（教科版2024）初中物理九年级上册第五章第1节 电流与电压、电阻的关系（课件）

第1节 电流与电压、电阻的关系九年级物理上册 •教科版2024年第五章　欧姆定律通过实验探究认识电流与电压和电阻之间的关系。教学重点有什么办法可以改变小灯泡亮度？　　在如图所示的电路中，当通过增加电池的节数来增加小灯泡两端的电压时或变阻器滑片向左端移动，接入电路中的阻值大小，我们可以看到什么现象呢？现象：小灯泡变亮。通过小灯泡的电流增大。通过导体的电流与加在它两端的电压及导体的电阻之间存在怎样的定量关系呢?我们通过实验来一探究竟吧！通过小灯泡的电流增大电压是产生电流的原因，电压越高，电流可能越大。电阻表示导体对电流的阻碍作用，当电压一定时，电阻越小，电流越大。【实验】探究电流与电压的关系提出问题：改变导体两端的电压 U ，通过它的电流 I 会怎样改变呢?猜想与假设：电压是产生电流的原因，若电阻一定时，电压越高，电流可能越大。控制变量法实验方法：电压、电阻的改变都会引起电流的变化。实验时，应先保持某一个量不变。实验思路：　　选一个定值电阻，电流表测量通过电阻的电流，电压表测量电阻两端的电压，用电池作电源，通过调节滑动变阻器改变电阻两端的电压，观察电流表的示数变化。实验器材：定值电阻多只（阻值不同）、滑动变阻器1只、 电流表1只、电压表1只、电池2节、 开关1个、导线若干。实验过程：①按电路图连接电路。闭合开关前，检查电路连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。②按电路图连接电路，保持电阻 R 的阻值不变，通过滑动变阻器改变电阻 R 两端的电压，使电压值逐渐增大，同时读出对应的电压值和电流值。把收集到的数据填写在记录表中。③更换不同定值电阻，重复实验。使得出的结论更具有普遍性。分析论证：结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。　　根据记录的数据，可以用作图的方法来分析实验数据，以便寻找因变量和自变量之间的关系。　　用横轴代表电压U，纵轴代表电流I，在图中画出各组数据对应的点，然后将各点平滑地连接起来，观察电阻一定时， 两个量间的变化关系。1. 滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变定值电阻两端的电压。2. 实验过程的注意事项：①为保护电流表和电压表，开始选择的量程不能过小；②连接电路时要断开开关；③闭合开关前把滑动变阻器的滑片移到最大电阻的位置。交流与评估：【学习任务一】探究电流与电压的关系在探究“通过导体的电流与导体电阻大小的关系”时，采用的电路如图所示．电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样．在a、b间先后接入5Ω、10Ω不同阻值的定值电阻R，移动滑片P，使电压表示数为1.5V，分别读出电流表的示数．当换上20Ω的电阻接入a、b间时，虽调节滑动变阻器，但电压表示数始终无法达到1.5V，为使电压表示数为1.5V，下列措施中可行的有（　　）A．将原滑动变阻器改换为新的“30Ω 1A”后重新调节B．将原滑动变阻器改换为新的“10Ω 1A”后重新调节C．将电源更换为4.5V电压后重新调节D．将换上的20Ω定值电阻更换为“30Ω”后重新调节A解：当换上20Ω的电阻接入a、b间时，虽调节滑动变阻器，但电压表示数始终无法达到1.5V，可能是滑动变阻器最大阻值太小，因为滑动变阻器的电阻太小，滑动变阻器分压太小，使电阻R两端的电压过大造成的，或是由于控制的定值电阻两端的电压太小造成的；或是电源电压太大；或电阻R的阻值太大造成的；故可以将原滑动变阻器改换为新的“30Ω 1A”后重新调节或减小电源电压或换上比20Ω小的电阻，故A符合题意，BCD不符合题意。故选：A。【变式训练】探究电流与电压的关系如图所示，在“探究电流与电压关系”的实验时。正确的操作是（　　）A．保持R2滑片的位置不动B．保持电路中电流不变C．保持R1不变，调节R2的滑片到不同的适当位置D．更换R1，调节R2的滑片到不同的适当位置C解：ACD、研究电流与电压关系，要控制电阻大小不变（图中R1为研究对象），通过移动变阻器R2的滑片改变电阻两端的电压和电路中的电流，AD错误，C正确；B、探究电流与电压关系，R1的电压改变了，其电流必然改变，B错误。故选：C。电流与电阻关系又是怎样的呢？【实验】探究电流与电阻的关系提出问题：改变导体的电阻阻值 R ，通过它的电流 I 会怎样改变呢?猜想与假设：电阻表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，电流可能会越小。控制变量法实验方法：实验思路：　　根据电路图，将定值电阻与变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻两端。运用控制变量法，通过调节滑动变阻器，保证定值电阻两端的电压不变，同时更换不同阻值电阻接入电路。实验器材：定值电阻多只（阻值不同）、滑动变阻器1只、 电流表1只、电压表1只、电池2节、 开关1个、导线若干。实验过程：①按电路图连接电路。闭合开关前，检查电路连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。②更换阻值为5Ω、10Ω、 15Ω、 20Ω、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3V保持不变，读出电流表的示数，并记录。③重新设置定值电阻两端的电压，重复上述的实验步骤。使得出的结论更具有普遍性。分析论证：结论：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。　　根据记录的数据，可以用作图的方法来分析实验数据，以便寻找因变量和自变量之间的关系。　　用横轴代表定值电阻R，纵轴代表电流I，在图中画出各组数据对应的点，然后将各点平滑地连接起来，观察电压一定时， 两个量间的变化关系。1. 滑动变阻器的作用：①保护电路；②控制定值电阻两端的电压不变。2. 更换阻值大的定值电阻后，电压表示数不能调节到所需要的值的原因：电源电压过大或滑动变阻器的最大阻值过小。交流与评估：在电阻一定的情况下， 通过导体的电流与导体两端的电压成正比。归纳总结导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。结论因果关系：电阻是导体本身的性质，跟电压和电流都没关系。【学习任务二】探究电流与电阻的关系小李用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压4.5V不变，实验时，他依次将5Ω、10Ω、20Ω、25Ω的四个电阻接入电路，记下电流表和电压表示数并绘制出I-R图象（图乙）。实验时（　　）A．定值电阻两端电压保持3V不变B．滑动变阻器的最大电阻至少是20ΩC．定值电阻从5Ω换成10Ω，需向左移动滑片PD．电压表示数为零，一定是定值电阻短路B解：A、探究电流与电阻关系的实验中应控制电压不变，电阻两端的电压为UR=IR=0.5A×5Ω=...=0.1A×25Ω=2.5V，故A错误；B、电阻两端的电压为UR=IR=2.5V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑=U-UR=4.5V-2.5V=2V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的　　倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：　　　　　　，应该选取最大阻值至少20Ω的滑动变阻器，故B正确；C、在实验过程中，小李设定电阻两端的电压U=2.5V，断开开关，将电阻5Ω换成10Ω后，再闭合开关，为保持定值电阻两端电压不变，向右移动滑片P直到电压表示数为2.5V，故C错误；D、电压表无示数，可能是电压表并联电路短路，也可能是电压表断路，故D错误。故选：B。【变式训练】探究电流与电阻的关系小明用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”，并用实验数据作出I-R图像如图乙所示，关于该实验，下列说法中不正确的是（　　）A．闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应滑动到最右端B．实验过程中应控制电压表示数为2V不变C．当电阻R由10Ω更换为20Ω后，要控制R的电压一定，应将滑片P适当向右移动D．实验结论：电压一定时，电阻跟电流成反比D解：A、连接好电路闭合开关前，为防止电流过大而损坏元件，滑动变阻器应接入最大阻值，即滑片P应置于最右端，故A正确。B、探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，由图可知UV=IR=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=...=0.04A×50Ω=2V，使电压表的示数为2V，故B正确；C、探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，故C正确；D、由图像可知，电阻增大几倍，电流就减小几倍，电流与电阻成反比，电阻大小与电流和电压无关，故D错误。故选：D。电流与电压、电阻的关系实验：探究电压—定时电流与电阻的关系实验：探究电阻—定时电流与电压的关系①控制电阻不变，探究电流与电压的关系；②滑动变阻器的作用：改变定值电阻两端的电压；③实验结论：电阻一定，导体中的电流与导体两端的电压成正比。①控制导体电压不变，探究电流与电阻的关系；②滑动变阻器作用：控制定值电阻两端的电压不变；③实验结论：电压一定，导体中的电流与导体的电阻成反比。实验方法：控制变量法①控制电阻不变，探究电流与电压的关系。②控制电压不变，探究电流与电阻的关系。1.小明和同学们在做电学实验过程中，他们经过讨论，依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图，如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是（　　）A．图甲改进为图乙：为保证实验过程中电压这一因素不变B．图乙改进为图丙：实现多次实验，得到电流跟电压之间的定量关系C．图丙：移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变D．图丙：在不增加任何器材的情况下，仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系B【解析】解：A、探究“电流与电压的关系”实验中，应控制电阻不变，而灯的电阻随温度的改变而改变，由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这一因素不变，故A错误；B、由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路，又能通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻R两端的电压改变，得到电流跟电压之间的定量关系，故B正确；C、探究电流跟电压的关系实验中，需多次改变电流和电压的数值，移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流，故C错误；D、在“探究电流跟电阻关系”的实验中，需控制电阻两端电压不变，多次改变电阻阻值，故需要添加几个阻值不同的电阻，故D错误。故选：B。2. 小安同学利用图-1所示的电路进行实验，电源电压恒为5V，更换5个定值电阻Rx，得到图-2所示的图像。下列有关叙述正确的是（　　）A．该同学探究的是“电流和电压的关系”B．滑动变阻器的最大阻值至少为25ΩC．实验中电压表的示数保持0.5V不变D．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移B【解析】解：AC.由题图像可知，电流与电阻之积为：U=IR=0.5A×5Ω=……=0.1A×25Ω=2.5V，即电压不变，根据控制变量法，是研究电流与电阻的关系，故A与C均错误；B.由图中数据可知，电路中的最小电流为Imin=0.1A，对应的定值电阻为25Ω，此时滑动变阻器接入电路阻值最大，由串联电路的规律及欧姆定律可知，滑动变阻器的最大电阻　　　　　　　 ，故B正确；D.探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持定值电阻两端的电压不变，Rx从5Ω换成10Ω后，根据串联电路分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，故D错误。故选：B。3. 小明用如图所示电路探究电流与电阻的关系，R为定值电阻，电源电压保持不变。实验中小明将定值电阻R由10Ω换成20Ω后，闭合开关，接下来要移动变阻器的滑片P，其目的是（　　）A．改变电路两端的电压B．保持电阻两端的电压不变C．多次测量以减少误差D．保持通过电阻的电流不变【解析】解：实验中，当把10Ω的电阻换成20Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，因此接下来要移动变阻器的滑片P，其目的是保持电阻两端的电压不变，故ACD错误，B正确。故选：B。B1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。2.拓展性作业：①根据欧姆定律设计一个简单的电路，并计算电流、电压和电阻的值。②阅读拓展资源：《电路的基础知识》，了解电路的基本组成部分，如电源、导线开关、电阻等，以及它们在电路中的作用。《家庭电路的奥秘》可以让学生了解家庭电路的布局和常见的电路故障，以及如何安全地使用电器。