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精读教材|人教版初中物理九年级17.1《电流与电压、电阻的关系》(问题链精读)

发布时间：2026-11-03 23:51:40 最近访问：2026-11-03 23:51:40

第十七章　欧姆定律

第1节　电流与电压、电阻的关系 · 自主阅读问题链引导设计（逐句精读版）

费曼式以教代学 · 五列轮次问题链 · 含完整参考答案

课标要求：

2022年版义务教育物理课程标准“电磁相互作用”主题：探究电流与电压、电阻的关系；经历科学探究过程，会使用电流表、电压表和滑动变阻器，能分析与论证实验数据。

学习目标：

1. 通过实验，认识电流与电压、电阻的关系。

2. 能基于实验数据进行推理与论证，得出电流与电压、电阻的定量关系，体会控制变量的方法。

3. 能根据实验现象作出合理猜想和假设，能基于问题和实验目的合理设计电路及实验方案，能熟练使用电压表、电流表和滑动变阻器获取实验数据。

4. 在探究电流与电压、电阻的关系过程中，培养乐于思考、实践，以及善于与他人分享、合作的能力。

重点难点：

自主设计并完成两个探究任务（电阻一定时电流与电压的关系、电压一定时电流与电阻的关系），根据实验证据通过列表分析和图像分析得出结论。

设计理念：

费曼以教代学——把教材原句拆成“原句+追问+抠字”的问题链，每轮配可执行的抠字动作与费曼讲解任务，逼你用自己的话把“为什么用控制变量、怎样设计电路、怎样用图像得结论”讲清楚；每部分末尾双保险（动态打断自查+误区预警+极简实验）兜底。

教材结构：

本节按“问题→探究电阻一定时电流与电压的关系（思路、过程、数据分析、结论）→探究电压一定时电流与电阻的关系（思路、过程、结论）→练习”展开。两探究都强调控制变量，都借助滑动变阻器改变或保持定值电阻两端的电压。

使用规则：

五列表格从左到右读：轮次→教材关键句（含定位）→问题链（追问/抠字）→抠字动作+费曼任务（动手做、动嘴讲）→参考答案。先盖住“参考答案”自己答，再对照；每完成一部分做“动态打断自查”，有漏洞立刻回看对应轮次。

知识主线：

电流I与电压U、电阻R都有关系→用控制变量法分两步研究→保持电阻一定：改变 U、测 I，列表+图像（过原点直线）分析→结论：电阻一定，I 与 U 成正比→保持电压一定：换电阻并调滑片使 U 不变，测 I→结论：电压一定，I 与 R 成反比→滑动变阻器起“改变/保持电压、保护电路”的作用，为下一节欧姆定律作铺垫。

第一部分　问题引入与探究方法（三量的定量关系、控制变量）

轮次	教材关键句（定位）	问题链	抠字动作 + 费曼任务	参考答案
第1轮·问题引入（三量的定量关系）	在如图17.1-1所示的电路中，当通过增加电池的节数来增加电阻器两端的电压时，我们会发现通过电阻器的电流增大。另外，通过前面的学习我们知道：电阻表示导体对电流的阻碍作用，当电压一定时，电阻越大，电流越小。通过导体的电流与加在它两端的电压及导体的电阻之间存在怎样的定量关系呢？你有怎样的猜想？	①增加电压→电流怎样变？②电压一定时电阻变大→电流怎样变？③“定量关系”与“定性关系”有何不同？④你的猜想是什么？	抠“通过导体的电流与加在它两端的电压及导体的电阻之间存在怎样的定量关系”“你有怎样的猜想”。任务：写下猜想（I 与 U 成正比？I 与 R 成反比？）；区分“定性”与“定量”。	电压增大电流增大；电压一定时电阻越大电流越小。本节的目的是找出三者的“定量关系”（而不仅是“定性变化”）。猜想（示例）：电阻一定时电流与电压成正比；电压一定时电流与电阻成反比。
第2轮·探究方法（控制变量）	我们可以通过实验来寻找三者之间的关系。电压、电阻的改变都会引起电流的变化。实验时，应先保持某一个量不变，如电阻不变，研究通过导体的电流与导体两端电压的关系，然后保持导体两端的电压不变，研究通过导体的电流与电阻的关系。	①三个量（I、U、R）同时变化能研究清楚吗？②“控制变量”在这里怎样使用？③为什么先研究“电流与电压”、再研究“电流与电阻”？	抠“应先保持某一个量不变”“保持导体两端的电压不变”。任务：说出“控制变量法”；写出两个探究任务（电阻一定探究电流与电压、电压一定探究电流与电阻）。	I 、U、R 三个量互相影响，必须用控制变量法：先把电阻固定，研究电流与电压的关系；再把电压固定，研究电流与电阻的关系。分两步就能找出三者的定量关系。

动态打断自查：

能不能说清“定量关系”要研究什么？能不能说出“控制变量法”对应的两个探究任务？全过进第二部分。

误区预警（中考高频）：

①试图一次同时改变电压和电阻来研究（无法分离影响，必须控制变量）。

②把“定性变化”当成“定量关系”。

极简实验 · 生活现象检验：

用电池加电阻器（或小灯泡）改变串联电池节数，观察电流（亮度）变化，体会“电压增大→电流增大”，为定量探究做准备。

第二部分　探究电阻一定时电流与电压的关系

轮次	教材关键句（定位）	问题链	抠字动作 + 费曼任务	参考答案
第3轮·实验思路	可以用定值电阻进行实验。要研究通过定值电阻的电流 I 怎样随着它两端的电压 U 的变化而变化，需要确定改变定值电阻两端电压的方法。利用如图17.1-2所示的实验电源可以方便地改变电压。也可以用干电池作为电源，通过增减串联电池的节数来改变电压，或把滑动变阻器与定值电阻串联来改变定值电阻两端的电压。思考一下这些方法各有什么优劣。请你……在图17.1-3的方框中画出能够改变电压并可以同时测量电压和电流的电路图。	①用定值电阻做实验，要改变的是哪个量、保持不变的是哪个量？②改变定值电阻两端电压有哪些方法？③各方法有什么优劣？怎样设计能改变电压并同时测电压、电流的电路图？	抠“要研究通过定值电阻的电流 I 怎样随着它两端的电压 U 的变化而变化”“把滑动变阻器与定值电阻串联来改变定值电阻两端的电压”“画出能够改变电压并可以同时测量电压和电流的电路图”。任务：比较三种改变电压方法的优劣；画出电路图（定值电阻与滑动变阻器串联，电压表并联在定值电阻两端，电流表串联）。	电阻一定，研究 I 随 U 的变化。改变电压的方法：①专用实验电源（方便）；②增减干电池节数（电压只能按1.5 V的整数倍跳变、不便）；③滑动变阻器与定值电阻串联（可连续调节、还能保护电路，最方便）。电路：电源—开关—滑动变阻器—定值电阻—电流表串联，电压表并联在定值电阻两端。
第4轮·实验过程	按设计的电路图连接电路，测量并记下几组电压和电流值，将它们填写在表中。R = ______ Ω……（数据序号1、2、3、4、5……；电压 U/V、电流 I/A）。	①连接电路时要注意什么？②记录表要记哪些量？③为什么要记录多组数据？	抠“测量并记下几组电压和电流值”“R = ______ Ω”。任务：列出连接注意事项；设计记录表（U、I）；说明多组数据的意义。	连接注意：开关断开、滑动变阻器调到阻值最大处、电流表串联、电压表并联、正进负出、选合适量程。记录定值电阻的阻值 R 及多组电压 U 与电流 I。多组数据便于找出规律、减小偶然误差。
第5轮·数据分析（列表法 + 图像法）	1. 分析表中的数据，看看在电阻一定时，电流与电压之间存在怎样的定量关系。2. 也可以采用图像的方法分析数据，这样会更直观地看出两个量间的变化关系。请根据表中的数据，在图17.1-4中描出各组数据对应的点，然后将各点平滑地连接起来。	①用列表分析：电压增大时电流怎样变、U 与 I 的比值是否接近常数？②图像法怎样作图？③画出的图像是什么形状？	抠“采用图像的方法分析数据”“描出各组数据对应的点，然后将各点平滑地连接起来”。任务：列表计算 U 与 I 的比值是否近似不变；在坐标系上描点、连成平滑直线。	列表分析：电压逐次增大，电流也增大，且 U 与 I 的比值近似不变。图像法：以 U 为横轴、I 为纵轴描点，各点近似在一条过原点的直线上——说明电流与电压成正比。
第6轮·实验结论	大量实验表明：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。	①结论的条件是什么？②“成正比”意味着什么？③这个结论只对某一只电阻成立吗？	抠“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”。任务：写出结论（含条件）；说明“成正比”的图像特征。	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（I 与 U 的比值是常数，U-I 图像为过原点的直线）。这是对同一电阻、由大量实验得出的结论。

动态打断自查：

能不能说出改变电压的三种方法及滑动变阻器的优点？能不能设计“定值电阻+滑动变阻器”的电路？能不能用列表和图像说明“电阻一定时电流与电压成正比”？全过进第三部分。

误区预警（中考高频）：

①实验中未保持电阻不变（应在同一电阻上研究）。

②电压表接错位置（应并联在定值电阻两端）。

③图像不过原点仍说“成正比”（要判断是否为过原点的直线）。

④混淆“成正比”与“成反比”。

极简实验 · 生活现象检验：

用定值电阻加滑动变阻器连电路，逐次调滑片读出多组 U、I，描点作图，检验是否为过原点的直线。

第三部分　探究电压一定时电流与电阻的关系

轮次	教材关键句（定位）	问题链	抠字动作 + 费曼任务	参考答案
第7轮·实验思路	要探究电压一定时电流与电阻的关系，需要知道导体的电阻和通过导体的电流。可以将不同阻值的定值电阻接入电路中，以改变电阻，测量通过每个定值电阻的电流，找出电流与电阻的关系。实验时还需要考虑保持定值电阻两端电压不变的方法。请你……设计实验的电路图，并画在图17.1-5的方框中。	①这次控制哪个量不变、改变哪个量？②怎样改变电阻？③怎样保持定值电阻两端电压不变？	抠“将不同阻值的定值电阻接入电路中，以改变电阻”“还需要考虑保持定值电阻两端电压不变的方法”。任务：画出电路图；说明“换电阻后要调滑动变阻器使电压回到原值”。	电压一定，研究 I 随 R 的变化。改变电阻：换接不同阻值的定值电阻；保持电压不变：每次换电阻后调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压回到原来数值。电路仍为“定值电阻+滑动变阻器串联”。
第8轮·实验过程	按你设计的电路图连接电路，测量并记录定值电阻两端的电压及几组电阻和电流值。U=______V……（数据序号1、2、3、4、5……；电阻 R/Ω、电流 I/A）。	①记录表要记哪些量？②换用不同电阻后，为什么必须把电压调回原值？③怎样判断“电流与电阻成反比”？	抠“测量并记录定值电阻两端的电压及几组电阻和电流值”“U=______V”。任务：设计记录表（R、I）；每次换电阻后调滑动变阻器保持 U 不变；计算 I 与 R 的乘积是否近似不变。	记录固定的电压 U 以及多组电阻 R 和对应的电流 I。换电阻后要调节滑动变阻器使 U 不变，否则就不是“电压一定”。分析时计算 I 与 R 的乘积是否近似不变（若不变，说明电流与电阻成反比）。
第9轮·实验结论	大量实验表明：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。	①结论的条件是什么？②“成反比”意味着什么？③把两个结论合起来说明了什么？	抠“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”。任务：写出结论（含条件）；说明“成反比”的图像特征；把两个结论合并表述。	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（I 与 R 的乘积近似为常数，图像为曲线）。结合“电阻一定时电流与电压成正比”，说明电流同时受电压和电阻影响——这正是下一节欧姆定律的内容。

动态打断自查：

能不能说明“换电阻后要调滑动变阻器保持电压不变”？能不能用“I 与 R 的乘积近似定值”说明“电压一定时电流与电阻成反比”？全过进第四部分。

误区预警（中考高频）：

①换电阻后忘记把电压调回原值（未控制电压一定）。

②把电流与电阻成反比误说成成正比。

③混淆两个探究的控制量（一个控电阻、一个控电压）。

极简实验 · 生活现象检验：

保持电压不变，依次换接5 Ω、10 Ω、20 Ω定值电阻，每次调滑动变阻器使电压不变，记录电流，验证“I 与 R 的乘积”是否近似相等。

第四部分　练习与应用（6题·解题引导）

轮次	教材关键句（定位）	问题链	抠字动作 + 费曼任务	参考答案
练习1	1 在“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验中，可以分别用1节、2节、3节……干电池作为电源来改变定值电阻两端的电压，也可以用滑动变阻器来改变电压。与改变电池数量的方法相比，使用滑动变阻器的优点是什么？	①改电池节数有什么局限？②滑动变阻器能怎样改变电压？③它对本实验还有什么好处？	抠“与改变电池数量的方法相比，使用滑动变阻器的优点是什么”。任务：列举优点（连续调节、数据更多更准确、免频繁换电池、保护电路）。	使用滑动变阻器能连续调节定值电阻两端的电压，从而获得更多数据、更准确地探究电流与电压的关系；还可避免频繁更换电池，操作更简便，并能保护电路。（相比增多电池时电压只能按1.5 V的整数倍跳变。）
练习2	2 ……实验数据：电压 U/V 依次为0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、1.8；电流 I/A 依次为0.08、0.15、0.23、0.25、0.38、0.45。(1)建立坐标系描点。(2)哪组数据明显是错误的、分析时应剔除？(3)剔除后作出图像，能得到什么结论？	①(1)以 U 为横轴、I 为纵轴描点；②(2)计算各组 U 与 I 的比值，哪组明显偏离？③(3)剔除后各点是否近似在过原点的直线上？	抠“这些数据中有一个明显是错误的……分析时需要把它剔除掉”“这是哪组数据”。任务：计算各组电压与电流的比值，找出异常的第4组（1.2 V、0.25 A）；剔除后连成过原点直线得结论。	(2)第4组数据（1.2 V，0.25 A）明显错误——其余各组的电压与电流之比约为4（0.3与0.08之比约3.75、0.6与0.15之比为4、0.9与0.23之比约3.91、1.5与0.38之比约3.95、1.8与0.45之比为4），而1.2与0.25之比为4.8，明显偏离规律。(3)剔除后各点近似在一条过原点的直线上，可得：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
练习3	3 在“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验中，甲同学把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成如图17.1-7所示的电路……乙同学说导线接错了。请你检查一下电路，错在哪里？……把接错的那根导线找出来，画上“×”，再用笔画线把它改到正确的位置上。	①图17.1-7中电压表、电流表的接法哪些地方不对？②怎样只改一根导线就改正？	抠“错在哪里”“把接错的那根导线找出来”。任务：指出接错处（通常使电压表未正确并联在定值电阻两端，或滑动变阻器接线柱接法错误）；画“×”并改接。	检查电路可见一处导线接错（通常使电压表未正确并联在定值电阻两端，或滑动变阻器接线柱接法错误）。找出该导线画“×”，改接到正确位置，使电压表并联在定值电阻两端、滑动变阻器“一上一下”接入。（答图见教参图17-9。）
练习4	4 在探究电流与电压的关系和探究电流与电阻的关系时，可以采用相同的电路（图17.1-8），但操作过程不同。请分别写出这两个实验的具体操作过程。	①相同电路里，两个实验分别控制什么、改变什么？②换电阻、调滑片的目的分别是什么？	抠“可以采用相同的电路……但操作过程不同”“分别写出这两个实验的具体操作过程”。任务：分别写操作——①控电阻：调滑片改变定值电阻电压，测多组 U、I；②控电压：换电阻后调滑片保持电压不变，测多组 R、I。	探究电流与电压的关系（控制电阻不变）：连好电路，调滑动变阻器使定值电阻两端电压取不同值，读出相应的电压和电流，记录多组数据。探究电流与电阻的关系（控制电压不变）：换用不同阻值的定值电阻，每次调节滑动变阻器使定值电阻两端电压保持不变，读出相应的电阻和电流，记录多组数据。
练习5	5 ……得到如图17.1-9所示的 I-U 图像。(1)当定值电阻两端的电压为3 V时，通过它的电流是多少？(2)如果通过定值电阻的电流是1 A，它两端的电压是多少？	①在 I-U 图像上，U=3 V 对应 I 是多少？②图像上电压与电流的比值是多少？③I=1 A 时 U 是多少？	抠“当定值电阻两端的电压为3 V时，通过它的电流是多少”“电流是1 A，它两端的电压是多少”。任务：读图得 U=3 V 时 I=0.20 A；由电压与电流之比恒为15（相当于该电阻为15 Ω）推 I=1 A 时 U=15 V。	(1)由图17.1-9，U=3 V 时 I=0.20 A。(2)由图像可知，电压与电流的比值恒为15（相当于该定值电阻的阻值为15 Ω），故 I=1 A 时 U=15 V。
练习6	6 图17.1-10甲是分别探究导体A、B、C两端电压与所通过电流的关系时所得到的实验图像，现在把它们分别接在图17.1-10乙中导体的位置上，电源电压为3 V。请判断哪个导体接入电路时电流表的示数最大，哪个导体接入电路时电流表的示数最小。你的判断依据是什么？	①在 U=3 V 时，从图像读出A、B、C的电流各是多少？②电流最大的导体、最小的导体分别是谁？③判断依据是什么？	抠“哪个导体接入电路时电流表的示数最大”“哪个导体接入电路时电流表的示数最小”“你的判断依据是什么”。任务：在 U=3 V 处读取A、B、C对应的电流，比较大小。	在电压 U=3 V 时，由图像读出通过导体A的电流约0.10 A、通过导体C的电流约0.35 A（B介于两者之间）。因此导体C接入电路时电流表示数最大，导体A接入电路时电流表示数最小。依据：在相同电压（3 V）下，电流越大说明该导体的电阻越小。