内容正文:
第十七章 欧姆定律
17.1 电流与电压和电阻的关系
一、学习目标
1.探究电流与电压的关系 通过实验探究出电流与电压的关系;能说出在电阻一定时,电流与电压成正比关系。
2.探究电流与电阻的关系 通过实验探究出电流与电阻的关系,能说出电压一定时,电流与电阻的关系。体会控制变量法的应用。
二、学习过程
一)、知识点梳理
知识要点一 探究电流与电压的关系
控制变量
________一定
实验电路与方法
实物图: 电路图:
实验方法:控制________一定,使用滑动变阻器改变电阻两端的________,研究通过电阻的________变化。滑动变阻器的作用:①________电路;②改变滑动变阻器连入电路中的阻值,从而改变定值电阻两端的电压
数据记录
实验次序
电阻R1=5 Ω
电压(V)
电流(A)
1
1
0.2
2
1.5
0.3
3
2
0.4
实验次序
电阻R2=10 Ω
电压(V)
电流(A)
1
1
0.1
2
1.5
0.15
3
2
0.2
分析图像
探究结论
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________,即:R一定,I1:I2=________
【答案】电阻 电阻 电压 电流 保护 正比 U1∶U2 【拓展】(3)电压
【拓展】改变电压的方法:
(1)改变电池的节数;
(2)改变学生电源的调压旋钮;
(3)改变滑动变阻器连入电路中的阻值,从而改变定值电阻两端的________。
【答案】 电压
知识要点二 探究电流与电阻的关系
控制变量
电压一定
实验电路与方法
实物图: 电路图:
实验方法:使用不同规格的________,通过滑动变阻器调节其两端的________一定时,研究通过电阻的________变化
数据记录
电压U=3 V
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.6
0.3
0.2
分析图像
探究结论
在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成______,即:U一定,I1:I2=__________
评估与交流
错误表述
在电压一定的情况下,导体的电阻与通过导体的电流成反比
错误原因
(1)颠倒了因果逻辑关系:实验中,电阻变化是导致电流变化的原因,而电流变化是电阻变化的结果,所以因果逻辑关系不能颠倒;
(2)导体的电阻是导体本身的一种性质,与通过导体的电流无关
【说明】实验注意事项:
(1)连接电路时,开关必须是________的;
(2)闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片滑到连入电路电阻________的位置。
【答案】 电阻 电压 电流 反比 R2∶R1
【说明】(1)断开 (2)最大
【拓展】
(1)“换大调大,换小调小”规律:在探究电流与电阻的关系时,当用大电阻(如10 Ω)替换小电阻(如5 Ω)时,滑动变阻器连入电路的阻值应调大;反之亦然,因为只有这样调节,才能保证电压表的示数不变。
(2)电路故障分析:①电流表无示数——与电流表串联的电路发生断路;②电流表指针满偏——与电流表串联的电路发生了短路;③闭合开关后,电流表、电压表左偏至无示数处——两表的接线柱接反了;④电压表无示数——与电压表并联的电路发生短路;⑤电压表示数接近电源电压——与电压表并联的电路发生断路;⑥滑动变阻器滑片移动时,电表示数不变——滑动变阻器没有按照“一上一下”的原则连接。
(3)选择滑动变阻器的方法:若电源电压为U,电压表恒定电压为UV,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压U滑=U-UV,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的U-UV/UV倍,根据分压原理,当接入最大定值电阻Rmax时,滑动变阻器连入电路中的最大电阻至少为R滑=( U−UV/UV )Rmax。
二)、例题 练习
例1 根据下列一组实验数据,可以得到的结论是( )
导体两端的电压
导体的电阻
通过导体的电流
2V
10Ω
0.2A
4V
10Ω
0.4A
6V
10Ω
0.6A
A: 导体电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
B: 导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C: 导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
D: 导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
【答案】B
【解析】电压是形成电流的原因,电阻不变时,只能说电流与电压成正比,不能说电压与电流成正比。
练1.1 研究电流与电压关系时,用图所示的电路,要求“保持电阻不变”,在进行“保持电阻不变”这一步骤时,实验要求是