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九年级物理全册 人教版（2024新版）
第十七章——欧姆定律
第1节 电流与电压、电阻的关系
第1节 电流与电压、电阻的关系
学习目标
通过实验探究电流、电压和电阻的关系，经历科学探究的全过程，进一步熟悉实验中常用的一种科学方法—控制变量法；（重点）
1
会观察、收集、分析实验数据，并尝试用图像法分析实验数据；（难点）
2
能说出电流与电压、电阻间的正比、反比关系。
3
情景导入
？
问题
在如图所示的电路中，当通过增加电池的节数来增加电阻器两端的电压时，我们会发现通过电阻器的电流增大。另外，通过前面的学习我们知道：电阻表示导体对电流的阻碍作用，当电压一定时，电阻越大，电流越小。通过导体的电流与加在它两端的电压及导体的电阻之间存在怎样的定量关系呢？
我们可以通过实验来寻找三者之间的关系。电压、电阻的改变都会引起电流的变化。实验时，应先保持某一个量不变，如电阻不变，研究通过导体的电流与导体两端电压的关系，然后保持导体两端的电压不变，研究通过导体的电流与电阻的关系。
控制变量法
知识点一. 探究电流与电压的关系
新知探究
提出问题：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压存在什么关系？
猜想与假设：学习了电压可知，电压是产生电流的原因，同一个小灯泡，在以一节干电池为电源的电路中发光较暗，在以两节干电池为电源的电路中发光较亮，所以猜想：
①导体两端电压越大，通过导体中的电流越大；
②通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
探究
1
探究电阻一定时电流与电压的关系
设计实验：
运用控制变量法，控制电阻的阻值不变，调节滑动变阻器改变电阻两端的电压，则通过电阻的电流随之改变，观察并记录电流表的示数，分析电流随电压的变化规律。
滑动变阻器的作用：调节电阻两端的电压和保护电路。
设计电路图
连接实物图
实验器材：
电压表、电流表、滑动变阻器，10Ω定值电阻、
电源、开关各一个，导线若干
进行实验：
②检查电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，读出电流
表和电压表的示数，填入表中。
①按照设计的电路图连接实物。
在连接实物时要注意：
i.按顺序连接实物，开关要断开，滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处。
ii.电流表和电压表的量程和接线柱是否正确。
iii.滑动变阻器的接线柱要“一上一下”串联接入电路中。
电阻R 10 Ω 电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
电流I/A
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
③记录实验数据
④在坐标系中根据各电流值和对应的电压值描点，并用平滑线连接各点，画出I-U关系图像。
控制的变量
因变量
自变量
R = 10Ω
⑥得出结论
在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
⑤分析论证
①从实验数据可以看出：电阻一定时，通过电阻的电流与其两端的电压有关，电流随电压的增大而增大，电压变为原来的几倍，电流也变为原来的几倍；
②由I-U图像和数据分析可知：电阻一定时，电流与电压成正比，电流与电压的比值为一定值。这个定值就是该电阻的阻值，关系式为：
R =
U
I
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
实验评估【注意事项】与交流
（1）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器要处于阻值最大处，要正确选择电压表和电流表的量程。
（2）为了使得出的结论更具有普遍性，可换用5Ω、15Ω的电阻重复上述的实验步骤。
（3）在实验中，通过改变串联干电池的个数或调节学生电源的旋钮也可以改变电阻两端电压，但实验中常采用移动滑动变阻器的滑片的方法来改变电阻两端电压。
（4）调节滑动变阻器滑片的过程中，防止电压表和电流表示数太大。
（5）移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛要盯紧电压表，使电压表示数达到某一设定值时，记下电流表示数。
（6）在测量过程中，读取数据后要及时断开开关，以防通电时间过长，电阻发热给测量带来误差。
提出问题：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻存在什么关系
猜想与假设：
因为电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小，所以电流与电阻的关系有两种猜想：
①导体电阻越大，通过的电流越小；
②通过导体的电流与电阻可能成反比。
知识点二. 探究电流与电阻的关系
新知探究
探究
2
探究电压一定时电流与电阻的关系
设计实验
①要研究电流和电阻的关系，需要改变接入电路的电阻大小，在实验时更换不同的电阻接入电路即可。
②该实验中需要控制不同电阻两端的电压相同，我们可在电路中串联一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器，使不同电阻两端的电压相等。
实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个，导线若干。
进行实验与收集数据
①按照电路图连接实物电路，将5Ω的电阻接入电路中；
②闭合开关前，检查电路中各个元件连接是否正确，并将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
③确认电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3V，再读出电流表示数并填入表中；
④断开开关，将阻值为5Ω的定值电阻分别更换为10Ω、15Ω的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数保持3V不变，分别读出对应电流表示数并填入表格中；
⑤在坐标系中，根据电流值和对应的电阻值描点，并用平滑曲线连接各点，画出
I-R 关系图像。
电压U 3V 电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A
0.2
0.3
0.6
自变量
因变量
控制的变量
记录实验数据
O
10
15
20
25
5
I/A
R/Ω
0
10
15
20
25
0.2
0.6
0.4
5
0.8
分析与论证
实验结论
在导体两端电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
想一想：本实验中滑动变阻器的作用是什么？
保护电路，控制导体两端的电压保持不变。
为了使实验结论更具有普遍性，可以改变设定电压进行多次实验。
关系式为：
I =
U
R
（2）更换阻值大的定值电阻后，为了使电压表示数不变，则应将滑动变阻器的滑片往阻值大的一端移动。
（3）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滑动变阻器的最大阻值过小，即滑动变阻器不能达到分压效果。
【换大滑大】
电流、电压、电阻的关系可以表示为：
1. 在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
对这一关系的理解应注意：
（1）这里的导体中的电流和导体两端的电压是针对同一导体而言的，不能说一个导体中的电流跟另一个导体两端的电压成正比。
（2）不能反过来说，“电阻一定时，电压跟电流成正比”是错误的说法。这里存在一个因果关系，电压是因，电流是果，因为导体两端有了电压，导体中才有电流，不是因为导体中先有了电流才加了电压，因果关系不能颠倒。【因果性】
归纳总结
2. 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
对这一关系的理解应注意：
（1）电流和电阻也是针对同一导体而言，谁的电阻就影响谁的电流，不能说一个导体的电流与另一个导体的电阻成反比。
（2）同样不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。因为，电阻是导体本身的性质，其大小由导体本身的材料、长度、横截面积和温度来决定，与导体中通过的电流无关。【制约性】
电流、电压、电阻的关系可以表示为：
归纳总结
课堂总结
电流与电压、电阻的关系
电流与电压
探究方法
实验电路
实验结论：电阻一定，导体中的电流与导体两端的电压成正比
电流与电阻
探究方法
实验电路
实验结论：电压一定，导体中的电流与导体的电阻成反比
探究实验中的环节
在“探究电流与电压的关系”实验中，用定值电阻进行实验，得出了电流与电压的关系（　　）
B
课堂练习
1
在探究“电流与电阻关系”的实验中，某同学根据实验数据作出如图所示的图像，下列说法正确的是（　　）
A．导体中的电流与导体的电阻成正比
B．电源至少选用两节新干电池
C．换用2Ω电阻做实验时，需要更换电压表量程
D．多次实验是为了求平均值，以减小实验误差
B
课堂练习
2
在探究电阻一定时，电流与电压关系的实验中，某同学连接的电路如图所示，电源电压保持3V不变，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表，下列说法正确的是（　　）
A．多次实验的目的是为了减小误差
B．第4次实验数据是错误的
C．该实验可得出：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
D．该实验可得出：电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
C
课堂练习
3
在探究“电流与电阻关系”的实验中，电源电压保持不变，每次实验中大小都发生改变的是（　　）
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的比值
D．定值电阻与滑动变阻器两端电压之比
C
课堂练习
4
用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压，设计了三种方案。
甲: 多节干电池串联接入M N，
乙: 电池与滑动变阻器串联接入M N，
丙: 电池先后与不同定值电阻 R′串联接入M N。
可行的方案是（ ）
A. 仅有甲
B. 仅有乙
C. 仅有甲、乙两种
D. 甲、乙、丙都可行
D
课堂练习
5
如图甲所示是“探究电流与电阻关系”的实验电路。
（1）由图甲可知，电压表与定值电阻 R 的连接方式是____联.根据滑片位置判断，此时_____（选填“可以”或“不可以”）直接闭合开关进行实验.
并　
可以
（2）更换定值电阻，闭合开关后，电压表示数发生改变。若要控制 R 两端电压不 变，应通过下列哪一操作后再记录数据: ______（填字母）。
A. 电流表与电压表交换位置 B. 移动滑动变阻器的滑片
B
（3）当R＝20Ω时，电流表示数如图乙所示，则表格空白处应记录的电流为______A。
（4）分析表格中的实验数据可得结论: 当电压一定时，电流与电阻成________。
0.3
反比
课堂练习
6
下 课
Thanks!
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