2021学年第6节 电流与电压、电阻的关系教案设计

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1.探究电流与电压的关系
(1)猜想假设：在电阻一定时，电压越高，电路中的电流越大。
(2)实验方法：控制电阻不变，然后调节滑动变阻器，使得电阻R两端的电压发生变化，然后读出在不同电压下对应电流表的示数。
(3)实验电路：
(4)实验图像：
(5)实验结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
【注意】导体中的电流与导体两端的电压成正比，其前提条件是电阻一定(或同一段导体)，不能反过来说电压跟电流成正比，电压是因，电流是果，因为导体两端有了电压，导体中才会有电流。
滑动变阻器的主要作用：改变电阻R两端的电压。
2.探究电流与电阻的关系
(1)猜想假设：在电压一定时，电阻越大，电路中的电流越小。
(2)实验方法：保持电压不变，在电路中换用不同的定值电阻，通过调节滑动变阻器的滑片，保证被测电阻两端的电压恒定不变，用电流表测出不同定值电阻中的电流值，研究电流跟电阻的变化规律。
(3)变阻器的作用：保护电路和控制电阻两端电压不变。
(4)实验图像：
(5)结论：在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
【注意】导体中的电流与导体的电阻成反比，其前提条件是电压一定，不能反过来说电阻跟电流成反比，因为电阻是导体本身的一种性质，它的大小由导体本身来决定，与导体中通过的电流无关。
3.欧姆定律
德国物理学家欧姆研究了电流与电压、电阻的关系，在1827年得出了欧姆定律。
(1)内容：导体中的电流，与这段导体两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反比。
(2)表达式：I＝eq \f(U,R)，推导式：U＝IR、R＝eq \f(U,I)。
1．在应用欧姆定律时要注意“三性”。
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。这就是著名的欧姆定律。它是用U表示导体两端的电压，R表示这段导体的电阻，I表示通过导体的电流，欧姆定律可写成：I＝eq \f(U,R)，式中电压U的单位用V，电阻R的单位用Ω，电流I的单位用A。
三性：①同体性：定律中的电压、电流、电阻是对同一段电路而言的。
②同时性：定律中的电压、电流、电阻必须是同一时刻的数值。
③统一性：定律中的电压、电流、电阻的单位必须统一成国际制单位。
2．电阻是导体本身的一种特性，不会因为电压、电流的改变而改变，因此电阻既不与电压成正比，也不与电流成反比。
3.要研究电流与电压、电阻的关系采用的研究方法是：控制变量法，即保持电阻不变，改变定值电阻两端的电压，探究电流跟电压的关系；保持定值电阻两端的电压不变，改变电阻，探究电流跟电阻的关系。然后在得出电流跟电压、电阻的关系时要注意不能缺少条件，如：电压一定或电阻一定
4.在“探究电流跟电压的关系的实验中，滑动变阻器的主要作用是改变定值电阻两端的电压；在“探究电流跟电阻的关系”的实验中，滑动变阻器的主要作用保持定值电阻两端的电压不变。
5.电流随电压的变化而变化，电压的变化是“因”，电流的变化是“果”，而不可随意说成导体两端的电压与通过导体的电流成正比，同样也不能说导体的电阻与通过的电流成反比。
【例1】某实验小组的同学在探究欧姆定律时，采用了如图所示的电路图，实验中他们选用的定值电阻分别定5Ω、8Ω、10Ω，电源电压是3V，滑动变阻器的阻值范围是0~15Ω。
(1)他们在探究某一因素变化对电流的影响时，采用控制变量法，实验分两步进行：①保持电阻不变，探究电流与 的关系；②保持电压不变，探究电流与 的关系。
(2)实验中，电流表的量程应选 A，电压表的量程应选 V。
(3)在研究电阻对电流的影响时，把定值电阻由 换成10Ω，闭合开关后。下步的操作是：调节滑动变阻器的滑片，保持 不变。
(4)此实验需多测几组数据的目的是： 。
1.某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示，下列分析正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时，电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时，电流为0
D.当导体两端的电压为2伏时，电流为0.6安
2.小刚同学用如图所示的电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中，当A、B两点间的电阻由5欧更换为10欧后，为了探究上述问题，他应该采取的唯一操作是( )
A.保持滑动变阻器滑片不动 B.将滑动变阻器滑片适当向左移动
C.将滑动变阻器滑片适当向右移动 D.将电池个数增加
3.下列有关电流、电压、电阻的分析正确的是( )
A.电压是形成电流的原因，有电压就一定有电流
B.加在导体两端的电压越高，导体中的电流就一定越大
C.当电阻一定时，导体中的电流与这段导体两端的电压成正比
D.白炽灯泡在不同电压下测得的电阻不同，因此导体的电阻与电压有关
4.关于公式I=U/R，下面说法正确的是( )
A.导体的电阻越小，通过导体的电流越大
B.导体两端的电压越大，通过导体的电流越大
C.导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比
D.当电阻一定时，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成反比
5.在一段电阻不变的导体两端加20伏电压时，通过它的电流为1安；现在把该导体两端的电压变为8伏，则此时通过该导体的电流和它的电阻为( )
A.0.4安 20欧 C.0.4安 10欧 B.1安20欧
6.在如图所示的电路中，两只电流表的规格相同，电流表有两个量程(0~0.6安以及0~3安)。闭合开关S，电阻R1与R2均有电流流过，两只电流表的指针偏转角度相同，则R1与R2的比值为( )
A.1：5 B.5：1 C.1：4 D.4：1
7.利用如图甲所示的实验电路，探究“通过导体的电流跟电压的关系”时：

(1)需要 个定值电阻。
(2)滑动变阻器的作用是 。
(3)利用实验数据作出的I-U关系图线，与图乙中的 最接近。
8.在如图甲所示的电路图中，电源电压保持6伏不变。闭合开关S后，当滑动变阻器滑片P向B端移动时，电流表示数将 (填“变大”“不变”或“变小”)；当滑片P在滑动变阻器的某位置时，电压表和电流表示数分别如图乙所示，则电阻R1的阻值是 欧。
1．在“研究电流跟电压、电阻的关系”的实验中，当研究电流与电阻的关系时，应该( )
A．调节滑动变阻器，使电路中的电流保持不变
B．调节滑动变阻器，使不同的定值电阻R两端的电压保持不变
C．使电阻R两端电压成倍数变化
D．每次测量时都要使电路中的电流成倍数变化
2．一个用电器两端的电压增大到原来的2倍，则通过该用电器的电流( )
A.增大到原来的4倍 B.增大到原来的2倍
C．减小到原来的 1/4 D．减小到原来的1/2
3．关于欧姆定律，下列说法中正确的是( )
A．通过导体的电流跟该导体的电阻成正比，跟该导体的电压成反比
B．当导体两端的电压一定时，导体的电阻跟通过它的电流成反比
C．当通过导体的电流一定时，导体的电阻跟该导体两端的电压成正比
D．当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟它两端的电压成正比
4．当某一导体两端的电压为3 V时，通过该导体的电流为0.3 A。如果使该导体两端的电压再增加6 V，那么此导体的电阻和通过它的电流分别是( )
A．10 Ω，0.9 A B．20 Ω，0.6 A C．10 Ω，0.6 A D．20 Ω，0.9 A
5．下列四个图像中，能正确描述电阻一定时，通过导体的电流与它两端电压关系的是( )
6．(无锡中考) 在探究“通过电阻的电流与电阻的大小关系”时，我们一般需要先预设一个电压值，实验中保持电阻两端电压为预设值不变，现采用如图所示电路进行探究，器材：学生电源(6 V)，滑动变阻(20 Ω 1 A)，电流表，电压表，开关，三个定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω)及导线若干。以下说法正确的是( )
A. 要获得3组实验数据，电压预设值范围可以为1.5～5 V
B．要获得3组实验数据，电压预设值范围可以为1～4 V
C．电压预设值越大，在获得3组实验数据过程中，滑动变阻器阻值调节范围越小
D．实验电压预设值为2 V，要获得3组实验数据，要更换最大阻值为30 Ω的滑动变阻器
7．一位同学用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。电源电压不变，下表是实验数据，若第四次实验时将定值电阻的阻值由30 Ω调为40 Ω后就直接读出电流表的示数，这个示数应该是( )
A.0.2 B．0.17 C．0.15 D．0.13
8．小明在探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像，根据图像，下列说法错误的是( )
A．当在导体乙的两端加上1 V的电压时，通过导体乙的电流为0.1 A
B．将甲、乙两导体并联后接到电压为3 V的电源上时，干路中的电流为0.9 A
C．通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
D．导体甲的电阻大于导体乙的电阻
9．如图甲所示，已知电源电压为10 V，将滑动变阻器滑片P移到最左端，闭合开关S，灯泡发光，电流表示数为0.35 A，电压表示数如图乙所示，则此时滑动变阻器接入电路的电阻是________Ω。当滑片P向右移动的过程中灯泡亮度__________(填“变亮”“不变”或“变暗”)。
10.探究电流与电阻的关系。
器材有：滑动变阻器、开关、电源(电压恒为6 V)各一个，电流表、电压表各一块，三个定值电阻(10 Ω、15 Ω、20 Ω)，导线若干。
(1)图甲是小明连接的实物电路图，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
(2)电路连接正确后，闭合开关前，滑片应置于________(填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后，移动滑片，使与电阻(20 Ω)并联的电压表示数为4 V，读出电流表示数，再分别改接15 Ω、10 Ω的电阻，重复上述实验，收集的实验数据如下表所示。
老师告诉小明有一组数据误差较大，便找来一个5 Ω的电阻让他再测一组数据。当他把5 Ω的电阻接入电路时，要使电压表示数仍为4 V，实验却不能继续进行，其原因是_______________________。改变连接后，当电压表示数仍为4 V时，电流表示数为______A(如图乙所示)。综合分析数据可得：电压一定时，__________________________________。
[拓展] 小明又利用上述实验器材探究电流与电压的关系，将滑片从一端移到另一端的过程中，收集的实验数据填入了下表中。
(1)分析表中数据可得：电阻一定时，_____________________________。
(2)分析可知，小明使用的变阻器的最大阻值为________Ω。
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.6
0.3
0.2
0.12
电压U/V
4
电阻R/Ω
20
15
10
电流I/A
0.20
0.28
0.40
电阻R/Ω
10
电压U/V
2
3
4
5
6
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6