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第十七章 欧姆定律
第1节 电流与电压、电阻的关系
素养目标
1.通过学习电流与电压、电阻的关系，深化对这些电学核心概念的理
解，构建起清晰的电学体系
2.在探究电流与电压、电阻关系的过程中，学生依据控制变量法设计实验方案，进行实验操作并分析数据；将实际电路简化成物理模型，培养模型建构的科学思维。
3.学生合作交流完成实验，全面提升科学探究能力；鼓励学生在实验设计和操作过程中提出创新性想法和改进措施，培养创新思维和实践能力。
4.在实验与讨论的过程中逐步养成尊重事实、务实求真的态度。
夜幕下，五光十色的彩灯勾画出2000多年没有更改城市名的益阳市相关建筑的轮廓。各种颜色的电灯发光时，电流在电路中静静地“流淌”。你是否想过，电流的流动遵循怎样的规律？电流、电压、电阻各自扮演着什么角色？它们之间的关系又如何呢？现在就让我们来探究其中的奥秘。
一、创设情景，引入新课
益阳高铁南站
益阳明清古巷
益阳大道夜景
益阳资江风光带
小组实验：动动手，看看现象
①用一节干电池与两节干电池先后给同一小灯泡供电，观察小灯泡的亮度有什么不同，哪一次小灯亮？
现象：用两节干电池给同一小灯泡供电，小灯亮。
猜想：电压越大，电流越大。
②在图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向右移动，连入电路的阻值变大时，观察灯泡的亮暗情况。
现象：当滑动变阻器连入电路的阻值变大时，灯泡变暗。
猜想：电阻越大，电路中的电流越小。
电流与电压、电阻之间有没有定量的关系呢？通过实验探究。
二、探究电流与电压的关系
【提出问题】电阻一定时，电流与电压存在怎样的关系？
【猜想与假设】因为电压是形成电流的原因。若电阻一定，可能电压越大，电流越大。
【设计实验】运用控制变量法，控制电阻的阻值不变。并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，通过调节滑动变阻器改变电阻两端的电压。
实验电路图如图所示。
【实验器材】电源、定值电阻、滑动变阻器、电键、电流表、电压表、导线等。
（2）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
（3）调节滑动变阻器使电阻两端的电压分别为 1V、2V、3V、4V、5V、6V，读出此时相应的电流值记入下表中。
【进行实验】
（1）按电路图把一个10Ω的定值电阻连接在电路中。
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
【分析论证】
（1）分析实验数据发现电流与电压有关，电流随电压的增大而增大，并且成正比。
（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。
【结论】
在 一定时，通过导体的电流与导体两端的 成正比。
分析图像可得出：通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
电阻
电压
正
（1）滑动变阻器的作用：保护 、改变定值电阻两端的 。
【评估与交流】
（2）表格错误数据的分析：分析比较各组数据电压与电流的比值是否相同，不同的一组数据为错误数据。
（3）明确：
①结论中的电流、电压、电阻是针对
导体而言的。
②明确电流与电压存在的因果关系，
是导体中产生电流的原因，而不是导体中有了 才在导体两端产生 ，所以不能说电阻一定时， 与 成正比。
③在归纳结论时，不能漏掉前提条件“ ”。
电路
电压
同一
电压
电流
电压
电压
电流
电阻一定
观看视频演示：《探究“电流与电压的关系”》
三、探究电流与电阻的关系
【提出问题】电压一定时，电流与电阻存在怎样的关系？
【猜想与假设】因为电阻对电流有阻碍作用，所以若电压一定，可能电阻越大，电流越小。
【设计实验】要研究电流与电阻的关系，必须改变接入电路的阻值，所以要更换不同的电阻R接入电路。
实验中要控制电阻R两端的电压不变。所以需要在电路中串联滑动变速器，通过调节滑动变速器，保持电阻R两端的电压不变，电路图如图所示。
【实验器材】电源、不同阻值（5Ω、
10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）的定值电阻多个、滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线等。
【进行实验】
（1）按电路图连接电路。
（2）闭合开关前，检查电路中
各元件的连接是否正确，将滑动变
阻器的滑片调到阻值最大处。
（3）把阻值为5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为3V保持不变，读出电流表的示数，记录在下面的表格中。
（4）把阻值为5Ω的定值电阻分别更换为10Ω、 15Ω、 25Ω的定值电阻，调节滑动变阻器，使电压表示数保持3V不变，读出电流表的示数，记录在下面的表格中。
（1）分析实验数据发现：电流与电阻有关，电流随电阻的增大而减小，且电流与电阻的乘积为一定值，说明电流与电阻并且成反比。
【分析论证】
（2）在坐标系中画出I-R图像。分析图像可得出：通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【结论】
在电压一定时，通过导体的 与导体的 成反比。
【评估与交流】
（1）对I-R图象的改进是作出I- 1/R图象，“ 一定时，导体中的 与导体的 成反比”也可以说成“电压一定时，导体中的 与导体 的倒数成正比”。
电流
电阻
电压
电流
电阻
电流
电阻
（2）更换阻值大的定值电阻后，电压表示数不能调节到所需要的值的原因是电源电压过大或滑动变阻器的最大阻值过小；
（3）如果用干电池做实验，可以通过改变串联干电池的节数来改变定值电阻两端的电压（图甲）；
如果用学生电源做实验，可以按照需要通过转动旋钮来改变定值电阻两端的电压（图乙）；
更换阻值较小的定值电阻后，电流变大，若实验无法进行，原因是电流表所选的量程过小。
如果用滑动变阻器，可以将滑动变阻器串联在电路中起分压作用，改变定值电阻两端的电压。
（4）注意：对实验结论两种错误的语言描述：
①“导体中的电流跟导体的电阻成反比” ——漏掉了结论的前提条件（在电压一定时）。
②“电压一定时，导体的电阻与导体中的电流成反比” ——弄错了结论的因果关系（因为电阻是导体本身的性质，跟电压和电流都没关系）。
观看演示实验：《探究“电流与电阻的关系”》
电流与电压和电阻的关系
课堂总结
设计
实验
实验方法：
控制变量法
控制电阻不变，探究电流与电压的关系
控制电压不变，探究电流与电阻的关系
实验电路图
电流与电
阻的关系
控制电阻不变，探究电流与电压的关系
滑动变阻器的作用：改变定值电阻两端的电压
电阻一定，导体中的电流与导体两端的电压成正比
电流与电
压的关系
控制导体电压不变，探究电流与电阻的关系
滑动变阻器的作用：控制定值电阻两端的电压不变
电压一定，导体中的电流与导体的电阻成反比
课堂练习：
1.在探究电阻一定时，电流与电压关系的实验中，某同学连接的电路如图所示，电源电压保持3V不变，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表，下列说法正确的是（　　）
A．多次实验的目的是为了减小误差
B．第4次实验数据是错误的
C．该实验可得出：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
D．该实验可得出：电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
C
2.在“探究电流与电压的关系”实验中，用定值电阻进行实验，得出了电流与电压的关系（　　）
B
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．当在导体b的两端加上1V的电压时，
通过导体b的电流为0.1A
D．将a、b两导体串联后接到电压为3V
的电源上时，a导体两端的电压小于3V
3.张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像，根据图像，下列说法错误的是（　　）
B
4.为了做“探究电流与电压的关系”的实验，小明使用电压恒为3V的电源、开关、导线若干、定值电阻R1、电流表，电压表和滑动变阻器连接了图甲所示的电路：
（1）闭合开关后，小明调节滑片使电压表示数为0.5V，记录电流表读数，再将滑片向着靠近 _____端的方向移动，使电压表示数为1.0V，继续记录电流表读数；（选填“A”或“B”）
2）完成实验并整理器材后，小明将所得数据描点连线画出如图乙所示的R1的I-U图像，并根据图像得出结论： ；
电流与导体两端的电压成正比
在电阻一定时，通过导体的
A
（3）为了得到更具有普遍性的结论，小白利用小明的实验器材，仅将R1更换为不同阻值的定值电阻R22，重新连接电路并进行相同操作，画出的I-U图像却如图丙所示，小明帮助小白进行分析，确认是电路连接错误，该错误为：
；
电压表并联在滑动变阻器的两端了
（4）小明还认为，即使不重新进行实验，利用小白的现有数据，也能画出R2的I-U图像。请你在图乙中画出R2的I-U图，并通过图像分析，R2_____R1（选“＞”、
“＜”或“＝”）。
＜
智慧是倒不了的山，
知识是挖不尽的矿。
Thanks!
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