师：同学们好，欢迎来到物理课堂。今天我们一起学习人教版九年级上册第17章第一节《电流与电压和电阻的关系》。在前面的学习中，大家知道当电路中的电压和电阻发生变化时，通过电路的电流也会随之改变。那么，电流与电压、电阻之间究竟存在怎样的联系呢？本节课我们将通过设计实验来探究这三个物理量之间的关系。
首先，请同学们思考，我们该用什么方法来探究电流、电压和电阻的关系呢？
生：控制变量法！
师：没错，相信屏幕前的你们一定想到了。当探究电流与电压的关系时，我们要控制电阻不变；而探究电流与电阻的关系时，则要控制电压不变。下面我们先来探究电流与电压的关系。在学习电压时，大家知道电压是形成电流的原因。在之前的实验中，增加串连接入电路中电池的个数，同样的一只小灯泡会变亮。于是，我们猜想电压越高，电流越大。接下来，我们通过设计实验来验证这个猜想。那么，该如何设计实验方案呢？结合控制变量的思想，我们应当控制电阻不变，改变电路两端的电压，利用电流表来测量通过电路的电流。考虑到实验的可信度，在实验允许的条件下，我们应多测几组数据。结合这一思路，我们需要解决以下两个具体问题：一、如何控制电路中的电阻不变；二、如何改变电路中的电压？
我们来看第一个问题，如何控制电路中的电阻不变呢？很多同学可能第一时间想到小灯泡，然而我们不知道灯泡的电阻具体是多少，也不清楚它的阻值会不会发生变化，所以小灯泡并不是合适的选择。由于实验需要控制电阻不变，因此我们选择定值电阻。顾名思义，定值电阻的阻值在一定范围内不会发生变化，正好满足实验要求。在实验室中，我们有5欧、10欧、15欧等不同规格的定值电阻。解决了电阻的问题，我们来看第二个问题，如何改变电路两端的电压呢？
生：可以在电路中分别串联一节、两节、三节甚至更多节的干电池，通过改变电源电压来调控定值电阻两端的电压。
生：还可以在电路中串联一个滑动变阻器，闭合开关后移动滑片P，其接入电路中的电阻会发生变化，进而改变通过电路的电流，也就能改变电路两端的电压。
师：那么，串联在电路中的滑动变阻器是如何改变电路两端电压的呢？现在我们来看一个实验。为了获取定值电阻两端的电压，我们将电压表并联在定值电阻两端，在电路中串联一个滑动变阻器，移动滑片P，请同学们观察电压表的示数变化。
生：电压表的示数在不断增加。
师：由此可见，串连接入电路中的滑动变阻器不但能改变导体两端的电压，还能让导体两端的电压发生连续性变化。相比较于更换电源，这种方法更简单方便，为我们实现多次测量提供了保障。所以，在接下来的实验中，我们将利用滑动变阻器来改变电路两端的电压。此外，我们还需要在电路中串联一个电流表来测量电路中的电流。
至此，电路所需元件已准备完毕，请同学们在学习任务单上画出你设计的实验电路图。这是老师设计的实验电路图，同学们，你们设计的和我一样吗？闭合开关后，电路中形成持续电流，我们可以在电压表和电流表上读取数据。明确了测量对象，请同学们在学习任务单上画出你设计的实验数据记录表。这是老师设计的实验数据记录表，需要注意的是，我们还应当记录定值电阻的阻值R等于多少欧。
接下来我们设计实验步骤并进行实验，获取实验数据。首先是准备阶段，按照实验电路图连接电路，试触，确认电路正常后闭合开关，确定实验数据的取值范围。如何确定实验数据的取值范围呢？按照电路图连接电路，闭合开关前，滑片P置于阻值最大处，确认无误后闭合开关。此时，电压表的示数为0.3伏，电流表的示数为0.06安。缓慢减少滑动变阻器连入电路中的阻值，观察电压表和电流表的示数。电压表的最大示数为2.3伏，电流表的最大示数为0.46安。在这里，我们选择从0开始，每0.3伏取一次数据，共取8组数据。接下来进行实验，获取实验数据。闭合开关前，两表示数均为0。闭合开关，电压表的示数为0.3伏，电流表的示数为0.06安。当电压表的示数为0.6伏时，电流表的示数为0.12安。当电压表的示数为0.9伏时，电流表的示数为0.18安。当电压表的示数为1.2伏时，电流表的示数为0.24安。电压表的示数为1.5伏时，电流表的示数为0.30安。电压表示数为1.8伏时，电流表的示数为0.36安。最后，电压表示数达到2.1伏时，电流表的示数为0.42安。
这是我们通过实验获取的数据，我们发现当电阻一定时，电压越高，电流越大。仔细观察数据，我们不难发现，第三组数据中的电压值是第二组数据中电压值的两倍，第三组数据中的电流值也是第二组数据中电流值的两倍。第五组数据中的电压值是第二组数据中电压值的4倍，第五组数据中的电流值是第二组数据中电流值的4倍。以上分析说明电压和电流都以相同的倍数增加。有的同学可能会想，每组电流与电压的比值可能是一个定值，到底是不是这样呢？我们一起来看看。第二组数据中电流值与电压值的比值为0.2安/伏，第五组数据中电流值与电压值的比值也为0.2安/伏。依此类推，每组电流值与电压值的比值都是一个定值，即0.2安/伏。借助数学表达式I/U = k来描述，变形后可得I = k×U，其中k为常量，这正好符合数学上对正比例函数的描述。以上均表明，当电阻为5欧时，电流与电压成正比。同学们，有没有更直观的方法来描述电流与电压的关系呢？
生：图像法！
师：对，在这里我们可以选择电压值作为横坐标，电流值作为纵坐标。根据实验获取的数据，采用描点作图的方法在坐标系中获得一条过原点的倾斜直线。这条直线同样说明当电阻为5欧且不变时，通过电阻的电流与其两端的电压成正比。以上分析均是在电阻为5欧时得到的。对于不同阻值的定值电阻，结论是否还成立呢？在这里，我们可以换用不同阻值的电阻进行多次实验，比如换用10欧的定值电阻。
重复上述实验，观察实验数据，我们发现当定值电阻等于10欧时，电流与电压仍成正比，再次验证了我们的结论。通过大量实验和分析，我们得到如下结论：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。