第1节 电流与电压、电阻的关系（教学课件）物理教科版2024九年级上册

第1节 电流与电压、电阻的关系 九年级物理上册 •教科版2024年 第五章　欧姆定律 学习目标 01 02 03 04 物理观念 ①学生能通过实验得出“电阻一定时，电流与电压成正比”，“电压一定时，电流与电阻成反比”的规律； ②能结合实例解释电流与电压、电阻的定性关系。 科学思维 在实验探究中，运用控制变量法设计实验方案，培养科学探究的逻辑思维能力；通过对实验数据分析归纳，建立电流与电压、电阻的定量关系模型，提升数据分析和抽象概括能力。 科学探究 ①通过实验探究，进一步掌握用“控制变量法”来研究物理问题；②通过实验、分析和探究过程，提高根据实验数据归纳物理规律的能力，学会图像研究物理问题。 科学态度与责任 在实验中培养严谨求实的科学态度，通过小组合作增强团队协作意识:认识电流与电压、电阻关系在电路设计和用电器安全使用中的重要性，体会物理规律对生产生活的指导作用。 重点难点 通过实验探究认识电流与电压和电阻之间的关系。 教学重点 通过实验探究掌握控制变量法,学会图像法对实验数据进行分析处理并总结归纳出电流与电压、电阻的关系。 教学难点 课堂导入 知识回顾 有什么办法可以改变小灯泡亮度？ 改变电路中电池个数（增大电压） 改变电路中电阻 　　在如图所示的电路中，当通过增加电池的节数来增加小灯泡两端的电压时或变阻器滑片向左端移动，接入电路中的阻值大小，我们可以看到什么现象呢？ 现象：小灯泡变亮。 通过小灯泡的电流增大。 探究新知一　探究电流与电压的关系 探究新知一　探究电流与电压的关系 通过导体的电流与加在它两端的电压及导体的电阻之间存在怎样的定量关系呢?我们通过实验来一探究竟吧！ 通过小灯泡的电流增大 电压是产生电流的原因，电压越高，电流可能越大。 电阻表示导体对电流的阻碍作用，当电压一定时，电阻越小，电流越大。 探究新知一　探究电流与电压的关系 【实验】探究电流与电压的关系 提出问题： 改变导体两端的电压 U ，通过它的电流 I 会怎样改变呢? 猜想与假设： 电压是产生电流的原因，若电阻一定时，电压越高，电流可能越大。 控制变量法 实验方法： 电压、电阻的改变都会引起电流的变化。实验时，应先保持某一个量不变。 演示实验 探究新知一　探究电流与电压的关系 实验思路： 　　选一个定值电阻，电流表测量通过电阻的电流，电压表测量电阻两端的电压，用电池作电源，通过调节滑动变阻器改变电阻两端的电压，观察电流表的示数变化。 实验电路图 实验器材： 定值电阻多只（阻值不同）、滑动变阻器1只、 电流表1只、电压表1只、电池2节、 开关1个、导线若干。 探究新知一　探究电流与电压的关系 实验过程： ①按电路图连接电路。闭合开关前，检查电路连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。 ②按电路图连接电路，保持电阻 R 的阻值不 变，通过滑动变阻器改变电阻 R 两端的电压， 使电压值逐渐增大，同时读出对应的电压值 和电流值。把收集到的数据填写在记录表中。 ③更换不同定值电阻，重复实验。 使得出的结论更具有普遍性。 探究新知二 　探究电流与电阻的关系 定值电阻R 5Ω 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 电流I/A 定值电阻R 10Ω 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 电流I/A 分析论证： 0.1 0.2 0.3 0.4 U2 U1 ＝ 2 I3 I1 ＝ 3 I2 I1 ＝ 2 U3 U1 ＝ 3 I1 U1 ＝ I2 U2 ＝ ...... I4 U4 ＝ k 0.05 0.1 0.15 0.2 U2 U1 ＝ 2 I3 I1 ＝ 3 I2 I1 ＝ 2 U3 U1 ＝ 3 I1 U1 ＝ I2 U2 ＝ ...... I4 U4 ＝ k 探究新知一　探究电流与电压的关系 I/A U/V O 0.05 0.15 0.25 0.3 0.2 0.1 0.35 0.4 0.45 1.5 2.0 1.0 0.5 2.5 3.0 3.5 · R=5Ω R=10Ω 结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 　　根据记录的数据，可以用作图的方法来分析实验数据，以便寻找因变量和自变量之间的关系。 　　用横轴代表电压U，纵轴代表电流I，在图中画出各组数据对应的点，然后将各点平滑地连接起来，观察电阻一定时， 两个量间的变化关系。 探究新知一　探究电流与电压的关系 1. 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。 2. 实验过程的注意事项： ①为保护电流表和电压表，开始选择的量程不能过小； ②连接电路时要断开开关； ③闭合开关前把滑动变阻器的滑片移到最大电阻的位置。 交流与评估： 探究新知 【学习任务一】探究电流与电压的关系 在探究“通过导体的电流与导体电阻大小的关系”时，采用的电路如图所示．电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样．在a、b间先后接入5Ω、10Ω不同阻值的定值电阻R，移动滑片P，使电压表示数为1.5V，分别读出电流表的示数．当换上20Ω的电阻接入a、b间时，虽调节滑动变阻器，但电压表示数始终无法达到1.5V，为使电压表示数为1.5V，下列措施中可行的有（　　） A．将原滑动变阻器改换为新的“30Ω 1A”后重新调节 B．将原滑动变阻器改换为新的“10Ω 1A”后重新调节 C．将电源更换为4.5V电压后重新调节 D．将换上的20Ω定值电阻更换为“30Ω”后重新调节 A 探究新知 解：当换上20Ω的电阻接入a、b间时，虽调节滑动变阻器，但电压表示数始终无法达到1.5V，可能是滑动变阻器最大阻值太小， 因为滑动变阻器的电阻太小，滑动变阻器分压太小，使电阻R两端的电压过大造成的，或是由于控制的定值电阻两端的电压太小造成的；或是电源电压太大；或电阻R的阻值太大造成的； 故可以将原滑动变阻器改换为新的“30Ω 1A”后重新调节或减小电源电压或换上比20Ω小的电阻，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 探究新知 【变式训练】探究电流与电压的关系 如图所示，在“探究电流与电压关系”的实验时。正确的操作是（　　） A．保持R2滑片的位置不动 B．保持电路中电流不变 C．保持R1不变，调节R2的滑片到不同的适当位置 D．更换R1，调节R2的滑片到不同的适当位置 C 解：ACD、研究电流与电压关系，要控制电阻大小不变（图中R1为研究对象），通过移动变阻器R2的滑片改变电阻两端的电压和电路中的电流，AD错误，C正确； B、探究电流与电压关系，R1的电压改变了，其电流必然改变，B错误。 故选：C。 电流与电阻关系又是怎样的呢？ 探究新知二 　探究电流与电阻的关系 【实验】探究电流与电阻的关系 演示实验 提出问题： 改变导体的电阻阻值 R ，通过它的电流 I 会怎样改变呢? 猜想与假设： 电阻表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，电流可能会越小。 控制变量法 实验方法： 探究新知二 　探究电流与电阻的关系 实验思路： 　　根据电路图，将定值电阻与变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻两端。运用控制变量法，通过调节滑动变阻器，保证定值电阻两端的电压不变，同时更换不同阻值电阻接入电路。 实验器材： 定值电阻多只（阻值不同）、滑动变阻器1只、 电流表1只、电压表1只、电池2节、 开关1个、导线若干。 实验电路图 探究新知二 　探究电流与电阻的关系 实验过程： ①按电路图连接电路。闭合开关前，检查电路连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。 ②更换阻值为5Ω、10Ω、 15Ω、 20Ω、的定 值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻 器，使电压表示数为3V保持不变，读出电流 表的示数，并记录。 ③重新设置定值电阻两端的电压， 重复上述的实验步骤。 使得出的结论更具有普遍性。 探究新知二 　探究电流与电阻的关系 探究新知二 　探究电流与电阻的关系 电压U/V 2.4V 定值电阻R 5 10 15 20 电流I/A 分析论证： 0.48 0.24 0.16 0.12 R2 R1 ＝ 2 R3 R1 ＝ 3 U3 U1 ＝ I1R1 ＝ I2R2 I4R4 ...... k I2 I1 ＝ 1 2 1 3 ＝ R2 R1 ＝ 2 R3 R1 ＝ 3 U3 U1 ＝ I1R1 ＝ I2R2 I4R4 ...... k I2 I1 ＝ 1 2 1 3 ＝ 电压U/V 3.0V 定值电阻R 5 10 15 20 电流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 探究新知二 　探究电流与电阻的关系 结论：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 　　根据记录的数据，可以用作图的方法来分析实验数据，以便寻找因变量和自变量之间的关系。 　　用横轴代表定值电阻R，纵轴代表电流I，在图中画出各组数据对应的点，然后将各点平滑地连接起来，观察电压一定时， 两个量间的变化关系。 I/A R/Ω O 0.1 0.3 0.5 0.6 0.4 0.2 0.7 0.8 0.9 15 20 10 5 25 30 35 Ｕ=2V Ｕ=3V 探究新知二 　探究电流与电阻的关系 1. 滑动变阻器的作用： ①保护电路； ②控制定值电阻两端的电压不变。 2. 更换阻值大的定值电阻后，电压表示数不能调节到所需要的值的原因： 电源电压过大或滑动变阻器的最大阻值过小。 交流与评估： 探究新知二 　探究电流与电阻的关系 在电阻一定的情况下， 通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 归纳总结 导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 结论因果关系：电阻是导体本身的性质，跟电压和电流都没关系。 【学习任务二】探究电流与电阻的关系 小李用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压4.5V不变，实验时，他依次将5Ω、10Ω、20Ω、25Ω的四个电阻接入电路，记下电流表和电压表示数并绘制出I-R图象（图乙）。实验时（　　） A．定值电阻两端电压保持3V不变 B．滑动变阻器的最大电阻至少是20Ω C．定值电阻从5Ω换成10Ω，需向左移动滑片P D．电压表示数为零，一定是定值电阻短路 B 探究新知二 　探究电流与电阻的关系 探究新知 解：A、探究电流与电阻关系的实验中应控制电压不变，电阻两端的电压为UR=IR=0.5A×5Ω=...=0.1A×25Ω=2.5V，故A错误； B、电阻两端的电压为UR=IR=2.5V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑=U-UR=4.5V-2.5V=2V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的　　倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：　　　　　　，应该选取最大阻值至少20Ω的滑动变阻器，故B正确； C、在实验过程中，小李设定电阻两端的电压U=2.5V，断开开关，将电阻5Ω换成10Ω后，再闭合开关，为保持定值电阻两端电压不变，向右移动滑片P直到电压表示数为2.5V，故C错误； D、电压表无示数，可能是电压表并联电路短路，也可能是电压表断路，故D错误。 故选：B。 【变式训练】探究电流与电阻的关系 小明用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”，并用实验数据作出I-R图像如图乙所示，关于该实验，下列说法中不正确的是（　　） A．闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应滑动到最右端 B．实验过程中应控制电压表示数为2V不变 C．当电阻R由10Ω更换为20Ω后，要控制R的电压一定，应将滑片P适当向右移动 D．实验结论：电压一定时，电阻跟电流成反比 D 探究新知二 　探究电流与电阻的关系 探究新知 解：A、连接好电路闭合开关前，为防止电流过大而损坏元件，滑动变阻器应接入最大阻值，即滑片P应置于最右端，故A正确。 B、探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，由图可知UV=IR=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=...=0.04A×50Ω=2V，使电压表的示数为2V，故B正确； C、探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，故C正确； D、由图像可知，电阻增大几倍，电流就减小几倍，电流与电阻成反比，电阻大小与电流和电压无关，故D错误。 故选：D。 课堂小结 电流与电压、电阻的关系 实验：探究电压—定时电流与电阻的关系 实验：探究电阻—定时电流与电压的关系 ①控制电阻不变，探究电流与电压的关系； ②滑动变阻器的作用：改变定值电阻两端的电压； ③实验结论：电阻一定，导体中的电流与导体 两端的电压成正比。 ①控制导体电压不变，探究电流与电阻的关系； ②滑动变阻器作用：控制定值电阻两端的电压不变； ③实验结论：电压一定，导体中的电流与导体的电阻成反比。 实验方法：控制变量法 ①控制电阻不变，探究电流与电压的关系。 ②控制电压不变，探究电流与电阻的关系。 课堂练习 1.（2024秋•武侯区校级期中）小明和同学们在做电学实验过程中，他们经过讨论，依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图，如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A．图甲改进为图乙：为保证实验过程中电压这一因素不变 B．图乙改进为图丙：实现多次实验，得到电流跟电压之间的定量关系 C．图丙：移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变 D．图丙：在不增加任何器材的情况下，仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系 B 【解析】解：A、探究“电流与电压的关系”实验中，应控制电阻不变，而灯的电阻随温度的改变而改变，由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这一因素不变，故A错误； B、由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路，又能通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻R两端的电压改变，得到电流跟电压之间的定量关系，故B正确； C、探究电流跟电压的关系实验中，需多次改变电流和电压的数值，移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流，故C错误； D、在“探究电流跟电阻关系”的实验中，需控制电阻两端电压不变，多次改变电阻阻值，故需要添加几个阻值不同的电阻，故D错误。 故选：B。 课堂练习 2. （2025•广陵区校级模拟）小安同学利用图-1所示的电路进行实验，电源电压恒为5V，更换5个定值电阻Rx，得到图-2所示的图像。下列有关叙述正确的是（　　） A．该同学探究的是“电流和电压的关系” B．滑动变阻器的最大阻值至少为25Ω C．实验中电压表的示数保持0.5V不变 D．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移 B 课堂练习 【解析】解：AC.由题图像可知，电流与电阻之积为：U=IR=0.5A×5Ω=……=0.1A×25Ω=2.5V，即电压不变，根据控制变量法，是研究电流与电阻的关系，故A与C均错误； B.由图中数据可知，电路中的最小电流为Imin=0.1A，对应的定值电阻为25Ω，此时滑动变阻器接入电路阻值最大，由串联电路的规律及欧姆定律可知，滑动变阻器的最大电阻 　　　　　　　 ，故B正确； D.探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持定值电阻两端的电压不变，Rx从5Ω换成10Ω后，根据串联电路分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，故D错误。故选：B。 课堂练习 课堂练习 3. （2024秋•武侯区期末）小明用如图所示电路探究电流与电阻的关系，R为定值电阻，电源电压保持不变。实验中小明将定值电阻R由10Ω换成20Ω后，闭合开关，接下来要移动变阻器的滑片P，其目的是（　　） A．改变电路两端的电压 B．保持电阻两端的电压不变 C．多次测量以减少误差 D．保持通过电阻的电流不变 【解析】解：实验中，当把10Ω的电阻换成20Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，因此接下来要移动变阻器的滑片P，其目的是保持电阻两端的电压不变，故ACD错误，B正确。 故选：B。 B D 课堂练习 4. （2025•涪城区模拟）探究“电压一定时，电流与电阻的关系”。实验过程中，移动滑片，使电压表示数为一固定值，记录电流表示数，多次更换定值电阻重复实验，得到电流I与定值电阻R的倒数关系如图甲中图线A所示，从而得出结论。在整理器材时，发现电压表指针位置如图乙所示。其他同学通过正确实验操作也进行了上述实验，他们的实验结论一致。下述评估中错误的是（　　） A．该实验遗漏的实验操作是电压表调零（校零） B．实验结束后，应先断开开关，再拆除电源两端的导线 C．遗漏的实验操作并未影响结论，是因为实验时定值电 阻两端电压仍保持为定值 D．电压表调零（校零）后重新进行实验， 得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图甲中的图线C 【解析】解：A、连接电路前，发现电压表指针如图乙所示，说明电压表没有调零，故A正确； B、为避免电源短路，实验结束后，应先断开开关，拆除电源两端的导线后，再拆除其他导线并整理器材，故B正确； C、探究电流与电阻关系，需控制定值电阻两端电压一定，改变定值电阻阻值；故遗漏的实验操作并未影响结论，原因是实验时定值电阻两端电压保持为定值，故C正确； D、正确操作重新进行实验，电压表示数比之前增大，则电流与电阻倒数，即IR增大，故选B图像，故D错误。 故选：D。 课堂练习 布置作业 1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。 2.拓展性作业： ①根据欧姆定律设计一个简单的电路，并计算电流、电压和电阻的值。 ②阅读拓展资源：《电路的基础知识》，了解电路的基本组成部分，如电源、导线开关、电阻等，以及它们在电路中的作用。 《家庭电路的奥秘》可以让学生了解家庭电路的布局和常见的电路故障，以及如何安全地使用电器。 谢谢聆听 谢谢聆听 $