小 8、同学们分组进行电学实验,并记录电表示数。小明所在的学习小组讨论方案图所示: 实验目的 电路图 实验方案(三种) 方案一:由少到多将几节干电池串联,先后接入 方案二:电池与滑动变阻器串联接入 方案三:电池先后与不同定值电阻串联接入 则小明的学习小组将要进行实验的目的是( ) A.探究电阻大小的影响因素 B.测量定值电阻消耗的电能 C.探究电流跟电阻的关系 D.探究电流跟电压的关系 9、在“探究电流与电阻的关系”的实验中(如图),下列说法正确的是( ) A.导体中的电流与导体的电阻成正比 B.实验中应控制电阻两端电压不变 C.记录多组数据是为了求平均值,减小误差 D.实验只需用到一个的电阻 10、在探究“导体电流与电阻关系”时,选择了、、、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.将的电阻换成,应将滑片向左移 C.实验过程中移动滑片的主要作用是控制定值电阻两端的电压一定 D.实验获得多组数据是为了减小实验误差 11、如图所示是小李同学为探究“电流与电压的关系”设计的电路图,他准备根据此电路图连接好实物电路并进行实验。实验时,应该控制 不变;若在实验前检查仪器时,发现电流表的指针在零刻度线左侧,则他接下来的操作是 。 12、在“探究电流与电阻的关系”时,闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片调到 最大的一端,这样做是为了保护电路;在进行实验时,滑动变阻器的另外一个作用是使定值电阻两端的电压_ (选填:“改变”或“不变” )。 13、如图是某同学探究电流与电阻关系的实验电路,间可以换接多个不同阻值的电阻。在每次换接电阻后,他都会调节滑动变阻器滑片,其目的是 ,若电阻由换成,变阻器的滑片应向 调节。而换接电阻多次实验,是为了 。 14、探究“通过电阻的电流与电阻的大小关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变。现采用如图所示电路进行探究实验,实验器材:学生电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、三个定值电阻、、及导线若干。要获得3组实验数据,电压预设的最小值为 ;电压预设值越大,所需滑动变阻器的最大阻值越 (填“大”或“小” )。 第14题图 第15题图 15、如图所示,在探究电流与电阻关系的实验中,小李先在间接入的电阻,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为,并记下相应的电流值;再改接的电阻,此时滑片应向 (选填“左”或“右” )端移动,小李移动滑片的目的是 。 16、小何利用如图所示的电路进行实验。闭合开关S,分别读取电压表、电流表的示数并记录;断开开关S,将电源由1节干电池更换为2节干电池,闭合开关S,分别读取电压表、电流表的示数并记录,发现电流表的示数 。小何探究的电流与 的关系。 17、某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,应保持 不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是 。 18、在实验操作会考中,小明抽到的实验测试题目是探究“通过导体的电流与电压的关系”。 (1)图甲是小明连接的实验电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表示数几乎为零,电压表有示数。造成该结果的原因是 ; (2)经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“”,并补画出一根导线连接成正确的电路; (3)正确进行实验,得到实验数据如表: 实验次数 1 2 3 4 5 电压 1.2 1.5 1.8 2.0 2.4 电流 0.24 0.30 0.40 0.48 当电压表示数为时,电流表示数如乙图所示,为 ,电路中定值电阻的阻值为 ; (4)根据实验数据分析可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 。 (5)若用小灯泡(灯丝电阻受温度影响)代替定值电阻进行上述实验, (选填“能”或“不能” )达到实验目的,理由是 。 19、“探究电流与电压、电阻关系”的实验中,某实验小组选用、、、、五个电阻,电压恒为的电源,“”的滑动变阻器等器材,设计了如图甲所示的实验电路。 序号 1 2 3 4 5 电压 1 1.4 2 2.8 3 电流 0.1 0.14 0.20 0.3 (1)请你根据甲图,将乙图中的部分电路连接完整(要求:滑片向右移动时,电流表示数变大,导线不交叉)。 (2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路存在的故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路” )。 (3)首先,接入的电阻探究“电流与电压的关系”。当电压表示数为时,电流表如图丙所示为 ;实验小组记录的数据表格如下,小红分析了数据后,指出有一组数据不符合实际,这组数据对应的实验序号是 。 (4)接着小红继续按照图乙所示电路,将、、、、这五个电阻随机单独接入电路,探究电流与电阻的关系; ①实验中控制电阻两端的电压为不变。她用的电阻完成实验后,保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关换上另一个电阻,闭合开关时电流表的示数变成了,由此可知换上的电阻为 ,为了使电阻两端的电压恢复到,此时应将滑动变阻器的阻值适当调 。(选填“大”或“小” ) ②她发现当接入的电阻时,无论怎样调节滑片,电压表的示数都大于,若想完成实验,应更换一个最大阻值不小于 的滑动变阻器。 20、用图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压为6V,四个定值电阻为5 、10 、20 和 25 。 (1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线,将图乙实物图连接完整。 (2)连接电路时,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片应置于最 端。 (3)实验时,先将5 的定值电阻接入电路,并调节滑动变阻器的滑片,让电压表的示数为2V,读出电流表的示数并记录。断开开关,将定值电阻换成10 的再闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 移动,直至电压表的示数为2V。 (4)依次更换不同的电阻完成实验,其中更换25 电阻时,电流表的读数应为 A。 (5)根据实验数据绘制的图象如图丙所示,可得出结论: 。 (6)为完成该实验,滑动变阻器的最大阻值应该不低于 。 21、某实验小组用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。电源电压为。 实验序号 电阻 电流 1 5 0.6 2 10 3 20 (1)除保护电路外,滑动变阻器的作用还有 。 (2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数等于电源电压,电流表无示数,则故障为定值电阻_(选填“短路”或“断路” )。 (3)小庆将的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至恰当位置,并将数据记录在上表中。换用电阻后,应该使定值电阻两端的电压保持 不变。他更换不同的定值电阻进行多次实验,其目的是为了 。(填序号) 寻求普遍规律 减小测量误差 (4)正确完成实验后可得出结论:通电导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。 (5)将的定值电阻换为后,小丽和小庆对接下来的操作有不同看法:小丽认为应该先将滑片移到最左端,再闭合开关,然后将滑片向右移动,使电压表示数为。小庆认为应该保持滑片不动,先闭合开关,再将滑片向左移动,使电压表示数为。你赞成 (选填“小丽”或“小庆” )的观点。 (6)如图图像中能大致反应本实验中各物理量之间关系的是 。 课后练习: 1、(多选题)在电现象中,有四个同学们非常熟悉的实验:a、探究电流与电压的关系;b、探究电流与电阻的关系;c、探究串联电路电压的规律;d、探究影响电阻大小的因素。关于这四个电学实验,下列说法中正确的是( ) A.a实验中可用小灯泡替代定值电阻 B.b实验中滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变 C.c实验中多次测量目的是为了寻找普遍规律 D.d实验中需要采用控制变量法 2、某同学利用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系,下列有关说法错误的是( ) A.实验开始时,滑动变阻器的滑片处于阻值最大处,作用是保护电路 B.实验中,多次测量都是为了得到实验的普遍规律 C.探究电流与电压关系实验得出的结论是:当电阻一定时,电压与电流成正比 D.探究电流与电阻的关系时,用10 电阻替换15 电阻,为使电压表示数不变,应将滑片向右调节 3、如图所示,是小悦探究电流与电阻关系的实验电路,当AB间换接更大阻值的电阻后,电压表的示数会_,为了使AB间电压与换接前一样,她应将滑动变阻器的滑片P向 _调至适当位置。 第2题图 第3题图 4、探究“电流与电压的关系”的实验中,准备的电学器材如下:电源4.5V、电流表、电压表、标有“30 1A”的滑动变阻器R、定值电阻5 、10 、20 、30 、开关、导线若干。 (1)某同学闭合开关,按如图甲所示电路图连接实物。试触时发现:电流表指针向零刻度线左侧偏转,如图乙所示,则电路连接出现的错误是_ (2)改正错误后开始实验,应将滑动变阻器滑片P向_(选填“左”或“右”)滑动,使电阻R两端电压由1.5V逐渐增大到2V、2.5V,读出所对应的电流值。其中第二次电流表示数如图丙所示,为 _A。实验数据如表所示; (3)分析数据,得出结论;电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成_比; (4)善于思考的小明通过分析表中数据可知该同学所用的定值电阻阻值为_ 。 5、在探究“电流与电阻的关系”实验中,电源电压为30V且保持不变,滑动变阻器上标有“25 ,3A”字样,实验中所用的四个定值电阻的阻值分别为10 、15 、25 、30 。 (1)设计好电路后,应_开关连接电路,闭合开关前,调节滑动变阻器滑片至 _ (2)小明在间依次接入不同阻值的电阻,其中在接入15 的电阻时,调节滑动变阻器的滑片后,读出了电流表的示数,如图所示为_A; 1 学科网(北京)股份有限公司 $$