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(共30张PPT)
第一部分　教材知识整合
第十三章　电学微专题
第5节　伏安法实验
实验1　探究电流与电压、电阻的关系
核心实验·提素养
重庆真题·明考向
核心实验·提素养
实验 名称 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系
电路图 　　 　
（A卷近5年2考；B卷近5年3考；2022年版课标要求学生必做实验）
电路连接 注意事项 (1)连接电路时开关应该断开；导线不允许交叉。
(2)滑动变阻器的接线柱要“一上一下”接入电路中；开关闭合前，滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处。
(3)电流表要与被测电阻串联，电压表要与被测电阻并联，电流必须“正进负出”，并根据题中所给的各个元件的规格、电源电压
(常见电源电压：两节新干电池组3 V，三节新铅蓄电池组6 V)等，选择合适的电表量程。
(4)所有元件的接线柱应拧紧。
(5)在开始测量时先要进行试触(目的：选择合适的电表量程)
实验操 作(控制变量法 的应用) 定值电阻的阻值一定，移动滑动变阻器的滑片P，改变定值电阻两端的电压，进行多次测量，观察并记录电表示数 换用不同阻值的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片P，保持定值电阻两端的电压不变(即电压表示数不变)，进行多次测量，观察并记录电流表的示数及对应的定值电阻的阻值
图像
实验结论 在导体电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比 在导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比
交流与 反思 (1)实验中不能用小灯泡替代定值电阻的原因：小灯泡的电阻随温度的升高而增大。 (2)使结论具有普遍性的操作：更换阻值不同的定值电阻，进行多次实验 (1)根据电源电压和定值电阻两端电压的大小确定滑动变阻器最大阻值。
(2)更换阻值更大的定值电阻后，调节滑动变阻器的滑片P，使滑动变阻器接入电路的阻值增大，保持定值电阻两端电压不变。
(3)接入的定值电阻不宜过大的原因：定值电阻阻值太大时，电流小，电流变化量小，不易发现电流随电阻的变化规律
　　　实验小组的同学想探究“电流与电压、电阻的关系”，所选择的器材有新干电池两节，5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻各一只，“20 Ω　1 A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一只，导线若干。
提出问题、猜想与假设
电压是产生电流的原因，由此可以猜想：电压越高，电流可能越大。那么，通过导体的电流与加在它两端的电压存在怎样的定量关系呢？
例
基础设问
设计方案、收集证据
实验小组的同学设计了如图甲所示电路进行探究。
(1)请你在图甲中用笔画线代替导线将电路连接完整(要求导线不能交叉，滑片向右移动时电流表示数变大)。
甲
如答图1所示。
答图1
(2)闭合开关前要将滑动变阻器的滑片移到最____(选填“左”或“右”)端。
(3)小明连接完电路闭合开关后，发现电流表指针如图乙所示，可能的原因是__________________________。
(4)排除故障后，实验小组的同学记录的实验数据如表所示，其中第3次实验时电压表示数如图丙所示，为_____V。要增大定值电阻两端的电压，应该将滑动变阻器的滑片向____(选填“左”或“右”)移动。
左
电流表正、负接线柱接反了
1.5
右
(5)请你根据表格数据在图丁方格中建立有关坐标系、制定标度，并描点画出相应的曲线。
实验次序 1 2 3 4 5 6
电阻R/ Ω 10
电压U/V 1 1.2 1.8 2.4 2.8
电流I/A 0.10 0.12 0.15 0.18 0.24 0.28
丁
如答图2所示。
答图2
得出结论、作出解释
(6)根据实验数据及图像分析，可初步得出结论：______________________
________________________________。
交流合作、评估反思
(7)实验完成后，小组成员间进行了讨论。他们认为本次实验的结论可能会有一定的局限性，为了使结论更具有普遍性，你的建议是____________
_______________________。
导体电阻一定时，通过导
体的电流与导体两端的电压成正比
更换阻值不同
的定值电阻，多次实验
(8)(横向实验对比复习)利用图甲(已连接完整)的实验电路，还可以完成下列哪个实验探究____(填序号)。
A．测量未知电阻的阻值
B．探究串、并联电路电流的规律
C．探究串、并联电路电压的规律
A
(9)(横向实验　拓展——探究电流与电阻的关系)小明利用如图甲所示电路(已连接完整)继续“探究电流与电阻的关系”。
①他首先把5 Ω电阻接入电路，移动滑片置于阻值最大处，闭合开关，缓慢移动滑片，直到使电压表示数为1 V，接下来用10 Ω的电阻代替5 Ω的电阻做实验时，应将滑片从上一位置向____(选填“左”或“右”)滑动，使电压表示数保持不变。
②他又分别将15 Ω和20 Ω的电阻接入电路进行实验，发现无法将电压表示数调节到1 V。为了用以上四个电阻都能完成实验，定值电阻两端电压应该不低于_____V。
能力设问
左
1.5
(10)(方案改进)在“探究电流与电阻关系”时，用电阻箱代替定值电阻做实验的好处是______________________。
不需要多次改接电路
探究电流与电压、电阻的关系 (A卷近5年2考；B卷近5年3考)
1．(2020·重庆A卷16题8分)图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路，三个小组的同学分别用5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值电阻进行实验。
(1)请用笔画线代替缺少的2根导线，将图甲的电路连接完整(要求：导线不能交叉，滑片P向B端移动时，电路中的电流变大)。
重庆真题·明考向
命题点
如答图所示。
(2)正确连接电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表无示数，电压表有示数，可能的故障是定值电阻R______(选填“断路”或“短路”)；排除故障后，缓慢移动滑片P到某位置时，电压表的示数如图乙所示，为_____V。
断路
1.8
(3)将不同小组的数据汇总后，得到下表的数据，分析可得：在导体电阻一定的情况下，通过导体的电流和导体两端的电压成____比。
R1 5 Ω
U/V 0.8 1.0 1.5 2.0
I/A 0.16 0.20 0.30 0.40
R2 10 Ω
U/V 1.2 1.8 2.2 2.6
I/A 0.12 0.18 0.22 0.26
R3 15 Ω
U/V 1.5 1.8 2.1 2.4
I/A 0.10 0.12 0.14 0.16
正
(4)在进一步探究“电流与电阻的关系”实验中：
①若保持定值电阻两端的电压为1.5 V不变，在表格中的数据中有___组可用于分析。
②为得到更多的实验数据，老师给每个小组再次提供一个30 Ω的定值电阻R0，某小组在实验中，无论怎样移动滑片P都不能将R0两端电压调为1.5 V。其原因是滑动变阻器的最大阻值太____(选填“大”或“小”)，该小组所使用的滑动变阻器的规格可能是____(填序号)。
A．10 Ω　3 A　B．20 Ω　2 A　C．50 Ω　1 A
2
小
B
2．(2024·重庆B卷16题8分)小超和实验小组的同学利用如图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒定，有5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器标有“10 Ω　1 A”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。
如答图所示。
(2)连接电路前发现电压表指针如图乙所示，则需要对电压表______。连接电路时开关应______，将滑动变阻器的滑片P移至____(选填“A”或“B”)端。
(3)电路连接完成后，闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，可能是定值电阻发生了______。
调零
断开
B
断路
(4)排除故障后，当接入5 Ω的定值电阻，调节滑片P使电压表示数达到所要控制的电压U1时，电流表指针如图丙所示，其示数为_____A。更换为10 Ω的电阻继续实验，发现滑动变阻器调到最大阻值时才能使电压表示数达到U1，则电源电压为___V。
0.4
4
(5)当更换为20 Ω的电阻时，为了顺利完成实验，需要换用最大阻值至少为____Ω的滑动变阻器。
20
(6)(2022·重庆B卷)另一组的同学也按图甲连好完整的电路后，闭合开关，发现电流表、电压表均无示数。请你写出一种用所给器材检测故障位置的方法：__________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
取一只电压表，先将电压表并联在电源两端，以判断电源是否损坏，然后将电压表的正接线柱接到电源的正极，用负接线柱依次试触各接线柱，当电压表示数接近电源电压时，则故障在电压表的正、负接线柱之间，然后再将电压表的负接线柱接到电源负极，用正接线柱依次试触各接线柱，当电压表示数接近电源电压时，则故障在电压表的正、负接线柱之间，从而确定具体故障所在的位置(合理即可)　
3．(2024·重庆A卷17题8分)小吴同学利用图甲中的器材探究通过导体A、B中的电流与其两端电压的关系，其中电源电压可调。
(1)连接好如图甲所示电路，试触开关S，发现电流表无示数，电压表指针偏转到最大值，原因可能是导体A发生______。排除故障后，闭合开关S进行实验，某次实验时电流表如图乙所示，示数为_____A。
断路
0.2
【解析】试触开关S，发现电流表无示数，则电路发生断路，电压表指针偏转到最大值，说明电压表外侧电路正常，则原因可能是导体A发生断路。如题图乙所示，电流表的量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，示数为0.2 A。
(2)多次改变导体A两端的电压，并记录对应的______。换用导体B重复上述实验，根据实验数据绘制图像如图丙所示。分析图像发现，同一导体两端的电压与通过电流的比值是______的，因此将这个比值定义为导体的电阻。
电流
相同
【解析】探究电流与电压关系时，采用控制变量法，需要保持电阻的阻值不变，多次改变导体A两端的电压，并记录对应的电流表示数。由题图丙可知，导体A两端的不同电压与对应电流的比值为5 Ω，导体B两端的不同电压与对应电流的比值为10 Ω，分析数据可知，同一导体两端的电压与通过导体的电流的比值是相同的。
(3)根据电阻定义可知导体B的阻值为____Ω。在工程技术
中用不同颜色的环对电阻进行标记，阻值是两位数以内的
电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值，色环含义及导体
A、B的色环如图丁所示，若还需用到一个15 Ω的电阻，
应选用图戊中电阻____(选填“D”“E”或“F”)。
10
E
(4)小欣同学用上述器材“探究导体中电流与电阻的关系”，保持电源电压不变，为了精确控制导体两端的电压，于是串联接入滑动变阻器进行实验。
①电路中接入15 Ω的电阻，使电阻两端电压达到某一固定值，测出电流。
②将15 Ω的电阻替换为B，要使B两端电压达到固定值，滑动变阻器接入电路的阻值应比前次实验____(选填“大”或“小”)。
小
③将电阻B替换为A再次进行实验。三次实验数据如表所示，交流时小欣发现第3次实验数据有误，这是由于接入A后忘记调节滑动变阻器，滑片仍在第2次实验的位置，此时滑动变阻器接入电路的阻值是____Ω。
实验次序 1 2 3
R/ Ω 15 B A
I/A 0.2 0.3 0.4
10
【解析】②根据串联分压原理可知，阻值越大，分压越多，将15 Ω的电阻替换为B，电阻的阻值减小，分压变小，要使B两端电压达到固定值，则应减小滑动变阻器接入电路的阻值，使滑动变阻器的分压变小，从而使电阻两端电压增大为固定值，故滑动变阻器接入的阻值应比前次实验更小。③将电阻B替换为A再次进行实验时，电源电压不变，滑动变阻器的阻值不变，由串联电路电压规律和题表数据可知，第2次的电源电压U＝UB＋U滑＝I2RB＋I2R滑＝0.3 A×10 Ω＋0.3 A×R滑①，第3次的电源电压U＝UA＋U滑＝I3RA＋I3R滑＝0.4 A×5 Ω＋0.4 A×R滑②，联立①②解得，电源电压U＝6 V，滑动变阻器的阻值R滑＝10 Ω。

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