内容正文:
电学实验综合复习
一、电流、电压和电阻的关系
1.电流与电压、电阻的关系
已知:(1)电压越大,对电路中的电流推动作用越大;
(2)电阻越大,对电路中的电流阻碍作用越大。
猜想:(1)电路中的电阻一定时,电压越大,电路中的电流越大;
(2)电路中的电压一定时,电阻越大,电路中的电流越小。
那么电路中的电流、电压、电阻这三个量之间究竟有什么数量关系呢?
探究思路:三个量之间的关系太复杂了,分两步研究可以使每一步只研究两个量之间的关系(即暂不研究的量保持不变),这样就简单多了。
探究方法及过程为:
第一组:保持电阻不变,改变电压,研究电流与电压之间的关系。
如图所示连接电路。闭合开关S,调节滑动变阻器R',使电阻R(5欧)上的电压改变(成倍增加),读出电流表、电压表的读数,并记入下表。
实验得出结论1:电阻不变时,电流跟电压成正比,即电压与电流的比值相等。
滑动变阻器R'在电路中起的作用是:改变电阻,改变电路中的电流,改变电阻上的电压。
第二组:保持电压不变,改变电阻,研究电流与电阻之间的关系。
如图电路,在A、B间更换定值电阻R,调节滑动变阻器R',使R两端的电压U=2伏并保持不变(通过调节电阻来调节电路中各用电器两端的电压),测出电流值,并记入下表。
实验得出结论2:电压不变时,电流跟电阻成反比,即电流与电阻的乘积相等。
归纳:德国物理学家欧姆,用此方法研究了电流与电压、电阻的关系,得出如下规律:
导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比,这个规律叫做欧姆定律。
2.实验:用电压表和电流表测导体的电阻
科学探究思路:
(1)本实验的目的是测量导体的电阻。
(2)本实验的原理是根据欧姆定律,可推导出,可用电压表测出导体两端的电压,用电流表测出通过导体的电流,即可算出被测导体的电阻,这种测量方法叫伏安法。
(3)为了减少实验的误差,需测三组数据,可以通过接入电路中的滑动变阻器,改变连入电路的电阻,改变被测导体两端的电压和通过导体的电流。根据实验测得的值求出几组导体的电阻,求平均值。
(4)实验操作步骤
①实验的电路图如图所示。
②实验前,开关处于打开状态,闭合开关前,滑动变阻器P处于阻值最大值位置。
③检查电流表、电压表的量程和正负接线柱是否正确。
④闭合开关,得到一组电流、电压数据,填入表中。
⑤改变滑片P,得到两组电流、电压数据,填入表中。
⑥将实验数据记录入表格。
⑦实验结论:平均值。
【例题精讲】
例1.小明在做“伏安法测定小灯泡电阻”的实验,如图甲所示
(1)连接电路过程中,在接完最后一根导线时,小灯泡立即发光,请你分析产生这一现象的原因是 .
(2)故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙,此时小灯泡两端的电压为 。
(3)小明移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的曲线.请解释该曲线的成因主要是 .
例2.在探究“电压一定时,电流跟电阻关系”的实验中,设计电路图如图甲所示。
(1)根据图甲所示电路将图乙实物图在答题卷中补充完整(导线不允许交叉)。
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表有示数,电压表没有示数。造成这一现象的原因可能是 。
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路
C.电阻处接触不良 D.电阻短路
(3)排除电路故障进行实验,记录数据如下表。其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为 。
(4)通过实验可得到的结论是: 。
(5)①滑动变阻器在该实验中的作用是 。
②在第1次实验到第5次实验过程中,滑动变阻器的移动方向是 。
A.一直往右移 B.一直往左移
C.先向左移后来又往右移 D.任意方向移动,没有规律
例3.物理课外兴趣小组利用图中所示的电路图进行一些电学实验,其中电阻R有20Ω、15Ω、10Ω、5Ω、1Ω五个供选择,滑动变阻器的规格是“10Ω;1A”,电源电压5V保持不变.
(1)用笔画线代替导线将图中电流表准确接入电路.
(2)在做“探究导体的电流与电阻的关系”的实验时.
①选用哪三个电阻更合适?答:
②此实验对电阻两端电压的控制有什么要求?答: .
③按要求接入电阻后闭合开关,发现电流表指针几乎不动,电压表指针向右偏转且超过满刻度,原因可能是 .