题目内容

26、探究电流与电压、电阻的关系.
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系?
【猜想]①导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比.
②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.
【实验器材】电源(电压恒为4.5 V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),滑动变阻器(50Ω 1 A),导线若干.
【实验过程】(1)根据下图所示实物图在虚线框内画出电路图.

(2)小明按图正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表指针超过量程.小明操作中的错误是:
闭合开关前,变阻器连入电路的阻值没有调到最大值

(3)小明改正错误后继续实验,通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表一.分析数据可得出猜想
是正确的.小明实验时选择的是
10
Ω电阻.
表一 表二
电压 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 电阻 5 10 15
电流 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28 电流 0.30 0.15 0.10
(4)小红在探究猜想②时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为1.5V,并记下电流值;当小红将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,在不改变滑动变阻器滑片的情况下闭合开关,则电压表的示数
变大
.(选填“变大”、“变小”或“不变)移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为1.5 V,并记下电流值;再改接15Ω的电阻,重复上述实验,得到了表二中的实验数据.分析数据得出,猜想
是正确的.实验中,小红多次移动变阻器滑片的目的是
保持定值电阻两端的电压不变
分析:根据实物图连接电路图是电学实验的基本要求,根据电路图的画图规则进行画图;
实验前,应该将滑动变阻器连入电路的阻值调到最大值;
探究“电流跟电压、电阻的关系”实验中要用控制变量法;
研究电流跟电压关系时,控制电阻不变,研究电流跟电阻关系时要保持电压不变.
解答:解:(1)由实物图可知,定值电阻和滑动变阻器是串联的,电压表测的是定值电阻两端的电压,电流表测的是通过整个电路的电流,电路图如图所示:

(2)小明在闭合开关前,变阻器连入电路的阻值没有调到最大值,才导致了电压表指针超过量程;
(3)由表格数据可知,当导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比,猜想①是正确的;
该实验中选择的电阻是10Ω的;
(4)如果将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电路中的电阻变大,电流变小,因此滑动变阻器分压减小,所以电压表的示数会变大;如果控制导体两端的电压一定,通过导体的电流与导体的电阻成反比,猜想②正确;
多次移动变阻器滑片的目的是保持定值电阻两端的电压不变;
故答案为:(1)

(2)闭合开关前,变阻器连入电路的阻值没有调到最大值;
(3)①,10;
(4)变大,②,保持定值电阻两端的电压不变.
点评:该题是对探究电流、电压和电阻三者之间的关系,为欧姆定律做铺垫,侧重考查控制变量法.
练习册系列答案
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(2009?宝山区二模)在做“探究电流与电压、电阻之间的关系”实验时,小顾同学利用电流表和电压表等工具,先后对甲、乙和丙三个导体进行测量,测得数据如表一、表二和表三所示.
表一  导体甲
实验
序号
电压
(伏)
电流
(安)
1 1.5 0.05
2 3.0 0.10
3 4.5 0.15
表二  导体乙  
实验序号 电压
(伏)
电流
(安)
4  1.5  0.15
5  3.0  0.30
6  4.5  0.45
表三  导体丙
实验序号 电压
(伏)
电流
(安)
7  1.5  0.30
8  3.0  0.60
9  4.5  0.90
①分析比较实验序号 1、2、3 或 4、5、6 或 7、8、9 数据,发现甲导体(或乙导体或丙导
体)两端的电压增大时通过它的电流也增大的现象,据此得出的初步结论是:通过同一导体中的电 流随加在它两端的电压的增大而
增大
增大

②分析比较实验序号
1、4、7(或 2、5、8或 3、6、9)
1、4、7(或 2、5、8或 3、6、9)
的数据,可得出的初步结论是:
电压相同时,通过不同导体的电流不同
电压相同时,通过不同导体的电流不同
,即不同导体对电流的阻碍作用不同.
③进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据,并归纳得出结论.
(a)分析比较表一、表二或表三中的数据,可得:
同一导体,通过导体的电流与它两端的电压的比值相同,即电阻相同
同一导体,通过导体的电流与它两端的电压的比值相同,即电阻相同

(b)分析比较表一、表二和表三中的数据,可得:
不同导体,通过导体的电流与它两端的电压的比值不同,及电阻不同
不同导体,通过导体的电流与它两端的电压的比值不同,及电阻不同

④联系第②、③小题的结论,还可以发现:
导体中的电流与加在导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比
导体中的电流与加在导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比
为了探究电流与电压和电阻的关系,同学设计了如图甲所示的电路图.实验器材如图乙所示,实验中使用的电阻R分别是5Ω、10Ω、15Ω.
(1)如图丙所示的连接中,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放在
端,在这个探究试验中滑动变阻器有两个作用,其一是
保护电路
保护电路
,其二是
改变电路中的电流和电阻两端的电压
改变电路中的电流和电阻两端的电压

(2)若某同学在探究通过导体的电流与导体的电阻的关系试验中,得到如表一所示的实验数据.分析表中数据可知,电流跟电阻
不成
不成
(填“成”或“不成”)反比例关系,这与欧姆定律
不相符
不相符
(填“相符”或“不相符”),造成这样的探究结果的原因是
没有控制定值电阻两端电压相同
没有控制定值电阻两端电压相同

(3)在此探究实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,你认为应该采取的操作是
D
D

A.闭合开关,读出电流表的读数  B.闭合开关,将变阻器的滑片适当向左移
C.改变电压表、电流表的量程    D.闭合开关,将变阻器的滑片适当向右移
(4)表二是某同学探究电流与电压关系时记录的几组实验数据,在图丁中画出对应的I-U曲线,通过对曲线的分析,可得到初步结论是
电阻一定,通过导体的电流与导体两端电压成正比.
电阻一定,通过导体的电流与导体两端电压成正比.


表一
次数 R I
1 5 0.4
2 10 0.24
3 15 0.2
表二
试验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50

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