通過(guò)同一(相同)的導(dǎo)體電壓與其兩端的電流成反比;或同一導(dǎo)體兩端的電流與通過(guò)該導(dǎo)體的電壓的比值為定值;不同導(dǎo)體,電流和電壓的比值通常不同。
1.該實(shí)驗(yàn)采用的研究方式是:控制變量法。即在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,保持內(nèi)阻不變,改變電流研究電壓隨電流的變化關(guān)系;
2.電路在聯(lián)接過(guò)程中,開(kāi)關(guān)要斷掉,滑動(dòng)變阻器滑片移至電阻最大處;若在聯(lián)通滑片時(shí),發(fā)覺(jué)電流表和電壓表的示數(shù)仍然沒(méi)有任何變化,其緣由是在聯(lián)接滑動(dòng)變阻器時(shí)沒(méi)有依照一上一下的原則聯(lián)接;
3.檢測(cè)電路時(shí)發(fā)覺(jué)電流表、電流表位置互換了,電壓表幾乎無(wú)示數(shù),電流表接近電源電流;水表異常偏轉(zhuǎn)緣由:①指針?lè)聪蚱D(zhuǎn),緣由是正負(fù)接線柱接反;②正向偏轉(zhuǎn)幅渡過(guò)小,緣由是阻值選擇過(guò)大;③正向偏轉(zhuǎn)幅渡過(guò)大超過(guò)最大刻度,緣由是阻值選擇過(guò)小;
4.滑動(dòng)變阻器的作用:①保護(hù)電路;②改變阻值兩端電流;調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器不能使電流達(dá)到指定示數(shù)的緣由是滑動(dòng)變阻器的最大電阻過(guò)小;
5.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中換不同尺寸的阻值進(jìn)行多次檢測(cè)的目的是為了促使出規(guī)律更具有普遍性,防止實(shí)驗(yàn)的碰巧性;
6.此實(shí)驗(yàn)不能用燈泡取代內(nèi)阻進(jìn)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(shí)驗(yàn)過(guò)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(duì)電路的影響,每次電壓表的示數(shù)比檢測(cè)時(shí)通過(guò)待測(cè)內(nèi)阻的實(shí)際電壓偏大;
8.本實(shí)驗(yàn)的推論是“在內(nèi)阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電壓與導(dǎo)體兩端的電流成反比”。
例1如圖所示,在“探究通過(guò)導(dǎo)體的電壓與導(dǎo)體兩端的電流的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某小組選用兩節(jié)安鄉(xiāng)電瓶為電源,尺寸為“20Ω1A”的滑動(dòng)變阻器等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
(1)請(qǐng)依照?qǐng)D甲的實(shí)物圖將圖乙的電路圖補(bǔ)充完整;
(2)聯(lián)接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)當(dāng);閉合開(kāi)關(guān),發(fā)覺(jué)電流表無(wú)示數(shù),電壓表有示數(shù)但沒(méi)超出阻值,則形成故障的誘因可能是導(dǎo)體內(nèi)阻(選填“斷路”或“短路”);
(3)排除故障后,閉合開(kāi)關(guān),聯(lián)通滑動(dòng)變阻器的滑片,若電壓表的示數(shù)如圖丙所示,其讀數(shù)為;
(4)改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,測(cè)得多組對(duì)應(yīng)的電流、電流值,如下表所示,由測(cè)得數(shù)據(jù)可知,當(dāng)內(nèi)阻一定時(shí),,導(dǎo)體內(nèi)阻為Ω(結(jié)果保留一位小數(shù));
(5)上述步驟中,改變滑動(dòng)變阻器的位置,測(cè)得多組數(shù)據(jù)目的是;有人覺(jué)得這樣操作一直有不足之處,請(qǐng)強(qiáng)調(diào)來(lái);
(6)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),該小組發(fā)覺(jué):調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器未能使電流表示數(shù)為0.5V,為了解決這個(gè)問(wèn)題,可采取的方式是(寫出一種即可);
(7)若將定值內(nèi)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(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,已有器材:干電瓶、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線和電阻不同的定值內(nèi)阻若干個(gè)。
(1)請(qǐng)你用筆劃線取代導(dǎo)線,將圖中的電路聯(lián)接完整;要求滑片往右滑動(dòng)時(shí)電壓電流功率之間的關(guān)系公式,變阻器連入電路的內(nèi)阻變大;
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),閉合開(kāi)關(guān),將滑片聯(lián)通到某位置,記下電流表和電壓表的示數(shù),接出來(lái)的操作是(選填序號(hào));
A.?dāng)嗟糸_(kāi)關(guān),結(jié)束實(shí)驗(yàn),整理好器材
B.將滑片聯(lián)通到另外幾個(gè)位置,分別記下電流表和電壓表示數(shù)
C.換用另一個(gè)定值內(nèi)阻,將滑片聯(lián)通到某位置,記下電流表和電壓表的示數(shù)
(3)小明記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表,剖析可知,通過(guò)定值內(nèi)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(nèi)阻重復(fù)以上實(shí)驗(yàn);請(qǐng)對(duì)該建議的科學(xué)性進(jìn)行評(píng)估:。
1.在探究?jī)?nèi)阻一定時(shí)電壓與電流關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,小華和小明設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示,電源電流3V保持不變。
(1)閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)當(dāng)放在____(選填“a”或“b”)端;
(2)小華朋友按圖甲正確聯(lián)接電路,閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)滑片P,得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:
剖析數(shù)據(jù)可知,應(yīng)將實(shí)驗(yàn)序號(hào)____的一組數(shù)據(jù)剔除,從而得出推論:內(nèi)阻一定時(shí),;為了才能順利完成上述實(shí)驗(yàn),所用滑動(dòng)變阻器的最大電阻不大于_____Ω;
(3)小明朋友聯(lián)接的電路如圖乙所示小華朋友發(fā)覺(jué)接錯(cuò)了一根導(dǎo)線,請(qǐng)?jiān)谶@根導(dǎo)線上打“×”,并補(bǔ)畫出正確的那根導(dǎo)線。
2.在“探究電壓與電流關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小明所用電路如圖所示:
(1)請(qǐng)用筆劃線取代導(dǎo)線,將實(shí)物電路聯(lián)接完整。要求:開(kāi)關(guān)閉合前無(wú)需聯(lián)通滑片;
(2)閉合開(kāi)關(guān),電壓表有示數(shù),電流表無(wú)示數(shù),小明檢測(cè)發(fā)覺(jué)僅導(dǎo)線有故障,則故障為;
A.導(dǎo)線④斷路B.導(dǎo)線③斷路
C.導(dǎo)線②斷路D.導(dǎo)線①斷路
(3)排除故障后,閉合開(kāi)關(guān),聯(lián)通滑片,當(dāng)電流表示數(shù)為1V時(shí),讀出電壓表示數(shù)并記錄在上表中;繼續(xù)聯(lián)通滑片,分別讀出內(nèi)阻兩端電流為2V和3V時(shí)電壓表的示數(shù),并依次記錄在表格中:
(4)剖析表中數(shù)據(jù),可得出的推論是;
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束,小明整理器材時(shí)發(fā)覺(jué)定值內(nèi)阻很熱,他聯(lián)想到:處理數(shù)據(jù)時(shí),第三組數(shù)據(jù)之間的關(guān)系與前兩組數(shù)據(jù)之間的關(guān)系存在差別,他和同組小華就此展開(kāi)討論,覺(jué)得數(shù)據(jù)差別可能是因?yàn)閷?dǎo)致的。由此反省實(shí)驗(yàn)過(guò)程:實(shí)驗(yàn)時(shí)每次讀取數(shù)據(jù)后要(寫具體操作),再記錄數(shù)據(jù),減少此因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。
剖析數(shù)據(jù)可知電壓電流功率之間的關(guān)系公式,應(yīng)將實(shí)驗(yàn)序號(hào)____的一組數(shù)據(jù)剔除,從而得出推論:內(nèi)阻一定時(shí),;為了才能順利完成上述實(shí)驗(yàn),所用滑動(dòng)變阻器的最大電阻不大于_____Ω;
(3)小明朋友聯(lián)接的電路如圖乙所示小華朋友發(fā)覺(jué)接錯(cuò)了一根導(dǎo)線,請(qǐng)?jiān)谶@根導(dǎo)線上打“×”,并補(bǔ)畫出正確的那根導(dǎo)線。
3.在研究“電流與電流的關(guān)系”時(shí),小明聯(lián)接了如圖甲的電路,電源電流U=3V。
(1)閉合開(kāi)關(guān)后,小明發(fā)覺(jué)電壓表表針如圖乙,出現(xiàn)此類現(xiàn)象的緣由是;
(2)改正錯(cuò)誤操作后,小明分別將內(nèi)阻R0為5Ω、10Ω和20Ω的定值內(nèi)阻接入電路,測(cè)得內(nèi)阻R0的電流U0和電壓I0數(shù)據(jù),如表1所示。小明想進(jìn)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(guān)系”,按照數(shù)據(jù)估算出部份電流變化量大小ΔU0和相應(yīng)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(fā)覺(jué),滑動(dòng)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(nèi)阻R0的電阻,請(qǐng)結(jié)合上表數(shù)據(jù)和所學(xué)熱學(xué)知識(shí)解釋此規(guī)律。
4.探究電壓與電流的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,小明設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。
(1)請(qǐng)你幫助她們用筆劃線取代導(dǎo)線將圖乙實(shí)物圖聯(lián)接完整;
(2)小明首先把5Ω的內(nèi)阻接入電路,閉合開(kāi)關(guān)后,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片緩緩向_____(選填“左”或“右”)端聯(lián)通,直至電流表示數(shù)恰為1V,電壓表示數(shù)如圖所示。此時(shí)電壓的大小為A;
(3)小明不斷調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,多次改變阻值兩端的電流并記錄對(duì)應(yīng)的電壓值如表,由此可以歸納出推論是;
(4)小明接著檢測(cè)額定電流為2.5V的小燈泡的額定功率,把5Ω的內(nèi)阻換成了額定電流為2.5V的小燈泡,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電流表的示數(shù)為,讀出電壓表的示數(shù),按照公式求出額定功率。并且在實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)覺(jué)電流表表針向左偏轉(zhuǎn),這可能是。
5.為了探究電壓與電流的關(guān)系,小華聯(lián)接了如圖甲的電路。
(1)請(qǐng)用筆劃線取代導(dǎo)線將電路聯(lián)接完整,要求滑片往右聯(lián)通時(shí),使電壓表的示數(shù)變小;
(2)小華連好電路后,經(jīng)檢測(cè)電路聯(lián)接無(wú)誤。閉合開(kāi)關(guān),發(fā)覺(jué)電流表和電壓表示數(shù)均為零,聯(lián)通滑片,水表的表針也都不偏轉(zhuǎn),她嘗試用一根導(dǎo)線的兩端分別觸接電路中各點(diǎn)時(shí),電流表和電壓表表針偏轉(zhuǎn)情況的部份記錄如表所示,請(qǐng)你強(qiáng)調(diào)電路的故障:;
(3)排除故障后,小華繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將數(shù)據(jù)記錄在表中。請(qǐng)你剖析數(shù)據(jù),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(nèi)阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電壓與導(dǎo)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(guān)系”。
(1)請(qǐng)用筆劃線取代導(dǎo)線,按要求將實(shí)物圖聯(lián)接完整(要求:當(dāng)滑片P往右聯(lián)通時(shí)變阻器接入電路的電阻變大);
(2)在聯(lián)接電路時(shí),開(kāi)關(guān)必須處于(選填“閉合”或“斷開(kāi)”)狀態(tài);
(3)實(shí)驗(yàn)中,發(fā)覺(jué)電壓表示數(shù)幾乎為零,電流表示數(shù)接近電源電流,緣由可能是;
(4)排除故障后,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)如表所示,由此可得出推論為:;
(5)依據(jù)表中數(shù)據(jù),算一算電路中所用內(nèi)阻R的電阻為Ω(結(jié)果保留一位小數(shù))。
例2【解析】(1)滑片往右滑動(dòng)時(shí),變阻器連入電路的內(nèi)阻變大,導(dǎo)線應(yīng)接滑動(dòng)變阻器左下方,如圖所示;(2)探究電壓與電流關(guān)系,要保持內(nèi)阻不變,將滑片聯(lián)通到某位置,記下電流表和電壓表的示數(shù)以后,接出來(lái)的操作應(yīng)當(dāng)直接將滑片聯(lián)通到另外幾個(gè)位置,分別記下電流表和電壓表的示數(shù),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(guò)定值內(nèi)阻的電壓與其兩端的電流時(shí)成反比的;(4)只用一只定值內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)得到推論可能具有碰巧性,因而要多換幾只定值內(nèi)阻在實(shí)驗(yàn),這個(gè)建議科學(xué)合理;通過(guò)多組實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)推論更具科學(xué)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(xué)合理通過(guò)多組實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)推論更具科學(xué)性、普遍性,防止了碰巧性
5.【解析】(1)滑片往右聯(lián)通,電壓表示數(shù)變小,說(shuō)明電路的內(nèi)阻在減小,滑動(dòng)變阻器要接左部分,所以將滑動(dòng)變阻器左下邊的接線柱接入電路,和定值內(nèi)阻組成一個(gè)串聯(lián)電路,如圖。(2)閉合開(kāi)關(guān),電壓表示數(shù)均為零,聯(lián)通滑片,水表的表針也都不偏轉(zhuǎn),可以判定電路是斷路,但是電流表示數(shù)也為零,說(shuō)明斷路部份在電流表并聯(lián)以外的地方。由表格現(xiàn)象知,導(dǎo)線聯(lián)接在bc兩點(diǎn)上,電壓表和電流表還是沒(méi)有示數(shù),說(shuō)明斷路步驟bc之間。由表格現(xiàn)象知,導(dǎo)線聯(lián)接在ac兩點(diǎn)上,電壓表有示數(shù),說(shuō)明電路接通,但是斷路在ac之間,電流表并聯(lián)在導(dǎo)線兩端,所以電流表無(wú)示數(shù)。由表格現(xiàn)象知,導(dǎo)線聯(lián)接在ab兩點(diǎn)上,電壓表有示數(shù),說(shuō)明電路接通,但是電流表有示數(shù),說(shuō)明電流表檢測(cè)定值內(nèi)阻R兩端的電流,可以推測(cè)斷路在ab之間。綜合剖析ab之間有斷路。(3)由表格數(shù)據(jù)剖析,除第三組數(shù)據(jù)得,在內(nèi)阻一定時(shí),電壓跟電流成反比,第三組數(shù)據(jù)可以是讀數(shù)有偏差,描出電壓跟電流對(duì)應(yīng)點(diǎn),用線聯(lián)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