17.1电压与电流和电阻的关系教案（表格式）

电压与电流和电阻的关系教案
课 题 第十七讲：电压与电流和电阻的关系
教学目标 通过实验探究电压、电流和电阻的关系； 2．应用控制变量法的实验设计完成本实验； 3．电流与电阻、电压的关系，掌握简单U—I、I—R图像。
教学过程
精讲1 探究电压与电流的关系 【创设情境】电氏三兄妹电流、电阻、电压路上偶遇，不自觉的聊了起来 电压：我是形成电流的原因 电阻：我要阻碍电流，我大它就得小 电阻：我的大小，虽然和你们有关，可你们俩说的都不算 那问题：电流到底与它们什么关系捏？今天我们一起来探究吧 【揭示课题】学完电压、电流与电阻的相关知识后，它们之间的关系一直扑朔迷离，能不能用一句话或者某个公式统一起来，方便研究呢？今天开始我们第一个研究课题： （一）实验探究.合作研讨，探究电流与电压的关系 【提出问题】电压是形成电流的原因，由此可得，电压越大，电流应该也越大，那么，两者之间到底什么关系呢？如果要探究电压与电流的关系，怎么排除电阻的干扰？电阻大小怎么控制？ 【猜想假设】 电阻一定时，电流与电压成 （什么关系）。 请学生大胆猜想，并说明猜想的依据。 【设计方案】因为I与U、R都有关，根据控制变量法的知识可得，在探究I与U关系时，要控制R不变，改变R两端电压，测出电流，记录I与U数据，找到两者之间的关系 【实验步骤】 1.按照图示电路图连接实物图，连接电路前 开关、滑动变阻器移到 （同学尝试一下）。 2.闭合开关，调节滑动变阻器使电压为整数值，记录此时电压、电流值。 3.调节滑动变阻器，让电压成整数倍变化（如1V、2V、3V...），记录每次电压与对应的电流值大小。 次数1234电压\V电流\A
R= 4.重复上一步骤，得到多组不同的值，记录到表格中。 5.实验完毕，断开开关，整理器材。 【分析数据】各组的实验都完成后, 将记录好的数据绘制成U-I图像，用图像法反映出I、U之间的关系。根据图像你们得出了什么结论 是否验证了你们的猜想？ 【结论与总结】 1.在电阻一定情况下，通过导体的电流与导体两端电压成 。 2.在探究电流与电压关系实验中，滑动变阻器的作用： 、 。 3.在探究电流与电压关系实验中，测量多组数据的目的是： 。 【例1】下列图象中，能正确表示定值电阻上的电流与两端电压关系的是（　　） 答案：A B． C． D． 【例2】研究电流与电压关系时，用图所示的电路，要求“保持电阻不变”，在进行“保持电阻不变”这一步骤时，实验要求是（　　） 答案：C A．保持R′的滑片位置不动 B．保持R的电压不变 C．保持R不变，调节R′的滑片到不同位置 D．保持电路中的电流不变 【变式1】如图是探究“通过同一导体中的电流与导体两端电压之间的关系”的实验电路。为了得出普遍的物理规律，需要多次实验。下列方法可行的是（　　） 答案：B A．改变导体 B．改变电源电压 C．改变电流表量程 D．改变电压表量程 【变式2】某校兴趣小组同学想探究“导体中的电流跟导体两端电压的关系”。 (1)小刚同学做出了以下猜想： A. 电流跟电压成正比 B.电流跟电压成反比 C.电流跟电压无关 你认为合理的猜想是 (填字母)，你的理论依据是 。 实验次数123电压U/V11.52电流I/A0.20.30.4
(2)为了检验猜想是否正确,小刚设计了如图甲所示的电路图,其中电源为两节新干电池,电阻R为5Ω,滑动变阻器R′标有“20Ω1A”字样,电压表和电流表均完好。 ①按电路图将乙图中未连接处补画上。 ②在闭合开关前,应把电路图中滑动变阻器的滑片移到 (选填“a”或“b”)端。 ③他检查电路无误后闭合开关，发现电流表有示数，电压表示数为零，电路出现的故障可能是 . ④排除故障后小刚进行了实验，上表是小刚记录的数据，分析收集到的数据，小刚得出的正确结论是 . 答案：(1)A;电压是形成电流的原因 (2)图略；②b；③电阻或电压表短路；④电阻不变，导体中的电流与它两端的电压成正比。 精讲2 探究电流与电阻的关系 【过渡】通过刚才的实验，我们知道了I与U之间的关系，那接下来我们探究电压与电阻之间的关系，思考，设计实验提出假设 【提出问题】电阻对电流是阻碍作用，电阻越大，电流越小，那么，两者之间到底有什么样的定量关系呢？ 【猜想假设】 电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻可能成 。 请学生大胆猜想，并说明猜想的依据。 【设计实验】要研究I与R之间的关系，必须改变电路的阻值，同时需要控制电阻两端电压不变。改变电阻值我们可以更换阻值大小不同的电阻即可，如何控制电阻两端电压不变呢 【实验步骤】 1.利用精讲1的电路图，继续探究，实验前 开关、滑动变阻器移到 （事先准备好5、10、15的定值电阻）。 2.闭合开关，调节滑动变阻器，使R两端电压为一定值（如U=2V）。 3.换不同阻值的电阻R，每次更换电阻后都要调节滑片使R两端电压保持U不变，将对应的电阻阻值与电流表示数记录并且填入表格。 次数1234电阻\R电流\A
U= V 4.实验完毕，断开开关，整理器材。 【分析数据】由实验数据可得，当电压一定时，导体的电流与导体电阻的乘积为一定值，数据大小恰好等于电压值。 【得出结论】 1.在导体两端电压一定情况下，通过导体的电流与导体电阻成 。 2.在探究电流与电阻关系实验中，滑动变阻器的作用： 、 。 3.换不同阻值R得到多组数据的目的是： 。 【例1】在“探究电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻关系”的实验中，滑动变阻器的作用是( ) A．改变电阻两端的电压 答案：C
B．改变通过电阻的电流
C．保持电阻两端的电压不变
D．保持通过电阻的电流不变 【例2】某同学探究“电流跟电阻的关系”时，根据收集到的数据画出如图所示的图象，下列结论与图象相符合的是( ) 答案：C A．电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成反比
B．电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成正比
C．电压一定时，导体中的电流跟它的电阻成反比
D．电压一定时，导体中的电阻跟通过它的电流成反比 【变式2】如图1是“探究电压一定时电流与电阻关系”的电路图。 (1)按电路图2在图中连接实物图(电压表选用0 3V量程). (2)正确连接电路后，实验步骤如下 ①闭合开关，记录定值电阻的阻值及电流表示数； ②断开开关，换阻值不同的定值电阻； ③闭合开关，记录定值电阻的阻值及电流表示数； 重复②、③步骤。按上述步骤操作，观察到更换阻值不同的定值电阻，电压表示数分别如图3、4、5所示；图3电压表的示数为 .根据各电压表显示的正确示数，指出实验的失误之处 . 答案:(1)略(2)1.8V；每次更换电阻后，未控制电阻两端电压相同。 出题角度：探究电压、电流和电阻的关系 【例1】如图是某实验小组在探究过程中，根据数据绘制的图象，其中表示电压不变时，电流随电阻变化的图象是________图；表示电阻不变时，电流随电压变化的图象是________图．(两空均填“甲”或“乙”) 答案：甲 乙 例1 例2 【例2】某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。实验开始时，滑动变阻器的作用是　 　。在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，滑动变阻器的作用是　 　；在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时，滑动变阻器的作用是　 　。 答案：保护电路；改变导体的电压和通过的电流；控制导体的电压不变； 【变式1】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，表格中是实验数据，若第四次实验时将定值电阻的阻值由30Ω调为40Ω后，并调整电压表的示数不变，这时电流表的示数应该是（ ） 答案：C
A．0.2 B．0.17 C．0.15 D．0.13 【变式2】小明在探究“电流大小与哪些因素有关”的实验中，
（1）连接电路时，开关应_______。请用笔画线代替导线，根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于_____（选填“A”或“B”）端，可以起到 作用。
（3）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数，故障的原因可能是：①___________；②_________________。（写出两种）
（4）排除故障后，小明通过实验得到数据如表（一）所示，其中第1次实验的电流表示数如图丙所示，为_____A，根据表（一）的数据，可得出的结论是：_____________________________。
（5）小明继续探究电流与电阻的关系，将电阻R先后更换为5Ω和15Ω的电阻进行实验，得到数据如表（二）所示。通过分析表（二）的数据，可知小明在操作过程中存在的错误是：_____________。 答案:(1)略 断开 (2)B 保护电路 (3)电流表短路或R断路 (4)0.1 电阻一定时，电流与电压成正比 (5)没有保持定值电阻两端电压不变。 电压与电流和电阻的关系 探究目的电流与电压的关系电流与电阻的关系实验方法控制变量法、图像法实验设计控制电阻不变，改变电流和电压控制电压不变，改变电阻与电流 电路图滑动变阻 器的作用保护电路改变电阻两端电压控制电阻两端电压不变 实验图像或实验结论电阻一定时，电流与电压成正比 即:电压一定时，电流与电阻成反比 即:评估交流利用不同规格的器材多次进行实验，可避免实验的偶然性和特殊性，从而得出普遍性的结论
【A组】 小明同学在探究“电流与电阻的关系时”实验中，要改变电阻两端的电压，下列方法不可行的是（ ） 答案：B A改变干电池的个数 B.改变电阻的阻值 C.调节变阻器的滑片 D.调节学生电源的调压旋钮 2.在探究“电流与电阻关系”的实验中，除了需要电源、开关、导线外，还应有下列哪组器材？（　　） A．电流表、电压表、滑动变阻器、一个定值电阻 答案：C B．电流表、滑动变阻器、几个定值电阻 C．电流表、电压表、滑动变阻器、几个定值电阻 D．电流表、电压表、几个定值电阻 3.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（ ）答案：C
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. 该导体上电流与电压成正比
D. 当导体两端的电压为2V时，电流为0.6A 4.某电路中电源电压保持不变，接上5的电阻时，电路中的电流为0.6A，若换上15的电阻，电路中的电流是 A。 答案：0.2 5.阻值为20的金属导体两端电压为4V时，通过的电流是0.2A；当导两端电压为12V时，通过导体的电流为 A；当导体两端电压变为0时，通过导体的电流为 A，电阻为 。 答案：0.6；0；20 6.在“探究电流跟电压、电阻的关系”实验中，如图所示的电路，我们先使变阻箱的电阻取某一值，多次改变滑动变阻器的阻值，记录每次的电流值和相应的______值，得到电阻不变时，电流跟______成正比的关系；然后多次改变变阻箱的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使每次________保持不变，记录每次电阻的阻值R和相应的______值，得到此时电流跟_________成反比的关系． 答案：(1)变阻箱两端的电压 (2)导体两端的电压 (3)电压表示数 (4)电流 (5) 导体电阻 7.实验桌上已经有电源、开关、滑动变阻器、电阻箱（）、已知调零的电压表和电流表各一个，导线若干。小林同学想要利用这些器材通过实验探究证明“当通过导体的电流保持不变时，导体两端的电压与导体的电阻成正比”。 答案：略 （1）在虚框内画出实验电路图。 （2）在虚线框内画出实验数据表格。 【B组】 1．下列说法正确的是（　　） 答案:D A．当加在导体两端的电压改变时，电压与电流的比值也随着改变 B．用不同的导体研究电流和电压的关系，得到的结论不一样 C．相同的电压加在电阻不同的导体两端，电流一定相同 D．同一导体，两端电压越大，通过电流也越大 2.如图所示，在研究“电流与电阻的关系”实验中，下列说法中正确的是（　　）答案：A
①闭合电键前，移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合电键后，移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变
③闭合电键后，移动滑片P的作用是控制通过电阻的电流保持不变
④闭合电键后，移动滑片P的目的是多次测量取平均值减少误差． ①② B．②③ C．①③ D．②④ 3.在实验中经常遇到现象或效果不明显的问题，我们需要对实验进行优化改进，下列采取的措施不合理的是（ ） 答案：A A．在探究I-R关系时，为了使实验数据准确一些，用小灯泡代替定值电阻
B．在探究平面镜成像时，为了使棋子的像清晰一些，用手电筒对着棋子照
C．在探究感应电流产生条件时，为使指针偏转角度更加明显，选用灵敏电流计
D．在估测大气压值时，为了便于弹簧测力计的测量，选用较小容积的注射器 4.同学们用如图所示的电路探究“电流跟电阻的关系”，电源电压为4.5V，三个阻值分别为5Ω、15Ω和30Ω的定值电阻。他们先将5Ω的电阻接入电路中，使其两端电压为2.5V．读取了电流表示数。为完成探究任务，断开开关后，接下来该进行的操作正确的是（　　） 答案：D A．调节滑片至另一位置，再闭合开关，读取电流表示数 B．用15Ω或30Ω的电阻替换5Ω的电阻，闭合开关，读取电流表示数 C．用15Ω或30Ω的电阻替换5Ω的电阻，闭合开关，向右调节滑片使电压表示数为2.5V，读取电流表示数 D．用15Ω或30Ω的电阻替换5Ω的电阻，闭合开关，将滑片从最右端逐渐向左调节使电压表示数为2.5V，读取电流表示数 5.小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”，这个实验中要控制　 　一定，根据实验的数据绘出了I﹣图象，如图乙所示。分析图象可知，当导体的电阻为　 　Ω时，通过它的电流为0.1A；实验过程中，小明控制导体两端的电压为　 　V。 答案：电阻R两端的电压；20；2； 6.图甲是某同学探究电流与电阻的关系的实验电路。已知电源电压恒为4.5V，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω。 （1）该同学根据图甲连接的实物电路如图乙所示，其中一根导线连接是错误的，请在图乙中将这根线打上“×”，并补画出正确的连线。 （2）电路连接正确后，先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，此时电流表的示数如图丙所示，则电路中的电流为　 　A；再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验，移动滑片观察 表示数不变，并记录电流表的示数。 （3）该同学得到的实验结论是　 　。 答案：（1）略（2）0.4；电压；（3）在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比； 7.在探究“电流与电压的关系”实验中，某同学将实物连成如图甲所示。
（1）实验电路中有一根导线连接错误，请在接错的导线上画“×”，然后另画一根导线使电路连接正确；
（2）连接正确后，闭合开关，发现电流表的示数几乎为零，电压表示数约为电源电压，其故障可能是 ；
（3）实验过程中，当电压表示数为1V时，电流表示数如图乙所示为________A；
（4）根据表格中的实验数据，你能得出的结论是：_________一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成_________；
（5）此实验中，不能用小灯泡代替定值电阻进行探究，理由是_________________。
（6）得出实验结论后，某同学还想利用本实验探究电流与电阻的关系，则应添加的实验器材有______实验中应保持______________不变，得出的结论. 答案：（1）略 （2）电阻R断路 （3）0.2 （4）电阻 正比 （5）灯丝的电阻受温度影响 （6）阻值不同的定值电阻器 电压 1.在科学实验时，为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要进行多次实验。
①在“测量物体的长度”时，进行多次测量
②在“探究杠杆的平衡条件”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次实验
③在“探究电流与电压、电阻的关系”时，多次调节滑动变阻器进行实验
④在“测量定值电阻阻值的实验”中，多次调节滑动变阻器，测出多组对应的电压值和电流值上述实验中属于减小误差的是（ ） 答案：A A．①④ B．①③ C．②③ D．②④ 2.在某次实验中记录了电压表的示数U和电流表的示数I，实验数据如表所示。请根据表中数据，图中所示的电路图可能是（　　） 答案：D U/V1.01.52.02.22.52.7I/A0.200.300.400.440.500.54
A．B． C． D． 3.探究电流与电压、电阻的关系。 【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系 【猜 想】①导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比。 ②导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压的平方成正比。 ③导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 【实验器材】电源(电压恒为4.5 V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),两只滑动变阻器(20Ω 2 A、50Ω 1 A)，导线若干。 【实验过程】 (1)根据图1所示实物图在图2的虚线框内画出电路图。 (2)小明按图1正确连接电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表指针超过量程。小明操作中的错误是 . (3)小明改正错误后继续实验，通过改变定值电阻R两端的电压，测得电流、电压的值如表一。分析数据可得出猜想 是正确的。 电压U/V1.21.62.02.42.8电流I/A0.120.160.200.240.28
电阻R/Ω51015电流 I/A0.300.150.10
表一 表二 （4）小红在探究猜想③时，先将5Ω的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使与电阻并联的电压表的示数为1.5 V，并记下电流值；再分别改接10Ω、15Ω的电阻，重复上述实验，得到了表二中的实验数据。分析数据得出，猜想③是正确的。实验中，小红多次移动变阻器滑片的目的是 . (5)小华在探究猜想③时，重新设计了电路，保持电压表的示数为3 V，得到了与表二相同的数据，也完成了实验探究。小华与小红的实验相比不同之处是： . 答案：(1)如右图。 (2)闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值； (3)①； (4)保持定值电阻两端的电压不变； (5)电压表接在了变阻器两端。