题目内容
3.利用下列器材研究电流跟电压、电阻之间的关系.(1)按电路图(图1)用笔线连接电路图2.
(2)在研究电流跟电压的关系时,应保持电阻不变,移动变阻器的滑片,改变电阻R两端的电压,测出相应的电流.在研究电流跟电阻的关系时,应保持电压不变,改变电阻,测出相应的电流.
(3)下面的表格是“研究电流跟电压、电阻关系”的实验数据记录:
表1 电阻R=15Ω
| 电压U(V) | 1.5 | 3 | 4.5 |
| 电流I(A) | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
| 电阻R(Ω) | 5 | 10 | 20 |
| 电流I(A) | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
分析 (1)根据电路图用电流流向法连接电路图;
(2)研究电流跟电压、电阻之间的关系时应采用控制变量法;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;
(3)根据对欧姆定律的掌握分析答题.
解答 解:(1)电流从电源的正极出发,以次把开关、滑动变阻器、电流表、电阻串联到电源的负极,电压表并联到电阻两端,如图:![]()
(2)根据控制变量法可知:研究电流跟电压关系时,控制电阻不变,移动变阻器的滑片,改变电阻R两端的电压,测出相应的电流;研究电流跟电阻关系时要保持电压不变,改变电阻,测出相应的电流.
(3)分析分析表1数据可知:表一中的电阻R=15Ω不变,随着电阻两端的电压增大,通过电阻的电流也增大,并且成倍数的增大,即在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
分析分析表2数据可知:表二中的电压U=2V不变,当电阻增大时,通过电阻的电流减小,并且成倍数的减小,即在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
综合以上得出欧姆定律,其内容是:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.其表达式为I=$\frac{U}{R}$.
故答案为:(1)如上图;(2)电阻;电压;电流;电压;电阻;电流;
(3)电阻一定时,通过导体电流与导体两端电压成正比;电压一定时,通过导体电流与导体电阻成反比.欧姆;导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比;I=$\frac{U}{R}$.
点评 本题考查了根据电路图连接实物图的方法,侧重考查了控制变量法,这是实验中常用的方法,也是常考的方法.
练习册系列答案
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14.探究“电流与电阻的关系”.器材有:滑动变阻器、开关、电源(电压恒为6V)各一个,电流表、电压表各一块,三个定值电阻(10Ω,15Ω,20Ω),导线若干.
(1)图甲是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.

(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑片应置于A(选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关后,移动滑片,使与电阻(20Ω)并联的电压表示数为4V,读出电流表示数,再分别改接15Ω、10Ω的电阻,重复上述实验,收集的实验数据如表1所示.老师告诉小明有一组数据误差较大,便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据.当他把5Ω的电阻接入电路时,若要使电压表示数仍为4V,则实验不能继续进行,其原因是电路中的电流超过了电流表所选的量程.改变连接后,当电压表示数仍为4V时,电流表示数为0.8A(如图乙所示).
综合分析数据可得:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比.
表1
表2
【拓展】小明又利用上述实验器材探究“电流与电压的关系”,将滑片从一端移到另一端的过程中,将收集的实验数据填入了表2中.
(1)分析表2中数据可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比.
(2)分析可知,小明使用的变阻器的最大阻值为20Ω.
(1)图甲是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑片应置于A(选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关后,移动滑片,使与电阻(20Ω)并联的电压表示数为4V,读出电流表示数,再分别改接15Ω、10Ω的电阻,重复上述实验,收集的实验数据如表1所示.老师告诉小明有一组数据误差较大,便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据.当他把5Ω的电阻接入电路时,若要使电压表示数仍为4V,则实验不能继续进行,其原因是电路中的电流超过了电流表所选的量程.改变连接后,当电压表示数仍为4V时,电流表示数为0.8A(如图乙所示).
综合分析数据可得:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比.
表1
| 电压U/V | 4 | ||
| 电阻R/Ω | 20 | 15 | 10 |
| 电流I/A | 0.20 | 0.28 | 0.40 |
| 电阻R/Ω | 10 | ||||
| 电压U/V | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 电流I/A | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
(1)分析表2中数据可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比.
(2)分析可知,小明使用的变阻器的最大阻值为20Ω.
11.小红和小明在学习欧姆定律的过程中分别进行下列探究活动:

(1)小明选了以下器材:小灯泡L的电阻是(5~10Ω)、电源(4V)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器(1A,20Ω)、开关一个、导线若干.小红选了以下器材:小灯泡L的电阻是(5~10Ω)、电流表(0~3A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器(1A,100Ω)、开关一个、导线若干.算一算要使测量更精确还不会损坏电表谁选择的器材更合理:小明.
(2)接着他们开始做测定小灯泡的电阻实验请你以笔画线代替导线在图1中完成电路图的连接.
(3)若根据记录的数据计算出小灯泡在不同亮度时的电阻值发现的规律是灯泡越暗,电阻越小.
(4)小明用定值电阻代替了实验中的小灯泡然后通过改变滑动变阻器的阻值由电流表、电压表读出相应的数值见下表:
(a)请你根据表格内提供的数据完成图2中的U-I图象.
(b)由表格内容及作出的图象分析可得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比;(c)测出定值电阻的阻值为11.25Ω.
(1)小明选了以下器材:小灯泡L的电阻是(5~10Ω)、电源(4V)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器(1A,20Ω)、开关一个、导线若干.小红选了以下器材:小灯泡L的电阻是(5~10Ω)、电流表(0~3A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器(1A,100Ω)、开关一个、导线若干.算一算要使测量更精确还不会损坏电表谁选择的器材更合理:小明.
(2)接着他们开始做测定小灯泡的电阻实验请你以笔画线代替导线在图1中完成电路图的连接.
(3)若根据记录的数据计算出小灯泡在不同亮度时的电阻值发现的规律是灯泡越暗,电阻越小.
(4)小明用定值电阻代替了实验中的小灯泡然后通过改变滑动变阻器的阻值由电流表、电压表读出相应的数值见下表:
| 电流I/A | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 |
| 电压U/V | 4.5 | 9.0 | 13.5 | 18.0 |
(b)由表格内容及作出的图象分析可得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比;(c)测出定值电阻的阻值为11.25Ω.
12.
在探究“电流跟电压、电阻关系”的过程中,某同学按图所示的电路图连接实物后,该同学做如下步骤:
(1)步骤1:研究电流与电压的关系时,闭合开关S后,调节变阻器使R两端的电压成倍数变化,分别读出并记录对应于不同电压下的电流表示数.
步骤2:研究电流与电阻的关系时,换用不同的定值电阻,调节变阻器使电压表示数不变,分别读出并记录对应于不同阻值的电流表的示数.
(2)记录的实验数据如下表
表甲:
表乙
由表甲可归纳得出的结论:电阻不变,导体中的电流跟它两端的电压成正比
由表乙可归纳得出的结论:电压不变,导体中的电流跟电阻成反比.
(1)步骤1:研究电流与电压的关系时,闭合开关S后,调节变阻器使R两端的电压成倍数变化,分别读出并记录对应于不同电压下的电流表示数.
步骤2:研究电流与电阻的关系时,换用不同的定值电阻,调节变阻器使电压表示数不变,分别读出并记录对应于不同阻值的电流表的示数.
(2)记录的实验数据如下表
表甲:
| 实验 次数 | 电流 (安) | 电压 (伏) |
| 1 | 0.25 | 1 |
| 2 | 0.50 | 2 |
| 3 | 0.75 | 3 |
| 实验 次数 | 电流 (安) | 电阻 (欧) |
| 4 | 2 | 1 |
| 5 | 1 | 2 |
| 6 | 0.5 | 4 |
由表乙可归纳得出的结论:电压不变,导体中的电流跟电阻成反比.
13.
课外综合实践活动中,小华等同学将两只“3.8V 0.3A”的小灯泡连接成串联电路.实验时不慎把甲灯泡的玻璃外壳打碎了,让小华惊奇的是,原来发光较弱的甲灯泡不发光了,而乙灯泡不仅没熄灭,反而更亮了.仔细观察电路后,还发现这时电压表的示数为1.6V(电压表测甲灯泡两端的电压),电源电压为4V.小华对此产生了疑问:玻璃外壳打碎后,
甲灯仍有电流通过为什么不发光呢?小组的同学提出了以下两种猜想:
猜想1:甲灯中的电流可能小于外壳打碎前的电流.
猜想2:甲灯的实际功率可能小于可以发光的功率.
请回答问题:
(1)根据所学知识,他们经过讨论,断定猜想1是错误(选填“正确”或“错误”)的.他们判断的依据是观察到乙灯更亮了,根据串联电路中电流相等 的特点;所以甲灯中的电流大于外壳打碎前的电流.
(2)为了验证猜想2,由于手头没有电流表,小华通过查阅有关资料获得“3.8V 0.3A”小灯泡的电流随电压变化的数据,以及不同电压下的发光情况(如表所示),并描出了该灯泡电流随电压的变化图象.
由试题中信息和前面的讨论,可以判断猜想2是错误 (选填“正确”或“错误”)的.写出分析(计算)推理的过程.甲灯泡外壳打破后,乙灯泡仍然是完好的灯泡,符合表格中的U-I关系,此时由甲灯泡两端电压为1.6V,则乙灯泡电压为2.4V,由表格数据可知,此时电路中的电流约为0.25A,则此时P甲=U甲I甲=0.4W,而对于正常的小灯泡,最小的发亮功率Pmin=UI=1.5V×0.2A=0.3W,P甲>Pmin,因此猜想2错误错误..
(3)甲灯泡的玻璃外壳打碎后,引起灯泡从发光较弱到不发光的因素究竟是什么?
同组的小兰同学联想到,刚从炼钢炉里倒出来的钢水,温度很高发出耀眼的白炽光,一段时间后,温度降低钢水凝固发出红光直至不发光.提出新的猜想:甲灯灯丝玻璃外壳打碎了后,灯丝可能因温度低 而不发光.
为了验证猜想,小华等同学在前面实验的基础上,适当调高稳压电源的电压后,观察到甲灯泡灯丝发出微弱的红光,但在短时间内灯丝就烧断了.至此,你认为小灯泡的玻璃外壳有什么作用减少散热,使灯丝温度可达到白炽发光的程度 (只要写出其中的一点).
甲灯仍有电流通过为什么不发光呢?小组的同学提出了以下两种猜想:
猜想1:甲灯中的电流可能小于外壳打碎前的电流.
猜想2:甲灯的实际功率可能小于可以发光的功率.
请回答问题:
(1)根据所学知识,他们经过讨论,断定猜想1是错误(选填“正确”或“错误”)的.他们判断的依据是观察到乙灯更亮了,根据串联电路中电流相等 的特点;所以甲灯中的电流大于外壳打碎前的电流.
(2)为了验证猜想2,由于手头没有电流表,小华通过查阅有关资料获得“3.8V 0.3A”小灯泡的电流随电压变化的数据,以及不同电压下的发光情况(如表所示),并描出了该灯泡电流随电压的变化图象.
| 电压U/V | 0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 |
| 电流I/A | 0 | 0.12 | 0.16 | 0.20 | 0.22 | 0.25 | 0.27 | 0.29 | 0.31 |
| 灯泡发光情况 | 不发光 | 发光,由暗渐渐变亮 | |||||||
(3)甲灯泡的玻璃外壳打碎后,引起灯泡从发光较弱到不发光的因素究竟是什么?
同组的小兰同学联想到,刚从炼钢炉里倒出来的钢水,温度很高发出耀眼的白炽光,一段时间后,温度降低钢水凝固发出红光直至不发光.提出新的猜想:甲灯灯丝玻璃外壳打碎了后,灯丝可能因温度低 而不发光.
为了验证猜想,小华等同学在前面实验的基础上,适当调高稳压电源的电压后,观察到甲灯泡灯丝发出微弱的红光,但在短时间内灯丝就烧断了.至此,你认为小灯泡的玻璃外壳有什么作用减少散热,使灯丝温度可达到白炽发光的程度 (只要写出其中的一点).