2018年電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系

1、電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系目標(biāo)認(rèn)知：學(xué)習(xí)目標(biāo)：編稿：辛靈 審稿：郭金娟 責(zé) 編：李井軍會用電壓表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和電流，會用滑動變阻器改變部分電路兩端 的電壓，掌握電流與電壓、電阻的關(guān)系。 cUhHwSzF學(xué)習(xí)重點(diǎn)：探究電流與電壓和電阻的關(guān)系。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：會用控制變量法研究物理規(guī)律，會用滑動變阻器改變電路兩端的電壓。區(qū)別兩次 實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器的作用的不同。知識點(diǎn)梳理： 創(chuàng)設(shè)情境：從前幾節(jié)的實(shí)驗(yàn)中，我們可以看到這樣的現(xiàn)象：同一只燈泡兩端的電 壓越高、燈泡越亮，說明電路中的電流與電壓有關(guān)。相同的電路，連入阻值不同的導(dǎo) 體，導(dǎo)體的電阻越大，通過導(dǎo)體的電流越小，說

2、明電路中的電流與導(dǎo)體的電阻有關(guān)。 cUhHwSzF知識點(diǎn)一：電流跟電壓的關(guān)系：1提出問題：電流與電壓有什么關(guān)系。2 猜想與假設(shè)：電流與電壓成正比。3設(shè)計實(shí)驗(yàn)：因電流與電壓、電阻均有關(guān)系，我們要研究電流與電壓的關(guān)系， 應(yīng)該采用控制變量法。即保持電阻不變，改變電阻兩端的電壓，研究電流與電壓的關(guān)系。 器材：電流 表、電壓表、定值電阻 （1 個）滑動變阻器、電源開關(guān)、導(dǎo)線 cUhHwSzF電路圖：4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：按圖連好電路保持電阻不變，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)分別為1V、2V、3V，并讀出電流表相應(yīng)的數(shù)值、填表。R=10 Q次數(shù) 1 2電壓 U/V 1 2電流 I/A 0.1 0.23 3 0.3

3、5分析數(shù)據(jù)得結(jié)論： 在電阻不變時，通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比。 6評估：本實(shí)驗(yàn)只憑一組數(shù)據(jù)，就得出電流與電壓成正比的結(jié)論，缺乏普遍 性，應(yīng)換用不同阻值的電阻，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作。 cUhHwSzF注意：本實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器的作用有兩點(diǎn)：保護(hù)電路；改變定值電阻兩端的 電壓。 實(shí)驗(yàn)中電壓的改變可采用多種方法：改變電池的節(jié)數(shù)；調(diào)節(jié)學(xué)生電源的調(diào)壓 旋鈕；移動滑動變阻器的滑片。 cUhHwSzF例題：某小組在探究電流與電壓關(guān)系時，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：R=10 Q 電壓 U/V2V4V6V電流 I/A 0.2 0.4 0.6(1) 分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：在 時，跟成比。(填“正”或“反”比 )(2) 在坐

4、標(biāo)紙上畫出 U-I 關(guān)系圖。 cUhHwSzF(3) 在本實(shí)驗(yàn)中，滑動變阻器的作用除了保護(hù)電路外，主要是。_ 答案： (1 )電阻一定、導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體兩端的電壓、正 cUhHwSzF(2)(3)改變定值電阻兩端的電壓。解析： (1)注意在回答結(jié)論時一定要說上前提條件即電阻不變。由表格可知電流改 變的倍數(shù)與電壓改變的倍數(shù)相等。即正比例關(guān)系。在結(jié)論中一定要說電流與電壓成正 比，而不能說反。這是因?yàn)橛须妷翰庞须娏鳎妷菏且?，電流是果，因此結(jié)論一定要 說電阻一定時，電流和電壓成正比。 (2)做圖時，在坐標(biāo)上描出對應(yīng)的點(diǎn)連線即可以。 因?yàn)殡妷喝魹?0，電流也為 0 ，所以該圖象過原點(diǎn)。 cUhHwS

5、zF知識點(diǎn)二：電流與電阻的關(guān)系1提出問題：電流和電阻之間有什么樣的關(guān)系？2 猜想與假設(shè)：電流與電阻成反比。3設(shè)計實(shí)驗(yàn)：仍使用控制變量法，即保持定值電阻兩端的電壓不變，研究電壓 不變時，電流與電阻的關(guān)系。電路圖： cUhHwSzF4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：按圖接好電路。分別將5Q、10 Q、15 Q的定值電阻連入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)保持 3V 不變，分別記下電流表的示數(shù)， 填入表格。 U=3V cUhHwSzF次數(shù) 1 2電阻 R/ Q 5 Q 10 Q電流 I/A 0.6 0.33 15 Q 0.25分析數(shù)據(jù)得結(jié)論：電壓一定時，電流與電阻成反比注意：在本次實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器的作用：保護(hù)電路 調(diào)節(jié)

6、定值電阻兩端的電壓，使定值電阻兩端的電壓保 持不變。 cUhHwSzF例題在研究“電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)將5 Q的電阻換為10 Q的電阻后，他接著記下電流表的示數(shù)，發(fā)現(xiàn)電流由5 Q時的0.3A，變?yōu)?0 Q時的0.5A ,于是他得出電流與電阻不成反比的結(jié)論，他這樣操作得出的結(jié)論是 的_ 。（填“正確”、“錯誤”_） _因_為。_cUhHwSzF解析：我們在研究電流與電阻的關(guān)系時，改變電阻后，新?lián)Q入的電阻兩端電壓會 改變，必須調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電阻兩端電壓保持不變，才能記錄電流值，得出正確 結(jié)論。 答案：錯誤，他改變電阻后沒有保持電阻兩端的電壓不變。 cUhHwSzF規(guī)律和方法指導(dǎo)：1

7、 若一個物理量與多個因素有關(guān)，我們要研究該量與其中一個因素的關(guān)系時， 要保持其他的因素不變，只改變這一因素。這種方法叫做控制變量法。利用這種方法 獲得結(jié)論時，一定要注明結(jié)論成立的前提條件。 cUhHwSzF例如：影響電流的因素有電壓和電阻，若要研究電流和電壓的關(guān)系時，要保持電 阻不變，只改變電壓。在得出結(jié)論時要指出：在電阻一定的條件下，電流與電壓成正 比。 cUhHwSzF2在本節(jié)中探究的電流、電壓、電阻關(guān)系都是指同一段電路而言。注意I 與 R、U 的同一性。典型例題 基礎(chǔ)型1、如下圖所示是某同學(xué)為探究“電流跟電壓、電阻關(guān)系”而設(shè)計的實(shí)驗(yàn)電 路圖，其中正確的是 ( )解析：設(shè)計與連接電路時，要

8、注意電流表要串聯(lián)在被測電路中，電壓表要并 聯(lián)在被測電路兩端，而 A 、B 選項(xiàng)恰恰相反； C 選項(xiàng)電流表連接正確，電壓表測的是 電源電壓，不變，所以是錯的。 D 選項(xiàng)是對的，電流表測電阻中的電流，電壓表測電 阻兩端電壓。答案： DcUhHwSzF升華：電流表、電壓表的正確接法是關(guān)鍵。 舉一反三： 某同學(xué)在做“研究電流跟電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時，得到了兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 如下表所示，請將表格中的空格補(bǔ)充完整，并回答問題 cUhHwSzF(1) 由表一中的數(shù)據(jù)可得到如下結(jié)論 (由2)表二中的數(shù)據(jù)可得到女口下結(jié)論 表一電阻(Q) 5 5cUhHwSzF3電壓 (V) 電流 (A)表二電壓(V) 5 5

9、 5電阻(Q) 10 15電流 (A) 1 0.50.6 1.25 9 解析：實(shí)驗(yàn)表明，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓導(dǎo)體的電阻有關(guān)、當(dāng)導(dǎo)體的 電阻不變時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓不變時，通 過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。 cUhHwSzF答案：表一 6 1.8 表二 5( 1 )電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比(2) 導(dǎo)體兩端的電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。2、為了探究電阻上的電流跟電壓的關(guān)系，小亮設(shè)計了如圖所示電路圖 (甲) 請根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將乙圖中的元件連成電路 在探究電流與電壓 的關(guān)系時，應(yīng)保持 不_變，調(diào)節(jié)滑動

10、變阻器滑片的位置，改變 、記下對應(yīng)的電流值 如果仍利用圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù) 據(jù)如下表所示，對表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可歸納出的結(jié)論是 cU_hHwSzF電阻R/ Q電流 I/A5 1.2110 0.6015 0.39 解析：根據(jù)電路圖連接實(shí)物元件時，注意元件的位置要與電路圖一一對應(yīng)， 注意電流表、電壓表量程的選擇，滑動變阻器接入電路時接線柱不要選錯，探究電流 與電壓的關(guān)系時，應(yīng)控制被探究的導(dǎo)體的電阻不變，通過滑動變阻器改變它兩端的電 壓看通過導(dǎo)體的電流跟它兩端的電壓之間存在什么關(guān)系。 分析表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)， 每次實(shí)驗(yàn)電流與電阻的乘積相同，即電壓一定電流與電阻成反比 c

11、UhHwSzF答案： (1)如下圖所示 (2) 被研究導(dǎo)體的電阻、被研究導(dǎo)體兩端的電壓 (3)導(dǎo)體兩 端的電壓一定時，導(dǎo)體中的電流跟它的電阻成反比 cUhHwSzF升華：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻和它兩端的電壓兩個因素都有關(guān)。因此探 究電流與電壓的關(guān)系時應(yīng)采用“控制變量法”保證電阻不變，只改變導(dǎo)體兩端的電壓 值。 舉一反三 cUhHwSzF某同學(xué)在探究“電流跟電壓的關(guān)系”時，應(yīng)保持 不變，他根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫出了如圖所示圖象，你對這個圖象分析后得出的結(jié)論是 cUhHwSzF解析：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，從圖象中看到是一條過原點(diǎn)直線得到電流與電壓成正比。 cUhHwSz

12、F答案：導(dǎo)體電阻 電阻一定，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比。3、小明同學(xué)用如圖所示的電路研究導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系他先后將5 Q 15 Q和25 Q的定值電阻接入電路A、B兩點(diǎn)間，閉合開關(guān)S，讀出電流表示數(shù)如下表，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出電流I與電阻R并不成反比。電阻 R/Q51525電流 I/A 0.6 0.3 0.2 問：(1)該實(shí)驗(yàn)中選錯了什么器材？請你說出應(yīng)換用的器材(2) 為保證實(shí)驗(yàn)正確進(jìn)行，還需要什么儀器？ cUhHwSzF解析：當(dāng)把不同的定值電阻接入 A、B 之間時，使得 A、B 間的電壓發(fā)生改變。 R為定值電阻，無法調(diào)節(jié)A、B間的電壓，應(yīng)換用滑動變阻器；使 A、B間電壓不

13、變，還需要電壓表來顯示。答案：R選錯了，應(yīng)換用滑動變阻器需要電壓表 cUhHwSzF升華：解答此類故障分析試題時，一定要對自己的探究活動認(rèn)真/、 進(jìn)行分析，找出差異，將其作為解題的突破口。舉一反三 某同學(xué)用右圖所示的電路驗(yàn)證在電壓不變時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比 的關(guān)系。先后用5 Q、10 Q、20 Q的定值電阻接入電路的 A、B兩點(diǎn)間，閉合開關(guān)，讀出 的電流表示數(shù)填入下表由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出電流跟電阻不成反比 (1 )請分析發(fā)生錯誤 的原因 cUhHwSzF仍然使用5 Q、10 Q、20 Q三個定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證在電壓不變時，導(dǎo)體 中的電流跟導(dǎo)體的電阻的關(guān)系，請設(shè)計兩種方法，分別畫出

14、電路圖，簡要寫出實(shí)驗(yàn)步 驟 (可以按需要增添器材 )cUhHwSzF電阻R Q電流I/A解析：5 0.410 0.320 0.2(1) 實(shí)驗(yàn)中沒有保持 AB 間電壓不變方法 1 利用電源電壓不變?nèi)鐖D所示 實(shí)驗(yàn)步驟： 按電路圖組裝電路 依 次把5 Q、10 Q、20 Q電阻接入電路，閉合開關(guān)，讀出電流表示數(shù)、并記錄 cUhHwSzF方法2 調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電阻 R兩端電壓不變，如圖所示實(shí)驗(yàn)步驟：按電路圖組裝電路把 5 Q、10 Q、20 Q電阻依次接入電路A、B兩點(diǎn) 間，閉合開關(guān)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使三次電壓表示數(shù)相同，讀出電流表示數(shù)、并記錄 cUhHwSzF升華：運(yùn)用歐姆定律求值時，首先注意三個

15、物理量的同一性和同時性，其次要注 意統(tǒng)一性。能力提高型4、某同學(xué)在探究“電流跟電壓、電阻的關(guān)系”時，根據(jù)收集的數(shù) 據(jù)畫出了如圖所示圖象，下列結(jié)論與圖象相符的是 ( )A電阻一定時，電流隨著電壓的增大而增大 B 電阻一定時，電壓隨著電流的 增大而增大 C 電壓一定時，電流隨著電阻的增大而減小D 電壓一定時，電阻隨著電流的增大而減小 cUhHwSzF解析：從圖象上可看，該同學(xué)探究的是電流與電阻的關(guān)系，所以選項(xiàng)A、B不正確，又因電阻變化是改變電流變化的因素，電流與電阻成反比，所以選項(xiàng)C與圖象相符。 答案： CcUhHwSzF升華：知道當(dāng)電壓一定時，電流與電阻成反比是解題的關(guān)鍵 舉一反三如圖所示，若通

16、過R1的電流大于通過R2的電流，貝U R1的阻值R2的阻值(填“大于”“小于”或“等于”) cUhHwSzF解析：此題主要考查并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)以及電流與電阻的關(guān)系，電阻R1與R2并聯(lián)，故兩端電壓相等。因通過 R1的電流大于通過R2的電流，所以由電流與電阻關(guān) 系知 R1 的阻值小于 R2 的阻值。 答案：小于 cUhHwSzF5、為了探究電流與電壓、電阻的關(guān)系，小明將實(shí)物連接成如圖 所示(甲)請將正確(1 )請你指出圖甲中連接的錯誤之處： (2)路圖畫在虛線框內(nèi) cUhHwSzF(3) 電路連接正確后，在研究電流與電阻的關(guān)系時，更換阻值不同的定值電阻后，應(yīng)調(diào)節(jié) ，使定值電阻兩端的電壓 。_ c

17、UhHwSzF(4) 如圖乙是實(shí)驗(yàn)中電流表的某次示數(shù)，則電流是 A要使電路中的電流增大，根據(jù)你畫的電路圖，滑動變阻器的滑片應(yīng)向 移_ 動。 cUhHwSzF解析：電流表的電流從“-”接線柱流入，通入電流指針會反向偏轉(zhuǎn)，損壞 電流表。電壓表連在了滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)兩端，測的是串聯(lián)的總電壓，而 不是電阻兩端的電壓；探究電流與電阻的關(guān)系時，要保證電壓不變，觀察電流隨電阻 改變的情況，當(dāng)更換電阻后，電路中總電阻發(fā)生變化，電流隨之改變，加在電阻兩端 的電壓也發(fā)生了變化。所以，應(yīng)當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電阻兩端電壓與上次探究中電 壓相等；要使電路中的電流值增大，變阻器連入電路的電阻應(yīng)當(dāng)減小，滑片向左移動

18、 答案：(1)電流表正、負(fù)接線柱接反了 電壓表不是測量定值電阻兩端電壓 cUhHwSzF(2) 如圖所示(3) 滑動變阻器滑片，保持不變 (4)0.2 左 升華：連接實(shí)物圖時一定要注意三個方面：一是開關(guān)，二是滑動變阻器，三是電 流表、電壓表的連接正負(fù)接線柱量程的選擇舉一反三cUhHwSzF某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行探究“電流跟電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)(1 )請你在方框內(nèi)畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖(2)由于電路中電流的大小受多種因素的影響，所以我們在探究某一因素變化對電流的影響時，必須保持其他因素不變，即采用了 法_ 。如圖是某實(shí)驗(yàn)小組在探究過程中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的圖象，其中表示電壓不變 時，電流隨電阻變化的圖象

19、是 圖。表示電阻不變時，電流隨電壓變化的圖象是圖(填“甲”或“乙”)cUhHwSzF(3) 在探究過程中，使用滑動變阻器的目的是 和 (4)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是 c_U_hH_w_S_z_F _解析： 探究電流跟電壓、電阻關(guān)系是采用控制變量法 探究電流與電壓關(guān)系時，控制電阻不變，探究電流與電阻關(guān)系時，控制電壓不變 甲圖是描述電流隨電阻的變化規(guī)律圖線，是控制電壓不變的條件下繪制的；乙圖是 電流隨電壓變化的圖線，是在電阻一定的條件下繪制的。 本實(shí)驗(yàn)使用滑動變阻器 的目的是，一是改變電阻兩端電壓，二是保持電阻兩端電壓不變 保持電阻不變 時，電流與電壓成正比，保持電壓不變時，電流與電阻成反比。 cUhHwSz

20、F6某同學(xué)按 (a)(b) 所示的電路圖連接電路，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)在這兩個電路中， 電阻R1和R2為不同的定值電阻，實(shí)驗(yàn)時，通過改變滑動變阻器R的滑動片P的位置，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表一、二所示 cUhHwSzF表一實(shí)驗(yàn)序號 1 2A1 表示數(shù)(A) 0.2 0.2A2 表示數(shù)(A) 0.5 0.6V1 表示數(shù) (V) 6 6V2 表示數(shù) (V) 6 6 6V2 表示數(shù) (V) 6 63 0.2 0.8 6表二序號 4 5A1 表示數(shù)(A) 0.2 0.3A2 表示數(shù)(A) 0.2 0.3V1 表示數(shù) (V) 2 36 0.4 0.4 4 6(1) 對上述電路和兩個表格分析比較，可得出表一中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是該同學(xué)根據(jù)圖中 圖(選填a或b)所示的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測得的cUhHwSzF(2) 分析選( 填表一或表二 )中電表與電表的_示數(shù)關(guān)系 (填電表符號)可歸納出的結(jié)論是：當(dāng)電阻 變時(選填R1、R