内容正文:
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第十六章 探究电路
课时分层提优
第二节 探究电流与电压、电阻的关系
第1课时 探究电流与电压、电阻的关系
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一层 基础巩固
二层 能力提升
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建议用时:30分钟
知识点一 探究电流与电压的关系
1. 在“探究电流与电
压的关系”实验中,小潘设计并连接了如
图甲所示的电路。
1.1.在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最____(选填“左”或“右”)端。
左
[解析] 在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即最左端。
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1.2.闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,已知导线、仪表均完好且接触
良好,则故障原因可能是定值电阻______(选填“开路”或“短路”)。
短路
[解析] 闭合开关,发现电流表有示数,则电路接通,电压表无示数,则电压表所测量
的元件短路,已知导线、仪表均完好且接触良好,则故障原因可能是定值电阻短路。
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1.3.排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为 时,
电流表示数如图乙所示,则电流表示数为____A。
0.1
[解析] 电流表选用小量程,分度值为,电流表示数为 。
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1.4.继续移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量,记录实验数据如下表。
实验次数 1 2 3 4
电压 1.0 1.6 2.2 2.8
电流 0.16 0.22 0.28
分析表中数据可知: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
[解析] 分析表中数据, ,可知: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。
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1.5.同桌小明分别用两个阻值未知的电阻和进行实验,得到两个电阻的 图
像如图丙所示。由图像可知___(选填“ ”“ ”或“”) 。
[解析] 由图像可知,在电流相同时,两端的电压大于 两端的电压,可知
。
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1.6.若将定值电阻换成小灯泡,不能达到本实验的探究目的,是因为_____________
____________________________________________________。
实验中应控制电阻的阻值不变,而小灯泡的电阻会随温度的变化而变化
[解析] 若将定值电阻换成小灯泡,不能达到本实验的探究目的,是因为实验中应
控制电阻的阻值不变,而小灯泡的电阻会随温度的变化而变化。
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知识点二 探究电流与电阻的关系
2. 探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池
(电压为 )、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“”字样)、
定值电阻4个 、 、 、 、开关一个、导线若干。小静和
同学设计了如图甲所示的电路图。
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2.1.请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整。要求:滑片 向右移动时电
流表示数变小。
[答案]
2.2.滑片 位于滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,
则电路故障原因是电阻 ______。
2.3.排除故障后,将定值电阻由 更换为 时,应向____(选填“左”或“右”)
适当调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持 不变。
2.4.图丙是根据实验数据画出的定值电阻的 图像,由此可得,当电压一定时,
__________________________________。
开路
右
通过导体的电流与导体的电阻成反比
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3.用如图所示电路研究电流跟电压的关系,为了改变定值电阻
两端电压,设计了三种方案。
甲:多节干电池串联接入 ;
乙:电池与滑动变阻器串联接入 ;
丙:电池先后与不同阻值的电阻串联接入 。
可行的方案是( )
D
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
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[解析] 甲:多节干电池串联接入 ,改变干电池串联的节数时电源电压发生变化,
两端的电压发生变化,方法可行;乙:电池与滑动变阻器串联接入 ,移动滑动变阻器
滑片改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和 两端的电压,方法可行;丙:电
池先后与不同定值电阻串联接入,定值电阻 的阻值不同,分得的电压不同,定值
电阻 两端的电压不同,方法可行。综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。
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4. 小勇和小虎在课后交流时发现,他们都在处理数据时发现两个巧合:
①电压与电流的比值恰好等于电阻的值;②电流与电阻 的乘积恰好等于电压
的值。请利用所学知识回答下列各题。
4.1.为进一步论证上述巧合是否具有普遍性,他们提出两种收集数据的方案,方案
一:收集电阻值为 的全班各小组的数据;方案二:收集电阻值不同的全班各小
组的数据。你认为方案____更合理。
二
[解析] 如果数据只用相同电阻值的,则收集得到的数据具有特殊性,使得结论不
具有普遍性,因此方案二更合理。
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4.2.通过收集的各小组数据进行论证发现,上述结论具有普遍性。据此判断,下表
数据所控制导体两端的电压为___ ,未测出的电流值数值应该等于_____A。
电阻 5 10 15 20
电流 0.6 0.3 0.2 未测出
3
0.15
[解析] 根据“电流与电阻的乘积恰好等于电压 的值”可得,
,故所控制导体两端的电压为
;未测出的电流数值 。
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4.3.迁移应用 在“探究电流与电压的关系”的实验中,某同学
根据实验数据分别画出了电阻和的 图象如图所示,
则与 的阻值之比为_____。完成实验后分析数据可以得
出:在电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成___
比。
正
[解析] 在图象上任取一点的数据,由“电压与电流 的
比值恰好等于电阻的值”进行计算可得 ,
同理可得, ;
由图象可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
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5.如图甲所示是小聪探究电流与电阻的关系所连接的实物电路。
(1)请你指出其中的错误或不妥之处(至少两项):①_______________________
________________________;
②____________________________________。
电流表正负接线柱接反了(或电压表接大量程了)
滑动变阻器下面两个接线柱连入了电路
(2)如图乙所示是小聪改正错误后,根据实验数据绘制的 图象,分析图象可
知,实验时控制定值电阻两端的电压为___ 。
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6.如图是小明同学在探究“电流与电压、电阻关系”时所连的电路。
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(1)小明所连接的电路中有一根导线连错了,请在错误的导线上打“×”,并画出
正确的导线。
[答案]
(2)改正电路后,连接完毕,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片 移至___
(选填“”或“ ”)端。
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(3)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障可能是 ______。
(4)排除故障后,正确进行实验,若实验时所选电阻 ,则通过电阻的电
流跟其两端电压的数学表达式 ____。
断路
(5)小明在继续探究“电流与电阻的关系”时,分别将 和 的定值电阻接入
电路,读取电流表的示数分别为、,但 。产生错误的原因是___________
___________________。
未控制定值电阻两端的电压不变
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