12.2 电流与电压、电阻的关系（导学案）物理新教材沪科版（五四学制）九年级上册

12.2电流与电压、电阻的关系 （导学案） 【学习目标】 1. 物理观念：通过实验探究，知道在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比；通过实验探究，知道在电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比；理解欧姆定律的内容；能运用欧姆定律进行简单的电路计算。 2. 科学思维：通过分析实验数据和图像，归纳得出电流与电压、电阻的定量关系，培养科学论证思维；能运用控制变量法设计实验方案，体会控制变量法在物理学研究中的重要作用。 3. 科学探究：经历“探究电流与电压的关系”的实验过程，学会用滑动变阻器改变导体两端的电压，用电流表和电压表测量电流和电压；经历“探究电流与电阻的关系”的实验过程，学会通过调节滑动变阻器保持导体两端电压不变，更换不同阻值的定值电阻进行实验。 4. 科学态度与责任：在实验探究中，养成严谨、规范、实事求是的科学态度；通过小组合作实验，培养合作精神和交流能力。 【学习重点】 1. 探究电流与电压、电阻的关系。 2. 控制变量法在实验中的应用，以及用图像法分析实验数据。 3. 欧姆定律的内容、公式I=U/R及其变形式U=IR和R=U/I的物理意义。 4. 运用欧姆定律进行简单的电路计算。 【学习难点】实验方案的设计；滑动变阻器的作用；用图像法分析实验数据。 【自主预习】阅读教材，完成以下内容： 1. 探究电流与电压的关系：在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。 2. 探究电流与电阻的关系：在电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。 3. 欧姆定律的内容：一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。 4. 欧姆定律的公式：I=U/R。 【课堂探究】 探究一、如何探究电流与电压、电阻的关系? 【探究活动一】探究电流与电压的关系 猜想与假设： 电压是产生电流的原因。电压越高，电路中的电流可能越大。 你的猜想是：电阻一定时，电压越高，电流越大。 设计实验： （1）实验方法：研究电流与电压的关系时，应控制电阻不变，改变电压。 （2）如何改变导体两端的电压？ 在电路中串联一个滑动变阻器，通过调节滑片来改变定值电阻两端的电压。 实验器材：电源、开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。 实验电路图（请画出）： 进行实验与收集数据： （1）按照电路图连接电路，连接过程中开关必须处于断开状态，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大的位置。 （2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，记录电压表的示数U和电流表的示数I。 （3）分别调节滑动变阻器至不同位置，再做5次实验，分别记录电压和电流值。 实验记录（R=10Ω保持不变）： 实验序号 1 2 3 4 5 电压U/V 电流I/A 分析与论证： （1）数据分析：比较各组电压和电流数据，你发现了什么规律？ 电压增大时，电流也增大。计算电压与电流的比值，发现这个比值保持不变，约为10Ω。 （2）图像分析：以电压U为横坐标、电流I为纵坐标，在坐标图上描点并连线。 所画出的U-I图像是一条过原点的倾斜直线，表明在导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。 实验结论： 在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。 【探究活动二】探究电流与电阻的关系 猜想与假设： 电压一定时，电阻越大，电路中的电流可能越小。 你的猜想是：电压一定时，电阻越大，电流越小。 设计实验： （1）实验方法：研究电流与电阻的关系时，应控制电压不变，改变电阻。 （2）如何改变导体电阻？ 更换不同阻值的定值电阻（如5Ω、10Ω、15Ω、20Ω等）。 （3）如何保持导体两端电压不变？ 在更换定值电阻后，通过调节滑动变阻器，使定值电阻两端的电压保持不变。 实验器材：电源、开关、导线、不同阻值的定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。 进行实验与收集数据： （1）先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表的示数为某一值（如U=2V），记录电流表的示数。 （2）断开开关，将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表的示数仍为2V，记录电流表的示数。 （3）依次更换15Ω、20Ω的定值电阻，重复上述步骤，每次都要调节滑动变阻器使电压表的示数保持不变。 实验记录（U=2V保持不变）： 实验序号 1 2 3 4 电阻R/Ω 5 10 15 20 电流I/A 分析与论证： 比较各组电阻和电流数据，你发现了什么规律？ 电阻增大时，电流减小。计算电流与电阻的乘积，发现这个乘积保持不变，约为2V（即电压保持不变）。 电流I与电阻R的关系可以表示为：在电压一定时，I与R成反比。 实验结论： 在电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。 【探究活动三】归纳欧姆定律 问题情境： 通过以上两个实验，我们分别得出了电流与电压、电流与电阻的关系。能否将这两个结论综合起来，用一个统一的规律来表达？ 综合归纳： （1）在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。 （2）在电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。 欧姆定律： （1）内容：一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。 （2）公式：I=U/R （3）各物理量的单位：I——安培（A），U——伏特（V），R——欧姆（Ω）。 欧姆定律的变形式： （1）求电压：U=IR （2）求电阻：R=U/I 【例题1】在“探究电流与电压的关系”实验中，小潘设计且连接了如图所示的电路。 实验次数 1 2 3 4 电压U/V 1.0 1.6 2.2 2.8 电流I/A 0.1 0.16 0.22 0.28 (1)在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最_________端；（选填“左”或“右”） (2)闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，已知导线、仪表均完好且接触良好，则故障原因可能是定值电阻_________；（选填“断路”或“短路”） (3)排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，记录实验数据如上表。分析表中数据可知：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_______________； (4)滑动变阻器在本实验中的主要作用____________________。 【答案】(1)左 (2)短路 (3)正比 (4)改变定值电阻两端电压 【详解】（1） 闭合开关前，滑动变阻器需要调到最大阻值处，起到保护电路的作用。由实物图可知，滑动变阻器接入的是右下端接线柱，因此滑片移到最左端时，接入电路的电阻丝长度最长，阻值最大。 （2） 电流表有示数说明电路是通路，电压表无示数，且导线、仪表均完好接触良好，说明和电压表并联的定值电阻发生了短路。 （3）从表格数据可以看出，每组数据的电压与电流的比值不变，即电阻保持不变，电流随电压的增大而同比例增大，因此结论为：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。 （4） 本实验探究电流与电压的关系，需要控制定值电阻阻值不变，多次改变定值电阻两端的电压，得到多组数据总结普遍规律。故滑动变阻器作用是改变定值电阻两端电压。 【例题2】在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中，某实验小组的同学选用的器材：电压保持4.5V不变的电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个）、导线若干。 (1)将阻值为5Ω的定值电阻接入电路，连接好电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至最______（选填“左”或“右”）端。然后闭合开关，发现电压表、电流表均无示数，移动滑动变阻器的滑片P，现象不发生变化，则电路故障可能是______（填字母序号）。 A．滑动变阻器短路 B．滑动变阻器断路 C．定值电阻R短路 D．定值电阻R断路 (2)排除故障后，同学们继续实验，根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像如图乙所示，由图像可知：该实验得出的实验结论是__________________ (3)实验中，当定值电阻R的阻值由5Ω更换为10Ω时，直接闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片P向______（选填“左”或“右”）端滑动，从而达到实验的目的。 (4)实验中滑动变阻器的作用是保护电路和__________________。 【答案】(1) 左 B (2)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 (3)左 (4)控制定值电阻两端的电压保持不变 【详解】（1）闭合开关前，为了保护电路，应将滑动变阻器滑片调到最大阻值处：由甲图可知滑片移到最左端时，接入电路的电阻丝长度最长，阻值最大。 A．若滑动变阻器短路，两表都会有示数，故A不符合题意； B．若滑动变阻器断路，整个电路断开，两表都无示数，移动滑片故障现象也不会变化，故B符合题意； C．定值电阻R短路，电流表有示数、电压表无示数，故C不符合题意； D．定值电阻R断路，电流表无示数，但电压表会串联在电路中，电压表有示数，故D不符合题意。 故选B。 （2）从乙图取点计算 说明实验过程中控制定值电阻两端电压为3V不变，因此得到结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （3）把5Ω电阻换成10Ω电阻后，根据串联分压规律，定值电阻分得的电压会变大；本实验需要保持定值电阻两端电压为3V不变，因此要增大滑动变阻器接入的阻值，分担更多电压，让定值电阻电压回落至设定值，所以滑片要向左移动。 （4）探究电流与电阻的关系时，需要控制定值电阻两端电压不变，多次更换不同阻值的定值电阻后，都要通过调节滑动变阻器来实现这个控制目的，因此滑动变阻器除了保护电路，还起到的作用是控制定值电阻两端电压保持不变。 【例题3】（多选）对于欧姆定律的公式，下列说法中正确的是（     ） A．加在同一段导体两端的电压越大，则通过这段导体的电流越大 B．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小 C．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 D．电阻是导体本身的一种性质，导体的电阻与导体两端的电压和导体中的电流无关 【答案】AD 【详解】A．同一段导体电阻R恒定，由可知，R不变时，导体两端电压越大，通过的电流越大，故A正确； BCD．电阻是导体本身的一种性质，仅与材料、长度、横截面积、温度有关，与导体两端电压和通过的电流无关，故D正确，BC错误。 故选AD。 【例题4】某导体两端电压为6V时，通过它的电流为0.4A；导体的电阻为_____________Ω。当该导体两端电压为3V时，通过它的电流为_____________A；当该导体两端电压为0V时，它的电流为_____________A。 【答案】 15 0.2 0 【详解】由可得，导体的电阻 因电阻是导体本身的特性，与两端电压、通过的电流无关，当导体两端电压为3V时，导体的电阻是15Ω，通过它的电流 电压是形成电流的原因，当导体两端电压为0V时，电路中电荷无法定向移动形成电流，故通过它的电流为0。 【例题5】在“探究电流与电压的关系”实验中，某同学画出了电阻和的图像，如下图所示。下列说法正确的是（　　） A．当和两端的电压为0时，它们的电阻也为0 B．在电压相同的情况下， C．在电流相同的情况下， D．无论电流与电压怎么变化， 【答案】D 【详解】A．导体的电阻是导体本身的一种性质，电阻大小与电压大小和电流大小都无关，当和两端的电压为0时，它们的电阻不为零，故A错误； B．由图可知，在电压相同的情况下，通过R1的电流较大，由可知，故B错误； CD．由图可知，在电流相同的情况下，R2两端的电压较大，由可知，导体的电阻是导体的一种性质，与电压和电流无关，无论电压和电流怎么变化，，故C错误，D正确。 故选D。 【例题6】在如图所示的电路中，电源电压为6V，电阻R2的阻值为15Ω。 (1)求通过电阻R2的电流I2； (2)闭合开关S后，电流表的示数为0.6A，求电阻R1的阻值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据欧姆定律通过电阻R2的电流 （2）并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，因此通过的电流 再根据欧姆定律变形得的阻值 探究二、电阻与电流、电压有什么关系? 问题讨论 1. R=U/I的物理意义是什么？能否说“导体的电阻与电压成正比，与电流成反比”？为什么？ R=U/I是电阻的计算式（定义式），不是决定式。导体的电阻由导体本身的材料、长度、横截面积和温度决定，与导体两端的电压和通过的电流无关。改变导体两端电压时，通过它的电流也随之改变，而电压与电流的比值不变，即导体的电阻不变。 2. 欧姆定律是不是适用所有导体？ 气体导电时就不适用。 【课堂总结】 12.2 电流与电压、电阻的关系 1. 在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。 2. 在电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。 3. 欧姆定律的内容是：一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。公式为I=U/R。 【课堂练习】 1．如图所示，小鸟双脚立在某高压输电线的同一根导线上。高压输电线每千米的电阻为0.3Ω，通过输电线的电流是300A。如果小鸟两爪间的距离是4cm，小鸟身体的电阻约1000Ω，输电线上的小鸟两爪间的电压约为_____________V，通过小鸟的电流约为_____________A。 【答案】 【详解】高压输电线每千米的电阻为0.3Ω，小鸟两爪间的距离是 这段导线的电阻 这段导线两端的电压 小鸟与这段导线并联，则小鸟两爪间的电压也为，通过小鸟的电流 2．小明在探究“电流与电阻的关系”的实验中。根据实验数据画出电流与电阻关系图像如图所示，由图像可知小明实验时控制定值电阻两端电压保持___V不变，分析数据发现阻值为____Ω的定值电阻连入电路的操作是错误的；其原因是_________________。 【答案】 3 20 没有控制定值电阻两端电压不变 【详解】探究电流与电阻的关系时，需要控制定值电阻两端电压不变。根据欧姆定律，选取图像中符合实验要求的几组数据计算可得定值电阻两端电压 因此实验控制定值电阻两端电压为3V。 当接入阻值为20Ω的定值电阻时，通过定值电阻的电流为0.18A，此时定值电阻两端电压 说明当阻值为20Ω时，没有控制定值电阻两端电压为3V。 3．如图，电路的电源电压不变，定值电阻，闭合开关S，电流表A1、A2的指针均指在图示位置，电流表A1的示数是___________A，R1的阻值是___________Ω。 【答案】 1.5 5 【详解】由电路图可知，与并联，电流表测干路电流，电流表测支路的电流。 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两电流表指针位置相同，故选用量程，分度值为0.1A，示数为；选用量程，分度值为0.02A，示数为； 电源电压为 通过的电流为 的阻值为 4．如图，这是自动测定油箱内油量的装置，金属杆绕O点转动，当油位上升时，关于油量表的说法正确的是（     ） A．油量表相当于电流表，示数变小 B．油量表相当于电流表，示数变大 C．油量表相当于电压表，示数变大 D．油量表相当于电压表，示数变小 【答案】C 【详解】油量表并联在电阻R两端，相当于电压表，当油位上升时，浮标上升，金属杆绕点转动，滑片向下移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路总电阻变小；由欧姆定律可知，电源电压不变，电路中电流变大，由可知R两端的电压变大，即油量表示数变大，故ABD错误，C正确。 故选C。 5．如图所示，甲、乙是用同种材料制成的均匀圆柱体形状的电阻，它们的长度相同，乙的横截面积比甲的大。将它们串联在电路中，通过它们的电流分别为和，电阻分别为和，两端电压分别为和。则下列判断中正确的是（     ） A．； B．； C．； D．； 【答案】D 【详解】串联电路电流处处相等，； 同种材料、长度相同，横截面积越小电阻越大，故，由 可知。 故选D。 6．在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，电路正常工作，一段时间后，发现电表的示数发生了变化，已知电路中只有一处故障，且只发生在电阻或上，则下列判断中正确的是（     ） A．若电压表V示数变小，可能是电阻断路 B．若电流表A示数变小，可能是电阻短路 C．电压表V与电流表A示数不可能同时变大 D．若电压表V示数变大，可能是电阻短路 【答案】D 【详解】由图可知，与串联，电压表V测两端电压，电流表A测电路电流。 A．若断路，即电路也断路，电流表A示数会变为0，电压表V串联入电路测电源电压，故其示数会变大，故A错误； B．若短路，电路总电阻变小，由可知，电流表A示数会变大，故B错误； C．若短路，电路总电阻变小，由可知电流表A示数变大，电压表V测电源电压，示数会变大，即两表示数存在同时变大的情况，故C错误； D．若短路，电压表V测电源电压，所以其示数会变大，故D正确。 故选D。 7．如图所示的电路中，电源电压不变，开关S闭合，开关由断开到闭合的过程中，下列说法中正确的是（     ） A．电流表示数变大，电压表示数不变 B．电流表示数变大，电压表示数变小 C．电压表和电流表示数的比值不变 D．电压表和电流表示数的比值变小 【答案】C 【详解】AB． 断开时，与串联，电流表测量电路电流，电压表测量的电压。电流表示数为 电压表示数 闭合时， 被短路，电路为 的简单电路，电流表测量电路电流，电压表测量电源电压。电流表示数，电压表示数 ，因 ，且 故电流表和电压表示数均变大，AB错误； CD．电压表和电流表示数的比值均等于的阻值，因 为定值电阻阻值不变，故比值不变，C正确，D错误。 故选C。 8．小明在做“探究电阻一定时，电流与电压关系”的实验，实验电路如图-1所示。电路中接两节新干电池，滑动变阻器标有“  1 A”，可选用的定值电阻R的阻值为、、、、。 (1)请用笔画线代替导线将图1电路连接完整，要求滑片P置于最右端时滑动变阻器接入电路的电阻最大。 (2)为保证安全，闭合开关前滑片应处于阻值最__________（选填“大”或“小”）处；正确连接电路，闭合开关后发现电流表无示数，电压表指针明显偏转，可能出现的故障是：__________。 (3)解决故障后，小明通过调节滑动变阻器滑片P的位置，进行多次实验，得到实验数据如下表，发现有一组数据是错误的，错误数据是第__________次。剔除错误数据后，根据其他实验数据作出了如图2所示的图像，根据图像可得出电阻一定时，通过导体的电流与____________________成正比，本次实验所选用的电阻为__________。 实验次序 1 2 3 4 5 电压 1.1 1.5 2.0 2.3 2.5 电流 0.22 0.30 2.00 0.46 0.50 (4)小明想继续“探究电流与电阻关系”实验，他换接不同的定值电阻，通过调节滑动变阻器的滑片保持电压表示数1.5 V不变，发现所接定值电阻的阻值为时不能完成该实验。为了解决这个问题，可采取的方法是：__________。（写出一条即可） 【答案】(1) (2) 大 定值电阻断路 (3) 3 导体两端的电压 5 (4)减小电源电压/串联一个电阻/换用最大阻值更大的滑动变阻器 【详解】（1）滑片P在最右端时滑动变阻器接入电阻最大，说明接入电路的电阻丝是滑片左侧的部分，因此需要把滑动变阻器的左下接线柱接入电路，据此作图。 （2）闭合开关前将滑片置于最大阻值处，目的是限制电路初始电流，保护元件；电流表无示数说明电路大概率断路，电压表明显偏转说明电压表两端能连通电源两极，因此故障是和电压表并联的定值电阻发生断路。 （3）第3次实验的电流2.00A远大于滑动变阻器允许的最大电流1A，也不符合其余数据的U/I比值规律，是明显的读数错误；根据图像可得出电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；剔除错误数据后计算各组，结果均为5Ω，因此选用的电阻是5Ω。 （4）电源为两节干电池总电压3V，若要让25Ω定值电阻两端电压保持1.5V，滑动变阻器需要分担1.5V，根据串联分压规律，要求滑动变阻器阻值至少等于25Ω，但现有滑动变阻器最大仅20Ω，滑动变阻器阻值太小，无法保持定值电阻两端电压为1.5V不变；因此要想完成实验，可以换用最大阻值更大的滑动变阻器、串联一个电阻、减少电源串联的干电池数量（减小电源电压）等（合理即可）。 9．电路如图所示，已知电源两端电压为12 V保持不变，电阻为5 Ω，当开关S闭合时，电压表示数为3 V。求： (1)电流表的示数； (2)电阻两端的电压； (3)电阻的阻值。 【答案】(1)0.6A (2)9V (3)15 Ω 【详解】（1） 电压表测两端的电压，即两端电压，串联电路电流处处相等，因此电流表示数 （2）串联电路总电压等于各部分电路电压之和，因此电阻两端电压 （3）串联电路中通过的电流等于电路电流，的阻值 【课后反思】 1. 自我评价：本节课你最大的收获是什么？是否能够准确说出电流与电压、电阻的关系？是否理解了欧姆定律的内容和公式？ 2. 思维拓展：在“探究电流与电压的关系”的实验中，是否成功测量了多组电压和电流数据？数据有什么规律？在“探究电流与电阻的关系”的实验中，是否能够正确更换定值电阻并保持电压不变？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.2电流与电压、电阻的关系 （导学案） 【学习目标】 1. 物理观念：通过实验探究，知道在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比；通过实验探究，知道在电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比；理解欧姆定律的内容；能运用欧姆定律进行简单的电路计算。 2. 科学思维：通过分析实验数据和图像，归纳得出电流与电压、电阻的定量关系，培养科学论证思维；能运用控制变量法设计实验方案，体会控制变量法在物理学研究中的重要作用。 3. 科学探究：经历“探究电流与电压的关系”的实验过程，学会用滑动变阻器改变导体两端的电压，用电流表和电压表测量电流和电压；经历“探究电流与电阻的关系”的实验过程，学会通过调节滑动变阻器保持导体两端电压不变，更换不同阻值的定值电阻进行实验。 4. 科学态度与责任：在实验探究中，养成严谨、规范、实事求是的科学态度；通过小组合作实验，培养合作精神和交流能力。 【学习重点】 1. 探究电流与电压、电阻的关系。 2. 控制变量法在实验中的应用，以及用图像法分析实验数据。 3. 欧姆定律的内容、公式I=U/R及其变形式U=IR和R=U/I的物理意义。 4. 运用欧姆定律进行简单的电路计算。 【学习难点】实验方案的设计；滑动变阻器的作用；用图像法分析实验数据。 【自主预习】阅读教材，完成以下内容： 1. 探究电流与电压的关系：在 一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成 。 2. 探究电流与电阻的关系：在 一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成 。 3. 欧姆定律的内容：一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成 ，跟这段导体的电阻成 。 4. 欧姆定律的公式： 。 【课堂探究】 探究一、如何探究电流与电压、电阻的关系? 【探究活动一】探究电流与电压的关系 猜想与假设： 电压是产生电流的原因。电压越高，电路中的电流可能越大。 你的猜想是：电阻一定时，电压越高，电流越大。 设计实验： （1）实验方法：研究电流与电压的关系时，应控制电阻不变，改变电压。 （2）如何改变导体两端的电压？ 。 实验器材：电源、开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。 实验电路图（请画出）： 进行实验与收集数据： （1）按照电路图连接电路，连接过程中开关必须处于断开状态，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大的位置。 （2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，记录电压表的示数U和电流表的示数I。 （3）分别调节滑动变阻器至不同位置，再做5次实验，分别记录电压和电流值。 实验记录（R=10Ω保持不变）： 实验序号 1 2 3 4 5 电压U/V 电流I/A 分析与论证： （1）数据分析：比较各组电压和电流数据，你发现了什么规律？ 。 （2）图像分析：以电压U为横坐标、电流I为纵坐标，在坐标图上描点并连线。 所画出的U-I图像是一条过原点的倾斜直线，表明在导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成 。 实验结论： 在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成 。 【探究活动二】探究电流与电阻的关系 猜想与假设： 电压一定时，电阻越大，电路中的电流可能越小。 你的猜想是：电压一定时，电阻越大，电流越小。 设计实验： （1）实验方法：研究电流与电阻的关系时，应控制电压不变，改变电阻。 （2）如何改变导体电阻？ 更换不同阻值的定值电阻（如5Ω、10Ω、15Ω、20Ω等）。 （3）如何保持导体两端电压不变？ 在更换定值电阻后，通过调节滑动变阻器，使定值电阻两端的电压保持不变。 实验器材：电源、开关、导线、不同阻值的定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。 进行实验与收集数据： （1）先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表的示数为某一值（如U=2V），记录电流表的示数。 （2）断开开关，将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表的示数仍为2V，记录电流表的示数。 （3）依次更换15Ω、20Ω的定值电阻，重复上述步骤，每次都要调节滑动变阻器使电压表的示数保持不变。 实验记录（U=2V保持不变）： 实验序号 1 2 3 4 电阻R/Ω 5 10 15 20 电流I/A 分析与论证： 比较各组电阻和电流数据，你发现了什么规律？ 电阻增大时，电流减小。计算电流与电阻的乘积，发现这个乘积保持不变，约为2V（即电压保持不变）。 电流I与电阻R的关系可以表示为：在电压一定时，I与R成 。 实验结论： 在电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成 。 【探究活动三】归纳欧姆定律 问题情境： 通过以上两个实验，我们分别得出了电流与电压、电流与电阻的关系。能否将这两个结论综合起来，用一个统一的规律来表达？ 综合归纳： （1）在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。 （2）在电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。 欧姆定律： （1）内容：一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成 ，跟这段导体的电阻成 。 （2）公式： （3）各物理量的单位：I——安培（A），U——伏特（V），R——欧姆（Ω）。 欧姆定律的变形式： （1）求电压： （2）求电阻： 【例题1】在“探究电流与电压的关系”实验中，小潘设计且连接了如图所示的电路。 实验次数 1 2 3 4 电压U/V 1.0 1.6 2.2 2.8 电流I/A 0.1 0.16 0.22 0.28 (1)在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最_________端；（选填“左”或“右”） (2)闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，已知导线、仪表均完好且接触良好，则故障原因可能是定值电阻_________；（选填“断路”或“短路”） (3)排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，记录实验数据如上表。分析表中数据可知：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_______________； (4)滑动变阻器在本实验中的主要作用____________________。 【例题2】在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中，某实验小组的同学选用的器材：电压保持4.5V不变的电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个）、导线若干。 (1)将阻值为5Ω的定值电阻接入电路，连接好电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至最______（选填“左”或“右”）端。然后闭合开关，发现电压表、电流表均无示数，移动滑动变阻器的滑片P，现象不发生变化，则电路故障可能是______（填字母序号）。 A．滑动变阻器短路 B．滑动变阻器断路 C．定值电阻R短路 D．定值电阻R断路 (2)排除故障后，同学们继续实验，根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像如图乙所示，由图像可知：该实验得出的实验结论是__________________ (3)实验中，当定值电阻R的阻值由5Ω更换为10Ω时，直接闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片P向______（选填“左”或“右”）端滑动，从而达到实验的目的。 (4)实验中滑动变阻器的作用是保护电路和__________________。 【例题3】（多选）对于欧姆定律的公式，下列说法中正确的是（     ） A．加在同一段导体两端的电压越大，则通过这段导体的电流越大 B．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小 C．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 D．电阻是导体本身的一种性质，导体的电阻与导体两端的电压和导体中的电流无关 【例题4】某导体两端电压为6V时，通过它的电流为0.4A；导体的电阻为_____________Ω。当该导体两端电压为3V时，通过它的电流为_____________A；当该导体两端电压为0V时，它的电流为_____________A。 【例题5】在“探究电流与电压的关系”实验中，某同学画出了电阻和的图像，如下图所示。下列说法正确的是（　　） A．当和两端的电压为0时，它们的电阻也为0 B．在电压相同的情况下， C．在电流相同的情况下， D．无论电流与电压怎么变化， 【例题6】在如图所示的电路中，电源电压为6V，电阻R2的阻值为15Ω。 (1)求通过电阻R2的电流I2； (2)闭合开关S后，电流表的示数为0.6A，求电阻R1的阻值。 探究二、电阻与电流、电压有什么关系? 问题讨论 1. R=U/I的物理意义是什么？能否说“导体的电阻与电压成正比，与电流成反比”？为什么？ 。 2. 欧姆定律是不是适用所有导体？ 气体导电时就不适用。 【课堂总结】 12.2 电流与电压、电阻的关系 1. 在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。 2. 在电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。 3. 欧姆定律的内容是：一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。公式为I=U/R。 【课堂练习】 1．如图所示，小鸟双脚立在某高压输电线的同一根导线上。高压输电线每千米的电阻为0.3Ω，通过输电线的电流是300A。如果小鸟两爪间的距离是4cm，小鸟身体的电阻约1000Ω，输电线上的小鸟两爪间的电压约为_____________V，通过小鸟的电流约为_____________A。 2．小明在探究“电流与电阻的关系”的实验中。根据实验数据画出电流与电阻关系图像如图所示，由图像可知小明实验时控制定值电阻两端电压保持___V不变，分析数据发现阻值为____Ω的定值电阻连入电路的操作是错误的；其原因是_________________。 3．如图，电路的电源电压不变，定值电阻，闭合开关S，电流表A1、A2的指针均指在图示位置，电流表A1的示数是___________A，R1的阻值是___________Ω。 4．如图，这是自动测定油箱内油量的装置，金属杆绕O点转动，当油位上升时，关于油量表的说法正确的是（     ） A．油量表相当于电流表，示数变小 B．油量表相当于电流表，示数变大 C．油量表相当于电压表，示数变大 D．油量表相当于电压表，示数变小 5．如图所示，甲、乙是用同种材料制成的均匀圆柱体形状的电阻，它们的长度相同，乙的横截面积比甲的大。将它们串联在电路中，通过它们的电流分别为和，电阻分别为和，两端电压分别为和。则下列判断中正确的是（     ） A．； B．； C．； D．； 6．在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，电路正常工作，一段时间后，发现电表的示数发生了变化，已知电路中只有一处故障，且只发生在电阻或上，则下列判断中正确的是（     ） A．若电压表V示数变小，可能是电阻断路 B．若电流表A示数变小，可能是电阻短路 C．电压表V与电流表A示数不可能同时变大 D．若电压表V示数变大，可能是电阻短路 7．如图所示的电路中，电源电压不变，开关S闭合，开关由断开到闭合的过程中，下列说法中正确的是（     ） A．电流表示数变大，电压表示数不变 B．电流表示数变大，电压表示数变小 C．电压表和电流表示数的比值不变 D．电压表和电流表示数的比值变小 8．小明在做“探究电阻一定时，电流与电压关系”的实验，实验电路如图-1所示。电路中接两节新干电池，滑动变阻器标有“  1 A”，可选用的定值电阻R的阻值为、、、、。 (1)请用笔画线代替导线将图1电路连接完整，要求滑片P置于最右端时滑动变阻器接入电路的电阻最大。 (2)为保证安全，闭合开关前滑片应处于阻值最__________（选填“大”或“小”）处；正确连接电路，闭合开关后发现电流表无示数，电压表指针明显偏转，可能出现的故障是：__________。 (3)解决故障后，小明通过调节滑动变阻器滑片P的位置，进行多次实验，得到实验数据如下表，发现有一组数据是错误的，错误数据是第__________次。剔除错误数据后，根据其他实验数据作出了如图2所示的图像，根据图像可得出电阻一定时，通过导体的电流与____________________成正比，本次实验所选用的电阻为__________。 实验次序 1 2 3 4 5 电压 1.1 1.5 2.0 2.3 2.5 电流 0.22 0.30 2.00 0.46 0.50 (4)小明想继续“探究电流与电阻关系”实验，他换接不同的定值电阻，通过调节滑动变阻器的滑片保持电压表示数1.5 V不变，发现所接定值电阻的阻值为时不能完成该实验。为了解决这个问题，可采取的方法是：__________。（写出一条即可） 9．电路如图所示，已知电源两端电压为12 V保持不变，电阻为5 Ω，当开关S闭合时，电压表示数为3 V。求： (1)电流表的示数； (2)电阻两端的电压； (3)电阻的阻值。 【课后反思】 1. 自我评价：本节课你最大的收获是什么？是否能够准确说出电流与电压、电阻的关系？是否理解了欧姆定律的内容和公式？ 2. 思维拓展：在“探究电流与电压的关系”的实验中，是否成功测量了多组电压和电流数据？数据有什么规律？在“探究电流与电阻的关系”的实验中，是否能够正确更换定值电阻并保持电压不变？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $