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第3章 电路探秘
现代社会中电的应用无处不在。各种灯光为我们照亮黑夜，为我们创造七彩的夜晚；手机可以使我们与远方的亲朋好友亲切交流，家里的机器人为我们随时打开各种家用电器或设备。电是什么？电从哪里来？电的流动遵循怎样的规律？
电压越大，对电路中电流的推动作用越大，即相当于电流获得的推动作用越强；而电阻越大，则对电路中电流的阻碍作用就越大。那么,电流与电压、电流与电阻之间存在怎样的定量关系呢
第4节欧姆定律及其应用
第1课时 电流与电压的关系
第4节欧姆定律及其应用
电流与电压、电阻的定量关系
物理量 物理意义 符号 国际单位 测量
工具
电流
自由电荷定向移动
I
A
电流表
电压
使电荷定向移动形成电流的原因
U
V
电压表
电阻
导体对电流的阻碍作用
R
Ω
电路三个基本物理量
电流与电压有什么关系？
电流与电阻有什么关系？
高度差越大水流越大。
猜想：
电压越大电流越大。
电流与两个量有关系，那么如何研究电流与电压的关系？
探究 I与U、R的关系
控制变量法
R不变时
改变U
探究 I与U的关系
U不变时
改变R
探究 I与R的关系
如何控制定值电阻两端的电压保持不变
请你设计电路图
R
A
S
V
R′
一、电流与电压的关系
研究电流与电压的关系，必须控制电阻不变，即研究一个定值电阻的电流与它两端的电压的关系。
1.按图所示连接电路。闭合开关，调节滑动变阻器R′,可改变电阻R上的电压。
电压表测出的电压是哪两端的电压？电流表测出的电流是经过哪个元件的电流？如果没有滑动变阻器R′，该实验可行吗？
答：电压表测R两端的电压。
通过电阻R的电流。
没有滑动变阻器R′，可以改变电源的电压。
1.按图3.4-1所示连接电路。闭合开关，调节滑动变阻器R′,可改变电阻R上的电压。
2.实验中定值电阻R=5Ω,逐次调节滑动变阻器R′,使电压表上的读数分别达到表中的数值，分别读出每次不同电压下的电流值，并记录在表中。
0.2
0.4
0.6
5
5
5
2.实验中定值电阻R=5Ω,逐次调节滑动变阻器R′,使电压表上的读数分别达到表3.4-1中的数值，分别读出每次不同电压下的电流值，并记录在表3.4-1中。
0.2
0.4
0.6
5
5
5
3.计算电压与电流的比值，比较其结果可得到什么结论
实验结论:当电阻一定时，通过导体的电流与它两端的电压成正比。
分析论证:
通过对表中数据的分析计算，发现电流随电压的增大而增大，且在误差允许的范围内，电压与电 流的比值不变。将实验数据以图像的形式表示出来，分析可知电流与电压成正比
以上表格中计算出的电压与电流的比值是否完全相等 与同学讨论结果，并分析原因。
答：不完全相等。在读取电压表、电流表的示数时可能会出现误差，元件通电温度升高时可能会影响属性。
二、电流与电阻的关系
研究电流与电阻的关系，必须控制电压不变，即当电阻两端的电压始终不变时，来研究通过电阻的电流大小与电阻阻值的关系。
1.图中，更换定值电阻R,调节滑动变阻器R′,使R两端的电压始终保持不变，可读出并记录每次的电阻值与电流值。
1.图3.4-1中，更换定值电阻R,调节滑动变阻器R′,使R两端的电压始终保持不变，可读出并记录每次的电阻值与电流值。
2.测量电压为2V时不同电阻的电流值，并记录在表3.4-2中。
0.4
0.2
0.133
2
2
2
3.计算电流与电阻的乘积，比较其结果，可以得出什么结论
答:电流与电阻的乘积是定值，可得结论:当电压一定时，通过导体的电流与它的电阻成反比
答:电流与电阻的乘积是定值，说明电流随电阻的增大而减小，且在误差允许的范围内，电阻与电 流的乘积不变。将实验数据以图像的形式表示出来，分析可知电流与电阻成反比
实验结论:当电压一定时，通过导体的电流与它的电阻成反比
三、欧姆定律
1.德国物理学家欧姆研究了电流与电压、电阻
的关系，得出如下结论 ：
导体中的电流，
跟这段导体两端的电压成正比，
跟这段导体的电阻成反比。
2.公式：
I
R
U
＝
R（欧）
单位：
I（安）
U（伏）
分析实验数据
通过观察和实验获得的数据，需要进行分析处理，以寻找数据之间的关系和规律。数据分析往往需要把获得的数据整理成表格或图像，以利于寻找和发现规律。
欧姆
在今天看来，欧姆定律的研究并不困难，但在欧姆那个年代，他的研究非常困难。主要原因有两个：一是没有电压足够稳定的电源；二是没有能精确测量电路中电流大小的仪表(电流表)。
1.欧姆定律:导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。
2.公式：
I
R
U
＝
I表示电流，单位是安（A）
U表示电压，单位是伏（V）
R表示电阻，单位是欧（ Ω）
U＝IR
I
R
U
＝
3.变形公式：
5.达到改变用电器两端电压大小的目的。
6.达到控制用电器两端电压不变的目的。
变阻、
限流、
分压、
保护。
4.滑动变阻器在电路中的作用：
1.对于公式R，下列说法中正确的是---（　　）
A．一段导体的电阻在电流不变时，与导体两端的电压成正比
B．一段导体的电阻在导体两端电压不变时，与通过导体的电流成反比
C．一段导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比
D．导体的电阻等于这段导体两端的电压与通过这段导体的电流的比值
D
【答案】D
【解答】解：
因为电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与两端的电压和通过的电流无关，
R只能说：导体的电阻等于这段导体两端的电压与通过这段导体的电流的比值。
所以ABC的说法均不正确，D的说法正确。
故选：D。
2.“胜哥”做了如图所示的实验，实验记录如表格所示，下列能正确表示“电流、电压和电阻关系”的是（　　）
A
U1＝1V U2＝2V U3＝3V
第一组R1＝5Ω 0.2A 0.4A 0.6A
第二组R2＝10Ω 0.1A 0.2A 0.3A
第三组R3＝20Ω 0.05A 0.1A 0.15A
【答案】A
【解答】解：由图知，R、滑动变阻器、电流表串联在电路中，电压表测R两端电压，
由控制变量法知，
探究“导体中电流跟电压的关系”时应控制R阻值不变，
探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制R两端电压保持不变，
由题目中表格知：当电阻阻值不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
当定值电阻两端的电压不变时，导体中电流跟导体的电阻成反比，即I﹣U图象为正比例函数，I﹣R图象为反比例函数
AB、AB都是I﹣U图象，且I﹣U图象都是正比例函数，但由于R1＜R2＜R3，R1的斜率应最大，R3的斜率应最小，故A正确，B错误；
C、C是I﹣R图象，应是反比例函数，但C选项中图象是正比例函数，故C错误；
D、D选项是I﹣R图象，是反比例函数，但由于R1＜R2＜R3，故电流相同时，U1＜U2＜U3，故D错误；
故选：A。
A. B. C. D.
3.“胜哥”在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的I - R图像，下列结论与图像相符的是---( )
A.电阻一定时,电流与电压成正比
B.电阻一定时,电压与电流成正比
C.电压一定时,电流与电阻成反比
D.电压一定时,电阻与电流成反比
C
4.在一段电阻不变的导体两端加20 V电压时,通过的电流为1 A ;现在把该导体两端的电压变为8 V ,则此时通过该导体的电流和它的电阻分别为---( )
A.0.4A 20Ω B.1A 20 Ω
C.0.4A 10Ω D.1A 10 Ω
A
5.如图所示电路中,电源电压为3V且保持不变, R是定值电阻 , R’是滑动变阻器。当开关S闭合后,在将滑动变阻器的滑片由B端移动到A端的过程中,电流表示数________。
变大
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