16.2 探究_电流与电压、电阻的关系 -2025-2026学年物理沪科版（2024）九年级全一册

该初中物理课件聚焦“探究电流与电压、电阻的关系”这一核心知识点，以实验探究为主线，通过控制变量法设计对比实验，引导学生从现象观察到规律总结，逐步构建欧姆定律的物理观念。教学流程由电路连接、操作规范到图像分析层层递进，形成清晰的学习支架，帮助学生理解电流、电压、电阻三者间的定量关系。 其亮点在于深度融合科学思维与科学探究素养，如在“更换电阻后未调节滑动变阻器”的错误辨析中体现科学论证能力，在I-R图像转化为I-1/R图像时展现模型建构技巧，同时强调实验操作中的安全意识和严谨态度，落实科学态度与责任。例如，通过真实故障排查（电流为零但电压超量程）训练学生基于证据推理的能力，既提升学生的问题解决能力，又助力教师高效开展探究式教学。

第十六章 探究电路 第二节 探究：电流与电压、电阻的关系 1 第二节 探究：电流与电压、电阻的关系 新知预习 导学 2 知识梳理 1.实验：探究电流与电压、电阻的关系 （1）实验电路：在虚线框中画出电路图。 解：如答图16-2所示 答图16-2 新知预习 导学 素养达标 导练 3 （2）实验方法：控制变量法。 ①探究电流与电压的关系时，保持______不变，调节滑动变阻器，改变 定值电阻两端的电压，测得对应的电压值和电流值。 ②探究电流与电阻的关系时，保持定值电阻两端的______不变，改变连 入电路的定值电阻，测得对应的电压值和电阻值。 电阻 电压 （3）实验结论：当导体电阻不变时；通过导体的电流与导体两端的电 压成______；当导体两端的电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻 成______。 正比 反比 新知预习 导学 素养达标 导练 4 2.欧姆定律 （1）内容：一段导体中的电流，与加在这段导体两端的电压成______， 与导体的电阻成______。 （2）公式：_ _____。 正比 反比 （3）欧姆定律的变形公式 ①知道电压和电流，即可由 _ __求出导体的电阻。 ②知道电阻和电流，即可由 ____求出电压。 （4）注意：三个物理量、、 必须分别是同一段电路中在同一工作 状态下的电流、电压和电阻，且单位必须换算为国际单位。 新知预习 导学 素养达标 导练 5 问题导思 图16-2-1 1.在探究电流与电阻关系的过程中，小明依次接入 、 、 、 的定值电阻，根据实验 数据画出电流随电阻变化的 图像（图16-2-1）。 则 图像上的点和坐标轴围成的矩形“面积”有什 么规律？为了直观地判断出与 的关系，应如何对 图像进行变换？ 新知预习 导学 素养达标 导练 6 图16-2-1 答： 图像上任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大 小都相等，即电流与电阻的乘积为一个定值。将横坐 标变为（或），若 图像为一条过原点的直 线，则电流与电阻的倒数成正比，即说明电流 与 电阻 成反比。 新知预习 导学 素养达标 导练 7 2.由变形可得 ，能否据此认为“导体的电阻跟它两端的电压成 正比，跟通过它的电流成反比”？ 答：导体的电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与 导体两端的电压、通过导体的电流无关，不能认为“导体的电阻跟与它 两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比”。 新知预习 导学 素养达标 导练 8 知识点1 实验：探究电流与电压、电阻的关系 例1 在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，小明设计的电路如图 16-2-2甲所示，其中电源的电压恒定。 图16-2-2 （1）请用笔画线代替导线，将图16-2-2乙中的电路按图甲连接完整 （要求导线不交叉）。 新知预习 导学 素养达标 导练 9 （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到___（选填“”或“ ”）端。 图16-2-2 （3）探究电流与电压的关系时，闭 合开关后，调节滑动变阻器的滑片 至适当位置，记录电压表和电流表 的示数。为了寻找普遍规律，接下 来的操作是__________（选填“调节 滑片”或“更换电阻”），多次实验。 新知预习 导学 素养达标 导练 10 （4）探究电流与电阻的关系时，小明将 的电阻依次换成 、 的电阻后，闭合开关，直接读出电流值。这种做法是不正确的， 理由是________________________________。 图16-2-2 新知预习 导学 素养达标 导练 11 （5）小明根据实验数据绘制了图像和 图像（图16-2-3），由 图像可以得到实验结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与这段 导体两端的电压成______；在电压一定的情况下，通过导体的电流与导 体的电阻成______。 图16-2-3 新知预习 导学 素养达标 导练 12 小锦囊 滑动变阻器在该实验中的作用： （1）探究电流与电压的关系时，滑动变阻器用于改变定值电阻两 端的电压和通过的电流。 （2）探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器用于控制定值电阻两 端的电压不变。 （3）保护电路，避免出现短路现象。 新知预习 导学 素养达标 导练 13 （1）请用笔画线代替导线，将图16-2-2乙中的电路按图甲连接完整 （要求导线不交叉）。 图16-2-2 新知预习 导学 素养达标 导练 14 解：如答图16-3所示 答图16-3 【解析】将定值电阻与滑动变阻器串联，将滑动变阻器“一上一下”两个 接线柱连入电路。 新知预习 导学 素养达标 导练 15 （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到___（选填“”或“ ”）端。 图16-2-2 【解析】闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大的 端。 新知预习 导学 素养达标 导练 16 图16-2-2 （3）探究电流与电压的关系时，闭 合开关后，调节滑动变阻器的滑片 至适当位置，记录电压表和电流表 的示数。为了寻找普遍规律，接下 来的操作是__________（选填“调节 滑片”或“更换电阻”），多次实验。 调节滑片 【解析】探究电流与电压的关系时，通过多次调节滑动变阻器来改变定 值电阻两端的电压，得到多组电压和电流值，便于寻找普遍规律。 新知预习 导学 素养达标 导练 17 （4）探究电流与电阻的关系时，小明将 的电阻依次换成 、 的电阻后，闭合开关，直接读出电流值。这种做法是不正确的， 理由是________________________________。 图16-2-2 新知预习 导学 素养达标 导练 18 【解析】探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变， 小明将 的电阻依次换成 、 的电阻后，根据串联电路的分 压规律可知，电阻两端的电压发生改变，若闭合开关直接读出电流值， 则没有控制定值电阻两端的电压不变，因此做法不正确。 图16-2-2 新知预习 导学 素养达标 导练 19 （4）探究电流与电阻的关系时，小明将 的电阻依次换成 、 的电阻后，闭合开关，直接读出电流值。这种做法是不正确的， 理由是________________________________。 没有控制定值电阻两端的电压不变 图16-2-2 新知预习 导学 素养达标 导练 20 （5）小明根据实验数据绘制了图像和 图像（图16-2-3），由 图像可以得到实验结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与这段 导体两端的电压成______；在电压一定的情况下，通过导体的电流与导 体的电阻成______。 图16-2-3 新知预习 导学 素养达标 导练 21 【解析】 图像为一条过原点的直线，说明在电阻一定时，通过导 体的电流与导体两端的电压成正比。 图像中，电流与对应电阻的 乘积为定值，说明在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 图16-2-3 新知预习 导学 素养达标 导练 22 （5）小明根据实验数据绘制了图像和 图像（图16-2-3），由 图像可以得到实验结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与这段 导体两端的电压成______；在电压一定的情况下，通过导体的电流与导 体的电阻成______。 正比 反比 图16-2-3 新知预习 导学 素养达标 导练 23 针对训练 1.在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，小明选用器材有：电源 （电压恒为 ），电流表、电压表各一只、开关、三个定值电阻 、 、 、滑动变阻器、导线若干。 （1）设计实验时，小明制定了探究的总体思路：保持电阻不变，探究 电流与电压的关系；保持电压不变，探究电流与电阻的关系。物理中把 这种科学探究的方法叫做____________。 控制变量法 新知预习 导学 素养达标 导练 24 （2）用笔画线代替导线完成图16-2-4甲电路的连接。 图16-2-4 解：如答图16-4所示 答图16-4 新知预习 导学 素养达标 导练 25 （3）探究电流与电压的关系时，将 的定值电阻连入电路，闭合开 关 ，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因可能 是定值电阻______（选填“开路”或“短路”）。 开路 （4）排除故障后多次实验，得到电流与电压的数据如下表所示，据此 得出结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成______。 实验序号 1 2 3 4 电压 1.0 1.5 2.0 2.5 电流 0.2 0.3 0.4 0.5 正比 新知预习 导学 素养达标 导练 26 （5）探究电流与电阻的关系时，某同学用电阻箱来代替电阻 ，改进电 路如图16-2-4乙所示，该电路的优点是_____________________________ _________________。 可以连续改变电阻值，实现更 多实验数据的测量 图16-2-5 新知预习 导学 素养达标 导练 27 知识点2 欧姆定律及其应用 图16-2-5 例2 某款电热水袋（图16-2-5甲）充电 时的简化工作电路如图16-2-5乙所示， 发热电阻和充电指示灯 串联在恒定 的电源两端，已知发热电阻 的阻值 为 ，充电时指示灯两端的电压 为，通过的电流为 。求： 新知预习 导学 素养达标 导练 28 图16-2-5 （1）指示灯 的电阻为多大？ 【解析】分析 已知充电时指示灯两端 的电压和通过的电流 ，根据欧姆定 律的变形式 可求得指示灯的电阻。 解：已知充电时指示灯两端的电压为，通过的电流为，由 可得指示灯的电阻为 小锦囊（1）欧姆定律只适用于纯电阻电路，公式中的、、 应是同一段导体在同一时刻的值。 新知预习 导学 素养达标 导练 29 （2）此时发热电阻 两端的电压为多大？ 图16-2-5 小锦囊 （2）欧姆定律的变形式 提供了计算电阻大小的方法，但需要注意导体的电阻是由它的长度、横截面积、材料和温度决定的，与通过它的电流、它两端的电压无关，不能理解为“与成反比、与 成正比”。 新知预习 导学 素养达标 导练 30 【解析】分析 由电路图可知发热电阻和指示灯 串联，由串联电路中 电流的特点可知，通过发热电阻和指示灯 的电流相等。已知发热电 阻的阻值和通过它的电流，则根据欧姆定律的变形式可求得 两端的电压。 图16-2-5 新知预习 导学 素养达标 导练 31 解：发热电阻和指示灯 串联，由串联电路中电流的特点可知，通过 发热电阻 的电流为 由可得 两端的电压为 图16-2-5 新知预习 导学 素养达标 导练 32 针对训练 图16-2-6 2.坐位体前屈测试仪（图16-2-6甲）用来检 测在坐位体前屈时的最大伸展距离，以反映 人体的柔韧度，其工作电路如图16-2-6乙所 示，电源电压不变。闭合开关 ，则滑片由 端移动到 端时( )。 A.电流表的示数变大 B.电压表的示数不变 C.电流表的示数不变 D.电压表的示数变小 新知预习 导学 素养达标 导练 33 图16-2-6 【解析】由电路图可知，与 串联，电流表测 量电路中的电流，电压表测滑片 右侧电阻丝两 端的电压。因为电压表在电路中相当于开路，所 以滑片由端移动到 端时电路中的总电阻不变， 【答案】C 电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流不变，电流表的示数 不变，故A错误，C正确。滑片由端移动到 端的过程中，滑片右侧电 阻丝的阻值变大，由 可知，滑片右侧电阻丝两端的电压变大，即 电压表的示数变大，故B、D错误。 新知预习 导学 素养达标 导练 34 图16-2-7 3.图16-2-7是一款摄像机自主启动装置的简化电路图， 电源电压恒为， 是红外线探测电阻，其阻值 随红外线强度的变化而变化； 是定值电阻，阻值为 。当两端的电压达到 时，摄像机自主启动 拍摄，求此时： 解：由题图可知，定值电阻与红外线探测电阻串联，电压表测 两 端的电压。 新知预习 导学 素养达标 导练 35 图16-2-7 （1）电路中的电流。 解：当两端的电压达到 时，由欧姆定律可得， 通过 的电流为 由串联电路中电流的特点可知，电路中的电流为 新知预习 导学 素养达标 导练 36 图16-2-7 （2） 的阻值。 解：由串联电路中电压的特点可知， 两端的电 压为 由欧姆定律可得， 的阻值为 新知预习 导学 素养达标 导练 37 第二节 探究：电流与电压、电阻的关系 素养达标 导练 38 基础巩固 图16-2-8 1.在图16-2-8所示的电路中，保证 间的电阻 不变，通过移动滑动变阻器的滑片，分别 使电压表的示数为、、 ，这是为了探究 ( )。 B A.通过电阻的电流与电阻的阻值的关系 B.通过电阻的电流与电阻两端的电压的关系 C.电阻的阻值与通过电阻的电流的关系 D.电阻两端的电压与电阻的阻值的关系 新知预习 导学 素养达标 导练 39 2.用图16-2-8所示的电路探究“导体中的电流与导体电阻的关系”，使用 滑动变阻器的主要目的是( )。 A A.保持导体两端的电压不变 B.改变导体两端的电压 C.改变导体中的电流大小 D.多次测量，减少误差 3.小红用图16-2-8所示的电路探究电流与电阻的关系（电源电压恒定）， 移动滑动变阻器滑片时，应特别观察的是( )。 D A.变阻器的滑片 B.定值电阻 C.电流表的示数 D.电压表的示数 新知预习 导学 素养达标 导练 40 4.小琼用上页图16-2-8所示的电路探究“电流跟电阻的关系”，实验时应 保持、两端的电压不变，当他将、两点间的电阻由 更换为 后，发现电压表的示数发生了变化，下一步的实验操作应该是 ( )。 C A.保持滑动变阻器的滑片不动，将电源电压增大 B.保持电源电压不变、滑动变阻器的滑片不动，改变电压表的量程 C.保持电源电压不变，移动滑动变阻器的滑片使电压表示数与原来的相同 D.保持电源电压不变，将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处 新知预习 导学 素养达标 导练 41 5.（多选）关于欧姆定律公式 ，下列说法正确的是( )。 A.对确定的导体来说，通过导体的电流与加在这段导体两端的电压成正比 B.在电压相等的条件下，不同导体中的电流与这段导体的电阻成反比 C.由可知 ，故加大接在某一电路中的电阻值，电压会增大 D.导体的电阻是由加在它两端的电压和通过它的电流来决定的 新知预习 导学 素养达标 导练 42 【解析】对确定的导体来说，其电阻一定，则通过导体的电流与导体两 端的电压成正比；在电压一定时，通过不同导体的电流与导体的电阻成 反比，故A、B正确，D错误。电压是由电源提供的，加大接在某一电路 中的电阻值，该电路两端的电压不变，故C错误。 【答案】AB 新知预习 导学 素养达标 导练 43 6.一个阻值为 的电阻，将它接入电路后，通过它的电流是 ， 则该电阻两端的电压是___ 。如果用电压表来测量这个电压，应选用 _________（选填“”或“ ”）的量程。 6 图16-2-9 7.甲、乙两个电阻的电流与电压关系如图16-2-9所示， 由图可知，通过同一个电阻的电流与它两端的电压成 ______（选填“正比”或“反比”），阻值 ___（选填 “”“”或“”） 。 正比 新知预习 导学 素养达标 导练 44 能力提升 8.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中，准备的器材有：电源 （电压恒为）、电流表、电压表、开关、三个定值电阻（ 、 、）、三只滑动变阻器（甲的规格为“ ”、乙的规 格为“”、丙的规格为“ ”）、导线。 新知预习 导学 素养达标 导练 45 （1）实验电路如图16-2-10所示，闭合开关前，为了保护电路，应把滑 动变阻器的滑片滑到最____（选填“左”或“右”）端。 左 图16-2-10 新知预习 导学 素养达标 导练 46 （2）闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表的指针偏转超过最大 刻度线。你认为造成这一现象的原因是___（填字母代号）。 C A.开关开路 B.滑片接触不良 C.定值电阻开路 D.电流表短路 【解析】电流表示数为零，说明电路可能开路；电压表的指针偏转超过 最大刻度线（即电压表有示数），说明电压表与电源之间的电路是通路， 则故障只能是与电压表并联的定值电阻开路。 新知预习 导学 素养达标 导练 47 （3）探究电流与电阻的关系时，先将 的电阻连入电路中，闭合开 关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 ，并记下电流表的 示数。接着断开开关，取下 的电阻，换接 的电阻（滑动变阻 器的滑片位置未动），此后闭合开关，应将滑动变阻器滑片从上一位置 向____（选填“左”或“右”）端移动，直至电压表的示数为____ ，再次 记下电流表的示数。接着换用 的电阻，重复上述操作，得到了下 表中的实验数据，分析数据得出：导体两端的电压一定时，通过导体的 电流与导体的电阻成______。 电阻 5 10 15 电流 0.30 0.15 0.10 新知预习 导学 素养达标 导练 48 【解析】取下 的电阻，换接 的电阻，由串联电路的分压原理 可知，电阻两端的电压增大；探究电流与电阻的关系时，必须 控制电阻两端的电压 不变，根据串联电路中的电压特点可知，应 增大滑动变阻器两端的电压，即增大滑动变阻器连入电路中的电阻，故 滑片应向左端移动。 新知预习 导学 素养达标 导练 49 （3）探究电流与电阻的关系时，先将 的电阻连入电路中，闭合开 关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 ，并记下电流表的 示数。接着断开开关，取下 的电阻，换接 的电阻（滑动变阻 器的滑片位置未动），此后闭合开关，应将滑动变阻器滑片从上一位置 向____（选填“左”或“右”）端移动，直至电压表的示数为____ ，再次 记下电流表的示数。接着换用 的电阻，重复上述操作，得到了下 表中的实验数据，分析数据得出：导体两端的电压一定时，通过导体的 电流与导体的电阻成______。 电阻 5 10 15 电流 0.30 0.15 0.10 左 1.5 反比 新知预习 导学 素养达标 导练 50 （4）实验时所选择滑动变阻器的规格应是____（选填“甲”“乙”或“丙”）。 丙 【解析】电阻两端的电压始终保持 ，则滑动变阻器两端的电 压；根据分压原理 可知，当 接入 电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为 ，三只滑动变阻器中只有丙的规格满足要 求。 新知预习 导学 素养达标 导练 51 图16-2-11 9.一款 打印笔（图16-2-11甲）具有立体绘画功 能。通电后，打印笔内电阻丝发热使笔内绘画材 料熔化，工作时有快打印和慢打印两个挡位，加 热电路简化后如图16-2-11乙所示，电源电压恒为 ，定值电阻 ，同时闭合开关和 时， 干路中的电流为 。求： 新知预习 导学 素养达标 导练 52 图16-2-11 （1）只闭合开关时，通过 的电流； 解：只闭合开关时，电路中只有 工作，由欧 姆定律可得，通过 的电流为 新知预习 导学 素养达标 导练 53 图16-2-11 （2）定值电阻 的阻值。 解：同时闭合开关和时，和 并联，干路电 流为，由并联电路中电流的特点可得，通过 的电流为 ，，，，，，由串联 电路中电压的特点可知 两端的电压等于电源电压， 则由欧姆定律可得，定值电阻 的阻值为 新知预习 导学 素养达标 导练 54 综合拓展 10.图16-2-12甲是小林设计的称重装置原 理图，杠杆始终处于水平位置， 为 支点，，电源电压恒定， 是 图16-2-12 阻值为 的定值电阻， 是支架压敏电阻，它的阻值随压力的变化关 系如图16-2-12乙所示，当电压表的示数大于或等于 时，电路外的检测 装置会自动报警。某次称量重为的物体时，电压表的示数为 。 （杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计）求： 解：由题图甲可知，与串联，电压表测量 两端的电压。 新知预习 导学 素养达标 导练 55 图16-2-12 （1）称量重为 的物体时，电路中 的电流。 解：称量重为的物体时， 两端 的电压为，由欧姆定律可得通过 的 电流为 由串联电路中电流的特点可知，电路中 的电流为 。 新知预习 导学 素养达标 导练 56 （2）电源电压。 图16-2-12 解：已知 ，则 。杠 杆 在水平位置平衡，根据杠杆平衡条 件可得 ，则压敏电阻 受到的压力为 新知预习 导学 素养达标 导练 57 图16-2-12 由题图乙可知，此时压敏电阻的阻值为 。由欧姆定律可得，压敏电阻两 端的电压为 由串联电路中电压的特点可得，电源电 压为 新知预习 导学 素养达标 导练 58 （3）检测装置恰好报警时，该称重装置所称量物体的重力。 图16-2-12 解：当检测装置恰好报警时，电压表的 示数为 ，此时电路中的电流最大，为 此时压敏电阻的阻值为 新知预习 导学 素养达标 导练 59 图16-2-12 由题图乙可知，此时对应的压力 。杠杆 在水平位置平衡， 根据杠杆平衡条件可得 则报警时所称量物体的重力为 新知预习 导学 素养达标 导练 60 $