通過同一(相同)的導體電壓與其兩端的電流成反比;或同一導體兩端的電流與通過該導體的電壓的比值為定值;不同導體,電流和電壓的比值通常不同。
1.該實驗采用的研究方式是:控制變量法。即在實驗過程中,保持內阻不變,改變電流研究電壓隨電流的變化關系;
2.電路在聯接過程中,開關要斷掉,滑動變阻器滑片移至電阻最大處;若在聯通滑片時,發覺電流表和電壓表的示數仍然沒有任何變化,其緣由是在聯接滑動變阻器時沒有依照一上一下的原則聯接;
3.檢測電路時發覺電流表、電流表位置互換了,電壓表幾乎無示數,電流表接近電源電流;水表異常偏轉緣由:①指針反向偏轉,緣由是正負接線柱接反;②正向偏轉幅渡過小,緣由是阻值選擇過大;③正向偏轉幅渡過大超過最大刻度,緣由是阻值選擇過小;
4.滑動變阻器的作用:①保護電路;②改變阻值兩端電流;調節滑動變阻器不能使電流達到指定示數的緣由是滑動變阻器的最大電阻過小;
5.實驗過程中換不同尺寸的阻值進行多次檢測的目的是為了促使出規律更具有普遍性,防止實驗的碰巧性;
6.此實驗不能用燈泡取代內阻進行探究的緣由是由于鎢絲的阻值隨氣溫的下降而減小;若實驗過程中,使用燈泡取代阻值,這么畫出的I-U圖象是一條曲線,而不是直線;
7.考慮到電流表的阻值對電路的影響,每次電壓表的示數比檢測時通過待測內阻的實際電壓偏大;
8.本實驗的推論是“在內阻一定的情況下,導體中的電壓與導體兩端的電流成反比”。
例1如圖所示,在“探究通過導體的電壓與導體兩端的電流的關系”實驗中,某小組選用兩節安鄉電瓶為電源,尺寸為“20Ω1A”的滑動變阻器等器材進行實驗:
(1)請依照圖甲的實物圖將圖乙的電路圖補充完整;
(2)聯接電路時開關應當;閉合開關,發覺電流表無示數,電壓表有示數但沒超出阻值,則形成故障的誘因可能是導體內阻(選填“斷路”或“短路”);
(3)排除故障后,閉合開關,聯通滑動變阻器的滑片,若電壓表的示數如圖丙所示,其讀數為;
(4)改變滑動變阻器滑片的位置,測得多組對應的電流、電流值,如下表所示,由測得數據可知,當內阻一定時,,導體內阻為Ω(結果保留一位小數);
(5)上述步驟中,改變滑動變阻器的位置,測得多組數據目的是;有人覺得這樣操作一直有不足之處,請強調來;
(6)進行實驗時,該小組發覺:調節滑動變阻器未能使電流表示數為0.5V,為了解決這個問題,可采取的方式是(寫出一種即可);
(7)若將定值內阻替換成小燈泡,能夠得出(4)中的推論,(選填“能”或“否”),其緣由是_。
例2在探究電壓與電流關系的實驗中,已有器材:干電瓶、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線和電阻不同的定值內阻若干個。
(1)請你用筆劃線取代導線,將圖中的電路聯接完整;要求滑片往右滑動時電壓電流功率之間的關系公式,變阻器連入電路的內阻變大;
(2)實驗時,閉合開關,將滑片聯通到某位置,記下電流表和電壓表的示數,接出來的操作是(選填序號);
A.斷掉開關,結束實驗,整理好器材
B.將滑片聯通到另外幾個位置,分別記下電流表和電壓表示數
C.換用另一個定值內阻,將滑片聯通到某位置,記下電流表和電壓表的示數
(3)小明記錄的實驗數據如表,剖析可知,通過定值內阻的電壓與其兩端的電流;
(4)有朋友建議小明再用其他尺寸的定值內阻重復以上實驗;請對該建議的科學性進行評估:。
1.在探究內阻一定時電壓與電流關系的實驗中,小華和小明設計的電路如圖甲所示,電源電流3V保持不變。
(1)閉合開關前,滑動變阻器的滑片P應當放在____(選填“a”或“b”)端;
(2)小華朋友按圖甲正確聯接電路,閉合開關S,調節滑片P,得到的實驗數據如表:
剖析數據可知,應將實驗序號____的一組數據剔除,從而得出推論:內阻一定時,;為了才能順利完成上述實驗,所用滑動變阻器的最大電阻不大于_____Ω;
(3)小明朋友聯接的電路如圖乙所示小華朋友發覺接錯了一根導線,請在這根導線上打“×”,并補畫出正確的那根導線。
2.在“探究電壓與電流關系”實驗中,小明所用電路如圖所示:
(1)請用筆劃線取代導線,將實物電路聯接完整。要求:開關閉合前無需聯通滑片;
(2)閉合開關,電壓表有示數,電流表無示數,小明檢測發覺僅導線有故障,則故障為;
A.導線④斷路B.導線③斷路
C.導線②斷路D.導線①斷路
(3)排除故障后,閉合開關,聯通滑片,當電流表示數為1V時,讀出電壓表示數并記錄在上表中;繼續聯通滑片,分別讀出內阻兩端電流為2V和3V時電壓表的示數,并依次記錄在表格中:
(4)剖析表中數據,可得出的推論是;
(5)實驗結束,小明整理器材時發覺定值內阻很熱,他聯想到:處理數據時,第三組數據之間的關系與前兩組數據之間的關系存在差別,他和同組小華就此展開討論,覺得數據差別可能是因為導致的。由此反省實驗過程:實驗時每次讀取數據后要(寫具體操作),再記錄數據,減少此因素對檢測結果的影響。
剖析數據可知電壓電流功率之間的關系公式,應將實驗序號____的一組數據剔除,從而得出推論:內阻一定時,;為了才能順利完成上述實驗,所用滑動變阻器的最大電阻不大于_____Ω;
(3)小明朋友聯接的電路如圖乙所示小華朋友發覺接錯了一根導線,請在這根導線上打“×”,并補畫出正確的那根導線。
3.在研究“電流與電流的關系”時,小明聯接了如圖甲的電路,電源電流U=3V。
(1)閉合開關后,小明發覺電壓表表針如圖乙,出現此類現象的緣由是;
(2)改正錯誤操作后,小明分別將內阻R0為5Ω、10Ω和20Ω的定值內阻接入電路,測得內阻R0的電流U0和電壓I0數據,如表1所示。小明想進一步研究“電阻R0的電壓變化量大小ΔI0與電流變化量大小ΔU0的關系”,按照數據估算出部份電流變化量大小ΔU0和相應的電壓變化量大小ΔI0,如表2所示,則表2中的a為;
(3)小明發覺,滑動變阻器電流變化量大小ΔUR與電壓變化量大小ΔIR的比值,總是等于定值內阻R0的電阻,請結合上表數據和所學熱學知識解釋此規律。
4.探究電壓與電流的關系實驗中,小明設計了如圖所示的電路。
(1)請你幫助她們用筆劃線取代導線將圖乙實物圖聯接完整;
(2)小明首先把5Ω的內阻接入電路,閉合開關后,應將滑動變阻器的滑片緩緩向_____(選填“左”或“右”)端聯通,直至電流表示數恰為1V,電壓表示數如圖所示。此時電壓的大小為A;
(3)小明不斷調節滑動變阻器滑片,多次改變阻值兩端的電流并記錄對應的電壓值如表,由此可以歸納出推論是;
(4)小明接著檢測額定電流為2.5V的小燈泡的額定功率,把5Ω的內阻換成了額定電流為2.5V的小燈泡,調節滑動變阻器的滑片使電流表的示數為,讀出電壓表的示數,按照公式求出額定功率。并且在實際實驗時閉合開關后,發覺電流表表針向左偏轉,這可能是。
5.為了探究電壓與電流的關系,小華聯接了如圖甲的電路。
(1)請用筆劃線取代導線將電路聯接完整,要求滑片往右聯通時,使電壓表的示數變小;
(2)小華連好電路后,經檢測電路聯接無誤。閉合開關,發覺電流表和電壓表示數均為零,聯通滑片,水表的表針也都不偏轉,她嘗試用一根導線的兩端分別觸接電路中各點時,電流表和電壓表表針偏轉情況的部份記錄如表所示,請你強調電路的故障:;
(3)排除故障后,小華繼續進行實驗,將數據記錄在表中。請你剖析數據,在圖乙中畫出阻值R的I﹣U圖像。
(4)由圖象是否可以得出推論:內阻一定時,通過導體的電壓與導體兩端的電流成反比,;理由是。
6.小紅借助圖所示裝置探究“電流與電流的關系”。
(1)請用筆劃線取代導線,按要求將實物圖聯接完整(要求:當滑片P往右聯通時變阻器接入電路的電阻變大);
(2)在聯接電路時,開關必須處于(選填“閉合”或“斷開”)狀態;
(3)實驗中,發覺電壓表示數幾乎為零,電流表示數接近電源電流,緣由可能是;
(4)排除故障后,經過多次實驗測得數據如表所示,由此可得出推論為:;
(5)依據表中數據,算一算電路中所用內阻R的電阻為Ω(結果保留一位小數)。
例2【解析】(1)滑片往右滑動時,變阻器連入電路的內阻變大,導線應接滑動變阻器左下方,如圖所示;(2)探究電壓與電流關系,要保持內阻不變,將滑片聯通到某位置,記下電流表和電壓表的示數以后,接出來的操作應當直接將滑片聯通到另外幾個位置,分別記下電流表和電壓表的示數,故選B;(3)由表可知,電流每降低0.3V,電壓就降低0.8A左右,因而,通過定值內阻的電壓與其兩端的電流時成反比的;(4)只用一只定值內阻實驗得到推論可能具有碰巧性,因而要多換幾只定值內阻在實驗,這個建議科學合理;通過多組實驗,實驗推論更具科學性、普遍性,防止了碰巧性。
【答案】(1)如圖所示(2)B(3)成反比(4)建議科學合理通過多組實驗,實驗推論更具科學性、普遍性,防止了碰巧性
5.【解析】(1)滑片往右聯通,電壓表示數變小,說明電路的內阻在減小,滑動變阻器要接左部分,所以將滑動變阻器左下邊的接線柱接入電路,和定值內阻組成一個串聯電路,如圖。(2)閉合開關,電壓表示數均為零,聯通滑片,水表的表針也都不偏轉,可以判定電路是斷路,但是電流表示數也為零,說明斷路部份在電流表并聯以外的地方。由表格現象知,導線聯接在bc兩點上,電壓表和電流表還是沒有示數,說明斷路步驟bc之間。由表格現象知,導線聯接在ac兩點上,電壓表有示數,說明電路接通,但是斷路在ac之間,電流表并聯在導線兩端,所以電流表無示數。由表格現象知,導線聯接在ab兩點上,電壓表有示數,說明電路接通,但是電流表有示數,說明電流表檢測定值內阻R兩端的電流,可以推測斷路在ab之間。綜合剖析ab之間有斷路。(3)由表格數據剖析,除第三組數據得,在內阻一定時,電壓跟電流成反比,第三組數據可以是讀數有偏差,描出電壓跟電流對應點,用線聯接上去,如圖。
【答案】(1)如圖(2)ab間斷路(3)如圖(4)是阻值R的I-U圖象是一條直線