13.1探究电流与电压、电阻的关系 课件(共27张PPT)

(共27张PPT)
第1节 探究电流与电压、电阻的关系
九年级
初中物理
第十三章 欧姆定律
1.通过实验探究电流与电压、电阻的关系，掌握实验中常用的一种科学方法—控制变量法。
2.能说出电流与电压、电阻间的正比、反比关系。
学习目标
课堂导入
（2）电阻表示导体对电流的阻碍作用，电压一定时，电阻越大，电流就越小。
（1）电压是产生电流的原因，电阻一定时，电压越高，电流就会越大。
提出问题：流过导体的电流与导体的电阻及加在导体两端的电压存在怎样的定量关系呢？
1.提出问题
探究电流与电压的关系
实验一
电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压存在什么关系？
（1）导体两端电压越大，通过导体中的电流越大。
（2）通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
2.作出猜想
3. 设计实验
（3）怎样改变电压？
（2）怎样测量电流和电压？
用电压表测量电阻两端的电压U；用电流表测量通过电阻的电流I。
电路中接入滑动变阻器，可以通过移动滑动变阻器的滑片来改变电阻两端的电压。
（1）控制变量法：要探究电流与电压的关系，需要控制电阻大小不变。
取一个定值电阻，改变加在它两端的电压，分析通过它的电流的变化。
电阻不变，用滑动变阻器调节电阻两端的电压，从电压表上读出电阻两端的电压值，从电流表上读出通过电阻的电流。
实验电路图
实验器材：电源、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻、开关、导线。
（1）按照设计的电路图连接实物。
4.进行实验 收集证据
电压U/V 1 2 3 4 5 6
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
R=10Ω
（3）记录实验数据如表所示。
（2）检查电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压，如1V、2V、3V……读出对应的电流表的示数，填入表中。
图象法分析数据：在坐标系中根据各电流值和对应的电压值描点，并用平滑曲线连接各点，画出I-U关系图像。
5.分析和论证
6.评估
（1）在连接电路时有没有失误？
（2）测量的数据是不是真实？
（3）所得的结论是不是和同学相同？
（4）还有没有其他改变定值电阻两端电压的方法？与实验中的方法比较，哪种更好？
7.结论
在电阻一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比。
1.提出问题
探究电流与电阻的关系
实验二
电压一定时，导体中的电流与导体的电阻存在什么关系？
（1）导体的电阻越大，通过导体中的电流越小。
（2）通过导体的电流与导体的电阻成反比。
2.作出猜想
3. 设计实验
控制变量法：要探究电流与电压的关系，需要控制电压不变， 改变电阻的大小。
更换不同的电阻， 通过调节滑动变阻器， 控制电压表的示数不变，即电阻两端的电压不变，观察电流表示数的变化。
实验器材：电源、电流表、电压表、滑动变阻器、阻值不同的多个电阻、开关、导线。
实验电路图：
与“探究电流与电压的关系”实验电路图相同
（1）按照设计的电路图连接实物。
4.进行实验
（2）先将R=2Ω的电阻接入电路中，检查电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2V时，读出电流表的示数，填入表中。
（3）依次将R=4Ω、6Ω、8Ω的电阻接入电路中，移动滑动变阻器的滑片，保持电压表的示数为2V不变，分别读出电流表的示数，填入表中。
电阻R/Ω 2 4 6 8 10
电流I/A 1 0.5 0.33 0.25 0.2
（4）记录实验数据如表所示。
U=2.0V
图象法分析数据：在坐标系中根据各电流值和对应的电阻值描点，并用平滑曲线连接各点，画出I-R关系图像。
5.分析和论证
6.结论
在电压一定的情况下，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
某实验小组要探究电流与电压、电阻的关系：
【设计实验】
小组制订实验计划，选用合适的电源、滑动变阻器、电流表、电压表、内装三个定值电阻（R1=5 Ω、R2=10 Ω、R3=15 Ω）的电阻盒等器材，并设计好电路图（如图甲所示）。
（1）考虑到电流的大小与两个因素有关，该实验需要采用的研究方法是____________。
（2）该实验中，滑动变阻器的作用是____________；______________________。
典例
控制变量法
保护电路
改变电阻两端的电压
【进行实验和收集数据】
（3）实验小组按照电路图连接好电路并检查无误后闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数但未超出量程，则产生故障的原因可能是定值电阻________（选填“断路”或“被短接”）。
（4）移动滑动变阻器的滑片，实验小组测得多组数据并分别录入表格中，其中，换用R3做实验时少录入一个电流值，电流表指针位置如图乙所示，该电流记作______A。
被短接
0.14
【分析和论证】
（5）比较表中第一行与其他任何一行测得的数据，可以得出的结论是_________________________________________________________________________。
（6）比较表中任何一列测得的数据，可以得出的结论是________________________________________________________________________。
电阻一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比
电压一定的情况下，通过导体的电流跟导体的电阻成反比
解析：（1）因为有多个变量，所以要用控制变量法。
（2）滑动变阻器的基本作用是保护电路；探究电流与电压、电阻的关系时，为了得出普遍性的规律，需要多次测量，故滑动变阻器的另一作用是改变电阻两端的电压。
（3）由电流表有示数可知，电路为通路，由电压表无示数可知，产生故障的原因可能是定值电阻被短接。
（4）电流表的示数为0.14 A。
（5）比较表中第一行与其他任何一行测得的数据可知：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（6）比较表中任何一列测得的数据可知：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
答案：（1）控制变量法
（2）保护电路 改变电阻两端的电压
（3）被短接（4）0.14
（5）电阻一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比
（6）电压一定的情况下，通过导体的电流跟导体的电阻成反比
电流与电压和电阻的关系
设计实验
进行实验
结论
控制变量法
电路图
课堂小结
方法
图象法分析数据
分析与论证
电阻一定时，电流与电压成正比。
电压一定时，电流与电阻成反比。
评估
1. 在“探究电流跟电压、电阻的关系”的实验中，同学们绘制的图像如图所示，其中正确的是（　　）
A
随堂练习
2.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 Ω更换为10 Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的唯一操作是（ ）
A. 保持变阻器滑片不动
B. 将变阻器滑片适当向左移动
C. 将变阻器滑片适当向右移动
D. 适当增加电池的节数
C
3.学校某实验小组的同学在探究欧姆定律时，采用了图甲所示的电路图，实验中他们选用的定值电阻分别是5 Ω、10 Ω 、20 Ω ，电源电压是3 V，滑动变阻器的阻值范围是0~20 Ω 。
答案：如图所示
（1）根据图甲的电路图，请你用笔画线代替导线，将图乙的实验电路连接完整（导线不能交叉）。
（2）闭合开关后，无论怎么移动变阻器的滑片，发现电流表有示数、电压表示数始终接近3 V 不变，则发生故障的原因是____________________________________________。
（3）在探究电流与电阻的关系时，实验小组得出的数据如表中所示，根据表中数据可得出的结论是___________________________________________________________。
序号 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 20
电流I/A 0.4 0.2 0.1
把滑动变阻器上面两个接线柱接入了电路
电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比