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第6节 电流与电压、电阻的关系 (第1课时)
浙教版 八年级上
教材解析
【核心概念】
【学习内容与要求】
本节课通过让学生探究电流与电压、电阻的关系,得出欧姆定律,明确欧姆定律中三个物理量的对应关系,为后面的学习扫清障碍。
3.物质的运动与相互作用
3.2 电磁相互作用
通过实验探究电流与电压、电阻的关系,理解欧姆定律。
创设情境
我们已经知道,电流既与电压有关,又与电阻有关。
电压越大,对电流的推动作用也越大;
电阻越大,对电路中的电流的阻碍也越大。
电压
电阻
电流
我们要研究电流与电压、电阻之间的关系,应如何设计实验方案?
探究实践
1.研究电流与电压和电阻之间的关系,我们采用什么科学方法进行实验?
探究 I 与U、R之间的关系
控制变量法
保持R不变改变U
研究I与U之间的关系
研究I与R之间的关系
保持U不变改变R
2.这个实验需要用到哪些实验器材?
电源、
电阻R、
滑动变阻器R’、
开关S、
电压表、
电流表、
导线。
探究实践
研究电流与电压的关系,必须控制电阻不变,即研究一个定值电阻的电流与它两端的电压的关系。
如果没有滑动变阻器R',该实验可行吗?
电压表测定值电阻R两端电压。
电流表测流过R中的电流。
移动滑动变阻器滑片可以改变定值电阻R两端电压。
可行。通过改变电源电压来改变R两端电压。
探究实践
活动
1.按图 所示连接电路。闭合开关,调节滑动变阻器 R′,可改变电阻 R 上的电压。
2. 实 验中定值电阻 R=5欧,逐次调节滑动变阻器 R′,使电压表上的读数分别达到表中数值,分别读出每次不同电压下的电流值, 并记录在表中。
实验次数 电压U(伏) 电流 I(安) 电压/电流
1 1
2 2
3 3
探究实践
3.计算电压与电流的比值,并比较其结果可以发现 : 。
实验次数 电压U(伏) 电流I(安) 电压/电流
1 1 0.2
2 2 0.4
3 3 0.8
5
5
5
电压与电流的比值不变
结论
当导体电阻不变时,导体中的电流与该导体两端的电压成正比。
实验数据的处理和分析:
探究实践
实验次数 电压U(伏) 电流I(安) 电压/电流
1 1 0.2 5
2 2 0.4 5
3 3 0.8 5
根据实验数据画出I-U图像:
0 1 2 3 4 5 6
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
当导体电阻不变时,导体中的电流与该导体两端的电压成正比。
探究实践
思考与讨论:
以上表格中计算出的电压与电流的比值是否完全相等?与同学讨论结果,并分析原因。
电压与电流的比值不完全相等的原因:
①读数有误差。
②量程选择不合适。
③电阻受温度的影响。
探究实践
研究电流与电阻的关系,必须控制电压不变,即当电阻两端的电压始终不变时,来研究通过电阻的电流与电阻阻值大小的关系。
R改变时,电压表测R两端不变的电压。
电流表测流过R中的电流。
移动滑动变阻器滑片可以使电阻R两端电压保持不变。
探究实践
1.图中,更换定值电阻 R,调节滑动变阻器 R',使 R 两端的电压始终保持不变,可读出并记录每次的电阻值与电流值。
活动
2.测量电压为 2 伏时不同电阻的电流值,并记录在表 中。
实验次数 电阻R(欧) 电流 I(安) 电流×电阻
1 2.0
2 4.0
3 6.0
4 8.0
探究实践
实验数据的处理和分析
实验次数 电阻R(欧) 电流 I(安) 电流×电阻
1 2.0 1
2 4.0 0.5
3 6.0 0.33
4 8.0 0.25
2
2
2
2
3.计算电流与电阻的乘积,并比较其结果可以发现 : 。
电流与电阻的乘积不变
结论
当导体两端的电压不变时,导体中的电流与该导体的电阻成反比。
探究实践
根据实验数据画出I-R图像:
实验次数 电阻R(欧) 电流I(安) 电流×电阻
1 2.0 1 2
2 4.0 0.5 2
3 6.0 0.33 2
4 8.0 0.25 2
当导体两端的电压不变时,导体中的电流与该导体的电阻成反比。
影阴部分的面积表示电压。
探究实践
思考与讨论:
1.在研究电流与电压和电阻的关系时,多次实验的目的是什么?
找出规律。
2.滑动变阻器的作用是什么?
①保护电路。
②改变电流。
③改变定值电阻两端电压。
④控制电阻两端电压不变。
探究实践
当导体电阻不变时,导体中的电流与该导体两端的电压成正比。
当导体两端的电压不变时,导体中的电流与该导体的电阻成反比。
德国物理学家欧姆研究了电流与电压、电阻的关系:
导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
这就是著名的欧姆定律。
数学表达式:
I
R
U
=
U=IR
R
=
I
U
探究实践
① I、U、R 对应于同一导体;
②单位要统一:I单位用安、U单位用伏、R单位用欧。
公式 中的I、U、R应满足什么要求?
I
R
U
=
R
I
U
R1
R2
I1
I2
U1
U2
R1
R2
I1
I2
U1
U2
探究实践
有人根据公式R=U/I跟公式I=U/R在形式上相似,把电阻R说成跟电压成正比,跟电流成反比。你认为这种说法对吗?为什么?
不对。
电阻大小跟电流、电压无关。
思考与讨论:
因为电阻是导体本身的一种性质,它只跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关。
迁移应用
1.如图为探究"电流与电压、电阻的关系”的实验电路图,其中正确的是( )
A B C D
C
迁移应用
2.要探究电流与电压的关系,下列做法正确的是( )
A.同时改变导体的电阻和导体两端的电压
B.控制通过导体的电流不变
C.控制导体的电阻值不变
D.控制导体两端的电压不变
3.关于电流、电压和电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻一定越少
B.电路两端有电压,电路中就一定会有电流
C.通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
D.导体电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C
C
迁移应用
4.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( )
①闭合开关前,移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合开关后,移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变
③闭合开关后,移动滑片P的作用是控制通过电阻的电流保持不变
④闭合开关后,移动滑片P的目的是改变电阻两端的电压
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
C
C
5.由欧姆定律可以导出公式R=U/I,此式可以说明 ( )
A.当电压增大2倍时,电阻R增大2倍
B.当电流强度增大2倍时,电阻R减小2倍
C.电阻是导体本身的性质,当电压为零时,电阻阻值不变
D.当电压为零时,电阻R也为零
迁移应用
板书设计
第1节 电流与电压、电阻的关系
当导体电阻不变时,导体中的电流与该导体两端的电压成正比。
当导体两端的电压不变时,导体中的电流与该导体的电阻成反比。
I
R
U
=
U=IR
R
=
I
U
I、U、R 对应于同一导体
谢谢
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第6节 电流与电压、电阻的关系(第1课时)
考试这样考
题型一 电流与电压的关系
角度1:探究电流与电压关系的电路图
1.如图为探究“电流与电压的关系”的实验电路图,其中正确的是( )
A. B. C. D.
角度2:探究电流与电压关系中滑动变阻器的作用
2.如图所示,在研究“电流与电压的关系”实验中,下列说法正确的是( )
①闭合开关前,移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合开关后,移动滑片P的作用是控制电阻R两端的电压不变
③闭合开关后,移动滑片P的作用是控制通过电阻R的电流不变
④闭合开关后,移动滑片P的目的是改变电阻R两端的电压
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
角度3:电流与电压关系的图像
3.如图所示,在“探究电流与电压关系”的实验中,得出电流与电压的关系图象正确的是( )
A. B. C. D.
角度3:探究电流与电压关系的实验
4.小明“探究电流与电压的关系”,设计的实验电路图如图甲,已知电源电压为3V,定值电
阻R1的阻值为5Ω,小明有三个规格分别为“10Ω”、“20Ω”和“50Ω”的滑动变阻器。
(1)请按电路图将图乙实物连接完整(要求滑片向左滑时接入电阻变大) 。
(2)小明连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的滑片P应放在最 (选填“左”
或“右”)端。
(3)闭台开关后小明发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表指针几乎不动,
U/V 0.5 1.0 _____ 2.0
I/A 0.1 0.2 0.3 0.4
电压表指针有示数且不变,原因可能是 。
(4)排除故障后,小明进行实验记录数据如下表,请
将第三组电压表示数填入表格中。
(5)从以上表格中的数据可以得出:在 一定的情况下,通过导体的电流与导
体两端的电压成 。
题型二 电流与电阻的关系
角度1:实验中电表的观察
5.在探究“通过导体的电流与导体电阻关系”实验过程中,应通过观察下列哪个元件来移动
滑动变阻器滑片( )
A.变阻器滑片 B.电压表示数 C.电流表示数 D.电阻
角度2:滑动变阻器的作用
6.小刚用如图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5欧更换为10欧时,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( )
A.将变阻器滑片适当向右移动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.保持变阻器滑片不动 D.适当增加电池的节数
(第6题图) (第7题图)
角度3:探究电流与电阻关系的实验
7.如图甲所示,在研究通过导体的电流跟电阻的关系时,要保持导体两端电压不变.实验中小明连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表示数始终为0,而电压表有示数,则电路中出现的故障可能是 ;排除故障后继续实验,当Rx的阻值由5Ω换成10Ω时,滑动变阻器的滑片应向 滑动(选填“左”或“右”),使电压表示数保持不变。经过多次实验得到了I与 R的关系图象,如图乙所示,此次实验中电压表的示数始终保持 V不变。
题型三 欧姆定律
角度1:欧姆定律的叙述
8.关于欧姆定律的叙述,下面说法中正确的是( )
A.从I=U/R可知,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
B.从R=U/I可知,导体的电阻跟其两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C.从U=IR可知,导体两端的电压跟其电阻成正比,跟导体中的电流成正比
D.以上说法都不正确
角度2:欧姆定律的理解
9.某导体中的电流与它两端的电压关系如图所示,下列分析正确的是 ( )
A.该导体的电阻随电压的增大而增大
B.该导体的电阻随电流的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时,电阻为0
D.当导体两端的电压为0时,电流为0
题型四 学科综合
10.小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电
压为6伏且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5欧、10欧、15欧、20欧、25欧。
甲 乙 丙
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下
电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。
①由图像可以得出结论:____________________________________。
②上述实验中,小明用5欧的电阻做完实验后,先断开开关,取下5欧的电阻,然
后将10欧的电阻接入电路,闭合开关,接下来他应该进行的操作是向 (填
“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为 时,读出电流表的示数。
(3)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于____________欧的滑动变阻器。
题型五 拓展创新
11.利用如图所示的器材探究:流经小灯泡的电流I与小灯泡两端电压U之间对应关系规律
(小灯泡的额定电压为2.5V,阻值在5Ω至10Ω之间)。
(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整;
(2)实验中记录了流过该小灯泡的电流与灯泡两端电压对应数据(见下表):
实验次数 1 2 3 4 5
U/V 1.0 1.6 2.0 2.4 2.8
I/A 0.20 0.25 0.27 0.28 0.29
请在给定的U﹣I坐标系中描画出该5组数据对应的坐标点并根据这些点的分布特点画出
这个小灯泡的U﹣I图线。发现小灯泡灯丝的电阻值是 (填“变化”或“不变”)
的,形成这种图线特征的原因是 。
能力提升训练
1.在研究“一定电压下,电流与电阻的关系”时,电路如图所示,电源电压恒为3V,滑动变
阻器上标有“15Ω 1A”字样。 在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻R,移动滑片
P,使电压表示数为1.5V,读出电流表的示数。当20Ω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
C.20Ω的阻值太小 D.控制的电压1.5V太高
2.用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电
压,设计了三种方案。甲:改变接入MN的串联电池的个数;乙:将
电池与滑动变阻器串联接入MN,改变滑动变阻器滑片的位置;丙:将
电池与不同阻值的定值电阻串联接入MN。可行的方案是( )
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
3.一位同学用如下图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压不变,下表是实验数
据,若第四次实验时将定值电阻的阻值由30Ω调为40Ω后就直接读出电流表的示数,这
个示数应该是( )
R/Ω 10 20 30 40 50
I/A 0.6 0.3 0.2 0.12
A.0.13 B.0.15 C.0.17 D.0.2
4.在探究电流与电压关系的实验中,同学们设计了如下三种电路:
(1)甲同学认为图2电路比图1电路好,理由是: ;乙同学认为图3
电路比图2电路更好,理由是 。
(2)乙同学利用图3电路(其中电阻 R=5Ω)完成了本实验,测得数据如下:
实验次数 电压 U(伏) 电流 I(安) 电压/电流
1 1 0.2
2 2 0.4
3 4 0.8
分析表格数据,可得出的结论是 。
(3)实验操作过程中,丙同学发现滑动变阻器损坏,但经过思考后利用图 2 电路最
终也完成了多次实验,该同学的做法是 。
参考答案
考试这样考
1.C 2.C 3.C
4.(1)图 (2)断开 左 (3)电阻R断路 (4)1.5 (5)电阻 正比
5.B 6.A
7.Rx断路 右 2.5
8.A 9.D
10.(1)图 (2)电压不变时,电流与电阻成反比 左 2.5(3) 25
11.(1)图 (2)变化 灯丝电阻随温度升高而增大
能力提升训练
1.A 2.D 3.C
4. (1)定值电阻能更好地保持电阻不变;图3电路便于多次实验 (2)在电阻不变时,通过导体的电流与电压成正比;(3)改变电源电压,多次实验.
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