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17.1　电流与电压和电阻的关系
素养目标
1.能利用控制变量法、通过调节滑动变阻器,探究电流与电压的关系。
2.能利用控制变量法、通过更换定值电阻、调节滑动变阻器,探究电流与电阻的关系。
3.会观察、收集、分析实验中的数据并尝试采用图像法分析实验数据,能说出电流与电压的正比关系。
4.能结合图像和表格,根据电流与电压和电阻的关系,进行简单的分析和计算。
◎重点:利用控制变量法,探究电流与电压和电阻的关系。
【合作探究】
实验:探究电流与电压和电阻的关系。
【提出问题】
【猜想与假设】
(1)电流与电压的关系:
。
(2)电流与电阻的关系:
。
【设计实验与制订计划】
(1)实验方法:探究电流与电压、电阻的关系时,应该用 法。
①探究电流与电压的关系:保持 不变,改变 ,观察电流的大小变化。
②探究电流与电阻的关系:保持 不变,改变 ,观察电流的大小变化。
(2)控制导体电阻的方法:
①在探究导体的电流与电压的关系时,我们可以选用 电阻作为导体,从而控制 不变。
②在探究导体的电流与电阻的关系时,我们可以通过更换 来改变导体的电阻。
(3)控制导体两端电压的方法:把滑动变阻器 联接入电路,通过移动滑片位置达到目的。
(4)设计电路图
①实验器材:电源、导线、开关、定值电阻、测量电流的 表、测量电压的 表、控制导体两端电压的 。
②在下面虚线框中画出你设计的电路图:电流表 联在电路中,电压表 联在电路中。
【进行实验与收集证据】
(1)探究电流与电压的关系
①根据实验电路图,连接实验实物电路。
②检查电路无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压成整数倍地变化,读出相应的电流表的示数,记录在下面的表格中。
R= Ω
U/V
I/A
(2)探究电流与电阻的关系
实验时,依次把阻值不同的定值电阻接入电路,并调节滑片,使定值电阻两端的电压不变。将各次的定值电阻阻值与对应的电流记录在下面的表格中。
U= V
R/Ω 5 10 15
I/A
【分析与论证】
(1)描点作出两次实验的图像:根据实验中测得的实验数据在下图中描点,作出电流随电压和电阻变化的图像。
(2)分析表格数据和图像得出结论
①电流与电压的关系:
表格 电压扩大几倍,电流就 , 电压与电流的比值
图像 I-U图像是一条
结论 在电阻一定时,电流与电压
②电流与电阻的关系
表格 电阻扩大几倍,电流就 ,电流与电阻的乘积
图像 I-R图像是一条
结论 在电压一定时,电流与电阻
·学习小助手·
两个物理量成正比时,它们的比值不变,在图像上是一条过原点的直线;两个物理量成反比时,它们的乘积不变,在图像上是一条下降的曲线,曲线上每一个点的横纵坐标乘积相等。
【交流与评估】
(1)本实验中滑动变阻器的作用是什么
(2)实验中除了可以移动滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压,还可采取什么方法 你的方法和前面实验中的方法相比较有什么优劣
【答案】
【提出问题】通过导体的电流与电压和电阻有什么关系
【猜想与假设】
(1)导体中的电流与导体两端的电压成正比
(2)导体中的电流与导体的电阻成反比
【设计实验与制订计划】
(1)控制变量
①导体电阻　导体两端电压
②导体两端电压　导体电阻
(2)①定值　导体电阻
②阻值不同的定值电阻
(3)串
(4)①电流　电压　滑动变阻器
②串　并
【分析与论证】
(2)①
表格 电压扩大几倍,电流就扩大几倍, 电压与电流的比值不变
图像 I-U图像是一条过原点的直线
结论 在电阻一定时,电流与电压成正比
②
表格 电阻扩大几倍,电流就变为原来的 几分之一,电流与电阻的乘积不变
图像 I-R图像是一条下降的曲线
结论 在电压一定时,电流与电阻成反比
【交流与评估】
(1)滑动变阻器的作用有三个:
①保护电路;
②在探究电流与电压的关系时,改变定值电阻两端的电压;
③在探究电流与电阻的关系时,控制定值电阻两端的电压不变。
(2)改变电压的方式有:
①若电源用干电池,则可以通过改变电池节数来改变电压;
②若电源用学生电源,则可以通过旋转旋钮来改变电压。
上述两种方法的不足:
①若通过改变电池节数来改变电压,需要安装与拆卸电池,比较麻烦,另外每次改变的都是1.5 V的倍数;
②调节学生电源的旋钮改变电压,操作比较方便。
2

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