14.2第1课时 探究电流与电压、电阻的关系(要点讲解+当堂检测+答案)

沪粤版物理九年级上册同步学案
第十四章　探究欧姆定律
14.2　探究欧姆定律
第1课时　探究电流与电压、电阻的关系
要 点 讲 解
要点　探究电流与电压、电阻的关系
提出问题：通过导体的电流与哪些因素有关？
猜想与假设：(1)电压是形成电流的原因，那么增大电压，通过导体的电流也跟着增大；(2)电阻是指导体对电流的阻碍作用，那么增大导体的电阻，通过导体的电流减小。
实验方法是控制变量法。(1)研究电流与电压的关系，要保持电阻不变，改变导体两端的电压，观察电流大小，再分析数据，找出规律；(2)研究电流与电阻的关系，要保持电阻两端的电压不变，改变导体电阻，观察电流大小，然后分析数据，找出规律；(3)把单一关系综合起来，就是我们要总结的规律。这与上一节研究影响电阻大小的因素的方法相同。
设计并进行实验：
实验目的
探究电流跟电压的关系
探究电流跟电阻的关系
控制变量
控制电阻不变，改变电压
控制电压不变，改变电阻
电路
图
如何
控制
电阻不变，用滑动变阻器调节导体两端的电压，从电压表上读出导体两端的电压，从电流表上读出通过导体的电流
更换不同电阻，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，从电流表上读出通过导体的电阻
实验
数据
R＝10Ω
电压/V
2.4
1.8
1.2
电流/A
0.24
0.18
0.12
U＝3V
电阻/Ω
5
10
15
电流/A
0.6
0.3
0.2
分析
论证
分析实验数据可知：电压与电流的比值不变，说明电流的大小与电压成正比，将实验数据通过图像的形式表示出来，如图所示。
分析实验数据可知：电阻与电流的乘积为一定值，说明电流的大小与电阻成反比，将实验数据通过图像的形式表示出来，如图所示。
探究归纳：(1)在电阻一定时，电流跟电压成正比；(2)在电压一定时，电流跟电阻成反比。
经典例题　在“探究导体的电流跟电阻的关系”实验中，老师提供的器材有：电源(电压恒为4.5V)，电流表、电压表和开关各一个，四个定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)，两个滑动变阻器(规格分别是“5Ω，2A”、“20Ω，1A”)，导线若干。
(1)请用笔画线表示导线，在图甲中将实验电路图连接完整。

甲 乙
(2)在连接电路时，要求先将开关、滑动变阻器滑片分别处于________的位置(填字母)。
A. 闭合、阻值最小处　 B. 断开、阻值最小处
C. 断开、阻值任意 D. 断开、阻值最大处
(3)实验时，先在a、b间接入10Ω电阻，移动滑片P，使电压表示数为3V，并记录相应的电流值，再改接15Ω的电阻，此时滑片P应向________(选填“c”或“d”)端移动，这样移动滑片的目的是：__________________________________。
(4)本实验需在a、b间先后接入上述四个定值电阻，为完成整个实验，应该选取规格为________的滑动变阻器。
(5)通过实验获取数据，得到如图乙所示导体的电流I随电阻R变化的图像，由图像可得出结论：___________________________________。
解析：本题考查探究导体的电流与电阻的关系。(1)电流表连接时选用0～0.6A量程，注意正负接线柱的接法；滑动变阻器的连接要求是，应串联入电路中，接线柱要“一上一下”，因此应把滑动变阻器的上接线柱与定值电阻a端相连即可；(2)连接电路时，为了避免电路短路，开关必须断开；同时要求滑动变阻器接入电路的阻值最大，所以选D；(3)为了探究电流跟电阻的关系，必须控制电压保持不变，所以将定值电阻由10Ω变为15Ω时，滑片应向c端移动，使定值电阻两端的电压保持不变；(4)当a、b间接入30Ω电阻时，流过电路的电流I＝＝0.1A，R滑＝＝15Ω>5Ω，故应选用“20Ω，1A”的滑动变阻器；(5)通过图像可得：电压一定时，电流跟电阻成反比关系。
答案：(1)如图所示。　(2)D　(3)c　使定值电阻两端的电压保持3V不变　(4)“20Ω，1 A”　(5)电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比
点拨：在“探究电流与电压、电阻的关系”这两个实验中，更换定值电阻重复实验的目的是不同的，在探究电流与电压关系的实验中，“更换定值电阻重复实验”的目的是使实验结论更具普遍性，而在探究电流与电阻关系的实验中，其目的是得到在相同电压下多组电流与电阻的数据，便于发现规律。
当 堂 检 测
1. 在研究电流跟电压、电阻的关系实验中，当研究电流与电阻的关系时(　　)
A. 调节滑动变阻器，使电路中的电流保持不变
B. 调节滑动变阻器，使不同的定值电阻R两端的电压保持不变
C. 使电阻R两端电压成倍数变化
D. 每次测量时都要使电路中的电流成倍数变化
2. 在“电阻一定时探究电流与电压关系”的实验中，小明把元件连接成了如图所示的电路，准备闭合开关时，旁边的小捷急忙拦着说接线错了，小捷发现只要改接一根导线就可以连出正确的电路，要改接的那根是图中的(　　)
A. 导线a　 B. 导线b　 C. 导线c　 D. 导线d

第2题 第3题
3. 小华同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时。根据某组实验数据，即某个定值电阻两端的电压和通过的电流数据，得到如图所示的图像。下列结论与图像相符的是(　　)
A. 电阻一定时，电流与电压成正比 B. 电阻一定时，电压与电流成正比
C. 电压一定时，电流与电阻成反比 D. 电压一定时，电阻与电流成反比
4. 在做“探究电流与电阻的关系”实验中，小翔连接了如图所示的电路。他先在电路的A、B间接入10Ω的电阻，移动滑动变阻器的滑片，读出电压表与电流表的示数；记录数据后，改用15Ω电阻替换10Ω电阻，闭合开关，接下来他的实验操作应该是(　　)
A. 观察电压表，向右移动滑片，读取电流数据
B. 观察电流表，向右移动滑片，读取电压数据
C. 观察电压表，向左移动滑片，读取电流数据
D. 观察电流表，向左移动滑片，读取电压数据

第4题 第5题
5. 某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，发现通过电阻a、b的电流随电压变化情况如图所示，则下列结论与图像相符的是(　　)
A. 电阻一定时，电流随着电压的增大而减小
B. 电压相同时，阻值大的电阻通过的电流大
C. 电流相同时，阻值小的电阻两端的电压大
D. 两电阻阻值的关系是Ra>Rb
6. “探究电流与电压关系”实验的电路图如图所示。在实验中应控制　 　不变，滑动变阻器R′的作用是 。

第6题 第7题
7. 如图是探究电流和电压、电阻关系的电路，a是　 　表，b是 表。
8. 某同学探究“电流与电压、电阻的关系”。实验开始时，滑动变阻器的作用是 。在探究通过导体的电流与导体电阻关系时，滑动变阻器的作用是 。
9. 如图所示是“探究电流与电阻关系”的实验电路图。闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至
　 　 (选填“a”或“b”)端；实验过程中，当电阻R1＝5Ω换成电阻R2＝10Ω时，为使R1两端的电压保持不变，滑片应向 (选填“a”或“b”)端滑动。
当堂检测参考答案
1. B 2. D 3. A 4. C 5. D
6. R(或固定电阻) 保护电路和控制电路中的电流和电压
7. 电流 电压
8. 保护电路 保持定值电阻两端的电压不变
9. b b