一、電流與電壓的關(guān)系
1. 實(shí)驗(yàn)探究：電流與電壓的關(guān)系
【提出問題】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，電流越大?br>【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
（1）運(yùn)用控制變量法探究?？刂齐娮璧淖柚挡蛔?，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變定值電阻兩端的電壓，并用電流表測出電路中的電流，用電壓表測出定值電阻兩端的電壓。
（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、開關(guān)、電流表、電壓表、導(dǎo)線等。

【進(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R
10 Ω
電壓U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
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，并且成正比。
（2）在坐標(biāo)系中根據(jù)各電流值和對應(yīng)的電壓值描點(diǎn)，畫出 I-U 圖像。分析圖像可得出：通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
【評估與交流】
（1）滑動(dòng)變阻器的作用：保護(hù)電路、改變定值電阻兩端的電壓。
（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”。
二、電流與電阻的關(guān)系
【提出問題】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﹄娏饔凶璧K作用，所以若電壓一定，可能電阻越大，電流越小。
【設(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阻值R，所以要更換不同的電阻R接入電路。實(shí)驗(yàn)中要控制電阻兩端的電壓不變，所以需要在電路中串聯(lián)滑動(dòng)變速器，通過調(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。
【實(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U/V
2
電阻R/Ω
5
10
15
25
電流I/A
0.15
0.22
0.30
0.38
【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，說明電流與電阻并且成反比。
（2）在坐標(biāo)系中畫出I-R圖像。分析圖像可得出：通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
I-R圖像 I- 1R 圖象
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論
在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
【評估與交流】
（1）對I-R圖象的改進(jìn)是作出I- 1R 圖象，“電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比”也可以說成“電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻的倒數(shù)成正比”。
（2）如果用干電池做實(shí)驗(yàn)，可以通過改變串聯(lián)干電池的節(jié)數(shù)來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)，可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕來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。
（3）注意：對實(shí)驗(yàn)結(jié)論兩種錯(cuò)誤的語言描述：
①“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比”。漏掉了結(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)，跟電壓和電流都沒關(guān)系）。
第2節(jié) 歐姆定律
一、歐姆定律
1. 歐姆定律的內(nèi)容
導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。
2. 數(shù)學(xué)表達(dá)式
（1）如果用U 表示導(dǎo)體兩端的電壓，R表示導(dǎo)體的電阻，I表示導(dǎo)體中的電流，那么用公式表示就是：I=UR
（2）公式中物理量單位
電壓U：伏特，符號V； 電阻R：歐姆，符號Ω； 電流I：安培，符號A。
3. 變形公式
由歐姆定律的公式I=UR 可推出：U=IR、 R=UI 。
（1）電壓U=IR的意義：表示導(dǎo)體兩端的電壓等于通過導(dǎo)體的電流與其電阻的乘積。因電壓是由電源提供的，電壓是形成電流的原因，所以不能說成電壓與電流成正比。
（2）電阻R=UI 的意義：表示導(dǎo)體的電阻在數(shù)值上等于加在導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流的比值。
因電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積及溫度有關(guān)，與加在兩端的電壓和流過的電流大小無關(guān)。（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）
4. 對公式的理解
（1）統(tǒng)一性：I、U、R必須使用國際單位制中的單位，即電壓—V，電阻—Ω，電流—A。
（2）同一性：
I、U、R是對同一個(gè)導(dǎo)體或同一段電路而言的，三者要一一對應(yīng)。在解題時(shí)，習(xí)慣上把同一個(gè)導(dǎo)體或同一段電路各個(gè)物理量符號的角標(biāo)用同一數(shù)字或字母表示，如I1、R1、U1等。
（3）同時(shí)性：
對同一導(dǎo)體或同一部分電路來說，由于開關(guān)的閉合或滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，都會導(dǎo)致電路中的電流、電路兩端的電壓的變化，所以公式I=UR 中的三個(gè)量是針對R同一時(shí)間而言的。
（4）條件性：
定律中提到的“成正比”和“成反比”的兩個(gè)關(guān)系分別有不同的成立條件。即當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比；當(dāng)導(dǎo)體的電壓一定時(shí)，通過它的電流跟它的電阻成反比。
（5）適用范圍
歐姆定律適用于從電源正極到負(fù)極之間的整個(gè)電路或其中某一部分電路，并且是純電阻電路。
二、歐姆定律的應(yīng)用
1. 應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行分析與計(jì)算的依據(jù)
（1）求電流： I=UR ；（2）求電壓： U=IR；（3）求電阻： R=UI .
只要知道I、U、R中的任意兩個(gè)量就可以利用歐姆定律計(jì)算出第三個(gè)量。
2. 利用歐姆定律解答計(jì)算題的一般步驟
第一步：可采用“去表法”判斷電路的連接方式，將電壓表去掉，將電流表看成一段導(dǎo)線，畫出等效電路圖，然后進(jìn)行判斷。判斷出電路的連接方式后，再將電壓表和電流表“恢復(fù)”到原來的位置，明確各測量哪部分電路兩端的電壓和電路中的電流。
第二步：認(rèn)真審題，在電路圖（或畫出的電路圖）上標(biāo)出已知量、待求量。
第三步：找出各物理量之間的關(guān)系；利用歐姆定律和串、并聯(lián)電路電流、電壓的關(guān)系列出關(guān)系式，列式時(shí)要注意公式成立的條件，要有必要的文字說明。物理公式在代入數(shù)值或?qū)懹?jì)算結(jié)果時(shí)不要忘記單位。
第四步：討論結(jié)果的合理性，得出答案。
3. 酒精濃度檢測儀
酒精測試儀實(shí)際上是由酒精氣體傳感器R1（相當(dāng)于隨酒精氣體濃度變化的變阻器）、一個(gè)定值電阻R2及一個(gè)電流表和電壓表串聯(lián)組成。
酒精氣體傳感器的電阻值R1隨酒精氣體濃度的增大而減小，如果駕駛員呼出的酒精氣體濃度越大，那么傳感器的電阻值R1越小，根據(jù)歐姆定律I=U/R可知，電路中的電流越大，則定值電阻R2兩端的電壓U2＝IR2越大，即測試儀的示數(shù)越大。
4. 車重表
（1）圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的高速公路收費(fèi)站計(jì)重秤的原理圖。該原理圖中，R2為滑動(dòng)變阻器。若車重表是由電流表改裝而成，現(xiàn)將它串聯(lián)在圖中位置，則當(dāng)車越重時(shí)，變阻器的滑片向下滑，連入電路的阻值變小，電路中的電流變大，即車重表的示數(shù)將變大。
（2）若車重表是由電壓表改裝而成，現(xiàn)將它并聯(lián)在R1兩端，則當(dāng)車越重時(shí)，變阻器的滑片向下滑，電路中的電流變大，R1兩端的電壓變大，即車重表的示數(shù)將變大。
第3節(jié) 電阻的測量
一、伏安法測電阻
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】由歐姆定律的變形公式R=UI可知，用電流表測出通過定值電阻的電流I，用電壓表測出定值電阻兩璃的電壓U，把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入R=UI ，即可求出定值電阻的阻值大小。
為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)際測量中要改變待測電阻兩端的電壓，多次測量電壓及電流的值，求出每次的電阻值，最后求電阻的平均值。
串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)滑片，就可以改變定值電阻兩端的電壓和流過的電流。電路設(shè)計(jì)如圖所示，當(dāng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，變阻器連入電路的阻值變小，則待測電阻兩端的電壓變大，通過的電流也變大。
【實(shí)驗(yàn)器材】電池組、開關(guān)、導(dǎo)線若干、定值電阻、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器。
【設(shè)計(jì)表格】
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
①根據(jù)電路圖連接電路。
②閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片來改變待測電阻兩端的電壓，記下相應(yīng)的電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)并填在表中。
③斷開開關(guān)，整理器材，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。
④算出待測電阻的阻值大小及電阻的平均值并填入表中。
【數(shù)據(jù)處理】
將每次測量的電壓值、電流值代入公式，分別求出待測電阻的阻值R1、R2、R3，計(jì)算出它們的平均值。R =（R1+R2+R3）/3
【分析與討論】
畫出定值電阻的I-U圖像，分析圖像發(fā)現(xiàn)：當(dāng)定值電阻兩端的電壓改變時(shí)，通過它的電流也隨之而改變，但電壓與電流的比值不變，即電阻不變，同時(shí)證明了導(dǎo)體的電阻是由自身的性質(zhì)所決定的，與電壓和電流無關(guān)。
二、伏安法測小燈泡的電阻
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹坑秒妷罕?、電流表測小燈泡的電阻
【實(shí)驗(yàn)原理】 R=UI
【實(shí)驗(yàn)器材】電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
①按電路圖連接實(shí)物。
②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，記錄電壓表、電流表的示數(shù)。
③多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)序號
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
燈泡亮度
1
2
3

【數(shù)據(jù)處理】
將測量的電壓值、電流值代入公式，分別求出小燈泡的阻值R1、R2、R3。
【分析與討論】
畫出小燈泡的I-U圖像，發(fā)現(xiàn)小燈兩端的電壓與電流之比（電阻）不是一個(gè)定值；當(dāng)小燈兩端電壓越大時(shí)，燈絲電阻越大。原因是當(dāng)燈兩端電壓變大時(shí)，燈絲溫度升高。
第4節(jié) 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用
一、歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用
1. 串聯(lián)電路中電流的計(jì)算
根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過電阻R1的電流和通過電阻R2的電流相等，都等于I。
電阻R1兩端的電壓 U1=IR1，R2兩端的電壓U2=IR2。
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律 U=U1+U2，有U=IR1+IR2=I（R1+R2）
可求得 I=UR1 + R2
即：串聯(lián)電路中通過某個(gè)電阻的電流或串聯(lián)電路的電流，等于電源兩端電壓除以各分電阻之和。
2. 串聯(lián)電路中總電阻與分電阻的大小關(guān)系
（1）推導(dǎo)：由歐姆定律可知： U1=I1R1 U2=I2R2 U=IR
因?yàn)樵诖?lián)電路中：U=U1+ U2 I=I1=I2
所以 R=R1+R2
結(jié)論：串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。
（2）幾個(gè)導(dǎo)體串聯(lián)后，總電阻會變大的原因：
因?yàn)殡娮璐?lián)相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的長度，所以串聯(lián)電路的總電阻比任何一個(gè)分電阻都要大。
3. 串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)
如上圖所示，因?yàn)榇?lián)電路的電流相等 I1=I2
由歐姆定律可知：U1=I1R1 U2=I2R2
所以 EQ \F(U1,U2) ＝ EQ \F(R1,R2)
結(jié)論：串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓與它們電阻的大小成正比.
二、歐姆定律在并聯(lián)電路中的應(yīng)用
1. 并聯(lián)電路中總電流的計(jì)算
如圖所示，定值電阻R1和R2并聯(lián)，電源電壓為U。
并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等 U1=U2
通過電阻R1的電流為： I1=U1 /R1 通過電阻R2的電流為： I2=U2 /R2
并聯(lián)電路的總電流：I= I1+ I2= UR1+ UR2
即：并聯(lián)電路中干路電流等于各支路兩端電壓除以本支路電阻的和。
2. 并聯(lián)電路中的總電阻和分電阻的關(guān)系
（1）并聯(lián)電路中的總電阻
在并聯(lián)電路中，兩個(gè)電阻R1和R2對電流的阻礙作用，也可以用一個(gè)電阻R替代，若通過這一個(gè)電阻的電流與原來兩個(gè)電阻的總電流相同，則這個(gè)電阻R就叫這個(gè)并聯(lián)電路的總電阻。
（2）理論推導(dǎo)：并聯(lián)電路中的總電阻和分電阻的關(guān)系
如上圖所示，由歐姆定律知：
I1=U1/R1 I2=U2/R2 I=U/R
在并聯(lián)電路中： I=I1+I2 U=U1=U2
EQ \F(1,R) ＝ EQ \F(1,R1) + EQ \F(1,R2)
結(jié)論：并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)，等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。
（3）幾個(gè)導(dǎo)體并聯(lián)后，總電阻變小的原因分析：
電阻并聯(lián)相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的橫截面積，所以并聯(lián)電路的總電阻比任何一個(gè)分電阻都要?。?br>3. 并聯(lián)電路的分流特點(diǎn)
并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等， U1=U2
因?yàn)?U1= I1R1 U2= I2R2 則 I1R1= I2R2
所以 EQ \F(I1,I2) ＝ EQ \F(R2,R1)
結(jié)論：并聯(lián)電路中，各支路的電流與支路電阻的大小成反比. 實(shí)驗(yàn)序號
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
電阻平均值R/Ω
1
2
3

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