第十七章第一节电流与电压电阻的关系.docx
《第十七章第一节电流与电压电阻的关系.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十七章第一节电流与电压电阻的关系.docx（17页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
第十七章第一节电流与电压电阻的关系
第十七章欧姆定律
第一节电流与电压电阻的关系
教学目标：
（1）认识电流、电压与电阻的关系
（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其中的电流,进一步熟悉控制变量的研究方法。
（3）欧姆定律的得出与简单计算。
教学重点：
1、探究并归纳实验结论，得出欧姆定律
2、欧姆定律的得出及简单应用
知识点一：
探究通过导体的电流与导体两端的电压和电阻的关系
1．注意事项：
（1）电流表、电压表和滑动变阻器在电路中的连接形式；电流表与导体串联、电压表与导体并联、滑动变阻器串联在电路中。
（2）实验中的导体应选定值电阻，而不能选用小灯泡，因小灯泡的电阻随温度的变化而变化，阻值不稳定。
（3）在每一次实验前，或更换新的元件前，为保电路安全，都要断开开关，闭合开关前，应将滑动变阻器的接入电路中的阻值调到最大。
（4）为了使实验结论具有普遍性，要进行多组实验，通过采集的多种数据进行分析。
2．实验过程
（1）探究通过导体的电流与导体两端电压关系：
①如图（甲）连接电路；
②保持电阻不变，调节滑动变阻器，改变导体两端的电压，观察电流表示数的变化，填入设计好的表格内如图（乙）；
③根据电压变化的倍数，比较电流变化的倍数，看是否成正比，绘制U－I图像如图（丙）;
④进一步分析，得出结论:
：
电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（2）探究通过导体的电流与导体电阻的关系：
①如图（甲）所示连接电路；
②换用不同阻值的导体，调节电阻两端的电压保持不变，观察电流表示数的变化，填入设计好的表格内如图（乙）；
③根据电阻变化的倍数，分析电流的变化，看是否成反比，绘制R－I图像如图（丙）；
④进一步分析，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。
3.易错提示
（1）电流与电压、电阻的关系是有条件的:
在电压一定时，电流与电阻成反比；电阻一定时，电流与电压成正比。
（2）在表述时要注意两点：
①先有电压后有电流，电流与电压有关，而电压与电流无关；②电阻与电压、电流无关，而电流与电阻有关
例题讲解：
例1、两同学探究“电流与电压、电阻的关系”的实验，将他们各自的实验数据记录在同一张表格内：
根据上述实验数据回答：
（1）通过分析比较实验1、2、3，可以得出的结论。
（2）通过分析比较实验，可以得出电压一定时,通过导体电流与导体的电阻成反比的结论。
实验次数
电压U/V
电阻R/Ω
电流I/A
1
2
10
0.2
2
4
10
0.4
3
6
10
0.6
4
2
5
0.4
5
4
5
0.8
6
6
5
1.2
解析：
观察记录表格中的数据1、2、3可知道它们的电阻都是10Ω，即电阻一定，电流与电压的比值都是10，所以可以说电流与电压成正比；同理实验1与4,、2与5、3与6的电压相等，电流与电阻的乘积都相等，所以可以得出电流与电阻成反比
易错提示：
1答题不完整即缺少控制变量的表述；
2因变量、自变量弄颠倒。
3只凭一组数据得不出“正比”或“反比”的结论。
总结归纳：
这是典型的探究性实验。
这种实验的关键是要明确：
1.谁是自变量？
自变量怎么变？
怎么测？
2.谁是因变量？
因变量怎么测？
3.谁是控制变量？
怎么控制？
答案：
（1）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（2）1与4、2与5和3与6
例2、某实验小组的同学们探究电流与电压的关系时，用到如下器材：
电源1个，电流表、电压表一只，定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω各一只），滑动变阻器1只，开关1个，导线若干，设计的电路图如图甲所示。
（1）这个实验使用了控制变量的方法，其中被控制的变量是，滑动变阻器在电路中的作用是。
下面是他们获得的一组数据:
（2）请在图乙的坐标系上画出电流随电压变化的图像
（3）分析表中的数据或图像，你能得出的探究结论是。
解析：
研究电流跟电压的关系时，不仅要采用控制变量法，还需要采用归纳法，保持电阻不变，调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压成整数倍的变化，从而得出电流与电压的关系。
答案：
（1）电阻连接电路时滑动变阻器起保护电路的作用，实验中通过阻值的变化改变电路中的电流从而改变R两端的电压，以便多次测量。
（2）如图所示。
总结归纳：
用图像表示数量关系使现象更直观，在画图时，首先弄清坐标系中的横纵坐标分别表示什么物理量，再根据实验数据描点，最后用平滑的曲线连接起来，观察图像成一条直线可知：
电阻一定，电流与电压成正比。
（3）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
例3、如图所示是探究电流与电压、电阻关系的电路图，连接电路时开关应,滑动变阻器的滑片应移到端。
本实验串联滑动变阻器的目的。
实验中表一是小明设计的表格，表格中还缺的项目是，补上后分析数据可得出的结论是。
表格二是小花设计的表格，表格中的空格内还缺一项，将空项补充完整后分析表格可得出的结论.
解析：
为实验的安全性，连接电路前应把开关断开；为使电路中的电流最小电路中的电阻应最大，滑动变阻器应调到接入电路中最大阻值一端，串联滑动变阻器的目的在实验前保护电路，实验中是为控制电阻不变改变定值电阻两端的电压，研究电流与电压的关系，所以电压是自变量；根据实验数据可得电流与电压是比值相等，所以成正比；表格还缺的项目是电压和电流的单位；从表格二可知电流与电阻的乘积相等，因而电流与电阻成反比，计算可得0.1
答案：
断开b保护电路改变电阻两端的电压电压和电流的单位电阻一定时导体的电流与两端的电压成正比。
0.1
总结归纳：
规律小结：
表格设计项目包括：
（1）实验次数，要能反映多次的意图实验，使实验的结论具有普遍性；
（2）实验项目，这一项包括三项，即物理量、物理量符号、物理量所用单位。
例4、小明同学用如图所示的电路来验证“电流与电压、电阻的关系”，所用的器材有：
电压恒为3V的电源，阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个，“15Ω1A”的滑动变阻器一只，学生用电流表、电压表各一只，开关和导线若干。
（1）下面是他的实验步骤，实验中保证电阻两端电压为1.5V
A、先将R为5Ω的电阻接入电路中进行实验，读取与该电阻对应的电流值；
B、再将10Ω的电阻换用5Ω的电阻进行实验，读取与该电阻对应的电流值；
C、最后他用20Ω的电阻替换10Ω的电阻接入电路中进行实验，发现无法读取与20Ω的电阻对应的电流值，请你帮他找出两种可能的原因。
原因1：
。
原因2：
。
（2）小明找出了原因并解决了问题后，又进行了几次实验，下表是小明记录的数据，表中的数据表明电阻中的电流与电阻（选填“成”或“不成”）反比，其原因是.
解析：
（1）使用20Ω的电阻后，电路中的电流值太小，很难从电流表上准确读数；还有可能是导线的接头处没有连接好，导致电路开路引起的无法读数。
（2）从表中数据看出：
电流和电阻的乘积不相等，故电流与电阻不成反比，这是因为他更换较大的电阻后没有调节滑动变阻器的滑片，导致接入新的电阻后，两端电压比原来高。
总结归纳：
分析电路故障，若电表有示数，则电表一定与电源相连；若电表没有示数，则可能是
（1）电表被短路
（2）电表与电源连通的电路有可能断路。
（3）电源电压太低；（4）电路中的电阻太大，使得电路中的电流太小。
答案：
（1）原因1，电流太小，电流表的偏转角度太小，无法读数；原因2：
电阻没连接好照成开路而无电流。
（2）不成，这是因为在换用不同的电阻时，没使它们两端的电压相等。
跟踪练习
1、小明利用如图所示的电路图探究电流跟电阻的关系，已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
（1）请根据图甲将图乙所示的电路连接完整（导线不允许交叉）。
（2）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流随电阻R变化的图像。
①由图像可以得出结论：
。
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为V时，读出电流表的示数。
2、（2011年广州）某同学将完好仪器连接成如图所示的电路（其中滑动变阻器的连线没有画出），用来探究电阻上的电流跟两端电压的关系．
（1）合上开关进行实验时发现，无论怎样移动滑片P，电压表和电流表的示数都不为零，但始终没有变化．则该同学把滑动变阻器接入电路中的方式可能是（填写代号）
a．G与C相连，F与H相连b．G与C相连，D与H相连
c．G与E相连，F与H相连d．G与E相连，D与H相连
（2）该同学发现了
（1）中的问题并作了改正。
请用笔画线代替导线把滑动变阻器正确接入电路中，要求：
滑片P向右移动时电流表示数逐渐增大．
（3）实验测得的数据如表所示．根据这些数据在坐标图中描点并作出U—I图线．
3、利用如图甲所示实验电路，探究“通过导体的电流跟电压的关系”时：
（1）需要个定值电阻。
（2）滑动变阻器的作用是
（3）利用实验数据作出的I-U关系图线，与图（乙）中的最接近
4、（2011浙江绍兴市）小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V。
改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中。
（1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视（选填序号）；
A．变阻器滑片B．电压表示数C．电流表示数
（2）在丙图中，用笔线代替导线，将电压表正确连入电路；
（3）实验中，他所选择的变阻器是（选填序号）；
A．10Ω 0.5A
B．20Ω 1AC．50Ω 2A
（4）图中乙阴影部分面积表示的物理量是；
（5）实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V，电路发生的故障可能是。
答案：
1、解析：
（1）由丙图可知，横坐标表示电阻纵坐标表示电流，随电阻增大电流减小，且图像中的每一点的横坐标与纵坐标的乘积不变。
（2）当换用较大的阻值的电阻后，由于串联电路中电压与电阻的分配，可知电压表的示数会增加，为了保护电压表不被烧坏，应将开关先断开，并将滑动变阻器的阻值调到最大。
答案：
（1）如图所示：
（2）①电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。
②断开开关，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。
2.5
2、解析：
由于合上开关，无论怎样移动滑片P，电压表和电流表的示数但始终没有变化，说明滑动变阻器没有起到变阻作用，即把其上面两个接线柱或下面两个接线柱同时连入了电路中；滑片P向右移动时电流表示数逐渐增大，则连的滑动变阻器的电阻变小，即底下连入电路的是F点，上边接入点是C点或D点；描点时先找出横坐标或纵坐标对应的数值，交叉处点点，把所有的点连接起来就可。
答案：
（1）bc
（2）如图甲（3）如图乙
（甲）
3、解析：
探究“通过导体的电流跟电压的关系”时，电阻一定，即只需一个电阻；改变定值电阻两端的电压（由调节滑动变阻器来实现），研究电流与电压的关系，其图像应该成正比的关系。
答案：
（1）1
（2）调节定值电阻两端的电压（3）B
4、解析：
探究电压一定时，电流与电阻的关系时，在不断的改变定值电阻的同时，必须不断的移动滑动变阻器，使得电压表的示数是一个定值，故在移动滑片的同时，眼睛观察电压表的示数；通过电流与电阻的图像中可以看出保持电压表的示数是2V，故电压表接入电路中时，所选的量程应该是0～3V的，且并联在电阻两端；阴影部分为电压值；滑动变阻器型号的选择应该与定值电阻的阻值差不多，故所选型号为“10Ω 0.5A”的；如果电路中出现电流表的示数为零，说明在电路中出现了断路，电压表有示数说明是电阻R处出现了断路。
答案：
（1）B
（2）如图（3）C（4）电压（5）电阻R处有断路
知识点二：
欧姆定律
1.内容：
导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
2.公式：
I=
符号的意义以及单位：
U——电压——伏特（V）R——电阻——欧姆（Ω）I——电流——安培（A）
欧姆定律还可以变形为U＝IR；R＝
（1）U＝IR,导体两端电压等于通过导体的电流与其电阻的乘积，当加在导体两端的电压一定时，导体的电阻增大几倍，其电流就减小为原来的几分之一。
（2）R＝
，导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过电流的比值。
但是，电阻跟电压与电流无关，既不与电压成正比，也不与电流成反比。
只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关
例题讲解：
例1、（2011广安）从欧姆定律可以导出公式R=
，下列说法正确的是（）
A．当电压U增大为原来的2倍时，电阻R也增大为原来的2倍
B．当电流I增大为原来的2倍时，电阻R减小为原来的二分之一
C．通过导体的电流若为零，电阻也为零
D．即使导体两端的电压为零，电阻也不为零
解析：
当电压增大为原来的2倍时电流也同时为原来的2倍，电压与电流的比值不变；电电流为原来的2倍，一定是因为电压变为原来的2倍所引起的此时电压与电流的比值不变，所以A选项和B选项都不正确。
导体的电阻是导体本身的一种性质，与外界因素无关，电流为零时，这种性质不会改变，即对电流的阻碍作用不会改变。
所以选项D是正确是。
答案：
D
跟踪练习
1、一段导体两端的电压时2V，导体中的电流为0.5A，如果该导体两端的电压增大2倍，下列说法正确的是（）
A、导线中的电流增大2倍，电阻增大2倍B、导线中的电流增大2倍，电阻不变
C、电线中的电流不变，电阻增大2倍D、导线中的电流不变，电阻不变
2、当加在导体两端的电压为12V时，通过它的电流为1.2A，若加在导体两端的电压为6V时，则通过它的电流为（）
A、1.2AB.0.6AC.0.9AD.2.4A
3、一段导体两端加5V的电压时，通过导体的电流为0.4A，若加在导体两端的电压为8V时（选填“能”“不能”）用量程为0~0.6A的电流表测它的电流。
答案
总结归纳：
电压是形成电流的原因，如果电路两端没有电压，那么电路中也就不会有电流通过；电阻与电流电压无关，但可以用电压与电流的比值来表示。
：
1、B2、B3、不能。
课后练习：
1、一段导体，当它两端的电压为2V时，通过它的电流为0.2A，当电压提高到6V时，通过它的电流将变为，电阻将（选填“变“或者”不变“）；如果它两端电压再增大2V，则通过它的电流变为，此时电阻为，故可得结论。
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．两电阻阻值关系是Ra>Rb
3、（2013德阳）由欧姆定律公式I=U／R变形得R=U／I，对此，下列说法中正确的是（）
A．加在导体两端的电压越大，则导体的电阻越大
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．导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
4、（2013重庆）科学家有着强烈的好奇心和执着的探究精神，德国物理学家最先通过实抢归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即:
。
为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为的单位。
5、导体两端的电压为4V时，导体中的电流为0.5A，导体的电阻是Ω，若导体两端的电压为8V时导体中的电流为A，若导体两端不加电压，导体的电阻是。
6、某电路中有8Ω的电阻和电流表串联，电流表的示数为0.4A，当用电压表测电阻两端的电压时，应选用量程。
7、
（2013年兰州）某同学利用如图所示的电路探究“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
过导体的电流与导两端电压关系时，应保持不变；在探究
通过导体的电流与导体电阻关系时，滑动变阻器的作用是。
8、一电阻两端的电压由7V变为9V，通过这个电阻的电流改变了0.1A，则这个导体的电阻为Ω,若这个导体两端不加电压则通过的电流为A；这个导体的电阻为Ω
9、（2013雅安）小乔和小丽在研究导体中电流与导体两端电压的关系时,除了电源（3V）、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器外,还有可供选择的:
A.定值电阻；B.小灯泡。
（1）为了完成研究需要选择器材。
（填序号“A”或“B”）;理由是:
.
（2）用笔画线完成图中的实物电路连接（你所选的器材在图中用接线板代替,导线连线不能交叉）,并使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
（3）小乔通过实验得出了下表
（一）中的数据,请读出图中两表的示数,记在表中最后一列的空格处。
表
（一）
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.05
0.1
0.15
0.2
表
（二）
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.25
0.2
0.15
0.1
（4）小丽通过实验得出了上表
（二）中的数据,并且通过分析实验数据得出了:
“在电阻一定时,导体中的电流随电压的增大而减少”的结论。
小乔观察并检查了小丽所连接的电路后,告诉小丽⋯⋯。
你认为原因可能是。
。
10、（2013郴州）.在探究“电压一定时，电流跟电阻的关系”的实验中，设计电路图如图甲所示。
⑴连接电路前，开关必须。
⑵请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整电路（导线不允许交叉）
⑶连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。
造成这一现象的原因可能是（）
A．电流表坏了B.滑动变阻器短路C.电阻处接触不良D.电阻短路
⑷排除电路故障进行实验，多次改变R的阻值，调节滑动变阻器，使电压示数保持不变，实验数据记录如下表。
其中第5次实验电流表示数如图丙所示，其读数为A
。
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流V/A
0.6
0.3
0.2
0.15
⑸实验结果是：
。
课后练习答案：
1、0.6A不变0.8A10Ω导体中的电流与导体两端的电压成正比2、D3、D4、欧姆电阻5、818Ω6、0~15V7、保护电路电阻改变定值电阻两端的电压8、200209、
（1）小灯泡的电阻随温度而改变,不能控制电阻一定（或探究电流跟电压的关系时,应控制电阻不变）。
（2）如图:
导线连接正确得,滑动变阻器接入电路的阻值不是最大（3）2.4,
0.24（4）电压表并联在滑动变阻器两端了（或电压表测变阻器两端的电压）。
10、⑴断开⑵如图⑶C⑷0.12⑸电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比关系
升级会员 