5.1 电流与电压、电阻的关系器（举一反三·讲义）物理新教材教科版九年级上册

本讲义聚焦“电流与电压、电阻的关系”核心知识点，通过情景导入实验引出问题，系统梳理控制变量法在探究中的应用，涵盖实验方法、器材、过程及结论，结合图像分析与例题变式，构建从现象到规律的学习支架。 资料以实验探究为主线，通过电池供电等演示培养科学探究能力，强调控制变量法与图像分析提升科学思维，分层设计例题、变式及课后作业。课中辅助教师引导学生构建物理观念，课后助力学生查漏补缺，强化知识应用与科学态度。

5.1 电流与电压、电阻的关系 模块一 知识框架 模块二 知识精讲 情景导入 实验演示：在一个电路中，先用一节电池给小灯泡供电，再用两节电池串联供电。 提问：小灯泡的亮度有什么变化？这说明通过它的电流怎样变化？ 实验演示：再在电路中接入一个定值电阻，观察小灯泡亮度的变化。 提问：接入电阻后，小灯泡变暗了，这说明通过它的电流又怎样了？ 总结：通过刚才的实验可知：电流与电压有关（电压越高，电流可能越大），电流也与电阻有关（电阻越大，电流可能越小）。那么，它们之间究竟存在怎样的定量关系呢？ 【知识点1 探究电流与电压的关系】知识归纳 1．实验方法：控制变量法 2．实验器材（七种）及电路图：电流用电流表测量，电压用电压表测量， 还必须有电源、开关、导线另外还有电阻、滑动变阻器，共七种。电路图如下图： 3．实验过程：保持定值电阻阻值不变，多次移动滑片，改变电阻两端的电压，测量通过电阻的电流，将测得数据记录到表格里。 4．实验结论和图像：在导体电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。图像表示： 图像上任意一点电压与电流的比值即为定值电阻的阻值。 5．滑动变阻器的主要作用：改变导体两端的电压，从而改变电路中的电流，以便多次测量，找到电流与电压的关系。 【例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：电流跟电压成正比 D.多次实验是为了得到普遍规律 【答案】C 【解析】 AB．根据控制变量法可知，在探究电流跟电压的关系时，需要控制导体的电阻一定，通过调节滑动变阻器可以改变接入电路中的电阻，从而改变定值电阻两端的电压，故AB正确，不符合题意； C．由欧姆定律可知，当电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，故C错误，符合题意； D．在该实验中，通过多次实验可以避免偶然性，从而得到电流跟电压之间的普遍规律，故D正确，不符合题意。 故选C。 【变式1-1】利用如图甲所示的电路探究电流跟电压的关系，电源电压6 V不变。 （1）按图甲，在图乙中把接错的一根导线打上“×”，再画线把它改到正确的位置上。 （2）正确连接电路后，再闭合开关，移动滑片，发现电压表和电流表示数均为0；继续移动滑片，当两电表指针刚好偏转且稳定时，其示数见下表中数据序号3。继续实验，数据见序号4和序号5。 序号 1 2 3 4 5 电压U/V 0 0 1 2 3 电流I/A 0 0 0.1 0.2 0.3 ①根据第5组数据，在图丙中标出电流表指针所在的位置。 ②由序号1、2两组数据可判断，该电路故障为____________（选填“R1接触不良”“R2断路”或“R2短路”）。 ③序号3、4、5三组数据表明：在导体的________一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。 【答案】（1）；（2）①；②R1接触不良；③电阻 【解析】（1）在探究电流跟电压关系的实验中，电压表应并联在定值电阻两端测其两端的电压，电流表应串联在电路中测通过定值电阻的电流。由题图可知，电压表与定值电阻串联，电流表与定值电阻并联了，只改一根导线，应将定值电阻右侧连接电流表的导线接到电压表的左侧接线柱上即可，据此作图。 （2）①题图丙中电流表接的是0~0.6 A量程，分度值为0.02 A，第5组数据中电流为0.3 A，电流表指针应指在0.2 A与0.4 A正中间的位置，据此作图。 ②由序号1、2两组数据中电流表示数为0，可判断电路为断路，电压表示数也为0，说明不是和电压表并联的电阻断路，和电压表并联的电阻断路时电压表示数应该接近电源电压，所以是“R1接触不良”。 ③序号3、4、5三次实验都是在一个定值电阻下进行的，所以导体电阻没有变化，三组数据表明：在导体的电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。 【变式1-2】小华和同学们为探究“电流与电压的关系”，进行了以下实验。 （1）图甲是小华正在连接的电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整______（要求：滑片P向A端滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大）；同组同学发现连接过程中有一处错误，请你指出来：______。 （2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于______端（选填“A”或“B”）。 （3）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，则故障可能的原因是______。 （4）小华排除故障后，改变R两端电压进行多次实验，并将数据记录在下表中。若完成第2次实验后，想要得到第3次实验数据，应将滑片P向______端移动；第3次实验时的电流值如图乙所示，为______A。 实验次数 1 2 3 4 5 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.10 0.20 0.40 0.50 （5）分析表格数据，可得电流与电压的关系是：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成______。 【答案】（1） 开关闭合 （2）A （3）电阻R断路 （4） B 0.30 （5）正比 【详解】（1）滑片P向A端滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器应选用右下接线柱B与开关串联在电路中。 连接电路时，开关要断开，图甲中连接电路时，开关闭合，是错误的。 （2）为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，即滑片置于A端。 （3）闭合开关后，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数且接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即其原因可能是电阻R断路。 （4）完成第2次实验后，想要得到第3次实验数据，定值电阻两端的电压变大，根据串联电路电压的规律可知减小变阻器两端的电压，根据串联分压的原理可知减小变阻器连入电路的电阻，应将滑片P向B端移动。 由图甲可知，电流表选用小量程，由图乙可知，电流表的分度值为0.02A，示数为0.30A。 （5）由表中数据可得，电压增大几倍，对应的电流也增大几倍，在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 【知识点2 探究电流与电阻的关系】 1．实验方法：控制变量法。 2．实验器材（七种）及电路图：电流用电流表测量，电压用电压表测量， 还必须有电源、开关、导线另外还有电阻、滑动变阻器，共七种。电路图如下图： 3．实验过程：保持定值电阻两端的电压不变，改变定值电阻的阻值，通过移动滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变，测量通过不同电阻的电流，将测的数据记录到表格里。 4．实验结论和图像：在导体电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。图像表示： 注意：图像上任意一点电流与电阻的乘积即为控制的电压值。 5．滑动变阻器的主要作用：控制定值电阻两端的电压不变。 【例2】某同学利用下图的电路探究电流与电压、电阻的关系。 实验开始时，滑动变阻器的作用是__________。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的关系时，滑动变阻器的作用是_______________。 【答案】保护电路；电阻；保持定值电阻两端的电压不变 【解析】滑动变阻器在闭合开关前处于最大值状态，可以保证在闭合开关的瞬间电路中的电流最小，起到保护电路的作用；在探究电流与电压的关系时，通过调节滑动变阻器可以改变定值电阻两端的电压和流过的电流；在探究电流与电阻的关系时，需要保持电压一定，滑动变阻器可以在电阻改变时控制定值电阻两端电压保持不变。 【变式2-1】如图甲所示，小华用电阻箱和滑动变阻器研究通过导体的电流与电阻的关系。 （1）图甲中电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是_______联。 （2）连接电路前，开关应处于________状态。 （3）第1次实验时，电流表示数如图乙所示，则电流为_______A。 （4）经过3次测量，得到表格中的实验数据，由此总结出电流与电阻的关系，请你指出小华实验过程中存在的问题：_______________________________________。 次数 R1/Ω I/A 1 3.0 2 6.0 0.33 3 9.0 0.25 【答案】（1）串；（2）断开；（3）0.50；（4）每次在改变定值电阻后，没有移动滑动变阻器的滑片保持定值电阻R1两端的电压不变 【解析】（1）由题图甲可知，电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是串联； （2）为了保护电路，连接电路前，开关处于断开状态； （3）电流表量程为0~0.6 A，分度值为0.02 A，电流表示数为0.50 A； （4）探究通过导体的电流与电阻的关系时，应控制电阻R1两端电压不变，由表格中的信息可知，每次在改变定值电阻后，没有移动滑动变阻器的滑片保持电阻R1两端的电压不变。 【变式2-2】小明通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一：如图甲所示，在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材：电压恒为6 V的电源，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个，导线若干。 （1）在检查电路时，他发现有一根导线连接错误，请你将图中连接错误的那条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确； （2）改正电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至最__________（选填“左”或“右”）端。闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数较大；移动滑动变阻器的滑片，两表的示数无变化，可能是定值电阻发生__________（选填“断路”或“短路”）； （3）处理完故障后，A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I—R图像，分析图像，你认为__________（选填“A”或“B”）同学的实验操作是错误的，他操作中的问题是__________。 【答案】（1） （2）左 断路 （3）A 没有控制定值电阻两端的电压不变 【详解】（1）原电路图中，电压表和滑动变阻器串联后与定值电阻并联是错误的，在“探究电流与电阻关系”的实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，据此作图。 （2）闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处。由甲知，滑动变阻器右下接线柱接入电路，根据“滑片远离下接线柱电阻变大”，滑片应滑至最左端。闭合开关瞬间，电流表无示数，表明电路可能断路；电压表示数较大，说明电压表与电源连通，即电压表并联部分电路断路，所以是定值电阻发生了断路。 （3）观察乙的I-R图像，A同学的图像中各点电流与电阻的乘积不是定值，B同学的图像中各点电流与电阻的乘积为2V。在“探究电流与电阻关系”实验中，需控制定值电阻两端电压不变，所以A同学的实验操作错误，其问题是没有控制定值电阻两端的电压不变。 模块三 课后作业 一、单选题 1，某实践小组在做“探究电流跟电压的关系”实验过程中，经过几次实验探究，如图甲、乙、丙所示依次改进了实验电路图。下列说法不正确的是（   ） A．图甲改进为图乙：为保证实验过程中电阻这一因素不变 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改变电阻两端电压和通过电阻的电流 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 【答案】D 【详解】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—因素不变，故A正确，不符合题意； 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，不符合题意； 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正确，不符合题意； 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，符合题意。 故选D。 2．某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，发现通过电阻a、b的电流随电压变化情况如图所示，则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减小 B.电压相同时，阻值大的电阻通过的电流大 C.电流相同时，阻值小的电阻两端的电压大 D.两电阻阻值的关系是Ra>Rb 【答案】D 【解析】A.由图象可知，当电阻一定时，电流随着电压的增大而增大，故A错误； B.当电压相同时，阻值大的电阻通过的电流小，故Bb错误； C.由图象知，当电流相同时，阻值小的电阻两端的电压小，故C错误； D.加同样电压时，Ia＜Ib，所以Ra＞Rb，故D正确。 故选D。 3．某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”，下列说法正确的是（　　） A．实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最小阻值处 B．探究电流与电压的关系时，应控制电压表的示数不变 C．探究电流与电阻的关系时，移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视电压表示数 D．实验中，多次测量是为了减小实验误差 【答案】C 【详解】A．在探究“电流与电压、电阻的关系”实验中，为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处，而不是最小阻值处。若滑片处于最小阻值处，闭合开关时电路中的电流可能会过大，损坏电路元件，故A错误； B．探究电流与电压的关系时，应控制电阻不变，改变电压表示数，故B错误； C．探究电流与电阻的关系时，需保持定值电阻两端电压不变，因此移动滑动变阻器滑片时应注视电压表示数，故C正确； D．本实验中多次测量是为了寻找普遍规律，而非减小实验误差，故D错误。 故选C。 4．分别把U1=4 V、U2=6 V的电压加在某段导体两端，则两次通过该导体的电流之比为（ ） A.1∶2 B.2∶3 C.3∶2 D.1∶1 【答案】B 【解析】在电阻不变的条件下，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，即，故选B。 5．将30 Ω的电阻接在一电源两端，通过的电流为0.3 A。若把10 Ω和60 Ω的电阻分别接在这个电源两端，那么通过的电流分别为（ ） A.0.9 A，0.15 A B.0.15 A，0.9 A C.0.1 A，0.9 A D.0.6 A，0.1 A 【答案】A 【解析】在电压一定时，通过导体的电流跟电阻成反比。由题意：10Ω和60Ω分别是30Ω的倍、60的2倍，则通过的电流就分别是0.3A的3倍、倍，即通过的电流分别为3×0.3A=0.9A、×0.3A=0.15A。 第一组 0.2A 0.4A 0.6A 第二组 0.1A 0.2A 0.3A 第三组 0.05A 0.1A 0.15A 6．小海按图做了一系列实验，实验记录如表格所示，下列能正确表示“电流、电压和电阻关系”的是（　　） A．B．C． D． 【答案】A 【详解】 AB．从实验数据可知，当电阻一定时，电流与电压成正比，在I~U图像中，越向坐标倾斜其阻值越大；故A正确，B错误； CD．从实验数据可知，当电压一定时，电流与电阻成反比，在I~R图像中，设定的电压越大，其图像越远离原点，故CD错误。 故选A。 7．在探究“电压一定时，电流与电阻关系”的实验中，电路如图所示，先在A、B间接入5Ω的定值电阻R，移动滑片P，使电压表示数为2V，读出电流表示数。接着取下5Ω的电阻，换上10Ω的定值电阻，不进行其它操作就闭合开关，此时电压表示数及应进行的操作是（ ） A.电压表示数大于2V，应将滑片P向左滑 B.电压表示数大于2V，应将滑片P向右滑 C.电压表示数小于2V，应将滑片P向左滑 D.电压表示数小于2V，应将滑片P向右滑 【答案】B 【解析】当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，串联电阻越大，分担的电压越多，所以AB间的电压将增大，该实验要控制AB间的电压不变，所以下一步的操作是：向右滑动滑片，使滑动变阻器连入的电阻变大（分压变大），使AB间的电压减小，直到电压表的示数为2V为止。故选B。 二、填空题 8．在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中，几次要用到滑动变阻器，但每次的作用是不同的。实验开始时，滑动变阻器的主要作用是______。在探究电流与电压的关系时，滑动变阻器的主要作用是______；在探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器的主要作用是______。 【答案】 保护电路 改变电阻两端电压 控制电阻两端电压不变 【详解】实验开始时，电路连接完成后闭合开关前，滑动变阻器需调至最大阻值处。此时其主要作用是保护电路，防止电路中电流过大，损坏电流表、电压表或定值电阻等元件。 在探究电流与电压的关系时，需控制定值电阻的阻值不变，通过改变电阻两端的电压，观察电流随电压的变化规律。因此滑动变阻器的主要作用是改变定值电阻两端的电压，从而获得多组不同的电压、电流数据。 在探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压保持不变，更换不同阻值的电阻后，通过调节滑动变阻器的阻值，分担电路中多余的电压，使定值电阻两端电压始终维持在设定值。因此滑动变阻器的主要作用是控制定值电阻两端电压不变。 9．小军采用如图的电路，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，小军将A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω，闭合开关后，发现电压表的示数______，为了保持R的_______，他应该将滑动变阻器的滑片_______（“向左移”、“向右移”或“保持不变”） 【答案】 变大 电压不变 向右移 【详解】将AB两点间5Ω的电阻更换为10Ω的电阻，AB间电阻变大，所分得的电压增大，故电压表的示数变大，探究电流和电阻的关系，保持电压不变，为保持AB间的电压不变，需要移动滑片使AB间的电压减小：由串联电路电压的规律可知需要增大变阻器两端的电压，由串联分压可知，需要增大滑动变阻器连入电路的电阻，将变阻器滑片向右移动，滑动变阻器连入电路的电阻增大。 10．在“探究电流与电阻的关系”实验中，电路如图甲所示。多次改变电阻R的阻值，并记录对应的电流表示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可知，电压表示数始终保持______V不变，当定值电阻阻值为10Ω时，电路中的电流为______A。 【答案】2.5 0.25 【详解】探究“电流与电阻的关系”实验，要控制电阻两端的电压不变，由图可知，电流与电阻之积为，故电压表示数始终保持2.5V不变。定值电阻两端的电压保持2.5V不变，当定值电阻阻值为10Ω时，电流为0.5A，由于电压一定时，电流与电压成正比，当电阻为10时，是5Ω的2倍，电路中的电流变为原来的一半，即电流为。 11．在“探究电流与电阻关系”的实验中：连接电路时，开关必须__________，闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是____________。实验过程中，将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻时，应将滑动变阻器的滑片P向__________（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数__________。 【答案】 断开 R断路 右 保持不变 【详解】为了保护电路，连接电路时，开关必须断开。闭合开关后，电流表无示数，说明了电路中出现了断路，发现电压表有示数且接近电源电压，说明电压表所在的电路是通，只能说明电压表所测量的R断路。将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻时，根据串联分压，电阻变大，电压表的示数变大，而探究电流与电阻的关系，需要控制电压不变，故需要增大滑动变阻器的阻值，从而降低了电压表的示数，故将滑动变阻器的滑片向右滑动。探究电流与电阻关系，电阻是变量，电阻两端的电压应该保持不变。 三、实验题： 12．小明利用如图所示的实验装置探究“电流与电压的关系”，电源电压恒为3 V，电阻R阻值为10Ω。 （1）连接电路时，开关应__________，滑动变阻器的滑片调到阻值最__________处； （2）解决问题后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，小明得到五组数据，如表格所示： 实验次数 1 2 3 4 5 电压 1.2 1.5 2 2.3 2.5 电流 0.12 0.15 0.20 0.23 0.25 ①获得第1组实验数据后，要想得到第2组数据，应将滑片P向变阻器__________（选填“左”或“右”）端移动； ②经过分析可得实验结论：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成__________比； （3）根据收集的数据，画出电流与电压的关系图线，以下选项中符合题意的应是__________。 A．B. C. D. 【答案】（1）断开 大 （2）左 正 （3）A 【详解】（1）连接电路时，为保护电路，开关应断开，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大值的位置。 （2）获得第1组实验数据后，要想得到第2组数据，由表格数据可知，电流表的示数由0.12A增大为0.15A，即电流变大，则电路中电阻变小，故滑片P应向左端移动，使得变阻器阻值变小。由表中数据可知，导体两端电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，即电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。 （3）电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，所以I-U关系图线为正比例函数图线，是一条过原点的倾斜直线，A符合题意，BCD不符合题意，故选A。 13．小明探究“电流与电阻的关系”的实验电路图如图甲所示。 （1）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当5Ω电阻两端的电压为1.5V时，电流表的示数如图乙所示，为________A。 （2）接下来应换用阻值_______（选填“相同”或“不同”）的定值电阻，调节滑动变阻器滑片的位置，保持_______不变，并记录电流表的示数，见下表。 电阻R/Ω 5 10 15 电流I/A 0.15 0.1 （3）观察表格数据发现：在电压一定的情况下，电阻增加为原来的几倍，电流变为原来的几分之一，但是每次电阻与电流的乘积_______（选填“改变”或“不变”）。 （4）利用“描点法”，在坐标图丙中画出电流随电阻变化的图像_______。观察图像的形状可知，电流与电阻成_______（选填“正”或“反”）比。 【答案】（1）0.3 （2）不同 电压表的示数 （3）不变（4） 反 【详解】（1）由图乙可知，电流表选择的是0~0.6A量程，其分度值为0.02A，指针指在0.3A的位置，所以电流表的示数为0.3A。 （2）[1][2]在探究“电流与电阻的关系”时，要采用控制变量法，即控制电阻两端的电压不变，改变电阻的大小。  接下来应换用阻值不同的定值电阻。 调节滑动变阻器滑片的位置，保持电阻两端的电压不变。 （3）由表中数据可知每次电阻与电流的乘积不变。 （4）根据表格中的数据，在坐标图丙中找出对应的点，然后用平滑的曲线将这些点连接起来，得到电流随电阻变化的图像。据此作图。由图像可知，电流随电阻的增大而减小，且电流与电阻的乘积是一个定值，所以电流与电阻成反比。 14．小明选用电源（电压恒为4.5V）、定值电阻（若干）、滑动变阻器（20Ω　2A）、电流表、电压表、开关及导线，探究电流与电压的关系。 （1）如图甲所示，小明选取阻值为10Ω的电阻进行实验。用笔画线代替导线将电路连接完整。 （2）将滑动变阻器的滑片移至最右端。闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2V时，电流表的示数如图乙所示，为 ________ A。 （3）小明测得多组数据，分析得出结论：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。为验证结论是否具有普遍性，小明应更换 ________ 重复上述实验。 （4）另一组的小华记录的数据比较杂乱，如图丙所示。请指出小华操作中存在的问题：__________ 。 【答案】（1） （2）0.2 （3）不同阻值的定值电阻 （4）没有记录数据的单位 【详解】（1）在探究电流与电压关系的实验中，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表与定值电阻并联，所以只需要将定值电阻的左接线柱与电源负极相连。 （2）由图乙可知，电流表使用的是0~0.6A量程，分度值是0.02A，所以电流表示数为0.2A。 （3）本次实验只用了一个定值电阻，结论具有偶然性，为验证结论的普遍性，需要更换不同阻值的定值电阻重复实验。 （4）小华记录的数据没有记录单位，无法区分数值是电流值还是电压值，导致数据杂乱。 15．下图是探究电流与电阻关系的实验装置，电源电压为3V，实验用到的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。 （1）请你用笔画线代替导线，把图中实物电路连接完整（导线不得交叉）。 （2）连接电路时，开关应______。连接好电路，实验前，应将滑动变阻器的滑片移至_______（选填“A”或“B”）端。实验中，滑动变阻器除保护电路外，还有_________的作用。 （3）闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，其原因可能是___________（合理即可）。 （4）排除故障后，通过实验获得的数据如下表，分析数据可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成______。 实验次序 1 2 3 4 5 电阻 5 10 15 20 25 电流 0.4 0.2 0.14 0.1 0.08 【答案】（1） （2）断开 A 更换电阻后控制电阻两端电压不变 （3）电阻R短路 （4） 反比 12.5 【详解】（1）探究电流与电阻关系的实验中，电压表应测量定值电阻两端电压，且因为电源电压为3V，故电压表选择0~3V的测量范围，滑动变阻器“一上一下”接入电路。据此作图。 （2）为了安全，连接电路时，开关应保持断开；为了保护电路，接通电路时，应将滑动变阻器的最大阻值接入电路，由题图可知，滑动变阻器的滑片移至A端时接入电路中的阻值最大；在探究电流与电阻关系的实验中，应通过调节滑动变阻器滑片使定值电阻两端电压保持不变。 （3）电流表有示数，则电路故障可能是短路，因为电压表无示数，说明与电压表并联的部分可能短路，即电阻R可能短路。 （4）由题表中数据可知，电流随电阻增大而减小，电流与电阻的乘积不变，所以可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 第 17 页 共 17 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1 电流与电压、电阻的关系 模块一 知识框架 模块二 知识精讲 情景导入 实验演示：在一个电路中，先用一节电池给小灯泡供电，再用两节电池串联供电。 提问：小灯泡的亮度有什么变化？这说明通过它的电流怎样变化？ 实验演示：再在电路中接入一个定值电阻，观察小灯泡亮度的变化。 提问：接入电阻后，小灯泡变暗了，这说明通过它的电流又怎样了？ 总结：通过刚才的实验可知：电流与电压有关（电压越高，电流可能越大），电流也与电阻有关（电阻越大，电流可能越小）。那么，它们之间究竟存在怎样的定量关系呢？ 【知识点1 探究电流与电压的关系】知识归纳 1．实验方法： 法 2．实验器材（七种）及电路图：电流用 表测量，电压用 表测量， 还必须有电源、开关、导线另外还有电阻、 ，共七种。电路图如下图： 3．实验过程：保持 不变，多次 ，改变 ，测量通过电阻的电流，将测得数据记录到表格里。 4．实验结论和图像：在导体电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成 比。图像表示： 图像上任意一点电压与电流的比值即为定值电阻的 。 5．滑动变阻器的主要作用：改变 ，从而改变电路中的电流，以便多次测量，找到电流与电压的关系。 【例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：电流跟电压成正比 D.多次实验是为了得到普遍规律 【变式1-1】利用如图甲所示的电路探究电流跟电压的关系，电源电压6 V不变。 （1）按图甲，在图乙中把接错的一根导线打上“×”，再画线把它改到正确的位置上。 （2）正确连接电路后，再闭合开关，移动滑片，发现电压表和电流表示数均为0；继续移动滑片，当两电表指针刚好偏转且稳定时，其示数见下表中数据序号3。继续实验，数据见序号4和序号5。 序号 1 2 3 4 5 电压U/V 0 0 1 2 3 电流I/A 0 0 0.1 0.2 0.3 ①根据第5组数据，在图丙中标出电流表指针所在的位置。 ②由序号1、2两组数据可判断，该电路故障为____________（选填“R1接触不良”“R2断路”或“R2短路”）。 ③序号3、4、5三组数据表明：在导体的________一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。 【变式1-2】小华和同学们为探究“电流与电压的关系”，进行了以下实验。 （1）图甲是小华正在连接的电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整______（要求：滑片P向A端滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大）；同组同学发现连接过程中有一处错误，请你指出来：______。 （2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于______端（选填“A”或“B”）。 （3）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，则故障可能的原因是______。 （4）小华排除故障后，改变R两端电压进行多次实验，并将数据记录在下表中。若完成第2次实验后，想要得到第3次实验数据，应将滑片P向______端移动；第3次实验时的电流值如图乙所示，为______A。 实验次数 1 2 3 4 5 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.10 0.20 0.40 0.50 （5）分析表格数据，可得电流与电压的关系是：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成______。 【知识点2 探究电流与电阻的关系】 1．实验方法： 法。 2．实验器材（七种）及电路图：电流用 表测量，电压用 表测量， 还必须有电源、开关、导线另外还有电阻、 ，共七种。电路图如下图： 3．实验过程：保持 不变，改变 ，通过 使电阻两端的电压 ，测量通过不同电阻的电流，将测的数据记录到表格里。 4．实验结论和图像：在导体电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 比。图像表示： 注意：图像上任意一点电流与电阻的乘积即为 。 5．滑动变阻器的主要作用： 。 【例2】某同学利用下图的电路探究电流与电压、电阻的关系。 实验开始时，滑动变阻器的作用是__________。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的关系时，滑动变阻器的作用是_______________。 【变式2-1】如图甲所示，小华用电阻箱和滑动变阻器研究通过导体的电流与电阻的关系。 （1）图甲中电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是_______联。 （2）连接电路前，开关应处于________状态。 （3）第1次实验时，电流表示数如图乙所示，则电流为_______A。 （4）经过3次测量，得到表格中的实验数据，由此总结出电流与电阻的关系，请你指出小华实验过程中存在的问题：_______________________________________。 次数 R1/Ω I/A 1 3.0 2 6.0 0.33 3 9.0 0.25 【变式2-2】小明通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一：如图甲所示，在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材：电压恒为6 V的电源，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个，导线若干。 （1）在检查电路时，他发现有一根导线连接错误，请你将图中连接错误的那条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确； （2）改正电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至最__________（选填“左”或“右”）端。闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数较大；移动滑动变阻器的滑片，两表的示数无变化，可能是定值电阻发生__________（选填“断路”或“短路”）； （3）处理完故障后，A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I—R图像，分析图像，你认为__________（选填“A”或“B”）同学的实验操作是错误的，他操作中的问题是__________。 模块三 课后作业 一、单选题 1，某实践小组在做“探究电流跟电压的关系”实验过程中，经过几次实验探究，如图甲、乙、丙所示依次改进了实验电路图。下列说法不正确的是（   ） A．图甲改进为图乙：为保证实验过程中电阻这一因素不变 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改变电阻两端电压和通过电阻的电流 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 2．某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，发现通过电阻a、b的电流随电压变化情况如图所示，则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减小 B.电压相同时，阻值大的电阻通过的电流大 C.电流相同时，阻值小的电阻两端的电压大 D.两电阻阻值的关系是Ra>Rb 3．某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”，下列说法正确的是（　　） A．实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最小阻值处 B．探究电流与电压的关系时，应控制电压表的示数不变 C．探究电流与电阻的关系时，移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视电压表示数 D．实验中，多次测量是为了减小实验误差 4．分别把U1=4 V、U2=6 V的电压加在某段导体两端，则两次通过该导体的电流之比为（ ） A.1∶2 B.2∶3 C.3∶2 D.1∶1 5．将30 Ω的电阻接在一电源两端，通过的电流为0.3 A。若把10 Ω和60 Ω的电阻分别接在这个电源两端，那么通过的电流分别为（ ） A.0.9 A，0.15 A B.0.15 A，0.9 A C.0.1 A，0.9 A D.0.6 A，0.1 A 第一组 0.2A 0.4A 0.6A 第二组 0.1A 0.2A 0.3A 第三组 0.05A 0.1A 0.15A 6．小海按图做了一系列实验，实验记录如表格所示，下列能正确表示“电流、电压和电阻关系”的是（　　） A．B．C． D． 7．在探究“电压一定时，电流与电阻关系”的实验中，电路如图所示，先在A、B间接入5Ω的定值电阻R，移动滑片P，使电压表示数为2V，读出电流表示数。接着取下5Ω的电阻，换上10Ω的定值电阻，不进行其它操作就闭合开关，此时电压表示数及应进行的操作是（ ） A.电压表示数大于2V，应将滑片P向左滑 B.电压表示数大于2V，应将滑片P向右滑 C.电压表示数小于2V，应将滑片P向左滑 D.电压表示数小于2V，应将滑片P向右滑 二、填空题 8．在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中，几次要用到滑动变阻器，但每次的作用是不同的。实验开始时，滑动变阻器的主要作用是______。在探究电流与电压的关系时，滑动变阻器的主要作用是______；在探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器的主要作用是______。 9．小军采用如图的电路，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，小军将A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω，闭合开关后，发现电压表的示数______，为了保持R的_______，他应该将滑动变阻器的滑片_______（“向左移”、“向右移”或“保持不变”） 10．在“探究电流与电阻的关系”实验中，电路如图甲所示。多次改变电阻R的阻值，并记录对应的电流表示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可知，电压表示数始终保持______V不变，当定值电阻阻值为10Ω时，电路中的电流为______A。 11．在“探究电流与电阻关系”的实验中：连接电路时，开关必须__________，闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是____________。实验过程中，将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻时，应将滑动变阻器的滑片P向__________（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数__________。 三、实验题： 12．小明利用如图所示的实验装置探究“电流与电压的关系”，电源电压恒为3 V，电阻R阻值为10Ω。 （1）连接电路时，开关应__________，滑动变阻器的滑片调到阻值最__________处； （2）解决问题后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，小明得到五组数据，如表格所示： 实验次数 1 2 3 4 5 电压 1.2 1.5 2 2.3 2.5 电流 0.12 0.15 0.20 0.23 0.25 ①获得第1组实验数据后，要想得到第2组数据，应将滑片P向变阻器__________（选填“左”或“右”）端移动； ②经过分析可得实验结论：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成__________比； （3）根据收集的数据，画出电流与电压的关系图线，以下选项中符合题意的应是__________。 A．B. C. D. 13．小明探究“电流与电阻的关系”的实验电路图如图甲所示。 （1）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当5Ω电阻两端的电压为1.5V时，电流表的示数如图乙所示，为________A。 （2）接下来应换用阻值_______（选填“相同”或“不同”）的定值电阻，调节滑动变阻器滑片的位置，保持_______不变，并记录电流表的示数，见下表。 电阻R/Ω 5 10 15 电流I/A 0.15 0.1 （3）观察表格数据发现：在电压一定的情况下，电阻增加为原来的几倍，电流变为原来的几分之一，但是每次电阻与电流的乘积_______（选填“改变”或“不变”）。 （4）利用“描点法”，在坐标图丙中画出电流随电阻变化的图像_______。观察图像的形状可知，电流与电阻成_______（选填“正”或“反”）比。 14．小明选用电源（电压恒为4.5V）、定值电阻（若干）、滑动变阻器（20Ω　2A）、电流表、电压表、开关及导线，探究电流与电压的关系。 （1）如图甲所示，小明选取阻值为10Ω的电阻进行实验。用笔画线代替导线将电路连接完整。 （2）将滑动变阻器的滑片移至最右端。闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2V时，电流表的示数如图乙所示，为 ________ A。 （3）小明测得多组数据，分析得出结论：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。为验证结论是否具有普遍性，小明应更换 ________ 重复上述实验。 （4）另一组的小华记录的数据比较杂乱，如图丙所示。请指出小华操作中存在的问题：__________ 。 15．下图是探究电流与电阻关系的实验装置，电源电压为3V，实验用到的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。 （1）请你用笔画线代替导线，把图中实物电路连接完整（导线不得交叉）。 （2）连接电路时，开关应______。连接好电路，实验前，应将滑动变阻器的滑片移至_______（选填“A”或“B”）端。实验中，滑动变阻器除保护电路外，还有_________的作用。 （3）闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，其原因可能是___________（合理即可）。 （4）排除故障后，通过实验获得的数据如下表，分析数据可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成______。 实验次序 1 2 3 4 5 电阻 5 10 15 20 25 电流 0.4 0.2 0.14 0.1 0.08 第 10 页 共 10 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $