1、通過實驗,探究電流與電壓、電阻的關系。理解歐姆定律。
知識點一 探究電流與電壓、電阻的關系
知識點二 歐姆定律
知識點三 電阻的測量
知識點四 串、并聯(lián)電路中歐姆定律的應用
知識點一 探究電流與電壓電阻的關系
1.提出問題:電流與電壓有什么定量關系?2.猜想與假設:電阻一定時,電壓越高,電路中的電流越大;
3.設計實驗與制定計劃:①采用的研究方法是:控制變量法。 即:保持電阻不變,改變電壓研究電流隨電壓的變化關系;
②如何改變定值電阻兩端的電壓?---------滑動變阻器③測通過電阻的電流,選擇什么器材?-----電流表④測電阻兩端的電壓,選擇什么器材?-----電壓表⑤實驗器材:定值電阻、電流表、電壓表、電源、開關、導線、滑動變阻器。⑥實驗電路圖:
4.進行實驗與收集數(shù)據(jù):實驗步驟:(1)按電路圖連接電路。(2)保持電阻 R不變,閉合開關,移動變阻器滑片,改變電阻R兩端電壓,依次讀出電流表讀數(shù),數(shù)據(jù)計入表格;(3)更換定值電阻 ,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,改變電阻R兩端電壓,依次讀出電流表讀數(shù),數(shù)據(jù)計入表格。電阻R= Ω
5.分析與論證:得出結(jié)論
在導體的電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。
1.提出問題:電流與電阻有什么定量關系?2.猜想與假設:
3.設計實驗與制定計劃:①采用的研究方法是:控制變量法。 即:保持電壓不變,改變電阻研究電流隨電阻的變化關系; ②如何控制定值電阻兩端的電壓不變?---------滑動變阻器
4.進行實驗與收集數(shù)據(jù):實驗步驟:(1)選擇某一電阻,如:R=5Ω,閉合開關,調(diào)節(jié)變阻器劃片,使R兩端電壓為2V,讀出電流表示數(shù),并計入表格;(2)更換電阻,如:R=10Ω,閉合開關,調(diào)節(jié)變阻器劃片,保持R兩端電壓為2V,讀出電流表示數(shù),并計入表格;(3)更換15Ω電阻,重復上述試驗過程。 ( 電壓U=2V )
當導體的電壓一定時,通過導體的電流跟導體的電阻成反比。
【交流與討論】(1)滑動變阻器的作用:①探究電流與電壓的關系: ;②探究電流與電阻的關系: ;(2)連接電路前,開關應 ; 閉合開關前,滑動變阻器的滑片應 。(3)多次測量的目的: 。(4)在探究電流與電阻關系實驗中,更換阻值不同的電阻后,移動滑片方向判斷: 。(5)將定值電阻換為小燈泡的評估:小燈泡的電阻會隨溫度變化而變化,從而會影響實驗結(jié)論,因此不能將定值換作小燈泡進行實驗。
保護電路、改變定值電阻兩端電壓
保護電路、保持定值電阻兩端的電壓不變
定值電阻變大,滑動變阻器阻值也變大(換大調(diào)大)
【例題1】用如圖甲所示的電路探究電流與電壓關系。(1)請你用筆畫線代替導線,將圖甲中的電路連接完整。(要求滑片向左滑動時,變阻器連入電路的電阻變大,且導線不能交叉)(2)正確連接好電路后,閉合開關發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為2.8V,電流表無示數(shù),滑動滑片P兩表示數(shù)均無變化,則故障原因是 ___________。
電阻R斷路????
(3)排除故障后,小娟閉合開關,將滑片移動到某位置,記下電壓表和電流表的示數(shù)。接下來的操作是 ___________。(填字母)A.換用另一個定值電阻,將滑片移動到某位置,記下電壓表和電流表的示數(shù)B.將滑片移動到另外幾個位置,分別記下電壓表和電流表的示數(shù)(4)小明根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出I﹣U圖象,如圖乙所示。分析可知,通過定值電阻的電流與其兩端的電壓成 ___________。(5)本實驗多次測量的目的是 ___________。
【解析】(1)要求滑片向左滑動時,變阻器連入電路的電阻變大,所以變阻器應選擇右下接線柱串聯(lián)入電路中,如圖所示:(2)電源電壓為3V,正確連接好電路后,電流表無示數(shù),電路可能斷路,閉合開關發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為2.8V,接近電源電壓,說明電壓表與電源連通,滑動滑片P兩表示數(shù)均無變化,則故障原因是電阻R斷路。(3)探究電流與電壓關系的實驗,要控制電阻不變,記下電流隨電壓的變化關系,為得出普遍性的結(jié)論,要多次測量,故實驗時,閉合開關,將滑片移動到某位置,記下電壓表和電流表的示數(shù)。接下來的操作是將滑片移動到另外幾個位置,分別記下電壓表和電流表的示數(shù),故A不符合題意,B符合題意。故選B。(4)[4]由圖乙知,電阻一定時,通過導體的電流與其兩端電壓的圖象是正比例圖象,由此可得出實驗結(jié)論:電阻一定時,通過定值電阻的電流與其兩端的電壓成正比。(5)[5]本實驗中多次測量是實驗結(jié)論更具有普遍性,尋找普遍規(guī)律。
【例題2】在用如圖甲所示的電路探究“電流與電阻的關系”的實驗中:(1)閉合開關前,滑動變阻器的滑片P應處于______端;(2)進行實驗過程中,當在虛線框內(nèi)接入不同阻值的定值電阻時,為了控制不同定值電阻兩端電壓不變,需要調(diào)節(jié)______;(3)如圖乙是粗心的小張實驗過程中隨手在草稿紙上記錄的三組實驗數(shù)據(jù),分析實驗數(shù)據(jù)可知,當定值電阻為20Ω時對應的電流值應為______A;(4)利用甲電路還可以探究電流與______的關系。
滑動變阻器的滑片????
【解析】????(1)[1]為了保護電路,閉合開關實驗前,應將滑動變阻器的滑片移到最大阻值處,由圖知,滑片左側(cè)電阻絲接入電路,所以滑片應移到阻值最大的B端。(2)[2]實驗過程中,當接入不同阻值的定值電阻時,電壓表的示數(shù)會改變,為了控制不同定值電阻兩端電壓不變,需要調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,改變滑動變阻器接入電路的阻值。(3)[3]電阻兩端的電壓為U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω故定值電阻為20Ω時對應的電流值應為0.1A。(4)[4]探究電流與電壓的關系,要改變定值電阻兩端的電壓,可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻器接入電路中的電阻達到這一目的,所以利用甲電路還可以完成探究電流與電壓的關系。
知識點二 歐姆定律
1.歐姆定律內(nèi)容:導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。2.公式: U—電壓—伏特(V) R—電阻—歐姆(Ω) I —電流—安培(A)3.公式使用注意事項:①同體性:應注意公式中I、U、R應該對應同一段導體或者同一段電路;②同時性:公式中I、U、R是同一段導體在同一時刻的電流、電壓、電阻;③統(tǒng)一性:運用該公式各量的單位只能統(tǒng)一為國際單位安培、伏特、歐姆?! ?br/>4.歐姆定律公式變形:可得公式:變形式反映了電阻可用導體兩端電壓和導體中的電流的比值表示,但是由于電阻是導體本身的一種性質(zhì),因此它既不和U成正比,也不和I 成反比,影響因素為導體的材料、長度、橫截面積和溫度。
①根據(jù)題意畫出電路示意圖;②在電路圖上標明已知量的符號、數(shù)值、未知量的符號;③利用相應公式進行求解;④公式中物理單位要統(tǒng)一(使用國際單位制),代入的數(shù)值要有單位。
5.解電學題的一般思路:
【例題4】在某一溫度下連接在電路中的兩段導體A和B中的電流與其兩端電壓的關系如圖所示。由圖中信息可知(  )A.A導體的電阻為10ΩB.B導體的電阻為10ΩC.A、B導體并聯(lián)在電壓為3V的電源兩端時,通過A導體的電流為0.3AD.A、B導體串聯(lián)在電壓為3V的電源兩端時,通過B導體的電流為0.5A
知識點三 電阻的測量
實驗:測量電阻【實驗目的】測量電阻(伏安法測電阻)【實驗器材】電池組、電壓表、電流表、滑動變阻器、待測電阻、開關各一個,導線若干。 【實驗原理】根據(jù)歐姆定律: 可得:【實驗步驟】(1)、根據(jù)給出的電路圖,連接實物電路。
(2)、將滑動變阻器阻值調(diào)制最大,閉合開關,調(diào)節(jié)滑片測量電流和電壓,數(shù)據(jù)計入表格。(3)、繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器,重復上述試驗三次,數(shù)據(jù)計入表格。(4)、根據(jù)公式,求出每次試驗電阻值,并計入表格。(5)、計算待求電阻平均值。(6)、整理器材。
燈泡阻值受溫度影響較大(阻值會隨溫度升高而增大),因此只能求規(guī)定電壓下的對應阻值,不可求平均值
①保護電路;②改變電路中電流,得出燈絲阻值的變化規(guī)律
將滑動變阻器的滑片移至最右端時
(5)圖丙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的通過小燈泡的電流I與它兩端電壓U之間的關系圖象,由圖象可知:通過小燈泡的電流I與它兩端電壓U不成正比,其原因是小燈泡燈絲的電阻受_______影響,并非一個定值。
知識點四 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應用
I = I1 =I2 =……
I =I1+I2+……
U =U1+U2+……
U =U1=U2=……
R串 =R1+R2+…… (R = nR0)

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