人教版九年级全册第1节 电流与电压和电阻的关系完美版备课课件ppt

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第十七章 欧姆定律第1课 电流与电压和电阻的关系
新课导入
①________是形成电流的原因。
②________表示导体对电流阻碍作用的大小。
电压
电阻
通过前面的学习我们知道：
通过某一导体的电流与导体两端的电压、导体的电阻之间有没有定量的关系呢？
做一做
①用一节干电池与两节干电池给同一小灯泡供电，观察小灯泡的亮度有什么不同，哪一次小灯亮？
电压越大，电流越大
用两节干电池给同一小灯泡供电，小灯亮。
暗
亮
②在下图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向右移动，连入电路的阻值变大时，观察灯泡的亮暗情况。
电阻越大，电路中的电流越小。
电流与电压、电阻之间有没有定量的关系呢？我们需要通过实验探究寻找其规律。
当滑动变阻器连入电路的阻值变大时，灯泡变暗。
课堂讲解
01
探究电流与电压的关系
02
探究电流与电阻的关系
探究电流与电压的关系
下面通过实验探究这两个猜想是否正确。
电流与电压、电阻的关系
若电阻一定，可能电压越大，电流越大；因为电压是形成电流的原因。
若电压一定，可能电阻越大，电流越小；因为电阻对电流有阻碍作用。
测电阻两端的电压，选择什么器材？
设计实验
如何改变定值电阻两端的电压？
测通过电阻的电流，选择什么器材？
实验中控制不变的物理量是什么？
定值电阻
滑动变阻器
电流表
电压表
①
设计实验
①
如何改变定值电阻两端的电压？
方案一：改变电池节数
方案二：用滑动变阻器
你感觉哪个方案更便于操作？
方案二：用滑动变阻器
设计实验
①
Ⅰ. 实验器材
电源、定值电阻、滑动变阻器、电键、电流表、电压表、导线等。
设计实验
①
Ⅱ. 实验电路图与实物连接图
设计实验
①
连接电路时，开关应处于断开状态； 闭合开关前，使滑动变阻器接入电路阻值最大； 电流表与电压表通过“试触” 选择合适的量程。
Ⅲ. 实验注意事项：
进行实验
Ⅰ. 按电路图连接电路。
Ⅱ. 保持电阻 R=10Ω 不变，调节滑动变阻器使电阻两端的电压分别为 1V、2V、3V、4V、5V、6V，读出此时相应的电流值。
Ⅲ. 把数据填入表格中。
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
②
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
Ⅳ. 把定值电阻换为 R=5Ω ，调节滑动变阻器使电阻两端的电压分别为为 1V、2V、3V、4V、5V、6V，读出此时相应的电流值。
Ⅴ. 把数据填入表格中。
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
③
分析与论证
4.0
6.0
0.1
0.3
0.5
0.6
0.4
0.2
2.0
·
·
·
·
3.0
5.0
1.0
·
·
·
绘制电压U-电流I图象
④
采用图象法分析
结论：通过同一导体的电流I与两端的电压U之间的关系，在U-I坐标系中是一条通过原点的倾斜直线。
④
采用图象法分析
结论：通过同一导体的电流I与两端的电压U之间的关系，在U-I坐标系中是一条通过原点的倾斜直线。
在同一坐标系中，两个导体的U-I图象
归纳结论
注意两种错误的语言描述：①“通过导体的电流与导体两端的电压成正比” ——漏掉了结论的前提条件（同一导体）。②“电阻一定时，导体两端的电压与导体中的电流成正比”——弄错了结论的因果关系（电压是原因，电流是结果；电压与电流无关）。
在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
2
视频小结—《探究“电流与电压的关系”》
1.在“探究电流与电压的关系”实验中，小明和小美经过讨论，将实验方案由甲图改为乙图，这样改进的好处是 ______；实验结束，根据图像丙，他们得出的实验结论是 ______。
【解析】[1]探究电流与电压的关系实验中，为得出普遍性的结论，要多次测量，而甲图中，电压表示数等于电源电压，只能得出一组数据；而乙图中，滑动变阻器与电阻串联，通过移动变阻器的滑片可方便改变电阻两端的电压，从而多次测量得出普遍性的结论。[2]由图丙知，绘制出电阻R的I-U图象为过原点的直线，据此可得结论：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。
2.某同学在“探究电流与电压的关系”的实验中：（1）请用笔画线表示导线，将图中的实物图连接完整，要求滑片P向B端滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大______；
（2）闭合开关后，发现电流表指针在零刻线处，电压表指针明显偏转，此现象的原因是：______；（3）正确连接电路后，闭合开关，若要增大电阻两端的电压，应将滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动。（4）实验中测得多组数据如上表。分析表中数据可得：电流与电压的关系是：______。
【解析】（1）[1] 要使滑片P向B端滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大，滑动变阻器A端要接入电路中，如图所示：（2）[2] 闭合开关后，发现电流表指针在零刻线处，说明电路有断路。而电压表指针明显偏转，说明电压表仍与电源两极相连通，所以是与电压表并联的电阻开路。（3）[3]电阻与滑动变阻器串联，电源电压等于二者电压之和，若要增大电阻两端的电压，需减小滑动变阻器两端的电压，又因为串联电路电压与电阻成正比，所以需要减小滑动变阻器的阻值，应将滑片P向 A端移动。（4）[4]分析表中数据可以看出，在电阻保持不变时，通过电阻的电流随着电压的增大而增大，电压增大多少倍电流也增大多少倍，说明电流与电压成正比。
探究电流与电阻的关系
测电阻两端的电压，选择什么器材？
设计实验
变化的物理量是什么？
测通过电阻的电流，选择什么器材？
实验中控制不变的物理量是什么？
电压
定值电阻
电流表
电压表
①
滑动变阻器
怎样控制定值电阻两端的电压不变？
Ⅰ. 实验器材
电源、定值电阻多个（5Ω、10Ω、20Ω、50Ω 等）、滑动变阻器、电键、电流表、电压表、导线等。
设计实验
①
Ⅱ. 实验电路图与实物连接图
设计实验
①
连接电路时，开关应处于断开状态。 闭合开关前，使滑动变阻器接入电路阻值最大。 电流表与电压表通过试触选择合适的量程。
Ⅲ. 实验注意事项：
进行实验
Ⅰ. 按电路图连接电路。
Ⅱ. 分别将5Ω、10Ω、20Ω、50Ω 的定值电阻连入电路中，调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变（如U＝2V），分别读出电流表的示数，记录在下面的表格中。
Ⅲ. 把数据填入表格中。
0.04
0.1
0.2
0.4
②
③
分析与论证
0.04
0.1
0.2
0.4
当导体的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
绘制I-R图象
④
采用图象法分析
结论：在电压不变时，电流随电阻变化曲线是反比例曲线，即电流与电阻是成反比的。
归纳结论
注意两种错误的语言描述：①“导体中的电流跟导体的电阻成反比”——漏掉了结论的前提条件（在电压一定时）。②“电压一定时，导体的电阻与导体中的电流成反比”——弄错了结论的因果关系（因为电阻是导体本身的性质，跟电压和电流都没关系）。
在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
2
视频小结—《探究“电流与电阻的关系”》
3.小刚同学用如图所示的电路研究电流跟电阻的关系，在实验过程中，当A、B两点间的电阻由5 Ω更换为10 Ω后，他下一步的操作是( )。A．直接记录电流表和电压表的示数B．移动变阻器的滑片P，保持电流表示数不变，记录电压表示数C．移动变阻器的滑片P，保持电压表示数不变，记录电流表示数D．增加电池的个数，记录电流表和电压表的示数
【解析】在研究电流与电阻的关系时，需要保持电压一定，而定值电阻改变后，电阻两端的电压就会随着改变，所以下一步要通过移动变阻器的滑片，来保持电压表的示数不变，记录电流表的示数，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
4.小明在进行“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验。（1）请根据实验目的把图甲的电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大_____；
（2）将电路连接正确后，小明测得实验数据如下：其中第6次实验的电压表、电流表的示数如图乙所示，电压表示数为_______，电流表示数为_______；（3）这6次实验中，其中有一次实验得到的数据是明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，错误数据应该是第_______次实验；（4）在图中画出流经定值电阻的电流随两端电压变化的大致图像_______（不用描点）。（5）由以上实验数据可知，小明使用的定值电阻阻值约为_______Ω。
【解析】（1）[1]滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，连接变阻器右下方的接线柱，如图所示：（2）[2][3]由图乙可知，电压表的量程是0~3V，分度值是0.1V，电压表的示数是2.4V；电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.48A。（3）[4]由表格中数据可知，电阻不变，在误差允许的范围内，电流与电压成正比，第4组数据，电压为第一组的4倍，但电流为第一组的5倍，所以不符合规律。
（4）[5]由表中数据可知，电阻不变，电流与电压成正比，电流随两端电压变化的大致图像如图所示：（5）[6]第4组数据错误，去掉，其它各组数据得到电阻的阻值分别为 定值电阻阻值
课堂总结
思维导图
归类练习
类型1:滑动变阻器的作用
1.小明利用下图甲所示的电路，做“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”的实验。他使用的器材有：两节干电池，阻值为5Ω（R1）、10Ω（R2）、20Ω（R3）的定值电阻、“15Ω 1A”的滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一只，导线若干。下面是实验过程中的几个步骤和遇到的问题，请按要求作答。（1）根据图甲所示的电路，用笔画线代替导线，将图乙中的实物连成实验电路______；（2）电路中滑动变阻器的作用是______；（答出一条即可）
类型1:滑动变阻器的作用
（3）正确连接好电路后，小明首先将R1接入电路，移动滑动变阻器滑片使R1两端的电压为1.5V，读出电流表的示数；①小明用R2替换R1接入电路，接下来他应该进行的操作是______，读出电流表的示数；②小明用R3替换R2接入电路进行实验，发现无论怎样移动滑动变阻器，R3两端的电压始终无法达到1.5V。经检查，电路连接无误，各元件均完好。请你帮他找出原因______；（答出一条即可）③实验中不断更换定值电阻，操作比较麻烦，要想变得简单些，写出你的建议______。（答出一条即可）
类型1:滑动变阻器的作用
【解析】（1）[1] 由题意可知，电源电压为3V，最小的定值电阻R=5Ω，则电路中的最大电流为因此，电流表应选择0~0.6A量程，电压表应选择0~3V量程，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻两端，如下图所示：（2）[2]研究电流与电阻的关系时，应保持定值电阻两端的电压不变，滑动变阻器的作用是，改变自身接入电路的阻值，控制定值电阻两端电压不变。
类型1:滑动变阻器的作用
（3）[3]①用R2替换R1接入电路后，定值电阻变大，根据串联分压规律可知，定值电阻两端的电压变大，实验时要控制定值电阻两端电压不变，所以应该调节滑动变阻器的滑片，使电阻R2两端的电压为1.5V。[4]②用R3替换R2接入电路后，若保持其两端电压不变，则电路中的电流为滑动变阻器两端电压为滑动变阻器的阻值应为题目中所提供的滑动变阻器的规格是“15Ω 1A”，所以不能将定值电阻两端电压调到1.5V的原因是，滑动变阻器的最大阻值过小。[5]本实验中要不断的拆接阻值不同的定值电阻，要想将实验变得简单些，可以将定值电阻换成变阻箱，通过调变阻箱旋钮就可以达到更换电阻阻值的目的。
类型2:电流与电压关系图像
2.如图所示的各图中，能正确描述电阻一定时，电流随电压变化的图象是（ ）。
类型2:电流与电压关系图像
【解析】A．图象反应的是电流与电压成正比，故A正确；B．图象反应的是电流随电压增大而减小，故B错误；C．图象中当导体两端电压为0时，电流不为0，故C错误；D．图象反应的电流与电压成反比，故D错误。故选A。
类型3:探究电流与电压的关系
3.小彤探究“电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压的关系”，实验器材有：两节干电池，滑动变阻器、电流表、电压表、10Ω的定值电阻及开关各一个，导线若干。（1）图甲是该同学连接的部分电路，请用笔画线，将图中的实验电路连接完整______；（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在______（选“a”或“b”）的位置。闭合开关后，移动滑片，观察到电流表示数逐渐变大。当滑片滑到a端时，电流表示数如图乙所示，此时电流表的读数为______A。为了减小实验误差，接下来正确的操作是：______；
类型3:探究电流与电压的关系
（3）进行实验，记录的实验数据如下表：电阻R=10Ω；①请在方格纸上画出电流I与电压U的关系图象______。②分析图像得出的探究结论是：______；
类型3:探究电流与电压的关系
（4）小李把图中的定值电阻换成标有“2.5V”的小灯泡，重做上述实验，实验记录的数据如下：①小灯泡在正常工作时的电阻是______Ω；②小灯泡的电阻随电压的增大而______，原因是______。
类型3:探究电流与电压的关系
【解析】（1）[1]本实验探究电流与电压的关系，需要测量的物理量有电流和电压，所以电压表应并联在定值电阻两端，由于电源为2节干池串联而成，电源电压为3V，故电压表应选择0~3V量程，如图所示：（2）[2]闭合开关前，为防止电流过大而损坏元件，滑动变阻器应置于最大阻值处，如图滑动变阻器下端接线柱接入的是a端，故滑片应置于b。 [3]如图所示，电流表接入的是0~3A的量程，分度值为0.1A，故读数为0.3A。
类型3:探究电流与电压的关系
[4]为了减小误差，小于0.6A的电流应该选择0~0.6A的量程，此时的电流为0.3A，故接下来应断开开关，将与电流表“3A”的接线柱上的导线改接到“0.6A”接线柱上。（3）[5]根据表格中数据，分别以电压为横坐标，对应的电流为纵坐标描出每组电压和电流，连接起来，如图所示：[6]根据图像，结合表格数据，可知，在电阻一定时，电压与对应的电流之比为定值，即电流与电压的函数关系为正比例关系，故在电阻一定时，通过导体的电流与电压成正比。
类型3:探究电流与电压的关系
（4）[7]根据表格数据，当U额=2.5V时，I额=0.4A，由欧姆定律的计算公式可得小灯泡正常发光时的电阻为[8]根据表格数据，可知当电压分别为1.0V、1.5V、2.0V、3.0V对应的电流为0.24A、0.30A、0.36A、0.44A，则电阻大小分别为根据上述计算结果可知，小灯泡的电阻随电压的增大而增大。[9]导体电阻与材料、长度、横截面积和温度有关。随着灯泡两端电压和电流越来越大，灯泡实际功率越来越大，温度越来越高，电阻也会随着温度升高而变大。
类型4:探究电流与电阻的关系
4.小红同学为了探究“电流与电压和电阻的关系”，设计了如图甲所示电路图：（1）请根据图甲，用笔画线代替导线将实物图乙连接完整________；（要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大）（2）连接电路时，开关应处于________状态，滑动变阻器应移至________（“A”或“B”）端；（3）小红在实验时，闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表的示数始终等于电源电压，电流表示数为零，则电路中的故障是________；
类型4:探究电流与电阻的关系
（4）排除故障后，在探究“电流与电压的关系”时，小红在ab间接入电阻R1，移动滑片P，将测量数据记录在表一中，当电压表示数为2.0V时，对应的电流值如图丙所示，为________A。小萌使用其他阻值的电阻R2，测量数据如表二所示，根据两组数据描绘出相应的I-U图象如图丁所示；
类型4:探究电流与电阻的关系
（5）根据描绘出的I-U图象可以得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成________；其中图线________表示的是R1的I-U图象；（6）探究“电流与电压的关系”时，测量了多组数据，其目的是为了________（选填字母序号）；A．寻找普遍规律　　B．取平均值减小误差（7）小红继续探究“电流与电阻的关系”时，先测出了5Ω电阻在2.0V电压下的电流，然后断开开关，将5Ω电阻换成10Ω电阻，闭合开关，直接读出电流值，这种做法________（选填“正确”或“错误”），理由是________。
类型4:探究电流与电阻的关系
【解析】（1）[1]由图甲知，定值电阻R与滑动变阻器串联在电路中，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。滑动变阻器的接线柱应是一上一下的接法，滑片向右移动时，接入电路的阻值变大，所以变阻器下端的接线柱接在D端。实物图连接如下：（2）[2]连接电路时，为了避免短路对电路造成损坏，开关应处于断开状态。[3]滑动变阻器的滑片应置于阻值最大位置，即B端，才能起到保护电路的作用。
类型4:探究电流与电阻的关系
（3）[4]在串联电路中，电流表无示数，则电路中出现了断路，而电压表有示数且等于电源电压，说明电压表与电源是接通的，这是由于电阻R断路导致电压表串联在了电路中。（4）[5]由图丙知，电流表选用小量程，对应分度值为0.02A，示数为0.4A。（5）[6]由图丁知，R1、R2的I-U图像都是过原点的倾斜直线，那么说明：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。[7]在图丁中，当电压相同时，通过a的电流比通过b的大，据知，a图线的电阻比b图线的小。由表格数据知，R1、R2的阻值分别为
类型4:探究电流与电阻的关系
即R1>R2所以b图线是R1的I-U图像。（6）[8]在探究电流与电压的关系时，需要测量多组数据，这样就可避免实验可能出现的偶然性，而能寻找更具普遍性的规律。故A符合题意，B不符合题意。故选A。（7）[9][10]将5Ω电阻换成10Ω后，直接读出电流值，这个过程中，定值电阻变大，滑片的位置不变时，定值电阻两端的电压会变大，没有控制定值电阻两端的电压不变，所以此做法错误。
课程结束