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电流与电压和电阻的关系
第1节
第十七章 欧姆定律
1.如图所示,先用导线把一只小灯泡与一节电池连接起来(如图甲所示),观察小灯泡的亮度;再与两节电池连接起来(如图乙所示),观察小灯泡的亮度。哪种情况下电路中的电流大?这种现象说明了电路中的电流大小与电压有什么关系?
提示 两节电池的电路中灯泡亮,电路中的电流大 电阻一定时,电压越大电流越大
2.如图所示是用滑动变阻器R改变通过灯泡L中的电流的电路图,P是滑动变阻器的滑片。要减小电流,滑片P应该向哪边移动?这种现象说明了电路中的电流大小与电阻有什么关系?
提示 右 电压一定时,电阻越大电流越小
3.下面是几位同学关于电流、电压、电阻的观点,请判断对错。
(1)小梦:电压是形成电流的原因。( )
(2)小明:一个用电器两端的电压越小,流过它的电流越大。( )
(3)小华:电阻是导体对电流阻碍作用的大小。( )
(4)小东:在电压一定时,电路中的电阻越大,电流越小。( )
√
×
√
√
一、探究电流与电压的关系
1.设计实验:
(1)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?
提示 电压表 如果用电池做电源,一节一节地增加电池改变电阻两端的电压;如果用学生电源,调节电源的旋钮;如果用滑动变阻器,移动变阻器的滑片,使电阻两端的电压成倍数地改变
(2)测通过电阻的电流,选择什么器材?
提示 电流表
(3)实验过程中的不变量是什么?如何控制其不变?
提示 电阻 取一定值电阻接入电路即可
(4)滑动变阻器在实验中都起到什么作用?
提示 改变定值电阻两端的电压
(5)在方框中画出能够改变电压并可以同时测量电压和电流的电路图。
提示
2.进行实验收集数据:
按图连接电路,测量并记下几组电压值和电流值。
R=________ Ω不变。
电压U/V
电流I/A
3.分析与论证:
根据表中记录的数据,在坐标系中画出各组数据对应的点,然后将各点平滑地连接起来,分析图象的特点。
成正比
4.得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压
。
二、探究电流与电阻的关系
1.设计实验:
(1)探究电流与电阻的关系,控制哪些不变量?改变哪些量?如何改变电阻?怎样才能控制电阻两端的电压不变?
提示 保持电压不变,改变电阻 按整数倍阻值更换不同电阻 调节滑动变阻器保持定值电阻两端的电压不变
(2)滑动变阻器在实验中都起到什么作用?
提示 保持定值电阻两端的电压不变
(3)请在方框中画出你设计的电路图。
提示
2.进行实验收集数据:
按图连接电路,测量并记下几组电阻值和电流值。
U=________ V不变。
电阻R/Ω
电流I/A
3.分析数据得出结论:
当导体的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻 。
成反比
例1 (2022·黔西南)在“探究电流与电压的关系”实验中,用2节新干电池做电源,其他器材如图甲所示。
(1)电路中滑动变阻器的主要作用是________________________________
_________________。
保护电路以及改变定值电阻两端的电压和通过的电流
(2)小明将实物连接成如图甲所示电路。经查,其中有一条连线错误,在错误的连线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线。
答案 如图所示
(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是______________(填一种即可)。
(4)排除故障后进行实验,将滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动,发现随着电压表示数的变大,电流表示数______,依次记录电压表与电流表的示数。
定值电阻断路
变大
(5)根据实验数据,作出I-U图象如图乙所示。分析图象可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成____比。
(6)进一步分析I-U图象,结合实验器材规格可知:当电压表示数为3 V时,滑动变阻器的滑片P位于___端。
正
B
[拓展探究] (7)连接电路时,开关应处于______状态,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于___端。
(8)在此实验中改变电阻R两端的电压是通过改变_____________________
______来实现的,这个过程运用的主要实验方法是____________。
(9)若用小灯泡(灯丝电阻受温度影响)代替定值电阻进行上述实验,______(选填“能”或“不能”)达到实验目的。
断开
A
滑动变阻器接入电路的
阻值
控制变量法
不能
例2 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___________________。
不成反比
没有保持电压一定
解析 分析三组数据,电阻变化为1∶2∶4,电流没有
减小为 不成反比。在研究多个物理量之间的关
系时,应使用控制变量的方法,研究通过导体的电流
跟导体电阻的关系,应保持电压一定。
1.下图中能正确反映通过某一定值电阻的电流与它两端电压的关系的是( )
C
2.下列关于电流跟电阻、电压的关系叙述中,正确的是( )
A.导体中的电流越大,表明导体电阻越小
B.导体中的电流越小,说明导体两端的电压越小
C.当导体两端电压一定时,导体的电阻减小,通过的电流就会增大
D.对同一导体来说,电压与电流成正比
C
3.已知R1=3R2,分别把R1、R2分别接到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
A
4.一定值电阻接到电路中,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
5.(2023·荆州)在物理实验课上,同学们探究“电流与电压的关系”,如图所示。
(1)请用笔画线将图甲中所缺的一根导线补充完整;
答案 见解析图
解析 由题图甲可知,电源为两节干电池串联,即3 V,故电压表选用小量程并联在定值电阻两端,如图所示:
(2)在实验进行中,得到电流表示数如图乙所示,其示数为 ______ A;
0.36
解析 在实验进行中,得到电流表示数如题图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,其示数为0.36 A;
(3)正确进行实验,得到实验数据如下表,实验中定值电阻两端电压的改变是通过 ______________________________实现的;
调节滑动变阻器接入电路的阻值
解析 实验中是通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来改变定值电阻两端电压的;
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.5 1.8 2.0 2.4
电流I/A 0.24 0.30 0.36 0.40 0.48
(4)根据实验数据分析可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 ______。
正比
解析 由表中数据可知,当电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,故分析可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。