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第二节 探究：电流与电压、电阻的关系（教学设计）
年级 九年级 学科 物理 课时数 1课时 教师
课题 第二节 探究：电流与电压、电阻的关系
教学 目标 物理观念 通过实验探究，明确电流与电压、电阻的定量关系：电阻一定时，电流与电压成正比；电压一定时，电流与电阻成反比。 理解欧姆定律的内容：一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比；掌握欧姆定律公式，能根据公式进行简单的电流、电压、电阻计算。 明确欧姆定律的适用条件：针对 “同一导体”“同一工作状态”，能区分公式中 I、U、R 的对应关系。
科学思维 通过 “控制变量法” 设计实验，培养 “控制变量→收集数据→归纳规律” 的科学思维； 能根据实验数据绘制 “电流 电压”“电流电阻倒数” 图像，通过图像分析规律； 运用欧姆定律解释生活现象，建立 “规律→现象” 的推导逻辑。
科学探究 能独立设计 “探究电流与电压、电阻关系” 的实验方案：明确实验目的、选择器材、设计数据记录表格； 能规范完成实验操作：按照电路图连接电路，通过滑动变阻器控制变量，准确读取并记录数据； 能分析实验数据：通过对比数据归纳结论，尝试用图像法处理数据，完成实验报告，培养实验操作与数据处理能力。
科学态度 与责任 了解欧姆发现欧姆定律的历史（克服无电流测量仪器的困难），体会科学家 “执着探究、严谨求实” 的科学精神； 认识欧姆定律在生活中的广泛应用（如酒精检测仪、电熨斗电流计算），感受物理规律对生产生活的指导意义； 理解规范实验的重要性（如断开开关连接电路、滑片移至最大阻值处），树立 “安全实验、尊重数据” 的态度。
教材 分析 本节课是沪科版九年级物理“第十六章 探究电路” 的第二节，是前两节 “电阻和变阻器” 的深化与规律总结，也是电学知识体系的核心 —— 欧姆定律是连接 “电路元件特性” 与 “电路定量计算” 的桥梁，为后续学习 “串并联电路电阻规律”“电功与电功率” 奠定关键基础。 教材逻辑结构围绕 “科学探究” 展开，遵循 “猜想→实验→结论→应用” 流程：猜想引入从 “灯泡亮度与电流有关” 现象切入，结合已有知识，提出 “电流与电压、电阻有关” 猜想，明确探究方向；实验设计采用控制变量法，分 “探究电流与电压关系（控电阻）”“探究电流与电阻关系（控电压）” 两模块，明确器材、电路图与步骤，强调滑动变阻器作用；结论与定律通过 “大量实验” 归纳关系，引出欧姆定律，给出公式与单位，结合例题演示计算方法；拓展与反思设计 “科学书屋”“物理聊吧”，深化理解，渗透科学精神与生活应用。本节课核心价值是让学生从 “定性认识电路” 走向 “定量规律探究”，初步建立电学 “规律观” 与 “计算观”，掌握科学探究核心方法。
学情分析 九年级学生已具备以下基础 知识基础：掌握电阻概念、滑动变阻器使用、电流表与电压表规范操作，知道电压与电流、电阻与电流关系，具备探究电流与电压、电阻关系的知识前提。 能力基础：有控制变量法实验经验，能规范连接电路、读取电表示数、记录实验数据，具备基础实验操作与数据分析能力。 思维基础：能理解正比、反比数学关系，但结合物理量时易忽略控制变量。 实验中变量的控制：探究电流与电阻关系时，更换定值电阻后需调节滑动变阻器使电压不变，学生易忽略此步骤。 欧姆定律的理解与应用：易混淆公式中 I、U、R 对应关系，或忽略同一导体、同一状态条件。 图像法处理数据：绘制电流 - 电阻图像需转化为电流 - 电阻倒数图像，学生对图像转化理解有难度。 用分步示范突破实验难点：探究电流与电阻关系时，示范更换电阻后调电压操作，明确先调电压、再读电流步骤。 用公式辨析强化对应关系：通过错题示例强调 I、U、R 同一性，避免公式滥用。 用实例引导掌握图像法：展示电流 - 电压图像绘制过程，解释线性关系体现正比，引导学生模仿绘制电流 - 电阻倒数图像，理解反比关系图像表达。
教学重点 1.设计并完成 “探究电流与电压、电阻关系” 的实验。 2.归纳电流与电压、电阻的关系：电阻一定时电流与电压成正比，电压一定时电流与电阻成反比。 3.理解欧姆定律的内容、公式及应用。
教学重点 1.探究 “电流与电阻的关系” 时，更换电阻后通过滑动变阻器保持电阻两端电压不变； 2.理解欧姆定律中 I、U、R 的 “同一性”（同一导体、同一状态）； 3.用图像法处理实验数据，分析电流与电压、电阻的关系。
教学过程
教学活动 设计意图
导入新课 【情景提问】 展示两个实验现象： 现象 1：用 1 节干电池（1.5V）给小灯泡供电，灯泡较暗；用 2 节干电池（3V）供电，灯泡较亮； 现象 2：相同电压（3V）下，给电阻较小的小灯泡供电，灯泡亮；给电阻较大的小灯泡供电，灯泡暗； 提问： “灯泡亮度不同，说明通过的电流不同，电流大小与什么因素有关？” 【猜想收集】 鼓励学生提出猜想（如 “电阻不变，电压越大电流越大”“电压不变，电阻越大电流越小”），明确本节课通过实验验证猜想，探究定量关系。 观察实验现象，结合 “亮度与电流的关联” 提出猜想；参与猜想讨论，明确探究目标（电流与电压、电阻的定量关系），进入学习情境。
学习新课 一、实验：探究电流与电压、电阻的关系 1.实验：探究电流与电压、电阻的关系 【实验目的】 （1）探究电阻一定时，电流与电压的关系。 （2）探究电压一定时，电流与电阻的关系。 【实验器材】电源（3V）、电流表（0~0.6A）、电压表（0~3V）、滑动变阻器（最大电阻 20Ω）、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω）、开关、导线 【实验设计】 （1）探究电流跟电压的关系时，保持电路中的电阻不变，通过调节滑动变阻器接入电路中的阻值大小来改变电阻两端的电压，探究通过电阻的电流随它两端电压变化的关系。 探究电流跟电阻的关系时，通过调节滑动变阻器使电阻两端的电压不变，分别换用不同阻值的电阻接入电路，探究电流与电阻的关系。 分析电路作用：滑动变阻器：① 保护电路；② 探究 “电流与电压关系” 时调节电压，探究 “电流与电阻关系” 时保持电压不变。 【进行实验】 1.保持电阻不变，探究电流随电压的变化。 按照图连接好实验器材，闭合开关，调节滑动变阻器R'。分别从电压表和电流表读出电压值和电流值，并将其记入自己设计的表格。 表一 保持电阻不变时，探究电流随电压的变化 实验序号电阻R/Ω电压U/V电流I/A1520.4240.8361.2
2. 保持电压不变，探究电流随电阻的变化。 （1）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5V保持不变，读出电流表的示数，记录在下面的表格中。 （2）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5V不变，读出电流表的示数，记录在下面的表格中。 表二 保持电压不变时，探究电流随电阻的变化 实验序号电压U/V电阻R/Ω电流I/A15512100.53200.25
【分析论证】 （1）数据分析：对以上两个表格的数据进行仔细分析，并和其他实验小组进行交流，归纳出电流随电压、电阻变化的规律。 实验结论：电阻不变时，电流跟电压成正比关系；电压不变时，电流跟电阻成反比关系。 （2）图像法分析 图像可直观地帮助我们归纳出电流随电压变化的规律。在坐标图上画出保持电阻不变时，电流随电压变化的图像（甲图）。同理，还可画出电压不变时，电流随电阻变化的图像（乙图）。 ①分析图甲可看出，在导体的电阻一定时，加在它两端的电压越大，通过的电流越大，电压与电流的比值是一个定值，即导体中的电流跟导体两端的电压成正比。 ②分析图乙可以看出，在导体两端的电压一定时，导体的电阻越小，通过的电流越大。电流与电阻的乘积是一个定值，即导体中的电流跟导体的电阻成反比。 【实验结论】 大量实验表明： 当导体电阻不变时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比；当导体两端电压不变时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。 【注意事项】 （1）闭合开关前须将滑动变阻器调到最大阻值处，目的是保护电路，避免电路被烧坏。 （2）使R两端的电压（电阻）成整数倍变化是为了便于寻找通过R的电流与R两端电压（ R的阻值）的关系。在调节过程中不要忘了观察电流表示数的变化，以免烧坏电流表。 （3）得到多组数据是为了寻找规律，使实验结论具有普遍性。 【例1】某同学在探究“电流与电压的关系”时，记录了如下表所示的数据分析表中数据，可得出的结论是（　　） 电压U/V1.02.03.0电流I/A0.20.40.6
A．电阻一定时，电流与电压成正比 B．电压一定时，电流与电阻成反比 C．电流一定时，电压与电阻成正比 D．无法得出结论 【答案】A 【详解】分析表中数据可知， 发现电压和电流的比值不变，因此可得结论为在电阻一定时，电流与电压成正比，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【例2】如图甲是小敏探究“通过导体电流与导体两端电压的关系”的实验装置。电源电压恒为3V。 (1)请你用笔画线代替导线，将如图甲所示的电路连接完整： （要求滑片P向左移动时，电流表示数变大） (2)连接好电路后，闭合开关前，发现电压表指针位置如图乙所示，则接下来应进行的操作是 。调整好后闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，出现这种情况的原因可能是 ； (3)排除故障后，小敏进行了正确的实验操作，并将实验数据记录在下表中，其中第4次实验时电流表示数如图丙所示，则此次实验中电压表示数应为 V； 实验次数电压表示数/V电流表示数/A10.50.121.00.231.50.34
(4)得出实验结论后，小敏想继续探究“通过导体电流与导体电阻的关系”，需要添加的器材是 。 【答案】(1) (2) 将电压表的指针调零 定值电阻短路 (3)2.0 (4)阻值不同的定值电阻 【详解】（1）电压表需与定值电阻并联，测定值电阻两端电压，电源电压为3V，故电压表选用0~3V量程；滑动变阻器采用一上一下的连接方式，滑片P向左移动时电流表示数变大，说明电路电阻减小，滑动变阻器接入电路的电阻丝变短，故选择左下接线柱，电路连接如图所示： （2）[1]闭合开关前，电压表指针不在零刻度线处，这是因为电压表使用前未进行调零，接下来应进行的操作是调节电压表的调零旋钮，使指针指在零刻度线处。 [2]电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明与电压表并联部分可能短路，即定值电阻短路。 （3）由表格中前3组数据可知，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，即导体电阻一定时，电流与电压成正比。图丙中电流表选用0~0.6A 量程，分度值为0.02A，电流表示数为0.4A；根据比例关系，电压表示数应为2.0V（因0.1A对应0.5V，电流每增大0.1A，电压增大0.5V，0.4A是0.1A的4倍，故电压为 0.5V×4=2.0V）。 （4）探究“通过导体电流与导体电阻的关系”时，需控制导体两端电压不变，改变导体的电阻并测量对应的电流，因此需要添加的器材是阻值不同的定值电阻（如 5Ω、10Ω、15Ω 等规格的定值电阻）。 【例3】小晋利用图甲电路探究“电流与电阻的关系”，使用的实验器材：电压恒为3V的电源，电流表、电压表、开关各一个，、、、的定值电阻各一个，规格为“”的滑动变阻器一个，导线若干。 (1)该同学接错了一根导线，请你在错误的导线上画“”，并用笔画线代替导线画出正确的导线 。 (2)电路连接正确后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 （选填“A”或“B”）端。闭合开关后，移动滑片时发现电流表有示数，电压表无示数，则电路的故障可能是 。 (3)排除故障后，先用的定值电阻进行实验，闭合开关，移动滑片，此时电流表的示数如图乙所示，此时定值电阻两端的电压为 V；接着将的电阻换成其他阻值的定值电阻，接下来的操作应该是 。 【答案】(1) (2) A 定值电阻短路 (3) 2 向左调节滑片，使电压表的示数保持2V不变 【详解】（1）根据电流表与电阻串联，电压表与电阻并联，电压表不能串联在电路中，需要改动的导线如下图所示： （2）[1]闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P置于最大值处；即应将滑动变阻器滑片P置于最左端，即A端。 [2]闭合开关后，移动滑片时发现电流表有示数，说明电路为通路；电压表无示数，则发生故障的原因可能是与电压表并联的定值电阻短路了，导致电压表与一根导线并联了。 （3）[1]图中电流表选用小量程，分度值为，示数为，根据可得，电压表示数（即电阻两端的电压为 [2]因研究电流与电阻关系时，要控制电压表示数不变，接着将的电阻换成其他阻值的定值电阻，接下来的操作应该是向左调节滑片，使电压表的示数保持2V不变。
学习新课 二、欧姆定律 1.欧姆定律 （1）内容：一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。这个结论叫做欧姆定律。 （2）公式 U 表示导体两端的电压，R 表示导体的电阻，I 表示导体中的电流。 （3）单位 电压U：伏特（V）；电阻R：欧姆（Ω） ；电流 I：安培（A） 。 （4）理解欧姆定律 ①变形公式的意义 由欧姆定律的公式 可推出 表示导体两端的电压等于通过导体的电流与其电阻的乘积。因电压是由电源提供的，电压是形成电流的原因，所以不能说成电压与电流成正比。 表示导体的电阻在数值上等于导体两端的电压与通过导体的电流的比值。因电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关，与加在两端的电压和流过的电流大小无关。 ②物理量单位的统一性：I、U、R必须使用国际单位制中的单位，即分别为V、Ω、A。 ③三个物理量的同一性：I、U、R是对同一个导体或同一段电路而言的，三者要一一对应。解题时，习惯上把同一个导体或同一段电路各个物理量符号的角标用同一数字或字母表示，如I1、R1、U1等。 ④条件性 定律中提到的“成正比”和“成反比”的两个关系分别有不同的成立条件。即当导体的电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成正比；当导体的电压一定时，通过它的电流跟它的电阻成反比。 ⑤适用范围 欧姆定律适用于从电源正极到负极之间的整个电路或其中某一部分电路，并且是纯电阻电路。 【拓展】 欧姆（1789-1854），是德国物理学家。他在物理学中的主要贡献是发现了欧姆定律。当时还没有测量电流的仪器，欧姆为解决这一难题付出了艰辛的劳动，他巧妙地利用电流的磁效应设计制作了一个电流测量装置并用于研究。 他能够完成这些精细的制作和精确的实验，主要得益于他有强烈的好奇心和执着的探究精神。 2. 应用欧姆定律进行分析或计算 （1）分析或计算依据：由欧姆定律I=U/R 可直接求电流，由I=U/R可推导出求电压的公式U=IR和求电阻的公式R=U/I 。 （2）利用欧姆定律解答计算题的“四步骤” ①审题：画电路图，标已知量、待求量，明确各用电器之间的连接方式、各个电表测量的对象。 ②思考：明确解题思路，寻找解题依据，如欧姆定律以及串、并联电路中的电流、电压的特点。 ③求解：利用公式分步计算；列方程，用数学方法求解，要有必要的文字说明及依据的物理公式。 ④评价：讨论结果的合理性，得出答案。 （3）动态电路分析 （4）利用欧姆定律解释电源短路、电流表、电压表的连接 【例4】如图所示是两电阻、的图像。将、并联后接入电路，根据图中信息分析可知，下列说法正确的是（ ） A．通过的电流大于通过的电流 B．电路的总电阻分别小于、的阻值 C．电阻两端的电压大于两端的电压 D．当电源电压为4V时，干路电流为0.8A 【答案】B 【详解】AC．将、并联后接入电路，根据并联电压规律，、此时电压相等，由图像可知，、电压相等时，通过的电流小于通过的电流，故AC错误； BD．由图像可知，电源电压为4V时，通过的电流为0.2A，通过的电流为0.4A，则阻值为 阻值为 根据并联电流规律，干路电流为 则电路的总电阻为 则将、并联接入电路后电路的总电阻分别小于、的阻值，故B正确，D错误。 故选B。 【例5】如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的示意图，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端；从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就能知道油箱内油量的多少，则下列说法正确的是（　　） A．油量减少，R增大，油量表指针偏转变小 B．油量减少，R增大，油量表指针偏转变大 C．油量增加，R减少，油量表指针偏转变小 D．油量增加，R增加，油量表指针偏转变大 【答案】A 【详解】AB．由电路图可知，R与R′串联，油量表（电流表）串联在电路中。当油量减少时，浮标下移，滑片上移，R连入电路的电阻增大，电路中的总电阻增大，由可知，电流表（油量表）的指针偏转变小；故A正确，B错误； CD．当油量增加时，浮标上移，滑片下移，R连入电路的电阻变小，电路中的总电阻变小，油量表（电流表）指针偏转变大，故CD错误。 故选A。 【例6】如图所示，的阻值为5Ω，开关S闭合后电流表A的示数为2.1A，电流表的示数为1.5A。求： (1)电源电压； (2)电阻的阻值。 【答案】(1)3V (2) 【详解】（1）分析电路可知，开关S闭合后、并联，电流表A测干路电流，测电流。根据并联电路的电流规律，电流为 则电源电压 （2）电阻的阻值为 聆听欧姆定律的内容与公式，记忆 “同一性” 要求；跟随例题学习解题步骤，掌握 “明确已知量→选公式→代入计算” 的方法；独立完成即时练习，纠正 “单位不统一”“忽略同一性” 等错误，强化公式应用。 运用欧姆定律分析电表使用规则，理解 “电阻差异导致不同后果”；参与反思讨论，理解实验设计的严谨性，培养 “误差分析” 的科学思维。
课 堂 练 习 1．有两个用电器甲和乙，其电流与其两端电压关系如图所示，其中直线表示用电器甲的电流与其两端电压关系图。下列说法正确的是（　　） A．甲用电器的电阻随它两端电压的增大而增大 B．当甲用电器两端电压为0V时，甲的电阻大小为0Ω C．若把甲和乙串联在电压为6.5V的电路中，电流是0.25A D．若把甲和乙并联在电压为4V的电路中，干路电流是0.55A 【答案】C 【详解】A．甲用电器的电流与电压的图像为一条过原点的直线，说明其电阻为定值，不随它两端电压的增大而增大，故A错误； B．当甲用电器两端电压为0V时，甲的电阻大小不变，为 故B错误； C．若把甲和乙串联在电压为6.5V的电路中，由串联电路电压特点得 串联电路中电流处处相等，由图得，当甲、乙电流均为0.25A时，甲、乙的电压分别为2.5V、4V，此时 符合题意，则此时电路电流是0.25A，故C正确； D．若把甲和乙并联在电压为4V的电路中，由并联电路中各支路的电压相等得，甲、乙的电压均为4V，由图得，此时甲、乙的电流分别为0.4A、0.25A；由并联电路电流特点得，干路电流是 故D错误。 故选C。 2．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法正确的是（ ） A．电流表A的示数变小，电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小 B．电流表A的示数变大，电压表V1的示数变小，电压表V2的示数变大 C．电流表A的示数变小，电压表V1的示数变小，电压表V2的示数不变 D．电流表A的示数变大，电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小 【答案】C 【详解】由图得，闭合开关后，电阻R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表V1测量电阻R1的电压，电压表V2测量电源电压。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律得，电路电流变小，则电流表A的示数变小，电压表V2的示数不变；串联电路电流处处相等，则此时通过电阻R1的电流变小，由欧姆定律得，电阻R1的电压变小，则电压表V1的示数变小，故ABD错误，C正确。 故选C。 3．如图所示，电路中电源两端的电压保持不变。当开关S闭合、S1断开，甲、乙两表为电流表时，甲、乙两表示数之比为2:5；当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时，两电压表示数U甲:U乙为（　　） A．5:3 B．5:2 C．3:2 D．2:3 【答案】A 【详解】由图可知，当开关S闭合、S1断开，甲、乙两表为电流表时，R1与R2并联，电流表甲测通过R2的电流，电流表乙测干路电流，已知甲、乙两表示数之比为I甲:I乙=I2:I=2:5 根据并联电路的电流规律可得，通过R1与R2的电流之比为I1:I2=(I-I2):I2=(5-2):2=3:2 根据并联电路的分流关系可得，R1与R2的阻值之比为R1:R2=I2:I1=2:3 当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时，R1与R2串联，电压表甲测R1与R2两端的总电压，电压表乙测R2两端的电压。根据串联电路的分压关系可得，R1与R2两端的电压之比为U1:U2=R1:R2=2:3 根据串联电路的电压规律可得，两表的示数之比为U甲:U乙=U:U2=(U1+U2):U2=(2+3):3=5:3 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 二、填空题 4．如图甲所示的电路中，电源电压恒定，图乙是电压表与电流表示数的关系图像，则的阻值是 当滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数是 A。 【答案】 15 【详解】[1]由图甲可知和滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压； 由图乙可知，当滑动变阻器两端的电压为0时，电路中的电流最大为， 根据欧姆定律可知，电源电压为......① 当滑动变阻器两端的电压为3V时，电路中的电流， 根据串联电路的特点和欧姆定律可知，电源电压......② 联立①②解得：定值电阻，电源电压。 [2]分析当电压表示数为3V时，通过电路中的电流为，此时滑动变阻器接入的阻值最大。 由欧姆定律可知，滑动变阻器连入电路的最大阻值 当滑片P在中点时，则滑动变阻器接入电路的电阻 则电路的总阻值为 则电流表的示数为： 5．某一导体，两端加3.0V电压时，通过它的电流为0.15A，它的电阻为 Ω；当其两端电压为0时，它的电阻是 。 【答案】 20 20 【详解】[1]已知导体两端电压，通过它的电流，根据，可得它的阻值 [2]当导体两端电压为0时，由于导体的材料、长度、横截面积和温度都没有改变，所以它的阻值仍然是20Ω。 6．在如图所示的电路中，两只电流表的规格相同，都有两个量程（0~0.6A和0~3A）。闭合开关S，电阻R1与R2均有电流通过，两只电流表的指针偏转角度相同，则R1与R2的比值为 。 【答案】1∶4 【详解】由图可知，闭合开关S，两电阻并联，电流表A1测量干路电路，电流表A2测量R2的电流。根据并联电路电流规律可知，A1的示数大于A2的示数，两只电流表的指针偏转角度相同，是因为选择了不同的量程，且大小量程相差5倍，即干路电流与R2电流之比为5∶1。干路电流等于各支路电流之和，那么R1的电流与R2的电流之比为4∶1，并联电路中支路电流与电阻成反比，所以R1与R2的比值为1∶4。 7．如图所示是灯泡和电阻的图像，由图像可知电阻的阻值为 。将灯泡和电阻按图所示接入电路中，只闭合开关，灯泡的实际电功率为，则此时灯泡的电阻为 ；再闭合开关，电流表示数变化了 。 【答案】 10 4 0.2 【详解】[1]根据图像知，电阻的电压3V时，电流为，故电阻 [2]当闭合开关S、断开开关S1时，电路为只有一个用电器L的简单电路，由甲图像可知，当灯泡两端的电压为，通过灯泡的电流时，符合灯泡的实际电功率为 故电源电压为，灯泡的电阻为 [3]当再闭合开关时，灯泡与定值电阻并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，此时两端的电压为，由图像可知此时通过电阻的电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过L的电流不变，故电流表示数变化（增加的电流就是通过R的电流）。 三、实验题 8．在“探究电流与电压的关系”的实验中，图甲为小明设计的电路： (1)请用笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接，要求滑片P向右端滑动时，电流表的示数变大； (2)小明在连接电路前发现电流表指针位置如图乙所示，则应该 。连接好电路后闭合开关，发现电流表指针又处于图乙位置，原因是 ； (3)故障排除后，小明通过调节滑动变阻器的滑片P，测出电阻R两端的电压和对应的电流值，实验数据如下表，分析表中数据可以得出的结论是： ； U/V0.61.01.61.82.42.8I/A0.060.10.160.180.240.28
(4)如果小明想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”，每次更换电阻后，接下来的操作是 。 【答案】(1) (2) 调零 电流表正负接线柱接反 (3)在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比 (4)调节滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压不变 【详解】（1）滑片P向右端滑动时，电流表的示数变大，说明滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中，如图所示： （2）[1]小明在连接电路前发现电流表指针位置如图乙所示，电流表指针没有与零刻度线对齐，故应该调零。 [2]连接好电路后闭合开关，发现电流表指针又处于图乙位置，电流表指针反偏，说明电流表正负接线柱接反了。 （3）由表中数据知，各组的电压与电流之比都为10Ω，可归纳得出的结论是：在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。 （4）探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，根据串联电路电压的规律可知，应调节滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压不变。 9．在探究“电流与电阻的关系”实验中，某同学利用如图所示的电路进行实验，电源电压为3V且保持不变，实验中所用电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω。 （1）实验中，将5Ω的电阻接入电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为1.5V，并记录此时电流表的示数。 （2）将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动，使电压表的示数仍为1.5V，这样做的目的是 。 （3）实验中，该同学记录了三组数据，分析数据可得出的结论是：在 一定时，电流与电阻成 比。 实验次数电阻R/Ω电流I/A150.32100.153150.1
【答案】 右 控制电阻两端电压不变 电压 反 【详解】[1][2]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应控制电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器分的电压，根据分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动。 [3][4]由表中实验数据可知， 即电流与电阻的乘积是定值，且电流与电阻成反比，所以可得结论为：在电压一定时，电流与电阻成反比。 10．在“探究电流与电阻的关系”的实验中，小津同学使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，电压为6V的电源等器材进行探究。 (1)请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整 （要求：滑片P向右移动时电路中电流变大）： (2)正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数。为了检查电路故障，小津同学将电压表接在滑动变阻器两端时有示数，接在开关两端时无示数，则故障可能是（ ） A．开关开路 B．滑动变阻器开路 C．定值电阻开路 D．开关短路 (3)图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，由图像可知R两端的电压为 V；当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片P向左滑动；当接入定值电阻25Ω时，该实验滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω；由图像得到实验结论为：当电压一定时， 。 【答案】(1) (2)B (3) 2 50 通过导体的电流与导体的电阻成反比 【详解】（1）在“探究电流与电阻的关系”的实验中，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，而滑动变阻器采用一上一下的连接方式，串联在电路中，滑动变阻器的滑片P向右滑动时电路中的电流变大，说明滑动变阻器接入电路的电阻减小，故选择右下接线柱，连接电路如图所示： （2）正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数，说明电路中某一处断路，为了检查电路故障，小津同学将电压表接在滑动变阻器两端时有示数，说明与电压表并联的变阻器之外的电路是通路，而接在开关两端时无示数，说明与电压表并联的开关之外的电路是断路，所以故障可能是滑动变阻器开路，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （3）[1]由乙图可知，当定值电阻阻值是5Ω时，电路中的电流为0.4A，则定值电阻两端电压为 [2]当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，由串联分压原理可知，定值电阻两端电压会变大，而探究电流与电阻的关系实验中需要保持定值电阻两端电压不变，则需要增大变阻器两端电压，增大变阻器的阻值，滑片向左移动至电压表的示数仍是2V；当定值电阻的最大阻值是25Ω时，定值电阻两端电压为2V，电源电压为6V，由串联分压原理可得 解得 即要完成该实验，滑动变阻器的最大阻值至少是50Ω。 [3]分析图像可知，实验中保持电压不变，电流与电阻的乘积是定值，当电阻变大时，电流会变小，因此可得结论为：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 11． 在综合实践活动中，小林自制了一个坐位体前屈项目测试仪，如图甲所示，测试仪的内部电路图如图乙所示，电源电压恒为10V，，电阻丝粗细均匀，总长度为30cm。闭合开关，挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0cm，此时电流表示数为0.1A；挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm。 (1)使用坐位体前屈项目测试仪时，电压表示数越大，代表坐位体前屈成绩越 （选填“好”、“差”）； (2)挡板P由B端向A端滑动的过程中，电流表示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)当推动挡板P至A端时，电压表示数是 V。 【答案】(1)好 (2)不变 (3)6 【详解】（1）如图乙，电压表相当于断路，所以R1与R2串联，电压表测量R2上PB部分两端电压；坐位体前屈成绩越好，挡板P向A端滑动距离越大，PB部分越长，电阻越大（因R2粗细均匀，电阻与长度成正比）；根据串联分压原理，电阻越大，其两端电压（电压表示数）越大；因此，电压表示数越大，成绩越好。 （2）电流表测量电路电流，挡板P由B端向A端滑动时，电阻丝R2接入电路的电阻不变，电路的总电阻不变，由欧姆定律可知，挡板移动过程中，电路中的电流不变，即电流表示数不变。 （3）当推动挡板P至A端时，电压表测整个R2两端电压，此时电路中的电流为0.1A，根据欧姆定律可知，R1两端电压为U1=IR1=0.1A×40Ω=4V 根据串联电路电压规律可知，R2两端电压为U2=U-U1=10V-4V=6V 即电压表示数为6V。 12．小明利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，实验器材有“学生电源、电流表、电压表、定值电阻6个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、50Ω）、开关一个、滑动变阻器R1（20Ω 1A）、导线若干： (1)图甲中的电路连接有误，请你在错误的导线上打“×”，并补画出正确的导线； (2)改正错误后闭合开关后，发现电流表示数为0，电压表满偏，电路故障可能是定值电阻 ； (3)电路连接正确后，小明首先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，直接读出电压表的示数为0.9V。接下来移动滑片，直到电压表示数为 V时，记录电流表示数。再依次换用10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻进行实验，根据得到的数据绘制成如图乙所示的图象，分析图像可知得到实验结论： 。同时由上述数据可知电源电压为 V； (4)最后小明将50Ω的定值电阻接入电路，他发现无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，为了完成这次实验，同组的同学提出以下方案，不能完成这次实验的是_______； A．调低电源电压的值 B．在电路中串联一个5Ω的电阻 C．在电路中串联一个10Ω的电阻 D．将电压表改接到滑动变阻器两端 【答案】(1) (2)断路 (3) 3 电压不变时，电流与电阻成反比 4.5 (4)D 【详解】（1）原图中电压表与电流表串联，会导致电流表失效，结合题干要求可知，电压表应与定值电阻并联，电流表与定值电阻串联，故做出如答案图中的修改。 （2）由电流表无示数可以确定电路中有断路出现，由电压表满偏分析，电压表测定值电阻电压，定值电阻可分得电压必定小于电压表量程，若电压表满偏说明电压表此时测的是电源电压，由此可判断定值电阻断路。 （3）[1]由题干可知，本实验的目的是探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端的电压一定，移动滑片，接入不同阻值的定值电阻后绘制成乙图像，分析乙图中的每一点，其横纵坐标的乘积代表定值电阻的电压值，都等于，故控制的电压值为。 [2]由乙图可知，在电压一定时，电流与电阻成反比，故可得出结论。 [3]题干可知，当定值电阻接入时，直接读出了电压表的示数为，此时未调节滑片位置，此时滑动变阻器全部接入，与定值电阻串联，依据欧姆定律可以求出电路电流为 滑动变阻器的电压 电源电压为二者电压之和 （4）BC．无论如何移动滑动变阻器滑片都无法使电压表示数为，说明此时定值电阻阻值过大，分走的电压过多，滑动变阻器无法分走多余电压使定值电阻两端的电压值降到，解决上述问题的思路是增大滑动变阻器的阻值，增强滑动变阻器分压能力，其中BC选项是通过串联电阻的方式践行思路，若要使电阻的电压为，电路中剩余部分分的电压为，此时电路中电流为，剩余部分电阻至少为，若此时滑动变阻器全部接入，则至少需要串联的定值电阻，依据以上分析，BC选项可完成本次实验，故BC不符合题意； A．调低电源电压的值也可以使定值电阻两端的电压降低到，A可以完成本次实验，故A不符合题意； D．电压表改接到滑动变阻器两端无法解决问题，D无法完成本次实验，故D符合题意。 故选D。 13．如题图所示，电源电压恒定不变，，R2=12Ω，滑动变阻器R的滑片滑到中点。当开关都闭合时，电流表A的示数为3A；当开关闭合，都断开时，电流表A的示数为0.6A。求： (1)电源电压。 (2)滑动变阻器R的最大阻值。 (3)当闭合，断开时，电流表的示数。 【答案】(1)12V (2) (3)2A 【详解】（1）开关都闭合时，滑动变阻器R被短路，电阻与并联，电路的总电阻 电源电压 （2）开关闭合，都断开时，与滑动变阻器R串联，两端电压 R两端电压 滑动变阻器连入电路中的电阻 滑动变阻器的最大阻值 （3）S1、S3闭合，断开时，只有接在电路中，则电流表的示数
板 书 设 计 第二节 探究：电流与电压、电阻的关系 1.探究：电流与电压、电阻的关系 任务 1：电阻一定→ I 与 U 成正比 任务 2：电压一定→ I 与 R 成反比 2.欧姆定律 内容：一段导体的电流，跟电压成正比，跟电阻成反比 公式：I=U/R 关键：同一导体、同一状态，单位统一 3.欧姆定律的应用
课 堂 小 结
作业布置 1. 完成课后作业：“实践与练习” 2. 配套同步分层作业
教学反思

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