第一节 电流与电压、电阻的关系（导学案）物理鲁科版（五四学制）2024九年级上册

第1节 电流与电压、电阻的关系（导学案） 【学习目标】 1. 通过实验探究电流跟电压、电阻的关系，让学生经历科学探究的全过程。 2. 进一步熟悉探究实验中常用的一种方法—控制变量法。 3. 会观察、收集、分析实验中的数据并尝试采用图象法分析实验数据。 【学习重点】 学习重点：通过实验探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。 【学习难点】 学习难点：运用控制变量的方法来设计和完成实验。 【自主预习】 阅读课本P117--1119内容，并解答以下问题： 1. 探究导体中的电流跟导体两端电压的关系 （1）猜想：由于 是形成电流的原因，说明电流的大小与 有关。 （2）探究方法： 法。为了研究电阻中的电流跟电压的关系，我们应控制 一定，通过在电路中串联一个 来调节导体两端的电压。 （3）结论：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成 。 2. 探究通过导体的电流与导体电阻的关系 （1）猜想：导体电阻对电流有阻碍作用，所以通过导体的电流的大小与 有关。 （2）探究方法： 法。为了研究通过导体的电流跟电阻的关系，我们应控制导体两端的 一定，通过换用不同的导体来改变电阻. （3）结论：电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成 .。 【探究新知】 【学习任务一】探究电流与电压的关系 【提出问题】 电流与电压之间有什么样的关系？ 【猜想与假设】 若电阻一定，可能电压越大，电流越大。 （猜想依据：因为 是形成电流的原因。） 【设计实验】 这是一个多因素问题，可以用控制变量法，控制导体的电阻不变。用 改变电阻两端电压从而得出电流与电压关系的规律。 【实验器材】 电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干等。 （1）滑动变阻器： 。 （2）电流表：测量定值电阻中的电流。 （3）电压表：测量定值电阻两端电压。 【实验电路图】 【实验步骤】 （1）按要求设计电路图，并且连接实物电路。 （注意连接电路时，开关 ，滑片移到 处） （2）检查电路连接是否正确，闭合开关移动滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压成整数倍的变化，读出相应的电流值并记入表中。 （3）更换阻值不同的电阻，多次实验。 【实验表格】 【分析论证】 （1）分析数据发现，电流随电压的增大而增大，并且电压与电流的比值是个 。 （2）画出I-U图像，发现I-U图像是一条 。 【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 。 特别强调：（1）不能缺少前提条件“电阻一定”。 （2）不能乱了顺序，即“电流与电压成正比”。 【解释交流】 关于改变定值电阻电压，你还有其它方案吗？ （1）通过改变 来改变定值电阻两端的电压。 （2）通过转动 的旋钮来改变定值电阻两端的电压。 【学习任务二】探究电流与电阻的关系 【提出问题】 电流与电阻之间有什么样的关系？ 【猜想与假设】 若电压一定，可能电阻越大，电流越小。 （猜想依据：因为 阻对电流有阻碍作用，所以若电压一定，可能电阻越大，电流越小。） 【设计实验】 这是一个多因素问题，实验中要控制定值电阻两端的电压不变，换用阻值不同的定值电阻接入电路，记录相应的电阻和电流值，从而得出电流与电阻关系的规律。 【实验器材】 电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干等。 （1）滑动变阻器：改变电阻两端电压和保护电路。 （2）电流表：测量定值电阻中的电流。 （3）电压表：测量定值电阻两端电压。 【实验电路图】 【实验步骤】 （1）按要求设计电路图，并且连接实物电路。 （注意连接电路时，开关断开，滑片移到阻值最大处） （2）分别把阻值不同的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片 ，读出相应的电流值和电阻值并记入表中。 （3）更换阻值不同的电阻，多次实验。 【实验表格】 【分析论证】 （1）分析数据发现，电流随电阻的增大而减小，并且电流与电阻的 是个定值。 （2）画出I-R图像，发现I-R图像是一条 图像。 【实验结论】 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。 特别强调：（1）不能缺少前提条件“电压一定”。 （2）不能乱了顺序，即“电流与电阻成反比”。 【解释交流】 （1）关于改变定值电阻阻值，你还有其它方案吗？ 把电阻箱接入电路，通过转动旋钮来改变定值电阻阻值。。 （2）如何保持定值电阻两端电压不变？ 换用较大定值电阻时，需调大变阻器连入电路的阻值。 【课堂总结】 按照学习内容学列本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 1．下列说法正确的是 A. 当加在导体两端的电压改变时，电压与电流的比值也随着改变 B. 用不同的导体研究电流和电压的关系，得到的结论不一样 C. 相同的电压加在电阻不同的导体两端，电流一定相同 D. 同一导体，两端电压越大，通过电流也越大。 2.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，电源电压保持3V不变，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表；下列说法正确的是（    ） ( 实验序号 1 2 3 4 5 电压 U /V 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 电流 I /A 0.15 0.22 0.30 0.38 0.45 ) A．多次实验的目的是为了减小误差 B．第4次实验数据是错误的 C．由该实验可得出：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 D．由该实验可得出：在电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比 3.在“探究电流与电压的关系”实验中： （1）请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整（导线不得交叉）；（ ） （2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其原因可能是_________________； （3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为0.5V时，电流表的示数如图乙所示，则电流表示数为___________A； （4）继续实验，记录实验数据如右下表，请你根据表中数据在图丙中描点作出图像______；分析图像可以得到的结论是___________。 电阻R=5Ω 电压U/V 0.5 10 1.5 2.0 2.5 3 电流I/A 0.2 0.3 0.38 0.506 4．小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中，当A、B两点间的电阻由10Ω更换为5Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的操作是：（ ） A. 保持变阻器滑片不动； B. 将变阻器滑片适当向左移动； C. 将变阻器滑片适当向右移动； D. 适当增加电池的节数。 5．在“探究电流与电阻关系”实验中，某同学根据实验数据作出如图所示的图像。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．电源至少选用3节新干电池 C．换用2Ω电阻做实验时，需要更换电压表量程 D．多次实验是为了寻求普遍规律 6．在“探究电流跟电阻的关系”实验中，同学们绘制出的四条I﹣R图线如图所示，其中正确的图线是（　　） A B C D 7．同学们“探究电流与电阻的关系”时，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源一个，定值电阻5个（阻值分别为、、、、），规格为“  1A”的滑动变阻器一个，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。    （1）同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路，想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压，请你用笔画线代替导线，帮助他们把电压表正确连接在电路中（导线不能交叉）； （2）他们先将的电阻接在图甲中a、b间，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为；保持滑片不动，用的电阻替换a、b间的电阻后，需将滑动变阻器的滑片P向___________（选填“左”或“右”）端移动，才能保持a、b间的电压不变；再依次更换a、b间电阻为、继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像，如图乙所示。由乙图可知：a、b间电压的值为___________V；a、b间电压一定时。通过a、b间导体的电流与导体的电阻成___________比； （3）当他们用的电阻替换的电阻后，发现电压表示数始终不能调为。为继续完成此次探究，同学们一起设计了如下方案，下列方案不正确的一项是___________； A．将滑动变阻器更换为“  1A”的滑动变阻器，其余不变 B．将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，其余不变 C．只调节滑动变阻器，使为2.3V 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1节 电流与电压、电阻的关系（导学案） 【学习目标】 1. 通过实验探究电流跟电压、电阻的关系，让学生经历科学探究的全过程。 2. 进一步熟悉探究实验中常用的一种方法—控制变量法。 3. 会观察、收集、分析实验中的数据并尝试采用图象法分析实验数据。 【学习重点】 学习重点：通过实验探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。 【学习难点】 学习难点：运用控制变量的方法来设计和完成实验。 【自主预习】 阅读课本P117--1119内容，并解答以下问题： 1. 探究导体中的电流跟导体两端电压的关系 （1）猜想：由于电压是形成电流的原因，说明电流的大小与电压有关。 （2）探究方法：控制变量法。为了研究电阻中的电流跟电压的关系，我们应控制电阻一定，通过在电路中串联一个滑动变阻器来调节导体两端的电压。 （3）结论：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。 2. 探究通过导体的电流与导体电阻的关系 （1）猜想：导体电阻对电流有阻碍作用，所以通过导体的电流的大小与电阻有关。 （2）探究方法：控制变量法。为了研究通过导体的电流跟电阻的关系，我们应控制导体两端的电压一定，通过换用不同的导体来改变电阻. （3）结论：电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比. 【探究新知】 【学习任务一】探究电流与电压的关系 【提出问题】 电流与电压之间有什么样的关系？ 【猜想与假设】 若电阻一定，可能电压越大，电流越大。 （猜想依据：因为电压是形成电流的原因。） 【设计实验】 这是一个多因素问题，可以用控制变量法，控制导体的电阻不变。用滑动变阻器改变电阻两端电压从而得出电流与电压关系的规律。 【实验器材】 电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干等。 （1）滑动变阻器：改变电阻两端电压和保护电路。 （2）电流表：测量定值电阻中的电流。 （3）电压表：测量定值电阻两端电压。 【实验电路图】 【实验步骤】 （1）按要求设计电路图，并且连接实物电路。 （注意连接电路时，开关断开，滑片移到阻值最大处） （2）检查电路连接是否正确，闭合开关移动滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压成整数倍的变化，读出相应的电流值并记入表中。 （3）更换阻值不同的电阻，多次实验。 【实验表格】 【分析论证】 （1）分析数据发现，电流随电压的增大而增大，并且电压与电流的比值是个定值。 （2）画出I-U图像，发现I-U图像是一条过原点的直线。 【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。 特别强调：（1）不能缺少前提条件“电阻一定”。 （2）不能乱了顺序，即“电流与电压成正比”。 【解释交流】 关于改变定值电阻电压，你还有其它方案吗？ （1）通过改变串联干电池的节数来改变定值电阻两端的电压。 （2）通过转动学生电源的旋钮来改变定值电阻两端的电压。 【学习任务二】探究电流与电阻的关系 【提出问题】 电流与电阻之间有什么样的关系？ 【猜想与假设】 若电压一定，可能电阻越大，电流越小。 （猜想依据：因为电阻对电流有阻碍作用，所以若电压一定，可能电阻越大，电流越小。） 【设计实验】 这是一个多因素问题，实验中要控制定值电阻两端的电压不变，换用阻值不同的定值电阻接入电路，记录相应的电阻和电流值，从而得出电流与电阻关系的规律。 【实验器材】 电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干等。 （1）滑动变阻器：改变电阻两端电压和保护电路。 （2）电流表：测量定值电阻中的电流。 （3）电压表：测量定值电阻两端电压。 【实验电路图】 【实验步骤】 （1）按要求设计电路图，并且连接实物电路。 （注意连接电路时，开关断开，滑片移到阻值最大处） （2）分别把阻值不同的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片保持定值电阻两端电压不变，读出相应的电流值和电阻值并记入表中。 （3）更换阻值不同的电阻，多次实验。 【实验表格】 【分析论证】 （1）分析数据发现，电流随电阻的增大而减小，并且电流与电阻的乘积是个定值。 （2）画出I-R图像，发现I-R图像是一条反比例图像。 【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。 特别强调：（1）不能缺少前提条件“电压一定”。 （2）不能乱了顺序，即“电流与电阻成反比”。 【解释交流】 （1）关于改变定值电阻阻值，你还有其它方案吗？ 把电阻箱接入电路，通过转动旋钮来改变定值电阻阻值。。 （2）如何保持定值电阻两端电压不变？ 换用较大定值电阻时，需调大变阻器连入电路的阻值。 【课堂总结】 按照学习内容学列本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 1．下列说法正确的是 A. 当加在导体两端的电压改变时，电压与电流的比值也随着改变 B. 用不同的导体研究电流和电压的关系，得到的结论不一样 C. 相同的电压加在电阻不同的导体两端，电流一定相同 D. 同一导体，两端电压越大，通过电流也越大。 【答案】D 【解析】在研究电流与电压的实验中，对同一导体，改变加在两端的电压，发现通过的电流也随之改变，但电压与电流的比值不变，换其他导体，也能得出同样结论。 故选D。 2.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，电源电压保持3V不变，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表；下列说法正确的是（    ） ( 实验序号 1 2 3 4 5 电压 U /V 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 电流 I /A 0.15 0.22 0.30 0.38 0.45 ) A．多次实验的目的是为了减小误差 B．第4次实验数据是错误的 C．由该实验可得出：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 D．由该实验可得出：在电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比 【答案】C 【详解】A．探究电流与电压关系时，多次实验的目的是为了得到普遍规律，故A错误； B．由第4次的实验数据可得，电压与电流的比值 U4/I4=1.5V/0.38A=3.94Ω U1/I1=0.6V/0.15A=4Ω 实验时存在误差，导致第4次实验数据偏小，但是正确，故B错误； CD. 由该实验可得出：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。因为电压与电流无关，所以不能讲：电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比。 故选C。 3.在“探究电流与电压的关系”实验中： （1）请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整（导线不得交叉）；（ ） （2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其原因可能是_________________； （3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为0.5V时，电流表的示数如图乙所示，则电流表示数为___________A； （4）继续实验，记录实验数据如右下表，请你根据表中数据在图丙中描点作出图像______；分析图像可以得到的结论是___________。 电阻R=5Ω 电压U/V 0.5 10 1.5 2.0 2.5 3 电流I/A 0.2 0.3 0.38 0.506 【答案】①如图；②定值电阻R断路；③0.1；④如图；⑤导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 【解析】（1）[1]将开关、定值电阻、滑动变阻器和电流表依次串联接入电路中，电压表并联在电阻两端，滑动变阻器按照“一上一下”的接法接入电路中，由表格中的数据可知，电流表和电压表均接小量程，如图所示： （2）[2]连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电路可能出现断路，电压表的示数接近电源电压，原因可能是定值电阻R断路。 （3）[3]如图乙所示，电流表接的是小量程，则其分度值为0.02A，则电流表读数为0.1A。 （4）[4]根据表格中数据描点作图，如下图所示： [5]根据图像可知，图像为一条过原点的直线，因此可得结论为：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 4．小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中，当A、B两点间的电阻由10Ω更换为5Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的操作是：（ ） A. 保持变阻器滑片不动； B. 将变阻器滑片适当向左移动； C. 将变阻器滑片适当向右移动； D. 适当增加电池的节数。 【答案】B 【解析】电流跟电压、电阻有关，用控制变量法研究电流跟电压和电阻的关系。在研究电流跟电阻的关系时，保持电压不变，改变定值电阻的阻值，讨论电流跟电阻的关系。 在滑动变阻器的电阻值不变的情况下，电路中由于将10Ω定值电阻换成的5Ω定值电阻，使整个电路的电阻值减小；利用公式可知，电路中的电流增大，此时滑动变阻器两端的电压增大，定值电阻两端的电压减小；要使电阻两端的电压不变，即增大定值电阻两端的电压，根据欧姆定律可知应增大电路中的电流，减小滑动变阻器接入电路中的电阻，故将变阻器滑片适当向左移动，使电压表的示数不变。 故选B。 5．在“探究电流与电阻关系”实验中，某同学根据实验数据作出如图所示的图像。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．电源至少选用3节新干电池 C．换用2Ω电阻做实验时，需要更换电压表量程 D．多次实验是为了寻求普遍规律 【答案】D 【详解】A．电压一定时，电流与电阻成反比，故A错误； B．由图和欧姆定律知，电阻两端电压恒为U=IR=0.4A×5Ω=2V 一节干电池的电压为1.5V，则电源至少选用两节新干电池（3V），故B错误； C．换用2Ω电阻时，控制电阻两端的电压不变，则不需要更换电压表量程，故C错误； D．多次实验是为了避免偶然性，得出普遍性的规律，故D正确。所以选D。 6．在“探究电流跟电阻的关系”实验中，同学们绘制出的四条I﹣R图线如图所示，其中正确的图线是（　　） A B C D 【答案】C 【详解】由欧姆定律可知，在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，故C正确，ABD错误。所以选C。 7．同学们“探究电流与电阻的关系”时，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源一个，定值电阻5个（阻值分别为、、、、），规格为“  1A”的滑动变阻器一个，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。    （1）同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路，想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压，请你用笔画线代替导线，帮助他们把电压表正确连接在电路中（导线不能交叉）； （2）他们先将的电阻接在图甲中a、b间，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为；保持滑片不动，用的电阻替换a、b间的电阻后，需将滑动变阻器的滑片P向___________（选填“左”或“右”）端移动，才能保持a、b间的电压不变；再依次更换a、b间电阻为、继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像，如图乙所示。由乙图可知：a、b间电压的值为___________V；a、b间电压一定时。通过a、b间导体的电流与导体的电阻成___________比； （3）当他们用的电阻替换的电阻后，发现电压表示数始终不能调为。为继续完成此次探究，同学们一起设计了如下方案，下列方案不正确的一项是___________； A．将滑动变阻器更换为“  1A”的滑动变阻器，其余不变 B．将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，其余不变 C．只调节滑动变阻器，使为2.3V 【答案】 （1）    （2）右 2 反 （3）C 【解析】（1）电压表与定值电阻并联接入电路，注意接线柱正进负出，电压表选用3V的量程   （2）实验中，用10Ω的电阻替换5Ω，根据分压原理，电阻两端的电压变大，即电压表示数变大；研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器两端的电压，由分压原理，要增大变阻器电阻阻值，故应向右移动滑片才能达到实验要求；根据图乙所示的图象可知，a、b两端的电压为U=IR=0.4A×5Ω==2V，为一定值，故可得出：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （3）A．由图可知，电源电压为6V，定值电阻两端电压为2V，滑动变阻器两端电压为U变=6V-2V=4V，根据串联分压原理得R定∶R变=UV∶U变=2V∶4V=1∶2，滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得R变=50Ω，如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为50Ω，因此该方法可行，故A正确，不符合题意； B．如果重新开始实验，只更换电源，将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，定值电阻两端电压保持不变为2V，滑动变阻器两端电压为U变=6V-5.2V=3.2V，根据串联分压原理得R定∶R变=UV∶U变=2V∶3.2V=1∶1.6，滑动变阻器的阻值是定值电阻的1.6倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得R变=40Ω，因此该方法可行，故B正确，不符合题意； C．如果重新开始实验，只改变控制电压U0，使U0为2.3V，电源电压为6V，定值电阻两端电压为2.3V，滑动变阻器两端电压为U变=6V-2.3V=3.7V，根据串联分压原理得R定∶R变=UV∶U变=2.3V∶3.7V=23∶37，滑动变阻器的阻值是定值电阻的倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得，变阻器的最大阻值是40Ω，因此该方法不可行，故C错误，符合题意。 故选C。 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$