内容正文:
专题十二 探究电流与电压、电阻的关系
知识点1:探究电流与电压的关系
【提出问题】电阻一定时,电流与电压存在怎样的关系?
【猜想和假设】因为电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因,所以猜想∶在电阻一定时,电压越高,电流就越大,电流与电压可能存在正比关系。
【设计实验】如图,为了探究电流与电压的关系,需要将定值电阻接入电路,用电压表测量定值电阻两端的电压,用电流表测量通过定值电阻的电流。通过调节滑动变阻器滑片的位置来改变定值电阻两端的电压,进而改变通过定值电阻的电流,从而探究电流随电压变化的规律。
【进行实验与收集数据】
1. 将电流表、电压表调零。
2. 取一阻值为5 Ω 的定值电阻,按照上述电路图连接实物电路。
3. 检查所连电路,确认连接准确无误后,调节滑动变阻器滑片至滑动变阻器阻值最大处。
定值电阻的阻值/Ω
5
定值电阻两端的电压/V
1
1.5
2
2.5
定值电阻两端的电流/A
0.2
0.3
0.4
0.5
4. 闭合开关,移动滑片到不同位置,记录下滑片在每个位置时电压表和电流表的示数,并填入数据记录表中。
5. 根据数据记录表中的数据,在坐标系中描点并画出I-U关系图象。
【分析与论证】从实验数据和图象可以得出∶
①表格中,电流随电压的增大而增大,且电压与电流的比值为一定值。②图象中,I-U图象是一条过原点的直线。
【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。
注意1 仪器连接时的注意事项
1、 连接前
(1)检查仪器∶对照电路图检查仪器是否齐全。
(2)断开开关∶看开关是否处于断开状态。
2、连接时 (1)电表的连接: ①注意用"试触法"选择合适的量程;
②注意电流从电表正接线柱流入、从负接线柱流出;
③注意电流表要串联接入电路,电压表要并联接入电路。
(2)滑动变阻器的连接:要注意"一上一下"的接线原则,分别把滑动变阻器的
上、下两个接线柱接入电路。
注意2
实验中的注意事项
1. 缓慢移动滑动变阻器滑片,防止电压表和电流表示数变化过快。
2. 移动滑动变阻器滑片的过程中,要注意观察电流表和电压表示数,防止超过电表量程。
3. 为了使实验结论具有普遍性,应至少测量记录三组数据。
注意3 描点连线时的注意事项
1. 不管是作1-U图象、I-R图象还是其他图象,第一步都是根据数据在坐标系中描点;
2、 将描出的点用平滑的曲线(或直线)连接起来,使尽量多的点落在线上,不在线上的点均匀落在线的两侧。
注意4 实验结论描述时的注意事项
1. 电流与电压的关系
(1) 在结论的描述中,不要漏掉"电阻一定"的前提条件。
(2) 电压是导体中产生电流的原因,因为导体两端加了电压,导体中才有电流,所以应该说电流与电压成正比,而不能说电压与电流成正比。
2. 电流与电阻的关系
(1)在结论的描述中,不要漏掉"电压一定"的前提条件。
(2)电阻是导体对电流的阻碍作用,是电阻的大小影响了电流的大小,所以应该说电流与电阻成反比,而不能说电阻与电流成反比。
物理方法 控制变量法
探究电流与电压的关系时,需保持定值电阻不变,通过移动滑动变阻器滑片来改变定值电阻两端的电压,观察电压变化时通过定值电阻的电流变化,从而分析得出电流与电压的关系。
滑动变阻器在本实验中的作用
(1) 保护电路,防止电路中电流过大损坏电流表;
(2) 改变定值电阻两端电压和通过定值电阻的电流。
知识点2:探究电流与电阻的关系
【提出问题】电压一定时,电流与电阻存在怎样的关系?
【猜想和假设】因为电阻表示导体对电流阻碍作用的大小,所以猜想:在电压一定时,电阻越大,电流越小,电流与电阻可能存在反比关系。
【设计实验】如图,为了探究电流与电阻的关系,需要将不同阻值的定值电阻接入电路,用电压表测量定值电阻两端的电压,用电流表测量通过定值电阻的电流;通过调节滑动变阻器滑片的位置来保证定值电阻两端的电压始终保持不变,从而探究电流随电阻变化的规律。
物理方法 控制变量法
探究电流与电阻的关系时,需改变定值电阻的大小,并通过移动滑动变阻器滑片控制不同的定值电阻两端的电压相同,观察电阻变化时电流的变化,从而分析出电流与电阻的关系。
求甚解
滑动变阻器在本实验中的作用
(1) 保护电路,防止电路中电流过大损坏电流表;
(2) 控制定值电阻两端电压不变,从而研究电压不变时,电流与电阻的关系。(此实验中换用不同阻值的定值电阻后,定值电阻两端的电压会发生变化,因此需要调节滑动变阻器的滑片来控制定值电阻两端电压不变)
【进行实验与收集数据】
1. 将电流表、电压表调零。
2. 按照上述电路图连接实物电路,首先把一阻值为5 Ω的定值电阻连接到电路中。
3.