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1、
第1節(jié) 電流與電壓和電阻的關(guān)系
方式 【問(wèn)題導(dǎo)入】
演示:請(qǐng)學(xué)生觀察一個(gè)由電源、小燈泡、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)組成的最基本的電路,閉合開(kāi)關(guān),小燈泡發(fā)光。
讓學(xué)生思考:有哪些辦法能使小燈泡變暗?
學(xué)生討論后歸納方法:
(1)可以減小電源電壓;(2)可以在電路中串聯(lián)滑動(dòng)變阻器;(3)可以在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻。
演示:教師按學(xué)生的方法演示。
導(dǎo)入語(yǔ):通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為電路中的電流可能與哪些因素有關(guān),又有怎樣的關(guān)系?接下來(lái)讓我們一起來(lái)探究這些問(wèn)題。
增加對(duì)比實(shí)驗(yàn)——用學(xué)生電源探究電流與電壓和電阻的關(guān)系
在學(xué)生經(jīng)歷了教材中探究電流與電壓、電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)后
2、,教師可以及時(shí)展示學(xué)生電源,讓學(xué)生用學(xué)生電源(可以改變輸出電壓)和若干定值電阻,探究電流與電壓和電阻的關(guān)系。
[實(shí)驗(yàn)一] (1)在電阻一定,探究電流和電壓的關(guān)系時(shí),將學(xué)生電源、開(kāi)關(guān)、電流表、定值電阻(10 Ω)串聯(lián),把電源電壓直接加到電阻的兩端,調(diào)節(jié)電源的電壓,使電壓成倍增加,如分別調(diào)到1 V、2 V、3 V,同時(shí)讀出相應(yīng)的電流值。
對(duì)于該實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以從簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中得到:當(dāng)電阻不變時(shí),電路兩端的電壓增加幾倍,電路中的電流也增加幾倍。由數(shù)學(xué)知識(shí),學(xué)生很容易得出結(jié)論一:當(dāng)電阻一定時(shí),電路中的電流與電壓成正比。
[實(shí)驗(yàn)二] (2)在電壓一定,探究電流與電阻的關(guān)系時(shí),電源電壓保持3 V不變
3、,改變接入電路中的電阻,如依次接入5 Ω、10 Ω、15 Ω的電阻。
通過(guò)觀察和記錄電流表相應(yīng)的示數(shù),分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:電路的電阻增大為原來(lái)的幾倍,電路中的電流減小為原來(lái)的幾分之一。由數(shù)學(xué)知識(shí),學(xué)生即可得出結(jié)論二:當(dāng)電壓一定時(shí),電路中的電流與電阻成反比。
[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯增加該組實(shí)驗(yàn)的目的:
(1)讓學(xué)生對(duì)電流與電壓、電阻的關(guān)系有更明確的認(rèn)識(shí),增強(qiáng)了結(jié)論的普遍性、可信度。
(2)有意培養(yǎng)學(xué)生在外部條件變化時(shí)如何靈活、機(jī)智地應(yīng)對(duì)這種變化的能力。
(3)通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn),學(xué)生會(huì)對(duì)滑動(dòng)變阻器的作用和實(shí)驗(yàn)條件的控制理解得更加深刻。
[注意事項(xiàng)] 實(shí)驗(yàn)過(guò)程要注意定值電阻兩端允許加的最大電壓和允許
4、通過(guò)的最大電流,不要燒壞定值電阻!
[考點(diǎn)小說(shuō)] “探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)是歐姆定律的理論基礎(chǔ),是歐姆進(jìn)行的大量實(shí)驗(yàn)探究的縮影,一直是物理電學(xué)部分實(shí)驗(yàn)探究的重點(diǎn)。對(duì)于該考點(diǎn)常常將電路連接、作圖糾錯(cuò)、電路故障分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的歸納概括、誤差原因分析等綜合在一起考查。主要以實(shí)驗(yàn)探究題形式出現(xiàn)。
例1 [福州中考] 小明在“探究電流大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)________。請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn),根據(jù)如圖17-1-1甲所示的電路將圖乙中的實(shí)物電路連接完整。
圖17-1-1
(2)閉合開(kāi)關(guān)前,圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片P
5、應(yīng)位于________(選填“A”或“B”)端,可以起到________的作用。
(3)閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),電壓表有示數(shù),故障的原因可能是:①____________;②____________。(寫(xiě)出兩種)
(4)排除故障后,小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如表一所示的數(shù)據(jù),其中第1次實(shí)驗(yàn)的電流表示數(shù)如圖丙所示,為_(kāi)_______A;根據(jù)表一的數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是:______________。
(5)小明繼續(xù)探究電流與電阻的關(guān)系,他將10 Ω的電阻先后更換為5 Ω和15 Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到的數(shù)據(jù)如表二所示。通過(guò)分析表二的數(shù)據(jù),可知小明在操作過(guò)程中存在的錯(cuò)誤是:_____________
6、_____________。
表一
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
1
2
3
電阻R/Ω
10
電壓U/V
1.0
1.5
2.0
電流I/A
0.15
0.20
表二
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
3
4
5
電阻R/Ω
10
5
15
電壓U/V
2.0
1.5
2.3
電流I/A
0.20
0.30
0.15
圖17-1-2
[答案] (1)斷開(kāi) 如圖17-1-2所示
(2)B 保護(hù)電路
(3)①電阻R開(kāi)路?、陔娏鞅矶搪?
(4)0.10 在電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比
7、(5)沒(méi)有移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電阻兩端電壓保持不變
例2 [白銀中考] 李明和小亮利用如圖17-1-3甲所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”。已知電源電壓為6 V且保持不變,實(shí)驗(yàn)用到的電阻R的阻值分別為10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω。
圖17-1-3
(1)李明根據(jù)圖甲所示的電路,將圖乙中的實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路,小亮在檢查時(shí)認(rèn)為,從實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩?lái)看,實(shí)驗(yàn)電路中有一根導(dǎo)線(xiàn)連接錯(cuò)了,建議李明改接。
①請(qǐng)?jiān)诮渝e(cuò)的那根導(dǎo)線(xiàn)上打“×”。
②用筆畫(huà)線(xiàn)表示導(dǎo)線(xiàn),另畫(huà)一根導(dǎo)線(xiàn),使電路連接正確。
③如果不改接這根導(dǎo)線(xiàn),對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響是:____________________。(具
8、體說(shuō)明是什么影響)
(2)李明將電路改接正確后,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到某位置,保持電壓表的示數(shù)為2.5 V,電流表的指針位置如圖丙所示,則電流表的讀數(shù)是________A。記錄數(shù)據(jù)后,李明將10 Ω的電阻更換為15 Ω的電阻(換接過(guò)程操作正確),此時(shí)電壓表示數(shù)為3 V,接下來(lái)李明的操作應(yīng)該是:____________________________。
[答案] (1)如圖17-1-4所示 由于電壓表測(cè)量的是電源電壓,所以電壓表的示數(shù)不變 (2)0.25 將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng),使電壓表示數(shù)保持2.5 V不變
圖17-1-4
1. 電流、電壓、電阻三兄弟相聚,少
9、不了一番熱鬧,關(guān)于電流跟電壓和電阻的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是( )
A.電阻越大,電流越小;電壓越大,電流越大
B.在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流越大,導(dǎo)體的電阻越小
C.在電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流越大,導(dǎo)體兩端的電壓越大
D.在電壓一定的情況下,導(dǎo)體電阻越小,電流就越大
2. 利用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流跟電壓的關(guān)系”時(shí):
甲
乙
(1)需要 個(gè)定值電阻。
(2)滑動(dòng)變阻器的作用是 .
(3)利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的I- U關(guān)系圖線(xiàn),與圖乙中的
10、最接近.
3. 如圖所示是李華使用兩節(jié)新干電池作電源連接的“電流跟電壓、電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的電路圖,閉合開(kāi)關(guān)S,電流表、電壓表可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是( ?。?
A.電流表和電壓表讀數(shù)均為零
B.電流表和電壓表指針迅速發(fā)生最大偏轉(zhuǎn),電表?yè)p壞
C.電流表示數(shù)為零,電壓表示數(shù)為3 V
D.電流表示數(shù)為0.4 A,電壓表示數(shù)為3 V
4. 小華用如圖所示的電路探究電流與電阻的關(guān)系.已知電源電壓為6 V,滑動(dòng)變阻器R2的最大電阻為20 Ω,電阻R1為10 Ω.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到某一位置時(shí),讀出電阻R1兩端電壓為4 V,并讀出了電流表此時(shí)的示數(shù).緊接著小華想更換與電壓表并聯(lián)的電阻再做兩次實(shí)
11、驗(yàn),可供選擇的電阻有15 Ω、30 Ω、45 Ω和60 Ω各一個(gè),為了保證實(shí)驗(yàn)成功,小華應(yīng)選擇的電阻是
________Ω和________Ω.
5.【科技前沿】教你如何檢驗(yàn)礦泉水
現(xiàn)在市場(chǎng)上一些不法商販常用純凈水冒充價(jià)格較高的礦泉水對(duì)外出售,礦泉水中含有人體所需的多種礦物質(zhì),導(dǎo)電能力較強(qiáng);純凈水是用自來(lái)水經(jīng)過(guò)多層過(guò)濾后得到的飲用水,礦物質(zhì)較少,導(dǎo)電能力較差.小明根據(jù)這兩種水導(dǎo)電能力不同這一特點(diǎn),設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,驗(yàn)證他家購(gòu)買(mǎi)的水是不是礦泉水.(P、Q是相同的兩根細(xì)長(zhǎng)玻璃管.P內(nèi)裝滿(mǎn)已知礦泉水,Q內(nèi)裝滿(mǎn)待測(cè)的“礦泉水”).
【拓寬延伸】
根據(jù)小明的這一裝置,請(qǐng)你回答小明是怎樣驗(yàn)證
12、出是純凈水還是礦泉水的?
第十七章 歐姆定律
17.1電流與電壓和電阻的關(guān)系
1.D
解析:在電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比;在電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比.注意是電流隨電壓的增大而增大,故C不正確,故選D.
2.(1)1 (2)調(diào)節(jié)定值電阻兩端的電壓 (3)B
3.C
解析:(1)電流表的內(nèi)阻很小,相當(dāng)于導(dǎo)線(xiàn),電流表與電阻R并聯(lián)后,將電阻R短路,開(kāi)關(guān)閉合后,等效電路如圖所示:
(2)電壓表內(nèi)阻很大,相當(dāng)于開(kāi)路,因此此時(shí)電路中電流很小,電流表示數(shù)為0,不會(huì)損壞電流表;電壓表通過(guò)電流表、滑動(dòng)變阻器與電源的兩極相連,此
13、時(shí)電壓表測(cè)量的是電源兩端的電壓,其示數(shù)等于電源電壓.故選C.
4. 15 30
解析:在探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中,因?yàn)橥ㄟ^(guò)導(dǎo)體的電流大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻兩個(gè)因素有關(guān),所以實(shí)驗(yàn)中更換電阻后要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電阻兩端的電壓保持不變?nèi)詾? V,因?yàn)殡娫措妷簽? V,所以滑動(dòng)變阻器兩端的電壓只能是2 V,即:U1:U2=
4 V:2 V=2:1,因?yàn)閮呻娮璐?lián),所以R1:R2=U1:U2=2:1,因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器R2的最大電阻為20 Ω,所以R1應(yīng)小于40 Ω,只能選15 Ω或30 Ω兩個(gè)電阻.
【科技前沿】單刀雙擲開(kāi)關(guān)S從1撥到2時(shí),若Q內(nèi)是純凈水,電阻較大,電路的總電阻變大,電流變小,電壓表示數(shù)變小;若Q內(nèi)是礦泉水,電路的總電阻不變,電流不變,電壓表示數(shù)不變.
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