17.1 电流与电压、电阻的关系 学案 2026-2027学年物理人教版九年级全一册

第1节　电流与电压、电阻的关系 学习目标 1. 掌握控制变量法，能设计“探究电阻一定时电流与电压的关系”和“探究电压一定时电流与电阻的关系”两个实验； 2. 理解滑动变阻器在两个实验中的作用（改变电压/保持电压不变），掌握实验注意事项； 3. 能得出欧姆定律的初步结论：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； 4. 会用图像法处理实验数据，能分析实验故障（断路/短路）和异常读数。 课前·自主预习 一、探究电阻一定时电流与电压的关系 阅读教材,完成下列问题。 1.在探究电阻一定时电流与电压的关系时,是怎样应用控制变量法的? 2.改变定值电阻两端的电压可以有哪些方法?你认为应该采用哪种方法? 3.由实验可以得出:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压_________。 二、探究电压一定时电流与电阻的关系 阅读教材,完成下列问题。 1.在探究电压一定时电流与电阻的关系时,是怎样应用控制变量法的? 2.实验时,怎样保持定值电阻两端的电压不变? 3.由实验可以得出:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻_________。 课堂·互动理解 一、探究电阻一定时电流与电压的关系 1.实验:探究电阻一定时电流与电压的关系。 【实验思路】根据图甲中的电路图,将电源、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关串联起来,再把电压表并联在定值电阻的两端,如图乙所示。移动滑动变阻器的滑片,多次改变定值电阻两端的电压,就可以得到通过定值电阻的电流与其两端电压的关系。 【实验过程】(1)按设计好的电路图将一个10 Ω的定值电阻连入电路。 (2)调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数分别为0.5 V、1.0 V、1.5 V、2.0 V、2.5 V等,分别读出电流表的示数并填写在表中。 数据序号 1 2 3 4 5 电压U/V 电流I/A 【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。 2.实验注意事项。(1)连接电路时,开关应断开;滑动变阻器应选择“一上一下”接线柱接入电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的电阻调节到最大;(2)本实验中,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;(3)为了使实验结论具有普遍性,要换用不同的定值电阻多测几组数据;(4)在叙述结论时,一定要注意结论成立的条件。本实验的结论“通电导体的电流与导体两端的电压成正比”的条件是电阻一定。 跟踪训练1(2024·云南中考) 实验小组探究电阻一定时电流与电压的关系。 (1)实验前,他们设计了实验探究的思路:保持电阻不变,探究电流与电压的关系,物理上把这种研究方法叫____________。 (2)根据图甲中的电路图连接电路时,开关应____________。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到____________(选填“A”或“B”)端。 (4)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片,记录电压表和电流表的第1组示数后,为完成后续实验,应逐渐将滑片向____________(选填“A”或“B”)端移动,数据记录如下表。其中第3次实验时电流表的示数读数为____________A。 序号 1 2 3 4 5 电压U/V 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 电流I/A 0.08 0.10 0.14 0.16 (5)分析实验数据可得结论: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____________。 二、探究电压一定时电流与电阻的关系 1.实验:探究电压一定时电流与电阻的关系。 【实验思路】根据图甲中的电路图,将电源、电流表、定值电阻R、滑动变阻器R′、开关串联起来,再把电压表并联在定值电阻R的两端,如图乙所示。将不同阻值的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器,保持定值电阻两端的电压不变,测量通过每个定值电阻的电流,找出电流与电阻的关系。 【实验过程】(1)按设计的电路图连接电路。(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,控制电压表的示数一定,读出电流表的示数,并记入表格中;断开开关,更换不同阻值的定值电阻,重复上述操作。 序号 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 电流I/A 【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。 2.实验注意事项。(1)更换电阻时可以用“换大调大,换小调小”的规律来调节滑动变阻器的滑片;(2)本实验中,滑动变阻器的作用:①保护电路;②保持定值电阻两端的电压一定;(3)在叙述结论时,一定要注意结论成立的条件。本实验的结论“通过导体的电流与导体的电阻成反比”的条件是导体两端的电压一定。 跟踪训练2 小明用图甲电路探究电压一定时电流与电阻的关系。 (1)用笔画线表示导线将图甲中的电压表正确接入电路。 (2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最____________(选填“左”或“右”)端。 (3)闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表指针都不偏转,电压表指针有明显偏转且保持不变,已知导线及各接线柱连接完好,则电路中____________出现了____________故障。 (4)实验结束后,小明应先断开开关,再拆除____________两端的导线,在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图丙所示。①小明遗漏的实验操作是________________________。②遗漏的实验操作并未影响结论,原因是__________________。 课后演练 基础巩固 1.如图所示,能正确表示通过某定值电阻的电流与它两端电压之间关系的图像是(　　) 2.在探究电压一定时电流与电阻的关系时(　　) A.调节滑动变阻器,使电路中的电流保持不变 B.调节滑动变阻器,使不同的定值电阻R两端的电压保持不变 C.使定值电阻R两端的电压成倍数变化 D.每次测量时都要使电路中的电流成倍数变化 3.(多选)探究电流和电阻关系的实验电路如图甲所示,电源电压保持3 V不变,分别将阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流,描绘出如图乙所示的图像。下列说法正确的是(　　) A.实验中电压表的示数保持2 V不变 B.将定值电阻从10 Ω换成15 Ω时,不用断开开关S C.由图像可知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 D.不更换任何器材,可以利用该电路做探究电流与电压关系的实验 4.在探究电阻一定时电流与电压的关系的实验中,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到　　　　位置,分别采用5 Ω、10 Ω、15 Ω的电阻进行实验,目的是　　　　　　　　　　　。右图是根据实验数据绘制的图像,由图像可知,电阻一定时,导体中的电流与加在这段导体两端的电压成　　　　关系。  5.(2024·江苏苏州中考)在图中完成探究电阻一定时电流与电压关系的电路连接,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。 素养提升 6.(2025·广东深圳中考)小虞同学利用如图甲所示的装置探究电流与电压的关系。 (1)在如图甲所示的虚线框内,小虞同学应填入　　　　　　　　(填一种用电器)。  (2)在开关闭合前,小俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最　　　　(选填“左”或“右”)端。  (3)在闭合开关后,小虞同学发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表指针都无偏转,电压表指针有较大偏转。若电路中只有一处故障,则可能是　。  (4)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录实验数据如下表。由表格数据可知,电压与电流的比值　　　　,小虞由此得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。  实验序号 1 2 3 4 电压U/V 1 1.6 2.4 2.8 电流I/A 0.2 0.32 0.48 0.56 (5)分析如图乙所示的I-U图像,小虞同学发现导致b组数据与a和c不同的原因是　　　　　　　　　　　　　　。  拓展探究 7.(2024·陕西中考)小明和小华在探究电压一定时电流与电阻的关系时,实验电路如图甲所示。 甲 乙 丙 丁　　 实验序号 R/Ω I/A 1 5 0.4 2 10 0.2 3 15 0.12 4 20 0.1 (1)请用笔画线表示导线将图甲所示电路补充完整。 (2)正确连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最　　　　(选填“左”或“右”)端。闭合开关,观察到电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,则原因可能是定值电阻R　　　　。  (3)排除故障后,小明换用不同的电阻,控制电压表示数不变进行实验,将实验数据记录在表中,并作出I-R图像,如图乙所示。小华认为小明所绘图像不合理,其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)小明和小华发现,由I-R图像不能确定电流与电阻的定量关系,于是他们进一步分析数据特点,作出I-图像,如图丙所示,分析其特点,可得出:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成　　　　比。  (5)小明和小华对实验进行反思:再换用两个定值电阻,增加两组数据,使数据点分布更合理,有利于使绘出的图像更好地反映电流与电阻的关系,你建议选用　　　　(选填“4 Ω、7 Ω”或“12 Ω、18 Ω”)的定值电阻。  (6)小明和小华找到一卷规格为10 Ω/m的镍铬合金丝(无绝缘表层),截取长度分别为0.4 m、0.7 m、1.2 m、1.8 m的四段,对应阻值分别为4 Ω、7 Ω、12 Ω、18 Ω。分别将它们绕成螺旋状,两端缠绕在接线柱上固定,制成四个简易定值电阻,如图丁所示。在老师的帮助下,他们对制作的电阻进行测量检验,发现测量值均偏小,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  参考答案 课前·自主预习 一、1.电阻不变,改变定值电阻两端电压。2.通过把滑动变阻器与定值电阻串联来改变电压,简便、易于操作。3.成正比。 二、1.保持电压一定,将不同阻值的定值电阻接入电路。2.把滑动变阻器与定值电阻串联,更换不同阻值的定值电阻后,调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压保持不变。3.成反比。 课堂·互动理解 跟踪训练1：(1)控制变量法;(2)断开;A;(4)B;0.12 A;(5)正比。 跟踪训练2：(2)右;(3)定值电阻;断路;(4)电源;对电压表进行调零;实验时定值电阻两端电压为定值。 课后练习 1.B　解析 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,表现在图像上是从坐标原点出发的一条直线,B选项符合题意。 2.B　解析 在探究电流与电阻的关系时,要控制电阻两端的电压保持不变,而不必使电流成倍数变化,B符合题意。 3.ACD 4.阻值最大(或电阻最大;或使电路中电流最小)　使实验结论更具有普遍性(或避免实验结论具有偶然性)　正比 解析 连接好实验电路后,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到滑动变阻器连入电路电阻最大的位置。实验中更换不同电阻进行多次测量的目的是避免实验数据的偶然性和特殊性,使实验得到的结论更具普遍性。电阻一定时,电流随电压的变化图像都是一条过原点的直线,这说明在电阻一定时,电流与加在这段导体两端的电压成正比。 5.如图所示 解析 电源电压U=3 V,电压表的测量范围选择0~3 V,将电压表的“3”接线柱与电阻右侧的接线柱连接起来;将滑动变阻器接入电路中时,要“一上一下”选用接线柱,根据“远下电阻大,近下电阻小”的调阻规律可知,将滑动变阻器的“左下”接线柱与电源负极连接起来。 6.(1)定值电阻　(2)右　(3)定值电阻断路 (4)不变　(5)实验前电流表没有调零 解析 (1)探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变,通过改变电压来测量电流,所以电路中需要接入定值电阻。(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。由题图可知,滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻丝最长,阻值最大。(3)电流表无示数,说明电路中有断路故障;电压表指针有较大偏转,说明电压表与电源连通,所以故障可能是与电压表并联的定值电阻断路。(4)根据表格数据,分别计算电压与电流的比值为=5 Ω,可知电压与电流的比值不变。(5)在题图乙的坐标图中,b组数据对应的I-U图像不过坐标原点,而a和c对应的I-U图像过坐标原点,也就是在b组数据中电阻两端的电压为零时,电流表的示数不为零,所以导致b组数据与a和c不同的原因是实验前电流表没有调零。 7.(1)如图所示　(2)右　断路　(3)由图乙已有数据可知,电流与电阻不是线性关系,各相邻数据点之间不能简单地用直线相连,应该用平滑的曲线相连　(4)反　(5)4 Ω、7 Ω　(6)镍铬合金丝两端有一部分缠绕在接线柱上,导致有效长度变短 解析 (1)由图甲可知,电源为两节干电池串联,电源电压为3 V,故电压表选用0~3 V测量范围,将电压表的“3”接线柱用导线连接到电阻R的右侧接线柱上。(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,根据“近下电阻小,远下电阻大”的调节规律知,滑片应移至最右端;电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,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,由此可推断与电压表并联的电路断路了,已知导线、电表均完好且接触良好,则原因可能是定值电阻R断路。(3)由图乙已有数据可知,电流与电阻不是线性关系,各相邻数据点之间不能简单地用直线相连,应该用平滑的曲线相连。(4)由图丙可知,图线为一条过原点的斜线,说明I与成正比,根据I=可有U=IR,故可得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。(5)由图乙可知,更换电阻的范围为5~20 Ω,为了使数据点分布合理,应该增加4 Ω、7 Ω两组数据,增大更换电阻的范围,这样能更好地反映电流与电阻的关系。(6)由定值电阻缠绕结构可知,镍铬合金丝两端有一部分缠绕在接线柱上,导致有效长度变短,根据影响电阻大小因素可知,定值电阻阻值偏小。 5 学科网（北京）股份有限公司 $