資源簡介

第6節(jié) 電流與電壓、電阻的關(guān)系
一、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
1、采用的研究方法是：控制變量法。
即：（1）保持電阻不變，改變電壓研究電流隨電壓的變化關(guān)系；
（2）保持電壓不變，改變電阻研究電流隨電阻的變化關(guān)系。
2、實(shí)驗(yàn)電路：
89916083185
2440305171450I/A
I/A
3、圖像
42183051598295R/Ω
R/Ω
4、結(jié)論：（1）在電阻一定的情況下，導(dǎo)體中的電流與加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
（2）在電壓不變的情況下，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
5、注意點(diǎn)：
（1）開關(guān)斷開連接電路；電表的正確使用；滑片的位置。
（2）控制變量法的運(yùn)用:
a.在研究電流與電壓關(guān)系時，控制了電阻不變；
b.在研究電流與電阻關(guān)系時，控制了電阻兩端電壓不變。
進(jìn)行多次測量，避免實(shí)驗(yàn)的偶然性和特殊性，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具普遍性。
（3）滑動變阻器的兩個作用：
a.保護(hù)電路；
b.調(diào)節(jié)電路電流，改變定值電阻兩端的電壓；
c.保持定值電阻兩端的電壓不變。
五、歐姆定律
1、歐姆定律的內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。
注：電壓是產(chǎn)生電流的原因，是因?yàn)閷?dǎo)體兩端加了電壓，導(dǎo)體中才有電流，不是因?yàn)閷?dǎo)體中通了電流才加了電壓，因果關(guān)系不能顛倒。
2、表達(dá)式：I＝，推導(dǎo)式：U＝IR、R＝。
3、說明：（1）適用條件：純電阻電路；
（2）使用歐姆定律的注意事項(xiàng)：
①同體性：即同一段導(dǎo)體或同一電路上的I、U、R；
②同時性：即同一時間，也就是電路在同一狀態(tài)下的I、U、R；
③統(tǒng)一性 ：即單位要統(tǒng)一，I、U、R的國際單位分別為安、伏和歐姆。
（3）R＝是電阻的計(jì)算式，它表示導(dǎo)體的電阻可由 U/I 計(jì)算出大小，電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與電壓U和電流I等因素?zé)o關(guān)。
例1、在研究通過導(dǎo)體的電流與兩端電壓關(guān)系的活動中，同學(xué)們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
①按圖甲所示電路圖連接好電路；②閉合開關(guān)，改變滑動變阻器滑片P的位置，讀出電壓表和電流表的示數(shù)，并記錄數(shù)據(jù)；③對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并繪制成如圖乙所示的圖像。
實(shí)驗(yàn)時要增大定值電阻兩端的電壓，滑動變阻器滑片P應(yīng)向________（選填“左”或“右”）移動。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)圖像，可以得到的結(jié)論是____________________________________。
【實(shí)驗(yàn)反思】某小組的同學(xué)在處理數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)，電壓與電流的比值恰好等于R的阻值，這是一種巧合嗎？于是同學(xué)們想利用其他小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來進(jìn)一步論證，并提出了以下兩種收集數(shù)據(jù)的方案：
方案一：收集電阻值均為10Ω的幾個小組的數(shù)據(jù)； 方案二：收集電阻值不同的幾個小組的數(shù)據(jù)。
你認(rèn)為方案________更合理，理由是________________________________________________。
例2、小謝利用圖甲所示的電路做“探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓、導(dǎo)體電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。
（1）圖乙是未連接好的電路，請?jiān)趫D上用筆畫線代替導(dǎo)線連接好電路．
（2）探究電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)控制不變的量是________。開關(guān)S閉合后，將滑動阻器的滑片P從B端移至A端，電流表和電壓表示數(shù)變化關(guān)系如圖丙所示．實(shí)驗(yàn)時，電源電壓保持3V不變，當(dāng)滑片P位于A端時，電流表的示數(shù)為________A．
（3）探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)A、B兩點(diǎn)間的電阻R由5Ω更換為10Ω后，為了探究上述問題，他應(yīng)該采取的正確操作是________．
A．保持滑動變阻器的滑片不動 B．將滑動變阻器的滑片適當(dāng)向左移動
C．將滑動變阻器的滑片適當(dāng)向右移動 D．適當(dāng)增加電池的節(jié)數(shù)．
例3、洋洋設(shè)計(jì)了一個自動測高儀，給出了四個電路，如圖所示，R是定值電阻，R?是滑動變阻器。其中能夠?qū)崿F(xiàn)身高越低，電壓表示數(shù)越小的電路是(?? )
A.?????????????????B.?
C.?????????????????D.?
例4、為防止酒駕事故的出現(xiàn)，酒精測試儀被廣泛應(yīng)用。有一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測試儀，其酒精氣體傳感器R1的阻值與酒精氣體濃度的關(guān)系如圖甲所示，在圖乙所示的工作電路中，電源電壓恒為8V，定值電阻R2＝20Ω．求：
（1）當(dāng)被檢測者未飲酒時，電壓表的示數(shù)是多少；
（2）酒后駕駛分兩種：酒精氣體濃度達(dá)到20mg/100ml但不足80mg/100ml，屬于飲酒駕駛；酒精氣體濃度達(dá)到或超過80mg/100ml，屬于醉酒駕駛。目前，飲酒駕駛屬于違法行為，醉酒駕駛屬于犯罪行為。當(dāng)電流表的示數(shù)為0.2A時，通過計(jì)算判斷被檢測者屬于哪一種酒后駕駛；
（3）工作電路能夠把酒精氣體濃度變化轉(zhuǎn)換成電流表或電壓表的示數(shù)變化，日常生活中我們習(xí)慣選擇電表示數(shù)大小變化與酒精氣體濃度大小變化一致的儀器，你認(rèn)為兩個電表中_____________（填“電壓表”或“電流表”）更加符合我們的習(xí)慣。
例5、小光同學(xué)用如圖電路探究“電路中電流跟電阻的關(guān)系”。在此實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)A、B兩點(diǎn)間的電阻由10Ω更換為5Ω后，為了探究上述問題，他應(yīng)該采取的下一步操作是(　　)
A．保持變阻器滑片不動
B．將變阻器滑片適當(dāng)向左移動
C．將變阻器滑片適當(dāng)向右移動
D．增加電池個數(shù)
二、伏安法測電阻
1、定義：用電壓表和電流表分別測出電路中某一導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流就可以根據(jù)歐姆定律算出這個 導(dǎo)體的電阻，這種用電壓表電流表測電阻的方法叫伏安法。
2、原理：R＝；
3、電路圖：
12369801028704、步驟：
（1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物。連接電路是開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器的阻值應(yīng)調(diào)到阻值最大處。
（2）檢查電路無誤后，閉合開關(guān)S，三次改變滑動變阻器的阻值，分別讀出電流表、電壓表的示數(shù)，填入表格，算出三次Rx的值，目的：求平均值，減小誤差。
注：定值電阻適用，小燈泡不適用（小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大），但也要測三次觀察小燈泡的發(fā)光情況。
（3）本實(shí)驗(yàn)中，滑動變阻器的作用：①保護(hù)電路；②調(diào)節(jié)電路電流，改變定值電阻兩端的電壓。
例1、根據(jù)歐姆定律可以得到公式 R＝，下列關(guān)于這個公式說法中，正確的是(　　)
A．同一導(dǎo)體的電阻與加在它兩端的電壓成正比
B．同一導(dǎo)體的電阻與通過它的電流成反比
C．導(dǎo)體兩端電壓為零時，導(dǎo)體的電阻也為零
D．同一導(dǎo)體兩端的電壓增大幾倍，通過它的電流也增大幾倍，電壓和電流的比值不變
例2、小明在做“用伏安法測量某定值電阻R的阻值”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）請你按照圖甲所示的電路圖，以筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙小明未連接好的電路連接完整。
（2）實(shí)驗(yàn)前，為保護(hù)電路，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于_________（選填“A”或“B”）端。
（3）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)電壓表始終無示數(shù)，電流表有示數(shù)，其原因可能是 （填符號）。
A．滑動變阻器斷路B．R斷路C．R短路
（4）排除故障后，當(dāng)電壓表的示數(shù)如圖丙所示時，電流表的示數(shù)如圖丁所示，則通過定值電阻的電流大小為_________A，它的阻值是_________Ω。
（5）通常情況下要進(jìn)行多次測量并取平均值，其目的是為了 。
例3、小明利用實(shí)驗(yàn)室器材分別測量小燈泡燈絲和某未知電阻的阻值．
（1）已知小燈泡額定電壓為2.5V，他測量小燈泡燈絲電阻的實(shí)驗(yàn)步驟如下所示：
①用筆畫線在圖甲中將實(shí)物電路圖連接完整，使滑動變阻器滑片向右移動時燈變亮．
②正確連接電路并閉合開關(guān)后，電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙所示．則此時通過小燈泡的電流為 A，小燈泡的電阻為 Ω．在實(shí)驗(yàn)中，小明通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，得到三組電流、電壓對應(yīng)的測量值（數(shù)據(jù)未列出），并計(jì)算出對應(yīng)的電壓與電流的比值．他發(fā)現(xiàn)同一個小燈泡測算出的對應(yīng)電壓與電流的比值差異較大，請你分析造成這種現(xiàn)象的原因是： ．
（2）小明接下來利用如丙圖所示的電路測量某未知電阻RX的阻值．R1阻值已知，實(shí)驗(yàn)時閉合S、斷開S1時，電壓表的示數(shù)為U1；再閉合S1時電壓表的示數(shù)為U2．電源電壓保持不變．則被測電阻RX= Ω．
參考答案：
1、例1、【實(shí)驗(yàn)步驟】左
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與其兩端的電壓成正比
【實(shí)驗(yàn)反思】二；若只用同一種阻值的電阻，實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)具有特殊性，得出的結(jié)論不具有普遍性
例2、（1）
（2）電阻R；0.6（3）C
例3、C
例4、（1）R1＝60Ω，電壓表：6V
（2）R1＝20Ω，酒精濃度：0.3mg/ml＝30mg/100ml所以為飲酒駕駛
（3）電流表
例5、B
2、例1、D
例2、（1）（2）B（3）C（4）0.3；9（5）減小誤差
例3、（1）①見下圖；②0.4；5；小燈泡燈絲電阻受溫度影響（2）falseR1

展開更多......

收起↑