电流、电压和电阻的关系目标提示1.能总体设计研究电流与电压、电阻之间关系的分步研究程序。2.能按提供的电路图进行实验。3.理解滑动变阻器在电路中的控制作用。4.能从实验数据中找出正比关系或反比关系。5.能从分步实验结论中总结出欧姆定律。6.会用欧姆定律进行简单的计算。要点指津1.电流跟电压、电阻的关系。在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。2.欧姆定律。(1)由电流跟电压、电阻的关系可得出欧姆定律的内容是:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。(2)欧姆定律的数学表达式:I=(3)应用欧姆定律的注意事项:①应用此公式时要注意统一单位,式中U的单位为V,R的单位为Ω,I的单位为A,不能乱用。②应用此公式时要注意“同段性”。例:如图甲所示,电阻R1两端的电压为4V,R2的电阻为10Ω,,如果用I===0.4A来求电路中的电流就是错误的,因此4V的电压与10Ω,的电阻不是同一段电路的物理量。③应用此公式时要注意“同时性”。例:如图所示,开关闭合后,当滑片P在某一位置时,电压表的示数为4V,当滑片P在另一位置时,电流表的示数为0.1A,如果用Rx===40Ω来求Rx的电阻就是错误的,因为4V的电压与0.1A的电流不是同一时刻的物理量。④I=U/R和R=U/I的区别:欧姆定律表达式I=U/R表示导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。而R=U/I是由欧姆定律的表达式I=U/R变形得到的,它表示某导体的电阻数值上等于这段导体两端电压与其通过的电流的比值,这个比值只是由导体本身的结构决定的,不能理解为R与U成正比,与I成反比,这就是该式的物理意义与数学意义的不同之处。[例1]在做研究电流跟电压、电阻间关系的实验时,有如下数据:表1用电阻R1=5Ω实验时的记录电压(V)246电流(A)0.40.81.2表2用电阻R2=10Ω实验时的记录电压(V)246电流(A)0.20.40.6试回答:由表1和表2的数据,可以得出哪些结论?[分析和解]从表1(或表2)的实验数据中可见,电阻保持5Ω不变时,导体两端的电压从2V增大到4V、6V时,通过导体的电流也相应地从0.4A增大到0.8A、1.2A,由此可以看出,电阻保持不变时,导体中的电流随导体两端电压的增大而增大,导体两端的电压增大几倍,电流就增大几倍。比较表1和表2中第1组实验数据可见,两次电压保持2V不变,导体的电阻从5Ω增大到10Ω,通过导体的电流相应地从0.4A减小为0.2A。即电压保持不变时,导体中的电流体随导的电阻的增大而减小,导体的电阻增大几倍,电流相应减小几倍。故答案为当导体的电阻保持不变时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;当导体两端的电压保持不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。[例2]如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中()。A.电流表A的示数减小,电压表V的示数增大B.电流表A的示数增大,电压表V的示数减小C.电流表A和电压表V的示数都减小D.电流表A和电压表V的示数都增大[分析和解]变阻器连入电路电阻变大时,电路电流减小,电阻月两端的电压也减小,所以电压表示数变大,因为总电压不变。答案为A。[例3]甲图是“研究电流与电压的关系”的实验电路图。(1)为了达到实验目的,实验过程中必须保持电阻及的不变。(2)当某同学按电路图连接了实物开始实验后,发现电压表和电流表出现如乙图所示情况,这是因为:①____________________;②_______________________。(3)下面是排除故障后进行实验时的数据记录。实验次序123电压U/(V)3.24.86.4电流/(A)0.50.751.00根据以上数据,可以得出的结论是________________________________________。[分析和解]在研究电流与电压的关系时,应保持电阻不变,电流表指针偏左是电流流入方向错误,偏右是量程选小了。答案填(1)阻值大小;(2)①电流表“+”“—”接线柱接反了;②电压表选用了小量程;(3)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。同步冲刺1.在研究电流跟电压的关系的实验中,保持____________不变,闭合开关后,调节____________,使被测电阻两端的电压成倍数地变化,然后根据电流表的示数和电压表的示数...