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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
4
能说出电流与电压、电阻间的正比、反比关系。
2
进一步熟悉控制变量法。
3
会观察、收集实验中的数据并尝试采用图像法进行实验数据分析。
1
通过实验探究电流跟电压、电阻的关系，经历科学探究的全过程。
学习目标
夜幕下，彩灯勾画出古镇建筑的轮廓。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？
情景引入
实验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，哪一次小灯泡的亮度更亮？你有什么猜想？
现象：用两节干电池供电的小灯泡的亮度更亮。
猜想：电压越大，电流越大。
活动：比较灯泡亮度
合作探究
实验2：按下图连接电路，当滑动变阻器的滑片向右移动，使得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。

电阻一定时，电流与电压存在怎样的关系？
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。
提出问题
猜想与假设
一、探究电阻一定时电流与电压的关系
3.实验电路图：
阅读教材第93~94页，明确探究的思路与方法，小组合作完成探究实验，并得出正确结论。
1.探究电流与电压的关系，要控制_____一定，即采用_________法。
2.用_______测出电路中的电流，用_______测出定值电阻两端的电压，通过调节___________改变定值电阻两端的电压。
电阻
控制变量
电流表
电压表
滑动变阻器
设计实验
按设计的电路图，把一个10Ω的定值电阻
连接到电路中，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。
测量并记下几组电压和电流值，将它们填写在表中。
R=　　　　 Ω
序号 1 2 3 4 5 …
电压U/V
电流I/A
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
实验器材
1.分析实验数据发现电流与电压 关，电阻一定时，电流随电压的增大而 ，并且成 比。
2.在坐标系中根据表格中各电流值和对应的电压值描点，画出I-U图像。
分析图像，得出结论：在电阻一定时，__________________________
______________。
有
增大
正
通过导体的电流与导体两端
的电压成正比
得出结论
分析论证
1.滑动变阻器的作用：_________、改变定值电阻___________。
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，_____(选填“相同”或“不同”)的一组数据为错误数据。
3.连接电路时，开关要_____；闭合开关前，滑动变阻器的滑片要置于_________处。
4.改变定值电阻两端电压进行多次实验的目的是____________________
_______。
保护电路
两端的电压
不同
断开
阻值最大
避免偶然性，得出普
遍规律
评估交流
探究电流与电压的关系
思考：实验时可以分别用1节、2节、3节…干电池来改变定值电阻两端的电压，也可以用滑动变阻器来改变电压。与改变电池数量的方法相比，使用滑动变阻器的优点是什么？
答案　误差较小，操作方便。
学以致用
(2024·沈阳期末)如图所示是小明所在的小组做“探究电流与电压的关系”的实验电路，他们选用的器材如下：电源(两节新的干电池)、定值电阻R(阻值为5 Ω)，滑动变阻器(规格为“20 Ω　2 A”)、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P移动到_____(选填“最左”或“最右”)端，使其接入电路的阻值最大；
最右
解析　闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P移动到阻值最大处，所以在闭合开关前，应将滑片移至最右端。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.8
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.56
(3)根据表中记录的正确数据分析可以得到的结论是：当______一定时，通过导体的电流与导体两端电压成____比；
电阻
正
(2)检查电路无误后，闭合开关，进行实验，小明将相关数据记录在表格里：
解析　由表格中数据知，当电阻一定时，导体的电压增大为原来的几倍，通过电阻的电流也增大几倍，故可得结论：当电阻一定时，导体中的电流与电压成正比。
(4)该小组进一步处理正确数据后发现：电压U与电流I的比值恰好等于电阻R的值。为进一步论证此发现，他们提出两种收集数据的方案，具体如下：
方案一：收集阻值为5 Ω的几个小组的数据；
方案二：收集阻值不同的几个小组的数据。
你认为方案______更合理。
二
解析　如果实验只是用同一种电阻做，则实验得到的数据具有特殊性，使得结论不具有普遍性，因此实验方案二更合理。
电压一定时，电流与电阻存在怎样的关系？
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。
提出问题
猜想与假设
二、探究电压一定时电流与电阻的关系
阅读教材第95页，明确探究的思路与方法，小组合作完成探究实验，并得出正确结论。
1.要研究电流与电阻的关系，必须改变接入电路的 ，所以要更换不同的电阻R接入电路。
2.实验中要控制电阻R两端的 不变。所以需要在电路中串联滑动变阻器，通过调节滑动变阻器，保持电阻R两端的电压不变。
阻值
电压
3.实验电路图：
设计实验
按照电路图连接电路，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。
测量并记录定值电阻两端的电压及几组电阻
和电流值，将它们填在表中。
U=　　　　 V
序号 1 2 3 4 5 …
电阻R/Ω
电流I/A
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
实验器材
1.分析实验数据发现：电流与电阻 关，电压一定时，电流随电阻的增大而 ，且电流与电阻的乘积为一定值，说明电流与电阻成 比。
2.在坐标系中根据表格中的数据画出I-R图像。
分析图像，得出结论：导体两端的电压一定时，__________________
__________________。
有
减小
反
通过导体的电流与
导体的电阻成反比
得出结论
分析论证
1.滑动变阻器的作用：________、控制定值电阻两端的电压_________。
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___或滑动变阻器的最大阻值过___；
更换阻值较小的定值电阻后，电流变大，若实验无法进行，原因可能是电流表所选的量程过小。
保护电路
保持不变
大
小
评估交流
探究电流与电阻的关系
思考：某同学通过探究实验，得出“电压一定时，导体的电阻与导体中的电流成反比”的结论，这个结论正确吗？为什么？
答案　不正确，因为电阻是导体本身的性质，跟电压和电流都没关系。
学以致用
(2025·陕西模拟)同学们在“探究电流与电阻的关系”时，实验器材有：电压恒为3 V的电源、定值电阻5个(阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω)、规格为“10 Ω　1 A”的滑动变阻器一个、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)如图甲是实验电路，检查发现电路中有一根导线连接错误，此时若闭合开关，电流表的指针将_________(选填“正常偏转”或“几乎不动”)。开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最____端。
几乎不动
右
解析　原电路图中，电流表与定值电阻并联，电压表串联在电路中，相当于断路，电流表示数为0，指针几乎不动；开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最右端；
(2)正确连接电路，同学们发现，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表示数均为零。电压表示数接近电源电压，经检查线路连接没有问题，则故障原因可能是电阻______。
断路
解析　闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表示数均为零，说明电路可能断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的部分以外的电路是完好的，则与电压表并联的部分断路了，即故障原因可能是电阻R断路；
(3)实验中，依次将5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的电阻接入电路进行探究，根据实验数据绘制了如图乙的I-R图像，由图可知：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成_____比。
反
解析　由题图乙可知，当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
1.(2023·广州海珠区期末)利用如图所示的电路，探究电流与电阻的关系时，每次实验必须保持大小不变的是(　　)
A.电压表的示数
B.电流表的示数
C.定值电阻Rx的阻值
D.滑动变阻器R'的阻值
A
解析　探究“电流与电阻关系”要控制电阻的电压不变，当换上不同阻值的定值电阻后，电压表示数发生变化，通过移动变阻器的滑片控制电压表示数不变，故选A。
2.(2024·哈尔滨)小明想探究“电流与电阻的关系”，某次测量时电流表的示数如图甲所示，此时电流为____ A；经过测量多组数据后，绘制出I-R图像如图乙所示，由图像得到的结论是__________________________
___________________。
0.3
电压一定时，通过导体的电流
与导体的电阻成反比
解析　题图甲，电流表所选量程为0~0.6 A，分度值为0.02 A，所测电流为0.3 A；探究电流与电阻的关系时，要控制电压不变，由图像可得结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
3.已知通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关。某同学探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”。
(1)连接的部分电路如图所示，还应该将定值电阻并联在___________(选填“电流表两端”或“电压表两端”)。
电压表两端
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
(2)记录的实验数据如表。请在方格纸上画出电流I与电压U的关系图像。
(3)分析图像得出的探究结论是：__________________________________
_____________________。
导体电阻一定时，通过导体的电流与
导体两端的电压成正比
(1)根据图甲的电路图将图乙实物图连接完整；
4.(2024·泸州期末)利用如图甲电路探究电流跟电阻的关系，已知电源电压为6 V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω。
解析　根据电路图连接实物图，注意一一对应，如图所示：
(2)连接电路时，开关应处于_____状态，滑动变阻器滑片移至最___(选填“左”或“右”)端；在本实验中，滑动变阻器的作用是保护电路和_________________________；
断开
左
控制定值电阻两端电压不变
解析　为保护电路，在连接实验电路时，开关应处于断开状态，开关闭合前，应将滑动变阻器调节至最大阻值处，即将滑片移到最左端；探究电流与电阻的关系实验中，滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端的电压不变；
(3)正确连接电路后，闭合开关，两电表均无示数。现将电压表接在变阻器两端时有示数，接在开关两端时无示数，则电路故障是_____(填字母序号)；
A.电阻短路　　　B.电流表开路　　　C.滑动变阻器开路
C
解析　串联电路中，电流表无示数，说明电路断路，将电压表接在变阻器两端时有示数，则故障是滑动变阻器断路，故C符合题意，A、B不符合题意；
(4)在排除故障后，接着进行实验，多次改变R的阻值，调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，根据多次实验数据得到如图丙I-R图像；
由实验图像可得出的结论：___________________
_____________________________________。
导体两端的电压一定
时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
解析　由题图丙可得出的结论是：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
电流与电压、电阻的关系
探究电流与
电压的关系
探究电流与
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
【课堂小结】
谢谢

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