1、1怎样探究电流与电压、电阻的关系一、 探究电流与电压的关系例 1 小明在探究导体中的电流与导体两端电压的关系时,实验电路如图 1 所示。(1)按照电路图连接好电路,且把滑动变阻器的阻值调到最大,接下来的操作是 _ 。(2)通过实验,小明记 录了电压与电流相对应的有关数据,如下表,该同学 采集多组实验数据的目的是_。(3)请你根据表格中的五组数据在图 2 中的坐标纸上画出 电阻的 I-U 图线。(4 )由画出的图线可知,通过电阻的电流与其两端电压的关系为: _。解析 (1)探究电流与电压的关系时,根据控制变时法,应保持定值电阻 R 的阻值不变,改变电阻两端的电压。所以接下来的操作是,闭 合开关,
2、调节滑动变阻器的滑片,改变 R 两端的电压 U,分别读出并记录对应于不同电压下的电流表示数 I,比较每次电流表示数的变化。(2)对于规律探究性实验,为了便于找到规律,并且使归纳出的结论具有普遍性,应进行多次测量,在多次实验中概括总结。(3)根据 实验收集到的数据,在图 中坐标系上,采用描点连线的方法画出电流随电压变化的图象。 (4)由画出的图线可知,电压增大几倍,电流随之增大几倍,电流随电压变化的图线为正比例图象,可得出的结论是:当导体电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比。答案 (1)闭合开关,调节滑片,改变电阻 R 两端的电压,分别读出 并记录对应于不同电压下的电流表的示数 (2)
3、避免偶然性,便于找出规律 (3)如图 3 所示 电压 U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0电流 I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5SAVRPA B图 1 图 2图 22(4)通过电阻的电流与其两端的电压成正比二、探究电流与电阻的关系例 2 如图 4 所示,在探究电流与电阻关系的实验中,电源电压保持不变,先把5 的电阻接入 M、 N 之间,滑片 P 滑到某一位置,此时电流表的示数为 0.6A;再分别把 10 和 15 的电阻换接在 M、 N 之间,接下来请你完成实验。解析 把 5 的电阻接入 M、 N 之间,定值电阻两端的电压 UR=0.6A5=3V,要读取对应的电流表的示
4、数,必须保持 5、10、15 这 3 只电阻两端的电压均为 3V。电阻由 5 换成 10,电阻增大,电路中电流减小,从公式 UR=IR 无法确定电 压表示数如何变化。此时我们转换思路,分析滑动变阻器两端电压的变化,将 5 电阻更换为10 后,若不改变滑片 P 的位置,电流将减小,滑动变阻器两端电压 U 变 减小,电阻 R两端电压 UR=U U 变 ,电源电压 U 不变, UR将增大,电压表示数会大于 3V,因此要进一步减小电路中电流,滑片 P 向 b 端移动。同理,换接 15 的电阻后,滑片应继续向右调节。答案 向右移动 电压表示数为 3V三、滑动变阻器在实验中的作用例 3 在探究电流跟电压、
5、电阻的关系时,用如图 5 所示的电路,分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行。在“保持电阻不变”这一步,实验具体的要求是( )A.保持 R 的滑片位置不动B.调节 R 的滑片,保持 R 两端的电压不变C.保持 R 的电阻不变,调节 R 的 滑片到不同的适当位置分别换接 10 和 15 的电阻后,滑片 P 的调节方向要读取对应的电流表的示数,必须满足的条件RSAVPa bM N图 4SAVRR图 5图 3图 33D.保持电路中的电流不变解析 探究电流跟电压、电阻的关系实验,滑动变阻器在两步实验中的作用是不同的。 “保持电阻不变” ,这一步中研究对象是定值电阻,为了研究电流跟电压的关系,必须改 变定值 电阻两端的电压,探究同一电阻中电流随导体两端电压的变化规律,调节滑片的目的是改变定值电阻两端的电压。而“保持电压不变” ,则是探究电流与电阻的关系时,当更换定值电阻后,通过调节滑片保持定值电阻两端的电压不变。探究问题不同,需要改变的量和控制的量是不同的。答案 C