資源簡介

(共54張PPT)
科學探究:
【體驗】電流與電壓、電阻的關系
活動:把小燈泡、電池和開關分別組成串聯電路,閉合開關,觀察小燈泡的發光情況。
活動1:一節干電池和一個2.5 V(電阻大約為8Ω)小燈泡串聯
活動2:兩節干電池和一個2.5 V(電阻大約為8Ω)小燈泡串聯
活動3:兩節干電池和一個3.8 V(電阻大約為12Ω)小燈泡串聯
(1)比較活動1、2,活動　　　　　中小燈泡更亮。
(2)比較活動2、3,活動　　　　　中小燈泡更亮。
(3)根據三次活動可以看出通過燈泡的電流大小與__________
和　　　　　有關。
提示:(1)2　(2)2　(3)電壓　電阻
1.電流與電壓、電阻的關系是什么
2.歐姆定律的內容是什么
3.歐姆定律的計算公式及各個物理量的單位是什么
探究1 電流大小與哪些因素有關
結合“體驗”中的活動,思考以下問題:
1.猜想與假設:你認為電流大小與電壓的大小有沒有關系 如果有關系,你認為可能存在什么關系
參考答案:有關系　電壓越高,電流越大,或者電流可能跟電壓成正比。
2.探究電流與電壓的關系:
(1)實驗方法:探究電流與電壓關系時,需控制　　　　不變,
改變　　　　。該種方法被稱為　　　　法。
提示:電流大小與電壓和電阻有關,研究電流與電壓關系,為
避免電阻對實驗結果的影響,需控制電阻不變,改變電壓。在
物理上這種研究方法被稱為控制變量法。
參考答案:電阻　電壓　控制變量
(2)測量器材:
①用　　　　測導體兩端的電壓;
②用　　　　測導體兩端的電流;
③在實驗中,還需要使用　　　　。
提示:測電壓需用電壓表,測電流需用電流表,為方便改變電壓還需用到滑動變阻器。
參考答案:電壓表　電流表　滑動變阻器
(3)設計實驗電路并連接電路圖。
提示:按照測量要求可確定電路組裝圖。
參考答案:
(4)實驗數據及分析
可得出實驗結論:_______________________________________
_____________________________________________________。
電阻/Ω 電壓/V 電流/A
10 1 0.1
10 2 0.2
10 3 0.3
提示:通過分析表格中的數據可知,三組數據中的電阻值不變,電壓值增大時,電流值增大,且電流與電壓成正比。
參考答案:在電阻一定時,導體中的電流與導體兩端的電壓成正比
(5)交流與評估
①在實驗中,滑動變阻器的作用:
a.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
b.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示:把滑動變阻器接入電路,增大了電路中的電阻,可以限制電路中的電流,有保護電路的作用;另外,通過改變滑動變阻器的電阻,來改變電阻兩端的電壓,探究電阻中電流與電壓的關系。
參考答案:a.保護電路　b.改變電阻兩端電壓
②如何選擇電流表和電壓表的量程
提示:在選擇電壓表時,保證電源電壓小于電壓表的最大測量值,且盡量選用小量程,提高精確度。根據試觸法選擇電流表的量程。首先將電流表的大量程接入電路,如果電流表示數小于小量程,則換用小量程,否則選用大量程。
參考答案:根據電源電壓選擇電壓表,電壓表量程大于電源電壓。
利用試觸法選擇電流表。為了提高測量的精確度,盡量選用小量程。
3.探究電流與電阻的關系:
(1)猜想與假設:結合“體驗”中的活動,你認為電流大小與電阻的大小有沒有關系 如果有關系,你認為可能存在什么關系
參考答案:有關系。電阻越大,電流越小。或者電流可能跟電阻成反比。
(2)實驗設計:由控制變量法可知,探究電流與電阻關系時,需控制　　　　不變,改變　　　　。
參考答案:電壓　電阻
(3)實驗數據及分析
可得實驗結論:_________________________________________
電阻/Ω 電壓/V 電流/A
5 3 0.6
10 3 0.3
15 3 0.2
提示:表中三組數據中的電壓值保持3 V不變,當電阻值增大時,電流值減小,電阻值與電流值的乘積為定值,即電流與電阻成反比。
參考答案:在電壓一定時,導體中的電流與導體的電阻成反比。
(4)交流與評估
①在探究電流與電阻關系時,如何調節滑動變阻器保證電阻兩端的電壓不變
提示:移動滑動變阻器的滑片,若換了大一點的電阻,將滑片向電阻增大的方向調節,若換了小一點的電阻,將滑片向電阻減小的方向調節,即“換大調大,換小調小”。
參考答案:換大電阻,滑動變阻器向電阻變大的方向調;換小電阻,滑動變阻器向電阻變小的方向調。
②實驗中使電壓或電阻成倍數關系改變有什么好處
提示:便于確定電流與電壓或電流與電阻是否成比例,如果不成倍數關系改變,需要通過計算確定比例關系。
參考答案:便于確定數量關系
探究2 歐姆定律
結合探究電流與電壓和電阻的關系,思考以下問題:
1.一段導體中電流的大小由哪些因素決定
提示:一段導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。故由導體兩端的電壓和這段導體的電阻決定。
參考答案:由導體兩端的電壓和這段導體的電阻決定。
2.歐姆定律的公式是　　　　,電壓U=　　　　,電阻R=______。
參考答案:I=　 IR　
3.根據變形公式R= ,是否可以說電阻跟電壓成正比,電阻跟
電流成反比 為什么
提示:此變形公式表示導體的電阻在數值上等于導體兩端的電
壓跟通過導體的電流的比值。這里要注意的是,導體的電阻是
由導體本身的性質決定的,即由導體的材料、長度、橫截面積
決定,它跟導體兩端是否有電壓或電壓的大小,導體中是否有電
流或電流的大小無關。
參考答案:不可以　導體的電阻跟導體的材料、長度、橫截面
積有關,跟導體兩端的電壓和通過導體的電流無關
4.想一想:電流表本身的電阻很小,電壓表本身的電阻很大,電
流表不允許直接接在電源的兩極,電壓表可以,結合歐姆定律說
明理由。
提示:根據歐姆定律分析電流與電阻的關系。
參考答案:根據歐姆定律I= 可知,在電壓一定時,電流與電阻
成反比。電壓表本身的電阻很大,接在電源兩端時,通過它的電
流很小,可以直接接在電源兩端。電流表本身的電阻很小,接在
電源兩端時,通過它的電流很大,可能燒壞電流表。
一、電流與電壓、電阻的關系
1.電流與電壓的關系:保持_____不變時,電流與電壓成_____。
2.電流與電阻的關系:保持_____不變時,電流與電阻成_____。
電阻
正比
電壓
反比
二、歐姆定律
1.內容:一段導體中的電流,跟加在這段導體兩端的電壓成
_____,跟這段導體的電阻成_____。
2.公式:______
3.應用:
(1)求電流:______
(2)求電壓:_____
(3)求電阻:______
正比
反比
U=IR
【拓展延伸】歐姆
喬治·西蒙·歐姆(1787～1854年)是德國物理學家。生于巴伐利亞埃爾蘭根城。歐姆的父親是一個技術熟練的鎖匠,對哲學和數學都十分愛好。歐姆從小就在父親的教育下學習數學并受到有關機械技能的訓練,這對他后來進行研究工作特別是自制儀器有很大的幫助。
考點1 探究電流與電壓、電阻的關系
【典例1】小剛和小軍在探究“電流與電壓、電阻的關系”實驗中:
(1)小剛探究“電流與電壓的關系”,該實驗中滑動變阻器的作用除了保護電路外,其作用主要是_________________________
_____________________________________________________;
(2)實驗中,所測的數據如表一所示:
由表一數據可得:在　　　　　　一定時,導體中的電流與導體
兩端的電壓成　　　　　比;
表一
R=10Ω 電壓/V 1.5 2 2.5
電流/A 0.15 0.2 0.25
(3)小軍探究“電流與電阻的關系”,所測的數據如表二所示:
①請依據表格和電路圖分析,將A、B間電阻由5Ω換成10Ω,閉
合開關進行實驗時,應向　　　(選填“左”或“右”)移動滑
片P,使電壓表的示數保持　　　　V不變;
②由表二數據可得:在　　　　　　一定時,導體中的電流與導
體的電阻成　　　　　　比;
(4)本實驗采用的主要探究方法是　　　　　　法。
表二
U=2V 電阻/Ω 5 10 20
電流/A 0.4 0.2 0.1
【思路導引】分析數據,得出結論的基本思路:
【精講精析】本題考查了對電流與電壓、電阻關系的探究。
(1)探究“電流與電壓關系”的實驗中需控制電阻不變,改變導體兩端的電壓。滑動變阻器在電路中可通過調整自身連入電路的阻值,從而改變電阻兩端的電壓。
(2)從表一中數據可以看出,電阻一定時,電阻兩端的電壓增大為原來的幾倍,通過電阻的電流也跟著增大為原來的幾倍,故可得結論:電阻一定時,導體中的電流與其兩端的電壓成正比。
(3)①探究電流與電阻之間的關系時,應控制定值電阻兩端的電壓2V不變;將A、B間電阻由5Ω換成10Ω時,電路中的電流變小,滑動變阻器兩端的電壓變小,電壓表的示數變大,為保持定值電阻兩端的電壓不變,應減小電路中的電流,增大滑動變阻器接入電路的電阻,即滑片向右移動。
②從表格中數據可以看出,電壓一定時,電流變化的倍數與電阻變化倍數的倒數相等,故可得結論:電壓一定時,導體中的電流與導體的電阻成反比。
(4)因導體兩端的電流與電壓、電阻均有關,故在探究時需利用控制變量法。
答案:(1)改變電阻兩端的電壓　(2)電阻　正
(3)①右　2　②電壓　反
(4)控制變量
【方法歸納】探究實驗中實驗數據的處理方法
(1)數據分析法:若 =常數,則電流與電壓成正比;若兩個
量的乘積等于一個常數,如I1R1=I2R2=常數,則電流與電阻成反
比。
(2)圖像法:利用實驗得到的數據進行描點分析,畫出電阻不變
時電流隨電壓變化的圖像和電壓不變時電流隨電阻(或電阻的
倒數)變化的圖像,分析圖像從而得出電流跟電壓、電阻的關系。
考點2 歐姆定律公式 的應用
【典例2】在如圖所
示的電路中,電源電壓保持不變,電阻
R1的阻值為20Ω。閉合開關S,電流表
的示數為0.3A,電流表 的示數為
0.2 A。
求:
(1)電源電壓U;
(2)電阻R2的阻值。
【思路導引】解題思路如下:
【精講精析】本題考查歐姆定律的有關計算。圖中電阻R1和R2
并聯接入電路,電流表 和 分別測量通過電阻R1和R2的電
流。
(1)電源電壓可以用通過電阻R1的電流和其阻值求得,根據歐姆
定律推導計算:
U=I1R1=0.3A×20Ω=6 V
(2)電阻R2的阻值可以用其兩端的電壓除以通過它的電流計算:
答案:(1)6V　(2)30Ω
【方法歸納】歐姆定律的應用
(1)電路圖的分析:
(2)公式 中各物理量的對應性:
1.如圖所示是研究電流與電壓、電阻關
系的電路圖,實驗分“保持電阻不變”
和“保持電壓不變”兩步進行,在“保
持電阻不變”這一步實驗時應該(　　)
A.保持R2滑片的位置不變
B.保持R2兩端的電壓不變
C.保持R1不變,調節R2滑片到不同的適當位置
D.保持電路中電流不變
【解析】選C。本題考查了探究電流與電壓關系的實驗操作。研究電流跟電壓的關系時,保持電阻不變,通過調節滑動變阻器的滑片,改變R1的電壓,故需保持R1電阻不變,移動滑動變阻器的滑片使其到不同的位置。故選C。
2.關于歐姆定律I= ,下列說法正確的是(　　)
A.通過導體的電流越大,這段導體的電阻就越小
B.導體兩端的電壓越高,這段導體的電阻就越大
C.導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反
比
D.導體的電阻與電壓成正比,與電流成反比
【解析】選C。本題考查對歐姆定律的理解。導體的電阻是導體本身的一種性質,跟導體的材料、長度和橫截面積有關。通過導體的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比,故選C。
3.如圖所示為A、B兩個導體的I-U圖線,由圖
線可知(　　)
A.RA>RB
B.RAC.RA=RB
D.無法確定
【解析】選B。本題考查歐姆定律的應用。從圖像看出:電壓值
相等時,A、B對應的電流值IA>IB,根據R= 知RA4.一導體兩端電壓為3 V時,通過的電流為
0.3 A,則此導體的電阻為　　　　Ω;當該導體兩端電壓為0時,
導體的電阻為　　　　Ω。
【解析】本題考查歐姆定律的簡單計算和含義。根據歐姆定律
求出導體的電阻為R= =10Ω。導體的電阻是導體本身
的一種性質,導體的電阻大小與導體的材料、長度、橫截面積
有關,與導體兩端的電壓及通過導體的電流均無關;所以當導體
兩端電壓為0時,電阻仍為10Ω。
答案:10　10
5.在“探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系”實驗中,定值電阻R=5Ω,電源電壓保持不變。
(1)小明根據電路圖連接了如圖甲所示的實驗電路,檢查時發現有一根導線連接有誤。請在這根導線上打“×”,并用筆畫線代替導線,畫出正確的連線(導線不得交叉)。
(2)電路改正后,開始進行實驗,小明根據測出的數據,畫出了電阻的U-I關系圖像,如圖乙所示,由圖像可以得出結論:________
_____________________________________________________;
為了使結論更具有普遍性,小明還應該_____________________
___________________________________________________。
【解析】本題考查了電流與電壓關系的探究實驗。
(1)研究電流和電壓的關系時,定值電阻和滑動變阻器組成串聯電路,電流表測干路電流,電壓表測量定值電阻兩端的電壓;通過觀察電路圖不難發現電壓表沒有與定值電阻并聯,而是與定值電阻和滑動變阻器并聯。
(2)這是一個正比例函數圖像,反映的信息是“在電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比”,為了尋找普遍規律,應更換電阻進行多次測量。
答案:(1)如圖所示
(2)電阻一定時,通過電阻的電流與兩端的電壓成正比
更換阻值不同的電阻繼續實驗(意思正確即可)
找找你容易錯在哪里
如圖所示電路中,電源電壓為6 V,R1=4Ω,閉合開關S后,電壓表讀數為2 V,求:
(1)電流表的示數;
(2)電阻R2的阻值。
【學生自答】
答案:(1)1.5 A
(2)1.33 Ω
【教師點評】
①正確之處:會用基本公式,計算過程中有單位。
②錯誤之處:沒有注意I、U、R的對應性,解題時張冠李戴。
【正確答案】
電阻R1和R2串聯，電流表在干路中，電壓表測量R1兩端電壓，
根據串聯電路各處電流相等，知I=
故U2=U-U1=6 V-2 V=4 V，
R2=
答案:(1)0.5 A
(2)8 Ω

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