课时17.1 （导学案）电流与电压和电阻的关系（有答案）

课时17.1《电流与电压和电阻的关系》导学案
自主阅读教材P74～75，完成本探究(探究一)：
1．设计实验：(先画实验电路图，根据电路图说说具体操作)
　　　如图所示：
实验步骤：1.如图组装电路；
2．移动滑动变阻器，使电压表示数分别为1V，2V，3V，分别读出对应的电流表示数；
3．分析数据，得出结论。
设计表格：
电阻 电压U(V) 电流I(A)
R＝10Ω
1
2
3
分析论证：请在坐标系上画出电流随电压变化的图像。
得出结论：分析表中数据或图像可得，当电阻一定时，电流与电压成正比。
交流评估：实验中遇到哪些问题，说出来跟大家分享并一起解决。
提示：总结结论注意事项(1)要强调不变量，如：当电阻一定时。
(2)探究电流变化规律时，电流是因变量，要把电流放前面，如：电流与电压成正比，而不能说电压与电流成正比。
知识链接：探究电流与电阻的关系时，应控制电压不变，改变电阻时，如何改变？(换用定值电阻)如何控制不变量呢？(移滑动变阻器)
提示：当电阻增大时，电流是增大还是减小？它们之间的乘积有什么关系？
易错警示：电阻、电压、电流的关系
电流与电压、电阻的关系是有条件的：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。在做题时，同学们往往易忽视其成立的条件：“电阻一定”或“电压一定”。
自主阅读教材P76，完成本探究(探究二)：
2．设计实验：先画实验电路图，根据电路图说说具体操作：
　　　　如图所示：
实验步骤：1.如图组装电路；
2．换上不同的定值电阻，如5Ω、10Ω、15Ω，移动滑动变阻器使电压表示数保持3V不变，分别读出对应的电流表示数。
3．分析数据，得出结论。
设计表格：
电压(V) 电阻(Ω) 电流(A)
U＝3V
5
10
15
分析论证：分析表中数据，看看在电压一定时，电流与电阻存在怎样的定量关系。
得出结论：分析表中数据可得，当电压一定时，电流与电阻成反比。
当堂练习
1．关于导体中的电流跟导体两端的电压和导体的电阻之间的关系，下列说法正确的是（ ）
A．导体中的电流跟导体两端的电压成正比
B．导体中的电流跟导体的电阻成反比
C．在电压一定时，导体中的电流跟这段导体的电阻成反比
D．导体的电阻与导体中的电流成反比，跟导体两端的电压成正比
【答案】C
【解析】控制变量法必须保持一个量不变然后研究另外两个量之间的关系，在电压一定时，导体中的电流跟这段导体的电阻成反比，AB错，C对，电阻是导体本身的一种属性，不随电压和电流发生改变，D错
2．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所示的一个图象．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
【答案】C
【解析】图象的横坐标表示电阻，纵坐标表示电流，因此得到的是电流和电阻的关系；图象是个反比例函数图象，因此说明电流与电阻成反比，即电流随电阻的增大而减小；在探究电流与电阻的关系时，应控制电压不变；综上，由图象可得出的结论是：电压一定时，电流随电阻的增大而减小．故选C．
3．某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx得到如图乙所示的图象．以下有关叙述正确的是
A．该同学研究的是电流和电压的关系
B．实验中电压表的示数保持0.5伏不变
C．滑动变阻器向左滑动时电压表和电流表示数变大
D．将Rx从5欧换成10欧后，应将滑片P向左移
【答案】C
【解析】A、由题意和图象可知，接入电路的电阻是变化的，所以该同学研究的是电流和电阻的关系，故A错误；
B、研究电流和电阻的关系时，要控制Rx两端的电压不变（即电压表示数不变）；由图乙知，电流与电阻之积（即Rx两端的电压）：U＝IRx＝0.5A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣0.1A×25Ω＝2.5V，即电压表保持2.5伏不变，故B错误；
C、滑动变阻器向左滑动时，变阻器连入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知电路的电流变大，即电流表示数变大，根据U＝IR可知，电压表示数变大，故C正确；
D、根据串联分压原理可知，将Rx电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大（大于2.5V）；探究电流与电阻的关系实验中，应控制电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，使电压表的示数减小为2.5V，由分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，故D错误．
4．电流与电阻关系的实验中，需要控制______不变，利用滑动变阻器调节，使不同电阻两端电压________。
【答案】定值电阻两端电压 相等
【解析】[1][2]探究电流与电阻关系的实验中，控制定值电阻两端电压不变，利用滑动变阻器调节，使不同阻值的电阻两端电压相等。
5．要注意“电流与电压成正比”的前提条件是_____一定；“电流与电阻成反比”的前提是__________一定。
【答案】电阻 电压
【解析】[1][2]“电流与电压成正比”的前提条件是电阻一定；“电流与电阻成反比”的前提是电压一定。
6．不能说电阻一定时，电压与电流成正比。因为电压是使电荷发生定向移动形成电流的原因，导体两端加了______，导体中才有______，而不是导体中有了电流才加了电压，_______不能颠倒。
【答案】电压 电流 因果关系
【解析】[1][2][3]不能说电阻一定时，电压与电流成正比。因为电压是使电荷发生定向移动形成电流的原因，导体两端加了电压，导体中才有电流，而不是导体中有了电流才加了电压，因果关系不能颠倒。
7．电流与电阻关系的实验中，滑动变阻器的作用是：__________、________。
【答案】保护电路 保持定值电阻两端电压不变
【解析】[1][2]探究电流与电阻关系的实验中，滑动变阻器的作用是保护电流和保持定值电阻两端电压不变。
8．探究电流与电压的关系实验结论：________________________。
【答案】电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比
【解析】电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比。
9．研究电流与电压的实验中，导体中的电流和导体两端的电压都是针对____导体而言的，是用电压表和电流表测量的______导体的电压和电流，不能用一个导体中的电流与另一个导体上的电压相比。
【答案】同一 同一
【解析】[1][2]导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一导体而言的，是用电压表和电流表测量的同一导体的电压和电流，不能用一个导体中的电流与另一个导体上的电压相比。
10．如图是小华同学探究“电流与电压关系”的电路图．
（1）请按电路图将实物图连接完整（滑片 P 向左滑时接入电阻变大）．
（2）小华连接电路时，开关应__________，滑动变阻器的滑片 P 应放在最__________（选填“左”或“右”）端，电路中滑动变阻器起到了保护电路元件安全和__________的作用．
（3）闭合开关后小华发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片 P，电流表指针几乎不动，电 压表指针有示数且不变，原因可能是________________________________________．
（4）接着小华取来三只阻值分别为 5Ω、10Ω、15Ω 的电阻，探究“电流与电阻关系”，他 将电阻 5Ω 换成 10Ω 后，闭合开关，电压表示数将____________________（选填“变大”、“变小”或“不变”）， 此时应移动滑动变阻器滑片 P，其目的是______________________________．
【答案】 断开 左 改变电阻两端电压 电阻 R 断路 变大 保持定值电阻两端电压不变
【解析】
(1)电源电压为3V,电压表选择小量程，根据欧姆定律,电路中的最大电流I＝＝0.6A，电流表选用小量程，滑片 P 向左滑时接入电阻变大说明滑动变阻器右半部分连入电路，实物图连接如下所示：
(2) 为保护电路，连接电路时，开关应断开，滑动变阻器滑片P应处于阻值最大处，即左端。电路中滑动变阻器起到了保护电路元件安全和改变电阻两端电压的作用．
(3)经分析，闭合开关后小明发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表指针几乎不动，电压表指针有示数几乎等于电源电压且不变，原因可能是电阻R断路。
(4)实验中要控制电阻不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两端的电压，多次实验，避免实验的偶然性。
(5)实验过程中，电流表的示数如图丙所示，图中电流表选用小量程，分度值为为0.02A，此时电路中的电流为0.3A.
(6)接着小明取来三只阻值分别5Ω、10Ω、15Ω的电阻，探究“电流与电阻关系”，他将电阻5Ω换成10Ω，根据分压原理，电压表表示数变大，要控制电压表示数不变，故通过移动滑动变阻器滑片P目的是保持定值电阻两端的电压不变。