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(共26张PPT)
第2节　电流与电压、电阻的关系
必备知识夯基础
考点
电流与电压、电阻的关系
考点清单
比较项 电流与电压的关系 电流与电阻的关系
图像
结论 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 在电压不变的情况下,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
考向突破增知能
实验突破
探究电流与电压的关系
试验点 1
【设计与进行实验】
1.实物图、电路图的连接及改错
2.电路连接注意事项:连接前开关要断开,滑动变阻器“一上一下”接入电路,滑片移至阻值最大处,闭合开关前,应先进行检查,同时观察仪器工作是否正常
3.电流表、电压表的使用及读数
4.滑动变阻器的作用:保护电路;调节电阻两端的电压
5.控制变量法的应用:保持电阻的阻值不变,移动滑动变阻器的滑片,改变电阻两端的电压
6.电路故障分析
【分析数据和现象,总结结论】
7.实验数据处理和分析
根据数据计算定值电阻阻值:任取一组数据利用R=计算
8.根据实验数据绘制图像
9.根据实验数据总结实验结论
在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【交流与反思】
10.实验中不能用小灯泡代替定值电阻进行探究的原因:灯丝的电阻随温度的变化而变化
11.实验评估和反思
(1)从控制变量法的要求角度评估:实验操作和结论是否保持电阻阻值不变
(2)从实验简便性角度评估:是否更方便进行多次测量
(3)从实验电路角度评估:得出“电阻一定时,电流随电压增大而减小”的结论,原因是将电压表并联在滑动变阻器两端
12.实验改进
(1)若电压表示数不能降低到某一数值:可通过减小电源电压,串联一个电阻或换用阻值更大的滑动变阻器等
(2)若滑动变阻器损坏:改变电源电压进行多次测量
13.电学相关计算
例1在“探究电流与电压关系”实验中,小峰所用电路如图甲所示。
甲
乙
(1)电路连接完整后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑到　　　　(选填“a”或“b”)端。
(2)闭合开关,移动滑片,依次进行实验,小峰记录的数据如下表所示。其中第二次实验时,电流表指针如图乙所示,则电流表的示数为　　　　A。
实验序号 1 2 3 4
电压U/V 0.8 1.6 2.4 3.0
电流I/A 0.16 0.48 0.58
(3)分析表中数据,得到的结论是 　 。
(4)实验结束,小峰整理器材时发现定值电阻很热,他联想到处理数据时,第四组数据之间的关系与前三组数据之间的关系存在差异,他和同组的小华就此展开讨论,认为数据差异可能是　　　　造成的。由此反思实验过程:实验时每次读取数据后要　　　　　　　　　(写具体操作),再记录数据,减小此因素对测量结果的影响。
答案:(1)a　(2)0.32　(3)在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
(4)电阻温度过高　断开开关
解析:(1)为保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑到a端;(2)由题图乙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.32 A;(3)分析数据知,两端的电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,即得到的结论是:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(4)由欧姆定律可知,第四组数据测量出电阻的阻值R4==5.2 Ω,同理,前几组数据测量出电阻的阻值都是5 Ω,由于电阻受温度的影响,所以数据差异可能是由于温度变化导致阻值变大造成的。每次读取数据后要及时断开开关,避免长时间通电导致电阻温度过高,从而对实验结果造成影响。
探究电流与电阻的关系
试验点 2
【设计与进行实验】
1.实物图、电路图的连接及改错
2.电流表、电压表的使用及读数
3.滑动变阻器的作用:保护电路;调节电路中的电流
4.控制变量法的应用:移动滑片,保持定值电阻两端的电压不变,改变定值电阻的阻值
5.更换电阻后滑片移动方向的判断
(1)更换大电阻(控制电阻两端电压不变,应将滑动变阻器滑片向阻值增大的方向移动)
(2)更换小电阻(控制电阻两端电压不变,应将滑动变阻器滑片向阻值减小的方向移动)
6.电路故障分析
【分析数据和现象,总结结论】
7.根据实验数据绘制图像
8.根据实验数据或图像总结实验结论
在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
9.判断错误数据并解释
10.计算电压:根据U=IR计算
【交流与反思】
11.滑动变阻器规格的选取
12.更换阻值大的定值电阻后,电压表示数不能调节到所需要的值:电源电压过大或滑动变阻器阻值太小;更换阻值较小的定值电阻后,实验无法进行的原因:电流表所选量程过小
13.从控制变量法的要求角度评估:实验操作和结论是否保持定值电阻两端电压不变
14.从实验简便性角度评估:是否更方便进行多次测量
15.实验中不能选用过大电阻的原因分析
例2在探究导体中电流与电阻关系的实验中,老师提供的器材有:稳压电源(电压恒为3 V)、电流表、电压表、开关各一个,六个定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、30 Ω、50 Ω),规格为“20 Ω　2 A”的滑动变阻器,导线若干。
实验次数 电阻R/Ω 电流I/A
1 5 0.40
2 10 0.20
3 20
(1)小华连接的实物电路如图所示,闭合开关后,她观察到　　　　表无示数,经检查各元件完好,只有一根导线连接错误。
(2)请你在连接错误的导线上打“×”,并补画正确的连线。
(3)改正电路后,还应将滑动变阻器的滑片移至最　　　端,再闭合开关。
(4)闭合开关后,小华先后将5 Ω和10 Ω的电阻分别接入电路,移动滑片进行两次实验,记录数据如表所示。滑片位置不动,断开开关,再将10 Ω的电阻替换为20 Ω的电阻,闭合开关,将滑片P向　　　　(选填“左”或“右”)移动,直到　　　　　　　,记录电流表示数。
(5)按上述步骤继续实验,每次只接入一个定值电阻,还可以做　　　　组实验来获取数据。
答案:(1)电压　(2)如图所示　(3)左　(4)左 电压表示数为2 V　(5)2
多维训练培素养
1.如图甲所示,小强用两节新干电池、定值电阻R和规格为“50 Ω　1.5 A”的滑动变阻器探究通过导体的电流与导体两端电压的关系。
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1 1.5 2 2.4
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4
甲
(1)该电路连接错误之处是　　　　　　　　　　,闭合开关后,电流表或电压表将会出现的现象是　　　　　　　　　(写出一条即可);
(2)小强将电路改接正确后,所在小组记录数据如表所示,第5次实验时,电流表指针如图乙所示,则电流表的示数为　　　　　 A;
(3)分析表中五组实验数据,小强是将滑动变阻器的滑片逐步向　　　　(选填“左”或“右”)端移动测得的;
(4)基于表中数据得该实验的结论并说明理由。
结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。
答案:(1)电压表串联在电路中　电流表没有示数　(2)0.48　(3)左　(4)当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比　电阻不变,电压增大为原来的几倍,电流就增大为原来的几倍
乙
2.在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中:
(1)设计实验时,小明制订了探究的总体思路: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。物理上把这种科学探究的方法叫作　　　　　　　　。
(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,滑动变阻器的滑片应滑到　　　　(选填“A”或“B”)端。闭合开关后,调节滑动变阻器滑片至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为　　　　 A。
(3)在“探究电流与电阻的关系”的过程中,小明将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻后,闭合开关,直接读出电流值,这种做法是否正确 　　　　;理由是什么 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)小明根据正确的实验数据绘制了I-U和I-R的图像,如图丙、丁所示。由图像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　　　　;在电压一定的情况下,通过导体的电流跟导体的电阻成　　　　。
答案:(1)控制变量法　(2)A　0.4　(3)不正确　没有控制定值电阻两端的电压不变　(4)正比　反比

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