内容正文:
第十七章 欧姆定律(知识清单)
第1节 电流与电压和电阻的关系
一、电流与电压的关系
1. 实验探究: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?
【猜想与假设】因为电压是形成电流的原因。若电阻一定,可能电压越大,电流越 。
【设计实验】
(1)运用控制变量法探究。控制 不变,通过调节 改变定值电阻两端的电压,并用电流表测出电路中的电流,用电压表测出定值电阻两端的电压。
(2)实验电路图如图所示。
(3)实验器材:电源、定值电阻、滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线等。
【进行实验】
(1)按电路图把一个10Ω的定值电阻连接电路。
(2)闭合开关前,检查电路中各元件的连接是否正确,将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
(3)调节滑动变阻器使电阻两端的电压分别为 1V、2V、3V、4V、5V、6V,读出此时相应的电流值记入下表中。
电阻R
10 Ω
电压U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
电流I/A
【分析论证】
(1)分析实验数据发现电流与电压有关,电流随电压的增大而增大,并且成 比。
(2)在坐标系中根据各电流值和对应的电压值描点,画出 I-U 图像。分析图像可得出:通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(3)实验结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
【评估与交流】
(1)滑动变阻器的作用:保护电路、改变定值电阻 。
(2)表格错误数据的分析:分析比较各组数据电压与电流的比值是否相同,不同的一组数据为错误数据。
(3)提示:
①结论中的电流、电压、电阻是针对同一导体而言的。
②明确电流与电压存在的因果关系,电压是导体中产生电流的原因,而不是导体中有了电流才在导体两端产生电压,所以不能说电阻一定时,电压与电流成正比。
③在归纳结论时,不能漏掉前提条件“电阻一定”。
二、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?
【猜想与假设】因为电阻对电流有阻碍作用,所以若电压一定,可能电阻越大,电流越 。
【设计实验】要研究电流与电阻的关系,必须改变接入电路的 ,所以要更换不同的电阻R接入电路。实验中要控制 不变,所以需要在电路中串联滑动变速器,通过调节滑动变速器,保持电阻R两端的电压不变,电路图如图所示。
【实验器材】电源、不同阻值的定值电阻多个、滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线等。
【进行实验】
(1)按电路图连接电路。
(2)闭合开关前,检查电路中各元件的连接是否正确,将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
(3)把阻值为5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为3V保持不变,读出电流表的示数,记录在下面的表格中。
(4)把阻值为5Ω的定值电阻分别更换为10Ω、15Ω、25Ω的定值电阻,调节滑动变阻器,使电压表示数保持3V不变,读出电流表的示数,记录在下面的表格中。
电压U/V
2
电阻R/Ω
5
10
15
25
电流I/A
0.15
0.22
0.30
0.38
【分析论证】
(1)分析实验数据发现:电流与电阻有关,电流随电阻的增大而减小,且电流与电阻的乘积为一定值,说明电流与电阻并且成 比。
(2)在坐标系中画出I-R图像。分析图像可得出:通过导体的电流与导体的电阻成 比。
I-R图像 I- 图象
(3)实验结论
在电阻一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
【评估与交流】
(1)对I-R图象的改进是作出I- 图象,“电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比”也可以说成“电压一定时,导体中的电流与导体 成正比”。
(2)如果用干电池做实验,可以通过改变 来改变定值电阻两端的电压(图甲);如果用学生电源做实验,可以通过转动 来改变定值电阻两端的电压(图乙);如果用滑动变阻器,可以将滑动变阻器串联在电路中起分压作用,改变定值电阻两端的电压。
(3)注意:对实验结论两种错误的语言描述:
①“导体中的电流跟导体的电阻成反比”。漏掉了结论的前提条件(在电压一定时)。
②“电压一定时,导体的电阻与导体中的电流成反比”。弄错了结论的因果关系(因为电阻是导体本身的性质,跟电压和电流都没关系)。
第2节 欧姆定律
一、欧姆定律
1. 欧姆定律的内容
导体中的电流,跟导体两端的电压成 比,跟导体的电阻成 比。
2. 数学表达式
(1)如果用U 表示导体两端的电压,R表示导体的电阻,I表示导体中的电流,那么用公式表示就是: