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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
1．知道影响电流大小的因素；知道电流与电压、电阻的关系。
2．培养学生通过实验发现与总结规律的基本素养。
3．(重难点)通过实验探究掌握导体上电流与导体两端电压、电阻的关系；进一步理解控制变量法在实验探究活动中的应用。
01
课前梳理
1．探究电阻一定时电流与电压的关系
(1)猜想：由于______是形成电流的原因，说明电流的大小与______有关。
(2)探究方法：__________法。为了研究电阻中的电流跟电压的关系，我们应控制______一定，通过在电路中串联一个_____________来调节导体两端的电压。
电压
电压
控制变量
电阻
滑动变阻器
2．探究电压一定时电流与电阻的关系
(1)猜想：导体的电阻对电流有阻碍作用，所以通过导体的电流的大小与______有关。
(2)探究方法：__________法。为了研究通过导体的电流跟电阻的关系，我们应控制导体两端的______一定，通过换用不同的导体来改变电阻。
电阻
控制变量
电压
02
课堂解析
重难突破
1．探究电阻一定时电流与电压的关系
【设计实验】
(1)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的电压，观察并记录电流表的示数，分析电流随电压的变化规律。
(2)实验电路图如图所示。

(3)实验器材：电源、定值电阻、滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线等。
【进行实验】
(1)按电路图把一个10 Ω的定值电阻接入电路。
(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)电路连接无误后闭合开关，调节滑动变阻器使电阻两端的电压分别为 1．0 V、2．0 V、3．0 V、4．0 V、5．0 V、6．0 V，读出此时相应的电流值记入表中。
定值R/Ω 10
电压U/V 1．0 2．0 3．0 4．0 5．0 6．0
电流I/A 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IU图像(如图)。分析图像可得出：通过导体的电流
与导体两端的电压成正比。
(3)实验结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【评估与交流】
(1)滑动变阻器的作用：保护电路、改变定值电阻两端的电压。
(2)为了使得出的结论更具有普遍性，可换用5 Ω、15 Ω的电阻重复上述实验步骤。
(3)移动滑动变阻器滑片过程中，眼睛要紧盯电压表，当电压表示数达到设定值时，停止移动滑片，记录电流表的示数。
温馨提示
（1）结论中的电流、电压、电阻是针对同一导体而言的。
（2）该结论不能说成“电阻一定时，电压跟电流成正比”，因为物理量之间存在一定的因果关系，这里电压是原因，电流是结果，即因为导体两端加了电压，导体中才有电流，不是因为导体中有电流，导体两端才有电压。
（3）在归纳结论时，不能漏掉“电阻一定”这一前提条件。
【典例1】聪聪在“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验中，用导线将开关、两节新干电池、定值电阻、电流表、电压表和规格为“20 Ω　2 A”的滑动变阻器连接成如图甲所示电路。
(1)聪聪正准备闭合开关时，小兰急忙告诉他电路连接有错，现只需要改接一根导线就可更正。请你在图甲中找出接错的导线，并画上“×”，再用笔画线代替导线连接。
甲
解析　根据实验电路的要求，电压表测定值电阻两端的电压，与定值电阻并联，其他元件串联，故应将定值电阻右端与电流表相连的导线改接到滑动变阻器的C接线柱上，如图所示。
答案　见解析图
(2)连接好电路闭合开关前，变阻器滑片P应置于________(选填“A”或“B”)端。
解析　连接好电路闭合开关前，为防止电流过大而损坏元件，滑动变阻器应接入最大阻值，即滑片P应置于A端。
A
(3)正确连接电路后，由于实验操作不规范，发现
电压表、电流表指针偏转情况分别如图乙所示，则
聪聪正在进行的操作可能是________(填选项)。
A．将滑动变阻器滑片移动到最右端
B．断开开关，取下定值电阻
解析　如图乙所示，电流表示数为零，表明电路中可能存在断路，电压表接近电源电压，表明电压表与电源两极是通路，则定值电阻存在断路，A不符合题意，B符合题意。故选B。
乙
B
(4)聪聪排除故障后闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如表所示。
①实验数据中有一组是拼凑的，这组实验是第________组(填序号)；
②分析表格中的数据可得出结论：_______________________________
____________________。
数据序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1．0 1．5 2．0 2．5 3．0 3．5
电流I/A 0．2 0．3 0．4 0．5 0．6 0．7
6
电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
解析　①在本实验中电源为两节干电池，总电压为3 V，而数据序号6中，定值电阻两端电压为3．5 V，高于电源电压，与实际不符，故实验数据中第6组是拼凑的。②分析表格中的数据，同一电阻，两端的电压与电流的比是一个定值，由此可得出结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
2．探究电压一定时电流与电阻的关系
【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R，所以要更换不同的电阻R接入电路。实验中要控制电阻两端的电压不变，我们可以在电路中串联一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器使不同的电阻两端电压相等，电路图如图所示。
【实验器材】
电源、不同阻值的定值电阻多个、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，将5 Ω电阻接入电路中。
(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)确定电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为3 V，读出电流表的示数，记录在下面的表中。
(4)把阻值为5 Ω的定值电阻分别更换为10 Ω、15 Ω、25 Ω的定值电阻，调节滑动变阻器，使电压表示数保持3 V不变，读出电流表的示数，记录在下面的表格中。
电压U/V 3
电阻R/Ω 5 10 15 25
电流I/A 0．6 0．3 0．2 0．12
【分析论证】
(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，说明电流与电阻成反比。
(2)在坐标系中画出IR图像(如图)。分析图像可得出：通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)实验结论：在电压一定时，通过导体的
电流与导体的电阻成反比。
(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(见图甲)。如果用学生电源做实验(见图乙)，可以通过转动电源旋钮来改变定值电阻两端的电压；也可通过将滑动变阻器串联在电路中起分压作用，移动滑片P可以改变定值电阻两端的电压。
甲
乙
(4)滑动变阻器的调节：实验中，如果将原来的电阻更换为阻值更大的电阻，应将滑动变阻器的阻值调大，可使新换上的电阻两端电压等于原电阻两端电压；同理，如果更换一个阻值较小的电阻，应将滑动变阻器的阻值调小。
【典例2】明明用如图所示电路“探究电压一定时电流与电阻的关系”，他按正确的操作方法进行了多次实验，记录了多组数据，如果电源电压保持不变，对他的实验数据进行分析，下列物理量中发生改变的是(　　)
A．定值电阻两端的电压
B．滑动变阻器两端的电压
C．电压表与电流表示数之比
D．定值电阻与滑动变阻器两端电压之比
√
解析　探究电流与电阻的关系，要控制定值电阻两端的电压不变，A不符合题意；由串联电路电压的规律，定值电阻两端的电压不变，所以滑动变阻器两端的电压也不变，B不符合题意；图中电压表测量定值电阻两端的电压，电流表测量电路中的电流，电压表与电流表的示数之比为定值电阻大小，因实验中要换用不同的定值电阻，所以这个比值将发生变化，C符合题意；因为定值电阻两端的电压和滑动变阻器两端的电压均不变，因此定值电阻与滑动变阻器两端电压之比也不变，D不符合题意。故选C。
随堂练习
知识点一　探究电阻一定时电流与电压的关系
1．小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(　　)
A．通过导体a的电流与其两端的电压成正比
B．导体a的电阻小于导体b的电阻
C．当在导体b的两端加上1 V的电压时，通过导体b的电流为0．1 A
D．将a、b两导体串联后接到电压为3 V的电源上时，a、b两导体两端的电压小于3 V
√
【解析】由题图可知，通过a、b两电阻的电流与各自两端的电压成正比例函数，即通过导体a、b的电流与其两端的电压成正比，A正确，不符合题意；分析图像，在电压相同时，通过a的电流大于b的电流，故导体a的电阻小于导体b的电阻，B正确，不符合题意；当导体b两端的电压为2 V时，通过的电流为0．2 A，因为通过同一导体的电流与其两端的电压成正比，所以当在导体b的两端加上1 V的电压时，通过导体b的电流为0．1 A，C正确，不符合题意；将a、b两导体串联后接到电压为3 V的电源上时，a、b两导体两端的电压等于电源电压3 V，D不正确，符合题意。故选D。
知识点二　探究电压一定时电流与电阻的关系
2．小明利用如图所示的电路进行“探究电流与电阻的关系”的实验，电源为三节新干电池串联，定值电阻的阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω。
(1)请根据图甲的电路图用笔画线代替导线，将图乙的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉)。
甲
乙
丙
【答案】如图所示
(2)连接好电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到________(选填“A”或“B”)端，这个操作的目的是________________。
(3)实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记录下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示图像。由图像可以得出结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成________。
(4)上述实验中，小明用5 Ω电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10 Ω的电阻接入电路，闭合开关，他应向________(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为________V时，记录此时电流表的示数。
A
保护电路
反比
A
2
课后练习
03
基础巩固
1．小明同学为了探究电流与电阻的关系，在如图所示的情况下，将A、B两点间10 Ω的电阻更换为15 Ω的电阻，下一步的操作应当是(　　)
A．将滑动变阻器滑片适当向左移动，观察
电压表示数
B．将滑动变阻器滑片适当向右移动，观察
电压表示数
C．将滑动变阻器滑片适当向左移动，观察电流表示数
D．将滑动变阻器滑片适当向右移动，观察电流表示数
√
2．在“探究电压一定时电流与电阻的关系”实验中，
选择了5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω四个电阻进行实验，实验
电路图如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左侧
B．将5 Ω的电阻换成10 Ω，应将滑片向右移
C．实验过程中移动滑片的主要目的是控制定值电阻两端的电压一定
D．该实验结论为：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比
√
3．在练习使用滑动变阻器的实验中，连接如图所示电路，其中有两个实验操作要求：

(1)闭合开关S，调节滑动变阻器，使R两端电压变化为2 V、4 V、6 V等；
(2)换不同定值电阻，如5 Ω、10 Ω、15 Ω，闭合开关，调节滑动变阻器，保持每次接入的定值电阻两端的电压不变。
我们可以尝试总结此实验中滑动变阻器在电路中的作用有：①保护电路；②改变定值电阻两端电压；③保持定值电阻两端电压不变；④改变定值电阻阻值。对于以上分析，正确的是(　　)
A．只有①② B．只有①③
C．只有①②③ D．①②③④都有
【解析】滑动变阻器串联在电路中使用，在电路中起到保护电路的作用。另外，实验操作(1)中，滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端电压；实验操作(2)中，滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端电压不变。故滑动变阻器的作用有①②③，故C正确，A、B、D错误。故选C。
√
4．小明准备利用如图所示电路进行实验探究，以下能完成探究并得出定量关系的是(　　)
①保持R1滑片位置不变，移动R2滑片，探究电流与电压的关系
②保持R2滑片位置不变，移动R1滑片，探究电流与电阻的关系
③改变R1滑片位置后，移动R2滑片保持电压表示数不变，探究电流与电阻的关系
A．① B．②
C．①② D．①③
√
能力达标
5．物理兴趣小组的同学利用图甲电路“探究电流与电压的关系”，其中电源为三节新干电池。
(1)请用笔画线代替导线在图甲的原有基础上完成实物电路连接，要求：电流表选小测量范围，滑片向左移动时，电流表示数变大。
甲
【答案】如图所示
(2)电路连接完成后，小明建议对电路进行检查后再闭合开关，请你提出其中一项需要检查的内容：_______________________________________
__________________________。
(3)检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表始终无示数，电流表有示数且有明显变化。经检查电表均完好，电路有一处存在故障，则故障是电阻R________。
滑动变阻器的滑片是否在最大阻值处(或接线柱是否拧紧，答案合理即可)
短路
(4)排除故障后，继续实验，调节滑片至不同位置，并将相应的电表示数记录在表中。



①同学小华指出表中存在明显错误的数据是________。
②排除错误数据后，实验小组得出结论“通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。老师提醒他们得出的实验结论缺少一个必要前提，这个前提条件是____________。
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0．6 0．8 1．0 1．2 1．4
电流I/A 0．12 0．16 1 0．24 0．28
1 A
电阻一定
(5)为使结论更具有普遍性，下列方案中合理的是________(填选项字母)。
A．换用阻值不同的定值电阻重复实验
B．用刚才的实验器材增加实验次数
(6)实验后，小明发现另一组的同学画出了
如图乙所示的图像，所反映出的规律与自己所
在组的不同，该组同学实验中可能存在的问题
是________________________________。
乙
A
将电压表并联在了滑动变阻器两端
6．小敏用图甲电路探究导体中的电流与电阻的关系，电源电压恒为
6 V。改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，保持R两端的电压不变，记下四组电流I与对应的电阻R的数据，并用黑点描在图乙中。
甲
乙
(1)实验过程中，移动变阻器的滑片时，眼睛应注视________(填选项字母)。
A．变阻器的滑片 B．电压表示数
C．电流表示数
(2)本实验中，所用滑动变阻器的最大电阻不得低于________Ω。
B
40
(3)分析图乙的数据，可得实验结论：___________________________
_______________________________。
(4)图乙中“涂黑”部分面积表示的物理含义是______________________。
乙
导体两端的电压相同时，通过导体中的电流与导体的电阻成反比
电阻R两端的电压

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