4.6电流与电压、电阻的关系 第1课时(课件 32张PPT)

2021年秋浙教版科学课件 八年级上册
第6节 电流与电压、电阻的关系
第4章 电路探秘
学习目标
1能用控制变量法设计设计实验，研究电流与电压、电阻之间的关系。
2通关串联电路电压关系分析出滑动变阻器在电路中的控制作用。
3能从实验数据中找出正比关系或反比关系。
4能从分步实验结论中总结出欧姆定律。
新课导入
【复习引入】前面我们学习了电流、电压、电阻的有关知识，那么电流、电压和电阻之间有没有关系？请看下面的实验。
1．演示

【小结】用两节干电池，灯泡较亮，电流较大。说明通过一个灯泡的电流跟加在它两端的电压有关。
新课导入
2.演示
【小结】“6.3V”灯泡较暗，电流较小。灯泡不同，电阻一般不同。说明在电压一定时，通过小灯泡的电流跟电阻有关。
新课导入
3．引入：
实验告诉我们：通过导体的电流的大小跟导体两端的电压和导体的电阻有关，本节将研究电流跟电压、电阻的关系。我们已经知道：
（1）电流与电压的关系：电压越大，对电路中电流的推动作用越大。
（2）电阻与电流的关系：电阻越大，对电路中电流的阻碍作用越大。
由此推测：
当电路中电阻一定时，电压越大，电流 。
当电路中电压一定时，电阻越大，电流 。
【说明】用实验研究一个量随两个量变化时，要保持一个量不变，研究另外两个量之间的关系，这是研究物理问题的一种有用的方法。
新课导入
1．设计实验电路。
　
2．让学生按电路图连接实物电路图。
新课讲解
研究电流与电压、电阻的关系
请看以下实验，思考问题。
请思考：如果要使灯泡变暗有何办法？
方法一:去掉一节电池
方法二:给电路增加电阻
问题：
相同的灯泡，但发光程度不同，说明流过它们的电流不同。那么电流可能和什么因素有关呢？
新课讲解
思考
小贴士：用实验研究一个量随两个量变化时，要保持一个量不变，研究另外两个量之间的关系，这是研究物理问题 的一种有用的方法。
如果我们知道一个导体的电阻值，能不能知道通过它的电流值呢？换句话说，电流与电阻、电压有什么定量关系？
新课讲解
提出问题：电阻上的电流跟两端的电压有什么关系呢？
猜想假设：
新课讲解
小灯泡在使用两节干电池（3V）比使用一节干电池（1.5V）时亮。
同一小灯泡（电阻一定）两端的电压增大，通过的电流也增大。
即在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的电 压成正比。
现象：
猜想：
新课讲解
设计实验，验证刚才的猜想：
在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的电
压成正比。
电流与电压的关系
新课讲解
2.实验中应选择哪些器材？电路图怎样设计？
思考：
1.在探究导体中的电流跟导体两端的电压的关系时，应采用什么方法和原理？
保持电阻不变，多次改变电阻两端的电压，测出对应电流值，由多组实验数据研究电流与电压是否成正比。
新课讲解
3.设计实验步骤
（1）按电路图连接电路；
（2）保持电阻 R=10Ω 不
变，调节滑动变阻器使电阻两端的电压分别为 1V、2V、
3V，读出此时相应的电流值；
（3）把数据填入表格中；
电压
U / V
1
2
3
电流
I/A
（4）分析数据，得出结论。
0.1 0.2 0.3
新课讲解
在电阻一定的情况下，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比关系。
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。
结论
新课讲解
（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。
新课讲解
　　　　　　　　　　电阻变小，灯泡变亮，说明电流变大。
猜想：
提示：研究电流与电阻关系时，电阻两端的电压怎么办？
猜想：在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
现象：滑片向左移动，
电路中的电阻越小，通过的电流越大。
提出问题：电流跟导体的电阻有什么关系呢？
猜想假设：
新课讲解
电流跟电阻的关系
电阻
R / Ω
5
10
15
电流
I / A
1.在上述连接电路的基础上，怎样操作？
（1）调节滑动变阻器使电阻两端的电压保持 U=3V(或2V)不变，电阻分别换为 R=5 Ω、10 Ω、 15 Ω，读出此时相应的电流值；
（2）把数据填入表格中；
（3）分析数据，得出结论。
0.6 0.3 0.2
新课讲解
结论
在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比关系。
对这一关系的理解要注意：
（1）电流和电阻也是针对同一导体而言的，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。
新课讲解
（2）同样不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。因为，电阻是导体本身的一个性质，它的大小由导体本身来决定，与导体中通过的电流无关。
上述关系都有必不可少的条件，电阻一定或电压一定，这一点是不能忽略的。
实验体会：
1.在研究电流与电压、电阻的关系时，利用控制变量
法分别控制了哪些物理量？
2.实验中，滑动变阻器的作用是什么？
（1）在研究电流与电压的关系时，控制电阻不变。
（2）在研究电流与电压的关系时，改变电阻中电流和两端
电压。
（3）在研究电流与电阻关系时，保持电阻两端的电压不变。
（2）在研究电流与电阻的关系时，控制电阻两端电压不变。
（1）保护电路。
新课讲解
新课讲解
欧姆定律
（1）内容：一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压
成正比，跟这段导体的电阻成反比。这个规律叫欧姆定律。
（2）公式：I = U/R。
式中：I——电流——安培（A）
U——电压——伏特（V）
R——电阻——欧姆（Ω）
（3）变形公式：U=I R R=U/ I
新课讲解
乔治·西蒙·欧姆 ，生于德国埃尔兰根城。少年时的欧姆因受父亲影响就对物理和数学产生了浓厚的兴趣。欧姆是一个很有科学抱负的人，他长期担任中学教师，边教学生边做研究。由于缺少资料和仪器，这给他的研究工作带来不少困难，但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行着科学探索。欧姆最重要的贡献是建立了电路定律（即欧姆定律）。当时还缺乏明确的电压、电流乃至电阻的概念，使用的电流表也正在探索中，他只好自己动手制作仪器，进行测量。他使用了温差电池和扭秤，经过无数次试验和归纳计算，用了10多年时间才获得成功。
小资料
新课讲解
公式间的关系：
公式： I = U/R。
U一定时，I 跟R 成反比
R一定时，I 跟U 成正比
变形公式 : U=I R R=U/ I
R=U /I 在数值上等于U 和I 的比值
U=IR 在数值上等于I 和R 的乘积
新课讲解
公式R=U/I：
它表示导体的电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过导体的电流的比值。这里要注意的是，导体的电阻是由导体本身的性质决定的，它跟导体两端是否有电压或电压的大小、导体中是否有电流或电流的大小无关。所以，我们不能认为电阻R跟电压U成正比，跟电流I 成反比。

注意：
新课讲解
对 R=U/I 它表示的是电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过导体的电流的比值。
那么，对 R =U/I 能否说明导体的电阻与导体两端的电压成正比、与通过导体的电流成反比？
想一想
新课讲解
不可以，因为导体的电阻是导体本身的一种属性，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积，有的还与温度有关。电阻的大小不会随着电流和电压的变化而变化，只跟本身的因素有关。
新课讲解
小结
电压、电流和电阻的关系
电流、电压和电阻的关系
电阻不变：电流与电压成正比
电压不变：电流与电阻成反比
欧姆定律
内容：导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比
公式：I=U/R（注意单位）
当堂小练
１．关于电流、电压和电阻，下列说法正确的是（　　）
A．通过导体的电流越小，导体的电阻越大
B．导体两端的电压为0V时，导体的电阻为0Ω
D
C．加在导体两端的电压，由通过导体的电流决定
D．导体的电阻不由导体两端的电压和通过导体的电流决定
当堂小练
C
２．某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了如图所示的一个图象。下列结论与图象相符的是（　　）
A．电阻一定时，电流随着电压的增大而增大
B．电阻一定时，电压随着电流的增大而增大
C．电压一定时，电流随着电的增大而减小
D．电压一定时，电阻随着电流的增大而减小
当堂小练
C
3．如图所示电路中，电源电压为4.5V，L1、L2是小灯泡，当开关S闭合时，电压表的示数为1.5V，忽略温度对灯丝电阻的影响，则（　　）
A．L2两端的电压为1.5V
B．L1与L2的灯丝电阻之比为2：1
C．L1两端的电压为1.5V
D．通过L1与L2的电流之比为1：2
当堂小练
4．如图所示，电源两端电压U保持不变，电阻R1的阻值为6Ω，电阻R2的阻值为18Ω。　当开关S闭合时，电压表示数为3V。求：
（1）电流表的示数I；
（2）电源两端的电压U。
解：（１）开关S闭合时，两电阻串联，电压表测量的是电阻Ｒ１两端的电压。电路中的电流Ｉ＝Ｉ１＝U１/R１＝３Ｖ／6Ω＝０．５Ａ，即电流表示数为０．５Ａ。
（２）根据欧姆定律可得，Ｒ２两端的电压Ｕ２＝ＩＲ２＝０．５Ａ×１８Ω＝９Ｖ，则电源电压Ｕ＝Ｕ１＋Ｕ２＝３Ｖ＋９Ｖ＝１２Ｖ。
答：（1）电流表的示数I为０．５Ａ；（２）电源两端的电压U为１２Ｖ。