资源简介

/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
1.能完成“探究电流与电压、电阻的关系”实验；
2.能在规划、实验步骤时自觉运用、控制变量法，能收集、证据，得出结论，能按要求完成实验报告；
3.能理解欧姆定律，并能运用其说明生产生活中的有关现象。
重点：探究电流跟电阻、电压的定量关系的探究过程及掌握三者之间的关系是。
难点：学生在探究过程中的设计实验、进行实验、分析和论证。
【自主学习】
1.当导体电阻不变时，通过导体的_______与导体两端的_______成_______；当导体_______两端电压不变时，通过导体的_______与导体的_______成_______。
2. 一段导体中的电流，与加在这段导体两端的电压成_______，与导体的电阻成_______。这个结论叫做欧姆定律
3. 公式：___________ ，变形式：_______，_______ 电压U：伏特（V）；电阻R：欧姆（Ω） ；电流 I：安培（A）
【合作探究】
1.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。
2.提出问题
（1）电阻一定时，电流与电压存在怎样的关系？
（2）电压一定时，电流与电阻存在怎样的关系？
3.猜想与假设
（1）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。
（2）因为电阻对电流有阻碍作用，若电压一定时，可能电阻越大，电流越小。
4.实验设计
（1）实验方法：_____________
①探究电流跟电压的关系时，保持电路中的_______不变，通过调节___________接入电路中的阻值大小来改变电阻两端的电压。
实验电路图
②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________，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。
5.实验器材
电源、_______、__________、开关、滑动变阻器、不同阻值的定值电阻、导线若干。
6.实验步骤
（1）保持电阻不变，探究电流随电压的变化
①按电路图把一个10Ω的定值电阻连接电路。
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________。
③调节滑动变阻器使电阻两端的电压分别为 1V、2V、3V，读出此时相应的电流值记入下表中。
视频：探究电流随电压的变化。
电阻R/Ω 10
电压U/V 1.0 2.0 3.0
电流I/A 0.1 0.2 0.3
实验记录表
思考：分析实验数据你发现了什么规律？能得到什么实验结论？
（2）探究电压一定时，电流与电阻的关系
①根据电路图连接电路。连接电路时开关应_______，滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置。
②把阻值为15Ω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2V保持不变，读出电流表的示数，记录在下面的表格中。
③把阻值为15Ω的定值电阻分别更换为10Ω、5Ω的定值电阻，调节滑动变阻器，使电压表示数________，读出电流表的示数，记录在下面的表格中。
实验数据记录
电压U/V 2
电阻R/Ω 15 10 5
电流I/A 0.14 0.19 0.4
思考：分析实验数据你发现了什么规律？能得到什么实验结论？
如何画出电压不变时，电流随电阻的倒数变化的图像？
电压U/V 2
电阻R/Ω 15 10 5
电阻 0.07 0.1 0.2
电流I/A 0.14 0.19 0.4
7.实验结论
通过以上实验，你能总结出电流随电压、电阻变化的规律吗？
8.讨论交流
通过以上实验，你能说一说滑动变阻器在实验中的作用吗？
9.注意事项
（1）闭合开关前须将滑动变阻器调到_______，目的是_________，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。
1. 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_______，跟导体的____成反比。
2.欧姆定律的公式是：____________ ，变形式：U=IR，=
电压 U：伏特，符号________ ； 电阻 R：欧姆，符号_____ ；电流 I：安培，符号 ____ 。
3.分析讨论
想一想：由欧姆定律I= 变形可得 =，故可以得到导体电阻跟通过的电流成正比，跟导体两端的电压成反比。这种观点是否正确？
4.对欧姆定律的理解
（1）欧姆定律反映______、________中I、U、R之间的关系。
（2）I、U、R必须使用_________中的单位，即分别为V、Ω、A。
（3）仅适用于______电路（如电阻、灯泡），不适用于含电动机、二极管等非纯电阻元件的电路。
知识拓展
欧姆是德国物理学家。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。
5用欧姆定律进行计算的一般步骤:
①读题、审题(注意已知量);
②根据题意在电路图上标明已知量的符号、数值和未知的符号;
③根据电路的连接方式及串、并联电路的电流、电压特点，选用物理公式进行计算(书写格式要完整，规范)。
例题：某电熨斗在 220 V 电压下工作时，其电热丝的电阻为 96.8 Ω。此时通过该电熨斗电热丝的电流是多大？
分析：已知电熨斗工作时的电压 U 和电阻 R，根据欧姆定律就能求出电热丝工作时的电流。
交流讨论
查阅资料，了解电熨斗工作时的电流值，检验此题设计及计算结果是否合理。
电熨斗工作时的电流值取决于其额定电压和额定功率。 “220V 550W”电熨斗：正常工作时的电流约为2.5A。 “220V 500W”电熨斗：正常工作时的电流约为2.27A。 “220V 800W”电熨斗：正常工作时的电流约为3.6A。 “220V 1100W”电熨斗：正常工作时的电流约为5A。所以此题设计及计算结果是合理的。
思考讨论：电流表自身的电阻很小，电压表自身的电阻很大。电流表不可以直接连接在电源两极，而电压表可以。学习了欧姆定律后，你能说出这样规定的原因吗？
4.欧姆定律的应用
呼吸式酒精检测仪中的气敏元件，就是利用不同酒精浓度引起元件电阻的变化，从而引起电路中电流等的变化，由此检测驾驶员是否酒后驾车。
酒精检测仪
【归纳整理】
一、电流与电压、电阻的关系
当导体电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；当导体两端电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
二、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。
2.公式：I= ，变形式：U=IR，=
【课堂练习】
1.如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向b端移动，则在移动过程中（ ）
A．与串联
B．电压表V示数变大
C．电流表示数变大
D．电压表V的示数与电流表的示数比值不变
2. 如图所示是探究“通过导体的电流大小与导体电阻大小的关系”的电路图，下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
B．实验中，应控制定值电阻两端的电压不变
C．实验中，滑动变阻器的主要作用是控制通过定值电阻的电流不变
D．把定值电阻由5Ω更换为10Ω时，滑动变阻器的滑片应向左移动
3. 一个定值电阻，阻值为200 Ω，接在电压为12 V的电源上，则通过它的电流为_______mA.若要通过它的电流为0.15 A，则需要在电阻两端加上_______V的电压.当此电阻两端电压为0时，它的阻值为_______Ω，通过它的电流为_______A.。
【课后巩固】
1．关于电流、电压和电阻，下列说法正确的是（ ）
A．只要将导体连入电路，电路中就有电流
B．导体中通过的电流越大，它的电阻越小
C．有电流通过的小灯泡，其两端不一定有电压
D．定值电阻两端电压越大，通过它的电流就越大
2. 根据欧姆定律，判断下列说法是否正确，并说明理由。（课本102第2题）
（1）通过导体的电流越大，这段导体的电阻就越小；
（2）导体两端的电压越高，这段导体的电阻就越大；
（3）导体的电阻与电压成正比，与电流成反比；
（4）导体两端的电压越高，通过这段导体的电流就越大。
3. 某导体两端的电压为 5 V，通过的电流为 0.1 A，则该导体的电阻为________。若它两端的电压变为 0，则通过它的电流为 ________，电阻是 ________。（课本102第3题）
4. 某导体两端的电压是 3 V 时，通过它的电流为 200 mA，这个导体的电阻为多少？现将电压增加到 6 V，若电流表有 0 ～ 0.6 A、0 ～ 3 A 两个量程，应选用哪一个量程来测量导体中的电流？（课本102第4题）
5. 一盏电灯正常发光时的电流是 0.11 A，灯丝的电阻为 2 000 Ω，该电灯两端的电压是多少？（课本102第5题）
1．某同学利用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系，下列有关说法错误的是（　　）
A．实验开始时，滑动变阻器的滑片处于阻值最大处，作用是保护电路
B．实验中，多次测量都是为了得到实验的普遍规律
C．探究电流与电压关系实验得出的结论是：当电阻一定时，电压与电流成正比
D．探究电流与电阻的关系时，用15Ω电阻替换10Ω电阻，为使电压表示数不变，应将滑片向右调节
2. 图中，A、B 所表示的电阻哪一个阻 值更大？为什么？如果将这两个电阻分别接在 10 V 的电源上，在图上分别找出通过它们的电流大小。 如果要使通过它们的电流均为 100 mA，在图上分别找出加在它们两端的电压大小。 （课本103第6题）
3. 图（a）是“探究电流与电压关系”的 实验电路。 （课本103第7题）
（1）检查发现连接的电路中有一根导线连接不当，请在图中连接错误的那根导线上画“×”，并 用笔画线表示导线将电路连接正确；
（2）电路接通前，滑动变阻器的滑片 P 应移至最 ______（选填“左”或 “右”）端；
（3）闭合开关后，发现电流表的示数几乎为零，电压表的示数接近于电源 电压，则故障可能是：定值电阻处发生了 ______（选填“短路”或“开路”）；
（4）排除故障后，闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，记录实验数 据见表 16—2，其中空白处电压如图（b）所示，该示数是 _______V。 根据表中数据可得结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 ______。
16—2
电压 U/V 0.60 1.20 1.80 3.00
电流 I/A 0.12 0.24 0.36 0.48 0.60
4.阅读短文，回答文后的问题。
魅力冰雪
第二十五届哈尔滨冰雪大世界于2023年12月18日开园迎客，以“龙腾冰雪逐梦亚冬”为主题（如图），占地面积81万平方米，总用冰和用雪量为25万立方米，吸引了一大批“南方小土豆”前往游玩。其中“人气王”、“排队王”超级冰滑梯从上一届的8条滑道增加到了14条，最长滑道长达521米，在规模、长度和占地面积上均创历届之最。
马铃薯公主畅畅在新年期间跟朋友一起到冰雪大世界体验刺激的冰滑梯游乐项目，图2为冰滑梯的示意图，畅畅发现，选用不同材料的滑板，从倾斜滑道顶端由静止滑下后，沿滑道运动的水平方向总距离L不同，设滑板对水平滑道压力和滑板所受阻力的比值为k，已知L的大小随k值的变化关系如图3。
随后，畅畅来到滑雪场游玩，她发现现场有一积雪深度测量仪，其基本结构如图4所示。测量仪工作时竖直向下发出超声波，超声波经雪面反射返回检测仪，测出超声波从发出到返回的时间，就可知道积雪的深度。已知测量仪的超声波发射和接收端口距地面4.3m。测量仪内置温度修正装置用以稳定仪器内部的温度环境，如图5所示是修正装置的部分电路图，两个独立的电路中电源电压相等，R1为热敏电阻，阻值随温度的升高而降低，R2，R4为定值电阻，R3为滑动变阻器，R1的阻值随环境温度变化时，其两端的电压随之发生变化，被控制电路根据R1与R3两端电压差值 U对温度进行修正。
多台造雪机喷射出洁白的人造雪花在园区内飘洒。梦幻浪漫，造雪机用高压空气把吸入的水吹成小水珠，小水珠落地前凝固成小冰晶，这就是雪花。
（1）从冰滑梯上运动到水平轨道后，还能继续滑行一段距离，以滑板为参照物，畅畅是 （选填“运动”或“静止”的）；
（2）在冰雪大世界里活动的见闻和体验，下列说法正确的是（　　）
A．戴墨镜是为了防止强光伤害眼睛
B．园区内有各种美轮美奂的冰雕，有些还戴上了红围巾、红帽子，围巾和帽子因为吸收了红光，所以看起来是红色的
C．造雪机用水造雪属于凝华现象
D．造雪机可以在任何温度环境下制雪
（3）滑梯上运动时畅畅与滑板的总重为500N，她在冰滑梯项目中沿滑道运动的水平方向总距离L为120m，则滑板对水平滑道压力和滑板所受水平阻力的比值k为 ，运动中滑板受到的水平阻力为 N；（已知L的大小随k值的变化关系如图3）
（4）深度测量仪工作时，测出超声波从发射到返回的时间为0.02s，超声波的传播速度为340m/s，则积雪的深度为 m。
（5）所示电路中，R2＝100Ω，R4＝1kΩ，某温度时R1＝20Ω，调节R3的阻值，使R1和R3两端的电压刚好相等。保持R3接入电路的阻值不变，当温度降低时，测得 U＝1V，R2两端的电压为3V。则电源电压为 V。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【课前预习】
答案：1. 电流 电压 正比 电流 电阻 反比 2. 正比 反比 3. I= U=IR
【合作探究】
探究点一：
答案: 4. （1）控制变量法①电阻 滑动变阻器②电压不变 5. 电流表 电压表 6. （1）阻值最大处
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。
结论：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。
（2）①断开 ③保持2V不变
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，在误差允许的范围内电流与电阻的乘积为一定值，说明电流与电阻并且成反比。
结论:电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比，也可以说成，电压一定时，导体中的电流与导体电阻的倒数成正比。
7. 大量实验表明：
当导体电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；当导体两端电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
8. ① 保护电路；
② 探究 “电流与电压关系” 时调节电压；
③探究 “电流与电阻关系” 时保持电压不变。
9.（1）最大阻值处 保护电路（3）普遍性
探究点二：
答案：1.正比 电阻 2. I= V Ω A
3.答:这种说法不对。
导体的电阻是导体本身的一种特性，只跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟导体两端的电压和通过导体的电流无关。
4.（1）同一时刻 同一段电路（2）国际单位制（3）纯电阻
例题：解：由题意，电熨斗工作时的电压 U=220 V，电阻R =96.8 Ω。
根据欧姆定律，在电熨斗工作时，通过电热丝的电流为：I= = ≈ 2.3 A
所以，此时通过该电熨斗电热丝的电流约为 2.3 A。
思考讨论
答案：电流表自身的电阻很小，当直接连接在电源两极上时，由欧姆定律I= 可知通过电流表的电流很大，会烧坏电流表。而电压表的电阻很大，当直接连接在电源两极上时，由欧姆定律I=可知通过电压表的电流很小，不会损坏电压表。
【课堂练习】
1.【答案】D
【详解】A．由电路图可知，电流从电源流出后先经电流表然后分流，一支经过R 和回到负极，一支经返回负极，电流有两条路径，故R 和R 并联，故A不符合题意；
B．电压表测电源电压，因为电源电压保持不变，所以滑片移动过程中，电压表V的示数不变，故B不符合题意；
C．电流表测干路电流，测所在支路的电流，因为在并联电路中，各支路独立工作、互不影响。所以滑片移动时，通过的电流不变，即电流表的示数不变，故C不符合题意；
D．电压表V测电源电压，也测两端的电压，电流表测的电流，由欧姆定律变形式可知，
电压表V的示数与电流表的示数的比值等于的阻值。因为的阻值是定值，所以该比值不变，故D符合题意。
故选D。
2.【答案】B
【解析】A．闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处，由图可知该实验中P应置于右端，故A错误；
BC．在探究“通过导体的电流大小与导体电阻大小的关系”时，更换定值电阻时，要用滑动变阻器来保持定值电阻两端电压不变，综上分析知，故B正确，C错误；
D．实验过程中电源电压不变，定值电阻两端的电压不变，则滑动变阻器两端的电压不变，因串联电路中导体两端的电压之比等于电阻之比，则定值电阻和滑动变阻器接入电路的阻值之比不变，所以将5Ω电阻换成10Ω电阻时，需增大滑动变阻器接入电路的阻值，所以滑动变阻器的滑片应向右移动，故D错误。
故选B。
3.【答案】60；30；200；0。
【解析】电流.
当通过它的电流为0.15 A时，由可知，电阻两端电压.
电阻两端电压为0时，通过电阻的电流为0，
电阻阻值由电阻本身性质决定，与电压、电流无关，电阻两端不加电压时电阻阻值仍为200 Ω.
【课后巩固】
基础练习
1.【答案】D
解析：A．将导体连入电路，闭合开关，电路是通路，同时电路中有电压，此时电路中才会有电流，故A错误；
B．电阻是导体本身的一种性质，跟导体中通过的电流大小无关，故B错误；
C．电压是形成电流的原因，有电流通过的小灯泡，其两端一定有电压，故C错误；
D．电压是形成电流的原因，当电路中电阻一定时，通过定值电阻的电流与定值电阻两端的电压成正比，所以定值电阻两端电压越大，通过它的电流就越大，故D正确。
故选D。
2.答案：（1）×（2）×（3）×（4）√
解析：电阻是导体本身的一种性质，与通过导体的电流、导体两端的电压无关。电阻一定时，电流与电压成正比。故(1)(2)(3)错误，(4)正确。
3.答案： 50Ω 0 50Ω
解析：由欧姆定律R=，电压为0，不能形成电流，电流为0，电阻不变仍是50Ω 故
4.答案： 15Ω 0~0.6A
解析：由欧姆定律I= 知，R==15Ω，当电压变为U2=6V时，电阻大小不变，
I2==15Ω=0.4A＜0.6A，故应该用0～0.6A的量程。
5.答案： 220V
解：由欧姆定律I=得，电灯两端的电压： U=IR=0.11A×2000Ω=220V。
能力提升
1.【答案】C
【详解】A．实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最大值端，作用是使电路中的电流最小，可以保护电路，故A正确，不符合题意；
B．实验中为得出普遍性的结论，从而需要多次测量，故B正确，不符合题意；
C．探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，要控制电阻不变，记录电流随电压的变化关系，可得结论：当电阻一定时，电流与电压成正比，故C错误，符合题意；
D．探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻，根据串联分压原理可知，电阻增大，其分得的电压增大；根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，故应将滑片向左移动，使电压表示数不变，故D正确，不符合题意。
故选C。
2. 答案：.A，因为通过A、B的电流相同时，A两端的电压更大。
两个电阻分别接在 10 V 的电源上，通过A的电流约为0.06A，通过B的电流为0.20A。
要使通过它们的电流均为 100 mA，A两端的电压约为18V，B两端的电压为5V。
3.答案： (1)如图所示 (2)左 (3)开路 (4) 2.4 正比
解析：(1)根据实验记录数据表，可知电压表应接小量程“3”接线柱，如下图所示；
(2)为了保护电路，电路接通前，滑动变阻器的滑片P应该移至阻值最大处，与下接线柱最远处，即图中左端；
(3)闭合开关后，发现电流表示数几乎为零，电路可能开路，但电压表有示数，则电压表与电源连通，此时电路中的一处故障是待测电阻R断路；
(4)由上图正确电路图可知，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.4V；
根据表中数据可知：电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，故得出的结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
4.【答案】（1）静止 （2）A （3） 5 100 （4）0.9（5）4.8
解析（1）畅畅从冰滑梯上运动到水平轨道后，以滑板为参照物，小华与滑板之间的位置不变，处于静止状态。
（2）A．墨镜可以吸收一部分光，能防止强光伤害眼睛，故A正确；
B．不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，围巾和帽子反射了红光，所以看起来是红色的，故B错误；
C．造雪机用水造雪，小水珠变成小冰晶，是凝固现象，故C错误；
D．造雪机造雪是小水珠变成小冰晶，只能在温度等于或低于水的凝固点时发生，故D错误。
故选A。
（3）[1][2]因为滑板沿滑道运动的水平方向总距离L为120m，由图3知，k=5，滑板对水平滑道压力为
由题意知，所以，水平阻力为
（4）由题意知，超声波从发射到返回的时间为0.02s，超声波的传播速度为340m/s，则超声波发射和接收端口到雪表面距离
积雪的深度
（5）设图丁两个独立的电路中电源电压均为U，根据串联电路电压分配与电阻成正比，可得，所以，，使R1和R3两端的电压相等，即
当温度降低时，热敏电阻R1的阻值会升高，由串联分压规律可知，其两端电压增大，已知R2两端的电压为3V，则 知，得 ，得。
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