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第十七章 欧姆定律
第1节 电流与电压和电阻的关系
目录
知识梳理
01
课堂演练
02
课堂检测
03
课程要求 通过实验,探究电流与电压、电阻的关系
探究实验 1. 探究电流与电压的关系
2. 探究电流与电阻的关系
课时重点 探究电流与电压、电阻之间关系的实验
课时难点 实验中如何控制变量
知识点1 探究电流与电压的关系
电阻
知识梳理
电压
正比
1. 在研究电流与电压的关系时,应控制_____________不变,使_____________发生变化;在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成_____________。
电压
电阻
反比
知识点2 探究电流与电阻的关系
2. 在研究电流与电阻的关系时,应控制_____________不变,使_____________发生变化;在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成_____________。
注意:电流与电压、电阻存在着因果关系,电压、电阻是因,电流是果,故不能反过来说电压与电流成正比或电阻与电流成反比。
知识点1 探究电流与电压的关系
课堂演练
【典例1】某实验小组的同学们用图17-1-1甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”的实验。
(1)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该
位于_____________(填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关,同学们发现,电流表没有
示数,电压表的示数接近电源电压,原因可能是_____________。
B
电阻断路
17-1-1
(3)实验中通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如下表,第4次实验电流的表示数如图17-1-1乙所示,则此时电流表的示数为_____________A,通过分析表中的数据能够得出的结论是__________________________________________________ 。
0.36
在电阻不变时,通过导体的电流与导体两端电压成正比
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
电流I/A 0.24 0.28 0.32 0.4
17-1-1
【变式拓展1】在“探究电流与电压的关系”的过程中,一些同学做出了以下猜想:
猜想A:加在电阻两端的电压越大,通过电阻的电流越小;猜想B:加在电阻两端的电压越大,通过电阻的电流越大;猜想C:加在电阻两端的电压增大,通过电阻的电流不变。为了验证上述猜想是否正确,小明用定值电阻和一个电压恒定的电源及有关的实验器材,设计了电路,按实验要求分别测出了有关的物理量。
(1)为了完成该实验,需要的测量仪表是____________、_____________。
电流表
电压表
(2)下表是小明在实验中测出的数据,其中R为定值电阻,阻值分别为20 Ω和10 Ω,U是电阻R两端的电压,I是通过电阻R的电流。
实验序号 R/Ω U/V I/A
1 20 1 0.05
2 2 0.1
3 3 0.15
4 10 1 0.1
5 2 0.2
6 3 0.3
通过分析比较实验序号_______________________的数据,可知猜想_____________(填“A”“B”或“C”)是正确的。
1、2、3(或4、5、6)
B
思路点拨:实验注意事项:①电流表要串联在电路中,电压表要并联在定值电阻两端;②闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应最大;③在探究电流与电压的关系时,要采用控制变量法,保持电阻不变;④实验结论为电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
知识点2 探究电流与电阻的关系
【典例2】 (2020广东)做“探究电流与电阻的关系”实验时,可供选择的器材有:电压为6 V的电源,电流表(0~0.6 A),电压表(0~3 V),开关,阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω和20 Ω的定值电阻各1个,最大阻值分别为10 Ω和50 Ω的滑动变阻器各1个,导线若干。
甲
图17-1-2
(1)如图17-1-2所示的实验电路中,正确的是__________,应选用最大阻值为_____________Ω的滑动变阻器。
(2)若按图17-1-2乙所示电路图连接好电路后,闭合开关,可观察到电流表的指针_____________(填“向右”“反向”或“几乎不”)偏转。
50
几乎不
(3)按正确电路图连接电路,闭合开关,电流表和电压表均有示数,但移动滑动变阻器的滑片时,两表的示数均保持不变,经判断是接线有误,错误可能是_______________________________________ 。
将下面两个接线柱接入电路
(4)纠正错误后,依次更换定值电阻,并控制定值电阻两端电压为2.5 V进行实验。 请将记录实验数据的表格补充完整。
①U=_____________。
2.5 V
实验序号 1 2 3 4
②_______ 20 15 10 5
③_______ — — — —
电阻R/Ω
电流I/A
【变式拓展2】如图17-1-3所示在“探究电流与电阻的关系”的实验中。
(1)连接电路时,开关应当_____________。
断开
图17-1-3
(2)将电路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻
器滑片P,使电阻约为3.8 Ω的定值电阻R两端电压为
1.5 V,电流表示数如图17-1-4所示,为_________A。
0.4
图17-1-4
(3)换上10 Ω的电阻后,闭合开关,电压表示数将_______(填“变大”或“变小”),此时应将滑片P向______(填“左”或“右”)端移动,使电阻两端电压为______V。
(4)将10 Ω电阻换成15 Ω电阻,闭合开关后发现:当滑动变阻器的滑片移动到最左端时,电压表的示数如图17-1-5所示。 出现上述情况的原因可能是____________(填字母)。
滑动变阻器最大阻值太大
B. 滑动变阻器最大阻值太小
C. 滑动变阻器断路
D. 定阻电阻短路
变大
左
1.5
B
图17-1-5
思路点拨:探究电压与电阻关系的实验,要理解实验原理,掌握实验方法:控制电压不变。知道电路图,根据电路图连接实物图,注意滑动变阻器的要求和滑动变阻器在实验中的作用,掌握实验步骤,明白要记录的数据。最后根据实验数据得出结论:在电压一定时,电流与电阻成反比。
1. (4分)研究电流与电压关系时,用如图17-1-6所示的电路,要求“保持电阻不变”,在进行“保持电阻不变”这一步骤时,实验要求是( )
A. 保持R′的滑片位置不动
B. 保持R的电压不变
C. 保持R不变,调节R′的滑片到不同的适当位置
D. 保持电路中的电流不变
课堂检测
C
限时10分钟 总分30分_ 得分____
A
2. (4分)下图中,能正确描述电阻一定时,电流随电压变化的图象是( )
3. (4分)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17-1-7所示的一个图象。 下列结论与图象相符的是( )
A. 电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
B. 电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C. 电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
D. 电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
A
4. (4分) 如图17-1-8所示,在探究“电流与电阻关
系”时,电源电压恒定为3 V,实验准备了阻值分别
为5 Ω、10 Ω、20 Ω的电阻,当将10 Ω的电阻接入R所
在位置时,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2 V,
再分别用5 Ω、20 Ω的电阻替换10 Ω的电阻进行实验,
下列说法正确的是( )
A. 用5 Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变大
B. 用5 Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变小
C. 用20 Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变大
D. 用20 Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变小
D
4
5. (4分)如图17-1-9所示是A、B两定值电阻的U-I图象,由图象中信息可知:通过A导体的电流为0.2 A时,A导体两端电压为_______V;若将A、B两电阻并联接在4 V电源的两端,则电路中干路里的电流为_______A。
0.6
6.(10分)小李同学在探究电流与电压关系的实验,请回答下列问题。
(1)按照图17-1-10甲所示的电路图,请用笔画线代替导线,完成图17-1-10乙所示的实物图的连接。
图17-1-10
如答图17-1-1所示。
控制变量
(2)在做探究电流与电压关系的实验时,采用的实验方法是_________法,要求保持电阻的阻值不变,通过改变电阻两端的______,观察电流大小的变化。
电压
2.4
(3)如图17-1-10丙所示是他在实验中的第三次测量结果,请把实验数据填入到记录表中。
(4)分析实验数据,可以得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______。
图17-1-10
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 1.2 0.2
2 1.8 0.3
3 ______ ______
0.4
正比