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電流與電壓、電阻的關(guān)系第十七章歐姆定律授課教師：

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.物理觀念通過實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識電流與電壓和電阻的關(guān)系?？茖W(xué)思維會同時使用電壓表和電流表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和電流之間的關(guān)系?？茖W(xué)探究會使用“控制變量”的研究方法研究物理規(guī)律的思路?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任感受用圖象研究物理問題的方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)教學(xué)重難點(diǎn)運(yùn)用控制變量法來設(shè)計和完成實(shí)驗(yàn)的科學(xué)探究過程。運(yùn)用控制變量法來設(shè)計和完成實(shí)驗(yàn)的科學(xué)探究過程。利用圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

在如圖所示的電路中，當(dāng)通過增加電池的節(jié)數(shù)來增加電阻器兩端的電壓時，我們會發(fā)現(xiàn)通過電阻器的電流增大。另外，通過前面的學(xué)習(xí)我們知道：電阻表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用，當(dāng)電壓一定時，電阻越大，電流越小。通過導(dǎo)體的電流與加在它兩端的電壓及導(dǎo)體的電阻之間存在怎樣的定量關(guān)系呢？

我們可以通過實(shí)驗(yàn)來尋找三者之間的關(guān)系。電壓、電阻的改變都會引起電流的變化。實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)先保持某一個量不變，如電阻不變，研究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系，然后保持導(dǎo)體兩端的電壓不變，研究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系。

第1節(jié)電流與電壓、電阻的關(guān)系情景導(dǎo)入：【提出問題】電阻一定時，電流與電壓存在怎樣的關(guān)系？【猜想與假設(shè)】因?yàn)殡妷菏切纬呻娏鞯脑?。若電阻一定，可能電壓越大，電流越大。【設(shè)計實(shí)驗(yàn)】運(yùn)用控制變量法，控制電阻的阻值不變。并用電流表測出電路中的電流，用電壓表測出定值電阻兩端的電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器改變電阻兩端的電壓。實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。一、探究電流與電壓的關(guān)系A(chǔ)VRR'SP【實(shí)驗(yàn)器材】電源、定值電阻、滑動變阻器、電鍵、電流表、電壓表、導(dǎo)線等?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）按電路圖把一個10Ω的定值電阻連接電路。

（2）閉合開關(guān)前，檢查電路中各元件的連接是否正確，將滑動變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處。一、探究電流與電壓的關(guān)系（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器使電阻兩端的電壓分別為1V、2V、3V、4V、5V、6V，讀出此時相應(yīng)的電流值記入下表中。一、探究電流與電壓的關(guān)系電阻R10Ω電壓U/V1.02.03.04.05.06.0電流I/A0.60.50.40.30.20.1【分析論證】（1）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電流與電壓有關(guān)，電流隨電壓的增大而增大，并且成正比。（2）在坐標(biāo)系中根據(jù)各電流值和對應(yīng)的電壓值描點(diǎn)，畫出I-U圖像。分析圖像可得出：通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比?！窘Y(jié)論】在電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。一、探究電流與電壓的關(guān)系【評估與交流】（1）滑動變阻器的作用：保護(hù)電路、改變定值電阻兩端的電壓.（2）表格錯誤數(shù)據(jù)的分析：分析比較各組數(shù)據(jù)電壓與電流的比值是否相同，不同的一組數(shù)據(jù)為錯誤數(shù)據(jù)。（3）明確：①結(jié)論中的電流、電壓、電阻是針對同一導(dǎo)體而言的。②明確電流與電壓存在的因果關(guān)系，電壓是導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的原因，而不是導(dǎo)體中有了電流才在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電壓，所以不能說電阻一定時，電壓與電流成正比。③在歸納結(jié)論時，不能漏掉前提條件“電阻一定”。一、探究電流與電壓的關(guān)系視頻演示——《探究“電流與電壓的關(guān)系”》

1、（2023年天津中考題）定值電阻R的U﹣I關(guān)系圖象如圖所示，當(dāng)該電阻兩端電壓為3V時，通過它的電流為【】A．1A B．2A C．3A D．4A

課堂練習(xí)1A【解析】R的電阻一定，通過R的電流和兩端的電壓成正比，即R的阻值一定，兩端電壓U和通過的電流I的比值不變。由圖可知，R兩端電壓為6V時，通過電阻R的電流為2A；R兩端電壓由6V減小為3V，變?yōu)樵瓉硎堑囊话?，通過電阻R的電流隨著減小為原來的一半，為【提出問題】電壓一定時，電流與電阻存在怎樣的關(guān)系？【猜想與假設(shè)】因?yàn)殡娮鑼﹄娏饔凶璧K作用，所以若電壓一定，可能電阻越大，電流越小?！驹O(shè)計實(shí)驗(yàn)】要研究電流與電阻的關(guān)系，必須改變接入電路的阻值，所以要更換不同的電阻R接入電路。實(shí)驗(yàn)中要控制電阻R兩端的電壓不變。所以需要在電路中串聯(lián)滑動變速器，通過調(diào)節(jié)滑動變速器，保持電阻R兩端的電壓不變，電路圖如圖所示。AVRR'SP

二、探究電流與電阻的關(guān)系【實(shí)驗(yàn)器材】電源、不同阻值的定值電阻多個、滑動變阻器、開關(guān)、電流表、電壓表、導(dǎo)線等?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）按電路圖連接電路。

（2）閉合開關(guān)前，檢查電路中各元件的連接是否正確，將滑動變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處。

二、探究電流與電阻的關(guān)系（3）把阻值為5Ω的定值電阻接入電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為3V保持不變，讀出電流表的示數(shù)，記錄在下面的表格中。（4）把阻值為5Ω的定值電阻分別更換為10Ω、15Ω、25Ω的定值電阻，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)保持3V不變，讀出電流表的示數(shù)，記錄在下面的表格中。

二、探究電流與電阻的關(guān)系電壓U/V3電阻R/Ω5101525電流I/A【分析論證】（1）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：電流與電阻有關(guān)，電流隨電阻的增大而減小，且電流與電阻的乘積為一定值，說明電流與電阻并且成反比。（2）在坐標(biāo)系中畫出I-R圖像。分析圖像可得出：通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比?！窘Y(jié)論】在電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

二、探究電流與電阻的關(guān)系

二、探究電流與電阻的關(guān)系（2）更換阻值大的定值電阻后，電壓表示數(shù)不能調(diào)節(jié)到所需要的值的原因是電源電壓過大或滑動變阻器的最大阻值過??；更換阻值較小的定值電阻后，電流變大，若實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行，原因是電流表所選的量程過小。

二、探究電流與電阻的關(guān)系（3）如果用干電池做實(shí)驗(yàn)，可以通過改變串聯(lián)干電池的節(jié)數(shù)來改變定值電阻兩端的電壓（圖甲）；如果用學(xué)生電源做實(shí)驗(yàn)，可以通過轉(zhuǎn)動旋鈕來改變定值電阻兩端的電壓（圖乙）；如果用滑動變阻器，可以將滑動變阻器串聯(lián)在電路中起分壓作用，改變定值電阻兩端的電壓。

二、探究電流與電阻的關(guān)系（4）注意：對實(shí)驗(yàn)結(jié)論兩種錯誤的語言描述：①“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比”——漏掉了結(jié)論的前提條件（在電壓一定時）。②“電壓一定時，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體中的電流成反比”——弄錯了結(jié)論的因果關(guān)系（因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的性質(zhì)，跟電壓和電流都沒關(guān)系）。演示實(shí)驗(yàn)—《探究“電流與電阻的關(guān)系”》三、課堂總結(jié)設(shè)計實(shí)驗(yàn)電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法電流與電壓和電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)電路圖電流與電壓的關(guān)系①控制電阻不變，探究電流與電壓的關(guān)系.②控制電壓不變，探究電流與電阻的關(guān)系.①控制電阻不變，探究電流與電壓的關(guān)系；②滑動變阻器的作用：改變定值電阻兩端的電壓；③實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電阻一定，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。①控制導(dǎo)體電壓不變，探究電流與電阻的關(guān)系；②滑動變阻器的作用：控制定值電阻兩端的電壓不變；③實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電壓一定，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。1.在“探究電阻一定時電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，可以分別用1節(jié)、2節(jié)、3節(jié).....干電池作為電源來改變定值電阻兩端的電壓，也可以用滑動變阻器來改變電壓。與改變電池數(shù)量的方法相比，使用滑動變阻器的優(yōu)點(diǎn)是什么?【解析】滑動變阻器通過滑動觸點(diǎn)的位置即可快速調(diào)節(jié)電路中的電流或電壓，無需頻繁增減電池或斷開電路，簡化了操作流程。而增減電池需多次調(diào)整電源配置，效率較低?；瑒幼冏杵骺蓪﹄娏骰螂妷哼M(jìn)行精細(xì)控制。而增減電池僅能離散地改變電壓（如1.5V/節(jié)），無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)。?電路保護(hù)功能?：滑動變阻器的接入可限制初始電流，避免電路中元件因電流突變而損壞，起到保護(hù)作用。直接增減電池可能因電壓突變導(dǎo)致元件過載。教材課后習(xí)題2.在“探究電阻一定時電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。（1）為分析電流與電壓的定量關(guān)系，請你在圖中建立坐標(biāo)系，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。(2）某同學(xué)說，從圖中可以看出，這些數(shù)據(jù)中有一個是明顯錯誤的，跟其他數(shù)據(jù)的規(guī)律完全不同，可能是讀取這個數(shù)據(jù)時粗心所引起的，分析時需要把它剔除掉。這是哪組數(shù)據(jù)？【解析】（1）在坐標(biāo)系中，縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)分別表示探究的兩個物理量，即電流和電壓，注意在物理量符號的旁邊標(biāo)注上單位。（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，通過同一導(dǎo)體的電流與它兩端的電壓成正比，所描繪出的I-U圖象是一條直線。根據(jù)此規(guī)律，第4組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，當(dāng)電壓值為1.2V時，對應(yīng)的電流值為0.32A，而表格中所記錄的電流數(shù)據(jù)是0.25A，相差較大，故此數(shù)據(jù)是錯誤數(shù)據(jù)應(yīng)該剔除掉。（3）可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。3.在“探究電阻一定時電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，甲同學(xué)把定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)和電源連接成如圖所示的電路，正準(zhǔn)備閉合開關(guān)時，旁邊的乙同學(xué)急忙攔住他，說導(dǎo)線接錯了。請你檢查一下電路，錯在哪里？乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)只要改接一根導(dǎo)線就可以，請把接錯的那根導(dǎo)線找出來，畫上“×”，再用筆畫線把它改到正確的位置上。4.在探究電流與電壓的關(guān)系和探究電流與電阻的關(guān)系時，可以采用相同的電路，如圖所示，但操作過程不同。請分別寫出這兩個實(shí)驗(yàn)的具體操作過程?！窘馕觥浚?）在探究電流與電壓的關(guān)系時，保持定值電阻不變，通過移動滑動變阻器的滑片，改變定值電阻兩端的電壓，測出通過定值電阻的電流。（2）在探究電流與電阻的關(guān)系時，保持定值電阻兩端的電壓不變，改變定值電阻的阻值大小。實(shí)驗(yàn)中，通過移動滑動變阻器的滑片，保持定值電阻兩端的電壓不變，測出通過定值電阻的電流。5.某同學(xué)完成“探究電阻一定時電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)后，得到如圖所示的I-U圖像。根據(jù)圖像回答以下問題。（1）當(dāng)定值電阻兩端的電壓為3V時，通過它的電流是多少?（2）如果通過定值電阻的電流是1A，它兩端的電壓是多少?【解析】（1）當(dāng)定值電阻兩端的電壓為3V時，通過它的電流是0.20A。（2）因?yàn)橥ㄟ^定值電阻的電流與其兩端的電壓成正比。所以通過定值電阻的電流是1A，它兩端的電壓是3V×5=15V6.圖甲是分別探究導(dǎo)體A、B、