人教版 九年级 全册 第17章第1节电流与电压和电阻的关系第一课时课件 (27张PPT)

(共27张PPT)
第17章
第1节
课时1
电流与电压和电阻的关系
1.通过实验探究电流、电压和电阻的关系，经历科学探究的全过程，进一步熟悉实验中常用的一种科学方法—控制变量法。
2.会观察、收集、分析实验数据，并尝试用图像法分析实验数据。
3.能说出电流与电压、电阻间的正比、反比关系。
【重点】通过实验探究电流、电压、电阻之间的关系。
【难点】在探究过程中认真观察、仔细分析，并得出真实、科学的结论。
学习目标
物理量
物理意义
符号
国际
单位
测量
工具
电流
电荷定向移动
I
A
电流表
电压
使电荷移动形成电流的原因
U
V
电压表
电阻
导体对电流的阻碍作用
R
Ω
那么通过某一导体的电流与导体两端的电压、导体的电阻之间是不是存在着某种关系呢？
新课引入
知识点
探究电流与电压的关系
1.
实验：探究电流与电压的关系
（1）提出问题：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？
（2）猜想与假设：学习了电压可知，电压是产生电流的原因，同一个小灯泡，在以一节干电池为电源的电路中发光较暗，在以两节干电池为电源的电路中发光较亮，所以猜想：
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。
1
新知探究
（3）设计实验：
A
V
R
R'
S
运用控制变量法，控制电阻的阻值不变，调节滑动变阻器改变电阻两端的电压，则通过电阻的电流随之改变，观察并记录电流表的示数，分析电流随电压的变化规律。
新知探究
（4）实验器材：
A
V
R
R'
S
电压表、电流表、滑动变阻器，10Ω定值电阻、电源、开关各一个，导线若干
新知探究
（5）进行实验：
②检查电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，读出电流表和电压表的示数，填入表中。
①按照设计的电路图连接实物。
在连接实物时要注意：
i.按照一定的顺序连接实物，开关要断开。
ii.电流表和电压表的量程和接线柱是否正确。
iii.滑动变阻器的接线柱要“一上一下”的接入电路中。
iv.滑动变阻器的滑片要移到阻值最大的位置。
新知探究
电阻R
10
Ω
电压U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
电流I/A
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
③记录实验数据
自变量
控制变量
因变量
④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。
新知探究
I/A
U/V
O
4.0
6.0
8.0
10.0
0.1
0.3
0.5
0.6
0.4
0.2
0.7
0.8
2.0
3.0
5.0
7.0
1.0
9.0
0.9
·
·
·
·
·
·
·
R
=
10Ω
⑤分析论证
①从实验数据可以看出：电阻一定时，通过电阻的电流与其两端的电压有关，电流随电压的增大而增大，电压变为原来的几倍，电流也变为原来的几倍；
②由I-U图像和数据分析可知：电阻一定时，电流与电压成正比，电流与电压的比值为一定值。
新知探究
⑥实验结论
在电阻一定的情况下，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，即R不变时，
=
新知探究
2.
实验注意事项
（1）连接电路时，开关应处于断开状态，要正确选择电压表和电流表的量程。
（2）为了使得出的结论更具有普遍性，可换用5Ω、15Ω的电阻重复上述的实验步骤。
（3）在实验中，通过改变串联干电池的个数或调节学生电源的旋钮也可以改变电阻两端电压，但实验中常采用移动滑动变阻器的滑片的方法来改变电阻两端电压。
（4）调节滑动变阻器滑片的过程中，防止电压表和电流表示数太大。
（5）移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛要盯紧电压表，使电压表示数达到某一设定值时，记下电流表示数。
（6）在测量过程中，读取数据后要及时断开开关，以防通电时间过长，电阻发热给测量带来误差。
新知探究
知识点
探究电流与电阻的关系
（1）提出问题：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻存在什么关系?
（2）猜想与假设：
因为电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小，所以电流与电阻的关系有两种猜想：
①导体电阻越大，通过的电流越小（非线性）；
②通过导体的电流与电阻可能成反比。
2
新知探究
（3）设计实验
①要研究电流和电阻的关系，需要改变接入电路的电阻大小，在实验时更换不同的电阻接入电路即可。
②该实验中需要控制不同电阻两端的电压相同，我们可在电路中串联一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器，使不同电阻两端的电压相等。
A
V
R
R'
S
新知探究
（4）实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个，导线若干。
A
V
R
R'
S
新知探究
（5）进行实验与收集数据
①按照电路图连接实物电路，将5Ω的电阻接入电路中；
②闭合开关前，检查电路中各个元件连接是否正确，并将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
③确认电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3V，再读出电流表示数并填入表中；
④断开开关，将阻值为5Ω的定值电阻分别更换为10Ω、15Ω的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数保持3V不变，分别读出对应电流表示数并填入表格中；
⑤在坐标系中，根据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。
新知探究
电压U
3V
电阻R/Ω
5.0
10.0
15.0
电流I/A
0.13
0.2
0.4
自变量
因变量
控制变量
记录实验数据
O
10
15
20
25
5
I/A
R/Ω
0
10
15
20
25
0.2
0.6
0.4
5
0.8
（6）分析论证：由数据分析和I-R关系图可知：电压一定时，通过电阻的电流和其阻值有关，电阻变为原来的n倍，电流变为原来的
电流与电阻的乘积为一定值。
新知探究
（7）实验结论
在导体两端电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
想一想：本实验中滑动变阻器的作用是什么？
保护电路，控制导体两端的电压保持不变。
应该进行多次实验，使实验结论更具有普遍性。
新知探究
电流、电压、电阻的关系可以表示为：
1.
在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
对这一关系的理解应注意：
（1）这里的导体中的电流和导体两端的电压是针对同一导体而言的，不能说一个导体中的电流跟另一个导体两端的电压成正比。
（2）不能反过来说，电阻一定时，电压跟电流成正比。这里存在一个因果关系，电压是因，电流是果，因为导体两端有了电压，导体中才有电流，不是因为导体中先有了电流才加了电压，因果关系不能颠倒。
新知探究
2.
在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
对这一关系的理解应注意：
（1）电流和电阻也是针对同一导体而言，谁的电阻就影响谁的电流，不能说一个导体的电流与另一个导体的电阻成反比。
（2）同样不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。因为，电阻是导体本身的性质，其大小由导体本身来决定，与导体中通过的电流无关。
新知探究
电流、电压、电阻的关系可以表示为：
电流与电压
和电阻的关系
探究电流与电压的关系
探究电流与电阻的关系
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
课堂总结
1.
某同学利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”，开始时，把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，作用是_________，为了达到实验目的，实验过程中须保持___________不变，可以通过改变__________________________来控制。
变阻器连入电路中的电阻
保护电路
电压表示数
V
R
P
S
A
课堂训练
2.
在探究“电流与电阻关系”的实验中，电源电压保持不变，每次实验中大小都发生改变的是（　　）
A．定值电阻两端的电压
B．滑动变阻器两端的电压
C．电压表与电流表示数的比值
D．定值电阻与滑动变阻器两端电压之比
C
A
V
Rx
R'
S
课堂训练
3.
在“探究电流跟电压关系”的实验中：
（1）如图甲所示，“1”处为________，“2”处为________。（填“电流表”或“电压表”）
（2）用笔画线代替导线将图乙中电路连接完整，要求实验过程中滑动变阻器的滑片从右向左移动。(导线不能交叉)
电流表
电压表
课堂训练
（3）在实验操作过程中保持_______不变，闭合开关时，调节滑动变阻器的滑片P做了三组实验，数据如下表所示，请根据表中数据在图丙中进行描点连线。
电阻
实验次数
1
2
3
电压表U/V
1.0
2.0
2.5
电流表I/A
0.11
0.20
0.26
（4）对实验数据进行分析，可归纳出结论是：__________________________________________________。
电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
课堂训练
4.
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：不同节干电池串联接入MN；
乙：电池与滑动变阻器串联接入MN；
丙：电池先后与不同定值电阻R′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
D
课堂训练
5.
在探究“电流与电阻关系”的实验中，某同学根据实验数据作出如图所示的图像，下列说法正确的是（　　）
A．导体中的电流与导体的电阻成正比
B．电源至少选用两节新干电池
C．换用2Ω电阻做实验时，需要更换电压表量程
D．多次实验是为了求平均值，以减小实验误差
B
课堂训练
6.
张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，根据记录的实验数据作出了如图所示的图像，根据图像，下列说法错误的是（
）
A．通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B．导体A的电阻大于导体B的电阻
C．当在导体B的两端加上1V的电压时，通过导
体B的电流为0.1A
D．通过导体B的电流与其两端的电压成正比
B
课堂训练