第21讲 探究电流和电压、电阻的关系.doc

第21讲　探究电流和电压、电阻的关系实验　探究电流和电压、电阻的关系【命题点】1．实验原理图2．实验器材：电源、开关、导线、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器滑动变阻器在电路中的作用a．保护电路；b．在探究电流与电压关系时，改变①__定值电阻两端的电压__；c．在探究电流与电阻关系时，②__保持定值电阻两端电压不变__．3．实验注意事项(1)电流表、电压表见第20讲实验1和2；(2)滑动变阻器“一上一下”串联接入电路；(3)滑动变阻器的滑片移到③__阻值最大值__；4．实验方法控制变量法的应用(1)在探究电流与电压关系时，保持④__定值电阻的阻值__不变，通过移动滑动变阻器的滑片来改变定值电阻两端的电压；　(2)在探究电流与电阻关系时，更换阻值不同的定值电阻，通过移动滑动变阻器的滑片来保持⑤__定值电阻两端的电压不变__．5．实验过程(1)实物电路的连接或错误连接的判断及改正、画电路图；(2)电路故障的判断与分析：a．闭合开关，电压表无示数，电流表有示数，则故障为定值电阻短路；b．闭合开关，电压表有示数，电流表无示数，则故障为定值电阻断路．(3)滑动变阻器规格的选择(R滑max＝⑥____，U定为电流最小时定值电阻两端电压)；(4)更换大阻值定值电阻后，滑片移动方向的判断(移动方向应使滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电压表的示数始终保持不变)；(5)实验中，电流随电压增大而减小的原因(将电压表并联在了滑动变阻器两端)；(6)调节滑动变阻器不能使电压表达到指定示数的原因(滑动变阻器的最大阻值过小)；(7)更换阻值不同的电阻进行实验的目的(多次测量，使结论更具普遍性)．6．表格数据处理与分析(1)根据表格数据描绘I－U图象(先根据数据描点，然后将各点用光滑曲线连接)；　(2)根据实验数据描绘I－R图象(先根据数据描点，然后将各点用光滑曲线连接)；(3)判断错误的数据并分析原因；(4)根据表格数据总结实验结论．7．图象的处理电流与电压的关系：(1)根据实验图象计算电阻(R＝)；(2)根据图象总结实验结论．电流与电阻的关系：(1)根据实验图象计算电压值(U＝IR)；(2)根据图象总结实验结论．8．交流与反思(1)本实验中不能用小灯泡代替定值电阻进行探究的原因(灯丝电阻随⑦__温度__变化而变化)；(2)此实验装置还能完成的实验(伏安法测电阻、测电功率)．9．实验结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成⑧__正比__；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成⑨__反比__．　　　图甲是小枫同学探究电流与电压的关系时连接的电路．已知电源电压恒为6.0 V，滑动变阻器规格为“20 Ω　1.0 A”．(1)按小枫连的电路闭合开关，电路是__断路__(填“通路”“短路”或“断路”)状态．(2)在小枫的电路中有一根导线链接错误，请你在连接错误的导线上打“”，并画出正确的连线．解：(3)下表是该同学记录的部分实验数据，其中第5次实验中电压表的指针位置如图乙所示，其示数是__2.2__V.实验次数12345电压U/V1.01.21.82.0电流I/A0.200.240.360.40(4) 表格中有一组实验数据是拼凑的，这组数据是第__1__次实验所对应的数据．剔除掉拼凑的数据后分析可知，该同学选用的定值电阻阻值是__5__Ω.(5)该实验可得到的正确结论是__导体电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比__．(6)若在实验过程中闭合开关后，电压表有示数，电流表无示数，则电路的故障可能是__定值电阻断路__；若电压表无示数，电流表有示数，则电路的故障可能是__定值电阻短路__；若电压表和电流表均无示数，则电路的故障可能是__滑动变阻器断路__．(7)小明想将定值电阻换成小灯泡来完成以上实验．但老师却说这种方案不可行，因为__灯泡的电阻不是一定的，灯泡的电阻随温度升高而增大__．　(2019潍坊)在“探究电流与电阻的关系”实验中，某小组利用电阻箱连接了如图甲所示的实物电路(电源电压恒为6 V)．序号电压/V电阻/Ω电流/A14100.4220　　(1)用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整(要求滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大)．解：(2)将第一次实验得到的数据填入表格，然后将电阻箱接入电路的阻值由10 Ω调至20 Ω，滑动变阻器的滑片向__B__(填“A”或“B”)端移动，直到__电压表的示数为4__V__为止，此时电流表指针位置如图乙所示，其示数为__0.2__A.(3)根据以上实验数据得出结论：电流与电阻成反比．请对上述探究写出一条改进性建议：__进行多次实验(或结论中添加“电压一定”的前提)__．(4)再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求，若电路无故障，则引起这种情况的原因可能是__电阻箱的阻值调得太大(或滑动变阻器R的最大阻值太小)__．(5)实验过程中调节滑动变阻器的作用是__控制定值电阻两端电压一定__．(6)若实验过程中选用的滑动变阻器最大阻值为30 Ω，则电阻箱接入电路中的阻值最大不得超过__60__Ω.1．小华学完电流、电压、电阻的有关知识后，在笔记本上记录了班上同学们关于电流、电压和电阻的一些说法，你认为正确的是(A)A．有电流通过的电阻两端，一定有电压存在B．没有电流通过的导体，没有电阻C．导体两端电压为零时，电阻也为零D．电路两端有电压时，电路中一定有电流2．分别将U1＝8 V、U2＝12 V两个不同的电压加在某段导体的两端，则两次通过该导体的电流之比为(B)A．3∶2 B．2∶3 C．1∶1 D．1∶23．如图所示，在研究“电流与电阻的关系”实验中，下列说法中正确的是(A)①闭合开关前，移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用②闭合开关后，移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变③闭合开关后，移动滑片P的作用是控制通过电阻的电流保持不变④闭合开关后，移动滑片P的目的是多次测量取平均值减小误差A．①② B．②③ C．①③ D．②④4．(2019宜昌)用如图所示电路研究电流跟电压的关系．为了改变定值电阻R两端电压，设计了三种方案．甲：先后将不同节数的干电池串联接入MN；乙：电池与滑动变阻器串联接入MN；丙：电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN.可行的方案是(D)A．仅有甲 B．仅有乙C．仅有甲、乙两种 D．甲、乙、丙都可行5．物理兴趣小组的同学们在探究“电流与电阻的关系”的实验中，设计了图甲所示的电路．已知电源电压为6 V保持不变，所给的定值电阻的阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω、40 Ω.(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至__B__端(填“A”或“B”)．(2)将10 Ω的电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5 V，电流表指针位置如图乙所示，则电流表读数为__0.26__A．他们将10 Ω的定值电阻换成、20 Ω的定值电阻后，同时应将滑动变阻器R′的滑片P向__B__(填“A”或“B”)移动到适当位置，使定值电阻的两端电压为__2.5__V.(3)为了使所给的四个定值电阻都能进行实验，所选滑动变阻器R′的型号最适合的是__A__．A．60 Ω　2 A　　　　　B．40 Ω　2 A 第21讲　探究电流和电压、电阻的关系1．如图是“探究电流与电压的关系”的电路：(1)请在方框中画出相应的电路图　(2)通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示(R＝10 Ω)实验序号12345电压U/V2.02.22.42.63.0电流I/A0.200.220.240.260.30对表中数据进行分析，可归纳得出的结论是__在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比__．2．在“探究电流跟电压关系”的实验中：甲(1)用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整，要求实验过程中滑动变阻器的滑片从右向左移动．(导线不能交叉)解：(2)闭合开关S，发现电流表有示数而电压表表示示数，则电路故障可能是__R短路__．(3)在实验操作过程中保持__电阻__不变，闭合开关时，调节滑动变阻器的滑片P做了三组实验并记录了数据，如表所示，请根据该表中数据在图乙中进行描点连线．　　　实验次序物理量　　　123电压表U/V1.02.02.5电流表I/A0.110.200.26解：(4)如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”，每次更换电阻后，可以通过调节__滑动变阻器的滑行__，使电阻两端的电压不变．实验得出的结论是__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__．3．(2019荆州)小阳利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”．已知电源电压为 4.5 V 且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为 25 Ω、20 Ω、15 Ω、10 Ω、5 Ω，滑动变阻器的规格为“0～50 Ω”．(1)如图乙所示的实物电路中存在连线错误，而且只要改接一根导线就可以了，请你把接错的那根导线打上“”，再画线把它改到正确位置上(导线不允许交叉)．解：(2)电路改正以后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最__右__(填“左”或“右”)端．(3)连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中交换位置，则闭合开关后，会发现两表中只有__电压__(填“电流”或“电压”)表有示数．(4)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持__1.5__V 不变．(5)实验中将 5 Ω的定值电阻更换为 10 Ω的定值电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器滑片向__右__(填“左”或“右”)适当滑动，使电压表示数恢复到原来的值．(6)小阳同学每次随机选取一个定值电阻，进行了五次实验，根据所得数据画出电流与电阻关系的图象如图丙所示，且实验中各电路元件完好，读数、记录均正确．但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，根据图丙中的数据分析，阻值为__20__Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片，这次实验之前的那一次实验，小阳选取的是阻值为__10__Ω的定值电阻．4．(2019黑龙江)某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，小明连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5 V不变)．(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求：滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，导线不得交叉)．解：(2)连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻R__断路__(填“短路”或“断路”)．(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知R两端的电压为__3__V；当R的电阻由5 Ω更换为10 Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压__不变__(填“改变”或“不变”)，滑动变阻器的滑片应向__右__(填“左”或“右”)端滑动；若实验中R的阻值分别是5 Ω、10 Ω、15 Ω，则滑动变阻器的阻值至少是__7.5__Ω.5．在探究“电流与电压的关系”的实验中，器材有：滑动变阻器(30 Ω　2 A)、开关、电源(电压恒为6 V)、电流表、电压表、阻值为5 Ω的定值电阻各一个，导线若干．(1)图甲。