电流与电压、电阻的关系
复习:
物理量 符号 单位 测量仪器 变量
基本实验
电流、电压、电阻三者之间的关系
实验目的 电流与电压的关系 电流与电阻的关系
控制变量 控制电阻不变,改变电压 控制电压不变,改变电阻
电路图
如何控制 电阻不变,用滑动变阻器调节导体两端的电压,从电压表上读出导体两端的电压值,从电流表上读出通过导体的电流 更换不同的电阻,通过调节滑动变阻器,控制电压表的示数不变,即电阻两端的电压不变,观察电流表示数的变化
实验数据记录 实验 次数 电压(V) 电流(A) 电压 ÷ 电流 实验 次数 电阻(Ω) 电流(A) 电流 × 电阻
1 1 0.20 5.0 1 2.0 1.00 2
2 2 0.40 5.0 2 4.0 0.50 2
3 4 0.80 5.0 3 6.0 0.33 2
4 6 1.20 5.0 4 8.0 0.25 2
分析论证 从实验数据可以看出电流和电压有关,电流随电压的增大而增大。将实验数据通过图象的形式表示出来(如图所示)。通过图象可知电流的大小与电压成正比 从实验数据可以看出电流和电阻有关,电流随电阻的增大而减小。将实验数据通过图象的形式表示出来(如图所示)。通过图象可知电流的大小与电阻成反比
实验结论 在电阻一定时,通过导体的电流与这段导体两端的电压成正比 在导体两端电压一定时,通过导体的电流与这段导体的电阻成反比
综上所述:导体中的电流,与这段导体两端的电压成____________,与这段导体的电阻成_________。这个结论也就是__________。其数学表达式为____________。
【典例分析】
小金同学用如图所示的电路研究导体中的电流与电阻的关系,R0为定值电阻。他先后将5Ω、15Ω和25Ω的定值电阻接入电路a、b两点间,闭合开关S,读出电流表示数(如下表)。由实验数据可以看出导体中的电流I与电阻R并不成反比的结论。
电阻R/Ω 5 15 25
电路I/A 0.6 0.3 0.2
图中R0所起的作用是________________;
请指出该实验设计不妥之处:__________________;
在R替换变化过程中,R0两端电压变化是_________(变大、变小、不变);
重新调整、选择仪器后,请在答题纸相应虚线框中,画出你设计的电路图。
小丽同学用如图所示的电路研究导体中的电流跟电阻的关系,她先后将5Ω、15Ω和25Ω的定值电阻接入电路A、B两点间,闭合开关S,读出电流表示数(如表)。由实验数据可以看出电流I与电阻R并不成反比。
电阻R/Ω 5 15 25
电流I/A 0.6 0.3 0.2
该实验中选错了什么器材:___________,请你写出应换用的器材_____________
为保证实验正确进行,还需要___________,接在_____________。
重新按正确的方式连接电路后,得到的数据如下表所示:
电阻R/Ω 5 10 15 20 25 30
电流I/A 1.20 0.60 0.40 0.30 0.24 0.20
由表中数据可知在导体两端的电压时________V,实验中先用5Ω的定值电阻进行实验,再换10Ω的定值电阻时,某同学没有改变滑片的位置,合上开关后,电压表的示数将__________(填“变大”、“不变”或“变小”),此时应调节滑片使滑动变阻的_________(填“变大”、“不变”或“变小”),直到________________
【随堂练】
小刚同学用如图所示的电路研究电流跟电阻的关系,在实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换成10Ω后,他下一步操作是( )
A.记录电流表和电压表的示数 B.将变阻器滑片向左移
C.将变阻器滑片向右移 D.增加电池的数量
变式:把10Ω换成5Ω,他下一步操作是( )
如图所示电路图,在探究电流跟电压的关系时,如何改变定值电阻R两端的电压,从而得到多组电压、电流值( )
A.保持R2的滑片位置不动
B.保持R1的电压不变
C.保持R1不变,调节R2的滑片到不同位置
D.保持电路中的电流不变
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图像。下列结论与图形相符的是( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电压一定时,电流随着电阻的增大而增大
C.电阻一定时,电压随着电流的增大而减小
D.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
如图所示为通过导体的电流与其两端电压的关系。由图中信息可知( )
A.导体的电阻为5Ω
B.导体的电阻为1.5Ω
C.导体的电阻随导体两端的电压的增大而增大
D.导体两端电压为0时,导体的电阻也为0
小金用如图所示电路研究电流与电压的关系,为了改变定值电阻R两端电压,设计了以下四种方案,其中可行的方案个数是( )
甲:换用可调节电压的学生电源接入MN
乙:两节新干电池与滑动变阻器串联接入MN
丙:两节新干电池先后与不同的定值电阻R’串联接入MN
丁:两节新干电池先后与不同规格的小灯泡串联接入MN
A.一个 B.两个 C.三个 D.四个
小金研究电流与电阻的关系时,他使用的电路如图甲所示。实验前,小金将电压表直接连接在由两节干电池组成的电池组两端,测得电压是3V。实验得到的数据如表所示。
分析实验数据可知,该实验存在的不足之处是 ____________________ 。
小科改用图乙所示电路对实验进行改进,已知电流表的使用0-0.6A量程,电压表使用0-3V量程,滑动变阻器有“10Ω,2A”和“20Ω,1A”和“50Ω,0.2A”可供选择,图丁为小科实验后绘制的I-R图像。
请根据电路图用笔画代替导线将实物图丙连接完整。
图丁b点到c点过程中滑动变阻器接入电路的阻值变___________
要完成实验,应选择的滑动变阻器为__________ 。
小徐在研究“电流与电阻关系”时,采用的电源电压为6V,滑动变阻器的规格为“40Ω、0.6A”,保持电压表示数为2V。
请用笔画线代替导线,把实物图连接完整,要求滑片往右移电流减小;
电阻有二种组合,第一组1Ω 5Ω 10Ω,第二组5Ω 10Ω 15Ω,选用第______组可以完成实验;
小徐根据所测得的三组数据大致画出了如图所示的图像,请根据图像描述电流与电阻的关系:_____________________;
科学上要得到“电流与电阻关系”的普遍成立的结论,你认为还需要进行的操作_________________。
在“探究电流与电阻的关系”实验中,某小组同学利用阻值为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻进行实验探究,手中的器材有:电压恒为6V的电源、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V, 0~15V)、滑动变阻器(10Ω,1A)、滑动变阻器(15Ω,1A)。开关一个、导线若干。如图所示为实物电路图。
用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整。(滑动变阻器滑片向B滑动时接入电路的阻值变大)
为获得第二次实验数据,小组同学断开开关,将电阻由10Ω更换为20Ω,将滑动变阻器移到最大阻值处,闭合开关,接下来的操作:_______________, 并记录下电流表示数:
序号 电压(V) 电阻(R) 电流(A)
1 4 10 0.4
2 20
此实验中滑动变阻器的作用除了保护电路以外最主要的作用是什么?______;
小组同学再次将电阻更换为25Ω电阻的阻值进行实验,发现无论怎样调节滑动变阻器都无法完成实验,则解决此问题的方法是______。
伏安法测电阻
实验内容:伏安法测电阻
实验原理:根据R=,用电压表测出电阻两端电压U,用电流表测出通过电阻的电流I,即可求得被测电阻的阻值
实验电路图
实验器材:干电池两节、待测电阻一个、开关1个、电流表一只、电压表一只、滑动变阻器一个、导线若干。
实验步骤:
按照电路图连接好电路,连接电路时,开关要断开,滑动变阻器的滑片P应移动到阻值最大的位置
检查无错误后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,分别读出此时电压表和电流表的示数,记录在表格中
改变滑动变阻器的电阻,再读数,记入表格中,如此再重复一次
根据每组数据计算出电阻值,然后求三个电阻的平均值,即为被测电阻值
实验记录
实验次数 I/A U/V R/Ω R的平均值/Ω
1
2
3
实验注意事项
连接电路时,开关应处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器应处于电阻最大处,保证电路安全,防止开关突然闭合时,产生瞬间电流过大而烧毁电路
电流表的选择应该根据电源电压值,未知电阻综合考虑后,采用试触法确定
移动滑动变阻器调节电阻两端的电压和通过的电流,测多组数据,求平均值,减小误差
【典例分析】
小金同学用伏安法测未知电阻R的阻值,按照甲图进行电路图连接。
仔细检查电路,发现有一根导线连接错误,请在图甲错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线;
小金正确连接电路后,某次实验两电表示数如图乙、丙所示,则被测电阻R=_____Ω;
实验过程中,电流表突然损坏,无法正常使用。小金观察各种器材,发现滑动变阻器最大阻值为R滑,利用电压表也能够测出未知电阻R的阻值,于是,小金只在原电路图基础上拆除了电流表,进行实验,实验步骤如下:
将滑动变阻器滑片移到“A”端,读出电压表的读数,记为U
__________,读出电压表的读数,记为U1
计算未知电阻R的阻值为:R=___________。
小陈做“测小灯泡电阻”的实验,实验电路如图,被测小灯泡标有“2 V”字样,实验数据如表。
实验过程中,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡变亮,小陈是将滑片向_____调节(选填“a”或“b”) ;
小陈进行了多次测量,请说明原因_________________________;
根据记录的数据,请帮助小陈算出小灯泡的电阻是________。
为了测定一根“镍铬合金丝”的电阻R,提供下列器材:电源、电流表2只, 阻值为R0的定值电阻、开关、导线若干。请你利用这些器材设计实验方案。
画出实验电路图
写出实验的步骤并用测量值表示所测的电阻值。
6电流与电压、电阻的关系
复习:
物理量 符号 单位 测量仪器 变量
电流 I A 电流表 因变量
电阻 R Ω 自变量
电压 U V 电压表 自变量
基本实验
电流、电压、电阻三者之间的关系
实验目的 电流与电压的关系 电流与电阻的关系
控制变量 控制电阻不变,改变电压 控制电压不变,改变电阻
电路图
如何控制 电阻不变,用滑动变阻器调节导体两端的电压,从电压表上读出导体两端的电压值,从电流表上读出通过导体的电流 更换不同的电阻,通过调节滑动变阻器,控制电压表的示数不变,即电阻两端的电压不变,观察电流表示数的变化
实验数据记录 实验 次数 电压(V) 电流(A) 电压 ÷ 电流 实验 次数 电阻(Ω) 电流(A) 电流 × 电阻
1 1 0.20 5.0 1 2.0 1.00 2
2 2 0.40 5.0 2 4.0 0.50 2
3 4 0.80 5.0 3 6.0 0.33 2
4 6 1.20 5.0 4 8.0 0.25 2
分析论证 从实验数据可以看出电流和电压有关,电流随电压的增大而增大。将实验数据通过图象的形式表示出来(如图所示)。通过图象可知电流的大小与电压成正比 从实验数据可以看出电流和电阻有关,电流随电阻的增大而减小。将实验数据通过图象的形式表示出来(如图所示)。通过图象可知电流的大小与电阻成反比
实验结论 在电阻一定时,通过导体的电流与这段导体两端的电压成正比 在导体两端电压一定时,通过导体的电流与这段导体的电阻成反比
综上所述:导体中的电流,与这段导体两端的电压成正比,与这段导体的电阻成反比。这个结论也就是欧姆定律。其数学表达式为:I=。
【典例分析】
小金同学用如图所示的电路研究导体中的电流与电阻的关系,R0为定值电阻。他先后将5Ω、15Ω和25Ω的定值电阻接入电路a、b两点间,闭合开关S,读出电流表示数(如下表)。由实验数据可以看出导体中的电流I与电阻R并不成反比的结论。
电阻R/Ω 5 15 25
电路I/A 0.6 0.3 0.2
图中R0所起的作用是保护电路;
请指出该实验设计不妥之处:未控制电阻R两端的电压相同;
在R替换变化过程中,R0两端电压变化是变大(变大、变小、不变);
重新调整、选择仪器后,请在虚线框中,画出你设计的电路图。
小丽同学用如图所示的电路研究导体中的电流跟电阻的关系,她先后将5Ω、15Ω和25Ω的定值电阻接入电路A、B两点间,闭合开关S,读出电流表示数(如表)。由实验数据可以看出电流I与电阻R并不成反比。
电阻R/Ω 5 15 25
电流I/A 0.6 0.3 0.2
该实验中选错了什么器材:定值电阻,请你写出应换用的器材滑动变阻器。
为保证实验正确进行,还需要电压表,接在R两端。
重新按正确的方式连接电路后,得到的数据如下表所示:
电阻R/Ω 5 10 15 20 25 30
电流I/A 1.20 0.60 0.40 0.30 0.24 0.20
由表中数据可知在导体两端的电压时6 V,实验中先用5Ω的定值电阻进行实验,再再10Ω的定值电阻时,某同学没有改变滑片的位置,合上开关后,电压表的示数将变大(填“变大”、“不变”或“变小”),此时应调节滑片使滑动变阻的变大(填“变大”、“不变”或“变小”),直到电压表的示数为6V。
【随堂练】
小刚同学用如图所示的电路研究电流跟电阻的关系,在实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换成10Ω后,他下一步操作是( C )
A.记录电流表和电压表的示数 B.将变阻器滑片向左移
C.将变阻器滑片向右移 D.增加电池的数量
变式:把10Ω换成5Ω,他下一步操作是( B )
如图所示电路图,在探究电流跟电压的关系时,如何改变定值电阻R两端的电压,从而得到多组电压、电流值( C )
A.保持R2的滑片位置不动
B.保持R1的电压不变
C.保持R1不变,调节R2的滑片到不同位置
D.保持电路中的电流不变
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图像。下列结论与图形相符的是( D )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电压一定时,电流随着电阻的增大而增大
C.电阻一定时,电压随着电流的增大而减小
D.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
如图所示为通过导体的电流与其两端电压的关系。由图中信息可知( A )
A.导体的电阻为5Ω
B.导体的电阻为1.5Ω
C.导体的电阻随导体两端的电压的增大而增大
D.导体两端电压为0时,导体的电阻也为0
小金用如图所示电路研究电流与电压的关系,为了改变定值电阻R两端电压,设计了以下四种方案,其中可行的方案个数是( D )
甲:换用可调节电压的学生电源接入MN
乙:两节新干电池与滑动变阻器串联接入MN
丙:两节新干电池先后与不同的定值电阻R’串联接入MN
丁:两节新干电池先后与不同规格的小灯泡串联接入MN
A.一个 B.两个 C.三个 D.四个
小金研究电流与电阻的关系时,他使用的电路如图甲所示。实验前,小金将电压表直接连接在由两节干电池组成的电池组两端,测得电压是3V。实验得到的数据如表所示。
分析实验数据可知,该实验存在的不足之处是 未控制电阻R两端的电压相同。
小科改用图乙所示电路对实验进行改进,已知电流表使用0-0.6A量程,电压表使用0-3V量程,滑动变阻器有“10Ω,2A”和“20Ω,1A”和“50Ω,0.2A”可供选择,图丁为小科实验后绘制的I-R图像。
请根据电路图用笔画代替导线将实物图丙连接完整。
图丁b点到c点过程中滑动变阻器接入电路的阻值变 大 。
要完成实验,应选择的滑动变阻器为20Ω,1A。
小徐在研究“电流与电阻关系”时,采用的电源电压为6V,滑动变阻器的规格为“40Ω、0.6A”,保持电压表示数为2V。
请用笔画线代替导线,把实物图连接完整,要求滑片往右移电流减小;
电阻有二种组合,第一组1Ω 5Ω 10Ω,第二组5Ω 10Ω 15Ω,选用第二组可以完成实验;
小徐根据所测得的三组数据大致画出了如图所示的图像,请根据图像描述电流与电阻的关系:当电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比;
科学上要得到“电流与电阻关系”的普遍成立的结论,你认为还需要进行的操作更换不同电阻多次实验。
在“探究电流与电阻的关系”实验中,某小组同学利用阻值为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻进行实验探究,手中的器材有:电压恒为6V的电源、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V, 0~15V)、滑动变阻器(10Ω,1A)、滑动变阻器(15Ω,1A)。开关一个、导线若干。如图所示为实物电路图。
用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整。(滑动变阻器滑片向B滑动时接入电路的阻值变大)
为获得第二次实验数据,小组同学断开开关,将电阻由10Ω更换为20Ω,将滑动变阻器移到最大阻值处,闭合开关,接下来的操作:调节变阻器,使电压表的示数为4V, 并记录下电流表示数:
序号 电压(V) 电阻(R) 电流(A)
1 4 10 0.4
2 20
此实验中滑动变阻器的作用除了保护电路以外最主要的作用是什么?保持电阻两端的电压不变;
小组同学再次将电阻更换为25Ω电阻的阻值进行实验,发现无论怎样调节滑动变阻器都无法完成实验,则解决此问题的方法是 换用滑动变阻器(15Ω,1A)。
伏安法测电阻
实验内容:伏安法测电阻
实验原理:根据R=,用电压表测出电阻两端电压U,用电流表测出通过电阻的电流I,即可求得被测电阻的阻值
实验电路图
实验器材:干电池两节、待测电阻一个、开关1个、电流表一只、电压表一只、滑动变阻器一个、导线若干。
实验步骤:
按照电路图连接好电路,连接电路时,开关要断开,滑动变阻器的滑片P应移动到阻值最大的位置
检查无错误后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,分别读出此时电压表和电流表的示数,记录在表格中
改变滑动变阻器的电阻,再读数,记入表格中,如此再重复一次
根据每组数据计算出电阻值,然后求三个电阻的平均值,即为被测电阻值
实验记录
实验次数 I/A U/V R/Ω R的平均值/Ω
1
2
3
实验注意事项
连接电路时,开关应处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器应处于阻值最大处,保证电路安全,防止开关突然闭合时,产生瞬间电流过大而烧毁电路。
电流表的选择应该根据电源电压值,未知电阻综合考虑后,采用试触法确定。
移动滑动变阻器调节电阻两端的电压和通过的电流,测多组数据,求平均值,减小误差。
【典例分析】
小金同学用伏安法测未知电阻R的阻值,按照甲图进行电路图连接。
仔细检查电路,发现有一根导线连接错误,请在图甲错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线;
小金正确连接电路后,某次实验两电表示数如图乙、丙所示,则被测电阻R= 8 Ω;
实验过程中,电流表突然损坏,无法正常使用。小金观察各种器材,发现滑动变阻器最大阻值为R滑,利用电压表也能够测出未知电阻R的阻值,于是,小金只在原电路图基础上拆除了电流表,进行实验,实验步骤如下:
将滑动变阻器滑片移到“A”端,读出电压表的读数,记为U
将滑动变阻器移到B端,读出电压表的读数,记为U1
计算未知电阻R的阻值为:R=。
小陈做“测小灯泡电阻”的实验,实验电路如图,被测小灯泡标有“2 V”字样,实验数据如表。
实验过程中,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡变亮,小陈是将滑片向a调节(选填“a”或“b”) ;
小陈进行了多次测量,请说明原因多次测量取平均值,减少实验误差;
根据记录的数据,请帮助小陈算出小灯泡的电阻是10Ω。
为了测定一根“镍铬合金丝”的电阻R,提供下列器材:电源、电流表2只, 阻值为R0的定值电阻、开关、导线若干。请你利用这些器材设计实验方案。
画出实验电路图
写出实验的步骤并用测量值表示所测的电阻值。
步骤:1.根据电路图连接实物图,连接电路时应断开开关;
2.闭合开关,读出电流表A0的示数为I0,A1的示数为I1;
3.计算R0两端的电压U0=I0R0;根据并联电路电压的特点R0两端的电压等于R两端的电压;
4.根据R=可得R=
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