12.4.1探究电流与电压、电阻的关系（课件）2025-2026学年九年级物理全册北师大版（2024）

幻灯片 1：封面标题：12.4.1 探究电流与电压、电阻的关系学科：物理年级：九年级授课教师：[你的姓名]幻灯片 2：课程引入复习回顾：电压的作用是什么？（使电路中形成电流）电阻的作用是什么？（表示导体对电流的阻碍作用）滑动变阻器的作用有哪些？（改变电路中的电阻、调节电流和电压、保护电路）生活现象提问：同一盏灯，用两节干电池供电比用一节干电池供电更亮，这说明电流大小与什么有关？（电压）相同电压下，接入大功率用电器（如空调）比接入小功率用电器（如台灯）时电流更大，这说明电流大小与什么有关？（电阻）提出问题：电流、电压、电阻是电学中的三个重要物理量，它们之间存在怎样的定量关系？引出本节课的探究主题。幻灯片 3：探究思路与实验方法探究内容：探究一：电阻一定时，电流与电压的关系。探究二：电压一定时，电流与电阻的关系。实验方法：控制变量法，即每次只改变一个物理量，保持其他物理量不变，研究被改变的物理量对电流的影响。探究一时，保持电阻 R 不变，改变电阻两端的电压 U，测量对应的电流 I，分析 I 与 U 的关系。探究二时，保持电阻两端的电压 U 不变，改变电阻 R 的阻值，测量对应的电流 I，分析 I 与 R 的关系。实验器材：电源、开关、定值电阻（不同阻值）、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干。实验电路设计思路：将定值电阻、滑动变阻器、电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，通过滑动变阻器调节定值电阻两端的电压或控制电压不变。幻灯片 4：探究一 —— 电阻一定时，电流与电压的关系实验目的：研究当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压的关系。实验猜想：电阻一定时，电流可能与电压成正比（电压越大，电流越大）。实验器材：电源、开关、定值电阻（如 5Ω）、滑动变阻器（20Ω 2A）、电流表、电压表、导线若干。实验电路图：画出串联电路，定值电阻 R 与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测定值电阻两端电压，标注各元件符号。实验步骤：按照电路图连接电路，滑动变阻器接 “一上一下” 接线柱，开关断开，滑片移到阻值最大处。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端的电压为某一值（如 1V），记录电压表示数 U₁和电流表示数 I₁。再次调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端的电压增大（如 2V），记录电压表示数 U₂和电流表示数 I₂。继续调节滑片，使电压分别为 3V、4V 等，重复实验，记录多组数据（至少 3 组）。断开开关，整理器材。实验注意事项：连接电路时开关必须断开，防止短路损坏元件。调节滑片时，电压不宜过大，以免超过电表量程。保持定值电阻的阻值不变（不更换定值电阻）。幻灯片 5：探究一的数据记录与分析实验数据记录表（电阻 R = 5Ω）：实验次数电压 U/V电流 I/A电流与电压的比值 I/U（A/V）11.00.200.2022.00.400.2033.00.600.2044.00.800.20数据分析：观察数据可知，随着电压的增大，电流也随之增大。计算每次实验中电流与电压的比值（I/U），发现比值基本不变（误差允许范围内）。图像分析：以电压 U 为横坐标，电流 I 为纵坐标，在坐标系中描点并连接成图像，得到一条过原点的倾斜直线，说明 I 与 U 成正比。实验结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，即\(I \propto U\)（\(R\)一定时）。幻灯片 6：探究二 —— 电压一定时，电流与电阻的关系实验目的：研究当电压一定时，通过导体的电流与导体电阻的关系。实验猜想：电压一定时，电流可能与电阻成反比（电阻越大，电流越小）。实验器材：电源、开关、定值电阻（如 5Ω、10Ω、15Ω）、滑动变阻器（20Ω 2A）、电流表、电压表、导线若干。实验电路图：与探究一相同，通过更换定值电阻改变电阻值，调节滑动变阻器保持定值电阻两端电压不变。实验步骤：按照电路图连接电路，接入 5Ω 的定值电阻，开关断开，滑片移到阻值最大处。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端的电压为某一固定值（如 3V），记录电阻值 R₁和电流表示数 I₁。断开开关，更换定值电阻为 10Ω，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数仍为 3V，记录电阻值 R₂和电流表示数 I₂。断开开关，更换定值电阻为 15Ω，重复步骤 3，记录电阻值 R₃和电流表示数 I₃。断开开关，整理器材。实验注意事项：更换定值电阻后，必须重新调节滑动变阻器，使电阻两端的电压恢复到原来的固定值。每次实验前检查电路连接是否正确，确保电压表并联在定值电阻两端。幻灯片 7：探究二的数据记录与分析实验数据记录表（电压 U = 3V）：实验次数电阻 R/Ω电流 I/A电流与电阻的乘积 I・R（V）150.603.02100.303.03150.203.04200.153.0数据分析：观察数据可知，随着电阻的增大，电流随之减小。计算每次实验中电流与电阻的乘积（I・R），发现乘积基本不变（等于固定电压值，误差允许范围内）。图像分析：以电阻 R 为横坐标，电流 I 为纵坐标，在坐标系中描点并连接成图像，得到一条反比例曲线，说明 I 与 R 成反比。实验结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，即\(I \propto \frac{1}{R}\)（\(U\)一定时）。幻灯片 8：实验结论总结电流与电压的关系：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，数学表达式为\(I = kU\)（\(k\)为比例常数，与电阻有关）。电流与电阻的关系：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，数学表达式为\(I = \frac{k'}{R}\)（\(k'\)为比例常数，与电压有关）。综合规律：电流与电压成正比，与电阻成反比，可综合表示为\(I \propto \frac{U}{R}\)，为后续学习欧姆定律奠定基础。注意事项：两个结论的成立都有前提条件（电阻一定或电压一定），不能忽略条件单独表述。实验中存在的误差主要来自电表读数、器材精度等，属于正常现象。幻灯片 9：实验误差分析与改进误差来源：电表读数误差：电流表和电压表的分度值限制，读数时可能存在估读误差。器材误差：定值电阻的实际阻值与标称值可能存在偏差，滑动变阻器调节时电压不够稳定。电路电阻影响：导线和接线柱的接触电阻会影响测量结果，尤其是在电阻较小时影响更明显。改进方法：多次测量取平均值，减小偶然误差。选用精度更高的电表和定值电阻，提高实验准确性。连接电路时确保接线牢固，减小接触电阻的影响。调节滑动变阻器时动作缓慢，待电压表示数稳定后再读数。幻灯片 10：实验操作常见问题与解决问题 1：闭合开关后，电流表无示数，电压表无示数可能原因：电源故障、开关接触不良、导线断路、滑动变阻器 “上上” 连接导致电阻为 0 但电路断路。解决方法：检查电源是否供电，开关是否闭合，导线连接是否牢固，滑动变阻器接线是否正确。问题 2：闭合开关后，电压表示数接近电源电压，电流表示数几乎为 0可能原因：定值电阻断路，电压表串联在电路中（因电压表电阻很大，电流很小）。解决方法：更换定值电阻，检查定值电阻是否完好。问题 3：调节滑动变阻器时，电压表示数不变可能原因：滑动变阻器 “下下” 连接（电阻为最大值且不变），或电压表并联在电源两端。解决方法：重新连接滑动变阻器（“一上一下”），确保电压表并联在定值电阻两端。问题 4：电流表示数过大，超过量程可能原因：定值电阻阻值过小，滑动变阻器滑片未移到最大阻值处，电源电压过高。解决方法：断开开关，更换较大阻值的定值电阻，将滑片移到最大阻值处，降低电源电压。幻灯片 11：规律应用示例示例 1：电阻一定时，电流与电压的关系应用题目：某定值电阻两端电压为 2V 时，通过的电流为 0.2A。当电压增大到 4V 时，通过的电流为多少？（电阻不变）分析：电阻一定时，电流与电压成正比，电压变为原来的 2 倍，电流也变为原来的 2 倍。解答：\(I_2 = 2I_1 = 2×0.2A = 0.4A\)。示例 2：电压一定时，电流与电阻的关系应用题目：电压保持 3V 不变，当电阻为 5Ω 时，电流为 0.6A。若更换电阻为 15Ω，电流为多少？分析：电压一定时，电流与电阻成反比，电阻变为原来的 3 倍，电流变为原来的 1/3。解答：\(I_2 = \frac{I_1R_1}{R_2} = \frac{0.6A×5Ω}{15Ω} = 0.2A\)。示例 3：综合判断题目：某导体两端电压为 6V 时，电流为 1.2A。若将电压调节为 3V，电阻变为原来的一半，此时电流为多少？分析：先求原电阻\(R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{6V}{1.2A} = 5Ω\)，新电阻\(R_2 = 2.5Ω\)，新电压\(U_2 = 3V\)，则新电流\(I_2 = \frac{U_2}{R_2} = \frac{3V}{2.5Ω} = 1.2A\)。解答：此时电流为 1.2A。幻灯片 12：课堂练习选择题：在探究 “电阻一定时，电流与电压的关系” 实验中，下列做法正确的是（ ）A. 更换不同的定值电阻进行多次实验 B. 保持定值电阻不变，调节滑动变阻器改变电压 C. 保持电压不变，更换定值电阻 D. 多次实验的目的是减小误差电压一定时，通过导体的电流与电阻的关系图像是（ ）A. 过原点的直线 B. 反比例曲线 C. 平行于横轴的直线 D. 平行于纵轴的直线某导体两端电压为 4V 时，电流为 0.5A。当电压增大到 8V 时，导体的电阻和电流分别为（ ）A. 8Ω，1A B. 8Ω，0.5A C. 4Ω，1A D. 4Ω，0.5A填空题：探究电流与电压、电阻的关系时，采用的实验方法是__________。电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成__________；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成__________。某定值电阻两端电压为 3V 时，电流为 0.3A。当电压增大到 6V 时，电流为__________A，电阻为__________Ω。实验题：某同学在探究 “电压一定时，电流与电阻的关系” 实验中，记录的数据如下表所示，其中有一组数据明显错误，这组数据是第______次，原因是____________________。| 实验次数 | 电阻 R/Ω | 电压 U/V | 电流 I/A ||----------|----------|----------|----------|| 1 | 5 | 3 | 0.6 || 2 | 10 | 3 | 0.3 || 3 | 15 | 4 | 0.2 |幻灯片 13：课堂总结实验方法：采用控制变量法分别探究电流与电压、电流与电阻的关系，体现了科学探究中控制变量的思想。实验结论：电阻一定时，电流与电压成正比（\(I \propto U\)）。电压一定时，电流与电阻成反比（\(I \propto \frac{1}{R}\)）。关键操作：滑动变阻器在探究一中用于改变电压，在探究二中用于保持电压不变，同时起到保护电路的作用。数据处理：通过表格记录数据，利用图像分析数据得出规律，图像法能更直观地反映物理量之间的关系。意义价值：本实验为欧姆定律的学习奠定了实验基础，理解电流与电压、电阻的关系是分析和解决电学问题的关键。幻灯片 14：课后作业书面作业：完成课本中关于探究电流与电压、电阻关系的练习题，包括选择、填空和实验分析题，巩固实验结论和应用。实践作业：用不同阻值的定值电阻（如 10Ω、20Ω）重复课堂实验，记录数据并绘制图像，验证实验结论的普遍性。设计一个实验方案，探究 “电阻一定时，电流与电压的关系”，写出实验目的、器材、步骤和数据记录表。拓展作业：查阅资料，了解科学家欧姆探究电流与电压、电阻关系的历史过程，撰写一篇关于欧姆及其贡献的短文；或分析实验中若定值电阻被短路或断路，电表的示数会有什么变化，解释原因。2024北师大版物理九年级全册12.4.1探究电流与电压、电阻的关系第十二章 欧姆定律授课教师： . 班 级： . 时 间： . 约 5 A约 1 A约 2 A约 0.5 A不同用电器的电流大小不同，那么电流大小与哪些因素有关？你知道下面这些用电器工作时的电流是多大吗？电压是形成 的原因；电阻是导体对 的阻碍作用。电流电流那么通过某一导体的电流与导体两端的电压、导体的电阻之间是不是存在着某种关系呢？若电阻一定，电流与电压存在什么关系？电压是形成电流的原因，电压越高，电流可能越大。用到了控制变量法的思想在电路中如何控制电阻不变？如何改变电压？滑动变阻器在实验中起到什么作用？连接电路时，开关处于断开状态滑片置于最大阻值处滑动变阻器的作用：（1）保护电路；（2）改变导体两端的电压，多次实验获取多组数据。动画演示：探究电流与电压的关系I/AU/V02.50.10.30.50.60.40.20.70.81.5····2.03.01.0·0.9R绘制图像0.5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。小明探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,使用的器材如图甲所示，电源电压不变，R为定值电阻。(1)请你根据图甲所示电路图连接图乙的实物。乙abP(2)连接电路时，开关应该 。合上开关前，若滑动变阻器使用了b接线柱,则实验前变阻器的滑片应放置在 (选填“左”或“右”)端。断开左乙(3)电路中使用了滑动变阻器，它除了能保护电表（避免电压表和电流表的示数超过量程）外，还能改变，以方便进行多次实验。电阻R 两端电压(电压表的示数)　乙(4)通过实验,小明测得多组数据记录在表格中，请你在图丙坐标轴上作出图像。根据此图像,可初步得到实验结论:______________________________________________________________________。 导体的电阻一定时，通过导体的电流与该导体两端的电压成正比0I /AU /V0.10.20.30.40.51.01.52.02.53.0丙若电压一定，电流与电阻存在什么关系？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。用到了控制变量法的思想在电路中如何改变电阻，选用什么器材？怎么操作？如何使电阻两端电压不变？滑动变阻器在实验中起到什么作用？连接电路时，开关处于断开状态滑片置于最大阻值处动画演示：探究电流与电阻的关系绘制图像····当导体两端的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。补充说明：1．更换电阻后，调节滑动变阻器时，眼睛要观察电压表读数，使读数与更换前保持不变；2．滑动变阻器的调节技巧：“换大调大，换小调小”，即当用10Ω的电阻替换5Ω的电阻时，滑动变阻器连入电路的阻值应变大，反之亦然。１．某同学按如图所示的电路研究通过导体的电流跟导体电阻的关系。电源电压保持不变，他不断改变电阻箱R1(符号用 表示)的阻值，测得相应的电流如下表。分析表中数据可知：电流跟电阻 ，这与其他同学的结论不一样，其原因是_____________________________。SR1R2P不成反比没有保持R1两端电压一定２．在探究“电流与电阻关系”实验中，某同学根据实验数据作出如图所示的图像，下列说法正确的是（　　）A．导体中的电流与导体的电阻成正比B．电源至少选用两节新干电池C．换用2Ω电阻做实验时，需要更换电压表量程D．多次实验是为了求平均值，以减小实验误差B知识点11. [原创题]在“探究电流与电压关系”的实验中，电源电压保持3 V不变。【实验思路】(1)我们进行以下思考：②实验方法选择：③改变方法：在电路中串联一个_____________。它既可以改变电阻两端电压，还可以__________。④实验电路图设计如下。(学生画实验设计图)探究电流与电压的关系电阻电阻两端的电压滑动变阻器保护电路电流表电压表　【实验过程】(2)请用笔画线代替导线在图甲中完成电路连接，要求滑片P向左端滑动时，电流变大。(3)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________(填“C”或“D”)端。D(4)移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，此时通过电阻R的电流为______A，移动滑片P，改变电阻R两端的电压，记录电压表和电流表的示数，实验数据如下表所示。0.32【实验结论】(5)分析如表所示的数据可得实验结论：_________________________________。(6)小点认为应该更换不同的电阻重复操作，目的是________________。当电阻不变时，电流与电压成正比寻找普遍规律2．下列选项中能正确表示通过定值电阻的电流与其两端电压关系的是( )B3．[2025·惠州模拟改编]为完成“探究电流与电阻的关系”实验，小海从实验室取得以下器材：电压恒为4.5 V的电池组、电流表、电压表、开关，5 Ω、10 Ω、25 Ω的定值电阻各一个，规格为“40 Ω　1 A”的滑动变阻器，导线若干。然后连接了如图所示的电路进行实验。知识点2探究电流与电阻的关系【实验思路】(1)我们进行以下思考：①实验方法选择：②如何改变：使用________(填“相同”或“不同”)阻值的定值电阻；或使用_________(填“滑动变阻器”或“电阻箱”)。【实验过程】(2)连接电路时，开关应处于________状态。电阻两端的电压电阻　不同电阻箱断开(3)滑片移至阻值最大处，将5 Ω电阻接入电路，闭合开关，移动滑片发现，电压表始终无示数，电流表始终有示数，其原因可能是_____ (填序号)。A．R短路 B．R断路 C．滑动变阻器短路(4)排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数如图1所示，记为____V，并记录电流表的示数；接着保持滑片位置不变，将电阻换为10 Ω后，为保证________表的示数不变，应向______(填“左”或“右”)移动滑片。A2.5电压左(5)实验中滑动变阻器除了保护电路之外，还具有的作用是______________________________。【实验结论】(6)通过实验得到电流随电阻变化的图像如图2所示，发现I与R的乘积________(填“相同”或“不同”)，可得到的结论是当电压不变时，电流与电阻成______比。控制定值电阻两端的电压不变　相同反4. [新考法]图示装置可以探究以下实验：①探究电流与电压的关系；②探究电流与电阻的关系。其中电源电压恒定，R1是电阻箱，以下操作正确的是(　　)A．①中，保持R2不变，闭合S后调节R1，改变V的示数B．①中，保持R1不变，闭合S后调节R2，改变V的示数C．②中，增大R1，闭合S后保持R2不变，记录A的示数D．②中，增大R1，闭合S后向左移滑片，使V示数改变B5.[中考趋势题　2025·深圳模拟]用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压为3 V，滑动变阻器的规格为“20 Ω　1.5 A”。(1)实验时，依次更换不同的电阻，分别记录每次电阻R和电流表示数I，数据如表，其中第4次实验的电流表示数如图乙所示。(2)同学们在表中增加了 的数据，并根据I- ­的值在图丙的坐标纸中描出了相应的点，请你在图丙中补充第4次的实验数据点，并作出I- ­ 图像，相对于I-­R图像该图像的优点是______________________________。(3)小丽根据图丙所示的I- ­图像，得出结论：电流与电阻成反比。请对此做出评价：_________________________________________________。可以直观得出电流与电阻的关系说法错误，应该说在电压一定时，电流与电阻成反比探究电流与电压、电阻关系探究方法如何控制变量与定量滑动变阻器的作用电流与电压的关系电路图数据图像分析电流与电阻的关系电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比谢谢观看！