内容正文:
17.1 电流与电压、电阻的关系
第十七章 欧姆定律
学习目标
1.学会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流;
2.通过实验认识电流、电压和电阻的关系;
3.会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。
你知道下列用电器工作时的电流有多大吗?
约5 A
约1 A
约0.2 A
约2 A
约0.5 A
约1 A
各种用电器的电流大小不同,那么电流大小与哪些因素有关?
若电阻一定,电流与电压存在什么关系?猜想依据是什么?
若电压一定,电流与电阻存在什么关系?猜想依据是什么?
猜想1:
猜想2:
那么通过某一导体的电流与导体两端的电压、导体的电阻之间是不是存在着某种关系呢?
问题:
电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
导体的电压不变时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
提出猜想
电阻一定时,电流跟电压有什么关系?
实验方法:
注意:电流同时受电压、电阻两个因素的影响。
(1)在探究电流与电压关系时,保持 不变;
(2)在探究电流与电阻关系时,保持 不变。
设计实验
提出问题
控制变量法
电阻
电压
测电阻两端电压,选择什么器材?
如何改变电阻两端电压?怎么操作?
测通过电阻的电流,选择什么器材?
实验过程中的不变量是什么,如何控制其不变?
滑动变阻器在实验中起到什么作用?
知识点一 实验探究电流与电压的关系
思考讨论
A
V
R
R'
S
电路图
知识点一 实验探究电流与电压的关系
设计实验
运用控制变量法,控制电阻的阻值不变,调节滑动变阻器改变电阻两端的电压,则通过电阻的电流随之改变,观察并记录电流表的示数,分析电流随电压的变化规律。
实验步骤
(1)按照电路图连接实物电路
注意事项:(1)连接电路时开关应_______;
断开
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到_________位置。
阻值最大
(2)电路连接无误后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变电压表示数,读出相应的电流表示数,并记录在表中。
(3)在坐标系中根据各电流值和对应的电压值描点,并将各点平滑地连接起来,画出I-U关系图像
电阻 R / Ω
电压 U / V
电流 I / A
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小练笔
1.已知R1=3R2,分别把R1、R2接到6 V的电源上,通过它们的电流比I1∶I2等于( )
A.1∶3 B.3∶1 C.2∶1 D.4∶1
2.一导体接到电路中 ,如果把它两端的电压增大到原来的三倍,下列说法中正确的是( )
A.它的电阻是原来的三倍 B.它的电流保持不变
C.它的电流是原来的三分之一 D.它的电流是原来的三倍
A
D
实验2
在电路中如何改变电阻,选用什么器材?怎么操作?
如何使电阻两端电压不变,如何控制其不变?
滑动变阻器在实验中起到什么作用?
设计实验
控制电压一定,研究电流与电阻的定量关系。
探究电流与电阻的关系
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电阻R 5 Ω
电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
电流I/A
分析实验数据
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
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
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
结论:在 一定时,通过导体的电流与导体两端的电压 。
电阻
成正比
绘制U/I(电压-电流)关系图象
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 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
电阻R 5 Ω
电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
电流I/A 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
在同一坐标系中,两个导体的U-I图像均是过原点的直线。电阻阻值越小,图像倾斜程度越大。
图像分析法
5.如图为“探究电流与电阻关系”的实验电路。关于该实验,下列说法错误的是( C )
A.闭合开关,发现电流表示数过大,原因可能是滑动变阻器连入电路的阻值过小
B.进行多次实验的目的是为了得出科学的结论
C.实验中,更换大阻值的电阻后,滑片适当向右移动
D.实验的结论是电压一定时,电流与电阻成反比
6.在探究“导体的电阻一定时,导体中的电流与它两端电压的关系”时,滑动变阻器的作用是
改变定值电阻两端的电压和电流,多次测量,得出普遍规律 ;在探究“导体的电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻之间的关系”时,滑动变阻器的作用是 控制电阻两端的电压不变 。
7.如图所示,在“探究电流与电阻的关系”时,实验过程中如果用10 Ω电阻代替5 Ω电阻,接下来应闭合开关,向 左 ( 选填“左”或“右” )调 滑动变阻器的滑片 ,眼看电压表,直到 电压表的示数前后一致 为止。
2.如图所示,保证A、B间的电阻R1=5Ω不变,通过移动滑动变阻器的滑片,分别使电压表的示数为3V、6V、9V,这是为了研究( )
A.通过电阻的电流与电阻的阻值的关系
B.通过电阻的电流与电阻两端的电压的关系
C.电阻的阻值与流过电阻的电流的关系
D.电阻两端的电压与电阻的阻值的关系
B
3.对于电流与电压之间的关系,下列说法正确的是( )
A.导体两端有电压时,导体中必定有电流
B.导体中先有电荷的定向移动,然后在导体两端就产生了电压
C.导体中没有了电流,电路中也就没有电压
D.导体中有电流通过时,导体两端必定有电压
D
1.当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比。
2.当电压一定时,通过导体的电流跟它的电阻成反比。
小 结
1.一导体接到电路中 ,如果把它两端的电压增大到原来的三倍,下列说法中正确的是( )
A.它的电阻是原来的三倍
B.它的电流保持不变
C.它的电流是原来的三分之一
D.它的电流是原来的三倍
D
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(2)小英说,从图中可以看出,这些数据中有一组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉。这是哪组数据?
【解析】(1)在坐标系中,纵坐标、横坐标分别表示探究的两个物理量,即电流和电压,注意在物理量符号的旁边标注上单位,在制定标度时要注意均匀分布原则,使数据均匀分布在坐标轴上。(2)分析实验数据可知:在实验误差允许范围内,通过同一导体的电流与它两端的电压成正比,所描绘出的“电流—电压”图象是一条直线。根据此规律,第4组实验数据中,当电压值为1.2 V时,对应的电流值为0.30 A,而表格中所记录的电流数据是0.40 A,此数据应该剔除掉。
【答案】第4组数据是错误的。
2. 在电阻一定时探究电流与电压关系的实验中,小凯把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了图17.1-3.所示的电路,正准备闭合开关时,旁边的小兰急忙拦住他,说接线错了。请你检查一下电路,错在哪里?小兰发现只要改接一根导线就可以,请把接错的那一根导线找出来,打上“Χ”,再画线把它改到正确的位置上。
3.在探究电流与电压和电阻的关系时,多次测量的目的?
得到普遍规律,避免偶然性
4.在探究电流与电阻的关系时,移动滑动变阻器滑片时,眼睛看着电压表,直到电压表示数为控制的电压。
1.某小组利用如图甲所示的电路探究“电流与电压的关系”,电源电压保持7.5V不变。
(1)图甲所示的实验电路有一根导线未连接,请你用笔画线代替导线将电路补画完整(要求:连线不交叉,滑片P向A端移动时电流变
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