内容正文:
第十五章 欧姆定律 电功率
第三节 欧姆定律的相关实验
实验1 探究电流与电压的关系
探究性实验
考法总结
【实验器材】电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻等.
【实验电路】如图所示.
【实验操作】
(1)连接电路时,开关应断开,滑片应移到滑动变阻器的最大阻值处.
(2)闭合开关,保持定值电阻阻值不变.调节滑片,使电阻R两端的电压成整数倍变化(如1 V、2 V、3 V……),目的是便于处理数据.
实验1 探究电流与电压的关系
探究性实验
(3)记录数据:记录每次调节滑片后加在定值电阻两端的电压值和通过定值电阻的电流值,并填入下表.
【实验分析】
(4)分析电流与电压存在怎样的定量关系的方法:
方法1.求出U与I的比值,观察是否为定值;
方法2.采用图像法,作出定值电阻的I-U图像进行分析.
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V
电流I/A
实验1 探究电流与电压的关系
探究性实验
(5)如图所示,图中阴影部分的面积表示的是电阻在电压为U0时的电功率,图线的斜率表示定值电阻阻值的倒数.
(6)实验中不能用小灯泡代替定值电阻,原因是:小灯泡的阻值不是定值,会随温度变化.
(7)若滑动变阻器的最大阻值为R′,定值电阻的阻值为R,电源电压为U,则电路中的最小电流为 ,据此可在数据分析中排除拼凑的数据.
【实验结论】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.
实验1 探究电流与电压的关系
探究性实验
【实验拓展】
(8)针对不同的实验,除保护电路外,滑动变阻器的其他作用具体表述也不同.
①在“探究电流与电压的关系”实验中,滑动变阻器的作用是:改变定值电阻两端的电压,多测几组数据,寻找普遍规律.
②在“探究电流与电阻的关系”实验中,滑动变阻器的作用是:控制定值电阻两端的电压不变.
③在“测小灯泡的电阻”实验中,滑动变阻器的作用是:改变小灯泡两端的电压,多测几组数据,寻找普遍规律(灯丝的电阻随温度变化的规律).
实验1 探究电流与电压的关系
探究性实验
④在“测定值电阻的阻值”实验中,滑动变阻器的作用是:改变定值电阻两端的电压,多测几组数据,求平均值减小误差.
⑤在“测小灯泡的电功率”实验中,滑动变阻器的作用是:改变小灯泡两端的电压,多测几组数据,寻找普遍规律(小灯泡的电功率随其两端电压变化的规律).
⑥在“测小灯泡的额定功率”实验中,滑动变阻器的作用是:改变小灯泡两端的电压,使小灯泡正常发光.
⑦在“测小灯泡正常发光时的电阻”实验中,滑动变阻器的作用是:改变小灯泡两端的电压,使小灯泡正常发光.
实验1 探究电流与电压的关系
探究性实验
一题通关
例 小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”实验中,使用两节新干电池作为电源,滑动变阻器R′的规格是“20 Ω 2 A”.
甲 乙
(1)如图甲所示是小薇画出的电路图,根据电路图连接的实物电路如图乙所示,请你在虚线框内把电路图补画完整(要求所补画的元件与实物电路对应).
实验1 探究电流与电压的关系
探究性实验
(2)开关闭合前,小薇发现电流表的指针在零刻度线左侧,原因是 (选填“A”或“B”).
A.电流表没调零
B.电流表正负接线柱接反了
(3)小薇确认电路无误后,应将滑动变阻器滑片移到最 (选填“左”或“右”)端,再闭合开关.此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和___________
_________________.
(4)小薇闭合开关进行实验,当电流表示数为0.5 A时,电压表示数如图丙所示,为_________V.
丙
A
左
改变定值
2.5
电阻两端电压
实验1 探究电流与电压的关系
探究性实验
(5)小薇记录的数据如下表所示,由实验数据可计算出本实验中使用的定值电阻的阻值为 Ω;老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑,你认为是第______ 组(填写实验序号),理由是 .
丁
(6)排除有拼凑嫌疑的数据后,请根据小薇的实验数据,在图丁中描出各组数据对应的点并连线,作出定值电阻的I-U 图像.
实验序号 1 2 3 4 5
电压/V 0.5 1.2 1.8 2.8
电流/A 0.1 0.24 0.35 0.5 0.56
5
1
电路中的最小电流为 0.12 A
实验1 探究电流与电压的关系
探究性实验
(7)分析数据可以得到的结论是:在 不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比.
(8)小亮做完实验,利用和小薇一样的方法作出了 I-U图像,发现两条图线的倾斜程