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第十七章 歐姆定律
第1節 電流與電壓和電阻的關系
要點一、電流與電壓的關系
探究電流與電壓的關系
【實驗目的】
探究電阻一定時,電流與電壓的關系.
【實驗器材】
定值電阻、滑動變阻器、電流表、電壓表、電源、開關、導線若干。
【實驗設計】
【實驗過程及分析】
實驗過程:（1）閉合開關前,檢查電路中各電學元件的連接是否正確,滑動變阻器的滑片是否移至最大阻值處。
(２)電路連接無誤后閉合開關,調節滑動變阻器的滑片,使定值電阻兩端的電壓成整數倍地變化,如０．５V 、１V 、１．５V 、２V 等,讀出電流表和電壓表的示數,并填入記錄表中,如下表所示。
(３)整理器材.
實驗分析：用圖象法處理實驗數據,橫軸和縱軸分別表示電壓和電流,如圖所示。
【實驗結論】
在電阻一定的情況下,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。
【注意事項】
（1）為了保護電路,避免電路元件被燒壞,閉合開關前應將滑動變阻器的滑片調到連入電路最大阻值處。
（2）為了便于尋找通過定值電阻的電流與定值電阻兩端電壓的關系,要使定值電阻兩端的電壓成整數倍變化.在調節過程中不要忘了觀察電流表示數的變化,以免燒壞電流表.
（3）為了使實驗結論具有普遍性,要多測幾組數據.
要點二 　 電流與電阻的關系
探究電流與電阻的關系
【實驗目的】
探究電壓一定時,電流與電阻的關系。
【實驗器材】
若干不同阻值的定值電阻、滑動變阻器、電流表、電壓表、電源、開關、導線若干。
【實驗設計】
【實驗過程及分析】
實驗過程:（1）閉合開關前,檢查電路中各個電學元件的連接是否正確,滑動變阻器的滑片是否移至最大阻值處。
（2）電路連接無誤后閉合開關,調節滑動變阻器的滑片,控制電壓表的示數一定,讀出電流表的示數,并記入表格中；斷開開關,更換不同阻值的電阻,重復上述操作。
（3）整理器材.
實驗分析：用圖象法處理實驗數據,橫軸和縱軸分別表示電阻和電流,如圖所示.
【實驗結論】
在電壓一定的情況下,通過導體的電流與導體的電阻成反比.
要點詮釋:
1. 連接電路時,閉合開關前,要把滑動變阻器的阻值調到最大，如果調反,閉合開關后有可能會燒壞電流表或電壓表。
2. 研究電流與電阻的關系時,更換電阻后如何調節滑動變阻器的滑片是難點,可以用口訣“換大調大、換小調小”來解決.即更換大一點的電阻時,應將滑動變阻器的電阻調大；更換小電阻時,應將滑動變阻器的電阻調小。
3.4.2探究電流與電壓、電阻的關系，理解歐姆定律。
3.4.3會使用電流表和電壓表。。
【例題1】在探究電阻一定時電流與電壓關系的實驗中，小明得到的實驗數據如下表所示。
數據號 1 2 3 4 5 6
電壓U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
電流I/A 0.08 0.15 0.23 0.40 0.38 0.45
（1）為分析電流與電壓的定量關系，請你在圖的方格中建立有關坐標軸并制定其標度，把表中的數據在坐標系中描點。
（2）小英說，從圖中可以看出，這些數據中有一組是明顯錯誤的，跟其他數據的規律完全不同，可能是讀取這組數據時粗心所引起的，分析時需要把它剔除掉。這是哪組數據？
【分析】（1）根據表格數據描點；（2）分析各點的特點，找出規律不同的點。。
【解答】
解：（1）根據表格中數據描點，如圖所示：
（2）由圖象知，第4組數據與其它數據的規律完全不同，所以這組數據可能有誤，可能是由于讀取這組數據時粗心或讀數錯誤造成的，應將改組數據刪除后，利用其它數據進行分析。
故答案為：（1）如圖所示；（2）第四組數據。
【例題2】在電阻一定時探究電流與電壓關系的實驗中，小凱把定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關和電源連接成了如圖所示的電路，正準備閉合開關時，旁邊的小蘭急忙攔住他，說接線錯了。經檢查，小蘭發現只要改接一根導線就可以，請把接錯的那一根導線找出來，打上“×”，再畫線把它改到正確的位置上，并在虛線框內畫出相應的正確電路圖。
【分析】
電流表應串聯接入電路中，電壓表并聯在定值電阻兩端。在畫電路圖時要與實物圖相對應。
【解答】
解：（1）由圖可知，此時的電流表與電阻并聯在了電路中，所以電流表的連接是錯誤的；電壓表應并聯到定值電阻的兩端；實物圖和電路圖為：
【例題3】在“探究通過導體的電流與導體兩端的電壓的關系”實驗中，某小組選用規格為“20Ω 1A”的滑動變阻器等器材進行實驗：
（1）請根據圖甲，用筆畫線代替導線，將圖乙中的實物電路連接完整；
（2）閉合開關前將滑動變阻器的滑片移到 （選填“最左”或“最右”）端；
（3）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，若電流表的示數如圖丙所示，其讀數為 A；
（4）小明認為將定值電阻換成小燈泡也能得出電流與導體兩端電壓的規律，小紅覺得他的說法是錯誤的，原因是 。
【分析】（1）根據圖甲滑動變阻器阻值變化確定圖乙滑動變阻器選用的下端接線柱；
（2）為了保護電路，連接電路時開關應該斷開，應將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處；
（3）根據電流表選用量程確定分度值讀數；
（4）燈絲電阻隨溫度變化而變化。
【解答】解：
由圖甲可知，當滑動變阻器滑片向右移動時阻值變大；故圖乙中滑動變阻器應選左下接線柱與定值電阻串聯，如下圖所示：
（2）為了保護電路，連接電路時開關應該斷開；閉合開關前將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，即最右端；
（3）由圖丙知，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數為0.32A；
（4）在“探究通過導體的電流與導體兩端的電壓的關系”實驗中，需控制電阻的阻值不變，而燈絲電阻隨溫度變化而變化，不是一定值，故將定值電阻換成小燈泡也能得出電流與導體兩端電壓規律的說法是錯誤的。
故答案為：（1）見解答圖；（2）右；（3）0.32；（4）燈絲電阻隨溫度變化而變化。
1. 某同學在探究“電流跟電壓、電阻的關系”時，根據收集到的數據畫出了如圖所示的一個圖象。下列結論與圖象相符的是（　　）
A．電壓一定時，電流隨著電阻的增大而減小
B．電阻一定時，電壓隨著電流的增大而增大
C．電阻一定時，電流隨著電壓的增大而增大
D．電壓一定時，電阻隨著電流的增大而減小
2. 小明在研究通過導體的電流與其兩端電壓關系時，根據測量數據繪制出如圖所示的I一U圖象。下列判斷錯誤的是（　　）
A．通過R1的電流與它兩端所加電壓成正比
B．通過R2的電流與它兩端所加電壓不成正比
C．將它們串聯接到同一電路中時，通過R1的電流較小
D．將它們并聯連接到兩端電壓為2.5V的電路中，通過干路的電流是0.7A
3. 在“探究電流與電阻的關系”實驗中，實驗電路如圖所示。
（1）電路連接完成并檢查無誤后，應先將滑動變阻器的滑片P移到 （選填“A”或“B”）端，再閉合開關。
（2）閉合開關后，調節滑動變阻器的滑片P，使電壓表的示數為2V，記下此時的電流表示數。斷開開關，用10Ω的定值電阻替換原來5Ω的定值電阻接入電路中，閉合開關，接下來應進行的操作是 ，并記下此時的電流表示數。
4. 如圖甲是“探究電流與電壓關系”的實驗裝置，電源電壓為3V。
（1）閉合開關S前，滑動變阻器的滑片P應處于最 端。
（2）實驗中閉合開關S，移動滑動變阻器的滑片P，將測得的數據繪制成I-U關系圖象，如圖乙所示，分析圖象可以得出結論：當電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成 ；滑動變阻器的最大阻值至少需要 Ω。
（3）用圖甲實驗裝置可以測量該電阻的阻值，由圖象信息可知該定值電阻的阻值為 Ω。
5. 利用如圖甲所示的電路探究電流和電阻的關系，電源電壓保持3V不變，分別將5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻R連入電路，按實驗要求測得通過各定值電阻的電流描繪出如圖乙所示的圖象，則下列判斷正確的是（　　）
A．實驗中電壓表的示數保持1V不變
B．當R的電阻為10Ω時，通過R的電流為0.2A
C．滑動變阻器連入電路的阻值范圍為0～25Ω
D．將R從5Ω換成10Ω后，應將滑片向右移
1. 用圖甲所示的電路探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系。器材有：干電池3節（每節電壓略小于1.5V），滑動變阻器3個（銘牌上分別標有“5Ω 3A”“20Ω 2A”“50Ω 1.5A”字樣），電流表、電壓表、開關各一個，阻值為5Ω、10Ω、20Ω的電阻各一個，導線若干。
（1）閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片P移至 （選填“A”或“B”）端。
（2）閉合開關后，電流表和電壓表示數為0，移動滑片P，兩表指針不偏轉。將與電壓表“-”接線柱相連的導線從D端拆下，試觸C點，電壓表指針不偏轉，試觸B點，電壓表指針偏轉，若電路中只有一處故障，則可能是 。
（3）排除故障后，重新開始實驗，探究電流與電壓的關系。閉合開關，電壓表示數為0.7V，電流表示數為0.07A。移動滑片P，逐步增大R兩端電壓，記錄電壓表的示數U和對應的電流表的示數I。以電流I為縱坐標、電壓U為橫坐標，采用描點的方式，畫出I-U圖像，如圖乙所示。依據圖像，得到的結論是 ，實驗中選用的滑動變阻器的銘牌上標有 字樣，電源電壓為 V。
（4）在探究電流與電阻的關系時，為了能使用上一次的某一組實驗數據，斷開開關，將R換成5Ω，閉合開關，移動滑片P，電流表示數如圖丙所示為 A；斷開開關，換接未使用過的一個電阻，正確操作后，電流表示數應為 A。
2. 手機內的磁傳感器軟件，可以檢測周圍磁場強弱，并能顯示相應的數值。圖甲手機上顯示的數值“50”為實驗前的周圍磁場強度。研究發現，將手機固定在導線附近，增大通過電阻的電流I，表示磁場強度的數值B隨之增大，且數值增加值ΔB與通過電阻的電流大小I成正比。小明利用該手機研究電流與電壓的關系，步驟如下：
①手機屏幕設置為常亮，打開磁傳感器軟件，將手機放在實驗臺上保持不動。
②斷開開關，將學生電源、定值電阻R按圖甲接入電路，記錄周圍環境的磁場數值B0。
③將電源電壓調至1.5V，閉合開關，記錄此時的磁感應強度B1，求出磁傳感器讀數增加值ΔB1=B1-B0。
④__ __，求出磁傳感器讀數增加值ΔB2、ΔB3。
⑤分析ΔB、U、I三者關系，進而得出電流I與電壓U成正比。
實驗數據記錄表如下：
序號 電壓U/V B0 Bn ΔBn=Bn-B0
1 1.5 50 56 6
2 3 50 62 12
3 4.5 50 68 18
回答以下問題：
（1）實驗中使用如圖乙所示的學生電源，使用該電源的優點有 。（寫出一點）
（2）根據實驗數據記錄表信息，推測步驟④的具體操作為 。
（3）實驗中得出電流I與U成正比，寫出簡要的推導過程： 。
參考答案：
熱身訓練：
1.A；
2.C；
3. （1）B；（2）調節滑動變阻器的滑片，使電壓表示數仍然為2V；
4. （1）左；（2）正比；20；（3）10；
5. D。
拓展閱讀：
1. （1）B；（2）導線BC斷路；（3）當電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；“50Ω 1.5A”；4.2；（4）0.4；0.1；
2. （1）可以直接讀出電壓值（或可以多次改變實驗電壓）；（2）將電源電壓分別調節至3V、4.5V，記錄對應的磁感應強度B2、B3；（3）已知磁傳感器的讀數增加值ΔB與通過電阻的電流大小I成正比，由實驗數據可得ΔB又與電壓U成正比，所以I與U成正比。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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