内容正文:
第十五章 探究电路
第二节 科学探究:欧姆定律
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1.实验器材:电源、______表、______表、__________、电阻若干、开关、导线。
电流
电压
滑动变阻器
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2.本实验主要采用了______________法。探究“电流与电压的关系”时,要控制导体的________值不变;探究“电流与电阻的关系”时,要控制导体两端的________值不变。
控制变量
电阻
电压
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3.实验结论:
(1)在电阻R一定时,导体中的电流I跟该导体两端的电压U成________比;
(2)在导体两端的电压U一定时,导体中的电流I跟导体的电阻R成________比。
正
反
1.下图中能正确反映通过某一定值电阻的电流与它两端电压的关系的是( )
C
【点拨】在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
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2.[原创题]在“探究电流与电压的关系”的实验中,同学们经过讨论,逐步完成了实验方案的设计及改进,如图所示。
(1)由图甲到图乙,改进的理由是
__________________________________________________;
由图乙到图丙,改进的理由是______________________________。
(2)实验过程中,使用同一定值电阻进行探究时,调节滑动变阻器的阻值,使电阻R两端电压改变,这种方法是____(填字母编号)。
A.转换法 B.控制变量法
C.等效替代法
小灯泡的电阻随温度的变化而变化,不能保持电阻不变
通过滑动变阻器来完成多次测量
B
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(3)实验操作过程中,某同学发现滑动变阻器损坏,但经过思考后利用图乙电路最终也完成了多次实验,该同学的做法是________________________。
(4)以下实验与“探究电流与电压的关系”进行多次测量的目的不相同的是________。
A.刻度尺测物体的长度
B.探究杠杆的平衡条件
C.探究串联电路的电压规律
改变电源电压,多次实验
A
3.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的I-R图像。
下列结论与图像相符的是( )
A.电阻一定时,电流随电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随电流的增大而增大
C.电压一定时,电流随电阻的增大而减小
D.电压一定时,电阻随电流的增大而减小
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C
4.小兰在“探究电流与电阻的关系”的实验中,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源、定值电阻R(阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω)及导线若干。
(1)小兰设计了如图甲所示电路,请用笔画线
代替导线将图乙所示的实物图连接完整。
(2)小兰连接完最后一根导线后就发现电压表和
电流表出现示数,出现这种现象的原因是
_____________________________。
在连接电路前,没有断开开关
如图所示。
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(3)小兰先后将3个定值电阻分别接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直至电压表示数为2.0 V,记下相应电流表示数(见下表),分析表中数据,得出的结论是
______________________________。
电压一定时,电流与电阻成反比
物理量
实验序号 电压U/V 电阻R/Ω 电流I/A
1 2.0 5 0.40
2 2.0 10 0.20
3 2.0 20 0.10
5.[2022·丹东节选]“探究电流与电压和电阻的关系”的实验中,准备的电学器材如下:电源(4.5 V)、电流表、电压表、滑动变阻器R(标有“30 Ω 1 A”字样)、定值电阻R0(5 Ω、10 Ω、20 Ω、30 Ω)、开关、导线若干。
(1)“探究电流与电压的关系”实验:
①某同学________开关,按图甲
所示电路图连接实物。试触时发现:电流表指针向零刻度线左侧偏转,如图乙所示,则电路连接出现的错误是____________________。
断开
电流表正负接线柱接反
②纠正错误后开始实验,应将滑动变阻器滑片P向________(填“左”或“右”)滑动,使电阻R0两端电压由1.5 V逐渐增大到2 V、2.5 V,读出所对应的电流值。其中第二次实验电流表示数如图丙所示,为________A。实验数据如表所示。
③分析数据,得出结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成________比。
④分析表中数据可知该同学所用的定值电阻阻值为________Ω。
左
实验序号 1 2 3
U/V 1.5 2 2.5
I/A 0.15 0.25
0.2
正
10
(2)“探究电流与电阻的关系”实验:
①将10 Ω的定值电阻接入A、B两点间,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2 V,读出电流表示数。
②接下来用20 Ω的电阻替换10 Ω的电阻,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数________(填“大于”“小于”或“等于”)2 V时,读出电流表示数。
等于
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6.某实验小组在“探究电流与电压的关系”实验中:
(1)应该采用的实验方法是____________。
(2)如图甲,连接电路时,开关应处于______状态。
控制变量法
【点拨】(1)实验中探究电流与电压的关系,应该保持电阻的阻值不变,改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变定值电阻两端的电压,此方法为控制变量法;
断开
【点拨】为保护电路,连接电路时,
开关应处于断开状态;
(3)实验中,滑动变阻器的主要作用:一是改变电阻两端的电压大小;二是____________。
保护电路
【点拨】实验中,滑动变阻器的基本作用是保护电路,另一个作用是改变电阻两端的电压;
(4)闭合开关,电流表示数很大,而电压表示数很小,原因可能是______________________________。
滑动变阻器接入电路的电阻过小
【点拨】由图甲可知,变阻器与定值电阻串联,电压表测变阻器两端电压,变阻器接入电路的电阻越小,其两端电压越小,说明此时滑动变阻器接入电路的电阻过小;
(5)通过图乙的U-I图像得出错误的结论:在电阻不变时,通过的电流与电阻两端电压成反比。请你分析得出错误结论的原因:____________________________。
电压表并联在滑动变阻器两端
【点拨】甲图中的电压表测的是滑动变阻器两端的电压,而滑动变阻器接入电路的电阻是不断改变的,所以结论不正确。
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