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第一节 探究电流与电压和电阻的关系
夯实基础过教材
第十四章 欧姆定律
知识框图
探究电流与电压的关系
实验突破
2.连接电路前，开关要断开，滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处
3.滑动变阻器的作用（①保护电路；②改变电路中的电流；③改变定值电阻两端的电压）
4.补连实物图，纠正实物图
5.电流表、电压表的读数
命
题
点
6.电路故障分析
7.动态电路分析
8.控制变量法的应用（保持定值电阻的阻值不变，移动滑片，改变定值电阻两端的电压）
9.多次实验的目的（使实验结论更具有普遍性）
命
题
点
10.表格数据的处理(①指出错误数据；②根据实验数据描绘I-U图像:先确定点坐标,然后将各点用光滑曲线连接；③根据实验数据总结实验结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。）
11．实验中不能用小灯泡代替定值电阻进行探究的原因(灯丝电阻随温度的升高而增大，电流与电压不成正比)
命
题
点
例1　 如图所示，在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中，某小组选用两节新干电池为电源，规格为“20 Ω　1 A”的滑动变阻器等器材进行实验：
(1)请根据图甲的实物图
将图乙的电路图补充完整；
例1题答图
(2)连接电路时开关应该________。闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数但没超出量程，则产生故障的原因可能是导体电阻________(选填“断路”或“短路”)；
例1题图
短路
断开
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，若电流表的示数如图丙所示，其读数为________A；
(4)改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组对应的电压、电流值，如下表所示．由测得数据可知，当电阻一定时，导体中的电流与电压成正比，导体电阻为________Ω(结果保留一位小数)；
0.3
5.0
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.6 1.0 1.5 2.0 2.4 2.8
电流I/A 0.12 0.20 0.32 0.38 0.48 0.56
(5)进行实验时，该小组发现：调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5 V，为了解决这个问题，可采取的方法是___________________________________(写出一种即可)。
换阻值更大的滑动变阻器接入电路
【解析】根据图甲提供信息可知，电压表与定值电阻并联，测量定值电阻两端的电压，故在电路图中，电压表也应与定值电阻并联，如答图所示；为防止电路连接有误损坏电路元件，连接电路时开关要断开；电流表有示数说明电路通路，电压表无示数可能是电压表接触不良或被短路，因为题目电路故障位置为电阻，则说明电阻短路；
读数步骤：首先根据所接接线柱确定电流表的量程和分度值：量程为0~0.6 A，每大格0.2 A，每小格0.02 A；然后确定指针所对应的大格数1和小格数5；电流表读数为0.2 A+0.02 A×5=0.3 A; 由表可知，在误差允许范围内，表中的电流与电压之比为一个定值，因此可得出的结论是电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；电阻的计算公式： ，
(5)电压表测量定值电阻两端电压，根据串联电路分压规律：电阻越大，分的电压越多，电压表示数无法调到0.5 V，说明定值电阻所分电压较大，可以调换阻值更大的滑动变阻器接入电路或者在电路中再串联一个定值电阻，分去部分电压．
(6)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最____ (选填“左”或“右”)端，滑片向右移动时，电流表示数_____ (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(7)闭合开关后，发现电流表和电压表示数较大，移动滑片两表示数均不发生变化，则电路中存在的故障可能是________________________________
问
拓
展
设
变小
右
滑动变阻器同时接了上面两个接线柱
(8)实验中若用小灯泡代替定值电阻进行探究，分析数据发现通过小灯泡的电流值与电压值不成正比，原因可能是__________________________________
问
拓
展
设
灯丝电阻随温度变化而变化，不是定值
实验 2
探究电流与电阻的关系
1．连接电路前开关要断开，滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处
2．根据实物图画电路图、电路连接错误的纠正、连接实物图
3．电路故障分析
命
题
点
4．电流表、电压表的使用与读数
5．更换电阻后，电路的调节(移动滑片，改变滑动变阻器接入电路中的电阻，使定值电阻两端的电压保持不变)
6．控制变量法的应用(改变定值电阻的阻值，移动滑片，控制定值电阻两端电压不变)
7．动态电路分析
命
题
点
8．表格数据处理
①判断错误的数据并分析原因(更换定值电阻时，可能没有保证定值电阻两端电压不变)
②根据实验数据计算电压值
③根据实验数据描绘U－I 图像(先确定各点的坐标，然后将各点用光滑曲线连接)
9．根据实验数据总结实验结论(电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比)
命
题
点
例2　 现有下列器材：学生电源(6 V)、电流表(0～0.6 A　0～3 A)、电压表(0～3 V　0～15 V)、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω 各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物图连接成完整电路。(要求连线不得交叉)
例2题图
(2)实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I 随电阻R 变化的图像。由图像可以得出结论：___________________________________________________
在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
(3)上述实验中，小强用5 Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10 Ω的电阻接入电路，闭合开关，向____ (选填“A”或“B”)端移动滑片，使电压表示数为_____V 时，读出电流表的示数。
A
2
(4)为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器________。
A. 50 Ω　1.0 A　　　
B. 30 Ω　1.0 A　　　
C. 20 Ω　1.0 A
A
【解析】(1)将电压表与电阻并联，滑动变阻器与电阻串联，已接了下面的接线柱，可接上面任意一个接线柱，如答图所示；(2)据丙图能看出，在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；(3)实验中，若将5 Ω的电阻拆下，直接换上10 Ω的电阻，即此时电阻两端的电压会变大，即会大于2 V，而实验中我们需要保持定值电阻两端的电压不变，始终为2 V，
所以应该让变阻器分担更多的电压，故应该让变阻器的电阻变大，所以滑片向A端滑动；(4)由于电源电压是6 V，而定值电阻需保持2 V不变，所以滑动变阻器应分担4 V的电压，若定值电阻是20 Ω时，根据串联电路中分压规律即电阻之比等于电压之比可知，R定∶R滑＝U定∶U滑＝1∶2，所以滑动变阻器最小电阻R滑＝2R定＝2×20 Ω＝40 Ω，故选A规格的滑动变阻器。
(5)小李认为：为了控制实验条件，每次实验要换电阻，这样的操作不够简便，请你帮他设计一个只连接一次电路，而又符合探究要求的电路图(器材任选，电路图画在虚线框中)。
问
拓
展
设
拓展设问(5)题图
(6)探究电流与电阻的关系时，所测得的几组电流、电阻值如下表所示.
由于操作不当，导致一组数据存在错误，请判断第________次实验的数据存在错误，正确的数据应该是______ A。
问
拓
展
设
实验次数 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.6 0.3 0.24
　0.2
3

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