【預覽新知識】
通過以上的實驗、探索和學習,小伙伴們已經認識到:
那么,當電流一定時,通過導體的電壓與導體的內阻是什么關系呢?
[舉手提問]
1、如何探究通過導體的電壓與內阻的關系?
2、滑動變阻器在實驗中有哪些作用?
3、實驗中應注意哪些問題?
4、高考常見題型有哪些?
【新課學習】
●設計實驗
1、研究電壓與內阻的關系,需要保持電流恒定。
我們可以取幾個固定值的內阻(實驗室常用5Ω、10Ω、15Ω),使所加內阻兩端的電流保持恒定,來分析通過它的電壓變化。
電流由電流表檢測,電壓由電壓表檢測。 設計并畫出可以檢測內阻電流和電壓的電路圖。
【實驗設備】
【實驗電路圖】
(伏安電路)
【實物圖連接】
【實驗電路器件的物理連接】
2、在電路中接上滑動變阻器,接上滑動片確定預置電流,記錄電流指示數,保持固定內阻兩端電流恒定,記錄相應的電壓。
分別用 5Ω、10Ω 和 15Ω 重復此步驟至少三次。
●實驗數據
將實驗數據記錄在下表中。
●實驗步驟
視頻:
探究電壓與內阻的關系
(調低音量點擊橫屏觀看)
●實驗反思
1、接通電路時,開關應斷開電阻的測量實驗步驟,滑動變阻器的滑塊應處于最大值。
2、調整滑動變阻器的滑塊。 本實驗預設電流為1.0V。
3、實驗至少進行3次,依次測試5Ω、10Ω、15Ω的內阻,尋求一般規律。
4、為減少實驗偏差,電壓表、電壓表應選擇合適的阻值。
5. 小貼士:
實驗中,當改變一個定值的內阻時,調節滑動變阻器的滑塊使內阻兩端的電流保持恒定是本實驗的核心知識點。
6.電壓與內阻關系圖:IR圖
●實驗推斷
當電流一定時,導體兩端的電壓與導體的內阻成正比。
【中考真題同步訓練】
1.(2020上海)(9分)
小明用圖A所示的電路來探究電壓與內阻的關系。 供電電流為3V,內阻R有4個電阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω)可供選擇。 滑動變阻器Rp的大小為“10Ω2A”。
(1)開關合閘前,應將滑動變阻器的滑動片P移至最(任選填“左”或“右”)端;
合上開關后,小明發現電壓表和電壓指示均為0,他將一根導線的一端接在電源的負極上電阻的測量實驗步驟,另一端試著去觸碰端子a、b、c、和 d 依次。 觸d時,電流表開始有顯示,為3V,電壓顯示仍為0。進一步檢查,電壓表及各接點均完好,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R的阻值是5Ω。 合上開關,調節滑塊P,使電流顯示達到一定值。 此時電壓顯示如圖B所示,指示為A。
然后將R電阻換成10Ω,將滑動變阻器滑片接在(選擇“左”或“右”)端,保持電流表讀數不變。
(3)將R電阻換成15Ω,重復上述操作。 三組數據如下表所示。 由此可得:電流一定時,電壓等于內阻。
為了提高推論的可靠性,是否可以在內阻為25Ω的情況下繼續進行上述實驗?
(選擇“可行”或“不可行”)
2.(2020成都)(13分)
小紅和小剛實驗組在探索“電流與內阻的關系”實驗時,他們選擇的實驗設備包括:電源(電流恒定在3V)、電流表、電壓表、開關、電阻箱、滑動變阻器(尺寸為“ 20Ω2A”)和幾根電線。
(1) 圖A是他們設計的實驗電路圖。 小剛根據電路圖連接了如圖B所示的實驗電路。 小紅在測試時發現有一根線接錯了。 請在錯誤的電線上打“X”,用線代替電線并正確連接(注意:電線不能交叉)。
(2)糾錯后,將滑動變阻器的阻值調到最大,將內阻盒的阻值調到5Ω,合上開關,發現電流表有指示,電壓表無指示。 造成這種現象的原因可能是(只寫出一個)。
(3) 排除故障后進行實驗,得到如下表所示的第一次實驗數據。 然后他們把內阻盒的阻值調到10Ω,閉合開關,調節滑塊,直到電流表的顯示為V。此時,電壓表顯示的數字如圖C,讀數是A。
參
測試
回答
案件
存在
向下
邊
嘗試去找
哦
!
參考答案:
1.【分析】
(1)開關閉合前,應將滑動變阻器的滑塊移至最大阻力,即最右端。
合上開關,電壓表無指示,則電路存在開路故障。 用一根導線接上電源的負極,并試著依次接觸另一端的abc和d。 如用電流表測量電源電流,可確定內阻R斷開,滑動變阻器cd斷開; 所以故障是電阻R斷開,滑動變阻器R(d)斷開;
(2)圖B中電流表采用小阻值,讀數為0.4A; 切換到大阻值后,為保持電流恒定,應將滑塊接在右邊進行分壓;
(3) 從表中數據看,內阻越大,電壓越小,電壓與電阻的乘積:
I1R1=I2R2=2V, l3R3=2V,
所以當電流一定時,電壓與內阻成正比。
使用25Ω阻值的內阻實驗時,保持定值內阻兩端電流為2V,滑動變阻器兩端電流為3V-2V=1V。 當使用定值內阻25Ω時,接在電路中的滑動變阻器阻值12.5Ω>10Ω,不可行;
(4)電壓表檢測整個電路中的電壓,與R的阻值不成反比,A錯誤;
當前指示數仍為2V,無法更改,B錯;
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:
當電流一定時,P=U2/RU為定值,故內阻R的功率與R的阻值成正比,D錯。 因此,選擇C
參考答案:
(1)右內阻R開路,滑動變阻器RP(cd間)開路
(2)0.4 右
(3)比例不可行
(4)C
2.
(1) 如圖所示
(2)內電阻箱開路(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中級化學班教師。 他在一線期末班任教42年。 旨在研究小學數學教材和高考試卷的教學方法,創建“初中數學同步”微信公眾號,幫助中學生學習中學數學知識,引導化學學習之路,培養學習興趣和思維習慣。
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典韋: