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1、
第1節(jié) 電流與電壓和電阻的關(guān)系
方式 【問題導(dǎo)入】
演示:請學(xué)生觀察一個由電源、小燈泡、開關(guān)和導(dǎo)線組成的最基本的電路,閉合開關(guān),小燈泡發(fā)光。
讓學(xué)生思考:有哪些辦法能使小燈泡變暗?
學(xué)生討論后歸納方法:
(1)可以減小電源電壓;(2)可以在電路中串聯(lián)滑動變阻器;(3)可以在電路中串聯(lián)一個電阻。
演示:教師按學(xué)生的方法演示。
導(dǎo)入語:通過上面的實驗,你認為電路中的電流可能與哪些因素有關(guān),又有怎樣的關(guān)系?接下來讓我們一起來探究這些問題。
增加對比實驗——用學(xué)生電源探究電流與電壓和電阻的關(guān)系
在學(xué)生經(jīng)歷了教材中探究電流與電壓、電阻關(guān)系的實驗后
2、,教師可以及時展示學(xué)生電源,讓學(xué)生用學(xué)生電源(可以改變輸出電壓)和若干定值電阻,探究電流與電壓和電阻的關(guān)系。
[實驗一] (1)在電阻一定,探究電流和電壓的關(guān)系時,將學(xué)生電源、開關(guān)、電流表、定值電阻(10 Ω)串聯(lián),把電源電壓直接加到電阻的兩端,調(diào)節(jié)電源的電壓,使電壓成倍增加,如分別調(diào)到1 V、2 V、3 V,同時讀出相應(yīng)的電流值。
對于該實驗,學(xué)生可以從簡單的實驗數(shù)據(jù)中得到:當電阻不變時,電路兩端的電壓增加幾倍,電路中的電流也增加幾倍。由數(shù)學(xué)知識,學(xué)生很容易得出結(jié)論一:當電阻一定時,電路中的電流與電壓成正比。
[實驗二] (2)在電壓一定,探究電流與電阻的關(guān)系時,電源電壓保持3 V不變
3、,改變接入電路中的電阻,如依次接入5 Ω、10 Ω、15 Ω的電阻。
通過觀察和記錄電流表相應(yīng)的示數(shù),分析實驗數(shù)據(jù)可知:電路的電阻增大為原來的幾倍,電路中的電流減小為原來的幾分之一。由數(shù)學(xué)知識,學(xué)生即可得出結(jié)論二:當電壓一定時,電路中的電流與電阻成反比。
[實驗?zāi)康腯增加該組實驗的目的:
(1)讓學(xué)生對電流與電壓、電阻的關(guān)系有更明確的認識,增強了結(jié)論的普遍性、可信度。
(2)有意培養(yǎng)學(xué)生在外部條件變化時如何靈活、機智地應(yīng)對這種變化的能力。
(3)通過對比實驗,學(xué)生會對滑動變阻器的作用和實驗條件的控制理解得更加深刻。
[注意事項] 實驗過程要注意定值電阻兩端允許加的最大電壓和允許
4、通過的最大電流,不要燒壞定值電阻!
[考點小說] “探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”實驗是歐姆定律的理論基礎(chǔ),是歐姆進行的大量實驗探究的縮影,一直是物理電學(xué)部分實驗探究的重點。對于該考點常常將電路連接、作圖糾錯、電路故障分析、實驗結(jié)論的歸納概括、誤差原因分析等綜合在一起考查。主要以實驗探究題形式出現(xiàn)。
例1 [福州中考] 小明在“探究電流大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中:
(1)連接電路時,開關(guān)應(yīng)________。請用筆畫線代替導(dǎo)線,根據(jù)如圖17-1-1甲所示的電路將圖乙中的實物電路連接完整。
圖17-1-1
(2)閉合開關(guān)前,圖乙中滑動變阻器的滑片P
5、應(yīng)位于________(選填“A”或“B”)端,可以起到________的作用。
(3)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),故障的原因可能是:①____________;②____________。(寫出兩種)
(4)排除故障后,小明通過實驗得到如表一所示的數(shù)據(jù),其中第1次實驗的電流表示數(shù)如圖丙所示,為________A;根據(jù)表一的數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是:______________。
(5)小明繼續(xù)探究電流與電阻的關(guān)系,他將10 Ω的電阻先后更換為5 Ω和15 Ω的電阻進行實驗,得到的數(shù)據(jù)如表二所示。通過分析表二的數(shù)據(jù),可知小明在操作過程中存在的錯誤是:_____________
6、_____________。
表一
實驗序號
1
2
3
電阻R/Ω
10
電壓U/V
1.0
1.5
2.0
電流I/A
0.15
0.20
表二
實驗序號
3
4
5
電阻R/Ω
10
5
15
電壓U/V
2.0
1.5
2.3
電流I/A
0.20
0.30
0.15
圖17-1-2
[答案] (1)斷開 如圖17-1-2所示
(2)B 保護電路
(3)①電阻R開路 ②電流表短路
(4)0.10 在電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比
7、(5)沒有移動滑動變阻器的滑片,使電阻兩端電壓保持不變
例2 [白銀中考] 李明和小亮利用如圖17-1-3甲所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”。已知電源電壓為6 V且保持不變,實驗用到的電阻R的阻值分別為10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω。
圖17-1-3
(1)李明根據(jù)圖甲所示的電路,將圖乙中的實驗器材連接成實驗電路,小亮在檢查時認為,從實驗?zāi)康膩砜矗瑢嶒炿娐分杏幸桓鶎?dǎo)線連接錯了,建議李明改接。
①請在接錯的那根導(dǎo)線上打“×”。
②用筆畫線表示導(dǎo)線,另畫一根導(dǎo)線,使電路連接正確。
③如果不改接這根導(dǎo)線,對實驗的影響是:____________________。(具
8、體說明是什么影響)
(2)李明將電路改接正確后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到某位置,保持電壓表的示數(shù)為2.5 V,電流表的指針位置如圖丙所示,則電流表的讀數(shù)是________A。記錄數(shù)據(jù)后,李明將10 Ω的電阻更換為15 Ω的電阻(換接過程操作正確),此時電壓表示數(shù)為3 V,接下來李明的操作應(yīng)該是:____________________________。
[答案] (1)如圖17-1-4所示 由于電壓表測量的是電源電壓,所以電壓表的示數(shù)不變 (2)0.25 將滑動變阻器的滑片向右移動,使電壓表示數(shù)保持2.5 V不變
圖17-1-4
1. 電流、電壓、電阻三兄弟相聚,少
9、不了一番熱鬧,關(guān)于電流跟電壓和電阻的關(guān)系,下列說法正確的是( ?。?
A.電阻越大,電流越??;電壓越大,電流越大
B.在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流越大,導(dǎo)體的電阻越小
C.在電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流越大,導(dǎo)體兩端的電壓越大
D.在電壓一定的情況下,導(dǎo)體電阻越小,電流就越大
2. 利用如圖甲所示實驗電路探究“通過導(dǎo)體的電流跟電壓的關(guān)系”時:
甲
乙
(1)需要 個定值電阻。
(2)滑動變阻器的作用是 .
(3)利用實驗數(shù)據(jù)作出的I- U關(guān)系圖線,與圖乙中的
10、最接近.
3. 如圖所示是李華使用兩節(jié)新干電池作電源連接的“電流跟電壓、電阻關(guān)系”實驗的電路圖,閉合開關(guān)S,電流表、電壓表可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是( ?。?
A.電流表和電壓表讀數(shù)均為零
B.電流表和電壓表指針迅速發(fā)生最大偏轉(zhuǎn),電表損壞
C.電流表示數(shù)為零,電壓表示數(shù)為3 V
D.電流表示數(shù)為0.4 A,電壓表示數(shù)為3 V
4. 小華用如圖所示的電路探究電流與電阻的關(guān)系.已知電源電壓為6 V,滑動變阻器R2的最大電阻為20 Ω,電阻R1為10 Ω.實驗過程中,將滑動變阻器的滑片移到某一位置時,讀出電阻R1兩端電壓為4 V,并讀出了電流表此時的示數(shù).緊接著小華想更換與電壓表并聯(lián)的電阻再做兩次實
11、驗,可供選擇的電阻有15 Ω、30 Ω、45 Ω和60 Ω各一個,為了保證實驗成功,小華應(yīng)選擇的電阻是
________Ω和________Ω.
5.【科技前沿】教你如何檢驗礦泉水
現(xiàn)在市場上一些不法商販常用純凈水冒充價格較高的礦泉水對外出售,礦泉水中含有人體所需的多種礦物質(zhì),導(dǎo)電能力較強;純凈水是用自來水經(jīng)過多層過濾后得到的飲用水,礦物質(zhì)較少,導(dǎo)電能力較差.小明根據(jù)這兩種水導(dǎo)電能力不同這一特點,設(shè)計了如圖所示的裝置,驗證他家購買的水是不是礦泉水.(P、Q是相同的兩根細長玻璃管.P內(nèi)裝滿已知礦泉水,Q內(nèi)裝滿待測的“礦泉水”).
【拓寬延伸】
根據(jù)小明的這一裝置,請你回答小明是怎樣驗證
12、出是純凈水還是礦泉水的?
第十七章 歐姆定律
17.1電流與電壓和電阻的關(guān)系
1.D
解析:在電壓一定時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比;在電阻一定時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比.注意是電流隨電壓的增大而增大,故C不正確,故選D.
2.(1)1 (2)調(diào)節(jié)定值電阻兩端的電壓 (3)B
3.C
解析:(1)電流表的內(nèi)阻很小,相當于導(dǎo)線,電流表與電阻R并聯(lián)后,將電阻R短路,開關(guān)閉合后,等效電路如圖所示:
(2)電壓表內(nèi)阻很大,相當于開路,因此此時電路中電流很小,電流表示數(shù)為0,不會損壞電流表;電壓表通過電流表、滑動變阻器與電源的兩極相連,此
13、時電壓表測量的是電源兩端的電壓,其示數(shù)等于電源電壓.故選C.
4. 15 30
解析:在探究電流與電阻的實驗中,因為通過導(dǎo)體的電流大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻兩個因素有關(guān),所以實驗中更換電阻后要調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電阻兩端的電壓保持不變?nèi)詾? V,因為電源電壓為6 V,所以滑動變阻器兩端的電壓只能是2 V,即:U1:U2=
4 V:2 V=2:1,因為兩電阻串聯(lián),所以R1:R2=U1:U2=2:1,因為滑動變阻器R2的最大電阻為20 Ω,所以R1應(yīng)小于40 Ω,只能選15 Ω或30 Ω兩個電阻.
【科技前沿】單刀雙擲開關(guān)S從1撥到2時,若Q內(nèi)是純凈水,電阻較大,電路的總電阻變大,電流變小,電壓表示數(shù)變??;若Q內(nèi)是礦泉水,電路的總電阻不變,電流不變,電壓表示數(shù)不變.
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