专题13　实验探究(电流与电压、电阻的关系 测电阻) 课件(共28张PPT) 2023-2024学年物理人教版九年级全一册

(共28张PPT)
实验探究(电流与电压、电阻的关系 测电阻)
专题13
第十七章　欧姆定律
例1　(2023·烟台改编)在“探究电流与电压的关系”实验中：
一题闯关1　探究电流与电压的关系
【设计与进行实验】
(1)设计实验时，小明制定了探究的总体思路：保持电阻不变，探究电流与电压的关系；保持电压不变，探究电流与电阻的关系。物理学上把这种科学探究的方法叫做____________。
控制变量法
解析　保持电阻不变，探究电流与电压的关系；保持电压不变，探究电流与电阻的关系；物理学上把这种科学探究的方法叫做控制变量法。
(2)在“探究电流与电压的关系”的过程中，小明连接了如图甲所示的实物电路。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到_____(选填“A”或“B”)端。
A
解析　为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处，即A端。
(3)正确连接电路，闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路可能出现的故障是______________。
定值电阻断路
解析　正确连接电路，闭合开关后，发现电流表无示数，说明电路出现了断路现象；电压表有示数，说明电压表与电源之间是接通的，则电路可能出现的故障是定值电阻断路。
(4)排除故障后，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为____ A。
0.4
解析　由题图乙知，电流表选用小量程，分度值0.02 A，其示数为0.4 A。
【分析与论证】
(5)表格中是测得的几组数据，请在图丙的坐标纸中描点画出I－U图象。
实验次序 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
电流I/A 0.08 0.16 0.30 0.32 0.40 0.48
答案　见解析图
解析　根据表格中的数据描点连线，如图所示。
(6)小明根据实验数据绘制了I－U图象。由图象可以得到的实验结论是：在电阻一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成_______。
正比
【交流与反思】
(7)小明和小红分析图象后得出了结论，为了使结论具有普遍性，小明提出用刚才的实验器材增加实验次数，小红提出换用不同的定值电阻重复前面的实验。你觉得科学合理的是______(选填“小明”或“小红”)的方案。
小红
解析　实验中为了获得普遍的规律，应换用阻值不同的定值电阻多次测量，所以小红的方法是合理的。
(8)他们发现另外一组的同学画出的图象(如图丁)所反映出的规律与自己的不同，请你分析该小组实验中可能存在的问题是__________________
________。
电压表与滑动变阻
器并联
解析　画出的I－U图象如题图丁所示，造成该现象的原因是：电压表与滑动变阻器并联。
例2　(2023·苏州改编)用如图甲电路探究电流与电阻的关系，所用器材：电源(6 V)，定值电阻R1(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω各1个)，规格为“50 Ω　1 A”的滑动变阻器R2进行实验。
一题闯关2　探究电流与电阻的关系
【实验设计与进行】
(1)先将5 Ω的定值电阻接入电路闭合开关后，电流表有示数，电压表无示数，可能是定值电阻_____。
(2)排除故障后，移动滑片，使电压表示数为2 V，记下电流表示数。断开开关将5 Ω的定值电阻换成10 Ω的定值电阻，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向____(选填“左”或“右”)端移动；移动滑片的过程中，眼睛应观察______表，直到示数为_____。
短路
右
电压
2 V
【实验分析与论证】
(3)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图象如图乙所示，由图象可知，电压一定时，电流与电阻成____比。
(4)分析实验数据可知，本实验连入电路的滑动变阻器的最大阻值应不小于_____ Ω。
反
40
(5)小华选用了未标明电压的电源进行实验，换不同定值电阻测量多次，实验数据如表。
实验次序 1 2 3 4 5 6
电阻R/Ω 5 10 15 20 25 30
电流I/A 0.8 0.6 0.48 0.4 0.34 0.3
由表中数据发现总结不出电流跟电阻的定量关系，原因是____________
________________。
没有控制电
阻两端电压不变
【交流与评估】
(6)若实验中不小心将电压表并联在了滑动变阻器两端，他___(选填“能”或“不能”)得到电流与电阻的正确关系，理由是___________________
________________________________________________________________________________。
(7)实验中需要不断更换电阻，操作比较麻烦，请你写出一条改进措施：_____________________。
能
电源电压不变，更换定值电阻后调节滑动变阻器的滑片使电压表示数不变，即可控制定值电阻两端电压不变
用电阻箱代替定值电阻
例3　(2023·江西改编)【实验名称】测量小灯泡正常发光时的电阻
【设计与进行实验】
实验器材：额定电压为2.5 V的小灯泡(正常发光时电阻约10 Ω)、两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(20 Ω　1 A)、开关、导线若干。
实验原理：_______。
实验步骤：
一题闯关3　测电阻
解析　由欧姆定律，电阻大小等于导体两端电压与电流之比，故测电阻的实验原理为R＝ 。
(1)如图甲所示，是某同学连接的电路。他检查电路连接完好后，正准备闭合开关，同组的另一同学及时提醒他，这样操作存在不足，其不足之处是_________________________________________________。
闭合开关前没有将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处
解析　为保护电路，连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处，题图甲闭合开关前没有将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。
(2)正确操作后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表和电压表均无示数；断开开关，将电压表接在C接线柱上的导线改接到B接线柱上，闭合开关，电压表指针有明显偏转而电流表仍无示数，则故障是_________________。
滑动变阻器处断路
解析　闭合开关，却发现灯泡不发光，电流表示数为0，说明电路可能断路；
将电压表接在C接线柱上的导线改接到B接线柱上，电压表并联在滑动变阻器两端，闭合开关，电压表指针有明显偏转而电流表仍无示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，与电压表并联的滑动变阻器断路了。
序号 U/V I/A R/Ω
1 1.0 0.18 5.56
2 1.5 0.22 6.82
3 2.0 0.25 8.00
4 2.5 ______
5 3.0 0.28 10.7
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，测出数据填入
下表，其中小灯泡正常工作时电流表示数如图乙所示。
0.26
解析　由题图乙可知，电流表选用小量程，分度值为0.02 A，电流表示数为I＝0.26 A。
【分析论证】
(4)小灯泡正常发光时的电阻为____ Ω(计算结果保留一位小数)。
9.6
解析　由欧姆定律可知，灯泡正常发光时的电阻为
【交流评估】
(5)一同学算出这五次电阻的平均值作为小灯泡正常发光时的电阻值。大家认为他的这种做法是______(选填“正确”或“错误”)的，理由是_______________________。
错误
灯丝电阻随温度发生变化　
解析　灯丝两端的电压越高，温度越高，电阻越大，利用多次测量求平均值的方法来减小误差没有意义，故该同学的做法是错误的。
【拓展实验】
(6)小明要进一步测量长度为100 cm的镍铬合金丝MN的阻值，器材如图丙所示。其中导线只有7根，且长度均为30 cm。请根据实际操作需要，用笔画线代替剩余2根导线，在图丙中将实物电路示意图补充完整(实物图中导线及电阻丝长度未按照比例绘制)。要求：导线两端只能接在各电路元件的接线柱上。
答案　见解析图
解析　要测量长度为100 cm的镍铬合金丝MN
的阻值，原理是R＝ ，电压表应测MN两端的
电压，则电压表应与MN并联；实验中导线只
有7根，且长度均为30 cm，导线已经用去5根
剩余2根，由于导线长度不够，电压表不能直
接接MN的两端，所以将电压表与滑动变阻器并联，测出滑动变阻器两端电压，再根据串联分压原理求出MN两端的电压，量程选小量程，电路连接如图。
(7)小明进行了多次测量，计算出电阻的平均值，目的是_________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
减小误差
解析　多次测量电阻值，最后求电阻值的平均值，其目的是减小误差。