实验目的及原理：
探究电流与电压、电阻的关系。
探究电流与电压、电阻的关系：

实验器材：定值电阻、电流表、电压表、电源、开关、导线、滑动变阻器

一、探究一：电阻一定，电流与电压的关系
实验内容与步骤：
1.（开关断开，变阻器调大最大值）（如图）

2. 闭合开关调节滑动变阻器，使R两端电压为1V、1.5V、2V，观察电流表的读数，填表。
实验结果与数据处理：

分析结论：
电阻一定，电流与电压成正比。


二、探究二：电压一定，探究电流与电阻的关系
实验内容与步骤：
1.按电路图连接电路（开关断开，变阻器调大最大值）（如图）

2.保持电压U=2V不变，更换电阻，使电阻分别为10Ω、20Ω、30Ω，观察电流表的读数，填表。

分析结论：

电压一定，电流与电阻成反比。

采用控制变量法研究电流与电压、电阻的关系:
   研究电流跟电压、电阻关系的实验分两步：第一步保持电阻不变，通过改变电压，观察电流的变化；第二步保持电压不变，通过改变电阻，观察电流的变化，从而得出了它们之间的关系。这种研究方法称为控制变量法。

例:某实验小组的同学在探究欧姆定律时，采用丁如图甲所示的电路图，实验中他们选用的定值电阻分别是5Ω、8Ω、10Ω，电源电压是3V，滑动变阻器的阻值范围是0～15Ω。

 (1)他们在探究某一因素变化对电流的影响时，采用控制变量法。实验分两步进行：
①保持电阻不变，探究电流与____的关系；
②保持电压不变，探究电流与____的关系。
(2)实验中，电流表的量程应选____A，电压表的量程应选_____V；某次实验中，若电流表的示数是0．3A，电压表的示数是1．5V，请根据你前面选择的量程，在图乙中分别画出两表指针的位置。

 (3)在研究电阻对电流的影响时，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，下一步的操作是：调节滑动变阻器的滑片，保持_____不变。 

解析：影响电路中电流大小的因素有电压和电阻，因此实验采用控制变量的方法。实验分两步进行：一是保持电阻不变，改变电阻两端的电压，测量三次；二是保持电压不变，改变电阻的大小，测量三次。实验器材中电源电压为3V，因此电压表使用0～3V量程即可．所用定值电阻的最小阻值为5Ω，所以电路中最大电流为，电流表的量程选用0～ 0．6A。当电流值为0．3A、电压值为1．5V时，指针均指在表盘的中央刻度。改变定值电阻阻值是为了研究电流与电阻的关系，应控制电压不变，所以改变定值电阻后，应调节变阻器使定值电阻两端的电压与原来电阻两端的电压相同。

答案(1)①电压②电阻(2)0—0.6(或0.6) 0～3(或3)指针位置如图所示(3)定值电阻两端的电压(或电压表示数)

如何分析“电流与电压、电阻关系”实验中的电路故障：

    在本探究实验中，常会遇到电表无示数，示数偏低，实验数据或结论错误等问题，这都是电路中发生某种故障所致。如何准确地判断出电路故障的原因并予以解决，是中考中常会考查的内容之一。例在探究“电流与电阻的关系”实验中，
(1)连接电路时，开关应当____。
(2)小新将实物连接成如图所示电路，其中有一处连线错误，请你在连接错误的导线上画“×”并改正。
 
(3)将电路连接正确后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使定值电阻R两端电压为2V，电流表示数如图所示，为__A，则尺的阻值为__Ω。


(4)换上10Ω的电阻后，闭合开关，电压表示数将_____ (选填“变大”或“变小”)，此时应将滑片P向______ (选填“A”或“B”)端移动，使电阻两端电压为 __V。
(5)小芳同学正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表无示数，电压表有示数，其原因可能是________。

解析:(1)连接电路时开关应断开，这样对电路元件起到保护作用。
(2)电压表应与定值电阻并联，测定值电阻两端的电压，原图中电压表测滑动变阻器和定值电阻两端的总电压。
(3)由题图可知，电流表示数为0．4A，=5Ω。电流表读数时应先看量程后看指针。
(4)探究“电流与电阻的关系”时，应控制电压小变。当换上10Ω的电阻后，根据串联电路分压规律知 R两端的电压变大，电压表示数变大，所以应调节滑片向A端移动，使R两端电压保持2V不变。
(5)定值电阻断路时，电压表与电流表串联在电路中，由于电压表内阻很大，所以电路中电流很小，电流表指针几乎不偏转，电源电压几乎全部加在电压表上，所以电压表示数接近电源电压。

答案(1)断开(2)如图所示

(3)0．45  (4)变大  A  2   (5)定值电阻开路(答案科学合理即可)

在探究“电流与电压、电阻关系”实验中滑动变阻器的作用：
1．滑动变阻器的作用改变电路中的电流大小；改变R两端的电压大小；保护电路，使电路中的电流不至于过高。

2．判断电路中滑动变阻器的阻值变化时，(1)弄清滑动变阻器的哪部分连入电路(一般是滑片和下边所用接线柱之间的电阻线)；(2)看滑动变阻器的滑片移动方向，即远离下接线柱时变大，靠近下接线柱时变小。

3．注意事项:连接电路时开关应断开，在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到电阻值最大的位置，电压表和电流表应选用合适的量程。

运用数形结合思想分析电流与电压、电阻的关系:
在物理学中，经常利用图像表示一个物理量随另一个物理量的变化情况，它可以直观、形象地表示出物理量的变化规律。在探究电流跟电压、电阻的关系的实验中，就应用了图像法；对实验得到的数据进行描点，分别画出电阻不变时电流随电压变化的图像和电压不变时电流随电阻(或电阻的倒数)变化的图像，分析图像，进而可得出电流跟电压、电阻的关系。

例1某实验小组的同学“探究电流与电压的关系”时，用到如下器材：电源1个，电流表、电压表各1 只，定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω各1只)，滑动变阻器1 只，开关1个，导线若干。设计的电路图如图甲所示。

(1)这个实验中使用了控制变量的方法，其中被控制的变量是__，滑动变阻器R2的作用是__。
下面是他们获取的一组实验数据

 (2)请在图乙的坐标系中画出电流随电压变化的图像。
(3)分析表中的数据或图像，你能得出的探究结论：__。

解析因为电流的大小是由电压和电阻两方面因素共同决定的，所以在探究电流与电压的关系时，必须控制电阻不变。数据处理用的是图像法，先根据数据描点，画出的图像是一条直线，如图所示，则表明在电阻不变的情况下，电流与电压是成正比的。

答案(1)电阻通过改变阻值来改变电路中的电流，从而改变电阻R，两端的电压(2)如图所示 (3)电阻一定时，通过电阻的电流与加在电阻两端的电压成正比

内容：
通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比；

公式：
I=U/R，U表示导体两端的电压，单位是V；R表示导体的电阻，单位是Ω；I表示通过导体的电流，单位是A。

单位使用:
使用欧姆定律时各物理量的单位必须统一,I的单位是A，U的单位是V，R的单位是Ω。

解析“欧姆定律”：
     欧姆定律是电学中的基本定律和核心内容，是贯穿整个电学的主线，下面我们从以下几个方面进行深入分析．
1．要理解欧姆定律的内容
(1)欧姆定律中的关于成正比、成反比的结论是有条件的。如果说导体中的电流与导体两端的电压成正比，条件就是对于同一个电阻，也就是说在电阻不变的情况下；如果说导体中的电流与导体的电阻成反比，条件就是导体两端的电压不变。
(2)注意顺序，不能反过来说，电阻一定时，电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系，电压是原因，电流是结果。是因为导体两端加了电压，导体中才有电流，不是因为导体中通了电流才有了电压，因果关系不能颠倒。
    同样也不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。我们知道，电阻是导体本身的一种性质，即使导体中不通电流，它的电阻也不会改变，更不会因为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。

2．要知道欧姆定律的公式和单位 欧姆定律的表达式，可变形为U=IR和R=，但这三个式子是有区别的。
(1)，是欧姆定律的表达式，它反映了通过导体的电流的大小跟导体两端所加的电压这个外部原因和导体本身的电阻这个内部原因之间的因果关系。
(2)U=IR，当电流一定时，导体两端的电压跟它的电阻成正比。不能说成导体的电阻一定时导体两端的电压与通过的电流成正比，因为电压是形成电流的原因。电压的大小由电源决定，跟I、R无关，此式在计算比值时成立，不存在任何物理意义。
(3)，此公式也是一个量变式，不存在任何物理意义。不能误认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。公式中的I、U、R都要用国际单位，即电流的单位为安培，符号A；电压的单位为伏特，符号V；电阻的单位为欧姆，符号Ω，且有。

3．要明白定律的适用范围
(1)定律只适用于金属导电和液体导电，对于气体、半导体导电一般不适用。
(2)定律只适用于纯电阻电路。如：电路中只接有电阻器、电热器、白炽灯等用电器的电路。对于非纯电阻电路，如：电动机电路、日光灯电路等，则不能直接应用。

4．要理解欧姆定律的注意事项
(1)物理量的同一性。叙述欧姆定律时，在两个 “跟”字后面都强调了“这段导体”四个字，它是指对电路中同一导体或同一电路而言。所以在运用欧姆定律等进行计算时，必须注意同一性，即I、R、U必须是 同一导体或同一段电路中的物理量。在表示I、U、R 时，注意脚标的一一对应。
(2)物理量的同时性。由于电路的连接方式发生改变，开关的断开或闭合，或滑动变阻器滑片的左右移动都可能使电路中总电阻发生变化，从而可能引起电路中电流和各部分电阻两端的电压发生变化。因此，必须注意在同一时刻、同一过程中的电压、电阻与电流的相互对应，不可将前后过程的I、R、U随意混用。

利用欧姆定律进行计算：
   根据串、并联电路的特点和欧姆定律的公式可进行有关计算。
解题的方法是：(1)根据题意画出电路图，看清电路的组成(串联还是并联)；
(2)明确题目给出的已知条件与未知条件，并在电路图上标明；
(3)针对电路特点依据欧姆定律进行分析；
(4)列式解答。
例1如图所示的电路中，电阻尺。的阻值为10Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为2A，电流表A2的示数为0．8A，则电阻R2的阻值为____Ω。

解析:闭合开关s，R1与R2并联，电流表A1测 R1与R2中的电流之和，即；电流表A2测R2中的电流I2，则，电源电压，则=15Ω

答案：15

如何判断电压表、电流表的示数变化：
1．明确电路的连接方式和各元件的作用
例如：开关在电路中并不仅仅是起控制电路通断的作用，有时开关的断开和闭合会引起短路，或改变整个电路的连接方式，进而引起电路中电表示数发生变化。
2．认清滑动变阻器的连入阻值例如：如果在与变阻器的滑片P相连的导线上接有电压表，如图所示，则此变阻器的连人阻值就是它的最大阻值，并不随滑片P的滑动而改变。
3．弄清电路图中电表测量的物理量在分析电路前，必须通过观察弄清各电表分别测量哪部分电路的电流或电压，若发现电压表接在电源两极上，则该电压表的示数是不变的。
4．分析电路的总电阻怎样变化和总电流的变化情况。
5．最后综合得出电路中电表示数的变化情况。

例1如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，当开关S闭合时，灯L正常发光。如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动，下列说法中正确的是(   )

A．电压表的示数变大，灯L变亮
B．电压表的示数变小，灯L变暗
C．电压表的示数变大，灯L变暗
D．电压表的示数变小，灯L变亮

解析：题中L、R1、R2三元件是串联关系，R2的滑片P向右滑动时，电路中总电阻变大，电流变小，灯L 变暗，其两端电压变小，电压表测除灯L以外的用电器的电压，电源总电压不变，所以电压表示数变大。所以选C项。

答案：C

滑动变阻器滑片移动时，电表的示数变化范围问题：
     解决此类问题的关键是把变化问题变成不变问题，把问题简单化。根据开关的断开与闭合情况或滑动变阻器滑片的移动情况，画出等效电路图，然后应用欧姆定律，结合串、并联电路的特点进行有关计算。

例1如图甲所示电路中，电源电压为3V且保持不变，R=10Ω，滑动变阻器的最大阻值R’=20Ω，当开关s闭合后，在滑动变阻器的滑片由A端移动到B 端的过程中，电流表示数的变化范围是______。

解析：把滑片在A点和B点时的电路图分别画出来，如图乙、丙所示，应用欧姆定律要注意I、U、R的同一性和同时性。滑片在A端时， 0．3A；滑片在B端时 =0．1A。

答案：0．3～0．1A

欧姆定律知识梳理：

用欧姆定律分析短路现象：

     导线不通过用电器而直接连到电源两极上，称为短路，要是电源被短路，会把电源烧坏。还有一种短路，那就是用电器被短路。如图所示的电路中，显然电源未被短路。灯泡L1的两端由一根导线直接连接。导线是由电阻率极小的材料制成的，在这个电路中，相对于用电器的电阻来说，导线上的电阻极小，可以忽略不计。图中与L1并联的这段导线通过灯泡L2接在电源上，这段导线中就有一定的电流，我们对这段导线应用欧姆定律，导线两端的电压U=IR，由于R→0，说明加在它两端的电压U→0，那么与之并联的灯泡L1两端的电压U1=U→0，在L1上应用欧姆定律知，通过L1 的电流，可见，电流几乎全部通过这段导线，而没有电流通过L1，因此L1不会亮，这种情况我们称为灯泡L1被短路。
     如果我们在与L1并联的导线中串联一只电流表，由于电流表的电阻也是很小的，情形与上述相同，那么电流表中虽然有电流，电流表有读数，但不是L1中的电流，电路变成了电流表与L2串联，电流表的读数表示通过L2的电流，L1被短路了。

例：在家庭电路中，连接电灯电线的绝缘皮被磨破后可能发生短路，如果发生短路，则会造成(   )
A．电灯两端电压增大
B．通过电灯的电流减小
C．电路中保险丝熔断
D．电灯被烧坏

解析由于发生短路时，电路中电阻非常小，由 欧姆定律知，电路中的电流将非常大，所以保险儿丝将熔断。

答案：C

注意防雷：
1．雷电现象及破坏作用
     雷电是大气中一种剧烈的放电现象。云层之间、云层和大地之间的电压可达几百万伏至几亿伏。根据，云与大地之间的电压非常高，放电时会产生很大的电流，雷电通过人体、树木、建筑物时，巨大的热量和空气的振动都会使它们受到严重的破坏。因此，我们应注意防雷。避雷针就可以起到防雷的作用。

2.  避雷针
     避雷针是金属做的，放在建筑物的高处，当电荷传至避雷针尖上时极易沿着金属线流入大地。这一电流通道可使云层和建筑物间的正、负电荷中和，使云层放出的电荷完全通过避雷针流人大地而不会损坏建筑物。