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第17章--欧姆定律
第1节 电流与电压、电阻的关系
电路中电流与电压的关系、电流与电阻的关系。
学习重点
学习难点
运用控制变量的方法进行实验,并分析得出结论。
学习目标
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？
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。
快点！
先交保护费！
我太难了！
讨论
提出问题：
猜想假设：
设计实验：
要探究当电阻一定时，电流与电压的关系，应如何设计实验方案？
电流与电压的关系
实验一：探究电阻一定时电流与电压的关系
实验方法：
控制变量法
电阻一定时电流与电压有什么定量关系？
在电阻一定时，电压越高，电路中的电流越大。
【实验思路】
可以用定值电阻进行实验。要研究通过定值电阻的电流I怎样随着它两端的电压U的变化而变化，需要确定改变定值电阻两端电压的方法。
如何改变电路中定值电阻两端的电压？
使用实验电源
通过增减串联电池的节数
把滑动变阻器与定值电阻串联
操作更加方便
可连续改变电压
电流与电压的关系
实验一：探究电阻一定时电流与电压的关系
实验器材：
（1）保持电阻不变，实验中通过_________来达到这一目的。
定值电阻
（2）要改变的量是定值电阻两端的电压和电流，实验中通过滑动变阻器来达到这一目的。
（3）用_______、_______测出定值电阻两端的电压和电流。
电压表
电流表
电流与电压的关系
电路设计：
A
V
实验一：探究电阻一定时电流与电压的关系
电源、定值电阻、滑动变阻器、开关、电压表、电流表、导线。
设计出能够改变电压并可以同时测量电压和电流的电路图，并连接实物电路。
按图连接电路，保持电阻R= ____Ω不变，测量并记录几组电压和电流值。
10
R=10Ω
电流与电压的关系
进行实验
注意问题
实验电路图
实验实物图
检查电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变电压表示数（成整数倍增加），读出相应的电流表示数，并记录在表中。
（1）本实验中应保持_____不变。
（2）此处滑动变阻器的作用是：
①_________；
②_____________________________
（3）使用前将滑片调到最大阻值处。
电阻
保护电路
改变定值电阻两端的电压
实验一：探究电阻一定事时电流与电压的关系
探究电流与电压的关系
R=10Ω
电流与电压的关系
分析论证
结论一
在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
实验序号 1 2 3 4 5 6 …
电压U/V 1 2 3 4 5 6
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
I/A
U/V
1
2
3
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
4
5
I—U图像是经过原点的直线，这是正比例函数图像。（图像法）
实验一：探究电阻一定事时电流与电压的关系
I1:I2=U1:U2
电流与电阻的关系
探究电压一定时电流跟电阻之间的关系
提出问题：
猜想假设：
设计实验：
思考:
更换阻值不同的定值电阻R。
思考:
移动滑动变阻器的滑片，保持电阻R两端的电压不变。
实验方法：
控制变量法
滑动变阻器串联在电路中起分压作用。
电压一定，电流与电阻存在什么关系？
在电压相同时，电阻越大，电路中的电流越小。
怎样改变电阻的大小？
更换阻值不同的定值电阻后，如何保持电阻两端的电压不变？
实验思路：
要探究电压一定时电流与电阻的关系，需要知道导体的电阻和通过导体的电流。可以将不同阻值（5Ω、10Ω、15Ω）的定值电阻接入电路中，以改变电阻（也可以用电阻箱），测量通过每个定值电阻的电流，找出电流与电阻的关系。
实验时还需要考虑保持定值电阻两端电压不变的方法。
把滑动变阻器与定值电阻串联可以控制定值电阻两端电压不变
换大调大，换小调小
电流与电阻的关系
探究电压一定时电流跟电阻之间的关系
实验器材：
（1）保持电压不变，实验中通过___________来达到这一目的。
（2）要改变的量是定值电阻的阻值，实验中通过__________来达到这一目的。
（3）用_______、_______测出定值电阻两端的电压和电流。
电压表
电流表
滑动变阻器
更换电阻
电流与电阻的关系
探究电压一定时电流跟电阻之间的关系
电路设计：
A
V
5Ω
10Ω
15Ω
电源、电阻箱（定值电阻）、滑动变阻器、开关、电压表、电流表、导线。
根据以上思路设计实验的电路图，根据电路图连接电路。
（1）本实验中应保持定值电阻_____不变。
（2）此处滑动变阻器的作用是：
①_________；
②_____________________________。
（3）使用前将滑片调到最大阻值处。
按图连接电路，保持电压U= ____V不变，测量并记录几组电阻和电流值。
2
电流与电阻的关系
探究电压一定时电流跟电阻之间的关系
进行实验
注意问题
保护电路
保持定值电阻两端的电压不变
电压
实验电路图
实验实物图
5Ω
10Ω
15Ω
探究电流跟电阻之间的关系
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.4 0.2 0.13
U=2V
I/A
R/Ω
5
10
15
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
20
25
I—R图像与双曲线形状类似，这是反比例函数图像。（图像法）
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。
每次更换电阻后，都要调节滑动变阻器的滑片，此时眼睛观察电压表示数，当电压达到设定值（U=2V）时，再读出电流表示数。其规律是“换大变大调大，换小变小调小”。
电流与电阻的关系
探究电压一定时电流跟电阻之间的关系
分析论证
结论二
I1:I2=R2:R1
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大或滑动变阻器的最大阻值过小。
课堂小结
1、一导体接到电路中 ，如果把它两端的电压增大到原来的三倍，下列说法中正确的是（ ）　　 　　
A．它的电阻是原来的三倍
B．它的电流保持不变
C．它的电流是原来的三分之一
D．它的电流是原来的三倍
2、已知R1＝3R2，分别把R1、R2接到6 V的电源上，通过它们的电流比I1∶I2等于（ ）
A．1∶3
B．3∶1
C．2∶1
D．4∶1
D
A
课堂练习
R=15Ω
3、在探究电流与电压的关系实验中，滑动变阻器的主要作用是_________________,在探究电流与电阻的关系实验中，滑动变阻器的主要作用是__________________________。
改变电阻两端电压
保持定值电阻两端电压不变
实验实物图
R=5Ω
R=10Ω
R=3Ω
R=4Ω
2、如右图所示，当开关S闭合后，若电流表示数不为0，电压表示数为0.则原因可能是_______________,若电流表示数为0，电压表示数为U，则原因可能是___________。
电阻R短路
电阻R断路
拓展练习
实验电路图
1、小强同学用如图所示电路研究电流跟电阻关系,在实验过程中,当电阻R由5Ω换成10Ω后,他下一步的操作是（ ）
A．记录电流表和电压表示数
B．将变阻器滑片向右适当移动
C．将变阻器滑片向左适当移动
D．增加电池个数
C
3、在做“探究电流与电阻的关系”实验中，小翔连接了如图所示的电路。他先在电路的A、B间接入10Ω的电阻，移动滑动变阻器的滑片，读出电压表与电流表的示数；记录数据后，改用15Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关，接下来他的实验操作应该是（ ）
A．观察电压表，向左移动滑片，
读取电流数据
B．观察电流表，向右移动滑片，
读取电压数据
C．观察电压表，向右移动滑片，
读取电流数据
D．观察电流表，向左移动滑片，
读取电压数据
C
A
V
A
R
P
B
（1）拆接线路时、开关应_____，滑动变阻器应处于___________。
（2）本实验中，滑动变阻器的作用是：
①保护电路；②______________________________。
（3）为了达到研究的目的，实验过程中必须保持____________不变；
（4）当开关S闭合后，电压表的读数是2.5V，电流表的读数是0.5A，现在将阻值为5Ω的电阻R换成阻值为10Ω的电阻接入电路来进行研究，则下一步应进行的操作是：____________________________________________
4、如图为“研究电流与电阻关系”的实验电路图。
断开
阻值最大处
保持定值电阻R两端的电压不变
电阻两端的电压
调节滑动变阻器，使电压表的示数保持为2.5V不变
1. 在“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验中，可以分别用1节、2节、3节.....干电池作为电源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
练习与应用
滑动变阻器通过滑动触点的位置即可快速调节电路中的电流或电压，无需频繁增减电池或断开电路，简化了操作流程，还可以起到保护作用。而增减电池需多次调整电源配置，效率较低。
2. 在“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验中，得到的实验数据如下表所示。
（1）为分析电流与电压的定量关系，请你在图中建立坐标系，根据表中的数据在坐标系中描点。
(2）某同学说，从图中可以看出，这些数据中有一个是明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，可能是读取这个数据时粗心所引起的，分析时需要把它剔除掉。这是哪组数据？
练习与应用
（3）可以得到实验结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（2）第4组实验数据
当电压值为1.2V时，对应的电流值为0.32A，而表格中所记录的电流数据是0.25A
0.60
0.45
0.30
0.15
0.5
1.0
1.5
2.0
I/A
U/V
O
3. 在 “探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验中，甲同学把定值电阻、电流表、 电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成如图所示的电路，正准备闭合开关时，旁边的乙同学急忙拦住他，说导线接错了。
请你检查一下电路，错在哪里？乙同学发现只要改接一根导线就可以，请把接错的那根导线找出来，画上 “× ”，再用笔画线把它改到正确的位置上。
练习与应用
×
4. 在探究电流与电压的关系和探究电流与电阻的关系时，可以采用相同的电路，如图所示，但操作过程不同。请分别写出这两个实验的具体操作过程。
（1）在探究电流与电压的关系时，保持定值电阻不变，通过移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压，测出通过定值电阻的电流。
练习与应用
（2）在探究电流与电阻的关系时，保持定值电阻两端的电压不变，改变定值电阻的阻值大小。实验中，通过移动滑动变阻器的滑片，保持定值电阻两端的电压不变，测出通过定值电阻的电流。
5. 某同学完成“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验后，得到如图所示的I-U图像。根据图像回答以下问题。
（1）当定值电阻两端的电压为3V时，通过它的电流是多少
（2）如果通过定值电阻的电流是1A，它两端的电压是多少
（1）当定值电阻两端的电压为3V时，通过它的电流是0.20A。
练习与应用
（2）因为通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比。所以通过定值电阻的电流是1A，它两端的电压是3V×5=15V
6. 图甲是分别探究导体A、B、C两端电压与所通过电流的关系时所得到的实验图像，现在把它们分别接在图乙中导体的位置上，电源电压为3V。请判断哪个导体接入电路时电流表的示数最大，哪个导体接入电路时电流表的示数最小。你的判断依据是什么
当导体两端的电压为3V时，通过导体A、B、C的电流分别为0.1A、0.2A、0.35A。 导体A接入电路时电流表示数最小。
练习与应用
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