内容正文:
探究电流与电压、电阻的关系
第十二章 欧姆定律
第四节 欧姆定律
第1课时
学习目标
会使用电压表和电流表同时测量一段导体两端的电压和通过的电流。
02
通过实验探究电流与电压、电阻的关系。
01
03
会使用滑动变阻器来改变一段导体两端的电压。
约 5 A
约 1 A
约 2 A
约 0.5 A
不同用电器的电流大小不同,那么电流大小与哪些因素有关?
观察与思考
你知道下面这些用电器工作时的电流是多大吗?
电压是形成 的原因;
电阻是导体对 的阻碍作用。
探究电流与电压的关系
电流
电流
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?
若电阻一定,电流与电压存在什么关系?
电压是形成电流的原因,电压越高,电流可能越大。
探究电流与电压关系
提出问题
猜想与假设
用到了控制变量法的思想
在电路中如何控制电阻不变?
如何改变电压?
滑动变阻器在实验中起到什么作用?
设计实验
设计实验
A
B
C
D
+
-
S
A
R
R'
V
连接电路时,开关处于断开状态
滑片置于最大阻值处
滑动变阻器的作用:
(1)保护电路;
(2)改变导体两端的电压,多次实验获取多组数据。
进行实验
动画演示:探究电流与电压的关系
演示视频
演示:探究电流和电压的关系
电阻 R 5 Ω
电压 U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流 I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
记录数据
I/A
U/V
0
2.5
0.1
0.3
0.5
0.6
0.4
0.2
0.7
0.8
1.5
·
·
·
·
2.0
3.0
1.0
·
0.9
R
绘制图像
0.5
数据分析
当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
得出结论
练一练
小明探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,使用的器材如图甲所示,电源电压不变,R为定值电阻。
(1)请你根据图甲所示电路图连接图乙的实物。
乙
a
b
P
(2)连接电路时,开关应该 。合上开关前,若滑动变阻器使用了b接线柱,则实验前变阻器的滑片应放置在 (选填“左”或“右”)端。
断开
左
乙
(3)电路中使用了滑动变阻器,它除了能保护电表(避免电压表和电流表的示数超过量程)外,还能改变
,以方便进行多次实验。
电阻R 两端电压(电压表的示数)
乙
(4)通过实验,小明测得多组数据记录在表格中,请你在图丙坐标轴上作出图像。根据此图像,可初步得到实验结论:_______________________
_______________________________________________。
导体的电阻一定时,
通过导体的电流与该导体两端的电压成正比
0
I /A
U /V
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
丙
若电压一定,电流与电阻存在什么关系?
电阻表示导体对电流的阻碍作用,电阻越大,电流可能会越小。
探究电流与电阻关系
提出问题
猜想与假设
用到了控制变量法的思想
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?
滑动变阻器在实验中起到什么作用?
设计实验
设计实验
A
B
C
D
+
-
S
A
R
R'
V
连接电路时,开关处于断开状态
滑片置于最大阻值处
进行实验
动画演示:探究电流与电阻的关系
记录数据
电压 U 2 V
电阻 R/Ω 2 4 5 8
电流 I/A 1 0.5 0.4 0.25
绘制图像
R/Ω
I/A
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0.5
0.6
0.4
0.3
0.2
0.1
0.7
0.8
0.9
1.0
·
·
·
·
数据分析
当导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
得出结论
补充说明:
1.更换电阻后,调节滑动变阻器时,眼睛要观察电压表读数,使读数与更换前保持不变;
2.滑动变阻器的调节技巧:“换大调大,换小调小”,即当用10Ω的电阻替换5Ω的电阻时,滑动变阻器连入电路的阻值应变大,反之亦然。
演示视频
演示:探究电流和电阻的关系
1.某同学按如图所示的电路研究通过导体的电流跟导体电阻的关系。电源电压保持不变,他不断改变电阻箱R1(符号用 表示)的阻值,测得相应的电流如下表。分析表中数据可知:电流跟电阻 ,这与其他同学的结论不一样,其原因是_____________________________。
序号 R1/W I/A
1 2 0.40
2 4 0.32
3 8 0.25
V
A
S
R1
R2
P
不成反比
没有保持R1两端电压一定
练一练
2.在探究“电流与电阻关系”实验中,某同学根据实验数据作出如图所示的图像,下列说法正确的是( )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.电源至少选用两节新干电池
C.换用2Ω电阻做实验时,需要更换电压表量程
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
B
练一练
课堂小结
探究电流与电压、电阻关系
探究方法
如何控制变量与定量
滑动变阻器的作用
电流与电压的关系
电路图
数据图像分析
电流与电阻的关系
电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比
电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比
1.根据下列一组实验数据,可以得到的结论是( )
A.导体电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
B.导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
D.导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
随堂训练
导体两端的电压 导体的电阻 通过导体的电流
2V 10Ω 0.2A
4V 10Ω 0.4A
6V 10Ω 0.6A
B
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.通过它的电流保持不变
C.通过它的电流是原来的三分之一
D.通过它的电流是原来的三倍
D
3.如图所示是研究电流与电压、电阻关系的电路图,实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行,在“保持电阻不变”这一步实验时应该( )
A.保持R2滑片的位置不变
B.保持R2两端的电压不变
C.保持R1不变,调节R2滑片到不同的适当位置
D.保持电路中电流不变
C
V
R1
R2
S
A
声 明
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$今天为大家示范的实验是探究电流与电压的关系。本次实验我们将通过以下几个环节来探究电流与电压的关系。一、设计实验电路图并连接电路。2、通过滑动变阻器改变回路电流,测量定值电阻两端的电压并记录数据。3、收集多组实验数据,从而总结出电流与电压的关系。在实验中我们需要用到以下实验器材,电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、电池、开关、导线。首先我们设计并。画出一个串联电路图,确保通过调节滑动变阻器可以改变通过定值电阻的电流,并通过电压表测量定值电阻两端的电压。接下来根据电路图连接实物。实验中需要注意的是,连接电路时,开关要处于断开状态。使用电流表、电压表钳,注意指针是否指向零刻度,连接电流表和电压表时要选择合适的量程。本次实验我们选择0到0.6安和0到3伏。下面我们进行三次实验操作,记录三组实验数据。第一次操作,闭合。开关。观察并记录电压表和电流表的示数。此时电流表的读数为0.16安,电压表的读数为0.8伏,将数据记入表格。第二次操作,调节滑动变阻器。观察并记录电压表和电流表的示数,此时电流表的读数为。0.2安. 电压表的读数为一幅,将数据记入表格。第三次操作,调节滑动变阻器。观察并记录。电压表和电流表的示数,此时电流表的读数为0点三五安,电压表的读数为1.7伏。将数据记入表格,下面我们将三组数据计入坐标图,观察电流和电压的关系。我们观察到通过定值电阻的电流和电压成正比关系。为了实验结论具备普遍性,我们更换另一个定值电阻,再次测量它的电流和电压,分析电流和电压的关系。把五欧的定值电阻换成十欧的定值电阻。下面我们再次进行三次实验操作,记录三组实验数据。第一次操作,将滑动变阻器调至最大阻值,闭合开关,观察并记录电压表和电流表的示数。此时电流表的读数为0.13安,电压表的读数为1.2伏,将数据记入表格。第二次操作,调节滑动变阻器,观察并记录电压表和电流表的示数。此时电流表的读数为0.16安,电压表的读数为1.6孚,将数据记入表格。第三次操作,调节滑动变阻器,观察并记录电压表和电流表的示数。此时电流表的读数为0点二三安,电压表的读数为2.3服,将数据记入表格,分析实验数据。在该实验中,从实验数据可以看出,在电阻不变的情况下,当电压变大时,电流也变大将实验数据通过图像的形式表示出。我们可以看出,在电组不变的情况下,当电压变大时,电流也变大。当电压变为原来的几倍时,电流也变为原来的几倍,即电流与电压成正比。由实验可知,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。实验结束后要记得关闭电源,并将实验器材整理好。
今天为大家示范的实验是探究电流与电阻的关系。本次实验我们将通过以下几个环节来探究电流与电阻的关系,一、设计电路图。并连接电路。2、控制定值电阻两端的电压恒定,多次改变定值电阻阻值,测量出电路中的电流。3、分析实验数据,得出实验结论。在实验中,我们需要用到以下实验器材,电池、开关电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、导线。首先我们设计并画出一个串联电路图,确保通过调节滑动变阻器可以改变通过定值电阻的电流,并通过电压表测量定值电阻两端的电压。接下来根据电路图连接实物。将滑动变阻器移到最大阻值处,闭合开关,调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压为1.8伏。读取电流表的示数并记录下来,此时电流表的示数I一等于0点三四安。断开开关,换上十欧的定值电阻。重复上述步骤,调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压为1.8伏。读取电流表的示数并记录下来,此时电流表的示数I2等于0.18安断开开关。换上15欧的. 定值电阻。重复上述步骤,调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压为1.8伏。读取电流表的示数并记录下来,此时电流表的示数I3等于0点一二安。在该实验中,从实验数据可以看出,在电压不变的情况下,当电阻变大时,电流变小。为了让实验数据更直观,我们将数据记入坐标图,以电流为横坐标,电阻为纵坐标,通过坐标图可以看出,电流的大小与电阻的大小成反比关系,即电阻变为原来的N倍时,电流变为原来的M分之一。由实验可知,在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。实验结束后,要记得关闭电源,并将实验器材整理好。
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