内容正文:
实验十九、探究电流与电压的关系实验
【实验目的】:
探究导体电流与电压的关系
【实验器材】:
若干节干电池、开关、电压表、电流表、两个不同导体、若干导线等。
【实验电路】:
【实验步骤】:
①按图连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处,实物图如下所示。
②保持电阻R1=5不变,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别为1V、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。
R1=5Ω
次数
电压U/V
电流I/A
1
1
0.2
2
2
0.4
3
3
0.6
③改变电阻,使R2=10不变,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别为1V、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。
R2=10Ω
次数
电压U/V
电流I/A
1
1
0.1
2
2
0.2
3
3
0.3
④根据数据画出I-U图像。
【实验结论】:
1.同一导体,电流与电压成正比。
2.同一导体,电压和电流的比值为定值。
3.不同导体,电压和电流的比值不同。
【考点方向】:
1、该实验采用的研究方法是: 。即: ;
2、电路在连接过程中,开关要 ,
3、实验结论:在电阻一定的情况下,导体中 ;
4、电路连接注意事项: 。
5、在移动滑片时,发现电压表和电流表的示数始终没有任何变化,
其原因是: 。
6、检查电路时发现电压表、电流表位置互换了,电流表 ,电压表 。
7、电表异常偏转原因:①指针反向偏转,原因是 ;②正向偏转幅度过小,原因是 ;③正向偏转幅度过大超过最大刻度,原因 。
8、滑动变阻器的作用:① ;② 。
9、调节滑动变阻器不能使电压达到指定示数的原因是: 。
10、换不同规格的电阻多次测量的目的是: 。
11、此实验不能用灯泡代替电阻进行探究的原因: 。
12、若使用灯泡代替电阻,那么在画出的I-U图像中,其图像是一条 线。
13、考虑到电压表的电阻对电路的影响,每次电流表的示数比测量时通过待测电阻的实际电流_ (选填“偏大”或“偏小”)。
【创新母题】:1.探究“电流与电压、电阻关系”的实验中.
(设计实验)
实验小组设计了如图(1)所示电路,其中滑动变阻器除了保护电路的作用之外,当探究电流跟电压关系时,还有________的作用;当探究电流跟电阻关系时,还有________的作用.
(进行实验和记录数据)
在探究电流与电压关系的实验中,小军同学有意识地将R两端电压调到0.5 V、1 V、1.5 V,并分别测出其对应的电流,而小洋同学则随意将R两端电压调到0.4 V、0.7 V、1.6 V,并分别测出其对应的电流,你赞同________同学的做法,理由是________ .
小军的实验记录:
小洋的实验记录:
(交流与评估)
分析实验数据,得出电流与电压的关系是:________,图(2)中________图象反映了:当电压一定,电流与电阻的关系.
2.某实验小组利用如图所示电路探究“导体中电流和电压、电阻的关系”。
(1)如图甲所示,请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整;
(2)在探究电流与电压的关系时,要控制_______不变。通过实验探究,得到以下数据,请你利用数据在坐标中绘制出电流与电压关系的图象。根据图象,可以得出的结论是:_______;
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.16
0.24
0.32
0.44
0.48
(3)在探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器的主要作用是_______。
3.在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中:
(1)设计实验时,小明制定了探究的总体思路:保持电阻不变,探究电流与电压的关系;保持电压不变,探究电流与电阻的关系.物理上把这种科学探究的方法叫做______.
(2)在“探究电流与电压的关系”的过程中,小明连接了如图甲所示的实物电路.闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到______(选填“A”或“B”)端.闭合开关后,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为______A.
(3)在“探究电流与电阻的关系”的过程中,小明将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻后,闭合开关,直接读出电流值,这种做法是否正确?理由是什么?
(4)小明根据实验数据绘制了和的图像,如图丙、丁所示.由图像可以得到的实验结论是:在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成______;在电压一定的情况下,通过导体的电流跟导体的电阻成______.
4.实验探究:探究电流与电压和电阻的关系
5.小峻和小薇两位同学在“探究电流与电阻、电压”的实验中,所用器材有:学生电源、电流表、电压表、标有“20Ω2A”的滑动变阻器、开关、导线和定值电阻R若干。
(1)请连接电路时,开关必须______;连接完电路后,小薇发现电流表和电压表的位置互换了,如果闭合开关,则______表(填“电压”或“电流”)的指针可能有明显偏转;
(2)排除故障后,他们先探究电流与电压的关系,闭合开关,移动滑片依次测得5组数据如表1所示,分析数据可以得到的结论是:______;
表1电流与电压关系
实验序号
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.2
1.8
2
2.2
电流/A
0.20
0.24
0.36
0.40
0.44
(3)他们继续探究电流与电阻的关系,先将电源电压调为6V,分别换上多个定值电阻进行探究,数据记录如表2所示,老师指出其中一组数据是拼凑的,你认为是第______组(填实验序号),理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太______(填“大”或“小”)。
表2电流与电阻关系
实验序号
1
2
3
4
电阻/Ω
10
15
20
25
电流/A
0.30
0.20
0.15
0.12
6.小明在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中。
(1)请你用笔画线代替导线将如图甲所示的电路连接完整。(请勿更改原有导线,导线不得交叉);( )
(2)在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持______不变,此时滑动变阻器的作用是______;
(3)在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,得到实验数据记录如表。
实验序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
根据实验数据,请在如图乙所示的坐标系中画出电流随电阻变化的图像。( )
7.探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(恒为4V)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、电阻R(、、)、滑动变阻器()、开关、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。闭合开关前,将滑动变阻器滑片P移到最______端,起到______的作用。
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是______。排除故障,继续实验。
(3)探究电流与电压的关系,实验数据如表,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,为______V。分析数据可得:电阻不变时,电流跟电压成______。实验中所选的电阻阻值为______。
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
0.40
(4)探究电流与电阻的关系,将电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为,移动滑片直至电压表示数为______V,记录电流表示数;再将电阻更换为,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为______。
8.小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电压、电阻的关系”。
1.请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整。
2.电路连接正确后,探究电流与电压的关系,测得的数据如下表所示,在图乙所示的电流表表盘上画出所选的接线柱和第4次实验中指针的位置。
次数
1
2
3
4
电压
1.2
1.6
2.0
2.4
电流
0.12
0.16
0.20
0.24
3.根据表中数据,在图丙中描点并画出R的图像。
4.在电阻一定时,_______.
5.要探究电流与电阻的关系,只将第4次实验中的 定值电阻由10Ω换成12Ω,闭合开关后,电压表的示数将变 (填“大”或“小”),若保持电压表的示数仍为2.4 V,应将滑动变阻器的滑片向________(填“左”或“右”)端移动。
9.用如图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压和电阻的关系。
(1)实验前,电压表的指针位置如图乙所示,其原因是_______(指针没调零/正负接线柱接反了);
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现电流表无示数,电压表示数发生改变,若电路中只有一处故障,该故障可能是_______;
(3)在探究电流与电压关系时,为了改变电阻箱两端的电压,_______(需要/不需要)调节的阻值;
(4)在探究电流与电阻关系时,根据实验数据绘出了图象,如图乙所示,分析图象可得结论:_______。实验过程中,控制导体两端的电压为_______V;
(5)在上述实验(4)中当电阻箱接入的阻值为10 Ω时,滑动变阻器和该电阻的功率之比为,若接入20 Ω阻值时该比值为,则_______(>/=/<)。
10.在测定标有“2.5 V”小灯泡的电功率和电阻的实验中,两个实验小组的同学选用了电流表、电压表、开关、可以调节电压值的学生电源、标有“30 Ω 1 A”的滑动变阻器、若干导线等器材并要求按图连接电路。
(1)第一实验小组的同学在连完电路后,发现其中有一根导线接错了,请你在图甲中错误的那根导线上打一个“×”,然后用一根笔画线代替导线使电路正确。改正电路后,应将滑片移到最_______(填“左”或“右”)端,再闭合开关完成实验。
(2)①第二实验小组的同学在实验中正确连接电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,小灯泡却始终不亮,但两表均有示数,原因可能是_______。
②正确解决问题后,若某次测量中电压表如图乙所示,此时电压为_______V,当小灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙所示,则此小灯泡的额定功率为_______W。
③将图甲中的小灯泡更换成一个定值电阻,可以完成的实验是_______。
A.探究电流与电阻关系 B.探究电流与电压关系
C.探究电流的磁场强弱与电流大小的关系 D.探究电流做功的多少与电阻大小的关系
④完成③中的实验后,又换用标有“3.8 V”的小灯泡实验,正确操作,当闭合开关时,电流表的示数为0.1 A。他们移动滑片多次实验,并作出了两次流过两元件的电流与其两端的电压关系如图丁所示,当电压为2.5 V时,小灯泡的电阻为_______Ω。学生电源的电压选用的是_______V。
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