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第十七章 欧姆定律
第1节 电流与电压、电阻的关系
1. 通过实验探究电流、电压和电阻的关系,掌握实验中常用的一种科学方法——控制变量法。
2. 能说出电流与电压间的正比关系。
3. 能说出电流与电阻间的反比关系。
①当通过增加电池的节数来增加电阻器两端的电压时,我们会发现通过电阻器的电流_______。
增大
②电阻表示导体对电流的阻碍作用,当电压一定时,向右滑动滑动变阻器,电阻越小,电流______。
如何使电路中的小灯泡变亮(电流变大)?
越大
通过导体的电流与加在它两端的电压及导体的电阻之间存在怎样的定量关系呢? 你有怎样的猜想?
控制变量法
①研究通过导体的电流与导体两端电压的关系时:控制________不变。
②研究通过导体的电流与电阻的关系时,保持________________不变。
电压、电阻的改变都会引起电流的变化。
电流同时受电压、电阻两个因素的影响,我们该用什么方法来研究每一个因素是怎样影响的呢?
电阻
导体两端电压
实验:探究电阻一定时电流与电压的关系
可以用定值电阻进行实验。要研究通过定值电阻的电流I怎样随着它两端的电压U的变化而变化。
【实验思路】
②增减串联电池的节数
③把滑动变阻器与定值电阻串联
①实验电源
如何改变电路中定值电阻两端的电压?
操作更加方便
电路图
V
A
根据分析画出电路图并完成实物电路的连接。
实物电路
【电路设计】
(1)连接电路时开关应_______;
断开
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到____________位置。
阻值最大
(3)电路连接无误后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变电压表示数,读出相应的电流表示数,并记录在表中。
数据序号 1 2 3 4 5
电压 U / V
电流 I / A
【实验过程】
探究电阻一定时电流与电压的关系
数据序号 1 2 3 4 5
电压 U / V
电流 I / A
电阻 R =_____Ω
0.06
0.11
0.14
0.22
0.33
0.29
0.49
0.68
1.05
1.58
5
分析表中的数据,看看在电阻一定时,电流与电压之间存在怎样的定量关系。请根据表中的数据,在书本p94中描出各组数据对应的点,然后将各点平滑地连接起来。
【实验数据】
通过分析所作的图像,你得到了什么结论?
I/A
U/V
O
0.1
0.3
0.5
0.6
0.4
0.2
2.0
3.0
1.0
数据序号 1 2 3 4 5
电压 U / V
电流 I / A
0.06
0.11
0.14
0.22
0.33
0.29
0.49
0.68
1.05
1.58
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。
【数据分析】
【实验结论】
实验:探究电压一定时电流与电阻的关系
要探究电压一定时电流与电阻的关系,需要知道导体的电阻和通过导体的电流。可以将不同阻值的定值电阻接入电路中,以改变电阻,测量通过每个定值电阻的电流,找出电流与电阻的关系。
【实验思路】
②串联滑动变阻器
①使用同一电源时
如何保持定值电阻两端电压不变?
操作更加方便
电路图
V
A
根据分析画出电路图并完成实物电路的连接。
实物电路
【电路设计】
(1)连接电路时开关应_______;
断开
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到____________位置。
阻值最大
(3)确定电路连接无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 1.5 V,读出电流表的示数并填入表中。
数据序号 1 2 3 4 5
电阻R / Ω
电流 I / A
【实验过程】
(4)断开开关,将阻值为 15 Ω 的定值电阻更换为 10 Ω、5 Ω 的定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持 1.5 V 不变,分别读出对应电流表的示数并填入表中。
数据序号 1 2 3 4 5
电阻R / Ω
电流 I / A
探究电压一定时电流与电阻的关系
数据序号 1 2 3 4 5
电阻R / Ω
电流 I / A
电压 U =_____V
1.5
0.10
0.14
0.30
0.38
0.50
15
10
5
4
3
导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【实验数据】
【实验结论】
1.电流跟电压的关系
2.电流跟电阻的关系
导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
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。
1.在“探究电阻一定时电流与电压的关系”实验中,实验器材有定值电阻(R=4 Ω)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、若干干电池、若干导线,实验小组设计了如图甲、乙所示的电路。
【设计实验】
(1)该实验是通过使用____________来控制导体电阻不变的;图甲所示电路通过______________________来改变定值电阻两端的电压,图乙所示电路通过________________________来改变
定值电阻
定值电阻两端的电压。实验小组选择了图乙所示电路作为实验电路,与图甲所示电路相比,该电路的优点是_____________________。
增减串联电池的节数
调节滑动变阻器的滑片
操作方便(合理即可)
【进行实验】
(2)请根据图乙中的电路图将图丙中的实物电路连接完整。
(导线不能交叉)
(3)连接电路时,开关要________;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P 移到最______(选填“左”或“右”)端,其目的是____________。
(4)连接好电路,若定值电阻R 发生断路,则开关闭合后,电压表______示数,电流表________示数。(均选填“有”或“没有”)
断开
右
保护电路
有
没有
【分析论证】
(5)实验得到的数据如下表所示,表中空缺的部分应填____________。
实验序号 1 2 3 4 5
__________ 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.30 0.38
电压U/V
(6)在图丁中的坐标轴上标出合适的标度,再根据表中的数据在坐标系中描点连线。
实验序号 1 2 3 4 5
________ 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.30 0.38
(7)分析表中数据或图丁中所作的图像,可初步得出结论:当________一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________。
电阻
正比
(8)实验小组更换电阻不同的定值电阻,重新实验,这样做的目的是__________________________。
(9)分析表中数据或图丁中所作的图像,得出(7)中实验结论的依据是_____________________________
_______________________________________。
使实验结论更具有普遍性
电压与电流的比为定值
(或I-U 图像为过原点的倾斜直线)
2. 在“探究电压一定时电流与电阻的关系”实验中,电源电压恒为4.5 V,有5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻各一个。
【设计实验】
(1)在探究电流与电阻的关系时,应控制______________________不变,改变________。
定值电阻两端的电压
电阻
(2)请设计出实验的电路图,并将其画在虚线框中。
实验序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
__________ 0.5 0.25 0.17 0.13 0.1
(3)该实验中滑动变阻器的作用是____________和_______________________________。
保护电路
控制定值电阻两端的电压不变
(4)先使用5 Ω的定值电阻,连接好电路后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5 V,记录电流表的示数。断开开关,将5 Ω的定值电阻换成10 Ω的定值电阻后,闭合开关,______________________,眼睛注视________表,直到其示数为___________,记录实验数据。
移动滑动变阻器的滑片
电压
2.5 V
实验序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
__________ 0.5 0.25 0.17 0.13 0.1
(5)重复上述实验,记录多组数据如上表所示,表格中空缺的部分应填____________。
(6)根据实验数据,可得出结论:___________________________________________________。
(7)得出上述结论的依据是__________________________。
电流I/A
电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
电流与电阻的乘积是定值
实验序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
__________ 0.5 0.25 0.17 0.13 0.1