【預(yù)覽新知識(shí)】
通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)、探索和學(xué)習(xí),小伙伴們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到:
當(dāng)內(nèi)阻一定時(shí),導(dǎo)體兩端的電壓與電流成反比。
那么,當(dāng)電流一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電壓與導(dǎo)體的內(nèi)阻是什么關(guān)系呢?
[舉手提問(wèn)]
1、如何探究通過(guò)導(dǎo)體的電壓與內(nèi)阻的關(guān)系?
2、滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中有哪些作用?
3、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意哪些問(wèn)題?
4、高考常見(jiàn)題型有哪些?
【新課學(xué)習(xí)】
●設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
1、研究電壓與內(nèi)阻的關(guān)系,需要保持電流恒定。
我們可以取幾個(gè)固定值的內(nèi)阻(實(shí)驗(yàn)室常用5Ω、10Ω、15Ω),使所加內(nèi)阻兩端的電流保持恒定,來(lái)分析通過(guò)它的電壓變化。
電流由電流表檢測(cè),電壓由電壓表檢測(cè)。 設(shè)計(jì)并畫出可以檢測(cè)內(nèi)阻電流和電壓的電路圖。
【實(shí)驗(yàn)設(shè)備】
【實(shí)驗(yàn)電路圖】
(伏安電路)
【實(shí)物圖連接】
【實(shí)驗(yàn)電路器件的物理連接】
2、在電路中接上滑動(dòng)變阻器,接上滑動(dòng)片確定預(yù)置電流,記錄電流指示數(shù),保持固定內(nèi)阻兩端電流恒定,記錄相應(yīng)的電壓。
分別用 5Ω、10Ω 和 15Ω 重復(fù)此步驟至少三次。
●實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中。
●實(shí)驗(yàn)步驟
視頻:
探究電壓與內(nèi)阻的關(guān)系
(調(diào)低音量點(diǎn)擊橫屏觀看)
●實(shí)驗(yàn)反思
1、接通電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)步驟,滑動(dòng)變阻器的滑塊應(yīng)處于最大值。
2、調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑塊。 本實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)電流為1.0V。
3、實(shí)驗(yàn)至少進(jìn)行3次,依次測(cè)試5Ω、10Ω、15Ω的內(nèi)阻,尋求一般規(guī)律。
4、為減少實(shí)驗(yàn)偏差,電壓表、電壓表應(yīng)選擇合適的阻值。
5. 小貼士:
實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)改變一個(gè)定值的內(nèi)阻時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑塊使內(nèi)阻兩端的電流保持恒定是本實(shí)驗(yàn)的核心知識(shí)點(diǎn)。
6.電壓與內(nèi)阻關(guān)系圖:IR圖
●實(shí)驗(yàn)推斷
當(dāng)電流一定時(shí),導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體的內(nèi)阻成正比。
【中考真題同步訓(xùn)練】
1.(2020上海)(9分)
小明用圖A所示的電路來(lái)探究電壓與內(nèi)阻的關(guān)系。 供電電流為3V,內(nèi)阻R有4個(gè)電阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω)可供選擇。 滑動(dòng)變阻器Rp的大小為“10Ω2A”。
(1)開(kāi)關(guān)合閘前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P移至最(任選填“左”或“右”)端;
合上開(kāi)關(guān)后,小明發(fā)現(xiàn)電壓表和電壓指示均為0,他將一根導(dǎo)線的一端接在電源的負(fù)極上電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)步驟,另一端試著去觸碰端子a、b、c、和 d 依次。 觸d時(shí),電流表開(kāi)始有顯示,為3V,電壓顯示仍為0。進(jìn)一步檢查,電壓表及各接點(diǎn)均完好,故可判定為所有故障在電路中。
(2) 排除故障,更換同尺寸的故障器件。 此時(shí)R的阻值是5Ω。 合上開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑塊P,使電流顯示達(dá)到一定值。 此時(shí)電壓顯示如圖B所示,指示為A。
然后將R電阻換成10Ω,將滑動(dòng)變阻器滑片接在(選擇“左”或“右”)端,保持電流表讀數(shù)不變。
(3)將R電阻換成15Ω,重復(fù)上述操作。 三組數(shù)據(jù)如下表所示。 由此可得:電流一定時(shí),電壓等于內(nèi)阻。
為了提高推論的可靠性,是否可以在內(nèi)阻為25Ω的情況下繼續(xù)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)?
(選擇“可行”或“不可行”)
2.(2020成都)(13分)
小紅和小剛實(shí)驗(yàn)組在探索“電流與內(nèi)阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),他們選擇的實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括:電源(電流恒定在3V)、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、電阻箱、滑動(dòng)變阻器(尺寸為“ 20Ω2A”)和幾根電線。
(1) 圖A是他們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖。 小剛根據(jù)電路圖連接了如圖B所示的實(shí)驗(yàn)電路。 小紅在測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)有一根線接錯(cuò)了。 請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的電線上打“X”,用線代替電線并正確連接(注意:電線不能交叉)。
(2)糾錯(cuò)后,將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大,將內(nèi)阻盒的阻值調(diào)到5Ω,合上開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有指示,電壓表無(wú)指示。 造成這種現(xiàn)象的原因可能是(只寫出一個(gè))。
(3) 排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到如下表所示的第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 然后他們把內(nèi)阻盒的阻值調(diào)到10Ω,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑塊,直到電流表的顯示為V。此時(shí),電壓表顯示的數(shù)字如圖C,讀數(shù)是A。
參
測(cè)試
回答
案件
存在
向下
邊
嘗試去找
哦
!
參考答案:
1.【分析】
(1)開(kāi)關(guān)閉合前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑塊移至最大阻力,即最右端。
合上開(kāi)關(guān),電壓表無(wú)指示,則電路存在開(kāi)路故障。 用一根導(dǎo)線接上電源的負(fù)極,并試著依次接觸另一端的abc和d。 如用電流表測(cè)量電源電流,可確定內(nèi)阻R斷開(kāi),滑動(dòng)變阻器cd斷開(kāi); 所以故障是電阻R斷開(kāi),滑動(dòng)變阻器R(d)斷開(kāi);
(2)圖B中電流表采用小阻值,讀數(shù)為0.4A; 切換到大阻值后,為保持電流恒定,應(yīng)將滑塊接在右邊進(jìn)行分壓;
(3) 從表中數(shù)據(jù)看,內(nèi)阻越大,電壓越小,電壓與電阻的乘積:
I1R1=I2R2=2V, l3R3=2V,
所以當(dāng)電流一定時(shí),電壓與內(nèi)阻成正比。
使用25Ω阻值的內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)時(shí),保持定值內(nèi)阻兩端電流為2V,滑動(dòng)變阻器兩端電流為3V-2V=1V。 當(dāng)使用定值內(nèi)阻25Ω時(shí),接在電路中的滑動(dòng)變阻器阻值12.5Ω>10Ω,不可行;
(4)電壓表檢測(cè)整個(gè)電路中的電壓,與R的阻值不成反比,A錯(cuò)誤;
當(dāng)前指示數(shù)仍為2V,無(wú)法更改,B錯(cuò);
接在電路中的變阻器阻值等于R阻值的一半,成反比,C正確:
當(dāng)電流一定時(shí),P=U2/RU為定值,故內(nèi)阻R的功率與R的阻值成正比,D錯(cuò)。 因此,選擇C
參考答案:
(1)右內(nèi)阻R開(kāi)路,滑動(dòng)變阻器RP(cd間)開(kāi)路
(2)0.4 右
(3)比例不可行
(4)C
2.
(1) 如圖所示
(2)內(nèi)電阻箱開(kāi)路(或電壓表漏電
(3) 20.20 (4) 20 (5) 與 (6) 40 成比例
【寫在上面】
作者系浙江省杭州市承德區(qū)中級(jí)化學(xué)班教師。 他在一線期末班任教42年。 旨在研究小學(xué)數(shù)學(xué)教材和高考試卷的教學(xué)方法,創(chuàng)建“初中數(shù)學(xué)同步”微信公眾號(hào),幫助中學(xué)生學(xué)習(xí)中學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí),引導(dǎo)化學(xué)學(xué)習(xí)之路,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和思維習(xí)慣。
如果在學(xué)習(xí)中遇到問(wèn)題,可以在公眾平臺(tái)留言交流或者通過(guò)視頻號(hào)學(xué)習(xí)。
典韋: