第1节 电流与电压、电阻的关系
知识梳理
一、探究电阻一定时电流与电压的关系
1.方法：保持 不变，改变 ，观察通过电阻的 变化。
2.结论：在 一定的情况下，通过导体中的 与导体两端的 成 比。
二、探究电压一定时电流与电阻的关系
1.方法：保持 不变，改变 ，观察通过电阻的 变化。
2.结论：导体两端的 一定时，通过导体的
与导体的 成 比。
实验剖析
实验 探究电流与电压、电阻的关系
1.实验目的
(1)电阻一定时，导体中的电流与加在导体两端的电压之间的关系；
(2)电压一定时，导体中的电流与电阻的关系。
2.实验电路图
3.实验器材
电压表、电流表、滑动变阻器、定值电阻（5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的各一个）、电源、开关各一个，导线若干。
4.设计实验
(1)本实验应用了控制变量法。
(2)在探究电流与电压的关系时，通过调节滑动变阻器，改变电阻两端的电压，读出对应的电流，并记录数据，分析规律。
(3)在探究电流与电阻的关系时，更换阻值不同的电阻，通过调节滑动变阻器，控制电阻两端的电压不变，读出对应的电流，并记录数据，分析规律。
5.实验数据记录表格
(1)探究电流与电压的关系
R＝ Ω
电压U/V
电流I/A
(2)探究电流与电阻的关系
U＝ V
电阻R/Ω
电流I/A
6.实验结论
(1)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。
(2)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。
7.交流与反思
(1)选择电流表和电压表的测量范围：根据电源电压选择电压表，电压表测量范围大于电源电压；不能估测电源电压时，用试触法选择电流表，为了提高测量的精确度，尽量选用小测量范围。
(2)实验中注意事项：①连接电路时开关必须断开，滑动变阻器的滑片必须放在阻值最大处；②在改变电压时，要用眼睛观察电压表的示数，调到合适的值。
(3)在探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器的滑片移动：换大调大，换小调小。（更换大阻值的定值电阻后，滑片向阻值变大的方向调节，使电压表示数保持不变）。
(4)移动滑片不能使电压表示数保持不变的原因是滑动变阻器的阻值太小。
(5)多次测量的目的：使结论具有普遍性。
(6)实验改进：用电阻箱代替定值电阻，便于实验操作。
【对点训练】
1.小明进行“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验探究，电源为2节干电池，定值电阻R＝5 Ω。小明连接的电路如图甲所示，检查后发现有一根导线连接错误。请回答下列问题：
(1)图甲电路开关闭合后，电流表的示数约为 A，电压表的示数约为 V。
(2)在图甲中连接错误的导线上画“×”，再补充一根导线，使电路连接正确。
(3)小明用正确的电路进行实验，所记录数据如表。分析可知，在实验过程中，滑动变阻器的滑片移动的方向是 （选填“A→B”或“B→A”），实验结论是：电阻一定时，电流跟电压成 。
实验数据记录表
实验序号 1 2 3
U/V 1.0 1.5 2.0
I/A 0.2 0.3 0.4
(4)小丽用另一组同规格器材和正确电路进行实验，根据实验数据作出U－I关系图线如图乙，经检查发现，是因为实验前电流表或电压表其中之一的指针未对齐零刻度线。若是电压表，则其指针指在零刻度线的 侧；若是电流表，则其指针指在零刻度线的 侧。（均选填“左”或“右”）
〈拓展提升〉
(5)本实验不能用小灯泡代替定值电阻，原因是实验需要控制 不变，小灯泡灯丝电阻随 的变化而变化。
(6)同桌小李进行实验时所选取的滑动变阻器规格与小明选用的不同，实验时发现无论怎么移动滑片，都无法使电压表示数为1 V，原因是 ，为了解决这个问题，可以采取的方法是 。
(7)排除故障后，小李得出I－U图线与小明的图线倾斜程度不同，原因是 。
2.小明同学在“探究电压一定时电流与电阻的关系”实验中，连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒定不变，滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”选用的三个定值电阻阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω。
(1)在连接电路的过程中，滑动变阻器的滑片应滑至最 （选填“左”或“右”）端。
(2)分别将5 Ω、10 Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，两次实验均使电压表示数为1.2 V，记下每次对应的电流表示数。
(3)断开开关，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处，接入20 Ω的定值电阻进行第三次实验，闭合开关，电压表示数如图乙所示，小明分析之后发现无法将电压表示数调至1.2 V，原因是： 。但可利用该数据求出电源电压为 V。
(4)为了使电压表示数仍为1.2 V，顺利完成第三次实验，如果只更换滑动变阻器，应选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
(5)更换合适的滑动变阻器后继续实验，根据实验数据绘制图像如图丙所示，分析图像可得：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 比。
〈拓展提升〉
(6)实验开始时，滑动变阻器的作用是 ，实验过程中滑动变阻器的另一个作用是 。
(7)在交流评估过程中，有一组的同学是直接用两节相同的干电池作电源来控制电压不变的（如图丁所示）。得到如表所示的数据，通过对数据的分析，采用这种方法进行实验是否可行？ ，原因是 。
电阻/Ω 电压/V 电流/A
5 2.1 0.48
10 2.3 0.28
15 2.4 0.20第1节 电流与电压、电阻的关系
知识梳理
一、探究电阻一定时电流与电压的关系
1.方法：保持 电阻 不变，改变 电阻两端电压 ，观察通过电阻的 电流 变化。
2.结论：在 电阻 一定的情况下，通过导体中的 电流 与导体两端的 电压 成 正 比。
二、探究电压一定时电流与电阻的关系
1.方法：保持 电压 不变，改变 电阻阻值 ，观察通过电阻的 电流 变化。
2.结论：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。
实验剖析
实验 探究电流与电压、电阻的关系
1.实验目的
(1)电阻一定时，导体中的电流与加在导体两端的电压之间的关系；
(2)电压一定时，导体中的电流与电阻的关系。
2.实验电路图
3.实验器材
电压表、电流表、滑动变阻器、定值电阻（5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的各一个）、电源、开关各一个，导线若干。
4.设计实验
(1)本实验应用了控制变量法。
(2)在探究电流与电压的关系时，通过调节滑动变阻器，改变电阻两端的电压，读出对应的电流，并记录数据，分析规律。
(3)在探究电流与电阻的关系时，更换阻值不同的电阻，通过调节滑动变阻器，控制电阻两端的电压不变，读出对应的电流，并记录数据，分析规律。
5.实验数据记录表格
(1)探究电流与电压的关系
R＝ Ω
电压U/V
电流I/A
(2)探究电流与电阻的关系
U＝ V
电阻R/Ω
电流I/A
6.实验结论
(1)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。
(2)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。
7.交流与反思
(1)选择电流表和电压表的测量范围：根据电源电压选择电压表，电压表测量范围大于电源电压；不能估测电源电压时，用试触法选择电流表，为了提高测量的精确度，尽量选用小测量范围。
(2)实验中注意事项：①连接电路时开关必须断开，滑动变阻器的滑片必须放在阻值最大处；②在改变电压时，要用眼睛观察电压表的示数，调到合适的值。
(3)在探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器的滑片移动：换大调大，换小调小。（更换大阻值的定值电阻后，滑片向阻值变大的方向调节，使电压表示数保持不变）。
(4)移动滑片不能使电压表示数保持不变的原因是滑动变阻器的阻值太小。
(5)多次测量的目的：使结论具有普遍性。
(6)实验改进：用电阻箱代替定值电阻，便于实验操作。
【对点训练】
1.小明进行“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验探究，电源为2节干电池，定值电阻R＝5 Ω。小明连接的电路如图甲所示，检查后发现有一根导线连接错误。请回答下列问题：
(1)图甲电路开关闭合后，电流表的示数约为 0 A，电压表的示数约为 3 V。
(2)在图甲中连接错误的导线上画“×”，再补充一根导线，使电路连接正确。
如图所示
(3)小明用正确的电路进行实验，所记录数据如表。分析可知，在实验过程中，滑动变阻器的滑片移动的方向是 A→B （选填“A→B”或“B→A”），实验结论是：电阻一定时，电流跟电压成 正比 。
实验数据记录表
实验序号 1 2 3
U/V 1.0 1.5 2.0
I/A 0.2 0.3 0.4
(4)小丽用另一组同规格器材和正确电路进行实验，根据实验数据作出U－I关系图线如图乙，经检查发现，是因为实验前电流表或电压表其中之一的指针未对齐零刻度线。若是电压表，则其指针指在零刻度线的 右 侧；若是电流表，则其指针指在零刻度线的 左 侧。（均选填“左”或“右”）
〈拓展提升〉
(5)本实验不能用小灯泡代替定值电阻，原因是实验需要控制 电阻 不变，小灯泡灯丝电阻随 温度 的变化而变化。
(6)同桌小李进行实验时所选取的滑动变阻器规格与小明选用的不同，实验时发现无论怎么移动滑片，都无法使电压表示数为1 V，原因是 滑动变阻器的阻值过小 ，为了解决这个问题，可以采取的方法是 减小电源电压或更换阻值更大的滑动变阻器 。
(7)排除故障后，小李得出I－U图线与小明的图线倾斜程度不同，原因是 所用的定值电阻阻值不同 。
2.小明同学在“探究电压一定时电流与电阻的关系”实验中，连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒定不变，滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”选用的三个定值电阻阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω。
(1)在连接电路的过程中，滑动变阻器的滑片应滑至最 左 （选填“左”或“右”）端。
(2)分别将5 Ω、10 Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，两次实验均使电压表示数为1.2 V，记下每次对应的电流表示数。
(3)断开开关，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处，接入20 Ω的定值电阻进行第三次实验，闭合开关，电压表示数如图乙所示，小明分析之后发现无法将电压表示数调至1.2 V，原因是： 滑动变阻器的最大阻值过小 。但可利用该数据求出电源电压为 3 V。
(4)为了使电压表示数仍为1.2 V，顺利完成第三次实验，如果只更换滑动变阻器，应选取最大阻值不小于 30 Ω的滑动变阻器。
(5)更换合适的滑动变阻器后继续实验，根据实验数据绘制图像如图丙所示，分析图像可得：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。
〈拓展提升〉
(6)实验开始时，滑动变阻器的作用是 保护电路 ，实验过程中滑动变阻器的另一个作用是 控制定值电阻两端电压保持不变 。
(7)在交流评估过程中，有一组的同学是直接用两节相同的干电池作电源来控制电压不变的（如图丁所示）。得到如表所示的数据，通过对数据的分析，采用这种方法进行实验是否可行？ 不可行 ，原因是 干电池两端输出的电压随外电路电阻的变化而变化 。
电阻/Ω 电压/V 电流/A
5 2.1 0.48
10 2.3 0.28
15 2.4 0.20
(1)为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即最左端。(3)(4)由图甲可知定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，图乙中电压表选用小测量范围，分度值为0.1 V，示数为1.5 V，由欧姆定律可知，此时电路中的电流I＝＝＝0.075 A，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电源电压U＝IR＝0.075 A×(20 Ω＋20 Ω)＝3 V。定值电阻两端的电压始终保持UV＝1.2 V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压U滑＝U－UV＝3 V－1.2 V＝1.8 V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.5倍，根据分压原理，当接入20 Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻R滑＝1.5×20 Ω＝30 Ω，所以接入20 Ω的定值电阻进行第三次实验，闭合开关，电压表示数如图乙所示，小明分析之后发现无法将电压表示数调至1.2 V，应选择的变阻器的最大阻值不能小于30 Ω。(5)由图像可知，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，故可得出结论：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。(6)实验开始时，滑动变阻器的作用是保护电路，防止电流过大对电路元件造成损坏；实验过程中滑动变阻器的另一个作用是通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小，来控制定值电阻两端电压保持不变；(7)干电池的输出电压与外电阻有关，导线也要分压，干电池两端输出的电压随外电路电阻的变化而变化，不能控制定值两端电压保持不变。
