17.1 电流与电压、电阻的关系 同步学案（含答案）人教版（2024）九年级全册

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【学习目标】
1. 掌握探究电阻一定时电压与电流的关系
2. 掌握探究电压一定时电流与电阻的关系
【自主学习】
一、探究电阻一定时电压与电流的关系
实验思路：可以用 进行实验。要研究通过定值电阻的电流I怎样随着它两端的电压U的变化而变化，需要确定改变定值电阻两端电压的方法。
（1）要想改变定值电阻两端的电压。也可以用干电池作为电源，通过增减串联电池的节数来改变电压（优点：方便调节整数电压；缺点：只能跳跃性调节定值电阻两端的电压。增加电池时，可能会损坏电流表与电压表）。
（2）把滑动变阻器与定值电阻串联来改变定值电阻两端的电压（优点：能够相对连续性地调节定值电阻两端电压。还能保护电路；缺点：很多时候不太能稳定准确地调节到我们想要的电压）。
设计电路图：
（1） （2）
我们为了电路的安全一般都选择（2）的实验电路图（变阻器最大阻值选择和定值电阻差不多就行）。
数据的收集与处理：（R=10Ω）
画出图像：
二、探究电压一定时电流与电阻的关系
实验思路：要探究电压一定时电流与电阻的关系，需要知道导体的电阻和通过导体的电流。可以将不同阻值的定值电阻接入电路中，以改变电阻，测量通过每个定值电阻的电流，找出电流与电阻的关系。实验时还需要考虑保持定值电阻两端电压不变的方法（使用滑动变阻器来控制即可）。
设计电路图：
数据的收集与处理：（U=2V）
画出图像：
实验结论：大量实验表明，导体两端的 一定时，通过导体的 与导体的 成 比。
在误差允许的范围内，该图像是一条折线，当数据足够多的时候，该折线会很趋近于曲线，于是可以用曲线来代替该折线。记录的数据对应的点，有的是分布在该曲线附近，有的在该曲线上，如果有的点离得太远，应该就是错误数据，应该要舍去。
多次测量（换定值电阻两端电压的数值）的目的：为了寻找普遍规律，排除偶然性。
电流与电阻的乘积等于或者约等于定制电阻两端的电压（误差允许的范围内是等于的）。
还可以作 图，大概是一条直线，能直观得出电流与电阻成反比的定量关系（如上图，列表略，前提是 能取到整数哈）。
【例1】在如图所示的图象中，能正确反映物理量之间关系的是（ ）
A．甲图：定值电阻与它两端电压的关系 B．乙图：定值电阻与通过它的电流的关系
C．丙图：电压一定时，电流与电阻的关系 D．丁图：电阻一定时，电流与电压的关系。
【例2】小红用如图所示的电路图，探究通过导体的电流与导体电阻关系（电源电压恒定），移动滑动变阻器滑片时，应特别观察的是（　　）
A．变阻器滑片 B．定值电阻R
C．电流表示数 D．电压表示数
【例3】如图所示，探究“电流跟电压的关系”实验中，下列说法不正确的是（　　）
A．探究电流跟电压的关系时，需要控制导体的电阻一定
B．滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
C．实验的结论是：电流跟电压成反比
D．多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
【例4】如图所示是探究“通过导体的电流大小与导体电阻大小的关系”的电路图。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
B．实验中，应控制定值电阻两端的电压不变
C．实验中，滑动变阻器的主要作用是控制通过定值电阻的电流不变
D．把定值电阻由5Ω更换为10Ω时，滑动变阻器的滑片应向左移动
【例5】在探究电阻一定时，电流与电压关系的实验中，某同学连接的电路如图所示，电源电压保持3V不变，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表；下列说法正确的是（　　）
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
电流I/A 0.15 0.22 0.30 0.38 0.45
A．多次实验的目的是为了减小误差
B．第4次实验数据是错误的
C．由该实验可得出：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
D．由该实验可得出：在电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
【例6】在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小明得到的实验数据如下表所示。
数据序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.40 0.38 0.45
（1）为分析电流与电压的定量关系，请你在图的方格中建立有关坐标轴并制定其标度，把表中的数据在坐标系中描点。
（2）小英说，从图中可以看出，这些数据中有一组是明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，可能是读取这组数据时粗心所引起的，分析时需要把它剔除掉。这是第 组数据？
【例7】实验小组以图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”。图中R为电阻箱。
(1)图乙为实际连接的电路，检查发现有一根导线接错，请在这根导线上打“×”，并画出正确接法，导线不交叉 。
(2)实验过程中，当改变电阻箱的阻值时，需要移动滑动变阻器滑片目的 。
(3)连接好电路，将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关S，移动滑片P，发现电流表无示数，电压表示数始终接近电源电压，导致这一现象的原因可能是__________（填序号）。
A．滑动变阻器最大阻值太大 B．电阻箱R的电阻丝断了 C．开关闸刀与触点接触不良
(4)正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，记录第1组电阻值和电流表的示数后，将电阻箱调到一个阻值更大的电阻后，应将滑片适当向 端移动（选填“A”或“B”）。数据记录如表，其中第3次实验时电流表的示数如图丙所示，读数为 。（保留两位有效数字）
1 2 3 4 5
R（Ω） 5 10 15 20 25
I（A） 0.40 0.20 0.10 0.08
(5)多次改变电阻箱的阻值，重复上述操作，得到了如表中所示的数据，通过观察表中的数据，分析得出： 。
(6)为了确定电流与电阻的定量关系，老师提出利用图像法，应将表中各组电阻值的倒数算出，并做出电流与电阻倒数的图像如图丁所示。请你分析为什么不做I与R图像，而需要做I与图像： 。
【例8】物理小组在“探究电流与电阻的关系”实验时，实验器材有：电源（电压恒为6V不变）、电流表、电压表、滑动变阻器（30Ω，2A）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。要求：开关闭合前无需移动滑片；
(2)闭合开关后，发现电流表有示数，电压表无示数，检查发现仅有一根导线有断路故障，则故障可能是导线 发生了断路；
(3)先接入5Ω定值电阻，闭合开关，移动变阻器的滑片P移至合适位置，电压表的示数如图乙所示，示数为 V，记下电流表的示数。断开开关，将5Ω电阻换成10Ω后，闭合开关，移动变阻器的滑片P使 表的示数与前一次相同，记录相关数据，此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次阻值 ；
(4)其他小组中的A和B两位同学也利用这些器材探究了电流与电阻的关系，作出如图丙所示的I-R图像，由图中数据可知， （A/B）同学实验操作错误，理由是 。
【课后巩固】
1．在“探究电流和电压的关系”和“探究电流和电阻的关系”两个实验中，下列说法正确的是（　　）
A．两个实验多次实验的目的都是为了得到普遍性实验结论
B．探究电流和电压的关系中，滑动变阻器的作用主要是控制定值电阻两端电压一定
C．在探究电流和电阻的关系中，滑动变阻器的作用主要是改变定值电阻两端的电压
D．两个实验都用到的实验探究方法是转换法
2．探究“电压一定时，电流与电阻的关系”。实验过程中，移动滑片，使电压表示数为一固定值，记录电流表示数，多次更换定值电阻重复实验，得到电流I与定值电阻R的倒数关系如图甲中图线A所示，从而得出结论。在整理器材时，发现电压表指针位置如图乙所示。其他同学通过正确实验操作也进行了上述实验，他们的实验结论一致。下述评估中错误的是（ ）
A．该实验遗漏的实验操作是电压表调零（校零）
B．实验结束后，应先断开开关，再拆除电源两端的导线
C．遗漏的实验操作并未影响结论，是因为实验时定值电阻两端电压仍保持为定值
D．电压表调零（校零）后重新进行实验，得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图甲中的图线C
3．在探究“导体电流与电阻关系”时，选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验，实验电路图如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
B．用10Ω电阻实验，读数时的滑片位置比5Ω电阻读数时更靠左
C．实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定
D．实验获得多组数据是为了减小实验误差
4．勇勇在探究“电流与电阻的关系”时，按照如图所示连接电路，电源电压恒为 6V， 电阻 R1 可选用 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四种规格，根据电路图，连接各元件的过程中，以下描述错误的是（　　）
A．闭合开关前，应将滑动变阻器移动到最左端
B．电压表误接在滑动变阻器两端也可以进行实验
C．滑动变阻器可以连接三个接线柱
D．移动滑动变阻器是为了改变定值电阻两端电压
5．如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片逐渐向左移动。下列说法正确的是（ ）
A．R2连入电路的电阻增大
B．电流表示数减小
C．电流表示数增大
D．电流表示数不变
6．某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”，下列有关说法正确的是（　　）
A．为了方便观察实验现象，可以将R1换成小灯泡
B．可调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数产生变化
C．实验开始前，滑动变阻器滑片应该移至最左端
D．实验的结论是：电阻一定时，电压与电流成正比
7．小明利用如图所示的电路探究“导体中电流跟电阻的关系”，电源电压保持不变，更换阻值不同的电阻R2，通过调节滑动变阻器接入电路的电阻R1，正确完成实验，记录各次实验中电压表示数U和电流表示数I。描点画出下列四幅图，其中最接近实际的是（　　）
A． B． C． D．
8．小明在探究通过导体的电流跟电阻的关系实验中，如图甲所示，电源电压恒为6V，根据测量数据得到如图乙所示图像。以下结论正确的是（ ）
①实验中应控制导体两端的电压不变，换用不同的导体
②实验过程中，小明控制导体两端的电压为2.5V
③分析图像可得：在电压一定时，导体的电阻与电流成反比
④分析图像可得：在电压一定时，导体的电流与电阻成反比
A．① ② B．③ ④ C．① ④ D．② ③
9．小宇和同学们在做电学实验过程中，她们经过讨论，依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图，如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是（　　）
A．图甲改进为图乙：为保证实验过程中电压这一因素不变
B．图乙改进为图丙：实现多次实验，得到电流跟电压之间的定量关系
C．图丙：移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
D．图丙：不增加任何器材、不改变电路，也可以探究电流与电阻的关系
10．在探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中：
(1)请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整；
(2)表一是探究电流与 关系的实验数据，为分析它们的定量关系，需要对表一中的数据进行处理，请简要说明如何处理数据： （写出一种方法即可）；
(3)分析表二中的数据，可得结论：当电压一定时， 。
实验序号 电阻R/Ω 电流I/A
1 5 0.48
2 10 0.24
3 15 0.16
... ... ...
表一 表二
实验序号 电压U/V 电流I/A
1 1.0 0.20
2 1.5 0.30
3 2.0 0.40
... ... ...
11．在探究“电流与电压关系”的实验中，宁宁同学用电流表和电压表测量出某段导体中电流及其两端的电压，数据如表：
U/V 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
I/A 0.1 1 0.3 0.4 0.5
从表中数据可以看出，这些数据中有一组是明显错误的，是 （填出具体的电压和电流，并写出单位），跟其他数据的规律完全不同，可能是读取这组数据时粗心所引起的，分析时需要把它剔除掉，请在方格纸上画出导体中电流与导体两端电压的关系图像。
12．在探究“电阻一定时，电流与电压关系”的实验中，小翔得到的实验数据如下表所示。
(1)为分析电流与电压的定量关系，请你在图的方格中建立有关坐标轴并制定其标度，把表中的数据在坐标中描点，并画出对应的图像；
(2)小琪说，从图像中可以看出，这些数据中有一组是明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，可能是读取这组数据时粗心所引起的，分析时需要把它剔除掉。它是第 组数据。
数据序号 1 2 3 4 5 6
U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
I/A 0.08 0.16 0.23 0.33 0.28 0.48
13．小红在“探究电流与电压和电阻关系”的实验中，使用的实验器材有：两节新干电池、滑动变阻器（满足实验要求）、电流表、电压表、开关、导线和定值电阻若干。实验过程如下：
(1)请根据小红设计的电路图（图1）将实物图（图2）连接完整（要求：导线不交叉）。
(2)小红把5的定值电阻接入电路，将滑动变阻器的滑片调至最 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，移动滑片P，发现电压表示数无变化，电流表示数有变化，其原因可能是定值电阻 （选填“断路”或“短路”）。
(3)排除故障后，闭合开关，调节滑片P，当电压表的示数为0.5V时，电流表的示数如图3所示，则电流表示数为 A。继续实验，将实验数据记录在表中，分析数据可得出结论：“在电阻一定时， ”。
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
(4)小红接下来探究电流与电阻的关系。分别将的定值电阻接入电路，闭合开关，正确进行操作，并根据实验数据绘制出图像，如图4所示。根据数据分析得出结论：“ ，通过导体的电流与导体的电阻成反比”。该过程中滑动变阻器除保护电路外，还起到 的作用。
14．在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小明连接了如图甲所示的电路，其中定值电阻R=5Ω。
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40
(1)为了用电安全和保护器材，在连接实物电路时，开关应处于 状态；连接电路完成之后，应先把如图甲所示的滑动变阻器的滑片向 端移动；
(2)小明测量并记录了几组电压和电流值如下表。最后一次实验中电流表的示数如图乙所示，此时电流为 A；
(3)根据对表格中的实验数据进行分析，可得到关于“电流与电压关系”的实验结论是： ；
(4)在实验探究中，能不能把如图甲所示电路中的定值电阻R替换成小灯泡而进行探究“电流与电压关系”？ ，理由是： 。
15．小侨在“探究导体中的电流与电阻的关系”实验中，所用电源电压恒为，已有的4个定值电阻的阻值分别为、、、，滑动变阻器标有“”字样。
(1)请用笔画线代替缺少的导线，将图甲的电路连接完整（要求：导线不能交叉，滑片P向B端移动时，电路中的电流变大）。
(2)连接电路时，应 开关。闭合开关后，发现电压表指针有明显偏转，电流表指针无偏转，可能的电路故障是 。
(3)排除电路故障后，先接入的电阻，调节滑动变阻器的滑片至某一位置时，观察到电流表指针位置如图乙所示，电流表示数为 A，然后记录数据。接下来用的电阻代替的电阻做实验，记录数据时滑动变阻器连入电路的阻值比上次实验时更 。
(4)更换其余电阻继续实验，根据4组数据作出图像，如图丙所示。分析图像可得出：在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成 比。
(5)小江也进行了上述实验。他断开开关，在整理器材时，发现整个实验中始终未对电压表调零，但其余实验操作均正确。小江根据他的实验数据作出的图像也是直线吗？请判断并说出理由： 。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。试卷第1页，共3页
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【参考答案】
一、探究电阻一定时电压与电流的关系：定值电阻 电阻 电流 电压 正
二、探究电压一定时电流与电阻的关系：电压 电流 电阻 反
【例1】D 【例2】D 【例3】C 【例4】B 【例5】C
【例6】（1）（2）4
【例7】(1)；(2)保持电阻箱两端的电压不变；(3)B；(4) A 0.12
(5)电压一定时，电流与电阻成反比
(6)见I与R的图像是曲线，不能直观得出定量关系，I与的图像是过原点的直线，能直观得出电流与电阻成反比的定量关系
【例8】(1) ；(2) ③；(3) 2.4 电压 大；(4) A 原因是未控制定值电阻两端电压不变
课后巩固
基础练习
1. A 2. D（提示：电压表的示数对应的位置其实是0~对应的数据，是一个区间，而该选项调零后，对应的区间变大了） 3. C 4. D 5. C 6. B 7. B 8. C 9. B
10. (1)；(2) 电压 绘制I-U图像；(3)通过导体的电流与导体的电阻成反比
11. 4V 1A 12. （1） （2）5
13. (1)；(2) 右 短路；(3) 0.1 通过导体的电流与导体两端电压成正比
(4) 在电压一定时 控制定值电阻两端电压不变
14. (1) 断开 右；(2) 0.5；(3)电阻一定时，电流与电压成正比；(4) 不能 小灯泡不是定值电阻
15. (1)；(2) 断开 断路；(3) 0.4 大；(4)反
(5)是，因为两端的电压仍保持为定值不变
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