专题17.1电流与电压和电阻的关系（原卷版）-1

第十七章欧姆定律专题17.1电流与电压和电阻的关系一、学习目标1.通过实验探究电流跟电压、电阻的关系，让学生经历科学探究的全过程。2.进一步熟悉探究实验中的控制变量法。3.会观察收集分析试验中的数据并尝试采用图像法分析实验数据。4.能说出电流与电压、电阻间的正比、反比关系。二、课标要求通过实验，探究电流、电压和电阻的关系。探究电流跟电压和电阻的关系的电路图和实物图：知识点1：探究电流与电压的关系(1)控制电阻不变，改变电阻两端的电压．(2)电阻一定时，I与U的图象如图所示．(3)实验结论：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比．(4)滑动变阻器的主要作用是改变电阻两端的电压．知识点2：探究电流与电阻的关系(1)控制导体两端的电压不变，改变电阻的阻值．(2)电压一定时，I与R的图象如图所示．(3)结论：电压一定时，电流跟导体的电阻成反比．(4)滑动变阻器的主要作用是控制电阻两端的电压不变．注意：探究电流与电压、电阻的关系需要说明的问题1.探究电流与电压的关系：采用的研究方法是：控制变量法保持电阻不变（不能使用小灯泡，因为灯丝的电阻会随温度的升高而变大），改变电阻两端的电压（通过移动滑动变阻器的滑片来改变，也可以通过改变电压来改变）得出结论：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比2.探究电流与电阻的关系；保持电阻两端的电压不变，改变电阻（换不同规格的定值电阻）换了不同规格的定值电阻后要调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压不变（换大调大，换小调小，但有极限，最大就是滑动变阻器取最大阻值，最小要考虑电路中的电流不能超过了电流表的量程。）得出结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。【例题1】探究电流与电压的关系实验中，小伟设计了如图所示的电路。（1）请你帮助他们用笔画线代替导线将图乙实物图连接完整；（2）小伟首先把5Ω的电阻接入电路，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片缓缓向（左或右）端移动，直到电压表示数恰为1V，电流表示数如图所示。此时电流的大小为A；（3）小伟不断调节滑动变阻器的滑片，多次改变电阻两端的电压并记录对应的电流值如表，由此可以归纳出结论是。次数123R＝5ΩU/V123I/A0.40.6（4）小伟接着测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，把5Ω的电阻换成了额定电压为2.5V的小灯泡，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为V，读出电流表的示数，根据公式求出额定功率。但是在实际实验时闭合开关后，发现电压表指针向左偏转，这可能是。【例题2】用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”，电源电压为3V，定值电阻R的阻值为10Ω，滑动变阻器R′的最大阻值为20Ω。（1）用笔画线代替导线把图乙所示的实物图连接完整，要求滑片P向右移动时电流表示数变小。（2）闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端的目的是。闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压。若电路仅有一处故障，故障是。（3）排除故障后，调节滑动变阻器，记录数据如表。请在图丙所示的坐标纸中把未标出的两个点描出来并画出I﹣U图像。序号12345电压U/N1.22.02.22.42.8电流I/A0.120.200.220.240.28分析图像可得：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。（4）若探究“通过导体的电流与电阻的关系”，需要用到阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻。将10Ω的电阻换成15Ω后，若保持电压表的示数为1.5V不变，应将滑动变阻器的滑片向端移动。换用25Ω的电阻进行实验时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表的示数达到1.5V，原因是滑动变阻器的最大阻值（选填“过大”或“过小”）。【例题3】某物理学习小组为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲所示的实验电路。他们在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为3V的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器“20Ω1A”一个，导线若干。实验时连接的电路如图乙所示。（1）连接电路前，开关应（选填“断开”或“闭合”）；（2）实验中，改变滑动变阻器阻值的目的是使定值电阻两端的电压；（3）将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路中，每一次都控制定值电阻两端的电压为2.5V；当拆下5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻接入电路时，如果保持滑动变阻器滑片的位置不变，会发现电压表的示数（选填“大”或“小”）于2.5V，接下来应该移动滑片，使电压表示数回到2.5V，读出电流表的示数并记录数据……通过多次实验测得多组数据，并利用这些数据得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象，由数据和图象可以得到的结论是；（4）以上几次实验中记录电表示数时，当定值电阻消耗的电功率最小时，滑动变阻器接入电路的阻值为Ω。1.某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为3V，定值电阻R为5Ω，实验电路图如图甲所示。

实验序号123U0.51.02.0I0.10.20.4（1）请根据电路图，用笔画线表示导线，连接图乙所示的实物电路(要求导线不能交叉)；

（2）连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电压表的示数约为3V保持不变，电流表的示数几乎为零，则电路的故障可能是______(选填“定值电阻R短路”“定值电阻R断路”或“滑动变阻器断路”)；（3）排除故障后，将多次实验测得的数据记录在表格中，请根据表格中的数据，在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I—U图像；

（4）分析图像可知，电阻一定时，电流与电压成______比。是“探究电流与电压关系”的实验电路，三个小组的同学分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻和两节干电池进行探究。（1）请用笔画线代替缺少的2根导线，将图甲的电路连接完整（要求：导线不能交叉，滑片P向B端移动时，电路中的电流变大）。（2）正确连接电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表无示数，电压表有示数。可能的故障是定值电阻R（选填“断路”或“短路”）；排除故障，缓慢移动滑片P到某位置时。电压表的示数如图乙所示，为V。（3）将不同小组的数据汇总后，得到表的数据，分所可得：在电阻一定的情况下，通过导体的电流和导体两端的电压成比。R15ΩR210ΩR315ΩU/V0.81.01.52.0U/V1.21.82.22.6U/V1.51.82.12.4I/A0.160.200.300.40I/A0.120.180.220.26I/A0.100.120.140.16（4）在进一步探究“电流与电阻的关系”实验中：①若保持定值电阻两端的电压为1.5V不变，在上表的数据中有组可用于分析；②为得到更多的实验数据，老师给每个小组再提供一个30Ω的定值电R0．某小组在实验中，无论怎样移动滑片P都不能将R0两端电压调为1.5V，其原因是滑动变阻器的最大阻值太（选填“大”或“小”）。该小组所使用的滑动变阻器的规格可能（选填下列选项前的字母）。A.10Ω3AB.20Ω2AC.50Ω1A3.在研究“电流与电压的关系”时，小明连接了如图甲的电路，电源电压U为3伏。(1)闭合开关后，小明发现电流表指针如图乙，出现这种现象的原因是______；(2)改正错误操作后，小明分别将电阻R0为5欧、10欧和20欧的定值电阻接入电路，测得电阻R0的电压U0和电流I0数据，如表一所示。小明想进一步研究“电阻R0的电流变化量大小ΔI0与电压变化量大小ΔU0的关系”，根据数据计算出部分电压变化量大小ΔU0和相应的电流变化量大小ΔI0，如表二所示，则表二中的a为______；表一组别第1组第2组第3组R0(欧)51020U0(伏)1.02.22.51.2182.41.62.42.8I0(安)0.200.440.500.120.180.240.080.120.14表二组别ΔU0(伏)ΔI0(安)第1组1.5a第2组0.60.06第3组0.80.04(3)小明发现，滑动变阻器电压变化量大小ΔUR与电流变化量大小ΔIR的比值，总是等于定值电阻R0的阻值，请结合上表数据和所学电学知识解释此规律______。4．小明和小华一起探究电流与电阻的关系。器材有新干电池两节，5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只，“20Ω1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一只，导线若干。（1）用笔画线代替导线将甲图中电路补充完整，使滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小；（2）将滑动变阻器滑片移动到最端。闭合开关，小明发现电压表示数接近电源电压，可能是定值电阻R出现了故障；（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，直至电压表示数为1V，此时电流表示数如图乙所示，大小为A；（4）小明逐一将10Ω和20Ω的电阻接入电路，继续进行实验。当Ω的电阻接入电路后，无法将电压表示数调节到1V．于是，他改变定值电阻两端电压，重新依次进行实验。调节后的电压值应该不低于V；（5）实验结束后，小华觉得可以通过调整顺序来避免实验中存在的问题。合理的顺序是。5.在“探究电流与电压的关系”的实验中，（1）请在方框中画出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图（2）通过实验记录电