17.1电流与电压和电阻的关系—九年级物理人教版全一册课前导学（有答案）

（16）电流与电压和电阻的关系—九年级物理人教版全一册课前导学
知识集锦：
实验探究：电流与电压和电阻的关系
1.提出问题
导体中的电流与导体的电阻及加在它两端的电压存在怎样的定量关系？
2.猜想与假设
（1）电压是产生电流的原因，电阻一定时，若升高电压，电流可能会增大。
（2）电阻对电流有阻碍作用，电压一定时，若增大导体的电阻，通过导体的电流可能会减小。
3.设计实验与制定计划
根据要求设计出实验电路，安排适当的实验步骤，明确要收集的数据。由于电流可能受电压、电阻等多种因素的影响，所以在实验中应当采用“①____________”研究电流的大小分别与电压和电阻的关系。电路如图所示：
②（画图）
4.实验过程
（1）按照电路图连接实物。
（2）探究电流与电压的关系：控制③_______不变，改变该电阻两端的④________，使其整数倍增加，测量通过该电阻的电流。在表一种记录电流和对应的电压值。（表中为参考数据）
表一 保持电阻不变，研究电流随电压的变化
次数
1 10 1 0.1
2 10 2 0.2
3 10 3 0.3
（3）探究电流与电阻的关系：控制电阻两端的⑤________不变，选用⑥____________________接入电路，测量通过电阻的电流。在表二中记录电流和对应的电阻值。
表二 保持电压不变，研究电流随电阻的变化
次数
1 3 5 0.6
2 3 10 0.3
3 3 15 0.2
5.分析论证
（1）根据表一种数据画出I-U图像，如图所示：
观察到I-U图像是过原点的直线，可以证明：电阻R一定时，电流I与电压U成⑦____比。
（2）根据表一种数据画出I-R图像，如图所示：
观察到I-R图像为曲线，结合数据可以证明：电压U一定时，电流I与电阻R成⑧____比。
6.实验结论
（1）当导体的电阻一定时，导体中的电流与⑨__________________________________。
（2）当导体两端的电压一定时，导体中的电流与⑩______________________________。
自我检测：
1.控制变量法在物理实验中应用颇多，在“探究电流与电压关系”实验中就需要控制电阻一定。如图所示是此实验所用的电路图，关于控制电阻一定的理解正确的是( )
A.应保持滑片的位置不变
B.应保持不变，调节滑片到不同的适当位置
C.控制和的阻值之比一定
D.可以将换成小灯泡
2.在探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中，得到如表中的数据：
电压U/V 电阻R/Ω 电流I/A
2 5 0.4
3 15 0.2
4 40 0.1
从表格的数据中，可得出电流I与电压U、电阻R的数学表达式应是I=__________。
3.在“探究电流与电压关系”的实验中，图甲是某实验小组设计的电路，电源电压3V保持不变。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接，要求滑片P向右端滑动时，电流表的示数变大________；
（2）实验中测得五组数据，并绘制出定值电阻R的图像如图乙所示。结合乙图分析本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于________Ω。
4.某同学利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压恒为3V；
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路补充完整；
（2）闭合开关后，观察到电流表有示数，电压表无示数；则故障可能是_______；
（3）排除故障后，继续实验，测量并记录实验数据，根据实验数据画出电流与电阻关系的图像如图乙所示（实验中各电路元件完好）；分析图像可知实验中控制定值电阻两端电压为__________V不变，并发现__________Ω的定值电阻实验数据是错误的；去除错误数据，分析剩余数据得出的结论是：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成__________；
（4）利用以上实验器材，还可以完成的电学实验是__________。（写出一个即可）
答案以及解析
知识集锦：
①控制变量法 ② ③电阻 ④电压 ⑤电压 ⑥不同的定值电阻 ⑦正 ⑧反 ⑨导体两端的电压成正比 ⑩导体的电阻成反比
自我检测：
1.答案：B
解析：在“探究电流与电压关系”实验中应控制定值电阻的阻值不变，改变滑动变阻器的滑片位置，多次实验，记录多组电流和电压值，得出普遍规律，故应保持不变，调节滑片到不同的适当位置；和的阻值之比会发生变化；小灯泡的电阻随温度的变化而变化，不可以将换成小灯泡。故选B。
2.答案：
解析：观察表中每组实验数据中电流I与电压U和电阻R间的关系，最后归纳出关系式；欧姆定律的内容：导体中的电流跟电压成正比，跟电阻成反比。
由表格中数据知，电路中的电流等于导体两端的电压和导体电阻的比；即在电阻一定时，电流跟电压成正比；在电压一定时，电流跟电阻成反比。其表达式为
3.答案：（1）见解析；（2）25
解析：（1）实验中，定值电阻与变阻器串联，电压表测量定值电阻电压，电流表测量电路电流；滑片P向右端滑动时，电流表的示数变大，说明此时变阻器接入电路中电阻变小，则变阻器的右下接线柱接入电路中，如图所示：
（2）当电路中电流最小为0.5A时，变阻器接入电路中电阻最大，此时变阻器的电压为
由欧姆定律得，此时变阻器接入电路中电阻为
则本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于25Ω。
4.答案：（1）见解析；（2）电阻R短路；（3）2；15；反比；（4）探究电流与电压的关系
解析：（1）探究“电流与电阻的关系”时，电压表测量电阻两端电压，电压表与电阻并联，由于电压是两节干电池，则电源电压为3V，所以电压表选0~3V量程，如下图所示：
（2）闭合开关后，观察到电流表有示数，则电路是通路，电压表无示数，则故障可能是电阻被短路。
（3）由乙图可知，当电阻为5Ω时，通过电阻的电流为0.4A；当电阻为10Ω时，通过电阻的电流为0.2A；当电阻为20Ω时，通过电阻的电流为0.1A；则有
所以控制定值电阻两端电压为2V不变。
由乙图可知，当电阻为15Ω时，通过电阻的电流为0.16A，则电阻两端电压
由于没有控制15Ω电阻两端电压为2V，所以15Ω的定值电阻实验数据是错误的。
由乙图可知，通过定值电阻的电流随电阻的增大而减小，且通过电阻的电流与电阻的乘积保持不变，所以当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（4）由于可以调节电路中的滑动变阻器的滑片位置，改变定值电阻两端电压，同时控制电阻阻值不变，所以还可以完成的电学实验是探究电流与电压的关系。