内容正文:
第2课时 探究电流与电压、电阻的关系
改变定值电阻两端
的电压
保持定值电阻两端电压不变
正
反
(如图所示)
R0断路
电阻R0短路
C
0.1
正比
35
①
温度变化导致R变大
断开开关并冷却到室
温后
电阻
温度
调节R1的阻值,R2的滑片位置不动
(如图所示)
(如图所示)
保持定值电
阻两端的电压不变
D
向左移动滑片
2
0.2
0.1
控制变量法
“20 Ω 1 A”
电压
反比
A
小红
3
3
电流表读数时量程选择错误
B
可以直观地判断I与
成正比,从而得出实验结论
3
(如图所示)
电阻R处断路
在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比
5
0.625
5.45
断开
A
(如图所示)
改变通过定值电阻的电流和两端的电压
电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比
灯泡的电阻随温度的变化而变化
最左端
(如图所示)
电阻一定时,电流与电压成正比
1
B
(如图所示)
0.2
2
没有控制电阻两端的电压不变
B
可行
实验:探究电流与电压、电阻的关系
实验目的
探究电流与电压的关系
探究电流与电阻的关系
电路图及
实物连接
滑动变阻
器的作用
(1)保护电路;
(2)改变定值电阻两端的电 压
(1)保护电路;
(2)保持定值电阻两端电压不变
实验表
格设计
表一:R=______Ω
序号
电压U/V
电流I/A
1
2
3
表二:U=______V
序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
2
3
关系图象
实验结论
当导体电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
当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
错误数据的分析
(1)分析比较各组电压与电流的比值是否相同,找出不同的一组数据即为错误数据;
(2)结合滑动变阻器的规格,判断电流值是否能达到最小
(1)分析比较各组电阻与电流的乘积是否相同,找出不同的一组数据即为错误数据;
(2)结合滑动变阻器的规格,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,定值电阻两端是否能保持电压不变
交流与反思
将定值电阻换成小灯泡后无法得出正确结论的原因:小灯泡的电阻随温度的变化而变化
I-R图象为曲线,不易直观判断I与R的关系,可将坐标图象变换为I-eq \f(1,R)图象
图甲为小明同学探究“电流与电压的关系”的实验原理图.已知电源电压为4.5 V且保持恒定,定值电阻R0=10 Ω.
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的电路连接完整(导线不允许交叉).
(2)连接好电路后,闭合开关S,发现电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度处.出现这一现象的原因可能是 (假设电路只有一处故障).
变式:(2022·丽水)闭合开关,小明发现电压表指针不偏转,电流表指针偏转,则故障可能是电阻R0短路.
(3)排除故障后,闭合开关S进行实验,并将实验数据记录在下表中:
一
二
三
U/V
3
2
1
I/A
0.3
0.2
实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使定值电阻R0两端的电压达到1 V或1 V以下.其原因可能是C (选填字母代号).
A.定值电阻R0的阻值太小
B.电源电压太低
C.滑动变阻器R最大阻值太小
D.滑动变阻器R最大阻值太大
(4)解决上述问题后,继续实验,当电压表读数为1 V时,电流表的示数如图丙所示,读数为0.1A.
(5)请根据实验记录的数据,在图丁中画出定值电阻R0的U-I图象.(如图所示)
(6)实验结论:当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
(7)小明重新选取“20 Ω 1 A”的滑动变阻器,用此电路做了若干组实验,以下第①组实验数据有误;若要完成下表中的实验,滑动变阻器的最大阻值至少为35Ω.
实验次数
①
②
③
④
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
U/V
1
2
3
4
(8)实验结束,小明整理器材时发现定值电阻很热,他联想到处理数据时,后面几组数据之间的关系与前三组数据之间的关系存在差异,他和同组的小华就此展开讨论,认为数据差异可能是温度变化导致R变大造成的.由此反思实验过程:实验时每次读取数据后要断开开关并冷却到室温后(写具体操作),再记录数据,减小此因素对测量结果的影响.
(9)(2022·眉山改编)本实验不能用小灯泡代替定值电阻进行上述实验,原因是本实验需要控制电阻不变,而小灯泡灯丝的电阻是随温度的变化而改变的.
(10)(装置改进)小月在探究电流与电压的关系时,用电阻箱代替定值电阻,电路如图戊所示,已知电源电压恒为6 V,电阻箱R1规格为“0~999.9 Ω”,滑动变阻器R2的规格为“50 Ω