沪科版（2024）九年级全册（2024）第二节 探究：电流与电压、电阻的关系图片ppt课件

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现代生活，人们越来越重视家庭照明，种类繁多、规格不同的灯具不断走进家庭。我们知道，灯泡的亮度与通过灯泡的电流有关，那灯泡中通过的电流大小与哪些因素有关呢?本节我们通过实验来探究这个问题。
能完成“探究电流与电压、电阻的关系”实验；能在规划实验步骤时自觉运用控制变量法，能收集证据，得出结论，能按要求完成实验报告；能理解欧姆定律，并能运用其说明生产生活中的有关现象。
1. 实验：探究电流与电压、电阻的关系2. 欧姆定律3. 课堂总结 4. 作业5. 综合提升训练
一、实验：探究电流与电压、电阻的关系
第二节 探究：电流与电压、电阻的关系
一、探究：电流与电压、电阻的关系
电压是产生电流的原因，电阻表示导体对电流的阻碍作用。可见，导体中通过的电流与导体两端的电压以及导体的电阻有关，它们之间有着怎样的关系?我们可提出这样的猜想，电压是产生电流的原因，若升高电压，电流是否也增大?你还能提出哪些猜想?下面我们进行探究。
【实验目的】（1）探究电阻一定时，电流与电压的关系。（2）探究电压一定时，电流与电阻的关系。【实验器材】电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、不同阻值的定值电阻、导线若干。
【实验设计】本实验需采用控制变量法进行实验设计，图为实验电路图。请你说明为什么采用此电路图可进行本实验。你还有其他设计吗?（1）探究电流跟电压的关系时，保持电路中的电阻不变，通过调节滑动变阻器接入电路中的阻值大小来改变电阻两端的电压，探究通过电阻的电流随它两端电压变化的关系。
（2）探究电流跟电阻的关系时，通过调节滑动变阻器使电阻两端的电压不变，分别换用不同阻值的电阻接入电路，探究电流与电阻的关系。
【实验步骤】按照图连接好实验器材，闭合开关，调节滑动变阻器R'。分别从电压表和电流表读出电压值和电流值，并将其记入自己设计的表格。
表一 保持电阻不变时，探究电流随电压的变化
1. 保持电阻不变，探究电流随电压的变化。
2. 保持电压不变，探究电流随电阻的变化。【实验步骤】（1）把阻值为5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为5V保持不变，读出电流表的示数，记录在下面的表格中。（2）把阻值为5Ω的定值电阻分别更换为10Ω、 15Ω、 25Ω的定值电阻，调节滑动变阻器，使电压表示数保持5V不变，读出电流表的示数，记录在下面的表格中。
表二 保持电压不变时，探究电流随电阻的变化
【分析论证】（1）数据分析：对以上两个表格的数据进行仔细分析，并和其他实验小组进行交流，归纳出电流随电压、电阻变化的规律。实验结论：电阻不变时，电流跟电压成正比关系；电压不变时，电流跟电阻成反比关系。
（2）图像法分析 图像可直观地帮助我们归纳出电流随电压变化的规律。在坐标图上画出保持电阻不变时，电流随电压变化的图像（甲图）。同理，还可画出电压不变时，电流随电阻变化的图像（乙图）。①分析图甲可看出，在导体的电阻一定时，加在它两端的电压越大，通过的电流越大，电压与电流的比值是一个定值，即导体中的电流跟导体两端的电压成正比。②分析图乙可以看出，在导体两端的电压一定时，导体的电阻越小，通过的电流越大。电流与电阻的乘积是一个定值，即导体中的电流跟导体的电阻成反比。
大量实验表明：当导体电阻不变时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比；当导体两端电压不变时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
【注意事项】（1）闭合开关前须将滑动变阻器调到最大阻值处，目的是保护电路，避免电路被烧坏。（2）使R两端的电压（电阻）成整数倍变化是为了便于寻找通过R的电流与R两端电压（ R的阻值）的关系。在调节过程中不要忘了观察电流表示数的变化，以免烧坏电流表。（3）得到多组数据是为了寻找规律，使实验结论具有普遍性。
演示实验——《探究电流与电压、电阻的关系》
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．该实验可得出：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比D．该实验可得出：电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
【例题1】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，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（　　）
【解析】A．探究电流与电压关系时，多次实验的目的是为了得到普遍规律，故A错误；B．由第4次的实验数据可得，电压与电流的比值 U4/I4=1.5V/0.38A=3.94Ω U1/I1=0.6V/0.15A=4Ω实验时存在误差，导致第4次实验数据偏小，但是正确，故B错误；CD. 由该实验可得出：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。因电压与电流无关，所以不能讲：电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比。
【例题2】小舟同学探究“电流和电阻的关系”。【实验步骤】1. 根据设计的方案将阻值为5Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，观察并记录相关数据；2. 换用阻值为10Ω、20Ω的电阻，重复上述过程。请你用笔画线代替导线，将电压表接入图甲电路中.
【得出结论】小舟对记录的数据进行处理，并绘制成图乙，据此得出的结论是 _______；【交流反思】小嘉用和小舟同样的器材进行实验却无法得出正确结论，其记录的数据如表所示，请你帮他分析原因：________。
电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。
没有控制电阻两端的电压不变
【解析】探究电流和电阻的关系，应将电压表并联电阻的两端，因为电源电压是3V，所以电压表选择小量程，如图所示.由图乙可知，电流与电阻的乘积为一定值。故可以得出结论是：电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。由表中数据可知5Ω×0.3A ≠10Ω×0.2A≠20Ω×0.12A，而探究电流和电阻的关系时，应控制电阻两端的电压不变，所以小嘉用和小舟同样的器材进行实验却无法得出正确结论的原因是没有控制电阻两端的电压不变。
1. 欧姆定律（1）内容：一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。这个结论叫做欧姆定律。（2）公式U 表示导体两端的电压，R 表示导体的电阻，I 表示导体中的电流。
（3）单位 电压U：伏特（V）；电阻R：欧姆（Ω） ；电流 I：安培（A） 。
早在19 世纪20年代，德国物理学家欧姆通过大量的实验发现，大多数导体都遵循上述探究结论。人们为了纪念他，就把这个规律叫做欧姆定律。
②物理量单位的统一性：I、U、R必须使用国际单位制中的单位，即分别为V、Ω、A。③三个物理量的同一性：I、U、R是对同一个导体或同一段电路而言的，三者要一一对应。解题时，习惯上把同一个导体或同一段电路各个物理量符号的角标用同一数字或字母表示，如I1、R1、U1等。
如图所示，电灯与电阻并联。计算通过电灯的电流时，以电灯为研究对象，用该灯两端的电压U灯除以该灯电阻R灯的大小：
④条件性 定律中提到的“成正比”和“成反比”的两个关系分别有不同的成立条件。即当导体的电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成正比；当导体的电压一定时，通过它的电流跟它的电阻成反比。⑤适用范围欧姆定律适用于从电源正极到负极之间的整个电路或其中某一部分电路，并且是纯电阻电路。
【解析】A．对某一段导体来说，电阻一定，根据欧姆定律知，导体中的电流跟它两端的电压成正比，故A正确，不符合题意；B．不同导体的电阻一般不同，由 I=U/R可知，在电压相同时，不同导体中的电流跟电阻成反比，故B正确，不符合题意；C．电压是形成电流的原因，电阻对电流有阻碍作用，因此导体中的电流既与导体两端的电压有关，也与导体电阻有关，故C正确，不符合题意；D．导体的电阻由导体的材料、长度、横截面积以及温度决定，与导体两端的电压和流过导体的电流无关，故D错误，符合题意。故选D。
欧姆（1789-1854），是德国物理学家。他在物理学中的主要贡献是发现了欧姆定律。当时还没有测量电流的仪器，欧姆为解决这一难题付出了艰辛的劳动，他巧妙地利用电流的磁效应设计制作了一个电流测量装置并用于研究。他能够完成这些精细的制作和精确的实验，主要得益于他有强烈的好奇心和执着的探究精神。
如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，把滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值将______，电流表的示数将______，电压表的示数将______（均填“变大”或“变小”）。
（4）呼吸式酒精检测仪
例如，呼吸式酒精检测仪中的气敏元件，就是利用不同酒精浓度引起元件电阻的变化，从而引起电路中电流等的变化，由此检测驾驶员是否酒后驾车。
如图甲是酒精浓度检测仪的简化电路图，R1为定值电阻，R2为酒精气体传感器，R2的阻值随酒精气体浓度变化如图乙所示。
由图象知，驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，R2的阻值就越小，R1和R2串联，总电阻变小，根据I=U/R可知，电源电压不变，电路中的电流变大，电压表测定值电阻两端电压，R1电阻值不变，电流变大，电压表示数变大。
【例题4】某电熨斗在220V电压下工作时，其电热丝的电阻为为 96.8 Ω。那么，此时通过该熨斗电热丝的电流是多大？
【例题5】如图所示，科技制作小组运用电学知识设计了一个电子身高测量仪。已知定值电阻R1=5Ω，电源电压恒为4V，R2的规格为“20Ω 0.5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。根据以上信息，请回答下列问题。 （1）当被测身高增加时，电压表的示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）当R2实际接入的电阻值为5Ω时，电流表的读数是多少？（3）为保证各元件安全，变阻器R2接入电路中的最小阻值是多少？
【解析】（1）由电路图可知，该电路是串联电路、电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流，被测身高增加时，滑动变阻器电阻棒接入电路的长度增加，滑动变阻器接入电路的阻值变大，此时电路电流变小，R1两端电压变小，总电路电压不变，所以滑动变阻器两端的电压变大，即电压表的示数变大。（2）当开关闭合时，R1和R2串联，根据欧姆定律可知电流表的示数（4）R2的规格为“20Ω 0.5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，为保证电路中各元件安全工作，电路中的最大电流为0.5A，此时的总电阻 R总＝U/I=4V/0.8A=5Ω滑动变阻器接入电路的最小电阻R2小= R总- R1=8Ω-5Ω=3Ω
①实验方法：控制变量法。②实验电路图：③实验结论：保持电阻不变时，电流跟电压成正比关系；保持电压不变时，电流跟电阻成反比关系。
①内容：一段导体中的电流，跟加在这段导体 两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。②公式： ③应用：求电压U=IR；求电阻R=U/I。 在生产生活实践中的应用。
【解析】参见ppt第11页～17页。
1．请完成“探究电流与电压、电阻的关系”的实验报告，请在报告中展示实验设计、实验步骤、数据处理的信息（如图像）以及不同步骤对应的结论。
【解析】电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过它的电流大小无关。根据欧姆定律可知，导体两端的电压越大，通过这段导体的电流就越大。故D正确。
2．根据欧姆定律，下列说法中正确的是（   ）。A．通过导体的电流越大，这段导体的电阻就越小 B．导体两端的电压越高，这段导体的电阻就越大 C．导体的电阻与电压成正比，与电流成反比 D．导体两端的电压越高，通过这段导体的电流就越大
【解析】电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过它的电流大小无关。若它两端的电压变为 0，则通过它的电流为0，电阻是 50Ω.
3．某导体两端的电压为 5 V，通过的电流为 0.1 A，则该导体的电阻为 ________。 若它两端的电压变为 0，则通过它的电流为 ______，电阻是 ________。
【解析】由欧姆定律知，导体的电阻 R=U/I=3V/0.2A=15Ω当电压变为 U2=6V时，I2=U2/R＝6V/15Ω=0.4AR2，由U=IR可知：U1>U2，故ACD错误，B正确。 故选B。
2．如图所示的电路中，电阻阻值R1>R2。闭合开关S后，电阻R1、R2两端的电压分别为U1、U2，通过两个电阻的电流分别为I1、I2。下列判断中正确的是（　　） A．I1 >I2 B．I 1=I2 C．U1=U2D．U1