人教版初三物理第9讲：电流与电压和电阻的关系（教师版）

电流与电压和电阻的关系_ _ _ _ _ _1重点：通过实 验，探究电流、电压、电阻之间的关系 2难点：通过实 验，探究电流、电压、电阻之间的关系 1探究电流跟电压、电阻关系的实验设计(1)实验方法控制变量法因影响导体中的电流大小的因素可能有两个：电压和电阻，所以要探究与其中一个因素的关系，应保持另一个因素不变。可以先保持电阻不变，用电压表和电流表测出定值电阻两端的电压和电流，研究电流与电压的关系；也可以保持电压不变，改变电阻，用电流表测出电阻中的电流，研究电流跟电阻的关系。(2)根据控制变量法，探究电流跟电压、电阻的关系可分为两步：保持电阻不变，通过改变电压，观察电流的变化；保持电压不变，通过改变电阻，观察电流的变化。2探究电流跟电压和电阻的关系实验目的探究电流与电压的关系探究电流与电阻的关系控制变量控制电阻不变，利用滑动变阻器来改变电阻两端的电压和通过导体的电流控制电压不变，换用不同的电阻，利用滑动变阻器调节使不同电阻两端的电压相同电路图实验图象结论电阻不变时，电流与电压成正比电压不变时，电流与电阻成反比3实验过程中注意事项分析(1)在连接实物图时，开关应断开，滑动变阻器的滑片要移到阻值最大的位置。(2)电流表和电压表要选择合适的量程，电流表一般选择00.6 A，电压表在不能确定的情况下可利用试触法，在不超量程的情况下，要尽可能选用小量程，以减小实验的误差。(3)一定要让电流从电流表和电压表的正接线柱上流入，从负接线柱上流出，否则指针会向零刻度线的左侧偏转。(4)读数时，视线要与刻度盘上的刻度线垂直，若指针不指在整刻度线，要适当估读。(5)在探究电流与电阻的关系时，一定要控制电压不变；在探究电流与电压的关系时，一定要控制电阻不变。(6)在写实验结论时，一定要注意结论成立的前提条件。电压表量程的选择电压表量程一般根据电源电压或用电器的规格选择，电流表没有特殊说明一般选用00.6 A，滑动变阻器电阻的变化要以下接线柱为准，滑片远离时电阻变大，靠近时电阻变小。,4利用数学函数图象分析电流与电阻和电压的关系图象作为表示物理规律的方法之一，可以直观地反映某一物理量随另一物理量变化的函数关系，形象地描述物理规律。应用图象不仅可以直接求出或读出某些待求物理量，还可以用来探究某些物理规律，测定某些物理量，分析或解决某些复杂的物理过程。如图所示，横轴表示电流，纵轴表示电阻，从图象中可以看出，电流随电阻的增大而减小。题型一：探究电流与电压和电阻的关系实验例1（2009东营）某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，发现通过电阻a、b的电流随电压变化情况如图所示，则下列结论与图象相符的是（）A电阻一定时，电流随着电压的增大而减小B电压相同时，阻值大的电阻通过的电流大C电流相同时，阻值小的电阻两端的电压大D两电阻阻值的关系是RaRb解析：A、由图象可知，当电阻一定时，电流随着电压的增大而增大，故该选项错误；B、当电压相同时，阻值大的电阻通过的电流小，该选项错误；C、由图象知，当电流相同时，阻值小的电阻两端的电压小，该选项错误；D、加同样电压时，IaIb，所以RaRb，该选项正确答案：D例2（2015南宁）如图是“探究电流与电阻的关系”的电路图将5的定值电阻接入图中A、B两点间，正确操作后，电流表的示数为0.4A接下来的操作是：断开开关，将5的定值电阻更换为10的定值电阻，再将滑动变阻器的滑片P移到最 （选填“左”或“右”）端，然后闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为 V时，读出电流表的示数解析：由题将5的定值电阻接入图中A、B两点间，电流表的示数为0.4A，所以R两端电压U=IR=0.4A5=2V将5的定值电阻更换为10的定值电阻，为保证电阻两端电压保持不变，应先将滑动变阻器的滑片滑到右端移动，闭合开关，移动滑片P，使电压表示数为2V时，读出电流表的示数答案：右；2例3（2014鞍山）在探究“电流与电阻的关系”实验中，电路如图1所示：（1）连接电路时，开关应当 （2）闭合开关前，滑动变阻器滑片调至 （“a”或“b”）端（3）将电路连接正确后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使定值电阻R两端的电压为2V，电流表示数如图2所示，则R的阻值为 （4）换上10的电阻后，闭合开关，电压表示数将 （填“变大”或“变小”），此时应将滑片P向 （填“a”或“b”）端移动，电阻两端的电压为 V（5）小芳同学正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压，其原因是 解析：（1）为保护电路，连接电路时开关应断开；（2）闭合开关前，保护电路的滑动变阻器的滑片处于最大阻值处的b端；（3）由图2可知，电流表的量程为00.6A，分度值为0.02A，示数为0.4A，由I=可得，R=5；（4）探究“电流与电阻的关系”时应控制电压表的示数2V不变，换上10的电阻后，电路中的总电阻变大，由I=可知，电路中的电流变小，滑动变阻器两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电阻两端的电压变大，即电压表的示数变大，要使电压表的示数不变，滑片应向b端移动，增大接入电路中的电阻，减小电路中的电流，直到电压表的示数为2V为止；（5）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压，说明电压表并联部分断路，原因是定值电阻R断路答案：（1）断开； （2）b； （3）5； （4）变大；b；2； （5）定值电阻R断路例4（2014邵阳）图甲为小红同学设计的“探究电流与电阻关系”的实物电路图（1）连接电路时开关应处于 状态（选填“断开”或“闭合”）（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移至 （选填“A”或“B”）端（3）当小红同学闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数且大小接近电源电压，则电路中出现的故障可能是定值电阻发生了 （选填“短路”或“断路”）（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P，当电压表示数为2V时，记下电流表示数当将原来5的电阻换成10的电阻后，电压表示数如图乙所示要使电压表示数保持2V不变，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动解析：（1）连接电路时开关应处于断开状态（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移至A端（3）闭合开关，电流表无示数，说明电路存在断路，电压表有示数且大小接近电源电压，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的定值电阻断路（4）当将原来5的电阻换成10的电阻后，电阻阻值增大，定值电阻分压增大，滑动变阻器分压减小，为保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分压，由图示电路图可知，应将滑片向A端移动答案：（1）断开；（2）A；（3）断路；（4）A例5（2014龙岩）小谢利用图甲所示的电路做“探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”的实验（1）图乙是未连接好的电路，请在图上用笔画线代替导线连接好电路（2）探究电流与电压的关系，应控制不变的量是 开关S闭合后，将滑动阻器的滑片P从B端移至A端，电流表和电压表示数变化关系如图丙所示实验时，电源电压保持3V不变，当滑片P位于A端时，电流表的示数为 A（3）探究电流与电阻的关系的实验过程中，当A、B两点间的电阻R由5更换为10后，为了探究上述问题，他应该采取的正确操作是 A保持滑动变阻器的滑片不动 B将滑动变阻器的滑片适当向左移动C将滑动变阻器的滑片适当向右移动 D适当增加电池的节数解析：（1）将图中的电压表与定值电阻并联，并连接03V量程，将电阻的右端接线柱与滑动变阻器的上端其中一个接线柱相连，如图所示（2）根据控制变量法，在探究电流与电压关系时，应控制电阻不变；开关S闭合后，滑动阻器的滑片P从b端移至a端，此时电路中只有电阻接入电路，其两端的电压为电源电压，根据图象丙，当电压为3V时，电流表的示数为0.6A；（3）探究电流与电阻的关系时，应控制电压相同当更换电阻后，电阻变大，分压变大，为保持电阻两端的电压不变，应适当调节滑动变阻器，使其滑片适当向右移动，使滑动变阻器两端电压变大，则定值电阻两端电压变小故C做法正确答案：（1）见上图； （2）电阻R； 0.6； （3）C基础演练1当用两节干电池作电源时，小灯泡的亮度比用一节干电池作电源时亮，这说明通过小灯泡的电流跟小灯泡_的大小有关。2如图17.1-1所示，电源电压不变，接入阻值不同的电阻丝A和B时，电流表的示数不同，这说明电路中的电流大小跟电路中_的大小有关图17.1-13由上面第1题和第2题可知，通过导体的电流的大小跟_和_两个因素有关；我们在探究导体上的电流跟导体两端电压的关系时，需要控制导体的_的不变，改变导体_，由此得出在电阻不变的条件下，通过导体的电流跟导体两端电压的关系。4怎样方便地改变电路中导体两端的电压？你的方法是_ _。5探究导体上的电流跟导体电阻的关系时，应保持导体_不变，而改变_。6某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了如图17.1-3所示的I-R图图17.1-3像，下列结论与图像相符的是 （ ）A电阻一定时，电流随着电压的增大而增大B电阻一定时，电压随着电流的增大而增大C电压一定时，电流随着电阻的增大而减小D电压一定时，电阻随着电流的增大而减小7为了探究电流与电压的关系，小华设计了图13所示的实验电路图（1）实验选用的器材如图14所示，其中电源为2节干电池，定值电阻为10，滑动变阻器标 “102A”字样，则实验时电压表应选用的量程为 V，电流表应选用的量程为 A图14图13AVRRS（2）请根据电路图用笔画线代替导线，将图14中的元件连成电路要求：滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表的示数变大（3）右表是小华探究电流与电压关系时记录的几组实验数据，通过对表中数据的分析，可得到的初步结是： 实验次数12345电压/V1.01.52.02.52.8电流/A0.100.150.200.250.288小明做“探究电阻上的电流跟两端电压的关系”的实验。（1）他记录了有关实验数据，但还有一空未写出，请按表中规律，完成表格内容。电压U/V1234.5电流I/A0.20.40.6（2）分析表格中的数据，得到的结论是：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压_。 9在探究“电压一定时，电流跟电阻的关系”的实验中，设计电路图如图17.1-4甲所示。图17.1-4连接电路前，开关必须 。请请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整电路（导线不允许交叉）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是（ ）A电流表坏了 B滑动变阻器短路 C电阻处接触不良 D电阻短路排除电路故障进行实验，多次改变R的阻值，调节滑动变阻器，使电压示数保持不变，实验数据记录如下表。其中第5次实验电流表示数如图丙所示，其读数为 A。实验次数12345电阻R/510152025电流V/A0.60.30.20.15实验结论是： 。10小刚在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中。（1）他应采用的实验方法是 ；（2）在研究电压的变化对电流的影响时，他连接的电路如图13所示。但电路中有一根导线接错了，请你用笔在图中将接错的导线打上“”，把正确的接线画上，并在虚线框内设计出实验数据记录的表格；ABCD图13 （3）在研究电阻对电流的影响时，把定值电阻由5换成10，闭合开关后，下一步的操作是：调节滑动变阻器的滑片，保持 不变。（4）如果小亮在实验中发现电流表、电压表的读数都偏大，调节滑动变阻器的滑片时，两表示数均无变化，适当减小电源电压后，两表示数才相应减小。你认为出现这一故障的原因是： 。（5）利用本实验的器材，你还能进行的实验有： ； 。参考答案：1两端电压 2电阻 3导体两端的电压 导体的电阻 电阻 两端的电压 4在电路中串联一个滑动变阻器（或换用电压不同的电源） 5.两端的电压 导体的电阻6C 7（1）0-3（或3）（1分） 0-0.6（或0.6） （2）滑动变阻器接线符合题意电压表接线正确、 电流表接线正确 （3）当电阻一定时，导体中的电流与导体（两端）的电压成正比（无“电阻一定”或“电阻不变”的前提条件不给分，说成电压与电流成正比也不给分）（2分8（1）0.9 （2）成正比 ABCD图2图19（1）断开 （2）如图1所示 （3）C （4）0.12 （5）电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比10（1）控制变量法； （2）如下（图和表）所示；（3）定值电阻两端的电压；（4）滑动变阻器接入电路的阻值为零；（5）可选填：测电阻；测电功率；研究串联电路中的电压关系；研究串联电路中的电流关系；研究并联电路中的电压关系；研究并联电路中的电流关系。巩固提高1在探究“电压一定时，电流与电阻关系”的实验中，电路如图17.1-6所示，先在A、B间接入5的定值电阻R，移动滑片P，使电压表示数为2V，读出电流表示数。接着取下5的电阻，换上10的定值电阻，不进行其它操作就闭合开关，此时电压表示数及应进行的操作是 （ ）A电压表示数大于2V，应将滑片P向左滑B电压表示数大于2V，应将滑片P向右滑C电压表示数小于2V，应将滑片P向左滑图17.1-7D电压表示数小于2V，应将滑片P向右滑图17.1-62在研究“一定电压下，电流与电阻的关系”时，电路如图17.1-7所示，电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“15 1A”字样。在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻，移动滑片P，使电压表示数为1.5V，读出电流表的示数。当20的电阻接入a、b间时，电压表示数始终无法达到1.5V，其原因可能是（ ） A滑动变阻器阻值太小 B电源电压3V太高C20的阻值太小 D控制的电压1.5V太高3小明和小丽在研究导体中电流与导体两端电压的关系时，除了电源（3V）、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器外，还有可供选择的（A）定值电阻；（B）小灯泡。（1）为了完成研究还应选择的器材（填序号） ；理由是： 。（2）用笔划线完成图17.1-8甲中的实物电路连接（你所选的器材在图中用接线板代替），并使滑动变阻器接入电路的阻值最大。图17.1-8 （3）小明通过实验得出了下表（一）中的数据，请读出图17.1-8乙中两表的示数，记在表中最后一列的空格处。电压U/V0.51.01.52.0电流I/A0.050.10.150.2表（一）（4）小丽通过实验得出了下表（二）中的数据，并且通过分析实验数据得出了：“在电阻一定时，导体中的电流随电压的增大而减少”的结论。小明观察并检查了小丽所连接的电路后，告诉小丽 你认为原因可能是 。电压U/V0.51.01.52.0电流I/A0.250.20.150.1表（二）4如图17.1-9所示是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图，所用实验器材是：电源（6V）、电流表（00.6A）、电压表（03V）、电阻箱（0999.9）、滑动变阻器（40 2A）、开关、导线若干。表一：实验序号电压U/V电流I/A11.00.2021.50.3032.00.40表二：实验序号电阻R/电流I/A150.402100.203200.10（1）探究电流与电压的关系时，所测得的几组电流、电压值见表1分析表中数据可知：电阻箱接入电路的阻值为；当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成关系（2）探究电流与电阻的关系时，应调节 改变接入电路中的阻值，并调节 使电压表的示数保持相同，读出电流值，所测得几组数据见表2分析表中数据可知：电阻箱两端的电压为V；当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 关系。（3）就本实验所用器材，在探究电流与电阻的关系时，若保持电阻箱两端的电压为2V，为能完成实验，电阻箱可接入电路的阻值范围是至 （保留一位小数）5在如图5所示的电路中，开关S闭合后，灯泡L1、L2均正常发光，则下列说法正确的是（ ）AL1、L2串联在电路中 BL1、L2并联在电路中 C甲乙都是电流表 D甲是电压表，乙是电流表图5 图66在如图6所示的电路中电源电压和灯泡的电阻都不变，当滑片p由中点向右移动时，以下判断正确的是（ ）A电流表和电压表的示数都增大B电流表和电压表的示数都减小C电流表的示数减小，电压表的示数增大D电流表的示数减小，电压表的示数不变7在如图7所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关，滑动变阻器滑片向左移动，电表的示数将 ( )A甲表示数变大，乙表示数变大 B甲表示数不变，乙表示数变小C甲表示数不变，乙表示数变大 D甲表示数变小，乙表示数不变 图7 图88如图8所示，电源电压不变，开关S闭合时，电表的示数变化情况是 ( )A电流表、电压表示数均变大 B电流表、电压表示数均变小C电压表示数变大，电流表示数变小 D电压表示数变小，电流表示数变大参考答案：1B 2A 3（1）A 小灯泡的电阻随温度而改变，不能控制电阻一定（或探究电流跟电压的关系时，应控制电阻不变）图2（2）如图2所示： （3）电压U/V2.4电流I/A0.24（4）电压表并联在滑动变阻器两端了（或电压表测变阻器两端的电压）4（1）5 正比例 （2）电阻箱 滑动变阻器 2 反比例 （3）3.3 205B 6D 7D 8C1某同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图17.1-5所示的图像，根据图像分析，下列说法错误的是 （ ）A通过导体a的电流与其两端电压成正比B导体a的电阻大于b的电阻C当导体b两端电压是1V时，通过b导体中的电流为01AD将a、b两导体串联接在电压为3V的电源上时，通过导体的电流为02A2王华和小芳用图14所示电路分别进行“探究电流与电压、电阻的关系”实验。王华在连接好电路闭合开关后，发现电流表的指针偏转到了表盘最大刻度线右侧没有刻度的地方。而小芳在连接好电路闭合开关后，却发现电压表的指针偏转到了表盘零刻度线左侧没有刻度的地方。（1）王华的电流表出现异常现象的原因是：_；改正方法是：_。（2）小芳的电压表出现异常现象的原因是：_；改正方法是：_。（3）王华在解决了电流表的异常后，将滑片移到某位置，观察到电压表、电流表的示数如图15所示，则他测出R的阻值为_。3（2006年芜湖市）在 “探究欧姆定律”的实验中，某小组准备研究电阻不变时，电流随电压变化的规律(1)请用笔画线代替导线，将图12中的电路元件连接成实验电路(连线不得交叉)(2)按照你连接的电路，闭合电路前应将变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端(3)请详细叙述接下来的主要操作过程： 。4刘华同学按图甲所示的电路研究“电流与电压、电阻的关系”（图中电源电压为3.0V，滑动变阻器R的最大阻值为20）。（1）实验时他先将电阻箱的阻值跳到R1，多次变动滑动变阻器R的滑片位置，记录相应的电流、电压值，并根据多组实验数据在坐标纸上描点、连线，得到图乙中的图线1；后将电阻箱的阻值调到R2，重复上述实验过程，得到图乙中的图线2，从图线可以得出R1：R2= （2）由图线1和图线2能概括出的结论是：A B （3）张莉同学模仿刘华的实验电路重做这个实验时，出现了这样的现象：当他将电阻箱调到某一阻值时，合上开关，电流表和电压表的示数分别为0.1A和1.0V，以后无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，两表的示数始终不变，你认为问题可能出现在哪里？5小明和小刚利用如图所示的电路来探究电流与电压、电阻的关系。当他们接入R15的定值时，得到的实验数据如表一所示；当他们接入R210的定值电阻时，得到的实验数据如表二所示。实验次数123电压(V)246电流(A)0.20.40.6表一（R5） 表二（R10）实验次数123电压(V)246电流(A)0.40.81.2（1）实验中，滑动变阻器所起的主要作用是_；（2）分析表一和表二的数据得出的结论是：a._；b._。6某校兴趣小组同学想探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”，设计了如下图甲所示的电路图。（1）根据该兴趣小组设计的图甲电路图，把图乙的实物图连接完整。（2）通过实验，该兴趣小组测得4组数据，如下表所示：其中第4次实验时电流表的指针位置如图丙所示，请把测得的电流数值填入表格中。（3）在此探究实验过程中，当E、F两点间的电阻由4更换为5后，为了探究上述问题，你认为应该采取的操作是 。A闭合开关，读出电流表的读数 B闭合开关，将变阻器的滑片适当向左移C改变电压表、电流表的量程 D闭合开关，将变阻器的滑片适当向右移（4）从该实验中你可得出什么结论? 。（用文字表述）参考答案1B 2（1）接了0.6A的量程，实际电流比0.6A要大 ；将接在0.6A接线柱的导线改接到3A的接线柱上。（2）电压表的“”、“”接线柱接反了； 将接电压表的两根导线对调接入电压表（3）6.25 （2分） 3(1)如图所示 (2)右(根据考生实际连接的电路确定)(3)闭合开关，将滑动变阻器滑片移到适当位置，记下此时电压表和电流表的示数.改变滑动变阻器滑片的位置，重复上述步骤若干次，记下每次电压表和电流表的示数.4（1）2：1（2）当电压一定时，电流与电阻成反比 当电阻一定时，电流与电压成正比（3）滑动变阻器接线时都接在了底脚接线柱上，相当于定值电阻5（1）控制或改变定值电阻R两端的电压。（2）a、当导体的电阻保持不变时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；b、当导体两端的电压保持不变时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。6（1）开关与滑动变阻器的C或D接线柱相连（2）0.2 （3）D （4）“电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比”或“电压一定时，导体的电阻越大，导体中的电流越小”（没有答到“电压一定”扣1分）_1 通过实验探究发现：在一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成比；在_一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体的电阻成_比。2在某电阻的两端加6 V的电压时，通过它的电流是0.3 A；若使通过它的电流是0.1 A，应在这个电阻的两端加_V的电压。图13 如图1所示是研究电流与电压、电阻的关系的电路图，实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行。在“保持电阻不变”这一步实验时应（ ） A保持R2滑片的位置不动 B保持R2两端的电压不变 C保持R1不变，调节R2滑片到不同的适当位置D保持电路中电流不变4分别将U1=4V、U2=6V两个不同的电压加在某段导体的两端，则两次通过该导体的电流之比为（ ）