17.1 电流与电压、电阻的关系 暑期预习讲义 -2025-2026学年人教版物理九年级全一册

17.1电流与电压、电阻的关系 暑期预习讲义 2025-2026学年人教版物理九年级全一册 知识梳理 一、实验探究方法：控制变量法 1. 探究电流与电压的关系（电阻一定时） • 提出问题：电阻不变时，电流与电压有什么定量关系？ • 实验器材：电源、电流表、电压表、定值电阻（10Ω）、滑动变阻器、开关、导线 • 实验步骤： 1. 连接电路，开关断开，滑片移至最大阻值处 2. 闭合开关，调节滑片使电压表示数为1V，记录电流表示数 3. 依次调节电压为2V、3V、4V，记录对应电流值 4. 绘制I-U图像，分析数据关系 2. 探究电流与电阻的关系（电压一定时） • 提出问题：电压不变时，电流与电阻有什么定量关系？ • 实验器材：电源、电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω）、滑动变阻器、开关、导线 • 实验关键操作： ◦ 更换电阻后，需调节滑片使电压表示数保持不变（如3V） ◦ 滑动变阻器调节原则：换大调大，换小调小（更换大电阻时滑片向增大阻值方向移动） 二、实验数据与结论 1. 电流与电压的关系（R=10Ω） 实验次数 电压U/V 电流I/A U/I比值(Ω) 1 1.0 0.1 10 2 2.0 0.2 10 3 3.0 0.3 10 4 4.0 0.4 10 结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 数学表达式：I ∝ U 或 I = U/R 2. 电流与电阻的关系（U=3V） 实验次数 电阻R/Ω 电流I/A I·R乘积(V) 1 5 0.6 3 2 10 0.3 3 3 15 0.2 3 4 20 0.15 3 结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 数学表达式：I ∝ 1/R 或 I = U/R 三、图像分析 1. I-U关系图像（电阻一定） • 图像特征：过原点的倾斜直线 • 物理意义： ◦ 斜率k = ΔI/ΔU = 1/R（阻值倒数） ◦ 不同电阻的图像平行（斜率不同） 2. I-R关系图像（电压一定） • 图像特征：双曲线的一支 • 物理意义： ◦ 图像上各点与原点连线的面积I·R = U（恒量） ◦ 电阻增大时电流按反比例规律减小 四、滑动变阻器的作用与操作 1. 双重作用 实验类型 主要作用1 主要作用2 探究电流与电压关系 保护电路 改变定值电阻两端电压 探究电流与电阻关系 保护电路 保持定值电阻两端电压不变 2. 滑片调节方法 • 电压调节： ◦ 增大电压：向阻值减小方向移动 ◦ 减小电压：向阻值增大方向移动 • 换电阻后调节： ◦ 换用5Ω→10Ω电阻：滑片向增大阻值方向移动 ◦ 换用15Ω→10Ω电阻：滑片向减小阻值方向移动 五、实验注意事项 1. 电路连接规范 • 开关断开，滑片置于最大阻值处 • 电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻两端 • 电表量程选择：电源电压3V时电压表用0~3V量程，电流不超过0.6A时电流表用0~0.6A量程 2. 数据记录与处理 • 多次测量（至少3组数据）避免偶然性 • 错误数据处理：明显偏离规律的数据应剔除（如I-U图像中未在直线上的点） 3. 常见故障分析 故障现象 可能原因 电流表无示数，电压表示数接近电源电压 定值电阻断路 电流表示数过大，电压表示数为0 定值电阻短路 移动滑片电流无变化 滑动变阻器接成定值电阻（全接下接线柱） 六、易错点辨析 1. 结论表述错误 ◦ ✘ "电压与电流成正比"（因果颠倒） ◦ ✔ "电阻一定时，电流与电压成正比"（正确表述） 2. 实验条件混淆 ◦ 探究电流与电压关系时，不能更换电阻 ◦ 探究电流与电阻关系时，必须保持电压不变 3. 电表接线错误 ◦ 电压表串联接入电路：电路中电流很小，电压表显示电源电压 ◦ 电流表并联接入电路：短路，可能损坏电源和电流表 七、典型例题解析 例题1：实验数据纠错 某同学探究电流与电压关系时记录数据如下： 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.5 0.5 问题：找出错误数据并分析原因 解答：2.0V对应的电流0.5A错误（应为0.4A），原因可能是读数时看错量程（误将0~3A量程读为0~0.6A） 例题2：电路故障判断 闭合开关后，电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压，故障可能是？ 解答：定值电阻断路（电压表串联接入电路，显示电源电压，电路中电流几乎为0）]] 同步练习 一、单项选择题 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如图所示的I﹣R图像，下列结论与图像相符的是（　　） A．电阻一定时，电流随着电压的增大而增大 B．电阻一定时，电压随着电流的增大而减小 C．电压一定时，电阻随着电流的增大而增大 D．电压一定时，电流随着电阻的增大而减小 2．在探究“导体电流与电阻关系”时，选择了 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω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 5Ω 的电阻换成 10Ω，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 3．如图所示是研究电流与电压、电阻的关系的电路图。实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行，在“保持电阻不变”这一步实验时应 A．保持R2滑片的位置不动 B．保持R2两端的电压不变 C．保持电路中电流不变 D．保持R1不变，调节R2的滑片到不同的适当位置 4．在探究“导体电流与电阻关系 ”时，选择了 5Ω 、10Ω 、15Ω 、20Ω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．用 10Ω电阻实验，读数时的滑片位置比 5Ω电阻读数时更靠左 C．实验过程中移动滑片的作用是控制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 5．某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”，有关对应实验中滑动变阻器的作用和操作说法正确的是（　　） A．实验开始前，选取合适的实验仪器，不需要考虑滑动变阻器的规格 B．实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最小阻值处，作用是保护电路 C．在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，可调节滑片使电压表的示数产生变化 D．在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时，因为要控制其它变量，所以滑片不能动 6．在《科学探究：欧姆定律》一课中，某中学教师呈现了学生在《让电灯发光》一课中所设计的电路和记录的实验现象，如图所示，图中各元件规格相同，图（a）较暗，图（b）较亮。根据以上现象，同学们提出了以下几个问题，请选出其中一个最有价值且容易探究的问题是（　　） A．灯泡的亮度和那些因素有关？ B．灯泡的亮度与电压大小有什么关系？ C．电路中电流的大小与电压大小有什么关系？ D．电路中电流的大小与哪些因素有关？ 7．小明采用图示的电路，研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”，他分别用5Ω和10Ω的电阻做两次实验，当完成第一次实验后，小明将A、B两点间的电阻R由10Ω更换为5Ω，闭合开关后，滑动变阻器应该（　　） A．保持变阻器滑片不动 B．将变阻器滑片向右移动 C．将变阻器滑片向左移动 D．更换阻值更大的滑动变阻器 8． 用如图电路探究电流与电阻关系，所用器材：电源（6V），定值电阻R1（5Ώ、10Ώ、15Ώ、30 Ώ各1个），规格为“15Ώ1A”的滑动变阻器R2，如表为实验数据记录表。关于该实验，下列说法正确的是（　　） 序号 电阻R/Ω 电流I/A 1 5 0.6 2 10 0.3 3 15 0.2 4 30 未测 A．实验过程中控制电压表示数为2V B．将电阻R1由5Ώ更换为10Ώ时，应向左适当移动滑动变阻器滑片 C．使用现有器材无法完成第4次实验，因为滑动变阻器最大阻值太小 D．若某次实验闭合开关后，电流表有示数，电压表示数为6V，可判断R1断路 二、填空题 9．小明同学在探究“电流和电阻的关系”实验中，当定值电阻R由5Ω换成10Ω后，为了使　 　 的示数保持不变，他应将滑动变阻器的阻值　 　 ．（填“变大”、“变小”、“保持不变”） 10．在串联电路中，探究部分电路两端的电压U跟该电路中某个可变电阻R的关系时，记录的实验数据如下表所示 . 请根据表中数据判断：当电阻R=4Ω时，电压U=　 　V . 11．在利用下图探究“电流与电压关系”的实验中，在闭合开关前，要将滑动变阻器调到最大阻值，这个操作的目的是　 　。在实验过程中，滑动变阻器的作用是　 　；在利用该图探究“电流和电阻的关系”实验时，滑动变阻器的作用是　 　。 12．如图，在探究通过导体的电流与电阻关系实验中，当R由5Ω换为10Ω时，需将滑动变阻器滑片向　 　端移动（选填“左"或“右”），这样做目的是　 　． 13．小娟在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，将记录整理的实验数据绘制成右图所示I-U关系图像。由图可得甲的电阻为　 　 Ω；若这两个电阻串联后接在电压为9V的电源上，电路中的电流为　 　 A；这两个电阻并联后接在9V电源上，干路中的电流为　 　 A。 三、实验探究题 14．小明探究“通过导体的电流与电压的关系”时，电路图如图甲所示.电源电压不变，R1为定值电阻，电流表A选用0~0.6A 量程，电压表 V1选用0~3V量程，电压表 V2 选用0~15V量程，滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”的字样. （1）请根据电路图甲用笔画线代替导线连接实物图乙. （2）闭合开关前滑动变阻器的滑片P应放在　 　（选填“A”或“B”）端. （3）闭合开关S，发现电流表A与电压表V2的示数为零，电压表V1的示数不为零，则电路存在的故障是　 　. （4）排除故障后，继续进行实验，记录电流表A 与电压表 V1 的示数，得到一组实验数据，如表格丙所示.分析表中实验数据可得结论：当导体的阻值不变时，通过导体的电流与其两端电压成　 　比. 序号 电压表 V1 的 示数U1/V 电流表 A的 示数 I/A 1 1.0 0.1 2 2.0 0.2 3 3.0 0.3 丙 （5）实验中，记录电流表A与电压表 V2的示数，得到一组实验数据，根据实验数据作出I-U2图线，如图丁所示，电源电压是　 　V.在保证实验器材安全的前提下，滑动变阻器接入电路的阻值不得小于　 　Ω. 答案解析部分 1．【答案】D 【解析】【解答】根据图像可知，横轴表示电阻，纵轴表示电流，二者变化的图像为一条双曲线，那么得到结论：电压一定时，电流随着电阻的增大而减小。 故D正确，而A、B、C错误。 故选D。 【分析】根据图像的形状分析存在的数量关系。 2．【答案】C 【解析】【解答】A、闭合开关前，滑动变阻器的取值最大能保护电路，滑片应置于最右端，A不符合题意； B、将5Ω的电阻换成10Ω，电压表处电阻变大，分压变大，若电压表不变，滑动变阻器取值变大，应将滑片向右移，B不符合题意； C、实验过程中更换电阻后，移动滑片，是控制定值电阻两端的电压一定，C符合题意； D、实验获得多组数据，可以探究电流和电阻关系的普遍性，D不符合题意。 故答案为：C. 【分析】闭合开关前滑片在电阻最大处；电压表处的电阻变大，为使电压表示数一定，滑动变阻器取值变大；多次实验，可以探究规律的普遍性。 3．【答案】D 【解析】【解答】ABCD.用控制变量法研究电流跟电压和电阻的关系，研究电流跟电压的关系时，要保持电阻不变，改变定值电阻两端的电压。通过移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻的电压和电流，讨论电流跟电压的关系，图中在“保持电阻不变”这一步实验时应保持R1不变，调节R2，滑片到不同的适当位置； 【分析】根据电流跟电压和电阻的关系实验，运用控制变量法，结合欧姆定律分析。 4．【答案】C 【解析】【解答】探究电流和电阻关系时，需要通过调节滑动变阻器滑片位置，保持电压表示数一定， A.闭合开关前，滑动变阻器的取值最大，可以保护电路，滑片应置于最右端，A不符合题意； B.用10Ω电阻换用5Ω电阻实验，电阻变大，分压变大，为使电压表示数不变，滑动变阻器的取值变大，滑片位置更靠右，B不符合题意； C.实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定，C符合题意； D.实验获得多组数据是为了探究电流和电阻规律的普遍性，D不符合题意。 故答案为：C. 【分析】探究电流和电阻关系时，电压表保持不变，电压表处的定值电阻变大，滑动变阻器的取值变大。 5．【答案】C 【解析】【解答】A．实验开始前，要选取合适的实验仪器，故需要考虑滑动变阻器的规格；A不符合题意； B．为保护电路，连接电路时，滑动变阻器的滑片处于最大值端，作用是使电路中的电流最小，B不符合题意； C．在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，控制电阻不变，通过调节滑片，使电压表的示数产生变化，多次测量，得出具有普遍性的结论，C符合题意； D．在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时，根据控制变量法，要控制导体的电压不变，滑动变阻器的作用是通过移动滑片，保持接入的定值电阻两端的电压不变，D不符合题意． 故答案为：C 【分析】探究电流和电压的关系时，滑动变阻器可保持电路、改变定值电阻两端的电压；探究电流和电阻的关系时，滑动变阻器可以保持电路、使电阻两端的电压不变。 6．【答案】C 【解析】【解答】电压是形成电流的原因，电阻是导体对电流的阻碍作用，所以猜想，电流会受电压、电阻的影响，本题中两个小灯泡的规格完全相同，电源电压不同，故最有价值的就是电路中的电流大小与电压有说明关系，C符合题意； AB．灯泡的亮度取决于灯泡的实际电功率，题中无法测量灯泡正常发光时，低于额定电压和高于额定电压时的电功率，AB不符合题意； D．实验中只改变电压，不能改变电阻，D不符合题意。 故答案为：C。 【分析】电压是形成电流的原因，电阻是导体对电流的阻碍作用；灯泡的亮度取决于灯泡的实际电功率。 7．【答案】C 【解析】【解答】研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”时，应控制定值电阻两端的电压不变，即电压表的示数不变； 当将A、B两点间的电阻R由10Ω更换为5Ω后，电路中的总电阻变小， 根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，此时滑动变阻器接入电路的电阻不变，两端的电压变大， ∵串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压不变， ∴此时定值电阻两端的电压变小， 要使定值电阻两端的电压不变，应减小滑动变阻器接入电路的电阻，增大电路中的电流，即滑片P向左移动． 故答案为：C． 【分析】研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”时，应控制定值电阻两端的电压不变；根据串联电路特点和欧姆定律分析判断滑片的移动方向. 8．【答案】C 【解析】【解答】A.由实验数据表知，实验过程中电阻R1两端的电压为U1=0.6A×5Ω=0.3A×10Ω=0.2A×15Ω=3V故A错误； B.电阻R1由5Ω更换为10Ω时，电阻增大，由串联电路分压原理知，应向右适当移动滑动变阻器滑片，才能控制电压表的示数为2V，故B错误； C.定值电阻两端的电压始终保持U1=3V，根据串联电路电压的规律得，滑动变阻器分得的电压为U2=U-U1=6V-3V=3V 因为串联电路电流处处相同，此时，滑动变阻器接入电路的阻值等于定值电阻为30Ω，故应更换最大最值至少为30Ω的滑动变阻器，故C正确。 D.电流表有示数，说明电路是通路，电压表示数为6V，可能是滑动变阻器接入电路中的阻值为零。故D错误。 故选C。 【分析】根据表中数据结合U=IR求出定值电阻两端电压； 根据串联电路分压规律，结合电阻变化，判断滑动变阻器滑片方向； 根据串联电路电压规律可求出滑动变阻器分压，结合欧姆定律可判断出所需滑动变阻器的最大阻值至少是多少； 若电流表有示数、电压表显示电源电压，说明不是断路，而是滑动变阻器未分压。 9．【答案】电压表的示数；变大 【解析】【解答】要探究电流与电阻的关系，需保持电阻两端的电压不变； 当定值电阻R由5Ω换成10Ω后，电阻两端的电压会变大，为了使电压表的示数不变，应增大变阻器的阻值． 故答案为：电压表的示数；变大． 【分析】要探究电流与电阻的关系，需保持电阻两端的电压不变，根据串分压的知识判断电压的变化，从而可得变阻器的变化．　 10．【答案】4 【解析】【解答】分析表格数据可知，电阻的阻值增大2Ω，电压增大1V，所以当电阻R＝4Ω时，电压U＝4V . 故答案为：4 . 【分析】分析表格数据，得出电压增大时，电阻的变化的规律，根据此规律分析解答本题 . 11．【答案】保护电路；改变电阻两端的电压；保持电阻两端的电压不变 【解析】【解答】在闭合开关前，要将滑动变阻器调到最大阻值，这个操作的目的是保护电路。在探究“电流与电压关系”的实验中，滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压。在探究“电流和电阻的关系”实验时，滑动变阻器的作用是保持电阻两端的电压不变。 【分析】滑动变阻器调到最大阻值，可以保护电路；在探究“电流与电压关系”时，滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压；在探究“电流和电阻的关系”时，滑动变阻器可以保持电阻两端的电压不变。 12．【答案】右；保持电阻两端的电压不变 【解析】【解答】在探究通过导体的电流与电阻关系实验中，定值电阻两端的电压一定，当R由5Ω换为10Ω时，电阻变大，电路中的电流变小，滑动变阻器两端的电压变小，定值电阻两端的电压变大，此时应将滑片向右移动，要保持定值电阻两端的电压不变． 【分析】定值电阻和滑动变阻器是串联关系，串联分压，分得的电压和电阻成正比，滑动变阻器保证定值电阻两端的电压相同。 13．【答案】10；0.6；2.7 【解析】【解答】从图象上读出一组电压值和电流值，根据即可求出甲和乙的阻值；再根据串联电路总电阻和分电阻的关系即可求出总电阻；利用即可求出电路中的电流．当U=3V时，I甲=0.3A，I乙=0.6A 则， R总=10Ω+5Ω=15Ω ； 【分析】知道串并联电路总电阻与分电阻的关系，会灵活应用欧姆定律进行计算。 14．【答案】（1）实物连接如图； （2）B （3）电阻R1断路 （4）正 （5）6；10 【解析】【解答】解：（1）题目已明确了电流表、电压表的量程，只要将电阻、滑动变阻器、开关、电源串联，电压表 V1与电阻并联、电压表 V2与滑动变阻器并联即可. （2）为保护电路，闭合开关前，滑片应位于最大阻值处，也就是位于B端. （3）闭合开关，电流表 A 与电压表 V2的示数为零，说明与它们串联的电路是断路状态，由于电压表 V1 有示数，说明与 V1串联的电路是通路，所以电路故障为电阻R1断路. （4）由实验数据可以看出：电压成倍增大，电流也成倍增大，且两者增大的倍数相同.所以实验结论为：在电阻一定时，通过导体的电流与两端电压成正比. （5）定值电阻的阻值为 由丁图知，滑动变阻器两端电压为5V时，滑动变阻器接入电路的电阻为 所以电源电压为U=IR=0.1A×（10Ω+50Ω）=6V. 已知电源电压为6V，所以对电压表 V2 不会造成损害；已知电源电压和电阻R1的阻值，可得电路最大电流为0.6A，对电流表也不会造成损害；当电压表 V1电压达到3V时，电路电流为 所以滑动变阻器接入电路电阻为 即滑动变阻器接入电路电阻不能小于10Ω. 【分析】 （1）在根据电路图连接电路过程中，要特别注意电流表、电压表的位置、接法、量程选择和电流方向；滑动变阻器采用“一上一下”的接法与定值电阻串联。 （2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应位于最大阻值处；想增大R1两端电压，根据欧姆定律可知需要使电路中的电流变大，则应减小变阻器连入的阻值。 （3）闭合开关，电流表或电压表示数为零，说明与其串联的电路断路；电压表有示数，说明与其串联的电路是通路。 （4）由电路图知，电压表V1测量电阻R1两端电压，电流表测量电路电流。比较电压、电流变化规律就能得出实验结论。 （5）由上一步可以得到电阻R1的阻值；在丙图中，滑动变阻器两端最大电压为5.0V，此时电路电流为0.1A，由此得到滑动变阻器接入电路的阻值；已知电阻R1和滑动变阻器接入电路的阻值，可以得到总电阻；已知电路总电阻和电流，可以得到电源电压； 为保护用电器或电流表、电压表，电路电流不能超过用电器或电流表允许通过的最大电流，两端电压不能超过电压表选择的量程。确定电路最大电流或最大电压后，在电源电压不变的情况下，得到电路的总电阻，其中R1已得出，所以能够得到滑动变阻器接入电路的电阻。 学科网（北京）股份有限公司 $$