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第1节 电流与电压和电阻的关系
第十七章 欧姆定律
人
教
版
2012版
学
习
目
标
1.通过实验探究，知道控制变量法，会用图象法分析数据。
2.通过实验探究得出电流与电压和电阻的关系。
3.掌握电流与电压成正比、与电阻成反比的关系。
电压是产生电流的原因，由此可以想到：电压越高，电流可能越大；电阻表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，电流会越小。那么，流过导体的电流与导体的电阻及加在它两端的电压存在怎样的定量关系呢？
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探究电流与电压的关系
实验 探究电流与电压的关系
电阻一定时，导体中的电流与加在导体两端的电压之间存在什么定量关系？
[提出问题]
在前面研究电压时，同一个小灯泡接在两节电池的电路里比接在一节电池的电路里更亮，此时流经小灯泡的电流更大。
猜想：对于同一导体，电压越大，则电流越大。
[猜想假设]
探究电流与电压的关系
运用控制变量法,控制电阻的阻值不变,通过调节滑动变阻器改变电阻两端电压,观察并记录电流和对应的电压值,分析电流随电压变化的规律。实验电路图如图所示:
[设计实验]
①要用定值电阻;
②读数后及时断开开关,以防止电阻发热影响实验结果；
③不能用小灯泡代替定值电阻,因为灯丝的电阻随温度变化较大。
探究电流与电压的关系
电压表、电流表、滑动变阻器、10Ω的定值电阻、电源、开关各一个，导线若干。
[实验器材]
探究电流与电压的关系
①按照电路图连接实物电路;
②闭合开关前，检查电路中各电学元件的连接是否正确，将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
③电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数分别为1V、2V、3V、4V、5V、6V,读出相应的电流表示数，并记录在表中;
[实验步骤]
1
2
3
4
5
6
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
测量多组数据是为了得到普遍规律。
④在坐标系中根据各电流值和对应的电压值描点，并将各点平滑地连接起来，画出I-U关系图象,如图所示:
探究电流与电压的关系
[实验步骤]
I/A
U/V
0
3
2
4
5
6
7
1
0.5
0.1
0.3
0.4
0.2
0.6
0.7
I-U图像是一条过原点的直线。
从实验数据可以看出：电阻一定时，通过电阻的电流与其两端的电压有关，电流随电压的增大而增大；且????????,为一定值，即I与U成正比。
?
探究电流与电压的关系
[分析论证]
在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[实验结论]
①连接电路时,开关应处于断开状态;
②要正确选择电压表和电流表的量程,正确连接滑动变阻器;
③闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处；
④为了使得出的结论更具有普遍性,可换用5Ω、15Ω的电阻重复上述实验。
探究电流与电压的关系
[评价反思]
例题1
1．小阳同学在探究“通过导体的电流跟该导体两端电压的关系”实验中，利用如图所示实验器材进行实验。
（1）请画出小阳探究实验的电路图；
（2）如图所示，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移动到 （选填“A”或“B”）；
（3）闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片P到不同的位置，发现电流表无示数，电压表有示数，产生这种现象的原因可能是： （选填“R断路”或“R短路”）；
（4）滑动变阻器在本实验中除保护电路外，另一个主要作用是 ；
A．改变电阻R两端的电压 B．控制电阻R两端的电压保持不变
C．控制通过电阻R的电流保持不变
例题1
A
A
R断路
（5）下表是小阳记录的实验数据。
依据表格数据可得出的结论是：当导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成 比；
例题1
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
正
例题1
（1）[1]根据实物图，分析电流流过的路径，电流依次经过滑动变阻器、定值电阻和电流表、开关，电压表接在了定值电阻的两端，如图所示

（2）[2]闭合开关前，为了保护电路应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处，即移动到A端。
（3）[3]闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，电流表始终无示数，
例题1
电压表有明显示数且始终不变，说明电压表并联的部分断路，电压表
被串联在电路中，由于电压表电阻很大，所以电路中电流很小，电流表无示数，故障可能是电阻R断路。
（4）[4]要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变，改变电阻两端的电压，从而改变通过电阻的电流表，所以滑动变阻器的作用是改变电阻R两端的电压，故A符合题意，BC不符合题意。故选A。
（5）[5]根据表中数据可知电阻不变时，电压越大，电流越大，并且电压和电流之比是一个定值，故通过导体的电流与导体两端电压成正比。
探究电流与电阻的关系
实验 探究电流与电阻的关系
电压一定时，导体中的电流与导体的电阻之间存在什么定量关系？
[提出问题]
电阻表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，阻碍作用越大。
猜想：在电压一定时，电阻越大，电流越小。
[猜想假设]
探究电流与电阻的关系
要探究电流与电阻的关系,需要改变接入电路电阻的大小。在更换不同阻值的定值电阻进行实验时,通过调节滑动变阻器保证电阻两端的电压不变。实验电路图如图所示：
[设计实验]
滑动变阻器在本实验中的作用：
①保持定值电阻两端电压不变；
②保护电路。
探究电流与电阻的关系
电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关各一个,阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个,导线若干。
[实验器材]
探究电流与电阻的关系
①按电路图连接实物电路，将5Ω的电阻接入电路中；
②闭合开关前，检查电路中各电学元件的连接是否正确，将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
③确定电路连接无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为3V，读出电流表的示数并填入表中；
[实验步骤]
④断开开关,将阻值为5Ω的定值电阻更换为10Ω、15Ω的定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持3V不变,分别读出对应电流表的示数并填入表中;
探究电流与电阻的关系
[实验步骤]
换用更大的定值电阻后，电阻两端的电压会变大，为使定值电阻两端的电压保持不变，此时应向滑动变阻器的阻值变大的一侧移动滑片,简记为“换大调大，换小调小”
⑤在坐标系中根据各电流值和对应的电阻值描点，并用平滑曲线连接各点,画出I-R关系图象。
探究电流与电阻的关系
[实验步骤]
5
10
15
0.6
0.3
0.2
I/A
R/Ω
0
15
10
5
0.2
0.6
0.8
0.4
20
反比例函数图像，即电流与电阻的乘积是一个定值，说明电流与电阻成反比。
①分析实验数据：从实验数据可以看出电流与电阻有关，电流随电阻的增大而减小，电流与电阻的乘积为一定值，电流与电阻成反比；
②分析图像：通过图像可知，电流随电阻变化的图线是反比例函数曲线，故电压一定时，电流与电阻成反比。
探究电流与电阻的关系
[分析论证]
在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成正比。
[实验结论]
例题2
2．小明用如图所示的电路探究电流与电阻的关系，电源电压恒为3V。

（1）连接好电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P调到最 （选填“左”或“右”）端；
（2）把电阻箱的阻值调为5Ω，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到适当位置，电压表和电流表的示数如图甲和乙所示，则电流表的示数是 A。把电阻箱的阻值R和电流I记录在表格中；
（3）断开开关，把电阻箱的阻值调为10Ω，闭合开关，向 （选填“左”或“右”）端调节滑片P，使电压表的示数为 V，把电阻箱的阻值R和电流I记录在表格中；
左
例题2
例题2
0.4
2
左
（4）继续改变电阻箱的阻值，重复步骤（3）4次，把电阻箱的阻值R和电流I记录在表格中；
（5）根据记录的数据，小明画出了电流随电阻变化的图像，如图所示。由图像可以得出结论是
： ；
例题2
导体两端的电压不变时，导体中的电流跟导体的电阻成反比
例题2
（1）[1]为保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，应将滑动变阻器滑片P移到最左端阻值最大处。
（2）[2]把电阻箱的阻值调为5Ω，闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，该示数为0.4A。
（3）[3][4]把电阻箱的阻值调为10Ω，根据串联分压特点可知定值电阻两端的电压大于2V，为保持定值电阻两端电压为2V不变，可调节滑片使滑动变阻器两端的电压变大，故向左端移动滑动变阻器滑片，以保持电压表的示数不变。
（5）[5]纵向分析数据知，电阻为原来的几倍，电流为原来的几分之一，故而当导体两端电压一定时，通过导体中的电流与导体的电阻成反比。
例题2
课堂小结
17.1电流与电压和电阻的关系
电流与电压的关系：
电流与电阻的关系：
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。

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