17.1 电流与电压、电阻的关系 课件 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

第十七章 欧姆定律 17.1 电流与电压、电阻的关系 人教版物理九年级全一册 新课导入 想一想：通过哪些途径可以改变小灯泡的亮度？ 现象：增加电池的节数（增大电压），小灯泡变亮，通过小灯泡的电流增大； 　　　串联滑动变阻器（改变电阻），也能改变通过小灯泡的电流。 新课导入 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，电阻越大，电流越小。 提出问题：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？ 常用方法：电流同时受电压和电阻两个因素的影响，探究时应采用控制变量法。 学习目标 1.通过实验探究，认识电流、电压和电阻的关系。 2.会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和电流之间的关系。 3.会使用“控制变量”的研究方法研究物理规律的思路，学习用图像研究物理问题的方法。 一、探究电阻一定时电流与电压的关系 【实验电路】定值电阻R接入电路，电流表串联测电流，电压表与R并联测电压。 滑动变阻器：既能保护电路，又能改变定值电阻两端的电压和通过的电流。 注意事项：连接电路时开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处；电流表、电压表注意“＋进－出”、选择合适量程。 一、探究电阻一定时电流与电压的关系 【实验过程】按电路图连接电路，调节滑动变阻器，多次改变定值电阻两端的电压，分别记下电压表和电流表的示数。 数据序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 分析数据：电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，U与I的比值保持不变。 一、探究电阻一定时电流与电压的关系 【实验思路】保持电阻R不变，改变电阻两端的电压U，测出对应的电流I，寻找I与U的关系。 【控制变量】电压、电阻的改变都会引起电流的变化，必须先保持电阻不变，研究I随U的变化。 怎样改变定值电阻两端的电压？ 改变电压的方法 操作要点 ① 增减电池节数 用干电池作电源，通过增减串联电池的节数改变电压，只能离散改变 ② 串联滑动变阻器 调节滑片，连续改变定值电阻两端的电压，操作方便（优先采用） ③ 使用学生电源 选择不同的电压档位，方便地改变输出电压 一、探究电阻一定时电流与电压的关系 【分析论证】在坐标系中描点，画出I-U图像：图像是一条过原点的直线。 电流随电压的增大而增大，且U与I的比值为一定值。 【实验结论】 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。 I-U图像：过原点的倾斜直线。 一、探究电阻一定时电流与电压的关系 【交流评估】多次测量的目的： 寻找普遍规律 。 描述结论时注意： ① 结论中的电流、电压、电阻是针对同一导体（同一时刻）而言的； ② 明确因果关系：电压是产生电流的原因，只能说“电流与电压成正比”，不能说“电压与电流成正比”； ③ 归纳结论时不能漏掉前提条件“电阻一定”。 二、探究电压一定时电流与电阻的关系 【提出问题】电压一定时，电流与电阻存在怎样的关系？ 【猜想假设】电阻对电流有阻碍作用，若电压一定，可能电阻越大，电流越小。 【实验思路】保持电阻两端的电压U不变，更换阻值不同的定值电阻R（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），测出对应的电流I，寻找I与R的关系。 【关键操作】更换定值电阻后，必须调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变（如3V），体现控制变量法。 【保持电压不变的方法】① 使用学生电源的恒定电压档；② 串联滑动变阻器进行调节。 二、探究电压一定时电流与电阻的关系 【实验电路】与探究一相同：电流表测电流，电压表测定值电阻两端电压。 操作要点：① 闭合开关前，滑片移到阻值最大处； ② 接入5Ω电阻，调节滑片使电压表示数为3V，读出电流表示数； ③ 依次更换10Ω、15Ω、20Ω、25Ω电阻，每次先调节滑片使电压表示数仍为3V，再读电流表示数； ④ 滑动变阻器的作用：保护电路＋保持定值电阻两端电压不变。 二、探究电压一定时电流与电阻的关系 【实验数据】保持定值电阻两端电压 U = 3 V 不变，记录每次的电流表示数。 数据序号 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 5 10 15 20 25 电流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.12 分析数据：电阻增大为原来的几倍，电流就减小为原来的几分之一，I与R的乘积为一定值（IR = 3V）。 二、探究电压一定时电流与电阻的关系 【分析论证】在坐标系中画出I-R图像：曲线是双曲线的一支。 电流随电阻的增大而减小，I与R的乘积保持不变。 【实验结论】 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。 I-R图像：双曲线的一支。 二、探究电压一定时电流与电阻的关系 【交流评估】结论描述的两种常见错误： ① “导体中的电流跟导体的电阻成反比” —— 漏掉了前提条件“电压一定”。 ② “电压一定时，导体的电阻与导体中的电流成反比” —— 弄错了因果关系（电阻是导体本身的性质，与电流无关）。 拓展：更换阻值更大的定值电阻后，若电压表示数无法调到设定值，原因是电源电压过大或滑动变阻器的最大阻值过小。 易错提醒：探究电流与电压、电阻的关系，多次实验的目的都是寻找普遍规律，而不是求平均值减小误差。 例题1 探究电流与电压的关系 在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，调节电源电压，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 U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 I/A 0.10 0.20 0.30 0.38 0.47 A．多次实验的目的是为了减小误差 B．第4、5两次实验数据是错误的 C．电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 D．电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比 C 例题2 实验操作与故障分析 学习小组用两节干电池（3V）探究电流与电压的关系，连接电路，把定值电阻接入电路： （1）连接电路时，开关应处于_____状态； （2）闭合开关后，电压表有示数，电流表无示数，故障可能是__________； （3）排除故障后，电压表示数为2.00V时，电流表示数如丙图，则I =_____A；分析数据可得：电阻一定时，电流与电压成_____。 断开 定值电阻断路 0.24 正比 例题3 探究电流与电阻的关系 同学们探究电流与电阻的定量关系，图乙中a、b是不同小组根据数据绘制的I-R图像： （1）你认为____（选填“a”或“b”）的数据是正确操作得到的； （2）据此得出的结论是：______________________； （3）错误图像的原因是更换电阻后没有调节滑动变阻器，没有保持电阻两端电压不变。 b 电压一定时，电流与电阻成反比 b 电压一定时，电流与电阻成反比 课堂小结 电流与电压和电阻关系 电流与电压的关系 电流与电阻的关系 电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比 电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比 科学探究 书后练习与应用 1. 在“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验中，可以分别用1节、2节、3节.....干电池作为电源来改变定值电阻两端的电压，也可以用滑动变阻器来改变电压。与改变电池数量的方法相比，使用滑动变阻器的优点是什么? 【解析】滑动变阻器通过滑动触点的位置即可快速调节电路中的电流或电压，无需频繁增减电池或断开电路，简化了操作流程。而增减电池需多次调整电源配置，效率较低。 滑动变阻器可对电流或电压进行精细控制。而增减电池仅能离散地改变电压（如1.5V/节），无法实现连续调节。 ‌电路保护功能‌：滑动变阻器的接入可限制初始电流，避免电路中元件因电流突变而损坏，起到保护作用。直接增减电池可能因电压突变导致元件过载。 书后练习与应用 2. 在“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验中，得到的实验数据如下表所示。 （1）为分析电流与电压的定量关系，请你在图中建立坐标系，根据表中的数据在坐标系中描点。 (2）某同学说，从图中可以看出，这些数据中有一个是明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，可能是读取这个数据时粗心所引起的，分析时需要把它剔除掉。这是哪组数据？ 数据序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.25 0.38 0.45 书后练习与应用 （3） 剔除错误数据后，作出电阻一定时电流随电压变化的图像。根据这次实验的数据，能得到的结论是什么？ 数据序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.25 0.38 0.45 书后练习与应用 【解析】 （1）在坐标系中，纵坐标、横坐标分别表示探究的两个物理量，即电流和电压，注意在物理量符号的旁边标注上单位。 （2）分析实验数据可知：在实验误差允许范围内，通过同一导体的电流与它两端的电压成正比，所描绘出的I-U图象是一条直线。根据此规律，第4组实验数据中，当电压值为1.2V时，对应的电流值为0.32A，而表格中所记录的电流数据是0.25A，相差较大，故此数据是错误数据应该剔除掉。 （3）可以得到实验结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 书后练习与应用 3. 在 “探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验中，甲同学把定值电阻、电流表、 电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成如图所示的电路，正准备闭合开关时，旁边的乙同学急忙拦住他，说导线接错了。 请你检查一下电路，错在哪里？乙同学发现只要改接一根导线就可以，请把接错的那根导线找出来，画上 “× ”，再用笔画线把它改到正确的位置上。 书后练习与应用 4. 在探究电流与电压的关系和探究电流与电阻的关系时，可以采用相同的电路，如图所示，但操作过程不同。请分别写出这两个实验的具体操作过程。 A V R R' S P 【解析】（1）在探究电流与电压的关系时，保持定值电阻不变，通过移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压，测出通过定值电阻的电流。 （2）在探究电流与电阻的关系时，保持定值电阻两端的电压不变，改变定值电阻的阻值大小。实验中，通过移动滑动变阻器的滑片，保持定值电阻两端的电压不变，测出通过定值电阻的电流。 书后练习与应用 5. 某同学完成“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验后，得到如图所示的I-U图像。根据图像回答以下问题。 （1）当定值电阻两端的电压为3V时，通过它的电流是多少? （2）如果通过定值电阻的电流是1A，它两端的电压是多少? 【解析】（1）当定值电阻两端的电压为3V时，通过它的电流是0.20A。 （2）因为通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比。所以通过定值电阻的电流是1A，它两端的电压是3V×5=15V 书后练习与应用 6. 图甲是分别探究导体A、B、C两端电压与所通过电流的关系时所得到的实验图像，现在把它们分别接在图乙中导体的位置上，电源电压为3V。请判断哪个导体接入电路时电流表的示数最大，哪个导体接入电路时电流表的示数最小。你的判断依据是什么? 书后练习与应用 【解析】由U-I图像可知，导体两端的电压为3V时，通过导体A、B、C的电流分别为0.1A、0.2A、0.35A。 现在把它们分别接在图乙中导体的位置上，则导体两端的电压等于电源电压3V，所以导体C接入电路时电流表的示数最大，导体A接入电路时电流表的示数最小。 1、在“探究电流与电阻的关系”的实验中，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．实验中应控制电阻两端电压不变 C．记录多组数据是为了求平均值，减小误差 D．实验只需用到一个10Ω的电阻 B 在“探究电流与电压的关系”实验中，用定值电阻进行实验，得到的电流与电压的关系图像正确的是（ 　） A B C D B 3、探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，根据实验数据作出了如图所示的图像。下列说法错误的是（　 ） A．通过导体a的电流与其两端的电压成正比 B．导体a的电阻大于导体b的电阻 C．导体b两端加1V电压时，通过的电流为0.1A D．a、b串联接到3V电源上，a两端的电压小于3V B 4、甲同学把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成电路，正准备闭合开关时，乙同学说导线接错了。 请你检查电路错在哪里？只需改接一根导线即可，指出接错的那根导线并改到正确位置。 答案： 错在电流表与定值电阻并联、电压表串联在电路中；应将电压表改为与定值电阻并联，电流表串联接入电路。 5、小桃做“探究电流与电阻的关系”实验，电源电压为3V： （1）连接电路前开关应_____，滑片P应置于_____端；滑动变阻器的作用是保护电路和____________________； （2）移动滑片，电流表示数几乎为零，电压表示数约为3V，故障是__________； （3）结论：电压一定时，电流与电阻成_____比。 断开 A 改变电路中的电流、电压 R₂断路 反 $