17.1 電流與電壓和電阻的關系（導學案）-九年級物理全一冊同步備課系列（人教版）【學生版】

17.1電流與電壓和電阻的關系（導學案）【學習目標】1.通過實驗探究電流跟電壓、電阻的關系，讓學生經(jīng)歷科學探究的全過程。2.進一步熟悉探究實驗中常用的一種方法—控制變量法。3.會觀察、收集、分析實驗中的數(shù)據(jù)并嘗試采用圖象法分析實驗數(shù)據(jù)。4.能說出電流與電壓、電阻間的正比、反比關系?！緦W習重點】通過實驗探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系?！緦W習難點】1.運用控制變量的方法來設計和完成實驗既是重點也是難點。2.利用圖象進行線性數(shù)據(jù)分析?！咀灾黝A習】閱讀教材，完成以下問題：1.探究導體中的電流跟導體兩端電壓的關系（1）猜想：由于是形成電流的原因，說明電流的大小與有關。（2）探究方法：法。為了研究電阻中的電流跟電壓的關系，我們應控制一定，通過在電路中串聯(lián)一個來調(diào)節(jié)導體兩端的電壓。（3）結(jié)論：電阻一定時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成。2.探究通過導體的電流與導體電阻的關系（1）猜想：導體電阻對電流有阻礙作用，所以通過導體的電流的大小與有關。（2）探究方法：法。為了研究通過導體的電流跟電阻的關系，我們應控制導體兩端的一定，通過換用不同的導體來改變電阻。（3）結(jié)論：電壓一定時，通過導體的電流跟導體的電阻成?！竞献魈骄俊刻骄恳?、電阻一定時，導體中的電流跟電壓的關系【提出問題】電阻一定時，電流與電壓存在怎樣的關系？【猜想與假設】因為電壓是形成電流的原因。若電阻一定，可能電壓越大，電流越?！驹O計實驗】實驗中，應該控制哪些物理量不變，哪些量改變？畫出電路圖，寫出用到的實驗器材。（1）運用控制變量法，控制不變。并用電流表測出電路中的電流，用電壓表測出定值電阻兩端的電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器改變電阻。（2）實驗電路圖如圖所示。（3）實驗器材：電源、定值電阻、滑動變阻器、電鍵、電流表、電壓表、導線等。【進行實驗】（1）按電路圖把一個10Ω的定值電阻連接電路。（2）閉合開關前，檢查電路中各元件的連接是否正確，將滑動變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處。（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器使電阻兩端的電壓分別為1V、2V、3V、4V、5V、6V，讀出此時相應的電流值記入下表中。電阻電阻R10Ω電壓U/V1.02.03.04.05.06.0電流I/A【分析論證】（1）分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電流與電壓有關，電流隨電壓的增大而增大，并且成比。（2）在坐標系中根據(jù)各電流值和對應的電壓值描點，畫出I-U圖像。分析圖像可得出：通過導體的電流與導體兩端的電壓成比。（3）實驗結(jié)論：在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成?！驹u估與交流】（1）滑動變阻器的作用：保護電路、改變定值電阻。（2）表格錯誤數(shù)據(jù)的分析：分析比較各組數(shù)據(jù)電壓與電流的比值是否相同，不同的一組數(shù)據(jù)為錯誤數(shù)據(jù)。（3）提示：①結(jié)論中的電流、電壓、電阻是針對同一導體而言的。②明確電流與電壓存在的因果關系，電壓是導體中產(chǎn)生電流的原因，而不是導體中有了電流才在導體兩端產(chǎn)生電壓，所以不能說電阻一定時，電壓與電流成正比。③在歸納結(jié)論時，不能漏掉前提條件“電阻一定”?！纠}1】在探究電阻一定時，電流與電壓關系的實驗中，某同學連接的電路如圖所示，電源電壓保持3V不變，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器，得到的實驗數(shù)據(jù)如下表；下列說法正確的是（

）實驗序號實驗序號12345電壓U/V0.60.91.21.51.8電流I/A0.150.220.300.380.45A．多次實驗的目的是為了減小誤差B．第4次實驗數(shù)據(jù)是錯誤的C．由該實驗可得出：在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比D．由該實驗可得出：在電阻一定時，導體兩端的電壓與通過導體的電流成正比【例題2】已知通過導體的電流與導體兩端的電壓和導體的電阻有關。某同學探究“通過導體的電流與導體兩端電壓的關系”。（1）連接的部分電路如圖1，還應該_____；A．將燈泡并聯(lián)在電流表兩端B．將燈泡并聯(lián)在電壓表兩端C．將定值電阻并聯(lián)在電流表兩端D．將定值電阻并聯(lián)在電壓表兩端（2）閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移動到_____端（選填“A”或“B”）；（3）記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)123456電阻R/Ω5電壓U/V0.51.01.52.02.53.0電流I/A0.100.200.300.400.500.60在方格紙上畫出電流I與電壓U的關系圖像；______（4）分析圖2得出的探究結(jié)論是：_____。探究二、電壓一定時，電流與電阻的關系【提出問題】電壓一定時，電流與電阻存在怎樣的關系？【猜想與假設】因為電阻對電流有阻礙作用，所以若電壓一定，可能電阻越大，電流越?！驹O計實驗】要研究電流與電阻的關系，必須改變接入電路的，所以要更換不同的電阻R接入電路。實驗中要控制不變，所以需要在電路中串聯(lián)滑動變速器，通過調(diào)節(jié)滑動變速器，保持電阻R兩端的電壓不變，電路圖如圖所示?！緦嶒炂鞑摹侩娫?、不同阻值的定值電阻多個、滑動變阻器、開關、電流表、電壓表、導線等?！具M行實驗】（1）按電路圖連接電路。（2）閉合開關前，檢查電路中各元件的連接是否正確，將滑動變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處。（3）把阻值為5Ω的定值電阻接入電路，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為3V保持不變，讀出電流表的示數(shù)，記錄在下面的表格中。（4）把阻值為5Ω的定值電阻分別更換為10Ω、15Ω、25Ω的定值電阻，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)保持3V不變，讀出電流表的示數(shù)，記錄在下面的表格中。電壓電壓U/V2電阻R/Ω5101525電流I/A0.150.220.300.38【分析論證】（1）分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：電流與電阻有關，電流隨電阻的增大而減小，且電流與電阻的乘積為一定值，說明電流與電阻并且成比。（2）在坐標系中畫出I-R圖像。分析圖像可得出：通過導體的電流與導體的電阻成比?！半妷阂粚w中的電流與導體的電阻成反比”也可以說成“電壓一定時，導體中的電流與導體（2）更換阻值大的定值電阻后，電壓表示數(shù)不能調(diào)節(jié)到所需要的值的原因是電源電壓過大或滑動變阻器的最大阻值過小；更換阻值較小的定值電阻后，電流變大，若實驗無法進行，原因是電流表所選的量程過小。（3）如果用干電池做實驗，可以通過改變來改變定值電阻兩端的電壓（圖甲）；如果用學生電源做實驗，可以通過轉(zhuǎn)動旋鈕來改變定值電阻兩端的電壓（圖乙）；如果用滑動變阻器，可以將滑動變阻器串聯(lián)在電路中起分壓作用，改變定值電阻兩端的電壓。（4）注意：對實驗結(jié)論兩種錯誤的語言描述：①“導體中的電流跟導體的電阻成反比”。——漏掉了結(jié)論的前提條件（在電壓一定時）。②“電壓一定時，導體的電阻與導體中的電流成反比”。——弄錯了結(jié)論的因果關系（因為電阻是導體本身的性質(zhì)，跟電壓和電流都沒關系）?！纠}3】小明在探究通過導體的電流跟電阻的關系實驗中，如圖甲所示，【例題4】小舟和小嘉兩位同學分別探究“電流和電阻的關系”。小舟探究過程如下：【實驗步驟】Ⅰ．根據(jù)設計的方案將阻值為5Ω的電阻接入電路，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，觀察并記錄相關數(shù)據(jù)；Ⅱ．換用阻值為10Ω、20Ω的電阻，重復上述過程。請你用筆畫線代替導線，將電壓表接入圖甲電路中；______?！镜贸鼋Y(jié)論】小舟對記錄的數(shù)據(jù)進行處理，并繪制成圖乙，據(jù)此得出的結(jié)論是__________；【交流反思】小嘉用和小舟同樣的器材進行實驗卻無法得出正確結(jié)論，其記錄的數(shù)據(jù)如表所示，請你幫他分析原因：_________?！揪v點撥】1.導體中的電流與導體兩端的電壓成正比，其前提條件是電阻一定；不能反過來說電壓跟電流成正比，因為電壓是電源提供的，它的大小與導體中通過的電流無關。2.導體中的電流與導體的電阻成反比，其前提條件是電壓一定；不能反過來說電阻跟電流成反比，因為電阻是導體本身的一種性質(zhì)，它的大小由導體本身來決定，與導體中通過的電流無關?！練w納整理】第1節(jié)電流與電壓和電阻的關系【課堂練習】1.在“探究電流與電壓的關系”實驗中，用定值電阻進行實驗，得出了電流與電壓的關系（）AA BC D2．在“探究電流與電阻的關系”的實驗中如圖，下列說法正確的是（）A．導體中的電流與導體的電阻成正比B．實驗中應控制電阻兩端電壓不變C．記錄多組數(shù)據(jù)是為了求平均值，減小誤差D．實驗只需用到一個10Ω的電阻3.小剛用圖所示電路探究“通過導體的電流跟電阻的關系”。實驗過程中，當把電阻R由5Ω更換為10Ω后，為了探究上述問題，他應采取的操作是（）A．保持變阻器滑片不動 B．將變阻器滑片適當向左移動C．將變阻器滑片適當向右移動 D．適當增加電池的節(jié)數(shù)4．張華同學在探究通過導體的電流與其兩端電壓的關系時，將記錄的實驗數(shù)據(jù)通過整理作出了如圖所示的圖像，根據(jù)圖像，下列說法錯誤的是（）A．通過導體a的電流與其兩端的電壓成正比B．導體a的電阻大于導體b的電阻C．當在導體b的兩端加上1V的電壓時，通過導體b的電流為0.1AD．將a、b兩導體串聯(lián)后接到電壓為3V的電源上時，a導體兩端的電壓小于3V5.小華用圖示電路探究“電流跟電阻的關系”，他按正確的操作方法進行了多次實驗，記錄了多組數(shù)據(jù)，如果電源電壓保持不變，對他的實驗數(shù)據(jù)進行分析，下列物理量中發(fā)生改變的是（）A．定值電阻兩端的電壓 B．滑動變阻器兩端的電壓C．電壓表與電流表示數(shù)之比 D．定值電阻與滑動變阻器兩端電壓之比6.在“探究通過導體的電流與電阻的關系”實驗中：（1）小明連接的電路如圖甲所示，請用筆畫線代替導線把電路連接完整______；（2）根據(jù)表格中記錄的三組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)電阻越大則電流越小，要判斷電流與電阻是否成反比，在不畫坐標圖像的前提下，應該如何對數(shù)據(jù)進行處理：______。實驗序號實驗序號R/ΩI/A①50.40②100.20③200.107．為了做“探究電流與電壓的關系”的實驗，小明使用電壓恒為3V的電源、開關、導線若干、定值電阻R1、電流表，電壓表和滑動變阻器連接了圖甲所示的電路：（1）閉合開關后，小明調(diào)節(jié)滑片使電壓表示數(shù)為0.5V，記錄電流表讀數(shù)，再將滑片向著靠近_____端的方向移動，使電壓表示數(shù)為1.0V，繼續(xù)記錄電流表讀數(shù)；（選填“A”或“B”）（2）完成實驗并整理器材后，小明將所得數(shù)據(jù)描點連線畫出如圖乙所示的R1的I﹣U圖像，并根據(jù)圖像得出結(jié)論：_______；（3）為了得到更具有普遍性的結(jié)論，小白利用小明的實驗器材，僅將R1更換為不同阻值的定值電阻R2，重新連接電路并進行相同操作，畫出的I-U圖像卻如圖丙所示，小明幫助小白進行分析，確認是電路連接錯誤，該錯誤為：_____________；（4）小明還認為，即使不重新進行實驗，利用小白的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，也能畫出R2的I-U圖像。請你在圖乙中畫出R2的I-U圖，并通過圖像分析，R2_____R1（選填“＞”、“＜”或“＝”）。8.小桃在做“探究電流與電阻的關系”實驗時，連接實物電路如圖，電源電壓為3V。（1）連接實物電路前，開關應_________；電路接通前，滑動變阻器的滑片P應置于滑動變阻器的______端(填“A”或“B”)；電路中滑動變阻器起到了保護電路元件安全和_______的作用；（2）閉合開關后無論怎樣移動滑動受用器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)約為3V，小桃猜想這可能是由電路中的元件________(填元件的字母代號)發(fā)生________故障引起的；（3）故障排除后，小桃得到的實驗數(shù)據(jù)如表所示，這些數(shù)據(jù)中有一組是明顯錯誤的，跟其他數(shù)據(jù)的規(guī)律完全不同，可能是讀取這組數(shù)據(jù)