17.1 電流與電壓和電阻的關(guān)系（導(dǎo)學(xué)案）-九年級(jí)物理全一冊(cè)同步備課系列（人教版）【學(xué)生版】

17.1電流與電壓和電阻的關(guān)系（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的全過(guò)程。2.進(jìn)一步熟悉探究實(shí)驗(yàn)中常用的一種方法—控制變量法。3.會(huì)觀察、收集、分析實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)并嘗試采用圖象法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。4.能說(shuō)出電流與電壓、電阻間的正比、反比關(guān)系?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】1.運(yùn)用控制變量的方法來(lái)設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。2.利用圖象進(jìn)行線性數(shù)據(jù)分析?！咀灾黝A(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問(wèn)題：1.探究導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系（1）猜想：由于是形成電流的原因，說(shuō)明電流的大小與有關(guān)。（2）探究方法：法。為了研究電阻中的電流跟電壓的關(guān)系，我們應(yīng)控制一定，通過(guò)在電路中串聯(lián)一個(gè)來(lái)調(diào)節(jié)導(dǎo)體兩端的電壓。（3）結(jié)論：電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成。2.探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系（1）猜想：導(dǎo)體電阻對(duì)電流有阻礙作用，所以通過(guò)導(dǎo)體的電流的大小與有關(guān)。（2）探究方法：法。為了研究通過(guò)導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系，我們應(yīng)控制導(dǎo)體兩端的一定，通過(guò)換用不同的導(dǎo)體來(lái)改變電阻。（3）結(jié)論：電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成。【合作探究】探究一、電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟電壓的關(guān)系【提出問(wèn)題】電阻一定時(shí)，電流與電壓存在怎樣的關(guān)系？【猜想與假設(shè)】因?yàn)殡妷菏切纬呻娏鞯脑?。若電阻一定，可能電壓越大，電流越?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該控制哪些物理量不變，哪些量改變？畫(huà)出電路圖，寫(xiě)出用到的實(shí)驗(yàn)器材。（1）運(yùn)用控制變量法，控制不變。并用電流表測(cè)出電路中的電流，用電壓表測(cè)出定值電阻兩端的電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變電阻。（2）實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。（3）實(shí)驗(yàn)器材：電源、定值電阻、滑動(dòng)變阻器、電鍵、電流表、電壓表、導(dǎo)線等?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）按電路圖把一個(gè)10Ω的定值電阻連接電路。（2）閉合開(kāi)關(guān)前，檢查電路中各元件的連接是否正確，將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處。（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電阻兩端的電壓分別為1V、2V、3V、4V、5V、6V，讀出此時(shí)相應(yīng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電流與電壓有關(guān)，電流隨電壓的增大而增大，并且成比。（2）在坐標(biāo)系中根據(jù)各電流值和對(duì)應(yīng)的電壓值描點(diǎn)，畫(huà)出I-U圖像。分析圖像可得出：通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成比。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成。【評(píng)估與交流】（1）滑動(dòng)變阻器的作用：保護(hù)電路、改變定值電阻。（2）表格錯(cuò)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(cuò)誤數(shù)據(jù)。（3）提示：①結(jié)論中的電流、電壓、電阻是針對(duì)同一導(dǎo)體而言的。②明確電流與電壓存在的因果關(guān)系，電壓是導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的原因，而不是導(dǎo)體中有了電流才在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電壓，所以不能說(shuō)電阻一定時(shí)，電壓與電流成正比。③在歸納結(jié)論時(shí)，不能漏掉前提條件“電阻一定”?！纠}1】在探究電阻一定時(shí)，電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)連接的電路如圖所示，電源電壓保持3V不變，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表；下列說(shuō)法正確的是（

）實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345電壓U/V0.60.91.21.51.8電流I/A0.150.220.300.380.45A．多次實(shí)驗(yàn)的目的是為了減小誤差B．第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的C．由該實(shí)驗(yàn)可得出：在電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比D．由該實(shí)驗(yàn)可得出：在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)導(dǎo)體的電流成正比【例題2】已知通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻有關(guān)。某同學(xué)探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”。（1）連接的部分電路如圖1，還應(yīng)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(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到_____端（選填“A”或“B”）；（3）記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)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(huà)出電流I與電壓U的關(guān)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(shí)，電流與電阻的關(guān)系【提出問(wèn)題】電壓一定時(shí)，電流與電阻存在怎樣的關(guān)系？【猜想與假設(shè)】因?yàn)殡娮鑼?duì)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】要研究電流與電阻的關(guān)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(shí)驗(yàn)中要控制不變，所以需要在電路中串聯(lián)滑動(dòng)變速器，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變速器，保持電阻R兩端的電壓不變，電路圖如圖所示?！緦?shí)驗(yàn)器材】電源、不同阻值的定值電阻多個(gè)、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、電流表、電壓表、導(dǎo)線等。【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）按電路圖連接電路。（2）閉合開(kāi)關(guān)前，檢查電路中各元件的連接是否正確，將滑動(dòng)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(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(dòng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：電流與電阻有關(guān)，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(shuō)明電流與電阻并且成比。（2）在坐標(biāo)系中畫(huà)出I-R圖像。分析圖像可得出：通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成比?！半妷阂粚?dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比”也可以說(shuō)成“電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)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(guò)大或滑動(dòng)變阻器的最大阻值過(guò)?。桓鼡Q阻值較小的定值電阻后，電流變大，若實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行，原因是電流表所選的量程過(guò)小。（3）如果用干電池做實(shí)驗(yàn)，可以通過(guò)改變來(lái)改變定值電阻兩端的電壓（圖甲）；如果用學(xué)生電源做實(shí)驗(yàn)，可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕來(lái)改變定值電阻兩端的電壓（圖乙）；如果用滑動(dòng)變阻器，可以將滑動(dòng)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(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論兩種錯(cuò)誤的語(yǔ)言描述：①“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比”?！┑袅私Y(jié)論的前提條件（在電壓一定時(shí)）。②“電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體中的電流成反比”。——弄錯(cuò)了結(jié)論的因果關(guān)系（因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的性質(zhì)，跟電壓和電流都沒(méi)關(guān)系）?！纠}3】小明在探究通過(guò)導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，如圖甲所示，【例題4】小舟和小嘉兩位同學(xué)分別探究“電流和電阻的關(guān)系”。小舟探究過(guò)程如下：【實(shí)驗(yàn)步驟】Ⅰ．根據(jù)設(shè)計(jì)的方案將阻值為5Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，觀察并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)；Ⅱ．換用阻值為10Ω、20Ω的電阻，重復(fù)上述過(guò)程。請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將電壓表接入圖甲電路中；______?！镜贸鼋Y(jié)論】小舟對(duì)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)卻無(wú)法得出正確結(jié)論，其記錄的數(shù)據(jù)如表所示，請(qǐng)你幫他分析原因：_________。【精講點(diǎn)撥】1.導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，其前提條件是電阻一定；不能反過(guò)來(lái)說(shuō)電壓跟電流成正比，因?yàn)殡妷菏请娫刺峁┑?，它的大小與導(dǎo)體中通過(guò)的電流無(wú)關(guān)。2.導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比，其前提條件是電壓一定；不能反過(guò)來(lái)說(shuō)電阻跟電流成反比，因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它的大小由導(dǎo)體本身來(lái)決定，與導(dǎo)體中通過(guò)的電流無(wú)關(guān)?！練w納整理】第1節(jié)電流與電壓和電阻的關(guān)系【課堂練習(xí)】1.在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，用定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出了電流與電壓的關(guān)系（）AA BC D2．在“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中如圖，下列說(shuō)法正確的是（）A．導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成正比B．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)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(shí)驗(yàn)只需用到一個(gè)10Ω的電阻3.小剛用圖所示電路探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)把電阻R由5Ω更換為10Ω后，為了探究上述問(wèn)題，他應(yīng)采取的操作是（）A．保持變阻器滑片不動(dòng) B．將變阻器滑片適當(dāng)向左移動(dòng)C．將變阻器滑片適當(dāng)向右移動(dòng) D．適當(dāng)增加電池的節(jié)數(shù)4．張華同學(xué)在探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的關(guān)系時(shí)，將記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)整理作出了如圖所示的圖像，根據(jù)圖像，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．通過(guò)導(dǎo)體a的電流與其兩端的電壓成正比B．導(dǎo)體a的電阻大于導(dǎo)體b的電阻C．當(dāng)在導(dǎo)體b的兩端加上1V的電壓時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體b的電流為0.1AD．將a、b兩導(dǎo)體串聯(lián)后接到電壓為3V的電源上時(shí)，a導(dǎo)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(guān)系”，他按正確的操作方法進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，記錄了多組數(shù)據(jù)，如果電源電壓保持不變，對(duì)他的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)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(dòng)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(dòng)變阻器兩端電壓之比6.在“探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：（1）小明連接的電路如圖甲所示，請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)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(huà)坐標(biāo)圖像的前提下，應(yīng)該如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理：______。實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)序號(hào)R/ΩI/A①50.40②100.20③200.107．為了做“探究電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，小明使用電壓恒為3V的電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干、定值電阻R1、電流表，電壓表和滑動(dòng)變阻器連接了圖甲所示的電路：（1）閉合開(kāi)關(guān)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(dòng)，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(shí)驗(yàn)并整理器材后，小明將所得數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線畫(huà)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(shí)驗(yàn)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(jìn)行相同操作，畫(huà)出的I-U圖像卻如圖丙所示，小明幫助小白進(jìn)行分析，確認(rèn)是電路連接錯(cuò)誤，該錯(cuò)誤為：_____________；（4）小明還認(rèn)為，即使不重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用小白的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，也能畫(huà)出R2的I-U圖像。請(qǐng)你在圖乙中畫(huà)出R2的I-U圖，并通過(guò)圖像分析，R2_____R1（選填“＞”、“＜”或“＝”）。8.小桃在做“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，連接實(shí)物電路如圖，電源電壓為3V。（1）連接實(shí)物電路前，開(kāi)關(guān)應(yīng)_________；電路接通前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的______端(填“A”或“B”)；電路中滑動(dòng)變阻器起到了保護(hù)電路元件安全和_______的作用；（2）閉合開(kāi)關(guān)后無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)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(hào))發(fā)生________故障引起的；（3）故障排除后，小桃得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示，這些數(shù)據(jù)中有一組是明顯錯(cuò)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)