資源簡介

（16）電流與電壓和電阻的關系—九年級物理人教版全一冊課前導學
知識集錦：
實驗探究：電流與電壓和電阻的關系
1.提出問題
導體中的電流與導體的電阻及加在它兩端的電壓存在怎樣的定量關系？
2.猜想與假設
（1）電壓是產生電流的原因，電阻一定時，若升高電壓，電流可能會增大。
（2）電阻對電流有阻礙作用，電壓一定時，若增大導體的電阻，通過導體的電流可能會減小。
3.設計實驗與制定計劃
根據要求設計出實驗電路，安排適當的實驗步驟，明確要收集的數據。由于電流可能受電壓、電阻等多種因素的影響，所以在實驗中應當采用“①____________”研究電流的大小分別與電壓和電阻的關系。電路如圖所示：
②（畫圖）
4.實驗過程
（1）按照電路圖連接實物。
（2）探究電流與電壓的關系：控制③_______不變，改變該電阻兩端的④________，使其整數倍增加，測量通過該電阻的電流。在表一種記錄電流和對應的電壓值。（表中為參考數據）
表一 保持電阻不變，研究電流隨電壓的變化
次數
1 10 1 0.1
2 10 2 0.2
3 10 3 0.3
（3）探究電流與電阻的關系：控制電阻兩端的⑤________不變，選用⑥____________________接入電路，測量通過電阻的電流。在表二中記錄電流和對應的電阻值。
表二 保持電壓不變，研究電流隨電阻的變化
次數
1 3 5 0.6
2 3 10 0.3
3 3 15 0.2
5.分析論證
（1）根據表一種數據畫出I-U圖像，如圖所示：
觀察到I-U圖像是過原點的直線，可以證明：電阻R一定時，電流I與電壓U成⑦____比。
（2）根據表一種數據畫出I-R圖像，如圖所示：
觀察到I-R圖像為曲線，結合數據可以證明：電壓U一定時，電流I與電阻R成⑧____比。
6.實驗結論
（1）當導體的電阻一定時，導體中的電流與⑨__________________________________。
（2）當導體兩端的電壓一定時，導體中的電流與⑩______________________________。
自我檢測：
1.控制變量法在物理實驗中應用頗多，在“探究電流與電壓關系”實驗中就需要控制電阻一定。如圖所示是此實驗所用的電路圖，關于控制電阻一定的理解正確的是( )
A.應保持滑片的位置不變
B.應保持不變，調節滑片到不同的適當位置
C.控制和的阻值之比一定
D.可以將換成小燈泡
2.在探究“電流與電壓和電阻的關系”的實驗中，得到如表中的數據：
電壓U/V 電阻R/Ω 電流I/A
2 5 0.4
3 15 0.2
4 40 0.1
從表格的數據中，可得出電流I與電壓U、電阻R的數學表達式應是I=__________。
3.在“探究電流與電壓關系”的實驗中，圖甲是某實驗小組設計的電路，電源電壓3V保持不變。
（1）請用筆畫線代替導線，在圖甲中完成電路連接，要求滑片P向右端滑動時，電流表的示數變大________；
（2）實驗中測得五組數據，并繪制出定值電阻R的圖像如圖乙所示。結合乙圖分析本實驗所用滑動變阻器的最大阻值應不小于________Ω。
4.某同學利用如圖甲所示的電路探究“電流與電阻的關系”，電源電壓恒為3V；
（1）請用筆畫線代替導線，將圖甲電路補充完整；
（2）閉合開關后，觀察到電流表有示數，電壓表無示數；則故障可能是_______；
（3）排除故障后，繼續實驗，測量并記錄實驗數據，根據實驗數據畫出電流與電阻關系的圖像如圖乙所示（實驗中各電路元件完好）；分析圖像可知實驗中控制定值電阻兩端電壓為__________V不變，并發現__________Ω的定值電阻實驗數據是錯誤的；去除錯誤數據，分析剩余數據得出的結論是：當導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成__________；
（4）利用以上實驗器材，還可以完成的電學實驗是__________。（寫出一個即可）
答案以及解析
知識集錦：
①控制變量法 ② ③電阻 ④電壓 ⑤電壓 ⑥不同的定值電阻 ⑦正 ⑧反 ⑨導體兩端的電壓成正比 ⑩導體的電阻成反比
自我檢測：
1.答案：B
解析：在“探究電流與電壓關系”實驗中應控制定值電阻的阻值不變，改變滑動變阻器的滑片位置，多次實驗，記錄多組電流和電壓值，得出普遍規律，故應保持不變，調節滑片到不同的適當位置；和的阻值之比會發生變化；小燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，不可以將換成小燈泡。故選B。
2.答案：
解析：觀察表中每組實驗數據中電流I與電壓U和電阻R間的關系，最后歸納出關系式；歐姆定律的內容：導體中的電流跟電壓成正比，跟電阻成反比。
由表格中數據知，電路中的電流等于導體兩端的電壓和導體電阻的比；即在電阻一定時，電流跟電壓成正比；在電壓一定時，電流跟電阻成反比。其表達式為
3.答案：（1）見解析；（2）25
解析：（1）實驗中，定值電阻與變阻器串聯，電壓表測量定值電阻電壓，電流表測量電路電流；滑片P向右端滑動時，電流表的示數變大，說明此時變阻器接入電路中電阻變小，則變阻器的右下接線柱接入電路中，如圖所示：
（2）當電路中電流最小為0.5A時，變阻器接入電路中電阻最大，此時變阻器的電壓為
由歐姆定律得，此時變阻器接入電路中電阻為
則本實驗所用滑動變阻器的最大阻值應不小于25Ω。
4.答案：（1）見解析；（2）電阻R短路；（3）2；15；反比；（4）探究電流與電壓的關系
解析：（1）探究“電流與電阻的關系”時，電壓表測量電阻兩端電壓，電壓表與電阻并聯，由于電壓是兩節干電池，則電源電壓為3V，所以電壓表選0~3V量程，如下圖所示：
（2）閉合開關后，觀察到電流表有示數，則電路是通路，電壓表無示數，則故障可能是電阻被短路。
（3）由乙圖可知，當電阻為5Ω時，通過電阻的電流為0.4A；當電阻為10Ω時，通過電阻的電流為0.2A；當電阻為20Ω時，通過電阻的電流為0.1A；則有
所以控制定值電阻兩端電壓為2V不變。
由乙圖可知，當電阻為15Ω時，通過電阻的電流為0.16A，則電阻兩端電壓
由于沒有控制15Ω電阻兩端電壓為2V，所以15Ω的定值電阻實驗數據是錯誤的。
由乙圖可知，通過定值電阻的電流隨電阻的增大而減小，且通過電阻的電流與電阻的乘積保持不變，所以當導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。
（4）由于可以調節電路中的滑動變阻器的滑片位置，改變定值電阻兩端電壓，同時控制電阻阻值不變，所以還可以完成的電學實驗是探究電流與電壓的關系。

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