16.2 探究：电流与电压、电阻的关系（导学案）物理新教材沪科版九年级全一册

第2节 探究：电流与电压、电阻的关系 （导学案） 【学习目标】 1. 知道电流与电压、电阻的关系，理解欧姆定律的内容。 2. 会用欧姆定律公式进行简单计算，能利用欧姆定律解决简单的电路问题。 3. 会用控制变量法设计实验方案，用图像法分析实验数据，归纳电流与电压、电阻的关系。 4. 了解欧姆发现欧姆定律的科学历程，体会科学探究的严谨性，能将欧姆定律应用于生活实际。 【学习重点】 1. 通过实验探究得出电流与电压、电阻的关系。 2. 理解欧姆定律的内容并能进行简单应用。 【学习难点】 1. 运用控制变量法设计实验方案。 2. 用图像法分析实验数据，归纳电流与电压、电阻的关系。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 电压是形成电流的原因；电阻表示导体对电流的阻碍作用。导体中的电流与导体两端的电压及导体的电阻有关。 2. 欧姆定律的内容：一段导体中的电流，与加在这段导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。公式：；变形公式：U=IR，。其中I的单位是安培（A），U的单位是伏特（V），R的单位是欧姆（Ω）。 3. 探究电流与电压的关系时，应保持导体的电阻不变，改变导体两端的电压；滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压； 4.探究电流与电阻的关系时，应保持导体两端的电压不变，改变导体的电阻；滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端的电压不变。 5. 连接电路时，开关应处于断开状态；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，以保护电路。 【课堂探究】 探究一、探究电流与电压的关系 1. 提出问题 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压有什么关系？ 2. 设计实验 （1）探究电流与电压的定量关系，本实验用到哪种科学研究方法？ 实验方法：控制变量法；保持导体的电阻不变，改变导体两端的电压。 （2）实验中需要采集哪些物理量？分别选用什么测量器材？ 用电流表测出电路中的电流，用电压表测出定值电阻两端的电压； （3）怎样改变定值电阻两端的电压？ 通过调节滑动变阻器，改变定值电阻两端的电压，进行多次测量，便于得出普遍规律。 （4）将设计好的电路图画在以下方框中。 3. 进行实验 按照实验电路图连接好实验器材（连接时开关断开，闭合开关前将滑片移至阻值最大处），闭合开关，调节滑动变阻器，分别从电压表和电流表读出电压值和电流值，记入自己设计的表格，重复多次。 4. 分析论证 （1）分析处理表中实验数据，归纳提炼出探究结论。 （2）在坐标系中根据各电流值和对应的电压值描点，画出I-U图像。 5. 实验结论：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 【例1】小欢同学利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”，下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用 B．开关闭合前，滑动变阻器的滑片应该移至最左端 C．为了方便观察实验现象，可以将定值电阻换成小灯泡 D．保持电阻不变时，导体两端电压与电流成正比 【答案】A 【解析】探究“电流与电压的关系”，为得出普遍性的规律要多次测量，滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用，故A正确；开关闭合前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应该移至阻值最大处，即最右端，故B错误；探究“电流与电压的关系”，要控制电阻大小不变，而小灯泡的电阻随温度的变化而变化，故C错误；保持电阻不变时，电流与导体两端的电压成正比，故D错误。 探究二、探究电流与电阻的关系 1. 提出问题 电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻有什么关系？ 2. 设计实验 （1）探究电流与电阻的定量关系，本实验用到哪种科学研究方法？ 实验方法：控制变量法；保持导体两端的电压不变，改变导体的电阻。 （2）实验中需要采集哪些物理量？分别选用什么测量器材？ 用电流表测出电路中的电流，用电压表测出定值电阻两端的电压； （3）怎样保持定值电阻两端的电压不变？ 依次换用不同阻值的定值电阻，调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变。 （4）将设计好的电路图画在以下方框中。 3. 进行实验 按照电路图连接好实验器材，依次换用5Ω、10Ω、15Ω等不同阻值的定值电阻，闭合开关后调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变，读出电流表示数并记入表格。 4. 分析论证 （1）分析处理表中实验数据，归纳提炼出探究结论。 （2）在坐标系中描点，并用平滑曲线连接各点，画出I-R关系图像。 5. 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。 【例2】小明设计了如图甲所示的电路图，电源电压保持3 V不变，图乙是根据实验数据绘制的I -R 图像。 （1）连接电路时，开关应处于______（选填“闭合”或“断开”）状态； （2）实验过程中，多次更换不同阻值的定值电阻进行实验的目的是 ； （3）实验中保持定值电阻两端的电压为_____V不变； （4）根据实验数据可知，电压一定时，通过导体的电流与其电阻成____比。（选填“正”或“反”） 【答案】（1）断开；（2）寻找普遍规律；（3）2.5；（4）反。 【解析】（1）连接电路时，为了保护电路，开关必须处于断开状态，防止电路短路损坏元件。 （2）探究电流与电阻的关系时，多次更换不同阻值的定值电阻，是为了寻找普遍规律，避免实验结论的偶然性。 （3）根据控制变量法，探究电流与电阻的关系时，需保持定值电阻两端电压不变。由图像I-R可知：不管电阻R和电流I如何变化，电压 U=IR=0.5A×5Ω=2.5V （4）由I-R图像可知，电压一定时，电阻增大，电流减小，且 I 与 R 的乘积（电压）为定值，因此通过导体的电流与其电阻成反比。 探究三、欧姆定律 1.自主研读教材第100页，回答以下问题。 （1） 欧姆定律的内容是什么？ 一段导体中的电流，与加在这段导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。 （2） 说出欧姆定律的公式及公式中各物理量的单位。 公式：；公式中I的单位为安培（A），U的单位为伏特（V），R的单位为欧姆（Ω）。 （3）根据欧姆定律公式，你能得到哪两个变形公式？ 变形公式：U=IR，。 2. 规律应用：对于一段电路来说，只要知道I、U、R中的任意两个量，就可以利用欧姆定律计算出第三个量。 3. 利用欧姆定律进行计算的一般步骤：①画电路图，并在图中标出已知量和未知量；②明确电路的连接方式、各电表测量的对象；③根据串、并联电路电流和电压特点及欧姆定律，列式求解。 【例3】某电熨斗在220V电压下工作时，其电热丝的电阻为96.8Ω。此时通过该电熨斗电热丝的电流是多大？ 【答案】解：此时通过该电熨斗电热丝的电流约为：I=U/R=220V/96.8Ω≈2.3A。 【精讲点拨】 1. 控制变量法：探究电流与电压的关系时，控制电阻不变，只改变电压；探究电流与电阻的关系时，控制电压不变，只改变电阻。每次只改变一个变量，便于分析因果关系。 2. 滑动变阻器的作用：在“探究电流与电压的关系”实验中，作用是改变定值电阻两端的电压，获取多组数据；在“探究电流与电阻的关系”实验中，作用是保持定值电阻两端的电压不变。 3. 图像法：I-U图像是过原点的直线，表明电阻一定时电流与电压成正比；I-R图像是反比例曲线，表明电压一定时电流与电阻成反比。 4. 欧姆定律的适用条件：I、U、R必须对应同一段导体、同一时刻（同一电路），三者不能“张冠李戴”。 5. 电阻是导体本身的一种性质，其大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定，与是否通电、两端电压大小、通过电流大小无关。 【归纳整理】 第2节 探究：电流与电压、电阻的关系 【课堂练习】 1. 根据欧姆定律，下列说法中正确的是（ ） A. 通过导体的电流越大，这段导体的电阻就越小　　　　　　　 B. 导体两端的电压越大，这段导体的电阻就越大 C. 导体的电阻与电压成正比，与电流成反比 D. 导体两端的电压越大，通过这段导体的电流就越大 【答案】D 【解析】电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端的电压和通过它的电流无关，故A、B、C均错误；由欧姆定律I=U/R可知，导体两端的电压越大，通过这段导体的电流就越大，故D正确。 2.小明和同学们在做电学实验过程中，他们经过讨论，依次完成了“探究电流跟电压的关系”三次实验电路的设计，如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A．图甲改进为图乙是为保证实验过程中电压这一因素不变 B．图丙中增加一个滑动变阻器的主要目的是为了保护电路 C．图乙改进为图丙是为了得到电流跟电压之间的定量关系 D．图丙中进行实验时，眼睛一定要先看电流表再看电压表 【答案】 【解析】、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，故错误； 、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两端的电压改变，故错误； 、在“探究电流跟电压关系”的实验中，移动滑动变阻器的滑片来更改定值电阻两端电压，测量多组对应的电流和电压值，故正确； 、探究电流跟电压的关系实验中，需改变导体两端的电压，看看通过导体的电流怎样改变，应先看电压表，再看电流表，故错误。故选：。 3．如图所示，在“探究电流与电压的关系”实验中，小何同学根据得到的实验数据绘制了电阻A和B的I﹣U图像，下列说法不正确的是（　　） A．将电阻A、B串联后接入3V的电路中，电路中的电流为0.2A B．滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用 C．实验结论是电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比 D．多次实验的目的是为寻找普遍规律 【答案】 【解析】．将电阻、串联，由图可知，电路中的电流为时，的电压为，的电压为，根据串联电压规律，电源电压恰好为，故正确； ．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，故正确； ．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，故错误； ．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，故正确。故选：。 4.用如图电路探究电流与电阻的关系，所用器材：电源（6V），定值电 阻R1 （5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1个），规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器R2，如表为实验数据记录表。关于该实验，下列说法正确的是（ ） A．实验过程中控制电压表示数为2V B．将电阻R1由5Ω更换为10Ω时，应向左适当移动滑动变阻器滑片 C．若使用现有器材完成第4次实验，需要更换滑动变阻器 D．使用滑动变阻器的目的是使R1两端的电压为不同值 【答案】C 【解析】A．探究电流与电阻的关系，需控制定值电阻两端电压一定，由表格数据知，每一组电阻与电流值的乘积相等为3V，因此控制电压表示数为3V，故A错误； B．将电阻R1由5Ω更换为10Ω时，R1分得的电压会增大，为控制电压表示数不变，应向右调节滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值增大，进而让滑动变阻器分得更多的电压，使R1的电压值保持不变，故B错误； C．若要完成第四次实验，应保证将R1换成20Ω电阻时，R1两端的电压仍为3V，由于串联电路电流特点可知，整个电路的电流：； 滑动变阻器分得电压为：；滑动变阻器此时接入电路的阻值应为：，大于滑动变阻器的最大阻值，所以要更换滑动变阻器，故C正确； D．使用滑动变阻器的目的是使R1两端的电压为相同值，控制定值电阻两端电压一定，故D错误。故选C。 5. 某导体通电时两端的电压为 5 V，通过的电流为 0.1 A，则该导体的电阻为________。若它两端的电压变为 2.5 V，则通过它的电流变为________，若它两端的电压变为 0，则通过它的电流为________，电阻是_________。 【答案】50Ω；0.05A；0A；50Ω 【解析】根据欧姆定律，该导体的电阻；电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，故当电压变为2.5V时，通过导体的电流；当电压变为0时，通过导体的电流为0，电阻仍为50Ω。 6.（2026•四川）图示电路中，电源电压恒为6V，电阻R2的阻值为10Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为0.2A，则电阻R1的阻值为______Ω，电流表A的示数为_____A。 【答案】30；0.8。 【解析】电阻、并联，电流表测的电流，电流表测干路电流，并联电路各支路两端的电压相等， 电阻的阻值：， 通过的电流为：， 电流表的示数为：。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 探究：电流与电压、电阻的关系 （导学案） 【学习目标】 1. 知道电流与电压、电阻的关系，理解欧姆定律的内容。 2. 会用欧姆定律公式进行简单计算，能利用欧姆定律解决简单的电路问题。 3. 会用控制变量法设计实验方案，用图像法分析实验数据，归纳电流与电压、电阻的关系。 4. 了解欧姆发现欧姆定律的科学历程，体会科学探究的严谨性，能将欧姆定律应用于生活实际。 【学习重点】 1. 通过实验探究得出电流与电压、电阻的关系。 2. 理解欧姆定律的内容并能进行简单应用。 【学习难点】 1. 运用控制变量法设计实验方案。 2. 用图像法分析实验数据，归纳电流与电压、电阻的关系。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 电压是形成电流的原因；电阻表示导体对电流的阻碍作用。导体中的电流与导体两端的电压及导体的电阻有关。 2. 欧姆定律的内容：一段导体中的电流，与加在这段导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。公式：；变形公式：U=IR，。其中I的单位是安培（A），U的单位是伏特（V），R的单位是欧姆（Ω）。 3. 探究电流与电压的关系时，应保持导体的电阻不变，改变导体两端的电压；滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压； 4.探究电流与电阻的关系时，应保持导体两端的电压不变，改变导体的电阻；滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端的电压不变。 5. 连接电路时，开关应处于断开状态；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，以保护电路。 【课堂探究】 探究一、探究电流与电压的关系 1. 提出问题 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压有什么关系？ 2. 设计实验 （1）探究电流与电压的定量关系，本实验用到哪种科学研究方法？ 实验方法：控制变量法；保持导体的电阻不变，改变导体两端的电压。 （2）实验中需要采集哪些物理量？分别选用什么测量器材？ 用电流表测出电路中的电流，用电压表测出定值电阻两端的电压； （3）怎样改变定值电阻两端的电压？ 通过调节滑动变阻器，改变定值电阻两端的电压，进行多次测量，便于得出普遍规律。 （4）将设计好的电路图画在以下方框中。 3. 进行实验 按照实验电路图连接好实验器材（连接时开关断开，闭合开关前将滑片移至阻值最大处），闭合开关，调节滑动变阻器，分别从电压表和电流表读出电压值和电流值，记入自己设计的表格，重复多次。 4. 分析论证 （1）分析处理表中实验数据，归纳提炼出探究结论。 （2）在坐标系中根据各电流值和对应的电压值描点，画出I-U图像。 5. 实验结论：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 【例1】小欢同学利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”，下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用 B．开关闭合前，滑动变阻器的滑片应该移至最左端 C．为了方便观察实验现象，可以将定值电阻换成小灯泡 D．保持电阻不变时，导体两端电压与电流成正比 探究二、探究电流与电阻的关系 1. 提出问题 电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻有什么关系？ 2. 设计实验 （1）探究电流与电阻的定量关系，本实验用到哪种科学研究方法？ 实验方法：控制变量法；保持导体两端的电压不变，改变导体的电阻。 （2）实验中需要采集哪些物理量？分别选用什么测量器材？ 用电流表测出电路中的电流，用电压表测出定值电阻两端的电压； （3）怎样保持定值电阻两端的电压不变？ 依次换用不同阻值的定值电阻，调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变。 （4）将设计好的电路图画在以下方框中。 3. 进行实验 按照电路图连接好实验器材，依次换用5Ω、10Ω、15Ω等不同阻值的定值电阻，闭合开关后调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变，读出电流表示数并记入表格。 4. 分析论证 （1）分析处理表中实验数据，归纳提炼出探究结论。 （2）在坐标系中描点，并用平滑曲线连接各点，画出I-R关系图像。 5. 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。 【例2】小明设计了如图甲所示的电路图，电源电压保持3 V不变，图乙是根据实验数据绘制的I -R 图像。 （1）连接电路时，开关应处于______（选填“闭合”或“断开”）状态； （2）实验过程中，多次更换不同阻值的定值电阻进行实验的目的是 ； （3）实验中保持定值电阻两端的电压为_____V不变； （4）根据实验数据可知，电压一定时，通过导体的电流与其电阻成____比。（选填“正”或“反”） 探究三、欧姆定律 1.自主研读教材第100页，回答以下问题。 （1） 欧姆定律的内容是什么？ 一段导体中的电流，与加在这段导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。 （2） 说出欧姆定律的公式及公式中各物理量的单位。 公式：；公式中I的单位为安培（A），U的单位为伏特（V），R的单位为欧姆（Ω）。 （3）根据欧姆定律公式，你能得到哪两个变形公式？ 变形公式：U=IR，。 2. 规律应用：对于一段电路来说，只要知道I、U、R中的任意两个量，就可以利用欧姆定律计算出第三个量。 3. 利用欧姆定律进行计算的一般步骤：①画电路图，并在图中标出已知量和未知量；②明确电路的连接方式、各电表测量的对象；③根据串、并联电路电流和电压特点及欧姆定律，列式求解。 【例3】某电熨斗在220V电压下工作时，其电热丝的电阻为96.8Ω。此时通过该电熨斗电热丝的电流是多大？ 【答案】解：此时通过该电熨斗电热丝的电流约为：I=U/R=220V/96.8Ω≈2.3A。 【精讲点拨】 1. 控制变量法：探究电流与电压的关系时，控制电阻不变，只改变电压；探究电流与电阻的关系时，控制电压不变，只改变电阻。每次只改变一个变量，便于分析因果关系。 2. 滑动变阻器的作用：在“探究电流与电压的关系”实验中，作用是改变定值电阻两端的电压，获取多组数据；在“探究电流与电阻的关系”实验中，作用是保持定值电阻两端的电压不变。 3. 图像法：I-U图像是过原点的直线，表明电阻一定时电流与电压成正比；I-R图像是反比例曲线，表明电压一定时电流与电阻成反比。 4. 欧姆定律的适用条件：I、U、R必须对应同一段导体、同一时刻（同一电路），三者不能“张冠李戴”。 5. 电阻是导体本身的一种性质，其大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定，与是否通电、两端电压大小、通过电流大小无关。 【归纳整理】 第2节 探究：电流与电压、电阻的关系 【课堂练习】 1. 根据欧姆定律，下列说法中正确的是（ ） A. 通过导体的电流越大，这段导体的电阻就越小　　　　　　　 B. 导体两端的电压越大，这段导体的电阻就越大 C. 导体的电阻与电压成正比，与电流成反比 D. 导体两端的电压越大，通过这段导体的电流就越大 2.小明和同学们在做电学实验过程中，他们经过讨论，依次完成了“探究电流跟电压的关系”三次实验电路的设计，如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A．图甲改进为图乙是为保证实验过程中电压这一因素不变 B．图丙中增加一个滑动变阻器的主要目的是为了保护电路 C．图乙改进为图丙是为了得到电流跟电压之间的定量关系 D．图丙中进行实验时，眼睛一定要先看电流表再看电压表 3．如图所示，在“探究电流与电压的关系”实验中，小何同学根据得到的实验数据绘制了电阻A和B的I﹣U图像，下列说法不正确的是（　　） A．将电阻A、B串联后接入3V的电路中，电路中的电流为0.2A B．滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用 C．实验结论是电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比 D．多次实验的目的是为寻找普遍规律 4.用如图电路探究电流与电阻的关系，所用器材：电源（6V），定值电 阻R1 （5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1个），规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器R2，如表为实验数据记录表。关于该实验，下列说法正确的是（ ） A．实验过程中控制电压表示数为2V B．将电阻R1由5Ω更换为10Ω时，应向左适当移动滑动变阻器滑片 C．若使用现有器材完成第4次实验，需要更换滑动变阻器 D．使用滑动变阻器的目的是使R1两端的电压为不同值 5. 某导体通电时两端的电压为 5 V，通过的电流为 0.1 A，则该导体的电阻为________。若它两端的电压变为 2.5 V，则通过它的电流变为________，若它两端的电压变为 0，则通过它的电流为________，电阻是_________。 6.（2026•四川）图示电路中，电源电压恒为6V，电阻R2的阻值为10Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为0.2A，则电阻R1的阻值为______Ω，电流表A的示数为_____A。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $